Translate

Sunday, November 15, 2015

ARHDM: MENELUSURI INTELIGENSI PENGOLAH HIDROKARBON (PART III)

ARHDM: MENELUSURI INTELIGENSI PENGOLAH HIDROKARBON (PART III)

  Setelah mengetahui proses pertama dalam refinery dalam artikel part I dan part II, selanjutnya kita akan memasuki pembahasan berikutnya yaitu Atmospheric Residue Hydrodemetallization atau ARHDM. 

   Sekilas dari penamaannya, kita sudah dapat menduga bahwa proses ini adalah untuk menghilangkan kandungan logam dari hasil produksi proses sebelumnya. Dengan menghilangkan kadar logam dalam produk, maka akan didapatkan hasil akhir dengan kualitas yang lebih baik. Bagaimana proses di ARHDM? Apa saja peralatannya? Apa dan bagaimana produk yang dihasilkan? Simak yang berikut ini.

    Pada kesempatan yang lalu, pembahasan bagian I dan bagian II, kita sudah mempelajari bagaimana CDU menjalankan distilasi bertingkat pada crude oil. Nah, pada kesempatan ini sisa hasil CDU (residu) akan diumpankan pada unit Atmospheric Residue Hydrodemetallization (ARHDM) untuk diolah lebih lanjut. Dan, hasil pengolahan ARHDM ini juga akan diumpankan ke proses berikutnya yaitu Residu Catalytic Cracker (RCC) seperti gambar di bawah.


Refinery Flow Chart
Refinery Flow Chart

     Baiklah, kita bisa mulai lagi perjalanannya. Unit ARHDM mengolah atmospheric residue (AR) dari proses CDU. Tujuan utama dari ARHDM adalah untuk mengurangi kandungan logam dalam AR misalnya Nikel (Ni), Vanadium (V), carbon residue (MCR), senyawa nitrogen dan senyawa sulfur. Pengolahan ARHDM akan menghasilkan Demetallized Atmospheric Residue (DMAR) dengan kandungan pengotor yang lebih kecil sehingga memenuhi spesifikasi sebagai umpan RCC. Proses ini melibatkan katalis dan hidrogen dalam keadaan ruang bertekanan tinggi.


Flowchart ARHDM
Flowchart ARHDM

     Tingginya kandungan metal akan meracuni katalis di RCC dan bila kadar MCR dalam bahan itu tinggi akan meningkatkan beban panas regenerator unit RCC. Spesifikasi produk yang diharapkan adalah seperti tabel di bawah ini.


Tabel Impurities pada Produk ARHDM
Tabel Impurities pada Produk ARHDM

     Ada 5 (lima) seksi yang berperan dalam proses ARHDM, antara lain:

1. Seksi Feed
    
    Dalam seksi ini, bahan AR mengalami proses pemanasan awal dan penyaringan sebelum dialirkan ke Feed Surge Drum. Dua feed (bahan) didapat dari keluaran residu CDU atau disebut hot AR dan salah satunya didapat dari tanki atau disebut cold AR. Kedua bahan ini setelah tercampur akan memasuki fase pre-heating kemudian di pompa ke dalam filter untuk memisahkan kontaminan padat. Filter yang digunakan berukuran 25 mikron. Penyaringan partikel padat ini dilakukan untuk mencegah penyumbatan pada katalis reaktor.

AR Feed Filter
AR Feed Filter

   Feed yang telah melalui proses penyaringan akan diteruskan ke filtered feed surge drum yang nantinya akan dipompa masuk ke dalam furnace.
   
    Furnace  atau lebih mudah disebut sebagai dapur pembakaran. Peralatan ini digunakan untuk memanaskan fluida dan diaplikasikan di berbagai industri terutama petrochemical dan refinery. Furnace didesain menggunakan dinding plat baja yang dilapisi material tahan api. Panas yang dibangkitkan di dalam combution chamber diteruskan ke tubing dengan rambatan panas secara konveksi dan radiasi. Feed atau AR mengalir dalam tubing yang berada di dalam furnace sehingga bisa disebut sebagai pemanasan tidak langsung. Panas yang dibangkitkan di combution chamber sangat bervariasi bergantung kebutuhan proses. Namun, untuk proses ini panas dibangkitkan hingga 500oC.



Furnace Unit ARHDM
Furnace Unit ARHDM


Bagan furnace
Bagan furnace

     Gambar-gambar di bawah akan menunjukkan kepada kita bagian penting dari furnace.


Furnace Gas Burner
Furnace Gas Burner

Furnace Tubing
Furnace Tubing


2. Seksi Reaksi

    Feed dari furnace akan dipompa masuk ke dalam reaktor. Di dalam reaktor ini terjadi reaksi ekstotermis yang melibatkan injeksi H2. Reaksi eksotermis adalah reaksi yang disertai perpindahan kalor dari sistem ke lingkungannya atau, dengan lebih sederhana, terdapat kalor yang dilepaskan ke lingkungan. Ciri reaksi eksotermis adalah terjadi kenaikan temperatur pada lingkungan di sekitar sistem.

    Hidrogen, pada reaksi ini, diinjeksikan ke dalam reaktor dengan tujuan mengurangi carbon residue (MCR), sebagai metal separator dan sebagai temperature control bila temperatur reaktor melonjak (akibat reaksi eksotermis). Sebelum masuk ke dalam reaktor, feed diinjeksi cold quench recycle gas yang didapat dari cold high pressure separator (CHPS). Fungsi gas ini adalah untuk membantu mengatur suhu dan laju reaksi (menghindari terjadinya run away reaction). Produk yang disebut effluent akan diumpankan ke seksi berikutnya yaitu seksi pendinginan dan pemisahan produk reaktor.


Reaktor ARHDM
Reaktor ARHDM

     Pompa-pompa yang digunakan di proses ini menggunakan pompa sentrifugal multistage. Pompa ini digunakan untuk menaikkan tekanan feed dari 4 kg/cm2 menjadi 198 kg/cm2 sebelum diumpankan ke dalam reaktor.

Pompa feed ARHDM
Pompa feed ARHDM
 
Pompa feed ARHDM
Pompa feed ARHDM





Bagan Seksi Feed dan Reaksi
Bagan Seksi Feed dan Reaksi
   
3. Seksi Pendinginan dan Pemisahan Produk Reaktor

    Effluent hasil seksi reaksi akan didinginkan pertama kali didinginkan pada feed exchanger dengan memanfaatkan temperatur combined feed reactor sebagai fluida pendingin. Setelah mengalami proses pendinginan, effluent diumpankan ke Hot High Pressure Separator (HHPS). 


   Fungsi dari HHPS adalah untuk mengambil residu minyak dari effluent karena AR yang mengandung endapan aluminium dapat menyumbat exchanger di vapour cooling train. Liquid panas yang keluar dari HHPS akan diteruskan ke Hot Low Pressure Separator (HLPS), dan feed dari HHPS yang sudah berbentuk uap (banyak mengandung H2, NH3, H2S dan gas hidrokarbon) dialirkan ke Cold High Pressure Separator (CHPS) setelah mengalami pendinginan oleh heat exchanger  dan fin fan.



Heat Exchanger ARHDM
Heat Exchanger ARHDM

     Air yang berhasil dipisahkan pada proses CHPS akan dibuang ke Sour Water Stripper (SWS), sedangkan minyak yang berhasil dipisahkan akan dialirkan ke Cold Low Pressure Separator (CLPS). Sedangkan sour gas (gas keluaran atas) dialrikan ke gas fuel treating dan feed yang masih berbentuk liquid akan dialirkan ke Atmospheric Fractionator setelah mengalami pemanasan di heat exchanger.




 

Bagan Seksi Pemisahan Produk
Bagan Seksi Pemisahan Produk

    Liquid yang berada di HLPS akan dipanaskan kembali sehingga terpisah antara fraksi gas dan liquid-nya. Fraksi uap atau gas yang sudah berhasil dipisahkan akan diumpankan ke CLPS dan fraksi liquid akan diumpankan ke Atmospheric Fractionator.

    
4. Seksi Gas Recycle

    Fraksi gas yang berasal dari CHPS kaya akan kandungan hidrogen. Sebagian dari gas ini akan masuk ke dalam Recycle Gas Compressor dan Hydrogen Recovery Unit (HRU). HRU ini merupakan membran yang berfungsi untuk memurnikan hidrogen agar dapat digunakan kembali dalam reaktor dan sebagai media quenching.
   
Vacuum Compressor unit ARHDM
Vacuum Compressor unit ARHDM


Gas Treating Section
Gas Treating Section

     Sebelum gas masuk ke dalam HRU, gas akan melalui scrubber untuk mengurangi  kandungan amonia hingga di bawah 30 ppm. Scrubber adalah pencucian gas menggunakan bahan dasar air sehingga gas akan terbebas dari amonia karena amonia larut dalam air.

5. Seksi Fraksinasi

    Ada 2 (dua) bahan yang akan diolah dalam satu kolom fraksinasi secara bersamaan. Bahan-bahan tersebut adalah Hot Heavy Oil dari HLPS dan Cold Heavy Oil dari CLPS. Keduanya diproses dalam satu kolom yang dinamakan Atmospheric Fractionator. Atmospheric Fractionator memiliki dua seksi yaitu seksi atap (Top) dan seksi bawah (Bottom). Seksi Atap memiliki 32 tray dengan diameter 3,2 meter dan seksi Bawah memiliki 15 tray dengan diameter 3,66 meter. Jarak antar tray pada kedua seksi dalam kolom adalah 610 mm.




Fractionator Colomn ARHDM
Fractionator Colomn ARHDM
  

Seksi Fraksinasi
Seksi Fraksinasi
  Fraksi minyak yang berasal dari HLPS dan CLPS di fraksinasi di dalam kolom Atmospheric Fractionator yang dibantu dengan superheated steam. Hot Heavy Oil dari HLPS diumpankan dari seksi bawah kolom fraksinasi sedangkan Cold Heavy Oil dari CLPS diumpankan ke seksi atas tepat di atas flash zone (ingat proses di dalam CDU pada artikel sebelumnya).

A. Proses Mendapatkan Naphta

     Proses fraksinasi pertama yang akan dibahas adalah bagaimana mendapatkan Naphta dari kedua bahan yang disediakan. Setelah kedua bahan tersebut memasuki kolom fraksinasi, dan mengalami distilasi bertingkat seperti halnya proses pada CDU maka akan dihasilkan overhead product. Mirip dengan proses pada CDU, kolom fraksinasi ini juga dilengkapi dengan sistem refluxing untuk memaksimalkan pemisahan fraksi-fraksi minyaknya. 

    Overhead product ini selanjutnya akan dikondensasi oleh fin fan dan ditampung di dalam overhead accumulator. Produk accumulator ini sebagian akan di-uap-kan dan sebagian bentuk liquid-nya akan menjadi bahan pencampur pada proses selanjutnya. Uap dari accumulator akan dikompresi oleh first stage compressor dan hasil keluarannya akan didinginkan menjadi kondensat oleh interstage cooler. Product yang sudah lebih dingin ini akan ditampung oleh Interstage KO Drum.

    Proses berlanjut dengan mengkompresi produk uap dari interstage drum oleh compressor pada second stage-nya. Produk hasil kompresi kedua ini akan dicampur dengan liquid yang dari overhead accumulator yang masih berupa unstabillized naphta. Hasil campuran ini juga melalui proses pendinginan sebelum memasuki fase proses selanjutnya yaitu Sour Gas Separator (SGS).

    Di dalam SGS terjadi pemisahan antara unstabillized naphta, sour water, dan off gas. Unstabillized naphta dipanaskan oleh produk stabillized naptha kemudian dialirkan menuju Naphta Stabillizer dan dipisahkan dari off gas. Off gas akan dialirkan menuju Fuel Gas Treating. Sedangkan naphta akan menjalani proses pendinginan sebelum dipompa ke tangki penampungan.

B. Proses Mendapatkan Kerosene

    Side Stream Product dari fraksionator berupa kerosene diambil dari tray  di bawah seksi atap kemudian diproses di kerosene stricut stripper. Bottom product kerosene ini dibagi menjadi dua aliran. Yang pertama adalah menuju tangki penampungan kerosene. Yang kedua adalah kerosene dipanaskan kembali oleh boiler dan dipompa masuk kembali ke kolom stripper sebagai reboiling. Overhead product dari kolom ini juga akan diumpanbalikkan ke kolom fraksinator sebagai reflux.

C. Proses Mendapatkan Gas Oil

     Produk gas oil diambil dari atas bagian seksi bawah fraksionator dan diumpankan ke dalam gas oil stripper. Proses stripping ini dibantu oleh superheated steam. Bottom Product ini dipompa keluar dari kolom dan didinginkan menggunakan fin fan. Sebagian dipompa menuju tangki penampungan, sebagain lagi menuju proses Gas Oil Hydrotreater. Sedangkan overhead producti kolom ini akan diumpanbalikkan ke kolom fraksionator sebagai reflux.

D. Proses Mendapatkan DMAR

    DMAR sudah didapatkan dari bottom product fraksionator. Produk ini dipompa menjadi dua aliran. Sebagian besar digunakan untuk memanaskan feed fractinator dan memanaskan AR yang akan masuk ke dalam feed filter. Sisanya digunakan untuk memanaskan kerosene stripper reboiler. Pada akhirnya, kedua aliran ini akan dicampur kembali, sebagian menuju tangki penampungan dan sebagian akan diumpankan ke proses berikutnya yaitu Residu Catalytic Cracker (RCC).

E. Chemical Addition

    Unit ARHDM memerlukan tambahan kimia untuk membantu operasionalnya. Biasanya bahan kimia yang digunakan adalah corrosion inhibitor. Bahan-bahan kimia tersebut antara lain:

1. Kurilex L-log

    Bahan ini merupakan corrotion inhibitor yang banyak digunakan untuk Temperature Cooling Water (TCW).

2. Sodium Polisulfide Solution

    Bahan kimia ini lebih dikenal dengan nama polisulfide dan mempunyai rumus molekul Na2Sx. Polisulfide merupakan bahan kimia berbentuk cairan kuning kecoklatan dengan bau mirip sulfida dan memiliki titik didih 104oC. Bahan ini merupakan bahan kimia produksi Chevron yang memiliki sifat larut dalam air dan tidak larut dalam hidrokarbon. Bahan ini berfungsi untuk melapisi pipa agar tidak terjadi fouling pada fluida dan untuk mencegah korosi.

3. Dimethyl Disulfide

    Biasa disingkat DMDS, merupakan cairan berwarna kuning pucat dengan bau seperti telur busuk. DMDS memiliki rantai H3C-S2-CH3. DMDS memiliki sifat larut dalam alkohol ringan seperti eter atau aliphatic hydrocarbon. Larutan ini  memiliki titik didih 109,60C dan berfungsi untuk mengaktifkan katalis baru.

4. Unicor LHS

    Bahan kimia ini merupakan corrotion inhibitor berbentuk cairan kuning sawo matang.

F. Produk Akhir ARHDM

    Ada 5 jenis produk ARHDM yaitu C1-C4, Naphta, Kerosene, Gas Oil, dan Demetallized Atmospheric Residue (DMAR). Produk-produk ini akan diolah ke unit produksi selanjutnya atau dapat dijadikan sebagai blend produk lainnya.

   Sekian lanjutan perjalanan menelusuri refinery hidrokarbon di Unit ARHDM. Sekali lagi, semua konten dalam artikel ini mungkin melewatkan beberapa hal detil. Namun, semoga tetap memberi manfaat dan pengetahuan. :)

Related Article:
 

Kilang-Kilang Minyak Milik Pertamina

WOW, SEPULUH KILANG MINYAK TERBESAR DI DUNIA!

No comments:

Post a Comment