Select Page

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.

Simulasikan Reformer Anda I

Oleh : Achmad Nuzulis Hidayat

Sekedar berbagi pengalaman, bagaimana menganalisa performance suatu reformer.
Maaf moderator, tulisannya agak panjang karena menghindari attachment.
Banyak yang lebih ahli dari saya, sehingga diharapkan komentar dan koreksi bisa mengembangkan diskusi tentang topik ini. 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 disupplay, karena reaksi yang terjadi dalam reformer adalah reaksi endotermis (membutuhkan panas). Jika panas yang disupplay tidak mencukupi konversi juga akan menurun, tetapi kalau panas disupplay 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 industry 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.

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.

Share This