BAB II TINJAUAN TEORI
2.1
Gas
Gas bumi merupakan sumber daya alam yang terdiri dari senyawa hidrokarbon (CnH2n + 2) dan komp kompone onen n non non hidrokarbon lainnya seperti N2, C02 dan H 2S Gas Gas !umi !umi yang yang diha dihasi silk lkan an dipe diperm rmuk ukaa aan n dapa dapatt dikelompokkan dalam dua golongan, yaitu " 1;
Sebagai produk ikutan dari minyak dikenal sebagai associated gas gas
2;
Gas sebagai produk utama dikenal sebagai non associated gas gas #inyak terdiri dari $at kimia organik dan ribuan senyawa yang
berbeda !erikut ini diberikan pembahasan tentang komponen yang dikandung dalam minyak dan gas bumi %lui %luida da reservoir yang yang keluar keluar dari dari wellhead pada umumnya terdiri dari &asa gas ('ontohnya " C2, H 2S, metana, etana, dan lainlain), &asa 'air ('onto ('ontohny hnyaa " bisa bisa berup berupaa air air dan dan 'air 'airan an hidro hidrokar karbon bon)) dan dan &asa &asa padat padat ('ontohnya " pasir)
Tabel 2.1
*
2
Komponen Gas Yang Berada Bersama Mina! B"mi Komponen
J"mla# Kand"ngan $%& Komponen 'idro!arbon
#etana
- .2
/tana
- 2
1ropana
-
!utana
0, -
1entana
3e'il sekali - 4
Heksana
3e'il sekali - 2
Heptana +
3e'il sekali - ,
Komponen Non Komponen Non 'idro!arbon 'idro!arbon
Nitrogen
3e'il sekali - 0
3arbon 5ioksida
3e'il sekali -
Hidrogen Sul&ida
0 - ke'il sekali - *
Helium
0
3eadaan suatu benda umumnya dapat berupa padat, 'air dan gas %aktor %aktor&ak &aktor tor yang mempeng mempengaruh aruhiny inyaa adalah adalah pressure (tekana (tekanan, n, 1sia), 1sia), (suhu, u, 6%) 6%) dan dan tena tenaga ga tari tarik k mena menari rik k atau atau tola tolak k meno menola lak k temp temper erat atur uree (suh molekulmolekul penyusunnya, dimana gaya ini berbanding terbalik dengan 7ari7ari 8ntuk menggambarkan kelakuan &asa dan karakteristik &luida dapat di7elaskan dengan diagram &asa sebagai berikut " 1;
Sistem 2 3omponen 5alam sistem 2 komponen ini terdapat lebih dari satu komponen penyusun, disini komposisi komponen itu akan sangat berpengaruh
3
terhadap diagram yang dibentuk Se'ara umum, diagram 1 dan 9 2 komponen dapat digambarkan sebagai berikut "
Gambar 2.1 (iagram )asa * dan T 2 Komponen $2++,- (. "bar M"/i#andono- .T dan Ani )ransis!a- A.md- (i!0a0 K"lia# Kimia (asar 'idro!arbon&
!entuk dasar dari diagram ini adalah sebuah kur:a tertutup yang terbagi 2 yang dibatasi oleh bubble point line pada satu sisi dan dew point line pada sisi yang lainnya 3eterangan " a;
Critical Point , adalah suatu keadaan yang menyatakan besarnya tekanan dan temperatur suatu sistem dari suatu &asa gas dan liquid dimana keduanya berada dalam keadaan setimbang
b; Bubble Point , adalah suatu keadaan dimana terlihat gelembung gas,
&asa gas mulai keluar c; Dew Point , adalah suatu keadaan &asa liquid sudah tidak ada,
berubah men7adi &asa gas semua d;
9itik Cricondenbar , adalah tekanan tertinggi dimana &asa gas masih terdapat 5i atas tekanan ini, tidak ada lagi gas berapapun besarnya temperaturnya
e;
9itik Cricondenterm, adalah temperatur tertinggi dimana &asa 'air masih terdapat 5i atas temperatur ini, tidak ada lagi &asa 'air, berpapun besarnya tekanannya
2;
Sistem Satu 3omponen
Gambar 2.2 (iagram )asa * dan T Komponen T"nggal $2++1- Ir. T"0"!a Ariad/i- M.- *#.d dan Ir. Mo#ammad Mans"r- Glycol Gas Dehydration Operations And Trouble Shooting &
4
9erlihat bahwa triple point merupakan titik dimana &asa padat, 'air, dan gas berada bersamasama Garis yang memisahkan &asa padat dan 'air adalah garis titik leleh, garis yang memisahkan &asa padat dengan gas adalah garis sublimasi, garis yang memisahkan &asa 'air dengan &asa gas adalah garis tekanan uap 9itik kritis dide&inisikan sebagai kondisi dimana diatas titik kritis tersebut &asa &luida tidak dapat ditentukan 1ada diagram &asa tersebut 7uga ditun7ukkan proses isotermik dan isobarik 1roses isotermik ditun7ukkan oleh perpindahan dari kondisi ke 2 serta dari 4 ke 8ntuk perpindahan dari titik ke 2 ter7adi perubahan &asa, dari &asa 'air ke &asa uap Namun untuk perpindahan dari titik 4 ke tidak ter7adi perubahan &asa, hal ini dikarenakan kedua titik terletak di sebelah kanan titik kritis sistem tersebut 1roses isobarik ditun7ukkan oleh perpindahan dari kondisi ke * serta dari ke ; 8ntuk perpindahan dari titik ke * ter7adi perubahan &asa, dari &asa 'air ke &asa uap Namun untuk perpindahan dari titik ke * tidak ter7adi perubahan &asa, hal ini dikarenakan kedua titik tidak terletak didalam sistem
Sweet Gas Sweet gas adalah gas alam yang tidak mengandung hidrogen sul&ida (H2S), tetapi dapat mengandung nitrogen (N2), karbondioksida (C2) atau keduaduanya
5
2;
Sour Gas Gas alam akan dikatakan sour gas apabila mengandung gram H2S per cubic feet H2S dalam sour gas bersi&at korosif Sour gas bersi&at korosi&, bahkan bisa men7adi ra'un 7ika konsentrasinya 'ukup besar
3;
Wet Gas Wet gas adalah gas bumi yang mengandung hidrokarbon yang lebih berat dalam 7umlah yang 'ukup banyak dan mudah dipisahkan dalam bentuk 'airan Cairan yang dihasilkan dari gas basah disebut condensate, sedangkan gas yang diperoleh disebut gas kondensat !aik saat awal maupun pada akhir produksi, biasanya di dalam reservoir &luida dalam keadaan &asa gas Ciri'iri gas basah antara lain " a;
9emperatur krikondenterm diagram &asanya lebih ke'il dari temperatur reservoir
b;
2 %luida dari separator terdiri atas 0 = mol 'airan dan .0 = mol &asa gas
c;
Cairan dari separator mempunyai gravity > 0 0?1@
d;
Gasnya biasanya berwarna 7ernih seperti air
e;
GA produksi dapat men'apai 00 000 SC%BS9! atau kurang
4; Dry Gas
Dry gas adalah gas yang tersusun dari metana dan sedikit mengandung etana serta kemungkinan propane ?dapun 'iri'iri dari gas kering antara lain "
6
a;
9emperatur kritis dan temperatur krikondenterm &luidanya berharga 7auh di bawah temperatur reservoir nya
b;
9idak ada 'airan yang diperoleh dari separator produksi di permukaan
c;
2.2
GA produksi biasanya lebih dari 00 000 SC%BS9!
Glycol
Glycol (dalam bahasa @ndonesia ditulis GlikolD) adalah bahan kimia yang masih merupakan keluargaD dari alkohol 5alam proses industri khususnya pengolahan gas, glikol digunakan sebagai desiccant untuk menyerap kandungan air yang terdapat dalam feed gas ?da 7enis glikol yang umum digunakan dalam proses industri yaitu riethylene Glycol (9/G), Diethylene
Glycol (5/G), !thylene
Glycol (#/G)
dan
etraethylene Glycol (9A/G) Namun yang paling banyak digunakan adalah riethylene Glycol !erikut adalah pen7elasan lebih lan7ut mengenai masing masing glikol tersebut 1;
riethylene Glycol (9/G) 9/G 7uga bisa disebut ri glycol adalah 'airan kental yang tidak berwarna, tidak berbau, transparan, memiliki :olatilitas rendah, dan larut dalam air 9/G memiliki rumus molekul (C*H) 1ada kondisi normal, tidak ada bau yang terdeteksi, namun pada kondisi konsentrasi vapor yang tinggi, akan sedikit ter'ium bau manis 9/G memiliki karakteristik yang 'enderung sama dengan 7enis glikol lainnya ?da banyak kegunaan 9/G yang dapat diman&aatkan dalam dunia industri,
7
salah satunya adalah sebagai dessicant dalam natural gas dehydration karena 9/G memiliki si&at higroskopis yaitu mampu menyerap air Glikol adalah bahan kimia yang stabil, tidak korosi& dan memiliki flash point yang tinggi 1ada kondisi normal, glikol dapat disimpan di dalam tangki yang terbuat dari ba7a dengan 'ampuran karbon yang rendah atau disebut mild steel
dari stainless
steel dan
aluminium 9idak
disarankan
menggunakan material "ink , tembaga, ataupun alloy tembaga karena dapat menyebabkan perubahan warna pada glikol 9/G ini memiliki beberapa keuntungan, diantaranya adalah " a;
9/G lebih mudah diregenerasi untuk konsentrasi dari .;00= ...=
b; Dew point depression natural gas dalam range ;00 6% c;
9/G dapat mendidih dan menguap atmos&erik pada suhu kurang lebih 44 6%
d;
9/G dapat terdekomposisi pada suhu 0 6%
e;
Eebih banyak menyerap uap air dibanding /G atau 5/G
f;
Capital Cost dan #perating Cost lebih rendah
g;
9/G tidak terlalu viscous atau kental pada suhu diatas 0 6% dibanding 9A/G
2; Diethylene Glycol (5/G)
Diethylene Glycol atau dapat disingkat men7adi 5/G adalah bahan kimia organik dengan rumus molekul (CH04) 5/G bersi&at tidak berbau, tidak berwarna, tidak bera'un dan bersi&at higroskopis
8
5/G dapat larut dalam air, alkohol, eter, aseton, dan etilen glikol 5/G banyak digunakan sebagai solvent 5/G dapat digunakan antara lain sebagai pelumas dan solvent 5alam industri pengolahan gas, 5/G dapat digunakan sebagai dessicant pada dehydration unit 5alam hal penyimpanan dan penanganan 5/G kurang lebih sama sa7a dengan 9/G yang telah di7elaskan sebelumnya 5/G mempunyai si&atsi&at sebagai berikut " a; Dew Point Depression (515) yang 'ukup baik dan reasonable b;
3emampuan menyerap air yang masih e&ekti& pada konsentrasi yang berma'amma'am
c;
5/G terdekomposisi pada suhu 42; 6%
d;
$apor Pressure rendah pada kondisi operasional
e;
8ntuk keperluan umum, 5/G sangat absorpti& terhadap uap air 3elemahan 5/G adalah tanpa bantuan proses dan peralatan
regenarasi yang 'anggih dan kompleks, 5/G agak susah men'apai pemurnian sampai dengan konsentrasi diatas ..* = Serta 5/G dapat mendidih dan menguap atmos&erik pada suhu kurang lebih 2 6%
3; !thylene Glycol (#/G)
Nama sebenarnya dari !thylene Glycol adalah %onoethylene Glycol , namun mono biasanya tidak disebut karena artinya satu dan tidak berpengaruh terhadap susunan kimianya leh karena itu !thylene Glycol disingkat men7adi #/G #/G memiliki rumus molekul (C2H*2) #/G adalah 'airan yang tidak berwarna, tidak berbau, memiliki :olatilitas dan :iskositas yang rendah, serta bersi&at
9
higroskopis #/G 7uga larut dalam air dan 'airan organik lainnya !thylene
glycol dapat
digunakan
sebagai
anti free"e karena
kemampuannya untuk menurunkan titik beku ketika di'ampur dengan air #/G 7uga dapat digunakan sebagai absorber air pada proses dehydration natural gas 1enanganan dan penyimpanan #/G tidak 7auh berbeda dengan 9/G dan 5/G /G dapat mendidih dan menguap atmos&erik pada suhu kurang lebih 4; 6% 4;
etraethylene Glycol (9A/G) etraethylene Glycol atau biasa disebut dengan 9A/G dapat mendidih dan menguap atmos&erik pada suhu kurang lebih . 6% !erikut ini adalah tabel physical properties dari 7enis7enis glycol "
Tabel 2.2 Physical Properties of Glycols EG
(EG
TEG
TREG
%ormula
C2H*2
CH04
C*H
C;H;
%olekular Weight
*2
0*,
0,2
.,2
Boilling Point pada *0 mmHg 6%
4;
2*
.
.2
Boilling Point pada *0 mmHg 6C
.4
2;
2;;
42
5ensitas pada 2 6C, g B 'm 4
0
4
.
20
5ensitas pada *0 6C, g B 'm 4
0;
0;;
0.2
0.2
Pounds per Gallon pada 2 6C
.2*
.2.
.4
.4
10
&ree"ing Point , 6C
4
;
*
2;2
44
,*
*;
*..
;
02
Pour Point , 6C
;
'efractive (nde) pada 2 6C
40
*
Spesific *eat pada 2 6C
0;
0
04
02
&lash Point , 6%
20
2
40
00
&ire Point , 6%
2
2.0
440
4
$apor Pressure pada 2 6C, mmHg
02
00
00
00
9egangan permukaan pada 2 6C 5ynes B 'm Fiskositas dalam centipoises pada 2 6C Fiskositas dalam centipoises pada *0 6C
2.3
Glycol Dehydration
5ehidrasi adalah proses penghilangan moisture atau kandungan air dari natural gas menggunakan dessicant 5ari keempat 7enis glycol yang telah di7elaskan sebelumnya, 7enis glikol yang paling baik dan paling banyak digunakan sebagai dessicant dalam proses dehidrasi natural gas adalah 9/G ?lasan utama untuk membuang air dari gas adalah masalah terbentuknya gas hydrate *ydrate adalah suatu kristal serupa dengan sal7u kotor yang sangat keras yang terdiri dari kurang lebih .0= &asa air dan kurang lebih 0= &asa komponen gas hidrokarbon dan komponen non hidrokarbon, seperti H2S dan C2 3omponenkomponen gas hidrokarbon yang dapat membentuk hidrat adalah metana (C), etana (C2), propana (C4) dan iso B normal butana (i C dan n C) #olekulmolekul gas
11
hidrokarbon yang lebih besar dari C, pada umumnya tidak akan membentuk hidrat, karena tidak dapat menstabilkan water lattices (molekul air membentuk rongga) dari &luida air 9erbentuknya hidrat di dalam sistem natural gas dapat menimbulkan kerugian antara lain " 1;
Hidrat yang keras dapat menyempitkan dan membuntukan pipa dan alatalat pemrosesan natural gas
2;
#engurangi kapasitas dan la7u aliran produksi gas
3;
#enyebabkan korosi internal pipa dan peralatan besi ba7a, khususnya bilamana ada kandungan H2S dan C2
4;
#enyebabkan back pressured yang ter7adi pada transmisi gas ( pipeline)
5;
#erusak dan mendis&ungsikan valve dari alatalat pemrosesan natural gas ?lasanalasan lain membuang air dari gas adalah "
1;
Cairan air menimbulkan korosi, terutama sekali adanya kandungan acid gas seperti H2S dan C2
2;
?kan mengakibatkan aliran slug, 7ika terkondensasi di dalam aliran pipa yang ter7adi karena perbedaan tekanan yang tinggi
3;
8ntuk mendapatkan titik embun air yang memenuhi syarat dari gas yang akan di7ual, karena uap air akan menurunkan heating value dari gas
12
Gambar 2. *roses Glycol Dehydration $2+1+- Kodeo Energ 3O.- 4T(- *rod"0ion Opera0ions 3ompe0en 4earning Mod"le eries&
&eed gas atau wet gas dari manifold dialirkan masuk ke inlet separator ( scrubber ) yang ber&ungsi untuk memisahkan pengotor dan padatan dari gas 3emudian dari pun'ak outlet gas scrubber , wet gas diteruskan mengalir masuk ke glycol contactor melalui bagian bawahnya Wet gas mengalir ke atas di dalam contactor melalui beberapa lapisan tray dengan 7enis bubble cap tray dimulai dari tray yang paling bawah ke tray yang diatasnya Gas umpan atau feed gas dialirkan ke dalam contactor s'ara counter flow (!erlawanan arah) terhadap aliran dari 'airan lean glycol yang masuk ke dalam contactor dari bagian atas dan di bawah mist eliminator Glikol bersi&at sangat higroskopis sehingga glikol akan menyerap kandungan air yang terdapat dalam feed gas Sewaktu gas keatas
13
mengadakan kontak dengan lean glycol pada setiap tray, sehingga akan lebih banyak uap air yang diserap oleh glycol yang turun ke bawah dari setiap tray Selan7utnya glikol yang telah menyerap kandungan air tersebut atau disebut rich glycol mengalir dari contactor melalui liquid level control valve dan menu7u ke kolom regenerasi atau regenerator Sedangkan gas yang telah diserap kandungan airnya akan keluar di bagian atas contactor dengan melalui mist eliminator dan biasanya sudah memenuhi spesi&ikasi dari kandungan air yang ditentukan Glycol Contactor atau adsorber dapat berisi tray, random packing , ataupun structured packing Dry gas yang keluar dari contactor dialirkan melalui sebuah glycol gas heat e)changer dengan tu7uan untuk mendinginkan lean glycol yang akan masuk ke tower agar dapat menaikkan kapasitas absorpsinya 3emudian dry gas akan meninggalkan unit pendehidrasian ke sistem transmisi atau pen7ualan gas 'ich glycol dialirkan menu7u heat e)changer coil di bagian atas reboiler yang disebut Still 1ertukaran panas menghasilkan reflu) untuk pemisahan air dari glikol di bagian atas still dan 7uga memanaskan rich glycol 1ada beberapa instalasi, rich glycol dari contactor dialirkan menu7u flash tank terlebih dahulu Hal ini bertu7uan untuk memisahkan hidrokarbon yang mungkin ikut terserap pada saat berada di contactor Selan7utnya, glikol menu7u ke still dengan melalui filter dan heat e)changer terlebih dahulu, perpindahan panas dilakukan dengan glycol yang telah diregenerasi atau lean glycol *eat e)changer seperti ini biasanya disebut dengan Cross
14
!)changer 3emudian rich glycol tersebut dialirkan melalui packed section di dalam still menu7u reboiler , dimana rich glycol dipanaskan pada temperature tinggi pada tekanan sekitar tekanan atmos&er 1ada temperatur tinggi, glikol kehilangan kemampuannya untuk menahan air, maka air akan menguap dan keluar melalui bagian atas still Glikol yang telah diregenerasi mengalir menu7u surge tank dan selan7utnya akan melalui cross e)changer Setelah keluar dari cross e)changer , glikol dipompa menu7u ke contactor kembali Sebelum masuk ke contactor , glikol akan melalui heat e)changer dan bertukar panas dengan dry gas yang keluar dari contactor
2.4
Komponen5Komponen is0em ir!"lasi Gli!ol
5alam sistem sirkulasi glikol pada dehydration unit diperlukan peralatanperalatan antara lain " 1; &ungsi (nlet Separator
!quipment pertama yang dilewati gas dalam proses glycol dehydration adalah inlet separator Separator ini terdapat di bagian bawah contactor 1ermukaan 'airan di dalam scrubber dikontrol sehingga dapat dihindari ter7adinya carry over 'airan ke aliran gas 5ilengkapi dengan de&lektor yang dipasang mengarah ke dasar scrubber bertu7uan untuk mengarahkan wet gas yang masuk ke dasar scrubber ,
sehingga air
serta
hidrokarbon
berat
tertinggal dan
terakumulasi di dasar scrubber
15
melebihi batas yang telah ditentukan, maka alarm akan berbunyi atau akan ter7adi shutdown se'ara otomatis Selain le:el, tekanan di srubber 7uga dikontrol tidak melebihi batas tekanan maksimum yang dinyatakan sebagai set point dari pressure safety valve @ni ditandai dengan alarm yang dihubungkan dengan valve yang beker7a se'ara on atau off %ungsinya alat ini adalah untuk memisahkan liquid kondensat ataupun padatanpadatan yang mungkin terkandung di dalam gas
Contactor atau +bsorber Contactor adalah sebuah vessel yang di dalamnya ter7adi perpindahan massa air dari gas ke glikol Contactor ini terdiri dari beberapa peralatan, diantaranya adalah inlet lean glycol, inlet wet gas, outlet gas kering, outlet rich glycol, bubble cap tray, downcomer, weir atau dam
16
paling umum digunakan dalam aplikasi ini adalah 7enis bubble cap tray ray ini dipasang se'ara hori$ontal di dalam contactor
17
Selain structured
packing ,
random packing 7uga
dapat
digunakan pada contactor dengan &ungsi yang sama yaitu memberikan luas area yang besar terhadap proses perpindahan massa
3; 'eboiler
Glycol reboiler diran'ang untuk mendidihkan rich glycol sampai suhu 00 6% 5imana pada suhu ini air menguap sedangkan glycol masih belum menguap Suhu reboiler berpengaruh terhadap keberhasilan untuk mendapat kembali glycol yang daya serapnya menurun karena telah ber'ampur dengan air !ila suhunya diatas 00 6%, glycol akan terdekomposisi menghasilkan asam yang bersi&at korosi&, terbentuk kerak pada tube heater sehingga mengganggu proses heat transfer dan 7uga
menyebabkan
ter7adinya
pembusahan
(foaming )
yang
menyebabkan glycol losses Sedangkan pada suhu yang rendah maka glycol tidak terpisah dari air 3arena terpisahnya glikol dari air tergantung pada suhu, maka suhu reboiler dikontrol oleh 9@C (emperature (ndicator Controller ) yang akan meneruskan ke 9CF (emperature Control $alve) untuk mengatur bahan bakar gas ke heater, 7uga temperature transmitter yang meneruskan hasil pengukuran ke kontrol panel Selain suhu, maka le:el 'airan 7uga dikontrol ?pabila high.high level maka ECF ( /evel Control $alve) akan menutup, apabila low.low level maka otomatis shut down, dan supply fuel gas ke heater menutup 4;
1ompa Sirkulasi Glikol Sirkulasi
glikol
dilakukan
dengan
menggunakan
reciprocating 1ompa tersebut digerakkan dengan "
pompa
18
a;
#otor listrik
b;
9ekanan natural gas
c; 'ich glikol bertekanan tinggi yang keluar dari contactor-
Se'ara umum, pompa yang digunakan digerakkan menggunakan motor pompa 7enis piston 8ntuk pompa listrik 7enis piston ini dioperasikan pada suhu dibawah 44 6C dan tekanan di bawah *.0 bar Namun ada beberapa instalasi yang menggunakan energi dari natural gas ataupun glikol sebagai penggerak pompa yang dikenal dengan 7enis pompa 3imrayD 1ompa 7enis ini dioperasikan pada suhu dibawah .4 6C dan tekanan ker7a dibawah 02, bar Glikol yang keluar dari contactor dengan sedikit kandungan gas bertekanan memiliki energi yang 'ukup tinggi untuk menggerakkan pompa 'ate pompa yang dibutuhkan biasanya tidak terlalu besar #asalah utama dengan pompa glikol adalah adanya kebo'oran glikol sehingga mengganggu ker7a pompa 1ompa 7enis ini dikenal dengan pompa Glyrotor D yang digerakkan pada suhu di bawah 20 6C 5; *eat !)changer
Glikol harus dalam keadaan dingin ketika memasuki contactor dan dipanaskan hingga mendekati titik didihnya dalam proses regenerasi, glikol ini dipanaskan dan didinginkan se'ara berkelan7utan 8ntuk meminimalisir penggunaan energi pada proses regenerasi glikol dengan temperatur tinggi, heat e)changer ditambahkan dalam proses sirkulasi glikol ini *eat e)changer biasanya diletakkan pada lokasi lokasi sebagai berikut " a;
1ada bagian atas still-
19
b;
Cross e)changer antara rich dan lean glikol
c;
Setelah gas keluar dari glikol contactor1ada beberapa kasus, dibutuhkan heat e)changer tambahan
untuk mendinginkan lean glikol sebelum masuk ke contactor dengan menggunakan udara atau gas *eat e)changer ini biasanya dikenal dengan sebutan lean glycol cooler yang dilengkapi dengan kontrol suhu glycol yang masuk ke kontaktor @ni penting, karena temperatur glikol harus berada beberapa dera7at sa7a di atas temperatur gas untuk meningkatkan penyerapan air oleh glikol
9ipe yang kedua adalah tipe coil- 5imana lean glycol sebelum tumpah pada u7ung tray, glikol masuk melalui coil di bagian atas contactor untuk di dinginkan sampai selisih suhu 0 6% dari suhu gas yang masuk 6; &ilter
20
Sangat penting untuk men7aga glikol dalam kondisi semurni mungkin 3arena itulah, filter harus selalu ada pada sistem sirkulasi glikol &ilter ini biasanya merupakan filter partikulat dan filter karbon &ilter partikulat digunakan untuk men7erat padatan dengan ukuran diameter mikrometer 1adatanpadatan ini bisa mun'ul dari korosi yang terdapat pada sistem sirkulasi tersebut &ilter karbon didesain untuk menghilangkan pengotorpengotor terlarut, seperti oli kompresor dan kondensat dari larutan glikol &ilter partikulat biasanya dipasang di bagian rich glikol dan dioperasikan sepan7ang waktu &ilter karbon kebanyakan di bypass, 7ika tidak ada hidrokarbon yang larut dalam glikol 1engotorpengotor yang terdapat pada glikol dapat menyebabkan ter7adinya foaming pada contactor ataupun still 7;
Surge Drum 3arena glikol yang disirkulasikan tidak selalu mengalir pada rate yang sama selama sistem ber7alan, maka dibutuhkan sebuah vessel , atau disebut surge drum untuk men'egah ter7adinya surge pada sistem sirkulasi 'eboiler selalu berisi liquid dengan le:el di atas fire tube Ee:el glikol di contactor atau flash tank 'enderung akan selalu tetap, walaupun mungkin ter7adi sedikit perubahan #aka, dibutuhkan sebuah vessel yang dapat menampung perubahan sementara dari aliran sirkulasi Surge drum biasanya terdapat di bawah reboiler Ee:el glikol pada surge drum sangat penting karena di dalam surge drum ada coil pemanas yang betu7uan meningkatkan kemurnian glikol Ee:el glikol pada surge drum harus berada sekitar 2B4 le:el
21
surge drum lebih rendah dari le:el normal, ini mengindikasikan adanya masalah seperti " a;
?da kehilangan atau loss dari glikol dengan treated gas
b; /oss glikol dengan uap air yang keluar dari still
8;
c;
3ebo'oran pada pipa
d;
9ertumpuk pada salah satu vessel
Strainer Strainer harus selalu dipasang pada upstream dari suction pompa Strainer ini ber&ungsi untuk memastikan bahwa tidak ada partikelpartikel solid yang masuk ke pompa
9; &lash ank
3etika gas dan glikol berkontak di contactor , kemungkinan akan ada natural gas yang terbawa oleh glikol &lash tank ini bertu7uan untuk memisahkan natural gas dari glikol tersebut 3etika glikol sampai di flash tank , glikol sudah dipanaskan di still dan tekanan di flash tank lebih rendah dari tekanan di contactor 3arena perubahan kondisi tekanan dan temperatur ini, natural gas yang terbawa oleh glikol akan terpisahkan dari glikol Glikol flash tank 7uga dapat didesain sebagai separator tiga &asa untuk membantu memisahkan kondensat yang mungkin terbawa oleh
22
glikol Separator ini 7uga akan meningkatkan 7angka waktu pemakaian filter pada downsiream 10; Piping
Semua peralatan pada sistem sirkulasi glikol ini dihubungkan dengan pipa yang terbuat dari ba7a Glikol adalah liquid yang mudah bo'or 7ika melalui pipa dengan sambungan flense 3arena itu lebih baik menggunakan pipa dengan sambungan las pada sistem ini
2.5
Masala#5Masala# Yang M"ng!in M"n"l
!erikut ini adalah masalahmasalah yang mungkin mun'ul pada sistem dehidrasi glikol 1; &oaming
&oaming adalah masalah yang serius dan paling sering mun'ul ?lasan ter7adinya foaming biasanya susah untuk ditentukan Namun, 7ika glikol tidak di filter se'ara berkelan7utan, pengotorpengotor tertentu dapat men7adi penyebab ter7adinya foaming Salah satu penyebab umum ter7adinya foaming ini adalah adanya kandungan hidrokarbon liquid atau kondensat di dalam glikol #aka, inlet separator diharapkan dapat memisahkan gas dengan kondensat dengan baik sebelum gas masuk ke contactor 2;
3orosi
23
3orosi biasanya disebabkan oleh degradasi produk pada glikol, bisa 7uga disebabkan karena pengotorpengotor yang bersi&at korosi& yang terikut oleh glikol Sehingga sekali lagi sangat penting untuk men7aga kemurnian glikol dalam proses dehidrasi ini 3;
9idak #enemui Dewpoint ?ir ?da beberapa alasan mengapa tidak didapatkan penurunan dewpoint air yang diinginkan Eangkah pertama adalah dengan menge'ek temperatur dewpoint air dengan dewpoint tester Dewpoint air yang tinggi bisa disebabkan oleh "
a;
9emperatur gas inlet lebih tinggi dari desain
b;
9ekanan gas inlet lebih rendah dari desain
c;
3urangnya sirkulasi glikol disebabkan oleh rendahnya rate pompa atau le:el glikol yang rendah pada surge drum, check valve pada suction atau discharge pompa tidak ber&ungsi, atau strainer pada suction tersumbat
d;
3urangnya regenerasi glikol karena temperatur reboiler yang terlalu rendah, kandungan air yang tinggi pada inlet separator membawa air masuk ke contactor , kebo'oran pada cross e)changer dan kekurangan stripping gas
e;
2.6
9er7adinya foaming di contactor
)a!0or5)a!0or Yang Mempengar"#i Kiner/a is0em *ende#idrasian
24
5idalam proses pendehidrasian gas dengan 'airan glikol, terdapat beberapa :ariabel operasional yang sangat mempengaruhi kiner7a sistem pendehidrasian se'ara keseluruhan " 1;
Suhu
2;
9ekanan
3;
3onsentrasi Glycol-
4;
Ea7u ?lir Glycol-
5; Design Contactor-
Suhu adalah salah satu :ariabel opersional yang merupakan kun'i dari keberhasilan proses Suhu operasional yang perlu diperhatikan di lapangan adalah " a;
Suhu (nlet Gas 3e 5alam Contactor 1ada tekanan yang konstan, kenaikan suhu akan menaikkan kadar kandungan uap air di dalam gas, akibatnya akan membutuhkan glycol yang lebih besar karena kandungan uap air yang harus diserap semakin tinggi 8ntuk di A% sendiri, suhu inlet contactor ;0 6%
b;
Suhu /ean Glycol Suhu lean glycol yang masuk ke contactor dian7urkan hanya beberapa sa7a diatas suhu gas, yaitu sampai 0 6% 3arena apabila suhu lean glycol terlalu panas maka akan mengurangi kemampuan absorpsinya terhadap moisture yang ada dalam gas 9etapi apabila terlalu dingin dibawah suhu inlet gas, maka akan menyebabkan kondensasi &raksi HC di dalam contactor dan menyebabkan foaming
c;
Suhu 'eboiler-
25
Suhu reboiler ini akan mengatur konsentrasi air di dalam glycol yang dimurnikan 1ada tekanan yang konstan, kenaikan suhu reboiler ini akan menaikkan kemurnian glycol Namun ada batasan suhu reboiler tidak boleh melebihi suhu dekomposisinya Suhu reboiler yang digunakan pada A% adalah sebesar 4 6% 9ekanan adalah salah satu :ariabel opersional yang merupakan kun'i dari keberhasilan proses 9ekanan operasional yang perlu diperhatikan di lapangan adalah " a;
9ekanan Contactor 9ekanan
alir
pada
contactor dian7urkan
setinggi
yang
dimungkinkan oleh proses, karena " 1;
1roses dehidrasi sangat e&ekti& pada kondisi tekanan alir yang lebih tinggi
2;
9ekanan yang lebih tinggi untuk flowrate gas yang sama dapat menggunakan ukuran contactor yang lebih ke'il
b;
9ekanan ?lir 'eboiler !ila tekanan alir di reboiler berada atau beker7a diatas atmos&erik akan dapat
menurunkan
atau
mengurangi
konsentrasi glycol yang
dimurnikan Fariabel yang ketiga adalah konsentrasi glycol- Semakin tinggi konsentrasi lean glycol maka akan semakin tinggi kemampuan serapan uap air 3emurnian konsentrasi glikol ini ditentukan oleh suhu reboiler, namun suhu reboiler ini dibatasi oleh suhu dekomposisi glikol dan kehilangan glikol akibat penguapan 9/G masih dapat stabil sampai dengan suhu 00
26
6%, tetapi setiap perusahaan glikol memiliki spesi&ikasi tersendiri Sehingga suhu reboiler untuk 9/G saat ini diatur sekitar 4 6%
Fariabel yang keempat adalah la7u sirkulasi glikol Ea7u alir yang berlebihan, maka akan memberikan overloading pada reboiler , sehingga regenerasi men7adi tidak e&&ekti& Circulating rate yang biasanya dipakai di industri adalah sebesar 2 gallon glycol B lbs H2 9etapi di 19 1ertamina Hulu /nergi I# Gly'ol Aate yang digunakan adalah sebesar gallon glycol B lbs H2 Fariabel yang kelima adalah 7umlah structured packing, terdiri atas susunan corrugated steel , dimana glikol mengalir ke bawah dalam bentuk lapisan tipis Gas mengalir ke atas melewati structured packing dan berkontak dengan luas area yang besar dari glikol Hal ini memberikan e&isiensi perpindahan massa yang sangat baik Semakin banyak 7umlah layer structured packing maka semakin e&ekti& penyerapan glikol terhadap moisture pada wet gas
2.7
Me0ode *enen0"an Moisture (alam Wet Gas
5idalam suatu gas terdapat suatu komponen yang tidak diinginkan, yaitu uap air (moisture) 3arena adanya air ini akan menyebabkan berbagai masalah, seperti masalah terbentuknya gas hydrate, masalah terbentuknya slug , serta gas tersebut akan bersi&at korosi& 7ika air ini bereaksi dengan komponen non hidrokarbon dalam gas tersbut leh karena itu, komponen air dalam gas ini harus dihilangkan atau dikurangi 3andungan uap air
27
dalam setiap aliran gas itu berbedabeda leh karena itu besarnya uap air dalam gas tersebut harus ditentukan, baik dengan menggunakan alat chandler ataupun alat Gaste' GF00 8ntuk menentukan 7umlah uap air dalam suatu gas, maka harus diketahui tekanan gas tersebut yang ada dalam alat chandler dan temperatur dew point gas tersebut !erikut ini adalah persamaan yang digunakan untuk menghitung moisture dalam wet gas " I J
A
+ !
P
(2) 3eterangan "
2.8
I
J Water vapor content , lb B ##SC%
1
J otal pressure, 1sia
?K
J + constant proportional to the vapor pressure of water
!K
J + constant depending on temperature and gas composition
Me0ode *er#i0"ngan Glycol Rate
8ntuk menentukan besar glycol rate yang dibutuhkan dalam suatu operasi dehidrasi gas, maka harus diketahui terlebih dahulu moisture dari wet gas baik sebelum masuk kedalam contactor maupun sesudah masuk kedalam contactor- 1erhitungan glycol rate ini sangat penting agar spesi&ikasi gas yang di7ual nantinya sesuai dengan keinginan konsumen Selain itu 7uga diperlukan datadata tambahan untuk melakukan perhitungan glycol rate ini, antara lain " flowrate feed gas, 7umlah layer structured packing dalam contactor dan konsentrasi lean glycol !erikut ini adalah persamaanpersamaan yang biasa digunakan untuk menghitung glycol rate pada suatu operasi dehidrasi gas "
28
1;
J 0,2 L
2; #enghitung %raksi #ol ?ir 5alam /ean Glycol −
18 Mo
J
(24)
(
100− C 18
)( ) +
C 150
3; #enghitung +ctivity Coefficient (ˠ )
5ilakukan dengan 'ara memplot kemurnian lean glyco pada gra&ik Weight Percent !G in !G $ersus Water System (1ada Eampiran)
4; #enghitung 8ap ?ir 5alam Gas 3ondisi !quilibrium (seimbang) Ie
J (ˠ ) (Iin) (Mo)(2)
5; #enghitung Auas 3iri !
J
A N+1− W in A N+1− W
out
(2) ? N +
J (F N+) (Iin Iout)(2*)
6; #enghitung %aktor ?bsorpsi, ? 5ilakukan dengan 'ara memplot nilai ! pada gra&ik ? :ersus ! (1ada Eampiran) 9arik harga ! ke kanan sehingga memotong garis N teoritis
7; #enghitung 3esetimbangan ?ir 5alam Sistem 9/G - H 2, 3 3
J (0,00002) (ˠ ) (Iin)(2)
29
8; #enghitung &lowrate &eed Gas 5alam Satuan lb mol B menit, ##s'& " 2*4* lb mol MMscf J F NJ Hai
1 Hai 1440 Meni"
2636 #b $%# 1 MMscf
(2;)
9; #enghitung &lowrate /ean 9/G Oang 5ibutuhkan, Eo E0
J (?) (3) ()(2.)
