SISTEM MANAJEMEN LINGKUNGANPENGELOLAAN LINGKUNGAN

INDUSTRI MIGAS-BK 1

PENGENDALIAN EMISI & GAS RUMAH KACAdi Lingkungan Industri Migas

OlehIr. Woro Rukmi Hatiningrum M Eng Sc

Woro_migas@yahoo.co.uk

Daftar Isi

Kinerja pengelolaan Lingkungan_Proper

Isu Global_Global Warming

Jenis emisi / GHG industri migas

Sistem Pengontrolan Emisi/GHG di unit Pengolahan Minyak

Hatiningrum 2

Kinerja Pengelolaan LingkunganPROGRAM PERINGKAT (KEP Men LH no 06 th 2013)

EMAS

HIJAU

BIRU

MERAH

HITAM

Insentive

Reputation

Disinsentive

Reputation

Hasil pentaatan terhadapbaku mutu dan atau izin.

Upaya lain yang lebih dariyang dipersyaratkan

Hasil pentaatan terhadapbaku mutu dan atau izin

3Hatiningrum

Proper System (Kepmen 06 tahun 2013 : PROPER )

Peringkat PROPER (pasal 6)

Emas , Secara konsisten menunjukkan keunggulan lingkungan(environmental excellency) dalam proses produksi dan/atau jasa,melaksanakan bisnis yang beretika dan bertanggung jawab thd masyarakat

Hijau , Melakukan pengelolaan lingkungan lebih dari yang

dipersyaratkan dalam peraturan (beyond compliance) melalui upaya 4R(Reduce, Reuse, Recycle dan Recovery) dan melakukan CSR / ComDevdengan baik.

Biru Melakukan pengelolaan lingkungan sebagai mana

dipersyaratkan ketentuan dan/atau perUUan yang berlaku

Merah Melakukan pengelolaan lingkungan namun belum sesuai

dengan persyaratan dan atau perUUan dan dalam tahap melaksanakansanksi administrasi

Hitam, Sengaja melakukan perbuatan atau kelalaian yang mengakibatkanpencemaran dan atau kerusakan lingkungan atau tidak melaksanan sanksiadministrasi

4Hatiningrum

Persyaratan Proper Hijau

Taat regulasi (limbah padat, cair, gas dan limbah B3)

Menerapkan Sistem Managemen Lingkungan

Menerapkan Sistem Managemen SDA (termasuk energi)

Menerapkan CDM (Community Development Mechanism)

Isu Global_Global Warming

Proses absorpsi dan emisi dari radiasi infrared oleh gas2 dalam atmosphere akan

menghangatkan permukaan bumi.

Issue pokok: bagaimana efek GHG dipengaruhioleh kegiatan manusia yang menghasilkan GHG.

Secara alamiah adanya GHG menghangatkan bumipada 33 C (59 F).

6Hatiningrum

Green House Gases

Greenhouse gases utama:

Uap air (tidak termasuk awan), mengakibatkan 3670 percent efekgreenhouse;

Carbon dioxide (CO2), menyebabkan 926 percent;

Methane (CH4), menyebabkan 49 percent;

Dan ozone (O3), menyebabkan 37 percent.

7Hatiningrum

Green House Gases

Fakta

Sejak pertengahan abad 1700s

Konsentrasi CO2 naik 36%

Konsentrasi methane naik 148%

Tingkat ini dianggap lebih tinggisejak 650,000 yang lalu.

8Hatiningrum

Green House Gases

Sumber Green House Gases

Pembakaran Fossil fuel, menghasilkan bagian gas CO2 dari keseluruhan produk gas CO2 akibat aktivitas manusia selama 20 tahun terakhir.

Sisa gas CO2 diakibatkan oleh kegiatan penebangan hutan.

9Hatiningrum

IPCC

The Intergovernmental Panel on ClimateChange (IPCC) menyimpulkan:

Pemicu terbesar kenaikan konsentrasigreenhouse gas adalah akibat aktivitasmanusia seperti pembakaran fossil fueldan penebangan hutan sejakpertengahan abad 20.

10Hatiningrum

Dampak Global Warming

Naiknya permukaan laut, akan merubahpola curah hujan , meluasnya area padangpasir di daerah sub tropis.

Pengurangan hutan tropis seperti Amazonrainforest dan Boreal forests, naiknyaintensitas kejadian cuaca extrem ,kepunahan beberapa jenis fauna danturunnya hasil panen pertanian.

11Hatiningrum

JENIS JENIS EMISI/GHGINDUSTRI MIGAS

Hatiningrum 12

H2S

SOX

NOX

COx

HC

Partikel

Karakteristik H2S

Hatiningrum 13

Gas yg sangat beracun dan mematikan (lebih berbahaya dariCO , setara HCN)

Tidak berwarna

Densitas > Udara

Mudah turun dg adanya aliran udara yg bertiup/ hembusanblower

Terbakar dg nyala biru dan menghasilkan SO2 yg juga beracun

Konsentrasi rendah berbau seperti telur busuk, C tinggimerusak syaraf penciuman

Sangat Korosif pada logam

Aktivitas yg menghasilkan H2S

Hatiningrum 14

Opersi Pengeboran: Sirkulasi lumpur, bagian gas dari airformasi dan minyak yg mengandung asam, blow out.

Pengukuran Tangki : Membuka tutup tangki saatpengukuranan. H2S pada bagian atas tanki akan mengalirkeluar ( baik tangki timbun sementara, maupun tangkiproduk)

Perawatan Sumur (pangganti pancker, mancabut tubingmaupun pompa)

Memasuki ruang tertutup, mis: terowongan, saluran,tanki proses, maupun tangki penimbunan.

Hatiningrum 15

Kebocoran pompa atau pipa karena korosi dan atau pecahatau saat dilakukan perawatan.

Pemisahan belerang saat desulfurisasi pada minyak ygberkadar asam dan tempat terkontaminasi belerang yangmendidih

Penginjeksian gas yg mengandung asam ke dalam formasi

Penimbunan aspal dan pengoperasiannya

Pembersihan dg menggunakan acid di dalam sumur ataupada peralatan proses.

Konsentrasi H2S dan Ambang pada ManusiaKonsentrasi Gejala

0.1 - 0.2 ppm

2 - 5 ppm

5 - 10 ppm

50 - 100 ppm

150 - 250 ppm

300 - 500 ppm

500-1000 ppm

>1000 ppm

Kurang lebih ambang dari bau

Bau menyengat

Nilai Ambang Batas

Ambang kerusakan mata serius,

Penciuman turun

Kemampuan penciuman berkurang

Kerusakan paru (Pulmonary Oedema),

terancam mati.

Sistem syaraf rusak, nafas berhenti

Mendadak pingsan, mati dalam sekejap.

Hatiningrum 16

Prosedur yang dipergunakan untuk mengendalikangas H2S di area pemboran

Hatiningrum 17

Identifikasi area Hazards?

Pengukuran tingkat paparan

Gas detector ?

Training Employess ? Certification ?

Communication system ?

Evacuation system ?

EMISI KEGIATAN PRODUKSI/PENGOLAHAN MIGAS

Hatiningrum 18

Tipe polutan: SOx, NOx, partikel, HC, bau (H2S, ammonia, mercaptanes,

phenol), CO,radiasi panas

Sumber:SOx 70 - 80 % berasal dari furnace dan boiler, sisanya dari

regenerasi catalyst dan gas sisa dari Claus plant/SRU (sulfur recovery unit)

Sebagai gas pollutan utama SOx dalam konsentrasi tinggi berpengaruh negative

terhadap pernapasan dan pertumbuhan tanaman Tersedia teknologi pengendalian yang memadai

EMISI KEGIATAN PRODUKSI/REFINERI

Hatiningrum 19

Sumber:

NOx

Furnace, boiler

Pada T tinggi, Nitrogen dari udara bakar diokisidasi membentuk NOx (disebut thermal NOx)

Nitrogen dari fuel juga dioksidasi dengan cara yang sama (disebut fuel NOx)

NOx dalam gas emissi batubara: 500-800 ppm, dalam oil: 250-400 ppm, dalam gas: 200-300 ppm

Membentuk Smog ketika bereaksi dengan HC

EMSI DARI KEGIATAN dari PRODUKSI /PENGOLAHAN

Hatiningrum 20

Sumber

Particles:

Berasal dari, furnace dengan bahan bakar padat, incinerator (unit pengolahan limbah dengan cara thermal)

Cyclone, ventury scrubber, bag filter atau electric precipitatordipasang pada unit tersebut sebagai penangkap partikel

EMISI DARI PRODUKSI /PENGOLAHAN

Hatiningrum 21

Sumber

Hydro Carbon:

Pelepasan tekanan dari tanki timbun

Stacks

CO:

Dari kegiatan pembakaran taksempurna pada furnace danboiler atau turbin

Dibakar di stack

Bau:

Dari sumber emisi gas

Dapat menyebabkan komplain dari masyarakat

Sistem Pengontrolan Emisi di Kilang Minyak (Bunsuke, 2011)

Hatiningrum 22

Methoda CP untuk pengendalian SOx(Bunsuke, 2011)

Hatiningrum 23

EMSI DARI KEGIATAN PRODUKSI /PENGOLAHAN

Hatiningrum 24

.

Teknologi Pencegahan:

S0x and H2S:

1) Mengunakan energi rendah sulfur dan optimum energy efficiency

2) Perbaiki efisiensi dari sulfur recovery unit

3) Flue gas desulphurization

4) Centralized high stack

EMISI DARI KEGIATAN PRODUKSI/PENGOLAHAN

Hatiningrum 25

S0x and H2S- Teknologi Pencegahan

Pemakaian energi rendah sulfur dan optimum energy efficiency

Paling efektif untuk menurunkan emisi SOx and H2S

Fuel alternatif: produksi/refinery off gas, free H2S-SOx, desulfurized oil,

Penentuan komposisi campuran bahan bakar paling efektif(dengan linier programming atau computer based calculation).

Gunakan feed crude sulfur rendah

EMISI DARI KEGIATAN PRODUKSI /PENGOLAHAN

Hatiningrum 26

Sulfur Recovery Unit

(note: kand S dalam crude ? 0.3?)

Menangkap H2S dari off gas, sebelum dipakai sebagai bahanbakar.

Didesain mengkonversi 90 % to 95 % H2S dalam off gas

Sisanya dibuang sebagai emisi SO2

Umumnya dilengkapi FGD (Flue Gas Desulfurization)

S0x and H2SSulfur Recovery Unit

Hatiningrum 27

Split flow or sulfur recycle process: digunakan bila kadar H2S dalam feed gas rendah. Sebagian feed gas dibakar dalam burner (ditambah O2) untuk mengubah H2S menjadi SO2. Gas dari burner , selanjutnya, dicampur dengan sebagian lain dari H2S untuk mencapai ratio H2S/SO2 yang sesuai untuk Shifting reaction.

Shift conversion using catalyst

Burner

H2S SOxSolid/ liq sulfur

2/3 steps SC

S0x and H2SSulfur Recovery Unit

Hatiningrum 28

Straight through process. Digunakan bila kadar sulfur dalam feed gas tinggi . Seluruh feed gas dan udara diumpankan kedalam burner. Hanyasebagian dari H2S dioksidasi menjadi SOx. Campuran gas, kemudian , diumpankan kedalam Shift Converter untuk menghasilkan belerang cair / padat.

More info:

Process Flow dari SRU dan Tail Gas Treatment Unit (Bunsuke, 2011)

Reaksi pada SRU dan TGT (Bunsuke, 2011)

Flue Gas Desulphurization(peralatan pelengkap dari SRU)

Hatiningrum 29

Feed: Flue gas dari heater, boiler and tail gas dariClaus plant

Kelebihan: recover SOx dengan konsentrasi tinggi, memungkinkan untuk memakai minyak mentahkadar belerang tinggi.

Dua tingkat Claus plant dengan FGD menghasilkan99,5 % efisiensi.

Sisa dari recovery H2S dibuang kelingkungan sebagaiSOxGambar FGD

Gypsum Recovery Process

Hatiningrum 30

Proses FGD sering disebut Gypsum Recovery Process

Flue Gas didinginkan sampai 55 oC menggunakanspray dari air yang juga berfungsi sebagai prescrubber sebagai penghilang partikel debu

Gas selanjutnya ditreatment dengan slurry kapurdalam Scrubber sehingga dapat bereaksi dengan85 % sampai 95 % SOx

Mekanisme reaksi

S0x and H2S- end of pipe treatment

Hatiningrum 31

Centrilised high stack Tujuan untuk mengencerkan emisi dari stack Menggunakan Gauss equation untuk desain Persamaan lain (Digunakan di Jepang)

Q = K x 10 -3 x He 2

Q: Limit allowable SOx (NM3/hour)

He: Effective stack height (real height + smog rising height)

K: Constant, depends on regions, varies from 1.17 17.5

Rumus lain: Persamaan Gauss

Effective Height of Stack(Pengenceran emisi)

Hatiningrum 32

Methoda CP untuk pengendalian Nox (Bunsuke-2011)

Hatiningrum 33

NOx - Clean Technology

Using low nitrogen fuel

Improve burning system in burning system

Denitritication

Improve burning system in burning system

(NOx is formed in 1000 o C)

Decrease burning temperature

Decrease settling time of gas in high temperature zone

SOP for burning system Adjust the air / fuel ratio

Decrease heat load in burning zone

Decrease air temperature for preheating

34Hatiningrum

NOx - Clean Technology

Denitrification

Two types: wet and dry or oxidation and reduction

Dry denitrification

a. Non catalytic reduction process

NOx is reduced to N2 at temperature 1000 oC. The NH3 is

injected into exhaust gas to reduce NOx to be N2.

NO + 4 NH3 + 02 4 N2 + 6 H20

6 NO + 4 NH3 5 N2 + 6 H20

35Hatiningrum

NOx - Clean Technology

b. Catalytic reduction process

Using catalyst to allow NOx reduction at lower temperature 350 -450 oC

Type of catalyst used: Cu, Fe, Cr supported by aluminum

Advantage: high speed of reduction, easier to operate (low temperature), no liquid waste, easy to maintain, reduce 60 % - 90 % NOx in flue gas.

36Hatiningrum

Wet - denitrification

Gas is contacted with absorbents (eq Alkaline liquid, Ferro Sulphate, KMn04, Thiosulphate)

More complex as produce liquid waste which could generate another problem.

Gambar NOX Removal

37Hatiningrum

Studi Kasus- Identifikasikan penerapan CP pada pengendalian

emisi gas pada: a) bahan baku

b) energic) prosesd) utility

e) produk di industri migas

Hatiningrum 38

Hydrocarbon Emission

Hatiningrum 39

Partikulat

Hatiningrum 40

Pencemar Partikulat

Cyclone

Filter : bag filter

Liquid scrubbing

Electrostatic precipitation (ESP)

41Hatiningrum

Instalasi Cyclone pada suatu Pabrik

42Hatiningrum

Filter Udara

Efisiensi penghilangan partikel < 5 mm tinggi

43Hatiningrum

Scrubber

Venturi scrubber

44Hatiningrum

Electrostatic Precipitator

Pengendapan partikel debu berdasarkan muatan listrik statikPartikel dalam gas diberi muatan positif sehingga tertarik dan mengendap pada katoda yang bermuatan negatifGas seletah melawati EP merupakan gas bersih

45Hatiningrum

Electrostatic precipitator 46Hatiningrum

Pengendalian Bau

Hatiningrum 47

End of the Session

God blesses you and me

48Hatiningrum