Laporan LPG.docx

8/12/2019 Laporan LPG.docx

1/7

Laporan Simulasi Pengolahan LPG Recovery

Pendahuluan

LPG (liquified petroleum gas) merupakan unsur hidrokarbon yang berasaldari gas alam. LPG tersebut berfasa gas dan dapat dirubah menjadi cair dengan

menambah tekanan atau menurunkan temperaturnya. Komponen LPG didominasi

olehpropana (C3H8) danbutana (C4H10), tetapi juga mengandung sejumlah kecil

hidrokarbon ringan lain, misalnya etana (C2H6) dan pentana (C5H12).

Kebutuhan LPG di Indonesia semakin meningkat, menurut BPPT

diperkirakan akan meningkat mencapai 9 juta ton pada tahun 2030 yang

didominasi untuk rumah tangga (90%) dan dengan kebutuhan itu masih

diperlukan sumber LPG dari impor sebesar 58%. Produsen LPG dalam negeri

hanya bisa memproduksi sekitar hampir 3 juta ton pada tahun 2013.

Menurut SK Dirjen Minyak dan Gas Bumi tahun 2009 tentang standart

dan mutu bahan bakar jenis LPG yang dipasarkan di dalam negeri, komposisi

produk LPG minimal mengandung campuran propane (C3) dan butane (C4)

sebesar 97%vol dan maksimum 2%vol merupakan campuran pentane (C5) dan

hidrokarbon yang lebih berat.

Rumusan Masalah

1. Menyusun konfigurasi peralatan yang menghasilkan LPG sesuai denganketetapan pemerintah tentang spesifikasi LPG yang boleh dipasarkan.

2.

Menentukan kondisi operasi yang akan dipakai.3. Memilih dan menentukan konfigurasi refrigerantyang digunakan.

Strategi Penyelesaian

1. Penentuan Spesifikasi Produk

Gambar 1. Penentuan Spesifikasi Produk LPG

Studi Literatur

Menetapkan Produk Simulasi

selesai

Mulai
http://id.wikipedia.org/wiki/Propanahttp://id.wikipedia.org/wiki/Butanahttp://id.wikipedia.org/wiki/Butanahttp://id.wikipedia.org/wiki/Propana


2/7

2. Penyelesaian Simulasi Proses.

Gambar 2. Kerangka Simulasi Produksi LPG

Pendekatan Simulasi

Ada beberapa pendekatan yang digunakan dalam simulasi ini, diantaranya yaitu:1. Komposisi pada stream pertama menggunakan komponen HypoteticC6+

dengan asumsi bahwa komponen tersebut mewakili fraksi berat yang ada

di simulasi tersebut. Pada kondisi sebenarnya ada banyak fraksi berat yang

terdapat pada umpan dalam porsesLPG Recovery.

2. Pada heat exchanger precooler menggunakan model weighted dianggapbahwa yang terjadi di dalam peralatan operasi tersebut tidak terjadi

perubahan fasa komponen. Spesifikasi dibuatMin Approachdi sepanjang

HE sebesar 10oC agar di sepanjang HE ada perbedaan temperatur antara

shell dengan tube.3. Sistem refrigerasi 2 tahap karena sistem ini memiliki kebutuhan energi

untuk pengoperasian lebih rendah dibandingkan dengan yang lain.

4. Dalam merancang kolom distilasi de-etanizer dan de-butanizer, pertamakali menggunakan component splitter untuk mengetahui kondisi operasi

yang akan digunakan, setelah didapat kondisi operasi, kita menggunakan

shortcut columnuntuk menentukan jumlah tray aktual dan optimal umpan

masuk. Selanjutnya menggunakan kondisi operasi di atas, kita merancang

kolom de-etanizer dan de-butanizer.

5. Pada shortcut column pertama, diasumsikan bahwa ada sedikit fraksiringan (etane) yang terlarut dalam produk bawah dan ada sedikit fraksi

sesuai

Menyusun Konfigurasi

Peralatan Proses

Menyesuaikan Spesifikasi Produk dengan

hasil literatur

ProdukLPG

Menentukan kondisi operasi

Peralatan Proses

tidak

Mulai

selesai


3/7

berat (propane) yang terikut dalam produk atas. Hal tersebut juga terjadi

padashortcut columnkedua, juga diasumsikan ada sedikit fraksi ringan (n-

butane) yang terlarut dalam produk bawah dan sedikit fraksi berat (n-

pentane) yang terikut dalam produk atas.

Simulasi Proses

PermodelanLPG Recoveryini menggunankan software Hysys sebagai alat

simulator. Secara keseluruhan rangkaian peralatan LPG Recovery seperti

digambarkan pada bawah ini.

Gambar 1. Rangkaian peralatanLPG Recovery

Umpan yang masuk diproses untuk mendapatkan produk LPG yang terdiri

dari propane, i-butane, dan n-butane. Spesifikasi produk ini dipilih berdasarkan

permintaan pasar.

Dalam permodelan ini meliputi beberapa peralatan penting yaitu cooler,

separator, de-etanizer, dan de-butanizer. Hal tersebut dijelaskan secara singkat di

bawah ini.

1. CoolerUmpan yang terdiri dari beberapa komposisi memiliki temperatur dan

tekanan yaitu 50oC dan 30 bar, serta laju alir molarnya sebesar 1000 kmol/jam.

Umpan tersebut didinginkan terlebih dahulu sebelum masuk ke separator(lihat

gambar 3). Umpan tersebut didinginkan awal terlebih dahulu dengan

menggunakan precooler. Selanjutnya umpan didinginkan dengan cooler.

Pendinginan umpan di cooler tersebut menggunakan sistem refrigerasi 2

tahap(lihat gambar 2).


4/7

Gambar 2. Sistem Refrigerasi

2. SeparatorUmpan telah mencapai suhu yang diinginkan, selanjutnya dimasukkan ke

dalam separator. Selanjutnya komponen yang keluar separator didapat produk

atas (stream 6) berupa fraksi ringan (etane, metane, CO2, dan nitrogen) dan

produk bawah (stream7) berupa fraksi berat (propane, i-butane, n-butane, dan

lain-lain). Walaupun ada fraksi ringan yang masih terlarut ke bawah dan fraksi

berat yang terikut ke atas.

Gambar 3. Rangkaian alat Cooler dan Separator

3. De-etanizerPada kolom de-etanizer ini untuk mengambil etane dan metane yang

keluar sebagai produk atas (lihat gambar 3) yang berupa vapour. Kondisi

kolom de-etanizer ini diatur untuk bekerja pada tekanan tinggi, yaitu sekitar

23,69-23,90 bar dan memiliki 24 tray, serta kondenser diatur refluk total

sehingga produk atas berupa vapour. Umpan(stream 9) dimasukkan ke dalam

kolom de-etanizer ini melalui tray ke 6. Sisa dari komponen yang terbentuk

menjadi produk bawah (stream 11) yang nantinya dialirkan ke de-butanizer.

Produk atas (stream 10) akan di-recyclekembali keprecooler1 bersama-sama


5/7

dengan produk atas separator(stream6), untuk dimanfaatkan panas yang masih

ada dalam komponen tersebut.

Gambar 4. De-etanizer

4. De-butanizerKolom de-butanizer ini untuk mengambil fraksi ringan yang ada mulai

dari n-butane ke atas(i-butane dan propane) yang diambil sebagai produk LPG

(lihat gambar 4). Kondisi kolom de-etanizer ini diatur untuk bekerja pada

tekanan tinggi, yaitu sekitar 13,20-13,47 bar dan memiliki 34 tray, serta

kondenser diatur total condensed sehingga produk diambil dalam bentuk

liquid. Umpan (stream11) dimasukkan ke dalam kolom de-butanizer melalui

tray ke 16. Sisa dari komponen yang terbentuk menjadi produk bawah (stream

14).

Gambar 5. De-butanizer

Hasil dan Pembahasan

Umpan yang memiliki kondisi temperatur dan tekanan yaitu 50oC dan 30

bar, serta laju alir molarnya sebesar 1000 kmol/jam masih dianggap berupa fasa

vapour. Sehingga perlu didinginkan terlebih dahulu sebelum masuk ke dalam

separator, hal ini karena untuk memudahkan pemisahan fraksi ringan (ethane,

methane, karbondioksida, dan nitrogen) dengan fraksi beratnya (propane, i-

butane, n-butane, pentane, dan C6+). Pendinginan umpan tersebut dengan cara

dimasukkan ke dalamprecooler1 danprecooler2 sebelum masuk ke dalam cooler

hal ini bertujuan untuk memanfaatkan suhu yang masih terdapat pada stream 6,7,

10 dan juga untuk mengurangi beban panas yang akan diambil oleh cooler.

Pendinginan di cooler menggunakan sistem Refrigerasi 2 tahap ( yang akan


6/7

dijelaskan secara terpisah). Pendinginan awal dengan precooler 1 dan 2 dinilai

efektif karena mampu mendinginkan suhu umpan 50oC menjadi 11,76oC pada

stream3 dan 1,677oC padastream4.Precooler yang digunakan adalah HE jenis

sheel and tubesehingga aliran akan mengalami penurunan tekanan di dalam tubesebesar 0,25 pada masing-masing aliran. Berikut ini profil temperatur dengan

aliran panas padaprecooler 1 dan 2

(a) (b)

Grafik 1. Profil Temperatur dengan Aliran Panas

(a)precooler 1, (b)precoocler 2

Dari grafik di atas menunjukkan bahwa antara tube dan shell masih

terdapat perbedaan temperatur pada berbagai laju aliran panas, sehingga

pemilihan asumsi spesifikasiMin Approach 10oC benar, dan tidak akan membuat

crossing temperature.

Pada cooler suhu keluaran diatur menjadi -31oC danpressure dropsebesar

0,25bar didapat tekanan sebesar 29,25 bar, sehingga pada suhu dan tekanan

tersebut diharapkan terbentuk fasa liquid dan fasa vapour. Ada dua cara untuk

mengubah fasa dari vapour menjadi liquid yaitu dengan menaikkan tekanan

ataupun menurunkan temperatur. Penurunan temperatur dilakukan karena itu

pilihan yang memungkinkan dengan pertimbangan bahwa tekanan tersebut sudah

tinggi, sehingga perlu dilakukan cara lain. Dengan terbentuknya fasa liquid dan

fasa vapourmaka akan memudahkan dalam memisahkan fraksi ringan dan fraksi

berat pada separator, sehingga akan meringankan beban kerja separator.Dengan

tekanan dan temperatur tersebut lebih banyak fraksi berat yang berubah fasa

menjadi liquid. Hal ini sesuai dengan grafik dibawah ini.

Grafik 2. Profil Temperatur dengan Vapour Fractiondistream5 pada 29,25 bar


7/7

Selanjutnya umpan masuk ke dalam separator untuk dipisahkan antara

fraksi ringan(etane, metane, CO2, dan nitrogen) dan fraksi berat (propane, i-

butane, n-butane, dan lain-lain). Pemisahan ini bertujuan untuk menghilangkan

sebagian besar fraksi ringan yang terdapat dalam umpan, sehingga akanmengurangi beban pemisahan pada kolom fraksinasi. Fraksi ringan keluar sebagai

produk atas yang akan digunakan untuk pendinginan awal pada precooler 1 dan

fraksi berat keluar sebagai produk bawah yang selanjutnya akan digunakan

sebagai pendinginan awal padaprecooler 2.

????

Sistem Refregerasi

Penutup

Daftar Pustaka

Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi. 2013. Outlook Energi Indonesia

2013. Jakarta.

Surat Keputusan Direktur Jendral Minyak dan Gas Bumi Nomor:

25625.K/10/DJM.T/2009 tentang Standart dan Mutu (Spesifikasi) Bahan

Bakar Gas Jenis Liquefied Petroleum Gas (LPG) Yang Dipasarkan Di

Dalam Negeri.

Laporan LPG.docx

Documents

Transcript of Laporan LPG.docx