Perpustakaan Digital ITB

Deaktivasi katalis merupakan salah satu kendala yang ditemui dalam proses produksi amonia skala industri. Deaktivasi katalis dapat disebabkan oleh bertambahnya umur pemakaian katalis dan adanya interaksi senyawa asing pada permukaan katalis. Deaktivasi katalis menyebabkan penurunan konversi pada reaktor amonia. Produktivitas pabrik amonia dapat dipertahankan dengan penyesuaian kondisi operasi, seperti dengan menaikkan tekanan dan temperatur operasi di reaktor sintesis amonia. Penurunan konversi akan diikuti dengan peningkatan aliran molar gas keluaran reaktor. Setelah melalui tahap pemisahan amonia, hasil reaksi berupa gas dikirim kembali ke reaktor oleh synloop compressor sebagai gas sirkulasi. Dengan demikian, penurunan aktivitas katalis akan menyebabkan kenaikan tekanan synloop dan beban kompresor (konsumsi energi). Kondisi ini dapat dikembalikan mendekati sebelumnya bila laju alir gas sirkulasi dikurangi dengan cara menambahkan laju alir gas buang (purge gas). Fenomena penurunan aktivitas katalis telah dikaji dengan melakukan simulasi kondisi tunak dengan bantuan Aspen HYSYS. Hasil dari penelitian ini berupa model simulasi yang tervalidasi dan sesuai dengan kondisi operasi pabrik amonia. Dengan menggunakan fitur optimizer pada Aspen HYSYS untuk mengolah data operasi di seksi sintesis sejak Desember 2012, maka diperoleh persamaan penurunan aktivitas katalis pada reaktor sintesis amonia yaitu y = 1,0000-0,001x (penurunan aktivitas 0,1% per tahun) dengan nilai aktivitas katalis pada Januari 2020 sebesar 81,20%. Produksi amonia pada tahun tersebut dapat dipertahankan dengan kecepatan putar poros kompresor minimal 13.480 rpm dan temperatur aliran masuk reaktor minimal 349oC. Prediksi penggantian katalis amonia diprediksi baru akan dilakukan pada Desember 2023 dengan nilai aktivitas katalis 76,50%. Pada tahun tersebut batasan kecepatan putar poros kompresor maksimal pada 13.620 rpm dan penjagaan temperatur aliran masuk reaktor minimal 353oC.