CRUDE DISTILLATION UNIT (CDU) Crude Distillation Unit (CDU) beroperasi dengan prinsip dasar pemisahan berdasarkan titik didih komponen penyusunnya. Kolom CDU memproduksi produk LPG, naphtha, kerosene, dan diesel sebesar 50-60% volume feed, sedangkan produk lainnya sebesar 40-50% volume feed berupa atmospheric residue. Atmospheric residue pada kilang lama, yang tidak memiliki Vacuum Distillation Unit/VDU, biasanya hanya dijadikan fuel oil yang value-nya sangat rendah atau dijual ke kilang lain untuk dioleh lebih lanjut di VDU. Sedangkan pada kilang modern, atmospheric residue dikirim sebagai feed Vacuum Distillation Unit atau sebagai feed Residuel Catalytic Cracking (setelah sebagiannya di-treating di Atmospheric Residue Hydro Demetalization unit untuk menghilangkan kandungan metal atmospheric residue).

Jenis umpan CDU dapat berupa ”sour” crude atau “sweet” crude tergantung dari disainnya. Penggunaan crude non-disain tetap dimungkinkan namun terlebih dahulu harus dilakukan uji coba pemakaian untuk mengetahui efeknya terhadap unit-unit dowstream.

Typical produk CDU adalah sebagai berikut :

Jenis Produk Cut Range Normal TBP, oC Overhead product (Gas, LPG) < 30 Naphtha 30-150 Kerosene 150-250 Diesel 250-370 Atmospheric residue 370+

VACUUM DISTILLATION UNIT (VDU) Pada awalnya kilang hanya terdiri dari suatu Crude Distillation Unit (CDU) yang beroperasi dengan prinsip dasar pemisahan berdasarkan titik didih komponen penyusunnya. Dengan hanya memiliki CDU, maka CDU hanya memproduksi produk LPG, naphtha, kerosene, dan diesel sebesar 50-60% volume feed, sedangkan 40-50% volume feed yang berupa atmospheric residue biasanya hanya dijadikan fuel oil yang value-nya sangat rendah. Secara umum temperatur cracking minyak mentah/crude adalah sekitar 370 oC (UOP menyebut 385 oC) pada tekanan 1 atmosfer (sebenarnya bervariasi tergantung jenis crude, tetapi secara umum rata-rata pada temperatur tersebut). Oleh karena itu pemisahan minyak yang dilakukan di Crude Distillation Unit tidak boleh melebihi temperature 370 oC agar minyak tidak mengalami cracking. Ide dasar operasi VDU adalah bahwa titik didih (boiling point) semua material turun dengan menurunnya tekanan. Sebagai contoh, pada tekanan 1 atmosfer air mempunyai titik didih 100 oC, sedangkan pada tekanan 10 atmosfer air mempunyai titik didih 180 oC. Jika tekanan dikurangi hingga 1 psia maka titik didih air akan menjadi 39 oC.

feed VDU fuel type adalah atmospheric residue yang berasal dari CDU (boiling range 370 s/d 540 oC+), sedangkan produknya berupa Light Vacuum Gas Oil (boiling range 243 s/d 382 oC), High Vacuum Gas Oil (boiling range 365 s/d 582 oC), dan Vacuum Residue (boiling rang 582 oC+). Feed VDU lubes type dapat berupa atmospheric residue yang berasal dari CDU (untuk Lube Base Oil plant yang memproduksi lube base oil grade rendah/non-sintetis) atau berupa unconverted oil yang berasal dari unit Hydrocracker (untuk Lube Base Oil plant yang memproduksi lube base oil grade tinggi/sintetis). Produk-produk VDU lubes type tergantung jenis grade lube base oil yang ingin dihasilkannya, biasanya ada 3 jenis grade yang dapat dihasilkan oleh VDU lubes type.

Produk VDULight Vacuum Gas Oil, Heavy Vacuum Gas Oil, Vacuum Residue (untuk VDU fuel type) dan Lube Cut-1, Lube Cut-2, Lube-Cut-3 (untuk VDU lubes type; nama tergantung viscosity atau viscosity index-nya

HYDROTREATING PROCESS Hydrotreating atau disebut juga hydroprocessing adalah proses hidrogenasi katalitik untuk menjenuhkan hidrokarbon dan menghilangkan sulfur, nitrogen, oksigen, dan logam dari aliran proses. Hydrotreating biasa dilakukan untukumpan naptha sebelum dialirkan ke unit platforming, karena katalis platforming (platina) sangat sensitif terhadap impurities seperti sulfur, nitrogen,oksigen, dan logam. Hydrotreating biasa juga dilakukan untuk umpan diesel untuk perbaikan kualitas diesel terutama untuk mengurangi kandungan sulfurdalam diesel (spesifikasi produk diesel dari tahun ke tahun semakin ketat terutama dalam hal kandungan sulfur maksimum) dan juga untuk mengurangi kandungan nitrogen dalam diesel yang dapat menyebabkan terjadinya colorunstability produk diesel

Unit hydrotreating dapat berupa naphtha hydrotreater atau distillate/diesel hydrotreater. Umpan naphtha hydrotreater adalah naphtha yang dapat berupa straight run naphtha, naphtha dari tangki penyimpan, ataupun cracked naphtha. Jika umpan naphtha berasal dari tangki maka harus diyakinkan bahwa tangki dilengkapi dengan gas atau nitrogen blanketing. Jika tangki tidak dilengkapi dengan gas atau nitrogen blanketing, maka naphtha kemungkinan akan bereaksi dengan oksigen (yang berasal dari udara; biasanya tangki naphtha adalah floating roof yang sangat mungkin terdapat kebocoran seal sehingga dapat menyebabkan udara luar masuk ke dalam tangki) yang kemudian akan menyebabkan terbentuknya gums. Gums ini biasanya terbentuk pada preheater atau bahkan pada permukaan katalis. Sedangkan umpan distillate/diesel hydrotreater adalah straight run diesel atau cracked diesel. Jika mengolah cracked diesel, maka perlu diketahui batasan maksimumnya karena cracked diesel membawa cracked material/olefin yang akan mempengaruhi operasi hydrotreater. Selain itu cracked diesel sangat mungkin mengandung nitrogen yang tinggi. Kandungan nitrogen yang tinggi akan mempengaruhi tingkat color stability produk diesel. Produk unit hydrotreating dapat berupa hydrotreated heavy naphtha

atau hydrotreated diesel. Hydrotreated heavy naphtha merupakan intermediate product yang kemudian merupakan umpan unit platforming. Hydrotreated heavy naphtha harus mempunyai kandungan sulfur dan nitrogen maksimum 0,5 ppmwt dan kandungan logam maksimum 2 ppmwt. Sedangkan hydrotreated diesel merupakan produk jadi siap dipasarkan dengan kandungan sulfur antara 10 ppmwt, 30 ppmwt, atau 500 ppmwt.

CATALYTIC REFORMING PROCESS/ PLATFORMING PROCESSbagian penting bagi suatu kilang di seluruh dunia selama bertahun-tahun. Fungsi utama proses catalytic reforming adalah meng-upgrade naphtha yang memiliki octane number rendah menjadi komponen blending mogas (motor gasoline) dengan bantuan katalis melalui serangkaian reaksi kimia. Naphtha yang dijadikan umpan catalytic reforming harus di-treating terlebih dahulu di unit naphtha hydrotreater untuk menghilangkan impurities seperti sulfur, nitrogen, oksigen, halide, dan metal yang merupakan racun berbahaya bagi katalis catalytic reformer yang tersusun dari platina.

Selain itu, catalytic reforming juga memproduksi by-product berupa hydrogen yang sangat bermanfaat bagi unit hydrotreater maupun hydrogen plant atau jika masih berlebih dapat juga digunakan sebagai fuel gas bahan bakar fired heater. Butane, by-product lainnya, sering digunakan untuk mengatur vapor pressure gasoline pool. Feed unit catalytic reforming adalah heavy naphtha yang berasal dari unit naphtha hydrotreating yang telah mengalami treating untuk menghilangkan impurities seperti sulfur, nitrogen, oxygen, halida, dan metal yang merupakan racun bagi katalis catalytic reforming. Boiling range umpan heavy naphtha antara 70 s/d 150 oC.

Produk unit catalytic reforming berupa high octane motor gasoline component (HOMC) yang digunakan sebagai komponen blending motor gasoline. Produk unit catalytic reforming ini mempunyai RONC > 95 dan bahkan dapat mencapai RONC 100. Produk lain adalah LPG dan byproduct hydrogen. Produk LPG dikirim ke tangki produk (jika sudah memenuhi spesifikasi produk LPG) atau dikirim ke unit Amine-LPG recovery terlebih dahulu. By product hydrogen dikirim ke unit hydrotreater dan hydrogen plant HYDROCRACKING PROCESS Hydrocracking merupakan unit proses kilang minyak bumi yang termasuk kelompok secondary processing, yaitu proses downstream kilang minyak bumi yang menggunakan reaksi kimia untuk menghasilkan produk-produknya. Walaupun menggunakan katalis dan prosesnya meng-cracking umpan, namun seringkali Hydrocracking tidak dikelompokkan ke dalam catalytic cracking. Seringkali istilah catalytic cracking hanya diperuntukkan kepada unit-unit proses Fluid Catalytic Cracking atau Residual Catalytic Cracking atau Residual Fluid Catalytic Cracking (perbedaan ketiganya terutama hanya pada jenis umpannya). Sedangkan hydrocracking dikelompokkan terpisah, berdiri sendiri sebagai Hydrocracking.

Umpan Produk

Naphtha Propane dan butane (LPG) Kerosene Naphtha Straight run diesel Naphtha dan/atau jet fuel Atmospheric gas oil Naphtha, jet fuel dan/atau distillates Natural gas condensates Naphtha Vacuum gas oil Naptha, jet fuel, distillates, lube oils Deasphalted oils dan demetalized oils Naptha, jet fuel, distillates, lube oils Catalytically cracked light cycle oil Naphtha Catalytically cracked heavy cycle oil Naphtha dan/atau distillates Coker distillate Naphtha Coker heavy gas oil Naphtha dan/atau distillates

FLUID CATALYTIC CRACKING (FCC) FCC adalah unit secondary processing di kilang yang menggunakan micro-spherodial catalyst (zeolitic catalyst) yang akan terfluidisasi dengan pengaturan supply udara yang tepat. FCC bertujuan untuk mengubah fraksi minyak bumi yang memiliki boiling point tinggi menjadi gasoline dengan oktan tinggi. Perbedaan dengan RCC (Residual Catalytic Cracking) terutama hanya pada jenis feed yang diolah. Biasanya RCC mengolah atmospheric residue yang berasal dari Crude Distillation Unit / CDU (setelah sebelumnya dihilangkan kandungan metal-nya di unit Atmospheric Residue Hydrodemetalization unit), sedangkan FCC mengolah gasoil yang berasal dari Vacuum Distillation Unit/VDU.

HYDROGEN PRODUCTION UNIT (HPU) Hydrogen Production Unit (HPU) menggunakan proses steam/hydrocarbon reforming. Hydrogen production unit di kilang minyak bumi biasanya diperlukan oleh unit Hydrocracker untuk menyediakan kebutuhan hydrogen yang digunakan untuk proses treating-cracking di unit Hydrocracker. Selain di kilang minyak bumi, HPU juga ada di pabrik ammonia dan methanol dengan tujuan yang sama, yaitu hydrotreating dan hydrocracking.

Feed gas HPU dapat berupa : Catalytic Reformer/Platformer Hydrogen rich gas (70-80% hydrogen, sisanya sebagian besar methane). Saturated gases dari gas recovery (30-50% hydrogen, sisanya methane dan ethane). Natural gas (85-95% methane, sisanya sebagian besar ethane). LPG (propane dan/atau butane).

Spesifikasi produk gas HPU yang menggunakan CO2 absorber/benfield system adalah sebagai berikut : Hydrogen : 97 % vol (minimum). Methane : 3 % vol (maksimum). CO & CO2 : 30 ppm (maksimum).

Basic nitrogen : 0,1 ppm (maksimum). Elemental nitrogen : nil. Sulfur : nil.

Sedangkan spesifikasi produk gas HPU yang menggunakan PSA adalah sebagai berikut : Hydrogen : 99,9% mol (minimum). Carbon monoxide : 70 ppm mol (maksimum). Nitrogen : 1000 ppm mol (maksimum). Methane + CO2 : 25 ppm mol (maksimum).

DELAYED COKING UNIT (DCU) Proses perengkahan panas (thermal cracking process) adalah suatu proses pemecahan rantai hydrocarbon dari senyawa rantai panjang menjadi hydrocarbon dengan rantai yang lebih pendek dengan bantuan panas. Proses perengkahan panas bertujuan untuk mendapatkan fraksi minyak bumi dengan boiling range yang lebih rendah dari feed (umpannya). Dalam proses ini dihasilkan gas, LPG, gasoline (cracked naphtha), gas oil (cracked diesel), residue atau coke. Feed proses perengkahan panas dapat berupa gas oil atau residue. Dengan semakin meningkatnya kandungan logam dan conradson carbon dari minyak mentah, delayed coking unit (sering disebut coker) menjadi pilihan utama untuk mengolah minyak mentah dengan kandungan logam dan conradson carbon yang tinggi.

Sumber utama dari umpan Delayed Coking Unit adalah reduced crude dari Vacuum Distillation Unit. Clarified oil yang merupakan produk dari Fluid Catalytic Crackers (FCC) dan thermal cracking tars dianggap sebagai komponen umpan yang juga penting yaitu untuk meningkatkan kualitas coke. Coking yields dan sifat produk tergantung pada karakteristik umpan dan kondisi operasi. Terkait dengan operasi coking, klasifikasi yang sangat umum dipakai untuk menggambarkan unsur utama dari residu adalah asphaltenes, resins, dan aromatics. Fraksi asphaltene adalah non-volatile, zat amorf (amorphous substance) dengan berat molekul tinggi yang mengandung banyak koloid yang terdispersi di dalam minyak. Asphaltenes terutama tersusun dari carbon, hidrogen, nitrogen, oksigen, sulfur, vanadium, dan molekul nickel yang tersusun dalam gugus kompleks (complex clusters) atau lapisan (layers). Fraksi resin dari residu mempunyai struktur yang sama dengan asphaltenes. Resin merupakan material yang kental (viscous), yang menjelujur (tacky materials) dengan volatilitas yang rendah. Berat molekul resin sedikit lebih rendah daripada asphaltenes dan mengandung sejumlah material yang lebih terkonsentrasi dari nitrogen dan sulfur.

Sedangkan aromatics adalah struktur yang sederhana yang tersusun dari enam cincin carbon polisiklis (polycyclic six carbon rings). Kandungan conradson carbon dari umpan merupakan sifat yang paling menonjol yang mempengaruhi yield coke. Carbon residue adalah carboneous material yang dibentuk dan di-pirolisa dari umpan residu dan diukur langsung dari potensi pembentukan coke dari umpan.