II. TINJAUAN PUSTAKA
2.13. Proses Penangkapan Gas CO2
2.13.3. Peralatan Unit Amin
Menurut Arnold dan Stewart (1999), jenis peralatan dan metode untuk mendisain peralatan yang dibutuhkan antara lain:
a.Absorber
Larutan amin absorber menggunakan aliran berlawanan arah (counter current) melalui trayatau menara untuk memberikan campuran yang baik antara larutan amin dan gas asam. Pada umumnya, menara kecil menggunakan stainless steel packing, sedangkan menara yang lebih besar menggunakan stainless steel tray. Pada umumnya jumlahtrayyang digunakan adalah 20 - 24 buah.
Menurut Arnold dan Stewart (1999), pada umumnya, larutan amin absorber termasuk bagian scrubber pada bagian bawah menara. Scrubber ini berdiameter sama yang diperlukan untuk menara. Gas yang memasuki menara selanjutnya melewati mist eliminator dan chimney tray. Tujuan scrubber adalah memisahkan air atau hidrokarbon cair dari gas untuk melindungi larutan amin dari kontaminasi. Pada sistem MEA, dengan laju alir gas yang besar, sebuahscrubber harus dipertimbangkan pada keluaran sweet gas. Pada output gas murni dipasang separatoruntuk menghindari kehilangan MEA akibat tekanan uapnya rendah.
b.Heat Exchanger
Menurut Arnold dan Stewart (1999), jenis heat exchanger terdiri dari shell-and-tube, double pipe, plate-and-frame, aerial coolers, dan fired heater. Pada bagian ini dibahas penukar panas tipe shell-and-tube dan pendingin udara. Rich/lean amine exchanger yang sering digunakan adalah shell-and-tube exchanger dengan penyaluran rich amine yang korosif melalui tube. Penukar panas shell-and-tube memiliki bentuk silinder, terdiri dari sekumpulan tabung (tube) yang dikelilingi pembungkus luar (shell). Tujuan dariexchangerini adalah untuk mengurangi kerjareboilerdengan mengembalikan beberapa panas darilean amine. Laju alir dan temperatur inlet pada umumnya diketahui. Berdasarkan hal itu, temperatur outlet dan kerjanya dapat ditentukan dengan mengasumsikan penggunaan temperatur pada outlet. Semakin cepat penggunaan temperatur ditentukan, semakin besar kerja dan panas yang dikembalikan, hanya saja exchanger lebih besar dan lebih mahal. Temperatur disain adalah sekitar 30oF yang dapat menyediakan keseimbangan dalam disain rich/lean exchanger dan reboileryang ekonomis. Temperaturreboilerdirekomendasikan lebih dari 30oF.
c.Cooler
Menurut Arnold dan Stewart (1999), air cooler atau pendingin udara, biasa digunakan untuk mendinginkan fluida panas hingga mendekati temperatur sekitar. Pada pendingin udara, kumpulan tabung bisa diletakkan di sisi luar atau dalam kipas (fan) tergantung apakah kipasnya mengalirkan udara ke tabung atau
mengisap udara ke arahnya. Pada saat tabung diletakkan di sisi luar kipas, penukar panas itu disebutforced draft dan bila tabung diletakkan di sisi dalamfandisebut induced draft. Prinsip kerjanya adalah fluida proses masuk salah satu nozzle di header dan dipaksa masuk ke tabung oleh partition plate hingga ke ujung lain header, setelah itu fluida tersebut masuk ke tabung lainnya dan mengalir kembali keheadersemula dan keluar lewatnozzle lainnya. Udara dialirkan secara vertikal atau horizontal untuk mendinginkan fluida proses. Tabung memiliki sirip (fin) karena efisiensi transfer panasnya semakin banyak kipasnya, artinya semakin luas areanya, maka efisiensinya makin besar. Temperatur keluaran fluida proses harus diatur untuk mencegah terbentuknya hidrat gas atau terlalu kentalnya fluida proses akibat pendinginan yang berlebihan. Pelarut didinginkan sehingga lebih panas 10oF dari gas asam yang masuk ke absorber, jika terlalu dingin akan mengkondensasikan sebagian gas menjadi cairan, dan jika terlalu panas akan meningkatkan temperatur uap amin sehingga amin bisa hilang sebagai panas.
d.Stripper
Menurut Arnold dan Stewart (1999), amin stripper menggunakan panas dan uap air untuk membalikkan reaksi kimia dengan CO2dan H2S dari larutan air dan membawa gas-gas tersebut ke puncak kolom. Jenis stripper terdiri dari menara yang beroperasi pada tekanan 10 - 20 psig dengan 20 tray, reboiler, dan condenser. Masukanrich aminepadatray ketiga atau keempat dari puncak.Lean amine dipisahkan pada bagian bawah stripper dan gas asam dipisahkan pada bagian atas. Laju alir uap lebih besar pada tray bagian bawah dari menara sehingga larutan dari tray bawah menyediakan laju alir lean amine dari menara ditambah air secukupnya untuk menyediakan uap air dari reboiler. Uap yang ikut terbawa ke luar akan didinginkan olehcondensermenjadi air dan dimasukkan lagi kestripperuntuk dipanaskan kembali menjadi uap. Energi yang dibutuhkan untuk melepaskan ikatan amin ini adalah jumlah dari panas yang dibutuhkan untuk menaikkan temperatur larutan, energi absorbsi, dan panas laten.Strippermemiliki bentuk dan dimensi yang sama denganabsorber, perbedaannya pada jumlah tray dan letaknya dari bawah ke atas, dan dilengkapireboilerdancondenser.
e.Reboiler
Menurut Arnold dan Stewart (1999),reboilermenyediakan inputpanas ke amin stripper, yang dapat membalikkan reaksi kimia dan menyisakan gas asam. Fungsi panas dari amin reboiler bervariasi dengan disain sistem. Diperlukan fungsi reboilerdancondenseryang lebih besar, reflux ratioyang lebih besar dan juga jumlah tray yang lebih kecil. Fungsi reboiler dan reflux ratio yang lebih kecil, dan jumlah tray yang lebih banyak harus dimiliki. Berdasarkan disain, temperatur reboiler dalam sistem operasi stripper pada tekanan 10 psig dapat diasumsikan menjadi 245oF untuk MEA 20% wt, dan 250oF untuk DEA 35% wt.
f.Overhead Condenser dan Reflux Accumulator
Menurut Arnold dan Stewart (1999), condenser digunakan untuk mendinginkan gas dan mengkondensasikan uap air kembali menjadi air. Inlet temperatur padacooler dapat dikembalikan dengan menggunakan tekanan parsial uap air untuk menentukan temperatur dari uap air. Temperatur outlet dari cooler pada umumnya sekitar 130 - 145oF yang tergantung pada suhu lingkungan.Reflux accumulator adalah separator yang digunakan untuk memisahkan gas asam dari air yang terkondensasi. Air diakumulasikan dan dipompakan kembali ke bagian atasstrippersebagai aliran kembali.