Proses dehidrasi1

12

Click here to load reader

Transcript of Proses dehidrasi1

Page 1: Proses dehidrasi1

BAB�IIITEORI�DASAR�

3.1�HidratGas�alam�yang�diproduksi��umumnya�mengandung�hidrokarbon�golongan�alkana�yaitu�methana,�etana,�propana,�butana�dan�sejumlah�kecil�dari�heksana,�heptana�dan�oktana.�Gas�alam�juga�mengandung�zat-zat�pengotor.�Setiap�gas�yang�diproduksi�memiliki�komposisi�yang�berbeda�bahkan�dari�dua�sumur�yang�diproduksi�dari�satu�reservoir.�Berdasarkan�komposisi�kimia,�gas�alam�digolongkan�menjadi�:1.�Sweet�gas,�yaitu�gas�alam�yang�tidak�mengandung�zat�pengotor�seperti�Nitrogen,�Karbon�dioksida,�dan�Asam�Sufida.2.�Sour�gas,�yaitu�gas�alam�yang�mengandung�zat�pengotor�seperti�Nitrogen,�Karbon�dioksida�dan�Asam�sulfida�sehingga�gas�tersebut�bersifat�asam.

Berdasarkan�komposisi�fasa,�gas�alam�digolongkan�menjadi�:1.�Wet�gas,�yaitu�gas�alam�yang�mengandung�uap�air�yang�tinggi.2.�Dry�gas,�yaitu�gas�alam�yang�mengandung�uap�air�yang�rendah.

Berdasarkan�formasi,�gas�alam�digolongkan�menjadi�:1.�Associated�gas,�yaitu�gas�yang�terlarut�dalam�minyak.2.�Non�Associated�gas,�yaitu�gas�alam�bebas�yang�diambil�dari�sumur�gas.

Zat-zat�pengotor�yang�diproduksi�bersama�dengan�gas�alam�harus�dipisahkan�karena�gas�alam�yang�terkontaminasi�oleh�pengotor�akan�sulit�untuk�diolah�dan�menimbulkan�masalah.�Selain�itu�harga�jual�dari�gas�akan�turun�jika�kandungan�zat�pengotor�melampaui�ambang�batas�yang�disepakati�oleh�pasar.

Kandungan�uap�air�pada�gas�alam�secara�tidak�langsung�ditunjukkan�oleh�dew�point.�Dew�point�adalah�temperatur�dimana�gas�alam�tersaturasi�oleh�uap�air�pada�tekanan�tertentu.�Pada�kondisi�ini�terjadi�kesetimbangan�antara�uap�air�dengan�air�dalam�bentuk�cairan,�dan�penurunan�pada�temperatur�atau�kenaikan�tekanan�menyebabkan�uap�air�mengembun�seperti�yang�ditunjukkan�oleh�grafik�di�bawah.

Page 2: Proses dehidrasi1

��Grafik�3.10.�Grafik�Dew�Point�Pada�Gas�Alam�1).

Salah�satu�masalah�yang�muncul�dikarenakan�adanya�kandungan�uap�air�dalam�gas�adalah�hidrat.�Hidrat�merupakan�endapan�seperti�es�yang�terbentuk�dari�proses�kristalisasi�hasil�dari�reaksi�antara�air�dan�komponen�hidrokarbon�ringan�pada�temperature�dan�tekanan�tertentu.�Pembentukan�hidrat�biasanya�terjadi�bidang-bidang�yang�bersentuhan�secara�langsung�area�yang�terjadi�penurunan�tekanan�dan�temperatur�selama�proses�produksi�sehingga�syarat-syarat�terjadinya�hidrat�terpenuhi,�seperti�pada�kepala�sumur�setelah�choke�dimana�terjadi�Joule�Thompson�efek,�control�valve,�pipa�produksi/flow�line,�pipa�ekspor,dimana�terjadi�penurunan�temperatur�terutama�pada�daerah�yang�bertemperatur�ekstrim.Adanya�endapan�hidrat�pada�komponen-komponen�tersebut�diatas,�dapat�menghambat�aliran�fluida�dari�lubang�sumur�maupun�pada�pipa-pipa�di�permukaan�bahkan�menghentikan�produksi�lapangan�atau�produksi�sumur�gas.�Selain�itu�hal�tersebut�juga�membahayakan�karena�bisa�menyebabkan�pipa�pecah�jika�alat�pengaman�pipa�tidak�bekerja�dengan�baik�atau�alat�tidak�mampu�mengatasi�tekanan�dari�fluida�reservoir,�seperti�yang�terlihat�pada�Gambar�3.10.�

�Gambar�3.10.�Endapan�Hidrat�Pada�Pipa�Produksi�1)

Gambar�3.11.�Mekanisme�Terjadinya�Hidrat�1).

3.1.1�Syarat�Pembentukan�Hidrat

Page 3: Proses dehidrasi1

Faktor�utama�berpengaruh�terhadap�pembentukan,�pertumbuhan�kristal�serta�pengendapan�hidrat�antara�lain�:a.�adanya�air�dalam�bentuk�cairan/liquid�di�dalam�aliran�gas.�Kondisi�aliran�gas������bisa�saja�jenuh�atau�tidak�jenuh�oleh�air,�namun�ketika�terjadi�perubahan�����tekanan�dan�temperatur�bisa�menyebabkan�terkondensasinya�uap�air�menjadi�����cairan�air.b.�adanya�kandungan�hidrokarbon�ringan/gas.�Hanya�ada�empat�jenis�hidrokarbon�������yang�menyebabkan�terjadinya�hidrat�yaitu�methana,�ethana,�propana�dan�������buthana.�Sedangkan�senyawa�lain�yang�bisa�menyebabkan�hidrat�adalah�����hidrogen�sulfida�dan�carbon�dioksida.c.�tekanan�dan�temperatur�dimana�hidrat�dapat�terbentuk.�Yaitu�ketika�tekanan�����tinggi�sedangkan�temperatur�rendah.Oleh�karena�itu�sangatlah�penting�untuk�mengetahui�parameter-parameter�di�atas�sehingga�hidrat�dapat�diprediksi�dan�dicegah�dengan�cara�mengatur�tekanan,�temperatur�atau�mengurangi�kandungan�uap�air�dalam�gas.�

Grafik�3.11.�Prediksi�Tekanan�dan�Temperatur�Terjadinya�Hidrat�11).

3.1.2�Penanggulangan�Hidratseperti�yang�telah�dijelaskan�sebelumnya�bahwa�hidrat�merupakan�masalah�

yang�serius�maka�perlu�dilakukan�tindakan-tindakan�untuk�mengatasi�masalah�hidrat�tersebut.�Berikut�merupakan�penjelasan�singkat�mengenai�metode�yang�digunakan�untuk�menaggulangi�hidrat�:

1.�Injeksi�Kimia/Chemical�Inhibition.�Zat�kimia�dinjeksi�ke�dalam�aliran�gas�untuk�menurunkan�titik�beku�air�s

ehingga�hidrat�tidak�terbentuk.�Zat�kimia�yang�digunakan�antara�lain�methanol,�ethylene�glycol�(EG),�diethylene�glycol��(DEG),�atau�triethylene�glycol�(TEG)�yang�bersifat�larut�dalam�air.

Zat�kimia�yang�umum�digunakan�dilapangan�adalah�methanol,�dimana�methanol�lebih�murah�dibanding�dengan�glycol.�Pada�metode�ini�zat�kimia�tidak�diambil�dan�dipakai�kembali.�Jumlah�zat�kimia�yang�diinjeksi�ke�dalam�gas�tergantung�dari�jumlah�air�yang�terkondensasi�ketika�temperatur�gas�turun.�Hal�ini�juga�dipengaruhi�oleh�temperatur�lingkungan�dimana�pipa�dipasang.�Sebagai�contoh�adalah�pipa�ekspor�dari�proses�menuju�te�kilang�LNG�dan�pipa�melalui�dasar�laut�untuk�mencapai�kilang�LNG.2.�Membangun�Unit�Dehidrasi � �

Dehidrasi�adalah�proses�untuk�memisahkan�uap�air�dari�aliran�gas.�Proses�dehidrasi�ini�juga�dikenal�sebagai�proses�pengeringan.�Prinsip�dehidrasi�adalah�mempertemukan�gas�dengan�zat�yang�bisa�mengikat�air�dari�gas.�Setelah�beberapa�saat,�zat�tersebut�akan�jenuh�oleh�uap�air�sehingga�tidak�dapat�menyerap�uap�air�dari�gas.�Maka�untuk�dapat�menggunakan�zat�kimia�tadi,�uapa�air�dibuang�dengan�cara�menguapkan�kembali�uap�air�dari�zat�kimia�dan�dibuang�ke�atsmofer.�

Berikut�beberapa�metode�dehidrasi�yang�digunakan�:

Page 4: Proses dehidrasi1

1.�Absorpsi�dengan�zat�kimia�liquid.Pada�metode�ini,�uap�air�diambil�dengan�kontak�antara�gas�dengan�liquid�

yang�bersifat�higroskopis(suka�air/menyerap�air).�Pada�metode�ini�TEG�sangat�efektif�digunakan�karena�titik�didih�yang�tinggi�sehingga�aman�ketika�diregenerasi.2.�Adsorpsi�dengan�material�padat.

Adsorpsi�meruapakan�kemampuan�material�untuk�menahan�gas�atau�liquid�dipermukaannya.�Pada�sistem�ini,�uap�air�dari�gas�akan�terkumpul�pada�permukaan�padatan.�Padatan�yang�umum�digunakan�adalah�silika�gel,�alumina�dan�silicate.

Sistem�ini�kurang�efektif�pada�jumlah�gas�yang�besar�karena�memebutuhkan�tempat�yang�luas�dan�untuk�regenerasinya�relatif�lama.�Sistem�ini�juga�digunakan�untuk�mengeringkan�udara�bertekanan�dari�uap�air.�Proses�yang�kecil�namun�sangat�penting�dalam�proses�produksi�minyak�dan�gas.3.�Refrigerasi�atau�Cooling

Kemampuan�gas�alam�untuk�mengandung�uap�air�ketika�temperatur�diturunkan�pada�tekanan�tetap�maka�akan�menurun.�Sistem�ini�akan�efektif�jika�temperatur�gas�awalnya�tinggi�dan�proses�ini�tidak�bisa�berdiri�sendiri.�Biasanya�dengan�digabung�dengan�metode�injeksi�kimia�yang�zat�kimia�akan�direcover�kembali.

3.2�KorosiSelain�masalah�hidrat,�masalah�lain�yang�muncul�oleh�adanya�kandungan�ua

p�air�dalam�produksi�gas�adalah�korosi.�Korosi�adalah�degradasi�material�akibat�interaksi�dengan�lingkungannya.�Korosi�merupakan�proses�alamiah�yang�tidak�dapat�dihentikan�namun�dapat�diperlambat.�Sejumlah�besar�energi�diberikan�kepada�logam�ketika�dipisahkan�dari�bijihnya,�sehingga�logam�berada�pada�tingkat�energi�tinggi.�Bijih�logam�merupakan�oksida�dari�logam�seperti�hematit�(Fe2O3)�atau�bauksit�(Al2O3.xH2O)�yang�keberadaannya�di�alam�lebih�stabil�daripada�logam.�Salah�satu�prinsip�dari�termodinamika�adalah�material�akan�cenderung�mencari�tingkat�energi�paling�rendah,�yaitu�sebagai�oksida�atau�senyawa�lainnya.�Proses�dimana��logam�berubah�menjadi�oksida�dengan�tingkat�energi�yang��lebih�rendah�inilah�yang�disebut�sebagai�korosi��(Bianchetti,�2001).Akibat�yang�ditimbulkan�korosi�sangat�bervariasi,�dan�efek�korosi�terhadap�keamanan,�kemampuan,�dan�efesiensi�dari�operasi�suatu�peralatan�atau�struktur�seringkali�lebih�serius�dibandingkan�dengan�sekedar�hilangnya�logam�itu�sendiri.�Kegagalan�fungsi�peralatan�dan�biaya�penggantian�yang�mahal�dapat�terjadi�walaupun�logam�yang�rusak�hanya�dalam�jumlah�kecil.�Dalam�Nimno�dan�Hinds�(2003),�beberapa�kerugian�yang�dapat�diakibatkan�korosi�antara�lain�:a. Pengurangan�ketebalan�logam�yang�mengakibatkan�turunnya�kekuatan�mekanis�dan�kegagalan�struktur.�b. Bahaya�terhadap�manusia�akibat�kegagalan�struktur�(seperti�jembatan,�pesawat�terbang,�mobil).c. Kehilangan�kesempatan�untuk�memperoleh�keuntungan�dari�peralatan�yang�digunakan.d. Berkurangnya�nilai�barang�karena�kerusakan�penampilan.e. Kontaminasi�fluida�dalam�pipa�atau�bejana.f. Berlubangnya�bejana�dan�pipa�menyebabkan�keluarnya�fluida�dan�kemungkinan�bahaya�terhadap�lingkungan�sekitar.g. Hilangnya�sifat�teknis�permukaan�dari�komponen�logam.h. Kerusakan�mekanis�pompa,�kerangan,�dan�lainnya,�atau�tersumbatnya�pipa�oleh�produk�korosi.i.�������Bertambah�rumitnya�dan�biaya�dari�peralatan�yang�didesain�agar�bertahan����������terhadap�korosi.

3.2.1�Syarat�Terjadinya�KorosiReaksi�kimia�dari�korosi�merupakan�reaksi�elektrokimia.�Reaksi�oksidasi�

yang�disebut�reaksi�anodik�dan�reaksi�reduksi�yang�disebut�reaksi�katodik�harus�terjadi�bersamaan�agar�korosi�bisa�berlangsung.�Reaksi�oksidasi�akan�menyebabkan�lepasnya�logam�dari�permukaan�logam�dan�reaksi�reduksi�akan�mengikat�elektron�yang�dilepaskan�oleh�reaksi�oksidasi.�Masing-masing�reaksi�reduksi�dan�oksidasi�dapat�juga�disebut�dengan�reaksi�setengah�sel�dan�dapat�terjadi�di�tempat�yang�sa

Page 5: Proses dehidrasi1

ma�atau�terpisah.�Daerah�permukaan�di�mana�logam�teroksidasi�disebut�sebagai�anoda�dan�merupakan�daerah�dengan�tingkat�energi�lebih�tinggi�dibandingkan�daerah�sekitarnya.�Ion�logam�dan�arus�listrik�searah�mengalir�dari�permukaan�logam�menuju�elektrolit.�Arus�ini�mengalir�dalam�elektrolit�ke�daerah�permukaan�logam�dimana�oksigen,�air,�atau�spesies�lainnya�tereduksi.�Daerah�permukaan�ini�disebut�katoda�yang�memiliki�tingkat�energi�lebih�rendah.�Ada�empat�komponen�yang�harus�ada�agar�terjadi�sel�korosi,�yaitu�:a. Anodab. Katodac. Penghantar�arus�listrik�antara�sisi�anoda�dan�katodad. Anoda�dan�katoda�terendam�dalam�elektrolit.������Pada�peristiwa�korosi�besi�dalam�air,�pada�sisi�anoda��besi�akan�larut�ke�dalam�larutan�sebagai�ion�besi�yang�merupakan�reaksi�anoda.�Ketika�atom�besi�teroksidasi,�ia�melepaskan�elektron�sehingga�muatan�negatif�akan�terbentuk�di�permukaan�anodik�dengan�reaksi�:Fe����Fe2+�+�2e��Reaksi�ini�akan�berlanjut�jika�elektron�yang�dilepaskan�dapat�lewat�menuju�permukaan�logam�di�mana�reaksi�katodik�dapat�terjadi.�Pada�sisi�katoda,�elektron�bereaksi�dengan�komponen�tereduksi�dari�elektrolit�dengan�reaksi�:2H+�+�2e��������H2atau,H2O��+��½O2�+�2e������2OH-�Reaksi�reduksi�hidrogen�merupakan�reaksi�yang�terjadi�dalam�suasana�asam,�sedangkan�reaksi�reduksi�oksigen�terjadi�dalam�suasana�cenderung�basa.�Dalam�suasana�basa,�korosi�biasanya�disertai�oleh�terbentuknya�padatan�produk�korosi�dari�reaksi�antara�produk�reaksi�anoda�dan�katoda�:Fe2+��+�2OH-����Fe(OH)2��Besi�(II)�hidroksida�murni�berwarna�kehijauan,�akan�tetapi�material�yang�terbentuk�teroksidasi�menjadi�Besi�(III)�hidroksida�yang�berwarna�coklat�kemerahan�:2Fe(OH)2��+�H2O��+��½O2���2Fe(OH)3���Besi�(III)�hidroksida�terurai�lebih�lanjut�menjadi�hematit�Fe2O3�terhidrasi�berwarna�kecoklatan�yang�merupakan�lapisan�berpori�yang�rapuh�(Nimno�dan�Hinds,�2003)�:2Fe(OH)3����������Fe2O3.�3H2O�Skema�dari�proses�korosi�dapat�dilihat�pada�gambar�berikut�:

Gambar�3.12.�Ilustrasi�Proses�Korosi�3).3.2.2�Jenis-Jenis�Korosi

American�Petroleum�Institute�(1990)�membagi�korosi�di�industri�minyak�dan�gas�bumi�menjadi�4�macam�berdasarkan�penyebabnya,�yaitu�:1.�Korosi�CO2�(Sweet�Corrosion)�Sweet�corrosion�merupakan�korosi�yang�disebabkan�oleh�adanya�gas�CO2�yang�terlarut�dalam�air�menghasilkan�asam�lemah�H2CO3�menurut�reaksi�:CO2��+��H2O������H2CO3�Asam�karbonat�yang�terbentuk�menyebabkan�turunnya�pH�air�yang�menjadikannya�koro

Page 6: Proses dehidrasi1

sif�terhadap�logam�:Fe��+��H2CO3�����FeCO3�+�H2�Faktor�yang�mempengaruhi�kelarutan�CO2�dalam�air�adalah�suhu,�tekanan,�dan�komposisi�air.��Usaha�untuk�mengendalikan�korosi�yang�diakibatkan�CO2�antara�lain�dengan�penggunaan�inhibitor�korosi�dan�pengendalian�pH�dengan�soda�api.2.�Korosi�H2S�(Sour�Corrosion)Gas�H2S�sendiri�tidak�bersifat�korosif,�akan�tetapi�jika�terdapat�kelembaban�akan�menjadi�sangat�korosif.�Secara�umum�mekanisme�korosi�jenis�ini�dapat�dituliskan�dengan�reaksi�kimia�:H2S��+�Fe��+�H2O�������FeSx��+�H2Besi�sulfida�yang�terbentuk�akan�terakumulasi�di�permukaan�baja�sebagai�serbuk�atau�kerak�berwarna�hitam.�Kerak�ini�cenderung�mempercepat�korosi�karena�besi�sulfida�bersifat�katodik�terhadap�baja.�Reaksi�ini�menghasilkan�korosi�setempat.�Korosi�oleh�sulfida�juga�dapat�disebabkan�adanya�bakteri�pereduksi�sulfat�(sulphate�reducing�bacteria,�SRB)�yang�mereduksi�sulfat�menjadi�H2S.Selain�terbentuknya�besi�sulfida,�gas�hidrogen�juga�terbentuk�selama�proses�korosi.�Gas�hidrogen�yang�terbentuk�akan�teradsorpsi�di�permukaan�baja�dan�menyebabkan�baja�menjadi�rapuh.�3�Korosi�OksigenSalah�satu�contoh�umum�dari�korosi�oksigen�adalah�proses�berkaratnya�besi.�Laju�korosi�oleh�oksigen�bergantung�pada�beberapa�faktor�seperti�suhu,�erosi�pada�permukaan�logam,�lapisan�korosi�dan�ketersediaan�elektrolit.�Salah�satu�faktor�yang�penting�adalah�adanya�air�yang�berperan�sebagai�elektrolit.�Sebagai�contoh�korosi�atmosferik�akan�meningkat�sejalan�dengan�meningkatnya�kelembaban�atau�dengan�kata�lain�tersedia�lebih�banyak�elektrolit.�Pengurangan�kandungan�oksigen�atau�mencegah�kontak�dengan�logam�sangat�menolong�untuk�mengendalikan�korosi�tipe�ini.4.�Korosi�ElektrokimiaKorosi�elektrokimia�disebut�juga�sebagai�korosi�galvanis.�Korosi�galvanis�terjadi�karena�dua�logam�yang�berbeda�terhubung�dalam�suatu�elektrolit.�Ketika�kopel�galavanis�terbentuk,�salah�satu�logam�akan�menjadi�anoda�dan�terkorosi�lebih�cepat,�sedangkan�logam�yang�lainnya�akan�menjadi�katoda�dan�terkorosi�lebih�lambat.�Dua�faktor�utama�yang�mempengaruhi�korosi�galvanis�adalah�perbedaan�potensial�antara�dua�logam�dalam�deret�galvani�dan�luas�area�kontak�antara�logam�katodik�terhadap�logam�anoda�(API,�1990).

3.2.3�Pengendalian�KorosiProses�korosi�dapat�ditekan�dengan�menekan�laju�reaksi�anodik�dan/atau�r

eaksi�katodik,�atau�dengan�mencegah�kontak�langsung�antara�lingkungan�dan�bahan�konstruksi�logam�yang�bersangkutan.�Pada�dasarnya�jika�dalam�sistem�tidak�terjadi�transportasi�elektron,�proses�elektrokimia�tidak�akan�berlangsung.Teknik-teknik�pengendalian�korosi�yang�dikenal�dapat�dikelompokkan�secara�sederhana�menjadi�lima�macam,�yakni�:1.�Proteksi�KatodikProteksi�katodik�merupakan�teknik�untuk�mengurangi�laju�korosi�dari�suatu�permukaan�logam�dengan�membuatnya�menjadi�katoda.�Hal�ini�dicapai�dengan�menggeser�potensial�logam�ke�arah�negatif�dengan�menggunakan�sumber�arus�searah�dari�luar�(dikenal�dengan�arus�tandingan�atau�impressed�current)�atau�dengan�menggunakan�anoda�korban�(sacrificial�anode).�Pada�teknik�arus�tandingan,�arus�listrik�searah�dialirkan�ke�struktur�dengan�menggunakan�sumber�arus�(disebut�rectifier)�dan�anoda�inert�yang�ditanam�di�dalam�tanah.�Pada�teknik�anoda�korban,�arus�listrik�didapatkan�dari�logam�lain�yang�lebih�mudah�terkorosi�seperti�seng�atau�magnesium.������

Page 7: Proses dehidrasi1

Gambar�3.13�Proteksi�Katodik�dengan�Arus�Tandingan3).

2.�Proteksi�AnodikProteksi�anodik�adalah�kebalikan�dari�proteksi�katodik.�Teknik�ini�diterapkan�pada�bahan�konstruksi�logam�yang�mempunyai�sifat�pasif.�Dalam�kondisi�pasif,�produk�korosi�dari�logam�akan�membentuk�lapisan�kuat�yang�menghambat�terjadinya�korosi�lebih�lanjut.�Agar�struktur�konstruksi�logam�yang�bersangkutan�menjadi�pasif,�potensial�korosi�harus�digeser�kearah�positif,�dengan�jalan�memberikan�arus�anodik�dari�suatu�sumber�arus�searah�atau�dengan�menggunakan�bahan�kimia�yang�bersifat�oksidator�yang�sangat�kuat�misalnya�senyawa�seng�kromat,�vanadat�dan�fosfat.3.�Pelapisan�Permukaan������Bertolak�dari�definisi�korosi�jelas�terlihat�bahwa�cara�pengendalian�yang�ideal�ialah�mencegah�kontak�langsung��antara�lingkungan�dan�bahan�konstruksi�logam.�Untuk�itu�permukaan�konstruksi�dilapisi�dengan�bahan�lain�yang�mempunyai�sifat�kedap�terhadap�penetrasi�senyawa�kimia�dan�mempunyai�daya�hantar�listrik�sangat�rendah.������Bahan�yang�dapat�digunakan�sebagai�lapis�lindung�eksternal�beraneka-ragam.�Namun�secara�sederhana�dapat�dikelompokkan�menjadi�hanya�beberapa�macam�saja,�antara�lain�lapis�lindung�logam,�polimer�atau�plastik,�elastomer�atau�karet�dan�lapis�lindung�(cat).4.�Pengendalian�Lingkungan�����������Proses�korosi�dapat�dipandang�sebagai�serangan�komponen-komponen�senyawa�kimia�yang�terkandung�didalam�lingkungan�terhadap�bahan�konstruksi�logam�yang�bersangkutan.�Oleh�sebab�itu�agresifitas�lingkungan�berhubungan�dengan�jumlah�dan�jenis�komponen�yang�terkandung�didalamnya.�Semakin�banyak�komponen�agresif�semakin�tinggi�laju�korosi�dan�begitu�pula�sebaliknya.Dengan�gambaran�seperti�itu�proses�korosi�dapat�dikendalikan�dengan�jalan�mengurangi�jumlah�komponen�agresif�di�dalam�lingkungan.�Untuk�itu�beberapa�cara�dapat�ditempuh,�misalnya�mengeluarkan�oksigen�dari�sistem,�menambahkan�bahan�yang�dapat�mengikat�komponen�agresif�ke�dalam�sistem,�mengendalikan�pH�agar�berada��dalam�selang�harga�yang�aman�dan�lain-lain.5.�InhibisiLaju�reaksi�kimia�sangat�dipengaruhi�oleh�adanya�senyawa�lain�meskipun�senyawa�itu�hanya�terdapat�dalam�jumlah�yang�sangat�kecil.�Karena�proses�korosi�adalah�juga�reaksi�kimia,�maka�hal�itu�pun�berlaku�untuk�sistem�konstruksi�logam�dan�lingkungannya.Senyawa-senyawa�kimia�tertentu�secara�spesifik�dapat�terabsorpsi�dipermukaan�struktur�logam�dimana�proses�korosi�berlangsung�dan�berinterferensi�baik�dengan�reaksi�anodik�maupun�reaksi�katodik.�Interferensi�tersebut�menyebabkan�reaksi�anodik�dan/atau�katodik�terhambat�sehingga�secara�keseluruhan�proses�korosi�juga�terhambat.�Senyawa�yang�mempunyai�kemampuan�seperti�ini,�yang�dikenal�sebagai�inhibitor�korosi,�digunakan�sebagai��bahan�pengendali�korosi.�Teknik�pengendalian�seperti�ini�dikenal�sebagai�teknik�inhibisi.

3.3�Gas�Dehydration�sebagai�Pemecahan�masalah�Hidrat�dan�KorosiSeperti�yang�telah�dijelaskan�mengenai�syarat�pembentukan�hidrat�dan�sya

rat�terjadinya�korosi,�kandungan�uap�air�gas�memiliki�peranan�penting�karena�termasuk�syarat�untuk�terjadinya�kedua�hal�tersebut.�Oleh�sebab�itu,�air�merupakan�komponen�yang�harus�dihilangkan�untuk�mencegah�hidrat�terbentuk�dan�mengurangi�laju�terjadinya�korosi�di�fasilitas�produksi�minyak�dan�gas.

Metode�yang�paling�umum�digunakan�didunia�perminyakan�adalah�metode�gas�dehidrasi�dengan�menggunakan�glycol�atau�metode�absorbent.�Oleh�sebab�itu,�kami�akan�menjelaskan�tentang�proses�dehidrasi�dengan�menggunakan�glycol�sebagai�media�penyerap.

3.4�Dehidrasi�dengan�Glycol�Absorpsi

Page 8: Proses dehidrasi1

Pada�metode�absorpsi,�uap�air�dipisahkan�dari�gas�dengan�memepertemukan�dengan�zat�kimia�liquid.�Bertemunya�gas�dan�glycol�biasanya�terjadi�pada�tray�dan�packed�tower.�Glycol�terbukti�sebagai�dessicant�yang�paling�efektif�hingga�saat�ini.�Ada�tiga�jenis�glycol�yang�umum�digunakan�:�ethylene�glycol�(EG),�diethylene�glycol�(DEG),�triethylene�glycol�(TEG).�Yang�terakhir�yaitu�trietylene�glycol�adalah�hal�yang�paling�sering�digunakan�untuk�media�penyerap�air(absorbent).Sebagian�besar�proses�dehidrasi�berlangsung�secara�continous�atau�berkelanjutan.�Gas�dan�glycol�dialirkan�ke�contactor�dan�ketika�didalam�contactor�terjadi�proses�penyerapan�air�oleh�glycol�dari�gas.

Tabel�III-1Jenis�dan�Sifat�dari�Tipe�Glycol�1).GLYCOL ETHYLENE�GLYCOL DIETHYLENE�GLYCOL TRIETHYLENE�GLYCOLBoiling�Point** 387.70�F 437.00�F 550.40�FFreezing�Point 8.60�F 20.30�F 24.30�FDensity* 14.3159�lbs/ft2 14.3522�lbs/ft2 14.4410�lbs/ft2Specific�Heat* 0.5750�BTU/lb0�F 0.5510�BTU/lb0�F 0.5000�BTU/lb0�FHeat�of�Evaporation** 49.56�BTU/mole 53.71�BTU/mole 57.90�BTU/moleMolecular�Weight 62�lb/mole 106�lb/mole 150�lb/moleWater�Solubility* Complete Complete Complete*@�680�C **@760�mmHg

Berdasarkan�perbandingan�tabel�diatas�dan�pengalaman�lapangan,�triethylene�glycol�adalah�tipe�yang�paling�baik�karena�beberapa�alasan�sebagai�berikut�:1.�afinitas�yang�tinggi�terhadap�air.2.�sifatnya�yang�tidak�mengkorosi�peralatan.3.�regenerasi�yang�berkelanjutan�dan�sederhana.4.�tidak�larut�pada�gas�alam.5.�titik�didih�yang�lebih�tinggi�dibanding�tipe�yang�lain.

Inlet�wet�gas�harus�bebas�dari�liquid�air�dan�hidrokarbon,�wax,�pasir,�lumpur�dan�yang�lain.�Pengotor-pengotor�harus�dihilangkan�sebelum�memasuki�contactor�dengan�cara�melalui�penyaringan�di�scrubber.

Glycol�memiliki�kemampuan�tinggi�untuk�menyerap�air.�Tempat�dimana�proses�absorpsi�terjadi�adalah�contactor�atau�absorber�tower,�dimana�didalamnya�ada�beberapa�tray,�dimana�glycol�yang�masih�mengandung�sedikit�air(lean�glycol)�masuk�ke�dalam�contactor�melalui�bagian�atas�sedangkan�wet�gas�masuk�melaui�bagian�bawah�contactor.�Di�tray,�terjadi�kontak�antara�gas�yang�mengalir�ke�atas�karena�gravitasi�dengan�glycol�yang�mengalir�ke�bawah.�Setelah�glycol�melewati�gas�maka�glycol�akan�terkumpul�di�bagian�bawah�contactor�dengan�mengandung�banyak�air�atau�wet�glycol.

Untuk�membuat�wet�glycol�bisa�menyerap�air�kembali,�air�harus�dipisahkan�atau�diambil�dengan�memanaskan�atau�mendidihkan�wet�glycol�sehingga�air�menguap�ke�atmosfer�dan�glycol�menjadi�mengandung�sedikit�air�atau�dry�glycol.�Proses�pemisahan�air�dan�glycol�dinamakan�proses�destilasi,�adalah�proses�untuk�memisahkan�cairan�tergantung�dengan�perbedaan�titik�didih.�Titik�didih�air�adalah�212°F,�dan�titik�didih�glycol�adalah�546°F.�Dengan�memanaskan�wet�glycol�lebih�dari�titik�didih�air�dan�dibawah�titik�didih�glycol,�sehingga�air�menguap�dan�yang�tertinggal�hanyalah�glycol.�Alat�yang�digunakan�untuk�memanaskan�wet�glycol�disebut�Reboliler,�dan�diatasnya�reboiler�dibangun�tower�destilasi�yang�kemudian�disebut�still�column.

Proses�absorpsi�bisa�lebih�efektif�jika�temperatur�glycol�relatif�rendah.�Oleh�karena�itu,�lean�glycol�yang�keluar�dari�reboiler�dengan�temperatur�yang�tinggi�harus�diturunkan�sebelum�memasuki�contactor.�Pendingin�berupa�heat�excahanger�seperti�:1.�Glycol-Glycol�Exchanger2.�Gas-Glycol�Exchanger�

3.4.1�Diagram�AlirSkema�diagram�alir�dari�glycol�bisa�ditunjukkan�pada�gambar.�Wet�gas,�me

lalui�beberapa�proses�sebelum�memasuki�contactor.�Wet�gas�memasuki�separator�dah

Page 9: Proses dehidrasi1

ulu�untuk�memisahkan�gas�dari�air�liquid�bebas,�minyak�dan�kotoran�seperti�pasir�dan�lumpur.�Setelah�itu�wet�gas�yang�keluar�dari�separator�memasuki�contactor�dari�bagian�bawah.�Di�dalam�contactor,�ada�beberapa�tray�yang�setiap�tray�memiliki�bubble�cup�dan�weir.�Weir�berfungsi�sebagai�pengatur�ketinggian�di�setiap�tray.�Di�bagian�bawah�bubble�cup�terdapat�lubang�yang�berfungsi�untuk�mengalirkan�gas�ke�atas.�Ketika�gas�melalui�bubble�cap�maka�arah�akan�dibelokkan�sehingga�gas�terendam�dalam�glycol.�Pada�kondisi�ini�uap�air�dalam�gas�akan�diambil�oleh�glycol.�Pada�umumnya�terdapat�beberapa�tray�dalam�satu�contactor�sehingga�proses�penyerapan�air�dilakukan�secara�berulang-ulang�dan�terus�menerus.

Sebelum�dry�gas�mengalir�keluar�dari�bagian�atas�contactor,�gas�melewati�mist�extractor�untuk�menangkap�liquid�glycol�yang�terbawa�oleh�aliran�gas.�Dry�gas�kemudian�melewati�heat�exchanger�untuk�dinaikkan�temperaturnya�dan�juga�untuk�meurunkan�temperatur�lean�glycol�sebelum�memasuki�contactor.�Proses�ini�bisa�saja�berubah�sesuai�dengan�kebutuhan�dan�kondisi�di�lapangan.�Kadang-kadang�gas�yang�kering�tadi�masih�melewati�separator�disebut�juga�knock�out�untuk�memisahkan�glycol�yang�masih�lolos�di�mist�exctractor.

Gas�kering�yang�telah�melalui�contactor�bisa�di�kirim�sebagai�gas�eksport�untuk�kebutuhan�industri�maupun�jaringan�pipa�kota�atau�bisa�dilanjutkan�ke�proses�selanjutnya�di�LNG�plant.

Sedangkan�glycol�pada�sistem�ini�merupakan�closed�circuit,�artinya�glycol�akan�diregenerasi�kembali�setelah�digunakan.�Lean�glycol�atau�glycol�yang�mengandung�sedikit�air�yang�dihasilkan�di�reboiler�setelah�memanaskan�glycol�kemudian�secara�gravitasi�mengalir�ke�vessel�yang�disebut�surge�drum/surge�tank/accumulator.�Dari�accumulator,�glycol�kemudian�mengalir�ke�suction�strainer�dari�pompa.�Strainer�berfungsi�untuk�menyaring�padatan-padatan�yang�berasal�dari�kotoran-kotoran�dari�proses�atau�dari�karat�yang�terlepas.�Kotoran-kotoran�atau�karat�dapat�mengabrasi�material�pompa�sehingga�pompa�tidak�berfungsi�maksimal�bahkan�rusak.�Setelah�disaring,�glycol�kemudian�di�pompa.�Pompa�yang�digunakan�memiliki�kapasitas�yang�kecil�dan�tekanan�yang�dihasilkan�tinggi.������������

Selanjutnya,�dry�gas�dipompa�ke�bagian�atas�contactor,�melalui�gas-glycol�heat�exchanger�untuk�menurunkan�temperatur�lean�glycol�sehingga�mendekati�temperatur�dry�gas.�Lean�glycol�memasuki�contactor�kemudian�didistribusi�oleh�distributor,�sehingga�menjamin�glycol�tersebar�merata�di�contactor�di�tray�pertama.�Di�tray�ini,�seperti�yang�telah�dijelaskan�sebelumnya,�proses�absorbsi�terjadi�untuk�pertama�kalinya�dan�selanjutnya�di�tray�selanjutnya.

Level�glycol�di�bubble�cap�diatur�oleh�weir.�Level�glycol�diatur�sedikit�lebih�tinggi�dibanding�lubang�di�bubble�cap�sehingga�ketika�arah�aliran�gas�dibelokkan,�gas�akan�terendam�di�dalam�glycol.�

Ketika�gas�bertemu�dengan�glycol�disetiap�tray,�beberapa�uap�air�dalam�gas�akan�terlarut�dalam�glycol�begitu�pula�sebagian�kecil�gas�juga�ikut�terlarut.�Glycol�yang�mengalir�dari�bagian�atas�contactor�ke�bagian�bawah�mengandung�banyak�air�dan�memiliki�temperatur�relatif�lebih�tinggi�dibanding�dengan�lean�glycol.�hal�ini�terjadi�karena�selama�proses�dehidrasi�juga�terjadi�proses�pertukaran�panas�antara�glycol�dengan�gas.�Setelah�itu,�wet�glycol�dialirkan�melalui�pipa�menuju�still�column.�Di�still�column,�wet�glycol�berfungsi�untuk�menurunkan�temperatur�still�column�sehingga�dry�glycol�yang�akan�menguap�setelah�di�panaskan�di�reboiler�dapat�ditangkap.�Sedangkan�bagi�wet�glycol�sendiri,�hal�ini�berfungsi�sebagai�pre�heating�sebelum�memasuki�pemanasan�yang�lebih�tinggi�sehingga�waktu�pemanasan�di�reboiler�lebih�singkat�sehingga�bahan�bakar�yang�dibutuhkan�untuk�memanaskan�lebih�sedikit.

Wet�glycol�yang�keluar�dari�still�column�memiliki�temperatur�yang�lebih�tinggi�dibanding�sebeleumnya�sehingga�disebut�warm�wet�glycol,�kemudian�melalui�glycol-glycol�heat�exchanger�sebelum�menuju�ke�flash�drum/flash�separator.�Di�vessel�ini,�tekanan�dari�wet�glycol�diturunkan�sehingga�gas�yang�terlarut�dalam�wet�glycol�terbebas.�Gas�kemudian�dibuang�melalui�flare�karena�jumlahnya�sangat�sedikit�sehingga�kurang�dapat�dimanfaatkan.

Setelah�wet�glycol�terbebas�dari�gas,�wet�glycol�melalui�cartridge�filter�dan�carbon�filter.�Cartridge�filter�berfungsi�sebagai�penyaring�kotoran-kotoran�yang�sifatnya�padatan�dan�mechanical�seperti�pasir,�serpihan�logam�karat�dan�lain-lain.�Sedangkan�carbon�filter�berfungsi�sebagai�penyaring�kotoran-kotoran�ya

Page 10: Proses dehidrasi1

ng�bersifat�kimia�seperti�glycol�yang�rusak�karena�temperatur�yang�terlalu�tinggi�atau�terkontaminasi�oleh�asam�dan�liquid�hidrokarbon�yang�terbawa�aliran�glycol.

Gambar�3.14.Proses�Dehidrasi�dengan�Glycol�1).

3.4.2�Peralatan�Unit�DehidrasiBeberapa�peralatan�yang�umumnya�ada�di�unit�dehidrasi,�antara�lain�:

1. Gas�Scrubber�����������������������������6.�Glycol�Heat�exchanger2. Contactor����������������������������������7.�Glycol�Flash�Drum3. Still�Column������������������������������8.�Glycol�Fitter4. Reboiler�������������������������������������9.�Glycol�Circulating�Pump5. AccumulatorSebelum�gas�memasuki�kontaktor�tower,�gas�harus�bebas�dari�partikel�padat�dan�liquid�hidrokarbon.�Tugas�ini�merupakan�tugas�dari�Gas�scrubber.�Jika�pemisahan�berlangsung�dengan�baik�maka�pemisahan�di�glycol�kontaktor�juga�akan�baik.�Pemilihan�Gas�scrubber�tergantung�dengan�jumlah�gas�yang�akan�diproses�dan�tekanan�kerja�yang�akan�digunakan.�����������������������������2.�Contactor�TowerContactor�tower�juga�dikenal�sebagai�absorber�dimana�gas�dan�glycol�bertemu/terjadi�kontak.�Contactor�dilengkapi�dengan�bubble�cap�atau�trays�dan�mist�extractor.Efisiensi�kontak�glycol�dengan�gas�tergantung�dengan�design�bubble�cap�dimana�yang�baik�adalah�terbentuknya�gelembung-gelembung�gas�yang�kecil�sehingga�terjadi�kontak�yang�maksimum.Efisiensi�kontak�glycol�dan�gas�juga�tergantung�pada�penempatan�bubble�cap�di�dalam�kontaktor.�Jika�jarak�satu�dengan�yang�lain�terlalu�rapat,�maka�glycol�akan�hilang�bersama�gas�dan�efisiensi�akan�menurun.�Hal�lain�yang�juga�mempengaruhi�efisiensi�adalah�jumlah�tray.�Semakin�banyak�jumlah�tray,�maka�kesempatan�kontak�akan�semakin�besar.�Sehingga�penurunan�dew�point�juga�akan�semakin�besar.�Faktor�terakhir�yang�mempengaruhi�penurunan�dew�point�adalah�laju�injeksi�glycol.�Semakin�besar�flow�rate�glycol�maka�semakin�besar�penurunan�dew�pointnya.�

Page 11: Proses dehidrasi1

Gambar�3.15.Internal�Kontaktor�1).3.�Still�ColumnStill�column�adalah�silinder�besar�yang�berada�diatas�reboiler�secara�vertikal.�Silinder�ini�terdapat�packing�yang�digunakan�untuk�memecah�atau�menyebarkan�panas�dari�uap�air�dan�glycol�yang�akan�keluar�dari�reboiler.Untuk�mencegah�hilangnya�glycol�dari�reboiler,�reflux�digunakan�untuk�mendinginkan�temperatur�di�still�column.�Metode�yang�paling�umum�digunakan�adalah�reflux�coil.Selain�untuk�mendinginkan�temperatur�di�still�column,�reflux�coil�juga�sebagai�preheating�dari�wet�glycol�sebelum�memasuki�reboiler.4.�ReboilerFungsi�dari�reboiler�adalah�untuk�memurnikan�atau�meregenerasi�glycol�dengan�metode�perbedaan�titik�didih/destilasi.�TEG�akan�rusak�secara�termal�disekitar�2150C,�sedangkan�air�akan�mulai�menguap�pada�temperatur�1000C.�Dengan�memanaskan�TEG�diatas�titik�didih�air�dan�dibawah�titik�dekomposisi�TEG�maka�akan�didapat�TEG�yang�murni/bebas�dari�air�dan�dapat�digunakan�kembali�untuk�dehidrasi.Reboiler�memiliki�3�komponen�utama�yaitu�sumber�panas,�weir�dan�still�column.�Sumber�panas�umumnya�berasal�dari�direct�fire�atau�api�secara�langsung�yang�dipanskan�di�dalam�tube.�Exhaust�gas/gas�buang�langsung�dibuang�melalui�cerobong�asap.�Sumber�panas�yang�lain�adalah�elektrik�heater.�Weir�digunakan�untuk�menjaga�level�glycol�di�dalam�reboliler.�Heater�tube�harus�terendam�oleh�glycol�sehingga�tidak�trjadi�perbedaa�panas�yang�dapat�menyebabkan�tube�rusak�dan�menyebabkan�kecelakaan.�Untuk�mencegah�hal�tersebut�digunakan�weir.�Sedangkan�still�column�sudah�dijelaskan�pada�bagian�sebelumnya�yaitu�untuk�mencegah�glycol�hilang�ke�atsmosfer�karena�teruapkan�bersama�air.5.�Surge�Drum/AccumulatorAccumulator�atau�surge�drum�diguanakan�untuk�menampung�gycol�yang�telah�diregenerasi�dari�reboiler�sehingga�menjamin�supply�yang�cukup�ke�kontaktor.�Reboiler�juga�berfungsi�sebagai�tempat�untuk�menambah�glycol�yang�baru�ke�dalam�sistem.

6.�Heat�ExchangerHeat�exchanger�merupakan�sistem�yang�sangat�efektif�unuk�mencegah�panas�hilang�sia-sia�dan�menghemat�fuel�gas.�Panas�dari�lean�glycol�digunakan�untuk�memanaskan�wet�glycol�sebelum�masuk�ke�reboiler,�sehingga�fuel�gas�yang�dibutuhkan�untuk�memanaskan�glycol�di�reboiler�lebih�sedikit.�Lean�glycol�juga�dapat�diturunkan�temperaturnya�tanpa�memasang�cooler�dan�peralatan�lain�yang�lebih�mahal.7.�Glycol�Flash�Drum��Rich�glycol�yang�keuar�dari�kontaktor�mungkin�mengandung�condensate�dan�partikel�berat�yang�terbawa�selama�sirkulasi.�Liquid�hidrokarbon�tidak�seharusnya�terbawa�karena�akan�menimbulkan�masalah�seperti�foaming.�Oleh�karena�itu,�pada�glycol�flash�drum�yang�berfungsi�sebagai�separator�tiga�fase.�Pada�flash�drum,�tekanan�juga�diturunkan�sehingga�gas�hidrokarbon�juga�terlepas�dari�glycol.8.�Glycol�FilterFilter�ada�dua�jenis.�Yaitu�cartridge�filter�dan�karbon�filter.�Cartridge�filter�digunakan�untuk�menyaring�partikel�padat�seperti�karat�dan�pasir.�Sedangkan�carbon�filter�digunakan�untuk��menyaring�hidrokarbon�dan�glycol�yang�terdegradasi/rusak.9.�Glycol�Circulating�PumpPompa�digunakan�untuk�mengalirkan�glycol�dari�surge�drum�ke�kontaktor.�Pompa�yang�umum�digunakan�adalah�pompa�reciprocating.�Pompa�ini�memiliki�kemampuan�memompa�ke�tekanan�yang�tinggi�dan�flow�rate�yang�kecil.��3.4.3�Masalah�di�Sistem�Glycol

Masalah�yang�timbul�pada�sistem�dehidrasi�yang�paling�umum�adalah�glycol

Page 12: Proses dehidrasi1

�loss�dan�korosi.Glycol�loss�terjadi�karena�beberapa�hal�:

1.�Foaming.Hal�ini�tejadi�karena�kontaminasi�hidrokarbon�pada�sistem�dehidrasi.�Hal

�ini�terjadi�umumnya�pada�kontaktor.�Solusi�yang�paling�tepat�yaitu�dengan�mencegah�liquid�hidrokarbon�masuk�kedalam�kontaktor�dengan�cara�memasang�scrubber�seperti�yang�dijelaskan�sebelumya.2.�Flow�rate�gas�yang�terlalu�tinggi.�

Jika�flowrate�gas�terlalu�tinggi�maka�menyebabkan�glycol�tersapu�terbawa�aliran�gas.�Hal�ini�ditanggulangi�dengan�cara�menjaga�flow�rate�pada�batas�yang�diijinkan�oleh�design�proses�tersebut.3.�Glycol�loss�di�reboiler.

Jika�temperatur�di�reboiler�terlalu�tinggi�maka�glycol�dapat�rusak.�Jika�glycol�rusak�maka�kemampuan�untuk�menyerap�air�akan�hilang.�Hal�lain�yang�bisa�menyebabkan�glycol�loss�di�reboiler�adalah�kurangnya�jumlah�reflux�sehingga�glycol�yang�menguap�tidak�terkondensasi�sehingga�hilang�bersama�uap�air.�Penanggulangan�dengan�cara�menjaga�temperatur�reboiler�dan�jumlah�reflux�yang�masuk�ke�still�column.

Masalah�kedua�yaitu�korosi.�Korosi�merupakan�masalah�serius�karena�mengurangi�usia�dari�peralatan.�Penyebab�korosi�dalam�sistem�glycol�antara�lain�:1.�kontaminasi�oleh�gas�yang�mengandung�H2S�and�CO2�dalam�jumlah�yang�signifikan.�Hal�ini�bisa�diukur�melalui�analisa�gas�dan�mengukur�pH�dari�glycol.�pencegahan�yang�dilakukan�adalah�menginjeksi�larutan�pencegah�korosi�seperti�amine�ke�dalam�sistem�atau�membangun�unit�pelepas�zat�asam�dari�gas�produksi�jika�kandungan�zat�asam�tersebut�tinggi.