makalah nhdt
DESCRIPTION
NHDTTRANSCRIPT
![Page 1: Makalah NHDT](https://reader035.vdokumen.com/reader035/viewer/2022080920/563db85f550346aa9a9317a1/html5/thumbnails/1.jpg)
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Dewasa ini minyak bumi memegang peranan yang sangat penting dalam
memenuhi energi dunia. Hampir semua aktifitas sehari-hari memanfaatkan
minyak bumi dan hasilnya. Oleh karena itu, minyak bumi merupakan komditi
penting bagi perekonomian suatu negara.
Indonesia merupakan negara yang kaya akan bahan tambang minyak
bumi. Sebagai pemasukan devisa negara, sampai saat ini minyak bumi masih
menjadi primadona. Minyak bumi sebagai sumber energi merupakan kekayaan
alam yang sangat dibutuhkan manusia dalam memenuhi kebutuhan hidupnya.
Minyak bumi tersebut dapat menghasilkan berbagai macam pelumas, juga sebagai
bahan industri yang ekonomis. Inilah sebabnya minyak bumi disebut memiliki
nilai strategis.
Minyak bumi mentah (crude oil) adalah cairan coklat kehijauan hingga
hitam yang terdiri dari karbon dan hidrogen. Minyak bumi merupakan campuran
yang sangat komplek, mengandung ribuan senyawa hidrokarbon tunggal mulai
dari yang paling ringan seperti gas metana sampai dengan aspal yang berat dan
berwujud padat. Produksi komersial minyak bumi dimulai pada tahun 1857 dan
sejak itu produksi terus meningkat.
Berbagai teori bermunculan untuk menjelaskan asal minyak bumi.
Teori yang paling popular adalah organic source materials. Teori ini menyatakan
bahwa binatang dan tumbuhan- tumbuhan berakumulasi dalam tempat yang
sesuai, jutaan tahun yang lalu, seperti dalam swamps, delta atau shallow dalam
laut. Disana bahan organik akan terdekomposisi secara parsial dengan bantuan
bakteri. Karbohidrat dan protein dipecah menjadi gas–gas atau komponen yang
larut dalam air dan terbawa pergi oleh air tanah. Sedangkan lemak- lemak yang
tertinggal dan bahan – bahan yang terlarut, diubah secara perlahan – lahan
menjadi minyak bumi melalui reaksi yang menghasilkan bahan- bahan dengan
titik didih rendah. Cairan minyak bumi yang dihasilkan kemudian dapat berpindah
ke pasir alam atau reservoir batu kapur. Pembentukan petroleum bearing
1
![Page 2: Makalah NHDT](https://reader035.vdokumen.com/reader035/viewer/2022080920/563db85f550346aa9a9317a1/html5/thumbnails/2.jpg)
diperkirakan kurang dari 300 juta tahun. Katalis akan terdapat di alam, demikian
juga ditemui bahan radioaktif yang turut mempercepat reaksi. Berdasarkan
mekanisme ini, diduga minyak mentah yang lebih tua telah bereaksi secara
sempurna. Oleh karena itu minyak mentah tersebut akan mengandung lebih
banyak fraksi ringan seperti gasoline dan kerosin. Minyak yang diperoleh dalam
pembentukan yang lebih dalam cenderung lebih ringan.
2
![Page 3: Makalah NHDT](https://reader035.vdokumen.com/reader035/viewer/2022080920/563db85f550346aa9a9317a1/html5/thumbnails/3.jpg)
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Minyak Bumi
Minyak dan gas bumi merupakan sumber energi utama yang sejak dulu
hingga saat ini dimanfaatkan oleh manusia di dunia dalam memenuhi
kebutuhannya baik kebutuhan primer, sekunder maupun tersier. Kebutuhan ini
terus meningkat sejalan dengan berkembangnya ilmu pengetahuan dan teknologi.
Peningkatan ini bukan hanya dari segi kuantitas tetapi juga dari segi kualitas dan
ragam kebutuhan. Untuk itu industri minyak dan gas memiliki peranan yang
sangat penting sebagai sarana dalam memenuhi kebutuhan energi tersebut.
Minyak bumi adalah campuran dari berbagai senyawa hidrokarbon dengan
berbagai komposisi yang terdapat di dalam bumi. Dari beberapa ahli, diketahui
bahwa terdapat dua teori pembentukan minyak bumi, yaitu teori Biogenik dan
Abiogenik. Teori Biogenik menyatakan bahwa minyak bumi dihasilkan dari hasil
proses perubahan materi organik karena adanya tekanan dan pemanasan selama
kurun waktu tertentu sedangkan teori Abiogenik menyatakan bahwa minyak bumi
telah ada sejak terbentuknya bumi dan sifatnya mengalir serta terkumpul pada
tempat-tempat tertentu. Akan tetapi, teori Biogenik lebih dikenal karena sebagian
besar para ahli menyakini bahwa minyak bumi terbentuk dari binatang dan
tumbuhan laut yang tekubur selama jutaan tahun oleh pengaruh lingkungannya,
yaitu temperatur, tekanan, kehadiran senyawa logam dan mineral, letak geologis
serta waktu proses perubahan.
Pengaruh lingkungan pada proses pembentukan minyak bumi
menyebabkan minyak bumi akan mempunyai komposisi yang berbeda dari satu
tempat dengan tempat lainnya. Berdasarkan perbedaan komposisinya, minyak
bumi dapat diklasifikasikan menjadi minyak bumi parafinik (paraffinic-base
crude oil), minyak bumi naftenik (naphthene-base crude oil), dan minyak bumi
aromatik (aromate-base crude oil). Minyak bumi ini digunakan untuk
menghasilkan berbagai macam bahan bakar, diantaranya LPG, premium,
kerosene, avtur, solar serta bahan lainnya seperti aspal, pelumas, bahan pelarut,
lilin dan bahan baku petrokimia.
3
![Page 4: Makalah NHDT](https://reader035.vdokumen.com/reader035/viewer/2022080920/563db85f550346aa9a9317a1/html5/thumbnails/4.jpg)
Pengilangan minyak bumi bertujuan untuk mengubah minyak mentah
dengan berbagai proses menjadi suatu produk yang ekonomis dan dapat
dipasarkan. Dalam kilang minyak bumi, dikenal beberapa proses pengolahan yang
dapat dikategorikan sebagai proses pemisahan fisis, proses konversi kimia dan
proses treating. Proses pemisahan dan treating secara fisis pada umumnya
merupakan proses pengolahan pertama atau dikenal dengan Primary Processing,
sedangkan proses konversi dan treating yang disertai dengan perubahan kimia
merupakan proses lanjutan atau Secondary Processing. Salah satu perusahaan
yang bergerak dalam bidang pengilangan minyak bumi ini adalah PT.
PERTAMINA (Persero).
2.2 Naphta
Naphta adalah produk hidrokarbon cair yang dihasilkan dari pengolahan
minyak bumi yang mempunyai sifat mudah menguap dan sangat mudah terbakar.
Naphta digunakan sebagai komponen pembuatan Mogas (Motor Gasoline), bahan
pelarut (solvent) dan sebagai bahan baku industri petrokimia. Naphta dihasilkan
dari proses distilasi minyak bumi dan hasil konversi (Reforming dan Cracking)
produk minyak bumi lainnya.
2.3 Hydrotreating
Treating adalah proses penghilangan sebagian atau seluruhnya, pemisahan
atau pengubahan senyawa-senyawa yang tidak diinginkan dalam minyak mentah,
produk tengah dan produk akhir. Senyawa-senyawa tersebut dapat berupa unsur-
unsur, baik logam (besi, logam berat), maupun non-logam (phospor, natrium),
senyawa organik, asam neftik, maupun H2S, NaCl, dll.
Hydrotreating adalah operasi ringan untuk menstabilkan produk petroleum
atau menghilangkan elemen asing didalamnya. Satabilisasi dihasilkan dengan
mengubah bahan reaktif menjadi yang kurang reaktif yang mengacu pada variasi
proses hidrogenasi katalitik untuk menjenuhkan hidrokarbon yang tidak jenuh.
Elemen asing dihilangkan oleh hidrogenasi termasuk didalamnya sulfur, nitrogen,
oksigen, halida, dan trace metal. Hydrotreating dapat diterapkan pada stok dari
semua fraksi titik didih, yaitu dari nafta ringan sampai minyak pelumas. Saat ini
hydrotreating digunakan secara luas untuk mengkonversikan umpan fraksi berat
dan untuk meningkatkan kualitas produk akhir.
4
![Page 5: Makalah NHDT](https://reader035.vdokumen.com/reader035/viewer/2022080920/563db85f550346aa9a9317a1/html5/thumbnails/5.jpg)
2.4 Impurities
Fungsi utama unit NHDT adalah untuk menghilangkan impurities dalam
fraksi naphta yang akan diolah dalam unit platforming. Dalam operasi platforming
kinerja katalis akan menurun seiring dengan umur katalis. Salah satu penyebab
penurunan kinerja ini adalah racun katalis (impurities naphta) yang menempel
pada permukaan katalis. Senyawa-senyawa yang dapat digolongkan sebagai racun
katalis platforming adala sulfur, nitrogen, air, dan logam. Terdapat enam jenis
reaksi pada unit pemrosesan hydrotreating, yakni:
a. Reaksi Pengusiran Belerang (Hydrodesulfurisasi)
Didalam umpan unit Platforming yang menggunakan ”bimetallic catalyst”
kandungan belerangnya tidak diperbolehkan melebihi 0,5 ppm. Untuk
menjaga keaktifan katalis dan operasi secara optimal. Bila kandungan
belerang makin rendah reaksi pada katalis di Platforming sangat efektif.
Oleh sebab itu dianjurkan kandungan belerang dijaga lebih kecil dari 0,5
ppm. Secara umum kandungan belerang dijaga mantap 0,2 ppm atau lebih
rendah.
Pada umumnya reaksi hydrogenasi belerang terjadi sebagai berikut :
Senyawa Mercaptan
Senyawa Sulfida
Senyawa Disulfida
Senyawa Sulfida pada Siklis
Senyawa Thiopenik.
b. Reaksi Pengusiran Nitrogen
Reaksi pengusiran nitrogen lebih sukar dibandingkan dengan pengusiran
Sulfur dalam Hydrotreating Naphta. Kecepatan reaksi denitrifikasi 1/5
dari desulfurisasi. Pada Straight Run Naphta umumnya kandungan
nitrogen lebih sedikit dibandingkan sulfur meskipun demikian apabila
katalis pada Platforming adalah bimetallic, pengusirannitrogen ini perlu
mendapat perhatian karena jumlahnya dibatasi maksimum 0,5 ppm
bahkan dianjurkan kurang dari 0,5 ppm. Setiap senyawa nitrogen yang
ikut dalam reaktor platforming akan bereaksi membentuk amonium
chlorida yang akan membentuk deposit pada lintasan edaran gas atau pada
5
![Page 6: Makalah NHDT](https://reader035.vdokumen.com/reader035/viewer/2022080920/563db85f550346aa9a9317a1/html5/thumbnails/6.jpg)
Overhead Stabilizer. Oleh sebab itu proses pengusiran nitrogen menjadi
lebih penting terutama Unit Naphta Hydrotreating yang mengolah
Cracked Naphta. Pada umumnya Cracked Naphta lebih banyak
mengandung senyawa nitrogen dari pada Straight Run Naphta. Misalnya :
Pyridine
Quinoline
Pyrrole
Methylamine.
c. Reaksi Pengusiran Oksigen
Pada umumnya senyawa oksigen dalam senyawa organik mudah
dihidrogenasi membentuk air. Misalnya fenol bisa dihilangkan dalam
naphta hydrotreating melalui hidrogenasi ikatan karbon hidroksil
membentuk air dan molekul aromatis yang bersesuaian.
d. Penjenuhan Olefin
Pada Straight Run Naphta umumnya mengandung olefin dalam jumlah
yang sangat kecil, bahkan kadang-kadang tidak ada, tetapi Cracked
Naphta sangat banyak olefin yang dikandung. Kecepatan reaksi
penjenuhan olefin hampir sama dengan desulfurisasi. Dalam pengolahan
Cracked Naphta yang mengandung olefin sangat tinggi perlu
pertimbangan yang bijaksana, karena panas yang ditimbulkan sangat
tinggi, perlu pengamatan yang teliti.
e. Reaksi Pengusiran Halida
Reaksi pengusiran halida dengan hydrogen pada unit Naphta
Hydrotreating membentuk asam halida, yang kemudian akan larut
kedalam air pencuci yang diinjeksikan atau bersama-sama ke overhead
gas stripper. Reaksi pengusiran halida dari senyawa organik halide lebih
sukar jika dibandingkan dengan reaksi desulfurisasi. Pada kondisi operasi
yang biasa digunakan untuk pengusiran sulfur dan nitrogen, reaksi
pengusiran halida hanya mencapai hasil< 90 %.
Sedangkan pada kondisi operasi yang optimum maksimum mencapai
hasil 90%. Hal tersebut berarti bahwa umpan Platforming masih
mengandung halida, oleh sebab itu dianjurkan untuk memeriksa
6
![Page 7: Makalah NHDT](https://reader035.vdokumen.com/reader035/viewer/2022080920/563db85f550346aa9a9317a1/html5/thumbnails/7.jpg)
kandungan halide padawaktu tertentu, apabila kandungan halide cukup
tinggi dalam umpan Platforming (tidak memenuhi persyaratan), maka
kondisi operasi harus dirubah. Perlu diketahui bahwa menaikkan suhu
operasi dengan tujuan meningkatkan reaksi pengusiran halide sangat
sukar dan hasilnya sangat korosif.
f. Reaksi Pengusiran Logam
Kandungan metal dalam naphtha pada umumnya sangat kecil (dalam
ppb). Katalis naphtha hydroterating dirangcang dapat mengurangi
kandungan logam sampai sebesar 5 ppm minimum, pada kondisi operasi
yang normal. Hampir semua logam-logam yang terusir dari naphtha
mengendap pada permukaan katalis.Apabila jumlah endapan metal makin
banyak maka dapat ditandai pada reaksi desulfurisasi akan menurun. Pada
analisaendapan logam pada katalis yang usang ternyata mengandung
logam-logam ;arsen, besi, kalsium, magnesium, phospor, timbal, silikon,
tembaga, natrium. Reaksi pengusiran logam dari umpan oleh katalis
umumnya terjadi pada plug flow. Endapan besi banyak menempel pada
katalis yang ditempatkan pada beds yang paling atas berupa senyawa pirit.
Logam arsen merupakan logam yang sangat meracuni keaktifan katalis
meskipun jumlahnya pada umumnya kecil (±1ppb) tetapi merupakan
racun platina yang jahat. Endapan arsenik sebanyak 3% berat atau lebih
sangat menghambat aktifititas terhadap desulfurisasi. Kontaminasi dari
timbal dapat disebabkan oleh umpan naphtha yang berasal dari
kapalataure processing slop yang mengandung timbal. Natrium, kalsium,
dan magnesium biasanya disebabkan oleh kontaminasi air laut atau
chemical addictive yang digunakan. Penggunaan chemical corrosion
inhibitor untuk overhead fraksional kolom atau antidfoaming atau
dipertimbangkan jumlah pospat atau silikon yang mungkin ada. Reaksi
pengusiran logam berjalan sangat baik pada suhu diatas 315°C (600°F),
pada kondisi ini 2-3% berat metal mengendap pada katalis, apabila jumlah
endapan tersebut makin bertambah maka katalis cenderung menjadi jenuh
secepatnya, dan logam akan menghalang terjadinya reaksi lebih lanjut.
Hal ini dapat menimbulkan suatu aliran yang tidak merata, sehingga
7
![Page 8: Makalah NHDT](https://reader035.vdokumen.com/reader035/viewer/2022080920/563db85f550346aa9a9317a1/html5/thumbnails/8.jpg)
menimbulkan akibat beban katalis yang tidak sama. Bahkan mungkin
sebagian katalis akan menerima posisi yang lebih, sehingga panas yang
ditimbulkan akan lebih besar.
8
![Page 9: Makalah NHDT](https://reader035.vdokumen.com/reader035/viewer/2022080920/563db85f550346aa9a9317a1/html5/thumbnails/9.jpg)
BAB III
NAPHTA HYDROTREATING UNIT (NHDT)
3.1. Naphta Hydrotreating Unit (NHDT)
NHDT Unit memiliki fungsi yang sama dengan unit hydrobon, yaitu
menghilangkan impurities pada naphta seperti sulfur, nitrogen, oksigen, dan
menjenuhkan olefin untuk mempersiapkan umpan CCR (Continuous Catalytic
Regeneration)-Platforming Unit. Kandungan maksimum sulfur dan nitrogen
dalam umpan adalah 0,5 ppm untuk mencegah terjadinya peracunan katalis.
Katalis yang digunakan adalah katalis Topsoe: TK-551 dan
TK-525.(CoMo/Al2O3). Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut:
Penghilangan sulfur : RSH + H2 RH + H2S
Penghilangan nitrogen : CH3NH2 + H2 CH4 + NH3
Penghilangan oksigen : C6H5OH + H2 C6H6 + H2O
Penghilangan olefin : R=R + H2 RH-RH
Penghilangan klorida : R-Cl + H2 RH + HCl
Umpan naphta untuk unit berasal dari:
o Straight Run Naphta (SRN) dari CDU
o Heavy Naphta dari HC Unibon
o Cracked Naphta dari DCU
Produk yang dihasilkan ini adalah:
o Off gas, dimanfaatkan sebagai fuel gas sistem
o Light Naphta, sebagai Low Octane Mogas Component (komponen
campuran gasoline)
o Heavy Naphta, sebagai umpan CCR-Platforming Unit
Peralatan-peralatan yang terlibat dalam proses di unit NHDT:
o Hydrotreating reactor (V-1): taempat terjadinya reaksi hydrotreating
o Naphta stripper (V-2): memisahkan fraksi ringan naphta keluaran reaktor
V-1
o Naphta splitter (V-3): memisahkan naphta menjadi light dan heavy
naphta
9
![Page 10: Makalah NHDT](https://reader035.vdokumen.com/reader035/viewer/2022080920/563db85f550346aa9a9317a1/html5/thumbnails/10.jpg)
o Feed surge drum (V-4): menampung dan memisahkan feed dari cairan
pengotor
o Compressor suction drum (V-9): tempat menampung gas keluaran V-1
sebelum dipompakan oleh C-1A
o Drum (V-5, V-6, dan V-8)
o Naphta receiver (V-7): menampung produk atas V-3
o Heat exchanger (E-7, E-6, E-1)
o Pompa (P-1AB hingga P-6AB)
o Heater (H-1, H-2, dan H-3): memanaskan umpan hydrotreating
o Fan (E-2, E-8, dan E-10)
o Compressor (C-1AB)
3.2. Aliran Proses
Proses yang tejadi dalam NHDT ini diawali dengan umpan heavy naphta,
untreated naphta dari tangki penyimpanan, dan cracked naphta dari delayed coker
masuk ke V-4 hingga terjadi pemisahan antara gas, air, dan naphta. Gas menuju
ke fuel gas sistem, air menuju ke SWS (Sour Water Stripper), dan naphta
dialirkan ke ke V-1 oleh pompa P-1AB setelah melalui HE E-1ABCD dan heater
H-1. Bahan bakar pada H-1 merupakan campuran antara steam, fuel oil, pilot gas,
dan fuel gas. Temperatur naphta masuk V-1 adalah 300oC dan keluar dengan
temperatur 334oC. Di V-1 terjadi penghilangan pengotor. Naphta didinginkan
berturut-turut oleh heat exchanger E-1, E-2 (fan) dan heat exchanger E-3 (air
laut) kemudian masuk ke V-5.
Di dalam V-5, naphta dipisahkan menjadi air dan distilat, air menuju ke
SWS treating. Tekanan di V-5 cukup besar yaitu 50 kg/cm2.tekanan tersebut
diperoleh dari hight dan medium pressure steam setelah melalui compressor C-
1AB. Treated naphta yang keluar dari V-5 diumpankan ke kolom stripper V-2
setelah terlebih dahulu dipanaskan di E-7 dan E-6. Di kolom V-2, naphta
dipisahkan dari gas-gas. Produk atas V-2 didinginkan oleh fan E-8 dan pendingin
air laut E-9 kemudian masuk ke V-6 agar terjadi pemisahan antara off gas dan
LPG dengan air yang dibuang ke SWS, sedangkan fraksi yang lebih berat
dikembalikan lagi ke kolom V-2 oleh poma P-3AB. Sebagian produk bawah V-2
10
![Page 11: Makalah NHDT](https://reader035.vdokumen.com/reader035/viewer/2022080920/563db85f550346aa9a9317a1/html5/thumbnails/11.jpg)
dikembalikan ke V-2 oleh pompa P-2AB setelah melewati heater H-2. Sebagian
lagi dialirkan ke splitter setelah didinginkan di E-6.
Di dalam naphta splitter, terjadi pemisahan antara light naphta, heavy
naphta, dan off gas. Produk atas V-3 merupakan light naphta yang masih
mengandung gas ringan sehingga harus dipisahkan di naphta splitter reciever V-7
setelah didinginkan oleh air laut E-11. Setelah dilewatkan ke splitter reboiler
heater (H-3) dan sebagian lagi didinginkan di E-7, produk bawah heavy naphta
sebagian direfluks oleh pompa P-4AB untuk selanjutnya direaksikan di unit
Platforming II.
Gambar 1. Diagram Alir Proses NHDT
11
![Page 12: Makalah NHDT](https://reader035.vdokumen.com/reader035/viewer/2022080920/563db85f550346aa9a9317a1/html5/thumbnails/12.jpg)
DAFTAR PUSTAKA
Budhiarto, Adhi. 2008. Buku Pintar Migas IndonesiaNazwir. 2004. Evaluasi Kinerja Heater HCC Unibon Unit 212 H-3. Pekanbaru:
Universitas Riau.Nevado, Antonio. 2008. Temperature Optimization of a Naphtha Splitter Unit. NurAdha, Erdha. 2004. Evaluasi Kinerja Heater H 1 Unit 100 CDU .Pekanbaru:
Universitas Riau.Whikehart, Davit. 2007. Refinery and Processing Capasity and Demand.
12