Fungsi Utama AHU Alat-alat Pada AHU

42

BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN

5.1 Fungsi Utama AHU

Unit ARHDM atau AHU dirancang untuk melakukan treatment atmospheric residue AR guna menurunkan kandungan metal Ni V dan carbon residu MCR yang terdapat di dalamnya sehingga diperoleh produk demetallized atmospheric residue DMAR yang memenuhi spesifikasi sebagai umpan unit RCC. Tingginya kandungan metal dalam DMAR dapat meracuni catalyst RCC, sedangkan tingginya kandungan MCR akan meningkatkan beban panas regenerator unit RCC. Unit ARHDM atau AHU terdiri dari 2 train reaktor yang masing – masing dioperasikan secara terpisah dengan satu train fraksinator yang dioperasikan untuk kedua train reaktor yang ada. Kapasitas masing – masing train reaktor unit ARHDM adalah 29 MBSD dan total kapasitas 58 MBSD atau 384 m 3 jam 360 Tjam. Tabel 5.1 Spesifikasi Impurities pada Feed dan Output AHU Pengotor impurities Feed output CDU DMAR output AHU Metal content Nikel Max 39 ppm Max 18 ppm Vanadium Max 2 ppm Max 2 ppm Ferrum Max 13 ppm - Natrium Max 1 ppm - Sulfur Max 2200 ppm Max 200 ppm MCR Micro Carbon Residue Max 9.1 wt Max 3.5 wt 43

5.2 Proses Pada AHU

Unit AHU terdiri lima seksi yaitu seksi feed, seksi reaksi, seksi pendinginan dan seksi pendinginan produk reaktor, seksi recycle gas dan seksi fraksionasi.

5.2.1 Seksi Feed

Feed unit AHU berupa AR Atmospheric Residue yang diperoleh langsung dari residu keluaran CDU Hot AR dan dari tangki Cold AR, dicampur dan dipanaskan terlebih dahulu sebelum masuk ke unit berikutnya. Selanjutnya, feed yang telah dipanaskan dialirkan melalui filter untuk menyaring padatan pasirsilika, dengan ukuran saringan 25 mikron. Padatan solid dapat menyebabkan deposit pada top katalis direaktor pertama. Padatan yang berukuran lebih besar dari 25 mikron akan tertahan dan terakumulasi pada elemen filter. Apabila pressure drop filter sudah tinggi P1.6 atm, maka harus dilakukan back washing agar kotoran pada filter dapat dibersihkan. Back washing dilakukan dengan mengalirkan sebagian DMAR melalui filter dengan arah berlawanan terhadap feed. Feed yang telah disaring dialirkan kedalam filtered feed surge drum terlebih dahulu untuk menghindari loss suction head pompa yang dapat menimbulkan kavitasi. Jika tekanan kurang dari NPSH Net Positive Suction Head maka diinjeksikan LPJ. Kemudian feed dipompakan menuju furnace sebelum dialirkan secara paralel ke train 12 dan 13. Untuk awal penyalaan ignition furnace digunakan pilot selanjutnya digunakan fuel gas. 44

5.2.2 Seksi Reaksi

Feed yang berasal dari furnace terbagi menjadi dua aliran dan masuk kedalam rekator pada modul 12 atau 13. Masing-masing modul mempunyai tiga reaktor fixed bed reactor dengan spesifikasi yang sama dan disusun paralel. Didalam ketiga reaktor terjadi reaksi hydrotreating yang bersifat eksotermis. Penginjeksian H 2 berguna untuk pengurangan MCR, pengambilan metal dan berfungsi sebagai pengatur suhu apabila temperatur reaktor 2 dan 3 terlalu tinggi. Untuk mengatur temperatur dan kecepatan reaksi menghindari terjadinya run away reaction, sebelum masuk ke reaktor ke 2 dan ke 3 diinjeksikan cold quench recycle gas yang berasal dari cold high pressure separator chps. Effluent yang berasal dari reaktor ketiga dialirkan ke seksi pemisahan produk reaktor.

5.2.3 Seksi Pemisahan Produk Reaktor

Effluent reaktor ketiga didinginkan pertama kali pada feed exchanger dengan memanfaatkan temperatur combined feed reactor sebagai fluida pendingin, sebelum masuk kedalam Hot High Pressure Separator HHPS. Cairan panas keluar dari HHPS dialirkan ke Hot Low Pressure Separator HLPS, sedangkan uap panas yang mengandung H 2 , NH 3 ,H 2 S dan gas hidrokarbon dialirkan menuju Cold High Pressure Separator CHPS setelah didinginkan dengan beberapa HE dan fin fan. Selain itu untuk mencegah terjadinya kebuntuan dan korosi, diinjeksikan kondensat dan larutan polisulfida ke pipa masuk fin 45 fan. Air yang keluar dari CHPS dikirim ke SWS sedangkan minyak yang telah berhasil dipisahkan dialirkan ke Cold Low Pressure Separator CLPS. CLPS mempunyai fungsi yang sama dengan CHPS. Air ada bagian bawah drum dialirkan ke SWS, sour gas keluaran atas dialirkan ke fuel gas treating dan minyaknya dialirkan ke Atmospheric Fractionator 12-C-501 setelah dipanaskan terlebih dahulu dibeberapa HE. Sementara itu cairan panas yang keluar dari HHPS dialirkan menuju HLPS. Pada HLPS, fraksi uap yang masih ikut pada fraksi cair akan dipisahkan kembali. Fraksi uap akan dialirkan ke CLPS sedangkan fraksi cairnya akan dialirkan ke Atmospheric Fractionator 12-C-501.

5.2.4 Seksi Recycle gas

Fraksi gas yang berasal dari CHPS modul 12 dan 13 yang kaya akan hidrogen, sebagian akan masuk kedalam Recycle Gas Compressor 13-K-101 dan Hydrogen Recovery Unit 12-A-501. Hydrogen Recovery Unit HRU merupakan membran yang berfungsi untuk memurnikan hidrogen agar dapat dipakai kembali direaktor dan sebagai media quenching pada reaktor. Sebelum masuk ke HRU, aliran gas dimasukkan kedalam scrubber untuk mengurangi kandungan ammonia sehingga batas maksimum 30 ppm. Prinsip dari scrubber ini adalah pencucian gas memakai air sehingga gas bebas dari ammonia, sedangkan air akan melarutkan ammonia tersebut. 46

5.2.5 Seksi Fraksinasi

Fraksi minyak heavy oil yang berasal dari HLPS dan CLPS difraksinasi didalam kolom atmospheric fractionator yang dibantu dengan superheated steam. Aliran minyak dari HLPS berupa Hot Heavy Oil dimasukkan kedalam tray 33, sedangkan minyak dari CLPS berupa Cold Heavy Oil dimasukkan kedalam masuk pada tray 28. Overhead vapor berupa steam dan hidrokarbon akan dikondensasi oleh overhead air cooler finfan 12-E-505, kemudian dialirkan ke overhead accumulator12-V-505. Vapor berasal dari overhead accumulator dinaikkan tekananya dengan menggunakan off gas compressor 12-K-502 AB pada kompresor stage pertama dan outlet- nya didinginkan menjadi kondensat pada interstage cooler sebelum masuk ke dalam Interstage KO drum 12-V-506 AB. Vapor yang berasal dari Interstage KO drum dikompresi pada kompresor stage kedua. Liquid yang berasal dari overhead accumulator berupa unstabillized naphtha dicampur dengan aliran vapor yang telah dikompresi pada kompresor stage kedua. Campuran aliran ini kemudian didinginkan dengan cooler 12-E-507 sebelum memasuki Sour Gas Separator 12-V-507. Di dalam SGS, terjadi pemisahan antara unstabillized naphtha, sour water, dan off gas. Unstabillized naphtha dipanaskan oleh produk stabillized naphtha, kemudian dialirkan menuju Naphtha Stabillizer 12-C-505 dan dipisahkan dari off gas. Off gas dialirkan menuju fuel gas treating, sedangkan stabillized naphtha 47 didinginkan terlebih dahulu di cooler 12-E-520 sebelum dikirim ke tangki penampungan. Side stream product dari fraksionator beruapa kerosene di ambil dari down stream tray 10 kemudian dimasukkan kedalam kerosene sidecut stripper 12-C-503 dan dipanaskan menggunakan reboiler. Kemudian dikirim ke tangki penyimpanan sebagai campuran blending gas oil. Produk gas oil diambil pada tray 25 masuk ke dalam gas oil stripping 12-C-502 dan di-stripping oleh superheated steam. Sebagian produk akan dikembalikan pada tray 22, sedangkan sebagian lainnya didinginkan pada fin fan cooler 12-E-513 dan kemudian dialirkan menuju unit GO-HTU unit 14 dan sebagian lainnya dikirim ke tangki penampungan. Produk bottom fractionator berupa DMAR sebesar 86 dipompa dan dibagi menjadi dua aliran. Aliran terbanyak digunakan untuk memanaskan feed fractinator dan memanaskan AR yang akan masuk ke Feed Filter. Aliran yang sedikit digunakan untuk memanaskan kerosene stripper reboiler. Kedua aliran ini kemudian di- mixed, selanjutnya sebagian besar DMAR dikirim ke unit RCC dan sisanya dikirim ke tangki penampungan sebesar 10. 48 Tabel 5.2 Produk AHU Produk Kapasitas BPSD C 1 – C 4 170500 Nm 3 jam Naphta 900 Kerosene 2550 Gas Oil 5900 DMAR 50.300 49 Gambar 5.1 Process Flow Diagram AHU 50

5.3 Alat-alat Pada AHU

1. Furnace Dapur Pembakaran

Dalam industri pengolahan minyak bumi maupun industri kimia lainnya sering kali dibutuhkan peralatan untuk memanaskan fluida yang disebut Furnace. Dimana panas yang dihasilkan dari pembakaran fuel akan dipindahkan kepada fluida yang mengalir dalam tube-tube yang ada dalam furnace. Furnace didesain dari struktur bangunan yang berdinding plate baja yang bagian dalamnya dilapisi oleh material tahan api. Panas yang digunakan dalam furnace berasal dari panas pembakaran secara langsung dan juga radiasi-radiasi panas yang dipantulkan kembali ke tube-tube yang ada didalam furnace sehingga akan mengurangi kehilangan panas. Furnace didesain untuk dapat menggunakan fuel gas. Ruang utama di furnace disebut fire box Combution Chumber yang merupakan tempat terjadinya pembakaran fuel agar dapur memberikan panas se-optimal mungkin kepada fluida yang mengalir ke dalam tube, maka perlu diusahakan agar pembakaran yang terjadi bisa berlangsung dengan sempurna. Panas yang dihasilkan dari furnace adalah 500 o C yang dibuang melalui stack. 51 Gambar 5.2 Furnace

2. Kompresor

Kompresor digunakan untuk mengkompresi gas dari tekanan rendah hinggga tekanan tertentu yang lebih tinggi sesuai dengan kebutuhan lawanan dari kompresi yaitu ekspansi. Ekspansi adalah menurunkan tekanan dengan memperbesar volume dari gas tersebut. Kompresor dipakai untu mengalirkan fuida gas dengan tekanan tertentu sesuai dengan kebutuhan operasi. Kompresor pada AHU khususnya untuk make up H 2 cara kerjanya meliki 3 stage, diantaranya:  Stage 1 : 20 - 50 kgcm 2  Stage 2 : 50 - 100 kgcm 2  Stage 3 : 100 - 190 kgcm 2 52 Gambar 5.3 Kompresor

3. Vessel

Vessel adalah suatu alat yang merupakan alat proses dengan bahan berupa fluida cair, gas . Vessel memiliki 2 klasifikasi diantaranya sebagai berikut:  Storage Vessel Tangki Penyimpanan  Processing Vessel Tangki Process Fungsi vessel berdasarkan klasifikasinya adalah penampungan, pemisahan fase, dan ruang untuk mempertemukan dua atau lebih bahan. Tergantung dari keperluan proses, vessel dapat bertekanan atmosferik atau bahkan vakum. Contoh Processing Vessel adalah separator sedangkan contoh storage vessel adalah tangki penyimpanan crude oil atau gas. 53 Gambar 5.4 Vessel

4. Pompa Feed

Pompa adalah suatu alat yang digunakan untuk memindahkan fluida dari suatu tempat ke tempat yang lain dengan cara menaikkan tekanan pada fluida tersebut agar sanggup mencapai tempat yang dituju. Pompa feed jenisnya yaitu pompa sentrifugal multistage 10 stage .Pompa feed digunakan untuk menaikkan tekanan feed dari 4 kgcm2 menjadi 198 kgcm2 untuk memasuki reaktor. 54 Gambar 5.5 Pompa Feed

5. Feed Filter

Feed Filter merupakan salah satu peralatan di unit AHU. Fungsi feed filter yaitu memisahkan partikel-partikel padat dengan ukuran tertentu yang terdapat dalam umpan reaktor. Partikel-partikel tersebut dapat berupa silika, alumina maupun yang berasal dari tangki. Hal ini berguna untuk mencegah penyumbatan pada bed katalis reaktor. 55 Gambar 5.6 Feed Filter

6. Reaktor

Reaktor adalah suatu alat proses tempat dimana terjadinya suatu reaksi berlangsung. Dimana pada unit AHU terdiri dari 3 reaktor pada tiap unit. Reaktor ini berfungsi untuk mengurangi kandungan sulfur, metal vanadium, nikel dan Fe, Na dan MCR Micro Carbon Residue. Sedangkan di unit GO-HTU reaktor berfungsi untuk mengurangi kandungan sulfur, Nitrogen dan oksigen. Reaktor 1 lebih kecil dari reaktor lainnya karena di reaktor 1 diletakkan katalis metal paling banyak sehingga proses treating lebih banyak di reaktor 1. 56 Gambar 5.7 Reaktor

7. Coloumn

Kolom berbentuk sama dengan vessel. Perbedaannya yaitu kolom memiliki tray-tray sedangkan vessel tidak. Kolom berfungsi untuk memisahkan produk berdasarkkan titik didihnya. Contoh kolom di AHU adalah kolom fraksinator yang berfungsi memisahkan DMAR dari Naptha, Kerosin, Gas Oil dan kolom stripper yang berfungsi memisahkan hidrokarbon berat dan hidrokarbon ringan. Kolom stripper diletakkan di sebelah dari kolom fraksinator sehingga setelah pemisahan berdasarkan titik didihnya bahan langsung masuk ke kolom stripper. 57 Gambar 5.8 Kolom Fraksinator dan Kolom Stripper

8. Heat Exchanger

Heat Exchanger adalah alat penukar panas yang cara kerjanya yaitu memanfaatkan panas dari satu fluida untuk memanaskan fluida yang lainnya begitu pula ketika mendinginkan suatu fluida. HE memiliki 2 bagian shell dan tube. Fluida yang memiliki panas yang tinggi dimasukkin ke dalam tube, sedangkan fluida yang memiliki panas lebih rendah dimasukkan ke dalam shell. 58 Gambar 5.9 Heat Exchanger

5.4 Bahan-bahan Kimia Yang Digunakan Pada Unit AHU