DESKRIPSI PROSES
6.1 Kilang Balikpapan 1
6.1.1.1 Spesifikasi Umpan & Produk
Berdasarkan desain, umpan yang masuk ke CDU V dibagi menjadi dua jenis, yaitu mixed crude/operation case I dan Minas crude / operation case II. Mixed crude / operation case merupakan sistem umpan dengan kombinasi feed sebagai berikut:
• Attaka Crude 15000 barel/hari atau 25%-v • Arun Crude 10200 barrel/hari atau 17%-v • Minas Crude 19800 barrel /hari atau 33%-v • Widuri Crude15000 barrel/hari atau 25%-v
Minas crude/operation case II merupakan sistem umpan yang hanya menggunakan Minas crude sebagai umpan, yaitu sebesar 60.000 barrel/hari. Pada kondisi nyata, terdapat kekurangan pasokan dari minas crude. Maka crude yang diolah merupakan campuran dari beberapa jenis crude, baik dari dalam maupun luar negeri, yaitu:
• Tanjung Crude
• Sumatera Light Crude (Minas) • Attaka crude
• Nile blend crude • Warukin crude
Umpan yang digunakan pada CDU V merupakan crude yang bersifat parafinik karena orientasi kilang Balikpapan I sebernarnya adalah memproduksi wax yang merupakan produk unggulan dari P.T PERTAMINA (PERSERO) R.U. V Balikpapan. Namun pada tahun 2006 lalu terjadi kebakaran di unit wax plant, tepatnya di bagian dewaxing yang mengakibatkan produksi wax menurun drastis sehingga saat ini wax sudah tidak menjadi produk unggulan R.U.V. Balikpapan. Spesifikasi umpan CDU V dapat dilihat pada tabel 6.1 berikut ini:
Spesifikasi Attaka ArunMixed CaseMinas Duri Minas Case Gravity(⁰ API) 42,6 53,9 35,2 21,1 35,98 Sulphur (%wt) 0,0556 0,02 0,08 0,21 0,10 Visc At: 10 ⁰C 1,11 - - - 8,32 20 ⁰C - 0,99 - - 6,02 70 ⁰C 1,668 - - - 5,82 30 ⁰C - - - 591 4,54 100 ⁰C 1,382 - - - 3,75 40 ⁰C - - 23,6 274,4 3,56 50 ⁰C - - 11,6 - 2,87 Water (%vol) < 0,1 - 0,6 0,3 0,3 Salt (lb/1000bbl) <0,2 - 11 4,6 5,6 Pour Point -55 ⁰F <-57 ⁰C 36 ⁰C 24 ⁰C 19,5 ⁰C Acidity (mmKOH/gr) 0,12 0,01 < 0,05 0,119 0,37 Metal (Ni/Vppm wt) 0,3/0,1 <1/<1 <1/8 32/1 9,3/3,1 Carbon res. (%wt) 0,38 0,02 2,8 7,4 3,05
Tabel 6.1 Spesifikasi Umpan Crude Distilation Unit V
Seluruh produk bawah (long residue) dari CDU V diumpankan ke High Vacuum Unit
Spesifikasi produk CDU V dapat dilihat pada tabel 6.2
Produk
Cut Range TBP (⁰C)
Mixed Case Minas Case
% vol dalam crude BPSD % vol dalam crude BPSD LPG C4-C5 2,17 1300 0,70 420 L. Naphta C5-80 7,78 4720 1,90 1140
H. Naphta 80-150 14.15 8490 6,88 41,30
Kerosene 150-250 17,00 10200 14,23 8540
LGO 250-300 8,43 5060 9,32 5590
HGO 300-350 7,78 4670 9,07 544
Residue >350 42,6 25560 57,90 37740
Tabel 6.2 Spesifikasi Produk Crude Distilation Unit V 6.1.1.2 Mekanisme Proses
Umpan dialirkan dari tangki crude, kemudian dipanaskan dalam serangkaian HE dengan media pemanas produk fraksionasi. Kemudian aliran crude dipecah menjadi dua aliran parelel dan dipanaskan lebih lanjut dengan serangkaian HE sebelum masuk ke desalter. Kemudian aliran diinjeksi dengan air dan demulsifier melalui mix valve. Penambahan air bertujuan untuk melarutkan garam-garam yang terkandung dalam minyak, sedangkan demulsifier berguna untuk memecahkan emulsi antara air dan minyak. Air yang diinjeksikan berasal dari main fractionator overhead accumulator, vacuum column overhead accumulator, dan utility water. Air yang akan diinjeksikan terlebih dahulu dipanaskan pada HE dengan media pemanas produk LGO.
Kemudian masing-masing aliran crude masuk ke crude desalter. Crude desalter berfungsi untuk memisahkan air dengan crude dengan prinsip electrostatic precipitation. Prinsip electrostatic precipitation adalah seperti kerja anoda dan katoda pada accu yaitu terjadi lecutan-lecutan yang menghasilkan ion+ dan ion-. Ion-ion tersebut berkaitan dengan impurities sehingga terbentuk garam. Garam yang terbentuk akn mengendap. Desalter didesain untuk mengeluarkan garam lebih dari 95% dalam crude. Desalter dilengkapi dengan saluran blow down untuk membuang air dan garam-garam yang mengendap. Air dan garam terlarut akan dikirin ke sour water stripper(SWR).
Masing-masing aliran crude yang keluar dari desalter dipanaskan lebih lanjut dengan serangkaian HE. Pemanasan dengan HE tersebut bertujuan agar beban heater untuk memanaskan crude tidak terlalu berat. Setelah keluar dari HE, masing-masing aliran crude masuk ke dalam heater untuk dipanaskan hingga mencapai temperatur 341⁰C, lalu masuk ke kolom distilasi.
Pada bagian bottom dari kolom distilasi diinjeksikan Low Pressure Superheated (LPSS) yang bertekanan 10 kg/cm2-g untuk mengurangi tekanan parsial hidrokarbon pada reduced crude sehingga fraksi-fraksi ringan yang masih terdapat pada bagian bottom, seperti HGO dalam reduced crude, dapat teruapkan cairan yang tidak teruapkan merupakan long residue yang keluar melalui bottom.
Overhead gas (O/H) yang keluar dari puncak kolom diinjeksikan dengan NH3 dan UNICOR-LH5. Gas amoniak ditambahkan berfungsi untuk menetralisir air yang terkondensasi pada accumulator boot dan untuk mempertahankan pH pada rentang terkondensasi pada accumulator boot dan untuk mempertahankan pH pada rentang 7-9. UNICOR-LH5 merupakan inhibitor korosi yang berfungsi untuk melindungi sistem overhead dan korosi.
Kondensat yang terdapat di dalam akumulator selanjutnya dialirkan ke dalam stabilizer column agar fraksi ringan (<C4) dan fraksi berat (>C7) terpisah. Fraksi ringan berupa LPG, sedangkan fraksi beratnya berupa naphta berat dan naphta ringan. Produk overhead yang dihasilkan stabilizer column dikondensasikan dalam sea water cooled overhead condenser, kemudian masuk stabilizer overhead receiver. Kondensat dari stabilizer column sebagian direfluks ke stabilizer column dan sebagian lagi dialirkan ke LPG recovery unit.
Produk bottom dari stabilizer column sebagian dipanaskan dalam stabilizer reboiler yang menggunakan media pemanas heavy gas oil kemudian direfluks dn sebagian lainnya dialirkan ke naphta splitter. Dalam naptha splitter terjadi pemisahan antara naptha ringan dan naptha berat. Produk overhead naphta splitter masuk ke kondensor dengan media pendingin udara, lalu kondensat masuk ke naphta product cooler untuk didinginkan dengan menggunakan media pendingin air laut. Sebagian light naphta yang sudah didinginkan direfluks ke naphta splitter column dan sebagian lagi dikirim ke tangki penyimpanan. Produk bawah dan naphta splitter, yaitu naphta berat, dipompa ke heavy naphta product cooler untuk didinginkan dengan fin fan, kemudian sebagian direfluks ke naphta splitter. Naphta berat yang sudah didinginkan dialirkan ke tangki penyimpanan. Sebagian produk kerosin Light Gas Oil (LGO), dan Heavy Gas Oil (HGO) direfluks ke kolom. Panas dari produk yang direfluks dimanfaatkan pada heat
exchanger untuk memanaskan crude yang keluar dari desalter. Sedangkan produk yang lain, masing-masing dimasukkan ke stripper column untuk memisahkan fraksi hidrokarbon ringan yang terbawa oleh produk tersebut. Proses stripper dilakukan dengan pemanasan mengguanakan reboiler sehingga senyawa hidrokarbon ringan yang terdapat pada produk-produk tersebut menguap. Kemudian dialirkan kembali ke kolom dalam fasa gas. Secara sederhana, proses yang terjadi di CDU V dapat dilihat pada gambar 6.1 berikut ini:
Gambar 6.1 Block Diagram CDU V 6.1.2 High Vacuum Unit III (HVU III)
High Vacuum Unit III digunakan untuk memisahkan komponen-komponen long residue hasil olahan CDU V. Proses pemisahan dilakukan dengan cara distilasi pada tekanan vakum. Umpan yang masuk ke dalam unit HVU III memiliki rantai karbon yang panjang dan memiliki titik didih yang cukup tinggi pada tekanan atmosferik. Jika distilasi dilakukan pada tekanan atmosferik seperti pada CDU, diperlukan suhu operasi yang cukup tinggi dan hal ini tidak menguntungkan dalam proses pengilangan minyak karena akan terjadi cracking yang tidak diharapkan. Oleh karena itu, pemisahan dilakukan di bawah tekanan vakum 1,7 kg/cm2-g untuk menurunkan titik didihnya.
Produk yang dihasilkan adalah LVGO (Light Vacuum Gas Oil), HVGO (Heavy Vacuum Gas Oil), POD (Paraffinic Oil Distillate), dan short residue. Desain awal menunjukkan bahwa HVGO dan POD diambil tray yang sama sehingga pemilihan
pengambilan produk HVGO dan PDO didasarkan pada mode produksi. Akan tetapi pada tahun 2001, dilakukan modifikasi kolom sehingga produk HVGO dan POD dapat diambil secara bersamaan pada tray yang berbeda.
6.1.2.1 Spesifikasi Umpan & Produk
Umpan yang masuk kedalam HVU III adalah produk bawah dari unit CDU V. Umpan masuk pada temperatur 160 ⁰C untuk jenis mixed crude dan 170 ⁰C untuk jenis Minas crude. Kapasitas pengolahan unit ini adalah 25000 BPSD untuk hot case (umpan dari tangki export oil existing). Spesifikasi umpan HVU III dapat dilihat pada tabel 6.3.
Spesifikasi Mixed Crude Minas Crude
Gravity (⁰API) 22,17 27,35 Sulphur (%wt) 0,18 0,12 Metal (ppm Ni+V) 27,2 25,6 Distilasi, %vol(⁰C) IBP 10 30 50 70 284 297 383 386 440 434 511 485 672 583
Tabel 6.3 Spesifikasi Umpan High Unit III
Produk dari High Vacuum Unit III adalah Light Vacuum Gas Oil (LVGO), Paraffinic Oil Distillate (POD), Heavy Vacuum Gas Oil (HVGO) dan residu yang berantai karbon sehingga tidak bisa dipisahkan dengan proses distilasi lagi. Spesifikasi produk HVU III dapat dilihat pada tabel 6.4 berikut ini:
Spesifikasi Harga Metode
1. LVGO,TBP cut point (⁰C) 350-384 2.a HVGO
- Mixed crude,TBP cut point (⁰C) a. Insoluble point (⁰C) b. Sulfur content c. Metal content 384-515 0,05 %wt 2 %wt 4,4 ppm min ASTM D-938 ASTM D-1552 UOP-391
b. POD
- Minas crude, TBP cut point (⁰C) a. Congealing point (⁰C) b. Kin. Visc At 50⁰C c. Wax content 384-500 400 min 9 cSt min 45 %wt min ASTM D-938 ASTM D-445 UOP-46 3. Vacuum Residue, TBP cut point
- mixed crude (⁰C)
- minas crude (⁰C) 515500
Tabel 6.4 Spesifikasi Produk High Vacuum Unit III 6.1.2.2 Mekanisme Proses
Long residue dari CDU V atau dari tangki penyimpanan long residue (pada saat sebelum shutdown) dipanaskan dengan rangkaian HE yang memanfaatkan panas produk sebagai preheater. Pemanasan dilanjutkan dalam charge heater berupa tungku berapi (furnance) untuk menaikkan tempertur umpan sehingga mencapai 341 ⁰C.
Kondisi vakum dipertahankan 30-40 mmHg dengan menggunakan steam ejektor tiga tingkat, sedangkan vacuum heater terdiri dari 8 buah burner dan setiap burner dilengkapi dengan pilot burner menggunakan fuel gas sebagai bahan bakar. Penggunaan kondisi vakum bertujuan untuk menurunkan titik didih long residue sehingga dapat terfraksionasi pada temperatur yang tidak terlalu tinggi. Distilasi pada temperatur yang terlalu tinggi akan mengakibatkan minak bumi mengalami cracking dan hal itu tidak diharapkan.
Setelah mengalami pemanasan awal, long residue masuk ke vacuum column, fraksi yang keluar dari packed suction dipisahkan menjadi slop POD, Heavy Vacuum Gas Oil (HVGO) dan Light Vacuum Gas Oil (LVGO). Produk LVGO yang terpisah dipompa ke dalam tangki IDO (Industrial Diesel Oil) atau ADO (Automotive Diesel Oil) setelah didinginkan. Produk POD dipompa untuk menjadi umpan bagi wax plant. Secara sederhana, proses yang terjadi di HVU III dapat dilihat pada gambar 6.2 berikut ini:
Gambar 6.2 Block Diagram HVU III 6.1.3 Dehydration Plant (DHP)
Dehydration Plant adalah suatu unit yang berfungsi untuk menurunakan kadar air dari minyak mentah sampai 1% berat. Unit ini mempunyai kapasitas 9000 ton/hari. Crude yang diolah dalam unit ini biasanya berasal dari Tanjung dan Warukin. Crude tersebut mempunyai kadar lilin yang tinggi sehingga pada waktu pengiriman dari Tanjung/Warukin ke Balikpapan (melalui pipa sepanjang 240 km) dikhawatirkan terjadi pembekuan. Untuk mengatasi hal tersebut, maka sebelum ditransportasikan melalui pipa, crude diinjeksi dengan air sebanyak 37% berat. Ketika tiba di Balikpapan, crude tersebut diturunkan kembali kadar airnya dengan diproses pada DHP sebelum memasuki kolom distilasi. Proses DHP secara sederhana dapat dilihat pada gambar 6.3 berikut ini:
Gambar 6.3 Block Diagram Dehydration Plant
Crude Tanjung yang berupa suspensi diinjeksi dengan demulsifier di inlet pipa 20 in, selanjutnya dilewatkan pada heat exchanger E1 A/B. Untuk memisahkan gas sisa dari crude, crude Tanjung dari tangki T1 A/B dilewatkan ke gas separator dan kemudian dikirim ke tangki penyimpanan R.