MAKALAH TEKNOLOGI MINYAK DAN GAS BUMI
“ PROSES DESALTING MINYAK MENTAH (CRUDE OIL)”
DOSEN PENGAMPU:
1. NAZARUDIN, S.Si, M.Si., Ph.D.
2. ANDI GUSTAWAN, S.T., M. Si
DISUSUN OLEH:
SYAFHIRA PUTRI AULIA (M1B120013)
PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS JAMBI 2023
PENDAHULUAN
Sumber energy utama yang digunakan untuk industri, transportasi, dan rumah tangga saat ini yaitu minyak dan gas bumi. Dalam hal ini perlu dilakukan pengolahan terhadap minyak bumi agar dapat digunakan sebagai bahan bakar.
Minyak bumi memerlukan waktu yang lama untuk terbentuk sehingga ia digolongkan dalam sumber daya yang tidak dapat diperbaharui. Minyak mentah mengandung sebagian besar jenis hidrokarbon dengan jumlad atom C1-C50.
Minyak bumi adalah suatu campuran cairan yang terdiri dari banyak senyawa kimia, yang paling banyak adalah senyawa hidrokarbon yang terbentuk dari dekomposisi yang dihasilkan oleh fosil-fosil tumbuhan dan hewan. minyak bumi memiliki komposisi yang bervariasi tergantung pada lokasi lapangan minyak dan juga kedalaman sumur. Minyak bumi terdiri dari unsur-unsur karbon.
Hydrogen, sulfur, oksigen, halogenida, dan logam. Senyawa yang hanya terdiri dari unsur karbon dan hydrogen dikelompokkan kedalam senyawa hidrokarbon.
Pengambilan minyak mentah dari dalam perut bumi dilakukan dengan cara pengeboran, biasanya kandungan minyak bumi ini berada pada kedalaman 3-4 km dibawah permukaan tanah. Rig pengeboran minyak bumi dilakukan diatas daratan (on shore) atau diatas laut/lepas (off shore) Khusus untuk pengeboran di laut, minyak mentah dari sumur pengeboran, akandi alirkan dengan pipa bawah laut atau diangkut menggunakankapal tanker menuju stasiun penyimpanan bahan baku untukdiolah. Tempat pengoalahan dasar crude oil dilakukan di Refinery Unit, dengan proses dasar Destilasi, sebelum crude oil di masukkan ke dalam kolom destilasi, crude oil akan melewati tahap untuk menghilangkan kandugan mineral yaitu desalter, kandungan garam dalam minyak bumi bisa saja terjadi saat proses pengangkutan ataupun dari sumur minyak itu sendiri. Garam dalam minyak bumi dapat menyebabkan korosi pada peralatan pengolahan dan tentunya akanmenghambat proses, sehingga kandungan mineral tersebut tidak dikehendaki di dalam crude oil.
Oleh karena itu, proses desalting crude oil sangat penting dalam industri minyak dan gas. Proses desalting dilakukan untuk menghilangkan garam dan bahan asing lainnya dari minyak mentah agar kinerja pabrik pengolahan minyak tetap optimal dan menghasilkan produk yang berkualitas.
Proses desalting biasanya dilakukan di fasilitas yang disebut desalter.
Desalter adalah tangki yang dirancang khusus untuk menghilangkan garam dan air dari minyak mentah. Proses desalting sendiri terdiri dari beberapa tahap, seperti penyaringan awal, pemisahan air, proses elektrostatis, pemisahan air-garam, dan penyaringan akhir.
Penelitian terus dilakukan untuk meningkatkan efisiensi dan efektivitas proses desalting, sehingga dapat menghasilkan produk yang lebih berkualitas dan mengurangi biaya produksi. Berbagai teknologi baru telah dikembangkan, termasuk penggunaan membran, penggunaan bahan kimia khusus, dan penggunaan sistem pemisahan lainnya.
Dalam makalah ini, akan dibahas secara rinci mengenai proses desalting crude oil, termasuk tahap-tahap yang terlibat dalam proses desalting, jenis-jenis desalter yang digunakan, dan teknologi terbaru yang digunakan untuk meningkatkan efisiensi dan efektivitas proses desalting
TINJAUAN PUSTAKA 1. Pengertian Desalting
Desalting adalah proses pre-treatment pada crude oil dimana terjadi suatu proses pemisahan antara crude oil dengan garam yang terkandung dalam minyak mentah. Garamyang terkandung dalam crude oil ini 0 hingga 1000 PTB atau Pound per thausand barel (lb/1000 barel), yang bila dibiarkan garam ini bercampur dengan crude oil berakibat terjadinya kerusakan pada peralatan proses, sebab garam akan membentuk asam kuat jika terkena panas yang mengakibatkan logam pada peralatan proses korosif. Desalting minyak mentah melibatkan pencampuran minyak mentah dengan air untuk melarutkan garam dan kontaminan lainnya yang mudah larut dalam air.
Ada dua metode umum yang digunakan untuk desalting minyak mentah, yaitu metode elktrolisis dan metode kimia
Metode Elektrostatis
Metode elektrostatis menggunakan medan listrik untuk memisahkan air dan garam dari minyak mentah. Pada proses ini, minyak mentah dicampur dengan air, dan campuran kemudian melewati elektroda yang terbuat dari bahan yang konduktif. Medan listrik akan menarik partikel garam dan air untuk bergerak ke arah elektroda, meninggalkan minyak mentah yang sudah terdesal.
Metode Kimia
Metode kimia menggunakan bahan kimia untuk memisahkan air dan garam dari minyak mentah. Proses ini melibatkan penambahan bahan kimia seperti asam sulfat, asam fosfat, atau surfaktan ke dalam campuran minyak mentah dan air.
Bahan kimia ini dapat memecah emulsi yang terbentuk antara minyak mentah dan air, sehingga kontaminan dapat dengan mudah dipisahkan dari minyak mentah.
Proses Filtrasi
Proses desalting dengan filtrasi melibatkan penggunaan filter khusus yang dapat menangkap garam dan air dari crude oil. Filter ini terbuat dari material yang dapat menahan garam dan air sehingga hanya crude oil yang bersih yang dapat melewati filter. Proses ini biasanya digunakan bersamaan dengan proses desalting lainnya seperti elektrostatis atau kimia.
Proses Vakum
Proses desalting vakum menggunakan tekanan vakum untuk menghilangkan air dari crude oil. Proses ini melibatkan penggunaan kolom distilasi yang memanfaatkan tekanan vakum untuk menguapkan air dari crude oil. Uap air kemudian dikondensasi dan dibuang dari kolom tersebut. Proses vakum sering digunakan bersamaan dengan proses pencucian atau pengeringan.
Proses Mikroemulsi
Proses desalting mikroemulsi adalah proses yang melibatkan penggunaan bahan kimia khusus yang dapat membentuk mikroemulsi. Mikroemulsi adalah campuran yang stabil dari dua atau lebih cairan yang tidak dapat bercampur secara alami.
Proses ini biasanya digunakan bersamaan dengan proses elektrostatis atau filtrasi untuk menghilangkan garam dan air dari crude oil.
2. Manfaat Desalting
Desalting minyak mentah memiliki beberapa manfaat, di antaranya adalah:
Meningkatkan Kualitas Minyak Mentah
Desalting dapat meningkatkan kualitas minyak mentah dengan menghilangkan kontaminan yang dapat mempengaruhi kualitas produk akhir, seperti kandungan sulfur yang tinggi.
Mengurangi Kerusakan Peralatan Pengolahan
Kandungan air dan garam dalam minyak mentah dapat menyebabkan korosi pada peralatan pengolahan. Desalting dapat mengurangi risiko kerusakan peralatan akibat korosi dan memperpanjang masa pakai peralatan.
Meningkatkan Efisiensi Proses Pengolahan
Desalting dapat meningkatkan efisiensi proses pengolahan minyak bumi dengan mengurangi jumlah kontaminan dalam minyak mentah.
3. Kekurangan proses Desalting
Meskipun proses desalting memiliki manfaat dalam menghilangkan garam dan partikel dari crude oil, namun proses ini juga memiliki kekurangan dan tantangan yang harus diperhatikan, antara lain:
Efisiensi Desalting yang Terbatas
Proses desalting hanya dapat menghilangkan garam dan partikel yang terlarut dalam crude oil, sehingga beberapa jenis partikel yang lebih besar tidak dapat dihilangkan melalui proses ini. Selain itu, proses desalting juga tidak dapat menghilangkan semua jenis garam dalam crude oil, sehingga beberapa jenis garam seperti magnesium klorida dan kalsium klorida tetap terkandung dalam crude oil setelah proses desalting.
Konsumsi Air yang Tinggi
Proses desalting membutuhkan air dalam jumlah yang besar untuk memisahkan garam dari crude oil. Penggunaan air dalam jumlah yang tinggi dapat berdampak pada keberlanjutan sumber daya air, terutama jika kilang minyak berada di daerah yang memiliki keterbatasan pasokan air.
Penggunaan Energi yang Tinggi
Proses desalting membutuhkan energi yang tinggi untuk memanaskan crude oil dan air, serta untuk menjalankan unit electrostatic desalter. Penggunaan energi yang tinggi berdampak pada emisi gas rumah kaca dan biaya operasional kilang minyak.
Ketersediaan Katalis dan Adsorben yang Terbatas
Beberapa jenis crude oil mengandung senyawa-senyawa tertentu seperti nitrogen dan sulfur yang dapat merusak peralatan dan infrastruktur kilang minyak. Untuk mengatasi masalah ini, beberapa kilang minyak menggunakan katalis atau adsorben untuk membersihkan crude oil. Namun, ketersediaan katalis dan adsorben yang terbatas dapat menjadi kendala dalam menjalankan proses desalting secara efektif.
Penanganan Limbah yang Tidak Efektif
Proses desalting menghasilkan limbah seperti air dan lumpur yang mengandung garam dan partikel yang terpisah dari crude oil. Limbah ini harus dikelola dengan benar untuk mencegah dampak negatif terhadap lingkungan. Namun, tidak semua kilang minyak memiliki sistem pengolahan limbah yang efektif, sehingga dapat mengakibatkan pencemaran lingkungan dan kesehatan manusia.
4. Proses Desalting
Proses desalting merupakan proses penghilangan garam yang dilakukan dengan cara mencampurkan minyak menah dengan air, tujuannya adalah melarutkan zat-zat mineral yang larut dalam air. Pada proses ini juga ditambahkan asam dan basa (wetting agent) dengan tujuan menghilangkan senyawa-senyawa selain hindrokarbon. Setelah melalui proses desalting. Maka selanjutnya minyak akan menjalani proses destilasi.
Minyak mentah selain mengandung kotoran juga mengandung zat-zat minerl yang larut dalam air . proses penghilangan kotoran tersebut dilakukan dengan cara mencampur minyak mentah dengan air sehingga mineral-mineral akan terlarut dalam air. Untuk menghilangkan senyawa-senyawa nonhidrokarbon, kedalam minyak mentah ditambah dengan asam dan basa. Proses desalting dilakukan untuk mencegah korosi pia-pipa minyak dan mencegah tersumbatnya lubang-lubang di menara fraksinasi. Setelah minyak mentah mengalami proses desalting, selanjutnya minyak mentah dialirkan ke tangki pemanas untuk menguapkan minyak mentah dan kemudia minyak mentah dialirkan dalam menara fraksinasi (menara distilasi). Adapun tahap proses desalting yaitu sebagai berikut.
Penyimpanan Crude Oil
Crude oil disimpan dalam tangki penyimpanan sebelum dimasukkan ke dalam proses desalting. Pada tahap ini, crude oil masih mengandung air, garam, dan partikel-partikel yang dapat mengganggu proses produksi selanjutnya.
Preheating
Crude oil yang disimpan dalam tangki penyimpanan selanjutnya dipanaskan terlebih dahulu sebelum dimasukkan ke dalam proses desalting.
Proses pemanasan ini dilakukan untuk mengurangi viskositas crude oil sehingga mudah untuk diproses.
Mixing
Setelah proses preheating, crude oil yang telah dipanaskan dimasukkan ke dalam tangki mixing. Pada tahap ini, crude oil dicampur dengan air untuk memudahkan proses pemisahan garam dan partikel-partikel.
Settling
Setelah proses mixing, campuran crude oil dan air didiamkan di dalam tangki settling. Pada tahap ini, partikel-partikel yang lebih berat akan mengendap ke bawah dan membentuk lumpur atau endapan. Sedangkan air dan garam akan berada di atas endapan.
Electrostatic Desalting
Setelah proses settling, campuran crude oil dan air yang telah dipisahkan dimasukkan ke dalam unit electrostatic desalter. Pada tahap ini, medan listrik yang kuat digunakan untuk memisahkan air dan garam dari crude oil. Proses ini dilakukan dengan cara memasukkan campuran crude oil dan air ke dalam ruang antara elektroda positif dan negatif yang saling bertolak belakang. Partikel- partikel yang mengandung garam dan air akan terionisasi dan tertarik ke elektroda yang berlawanan, sehingga terpisah dari crude oil. Crude oil yang telah terpisah dari garam dan air kemudian keluar dari unit electrostatic desalter dan siap untuk diproses lebih lanjut.
Oil Storage
Crude oil yang telah dipisahkan dari garam dan air kemudian disimpan kembali dalam tangki penyimpanan sebelum diproses lebih lanjut.
Gambar 1. Diagram Alir Proses Desalting
Dapat dilihat pada Gambar 1 minyak mentah diinjeksi dengan air tawar dan dilewatkan melalui katup pengaduk (mixing valve), sehingga garam yang terkandung dalam minyak mentah kemudia terlarut dalam air. Efek samping dari adanya pencampuran tersebut adalah timbulnya emulsi antara minyak mentah dan air, untuk emulsi tersebut harus dipecah menjadi partikel air dan minyak oleh demulsifer maupun adanya medan listrik bertekana tinggi. Karena mengandung garam maka partikel tersebut akan terkutub. Akibat adanya muatan yang berlawanan dan tolak menolak untuk kutub yang sama. Maka kutub yang berlawanan akan saling bertumburan antar partikel dan terbentuk “droplet” air yang lebih besar, sehingga “droplet” air tersebut akan turun kebawah/mengendap sambil membawa garam dan keluar dari sistem.
6. Hal Yang Harus Diperhatikan Dalam Proses Desalting
Hal yang harus diperhatikan agar mendapatkan hasil optimum dalam pengoperasian desalter adalah kecepatanaliran minyak mentah dan air pencuci, suhu minyak mentah,tekanan operasi desalter, penurunan tekanan pada katup pengaduk, suhu air pencuci, tegangan listrik pada desalter, bahan kimia pada demilsifier, penghilangan kotoran pada bejana.
Kecepatan Aliran Minyak Mentah dan Air Pencuci
Peralatan pemisah garam desalter dirancang untuk menurunkan kadar garam dari bermacam - macam minyak mentah pada kecepatan aliran tertentu.
Kenaikan kecepatan aliran minyak mentah diatas kecepatan yang ditentukan design rate akan cenderung menaikkan kadar garam dan kadar air pada minyak mentah hasil pemisahan.Kenaikan kadar garam dan kadar air pada produkminyak mentah sesuai / sebanding dengan penambahan kecepatan aliran air pencuci (injeksi air). Jumlah air pencuci dijaga sesuai dengan kapasitas terancangnya yaitu (4,0– 6,0 % dari minyak mentah). Bila injeksi air tidak cukup maka hanya sedikit kandungan garam yang dapat dihilangkan dari minyak mentah. Bila injeksi air terlalu tinggi maka terjadi aliran yang berlebihan sehingga garam dan air akan terikut lebih banyak pada minyak mentah.
Suhu Minyak Mentah
Suhu minyak mentah masuk sangat berpengaruh terhadap efisiensi dari operasi desalter. Bila suhu lebih rendah dari yang ditetapkan akan mengurangi efisiensi desalterkatena viskositas dari minyak mentah akan naik sehingga menimbulkan kesukaran pengendapan air pencuci. Bila suhu lebih tinggi dari yang ditetapkan akan mengurangi efisiensi dari desalter karena menaikkan elektrik konduktivitasnya dari minyak mentah (seluruh jenis minyakmentah akan naik konduktivitasnya bila suhu dinaikkan).Sehingga bila harus memilih antara suhu diatas atau dibawah dari yang telah ditetapkan, maka lebih dulu harus dicoba
pada suhu tertinggi dan ini harus dibawah dari suhu 175oC (347oF) karena suhu tersebut merupakan suhu maximum dari alat. Pada kondisi operasi normal suhu dipertahankan pada 140oC sampai 150oC.
Tekanan Operasi desalter
Tekanan dalam bejana selama proses harus dijaga cukuptinggi untuk mencegah terjadinya penguapan dari minyakmentah. Tekanan operasi dalam bejana diatur sekitar 8 sampai 10kg/cm2.
Penurunan Tekanan Pada Katup Pengaduk
Untuk mendapatkan kualitas baik percampuran minyak mentah dengan air ditentukan oleh katup pengaduk. Perbedaan tekanan yang dianjurkan dikatup pengaduk berkisar antara 0,15sampai 0,4 kg/cm2. Perbedaan tekanan terlalu rendah dapat mengakibatkan pencampuran kurang sempurna, sebaliknya jika perbedaan tekanan terlalu tinggi dapat mengakibatkan emulsi yang terbentuk relatif stabil. Dengan kestabilan tinggi sehingga sukar untuk dipecahkan.
Penentuan perbedaan tekanan padakatup pengaduk dapat ditentukan oleh variabel- variabel lain,yaitu seperti kecepatan aliran minyak mentah, suhu dan kecepatan air pencuci.
Suhu Air Pencuci
Suhu air tidak mempunyai pengaruh yang besar pada proses, tetapi bila suhu air terlalu rendah / dingin akan dapatmenurunkan suhu dari minyak mentah.
Kualitas air pencuci perlu dijaga tidak boleh mengandung sesuatu yang memungkinkan terjadinya emulsi, karena hal ini akan mengakibatkan kesukaran pada desalter dalam menghilangkan / memisahkan air dalam minyak mentah, emulsi cenderung lebih stabil oleh adanya fenolekstraksi fenol dari dalam air dapat dimodifikasi ke dalam teknikfasa cair tanpa zat pembawa sehingga minyak yang dialirkan keatas kemungkinan terikutnya garam dalam air lebih sedikit, pH tinggi, partikel padat dan sebagainya.Bila desalter menggunakan air seperti diatas, makaharus diinjeksi bahan kimia demulsifier yang cukup. Bila air pencuci mengandung minyak, maka akan mengalami kesukarandalam mengatur kualitas air buangan (effluent water ). Bila air pencuci mempunyai kesadahan tinggi tidak berpengaruh banyak pada efisiensi desalter, tetapi dapat mengakibatkan endapan (lapisan kerak /scale) pada peralatan penukar panas dan pipa- pipa.
Tegangan Listrik
Pada desalter, perubahan pengaturan tegangan listrik dapat dilakukan apabila terjadi gangguan baik pada feed yang masuk maupun alat dan kondisi eksternal dari desalter. Keadaan yang optimum dari tegangan desalter untuk setiap minyak mentah ditetapkan selama masa kegiatan pemeriksaan dan pengujian
instalasi peralatan yang terpasang pada proyek yang dibuat commisioning dari unit. Setelah itu tegangan hanya perlu dirubah bila minyak mentahnya diganti.Bila tegangan dinaikkan akan menaikkan kebutuhan tenaga gaya dorong untuk dapat memisahkan air dari minyak mentah. Perubahan tegangan tidak perlu menghentikan aliran minyak mentah ke bejana.
Bahan Kimia
Pemakaiannya bahan kimia (wetting agent) berpengaruh langsung terhadap kualitas air buangan desalter sehingga pemakaian bahan kimia ini dapat dilihat dari kadar minyakdidalam air buangan, jika kadar minyaknya melebihi dari yang ditetapkan, maka injeksi bahan kimia tersebut perlu dinaikkan.
Penghilangan kotoran Pada Bejana.
Apabila kadar partikel padat pada minyak mentah sangat tinggi atau air pencuci sangat lambat alirannya, maka ini merupakan indikasi bahwa telah ada/cukup banyak endapan yang terbentuk di dalam bejana. Jika terjadi keadaan seperti ini, maka sistem ini telah dilengkapi dengan fasilitas penghilangan endapan(sludge).
Pembentukan endapan pada bejana, dapat dicegah dengan injeksi air tekanan tinggi melalui perpipaan secara teratur(satu kali seminggu). Endapan ini akan keluar bersama air buangan. Sistem perpipaan dari effluen water header dirancang untuk kecepatan air yang tinggi dengan maksud untuk memudahkan dalam pencucian.
PENUTUP 1. Kesimpulan
Proses desalting crude oil merupakan tahap penting dalam proses produksi minyak bumi. Proses desalting dilakukan untuk menghilangkan kandungan garam dan partikel yang terkandung dalam crude oil sehingga produk akhir yang dihasilkan memiliki kualitas yang lebih baik. Terdapat beberapa jenis proses desalting yang dapat digunakan, seperti gravity settling, electrostatic desalting, dan filtration. Namun, masing-masing proses desalting memiliki kelebihan dan kekurangan, dan pilihan teknologi desalting harus disesuaikan dengan karakteristik crude oil yang diolah dan spesifikasi produk akhir yang diinginkan.
Dalam proses desalting, terdapat beberapa hal yang harus diperhatikan agar proses desalting dapat berjalan dengan optimal, seperti konsistensi operasi, suhu dan pH yang tepat, kualitas air yang digunakan, dan teknologi desalting yang digunakan. Meskipun proses desalting memiliki keuntungan dalam meningkatkan kualitas produk akhir, namun juga memiliki kekurangan, seperti biaya operasi yang tinggi dan dampak lingkungan yang tidak diinginkan.
2. Saran
Dalam meningkatkan efektivitas proses desalting crude oil, kilang minyak dapat melakukan beberapa hal berikut:
1. Menerapkan teknologi desalting yang tepat sesuai dengan karakteristik crude oil yang diolah dan spesifikasi produk akhir yang diinginkan.
2. Mengoptimalkan konsistensi operasi dalam proses desalting untuk memastikan efektivitas dan kualitas produk akhir.
3. Memastikan suhu dan pH yang diatur sesuai dengan standar operasional dan karakteristik crude oil yang diolah.
4. Menggunakan air yang berkualitas baik dan memiliki kandungan bahan organik dan mineral yang rendah.
5. Melakukan pemeliharaan rutin pada peralatan desalting untuk menjaga kondisi operasional yang baik.
6. Menggunakan teknologi alternatif yang lebih ramah lingkungan untuk mengurangi dampak lingkungan dari proses desalting.
DAFTAR PUSTAKA
Adhi Budhiarto. kontributor. Buku PintarIndonesia.Teknologi Proses Kilang Minyak Bumi.
Ernest E.Ludwig.1964. Applied Process Design ForChemical and Petrochemical Plants.
Manual book Crude oil Desalting. PT Clariant Indonesia.
Rompas, Rizald Max, dkk.2015.Bahan Bakar Nabati.Yogyakarta: Deepublish.
Sutardi.2016.Solusi Mahir Kimia. Yogyakarta:Deepublish.
