OPTIMASI LAJU INJEKSI DEMULSIFIER DAN INTERFACE LEVEL
WASH TANK DI X GATHERING STATION
Alfadhli Rohmi, Mukhla Saputra, Ellyta Sari, Elly Desni Rahman Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknologi Industri, Universitas Bung Hatta
Jl. Gajah Mada No.19, Olo Nanggalo Padang-25143
[email protected], [email protected], [email protected], [email protected]
Abstrak
Kondisi yang sering terjadi pada proses pemurniaan minyak di Oil Treating Plant (OTP) adalah ketidakstabilan pencapaian kualitas minyak yang mengandung air dari proses produksi. Oleh karena itu masalah ini menjadikan dasar dilakukannya penelitian pada beberapa variabel dalam optimasi demulsifier supaya didapatkan kestabilan persentase kandungan air dan endapan (selanjutnya disebut BS&W, Basic Sediment and Water). Penelitian ini dilakukan di unit pengolahan minyak mentah milik PT. Chevron Pacific Indonesia yang belokasi di Duri, yaitu X Gathering Station. Adapun tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh laju injeksi demulsifier dan interface level terhadap proses pemecahan emulsi di dalam Wash Tank yang ditunjukkan dengan kadar BS&W tertentu. Selain itu penelitian ini juga bertujuan untuk mendapatkan nilai optimum dari laju injeksi demulsifier dan interface level Wash Tank dengan kadar BS&W 15% sebagai batasan penelitian. Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah trial and error, yaitu dengan cara mengubah laju injeksi demulsifier dan level interface di Wash Tank masing-masing tiga kali perubahan dalam waktu pengamatan selama dua hari untuk mendapatkan BS&W yang optimum. Penelitian ini mengungkapkan bahwa kondisi operasi optimum dari Wash Tank X Gathering Station dalam proses pemecahan emulsi adalah pada interface level 20.6 ft dan laju injeksi demulsifier 6 gal/day yang ditunjukkan dengan kadar BS&W sebesar 15%.
Kata Kunci: Demulsifier, Interface, Laju, Level, Optimasi.
Abstract
A condition which offen happens in oil purification process at Oil Treating Plant (OTP) is the unstable quality achievement of oil containing water produced. So this problem brings into the base of doing the researches on some variables in optimizing demulsifier so that the stable percentage of sediment and water containment can be reached (furthermore it’s called BS&W, Basic Sediment and Water). This research is held in Crude Oil Treating Unit Facilities which belongs to PT. Chevron Pacific Indonesia located in Duri which is called X Gathering Station. The aim of this research is to learn the influence of injection rate of demulsifier and interface level to emulsion breaking process in Wash Tank shown by BS&W content. Besides the research also aims to get the optimum value of injection rate of demulsifier and interface level of Wash Tank with 15% as the limit of BS&W content. Method used in this research is trial and error that is by changing the injection rate of demulsifier and interface level of Wash Tank each three times change for two days of observation time in getting the optimum BS&W content. Finally this research reveals that the optimum operating condition of Wash tank is at 20.6 ft of interface level and at 6 gal/day of injection rate of demulsifier shown by BS&W content in the amount of 15%.
Pendahuluan 1. Latar Belakang
Pada suatu industri perminyakan yang bergerak dalam eksplorasi umumnya terdapat proses pemisahan antara air dan minyak yang terproduksi. Dalam proses pemisahan ini pada umumnya terbentuk emulsi. Emulsi ini biasa terjadi pada proses pemurnian minyak terhadap air di Oil Treating Plant (OTP) industri eksplorasi minyak bumi. Emulsi yang terbentuk pada proses tersebut adalah emulsi air di dalam minyak, dimana butiran air terjebak atau terperangkap didalam butiran minyak sehingga mempengaruhi kualitas minyak (O&MC Team, 2004). Salah satu metode yang digunakan untuk menanggulangi emulsi yang terbentuk dari butiran air di dalam minyak adalah dengan injeksi bahan kimia yang disebut demulsifier. Penelitian ini dilakukan di unit pengolahan minyak mentah milik PT. Chevron Pacific Indonesia yang belokasi di Duri, yaitu X Gathering Station. Penelitian ini mencoba untuk memecahkan permasalahan emulsi dengan lebih fokus pada optimasi laju injeksi demulsifier dan interface level pada Wash Tank untuk menghasilkan nilai BS&W sebesar 15% pada minyak mentah olahan X Gathering Station.
2. Rumusan Masalah
Penelitian ini akan mengungkapkan fakta bahwa proses pemisahan minyak mentah dari air pada suatu unit pengolahan
sangat berpengaruh pada laju injeksi demulsifier dan interface level Wash Tank, karena jika kedua parameter tersebut divariasikan akan berdampak pada kandungan air dan sedimen atau BS&W dari minyak mentah yang dihasilkan dari proses pengolahan tersebut. Sehingga masalah yang akan dipaparkan dapat dirumuskan sebagai berikut.
1. Bagaimana pengaruh laju injeksi demulsifier terhadap kadar BS&W dalam pemecahan emulsi di Ampuh Gathering Station?
2. Bagaimana pengaruh interface level Wash Tank terhadap kadar BS&W dalam pemecahan emulsi di Ampuh Gathering Station?
3. Berapakah laju injeksi demulsifier dan interface level Wash Tank yang optimum untuk menghasilkan BS&W 15% pada minyak mentah olahan Ampuh Gathering Station?
Metodologi Penelitian
Penelitian ini dilakukan dengan menggunakan metode trial and error, yaitu dengan cara mengubah laju injeksi demulsifier dan level interface di Wash Tank masing-masing tiga kali perubahan dalam waktu pengamatan selama dua hari untuk mendapatkan BS&W yang optimum. Misalkan laju injeksi demulsifier disebut A dan setiap perubahan disebut A1, A2, A3, dan seterusnya. Sedangkan level interface
dimisalkan B, dan setiap perubahan disebut B1, B2, B3, dan seterusnya. Serta BS&W dimisalkan C, dan hasil dari setiap perubahan disebut C1, C2, C3, dan seterusnya. Maka teknis pelaksanaan penelitian ini dapat dilihat pada Gambar 1.
Gambar 1. Skema Penelitian
1. Alat dan Bahan Penelitian
1.1. Alat yang digunakan : a. Centrifuge elektrik / hand
b. Tabung centrifuge dengan volume 200 ml (pear shope, cone shope). c. Water bath (alat pemanas). 1.2. Bahan yang digunakan:
a. Sampel minyak mentah
b. Larutan Pengencer (Solvent, ex: bensin)
c. Larutan F-46 (Demulsifier)
2. Parameter
Parameter yang digunakan dalam penelitian ini terdiri dari parameter tetap,
parameter peubah dan parameter keluaran. Parameter tersebut adalah sebagai berikut.
Parameter tetap: Laju alir incoming fluida, temperatur fluida.
Parameter peubah: Laju injeksi demulsifier, interface level wash tank.
Parameter keluaran: Basic Sediment and Water (BS&W) minyak mentah.
3. Langkah Kerja
1) Atur laju injeksi chemical demulsifier sesuai dengan yang diinginkan, yaitu: 4 GPD, 6 GPD, dan 8 GPD
2) Atur interface level di wash tank dengan bukaan water leg hingga mendapatkan level air yang diinginkan, yaitu: 18.6 ft, 20.6 ft, dan 22.6 ft.
3) Biarkan selama 2 hari untuk mendapatkan hasil yang representatif dari perubahan yang dilakukan.
4) Siapkan botol sampel.
5) Ambil sampel minyak dari pipa shipping yang akan dikirim ke Pematang GS saat pompa hidup.
6) Bawa sampel ke mini lab Pematang GS untuk menganalisa persentase BS&W-nya.
7) Setelah dianalisa, tuangkan ke dalam laporan
Analisis Data
Dengan berdasar pada metode trial and error, maka diambil laju injeksi
demulsifier sebesar 4 GPD, 6 GPD, dan 8 GPD. Angka ini diambil berdasarkan laju injeksi yang digunakan terakhir yaitu 6 GPD, sehingga perlu dibuktikan kebenaran kualitas hasil minyak mentahnya dengan memvariasikannya sedikit lebih rendah dan lebih tinggi. Selain itu juga dilakukan tindakan memvariasikan interface level Wash Tank sebesar 18.6 ft, 20.6 ft, dan 22.6 ft. Angka ini juga diambil berdasarkan interface level normal yang sesuai dengan desain tanki, yaitu sebesar 20.6 ft.
Hasil dan Pembahasan
Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan dengan cara mengubah beberapa variabel yaitu laju injeksi demulsifier dan interface level pada wash tank X GS maka diperoleh data hasil berupa tabel pengamatan kadar BS&W seperti pada Tabel 1 berikut. Tabel 1. Hubungan Laju Injeksi Demulsifier dan Interface Level terhadap Kadar BS&W
1. Pengaruh Laju Injeksi Demulsifier Terhadap Kadar BS&W
Adapun pengaruh laju injeksi Demulsifier terhadap kadar BS&W dapat diamati pada Tabel 2.
Tabel 2. Hubungan Laju Injeksi Demulsifier Terhadap BS&W
Hubungan Laju injeksi dengan kadar BS&W Interface Level 18.6 Interface Level 20.6 Interface Level 22.6 Laju Injeksi BS&W Laju Injeksi BS&W Laju Injeksi BS&W 4 22 4 19 4 52 6 17 6 15 6 41 8 16 8 13 8 33
Gambar 2. Grafik Hubungan Laju Injeksi Demulsifier terhadap BS&W
Gambar 2 menunjukkan adanya kecenderungan penurunan kadar BS&W terhadap peningkatan laju injeksi demulsifier. Sebagai contoh pada level 22.6 ft dengan laju injeksi 4, 6, dan 8 gal/day, kadar BS&W berturut-turut adalah 52%, 41%, dan 33%. Sehingga hubungan laju injeksi Demulsifier terhadap BS&W adalah berbanding lurus atau dapat diartikan bahwa semakin tinggi
22 17 16 19 15 13 52 41 33 0 10 20 30 40 50 60 4 6 8 Interface level 18.6 interface level 20.6 interface level 22.6 Laju Injeksi (GPD ) Ka da r B S& W ( % )
Variabel Peubah Hasil Laju Injeksi
(GPD ) Interface Level (ft ) Kadar BS&W (% )
4 18.6 22 4 20.6 19 4 22.6 52 6 18.6 17 6 20.6 15 6 22.6 41 8 18.6 16 8 20.6 13 8 22.6 33
laju injeksi demulsifier, maka semakin rendah kadar BS&W minyak mentah. Namun terlalu banyak bahan kimia diberikan pada minyak mentah akan berdampak sama dengan membakar minyak (burning the oil) (O&MC Team, 2004).
Selain itu pemberian bahan kimia (demulsifier) terlalu banyak akan meningkatkan nilai biaya produksi yang dibutuhkan, sehingga proses produksi menjadi kurang ekonomis. Maka dari itu, diperlukan laju injeksi demulsifier yang optimum baik dari segi kualitas minyak mentah yang diproduksi maupun nilai ekonomisnya.
2. Pengaruh Interface Level Wash Tank Terhadap Kadar BS&W
Perbedaan settling time ini akan mempengaruhi kualitas minyak maupun air yang keluar dari wash tank. Pada minyak ditunjukkan dengan kadar BS&W yang semakin tinggi, sedangkan pada air ditunjukkan dalam kadar oil content yang tinggi. Oleh karena itu dibutuhkan pengaturan interface level yang tepat dalam proses pemisahan minyak dan air di dalam wash tank. Hubungan interface level wash tank terhadap kadar BS&W dapat dilihat pada Gambar 3 berikut.
Gambar 3. Grafik Hubungan Interface Level terhadap Kadar BS&W
Gambar 3 menunjukkan dari tiga titik interface level yang diujikan dalam penelitian ini terlihat bahwa pengaruh interface level terhadap kadar BS&W tidak berbanding lurus. Artinya interface level mempunyai rentang nilai tertentu agar dihasilkan kadar BS&W yang rendah, dimana di X GS diharuskan memproduksi minyak dengan kadar BS&W kurang dari 20% (Operational Philosophy Team, 2013). Jika interface level tidak pada rentang nilai tersebut, lebih tinggi ataupun lebih rendah, maka kadar BS&W minyak yang dihasilkan akan naik (O&MC Team, 2004).
3. Kondisi Optimum dalam Proses Pemecahan Emulsi di X GS
Dari Gambar 3, terlihat bahwa pada interface level wash tank 20.6 ft dan laju injeksi demulsifier 6 gal/day merupakan kondisi operasi optimum dari Wash Tank dalam proses pemecahan emulsi yang ditunjukkan dengan kadar BS&W sebesar
22 19 52 17 15 41 16 13 33 0 10 20 30 40 50 60 18,6 20,6 22,6 Laju Injeksi 4 GPD Interface Level (ft) Kad ar B S& W (% )
15%. Kondisi ini dipilih sebagai kondisi operasi optimum dari wash tank dengan alasan bahwa kualitas minyak mentah yang diproduksi sudah memenuhi persyaratan yaitu < 20% dan batasan dari penelitian ini adalah untuk mengoptimasi pemisahan minyak dan air hingga 15%. Selain itu dari segi nilai ekonomisnya, laju injeksi 6 gal/day adalah yang terbaik, karena sesungguhnya semakin tinggi laju injeksi demulsifier, maka semakin tinggi pula biaya produksi yang dibutuhkan dan terlalu banyak bahan kimia yang diinjeksikan juga tidak baik pada kualitas minyak mentah (sama dengan membakar minyak atau burning the oil) (O&MC Team, 2004).
Kesimpulan
Berdasarkan pembahasan yang telah diuraikan sebelumnya, maka dapat disimpulkan beberapa hal berikut.
1. Pengaruh laju injeksi demulsifier terhadap kadar BS&W adalah semakin tinggi laju injeksi demulsifier, maka semakin rendah kadar BS&W minyak mentah. Namun terlalu banyak bahan kimia diberikan pada minyak mentah akan berdampak sama dengan membakar minyak (burning the oil), serta meningkatkan nilai biaya produksi yang dibutuhkan, sehingga proses produksi menjadi kurang ekonomis.
2. Dari tiga titik interface level yang diujikan dalam penelitian ini terlihat
bahwa pengaruh interface level terhadap kadar BS&W tidak berbanding lurus. Artinya interface level mempunyai rentang nilai tertentu agar dihasilkan kadar BS&W yang rendah, dimana di X GS diharuskan memproduksi minyak dengan kadar BS&W kurang dari 20%. 3. Kondisi operasi optimum dari Wash Tank
X Gathering Station dalam proses pemecahan emulsi adalah pada interface level 20.6 ft dan laju injeksi demulsifier 6 gal/day yang ditunjukkan dengan kadar BS&W sebesar 15%.
Daftar Pustaka
Kurniawan, Warih, dkk. 2012. Pengaruh Konsentrasi dan Jumlah Injeksi Chemical Reverse Demulsifier pada Proses Pemecahan Emulsi. Karya Ilmiah. Universitas Riau. Pekanbaru.
Siahaan, Hengki Kristian. 2009. Tank Gauging and Sampling Analysis. Makalah. Pusdiklat Migas Cepu. Team, O&MC. 2004. Operation &
Maintenance Certification, Production Operation. Modul 5.
Human Resources Sumatra – PT. Chevron Pacific Indonesia. Duri. Team, O&TC. 2006. Operation &
Technician Certification, Production Operation. Modul 3A. HR Learning & Developement –
PT. Chevron Pacific Indonesia. Duri.
Team, Operational Philosophy. 2013. Operation Philosophy X Gathering Station. Revisi 1. Sumatera Light
North Operations – PT. Chevron Pacific Indonesia. Duri.
