lkp - rizqy romadhona ginting
TRANSCRIPT
Proses pencairan gas alam di PT Badak NGL secara umum melalui proses-proses
sebagai berikut :
Gambar 1 Diagram blok pembuatan LNG
1. Plant 1 – CO2 Absorption Unit
Di Plant ini senyawa CO2 dipisahkan dari feed gas dengan memakai absorbent larutan
aMDEA (40% wt) yang terdiri dari gugus utama methyl diethanol amine (35% wt) dan
activated piperazine (5% wt) hingga kadar maksimal 50 ppm dalam sebuah alat yang
disebut CO2 absorber. Kemudian larutan aMDEA yang telah jenuh dengan CO2 akan
diregenerasi kembali dalam Amine regenerator dengan cara stripping, sedangkan gas
CO2 yang terlepas akan dibuang ke atmosfer. Aliran ini kemudian didinginkan
PLANT-1
PLANT-3
PLANT-5
FEED GAS
CO2, H2S
@MDEA
PLANT-2
MOLSIEVE
H2O
Hg
SIAC
C3 Compressor PLA
NT-4
MCR Comp.
LPG & Reinjecti
onC5+
productLNG Product
KOD STORAGE
FUEL GAS
Gambar 2. Diagram Alir Plant-1 CO2 Absorption Unit
menggunakan cooling water di 1E-2 hingga temperaturnya mencapai 36oC. Sweet feed
gas akan keluar di bagian atas kolom 1C-3 untuk kemudian didinginkan di 4E-10 hingga
suhu 18oC sebelum masuk ke Plant-2, sedangkan aMDEA terkondensasi akan keluar
sebagai bottom product 1C-3 untuk menuju amine flash drum (1C-4). Larutan aMDEA
yang keluar dari bagian bawah 1C-2 akan digabungkan dengan bottom product 1C-3 di
amine flash drum (1C-4). Pada unit 1C-4 akan dilakukan penurunan tekanan seketika
hingga mencapai sekitar 6 kg/cm2 g. Kemudian akan dilakukan regenerasi amine di
kolom stripper 1C-5.
2. Plant 2 – Dehydration & Mercury Removal Unit
Setelah dipisahkan dari CO2 di Plant 1, gas alam kemudian akan dialirkan ke Plant 2 yang
merupakan unit dehydration & mercury removal. Plant 2 berfungsi untuk
menghilangkan air dan merkuri yang terbawa dalam feed gas. Air perlu dihilangkan dari
dalam feed gas karena dapat mengkristal dalam operasi pencairan gas alam yang dapat
mencapai suhu -156 oC proses ini terjadi di 2C-2A/B/C. Kondisi ekstrim tersebut
menyebabkan peralatan operasi pencairan sebagian besar terbuat dari alumunium yang
dapat bertahan pada kondisi tersebut. Namun, adanya merkuri dapat merusak peralatan
proses dengan membentuk amalgam dengan alumunium. Oleh karena itu, merkuri juga
harus dihilangkan dari dalam feed gas yang dilakukan di 2C-4. Kadar yang diizinkan
adalah sebesar 0,5 ppm untuk air dan 0,1 ppb untuk merkuri. Gambaran proses pada
Plant 2 dapat dilihat pada Gambar 2.
Gambar 2. Diagram Alir Plant-2 - Dehydration and Mercury Removal Unit
Sebelum masuk ke Plant 2, feed gas dari Plant 1 yang bersuhu 32-35oC didinginkan
melalui 4E-10, dengan menggunakan medium pendingin HP Propane. Feed gas keluaran
4E-10 memiliki tekanan sekitar 41 kg/cm2 g dan suhu 19oC. Aliran feed gas tersebut akan
dialirkan ke 2C-1 untuk memisahkan feed gas dengan kondensat dan air yang terbentuk
akibat pendinginan. Feed gas dari 2C-1 kemudian akan masuk ke kolom 2C-2 A/B/C
untuk di dehidrasi. Kolom 2C-2 berisikan fixed bed molecular sieve sebagai adsorben
utama, alumdum ball sebagai support, serta alumina sebagai penyerap air kondensat
yang terikut. Molecular sieve yang telah dipakai untuk dehidrasi akan jenuh oleh air,
karena itu kolom 2C-2 A/B/C akan diregenerasi secara bergantian.
3. Plant 3 – Fractination Unit
Setelah mengalami pemisahan H2O dan Hg di Plant 2, selanjutnya feed gas akan dialirkan
ke Plant 3 atau biasa disebut dengan Scrub Column & Fraction Unit. Proses penghilangan
hydrocarbon berat dilakukan dengan cara fraksinasi. Skema proses fraksinasi dapat
dilihat pada gambar 3
Gambar 3. Diagram Alir Plant-3 Fractionation Unit
Pemisahan fraksi berat gas alam (C2+) dilakukan pada Scrub Column (3C-1). Feed gas
masuk ke scrub column pada tekanan sekitar 40-41 kg/cm2g dan temperatur -34oC
setelah didinginkan di 4E-12 dan 4E-13, pada temperatur ini C1 akan naik ke bagian atas
kolom 3C-1 sebagai uap dan C2+ akan berbentuk cair dan mengalir ke bagian bawah
kolom 3C-1. Kondensat yang terbentuk akan dikembalikan ke 3C-1 sebagai refluks,
sedangkan gas dari 3C-2 keluar sebagai aliran top product 3C-1. Top product dari 3C-1
memiliki komposisi sekitar 90% C1, tekanan 36 kg/cm2 g, dan temperatur -34oC.
De-ethanizer berfungsi untuk memisahkan etana (C2) dari fraksi-fraksi yang lebih berat
(C3+). De-ethanizer dioperasikan pada tekanan kondensor (3E-5) sebesar 30 kg/cm2 g.
Fluida pendingin pada kondensor adalah LP Propane. Top Product 3C-4 ada dalam fasa
cair memiliki kandungan etana sekitar 70%. Cairan yang terbentuk di 3C-4 sebagian akan
didihkan kembali di 3E-4, dan sebagian akan langsung keluar sebagai bottom product
menuju De-propanizer (3C-6). Uap yang terbentuk di 3E-4 akan dikembalikan ke 3C-4,
sedangkan cairan yang terbentuk di 3E-4 akan digabungkan dengan aliran bottom
product menuju 3C-6.
De-propanizer berfungsi untuk memisahkan propana (C3) dari fraksi-fraksi yang lebih
berat (C4+). Suplai energi pemisahan diberikan oleh De-propanizer Column Reboiler (3E-
6) dengan media pemanas LP Steam. De-propanizer dioperasikan pada tekanan
kondensor (3E-7) sebesar 17 kg/cm2g. Uap yang terbentuk di 3E-7 akan dikembalikan ke
3C-6, sedangkan cairan yang terbentuk di 3E-7 akan digabungkan dengan aliran bottom
product menuju 3C-8.
De-butanizer berfungsi untuk memisahkan butana (C4) dari kondensat (C5+). Suplai energi
pemisahan diberikan oleh De-butanizer Column Reboiler (3E-8) dengan media pemanas
LP Steam. De-butanizer dioperasikan pada tekanan kondensor (3E-9) sebesar 6 kg/cm2g.
Splitter merupakan unit distilasi yang berfungsi untuk memurnikan produk C4 agar sesuai
dengan spesifikasi produk LPG yang diinginkan. Splitter unit hanya terdapat pada train
ABCD karena pada train EFGH kemurnian C4 pada top product dari 3C-8 sudah
memenuhi spesifikasi LPG.
4. Plant 4 – Refrigeration Unit
Sistem refrijerasi di PT. Badak NGL menggunakan 2 jenis refrijeran yaitu propana dan
MCR (Multi Component Refrigerant). Propana digunakan untuk mendinginkan feed gas,
mendinginkan MCR, serta pendinginan pada overhead condensor 3E-2 dan 3E-5. MCR
digunakan untuk mendinginkan dan mencairkan gas alam, serta mendinginkan sebagian
MCR itu sendiri pada main heat exchanger (5E-1).
A. Sistem pendingin propana
Propana cair dari kompresor dan make up propana dikumpulkan di Propane
Accumulator 4C-1. Propana yang telah terevaporasi di 4E-7 dan 4E-10 akan dialirkan ke
Propane Flash Drum (4C-2) untuk memisahkan fasa uap dan cairnya. Uap propana akan
menuju ke 4C-12 untuk selanjutnya diumpankan ke 3rd stage suction pada 4K-1. Cairan
propana dari 4C-2 sebagian diuapkan secara mendadak untuk menjadi media pendingin
feed gas pada 4E-1. Sebagian lain dari cairan propana 4C-2 akan diekspansi ke tekanan
3,1 kg/cm2a sehingga menjadi MP Propane. Aliran tersebut kemudian dialirkan ke Feed
Medium Level Propane Evaporator (4E-12) dan juga dialirkan menuju MCR Medium Level
Propane Evaporator (4E-8). Uap propana dari 4E-8 dan 4E-12 akan dialirkan menuju 4C-3
untuk dipisahkan fasa uap dan cairnya. Uap dari 4C-3 akan masuk ke 2nd stage suction
pada kompresor 4K-1 sedangkan cairannya akan diekspansi ke tekanan 1,1 kg/cm2 a
sehingga menjadi LP Propane. LP Propane akan dialirkan ke Feed Low Level Propane
Evaporator (4E-13), Scrub Column Overhead Condenser (4E-14). Uap propana dari 4E-13
dan 4E-14 akan dialirkan ke Propane Refrigerant Drum (3C-10) untuk kemudian dialirkan
lagi ke propane flash drum (4C-4). Uap dari 4C-4 akan masuk ke 1st stage suction dari 4K-
1. Diagram alir proses dari siklus refrijerasi propan dapat dilihat pada Gambar 4.
Gambar 4. Diagram alir sistem pendinginan propane
B. Sistem pendinginan MCR
Kompresi MCR dilakukan dalam dua tahap yaitu dengan 4K-2 dan 4K-3. Sebelum
dikompresi MCR diakumulasikan di 4C-7, dimana aliran masuk 4C-7 berasal dari uap
hasil pendinginan gas alam di 5E-1 dengan tekanan 3,5 kg/cm2a dan temperatur -40oC.
Uap MCR dari 4C-7 kemudian akan masuk ke suction 4K-2 untuk dikompresi hingga
tekanan 14 kg/cm2a. Kompresi di 4K-2 menyebabkan temperatur MCR naik hingga 71oC,
karena itu untuk mencegah rusaknya material akibat suhu MCR yang terlalu tinggi MCR
didinginkan terlebih dahulu di inter-cooler (4E-5A/B). Aliran keluaran dari 4E-5 A/B
memiliki temperatur 32oC, aliran itu kemudian dikompresi lagi di 4K-3 hingga tekanan 47
kg/cm2a dan temperatur 130oC. MCR kemudian didinginkan dan dikondensasikan hingga
32oC dengan cooling water pada after cooler (4E-6A/B). MCR ini kemudian didinginkan
kembali di MCR High Level Propane Evaporator (4E-7) hingga temperatur 18oC. Setelah
itu berturut-turut MCR didinginkan di MCR Medium Level Propane Evaporator (4E-8) dan
MCR Low Level Propane Evaporator (4E-9) hingga temperaturnya mencapai -34oC. MCR
keluaran 4E-9 yang ada dalam kondisi dua fasa kemudian masuk ke separator (5C-1)
untuk dipisahkan fasa uap dan cairnya. Diagram alir proses dari siklus refrijerasi MCR
dapat dilihat pada Gambar 5.
Gambar 5 Diagram alir sistem pendinginan MCR
5. Plant 5 – Liquefaction Unit
Plant 5 berfungsi untuk mencairkan feed gas dengan cara menurunkan temperatur gas
dari -34 0C sampai mencapai suhu sekitar -156 0C dengan menggunakan Multi
Component Refrigerant (MCR) sebagai pendinginnya. MCR merupakan campuran antara
nitrogen, metana, etana, propana, dan butana dengan komposisi tertentu. Plant 5
berfungsi untuk mencairkan gas alam yang telah didinginkan terlebih dahulu oleh
propane. Alat utama pada Plant ini adalah unit 5E-1 (Main heat Exchanger). Main heat
exchanger merupakan sebuah kolom pendingin yang memiliki 2 bagian, yaitu cold
bundle di bagian atas dan warm bundle di bagian bawah. Feed gas yang berasal dari top
product scrub column masuk ke bagian tube 5E-1 dalam tekanan 36 kg/cm2 g dan
temperatur -34oC bersama dengan ethane/ propane reinjection. MCR yang masuk ke 5C-
1 akan dipisahkan fasa uap dan cairnya. Kedua fasa MCR akan masuk dari bagian bawah
5E-1 dalam tube yang berbeda sebagai media pendingin feed gas. Fasa uap yang
mayoritas terdiri dari nitrogen dan metana akan menuju ke bagian atas 5E-1 (cold
bundle), sedangkan fasa cair yang mayoritas terdiri dari etana dan propana akan menuju
bagian tengah 5E-1 (warm bundle). Secara garis besar, diagram alir Plant 5 dapat dilihat
pada Gambar 6.
Gambar 6 Diagram alir Plant 5
Pada warm bundle, MCR cair akan diekspansi dengan JT valve sehingga menjadi lebih
dingin daripada aliran di bawahnya. MCR cair yang telah diekspansi hingga tekanan 3,5
kg/cm2a dan temperatur -129oC kemudian akan dispray ke tube-tube di bagian bawah
sehingga feed gas, MCR cair, dan MCR uap yang mengalir dalam tube juga akan
terdinginkan. MCR uap yang telah terdinginkan di warm bundle akan terus ke atas
menuju cold bundle. Dalam perjalanan menuju cold bundle, MCR akan didinginkan oleh
spray MCR yang lebih dingin dari atas sehingga ketika mendekati cold bundle, MCR uap
akan mencair. Di cold bundle MCR uap yang sudah mencair akan diekspansi lagi dengan
JT valve hingga temperaturnya sangat dingin (-150oC). Feed gas akan meninggalkan 5E-1
pada tekanan 25 kg/cm2g dan temperatur -149oC. LNG kemudian dialirkan lagi ke dalam
LNG Flash Drum (5C-2) sehingga tekanannya diturunkan dengan valve menjadi sekitar
1,2 kg/cm2a dan temperaturnya menjadi sekitar 156oC.