View
327
Download
54
Category
Preview:
Citation preview
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
Proses Simulasi Perancangan Pabrik 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
Proses Simulasi Perancangan Pabrik 2014
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
Proses Simulasi Perancangan Pabrik 2014
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
Proses Simulasi Perancangan Pabrik 2014
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
Proses Simulasi Perancangan Pabrik 2014
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
Proses Simulasi Perancangan Pabrik 2014
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
Proses Simulasi Perancangan Pabrik 2014
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
Proses Simulasi Perancangan Pabrik 2014
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
Proses Simulasi Perancangan Pabrik 2014
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
Proses Simulasi Perancangan Pabrik 2014
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
Proses Simulasi Perancangan Pabrik 2014
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
Proses Simulasi Perancangan Pabrik 2014
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
Proses Simulasi Perancangan Pabrik 2014
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
Proses Simulasi Perancangan Pabrik 2014
14 Kelompok 4 STTI
HASIL PROSES SIMULASI
Figure 24. Feed Gas Figure 23. 3-Phase Separator
Figure 25. Heater
Figure 26. Valve -100
Proses Simulasi Perancangan Pabrik 2014
15 Kelompok 4 STTI
Figure 27. Deethanizer
Figure 28. Debutanizer
Figure 29. Stabilizer
Proses Simulasi Perancangan Pabrik 2014
16 Kelompok 4 STTI
Figure 30. Air Cooler
Figure 31. Valve-102
Proses Simulasi Perancangan Pabrik 2014
17 Kelompok 4 STTI
Figure 32. Condensate 2
Figure 33. Sales Gas
Proses Simulasi Perancangan Pabrik 2014
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
Proses Simulasi Perancangan Pabrik 2014
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.
Recommended