Reformer biasa diaplikasikan oleh industri yang memerlukan syn gas (H2) untuk kelangsungan prosesnya. Banyak diaplikasikan di industri pupuk maupun pengolahan logam terutama steel untuk aplikasi Direct Reduction Iron (DRI).

Reformer biasa diaplikasikan oleh industri yang memerlukan syn gas (H2) untuk
kelangsungan prosesnya. Banyak diaplikasikan di industri pupuk maupun pengolahan
logam terutama steel untuk aplikasi Direct Reduction Iron (DRI).

Umpan reaktor reformer berupa natural gas dengan CH content berkisar 80-90%.
Sebagai feed inlet yang lain untuk reaksi adalah H20. Reaksi utama yang terjadi
adalah:

CH4 + H2O — CO + 3 H2 dan CO + H2O — CO2 + H2

Tetapi jangan lupa bahwa masih ada reaksi-reaksi lain yang terjadi karena natural
gas sebagai input juga mengandung C2 sd C7 yang meskipun komposisinya relatif
kecil, tetapi tetap merupakan hal yang perlu diperhatikan.

Sebelum lebih jauh, apa sebenarnya manfaat dari simulasi ini, jawabannya sebenarnya
menganalisa performance untuk existing reactor, tetapi bisa juga berguna untuk
pemilihan suatu katalis untuk reaktor yang baru atau modified, apakah parameternya?

Yang utama adalah konversi total reaktor. Konversi reaktor adalah fungsi perbandingan
umpan berdasarkan stookiometri disamping suhu dan tekanan operasi. Suhu dan
tekanan operasi tentu saja bergantung license setiap reaktor, ada yang beroperasi
di tekanan tinggi ada juga yang medium.

Hal lain yang menentukan konversi reaksi adalah kecukupan heat yang di-supply,
karena reaksi yang terjadi dalam reformer adalah reaksi endotermis (membutuhkan
panas). Jika panas yang di-supply tidak mencukupi konversi juga akan menurun,
tetapi kalau panas di-supply terlalu berlebihan bukan berarti otomatis konversi
reaksi akan naik terus, karena harus diperhatikan pula kondisi katalisnya.

Katalis yang baik adalah katalis yang spesifikasinya sesuai untuk jenis reaktor
yang digunakan, mempunyai site aktif yang luas serta tahan tekanan dan temperature
tinggi, karena itu katalis untuk reaktor ini biasanya bentuknya bolong-bolong
seperti annulus.

Berlanjut ke Simulasi

Untuk mensimulasikan reaktor ini (apapun software-nya) terdapat beberapa pilihan
reaktor antara lain Gibbs reaktor, Equilibrium Reaktor, serta Conversion reaktor,
masing-masing punya kelebihan dan kekurangannya.

Yang pertama kali perlu dilakukan adalah menyakini bahwa model tersebut memang
mewakili reaktor anda, tidak bisa kita menjustifikasi hal ini akan bisa digunakan
untuk setiap industri dengan reaktor yang typenya berbeda.

Karena itu langkah pertama adalah mensimulasikan reaktor dengan referensi Reaktor
design, sehingga kita bisa mengetahui sejauh mana simulasi reaktor bisa mewakili
kondisi reaktor kita. Jika hasilnya bagus berarti simulasi reaktor bisa mewakili
kondisi aktual yang ada.

Tentang Model Reaktor

Gibbs reaktor pada prinsipnya adalah apapun feed inlet yang masuk asalkan memenuhi
kondisi termodinamik untuk terjadinya reaksi, maka terjadilah reaksi tersebut.

Equilibrium reaktor berprinsip pada reaksi kesetimbangan, sesuai dengan kondisi
termodinamik yang ada, hanya saja perlu dispecify masing-masing reaksi yang
berlangsung.

Reaktor konversi , bisa digunakan jika kita mempunyai referensi nilai konversi
dari reaktor tsb pada kondisi design, sama halnya dengan equilibrium reaktor,
pada model ini harus di-specify masing-masing reaksi yang berlangsung.

Hasil dari masing-masing reaktor seharusnya bisa mewakili kondisi sebenarnya
dari reaktor, sekali lagi harus ada referensi reaktor design.

Dari ketiga pilihan reaktor tersebut ada satu lagi type model reaktor yang
lain yaitu Plug Flow Reaktor, dan sebenarnya type reaktor inilah yang seharusnya
digunakan untuk mensimulasikan reaktor reformer, hanya saja harus ada input
data yang jelas: Kinetika Reaksi serta Spesifikasi Katalis.

Jika kita dihadapkan pada 2 problem:
Mendesign reaktor (Process Overview Only) dan Mensimulasikan actual condition,
manakah model reaktor yang kita pilih?
Untuk mendesign reaktor maka model reaktor Plug Flow adalah one and only choice
tetapi untuk mensimulasikan actual condition, saya cenderung mereferensikan
reaktor Gibbs, tentu saja dengan beberapa catatan.

Di kesempatan ini bahasan spesifik ke arah simulasi actual condition reaktor
reformer. Teknis Pelaksanaan:

  1. Siapkan Reaktor Design, lengkap beserta komposisi input dan komposisi keluaran,
    tentunya juga P dan T inlet serta Outlet.
  2. Gunakan model Gibbs Reaktor, masukkan input condition berupa P, T serta komposisi,
    dan spesifi P dan T oultet (Jangan lupa tambahkan heat inpput stream).
  3. Hasilnya akan langsung muncul, cukupkah langkah ini? kebanyakan proses simulator
    berhenti pada titik ini, ini TIDAK CUKUP.
  4. Cek Ouput keluaran, parameter yang penting adalah mol komposisi H2 dan CH4
    disamping tentunya CO dan CO2.
  5. Jika hasilnya sudah sangat mirip, rule of thumb yang ada adalah persen error
    output komposisi adalah 5 tetapi tidak untuk H2 harus, sekecil munkin.If OK,
    berarti sudah cukup.
  6. Jika belum, mulai melihat detail parameter pada software, karena prinsip
    Gibbs adalah semua bereaksi maka diperlukan analisa lebih lanjut. Anda mungkin
    akan menjumpai NH3 jika kebetulan ada N2 dalam input reaksi, padahal ini seharusnya
    tidak terjadi, berarti reaksi ini tidak boleh terjadi dalam simulasi anda. Kalau
    anda menggunakan Hysys, anda bisa menyatakan N2 sebagai inert yang tidak bereaksi,
    atau komponen lain yang seharusnya tidak muncul dalam hasil keluaran reaktor
    sesuai Reaktor Design.
  7. Jika ini belum juga memuaskan maka perlu diterapkan Delta T approach. Delta
    T approach adalah suatu parameter yang berarti actual condition lebih tinggi
    dari teoritikal thermodynamic, sebagai akibat dari penggunaan katalis.
  8. Pasang delta T approch dengan Trial Error sehingga komposisi output sesuai.
    Bahasa Trial and Error dalam software bisa digunakan Logical Input Adjust.
  9. Harusnya solved.

Ini baru menghasilkan keputusan bahwa simulasi anda bisa digunakan untuk mewakili
kondisi design. Setelah itu, berlanjut ke seri berikutnya, menunggu waktu lowong
yang lebih panjang.