BAB 2 Dasar Teori

BAB II

DASAR TEORI

Destilasi merupakan metode pemisahan campuran berdasarkan titik didih dalam

campuran cairan yang mendidih :

1. Komponen ringan yang menguap pertama sekali (produk atas) – disebut Distillate

2. Komponen berat yang menjadi produk bawah – disebut Bottom

Crude oil yang diproduksi dari lapangan adalah suatu campuran hidrokarbon kompleks yang

terdiri dari metane sampai dengan asphalt, dengan berbagai macam komposisi paraffin,

naphtene dan aromatis.Tujuan utama dari destilasi minyak adalah untuk memisahkan crude

oil menjadi hidrokarbon ringan (C1–C4), naphtha/gasoline, kerosene, diesel, dan atmosferik

residu (long residu). Beberapa jenis produk dapat langsung dijual, sedangkan produk yang

lain memerlukan proses lebih lanjut pada unit secondary process agar dapat dipasarkan.

Tahapan awal proses di kilang, setelah garam dihilangkan dari crude, yaitu pemisahan

minyak dalam beberapa fraksi dengan proses destilasi. Destilasi dilakukan pada tekanan

atmosferik.

Berdasarkan tekanan yang digunakan untuk mencapai kondisi operasi yang

diinginkan, kita membagi destilasi menjadi 3 jenis, yaitu destilasi Atmosferik, Vacuum, dan

destilasi Bertekanan. Destilasi Atmosferik menggunakan tekanan pada kolom destilasi

sebesar 0.8 – 1.0 kg/cm2g. Di kilang, biasanya disebut Main Fractionation CDU – Crude

Distilling Unit, dimana feednya adalah Crude Oil. Untuk destilasi Vacuum, digunakan untuk

tekanan dibawah atmosferik (20 – 80 mmHg.abs). Untuk jenis ini, disebut High Vacuum

Unit, dimana feednya adalah Long Residu. Sedangkan destilasi Bertekanan tekanan

digunakan diatas kondisi atmosferik, kira-kira > 2 kg/cm2g, kadang pada 10 – 25 kg/cm2g.

Jenis feednya biasanya gas atau cairan dengan karakteristik tertentu.

Berdasarkan metode produksi, destilasi dapat dibagi menjadi destilasi Batch dan

destilasi Continous. Produksi dari destilasi Batch tidak kontinyu dan kapasitasnya kecil.

Laporan Kerja Praktek

PT. Pertamina (Persero) Refinery Unit III Plaju-Palembang

Gambar 2.1 Destilasi Batch

Pada destilasi batch, komposisi bahan baku, kandungan uap destilasi dan destilat berubah

selama proses destilasi. Proses destilasi disupply dengan campuran feed yg tetap, dimana

kemudian dipisahkan menjadi fraksi-fraksi komponen yang dikumpulkan dari titik didih

tertinggi hingga titik didih terendah, dengan bottom (fraksi yang titik didihnya rendah)

dihilangkan di akhir proses. Destilasi kemudian diulangi kembali dengan proses yang sama.

Pada destilasi Continuous, produk akan ditarik dari kolom destilasi secara kontinyu

(feed juga disupply secara kontinyu). Pada destilasi kontinyu, bahan baku, uap-uap dan

distilate akan dijaga pada komposisi konstan secara hati-hati dan fraksi-fraksinya dihilangkan

dari uap dan cairan di sistem. Hasil yang lebih baik akan diperoleh dengan pengaturan proses

pemisahan.

Gambar 2.2 Destilasi Continuous

4



Aplikasi dari destilasi Continuous :

Skala Laboratorium

Destilasi Industri

Destilasi Tumbuhan untuk parfum dan obat-obatan (herbal distillate)

Proses Pembuatan Makanan

Jenis Proses Distilasi

Menurut perbedaan volatilitas komponen yang dipisahkan, distilasi dapat dibagi

menjadi distilasi Flash dan distilasi dengan Refluks. Distilasi Flash, yaitu pemisahan

komponen yang memiliki rentang perbedaan titik didih yang besar sehingga mudah dilakukan

pemisahan. Distilasi ini biasa dilakukan tanpa refluks. Sedangkan distilasi dengan Refluks

(Rektifikasi), yaitu pemisahan komponen dimana komponen-komponen yang dipisahkan

memiliki tingkat volatilitas yang relatif sama.

Menurut tekanan operasinya, proses distilasi dibagi menjadi tiga macam, yaitu

distilasi atmosferik (Atmospheric Distilation), yaitu distilasi yang tekanan kerjanya

sebagaimana tekanan atmosferik; distilasi bertekanan (Pressure Distilation), yaitu distilasi

yang tekanan kerjanya diatas tekanan atmosfer; dan distilasi hampa (Vacuum Distilation),

yaitu distilasi yang tekanan kerjanya dibawah tekanan atmosfer.

Distilasi bertekanan banyak diterapkan dalam pemisahan komponen yang sangat

ringan pada tekanan atmosfer, suhu operasi harus jauh di bawah suhu atmosfer dan hal ini

tidak mungkin dapat dilakukan dengan mudah. Cara ini biasanya digunakan untuk

memisahkan campuran antara methane, ethane, propane, propylene, dan buthane.

Distilasi hampa (Vacuum Distilation), yaitu distilasi yang tekanan kerjanya dibawah

tekanan atmosfer. Pada kolom destilasi atmosferik, flash zone temperatur max. agar tidak

terjadi cracking adalah 700‐800⁰F (371-426⁰C). Atmosferik residu, biasanya disebut dengan

produk bottom (long residu), mengandung volume minyak yang dapat didestilasi yang cukup

besar yang dapat diperoleh dengan destilasi vacuum pada flash zone temp. max. yang

diizinkan. Cut point TBP antara vacuum gas oil (VGO) dan vacuum residu diperkirakan

1075‐1125⁰F (579-607 ⁰C). Cut point ini biasanya dioptimalkan, tergantung pada target dari

destilasi vacuum, menjadi asphalt dan pitch. Berdasarkan desainnya, tekanan operasi di unit

vacuum akan berbeda, tetapi normal operasinya akan beroperasi dibawah tekanan atmosferik.

Destilasi vacuum dapat memperbaiki pemisahan dengan mencegah degradasi produk atau

pembentukan polimer karena tekanan dikurangi dengan temperatur bottom kolom;

5



mengurangi degradasi produk atau pembentukan polimer karena waktu tinggal rata-rata

berkurang terutama di kolom dengan menggunakan packing dibandingkan tray;

meningkatkan kapasitas, yield dan purity (kemurnian).

Destilasi vacuum memiliki beberapa keuntungan :

a. Campuran titik didih yang berdekatan membutuhkan banyak stage kesetimbangan

untuk memisahkan komponen kunci. Jadi untuk mengurangi jumlah stage diperlukan

pemanfaatan destilasi vacuum. Kolom destilasi vacuum yang biasanya digunakan

kilang minyak memiliki diameter ± 14 meter, tinggi ± 50 meter (164 ft), dan kapasitas

± 160 MBCD.

b. Destilasi vacuum meningkatkan volatility relatif dari komponen kunci untuk banyak

aplikasi. Volatility relatif yang tinggi, lebih mudah dipisahkan menjadi 2 komponen.

c. Stage yang lebih sedikit pada kolom destilasi efek pemisahannya akan sama antara

produk overhead dan bottom. Tekanan rendah akan meningkatkan volatility relatif

pada kebanyakan sistem.

d. Keuntungan berikutnya dari destilasi vacuum adalah berkurangnya kebutuhan

temperatur pada tekanan rendah. Untuk banyak sistem, produk terdegradasi atau

terpolimerisasi pada kenaikan temperatur.

e. Keuntungan yang lain dari destilasi vacuum adalah berkurangnya capital cost, tetapi

sedikit meningkat di biaya operasi. Penggunaan destilasi vacuum dapat mengurangi

tinggi, diameter kolom, dan capital cost dari kolom destilasi

6



Gambar 2.3 Destilasi Vacuum

Proses Kerja Distilasi

Syarat dasar dari pemisahan suatu komponen larutan dengan distilasi ialah komposisi

uapnya harus berbeda dengan komposisi liquidanya pada saat terjadi kesetimbangan. Pada

kolom distilasi, terjadi proses stripping dimana campuran liquid dikontakkan dengan gas

untuk memindahkan komponen dari fase liquid ke fase gas

Proses stripping melibatkan kontak diantara aliran fase liquid dan uap yang

berlawanan, kontak terjadi diantara 2 plate yang diatur pada kolom vertical. Vapor yang

mengalir naik di kolom diperkaya dengan komponen yang lebih volatile, begitu pula liquid

yang menuruni kolom diperkaya dengan komponen yang kurang volatile.

Feed masuk diantara kolom bagian atas dan bawah. Bagian kolom diatas feed masuk

disebut dengan enriching, atau bagian rectifying dan bagian bawah disebut dengan

exhausting, atau bagian stripping.

Feed uap mengalir naik di kolom, feed liquid menuruni kolom. Liquid dibutuhkan

untuk pembuatan kontak dengan uap diatas plate feed, dan uap dibutuhkan untuk pembuatan

kontak dengan liquid dibawah plate. Seringkali uap dari atas kolom dikondensasi dalam

7



kondenser dengan air pendingin untuk menyediakan liquid kontak, disebut reflux. Begitu

pula liquid pada bagian bawah kolom melalui reboiler, dimana dipanaskan dengan steam atau

media pemanas lain untuk menyediakan uap kontak, yang disebut boilup.

Gambar 2.4 Aliran vapor-liquid dalam kolom tray

Tray

Di dalam kolom dilengkapi dengan tray yang jumlahnya tergantung pada propylene

yang diolah berdasarkan ukuran towernya. Fungsi tray/plate adalah untuk memisahkan zat

agar sempurna.Tray ada 3 macam menurut jenisnya yaitu:

1. Bubble cap trays

Bubble tray memiliki tanjakan atau cerobang yang sesuai tiap lubangnya serta kop

yang membungkus cerobong tersebut. Cap ini adalah kawah sehingga disana ada

tempat antara riser dan cup yang memungkinkan vapor lewat.

2. Valve trays

Pada valve tray proses membagi diselimuti table yang landai. Vapor mengalir ke

atas melewati cap. Hal ini menciptakan daerah aliran sendiri untuk jalan masuk

vapor.

3. Sieve trays

Sieve tray merupakan jenis tray yang paling sederhana dibandingkan jenis tray

yang lain dan lebih murah daripada jenis bubble cap. Pada Sieve tray uap naik ke

atas melalui lubang-lubang pada plate dan terdispersi dalam cairan sepanjang

plate. Cairan mengalir turun ke plate di bawahnya melalui down comer dan weir.

Meskipun sieve tray mempunyai kapasitas yang lebih besar pada kondisi operasi

yang sama dibandingkan dengan bubble cap, namun sieve tray mempunyai satu

kekurangan yang cukup serius pada kecepatan uap yang relatif lebih rendah

dibandingkan pada kondisi operasi normal. Pada sieve tray, aliran uap berfungsi

8



mencegah cairan mengalir bebas ke bawah melalui lubang-lubang, tiap plate di

desain mempunyai kecepatan uap minimum yang mencegah terjadinya peristiwa

“dumps” atau “shower” yaitu suatu peristiwa dimana cairan mengalir bebas

mengalir ke bawah melalui lubang-lubang pada plate. (van winkle,hal 494)

(a) (b) (c)

Gambar 2.5 Jenis tray (a) Sieve Tray (b) Valve Tray (c) Bubble Tray

Packed Bed

Dalam proses kimia, packed bed adalah sebuah tabung hampa, pipa, atau vessel

lainnya yang diisi dengan bahan packing. Packing dapat secara acak diisi dengan benda-

benda kecil seperti Raschig Ring atau yang lain itu dapat dirancang khusus. Packed bed juga

dapat mengandung partikel katalis atau adsorben seperti pelet zeolit, karbon aktif granular,

dll.

Tujuan dari packed bed biasanya untuk meningkatkan kontak antara dua fase dalam

proses kimia atau serupa. Packed bed dapat digunakan dalam sebuah reaktor kimia,

sebuah distilasi proses, atau scrubber, dan juga packed bed telah digunakan untuk

menyimpan panas dalam pabrik kimia.

Di dunia industri, packed kolom merupakan tipe packed bed yang digunakan untuk

melakukan proses separasi, misalnya absorpsi, stripping, dan distilasi. Kolom dapat diisi

dengan berbagai macam jenis bahan packing (membentuk random packed column) ataupun

diisi dengan bagian packing yang terstruktur (membentuk stacked packed column). Dalam

kolom, fase liquid cenderung akan membasahi permukaan packing dan fase uap melintasi

permukaan yang dibasahi tersebut, di mana transfer massa terjadi. Material packing dapat

digunakan sebagai pengganti tray untuk meningkatkan pemisahan dalam kolom

distilasi. Packing menawarkan keuntungan dari pressure drop yang lebih rendah di kolom

(jika dibandingkan dengan plates atau tray), jika dioperasikan di bawah tekanan

vakum. Setiap bentuk packing memiliki area permukaan dan ruang kekosongan yang berbeda

antara packing. Kedua faktor ini mempengaruhi kinerja packing.

9



Perbandingan Refluk

Perbandingan refluk adalah perbandingan laju aliran yang dikembalikan ke puncak

kolom dengan aliran produk atas. Perbandingan refluk (R) berada di antara refluk minimum

dengan refluk total.

Pada refluk total tidak ada produk atas yang diambil sebagai produk, semuanya

dikembalikan lagi ke dalam kolom. Dalam hal ini jumlah tray/plate minimum. Sedangkan

refluk minimum adalah jumlah refluk yang paling sedikit dibutuhkan untuk menghasilkan

produk pada komposisi dan laju alir tertentu. Pada kondisi ini membutuhkan tray tak hingga.

Peningkatan refluk akan menurunkan jumlah tray yang dibutuhkan dengan demikian

capital cost menjadi lebih murah, namun beban condensor dan reboiler menjadi lebih besar

sehingga operasional cost meningkat.

Flooding

Flooding merupakan suatu kondisi batas laju alir fasa uap yang harus dipenuhi.

Flooding dapat terjadi karena adanya cairan berlebih yang ikut terbawa ke tray dibawahnya

atau karena adanya liquid tambahan di downcomer. Laju alir fasa uap yang tinggi dibutuhkan

untuk memperoleh efisiensi tray yang tinggi. Pada umumnya, desain laju alir fasa uap yang

digunakan adalah sekitar 80 – 85 % dari laju alir yang dapat menyebabkan flooding.

Klasifikasi Perpindahan Panas

Mekanisme perpindahan panas terjadi karena beda temperature antara fluida yang satu

dengan fluida yang satu dengan fluida yang lain baik secara langsung ataupun tidak langsung.

Adapun mekanisme perpindahan panas tersebut diantaranya:

a. Konduksi

Konduksi adalah perpindahan panas yang melalui suatu benda dengan perpindahan

molekul atau atom tanpa adanya proses pencampuran. Pada kondisi ini perpindahan panas

terjadi akibat kontak langsung antara molekul-molekul didalam medium tanpa adanya

perpindahan molekul secara fisis.

b. Konveksi

Konveksi adalah perpindahan energi dari bagian fluida yang panas ke bagian yang

dingin dengan pengadukan. Menurut terjadinya, perpindahan panas secara konveksi dapat

dibagi menjadi dua yaitu: konveksi bebas dan konveksi paksa

c. Radiasi

10



Radiasi adalah perpindahan energi panas melalui ruang oleh gelombang

elektromagnetik. Perambatan gelombang elektromgnetik dapat berlangsung baik dalam ruang

hampa ataupun dalam suatu medium. Jika radiasi berlangsung dalam ruang, maka partikel-

partikel tidak ditransformasikan menjadi panas ataupun bentuk lain dari energy. Tetapi

sebaliknya,bila terdapat zat pada lintasannya maka radiasi akan mengalami transmisi, refleksi

dan absorpsi.

Tujuan Perpindahan Panas

Tujuan perpindahan panas didalami industri proses adalah digunakan untuk

memanaskan atau mendinginkan fluida hingga mencapai temperature tertentu yang

diharapkan agar sesuai untuk proses selanjutnya seperti pemanasan reaktan, pendinginan

produk ataupun sebaliknya; mengubah keadaan (fasa) fluida; serta penghematan energi

panas.

Alat Penukar Kalor

Alat penukar kalor (APK) banyak digunakan untuk keperluan dalam industri proses.

Alat ini berfungsi untuk memindahkan panas antara dua fluida. Perpindahan panas di sini

dapat diartikan sebagai melepaskan panas dari fluida bertemperatur tinggi ke fluida

bertemperatur rendah. Dilihat dari penggunaan dan fungsinya, diantaranya pemanas (heater),

reboiler, pendingin (cooler), pengembun (condensor), evaporator dan sebagainya.Selain itu

APK merupakan suatu peralatan dimana terjadi perpindahan panas dari suatu fuida yang

mempunyai suhu yang lebih tinggi kepada fluida lainnya yang mempunyai suhu yang lebih

rendah. Proses perpindahan panas ini dapat terjadi dari fase cair ke fase uap atau sebaliknya.

Proses perpindahan panas dapat dilakukan secara langsung maupun secara tidak langsung.

Proses perpindahan panas secara langsung, dimana fluida panas akan bercampur

secara langsung dengan fluida dingin (tanpa adanya pemisah) dalam suatu bejana atau ruang

tertentu. Jenis peralatan yang termasuk kedalamnya antara lain: jetcondensate, pesawat

desuperheated pada ketel (wáter injection desuperheater), pesawat deaerator (yaitu antara air

ketel dengan uap yang diinjeksikan).

Proses perpindahan panas secara tidak langsung, dimana fluida panas tidak

berhubungan langsung (indirect contact) dengan fluida dingin. Jadi proses perpindahan

panasnya mempunyai media perantara, seperti pipa, peralatan-peralatan jenis lainnya. Jenis

peralatannya antara lain: kondensat pada turbin uap, pesawat pemanas uap lanjut pada ketel

11



(antara uap basah dengan gas asap panas pembakaran), pemanas air pendahuluan pada ketel

(economizer), pemanas udara pembakaran (air preheater).

Suatu alat perpindahan panas dinilai mampu berfungsi dengan baik untuk penggunaan

tertentu, apabila memenuhi dua ketentuan sebagai berikut :

a. Mampu memindahkan panas sesuai dengan kebutuhan proses operasi dalam keadaan

kotor (Fouling factor = Rd). Rd adalah gabungan maksimum terhadap perpindahan

panas yang diperlukan oleh kotoran yang menempel pada bagian permukaan dinding

shell dan tube (yang apabila tidak dibersihkan, setelah maksimum tercapai, panas

yang dialihkan menjadi lebih kecil dari yang diperlukan proses/operasi )

b. Penurunan tekanan yang terjadi pada masing-masing aliran berbeda dalam batas-batas

yang diizinkan/ditentukan, yaitu :

- Untuk aliran uap dan gas : DP tidak melebihi 0,5 – 2,0 psi

- Untuk aliran fluida : DP tidak melebihi 5 – 10 psi

Kedua ketentuan tersebut harus diperhatikan baik dalam melaksanakan evaluasi atau

analisis dari perfomance suatu alat perpindahan panas yang sudah ada maupun dalam

melaksanakan rancangan alat yang baru.

Alat penukar kalor berdasarkan perubahan fase yang terjadi pada alat penukar kalor,

dapat dikelompokkan menjadi 2 antara lain:

1. Alat penukar kalor yang mengakibatkan perubahan fase.

Misalnya : kondensor, evaporator, reboiler, dan lain-lain

Hal-hal yang terjadi pada alat penukar kalor yang mengalami perubahan fase, yaitu:

a. Kondensasi uap didalam kondensor.

Proses kondensasi merupakan lepasnya panas laten uap yang terjadi pada

temperatur yang tetap aliran dan distribusi yang temperatur pada

kondensor dapat diketahui dengan terlebih dahulu mengetahui proses apa

yang terjadi dalam kondensor

b. Penguapan larutan didalam evaporator.

Kalau pada kondensor terjadi perubahan fase uap menjadi cair

(kondensat), maka pada evaporator terjadi sebaliknya. Disini terjadi

perubahan fase cair menjadi fase uap dengan mempergunakan panas media

lain.

2. Alat penukar kalor tanpa perubahan fase.

12



Alat penukar kalor jenis ini sangat banyak dipergunakan pada industria-industri

kimia khususnya pada industria penyulingan minyak. Pada alat penukar ini, fluida

panas memberikan panas kepada fluida dingin namun kedua jenis fluida tersebut

tidak mengalami fase tetapi akan mengalami penurunan temperatur (fluida panas dan

kenaikan temperatur (fluida dingin).

Alat Penukar Panas (Heat Exchanger)

Alat penukar panas (heat exchanger) adalah alat yang digunakan untuk memanfaatkan

panas dari suatu fluida untuk dipindahkan ke fluida lainnya melalui proses yang disebut

proses perpindahan panas (heat transfer). Proses perpindahan panas ini dapat terjadi pada

fase cair secara langsung dimana fluida panas akan tercampur secara langsung denga

menggunakan media perantara.

Di Refinery banyak digunakan heat exchanger, antara lain:

a. Untuk mendinginkan stream proses, misal: cooler, overead condenser

b. Untuk memanfaatkan stream proses, misal: reboiler

c. Untuk menukarkan panas antara hot stream dan cold stream, misal: feed

preheater

Komponen-komponen penyusun heat exchanger ini adalah sebagai berikut:

1. Shell, merupakan bagian tengah alat penukar panas dan merupakan tempat untuk tube

hundle. Antara shell dan tube bundle terdapat fluida yang menerima atau melepaskan

panas.

2. Tube, adalah pipa kecil yang tersusun didalam Shell yang merupakan tempat fluida

yang akan dipanaskan atau didinginkan.

3. Tube sheet, berupa suatu flat yang berbentuk lingkaran yang berfungsi untuk

memegang ujung-ujung tube dan sebagai pembatas aliran fluida di sisi shell dan tube.

4. Tube side channels and nozzle, berfungsi untuk mengatur aliran fluida di sisi tube.

5. Channel cover, merupakan bagian penutup pada kontruksi heat exchanger yang dapat

dibuka pada saat pembersihan alat.

6. Pass devider, berupa pelat yang dipasang didalam cannel untuk membagi aliran fluida

tube bila diinginkan jumlah tuve pass lebih dari satu.

7. Baffles, berfungsi untuk menahan tuve bundle, untuk menahan getaran pada tube dan

juga untuk mengontrol serta mengarahkan aliran fluida yang mengalir diluar tube.

13



Jenis dan Fungsi Alat Penukar Panas

a. Heat Exchanger

Alat penukar panas ini bertujuan untuk memanfaatkan panas suatu aliran fluida untuk

memanaskan fluida yang lain tanpa perubahan fase, maka akan terjadi dua fungsi

sekaligus, yaitu memanaskan fluida yang dingin dan mendinginkan fluida yang panas

b. Reboiler

Reboiler berfungsi untuk menguapkan kembali hasil bottom (dasar) dengan

menggunakan steam atau media pemanas lain.

c. Cooler

Heat Echanger yang mempertukarkan panas antara suatu fluida dengan air atau udara

tanpa perubahan fase.

d. Condenser

Kondensor berfungsi untuk mengkondensasikan uap hasil pengolahan sebelumnya

dengan menggunakan air pendingin atau fan.

e. Prehater

Heat Echanger yang memanaskan atau menguapkan suatu fluida untuk feed suatu

processing unit dengan steam atau hot process stream lainnya.

f. Evaporator

Evaporator digunakan untuk menguapkan cairan yang ada pada larutan sehingga dari

suatu larutan diperoleh larutan yang pekat.

g. Heater

Bertujuan memanaskan (menaikkan suhu) suatu fluida proses.

h. Steam generator atau pembangkit uap

Alat penukar kalor ini lebih dikenal dengan nama ketel uap, dimana terjadi

pembentukan uap dalam unit pembangkit.

i. Waste heat boiler

Jenis ini hampir samadengan ketel uap. Perbedaannya terletak pada sumber panas.

Kalau pada ketel uap, sumber panas adalah hasil pembakaran bahan bakar dalam

dapur ketel sedangkan pada waste heat boiler panasnya diperoleh dari pemanfaatan

14



gas asap pembakaran (gas buangan) atau dari cairan yang panas diperoleh dari reaksi-

reaksi kimia.

j. Super heater

Alat penukar kalor ini digunakan untuk mengubah uap basah (saturated steam) pada

pembangkit uap menjadi uap kering (super heated steam).

k. Vaporizer

Vaporizer ini sama dengan evaporator. Perbedaanya pada vaporizer dipergunakan

untuk menguapkan cairan pelarut yang bukan air.

l. Ekonomizer

Ekonomizer atau pemanas air pengisi ketel bertujuan untuk menaikkan suhu air

pengisi air masuk ke dalam drum uap.

Deskripsi Proses

2.1 Pendahuluan

Kolom vacuum distilasi berfungsi untuk memisahkan komponen-komponen

hidrokarbon ringan. Produk atas dari kolom ini berupa LVGO. Sedangkan produk side stream

dan produk bawahnya berupa MVGO, HVGO, yang menjadi umpan di unit RFCCU dan

vacuum residu. Proses pemisahan pada kolom vacuum adalah distilasi bertekanan sekitar 70

mmHg.

Peralatan yang ada pada kolom ini adalah:

1. Kolom distilasi

2. Reboiler

3. Drum Refluks

4. Kondenser

2.2 Deskripsi Proses

Dalam suatu kolom destilasi atmosferik, suhu max. pada flash zone agar tidak terjadi

perengkahan (cracking) adalah 700-800⁰F (371-426⁰C).Atmosferik Residu, biasa dikenal dgn

sebutan Long Residu, mengandung volume minyak yg besar utk dapat di destilasi pada suhu

flash zone tertentu. Cut point TBP antara vacuum gas oil & vacuum residue adalah 1075-

1125⁰F (579-607 ⁰C). Cut point ini dapat dioptimasi dgn proses Destilasi Vacuum.

15



Berdasarkan severity operasi di Vacuum Tower, dikenal dua sistem, yaitu : dry system dan

wet system.

1. Dry system à tidak menggunakan steam stripping, tekanan operasi vacuum dapat

cukup rendah (20 – 40 mmHg(abs)) namun separasi tidak terlalu tajam è HVU RU-

II Dumai.

2. Wet system à menggunakan steam stripping, tekanan operasi vacuum dalam kisaran

moderat (60 – 80 mmHg(abs)) dengan separasi VGO yang tajam è HVU RU-III

Plaju.

Gambar 2.6 Diagram Feed System

Deskripsi Feed System

• Long Residu dari CD-II/III/IV ditampung ke Hot Feed Drum (Accu Tank Long Res

Plaju) kemudian dikirim ke Hot Feed Drum/HFD HVU (V-61-001)

• Long Res idu CD-V setelah melewati box cooler di-split sebagian ke tanki sisanya

dikirim ke HFD HVU (V-61-001)

• Sedang Long Residu dari CD VI dapat langsung ditransfer ke HFD HVU atau bila ada

emergency dapat ditransfer ke Tangki Long Res Sungai Gerong (T-200/201/202)

16



• Long Residu blending di T-200/201/202 (Cold Feed) ditransfer ke HFD HVU dengan

menggunakan pompa OM SG

• Long Residu yang masuk ke HFD diharapkan mempunyai temperatur 140-145 oC,

dengan tekanan di HFD 0,2 kg/cm² (normal operasi).

Deskripsi Preheat system

• Preheat system merupakan sejumlah exchanger yang dipasang untuk memanaskan

feed inlet Furnace dengan menggunakan hot stream yang membutuhkan pendinginan.

• Di HVU, Exchanger yang termasuk preheat system :

1. E-14-006 A/B à HVGO Exchanger

2. . E-14-003 A/B/C à MVGO Exchanger

3. E-14-010 A à No. 2 Vacuum Residue Exchanger

4. E-14-009 A/B/C/D à No. 1 Vacuum Residue Exchanger

• Dengan adanya preheater diharapkan maka CIT (target 262-270oC) dapat meningkat

sehingga kebutuhan energi untuk mencapai target COT dapat ditekan (optimum).

Selain itu, kebutuhan energi untuk pendinginan dapat ditekan.

Deskripsi Furnace system

• Furnace (Fired Heater) HVU digunakan untuk menaikkan temperatur feed ke Vacuum

Tower sesuai dengan spesifikasi target (360-380 oC).

• Secara design, Furnace HVU dapat memanfaatkan Refinery Fuel Gas dan Fuel Oil.

• Refinery Fuel Gas yang bisa digunakan adalah Off gas HVU dan Burning Line

Sungai Gerong (Dry gas FCCU dan Mixed Gas dari lapangan).

• Secara operasional, monitoring utama performance Furnace adalah konsumsi

Refinery Fuel dan Temperatur Tube Skinnya (max. yang diizinkan 690 oC).

Deskripsi Destilasi Vacuum

• Feed keluaran furnace (COT) langsung dialirkan masuk ke Vacuum Tower (C-14-

001) untuk dipisahkan menjadi: Overhead product (Cond./Non cond. Gas), side

stream (LVGO, MVGO, dan HVGO) dan bottom product (Vacuum residue).

• Pada C-14-001 digunakan reduced pressure operation (tekanan di bawah tekanan

atmosfir) dengan tujuan untuk meningkatkan recovery fraksi Gasoil tanpa harus

menggunakan temperatur yang excessive.

• Normal operasi HVU-II : 60 – 65 mmHg(abs).

17



• Untuk mendapatkan kevacuuman pada C-14-001 maka overhead products ditarik oleh

Steam Jet Ejector 3 Stage dan didinginkan oleh parsial kondensor(E-14-013/014/015).

Deskripsi Vacuum Tower

Feed keluaran furnace (COT) langsung dialirkan masuk ke Vacuum Tower untuk

dipisahkan menjadi : Overhead product (Cond./Non cond. Gas), side stream (LVGO, MVGO,

dan HVGO) dan bottom product (Vacuum residue). Pada Vacuum Tower digunakan reduced

pressure operation (tekanan di bawah tekanan atmosfir) dengan tujuan untuk meningkatkan

recovery fraksi Gas Oil tanpa harus menggunakan temperatur yang excessive. Normal operasi

HVU-II : 60 – 65 mmHg(abs). Untuk mendapatkan kevacuuman pada vacuum tower maka

overhead products ditarik oleh Steam Jet Ejector 3 Stage dan didinginkan oleh parsial

kondensor.

• Flash zoneà posisi feed dimasukkan secara tangensial dan terpisah antara bagian uap

dan cairannya.

• Slop wax/Washing Sectionà di atas flash zone dimana terjadi pengambilan Gasoil

untuk direfluks. Selain itu terjadi juga washing agar Metal content (racun katalis) di

feed FCCU menjadi minimum.

• M/HVGO sectionà draw off untuk side stream MVGO & HVGO sebagai feed

FCCU baik secara langsung (Hot M/HVGO) maupun Cold Feed FCCU (Tk-191/192).

• LVGO sectionà draw off LVGO sebagai reflux (didinginkan oleh E-14-001) dan

sebagai produk LVGO (didinginkan oleh E-14-002).

• Vacuum Residu section à Bottom vacuum tower (berbentuk kolom sempit agar

waktu tinggal di sini sesingkat mungkin agar dekomposisi thermal minimum) tempat

draw off Vacuum Residue dan lokasi stripping steam diinjeksikan.

Deskripsi Overhead Section

• Overhead product (Cond/Non Cond. Gas) kemudian ditarik vacuum oleh 3 Stage

Steam Jet Ejector, dimana sebelumnya Ovhd. Products tersebut didinginkan oleh Pre-

condenser E-14-012 A/B/C yang pasang series oleh 3 buah partial condenser E-14-

013/014/015 yang masing-masing terpasang Steam Jet Ejector.

• Design tekanan steam yang digunakan adalah 8 kg/cm2g.

• Non Cond. Gas ex Partial Condenser kemudian dialirkan ke Vessel V-14-002 lalu ke

V-14-003 (water shield) untuk menyerap Cond. Gas. Gas outlet V-14-003 kemudian

menjadi Off gas (Refinery Fuel Gas).

18



• Sedang Condensat ex Partial Condenser tersebut dimasukkan ke V-14-002 untuk

dipisahkan antara gas dan phase liquid (to sewer).

• Untuk melindungi overhead dan condenser dari korosi (akibat adanya impurities spt.

sulfur, H2S, HCl yang dapat menyebabkan korosi) maka diinjeksikan Amoniak agar

pH condensate minimum 7.

Deskripsi Reflux di Tower

Produk Off Gas setelah diisap oleh ejector digunakan sebagai bahan bakar di Furnace.

Off gas ini tidak dilakukan treatment terlebih dahulu terhadap sulfur content atau sumber

korosi lainnya sehingga sering menyebabkan terjadinya korosi dan endapan pada jalur off gas

ke burner.

• LVGO setelah didinginkan dengan Cooler/Fin-Fan Cooler, sebagian dikembalikan

sebagai refluks (E-14-001) dan sebagian lagi digunakan sebagai produk (E-14-002)

untuk komponen blending produk Diesel (solar) di Plaju.

• MVGO dan HVGO didinginkan dengan memanfaatkan Feed/long residu (E-14-003

A/B/C) sebagai pendingin, sebagian dikembalikan sebagai refluks (E-14-004) dan

sebagian lagi digunakan sebagai Feed unit FCC (E-14-005), dan sisanya MVGO saat

ini dapat dimanfaatkan untuk komponen blending produk Diesel bersama dengan

produk LVGO.

• Vacuum Residu didinginkan (E-14-009/010/011) sebagian dikembalikan sebagai

quenching untuk mempertahankan temperatur bottom kolom, dan sebagian digunakan

sebagai produk untuk komponen blending produk fuel oil. Saat ini telah dilakukan

modifikasi dgn menggunakan vacuum residu sebagai fuel oil di furnace.

19

Documents

BAB 2 Dasar Teori