Hydrocracking merupakan proses mengubah umpan berupa minyak berat menjadi produk-produk minyak yang lebih ringan dengan kehadiran hydrogen dengan bantuan katalis dan menggunakan tekanan rendah.

Catalyst pada hydrocracking yang digunakan berbasis silica alumina dengan kombinasi nikel, molybdenum, tungsten.

Feed hydrocracking yang umum adalah heavy atmospheric gas oil, heavy vacuum gas oil, catalytically gas oil, atau thermally cracked gas oil.

Feedstock hydrocracking  diubah menjadi produk-produk dengan berat molekul yang lebih ringan dan biasanya dengan memaksimalkan produk naphtha atau distillates (kerosene atau diesel).

Product hydrocraking antara lain  LPG, Naphtha, Kerosine, Gasoil.

Katalis yang digunakan dalam proses hydrocracking biasanya adalah mono-functional catalyst.

Acid function pada katalis hydrocracking digunakan untuk sulfur removal, nitrogen removal, olefin saturation, dan aromatic saturation.

Metal function pada katalis  digunakan untuk proses hydrocracking.

Berkaitan dengan katalis hydrocracking, dikenal istilah supports dan promoters. Supports – menyediakan metal function.

Berkaitan dengan katalis hydrocracking, dikenal istilah supports dan promoters. Promoters – menyediakan acid function.

Contoh Supports yang menyediakan acid function adalah Amorphous dan Zeolite.

Contoh Promoters yang menyediakan acid function adalah Grup VI A (Mo/Molybdenum, W/Tungsten)  dan  Grup VIII A (Co/Cobalt, Ni/Nikel, Pd/Palladium, Pt/Platinum).

Reaksi utama yang terjadi pada reaksi hydrocracking adalah isomerisasi.

Reaksi lain yang terjadi pada reaksi hydrocracking adalah reaksi cracking paraffine.

Bersamaan dengan proses hydrocracking senyawa olefin tidak dijenuhkan.

Penghilangan sulfur dilakukan dengan cara mengubah senyawa sulfur organic menjadi ammonia dan hydrocarbon.

Penghilangan nitrogen dilakukan dengan cara mengubah senyawa nitrogen organic menjadi hydrogen sulfide dan hydrocarbon.

Penghilangan oksigen dilakukan dengan cara mengubah senyawa oksigen organic menjadi ammonia dan hydrocarbon.

Penghilangan halida dilakukan dengan cara mengubah senyawa halide menjadi hydrogen sulfide dan hydrocarbon.

Tujuan penjenuhan olefin adalah untuk peningkatan stabilitas produk saat penyimpanan (warna dan sediment).

Penjenuhan olefin dilakukan dengan cara menghydrogenasi senyawa parafin menjadi olefin.

Tujuan penjenuhan olefin adalah untuk peningkatan stabilitas produk saat penyimpanan (warna dan sediment).

Alasan penghilangan metal karena merupakan racun katalis yang permanen.

Reaksi hydrodesulfulisasi yang umum terjadi di hydrocracker antara lain pada sulfida yakni reaksi berikut :

Reaksi hydrodesulfulisasi yang umum terjadi di hydrocracker antara lain pada merkaptan yakni reaksi berikut :

Reaksi penghilangan nitrogen yang umum terjadi di hydrocracker antara lain pada quinoline yakni reaksi berikut :

Reaksi penghilangan nitrogen yang umum terjadi di hydrocracker antara lain pada pyridine yakni reaksi berikut :

Reaksi penjenuhan olefin yang umum terjadi di hydrocracker antara lain pada olefin siklik yakni reaksi berikut : 

Reaksi penjenuhan olefin yang umum terjadi di hydrocracker antara lain pada olefin linier yakni reaksi berikut :  

Reaksi penjenuhan aromatic yang umum terjadi di hydrocracker adalah seperti reaksi sebagai berikut :

Reaksi penghilangan oksigen yang umum terjadi di hydrocracker adalah seperti reaksi sebagai berikut :

Semua reaksi pada hydrocracking bersifat eksotermis sehingga temperatur akan naik saat feed melewati unggun katalis (catalyst bed).

Urutan kemudahan reaksi yang terjadi di hydrocracking adalah sebagai berikut (mulai dari yang paling susah hingga yang paling mudah) : 1. Penghilangan logam 2. Penjenuhan olefin 3. Penghilangan sulfur 4. Penghilangan nitrogen 5. Penghilangan oksigen 6. Penjenuhan cincin (heteroaromatic → multiring aromatic → monoaromatic) 7. Cracking naphthene (multiring naphthene → mono naphthene) 8. Cracking paraffin.

Aktifasi katalis dapat disebabkan oleh faktor umur katalis dan akumulasi senyawa ammonia pada katalis reaksi hydrotreating.

Umur katalis hydrocracker diukur berdasarkan kemampuan setiap satuan berat katalis hydrocracker untuk mengolah feed.

Akumulasi senyawa nitrogen pada katalis Reaksi hydrotreating yang terjadi di dalam reaktor hydrocracker akan mengubah senyawa nitrogen organic yang ada dalam umpan menjadi ammonia.

Coke dapat dapat terjadi karena hal sebagai berikut  yakni Jumlah recycle gas yang berlebih dan Hhdrogen partial pressure yang tinggi.

Pada proses penghilangan logam dari umpan, senyawa logam organic terdekomposisi dan menempel pada permukaan katalis.

Keracunan katalis oleh logam bersifat sementara dan dapat hilang dengan cara regenerasi.

Air dapat dicegah masuk ke dalam reaktor dengan memasang filter 25 micron.

Regenerasi katalis yaitu proses penghilangan karbon, nitrogen, dan sulfur dari permukaan katalis dengan cara pendinginan.

Regenerasi katalis dapat dilakukan secara ex-situ (dilakukan di dalam hydrocracking plant).

Pada pemilihan skema proses hydrocracking, jika kapasitas besar maka sebaiknya dipilih single stage.

Pada pemilihan skema proses hydrocracking, jika kapasitas kecil maka sebaiknya dipilih single stage.

Skema alir proses hydrocracking berikut merupakan single stage.

Skema alir proses hydrocracking berikut merupakan once through.

Skema alir proses hydrocracking berikut merupakan two stage.

Skema alir proses hydrocracking berikut merupakan separate hydrotreat.

Kualitas feed hydrocracker tidak akan mempengaruhi : Temperatur, Jumlah hydrogen yang dikonsumsi, Umur katalis dan Kualitas produk.

Hal penting yang berkaitan dengan kualitas feed hydrocracker adalah viscosity, density, dew point.

LHSV didefinisikan sebagai (volume katalis, m3) / (fresh feed, m3/jam).

Kenaikan feed rate dengan volume katalis yang tetap akan menaikkan nilai LHSV.

Penurunan temperatur catalyst akan menyebabkan peningkatan kecepatan pembentukan coke pada permukaan katalis sehingga akan mengurangi umur katalis.

Hydrogen Partial Pressure didefinisikan sabagai (fresh feed + recycle feed)/(fresh feed).

Bottom fraksionator yang tidak terkonversi dikembalikan ke reaktor dengan tujuan untuk menurunkan panas yang dilepaskan oleh reaksi.

Selain digunakan untuk reaksi, hydrogen juga berfungsi untuk menjaga tingkat kecepatan pembentukan coke pada permukaan katalis.

Hydrogen partial pressure yang tinggi akan meningkatkan kecepatan deaktivasi katalis.

Hydrogen partial pressure dikendalikan dengan cara menjaga tekanan reaktor dan purity hydrogen dalam recycle gas.

Purity hydrogen dapat ditingkatkan dengan cara  menurunkan kandungan hydrogen dari make up compressor.

Penurunan laju alir recycle gas akan meningkatkan rasio H2/HC.

Variabel yang dikendalikan untuk menjaga kualitas make up hidrogen adalah laju recycle gas, hydrogen purity dalam recycle gas, dan laju umpan.

Kenaikan temperatur akan menaikkan konversi yang kemudian akan menyebabkan penurunan laju deaktivasi katalis.

Kenaikan temperature yang mendadak dan sangat tinggi disebut dengan istilah temperature runaway.

Troubleshooting pada permasalahan feed filter yang disebabkan oleh umpan dari tangki mempunyai viskositas yang lebih tinggi sehingga pressure drop filter meningkat yakni kurangi umpan dari tangka lain dan lakukan cleaning tangka yang bermasalah.

Konsumsi hidrogen merupakan kebutuhan proses hidrogenasi dan hydrotreating pada proses hydrocracking.

Perhitungan konsumsi hidrogen dilakukan melalui pendekatan konsumsi kimia, yaitu make up hidrogen dikali kemurnian hidrogen ditambah hidrogen losses dan hidrogen sisa reaksi dibagi kemurnian masing-masing, kemudian hasil perhitungan dibagi dengan intake fresh feed.

Tingkat konversi merupakan banyaknya reaktan atau umpan yang dikonversi menjadi produk yang lebih berat melalui proses hydrocracking.

H₂/HC Ratio merupakan variabel proses yang berhubungan dengan jumlah minimal hidrogen yang harus diinjeksikan ke dalam fresh feed agar proses hydrocracking dapat berlangsung dengan baik dengan menghindari terbentuknya coke.

Nilai H₂/HC Ratio yang kurang dari kondisi desain dapat mengakibatkan meningkatnya potensi terbentuknya coke dan berdampak pada terjadinya deaktivasi katalis.

Combined Feed Ratio  merupakan variabel proses yang digunakan untuk membagi beban operasi (severity) pada setiap reaktor.

Nilai CFR yang rendah mengindikasikan bahwa proses konversi yang terjadi di reaktor fresh feed tidak 100%, sehingga menghasilkan uncoverted product yang cukup banyak untuk diproses kembali di reaktor recycle feed sebagai recycle feed.

CPP merupakan variabel proses yang digunakan untuk mengetahui beban operasi tiap pass reaktor.

Nilai CPP yang tinggi merupakan indikasi bahwa konversi yang terjadi pada tiap pass reaktor tinggi.

Semakin tinggi CPP maka uncoverted product yang dihasilkan tinggi. 

Tekanan parsial hidrogen merupakan variabel proses yang digunakan sebagai kontrol tekanan reaktor yang dipantau melalui vessel HPS (High Pressure Separator).

Tekanan parsial hidrogen yang rendah mengindikasikan bahwa konsumsi hidrogen untuk reaksi penjenuhan pada reaktor cukup rendah.

LHSV digunakan untuk mengetahui seberapa besar beban setiap m3 katalis dalam membantu reaksi hydrocracking pada umpan fresh feed di dalam reaktor.

WABT merupakan nilai rata-rata temperatur bed reaktor berdasarkan perbandingan jumlah berat katalis yang terkoversi tiap thermocouple yang terpasang secara axial di dalam reaktor.

WABT dapat digunakan sebagai acuan untuk mengetahui tingkat reaksi yang tejadi pada tiap bed.

Jenis umpan tidak berpengaruh terhadap besar kecilnya kebutuhan proses hydrocracking.

Jenis umpan naftenik lebih sedikit membutuhkan hidrogen daripada jenis parafinik dalam proses hidrogenasi.

Data tersaji di table berikut , Berapa konsumsi hydrogen (Nm3/m3) ?

Data tersaji di table berikut, Berapa Ratio H2/ HC ?

Data tersaji di table berikut , Berapa CFR ?

Data tersaji di table berikut , Berapa CPP (1/hari) ?

Data tersaji di table berikut , Berapa Tekanan Parsial Hidrogen  (kg/cm2g) ?

Data tersaji di table berikut , Berapa LHSV (1/ hari) ?