Proses Pembentukan Petroleum Coke (Kokas)

Senyawa hidrokarbon yang berbentuk padat, terdiri atas kristal-kristal Carbon yang mempunyai struktur amorf sampai graphite.

Jenis Petroleum Coke 

1.Green Coke

2.Calcined Coke

3.Green Coke

Petroleum Coke yang diperoleh dari proses perengkahan thermis.Berbentuk padatan, berwarna hitam mengkilat masih mengandung kadar minyak, air dan Carbon 85 – 90 % berat. 

Kegunaan Green Coke : 

1.Sebagai feed pada pembuatan calcined coke

2.Sebagai bahan bakar padat pada

3.Industri peleburan logam 

Berdasarkan struktur pori-porinya Green Coke dibedakan :

Sponge Coke

Mempunyai pori-pori kecil dan tanpa saling terpaut dan dikelilingi dinding dinding yang sangat tipis. Diperoleh dari umpan yang mengandung asphaltik tinggi.

Honey Comb Coke

Pori-pori saling terpaut dan mudah ditembus, kalau dibelah mirip sarang lebah. Diperoleh dari umpan yang mengandung asphaltik rendah.

Needle Coke

Mempunyai pori-pori relatif besar dan berbentuk elips, saling terpaut dan dikelilingi oleh dinding-dinding yang tebal. Bila dipecah kepingannya berbentuk jarum. Diperoleh dari umpan yang mengandung aromatik tinggi. 

Calcined Coke

Petroleum Coke yang diperoleh dari proses kalsinasi green coke. Berwarna hitam agak abu-abu, keras dan kering mengkilat serta mengandung Carbon 95 – 99 % berat atau lebih. 

Kegunaan Calcined Coke : 

Sebagai bahan pencampur untuk pembuatan anoda pada industri peleburan aluminium.Pengamatan secara visual di Lapangan, bermanfaat untuk memperkirakan kualitas green coke secara kasar.

• Green coke yang lunak bercahaya memiliki volatile matter tinggi, yaitu 10 % berat.

• Green coke yang hitam gelap ( tidak mengkilat ) memiliki volatile matter normal, yaitu 8 – 10 % berat

• Green coke yang hitam keabu-abuan memiliki volatile matter, yaitu 8 % berat 

Spesifikasi green coke meliputi :

1. Bulk Density
2. Particle size
3. Moisture content
4. Volatile matter
5. Ash content
6. Fixed Carbon
7. Sulfur content
8. Trace Elemen

Metode analisis green coke dan calcined coke adalah : GLCC ( Great Lake Carbon Corporation )

Bulk Density ( GLC.C-14 ) 

Untuk mengetahui kuantitas dari green coke yang akan diolah 

Ringkasan metode : 

Sejumlah green coke dimasukkan ke dalam kotak yang telah diketahui volume dan beratnya. Green coke dimasukkan sampai penuh dan ratakan permukaannya, serta tidak dipadatkan. Green coke yang ada dalam kotak ditimbang dalam kg/liter kemudian di konversikan dalam satuan lbs/cuft 

Particle size + 4 mesh ( ASTM D-293 ) 

Untuk mengetahui ukuran bongkahan green coke sebagai umpan pada proses kalsinasi di Unit Calciner. Hal ini untuk mengetahui kesempurnaan green coke dalam menerima panas saat dikalsinasi serta untuk mengetahui kualitas yang dihasilkan. 

Ringkasan metode : 

Contoh yang diambil dari tempat pengambilan contoh, diaduk sampai homogen. Sejumlah green coke yang telah dihomogenkan diambil untuk diayak dengan menggunakan ayakan ukuran + 4 mesh. Green coke dengan ukuran lebih besar dari ukuran 4 mesh dihitung sebagai partikel size + 4 mesh dalam satuan % berat. 

Moisture content ( ASTM D-3173 ) 

Untuk mengetahui kandungan air dalam green coke. Air yang masih terikat pada permukaan dan pori-pori coke yang berasal dari cooling water dan kelembaban udara selama terjadi penimbunan. 

Ringkasan metode : 

Timbang contoh dalam ukuran tertentu, kemudian masukkan dalam oven dan dipanaskan pada temperatur 105 °C selama 1 jam. Setelah 1 jam dinginkan dalam desikator dan timbang sampai beratnya konstan. Penguapan dari contoh selama pemanasan dihitung sebagai kadar air dalam satuan % berat.

Volatile matter ( ASTM D-3175 ) 

Untuk mengetahui kandungan hidrokarbon berat yang dapat menguap bila dibakar pada temperatur 950 °C. 

Ringkasan metode : 

Contoh dengan ukuran tertentu ± 1 gram diletakkan dalam crucible platina tertutup dengan lubang sebesar jarum pada bagian penutupya. Panaskan dalam furnace pada temperatur 950 °C secara bertahap. Pembakaran dilakukan selama 16menit. Selesai pembakaran crusile diangkat, dinginkan dalam desikator dan timbang hingga beratnya konstan.Selisih berat timbangan setelah dibakar, dihitung sebagai volatile matter dalam satuan % berat. 

Ash content ( ASTM D-3174 ) 

Untuk mengetahui kandungan abu yang terdapat pada green coke, serta mengetahui terkontaminasinya green coke selama pengangkutan dan penimbuan 

Ringkasan metode : 

± 1 gram contoh dengan ukuran tertentu dimasukkan dalam crucible platina terbuka dan bakar pada temperatur 950 °C dalam muffle furnace yang dialiri udara 0,5 liter per menit. Jika abu sudah didapat ( hilangnya warna hitam coke pada crucible ). Penambahan berat pada crucible yang ada abu dari sisa pembakaran green coke dihitung sebagai ash content dalam satuan % berat. 

Fixed Carbon ( ASTM D-3172 ) 

Untuk memberikan gambaran tentang mutu coke, serta dalam rangka memenuhi permintaan konsumen 

Ringkasan pemeriksaan : 

• Catat pengujian Volatile matter ( VM )

• Catat hasil pengujian Ash content 

Fixed Carbon = 100 – ( VM + Ash ) % wt 

Sulfur content ( ASTM D-3177 ) 

Menentukan kandungan sulfur pada green coke, kuantitas sulfur akan menghambat peningkatan density pada proses kalsinasi 

Ringkasan metode : 

± 1 gram contoh dengan ukuran tertentu dimasukkan dalam crucible terbuka dan tutup dengan reagen escha mixture, bakar sampai coke menjadi abu ( hilangnya warna hitam pada coke ). Tambahkan larutan HCl 6 N dan Bromine water 1:20 dan uapkan sampai warna kuning hilang dan netralkan dengan NaOH 6 N. Sulfur yang terbentuk diendapkan dengan penambahan BaCl2 10 %. Endapan yang terjadi dibakar pada temperatur 900 °C. Dinginkan dalam desikator kemudian timbang hingga didapat berat yang konstan. Berat endapan yang didapat dihitung sebagai sulfur dalam satuan % berat. 

Trace Elemen ( ASTM D-3683 ) 

Untuk mengetahui kandungan unsur-unsur yang terdapat dalam coke antara lain : Besi, Silicon, Vanadium dan Nikel. Elemen-elemen tersebut merupakan impurities yang keberadaannya tidak diinginkan 

Ringkasan metode : 

Sejumlah contoh dengan ukuran tertentu dalam crucible platina dibakar pada suhu 620 °C sampai terjadi abu. Tambah Na2CO3 kemudian difuse sampai meleleh dan larutkan dalam suasana asam, sehingga didapat larutan induk. Selanjutnya dengan menggunakan alat UV/VIS Spectrophotometer maka didapat kandungan masing-masing unsur dalam satuan ppm. 

Proses pembuatan Coke :

• Distilasi atmosfir

• Distilasi hampa

• Delayed coking

• Calcinasi 

• Delayed coking 

• Mengolah short residu dari Distilasi Vacuum menjadi gas, crack naphtha, gas oil dan coke sebagai hasil samping. Reaksi yang terjadi adalah perengkahan yang terjadi pada suhu tinggi ( 427 °C ) dan residence time yang cukup lama menjadi radikal-radikal bebas dalam coke chamber. Radikal bebas bereaksi, polimerisasi dan terkondensasi secara berantai.

• Calcinasi 

• Mengolah green coke menjadi calcined coke. Proses calcinasi dilakukan pada rotary klin dengan temperatur 1300 °C

Spesifikasi dan Metode Pemeriksaan Green Coke