311
OPTIMASI KOLOM DEBUTANIZER 84-C-202 PT. X CILACAP
Eklesia A. C. Lapian1, Sukardi2, Tun Sriana1*
1Prodi Teknik Pengolahan Migas, PEM Akamigas, Jl. Gajah Mada No.38, Cepu, Blora, 58315
2Pertamina RU IV Cilacap,Jl. Mt Haryono No.77, Cilacap Tengah, Cilacap, 53221 E-mail: [email protected]
ABSTRAK
Kolom Debutanizer merupakan kolom yang berfungsi untuk memisahkan cairan hidrokarbon yang berasal dari Unit Platforming, unit Isomar, dan unit Tatoray menjadi produk atas berupa C4- dan produk bawah berupa C5+. Kolom Debutanizer memiliki tray aktual sebanyak 30 buah. Feed masuk pada tray ke 21 pada kondisi campuran uap dan cairan. Produk atas kolom Debutanizer merupakan C4- yang selanjutnya akan di proses pada kolom Deethanizer, sedangkan produk bawah kolom Debutanizer yaitu C5+ yang akan menuju kolom platformate splitter untuk dipisahkan menjadi light dan heavy platformate. Hasil perhitungan berdasarkan data yang didapatkan menunjukan bahwa efisiensi tray sebesar 60%. Optimasi kolom Debutanizer dilakukan dengan cara menghitung kondisi operasi baru yang berupa tekanan dan temperatur yang ada diatas dan bawah kolom. Kondisi operasi baru berupa temperatur di top kolom ditentukan sebesar 78 C, sedangkan hasil perhitungan lainnya diperoleh temperatur bawah kolom sebesar 230 C. Hasil optimasi kolom Debutanizer diperoleh selisih produk bawah sebesar 50,24 Kg/jam atau 1,2 Ton/hari dibandingkan pengoperasian awal.
Kemudian setelah dilakukan perhitungan evaluasi kembali dengan kondisi operasi baru didapatkan efisiensi kolom debutanizer sebesar 63,33 %.
Kata kunci: kolom debutanizer,optimasi,effisiensi kolom
1. PENDAHULUAN
Naftha adalah salah satu hasil dari proses primer dalam pengolahan minyak bumi yang terdiri dari komponen hidrokarbon C5-C11 yang dipakai sebagai bahan baku bbm dan bahan baku industri petrokimia. Dalam industri petrokimia nafta diubah menjadi produk yang memiliki nilai juual yang lebih tinggi, inilah yang membuat pt. Pertamina ( persero ) tidak lagi berfokus untuk mengubah nafta menjdi komponen mogas yang dipakai sebagai bbm tetapi juga mulai mengolah produk- produk petrokimia seperti paraxylene. Dibuktiken dengan adanya kilang paraxylene coplex yang mengolah heavy naphta menjadi produk HOMC dan produk lain seperti paraxylene.
Kolom debutaizer merupakan kolom yang bertujuan memisahkan heavy naftha dari unit sbelumnya menjadi tup produk c4- dan bottom produk berupa C5+ dengan menggunakan prinsip pemisahan destilasi bertekanan. Optimasi yang dilakukan pada kolom dbutanizer ini untuk meningktkan kandungan aromat bottom produk dengan tetap mempertahankan spesifikasi. Mengingat fungsi kolom debutanizer maka penulis mengambil judul OPTIMASI KOLOM DEBUTANIZER DI KILANG PARAXYLENE COMPLEX PT. PERTAMINA (PERSERO) REFINERY UNIT IV CILACAP.
Tujuan dari penulisan ini adalah dengan mengetahui tentang effsiensi kolom debutanizer dan variabel apa saja yang mempengaruhi kinerja dan dapat mengoptimalkan kinerja kolom debutanizer tersebut. Diperkirakan bahwa dengan nganti kondisi operasi yang sudah ad sekarang dapat mempengaruhi proses dan menghasilkan yeild yang lebih tanpa menggangu spesifikasi dari keluaran kolom.
312
a. Tahap Persiapan
Berikut ini adalah tahap persiapan meliputi segala sesuatu sebelum penelitian dilakukan, seperti studi literatur, observasi lapangan, dan pengambilan data.
1) Studi literatur, ialah mencari buku dan data referensi berkaitan dengan judul praktik kerja lapangan serta melakukan bimbingan dosen pembimbing dan pembimbing lapangan. Dan data referensi berkaitan dengan judul praktik kerja lapangan ini telah dimuat pada daftar pustaka.
2) Observasi lapangan, ialah pengamatan terhadap kondisi aktual proses di industri, dengan kata lain observasi lapangan adalah pembuktian dari teori dasar yang telah dipelajari pada masa kuliah. Untuk proses observasi ini dilakukan secara online karea tuntutan keadaan.
3) Pengambilan data yang dilaksanakan pada praktik kerja lapangan ini meliputi, data desain alat yang diperoleh dari manual data book di bagian maintenace, data kondisi operasi yang dapat diambil dari laporan harian, data hasil pengujian produk yang diperoleh dari bagian laboratorium. Untuk pengambilan data ini bekerja sama dengan pembimbingan lapanan agar didapatkan
b. Tahap Pelaksanaan
Berikut ini merupakan tahap pelaksanaan meliputi kegiatan utama penilitian, yakni optimasi yag diakukan untuk mengitung % yeild berdasarkan teori dan hasil analisis lab yang dipakai oeh perusahann , agar memperoleh kondisi operasi kolom yang optimal.
c. Tahap Penyelesaikan
Tahap penyelesaian merupakan tahap yang paling akhir dari penelitian ini. Hal yang dilakukan adalah analisi hasil data dan perhitunan, analisis keekonomian, analisis perbandingan, simpulan dan saran. Anlisis hasil data dan perhitungan menggunakan spesifikasi sebagai batasan.dan utuk analisis keekonomian megacu pada berapa banyak % yeild yang didapat setelah dioptimasi
d. Metode analisis
alam menghitung optimalisasi kinerja Coloum Debutanizer, metode analisis yang digunakan yaitu dengan membandingkan data aktual dengan data perhitungan sehingga didapatkan nilai yang dicari untuk dioptimalisasi. Setelah mendapatkan nilai yang optimal, selanjutnya yaitu menganalisis hasil perhitungan, yaitu dengan menghitung keekonomian dan penghematan energi setelah optimasi dengan biaya ekonomi sebelum optimasi.
3. PEMBAHASAN
313
Kolom Debutanizer 84-C-202 adalah kolom distilasi yang berfungsi untuk memisahkan hydrocarbon liquid yang kemudian akan diproses lebih lanjut. Feed kolom Debutanizer 84-C- 202 berasal dari 3 stream yang berbeda yaitu unit Tatoray yang dipompakan dengan pompa 86-P-204, unit Isomar yang dipompakan dengan pompa 89-P-208 , serta berasal dari Unit Platforming yang dipompakan dengan pompa 84-P-211 . Feed stream tersebut melewati heat exchanger 84-E-207 yang kemudian masuk kolom Debutanizer 84-C-202 dengan kisaran suhu 184 ˚C Feed masuk ke dalam kolom Debutanizer 84-C-202 pada tray ke 21 dalam fase campuran uap dan liquid. Fraksi uap yang keluar dari bagian top kolom Debutanizer 84-C- 202 akan dicairkan dan didinginkan menggunakan kondensor 84- C208, selanjutnya fraksi uap yang berhasil dicairkan akan dikirim menuju 84-V-204 untuk dipisahkan antara uap dan cairan. Fraksi cair dari 84-V-204 yang merupakan hydrocarbon liquid C4- kemudian dibagi menjadi 2 aliran. Aliran pertama dipompakan dengan pompa 84-P-204A/B sebagai reflux dan aliran kedua dipompakan dengan pompa 84-P203A/B menuju kolom Deethanizer 84-C203 untuk diproses lebih lanjut.
Bottom product dari kolom Debutanizer 84-C-202 adalah C5+ yang kemudian akan dikirimkan menuju kolom Platformate Splitter 84-C-204 untuk memisahkan antara light platformate dengan Platformate. Kolom Debutanizer 84-C-202 juga dilengkapi dengan 84-F- 202 yang berfungsi untuk menguapkan kembali fraksi uap yang terbawa ke bottom kolom agar bisa teruapkan kembali menuju top kolom. Dengan demikian, kemurnian dari produk dapat terjaga
3.1 Menghitung effisiensi sebelum optimasi
Untuk menghitung effisiensi dari kolom debutanizer dengan metode short cut.
Alurnya adalah menghitung massa bakance yang ada dalam kolom baik di bagiann atas kolom, bawah kolom dan mass balance pada umpan dan didapat hasil sebagai berikut
Komponen Bm Destilate Bottom F ( D + B )
Kgmol/Jam Kgmol/Jam Kgmol/Jam
Butane 58 2467.860308 131.5001052 2599.360413
Benzene 78 5.94167142 3747.752998 3753.69467
Toluene 92 3.35833602 13228.91058 13232.26892
Ethyl Benzene 106 4.13333664 2334.126867 2338.260204
Paraxylene 106 2.5833354 4293.478435 4296.06177
Metha Xylene 106 5.94167142 6338.305071 6344.246742
Orto Xylene 106 3.10000248 3977.878182 3980.978185
1,2,4 Tmbz 120 7.7500062 7008.955607 7016.705613
Siklo Pentana 72 82.6667328 21960.51757 22043.1843
C10a 128 0 2728.627183 2728.627183
Total 2583.3354 65750.0526 68333.388
Setelah diketahui jumlah mass balance maka dilakukan perhitungan untuk menghitung effisiensinya dengan menghitung jumlah fraksi yang yang menguap dan mengembun dan karena ada beberapa fraksi yang didestilasikan sehingga hasilnya dijumlahkan kemudian mencari nilai kalor tiap fraksi dan menghitung nilai dari refluksnya. Setelah sampai di situ baru dilakukan perhitungan tray untuk kondisi operasi/
tray teoritisnya dan hasilnya dibandingkan dengan jumlah tray aktual berdasarkan data operasi dan didapat effisiensi tray dalam pemisahan di dalam kolom debutanizer
3.2 Optimasi kondisi operasi kolom debutanizer
Optimasi kolom debutanizer dengan menggunakan metode trial dan errors untuk mencari suhu yang memberikan yeild yang maksimal pada kolom bagian bawah.
314
sehingga membuat jumlah yeild dari kolom bagian bawah menjadi lebih banyak tetapi tidak mengubah spesifikasi dari produk yang dihasilkan.dari proses dibawah didapat hasil optimasi total sebagai berikut.
Komponen Top Produk Bottom Produk Umpan Xf % Mol Awal
% Mole Optimasi
Umpan Op Butane 2467.86031 131.5001052 2599.36 0.114 87.98 0.02 1383.425 Benzene 5.94167142 3747.752998 3753.695 0.2058 0.23 5.61 388050.6 Toluene 3.35833602 13228.91058 13232.27 0.1767 0.13 19.79 1368899 Ethyl
Benzene 4.13333664 2334.126867 2338.26 0.0496 0.16 3.49 241407.6 Paraxylene 2.5833354 4293.478435 4296.062 0.0564 0.1 6.42 444079.3 Metha Xylene 5.94167142 6338.305071 6344.247 0.0412 0.23 9.48 655743.3 Orto Xylene 3.10000248 3977.878182 3980.978 0.092 0.12 5.95 411568.8 1,2,4 Tmbz 7.7500062 7008.955607 7016.706 0.1044 0.3 10.48 724914.5 Siklo Pentana 82.6667328 21960.51757 22043.18 0.1183 10.75 34.51 2387099
C10a 0 2728.627183 2728.627 0.0416 0 4.08 282218.6
Total 2583.3354 65750.0526 68333.39 1 1 1 69171.23
Hasilnya mengubah yeild danmeningkatkan produk yang dihasilkan dari kolom debutanizr sehinggan mencipatakn keuntungan dari produk yang dihasilkan.
3.3 Analisi hasil optiamasi dan analisis keekonomian
Dari hasil optimasi didapat hasil dan peningkatan jumlah yeild sekitar 50,4 kg/jam.
Selain jumlah yeild yang naik, effsinesi alatnya juga meningkat sebesar 3%. hasil optimasi dapat dilihat pada tabel berikut.
unit bottom produk
initial optimize
kg/hr 65750.0526 65800.45
keuntungan 50.4
Dari jumlah yeild yang bertamabah sebenrnya tidak dihitung keekonomiannya karena hasilnya dipakai untuk umpan pada sections berikutnya tapi jika di pakai keekonomiannya dengan menggunakan harga yang ada sekitar 0,5 usd/kg. Maka didapat keuntungan yang didapat adalah $ 9420,25 per tahun.
4. SIMPULAN
Berdasarkan hasil perhitungan optimasi kolom debutanizer dapat ditarik kesimpulan bahwa :
a. Pengaturan kondisi operasi baru akan memberikan keuntungan bagi perusahaan sebesar 50.4 kg/jam atau 1.2 ton/hari. Dibandingkan antara operasi actual dengan yang baru sebagai berikut
• Suhu top =78 C
• Suhu bottom = 230 C
b. Penigkatan effisinesi alat setelah optimasi dilakukan dari yang awalnya hanya 60 % menjadi 63.3334%
315
5. DAFTAR PUSTAKA
[1] Christie, J. Geankoplis, 1983, "Transport Process and Unit Operation",PTR Prentice- Hall Inc, Englewood Cliffs, New Jersey.
[2] Coulson & Richardson, 2005. “Chemical Engineering Design” Fourth Edition, [3] Elsevier : Butterworth Heinemann.
[4] Kern, D.Q. 1950. “Process Heat Transfer”, Mc. Graw Hill Book Company, New York.
[5] Lilis Harmiyanto, 2004, “Proses Pengolahan Migas”, Pusdiklat Migas, Cepu.
(bondan)
[6] Maxwell, J.B. 1950. “Petroleum Refinery Hydrocarbon”, D. Van Nostrand, New York.
[7] Nelson. WL, 1958 “Petroleum Refinery Engineering”, Fourth Edition, McGraw Hill Book Company, Inc, New York. (bondan)
[8] Perry, R.a. 1999. “Perry’s Engineers’ Handbook”, 7th ed, Mc Graw Hill Book Company, New York.
[9] Sulistiyanto, “Proses Distilasi”, Pusat Pengembangan Tenaga Perminyakan dan Gas Bumi, Cepu
[10] Winkle, Matthew Van, 1967, “Distillation”, McGraw-Hill Book Company, New York. (bondan)
