mirip yang ditunjukkan Gambar 1, kilang minyak modern artinya proses yg rumit dan banyak jenis katalis heterogen diharapkan serta memainkan peran penting, seperti katalis FCC, katalis perengkahan air dan katalis perlakuan hidro. Komposit serta sifat asal tiga katalis tercantum dalam Tabel 1. Katalis FCC dipergunakan buat meningkatkan hasil bensin oktan lebih tinggi dari minyak mentah karena minyak berat semakin terkenal. Katalis hydrotreating serta hydrocracking diterapkan buat mempertinggi kualitas bahan bakar menggunakan menjenuhkan olefin serta menghilangkan kotoran pada bahan standar minyak bumi. Katalis hydrotreating serta hydrocracking sebagai lebih penting karena perlindungan lingkungan yang semakin ketat.
Katalis Perengkahan Katalitik
FCC artinya keliru satu proses terpenting yang dipergunakan dalam kilang minyak bumi. Ini diterapkan secara luas untuk mengubah fraksi alkana atau residuum minyak mentah menjadi bensin, olefin, dan produk lain yang lebih berharga.14 Reaktor serta regenerator disebut sebagai jantung dari unit perengkahan katalitik fluida. di pada reaktor, bahan baku hidrokarbon dikontakkan menggunakan katalis panas serta mungil serta lalu diubah sebagai produk retak. ad interim itu, katalis FCC dikokas dan dinonaktifkan. Secara berurutan, katalis kokas dan produk retak dipisahkan oleh siklon, dan kemudian katalis kokas dibakar menggunakan kokas untuk diregenerasi dalam regenerator dengan udara di 650–760 °C. Katalis yang diregenerasi lalu dipindahkan ke reaktor buat perengkahan siklus ulang.
Perengkahan, transfer hidrogen, isomerisasi dan reaksi kokas terjadi dalam proses FCC serta situs asam diharapkan buat menyediakan situs aktif.15 Zeolit X dipergunakan menjadi katalis FCC generasi pertama dalam perengkahan minyak gas. Keterbatasan timbal pada bensin mempertinggi kebutuhan bahan bakar dengan angka oktan tinggi.16 menggunakan demikian, katalis zeolit Y (USY) yang sangat stabil dikembangkan melalui proses dealuminasi buat menghilangkan atom aluminium berasal kerangka zeolit.17 ketika ini kilang minyak bumi, hampir seluruh katalis FCC diformulasikan dengan zeolit USY sebab stabilitas termal dan hidrotermalnya yang lebih baik. dengan meningkatnya permintaan olefin ringan, ZSM-lima dibubuhi ke katalis FCC sebagai aditif untuk mempertinggi yang akan terjadi olefin ringan serta menaikkan angka oktan bensin.18
kiprah utama zeolit ZSM-lima ialah buat memecahkan fraksi molekul tinggi menjadi olefin ringan.19 kegiatan transfer hidrogen yg kecil dari zeolit ZSM-5 mendukung produksi olefin ringan yang mengakibatkan penurunan pembentukan n-parafin. Keasaman permukaan serta ukuran partikel zeolit ZSM-5 mempunyai dampak yang besar terhadap akibat produk dan komposisi gas dan bensin.20 menggunakan meningkatnya keasaman total, ZSM-lima memberikan kegiatan perengkahan serta isomerisasi yang lebih kuat.
Katalis Hydrocracking
Hydrocracking merupakan proses dimana fraksi hidrokarbon yg lebih berat dipecah menjadi molekul hidrokarbon yang lebih ringan serta sulfur dan nitrogen dihilangkan. Selain itu, olefin serta aromatik menjadi jenuh menggunakan adanya hidrogen.21 Pra-perlakuan dan perengkahan merupakan dua jenis reaksi yang terjadi dalam proses perengkahan air. Selama reaksi pra-perlakuan, belerang, nitrogen, senyawa organologam, halida dan oksigen dihilangkan. Perengkahan, isomerisasi, saturasi aromatik, pembentukan aromatik polinuklir, dan pembentukan kokas akan terjadi selama reaksi perengkahan.13 Ikatan tunggal karbon-karbon terputus dan hidrogen ditambahkan ke ikatan rangkap karbon-karbon, sehingga diperoleh bahan bakar berkualitas tinggi.22 peran hidrogen dan suhu sangat penting karena seluruh reaksi perengkahan hidro melibatkan hubungan hidrogen menggunakan reaktan di tekanan pada atas 7,0 MPa serta suhu hingga 470 °C.23
ada 2 situs aktif yg diharapkan pada katalis perengkahan hidro konvensional: situs asam dan situs hidrogenasi-dehidrogenasi. yg pertama disediakan sang dukungan dan yg terakhir dibuat sang logam. Reaksi perengkahan berlangsung di daerah asam, sedangkan transfer hidrogen diaktifkan pada tempat hidrogenasi-dehidrogenasi. kegiatan situs asam yg tinggi cenderung menjadi kokas dan menghasilkan katalis menjadi tidak aktif. buat menyiapkan katalis perengkahan-hidro yg sesuai, keseimbangan yang baik antara dua lokasi kegiatan wajib disetel menggunakan baik.
pada hari-hari awal katalis hydrocracking, tanah liat asam dan alumina silika amorf dipergunakan menjadi fungsi asam. sintesis analog buatan manusia pertama asal mineral alam pertama kali dicapai dengan pengenalan zeolit X dan Y sintetis oleh para pekerja di Union Carbide Corporation di tahun 1940-an dan awal 1950-an.24 Beberapa metode modifikasi zeolit dikembangkan buat memungkinkan perubahan selektivitas yang signifikan. katalis hydrocracking berbasis zeolit buat menghasilkan distilat menengah berkualitas tinggi. Dealuminasi zeolit, yg diukur menggunakan penyusutan dalam ukuran sel satuan (UCS), ditemukan oleh pekerja di Union Carbide buat mengurangi keasaman dengan konsekuensi pengurangan kegiatan katalis serta peningkatan selektivitas buat jet serta diesel produk. Peningkatan selektivitas terhadap produk yang lebih berat ini dikaitkan dengan pengurangan jumlah situs asam dan peningkatan jeda pada antara mereka sebagai akibat dari perlakuan hidrotermal yg parah.
Proses dealuminasi uap dapat membentuk mesopori zeolit Y, yg menaikkan aksesibilitas bersama menggunakan aktivitas serta stabilitas yg tinggi.25 Selain itu, zeolit Y sangat fleksibel dengan menyesuaikan rasio Si/Al melalui proses dealuminasi, yg membentuk selektivitas yang diatur dari zeolit mengandung katalis. menggunakan penurunan kandungan Al, kegiatan perengkahan menurun dan selektivitas diesel meningkat.
pada beberapa tahun terakhir, kemajuan ilmu pengetahuan zeolit sudah menghasilkan pemahaman yang lebih baik perihal persyaratan struktur-fungsi zeolit. Katalis hydrocracking kegiatan tinggi telah dicapai melalui optimalisasi langkah-langkah formulasi serta sintesis katalis. Hal ini memungkinkan penyesuaian sifat yg jauh lebih tepat agar lebih sempurna menyesuaikan keasaman dan komposisi kerangka menggunakan kebutuhan fungsionalnya. Sebuah ilustrasi asal kemajuan ini bisa ditemukan dalam luasnya perangkat lunak zeolit Y dalam perengkahan air, mulai asal produksi maksimum nafta sampai produksi distilat berkualitas tinggi. Lebih krusial lagi, seni pengembangan katalis perengkahan-hidro juga sudah berkembang karena peningkatan pemahaman ihwal bagaimana mengoptimalkan penggunaan komponen asam zeolit dan amorf serta interaksinya menggunakan logam hidrogenasi untuk menghasilkan kinerja yang diinginkan.
Katalis Perlakukan Hidro
Hidrogenasi serta penghilangan pengotor adalah proyek primer katalis hydrotreating pada kilang minyak bumi. Katalis hydrotreating tradisional terdiri berasal logam grup VI serta kelompok VIII yang diendapkan pada alumina yg didukung.26 Sulfidasi merupakan langkah kunci buat katalis ini sebelum dipergunakan pada proses hydrotreating.
Katalis hydrotreating tipikal adalah CoMo serta NiMo tersulfida. Katalis CoMo lebih disukai buat reaksi hidrodesulfurisasi (HDS), sedangkan katalis NiMo mengagumkan untuk hidrodenitrogenasi (HDN) dan hidrogenasi. Katalis NiW sangat menjanjikan buat perengkahan air, hidrogenasi aromatik di konsentrasi H2S rendah serta konversi dibenzotiofena teralkilasi. Katalis logam mulia sudah menarik poly perhatian sebab aktivitas hidrogenasinya yg tinggi.27 tetapi, katalis ini sensitif terhadap keracunan oleh senyawa belerang. Menariknya, katalis CoW tersulfida tampaknya entah bagaimana menjadi kombinasi yang baik buat perangkat lunak dalam proses hydrotreating industri. Sejumlah ulasan yang sangat baik merangkum sebagian besar literatur tentang katalis hydrotreating
Dispersi dan morfologi fase aktif, yang dipengaruhi sang interaksi logam transisi sulfida menggunakan pendukung, artinya dua faktor krusial buat aktivitas katalis hydrotreating.26 Al2O3 adalah pendukung yang paling umum dipergunakan sebab interaksinya yg kuat dengan Mo, yg menghasilkan dispersi tinggi serta stabilitas fase aktif yang tinggi.26 Pendukung lain, mirip SiO2 serta TiO2, pula sudah dipelajari serta dilihat oleh berbagai penulis.29 Secara awam, SiO2 menyebabkan dispersi MoS2 yang jelek sebab lemahnya Mo-mendukung interaksi serta karena itu membuat aktivitas HDS yg rendah. TiO2 memiliki hubungan yang lebih kuat menggunakan Mo daripada Al2O3 serta sudah terbukti sebagai pendukung yg menjanjikan buat katalis HDS. Terutama, kegiatan yg relatif tinggi dari Mo/TiO2 vs. Mo/Al2O3 menarik, dan sudah dikaitkan menggunakan disparitas morfologi, dispersi atau sulfidabilitas.29 Diusulkan bahwa spesies Ti, tersulfida serta/atau tereduksi selama perlakuan panas, bertindak menjadi penganjur dan dengan demikian menaikkan aktivitas.30 namun hal tersebut belum terbukti. Aspek menarik lainnya ialah dampak promosi yg relatif kecil untuk katalis yg dipromosikan TiO2 dibandingkan dengan Al2O3.31
Fase aktif katalis HDS telah disebut menjadi CoMoS,32 dan 2 struktur CoMoS yang tidak sama di CoMo/Al2O3 diusulkan.33 Fase tipe I disebut tersulfida tidak tepat serta sebagian akbar terdiri asal monolayer MoS2 yg berinteraksi dengan dukungan melalui Mo- ikatan O-Al. Fase lain berinteraksi lemah dengan dukungan melalui hubungan van der Waals, yg dianggap sepenuhnya tersulfida serta sering terdiri dari partikel MoS2 yang ditumpuk. disparitas kegiatan antara kedua jenis fase ini tampaknya tergantung di jenis reaktan.
