Hydroprocessing Modern Menjadi Evolusi Teknologi Base Oil

Hydroprocessing Modern Menjadi Evolusi Teknologi Base Oil

Hydroprocessing Modern – Pembahasan sebelumnya pada artikel X-TEN sudah pernah membahas sekilas tentang sejarah awal minyak pelumas dasar hingga awal 1950-an. kini kami coba meninjau teknologi minyak dasar modern dan menjelaskan bagaimana minyak dasar modern telah membuka pintu untuk peningkatan besar dalam pelumas jadi. kita akan membandingkan kinerja minyak dasar dan mencakup tren masa depan.

Hydrotreating

Hydrotreating dikembangkan pada 1950-an dan pertama kali digunakan dalam pembuatan minyak dasar pada 1960-an oleh Amoco dan lainnya. Hydrotreating adalah proses untuk menambahkan hidrogen ke minyak dasar pada suhu di atas 600 ° F dan tekanan di atas 500 psi dengan adanya katalis. Ini menghilangkan kotoran, menstabilkan komponen yang paling reaktif dalam oli dasar, meningkatkan warna, dan meningkatkan masa pakai oli dasar. Hydrotreating sendiri umumnya tidak cukup untuk membuat base oil.

Hydrocracking

Hydrocracking adalah bentuk yang lebih parah dari hydrotreating. Dalam hydrocracking, umpan minyak dasar mengalir di atas unggun katalis aktivitas tinggi pada suhu di atas 650 ° F dan tekanan di atas 1.000 psi. Molekul umpan dibentuk kembali dan beberapa dipecah menjadi molekul yang lebih kecil. Hampir semua belerang dan nitrogen dihilangkan, dan banyak senyawa aromatik jenuh dengan hidrogen. Pembentukan kembali molekul terjadi ketika isoparafin dan senyawa cincin jenuh terbentuk.

Senyawa ini memiliki indeks viskositas (VI) yang tinggi dan titik tuang yang rendah. Namun, senyawa lilin, terutama parafin normal, sebagian besar tidak terpengaruh oleh perengkahan air dan harus dihilangkan dalam proses selanjutnya untuk mengurangi titik tuang. Bahan bakar bersih (solar dan bahan bakar jet, serta nafta untuk bensin motor) adalah produk sampingan dari proses ini.

Sebuah versi primitif dari proses hydrocracking dicoba untuk pembuatan minyak pelumas pada tahun 1930-an tetapi segera ditinggalkan karena alasan ekonomi setelah proses pemurnian pelarut dikomersialkan. Namun, teknologi katalis perengkahan hidro terus meningkat.

Setelah Perang Dunia II, pendahulu teknologi katalis hydrocracking modern diimpor dari Jerman. Chevron mengkomersialkan teknologi ini untuk produksi bahan bakar pada akhir 1950-an.2 Pada tahun 1969, hydrocracker pertama untuk pembuatan minyak dasar dikomersialkan di Kiba Chiba Perusahaan Idemitsu Kosan menggunakan teknologi yang dilisensikan oleh Gulf.3 Ini diikuti oleh Kilang Yabucoa milik Sun Oil Company di Puerto Rico pada tahun 1971, juga menggunakan teknologi Teluk.

Catalytic Dewaxing dan Wax Hydroisomerization

Catalytic dewaxing adalah proses suhu tinggi, tekanan tinggi di mana katalis secara selektif memecahkan molekul lilin yang ada dalam minyak dasar menjadi produk ringan, seperti gas dan nafta. Meskipun proses ini efisien, namun agak boros, karena lilin bernilai tinggi diubah menjadi gas bernilai rendah dan bahan bakar ringan.

Dalam hidroisomerisasi, prosesnya serupa, tetapi lilin diubah secara selektif (diisomerisasi) menjadi minyak dasar berkualitas sangat tinggi. Kedua proses menghilangkan lilin dan oleh karena itu menurunkan titik tuang minyak dasar, tetapi hidroisomerisasi menghasilkan minyak dasar VI yang lebih tinggi dan hasil yang lebih baik.

Dewaxing katalitik dan teknologi hidroisomerisasi lilin pertama dikomersialkan pada tahun 1970-an. Shell menggunakan teknologi hidroisomerisasi lilin yang digabungkan dengan dewax pelarut untuk memproduksi minyak dasar VI ekstra tinggi di Eropa.

Exxon dan lainnya membangun pabrik serupa pada 1990-an. Di Amerika Serikat, Mobil menggunakan catalytic dewaxing sebagai pengganti solvent dewaxing, tetapi masih menggabungkannya dengan ekstraksi pelarut untuk memproduksi minyak netral konvensional.

Katalitik dewaxing adalah perbaikan yang diinginkan untuk pelarut dewaxing terutama untuk minyak netral konvensional, karena menggunakan operasi yang disederhanakan untuk menghilangkan n-parafin dan rantai samping lilin dari molekul lain dengan memecahkannya menjadi molekul yang lebih kecil. Ini menurunkan titik tuang minyak dasar sehingga mengalir pada suhu rendah, seperti minyak pelarut dewaxed.

Chevron adalah yang pertama menggabungkan catalytic dewaxing dengan hydrocracking dan hydrofinishing di pabrik minyak dasar Richmond, California pada tahun 19844

Ini adalah demonstrasi komersial pertama dari rute all-hydroprocessing untuk pembuatan minyak pelumas dasar.

Pada tahun 1993, proses dewaxing-isomerisasi lilin modern pertama dikomersialkan oleh Chevron. Ini merupakan peningkatan besar dibandingkan dewaxing katalitik sebelumnya karena titik tuang minyak dasar diturunkan dengan isomerisasi (pembentukan kembali) n-parafin (lilin) ​​dan lainnya molekul dengan rantai samping berlilin menjadi senyawa bercabang yang diinginkan dengan kualitas pelumas yang unggul daripada memecahkannya. Terobosan teknologi ini memanfaatkan Catalyst ISODEWAXING® Chevron untuk sangat meningkatkan hasil dewaxing dan kinerja oli dasar.

Hidrofinishing

Langkah terakhir di pabrik minyak dasar modern adalah hydrofinishing, yang menggunakan katalis canggih dan tekanan di atas 1.000 psi untuk memberikan pemolesan akhir pada minyak dasar. Intinya, beberapa kotoran yang tersisa diubah menjadi molekul minyak dasar yang stabil.

Menyatukan Semua Pemrosesan

Pemrosesan air modern membuat produk dengan kemurnian dan stabilitas luar biasa karena tingkat saturasi hidrogen yang sangat tinggi. Produk-produk ini khas karena, tidak seperti minyak dasar lainnya, mereka biasanya tidak memiliki warna. Dengan menggabungkan hydrocracking, isodewaxing dan hydrofinishing, molekul dengan kualitas pelumas yang buruk diubah dan dibentuk kembali menjadi molekul base oil berkualitas lebih tinggi. Titik tuang, VI dan stabilitas oksidasi dikendalikan secara independen dalam langkah-langkah pemrosesan katalitik yang terpisah.

Di antara banyak manfaat dari kombinasi proses ini adalah fleksibilitas minyak mentah yang lebih besar; yaitu, mengurangi ketergantungan pada kisaran sempit minyak mentah untuk membuat minyak dasar berkualitas tinggi.

Selain itu, kinerja minyak dasar dapat menjadi sangat independen dari sumber minyak mentah, tidak seperti minyak dasar yang dimurnikan dengan pelarut. menunjukkan diagram alir blok dari pabrik minyak dasar modern dengan dua rangkaian proses paralel – satu untuk minyak dasar ringan dan satu untuk minyak dasar berat.

Minyak Dasar Konvensional Modern

Minyak dasar pelumas yang dibuat dengan teknologi hidroproses modern menunjukkan kinerja yang umumnya lebih baik dibandingkan dengan rute pemrosesan yang lebih lama. Hal ini mendorong American Petroleum Institute (API) untuk mengkategorikan minyak dasar berdasarkan komposisi (API Publication 1509) pada tahun 1993, seperti yang ditunjukkan pada Tabel 1.

Tabel menunjukkan bahwa minyak dasar Kelompok II dibedakan dari minyak dasar Kelompok I karena mengandung tingkat pengotor yang jauh lebih rendah (kurang dari 10 persen aromatik, kurang dari 300 ppm sulfur). Mereka juga terlihat berbeda. Minyak kelompok II yang dibuat menggunakan teknologi hidroprosesing modern sangat murni sehingga hampir tidak berwarna.

Dari sudut pandang kinerja, peningkatan kemurnian berarti bahwa minyak dasar dan aditif dalam produk jadi dapat bertahan lebih lama. Lebih khusus lagi, oli lebih lembam dan membentuk lebih sedikit produk sampingan oksidasi yang meningkatkan viskositas oli dasar dan menguras aditif.

Tabel 1 menunjukkan secara grafis perbedaan antara base oil API Grup I dan Grup II. Perbedaan yang sangat besar dalam ketidakmurnian adalah alasan utama untuk kinerja Grup II yang lebih tinggi, yang dibahas secara lebih rinci di Bagian 3 dari seri ini.

Proses hidroisomerisasi modern yang dilisensikan oleh Chevron dengan nama ISODEWAXING telah diterima dengan cepat sejak diperkenalkan pada tahun 1993. Faktanya, lebih dari 40 persen minyak dasar yang diproduksi di Amerika Utara sekarang dibuat menggunakan teknologi ChevronTexaco. Seluruh dunia masih didominasi oleh minyak dasar Grup I, tetapi Grup II juga membuat terobosan signifikan di sana.

Dalam beberapa tahun terakhir, Mobil (ExxonMobil) telah menambah tren ini dengan mengkomersialkan minyak dasar Grup II di Singapura dan di Baytown, Texas. Mobil Selective Dewaxing (MSDWTM) digunakan di Singapura untuk membuat oli dasar semua hidroproses, dan Exxon RHC (Raffinate Hydroconversion), langkah hidroproses tambahan, digunakan di Baytown untuk meningkatkan sekitar setengah dari batu tulis minyak dasar Baytown menjadi Grup pelarut-dewax II. Peningkatan pabrik di Baytown membawa proporsi minyak dasar Grup II di Amerika Utara menjadi hampir 50 persen.

Minyak Dasar Tidak Konvensional

Tabel 1 menunjukkan bahwa API mendefinisikan perbedaan antara minyak dasar Grup II dan III hanya dalam hal VI. Oli dasar dengan VI konvensional (80 hingga 119) adalah Grup II dan oli dasar dengan VI tidak konvensional (120+) adalah Grup III. Oli kelompok III juga kadang-kadang disebut oli dasar tidak konvensional (UCBO) atau oli dasar dengan indeks viskositas sangat tinggi (VHVI).

Minyak dasar Grup III dengan pelarut-dewax telah diproduksi di Eropa selama lebih dari 10 tahun, terutama oleh Shell dan BP6, tetapi beberapa oli Grup III generasi pertama ini tidak berkinerja sebaik Grup III modern. Akibatnya, banyak dari pabrik yang lebih tua ini sekarang sedang ditingkatkan untuk memungkinkan mereka membuat minyak Isodewaxed Group III

Dari sudut pandang pemrosesan, oli dasar Grup III modern diproduksi dengan rute pemrosesan yang pada dasarnya sama dengan oli dasar Grup II modern. VI yang lebih tinggi dicapai dengan meningkatkan keparahan hydrocracker atau dengan mengubah ke umpan VI yang lebih tinggi.

Oli dasar Grup III sekarang tersedia secara luas di Amerika Utara karena dapat diproduksi dalam jumlah besar oleh sebagian besar perusahaan yang saat ini membuat oli Grup II. Banyak dari perusahaan ini telah mulai menambahkan Grup III ke lini produk sintetis mereka.

Minyak dasar Grup III modern memiliki sifat yang memungkinkannya bekerja pada tingkat tinggi – dalam banyak kasus menyamai atau melampaui kinerja minyak sintetis tradisional.

Grup IV – Oli Dasar “Sintetis” (PAO) Tradisional

Kata “sintetis” dalam industri pelumas secara historis identik dengan minyak dasar terpolimerisasi seperti poli-alfa olefin (PAO), yang terbuat dari molekul kecil. Proses komersial pertama untuk membuat PAO dipelopori oleh Gulf Oil pada tahun 1951; proses ini diperbaiki oleh Mobil pada tahun 1960-an. Mobil pertama kali menggunakan oli dasar baru ini dalam produk khusus seperti Mobilgrease 28, yang memecahkan masalah kerusakan bantalan roda pada kapal induk di iklim dingin.8

PAO menjadi komponen pelumas utama yang dicari konsumen ketika Mobil Oil mulai memasarkan Mobil 1®-nya. Dalam 15 tahun setelah diperkenalkan, pasar PAO menempuh jalan yang panjang dan berliku melawan pertumbuhan yang lambat dan stabil serta kritik terhadap pembenaran atas biaya yang lebih tinggi dibandingkan dengan minyak konvensional.

Dalam 10 tahun terakhir, pasar PAO meningkat secara signifikan, pertama di Eropa dan kemudian di Amerika Utara, mengalami periode pertumbuhan dua digit. Sebagian, pertumbuhan tersebut mungkin disebabkan oleh spesifikasi pelumas yang lebih ketat di Eropa yang menciptakan ceruk pasar untuk produk sintetis dan semi-sintetis.8

Seiring pertumbuhan pasar PAO yang menguntungkan, beberapa produsen minyak dasar mulai menggunakan bahan baku VI Grup III yang lebih tinggi (biasanya produk sampingan dari pembuatan lilin) ​​untuk membuat minyak mineral dengan VI yang sesuai dengan PAO. Oli Grup III baru ini tidak dibuat dari molekul kecil seperti sintetik tradisional tetapi mereka menjembatani kesenjangan kinerja untuk sebagian besar produk dengan biaya lebih rendah.

Oleh karena itu, beberapa produsen pelumas, terutama di Eropa, mulai mengganti PAO dengan oli dasar Grup III yang baru tersedia ini dalam oli mesin sintetis mereka. Hal ini menimbulkan kontroversi dalam industri pelumas karena beberapa produsen minyak dasar sintetis dan produsen pelumas percaya bahwa minyak dasar terpolimerisasi adalah satu-satunya sintetis yang benar.

Point yang paling menonjol di mana Grup III mengalami kesulitan bersaing dengan PAO adalah dalam aplikasi suhu yang sangat rendah, seperti pelumas artik, yang memiliki persyaratan titik tuang yang sangat rendah.

Tren spesifikasi pelumas global dan spesifikasi OEM di seluruh dunia kini menciptakan lebih banyak permintaan untuk oli dasar Grup III. Hal ini terutama berlaku di Amerika Utara karena keputusan 1999 oleh Departemen Periklanan Nasional dari Better Business Bureau yang memungkinkan minyak dasar Grup III dianggap sintetis.

Referensi Artikel

1. Sequeira, A., Jr., “Lubricant Base Oil and Wax Processing.” Marcel Dekker, Inc., Chemical Industries Series, August 1994.
2. Stormont, D. “New Process Has Big Possibilities.” The Oil and Gas Journal, 57, 44, 1959, p. 48-49.
3. Company release by Idemitsu Kosan Co, Imperial Chemical LTD, Shell Development Co, “First Lubricant-Oil Cracker.” Oil and Gas Journal, June 12, 1972.
4. Zakarian, J., Robson, R. and Farrell, T. “All-Hydroprocessing Route for High-Viscosity Index Lubes.” Energy Progress, 7, 1, 1987, p. 59-64.
5. Wilson, M., Mueller, T. and Kraft, G. “Commercialization of Isodewaxing – A New Technology for Dewaxing to Manufacture High-Quality Lube Base Stocks.” FL-94-112, NPRA, November 1994.
6. Min, P. “VHVI Base Oils: Supply and Demand.” 4th Annual Fuels and Lubes Conference, Singapore, January 1998.
7. Howell, R. “Hydroprocessing Routes to Improved Base Oil Quality and Refining Economics.” 6th Annual Fuels and Lubes Conference, Singapore, January 2000.
8. Bui, K. “Synthetics II.” Lubricants World, November 1999.
9. Kramer, D., Lok, B. and Krug, R. “The Evolution of Base Oil Technology.” Turbine Lubrication in the 21st Century, ASTM STP #1407, W. Herguth and T. Warne, Editors. American Society for Testing and Materials, West Conshohocken, PA, 2001.

Kesimpulan

Persaingan bisnis pelumas kendaraan memang tidak mudah, seiring berkembangnya teknologi kendaraan maka produsen oli harus ikut mengimbangi, jika tidak maka produk oli akan di tinggalkan oleh masyarakat, teknologi base oil tidak hanya dikembangkan pada pelumas kendaraan roda 4 saja, pada kendaraan motor pun teknologi ini dikembangkan salah satunya oleh brand Oli X-TEN.

Oli X-TEN dikenal dengan Teknologi Base Oil Ester yang tidak dimiliki oleh oli lain sehingga banyak bengkel yang menjadikan oli ini salah satu rekomendasi oli motor matic terbaik di indonesia khususnya kendaraan roda 2 bermesin matic.

Semoga bermanfaat yah sob!