5. Absorption Dehydration

8/12/2019 5. Absorption Dehydration

1/92

Dehidrasi GlikolDehidrasiDehidrasi GlikolGlikol


2/92

Syarat cairan yangdapat menyerap air

Sangat higroskopis Tidak membentuk padatan pada

konsentrasi tinggi

Tidak korosif Tidak mengendap bila meyerap gas

Mudah diregenerasi


3/92


Mudah dipisahkan Tidak larut dalam HC

Stabil dengan adanya sulfur atau CO2


4/92


Yang memenuhi syarat Glikol DEG TEG

TREG Yang paling populer TEG

TREG memiliki suhu absorpsi50o

C


5/92


6/92

Unit dehidrasi glikol Gambar 18.1 Unit regenerasi dirancang pada tekanan

atm Initial thermal decomposition

Glikol Suhu EG 165oC, 329oF DEG 164oC, 328oF TEG 206oC, 404oF

TREG 238oC, 460oF


7/92

Unit dehidrasi glikol

The glycol dehydration processesremoves water vapor from naturalgas.

Removing water vapor preventshydrate formation and corrosion, andmaximizes pipeline efficiency.


8/92


9/92


10/92

Unit dehidrasi glikol Wet gas enters the tower at the bottom. Dry glycol flows down the tower from the

top, from tray to tray, or through packingmaterial.

NATCO's special bubble cap configurationmaximizes gas/glycol contact, removingwater to levels below 5 lbs/MMscf.

Systems can be designed to achieve levels

down to 1lb/MMscf.


11/92


12/92


The dehydrated gas leaves the towerat the top and returns to the pipelineor goes to other processing units.

The waterrich glycol leaves thetower at the bottom, and goes to thereconcentration system.


13/92


In the reconcentration system, thewet glycol is filtered of impuritiesand heated to 400F.

Water escapes as steam, and thepurified glycol returns to the towerwhere it contacts wet gas again.


14/92

Contactor featuresavailable Diameters from 8-5/8 in. to 15 ft. Design pressures from 230 to 2,160 psig Flowrate capacities from 100 to 200,000

Mscfd ASME Code, National Board, or British

Standard stamped Corrosion allowance with ASME code

inspection openings


15/92

Contactor featuresavailable

Internal or external glycol-gas heatexchangers or air coolers Integral inlet scrubber

3 to 15 trays or packed columns 18, 24 or 30 inch tray spacing Carbon steel or stainless steel trays

and bubble caps


16/92


Tray drains Tray inspection openings

External or inter-tray manways

Gas piping and valves

Instrumentation and alarm systems


17/92


Special coatings Safety caged ladders and platforms

Construction materials are carbon

steel, 304 or 316-L stainless steel,316-L stainless steel clad, or 316-Lstainless steel overlay


18/92

Regenerator featuresavailable Glycol purity to 99.0% with standard type

and to 99.97% with stripping gas type Heat duty from 75,000 to 8,000,000

Btu/h

Heat sources can be direct fired, steam,hot oil, electric, or natural gas

ASME Code or TEMA C or R design heat

exchanger


19/92

Regenerator featuresavailable

ASME Code or National BoardStamped

Pulsation dampeners

Flame arrestors Internal or external glycol-glycol

heat exchangers or air coolers


20/92

Regenerator featuresavailable Glycol flash drums or hydrocarbon

skimmers Glycol sock or charcoal filters with

standby

Glycol pumps can be electric, gas or glycolpowered, with standby, automaticswitching.

Automatic reflux/overhead temperature

control


21/92

Regenerator featuresavailable

Temperature or filter differentialpressure recorders Instrumentation and alarm systems

High level, low level, and hightemperature alarms Automatic shutdown panels

Automatic pilot re-light systems


22/92

Regenerator featuresavailable Moisture analyser Construction materials are carbon steel,

304 or 316-L stainless steel, 316-Lstainless steel clad, or 316-L stainless

steel overlay. Special coatings Galvanized skids, ladders, and access

platforms


23/92

Regenerator featuresavailable Galvanized skids, ladders, and access

platforms

Fiberglass cold-weather housings

Modular design Stripping gas recovery system

Combustion Air Controller or Firetube

Turbulator for increased fuel efficiency


24/92

Regenerator featuresavailable Galvanized skids, ladders, and access

platforms

Fiberglass cold-weather housings

Modular design Stripping gas recovery system

Combustion Air Controller or Firetube

Turbulator for increased fuel efficiency


25/92

wv

w yPPx

Xw: fraksi mol air dalam glikol

P : tekanan sistem

Pv: tekanan uap air pada suhu reboiler

Yw: fraksi mol air dalam uap reboiler

Gambar 18.2 digunakan untuk gas dengankandungan S dan CO2 tinggi


26/92

Basic process designfactor

Konsentrasi TEG minimum dalam leansolution yang masuk ke bagian atasabsorber yang diperlukan

Laju sirkulasi TEG yang diperlukan Jumlah kontak dalam absoeber yang

diperlukan


27/92

Konsentrasi Lean TEGminimum

Digunakan Gambar 18.3 f(Tg-in, Tdew-eq)

Contoh: berapa suhu Tdew-eq air jika

suhu gas masuk 40oC dan lean glikolmengandung 99.5% berat TEG


28/92


29/92


30/92


31/92


32/92

Konsentrasi Lean TEGminimum

Actual water dew point umumnya 5.5-8.5oC > Tdew-eq Pendekatan ini dapat digunakan untuk

menentukan konsentrasi lean glikolminimum


33/92

Konsentrasi Lean TEGminimum Prosedur:

Tentukan suhu dew point air keluarandari kontrak penjualan atau suhuminimum system

Kurangi langkah 1 untuk menentukanTdew-eq actual

Gunakan Gambar 18.3 untuk menentukan

konsentrasi minimum lean TEG


34/92

Konsentrasi Lean TEGminimum Contoh:

Kontrak penjualan gas mempunyaispesifikasi kandungan air100kg/106stdm3 gas pada tekanan 6.9MPa. Suhu inlet gas adalah 40oC.Berapakah konsentrasi minimum leanTEG yang diperlukan.


35/92

Konsentrasi Lean TEGminimum Prosedur:

Suhu dew point air (Gb App. 18A)=f(100,6.9)

Tdew-eq= T1 8o

C Gambar 18.3 untuk menentukankonsentrasi minimum lean TEG = f(40,

Tdew-eq)


36/92


37/92


38/92


39/92


40/92


41/92

Regenerasi TEG Konsentrasi lean TEG

tertentu dihasilkandalam reboiler danregenerator denganmengendalikan suhu reboiler

tekanan gas

stripping gas yangdigunakan

wv

w yP

Px


42/92

Regenerasi TEG Jika digunakan stripping gas, konsentrasi rich

TEG yang meninggalkan absorber diperoleh darineraca massa di sekitar absorber

eanTEGwtwaterinlorbedwtwaterabswtleanTEG

wtleanTEGrichTEGwt

100%


43/92

Regenerasi TEG Gb 18.4 dapat digunakan untuk memprediksi

kerja regenerator Jika kandungan air dalam lean TEG kecil maka

persamaan terdahulu menjadi

m

LeanTEGRichTEG

/1


44/92

Regenerasi TEG Rich TEG = wt% TEG in Rich TEG solution

Lean TEG = wt% TEG in Lean TEG solution = densitas cairan = 1.12 kg/L (9.3lb/USgal)

m = Lean TEG rate, L/kg (USgal/lb)

m

LeanTEGRichTEG

/1


45/92

Regenerasi TEG Konsentrasi Lean TEG min pd Gb 18.4

T (204oC) = 98.7 wt%

T (193oC) = 98.4 wt%

T (182oC) = 98.1 wt%


46/92

Regenerasi TEG Prosedur umum penggunaan Gb 18.4

Tekanan atm tanpa stripping gas

Tekanan atm dengan stripping gas

Tekanan Vakum dengan stripping gas


47/92


48/92

Regenerasi TEG Contoh

96.8 wt% Rich TEG memasukiregenerator menggunakan 0.03m3stripping gas/L larutan glikol.Berapakah konsentrasi Lean TEG jikasuhu regenerator 204oC pada tekanan 1atm dan 500 mmHg


49/92

Regenerasi TEG Lean TEG (1 atm) =

Lean TEG (500 mmHg) =


50/92


51/92

Ci l ti R t


52/92

Circulation Rate Absorber Contacts

Untu laju sirkulasi tertentu maka

diperlukan jumlah kontak absorber yangtertentu pula

11

01

11

1

N

N

N

A

AA

yy

yyEa

N

Ci l ti R t


53/92


yN+1: fraksi mol air dalam inlet gas

y1: fraksi mol air dalam outlet gas y0: fraksi mol air dalam outlet gas bila berada

dalam kesetimbangan dengan Lean TEG yangmasuk (


54/92


A: faktor absorbsi = L/KV L: laju sirkulasi TEG, mol/waktu V: laju alir gas, mol/waktu K: konstanta kesetimbangan utk air antara air dlm gas

dan air dlm larutan TEG-air, y=Kx N: jumlah plat teoritis dlm absorber

11

01

11

1

N

N

N

A

AA

yy

yyEa

N

Ci l ti R t


55/92


Fraksi mol air, yw, berhubungan dengan W yaitu

massa air per std volume gas yaitu: Yw = 1.33x10-6W dimana W dalam kg/106std m3

Yw = 2.11x10-5W dimana W dalam lb/MMscf maka

01

11

01

11

WW

WW

yy

yy

N

N

N

N

Ci cul ti n R t


56/92


Persamaan sebelumnya dapat ditulis

menjadi persamaan di bawah yangplotnya ada di Gb. 18.5.

01

11

01

11

WW

WW

yy

yyE

N

N

N

Na


57/92


58/92


59/92

Circulation Rate


60/92


Perhitungan laju Lean TEG utkeffisiensi absorbsi dan N tertentu

1. Hitung y0 (W0)

2. Tentukan effisiensi absorbsi3. Tentukan A dari persamaan atauGb.18.5

4. Hitung L0, laju sirkulasi Lean TEG

Circulation Rate


61/92


Perhitungan N utk laju Lean TEG dan

effisiensi absorbsi tertentu1. Hitung y0 (W0)

2. Tentukan effisiensi absorbsi

3. Tentukan A dari persamaan atau Gb.18.54. Tentukan N dari persamaan atau Gb. 18.5

5. Overall efisiensi 25-40 %


62/92

Circulation Rate


63/92


y0 = Kx0 dan W0= (W)()(x0) (18.7)

Y0: fraksi mol air dalam lean TEG x0 dpt dihitung menggunakan pers. (18.8)

melalui xgl, yaitu wt% TEG yang masukabsorber yang tidak boleh lebih kecil dari

nilai minimum pd Gb. 18.3.

150/18/100

18/100

0

glgl

gl

xx

xx


64/92

Circulation Rate


65/92


Jika menggunakan metode Kremser-Brown,

V dan L harus dalam satuan molar, shgdiperlukan utk mengestimasi MW

Berat molekul larutan air TEG

MW = 18x0 + 150 (1-x0)

150/18/100

18/100

0

glgl

gl

xx

xx


66/92


67/92


68/92


69/92

Circulation Rate


70/92


Contoh:

Hitunglah laju sirkulasi 98.7 wt% Lean TEGyang diperlukan utk mengeringkan 106 stdm3/d gas pada 7 MPa dan 40oC dalam

absorber 4 tray (1 tray teoritis), shg gaskeluarannya hanya mengandung air 117 kg/106 std m3 gas. Kandungan air pada inlet

gas adalah 1100 kg/ 106 std m3gas.

Circulation Rate


71/92

irculation RateAbsorber Contacts

Xgl = 98.7%

W= 1100 kg/ 106 std m3gas

W1= 117 kg/ 106 std m3 gas

N = 1

Circulation Rate


72/92

Absorber Contacts

1. Hitung x0menggunakanpersamaan 18.8 150/18/100

18/100

0

glgl

gl

xx

xx

Circulation Rate


73/92

Absorber Contacts

1. Tentukanmenggunakan Gb.18.6 = f(xgl)


74/92


75/92

Circulation Rate


76/92

Absorber Contacts1. Hitung W0

menggunakanpers. 18.7 W0= (W)()(x0)

2. Hitung effisiensiabsorbsi Eamenggunakan

pers. 18.5.

01

11

01

11

WW

WW

yy

yyE

N

N

N

Na

Circulation Rate


77/92

Absorber Contacts1. Tentukan A menggunakan Gb. 18.5 =

f(N,Ea)


78/92


79/92

Circulation Rate


80/92

Absorber Contacts Hitung K dari pers 18.6

K = (yw)()=(A)(W)() Hitung Lo = (A)(K)(VN+1) Hitung Mol gas/Jam

Hitung Mol TEG/jam Hitung MW Lean TEG menggunakan pers.

18.9

MW = 18x0 + 150 (1-x0)

Circulation Rate


81/92

Absorber Contacts Hitung laju sirkulasi TEG/jam

WTEG = mol TEG/jam x MW VTEG = WTEG/TEG H2O absorbed/hr = (W-W1)/24

Circulation rate =VTEG/ H2O absorbed/hr

(liter/kg H2O absorbed)


82/92


83/92


84/92


85/92


86/92


87/92


88/92


89/92


90/92


91/92


92/92

5. Absorption Dehydration

Documents

Transcript of 5. Absorption Dehydration