Glycol-2

(1)

(2)

Gas Dehydration

Seperti telah dijelaskan sebelumnya adanya air bebas merupakan

ciri yang khas dari formasi hydrat. Air bebas umumnya ikut masuk

mengalir bersama dengan aliran gas alam dari reservoir ditambah

kondensat yang jenuh dengan air.

(3)

Penyebab utama terjadinya dehidrasi gas alam yaitu :

1. Gas alam dapat berkombinasi dengan cairan atau air untuk

membentuk solid hydrates, yang mana dapat menyumbat katup, kran dan bahkan pipa

2. Jika tidak terlepas dari air, maka gas alam bersifat korosif terutama jika bereaksi dengan CO2 dan atau H2S

3. Air dapat mengembun didalam pipa dan menyebabkan aliran tersumbat dan memungkinkan erosi dan korosi

4. Uap air meningkatkan volume dan mengurangi tingkat panas dari gas

5. Kontrak penjualan gas dan atau spesifikasi pipa memiliki kadar air maksimum – umumnya 7 lb H2O per MMscf – atau titik embun

6. Dehidrasi memungkinkan operasi cryogenic dan bagan pendinginan absorbsi tanpa kenaikan suhu dingin

(4)

a.

a. PendinginanPendinginan

Pendinginan gas akan menurunkan kemampuan uap air bercampur dala Pendinginan gas akan menurunkan kemampuan uap air bercampur dalam m phase gas. Batasan dari metoda ini adalah hydrate formation temp

phase gas. Batasan dari metoda ini adalah hydrate formation temperatur dari eratur dari gas. Metoda ini akan ekonomis untuk sistem dehidrasi cair atau p

gas. Metoda ini akan ekonomis untuk sistem dehidrasi cair atau padatan bila adatan bila temperatur aliran gas di atas 100

temperatur aliran gas di atas 100 oo_{F (37.7}_{F (37.7}oo_{C). Penggunaan udara atau air}_{C). Penggunaan udara atau air} dingin memungkinkan penurunan ukuran dari dehydration plant dima

dingin memungkinkan penurunan ukuran dari dehydration plant dimana akan na akan dapat menurunkan biaya pembangunan dan biaya operasi.

dapat menurunkan biaya pembangunan dan biaya operasi. b.

b. Kompresi diikuti dengan pendinginanKompresi diikuti dengan pendinginan

Uap air yang terdapat dalam gas alam dapat diturunkan lebih jauh

Uap air yang terdapat dalam gas alam dapat diturunkan lebih jauh dengan dengan menggunakan metoda ini, tetapi mempunyai batasan yaitu hydrate f

menggunakan metoda ini, tetapi mempunyai batasan yaitu hydrate formation ormation temperatur meningkat dengan naiknya tekanan. Metoda ini digunaka temperatur meningkat dengan naiknya tekanan. Metoda ini digunakan n biasanya digabungkan dengan mechanical refrigeration (sistem pen

biasanya digabungkan dengan mechanical refrigeration (sistem pendinginan dinginan mekanik) pada aliran gas yang mempengaruhi perolehan hidrokarbon

mekanik) pada aliran gas yang mempengaruhi perolehan hidrokarbon cair dan cair dan kandungan uap air dalam gas akan turun di bawah spesifikasi norm

kandungan uap air dalam gas akan turun di bawah spesifikasi normal. al.

Kandungan aliran dalam aliran gas alam dapat diturunkan dengan Kandungan aliran dalam aliran gas alam dapat diturunkan dengan salah satu kombinasi metoda

(5)

c.

Penurunan temperatur ekstrasi (LTS)

Low temperatur separator (LTS), merupakan salah satu

modifikasi separator normal. Hal ini dapat dilakukan dengan

menambahkan choke pada bagian pemasukkan dan coil

penukar panas di dalam separator.

Gas tekanan tinggi masuk melalui free water knockout drum dan

memasuki penukar panas yang dapat menurunkan panas gas

dan akhirnya masuk ke LTS melalui choke dimana gas

diekspansi secara cepat sehingga terjadi penurunan temperatur,

menyebabkan uap air akan mengembun dan air bebas ini

membentuk hydrat yang akan jatuh ke dalam separator. Coil

penukar panas di dalam separator akan mencairkan hydrat ini

dan keluar mengalir bersama produk non hidrokarbon lainnya.

(6)

Bila terdapat sejumlah uap air dalam gas yang dapat

menyebabkan terbentuknya hydrat sebelum choke, maka

glycol diinjeksikan untuk menangani permasalahan ini, bila

kasus ini terjadi di dalam separator, maka proses ini

ditiadakan.

d.

Proses penyerapan

Terdapat dua proses dimana air dapat diserap, yaitu secara :

--

Adsorpsi :

Yaitu mengalirkan air melalui material yang mempunyai

sifat menyerap

air. Air akan ditahan pada permukaan

butiran

-

butiran penyerap air. Tempat dimana proses ini

berlangsung disebut dengan contactor atau sorber.

(7)

--

Absorpsi :

Berhubungan dengan proses dimana aliran gas yang

melalui fluida tertentu yang mampu menyerap uap air dari gas.

Cairan ini disebut

(8)

Low Temperatur Separator Low Temperatur Separator

(9)

Liquid Dessicant (Absorpsi)

Dessicant yang selalu digunakan adalah glycol, diethylene glycol

(DEG) dan triethylene glycol (TEG), Jenis

-

jenis ini mempunyai

kelebihan, yaitu senyawa yang agak tidak reaktif, dapat

melarutkan air sangat cepat, dengan kestabilan temperatur yang

baik serta memiliki titik didih yang tinggi. Dessicant model jug

a

agak murah.

Empat buah glycol telah berhasil digunakan untuk gas alam kering yaitu ethylene glycol (EG), diethylene glycol (DEG), triethylene glycol (TEG), dan tetraethylene glycol (TREG). TEG memiliki keuntungan yang paling bisa diterima karena :

(10)

1. TEG lebih mudah mengalami pendinginan untuk konsentrasi 98- 99.95% dalam kondisi atmosfir karena sifat pengembunannya dan temperatur komposisinya.

2. TEG memiliki temperatur dekomposisi awal sebesar 404 0F dimana diethylene glycol hanya 328 0F

3. Kehilangan vaporsai lebih rendah dari EG atau DEG

4. Biaya modal dan operasi lebih rendah

(11)

DESKRIPSI PROSES

Seperti yang ditunjukkan pada gambar 8-1, gas alam basah pertamanya megalir melewati sebuah inlet separator atau scrubber untuk memindahkan semua bagian cairan dan benda padat. Kemudian gas mengalir dan menuju keatas hingga absorber atau contarctor dimana akan bersentuhan secara langsung dan dikeringkan oleh glycol. Akhirnya gas kering akan lewat hingga gas/glycol heat exchanger dan kemudian menuju sales line.

Diagram Alir Sederhana Untuk Dehidrasi TEG

(12)

Diagram sederhana diatas merupakan unit wellhead kecil dimana operasi berlangsung dengan perhatian utama. Unit yang lebih besar dan berada diluar terdapat pada skema diagram gambar 8-2

1. Glycol meninggalkan absorber dan masuk coil pendingin yang mengatur laju reflux air pada bagian atas stripper

2. Heat exchanger antara cool, rich glycol dan air panas, sedikit glycol akan diimprovisasi dengan menggunakan bagian tube heat

exchanger

3. Rich glycol cepat digerakkan untuk memindahkan hidrokarbon yang tidak terlarut

4. Rich glycol disaring sebelum dipanaskan didalam reconcentator

5. Pompa dilindungi oleh penyaring glycol yang sedikit dan meninggalkan akumulator

(13)

(14)

Inlet Scrubber

Ada lima pengotor yang dapat menggangu kinerja TEG, yaitu :

1. free water. Air ini menambah sirkulasi ulang glycol, kerja ulang boiler uap, dan membuat biaya membesar.

2. Minyak atau hidrokarbon. Minyak yang tidak terlarut akan

mengurangi kapasitas pengering glycol dean air karena timbulnya busa

3. Air Asin yang masuk. Akan menimbulkan korosi pada baja

4. Aditif Lubang Sumur, seperti inhibitor korosi, pengasaman dan fluida perekahan

5. Zat-zat padat. Akan membuat membuat busa, membuat berkarat valve dan pompa.

(15)

Absorber

Seperti yang ditunjukkan pada gambar 8-2 dan lebih detailnya pada gambar 8-3, absorber (atau contactor) terdiri dari bagian srubber pada bagian bawah, pada bagian tengah pemindah massa atau bagian pengering dan pada bagian atas pendingin glycol dan ekstraktor kabut. Pada bagian pengering, gas akan mengalir menuju keatas dan bersentuhan secara

langsung oleh peningkatan glycol.

(16)

Laju sirkulasi TEG bervariasi dari 1.5 hingga 4 gal TEG per lb air yang dipindahkan. Unit lebih kecil dengan 4 atau 6 tray sering dioperasikan pada 3 gal TEG per lb air. Pada unit yang lebih besar dengan 8 atau lebih tray, laju sirkulasi TEG akan dikurangi hingga 2 gal TEG per lb air yang dipindahkan dengan pengurangan secara simultan dalam kerja ualang boiler. Glycol yang baik dengan gas yang bersentuhan pada tray akan sulit bila kurang dari 2 gal TEG per lb air dipindahkan.

(17)

Pompa Glycol

Pompa sirkulasi ulang glycol, yang mana mengandung hanya sebagian dari bagian yang masuk, mengembalikan tekanan rendah lean glycol ke tekanan tinggi contarctor. Tiga tipe yang digunakan :

1. Tekanan Tinggi- dioperasikan gas (contohnya Texsteam)

2. Tekanan Tinggi- dioperasikan liquid (contohnya Kimray)

3. Tenaga penggerak Motor Elektrik

Karena dehidrasi dihentikan tanpa sirkulasi glycol, dua pompa glycol,maka masing-masing memiliki kemampuan pada sirkulasi penuh diperbolehkan. Pada unit yang lebih besar pada suatu penggerak dengan motor elektrik, dipasang secara horizontal, maka dipilih pergantian pompa positif silinder ganda dan pompa diam liquid tekanan tinggi dapat digunakan.

(18)

Heat Exchangers

Heat exchanger glycol mengembangkan panas dari panas, lean glycol yang kembali ke absorber dan diantar ke rich glycol kemudian disimpan sebagai energi. Jika terjadi perubahan laju alir gas diharapkan, akan sangat baik untuk memiliki penambahan panas yang tersedia untuk reboiler –

mempercepat laju tertinggi atau menaikkan aliran fluida perpindahan panas – kemudian untuk mengurangi efisiensi thermal oleh penurunan kerja

perpindahan panas. Heat exchanger pada unit glycol seharusnya dirancang untuk menyelesaikan hal-hal berikut :

1. Mensuplai lean glycol ke absorber 5 – 15 0F lebih hangat daripada gas kering yang meninggalkan absorber

2. Mengatur bagian atas stripping still pada suhu 210 0F (pada permukaan laut)

3. Mengatur preheat rich glycol yang masuk pada stripping still ke

maksimum ( dan kemudian peningkatan panas maksimum dari lean glycol meninggalkan absorber)

(19)

PROSES OPERASI

Kinerja yang benar dan pengoperasian sewajarnya unit TEG akan mendehidrasi gas alam dengan hanya kesusahan yang minimum dan meminta penanganan secara baik.

Prosedur dari proses operasi itu sendiri meminta topik-topik sebagai

berikut : absorber, reconcentrator, penanganan glycol , pompa, start up, shutdown dan pernaikan pendahuluan.

(20)

Contractor atau Absorber

Efisiensi pengoperasian glycol-contractor gas tergantung dari laju alir gas inlet, temperatur, dan tekanan dan juga konsentrasi lean glycol,

temperatur dan laju sirkulasi.

Laju alir gas inlet biasanya dirancang untuk menangani laju alir hingga 5 sampai 10% dan kalau bisa bahkan sampai 20% dari kapasitasnya.

Normalnya tray yang ada dioperasikan pada aliran yang singkat dimana liquid glycol sangat kecil dibandingkan dengan laju alir gas. Sedangkan temperatur dan tekanan gas inlet kemungkinan diasumsikan untuk

(21)

Reconcentrator

Ketika derajat konsentrasi ulang glycol tergantung kepada kebanyakan temperatur boiler, penambahan konsentrasi ulang diperlukan oleh

penggunaan stripping gas. Kehilangan glycol dari bagian atas kolom stripping dapat dinimumkan dengan pengaturan temperatur. Efek yang terjadi diantaranya :

Temperatur Reboiler : Konsentrasi air pada lean glycol meninggalkan

penggunaan boiler dengan temperatur dan tekanan bolier. Hal ini karena reboiler biasanya dioperasikan pada tekanan atmosfer.

Stripping Gas : Konsentrasi glycol yang naik hingga 99.6 persen berat dapat

dicapai dengan sparging stripping gas menuju ke reboiler seperti yang

ditunjukkan pada gambar 8-6. Alternatif lain, metoda konsentrasi yang lebih rumit adalah : (1) pengurangan tekanan reboiler dengan injektor atau pompa penyedot dan (2) pengembangan distilasi azeotropic dengan istooctan.

(22)

Perawatan Glycol

Kunci untuk mencegah persoalan operasi dan korosi yang banyak adalah dengan jalan tetap menjaga glycol tetap bersih. Ballard (1966, 1979)

mengidentifikasikan persoalan pengotor sebagai berikut :

Oksigen pada Sistem : Sumber oksigen termasuk tanki rusak tanpa

penutup gas didalam, akan merusak pompa, dan akhirnya gas didalam.

Kerusakan ini berkenaan dengan sumber lainnya dan seharusnya diperbaiki segera.

Dekomposisi Termal : Degradasi termal turn ketika glycol kelebihan

panas. Pemanasan dapat dicegah dengan tetap menjaga temperatur reboiler dibawah 400 0F dengan menggunakan reflux reboiler kurang dari 8000

Btu/hr-ft2 dan dengan menjaga tabung api secara teratur untu titik panas yang disebabkan oleh endapan minyak dan atau garam.

PH Rendah : Hasil didalam unit glycol bukan aliran unit amine menjadi

asam dan korosif, terutama ketika gas inlet mengandung H2S atau CO2. Ph optimum glycol 7.0 – 8.5. Kososi asam yang dibentuk oleh dekomposisi

glycol atau oksidasi dan tercampur H2S dan CO2 dapat dinetralisasi oleh borax, triethanolamine, NACAP atau Coastal 1750C.

(23)

Pembusaan : Pembusaan dapat terjadi secara mekanis maupun

kimia.Secara mekanis disebabkan oleh pergerakan aliran gas yang sangat tinggi didalam absorber. Sedangkan pengor seperti partikel padat, garam, korosi inhibitor dapat enyebabkan pembusaan secara kimiawi.

Meusberger dan Segebrecht (1980) memberikan pencegahan pembusaan sebagai berikut :

1. Bersihkan peralatan sebelum dimulai dengan menggunakan bahan-bahan kiia

2. Tempatkan material dasar standard dan uji metoda

3. Atur cairan pembersih permukaan dan tetap dijaga walaupun tidak digunakan

4. Cegah kontaminasi air permukaan dan matikan menuju ke cairan diatas

5. Instal dan atur filter partikular

6. Gunakan saringan karbon luar untuk merawat hasil keseluruhan peralatan

7. Cari karateristik alternatif lubricants untuk pompa triplex

(24)

Pompa Glycol

Perawatan pompa sebenarnya sangat penting; ketika pompa rusak saat itu sirkulasi glycol tidak ada dan tidak ada dehidrasi. Pompa yang siap dipakai seharusnya termasuk dan pergantian peralatan

seharusnya tersedia. Pada glycol yang digerakkan pompa, tekanan yang tinggi, rich glycol dapat merusak hingga cincin penutup pompa dan menurunkan tekanan rendah. Seperti kerusakan bagian dalam, yang mana dideteksi dengan contoh lean glycol seperti pompa yang masuk dan keluar, dapat menjadi membaik seperti pemakaian

(25)

Start Up

Langkah start up dipernalkan oleh Caldwell (1976) dan PETEX (1973b)

1. Bersihkan sistem

2. Tekanan diabsorbsi perlahan

3. Pompa dimulai dan sirkulasi glycol dilaksanakan melewati absorber dan recontractor

4. Tempatkan api didalam reboiler dan bawa wadah temperatur naik secara perlahan

5. Tempatkan aliran gas melewati contractor secara perlahan dan bawa dengan hati-hati glycol hingga ke tray

(26)

Shutdown

Penempatan panas yang berlebihan dan menghadirkan dekomposisi glycol dilakasanakan dengan langkah-langkah dibawah ini :

1. Matikan aliran gas dan tutup katup inlet dan outlet kearah contractor

2. Matikan panas ke reboiler dan tutup berbagai katup pembakar

3. Sirkulasikan glycol hingga temperatur reboiler turun hingga 175 0F

4. Hentikan pompa glycol dan tutup katup terdekat

(27)

Perawatan Pendahuluan

Perawatan Pendahuluan dapat mengurangi biaya operasional. Tujuan dari perbaikan peralatan hanya ketika dibutuhkan; diagnosa awal dari permasalahan adalah pendekatan terbaik. Pengecekan harian termasuk diantaranya :

1. Mencek pengaturan untuk operasi yang wajar

2. Mengganti termometer yang rusak dan gangguan tekanan

3. Ukur dan buat catatan :

•Laju alir gas dan dew point

•Tekanan dan temperatur contractor

•Laju sirkulasi glycol

•Temperatur glycol pada bagian atas contractor

•Temperatur glycol saat masuk pompa

(28)

Setidaknya sekali seminggu isi wadah dengan glycol dari pancuran pipa pada storage tank. Tahan wadah tersebut naik hingga ringan dan cek secara hati-hati untuk langkah berikut :

1. Cari partikel hitam dengan secara perlahan-lahan ketika sedang rusak – FeS ini dan atau Fe3O4 mengindikasikan pengendapan hingga menjadi korosi dan kesalahan

potensial dari filter

2. Hirup sample dengan hati-hati.

3. Periksa karatersitik aliran sampel

4. Periksa lapisan minyak pada glycol yang terapung- dimana hal ini juga mengindikasikan beratnya.

(29)

TROUBLESHOOTING

Troubleshooting akan sangat sederhana jika instrumen unit glycol sesuai dan jika catatan operasi, analisis glycol, lembaran proses aliran, dan

gambaran internal katup tersedia. Troubleshooting dideskripsikan oleh dugaan yang mungkin disebabkan oleh banyaknya permasalahan

perhitungan.

Gas Dew Point Tinggi yang Keluar

1. Ubah laju alir gas, temperatur atau tekanan

2. Cocokkan sirkulasi glycol ( seharusnya 1.5 sampai 3 ga TEG/lb air yang dipindahkan)

3. Konsentrasi ulang glycol yang kurang (gas dew point keluar pada 5-15 0F lebih tinggi dari dew point pada keseimbangan dengan konsentrasi lean glycol )

4. Kondisi operasi langsung berbeda dari kinerja

(30)

Sirkulasi Rendah Glycol – Pompa Glycol

1. Periksa operasi pompa (Caldwell, 1976). Jika pompa yang digerakkan glycol, tutup katup perubah lean glycol; jika pompa berlajut berjalan, hal itu membutuhkan perbaikan. Jika pompa gas atau elektrik periksa sirkulasi dengan memberhentikan perubah glycol dari contractor dan laju waktu pengisian kolom di bagian tray

2. Periksa katup pompa untuk melihat jika rusak atau sudah tua

3. Disumbat saringan, pembatas dan filter

4. Kunci uap air pada pembatas atau pompa

5. Tingkat rendah dalam akumulator

6. Pengepakan yang berlebihan akan dapat merusak

(31)

Tekanan Tinggi Reboiler

1. Pengepakan pada kolom still patah dan atau disumbat dengan minyak, kotoran, dll

2. Pembatasan jalan keluar, tidak landai

3. Kolom still meluap dengan melampaui batas kenaikan boil dan atau melampaui pendinginan reflux

4. Hidrokarbon cair masuk ke stripper, menguap hingga mencapai reboiler dan meledak keluar dari still

Kesalahan Flash Separator

1. Periksa tingkat pengatur

2. Periksa katup pembuangan

(32)