Ujian Tengah Semester Teknologi Pengilangan Minyak Bumi Proses DEMEX (DEMetalization by EXtraction) 1. Pendahuluan Kebutuhan fraksi ringan minyak bumi, terutama fraksi C8 hingga C18, semakin meningkat. Hal ini dikarenakan penggunaan bahan bakar cair menempati posisi yang vital dan strategis terutama untuk transportasi. Namun, ketersediaan fraksi ringan ini semakin lama semakin berkurang karena sumur-sumur minyak bumi cenderung menghasilkan fraksi yang semakin berat. Fraksi berat sisa pengolahan minyak disebut residu. Residu minyak bumi ini masih mungkin diolah dan dikonversi menjadi fraksi ringan. Residu minyak bumi (vacuum reduce crude/VCR) merupakan fraksi berat dengan titik didih awal 566C. Pada awalnya VCR dijadikan aspal atau heavy oil atau bunker fuel oil. Namun, penggunaan VCR sebagai bahan bakar terhenti akibat peraturan lingkungan yang semakin ketat mengenai ambang batas emisi udara. Karakteristik VCR adalah memiliki kandungan logam, sulfur, dan nitrogen yang sangat tinggi serta rasio hidrogen per karbon yang rendah. Rasio hidrogen per karbon yang rendah menyebabkan konversi VCR menjadi hidrokarbon ringan dengan menggunakan katalis sulit karena kokas yang terbentuk menghambat aktivitas katalis sehingga biaya untuk katalis menjadi mahal. Proses alternatif lain adalah tidak menggunakan katalis dengan bahan baku atmospheric reduced crude (ARC). Tabel 1. Harga Residu Minyak Bumi terhadap Kandungan Sulfurnya Perbedaan Harga (US$/barel) +3,16 0,3 +0,34 0,7 basis 1 -1,79 3 Sumber: McGrath dan Houde, 1999 Residu minyak bumi dengan senyawa sulfur yang sedikit relatif mudah diolah, tetapi harganya mahal. Maka, teknologi pengolahan fraksi berat minyak bumi menjadi fraksi ringan dan pengurangan kandungan pengotornya sangat diperlukan untuk menjamin ketersediaan bahan bakar cair. Gambar 1 menunjukkan teknologi pengolahan fraksi berat yang telah digunakan hingga saat ini menurut Nagamatsu. %-b Senyawa Sulfur

1|

Ujian Tengah Semester Teknologi Pengilangan Minyak Bumi Proses DEMEX (DEMetalization by EXtraction) Harga residu minyak bumi relatif murah dibandingkan fraksi ringan minyak bumi karena residu banyak mengandung pengotor. Sebagai contoh, tabel 1 menunjukkan bahwa harga residu dengan kandungan sulfur yang tinggi akan menurunkan harga jual.Penambahan Hidrogen Thermal Cracking Teknologi Pengolahan Fraksi Berat menajdi Fraksi Ringan

Carbon Rejection

Catalytic Cracking Solvent Deasphalting (DEMEX, ROSE)

Solvent Extraction Teknologi Lain (Gasifikasi)

Gambar 1. Diagram teknologi pengolahan fraksi berat minyak bumi (Nagamatsu, 2007)

Berbeda dengan Nagamatsu, pilihan teknologi pengolahan fraksi berat menurut McGrath adalah deep cut vacuum distillation, solvent deasphalting, visbreaking, aquaconversion, residue hydroprocessing, residue catalytic cracking, coking, dan ASCOTK (Asphalt Coking Technology). Salah satu proses pengolahan awal VCR sehingga memenuhi persyaratan umpan di fluid catalytic cracking (FCC) adalah solvent extraction. Teknologi solvent extraction dapat mengekstraski hinggga 67%-b VCR sehingga setelah diolah di FCC, hidrokarbon yang lebih ringan seperti bensin dan solar dapat dihasilkan. Solvent extraction memisahkan fraksi ringan dari fraksi berat dan pengotornya sehingga disebut juga solvent deasphalting (SDA). Fraksi berat minyak bumi didominasi senyawa asphaltenes. Struktur hipotetikal senyawa asphaltenes ditunjukkan pada Gambar 2.

2|

Ujian Tengah Semester Teknologi Pengilangan Minyak Bumi Proses DEMEX (DEMetalization by EXtraction)

Gambar 2. Struktur hipotetikal asphaltenes 2. Solvent Deasphalting (SDA) Pada umumnya, hidrokarbon yang dieksploitasi dari perut bumi mengandung senyawasenyawa aromatik berat, senyawa-senyawa poliatomik sulfur, oksigen, dan nitrogen, serta berbagai jenis logam yang semuanya itu sering disebut sebagai aspalten. Di dalam VCR, konsentrasi aspalten relatif tinggi. Keberadaan aspalten di dalam minyak akan menyulitkan pemrosesan lanjutan minyak menjadi produk-produk turunannya. Komponen asplaten yang terkandung di dalam hidrokarbon ini dapat menurunkan aktivitas katalis proses hidrogenasi dan perengkahan secara drastis karena kandungan logam di dalamnya. Selain itu, karena aspalen telah teroksidasi membentuk karbon dan lumpur, keberadaan aspalten sangat tidak diinginkan dalam minyak pelumas. Di samping aspalten, di dalam minyak residu juga terkandung komponen serupa namun dengan fraksi yang jauh lebih besar, yang secara kolektif dikenal sebagai resin. Berbeda dengan aspalten, resin terdiri dari senyawa-senyawa ringan, aromatik polinuklear yang lebih sedikit, hidrokarbon alifatik yang lebih mudah larut, dan logam dengan konsentrasi yang

3|

Ujian Tengah Semester Teknologi Pengilangan Minyak Bumi Proses DEMEX (DEMetalization by EXtraction) jauh lebih aman. Karena alasan ini, seringkali aspalten dipisahkan dari minyak, tetapi resin tidak. Proses penyingkiran aspalten dari minyak pada umumnya dilakukan dengan metode solvent deasphalting. Proses ini menggunakan senyawa parafinik atau nafta bertitik didih rendah (misalnya: etilena, propana, propilena, butana, butilena, isobutana, atau campuran semua komponen tersebut) dalam fasa cair maupun superkritik yang akan mempresipitasi aspalten yang lebih sukar larut sehingga terpisah dari minyak dan resin yang lebih mudah larut. Presipitat aspalten ini kemudian dapat dipisahkan dan disingkirkan dengan mudah berdasarkan perbedaan densitas, di mana densitas aspalten lebih besar dari densitas minyak dan resin. Di antara berbagai alternatif, deasphalting dengan propana merupakan proses yang paling sukses dalam skala komersial, khususnya pada preparasi minyak pelumas berkualitas tinggi. Proses deasphalting dapat dilakukan dalam satu tahap yang menghasilkan fasa minyak, yang mengandung minyak dan resin, serta fasa aspaltik. Untuk me-recover komponen aspalten yang telah terpisah, seluruh pelarut yang telah terlarut dan terdispersi harus disingkirkan. Penyingkiran solven ini umumnya dilakkan dengan penurunan tekanan sehingga pelarut yang awalnya berada pada fasa cair atau superkritik berubah menjadi fasa gas atau subkritiknya. Titik-titik (droplets) alkana yang terikat pada aspalten, akibat pemisahan yang tidak sempurna, seringkali meningkatkan dan menjadikan pembentukan busa tidak terkendali selama proses pemisahan pelarut. Hal ini menyebabkan pelarut terkontaminasi dan pembentukan kerak (fouling)pada peralatan. Proses deasphalting juga dapat diselenggarakan dalam dua tahap dengan menggunakan jenis pelarut dan/atau kondisi operasi yang berbeda. Pada proses deasphalting dua tahap ini, minyak dan resin yang merupakan supernatan dari tahap pertama dipisahkan satu sama lain di dalam tahap kedua. Risiko bagi alternatif ini adalah aspalten terpresipitasi namun yang masih terikut di dalam aliran supernatan dapat mengontaminasi dan mendegradasi kualitas dari resin yang dijumput. Aspalten yang telah dijumput digunakan untuk membuat pitch yang dapat dikubur atau dijadikan bahan bakar padat, atau untuk memproduksi pengikat aspal yang dapat dicampur dengan agregat dan dimanfaatkan untuk melapisi jalan raya. Pemisahan aspalten dari

4|

Ujian Tengah Semester Teknologi Pengilangan Minyak Bumi Proses DEMEX (DEMetalization by EXtraction) minyak dan resin yang tidak sempurna selama proses penyingakiran pelarut dapat berisiko mengontaminasi dan mendegradasi kualitas pitch atau aspal. Proses solvent deasphalting juga dapat dipandang sebagai proses demetalisasi residu minyak. Logam terkonsentrasi di fasa pelarut-zat tak larut meninggalkan minyak terdemetalisasi (demetallized oil/DMO) yang semakin miskin kandungan logamnya. Limitasi dari proses ini terletak pada fakta bahwa meningkatnya perolehan (yield) DMO juga akan diikuti dengan meningkatnya kandungan logam di dalamnya. Oleh sebab itu, dibutuhkan proses lanjutan untuk menghasilkan DMO perolehan tinggi dengan kandungan logam yang rendah. 3. Proses DEMEX Proses DEMEX adalah proses demetalisasi dengan ekstraksi pelarut yang memisahkan minyak residu vakum menjadi minyak terdemetalisasi (demetallized oil/DMO) yang mengandung logam yang relatif ringan dan aspalten yang mengandung logam berat (Houde, 1997). Kandungan aspalten dan senyawa aromatik terkondensasi yang ada di DMO sangatlah rendah. Minyak terdemetalisasi atau DMO sangat cocok dijadikan umpan bagi reaktor unggun terfluidisasi untuk proses hidrodesulfurisasi, dan untuk kasus di mana kandungan logam dan karbon residu cukup rendah, DMO cocok untuk diumpankan pada proses fluid catalytic cracking dan unit hydrocracking. Proses DEMEX merupakan improvisasi dari proses deaspaltisasi propana konvensional. Proses ini menggunakan pelarut yang relatif kurang selektif untuk menjumput (recovery) tidak hanya minyak berkualitas tinggi tetapi juga senyawa aromatik berat dan komponenkomponen lain yang ada di dalam umpan. Lebih jauh, proses ini melibatkan sirkulasi pelarut yang jauh lebih sedikit sehingga biaya utilitas dapat ditekan dan ukuran peralatan yang digunakanpun menjadi jauh lebih kecil. Proses DEMEX mampu secara selektif memisahkan aspalten, logam, dan senyawa aromatik berberat molekul tinggi dari residu vakum. Minyak DMO yang dihasilkan kemudian dapat dicampur dengan minyak gas vakum (vacuum gas oil/VGO) untuk meningkatkan availabilitas umpan bagi unit konversi yang digunakan. Pada gambar xxx, dapat dilihat bahwa umpan residu vakum dicampur dengan pelarut DEMEX yang didaur ulang dari tahap kedua untuk kemudian diumpankan ke dalam5|

Ujian Tengah Semester Teknologi Pengilangan Minyak Bumi Proses DEMEX (DEMetalization by EXtraction) ekstraktor tahap pertama. Tekanan di dalam ekstraktor dijaga cukup tinggi untuk mempertahankan pelarut dalam fasa cairnya. Temperatur dikendalikan berdasarkan derajat pendinginan oleh pelarut daur ulang. Laju alir pelarut ditetapkan mendekati nilai minimum yang diperlukan untuk memastikan proses pemisahan tetap dapat berlangsung. Aspalten dipisahkan pada tahap pemisahan yang pertama. Sebagian resin juga ikut dipisahkan untuk menjaga fluiditas aspalten sehingga penjumputan pelarut dapat berlangsung secara efisien. Aspalten kemudian dipanaskan dan dilucuti dengan kukus untuk menyingkirkan pelarut dari aspalten.

Uap overhead dari ekstraktor pertama kemudian dipanaskan oleh pelarut panas di dalam alat penukar panas. Peningkatan temperatur ini berakibat pada menurunnya kelarutan resin dan senyawa aromatik berat di dalam aliran overhead sehingga kedua komponen tersebut mengalami presipitasi pada ekstraktor kedua. Aliran bawah dari ekstraktor kedua ini kemudian didaur ulang menuju ekstraktor pertama. Sebagian dari aliran ini juga dapat dikeluarkan sebagai produk yang terpisah. Uap overhead dari ekstraktor kedua kemudian dipanaskan oleh aliran pelarut panas. Fire heater memanaskan lebih lanjut pelarut atau campuran DMO hingga di atas temperatur kritik pelarut. Pemanasan ini menyebakan DMO terpisah. Pelarut kemudian di-flash dan dilucuti dengan kukus untuk menyingkirkan berbagai pengotor dari pelarut. Aliran uap DMO dan lucutan aspal kemudian dikondensasi, dihilangkan airnya, dan dinaikkan6|

Ujian Tengah Semester Teknologi Pengilangan Minyak Bumi Proses DEMEX (DEMetalization by EXtraction) tekanannya hingga tekanan operasi untuk daur ulang. Sebagian besar pelarut teruapkan di dalam separator superkritik. Aliran pelarut panas ini nantinya akan digunakan untuk memanaskan aliran lain. Teknik penjumputan pelarut subkritik, yang mencakup sistem multiple effect, memberikan penjumputan panas yang lebih sedikit. Seluruh panas kualitas rendah yang terkandung di dalam aliran uap pelarut dari penguapan flash subkritik harus dilepaskan ke atmosfer sehingga dibutuhkan pemanasan tambahan untuk proses. Solvent yang digunakan sangat bergantung pada karakteristik umpan. Semakin besar berat molekul solvent, maka jumlah solvent yang diperlukan semakin sedikit tetapi selektivitas solvent akan semakin menurun. Pemilihan solvent propana akan menghasilkan kualitas ekstrak yang baik, tetapi propanan yang diperlukan akan banyak. Selain itu, penggunaan solvent propana akan memerlukan biaya recovery yang relatif tinggi karena jumlah solvent yang direcovery lebih banyak. Sebaliknya, penggunaan solvent dengan berat molekul yang lebih tinggi memerlukan biaya recovery yang rendah tetapi menghasilkan ekstrak dengan kualitas lebih rendah. Kualitas ekstrak salah satunya ditentukan oleh kandungan logam pada ekstrak. Jumlah logam pada fraksi rafinat, yakni fraksi asphalten, sekitar 80 90%. Hubungan kuantitas ekstrak (deasphalted oil yield) dan kualitas ektrak (kandungan sulfur, nitrogen, dan logam) ditunjukkan pada Gambar 3.

Gambar 4. Grafik hubungan kualitas ekstrak terhadap kuantitas ekstrak proses DEMEX (sumber: Gary dan Handwerk, 2001)7|

Ujian Tengah Semester Teknologi Pengilangan Minyak Bumi Proses DEMEX (DEMetalization by EXtraction) Gambar 4 menunjukkan semakin tinggi jumlah ekstrak yang ingin dihasilkan, maka kualitas ekstrak menurun yang diindikasikan oleh kandungan pengotornya. Umumnya, kuantitas ekstrak berkisar 50 65%. Selanjutnya proses DEMEX ini dikombinasikan dengan proses LEDAK oleh UOP dan Foster Wheeler seperti yang ditunjukkan pada Gambar 6. Tujuan dikembangkannya proses Foster Wheeler/UOP solvent deasphalting ini adalah untuk memenuhi desain unit khusus (tailor made) sesuai spesifikasi dan kilang tertentu. Penambahan dan pengembangan lebih lanjut dilakukan pada bagian dalam unit ekstraktor, seperti rotaing disc contactor (RDC), tray, packing, dan UOPs patented parallel interceptor plates (PIP). Selain itu, proses Foster Wheeler/UOP solvent deasphalting telah dilengkapi dengan integrasi penggunaan energi yakni melalui kogenerasi dan pembangkitan kukus.

Gambar 6. PFD proses Foster Wheeler/UOP solvent deasphalting (sumber: UOP dan Foster Wheeler, 2006)

8|

Ujian Tengah Semester Teknologi Pengilangan Minyak Bumi Proses DEMEX (DEMetalization by EXtraction)

9|

Ujian Tengah Semester Teknologi Pengilangan Minyak Bumi Proses DEMEX (DEMetalization by EXtraction)

10 |

Ujian Tengah Semester Teknologi Pengilangan Minyak Bumi Proses DEMEX (DEMetalization by EXtraction) 4. Integrasi Proses DEMEX Pada hakekatnya, proses DEMEX adalah proses intermediet yang tidak dapat berdiri sendiri. Pada gambar xxx ditunjukkan proses DEMEX yang diintegrasikan dengan proses Visbreaker (VBK) dan Hydrotreatment (HDT) untuk mengolah residu vakum di Kilang Barrancabermeja. Desain konfigurasi ini dinilai kurang efektif dalam hal perolehan distilat tengah yang memicu meningkatnya produksi bahan bakar minyak berat. Kelemahan ini terjadi karena proses visbreaker harus memroses umpan berupa produk bawah proses DEMEX yang memang miskin akan komponen distilat yang diharapkan.

Residu vakum, walaupun merupakan produk sisa, tetapi masih menyisakan komponenkomponen yang bernilai. Transformasi kimia via konversi termal yang dilakukan sebelum proses solvent deasphalting, dalam hal ini proses DEMEX, berpotensi memberikan perolehan yang lebih tinggi dari komponen-komponen berharga yang terkandung di dalam residu vakum. Hal ini mungkin terjadi karena di dalam proses konversi termal terselenggara serangkaian reaksi yang memecah molekul-molekul besar, redistribusi hidrogen, dan juga reaksi kondensasi serta polimerisasi.

11 |

Ujian Tengah Semester Teknologi Pengilangan Minyak Bumi Proses DEMEX (DEMetalization by EXtraction)

Akibat limitasi operasional, tidaklah memungkinkan untuk mengonversi seluruh vakum residu mentah di dalam proses perengkahan termal karena kapasitas pabrik Visbreaker lebih kecil dibandingkan kuantitas residu vakum yang dihasilkan. Oleh sebab itu, residu vakum keluaran Visbreaker atau visbroken vacuum residue (VBVR) harus dicampur dengan residu vakum mentah sebelum diumpankan ke dalam proses DEMEX. Konfigurasi ini ditunjukkan pada gambar xxx.

12 |

Ujian Tengah Semester Teknologi Pengilangan Minyak Bumi Proses DEMEX (DEMetalization by EXtraction) 5. Simulasi Proses DEMEX Di dalam proses DEMEX, ekstraksi merupakan unit proses kunci di mana pelarut yang digunakan menentukan baik kualitas dan perolehan produk deasphalted oil (DAO) atau demetallized oil (DMO). Oleh sebab itu, pemahaman mendasar mengenai perilaku ekstraksi cair-cair antara pelarut dengan residu vakum di dalam unit ekstraksi sangat dibutuhkan sehingga mendorong berbagai industri perminyakan untuk mengadakan penelitian yang intensif mengenai fenomena ini. Selama riset, disimpulkan bahwa simulasi merupakan metode observasi yang lebih sederhana dan membutuhkan biaya yang lebih sedikit dibandingkan pekerjaan eksperimental. Prausitz dkk. berhasil mengembangkan fungsi distribusi kontinyu untuk mengkarakterisasi komposisi hidrokarbon berat di dalam distilasi flash dan proses penjumputan pelarut untuk sistem kontinu. Pada simulasi ini, persamaan keadaan perturbedhard-chain (PHC) digunakan untuk mendeskripsikan perilaku kesetimbangan fasa dalam sistem propana superkritik untuk pemisahan campuran minyak secara kontinu. Alessi dkk.

mengelompokkan residu vakum ke dalam 4 grup, yaitu paraffin, aromatik, resin, dan aspalten, kemudian mendefinisikan masing-masing grup sebagai komponen maya (pseudocomponents) dengan berat molekul rata-rata untuk setiap komponen. Dengan demikian, data kesetimbangan campuran maya (pseudo-binary equilibrium) antara komponen maya dengan pelarut dapat ditentukan secara eksperimen. Aparcio dkk. mengajukan metodologi KUOP untuk mengkarakterisasi ulang umpan residu vakum dan mengelompokkannya menjadi 3 komponen saja, yaitu paraffin, aromatik, dan komponen primitif. Namun, perhatian terhadap perilaku fasa ini masih jauh lebih rendah dibandingkan investigasi eksperimental terhadap kolom ekstraksi dalam proses solvent deasphalting. Hal ini mungkin dikarenakan kurangnya informasi termodinamik yang presisi untuk residu vakum yang spesifik dan kurangnya persamaan keadaan yang cocok untuk mendeskripsikan informasi berkenaan dengan proses ekstraksi cair-cair antara residu vakum dengan pelarut. Zhao dkk. menyimpulkan bahwa persamaan keadaan Soave-Redlich-Kwong (SRK) dan Peng-Robinson (PR) cocok digunakan dalam simulasi ekstraksi subkritik dalam proses SDA yang juga dipraktekkan dalam proses DEMEX. Cao dkk. membuktikan bahwa persamaan keadaan Peng-Soave-Redlich-Kwong (PSRK) jauh lebih efektif untuk mendeskripsikan data industri dengan umpan residu vakum yang diperoleh dari campuran minyak mentah (Zhongyuan oil:Tahe oil:Changqing oil:Oman crude oil:Zafiro crude oil=35:5:2:40:18, b/b).13 |

Ujian Tengah Semester Teknologi Pengilangan Minyak Bumi Proses DEMEX (DEMetalization by EXtraction) Cao dkk. melakukan investigasi lanjutan untuk memahami lebih jauh mengenai perilaku ekstraksi dengan menggunakan proses simulasi. Penelitian yang mereka lakukan ini menggunakan metodologi untuk membagi residu vakum menjadi beberapa komponen berdasarkan nilai KUOP. Mereka juga meneliti efek dari variabel operasi dan campuran komponen C4 dalam pelarut terhadap kualitas dan perolehan produk DAO dalam proses DEMEX. Simulasi dilakukan dengan menggunakan perangkat lunak Aspen Plus dan hasilnya akan dipaparkan pada bagian ini.

Gambar xxx. Skema diagram alir simulasi proses DEMEX (sumber: Cao dkk., 2010)

Gambar xx menunjukan skema diagram alir simulasi di mana pelarut dengan campuran C4 diaplikasikan pada proses DEMEX. Produk yang dihasilkan ada dua, yaitu DAO dan DOA (deoiled asphalt). Pada proses DEMEX, baik kualitas maupun perolehan DAO sangat bergantung pada pemilihan teknologi ekstraksi atau optimisasi parameter-parameter proses, seperti temperatur ekstraksi dan rasio antara pelarut dengan residu vakum. Dengan demikian, analisis fleksibilitas operasi dan optimisasi parameter memegang peranan kunci dalam proses ini. Simulasi proses DEMEX ini menggunakan modul ekstraktor dengan lima pelat teoretik. Terdapat dua aliran umpan, yakni FEED untuk residu vakum dan SOLVENT untuk pelarut yang diumpankan ke dalam ekstraktor dari bagian atas dan bawah kolom. Fasa ekstrak diambil dari bagian atas sedangkan fasa rafinat dikeluarkan dari bagian bawah kolom.

14 |

Ujian Tengah Semester Teknologi Pengilangan Minyak Bumi Proses DEMEX (DEMetalization by EXtraction) Pemahaman yang lebih komprehensif mengenai efek komponen pelarut terhadap proses SDA akan sangat membantu dalam memilih pelarut apa yang paling baik dari sudut pandang ekonomi untuk digunakan dalam proses industrial. Pada umumnya, semakin tinggi berat molekul suatu pelarut, semakin tinggi pula perolehan DAO-nya, namun kualitasnya akan semakin rendah. Teknologi DEMEX membutuhkan pelarut dengan konsentrasi nbutana tidak kurang dari 85,3% volume dan C5 tidak lebih dari 9,9% volume. Tabel xxx menunjukkan hasil simulasi di mana proses DEMEX diimprovisasi dengan menggunakan pelarut konvensional yang dicampur dengan komponen C4. Tabel xxx Hasil simulasi dengan variasi kondisi operasi, I, II, dan III

Gambar xxx (a) memperlihatkan pengaruh temperatur residu vakum dan pelarut terhadap perolehan DAO. Dapat dilihat bahwa pengaruh temperatur VR terhadap perolehan produk lebih kecil dibandingkan pengaruh temperatur pelarut. Ketika temperatur pelarut meningkat dari 100oC menjadi 120oC, pada temperatur VR yang konstan yakni 110oC, perolehan DAO menurun secara drastis dari 57,9% menjadi 47,2%. Ditinjau dari temperatur VR, peningkatan 20oC dari 100oC hanya menurunkan perolehan sebesar 0,9%. Gambar xxx (b) menunjukkan bahwa perolehan DAO turun secara drastis ketika temperatur produk atas meningkat namun penurunannya tidak signifikan jika ditinjau dari peningkatan temperatur produk bawah. Hasil ini menunjukkan bahwa temperatur yang rendah membantu meningkatkan kapasitas pelarutan VR oleh pelarut sehingga perolehan DAO lebih tinggi pada temperatur 100oC dibandingkan pada 120oC.15 |

Ujian Tengah Semester Teknologi Pengilangan Minyak Bumi Proses DEMEX (DEMetalization by EXtraction) Gambar xxx (c) menampilkan efek pengaruh rasio pelarut terhadap VR (v/V) terhadap perolehan DAO. Perolehan DAO meningkatkan dari 51,6% menjadi 56,1% seiring peningkatan rasio pelarut-VR dari 4,5 menjadi 6,5. Hasil ini menekankan bahwa jumlah pelarut yang lebih banyak akan memberikan perolehan produk yang lebih tinggi. Hal yang perlu diperhatikan adalah peningkatan jumlah pelarut akan meningkatkan ukuran peralatan dan biaya operasi untuk penjumputan pelarut. Oleh sebab itu, perlu dilakukan optimasi kondisi operasi sehingga hasil yang diperoleh optimum.

(a)

(b)

(c) Gambar xxx Pengaruh temperatur umpan (a), temperatur ekstrak (b), dan rasio pelarut-VR (c) terhadap perolehan DAO

16 |

Ujian Tengah Semester Teknologi Pengilangan Minyak Bumi Proses DEMEX (DEMetalization by EXtraction) DAFTAR PUSTAKA

McGrath, Michael J. dan Houde, Edward J. Upgrading Options For Processwing Heavy Crudes. 1999. USA: AlChe. Nagamatsu, Shigeki. Heavy Oil Upgrading Technologies Coupled with Solvent Deasphalting Process. 2007. Japan: JGC Corporation.

Gary, James H. dan Handwerk, Glenn E. Petroleum Refining: Technology and Economics. 4th Edition. 2001. New York: Marcel Dekker, Inc.

17 |

Ujian Tengah Semester Teknologi Pengilangan Minyak Bumi Proses DEMEX (DEMetalization by EXtraction)

CADANGAN

Proses SDA adalah pemisahan fraksi ringan dari fraksi berat dengan menggunakan pelarut parafin. Prinsipnya dalah perbedaan kelarutan fraksi ringan di dalam senyawa parafin dengan kaelarutan fraksi berat di dalam parafin. Kelarutan fraksi ringan akan meningkat seiring peningkatan berat molekur pelarut dan penurunan temperatur. Hasil proses SDA adalah DAO (Deasphalted Oil). Batasan-batasan proses SDA adalah spesifikasi komposisi DAO dan jumlah DAO yang ingin dihasilkan. Kelebihan proses SDA adalah relatif murah, prosesnya fleksibel karena dapat digunakan pada rentang kualitas DAO yang lebar, serta selektivitasnya tinggi untuk memisahkan senyawa asphaltenes dan metal dari fraksi ringan. Kekurangan proses SDA adalah tidak terjadi reaksi yang mengkonversikan fraksi berat menjadi fraksi ringan, viskositas refinat (produk samping) sangat tinggi, dan keekonomisan proses sanagt bergantung pada kualitas DAO yang ingin dihasilkan.

18 |

Ujian Tengah Semester Teknologi Pengilangan Minyak Bumi Proses DEMEX (DEMetalization by EXtraction) Saat ini terdapat 2 lisensi proses solvent extraction, yakni DEMEX (Demetalization by Extraction) dari UOP (1985) dan ROSE (Residuum Oil Supercritical Extraction) dari KerrMcGee (1976). Prinsip solvent extraction adalah perbedaan kelarutan. Hidrokarbon ringan memiliki kurva kelarutan yang terbalik, yakni kenaikan temperatur akan mengurangi kelarutan hidrokarbon yang memiliki massa molekul yang besar. Hidrokarbon parafinik akan memiliki kelarutan yang lebih besar dariapda hidrokarbon aromatik pada kondisi yang sama. Hidrokarbon ringan diharapkan larut sebanyak mungkin dan hidrokarbon berat diharapkan mengendap bersama senyawa asphaltenes. Feed VCR diekstrak sehingga didapatkan ekstrak yang kaya akan hidrokarbon ringan seperti parafinik. Rafinat yang kaya akan hidrokarbon berat menjadi produk bawah. Ekstrak dipisahkan dari solvent dengan cara memanaskannya hingga mencapai temperatur kritis solvent. Operasi pada temperatur kritis ini memiliki 2 kelebihan yakni, solvent mudah dipisahkan dan energi dapat dihemat hingga 30% karena solvent dapat direcovery tanpa tambahan panas laten.

19 |

Ujian Tengah Semester Teknologi Pengilangan Minyak Bumi Proses DEMEX (DEMetalization by EXtraction) DEMEX [Demetallization by extraction] A process for removing metal compounds from heavy petroleum fractions, after vacuum distillation, by solvent extraction and supercritical solvent recovery. The solvent is typically a mixture of octanes and pentanes. Developed jointly by UOP and the Instituto Mexicano del Petroleo; seven units were operating in 1988. Hydrocarbon Process., 1988, 67(9), 66. Houde, E. J., in Handbook of Petroleum Refining Processes, Meyers, R. A., Ed., McGrawHill, New York, 1997, 10.53.

20 |