2.3 Pengolahan Sweetening
2.3.2 Proses Desulfurisasi
Proses ini adalah proses pemurnian gas alam maupun gas-gas kilang yang mengandung hidrogen sulfida dan senyawa-senyawa asam lainnya. Proses
yang paling populer adalah proses yang menggunakan reagensia yang dapat diregenerasi dan recover H2S. Pada operasinya dan prinsip operasinya adalah sama dengan skema umum seperti terlihat pada Gambar 12.12.
Material yang ada dalam gas seperti karbon dioksida, hidrogen sianida, merkaptan, karbonil sulfida, karbon disulfida, dan uap air akan mempengaruhi pemilihan proses pemurnian tersebut. Proses-proses yang menggunakan hembusan udara untuk regenerasi reagensia adalah penyumbang terhadap pengotoran udara apakah langsung keluar ke atmosfir ataukah untuk umpan dapur industri. Proses-proses pemisahan H2S dapat dilihat pada Tabel 12.2.
gas bersih Absorber gas masam reagensia bekas surge regenerated reagent steam Regenerator gas asam
Gambar 12. Diagram Alir Pemisahan H2S
Tabel 2. Macam-Macam Proses Desulfurisasi
Nama Proses R e a k s i Regenerasi
Soda Kaustik 2 NaOH + H2S NasS + 2 H2O Tidak perlu
Kapur Ca(OH)2 + H2S CaS + 2 H2O Tidak perlu
Oksida Besi FeO + H2S FeS + H2O Sebagian
dengan udara
Seaboard Na2CO3 + H2S NaHCO3 + NaHS Hembusan
udara Thylox Na2AS2S5O2 + H2S Na4AS2S6O + H2O
Na4AS2S6O + ½ O2 Na4AS2S5O2 + S
Hembusan udara
Girbotol 2 RNH2 + H2S [RNH3]2S Steaming
Fosfat K3PO4 + H2S KHS + K2HPO4 Steaming
Penolat NaOC6H5 + H2S NaHS + C6H5OH Steaming
Karbonat Na2CO3 + H2S NaHCO3 + NaHS Steaming
Proses-proses terbaru untuk memisahkan hidrogen sulfida dari dari produk-produk kilang juga disempurnakan dengan oksidasi sulfida menjadi sulfur bebas sebagai bagian dari langkah regenerasi. Sulfur diendapkan sebagai zat padat halus dan selanjutnya dipisahkan dengan settling atau filtrasi.
Macam-macam proses pengolahan terdiri dari : 1. Proses Girbotol
2. Proses Glikol-Amin 3. Proses Desulfurisasi Fosfat 4. Proses Alkazid
5. Proses Kalium Karbonat Panas 6. Proses Giammarco-Vetrocoke
1. Proses Girbotol
Proses ini dilisensi oleh Girdler Corp, merupakan suatu proses kontinyu yang regeneratif untuk memisahkan H2S, CO2, kotoran-kotoran asam lainnya dari gas alam dan gas-gas kilang. Proses ini menggunakan reagensia amina organik seperti MEA, DEA, dan TEA. Etanol amin adalah basa kuat yang larut dalam air mempunyai afinitas terhadap H2S pada suhu 160 - 180 oF. Gas yang akan dibersihkan dikontakkan dengan larutan amin secara berlawanan arah dalam absorber berupa menara onggok (packed tower) yang berisi raschig-ring pada suhu 100 - 150 oF. Regenerasi berlangsung pada suhu 200 oF. Unit pertama pada pemisahan H2S dari gas alam dipakai pada pabrik gas alam Shell Oil di North Maryland. Sampai dengan tahun 1938, dimulai pemisahan H2S dari gas kilang menggunakan proses Girbotol pada kilang minyak Atlantic Refining Co di Port Arthur-Texas.
Proses ini dikembangkan dan dilisensi oleh Fluor Corp. merupakan proses kontinyu yang regeneratif untuk menarik air dan memisahkan gas-gas asam secara simultan dari gas alam atau gas-gas kilang. Campuran larutan amin dengan di- atau tri-etilen-glikol dipakai sebagai reagensia pengolahan. Tipe larutan ini mengandung 20 % amin, 70 % glikol, dan 10 % air. Gas yang akan dibersihkan dikontakkan secara berlawanan arah dengan reagensia di dalam menara dulang gelembung (bubble tray) pada suhu sekitar 100 oF. Regenerasi berlangsung pada suhu 300 oF.
3. Proses Desulfurisasi Fosfat
Proses ini dikembangkan oleh Shell Development Co merupakan suatu proses kontinyu yang regeneratif untuk memisahkan H2S dari gas alam, gas kilang, atau larutan hidrokarbon menggunakan larutan K3PO4. Tipe larutan reagensia mengandung 30 % K3PO4 dalam air, yang selektif menyerap H2S dalam gas yang mengandung CO2. Gas yang akan dibersihkan dikontakkan berlawanan arah dengan reagensia di dalam ekstraktor pelat gelembung (bubble plate) pada suhu sekitar 100 oF. Regenerasi berlangsung pada suhu 240 oF. Untuk mengekstrak H2S dari dalam hidrokarbon cair dipakai menara onggok (packed tower).
4. Proses Alkazid
Proses ini untuk memisahkan H2S dan CO2 dari gas alam atau gas-gas kilang menggunakan larutan pekat asam-asam amina. Proses ini diperkenalkan dalam industri di Eropa oleh Badische Anilin & Soda Fabrik AG of Ludwigshafen am Rhein pada tahun 1959. Operasinya terdiri dari proses recycle kontinyu, dan absorpsi gas-gas dengan pemanasan dan dikembalikan ke dalam absorber melalui penukar panas dan pendingin. Garam-garam alkazid (alkazid-M dan alkazid-DIK) tidak mudah menguap dan larutannya adalah cairan-cairan alkali yang reaktif dan stabil. Kapasitas penyerapan untuk H2S dan CO2 sangat tinggi, tetapi sangat
rendah untuk hidrokarbon. Alkazid-DIK memberikan hasil yang sangat memuaskan untuk pemisahan selektif H2S mengandung CO2 dan untuk pemurnian hidrokarbon cair. Larutan alkazid-M dipakai untuk memisahkan H2S dan CO2 dari gas disertai dengan efisiensi penyerapan yang sangat tinggi (98,6 %+).
5. Proses Kalium Karbonat Panas
Pemakaian proses ini lebih praktis untuk memisahkan gas alam pada tekanan di atas 250 psi mengandung gas asam 5 - 50 %. Gas asam dapat dikurangi menjadi 0,5 %. Sejumlah proses karbonat dengan variasi lain telah dirancang oleh Petrocon Engineering Co, yaitu :
1. Sistem Karbonat split-stream
2. Proses Air-Karbonat
3. Proses Karbonat Dingin sebagian 4. Proses Karbonat-Amin
Keuntungan yangs sangat besar dari proses karbonat adalah biaya operasi yang sangat rendah. Unitnya fleksibel mudah dirubah menjadi sistem amina.
6. Proses Giammarco-Vetrocoke
Proses ini dikembangkan oleh G. Giammarco of SPA Vetrocoke Italia, untuk memisahkan H2S dan CO2.
Macam-macam prosesnya adalah : 1) Proses pemisahan CO2 dari gas-gas yang bebas H2S dengan regenerasi menggunakan steam; 2) Proses pemisahan selektif H2S dan merubahnya menjadi sulfur bebas dengan regenerasi menggunakan udara; 3) Proses kombinasi dari kedua proses di atas untuk pemisahan HsS dan CO2.
Kedua proses pemisahan tersebut adalah berdasarkan pada absorpsi gas-gas asam dengan larutan alkali yang mengandung aditif untuk mempercepat absorpsi dan desorpsi. Larutan pengolahan tidak korosif, dan suhu operasi berkisar 75 - 300 oF. Pada proses pemisahan H2S larutan reagensia terdiri dari natrium atau kalium karbonat yang mengandung campuran arsenit dan arsenat. Gas-gas yang diolah berasal dari sumur dirancang dapat membersihkan H2S kurang dari 1 ppm. H2S
mula-mula diserap dengan mereaksikannya dengan arsenit, senyawa hasil reaksi kemudian dirubah menjadi monotioarsenat melalui reaksi dengan arsenat. Dekomposisi menjadi sulfur elementer dan konversi arsen bervalensi 3 menjadi valensi 5 dapat dilakukan dengan hembusan udara atau suatu kombinasi asidifikasi dengan CO2 dan hembusan udara. Pemilihannya tergantung pada persyaratan-persyaratan proses. Sulfur dapat dipisahkan dengan filtrasi atau flotasi. Diagram alir proses kombinasi dapat dilihat pada Gambar 13.
umpan gas H2S Absorber CO2 Absorber H2S air Digester steam CO2 Asidifi-kator Filter S udara keluar Regenerator udara masuk CO2 Dehumidator Regenerator Saturator udara air Flash Drum
Gambar 13. Diagram Alir Proses Kombinasi Giammarco-Vetrocoke
Pada tahun 1971 telah dikemukakan suatu proses baru dengan efisiensi pemisahan sulfur sampai dengan 98 % yang dikenal sebagai proses Claus dengan dua tingkat pemisahan. Setelah itu proses Claus dikembangkan lagi oleh Beavon dan Vaeli untuk pemisahan sulfur sampai 99,9 % yang dikenal sebagai proses Beavon. Reaksi yang terjadi pada suhu 2000 – 3000 oF adalah :
2 H2S + 3 O2 2 SO2 + 2 H2O 2 H2S + SO2 3 S + 2 H2O
Diagram alir proses Claus dan proses Beavon dapat dilihat pada Gambar 14 dan Gambar 15. gas udara air air air S (25%) S (60%) S (7%) udara bhn. bakar SO2
Gambar 14. Diagram Alir Proses Claus
filter meltor gas kilang udara tail gas (S) Reaktor Cooler air gas bersih udara Absorber Oxidizer cairan recycle sulfur
BAB III PENUTUP 4.1. Kesimpulan
Minyak bumi (Crude Oil) dan gas alam merupakan senyawa hidrokarbon. Rantai karbon yang menyusun minyak bumi dan gas alam memiliki jenis yang beragam dan tentunya dengan sifat dan karakteristik masing-masing. Minyak bumi terbentuk dari sisa fosil mahkluk hidup yang tertimbun jutaan tahun yang lalu. Pengambilan minyak bumi dilakukan di kilang minyak. Kemudian di fraksionisasikan sesuai titik didihnya. Minyak bumi memiliki peranan penting bagu kehidupan, baik sebagai sumber energi maupun sebagai bahan baku industri petrokimia.
DAFTAR PUSTAKA