Tugas Process Simulation Kel.4 TUGAS 1

Proses Simulasi Perancangan Pabrik 2014

0 Kelompok 4 STTI

Tugas Proses Simulasi Perancangan Pabrik

Oleh : Kelompok 4

Anggota :

Indra Adi Winarko_11210003

Fikri Gojali_11210011

Giovani Anggasta_11210017

Mulyani_11210020

Irvan Rifana_11210026

SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI INDOCEMENT

2014


1 Kelompok 4 STTI

Deskripsi Masalah

Gambar dibawah adalah salah satu diagram yang dapat digunakan untuk memproduksi

LPG dan kondensat dari aliran gas alam.

Feed gas merupakan gas alam yang telah diinjeksikan etilene glikol untuk menyerap air

yang akan dipisahkan di separator 3 fasa. Kondisi operasi seperti terlihat pada Gambar dan

penurunan tekanan fluida yang mengalir di air cooler adalah 10 psi. Tentukanlah kondisi operasi

di Deethanizer, Debutanizer dan Stabilizer jika Produk LPG yang dihasilkan harus mempunyai

spesifikasi fraksi mol total komponen C3 dan C4 lebih besar dari 97.5% (C5+ maks 2% dan C2

maks 0.5%). sementara untuk kondensat yang dihasilkan harus memiliki RVP lebih kecil atau

sama dengan 8 psia dan komposisi C5+ lebih besar dari 62.5%. Tentukan juga berapa harga

produk yang anda hasilkan per hari jika sales gas dijual dengan harga $4/MMBTU, produk LPG

dijual dengan harga $900/ton dan kondensat $80/bbl.

Figure 1. Flow produksi LPG dan Kondensat


2 Kelompok 4 STTI

PENDAHULUAN

Gas merupakan salah satu hasil dari pengolahan fluida hidrokarbon yang telah melalui

proses pemisahan dari minyak bumi. Gas adalah salah satu fluida homogen dengan viskositas

dan densitas rendah yang tidak memiliki volume yang tetap tetapi mengembang secara sempurna

memenuhi wadah yang ditempati. Keadaan gas ditentukan oleh kondisi tekanan, temperature dan

volume.

Tujuan kami melakukan percobaan simulasi dengan menggunakan software HYSYS 7.3 ini

adalah menentukan kondisi operasi Deethanizer, Debutanizer, dan Stabilizer untuk mendapatkan

hasil spesifikasi fraksi mol total komponen C3 dan C4 lebih besar dari 97.5% (C5+ maks 2% dan

C2 maks 0.5%) serta menentukan harga jual dari Sales gas, produk LPG dan kondensat.

Selain itu, sasaran yang ingin dicapai adalah mendapatkan estimasi jumlah / volume produk

dalam hal ini:

Gas

Condensate

LPG

DATA SIMULASI

1. KOMPOSISI RAW GAS

Komposisi Raw Gas adalah sebagai berikut:

Figure 2. Komposisi Raw Gas


3 Kelompok 4 STTI

2. HEATING VALUE NATURAL GAS

Heating Value Natural Gas adalah sebagai berikut:

Figure 3. Tabel Heating Value

3. FEED

Feed yang diinput adalah sebagai berikut:

Figure 4. Input Feed


4 Kelompok 4 STTI

Hasil simulasi dan analisa

1. HASIL SIMULASI

Hasil simulasi secara utuh dapat dilihat pada gambar berikut ini:

Secara garis besar urutan simulasi proses adalah sebagai berikut:

a. Feeding

b. Proses Separasi

c. Proses Heating

d. Proses Distilasi

- Deethanizer

- Debutanizer

- Stabilizer (menggunakan unit Reboiler Absorber).

e. Proses Air Cooling

f. Proses Mixing

Figure 5. Hasil Simulasi


5 Kelompok 4 STTI

2. PERALATAN

Peralatan yang digunakan adalah sebagai berikut:

a. Separator tiga fasa

Separator digunakan untuk memisahkan fasa cair dan fasa gas dari suatu fluida.

b. Heater

Heater adalah alat untuk memanaskan minyak mentah yang sudah di fraksinasi menjadi

hot oil. Penggunaan heater ini, karena minyak mentah memiliki viskositas yang tinggi

sehingga sukar dialirkan. Oleh karena itu agar mudah dialirkan minyak mentah

dipanaskan sehingga mudah dialirkan ke unit proses selanjutnya.

c. Valve

Valve berfungsi untuk membuka dan menutup aliran (on-off), tetapi tidak untuk

mengatur besar kecil laju aliran fluida (throttling) dengan membuka setengah atau

seperempat posisinya. Posisi gate pada valve ini harus benar-benar terbuka (fully open)

atau benar-benar tertutup (fully close).

Figure 6. Separator tiga fasa

Figure 7. Heater

Figure 8. Valve


6 Kelompok 4 STTI

d. Distilation :

- Deethanizer (Condenser dan Reboiler)

Condenser berfungsi untuk mendinginkan gas dan mengubah wujudnya menjadi

liquid. Condenser pada kolom Deethanizer menggunakan Mixed Refrigerant sebagai

fluida pendingin condenser. Reboiler berfungsi untuk memanaskan kembali fase

liquid dibagian bottom kolom distilasi. Reboiler pada kolom Deethanizer

menggunakan hot oil yang dihasilkan sebagai fluida pemanas.

- Debutanizer

Condenser pada kolom Debutanizer menggunakan cooling water yang disirkulasikan

pada unit Cooling water sebagai fluida pendinginnya. Reboiler pada kolom

Debutanizer menggunakan hot oil sebagai fluida pemanas.

- Stabilizer (Reboiled Absorber)

Reboiled Absorber berfungsi untuk memanaskan memisahkan dalam sebuah reboiler.

Selain itu reboiler absorber dapat berfungsi sebagai heater dengan separator atau sebagai

heat exchanger antara fraksi gas dan fraksi liquid.

Figure 9. Deethanizer

Figure 10. Debutanizer


7 Kelompok 4 STTI

e. Air Cooler

Air Cooler berfungsi untuk memberikan fluktuasi temperatur dan tekanan atosmosferik

sehingga tidak mengalami flash kembali pada saat disimpan di dalam tangki

penyimpanan kondensat.

f. Mixer

Mixer adalah alat yang memiliki beberapa pilihan opsi, diantaranya:

- Untuk menyamakan tekanan inlet (P outlet = P inlet)

- Untuk membuat tekanan outlet (P outlet = P terendah inlet)

Dalam proses oil refinery LPG, mixer digunakan untuk mengumpulkan gas dari unit

Separator, De-Ethanizer dan Stabilizer. Dimana gas gas tersebut dikumpulkan dan di

campur sehingga homogen baik secara tekanan, temperatur dan kandungan kimianya.

Gas hasil pencampuran tersebut dapat dijual kembali dalam bentuk sales gas.

Figure 13. Mixer

Figure 11. Stabilizer

Figure 12. Air Cooler


8 Kelompok 4 STTI

SIMULASI PROSES

1. SIMULASI PROSES LPG

LPG Plant menggunakan teknologi Low-Temperature Separation, memiliki serangkaian

unit yang terdiri dari, Unit Pemisahan, Unit Penyulingan, Unit Stabilisasi Kondensat. Setelah

melalui serangkaian sub-proses tersebut dihasilkan produk akhir berupa LPG, Kondensat dan

sisa gas yang masih dapat dijual (Sales Gas).

Skema setiap unit yang terdapat di LPG Plant adalah sebagai berikut:

Gas Umpan

2. UNIT PEMISAHAN

Unit ini merupakan inti proses pemisahan komponen LPG dari fraksi ringan yaitu metana

dan etana. Proses pemisahan cairan hasil kondensasi yang terjadi pada Gas Chiller dilakukan

pada Deethanizer, Debutanizer dengan prinsip perbedaan titik didih.

3. UNIT PENYULINGAN

Unit penyulingan merupakan unit pendukung tercapainya temperature yang sangat

rendah. Condenser dari kolom Deethanizer merupakan fraksinasi dengan menggunakan system

refrijerasi campuran (Mixed Refrigerant). Pertimbangan penggunaan Mixed Refrigerant untuk

Unit Penyulingan

(Kolom Distilasi)

Unit Pemisahan

(Separator 3

Fasa)

Pipeline sales gas

Tangki

Penyimpanan

Kondensat

Unit Stabilisasi

Kondensat

Tangki

penyimpanan

LPG

Figure 14. Skema Unit proses


9 Kelompok 4 STTI

menurunkan temperature top product setiap kolom adalah karena diperlukannya pencapaian

temperature yang sangat rendah yaitu sekitar -105F pada top product kolom Deethanizer.

4. UNIT STABILISASI KONDENSAT

Unit Stabilisasi Kondensat berfungsi memisahkan fraksi ringan yang ikut terkondensasi

dan terbawa dalam fraksi kondensat sehingga dapat diperoleh produk kondensat yang stabil

(tidak mudah menguap) pada kondisi sekitar fluktuasi.

URUTAN SIMULASI PROSES DAN ANALISIS

a) Feeding

Feeding diinput berdasarkan data untuk komposisi raw gas pada software hysys.

b) Proses Separasi

Proses Separasi merupakan proses pemisahan menggunakan Separator tiga fasa. Separator

digunakan untuk memisahkan fasa cair dan fasa gas dari suatu fluida. Separator tiga fasa ini,

memisahkan fluida menjadi minyak, air dan gas. Gas keluar dari bagian atas, minyak dari tengah

dan air dari bawah.

Figure 15. Feed gas


10 Kelompok 4 STTI

c) Proses Heating

Proses Heating merupakan proses pemanasan yang berfungi untuk menurunkan

kekentalan minyak bumi supaya dapat dialirkan dengan lancar.

d) Proses Distilasi

Proses distilasi merupakan proses pemisahan campuran cair-cair menjadi komponen-

komponennya dengan berdasarkan pada perbedaan kemampuan/daya penguapan komponen-

Figure 16. Proses separator

Figure 17. Proses Heating


11 Kelompok 4 STTI

komponen tersebut. Adanya perbedaan kemampuan penguapan antara komponen-komponen

tersebut dikenal sebagai volatilitas relative.

Kolom Distilasi adalah sarana melaksanakan operasi pemisahan komponen-komponen dari fasa

cair, khususnya yang mempunyai perbedaan titik didih dan tekanan uap yang cukup besar.

Kolom distilasi dapat berfungsi sebagai sarana pemisahan Karena sistem perangkat sebuah

kolom distilasi memiliki bagian-bagian proses yang memiliki fungsi-fungsi :

1. Menguapkan campuran fasa cair (terjadi di reboiler)

2. Mempertemukan fasa cair dan fasa uap yang berbeda komposisinya (terjadi dikolom

distilasi).

3. Mengondensasikan fasa uap (terjadi di condensor)

4. Deethanizer

Kolom Deethanizer merupakan kolom distilasi yang dioperasikan pada rentang tekanan

180-200 psia. Kolom ini memiliki Condenser dan Rebolier dengan tujuan supaya jumlah tiap

fraksi yang diinginkan di setiap aliran keluaran dapat diatur melalui kondisi operasi yang tepat

sehingga dapat memenuhi spesifikasi LPG dan Kondensat sebagai produk final. Semakin tinggi

tekanan di dalam kolom Deethanizer ini akan menghasilkan jumlah LPG yang semakin banyak,

namun variable yang membatasi tekanan tidak boleh melebihi 200 psia adalah komposisi produk

LPG dan biaya fabrikasi kolom yang akan lebih mahal apabila tekanannya lebih tinggi lagi.

Condenser pada kolom Deethanizer menggunakan Mixed Refrigerant sebagai fluida pendingin

condenser. Sedangkan reboiler pada kolom Deethanizer menggunakan hot oil yang dihasilkan

sebagai fluida pemanas.

Figure 18. Proses Deethanizer


12 Kelompok 4 STTI

5. Debutanizer

Kolom Debutanizer merupakan kolom distilasi yang dioperasikan pada rentang tekanan

sekitar 120-150 psia. Kolom Debutanizer bertugas untuk memisahkan LPG dari fraksi beratnya

dan memisahkan kondensat dari fraksi ringannya sehingga dapat memenuhi spesifikasi produk

LPG dan spesifikasi kondensat.

Condenser pada kolom Debutanizer menggunakan cooling water yang disirkulasikan pada unit

Cooling water sebagai fluida pendinginnya. Reboiler pada kolom Debutanizer menggunakan hot

oil sebagai fluida pemanas.

6. Stabilizer

Stabilizer berfungsi memisahkan fraksi ringan yang ikut terkondensasi dan terbawa

dalam fraksi kondensat sehingga dapat diperoleh produk kondensat yang stabil (tidak mudah

menguap) pada kondisi sekitar fluktuasi.

Figure 19. Proses Debutanizer

Figure 20. Proses Stabilizer


13 Kelompok 4 STTI

e) Proses Air Cooling

Proses Air Cooling adalah proses pendinginan yang menggunakan unit Air Cooler pada

stabilisasi kondensat. Air Cooler berfungsi untuk memberikan fluktuasi temperatur dan tekanan

atosmosferik sehingga tidak mengalami flash kembali pada saat disimpan di dalam tangki

penyimpanan kondensat.

f) Proses Mixing

Proses Mixing adalah proses pencampuran beberapa gas dari setiap proses fraksionisasi

sehingga gas tersebut bisa disamakan kembali kandungannya seperti Natural Gas, sehingga dapat

dijual kembali sebagai Sales Gas.

Figure 21. Proses Air Cooling

Figure 22. Proses Mixing


14 Kelompok 4 STTI

HASIL PROSES SIMULASI

Figure 24. Feed Gas Figure 23. 3-Phase Separator

Figure 25. Heater

Figure 26. Valve -100


15 Kelompok 4 STTI

Figure 27. Deethanizer

Figure 28. Debutanizer

Figure 29. Stabilizer


16 Kelompok 4 STTI

Figure 30. Air Cooler

Figure 31. Valve-102


17 Kelompok 4 STTI

Figure 32. Condensate 2

Figure 33. Sales Gas


18 Kelompok 4 STTI

HARGA JUAL

Harga jual Sales gas

Sales dijual dengan harga $4/MMBTU

Total BTU/scf = 1149.52 Btu/scf

Molar Flow = 8.382 MMSCFD

Maka,

Total MMBTU gas yang dijual adalah sebesar = Total BTU/scf x Molar Flow

= 1149.52 Btu/sct X 8.382 MMSCFD

= 9635.25 MMBTU/Day

Harga jual LPG

LPG dijual dengan harga = $900/ton

Molar flow = 1.481 MMSCFD

Mass flow = 82.26 Ton/day

Maka,

Harga jual LPG = total ton/day X harga LPG

= 82.26 Ton/day X $900/ton

= $74.034 ton/day

Harga jual kondensat

Kondensat dijual dengan harga = $80/bbl

Std. Liq Vol Flownya = 127.5 barrel/day

Maka,

Harga jual kondensat = total barrel/day X harga kondensat

= 127.5 barrel/day X $80/bbl

= $10.200 barrel/day


19 Kelompok 4 STTI

KESIMPULAN

Dari proses simulasi diatas, yaitu proses refinery untuk mendapatkan LPG maka kita

harus melakukan beberapa proses distilasi. Proses ini digunakan untuk memisahkan dan

memecah rantai karbon dari minyak mentah. Perlunya distilasi bertahap agar didapat bahan

bakar selain LPG karena didalam minyak mentah terdapat beberapa susunan rantai

hidrokarbon. Sehingga diharapkan tidak ada limbah dari proses refinery itu kecuali berupa air

dan NG (Natural Gas). Pada simulasi ini juga perlu diperhatikan literasi dari kandungan

bahan yang ingin didapat karena pemisahan ini berdasarkan pada sifat kimia dari rantai

karbon itu sendiri.

Tugas Process Simulation Kel.4 TUGAS 1

Documents

Transcript of Tugas Process Simulation Kel.4 TUGAS 1