Proses pencairan gas alam di kilang LNG Badak menggunakan sistem pendingin multi komponen dari APCI. Secara umum, pengolahan LNG adalah sebagai berikut: 1. Bahan baku gas alam dari ladang dilewatkan melalui knock out drum untuk memisahkan kondensat cair sebelum memasuki kilang LNG. 2. Karbon dioksida dipisahkan oleh penyerapan kimia dengan amine proses. 3. Pemisahan air dengan molecular sieve. 4. Propana, Butana, dan kondensat dipisahkan dari feed LNG dalam column fraksinasi. 5. Pendinginan LNG dengan propane refrigeration. 6. Pendinginan tahap akhir dan pencairan LNG dilakukan di Kriogenik Utama pada Heat Exchanger dengan menggunakan komponen pendingin multi sebagai media pendingin.
Diagram Proses LNG
Pengolahan Gas Alam Cair (LNG)
Pengolahan Gas Alam Cair
(LNG)
Proses Pengolahan Gas Alam Cair
Penukar panas (Heat exchanger) merupakan suatu peralatan yang digunakan untuk memindahkan sejumlah energi panas antara dua atau lebih fluida yang berbeda suhunya. Secara umum fluida tersebut dipisah oleh suatu dinding atau sekat sehingga terjadi perpindahan panas secara konveksi dari sisi masing-masing fluida dan konduksi pada dinding. Klasifikasi dari alat penukar kalor tersebut dibedakan menjadi arah aliran, tipe konstruksi, dan proses perpindahan. Berdasarkan arah aliran relatif kedua fluida dibedakan menjadi pararel flow, counter flow, cross flow, dan gabungan dua atau tiga pola aliran tersebut. Heat exchanger berdasar tipe konstruksi dibedakan menjadi tubes, plates, dan extended surface atau compact sedang menurut proses perpindahannya dikelompokkan direct dan indirect contact. Dalam proses pengolahan gas alam cair (Liquid Natural Gas, LNG) Heat exchanger banyak digunakan untuk proses-proses refrigerasi. Proses pendinginan gas alam menjadi gas alam cair (LNG) terdiri dari beberapa tahap.
Berikut adalah proses yang terjadi di PT Badak NGL Bontang. PLANT 1 - GAS PURIFICATION Proses di Plant 1 adalah pemurnian gas dengan pemisahan kandungan CO2 (Carbon Dioksida) dari gas alam. Kandungan CO2 tersebut harus dipisahkan agar tidak mengganggu proses selanjutnya. Pemisahan CO2 dilakukan dengan proses absorbsi larutan Mono Ethanol Amine (MEA), yang sekarang diganti dengan Methyl De Ethanol Amine (MDEA) produksi Ucarsol. Proses ini dapat mengurangi CO2 sampai di bawah 50 ppm dari aliran gas alam. Batas maksimum kandungan CO2 pada proses selanjutnya adalah 50 ppm.
PLANT 2 - GAS DEHYDRATION AND MERCURY REMOVAL Selain CO2, gas alam juga mengandung uap air (H2O) dan Mercury (Hg) yang akan menghambat proses pencairan pada suhu rendah. Pada Plant 2, kandungan H2O dan Hg dipisahkan dari gas alam. Kandungan H2O pada gas alam tersebut akan menjadi padat dan akan menghambat pada proses pendinginan gas alam selanjutnya. Pemisahan kandungan H2O (Gas Dehydration) dilakukan dengan cara absorbsi menggunakan molecullar sieve hingga kandungan H2O maksimum 0,5 ppm. Kandungan mercury (Hg) pada gas alam tersebut jika terkena peralatan yang terbuat dari aluminium akan terbentuk amalgam. Sedangkan tube pada Main Heat Exchanger 5E-1 yang merupakan alat pendingin dan pencairan utama untuk memproduksi LNG adalah terbuat dari aluminium. Pemisahan kandungan Hg (Mercury Removal) dilakukan dengan cara absorbsi senyawa belerang menggunakan molecullar sieve hingga kandungan Hg maksimum 0,1 ppm.
PLANT 3 – FRACTINATION Sebelum gas alam didinginkan dan dicairkan pada Main Heat Exchanger 5E-1 pada suhu yang sangat rendah hingga menjadi LNG, proses pemisahan (fractination) gas alam dari fraksi-fraksi berat (C2, C3, C4,
dst) perlu dilakukan. Proses fraksinasi tersebut dilakukan di Plant 3. Pemisahan gas alam dari fraksi beratnya dilakukan pada Scrub Column 3C-1. Setelah dipisahkan dari fraksi beratnya, gas alam didinginkan terlebih dahulu hingga temperatur sekitar -50°C dan selanjutnya diproses di Plant 5 untuk didinginkan lebih lanjut dan dicairkan. Sedangkan fraksi beratnya dipisahkan lagi sesuai dengan titik didihnya dengan beberapa alat (Deethanizer, Deprophanizer dan Debuthanizer) untuk mendapatkan prophane, buthane dan condensate.
PLANT 4 – REFRIGERATION Selain penurunan tekanan, proses pencairan gas alam dilakukan dengan menggunakan sistem pendingin bertingkat. Bahan pendingin yang digunakan: Propane dan Multi Component Refrigerant (MCR). MCR adalah campuran Nitrogen, Methane, Ethane, Prophane dan Buthane yang digunakan untuk pendinginan akhir dalam proses pembuatanLNG. Plant 4 menyediakan pendingin Prophane dan MCR. Baik prophane maupun MCR sebagai pendingin diperoleh dari hasil sampingan pengolahan LNG. A. Siklus Pendingin Prophane Cairan prophane akan berubah fase menjadi gas prophane setelah temperaturnya naik karena dipakai mendinginkan gas alam maupun MCR. Sesuai dengan kebutuhan pendinginan bertingkat pada proses pengolahan LNG, kondisi cairan prophane yang dipakai pendinginan ada 3 tingkat untuk MCR dan 3 tingkat untuk gas alam. Gas prophane setelah dipakai untuk pendinginan dikompresikan oleh Prophane Recycle Compresor 4K-1 untuk menaikkan tekanannya, kemudian didinginkan oleh air laut, dan selanjutnya dicairkan dengan cara penurunan tekanan. Inti dari proses refrigerasi ini adalah digunakan untuk mendinginkan gas umpan sebelum masuk ke sistem refrigerasi MCR. Kandungan prophane yang digunakan yaitu lebih dari 99%.
B. Siklus Pendingin MCR Cairan MCR berubah fase menjadi gas MCR dengan kenaikan temperatur karena dipakai pendinginan gas alam pada Main Heat Exchanger 5E-1. Gas MCR tersebut dikompresikan secara seri oleh MCR First Stage Compresor 4K-2 dan MCR Second Stage Compressor 4K-3 untuk menaikkan tekanannya. Pendinginan dengan air laut dilakukan pada interstage 4K-2 dan 4K-3 serta pada discharge 4K-3. Dalam proses ini, terjadi kompresi 2 tahap yang bertujuan untuk mendinginkan gas umpan hasil pendinginan refrigerasi prophane, untuk menghasilkan produk LNG pada unit pencairan. Komposisi refrigerasi MCR (dalam persen mol) yaitu :
- NITROGEN : 3% - ETANA : 50%
- METANA : 45% - PROPANA : 2%
PLANT 5 – LIQUEFACTION
Pada Plant 5 dilakukan pendinginan dan pencairan gas alam setelah gas alam mengalami pemurnian dari CO2, pengeringan dari kandungan H2O, pemisahan Hg serta pemisahan dari fraksi beratnya dan pendinginan bertahap oleh prophane. Gas alam menjadi cair setelah keluar dari Main Heat Exchanger 5E-1 dan peralatan lainnya selanjutnya ditransfer ke storage tank.
Proses Refrigerasi Propane pada Plant 4
Propane yang telah dikompresi pada Propane Compressor 4K-1 akan diturunkan temperaturnya dari temperatur superheated menjadi temperatur saturated pada Propane Desuperheater 4E-1 dengan perpindahan panas melalui air laut sebagai fluida pendingin dan kemudian dikondensasi menjadi fase saturated liquid pada Propane Condenser 4E-2. Propane cair mengalir ke Propane Accumulator 4C-1 pada temperatur sekitar 37oC dan tekanan 13.4 kg/cm2. Propane Vent Scrubber 4C-6 dan Propane Vent Condenser 4E-3 dipasang pada bagian atas akumulator untuk meminimalkan losses propane selama proses penghilangan komponen yang tidak dapat dikondensasi pada sistem propane.
