Crude Distillation
Unit (CDU) beroperasi dengan prinsip dasar pemisahan berdasarkan titik didih
komponen penyusunnya. Kolom CDU memproduksi
produk LPG, naphtha, kerosene, dan diesel sebesar 50-60% volume feed, sedangkan produk lainnya sebesar 40-50% volume feed berupa atmospheric residue. Distilasi Atmosferik berfungsi memisahkan minyak mentah (crude oil) atas fraksi-fraksinya berdasarkan perbedaan titik didih masing-masing pada keadaan Atmosferik. Atmospheric residue pada kilang lama, yang tidak memiliki Vacum Distillation Unit/VDU, biasanya hanya dijadikan fuel oil yang value-nya sangat rendah atau dijual ke kilang lain untuk dioleh lebih lanjut di VDU. Sedangkan pada kilang modern, atmospheric residue dikirim sebagai feed Vacuum Distillation Unit atau sebagai feed Residuel Catalytic Cracking (setelah sebagiannya di-treating di Atmospheric Residue Hydro Demetalization unit untuk menghilangkan kandungan metal atmospheric residue).
produk LPG, naphtha, kerosene, dan diesel sebesar 50-60% volume feed, sedangkan produk lainnya sebesar 40-50% volume feed berupa atmospheric residue. Distilasi Atmosferik berfungsi memisahkan minyak mentah (crude oil) atas fraksi-fraksinya berdasarkan perbedaan titik didih masing-masing pada keadaan Atmosferik. Atmospheric residue pada kilang lama, yang tidak memiliki Vacum Distillation Unit/VDU, biasanya hanya dijadikan fuel oil yang value-nya sangat rendah atau dijual ke kilang lain untuk dioleh lebih lanjut di VDU. Sedangkan pada kilang modern, atmospheric residue dikirim sebagai feed Vacuum Distillation Unit atau sebagai feed Residuel Catalytic Cracking (setelah sebagiannya di-treating di Atmospheric Residue Hydro Demetalization unit untuk menghilangkan kandungan metal atmospheric residue).
Umpan dan Produk Crude Distilaion Unit
Jenis umpan CDU dapat berupa ”sour”
crude (impurities tinggi) atau “sweet” crude (impurities rendah) tergantung
dari desainnya. Penggunaan crude non-disain tetap dimungkinkan namun terlebih
dahulu harus dilakukan uji coba pemakaian untuk mengetahui efeknya terhadap
unit-unit dowstream. Adapun UP II dumai mempunyai bahan mentah minyak dari
Sumatera Light Crude dan Duri Light Crude
Tabel
1. Karakteristik Produk Distilasi Atmosferik
Minyak Bumi Mentah
Residu yang diperoleh akan
rusak (terurai) jika terus didistilasi pada tekanan atmosferik dengan
temperatur yang lebih tinggi lagi. Oleh karena itu, residu ini didistilasi lagi
pada tekanan vakum.
Aliran Proses
Crude Distillation Unit (Distilasi Atmosferik)
Minyak mentah umpan masih mengandung kotoran garam dan pasir sehingga perlu
dibersihkan terlebih dahulu karena kehadiran zat-zat ini dapat mempercepat laju
korosi bahan konstruksi unit pengolahan, menyebabkan pengendapan kerak serta
penyumbatan pada peralatan kilang. Pengolahan awal yang dilakukan adalah
desalting atau pemisahan garam. Minyak bumi mentah dipompa dan dipanaskan lalu
dicampur dengan air sebanyak 3-10% volume minyak mentah pada temperatur 90-150 oC.
Garam-garam akan larut dan fasa air dan minyak akan memisah dalam tangki
desalter.
Minyak mentah yang tidak mengandung garam dan padatan tersebut dipanaskan
lagi dengan minyak residu panas lalu heater sebelum diumpankan ke kolom
distilasi atmosferik. Produk atas kolom distilasi utama (gas kilang dan
straight run gasoline) ini umumnya masih perlu distabilkan agar tidak terlalu
banyak mengandung hidrokarbon-hidrokarbon yang sangat mudah menguap seperti
butana di dalam kolom distilasi lain yang disebut kolom stabilisasi. Produk
samping dan bawah yang berupa cairan dilucuti oleh kukus dan diuapkan lagi
untuk menyempitkan rentang titik didihnya. Pelucutan ini diselenggarakan dalam
kolom-kolom pelucut kecil yang disusun setelah kolom distilasi utama.
Peralatan utama:
Crude Distillation Tower (CDU/ T-1), atmospheric
sidestream stripper (T-2) terdiri dari T-2A (kerosin), T-2B (LGO) dan T-2C
(HGO).
Peralatan Pendukung
:
Fraksionasi
akumulator (D-1), KO drum (D-2, D-5 & D-3), heater (H-1 & H-2).
Pada
diagram alir diatas crude oil pada tangki penyimpanan dialirkan dengan
menggunakan pompa ke unit penukar panas E-1 sampai E-7 sehingga temperaturnya
mencapai 210oC dan dialirkan ke tungku pemanas, heater H-1 untuk memanaskannya
sampai dengan temperature 330oC. Kemudian umpan masuk ke kolom
distilasi (T-1) untuk memisahkan crude
oil tersebut berdasarkan fraksi-fraksi titik didihnya. Proses pemisahan ini
dilakukan pada tekanan atmosferik. Produk atas menghasilkan fraksi minyak
teringan berupa gas dan naphtha dan dialirkan melewati penukar
panas E-8 lalu masuk ke tangki akumulator D-2, D-5 dan D-3 untuk memisahkan
gas-gas yang ringan dengan naphtha.
Gas-gas tersebut dibuang ke flare sedangkan
fasa cairnya sebagian dikembalikan ke kolom distilasi dan sebagian lagi diambil
sebagai produk naphtha (Straight Run Naphtha).
Dari
tray 32, dengan menggunakan pompa ditarik side stream yang disebut TPA (Top
Pump Around) yang setelah melalui penukar panas E-1 dan didinginkan dengan
menggunakan pendingin air laut dalam E-10 dan dikembalikan ke puncak menara.
Produk samping dari kolom distilasi tersebut dimasukkan ke kolom stripper, T-2. Fraksi kerosene diambil
dari tray 24 dan mengalir ke stripper T-2A secara gravitasi. LGO (Light Gas
Oil) diambil dari tray 12 dan mengalir ke stripper T-2B secara gravitasi
untuk dihilangkan fraksi ringannya. Sedangkan HGO (Heavy Gas Oil) mengalir ke stripper T-2C. Di kolom ini,
fraksi-fraksi tersebut di-stripping dengan steam
untuk mengambil fraksi-fraksi ringannya sehingga diperoleh kerosin, LGO,
dan HGO. Sebagian dari setiap aliran samping ini dikembalikan ke kolom
distilasi sebagai refluks dan sebagian lagi diambil sebagai produk untuk
komponen blending (pencampuran). Produk bawah (bottom product) berupa long residu (LSWR) sebanyak 56% yang
diumpankan ke dalam Heavy Vacuum Unit( HVU -110 ).
Variabel Proses Crude Distillation Unit
1.
Flash Zone Temperature
Semakin tinggi flash zone temperature maka semakin banyak yield produk yang
dihasilkan, dan sebaliknya semakin sedikit yield bottom CDU. Namun flash zone
temperatue tidak boleh terlalu tinggi karena dapat mengakibatkan terjadinya
thermal decomposition/cracking umpan. Temperature thermal
decomposition/cracking tergantung jenis umpan. Pada umumnya temperature thermal
decomposition/cracking crude adalah sekitar 370oC (UOP menyebutkan
385oC). Flash zone temperature diatur secara tidak langsung, yaitu
dengan mengatur Combined Outlet Temperatur/COT fired heater.
2. Temperature Top Kolom CDU
Temperature top kolom CDU
diatur dengan mengembalikan sebagian naphtha yang telah dikondensasi sebagai
reflux kembali ke top kolom CDU. Jika temperature flash zone dinaikkan, maka
reflux rate harus dinaikkan untuk menjaga temperature top tetap. Temperature
top kolom merupakan salah satu petunjuk endpoint naphtha. Untuk memperoleh
endpoint overhead produk yang lebih rendah maka top temperature harus
diturunkan dengan cara menambah jumlah top reflux.
3. Tekanan Top Kolom CDU
Meskipun tekanan top kolom
tidak pernah divariasikan, namun perubahan kecil pada tekanan top kolom akan
menghasilkan perubahan besar pada temperature pada komposisi umpan yang tetap.
Jika tekanan top kolom tidak dapat dijaga tetap dan operasi CDU hanya
mengandalkan quality control produk hanya berdasarkan pengaturan temperature
tray/temperature draw off, maka komposisi produk akan berubah cukup signifikan.
Pressure swing yang sangat sering akan membuat operasi CDU menjadi tidak
stabil. Untuk menjaga stabilitas tekanan top kolom maka dipasang temperature
controller yang di-cascade dengan flow top reflux.
4. Stripping Steam
Jumlah stripping steam
(superheated) yang dimasukkan ke bottom tiap side cut product stripper
digunakan untuk menghilangkan uap ringan yang terlarut dalam produk, yang akan
menentukan flash point produk. Stripping steam dapat juga dimasukkan ke bagian
bawah/bottom kolom CDU sebagai pengganti reboiler dengan fungsi sama, yaitu
menghilangkan fraksi ringan yang ada dalam produk bottom kolom CDU.
Permasalahan,
Penyebab, dan Troubleshooting yang terjadi di Crude Distillation
Tabel 2.
Permasalahan, Penyebab, dan Troubleshooting yang terjadi di Crude Distilation
Permasalahan
|
Penyebab
|
Trobleshooting
|
Endpoint
produk naphtha tinggi.
|
Adanya fraksi kerosene terikut dalam produk
naphtha.
|
-
Turunkan temperture top kolom CDU dengan menambah jumlah top reflux.
-
Turunkan temperature draw off kerosene dengan tidak sampai mengganggu
spesifikasi produk kerosene.
|
Derajat
pemisahan naphtha-kerosene atau kerosene-diesel rendah.
|
-
Perubahan komposisi umpan.
-
Perubahan temperature flash zone.
-
Perubahan temperature draw off produk.
|
-
Atur temperature flash zone.
-
Atur temperature draw off masing-masing produk.
|
Korosi
pada overhead line kolom CDU.
|
-
Senyawa - senyawa garam tidak terpisahkan dengan sempurna di desalter.
|
-
Evaluasi pemakaian corrosion inhibitor/filming amine.
|
Supply air laut pendingin top kolom CDU
bermasalah/tidak ada supply air laut.
|
-
Pompa supply di unit utilities bermasalah.
|
-
Turunkan feed hingga temperature/ tekanan top kolom tidak terlalu tinggi.
Jika tidak dapat terkontrol, maka unit harus di-shutdown.
|
Pompa feed kavitasi.
|
-
Terikutnya air dari tangki crude oil ke dalam umpan.
|
-
Jika tidak dapat terkontrol, maka unit harus di-shutdown.
|
Fraksi-fraksi yang diperoleh dengan distilasi minyak mentah umumnya
memiliki dua kelemahan yaitu :
a. Distribusi
kuantitas fraksi-fraksi yang diinginkan tidak sesuai dengan kebutuhan pasar.
Contohnya volume total fraksi-fraksi ringan (bensin, nafta, kerosin dan minyak
gas ringan) biasanya lebih kecil daripada volume total campuran minyak gas
atmosferik dan residu, padahal kebutuhan pasar akan bensin dan BBM distilat
jauh lebih besar daripada BBM residu.
b. Kualitas
fraksi-fraksi tersebut sangat rendah dibandingkan dengan kualitas yang
disyaratkan oleh pasar. Contohnya bilangan oktan straight run gasoline yang
diperoleh langsung dari proses distilasi berkisar 67-70, sedangkan bilangan
oktan yang disyaratkan pasar minimal 87 (premium).
DAFTAR PUSTAKA
DAFTAR PUSTAKA
Anonim.
2008. Distilasi.http://wikipedia.com. [15 Maret 2013]
Budhiarto,
Adhi, 2008. Buku Pintar Migas Indonesia.
Junita.
2008. Evaluasi Performance Furnace
Reformer 702 di Hidrogen Plant.
Hani, Ummu. 2008. Evaluasi Kinerja
Kolom Fraksinasi Crude Distillasion Unit (CDU) pada berbagai Operasi Over Kapasitas
dengan Simulasi Hysis.
Putra, Zulfan Adi. 2008. Buku
Pintar Migas Indonesia.
Operating Manual Crude Distillation Unit
PERTAMINA Unit Pengolahan II Dumai.
Komentar
Posting Komentar