TEKNOLOGI KILANG MINYAK BUMI PT.Pertamina RUU II Dumai

TEKNOLOGI KILANG MINYAK BUMI PT.Pertamina RU II Dumai

Oleh:Wahyudi(0910912038)M.Taufik Esman(0910912039)Dedek Supajri(0910912067)Gandhi Ferdana M (0910913097)Wiwin Sahri R(0910912139)

JURUSAN TEKNIK MESINFAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS ANDALASPADANG, 2013

Dosen : Dr.Eng.Syamsul HudaEmulsi merupakan jenis Koloid dengan fase terdispersi berupa zat cair. Berdasarkan medium pendispersinya, emulsi dapat dibagi menjadi: emulsi gas, emulsi cair, dan emulsi padat.Pada Minyak mentah yang terjadi merupakan emulsi cair dimana prinsipnya adalah pengenceran

Contoh Emulsi cair pada susuElektrostatik.Gaya elektrostatik adalah gaya utama menjaga suspensi koloid pada keadaan yang stabil. Sebagian besar koloid mempunyai muatan listrik. Sifatnya berbeda tergantung sifat dasar koloidnya. Oksida metalik umumnya bermuatan positif, sedangkan oksida nonmetalik dan sulfida metalik umumnya bermuatan negatif. Kestabilan koloid terjadi karena adanya gaya tolak antar koloid yang mempunyai muatan yang sama. Kestabilan koloid tadi akan diganggu oleh elektroda dengan voltase tinggi sehingga zat- zat koloid yang bermuatan seperti garam akan mudah di encerkan.1. Desalinasi

Pressure Vessel Form

TAHAPAN KERJA DESALTER SEBAGAI BERIKUT :

Temperatur Kerja : 100-150 CPenginjeksian air pencuci fresh water 3-8% dari total volume kedalam minyak mentah disertai proses pengemulsian minyak mentah oleh fresh water di mixing valvePeleburan secara elektrostatik medan listrik dengan voltase yang tinggi (12000-35000 V). Kestabilan Koloid Minyak mentah terganggu sehingga air mudah membawa garam ke bagian bawah Vessel.Didalam vessel, koloid tersebut terpisah menurut massa jenisnyaMinyak mentah akan berada paling di bagian atas dan siap untuk proses selanjutnya. Sementara air yang telah bercampur garam serta endapan lainya akan keluar melalui saluran yang berbeda

Apabila kandungan garam terlalu tinggi, biasanya proses desalting akan dilakukan secara bertingkatFeiyue Wu dan Hong Li. (2012). Study on the divided-wall electric desalting technology for Suizhong crude oil. Desalination Journal Volume 307, 3 December 2012, Pages 2025. Elsevier

Adapun perbedaan dari proses satu tingkat dan dua tingkat menurut Feiyue Wu dan Hong Li. (2012). 2. Destilasi A. ALAT PENUKAR PANAS (HEAT EXCHANGER) Heat Exchanger adalah suatu peralatan penukar panas antar dua fluida yang berbeda temperatur dan panasnya, dimana satu fluida memberikan panas sedangkan yang lainya menerima panasPage 9

9JENIS-JENIS HEAT EXCHANGERSHELL AND TUBE HEAT EXCHANGERDOUBLE PIPE HEAT EXCHANGERAIR COOLED HEAT EXCHANGERBOX COOLERBAROMATIC CONDENSERSTUBE FLOWEXTENDED SURFACEPage 10Page 11 SHELL AND TUBE HEAT EXCHANGER

merupakan type yang paling umum dijumpai dalam refinery dikarenakan reletif murah, mudah pembersihannya, available dalam beberapa ukuran, dapat didesign pada tekanan biasa sampai tekanan tinggi dengan memakan biaya yang tidak berlebih-lebihan, dalam suatu shell.

11SKEMA PROSESPage 12

Page 13

KOMPONEN UTAMA SHELL & TUBE HEAT EXCHANGERTubesShell & Shell Cover :Komponen alat yang merupakan cangkang / pembungkus berkas tube , dimana salah satu fluida mengalir masuk dan keluar.

Page 14Baffle Plate :Komponen ini merupakan lempengan logam yang dipasang tegak lurus poros shell dan berfungsi mengatur pola aliran fluida dalam shell dengan tujuan untuk memperbaiki kontak antara fluida dalam shell dengan tube sehingga pertukaran panas dapat berlangsung sempurna.

14Page 15Impingement Baffle :Impingement baffle berfungsi untuk menahan aliran fluida agar tidak langsung mengenai tube atau shell yang dapat mengakibatkan erosi pada tube atau shell.

15Page 16Tie Rod & Spacer :

Tie rod dan spacer tersebut berfungsi untuk mengikat system baffle plate menjadi satu dan tetap berada pada posisinya.

16Page 17Floating Head Cover :Berfungsi mengembalikan aliran fluida yang melalui tube side agar terjadi pengarahan aliran pada fluida tersebut.

17Page 18Nozzle :Komponen alat yang merupakan saluran masuk dan keluar fluida kedalam shell dan kedalam tube.

18Page 19MATERIAL SPECIFICATION

Pada dasarnya pemilihan jenis material untuk komponen-komponen heat exchanger adalah disesuaikan dengan kondisi operasi dari peralatan tersebut akan digunakan (service media, tekanan, temperature dan lain-lain).Secara umum dapat dikelompokkan dalam 2 kategori, yaitu :Temp. Service OCType of ExchangerMaterialBelow - 100Semua jenisAustenitic Chromium Nickel Steel, Aluminium-100 s/d -45Semua jenis3/5 Ni Steel-45 s/d 0 Semua jenisImpact tested Carbon Steel 0 s/d 500Semua jenisCarbon SteelDiatas 500 Shell & Tube Refractory lined Steel Material untuk Non Corrosive Service :

19Page 20Pada dasarnya permasalahan yang sering dijumpai pada pengoperasian alat penukar panas ini adalah : 20Page 21Fouling diluar dinding tube / dalam shell atau dibagian dalam tube Exchanger yang mengalami pengotoran/fouling harus dilaksanakan pembersihan secara periodic.

Tanda-tanda telah terjadi fouling adalah adanya penurunan performance atau adanya pressure drop.

21Page 22Bocor tube

Penyebab dari kebocoran tube adalah karena : Korosi selama operasi, baik dinding tube bagian dalam maupun dinding tube bagian luar Erosi atau pengikisan oleh aliran fluida

Kebocoran tube dapat diketahui atau dideteksi dari : Adanya penurunan laju aliran fluida yang keluar dari tube Adanya kenaikan pressure drop antara fluida masuk dan fluida keluar Berubahnya suhu fluida yang keluar dari shell atau tube Adanya pencemaran fluida yang mengalir di shell atau tube22Page 23Kebocoran pada sambungan Shell Penyebab dari kebocoran pada sambungan shell karena : Kerusakan gasket Ikatan baut menjadi lemah Terjadi upset pressure

Untuk mengatasi kebocoran dilakukan : Mengganti gasket yang rusak Menambah ikatan baut Mengatur kondisi operasi23B. HeaterHeater adalah suatu alat yang berfungsi untuk memindahkan panas yang dihasilkan dari proses pembakaran bahan bakar dalam suatu ruangan ke fluida yang dipanaskan melalui pipa-pipa pembuluh yang berada di sekitar ruang pembakaran heater tersebut.

Heater1600 psi (105 kg/cm2)1500 oF (815 oC)

Bagian-bagian heater

Bagian-bagian Heater1. Cerobong/stackBerfungsi untuk mengalirkan gas hasil pembakaran dalam dapur ke luar ke atmosfer.2. DamperBerfungsi untuk mengatur pembuangan gas asap yang akan melewati cerobong.3. Peep holeTerdapat pada dinding ruang pembakaran untuk mengamati keadaan diruang pembakaranRadiantTube Pipa Pembuluh yang menerima langsung panas radiasi pembakaran maupun pantulan dari batu tahan api.

5. Soot Bower Peralatan untuk membersihkan endapan jelaga di daerah konveksi agar tidak menghalangi transfer panas6. Dinding heater dan insulationUmumnya dinding heater dibuat berlapis, bagian terluar adalah pelat baja dan bagian dalam berupa refractory yang merupakan insulation, tahan panas maupun tahan api. 7. BurnerFungsi burner untuk melaksanakan pembakaran bahan bakar yang berfase gas dengan udara, yang keduanya harus bercampur dengan baik (homogen) pada jumlah tertentu;

c.Topping unit

Destilation tower Untuk proses pemisahan minyak mentah berdasarkan titik didih komponen penyusunnyaBerdasarkan titik didih, dan rantai karbonfungsiinputMinyak mentah (crude oil)

Diagram alir cdu

Skema proses

videoHasil/outputFraksiJumlah Atom CTitik Didih Kegunaan GasC1 C5-164 C 30 Cbahan bakar gasEter petroleumC5 C730 C 90 Cpelarut, binatu kimiaBensinC5- C1230 C 200 Cbahan bakar motorMinyak tanahC12 C16175 C 275 Cminyak lampu, bahan bakar komporMinyak gas, bakar, dan dieselC15 C18250 C 400 Cbahan bakar mesin dieselMinyak-minyak pelumas, gemuk, jeli petroleumC16 ke atas350 C ke ataspelumasParafin (lilin)C20 ke atasmeleleh 52 C 57 Clilin gereja, pengendapan air bagi kain, korek api,dan pengawetanTerresiduaspal buatanKokas petroleumresidubahan bakar, elektrodeFraksi Hidrokarbon yang Didapatkan dari Distilasi Bertingkat 3. Proses Akhir Fractionator AccumulatorBerfungsi untuk memisahkan air, gas, dan napta

Jenis-jenis SeparatorVertical SeparatorPengontrolan mudahKapasitas besarHarga mahalPengiriman susah

2. Horizontal SeparatorLebih murah dari verticalSpareparts murahSistem pengontrolan rumit

3. Sperichal SeparatorPaling murahMudah dalam pengiriman (kecil)Kapasitas produksikecilPengontrolan Paling rumit

Posisi pada diagram alir

Prinsip KerjaTekanan : 1.3 kg/cm3 , Temperatur : 115oC

Bagian-bagian SeparatorDeflector: Merupakan sebuah plate yang terletak di dalam separator yang berfungsi untuk memecah aliran yang masuk.Straightening vanes: Merupakan plate yang disusun ke atas yang berfungsi untuk menjaga kestabilan permukaan liquid.Weir: Sebuah plate / bendungan yang berfungsi untuk memisahkan minyak dari air, dan mencegah masuknya air ke dalam tampungan minyak.Mist Extractor: Berfungsi untuk mencegah / menangkap minyak atau kondensat yang terikut dalam gas.

5. Vortex Breaker: Berfungsi untuk mencegah pusaran pada outlet liquid.7.Inlet: Merupakan tempat masuknya fluida ke dalam separator.8. Outlet: Merupakan tempat keluarnya fluida yang telah terseparasi attau terpisahkan, berupa gas outlet, oil outlet, dan water outlet.

PerawatanHarian : Pengecekan tekanan, temperatur dan sistem kontrolerBulanan: Pembersihan dan perawatan Deflector dan Mist ExctractorPerawatan Besar (biasanya 3 tahun) : Pengosongan dan pembersihan keseluruhan Separator dan penggantian komponen yang rusak serta pencatan/pelapisan bagian dalam dan luar agar tidak mudah terkorosi.

PROSES SEKUNDERCracking UnitsFluid Catalytic CrackingHidrocracking Process

Fluid Catalytic Cracking1. Fluid Catalytic CrackingSekilas FCCFCC 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.

Gambaran ProsesReaktorFeed masuk melalui bagian bawah riser, berkontak dengan katalis yang telah diregenerasi. Kenaikan volum uap mengangkat katalis dan meningkatkan jumlah minyak yang teruapkan.RiserMerupakan saluran tempat mengalirnya feed yang telah terfluidisasi dengan katalis dalam bentuk fase uap (umpan). Pada riser ini juga diinjeksikan steam, untuk mengatomisasi umpan. Reaksi feed dengan katalis juga berlangsung pada riser.

Cont..CycloneBerfungsi untuk memisahkan katalis sisa reaksi ke stripper dengan produk berupa uap minyak. Pada cyclone terdapat deflector device untuk membelokan arah katalis ke bawah.

Cont..StripperStripper merupakan alat untuk memisahkan kandungan hidrokarbon yang tercampur ke katalis sisa. Stripping adalah operasi pemisahan solute (zat yang akan dipisahkan) dari fase cair ke fase gas, yaitu dengan mengontakkan cairan yang berisi solute dengan pelarut gas ( stripping agent) yang tidak larut ke dalam cairan.RegeneratorRegenerator memiliki dua fungsi yaitu mengembalikan fungsi katalisdengan cara membakarnya dengan oksigen melalui udara yang disemburkan Menjadi sumber panas untuk proses cracking pada reaktor.

Standing pipeBerfungsi untuk menghasilkan pressure head untuk mengalirkan fluida- fluida yang terdapat selama proses.Slide valveBerguna untuk mengontrol aliran fluida

2. 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.

Teori Hydrocracking

Hydrocracking merupakan proses mengubah umpan berupa minyak berat menjadi produk-produk minyak yang lebih ringan dengan kehadiran hydrogen dengan bantuan katalis dan menggunakan tekanan tinggi (hingga 100 s/d 200 kg/cm2; umumnya 175 kg/cm2) dan temperatur medium (290 s/d 454 oC).

Recycle reactor

Gambar reaktor hydrocrackingSkema

Gambar skema instrumen diagram proses hydrocrackingKomponen ReaktorReaktor yang digunakan merupakan hot type reactor yang dirancang untuk temperatur kerja 4300C. Dibuat dari metal khusus ASTM A-387 Gr 11 (11/4 Cr - 1/2 Mo) yang dilapisi (cladded) dengan stainless steel A-240-TP 4105 (13 Cr -TP 410)

2. Pompa Umpan (Charge Pump)Unit dilengkapi dengan charge pump yang digerakkan oleh motor (motor driven). Pompa-pompa ini adalah multi stage centrifugal pumps. Tiap stage berfungsi seperti pompa yang terpisah, mempunyai impeller, diffuser dan wear rings. Untuk memproteksi pompa ini dari kerusakan karena low flow, pompa dilengkapi dengan automatic shutdown device. In case aliran feed jatuh kebawah nilai setting flow, 220-FRCAL akan memberikan signal ke automatic shutdown system dan automatic shut down akan men-shut down-kan pompa secara otomatis.Pompa ini adalah type yang tidak boleh dijalankan dengan kerangan discharge valve tertutup untuk waktu tertentu. Tujuannya adalah karena pompa dapat menjadi panas dengan sangat cepat disebabkan discharge yang tertutup dan merusak seals serta internalnya.

3. Recycle / Make up compressorHDT Unibon kilang Dumai dilengkapi dengan 2 set gas compressor 220-C1 A&B. Jenis kompresor adalah horizontal, heavy duty, single stage, multi cylinders, non lubricated. Recycle & make up compressor digerakkan oleh steam turbine. Dalam keadaan normal satu kompresor beroperasi , yang lain sebagai spare. 4. Charge HeaterReactor charge heater HDT Unibon adalah heater jenis silinder. Umpan dipanaskan dalam pass tube heater sekitar 315C melalui seksi konveksi dan radiasi dari heater. Heater ini juga dilengkapi dengan set kombinasi burner fuel oil dan fuel gas. Tube heater dibuat dari baja 9 Cr-1 Mo alloy steel. Untuk melindungi heater dari high pressure draft, ia dilengkapi dengan sebuah automatic shut down device. Pada kejadian (induce atau force draft) gagal, pressure indicator dan high pressure alarm 220-PIAH - 24 mengirim sinyal ke automatic shut down system dan heater akan stop secara otomatis.

Reaksi Kimia Hydrocracking Reaksi yang terjadi pada proses hydrocracking adalah : Reaksi utama : Hydrogenasi PNA (Poly Nucleic Aromatic) Ring opening dan pemisahan rantai samping Reaksi cracking paraffine

Kegunaanmengubah minyak berat (gas oil) menjadi distillate (maksimasi kerosene dan diesel).Feedstock ini diubah menjadi produk-produk dengan berat molekul yang lebih ringan dan biasanya dengan memaksimalkan produk naphtha atau distillates (kerosene atau diesel).

Urutan reaksi hydrocracking pada reaktor hydrocracker adalah sebagai berikut :

SEKIANTERIMA KASIH