kuliah 1 minyak dan gas bumi ths.pdf

TK5035/THS-SBG-ML/TK-FTI-ITB

TEKNOLOGI PENGILANGAN MINYAK BUMI

(TK 5035)

Program Studi Teknik Kimia

FTI – ITB

2012

1


Materi kuliah Komposisi kandungan senyawa minyak bumi

Klasifikasi dan tipe-tipe minyak bumi

Produk-produk yang dapat dihasilkan dari minyak bumi

Proses Pengilangan minyak.bumi (distilasi atm dan vakum)

Proses Pengilangan minyak bumi lanjutan

(perengkahan, reformasi, hidrogenasi, isomerisasi, alkilasi, polimerisasi)

Teknologi minyak pelumas

Teknologi Perlakuan akhir

2

3 sksMata kuliah pilihan


PENDAHULUAN

Penyusun :

Tatang H. Soerawidjaja

Program Studi Teknik Kimia – FTI – ITB

2010


Definisi

Minyak bumi (petroleum) cairan yang tidak saling larut dgn air, terutama terdiri atas campuran senyawa-senyawa hidrokarbon, dan ditemukan di berbagai daerah dalam lapisan kulit bumi.

Gas bumi (natural gas) gas yang tak larut dalam air, berkomponen kunci hidrokarbon-hidrokarbon ringan, dan tak jarang ditemukan bersama dgn minyak bumi.

Hidrokarbon ringan senyawa-senyawa alkana (parafin) dan iso-alkana (iso-parafin) yang bertitik didih normal di bawah temperatur kamar (metan, etan, pro-pan, butan, isobutan).

4


Komponen Minyak Bumi

Minyak bumi : campuran komplekshidrokabon

(C1 – C70+)

Jenis komponen hidrokarbon dlmminyak bumi mencapai ribuan(>50.000)

di samping hidrokarbon terdapat jugagaram2 : NaCl, garam Fe, dan senyawaorgano- : S, N, O, dan logam: V dan Ni

Jumlah Atom

Karbon

Jumlah

Isomer

4 2

8 18

12 455

18 60.523

5


Komposisi contoh-contoh gas bumi dari berbagai lokasi (%-mol)

Negara Lokasi CH4 C2H6 C3H8 C4H10 C5+ CO2 H2S N2 He

Indonesia Kaltim 83,5 5,3 2,9 1,2 0,6 6,4 -- 0,1 --

Indonesia Natuna 28,5 -- -- -- -- 71,0 0,5 -- --

Rusia Siberia 97,8 0,7 0,3 -- -- -- -- 1,2 --

A.S. Texas 65,8 3,8 1,7 0,8 0,9 -- -- 25,6 1,8

Kanada Alberta 52,3 0,4 0,1 0,2 0,4 8,2 35,8 2,5 --

Belanda Groningen 81,3 2,8 -- 0,2 0,1 0,9 -- 14,3 0,04

Irak Kirkouk 59,6 19,8 5,5 1,9 1,1 2,7 -- -- --

Perancis Lacq 69,3 3,0 0,9 0,6 0,8 9,3 15,8 0,2 <0,001

6


MINYAK BUMI

Rentang umum komposisi elemental minyak bumi :

Karbon (C) 85 – 90 %-berat

Hidrogen (H) 10 – 14 ,,

Belerang (S) 0,1 – 3,0 ,, (maks. 7 %-b)

Nitrogen (N) 0,1 – 0,5 ,, (maks. 2 %-b)

Oksigen (O) 0 – 1,5 ,,

Vanadium (V), nikel (Ni), natrium (Na) 1000 ppm.

Minyak bumi umumnya lebih ringan dari air,

= 0,8 – 0,9 kg/liter

Pada kondisi kamar atau agak hangat cukup bisa mengalir, warna coklat tua sampai coklat kehitaman.

7


Kelompok-kelompok hidrokarbon penyusun minyak bumi

dan contoh anggotanya yang berberat molekul sedang

8


Cadangan minyak dan gas bumi di Indonesia

Cadangan Produksi Nisbah C/PMinyak bumi1) 109 bbl 0,5x108 bbl/th 20 tahunGas bumi2) 165 TSCF 2,9 TSCF 57 tahun

1) tahun 2000; 1 bbl ( barel) = 1 tong (Malaysia) = 1 barrel (Inggris) = 159 liter.

2) status 1 januari 1999; TSCF trillion (= 1012) standard cubic feet; Standard volume gas diukur pada 15,5 oC dan 1 atmosfir;

` 1 cubic feet = 28,317 liter = 0,0282 m3.

Cadangan minyak dan gas bumi kita sebenarnya tak banyak. Penduduk Indonesia 4 % penduduk dunia, sedang cad. minyak 1 % cad. dunia, cad. gas 2 % cad. dunia.

9


Pengilangan minyak bumi

Kilang minyak pabrik pengolah minyak bumi.

Karena minyak bumi camp. kompleks hidrokarbon, maka operasi utama pertama dalam kilang distilasi atmosferik minyak mentah (pemisahan menjadi fraksi-fraksi yang rentang didihnya berbeda-beda dengan cara penguapan & kondensasi (pengembunan) pada tekanan atmosferik.

Residu distilasi atmosferik dapat didistilasi lebih lanjut pada

tekanan vakum (< tekanan atmosfir).

10


Diagram alir sederhana distilasi atmosferik minyak mentah11


Temperatur Dekomposisi Fraksi Minyak Bumi

Temperatur Dekomposisi

0

1

2

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700

Temperatur, der C

Lo

g (

fraksi)

12


Fraksi Rentang

didih, oC

cair

(kg/liter)

Rentang

n-parafin

Banyak

senyawa

Gas < 40 0,4 – 0,6 C1-C5 7

Bensin/nafta 40 – 180 0,70 C6 – C10 > 100

Kerosin 180 – 230 0,79 C11, C12 >> 40

Mi. gas ringan 230 – 320 0,85 C13 – C17 >> 12

Mi. gas berat 320 – 400 0,90 C18 – C25 >> 10

Pelumas 400 – 520 0,91 C26 – C38 >> 7

Residu > 520 1,02 > C38 -

Mi. minyak.

Banyak atom karbon senyawa-senyawa isoparafin yang tercakup di dalam sua-tu

rentang didih biasanya akan sedikit > n-parafin; untuk sikloparafin (naftena) dan

aromatik, sedikit <.

13


Contoh Komponen-Komponen Minyak Mentah

Minyak Mentah

Komponen SLC, %-b Duri, %-b

H2S

CH4 < 0,01

C2H6 0.02

C3H8 0.12

i-C4H10 0.09

n-C4H10 0.22

i-C5H12 0.24 0.03

n-C5H12 0.31 0.02

Nafta TBP 30 - 149 C 7.5 2.1

kerosen TBP 149 - 232 C 10.35 5.15

minyak gas (gas oil) TBP 232 - 342 C 19.4 13.5

residu (reside) TBP > 342 C 62.3 79.25

14


Diagram alir sederhana unit distilasi vakum minyak residu15


Fraksi-fraksi yang diperoleh via distilasi selanjutnya diproses untukmencapai target produksi aneka produk akhir, berdasarkan taktik-taktiksbb. :

Fraksi yang terlalu berat (molekul hidrokarbonnya besar-besar) dapat dikonversi menjadi fraksi-fraksi lebih ringan yang dikehendaki. Perengkahan (Cracking).

Fraksi yang terlalu ringan dapat dikonversi menjadi fraksi-fraksi lebih berat yang diinginkan. Polimerisasi, Alkilasi.

Fraksi yang rentang didihnya sudah sesuai tetapi bentuk molekul-molekulnya ‘buruk’ dapat dirombak sehingga bentuk molekul-molekulnya ‘lebih baik’. Reformasi.

16


Pengotor-pengotor disingkirkan agar diperoleh produk yang mulus (refined). Sweetening, hidrodesulfurisasi/denitrogenasi/demetalisasi (awalan “hidro” dgn bantuan hidrogen atau dlm atmosfir hidrogen; belerang, nitrogen, logam dikonversikan ke dan tersingkir dlm bentuk H2S, NH3, dan logam elemental).

Produk akhir (terutama bahan bakar minyak, BBM) dapat diramu dari aneka produk mulus kilang. Peramuan

(blending).

Konfigurasi kilang ( jenis-jenis dan urutan pengolahan-pengolahan yang diterapkan dalam kilang) bergantung pada tipe produk-produk yang hendak dimaksimalkan dan jenis minyak mentah yg diolah.

17

TK5035/THS-SBG-ML/TK-FTI-ITB 18


Bensin keduk-langsung straight-run gasoline.

Avgas = Aviation gasoline bahan bakar pesawat terbang baling-baling.

Avtur = Aviation turbine fuel bahan bakar pesawat terbang jet.

Kerosin = minyak tanah; Solar = ADO = Automotive Diesel Oil; Minyak bakar distilat = IDO = Industrial Diesel Oil.

Pada tahap peramuan dapat ditambahkan bubuhan-bubuhan (additives) yang mendongkrak mutu, memberi warna khas, dll.

Kilang tipe skimming memaksimalkan produksi minyak bakar.

Kilang tipe BBM motor memaksimumkan produksi bahan bakar kendaraan bermotor.

22


Bahan bakar gas (BBG) gas bumi mampat (CNG = Compressed Natural Gas), tekanan 200 bar.

• untuk pengganti bensin ataupun solar.

• mesin perlu dipasangi kit konversi.

Gas bumi cair (elenji = LNG = Liquefied Natural Gas) cairan metan (+ sedikit etan), temp. -160 oC.

Gas bumi dicairkan menjadi elenji hanya untuk keperluan pengangkutan berjarak sangat jauh (volume per satuan massa : elenji 1/600 gas bumi).

Cairan gas bumi (NGL = Natural gas Liquids) fraksi berkomponen etan sampai pentan.

Selain utk bahan bakar rumah tangga, elpiji dapat pula dipakai sebagai bahan bakar mobil bensin.

25


Rute-rute komersial utk penggunaan tak langsung bertumpupada konversi awal gas bumi menjadi gas sintesis [ camp. gas hidrogen (H2) dan karbon monoksida (CO) + sedikit karbondioksida (CO2)]. Reformasi dengan kukus (Steam reforming). relatif mahal (bisa kompetitif jika harga minyak bumi > 30 US$/barel [1 bbl = 1 tong 160 liter]).

Metanol (CH3OH), alkohol bermolekul paling kecil, berwujudcair. Bersifat racun jika terminum !.

DME (Dimetil eter, CH3OCH3) dapat digunakan untuk penggantisolar. Pada kondisi kamar berwujud gas tapi mencair jika tekanantangki > 7 bar. Tak beracun.

MTBE (Metil Tersier-Butil Eter) dan TAME (Tersier- Amil MetilEter) merupakan bahan pengungkit mutu pembakaran bensin. Premix, Super TT.

26


Sintesis Fischer-Tropsch teknologi konversi gas sintesismenjadi (fraksi) minyak bumi sintetik. GTL = Gas To Liquid convesion teknologi konversi gas bumi menjadi BBM.

BBM distilat menengah solar, minyak diesel, avtur, kerosin. SMDS = Shell Middle-Distillate Synthesis.

Karena masih tingginya ongkos operasi proses reforma-si dgnkukus (steam reforming), teknologi GTL masih belum kompetitif. Rute-rute alternatif yang lebih murah masih dalam tahap penelitiandan pengembangan.

Minyak dan gas bumi bahan mentah yang baik bagi industripetrokimia (amoniak, urea, metanol, plastik, serat sandang, karetsintetik, dll.).

27


Zat/bahan petrokimia zat/bahan organik (teru-tama) & anorganik yang bercikal-bakal fraksiminyak atau gas bumi.

Zat/bahan tsb. sebenar-nyadapat juga dibuat darisumber daya alam lain (alternatif), tetapi dewasaini minyak & gas bumiseringkali merupakansumber bahan mentahyang lebih murah.

28


LOKASI KILANG PERTAMINATOTAL KAPASITAS TERPASANG : 1055 MBSD

BALONGAN

JAWA BALI

LAUT JAWA

KALIMANTANSULAWESI

CILACAP

PLAJU/SEI GERONG

S. PAKNING

DUMAI

ARUN

P. BRANDAN

MEDAN

BONTANG

B. PAPAN

UP II - DUMAI / S PAKNING

KAPASITAS : 170 MBSD

UNIT : C D U

H V U

H-CRACKER

D. COKER

PLATFORMER

UP VI - BALONGAN


UNIT : C D U

ARHDM

RCC COMPLEX

LPG PLANT

PROPYLENE REC.

LAUTAN PASIFIK

SINGAPURA

LAUT CINA SELATAN

PALEMBANG

JAKARTA

UP VII - KASIM - SORONG KAPASITAS : 10 MBSDUNIT : C D U

NAPHTHA - H D TCAT. REFORMER

KILANG METHANOL BUNYU

KAPASITAS : 330.000 T/Y

KILANG LNG BONTANG

LNG: 18.500.000 MT/Y

LPG: 1.100.000 MT/Y

UP III - PLAJU / SEI GERONG

KAPASITAS : 133.7 MBSD

UNIT : C D UH V U

F C C UPOLY PROPYLENEPTA

UP IV - CILACAP


UNIT : FUEL COMPLEX I & II

LUBE-OIL PLANT I,II,III

ASPHALT PLANT

PARAXYLENE PLANT

UP V - BALIKPAPAN


UNIT : C D U

H V U

H-CRACKER

PLATFORMER

WAX PLANT

KILANG LNG ARUN

LNG : 12.500.000 M T/Y

LPG : 1.600.000 M T/Y

UP I - P. BRANDAN

KAPASITAS : 5 MBSD

UNIT : C D U

LPG PLANT

BUNYU

SORONG

YOGYAKARTA

BANDUNG

CIREBON

LAUTAN INDONESIA

IRIAN JAYA

kuliah 1 minyak dan gas bumi ths.pdf

Documents