Kuliah 1 Minyak dan Gas Bumi THS.pdf
-
Upload
wagus-ginanjar -
Category
Documents
-
view
122 -
download
17
description
Transcript of Kuliah 1 Minyak dan Gas Bumi THS.pdf
TK5035/THS-SBG-ML/TK-FTI-ITB
TEKNOLOGI PENGILANGAN MINYAK BUMI
(TK 5035)
Program Studi Teknik Kimia
FTI – ITB
2012
1
TK5035/THS-SBG-ML/TK-FTI-ITB
Materi kuliah Komposisi kandungan senyawa minyak bumi
Klasifikasi dan tipe-tipe minyak bumi
Produk-produk yang dapat dihasilkan dari minyak bumi
Proses Pengilangan minyak.bumi (distilasi atm dan vakum)
Proses Pengilangan minyak bumi lanjutan
(perengkahan, reformasi, hidrogenasi, isomerisasi, alkilasi, polimerisasi)
Teknologi minyak pelumas
Teknologi Perlakuan akhir
2
3 sksMata kuliah pilihan
TK5035/THS-SBG-ML/TK-FTI-ITB
PENDAHULUAN
Penyusun :
Tatang H. Soerawidjaja
Program Studi Teknik Kimia – FTI – ITB
2010
TK5035/THS-SBG-ML/TK-FTI-ITB
Definisi
Minyak bumi (petroleum) cairan yang tidak saling larut dgn air, terutama terdiri atas campuran senyawa-senyawa hidrokarbon, dan ditemukan di berbagai daerah dalam lapisan kulit bumi.
Gas bumi (natural gas) gas yang tak larut dalam air, berkomponen kunci hidrokarbon-hidrokarbon ringan, dan tak jarang ditemukan bersama dgn minyak bumi.
Hidrokarbon ringan senyawa-senyawa alkana (parafin) dan iso-alkana (iso-parafin) yang bertitik didih normal di bawah temperatur kamar (metan, etan, pro-pan, butan, isobutan).
4
TK5035/THS-SBG-ML/TK-FTI-ITB
Komponen Minyak Bumi
Minyak bumi : campuran komplekshidrokabon
(C1 – C70+)
Jenis komponen hidrokarbon dlmminyak bumi mencapai ribuan(>50.000)
di samping hidrokarbon terdapat jugagaram2 : NaCl, garam Fe, dan senyawaorgano- : S, N, O, dan logam: V dan Ni
Jumlah Atom
Karbon
Jumlah
Isomer
4 2
8 18
12 455
18 60.523
5
TK5035/THS-SBG-ML/TK-FTI-ITB
Komposisi contoh-contoh gas bumi dari berbagai lokasi (%-mol)
Negara Lokasi CH4 C2H6 C3H8 C4H10 C5+ CO2 H2S N2 He
Indonesia Kaltim 83,5 5,3 2,9 1,2 0,6 6,4 -- 0,1 --
Indonesia Natuna 28,5 -- -- -- -- 71,0 0,5 -- --
Rusia Siberia 97,8 0,7 0,3 -- -- -- -- 1,2 --
A.S. Texas 65,8 3,8 1,7 0,8 0,9 -- -- 25,6 1,8
Kanada Alberta 52,3 0,4 0,1 0,2 0,4 8,2 35,8 2,5 --
Belanda Groningen 81,3 2,8 -- 0,2 0,1 0,9 -- 14,3 0,04
Irak Kirkouk 59,6 19,8 5,5 1,9 1,1 2,7 -- -- --
Perancis Lacq 69,3 3,0 0,9 0,6 0,8 9,3 15,8 0,2 <0,001
6
TK5035/THS-SBG-ML/TK-FTI-ITB
MINYAK BUMI
Rentang umum komposisi elemental minyak bumi :
Karbon (C) 85 – 90 %-berat
Hidrogen (H) 10 – 14 ,,
Belerang (S) 0,1 – 3,0 ,, (maks. 7 %-b)
Nitrogen (N) 0,1 – 0,5 ,, (maks. 2 %-b)
Oksigen (O) 0 – 1,5 ,,
Vanadium (V), nikel (Ni), natrium (Na) 1000 ppm.
Minyak bumi umumnya lebih ringan dari air,
= 0,8 – 0,9 kg/liter
Pada kondisi kamar atau agak hangat cukup bisa mengalir, warna coklat tua sampai coklat kehitaman.
7
TK5035/THS-SBG-ML/TK-FTI-ITB
Kelompok-kelompok hidrokarbon penyusun minyak bumi
dan contoh anggotanya yang berberat molekul sedang
8
TK5035/THS-SBG-ML/TK-FTI-ITB
Cadangan minyak dan gas bumi di Indonesia
Cadangan Produksi Nisbah C/PMinyak bumi1) 109 bbl 0,5x108 bbl/th 20 tahunGas bumi2) 165 TSCF 2,9 TSCF 57 tahun
1) tahun 2000; 1 bbl ( barel) = 1 tong (Malaysia) = 1 barrel (Inggris) = 159 liter.
2) status 1 januari 1999; TSCF trillion (= 1012) standard cubic feet; Standard volume gas diukur pada 15,5 oC dan 1 atmosfir;
` 1 cubic feet = 28,317 liter = 0,0282 m3.
Cadangan minyak dan gas bumi kita sebenarnya tak banyak. Penduduk Indonesia 4 % penduduk dunia, sedang cad. minyak 1 % cad. dunia, cad. gas 2 % cad. dunia.
9
TK5035/THS-SBG-ML/TK-FTI-ITB
Pengilangan minyak bumi
Kilang minyak pabrik pengolah minyak bumi.
Karena minyak bumi camp. kompleks hidrokarbon, maka operasi utama pertama dalam kilang distilasi atmosferik minyak mentah (pemisahan menjadi fraksi-fraksi yang rentang didihnya berbeda-beda dengan cara penguapan & kondensasi (pengembunan) pada tekanan atmosferik.
Residu distilasi atmosferik dapat didistilasi lebih lanjut pada
tekanan vakum (< tekanan atmosfir).
10
TK5035/THS-SBG-ML/TK-FTI-ITB
Diagram alir sederhana distilasi atmosferik minyak mentah11
TK5035/THS-SBG-ML/TK-FTI-ITB
Temperatur Dekomposisi Fraksi Minyak Bumi
Temperatur Dekomposisi
0
1
2
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700
Temperatur, der C
Lo
g (
fraksi)
12
TK5035/THS-SBG-ML/TK-FTI-ITB
Fraksi Rentang
didih, oC
cair
(kg/liter)
Rentang
n-parafin
Banyak
senyawa
Gas < 40 0,4 – 0,6 C1-C5 7
Bensin/nafta 40 – 180 0,70 C6 – C10 > 100
Kerosin 180 – 230 0,79 C11, C12 >> 40
Mi. gas ringan 230 – 320 0,85 C13 – C17 >> 12
Mi. gas berat 320 – 400 0,90 C18 – C25 >> 10
Pelumas 400 – 520 0,91 C26 – C38 >> 7
Residu > 520 1,02 > C38 -
Mi. minyak.
Banyak atom karbon senyawa-senyawa isoparafin yang tercakup di dalam sua-tu
rentang didih biasanya akan sedikit > n-parafin; untuk sikloparafin (naftena) dan
aromatik, sedikit <.
13
TK5035/THS-SBG-ML/TK-FTI-ITB
Contoh Komponen-Komponen Minyak Mentah
Minyak Mentah
Komponen SLC, %-b Duri, %-b
H2S
CH4 < 0,01
C2H6 0.02
C3H8 0.12
i-C4H10 0.09
n-C4H10 0.22
i-C5H12 0.24 0.03
n-C5H12 0.31 0.02
Nafta TBP 30 - 149 C 7.5 2.1
kerosen TBP 149 - 232 C 10.35 5.15
minyak gas (gas oil) TBP 232 - 342 C 19.4 13.5
residu (reside) TBP > 342 C 62.3 79.25
14
TK5035/THS-SBG-ML/TK-FTI-ITB
Diagram alir sederhana unit distilasi vakum minyak residu15
TK5035/THS-SBG-ML/TK-FTI-ITB
Fraksi-fraksi yang diperoleh via distilasi selanjutnya diproses untukmencapai target produksi aneka produk akhir, berdasarkan taktik-taktiksbb. :
Fraksi yang terlalu berat (molekul hidrokarbonnya besar-besar) dapat dikonversi menjadi fraksi-fraksi lebih ringan yang dikehendaki. Perengkahan (Cracking).
Fraksi yang terlalu ringan dapat dikonversi menjadi fraksi-fraksi lebih berat yang diinginkan. Polimerisasi, Alkilasi.
Fraksi yang rentang didihnya sudah sesuai tetapi bentuk molekul-molekulnya ‘buruk’ dapat dirombak sehingga bentuk molekul-molekulnya ‘lebih baik’. Reformasi.
16
TK5035/THS-SBG-ML/TK-FTI-ITB
Pengotor-pengotor disingkirkan agar diperoleh produk yang mulus (refined). Sweetening, hidrodesulfurisasi/denitrogenasi/demetalisasi (awalan “hidro” dgn bantuan hidrogen atau dlm atmosfir hidrogen; belerang, nitrogen, logam dikonversikan ke dan tersingkir dlm bentuk H2S, NH3, dan logam elemental).
Produk akhir (terutama bahan bakar minyak, BBM) dapat diramu dari aneka produk mulus kilang. Peramuan
(blending).
Konfigurasi kilang ( jenis-jenis dan urutan pengolahan-pengolahan yang diterapkan dalam kilang) bergantung pada tipe produk-produk yang hendak dimaksimalkan dan jenis minyak mentah yg diolah.
17
TK5035/THS-SBG-ML/TK-FTI-ITB 18
TK5035/THS-SBG-ML/TK-FTI-ITB 19
TK5035/THS-SBG-ML/TK-FTI-ITB 20
TK5035/THS-SBG-ML/TK-FTI-ITB 21
TK5035/THS-SBG-ML/TK-FTI-ITB
Bensin keduk-langsung straight-run gasoline.
Avgas = Aviation gasoline bahan bakar pesawat terbang baling-baling.
Avtur = Aviation turbine fuel bahan bakar pesawat terbang jet.
Kerosin = minyak tanah; Solar = ADO = Automotive Diesel Oil; Minyak bakar distilat = IDO = Industrial Diesel Oil.
Pada tahap peramuan dapat ditambahkan bubuhan-bubuhan (additives) yang mendongkrak mutu, memberi warna khas, dll.
Kilang tipe skimming memaksimalkan produksi minyak bakar.
Kilang tipe BBM motor memaksimumkan produksi bahan bakar kendaraan bermotor.
22
TK5035/THS-SBG-ML/TK-FTI-ITB 23
TK5035/THS-SBG-ML/TK-FTI-ITB 24
TK5035/THS-SBG-ML/TK-FTI-ITB
Bahan bakar gas (BBG) gas bumi mampat (CNG = Compressed Natural Gas), tekanan 200 bar.
• untuk pengganti bensin ataupun solar.
• mesin perlu dipasangi kit konversi.
Gas bumi cair (elenji = LNG = Liquefied Natural Gas) cairan metan (+ sedikit etan), temp. -160 oC.
Gas bumi dicairkan menjadi elenji hanya untuk keperluan pengangkutan berjarak sangat jauh (volume per satuan massa : elenji 1/600 gas bumi).
Cairan gas bumi (NGL = Natural gas Liquids) fraksi berkomponen etan sampai pentan.
Selain utk bahan bakar rumah tangga, elpiji dapat pula dipakai sebagai bahan bakar mobil bensin.
25
TK5035/THS-SBG-ML/TK-FTI-ITB
Rute-rute komersial utk penggunaan tak langsung bertumpupada konversi awal gas bumi menjadi gas sintesis [ camp. gas hidrogen (H2) dan karbon monoksida (CO) + sedikit karbondioksida (CO2)]. Reformasi dengan kukus (Steam reforming). relatif mahal (bisa kompetitif jika harga minyak bumi > 30 US$/barel [1 bbl = 1 tong 160 liter]).
Metanol (CH3OH), alkohol bermolekul paling kecil, berwujudcair. Bersifat racun jika terminum !.
DME (Dimetil eter, CH3OCH3) dapat digunakan untuk penggantisolar. Pada kondisi kamar berwujud gas tapi mencair jika tekanantangki > 7 bar. Tak beracun.
MTBE (Metil Tersier-Butil Eter) dan TAME (Tersier- Amil MetilEter) merupakan bahan pengungkit mutu pembakaran bensin. Premix, Super TT.
26
TK5035/THS-SBG-ML/TK-FTI-ITB
Sintesis Fischer-Tropsch teknologi konversi gas sintesismenjadi (fraksi) minyak bumi sintetik. GTL = Gas To Liquid convesion teknologi konversi gas bumi menjadi BBM.
BBM distilat menengah solar, minyak diesel, avtur, kerosin. SMDS = Shell Middle-Distillate Synthesis.
Karena masih tingginya ongkos operasi proses reforma-si dgnkukus (steam reforming), teknologi GTL masih belum kompetitif. Rute-rute alternatif yang lebih murah masih dalam tahap penelitiandan pengembangan.
Minyak dan gas bumi bahan mentah yang baik bagi industripetrokimia (amoniak, urea, metanol, plastik, serat sandang, karetsintetik, dll.).
27
TK5035/THS-SBG-ML/TK-FTI-ITB
Zat/bahan petrokimia zat/bahan organik (teru-tama) & anorganik yang bercikal-bakal fraksiminyak atau gas bumi.
Zat/bahan tsb. sebenar-nyadapat juga dibuat darisumber daya alam lain (alternatif), tetapi dewasaini minyak & gas bumiseringkali merupakansumber bahan mentahyang lebih murah.
28
TK5035/THS-SBG-ML/TK-FTI-ITB 29
TK5035/THS-SBG-ML/TK-FTI-ITB 30
LOKASI KILANG PERTAMINATOTAL KAPASITAS TERPASANG : 1055 MBSD
BALONGAN
JAWA BALI
LAUT JAWA
KALIMANTANSULAWESI
CILACAP
PLAJU/SEI GERONG
S. PAKNING
DUMAI
ARUN
P. BRANDAN
MEDAN
BONTANG
B. PAPAN
UP II - DUMAI / S PAKNING
KAPASITAS : 170 MBSD
UNIT : C D U
H V U
H-CRACKER
D. COKER
PLATFORMER
UP VI - BALONGAN
KAPASITAS : 125 MBSD
UNIT : C D U
ARHDM
RCC COMPLEX
LPG PLANT
PROPYLENE REC.
LAUTAN PASIFIK
SINGAPURA
LAUT CINA SELATAN
PALEMBANG
JAKARTA
UP VII - KASIM - SORONG KAPASITAS : 10 MBSDUNIT : C D U
NAPHTHA - H D TCAT. REFORMER
KILANG METHANOL BUNYU
KAPASITAS : 330.000 T/Y
KILANG LNG BONTANG
LNG: 18.500.000 MT/Y
LPG: 1.100.000 MT/Y
UP III - PLAJU / SEI GERONG
KAPASITAS : 133.7 MBSD
UNIT : C D UH V U
F C C UPOLY PROPYLENEPTA
UP IV - CILACAP
KAPASITAS : 348 MBSD
UNIT : FUEL COMPLEX I & II
LUBE-OIL PLANT I,II,III
ASPHALT PLANT
PARAXYLENE PLANT
UP V - BALIKPAPAN
KAPASITAS : 260 MBSD
UNIT : C D U
H V U
H-CRACKER
PLATFORMER
WAX PLANT
KILANG LNG ARUN
LNG : 12.500.000 M T/Y
LPG : 1.600.000 M T/Y
UP I - P. BRANDAN
KAPASITAS : 5 MBSD
UNIT : C D U
LPG PLANT
BUNYU
SORONG
YOGYAKARTA
BANDUNG
CIREBON
LAUTAN INDONESIA
IRIAN JAYA