Unit Proses – Kilang

Unit Proses Kilang (Oil Refinery) adalah unit penghasil produk BBM dari mengolah minyak bumi, sebagian lainnya menjadi bahan baku dan produk petrokimia, melalui unit proses tertentu.

Perkembangan teknologi dan katalis terkini memungkinkan untuk memperoleh BBM dari bahan baku lain seperti Kalapa Sawit, Hasil Gasifikasi Batubara, atau lain sebagainya yang akan selalu diuji faktor keekonomian proses dan produknya untuk bisa dan siap bersaing dipasaran.

Sumber Bahan Baku  Crude Oil berasal dari berbagai minyak mentah –  sumur bor minyak bumi dala negeri dan mancanegara – umumnya berbeda beda kandungan fraksi destilat dan komposisi kimianya. Fraksi hydrokarbon (HC) rantai pendek sampai HC rantai panjangnya berbeda disetiap crude,  terasuk impurities / bahan pengotor bawaannya sehingga nilai keekonimian – nilai jual- menjadi berbeda beda.

Bilamana crude asli saat design CDU di suatu kilang mulai tidak tersedia lagi, maka crude (minyak mentah) pengganti mirip sejenis dari sumber crude yang berbeda beda dibuatkan, dicampur (blending) di kilang sendiri agar diperoleh campuran crude oil yang memiliki komposisi fraksi destilat mirip crude saat design semula.

Perbedaan kualitas  kandungan dalam crude oil, diikuti pertumbuhan konsumen (refinery baru), menyebabkan harga crude berbeda dan berubah ubah. Persaingan harga crude, faktor ketersediaan crude dunia makin terbatas. Kondisi demikian menjadi tantangan bisnis crude dunia, dan juga bagi Refinery Nusantara Iagar tetap survive.

Crude mengandung garam ikutan (ex sumur bor dan air garam) dibersihkan di Desalter sebelum asuk ke area unitproses CDU.

Proses Unit di Kilang. Unit Proses Kilang dilengkapi unit primary processing CDU, pemisahkan fraksi hidrokarbon secara destilasi, menghasilkan hydrokarbon fraksi ringan (hydrocarbon rantai pendek) sampai fraksi berat (HC rantai panjang) berdasarkan perbedaan komposisi dari titik didih destilat pada pelat pelat (tray internal kolom), memisahkan fraksi destilasi pada tray tray bertingkat tersebut.

Unit Proses Kilang umumnya dilengkapi berbagai unit proses lanjut. Berikut suatu contoh interkoneksi antar unit proses disuatu Refinery.

CDU (PRIMARY PROCESS) & DOWNSTREAM UNIT

Unit proses lanjut bisa berupa unit pembersihan bahan pengotor garam – pemisahan secara fisis – dari crude oil oleh alat yang disebut desalter di upstream CDU dan unit pembersih lain,  yang membersihkan kandungan kimia pengotor dalam hidrokarbonnya (bau, warna, atau bisa merusak katalis / konstruksi mesin) melalui Unit proses treating dengan bahan kimia tertentu dan atau hydro treating (memerlukan gas hydrogen) dan kadang ada unit perengkahan yang merubah hidrokarbon menjadi lebih bernilai ekonomi tinggi dalam rangkaian peralatan Kilang.

Proses Treating setelah CDU  membersihkan secara proses kimia (chemical treatment) dengan bantuan katalis dan / atau chemical pada kondisi panas dan bertekanan tertentu. Pembersihan kandungan sulfur (Sulfur treating), pemisahan Nitrogen content, bantuan hydrotreating dan merubahan struktur ikatan kimia lain yang memerlu panas dan katalis bahkan ada yang membutuhkan hydrogen bertekanan tinggi untuk proses reaksinya.

Tujuan Proses Treating intinya untuk memperbaiki sifat kimia dan sifat fisika (bau, warna, korosifitas, dll), memperbaiki oktan number bagi fraksi naphtha, atau cetan number bagi fraksi solar dan sebagainya sesuai tujuan penggunaan akhir produk fraksi yang berasal dari minyak bumi tersebut.

Rangkaian peralatan dibuat dengan rancangan dan konfigurasi unit proses sedemikian rupa, untuk menghasilkan produk produknya secara optimal dari bahan baku yang direncakanan.

Rangkaian Unit Proses. Rangkaian unit proses kilang, disesuaikan terhadap jenis & kandungan crude saat design, serta dilengkapi unit berikutnya untuk tujuan memproduksi produk setelahnya yang beda beda  pada setiap refinery. Salah satu contoh, seperti pada flow scheme process diagram diatas.

Berikut beberapa penjelasan unit primer dan sekunder lainnya.

CDU (Crude Distilling Unit) pengolah minyak mentah multi komponen hidrokarbon menjadi fraksi fraksi produk hidrokarbon, via perbedaan titik didih dan titik embun, tanpa chemical treatment yang significant.

Produk CDU, yang dihasilkan berupa gas (C1, C2 dan gas ikutan ringan lainnya), LPG (C3, C4), Light Naphtha dan heavy Naphtha komponen Premium, (Kerosene)  komponen avtur, LGO/HGO komponen Solar,  dan long residue.

Vacum Unit Destilasi – Unit Pengolah Minyak Residue – Secara Destilasi bertekanan rendah (vakum, dibawah tekanan tasmopheric tertentu). Ada kalanya Refinery dilengkapi Unit Destilasi Vacum untuk proses destilasi lanjut long residu. Kondisi vakum agar suhu saat destilasi lebih rendah dari titik rengkah hydrokarbon tersebut.

Produk Komponen Minyak Residu,  dengan destilasi tekanan rendah / vacum – (agar suhu tidak terlalu tinggi – mencegah perengkahan hidrokarbon) – dihasilkan disebut LVGO atau Light Vacum Gas Oil, Heavy Vacum Gas Oil atau HVGO, Short residue / aspalt dll untuk proses lanjut unit lainnya bila masih ekonomis.

Pemilihan Unit dan Peralatan Unit Proses. Semua ditentukan oleh jenis hydrocarbon yang terkandung dalam bahan baku minyak bumi atau type crude oil bahan baku tersebut. Semua crude oil memiliki fraksi kandungan hidrokarbon yang berbeda beda seperti kandungan parafinis, nahthenic, ariomatics berbeda beda tinggi rendah atau jumlah komposisi masing masing dalam crude oil tersebut, serat lengkap dengan impurities ikutan yang berbeda pula untuk penetu proses treating selanjutnya.

Unit Proses Lanjutan (Setelah CDU) – Secondary Processing Unit. Unit berikutnya untuk memperbaiki produk di downstream dari CDU, dipilih alternatif berbagai unit proses yang sesuai type hydrocarbon beserta impuritiesnya dan arah jenis produk yang dikehendaki. Tahap ini bukan lagi secara destilasi karena telah memerlukan perubahan struktur kimia hidrikarbo. Biasanya dinamai Scondary Processing Unit. Pada tahap ini diperlukan bantuan katalis, panas saat konversi, bahan kimia lainnya seperti hidrogen dengan kemurnian tertentu dengan hydrogen Palnt nya atau PSA Unit pemurni H2 atau kombinasi proses fisis dan proses kimia secara bersamaan. Diantaranya FCC/ RFCC / RCC, Hydrocracker Unit / UNICRACKER atau sejenisnya, atau unit Treating sampai ke Unit merubah bentuk hidrokarbon berikutnya seperti unit petrokimia. Semua itu dilakukan pemilihan unit proses untuk ditetapkan, dimulai sejak tahap design pemilihan unit proses awal untuk menetapkan konfigurasi unit proses di refinery.

Pemilihan berdasarkan kandungan jenis crude (Hydrocarbon dan impurities) yang diolah, dipilih unit pretreating crude oils, kemudian jenis unit proses pengolahannya (CDU, dengan atau tanpa HVU) serta unit downstream untuk unit konversi,  perbaikkan produk yang dikehendaki. Semua dipilih berdasarkan keputusan keekonomian produk versus investasi jangka panjang bisnis refinery.

Umumnya Sarana unit proses yang ada dalam suatu refinery antara lain:

  1. Penyaluran Pasok Bahan baku minyak: Pipa dan metering dengan  atau tanpa dermaga kapal untuk pasokkan crude masuk ke crude oil tanks farm dan untuk distribusi penyaluran produknya ke kapal angkut.
  2. Tank Farm crude fasilities, lengkap dengan metering. Tank Farm intermediate produk dan produk akhir beserta pipa dan metering distribusinya.
  3. Sarana Proses: Feed treating berupa blending crude, desalter, CDU atau Crude Distiling Unit, dengan atau tanpa Vacum Destilasi, untuk Memilah fraksi hidrokarbon crude oil  berdasarkan titik didih. Pemilihan berdasarkan type crude dan kebutuhan produk yang akan diutamakan.
  4. Product recovery dan treating  untuk Offgas (untuk bahan bakar Kilang, H2 Plant, Sulfur Plant  dll), Nahtha Recovery, Konversi  dan Treating (dapat berupa Hydrotreating dan Plat forming, Kilang Petrokimia dll), Kerosene recovery dan treating (untuk avtur), Solar, IDO dan HDO, IDF dll.
  5. Unit Proses untuk Heavy oil dan Recovery Komponen tertentunya, atau Long Residue Unit Convertion dan Unit Treating, diantaranya (RFCC/RCC, Lube Oil Plant / ARHDM / Hydrocracker / Aspalt Plant dll.) disesuaikan dengan crude dan keekonomian yang dipilih saat design awal. Semua pemilihan Jenis unit proses disesuaikan dengan  kebutuhan dan type hidrokarbon dari crude oil serta jenis product yang ingin dihasilkan ditahap design kilang.
  6. Perkembangan Katalis. dewasa ini makin berkembang, “teknologi katalis” yang semakin maju, sehingga unit konvesipun bisa mengalami perubahan “hasil konversi” komposisi produk, seperti mengarahkan optimalisasi salah satu jenis produk dan menekan produk yang tidak dikehendaki, sambil memperbanyak produk tertentu. Perubahan sedemikian besar, tidak dapat mengharuskan perubahan  atau justru mengharuskan modifikasi unit proses di downstreamnya untuk merecovery lebihefektif dan efisien produk utama yang diinginkan.

Khusus unit process konversi – yang menggunakan katalis – biasanya merupakan design dari licensor tertentu. Oleh karena pemilihan setiap unit proses dengan kualitas feed (hidrokarbon) tertentu, menggunakan  katalis akan sangat berpengaruh terhadap hasil akhir komposisi produk, maka awalnya diperlukan pendalaman berupa uji laboratorium, pilot plant untuk penerapan teknologi yang sesuai.   Pekerjaan tersebut dilakukan para process  licencor bekerja sama dengan katalis licensor tertentu. Aplikasi berikutnya tergantung para investor yang menerapkan perdana secara real busnis dan keekonomiannya.

Process Licensor dari suatu Unit Process tertentu dengan masukkan tentang feed dari pemilik crude (pemilik kilang) dan masukkan aspek teknologi katalis vendor  katalis  melakukan riset, merancang unit proses dan mencari / menentukan variable kondisi operasi optimal dengan feed tertentu untuk menghasilkan produk optimal yang dikehendaki. Jika sangat khusus, akan membuat pilot unit khusus dengan rancangan awal untuk guna merencanakan rancangan equipment prosesnya. Berdasarkan hasil tersebut, percaya bahwa dapat dimulai dirancang equipment proses yang layak untuk pembangunan unit proses dalam skala industri.

Design senantiasa diperbaiki berdasarkan aktual data operasi dari unit kilang yang sudah beroperasi lisensi yang mereka miliki. Semakin banyak pengalaman suatu vendor / licencor proses semakin baik kehandalan design unit tersebut.

Para designer peralatan menetapkan design berdasarkan gambar dan spesifikasi dari licencor dan / atau  kontraktor engineering pemesan yang berpengalaman. Kondisi operasi, beserta data pengalaman menjadi acuan design alat dengan kondisi operasi prosesnya, tertu dengan teknis perancangan yang sesuai standard yang diimprove berdasarkan masukan para pengguna (licencor dan konktraktor atau para refiner).

(Kembali Keatas)

Refinery Operation & Training Best Practices