0
Kelompok 4 STTI
“Tugas Proses Simulasi”
Perancangan Pabrik
Oleh : Kelompok 4 Anggota :
Indra Adi Winarko_11210003 Fikri Gojali_11210011
Giovani Anggasta_11210017 Mulyani_11210020
Irvan Rifana_11210026
SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI INDOCEMENT
2014
1
Kelompok 4 STTI
Deskripsi Masalah
Gambar dibawah adalah salah satu diagram yang dapat digunakan untuk memproduksi LPG dan kondensat dari aliran gas alam.
Feed gas merupakan gas alam yang telah diinjeksikan etilene glikol untuk menyerap air yang akan dipisahkan di separator 3 fasa. Kondisi operasi seperti terlihat pada Gambar dan penurunan tekanan fluida yang mengalir di air cooler adalah 10 psi. Tentukanlah kondisi operasi di Deethanizer, Debutanizer dan Stabilizer jika Produk LPG yang dihasilkan harus mempunyai spesifikasi fraksi mol total komponen C3 dan C4 lebih besar dari 97.5% (C5+ maks 2% dan C2 maks 0.5%). sementara untuk kondensat yang dihasilkan harus memiliki RVP lebih kecil atau sama dengan 8 psia dan komposisi C5+ lebih besar dari 62.5%. Tentukan juga berapa harga produk yang anda hasilkan per hari jika sales gas dijual dengan harga $4/MMBTU, produk LPG dijual dengan harga $900/ton dan kondensat $80/bbl.
2
Kelompok 4 STTI
PENDAHULUAN
Gas merupakan salah satu hasil dari pengolahan fluida hidrokarbon yang telah melalui proses pemisahan dari minyak bumi. Gas adalah salah satu fluida homogen dengan viskositas dan densitas rendah yang tidak memiliki volume yang tetap tetapi mengembang secara sempurna memenuhi wadah yang ditempati. Keadaan gas ditentukan oleh kondisi tekanan, temperature dan volume.
Tujuan kami melakukan percobaan simulasi dengan menggunakan software HYSYS 7.3 ini adalah menentukan kondisi operasi Deethanizer, Debutanizer, dan Stabilizer untuk mendapatkan hasil spesifikasi fraksi mol total komponen C3 dan C4 lebih besar dari 97.5% (C5+ maks 2% dan C2 maks 0.5%) serta menentukan harga jual dari Sales gas, produk LPG dan kondensat.
Selain itu, sasaran yang ingin dicapai adalah mendapatkan estimasi jumlah / volume produk dalam hal ini:
Gas
Condensate
LPG
DATA SIMULASI
1. KOMPOSISI RAW GAS
Komposisi Raw Gas adalah sebagai berikut:
3
Kelompok 4 STTI
Heating Value Natural Gas adalah sebagai berikut:
Figure 3. Tabel Heating Value
3. FEED
Feed yang diinput adalah sebagai berikut:
4
Kelompok 4 STTI
Hasil simulasi dan analisa
1. HASIL SIMULASIHasil simulasi secara utuh dapat dilihat pada gambar berikut ini:
Secara garis besar urutan simulasi proses adalah sebagai berikut: a. Feeding b. Proses Separasi c. Proses Heating d. Proses Distilasi - Deethanizer - Debutanizer
- Stabilizer (menggunakan unit Reboiler Absorber). e. Proses Air Cooling
f. Proses Mixing
5
Kelompok 4 STTI
2. PERALATAN
Peralatan yang digunakan adalah sebagai berikut: a. Separator tiga fasa
Separator digunakan untuk memisahkan fasa cair dan fasa gas dari suatu fluida.
b. Heater
Heater adalah alat untuk memanaskan minyak mentah yang sudah di fraksinasi menjadi hot oil. Penggunaan heater ini, karena minyak mentah memiliki viskositas yang tinggi sehingga sukar dialirkan. Oleh karena itu agar mudah dialirkan minyak mentah dipanaskan sehingga mudah dialirkan ke unit proses selanjutnya.
c. Valve
Valve berfungsi untuk membuka dan menutup aliran (on-off), tetapi tidak untuk mengatur besar kecil laju aliran fluida (throttling) dengan membuka setengah atau seperempat posisinya. Posisi gate pada valve ini harus benar-benar terbuka (fully open) atau benar-benar tertutup (fully close).
Figure 6. Separator tiga fasa
Figure 7. Heater
6
Kelompok 4 STTI
- Deethanizer (Condenser dan Reboiler)
Condenser berfungsi untuk mendinginkan gas dan mengubah wujudnya menjadi liquid. Condenser pada kolom Deethanizer menggunakan Mixed Refrigerant sebagai fluida pendingin condenser. Reboiler berfungsi untuk memanaskan kembali fase liquid dibagian bottom kolom distilasi. Reboiler pada kolom Deethanizer menggunakan hot oil yang dihasilkan sebagai fluida pemanas.
- Debutanizer
Condenser pada kolom Debutanizer menggunakan cooling water yang disirkulasikan pada unit Cooling water sebagai fluida pendinginnya. Reboiler pada kolom Debutanizer menggunakan hot oil sebagai fluida pemanas.
- Stabilizer (Reboiled Absorber)
Reboiled Absorber berfungsi untuk memanaskan memisahkan dalam sebuah reboiler. Selain itu reboiler absorber dapat berfungsi sebagai heater dengan separator atau sebagai heat exchanger antara fraksi gas dan fraksi liquid.
Figure 9. Deethanizer
7
Kelompok 4 STTI
e. Air Cooler
Air Cooler berfungsi untuk memberikan fluktuasi temperatur dan tekanan atosmosferik sehingga tidak mengalami flash kembali pada saat disimpan di dalam tangki penyimpanan kondensat.
f. Mixer
Mixer adalah alat yang memiliki beberapa pilihan opsi, diantaranya: - Untuk menyamakan tekanan inlet (P outlet = P inlet)
- Untuk membuat tekanan outlet (P outlet = P terendah inlet)
Dalam proses oil refinery LPG, mixer digunakan untuk mengumpulkan gas dari unit Separator, De-Ethanizer dan Stabilizer. Dimana gas gas tersebut dikumpulkan dan di campur sehingga homogen baik secara tekanan, temperatur dan kandungan kimianya. Gas hasil pencampuran tersebut dapat dijual kembali dalam bentuk sales gas.
Figure 13. Mixer
Figure 11. Stabilizer
8
Kelompok 4 STTI
1. SIMULASI PROSES LPG
LPG Plant menggunakan teknologi Low-Temperature Separation, memiliki serangkaian unit yang terdiri dari, Unit Pemisahan, Unit Penyulingan, Unit Stabilisasi Kondensat. Setelah melalui serangkaian sub-proses tersebut dihasilkan produk akhir berupa LPG, Kondensat dan sisa gas yang masih dapat dijual (Sales Gas).
Skema setiap unit yang terdapat di LPG Plant adalah sebagai berikut:
Gas Umpan
2. UNIT PEMISAHAN
Unit ini merupakan inti proses pemisahan komponen LPG dari fraksi ringan yaitu metana dan etana. Proses pemisahan cairan hasil kondensasi yang terjadi pada Gas Chiller dilakukan pada Deethanizer, Debutanizer dengan prinsip perbedaan titik didih.
3. UNIT PENYULINGAN
Unit penyulingan merupakan unit pendukung tercapainya temperature yang sangat rendah. Condenser dari kolom Deethanizer merupakan fraksinasi dengan menggunakan system refrijerasi campuran (Mixed Refrigerant). Pertimbangan penggunaan Mixed Refrigerant untuk
Unit Penyulingan (Kolom Distilasi) Unit Pemisahan
(Separator 3 Fasa)
Pipeline sales gas
Tangki Penyimpanan Kondensat Unit Stabilisasi Kondensat Tangki penyimpanan LPG
9
Kelompok 4 STTI
temperature yang sangat rendah yaitu sekitar -105F pada top product kolom Deethanizer. 4. UNIT STABILISASI KONDENSAT
Unit Stabilisasi Kondensat berfungsi memisahkan fraksi ringan yang ikut terkondensasi dan terbawa dalam fraksi kondensat sehingga dapat diperoleh produk kondensat yang stabil (tidak mudah menguap) pada kondisi sekitar fluktuasi.
URUTAN SIMULASI PROSES DAN ANALISIS a) Feeding
Feeding diinput berdasarkan data untuk komposisi raw gas pada software hysys.
b) Proses Separasi
Proses Separasi merupakan proses pemisahan menggunakan Separator tiga fasa. Separator digunakan untuk memisahkan fasa cair dan fasa gas dari suatu fluida. Separator tiga fasa ini, memisahkan fluida menjadi minyak, air dan gas. Gas keluar dari bagian atas, minyak dari tengah dan air dari bawah.
10
Kelompok 4 STTI
c) Proses Heating
Proses Heating merupakan proses pemanasan yang berfungi untuk menurunkan kekentalan minyak bumi supaya dapat dialirkan dengan lancar.
d) Proses Distilasi
Proses distilasi merupakan proses pemisahan campuran cair-cair menjadi komponennya dengan berdasarkan pada perbedaan kemampuan/daya penguapan
komponen-Figure 16. Proses separator
11
Kelompok 4 STTI
tersebut dikenal sebagai volatilitas relative.
Kolom Distilasi adalah sarana melaksanakan operasi pemisahan komponen-komponen dari fasa cair, khususnya yang mempunyai perbedaan titik didih dan tekanan uap yang cukup besar. Kolom distilasi dapat berfungsi sebagai sarana pemisahan Karena sistem perangkat sebuah kolom distilasi memiliki bagian-bagian proses yang memiliki fungsi-fungsi :
1. Menguapkan campuran fasa cair (terjadi di reboiler)
2. Mempertemukan fasa cair dan fasa uap yang berbeda komposisinya (terjadi dikolom distilasi).
3. Mengondensasikan fasa uap (terjadi di condensor) 4. Deethanizer
Kolom Deethanizer merupakan kolom distilasi yang dioperasikan pada rentang tekanan 180-200 psia. Kolom ini memiliki Condenser dan Rebolier dengan tujuan supaya jumlah tiap fraksi yang diinginkan di setiap aliran keluaran dapat diatur melalui kondisi operasi yang tepat sehingga dapat memenuhi spesifikasi LPG dan Kondensat sebagai produk final. Semakin tinggi tekanan di dalam kolom Deethanizer ini akan menghasilkan jumlah LPG yang semakin banyak, namun variable yang membatasi tekanan tidak boleh melebihi 200 psia adalah komposisi produk LPG dan biaya fabrikasi kolom yang akan lebih mahal apabila tekanannya lebih tinggi lagi.
Condenser pada kolom Deethanizer menggunakan Mixed Refrigerant sebagai fluida pendingin condenser. Sedangkan reboiler pada kolom Deethanizer menggunakan hot oil yang dihasilkan sebagai fluida pemanas.
12
Kelompok 4 STTI
Kolom Debutanizer merupakan kolom distilasi yang dioperasikan pada rentang tekanan sekitar 120-150 psia. Kolom Debutanizer bertugas untuk memisahkan LPG dari fraksi beratnya dan memisahkan kondensat dari fraksi ringannya sehingga dapat memenuhi spesifikasi produk LPG dan spesifikasi kondensat.
Condenser pada kolom Debutanizer menggunakan cooling water yang disirkulasikan pada unit Cooling water sebagai fluida pendinginnya. Reboiler pada kolom Debutanizer menggunakan hot
oil sebagai fluida pemanas.
6. Stabilizer
Stabilizer berfungsi memisahkan fraksi ringan yang ikut terkondensasi dan terbawa dalam fraksi kondensat sehingga dapat diperoleh produk kondensat yang stabil (tidak mudah menguap) pada kondisi sekitar fluktuasi.
Figure 19. Proses Debutanizer
13
Kelompok 4 STTI
Proses Air Cooling adalah proses pendinginan yang menggunakan unit Air Cooler pada stabilisasi kondensat. Air Cooler berfungsi untuk memberikan fluktuasi temperatur dan tekanan atosmosferik sehingga tidak mengalami flash kembali pada saat disimpan di dalam tangki penyimpanan kondensat.
f) Proses Mixing
Proses Mixing adalah proses pencampuran beberapa gas dari setiap proses fraksionisasi sehingga gas tersebut bisa disamakan kembali kandungannya seperti Natural Gas, sehingga dapat dijual kembali sebagai Sales Gas.
Figure 21. Proses Air Cooling
14
Kelompok 4 STTI
HASIL PROSES SIMULASI
Figure 24. Feed Gas Figure 23. 3-Phase Separator
Figure 25. Heater
15
Kelompok 4 STTI
Figure 27. Deethanizer
Figure 28. Debutanizer
16
Kelompok 4 STTI
Figure 30. Air Cooler
17
Kelompok 4 STTI
Figure 32. Condensate 2
18
Kelompok 4 STTI
HARGA JUAL
Harga jual Sales gas
Sales dijual dengan harga $4/MMBTU Total BTU/scf = 1149.52 Btu/scf Molar Flow = 8.382 MMSCFD Maka,
Total MMBTU gas yang dijual adalah sebesar = Total BTU/scf x Molar Flow = 1149.52 Btu/sct X 8.382 MMSCFD = 9635.25 MMBTU/Day
Harga jual LPG
LPG dijual dengan harga = $900/ton
Molar flow = 1.481 MMSCFD Mass flow = 82.26 Ton/day Maka,
Harga jual LPG = total ton/day X harga LPG = 82.26 Ton/day X $900/ton = $74.034 ton/day
Harga jual kondensat
Kondensat dijual dengan harga = $80/bbl
Std. Liq Vol Flownya = 127.5 barrel/day Maka,
Harga jual kondensat = total barrel/day X harga kondensat = 127.5 barrel/day X $80/bbl = $10.200 barrel/day
19
Kelompok 4 STTI
KESIMPULAN
Dari proses simulasi diatas, yaitu proses refinery untuk mendapatkan LPG maka kita harus melakukan beberapa proses distilasi. Proses ini digunakan untuk memisahkan dan memecah rantai karbon dari minyak mentah. Perlunya distilasi bertahap agar didapat bahan bakar selain LPG karena didalam minyak mentah terdapat beberapa susunan rantai hidrokarbon. Sehingga diharapkan tidak ada limbah dari proses refinery itu kecuali berupa air dan NG (Natural Gas). Pada simulasi ini juga perlu diperhatikan literasi dari kandungan bahan yang ingin didapat karena pemisahan ini berdasarkan pada sifat kimia dari rantai karbon itu sendiri.
