Feed Treating di Pusri-IV

Postingan kali ini aku akan bahas mengenai proses Feed Treating di Pusri-IV , cekidot :)

PT. Pusri menggunakan proses Kellog Design dalam proses pembuatan ammonia. Tidak hanya menghasilkan ammonia, unit ini juga menghasilkan CO2 yang dibutuhkan pada pembuatan urea. Pabrik ammonia umumnya terdiri dari enam tahap antara lain:
1.      Unit feed treating (pengolahan gas umpan)
2.      Unit produksi gas sintesa
3.      Unit pemurnian gas sintesa (purifikasi)
4.      Unit sintesa ammonia
5.      Pendinginan dan Pemurnian produk
6.      PGRU (purge gas recovery unit)
2.2.1.1  Feed Treating Unit
Gas alam (feed gas) memiliki temperatur 21°C dan tekanan kurang lebih 28,8 kg/cm2 dibagi menjadi 2 aliran, yaitu untuk bahan bakar dan produksi ammonia. Gas alam yang diterima dari Pertamina masih mengandung unsur-unsur yang tidak diinginkan seperti partikel padat, sulfur anorganik, hidrokarbon fraksi berat, CO2, H2O dan sulfur organik. Untuk menghilangkan kandungan-kandungan yang tidak diinginkan didalam gas alam tersebut, maka dilewatkan kedalam beberapa proses.
a.         Penyaringan (pemisahan partikel padat)
Pemisahan partikel padat dilakukan secara fisik dengan mengalirkan gas melalui filter separator yang didalamnya terdapat enam filter cartridge yang dapat diganti dan kawat saringan (wire mesh extractor), sehingga dapat menyaring kotoran padat/debu (solid particle) dan cairan (liquid droplet) yang lolos dari gas metering station.

b.       Pemisahan senyawa belerang anorganik
Pada Pusri-IV, pengikatan sulfur yang terkandung di dalam gas alam dalam bentuk H2S menggunakan katalis ZnO (unycat) yang bersifat kering yang bertujuan untuk proses desulfurisasi ammonia. Feed gas tidak perlu dipanaskan sebelum masuk desulfunizer karena temperatur pada reaksi desulfurisasi anorganik adalah 20°C. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut :
ZnO + H2S                                  ZnS + H2O ........................................ (1)
Senyawa sulfur anorganik harus dihilangkan dari natural gas karena :
a.          Dapat mereduksi inhibitor pada sistem benfield
b.         Akan terbawa oleh gas CO2 dan akan merusak compressor CO2 di urea
c.          Akan meracuni katalisator di primary reformer, secondary reformer, LTS, metanator dan ammonia converter
Oleh karena itu, kadar sulfur yang keluar dari unit ini lebih kecil dari 1 ppm.

c.          Pemisahan air (Dehidrasi)
Proses pendinginan dilakukan untuk menghilangkan hidrokarbon berat dari gas alam hingga temperatur -18°C dengan menggunakan chiller. Oleh sebab itu, gas alam tersebut harus bebas dari uap air agar tidak terjadi pembekuan pada chiller dan sistem pemipaan yang mengakibatkan terjadinya penyumbatan. Untuk menyerap uap air digunakan Try Etilene Glycol (TEG) di dalam Absorber. Gas alam masuk melalui bottom absorber melewati mikro scrubber untuk memisahkan cairan pada gas. Pada bagian atas absorber dilengkapi mist eliminator untuk mencegah larutan TEG terbawa aliran gas keluar dari puncak absorber. Kemudian gas alam dialirkan melalui Knock Out (K.O) drum, sehingga gas alam yang dikirim ke unit pemisahan hidokarbon berat bebas air dan glikol.
Lean glycol masuk dari atas absorber dan kontak secara berlawanan arah dengan gas masuk. Glikol jenuh keluar dari bottom absorber dan dialirkan ke regenerator, air dipisahkan dengan pemanasan pada temperatur 204°C di reboiler dan bantuan stripping gas  yang bertekanan 0,1 - 0,15 kg/cm2, dimana uap air yang terpisah dibuang ke atmosfir.

d.         Pemisahan hidrokarbon berat (heavy hydrocarbon)
Hidrokarbon berat (HHC) harus dipisahkan dari gas karena dapat menyebabkan foaming dan carry over di absorber serta dapat menutupi pori - pori katalis. Hidrokarbon berat dipisahkan dengan cara menurunkan suhu gas sampai
-18°C di chiller dengan menggunakan ammonia.
Gas umpan dari sistem pemisahan air dibagi dua arah. Aliran pertama menuju shell side feed gas exchanger, dimana gas bertukar panas dengan flashed gas sedangkan gas bertukar panas dengan hidrokarbon berat cair di aliran kedua yaitu tube side feed gas exchanger. Hidrokarbon berat berbentuk gas dipakai sebagai fuel gas tambahan sedangkan yang masih tetap cair dikirim ke burning pit.
e.          Penyerapan gas karbondioksida (feed gas CO2 removal)
Gas karbondioksida harus hilang dari gas umpan untuk mengurangi beban proses desulfunasi kedua, unit persiapan bahan baku gas sintesa dan unit permurnian gas sintesis. Pada unit ini, kandungan CO2 dalam gas diturunkan sampai sekitar 0,5% yang bertujuan untuk mencegah terjadinya metanasi pada desulfurizer dimana katalis cobalt molybdenum (CoMo) dapat merubah CO2 dan H2 menjadi metana dengan reaksi sebagai berikut :
CO + 3H2            à        CH4 + H2O      ΔH0       = - 285,8 kj/mol ........  (2)
CO2 + 4H2               à        CH4 + 2H2O    ΔH0       = - 252,5 kj/mol ........  (3)
Selain itu, penyerapan CO2 menggunakan larutan benfield (K2CO3), dimana larutan benfield merupakan larutan yang mengandung K2CO3 yang dapat menyerap CO2 dengan tambahan zat aditif yang menaikkan laju penyerapan (Diethanol amine-DEA), mencegah korosi (V2O5), dan mencegah terjadinya foaming (UCON 500 HB).
 Gas umpan mengalir dari bawah absorber kemudian kontak secara berlawanan arah dengan larutan benfield dari atas absorber, kemudian gas CO2 akan terserap oleh larutan benfield. Secara keseluruhan, reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut:
K2CO3 + H2O + CO2       à         2KHCO3 .......................................... (4)
Gas bebas CO2 keluar dari atas absorber didinginkan di tube side exchanger dan pada shell side. Setelah condensate dipisahkan di absorber knock out (KO) drum, gas dialirkan sebagai suction feed gas compressor.
Reaksi yang terjadi di Absorber 201-E adalah :
K2CO3 + H2O + CO2       à        2KHCO3 .......................................... (5)
Reaksi pada absorber dilakukan pada tekanan tinggi dan temperatur rendah
(25 kg/cm2, 93˚C) karena kelarutan gas lebih tinggi pada tekanan tinggi.
Reaksi yang terjadi di stripper 202-E adalah :
2KHCO3                   «      K2CO3 + H2O + CO2 ...................................  (6)
       Reaksi pada stripper dilakukan pada tekanan rendah dan temperatur tinggi (1,43 kg/cm2, 129˚C) karena mempermudah melepas kandungan gas yang terlarut dalam larutan.
b.         Pemisahan senyawa belerang organik
Untuk memisahkan sulfur organik dalam bentuk merkaptan (RSH, RSR), senyawa sulfur tersebut harus diubah terlebih dahulu menjadi sulfur anorganik dengan bantuan injeksi syn-gas (H2) menggunakan katalis CoMo pada bed 1, dimana sulfur organik terdekomposisi dan sulfurnya terhidrogenerasi menjadi H2S. Reaksi yang terjadi adalah:
2RSR + 3H2        à        3RH + RSH + H2S ....................................... (7)
RSH   + H2          à        RH + H2S .....................................................  (8)
       Selanjutnya gas meninggalkan katalis bed 1 (CoMo) dengan sulfur yang berupa H2S mengalir ke bed 2, dimana adanya katalis ZnO. Katalis ZnO dibentuk pelet agar seluruh H2S hilang setelah bereaksi dengan katalis ZnO dan kemudian membentuk ZnS dengan reaksi:
        H2 S+ ZnO          à        ZnS+ H2O ..................................................... (9)
Gas umpan keluar desulfurizer diharapkan mengandung sulfur sekitar 0,1 ppm.

c.          Saturator (penjenuhan gas metan dengan air)
Saturator berfungsi menjernihkan gas proses dengan menggunakan uap air. Design asli pabrik tidak mempunyai saturator, tetapi pada Ammonia Optiomation Project (AOP) alat ini ditambahkan untuk menghemat pemakaian steam di primary reformer. Gas proses yang tadinya kering ketika masuk sekarang menjadi gas proses yang jenuh air sehingga konsumsi steam proses di primary reformer otomatis menurun, dengan memanfaatkan proses kondensat kemudian dipanaskan di convection section yang berlawanan arah dengan aliran gas.

Kalo mau tanya-tanya lebih lengkap dan ada yang belu mengerti, dipersilakan untuk para pembaca comment yaaaaaaaa :*

0 Comments