Proses pencairan gas alam di PT Badak NGL secara umum melalui proses-proses

sebagai berikut :

Gambar 1 Diagram blok pembuatan LNG

1. Plant 1 – CO2 Absorption Unit

Di Plant ini senyawa CO2 dipisahkan dari feed gas dengan memakai absorbent larutan

aMDEA (40% wt) yang terdiri dari gugus utama methyl diethanol amine (35% wt) dan

activated piperazine (5% wt) hingga kadar maksimal 50 ppm dalam sebuah alat yang

disebut CO2 absorber. Kemudian larutan aMDEA yang telah jenuh dengan CO2 akan

diregenerasi kembali dalam Amine regenerator dengan cara stripping, sedangkan gas

CO2 yang terlepas akan dibuang ke atmosfer. Aliran ini kemudian didinginkan

PLANT-1

PLANT-3

PLANT-5

FEED GAS

CO2, H2S

@MDEA

PLANT-2

MOLSIEVE

H2O

Hg

SIAC

C3 Compressor PLA

NT-4

MCR Comp.

LPG & Reinjecti

onC5+

productLNG Product

KOD STORAGE

FUEL GAS

Gambar 2. Diagram Alir Plant-1 CO2 Absorption Unit

menggunakan cooling water di 1E-2 hingga temperaturnya mencapai 36oC. Sweet feed

gas akan keluar di bagian atas kolom 1C-3 untuk kemudian didinginkan di 4E-10 hingga

suhu 18oC sebelum masuk ke Plant-2, sedangkan aMDEA terkondensasi akan keluar

sebagai bottom product 1C-3 untuk menuju amine flash drum (1C-4). Larutan aMDEA

yang keluar dari bagian bawah 1C-2 akan digabungkan dengan bottom product 1C-3 di

amine flash drum (1C-4). Pada unit 1C-4 akan dilakukan penurunan tekanan seketika

hingga mencapai sekitar 6 kg/cm2 g. Kemudian akan dilakukan regenerasi amine di

kolom stripper 1C-5.

2. Plant 2 – Dehydration & Mercury Removal Unit

Setelah dipisahkan dari CO2 di Plant 1, gas alam kemudian akan dialirkan ke Plant 2 yang

merupakan unit dehydration & mercury removal. Plant 2 berfungsi untuk

menghilangkan air dan merkuri yang terbawa dalam feed gas. Air perlu dihilangkan dari

dalam feed gas karena dapat mengkristal dalam operasi pencairan gas alam yang dapat

mencapai suhu -156 oC proses ini terjadi di 2C-2A/B/C. Kondisi ekstrim tersebut

menyebabkan peralatan operasi pencairan sebagian besar terbuat dari alumunium yang

dapat bertahan pada kondisi tersebut. Namun, adanya merkuri dapat merusak peralatan

proses dengan membentuk amalgam dengan alumunium. Oleh karena itu, merkuri juga

harus dihilangkan dari dalam feed gas yang dilakukan di 2C-4. Kadar yang diizinkan

adalah sebesar 0,5 ppm untuk air dan 0,1 ppb untuk merkuri. Gambaran proses pada

Plant 2 dapat dilihat pada Gambar 2.

Gambar 2. Diagram Alir Plant-2 - Dehydration and Mercury Removal Unit

Sebelum masuk ke Plant 2, feed gas dari Plant 1 yang bersuhu 32-35oC didinginkan

melalui 4E-10, dengan menggunakan medium pendingin HP Propane. Feed gas keluaran

4E-10 memiliki tekanan sekitar 41 kg/cm2 g dan suhu 19oC. Aliran feed gas tersebut akan

dialirkan ke 2C-1 untuk memisahkan feed gas dengan kondensat dan air yang terbentuk

akibat pendinginan. Feed gas dari 2C-1 kemudian akan masuk ke kolom 2C-2 A/B/C

untuk di dehidrasi. Kolom 2C-2 berisikan fixed bed molecular sieve sebagai adsorben

utama, alumdum ball sebagai support, serta alumina sebagai penyerap air kondensat

yang terikut. Molecular sieve yang telah dipakai untuk dehidrasi akan jenuh oleh air,

karena itu kolom 2C-2 A/B/C akan diregenerasi secara bergantian.

3. Plant 3 – Fractination Unit

Setelah mengalami pemisahan H2O dan Hg di Plant 2, selanjutnya feed gas akan dialirkan

ke Plant 3 atau biasa disebut dengan Scrub Column & Fraction Unit. Proses penghilangan

hydrocarbon berat dilakukan dengan cara fraksinasi. Skema proses fraksinasi dapat

dilihat pada gambar 3

Gambar 3. Diagram Alir Plant-3 Fractionation Unit

Pemisahan fraksi berat gas alam (C2+) dilakukan pada Scrub Column (3C-1). Feed gas

masuk ke scrub column pada tekanan sekitar 40-41 kg/cm2g dan temperatur -34oC

setelah didinginkan di 4E-12 dan 4E-13, pada temperatur ini C1 akan naik ke bagian atas

kolom 3C-1 sebagai uap dan C2+ akan berbentuk cair dan mengalir ke bagian bawah

kolom 3C-1. Kondensat yang terbentuk akan dikembalikan ke 3C-1 sebagai refluks,

sedangkan gas dari 3C-2 keluar sebagai aliran top product 3C-1. Top product dari 3C-1

memiliki komposisi sekitar 90% C1, tekanan 36 kg/cm2 g, dan temperatur -34oC.

De-ethanizer berfungsi untuk memisahkan etana (C2) dari fraksi-fraksi yang lebih berat

(C3+). De-ethanizer dioperasikan pada tekanan kondensor (3E-5) sebesar 30 kg/cm2 g.

Fluida pendingin pada kondensor adalah LP Propane. Top Product 3C-4 ada dalam fasa

cair memiliki kandungan etana sekitar 70%. Cairan yang terbentuk di 3C-4 sebagian akan

didihkan kembali di 3E-4, dan sebagian akan langsung keluar sebagai bottom product

menuju De-propanizer (3C-6). Uap yang terbentuk di 3E-4 akan dikembalikan ke 3C-4,

sedangkan cairan yang terbentuk di 3E-4 akan digabungkan dengan aliran bottom

product menuju 3C-6.

De-propanizer berfungsi untuk memisahkan propana (C3) dari fraksi-fraksi yang lebih

berat (C4+). Suplai energi pemisahan diberikan oleh De-propanizer Column Reboiler (3E-

6) dengan media pemanas LP Steam. De-propanizer dioperasikan pada tekanan

kondensor (3E-7) sebesar 17 kg/cm2g. Uap yang terbentuk di 3E-7 akan dikembalikan ke

3C-6, sedangkan cairan yang terbentuk di 3E-7 akan digabungkan dengan aliran bottom

product menuju 3C-8.

De-butanizer berfungsi untuk memisahkan butana (C4) dari kondensat (C5+). Suplai energi

pemisahan diberikan oleh De-butanizer Column Reboiler (3E-8) dengan media pemanas

LP Steam. De-butanizer dioperasikan pada tekanan kondensor (3E-9) sebesar 6 kg/cm2g.

Splitter merupakan unit distilasi yang berfungsi untuk memurnikan produk C4 agar sesuai

dengan spesifikasi produk LPG yang diinginkan. Splitter unit hanya terdapat pada train

ABCD karena pada train EFGH kemurnian C4 pada top product dari 3C-8 sudah

memenuhi spesifikasi LPG.

4. Plant 4 – Refrigeration Unit

Sistem refrijerasi di PT. Badak NGL menggunakan 2 jenis refrijeran yaitu propana dan

MCR (Multi Component Refrigerant). Propana digunakan untuk mendinginkan feed gas,

mendinginkan MCR, serta pendinginan pada overhead condensor 3E-2 dan 3E-5. MCR

digunakan untuk mendinginkan dan mencairkan gas alam, serta mendinginkan sebagian

MCR itu sendiri pada main heat exchanger (5E-1).

A. Sistem pendingin propana

Propana cair dari kompresor dan make up propana dikumpulkan di Propane

Accumulator 4C-1. Propana yang telah terevaporasi di 4E-7 dan 4E-10 akan dialirkan ke

Propane Flash Drum (4C-2) untuk memisahkan fasa uap dan cairnya. Uap propana akan

menuju ke 4C-12 untuk selanjutnya diumpankan ke 3rd stage suction pada 4K-1. Cairan

propana dari 4C-2 sebagian diuapkan secara mendadak untuk menjadi media pendingin

feed gas pada 4E-1. Sebagian lain dari cairan propana 4C-2 akan diekspansi ke tekanan

3,1 kg/cm2a sehingga menjadi MP Propane. Aliran tersebut kemudian dialirkan ke Feed

Medium Level Propane Evaporator (4E-12) dan juga dialirkan menuju MCR Medium Level

Propane Evaporator (4E-8). Uap propana dari 4E-8 dan 4E-12 akan dialirkan menuju 4C-3

untuk dipisahkan fasa uap dan cairnya. Uap dari 4C-3 akan masuk ke 2nd stage suction

pada kompresor 4K-1 sedangkan cairannya akan diekspansi ke tekanan 1,1 kg/cm2 a

sehingga menjadi LP Propane. LP Propane akan dialirkan ke Feed Low Level Propane

Evaporator (4E-13), Scrub Column Overhead Condenser (4E-14). Uap propana dari 4E-13

dan 4E-14 akan dialirkan ke Propane Refrigerant Drum (3C-10) untuk kemudian dialirkan

lagi ke propane flash drum (4C-4). Uap dari 4C-4 akan masuk ke 1st stage suction dari 4K-

1. Diagram alir proses dari siklus refrijerasi propan dapat dilihat pada Gambar 4.

Gambar 4. Diagram alir sistem pendinginan propane

B. Sistem pendinginan MCR

Kompresi MCR dilakukan dalam dua tahap yaitu dengan 4K-2 dan 4K-3. Sebelum

dikompresi MCR diakumulasikan di 4C-7, dimana aliran masuk 4C-7 berasal dari uap

hasil pendinginan gas alam di 5E-1 dengan tekanan 3,5 kg/cm2a dan temperatur -40oC.

Uap MCR dari 4C-7 kemudian akan masuk ke suction 4K-2 untuk dikompresi hingga

tekanan 14 kg/cm2a. Kompresi di 4K-2 menyebabkan temperatur MCR naik hingga 71oC,

karena itu untuk mencegah rusaknya material akibat suhu MCR yang terlalu tinggi MCR

didinginkan terlebih dahulu di inter-cooler (4E-5A/B). Aliran keluaran dari 4E-5 A/B

memiliki temperatur 32oC, aliran itu kemudian dikompresi lagi di 4K-3 hingga tekanan 47

kg/cm2a dan temperatur 130oC. MCR kemudian didinginkan dan dikondensasikan hingga

32oC dengan cooling water pada after cooler (4E-6A/B). MCR ini kemudian didinginkan

kembali di MCR High Level Propane Evaporator (4E-7) hingga temperatur 18oC. Setelah

itu berturut-turut MCR didinginkan di MCR Medium Level Propane Evaporator (4E-8) dan

MCR Low Level Propane Evaporator (4E-9) hingga temperaturnya mencapai -34oC. MCR

keluaran 4E-9 yang ada dalam kondisi dua fasa kemudian masuk ke separator (5C-1)

untuk dipisahkan fasa uap dan cairnya. Diagram alir proses dari siklus refrijerasi MCR

dapat dilihat pada Gambar 5.

Gambar 5 Diagram alir sistem pendinginan MCR

5. Plant 5 – Liquefaction Unit

Plant 5 berfungsi untuk mencairkan feed gas dengan cara menurunkan temperatur gas

dari -34 0C sampai mencapai suhu sekitar -156 0C dengan menggunakan Multi

Component Refrigerant (MCR) sebagai pendinginnya. MCR merupakan campuran antara

nitrogen, metana, etana, propana, dan butana dengan komposisi tertentu. Plant 5

berfungsi untuk mencairkan gas alam yang telah didinginkan terlebih dahulu oleh

propane. Alat utama pada Plant ini adalah unit 5E-1 (Main heat Exchanger). Main heat

exchanger merupakan sebuah kolom pendingin yang memiliki 2 bagian, yaitu cold

bundle di bagian atas dan warm bundle di bagian bawah. Feed gas yang berasal dari top

product scrub column masuk ke bagian tube 5E-1 dalam tekanan 36 kg/cm2 g dan

temperatur -34oC bersama dengan ethane/ propane reinjection. MCR yang masuk ke 5C-

1 akan dipisahkan fasa uap dan cairnya. Kedua fasa MCR akan masuk dari bagian bawah

5E-1 dalam tube yang berbeda sebagai media pendingin feed gas. Fasa uap yang

mayoritas terdiri dari nitrogen dan metana akan menuju ke bagian atas 5E-1 (cold

bundle), sedangkan fasa cair yang mayoritas terdiri dari etana dan propana akan menuju

bagian tengah 5E-1 (warm bundle). Secara garis besar, diagram alir Plant 5 dapat dilihat

pada Gambar 6.

Gambar 6 Diagram alir Plant 5

Pada warm bundle, MCR cair akan diekspansi dengan JT valve sehingga menjadi lebih

dingin daripada aliran di bawahnya. MCR cair yang telah diekspansi hingga tekanan 3,5

kg/cm2a dan temperatur -129oC kemudian akan dispray ke tube-tube di bagian bawah

sehingga feed gas, MCR cair, dan MCR uap yang mengalir dalam tube juga akan

terdinginkan. MCR uap yang telah terdinginkan di warm bundle akan terus ke atas

menuju cold bundle. Dalam perjalanan menuju cold bundle, MCR akan didinginkan oleh

spray MCR yang lebih dingin dari atas sehingga ketika mendekati cold bundle, MCR uap

akan mencair. Di cold bundle MCR uap yang sudah mencair akan diekspansi lagi dengan

JT valve hingga temperaturnya sangat dingin (-150oC). Feed gas akan meninggalkan 5E-1

pada tekanan 25 kg/cm2g dan temperatur -149oC. LNG kemudian dialirkan lagi ke dalam

LNG Flash Drum (5C-2) sehingga tekanannya diturunkan dengan valve menjadi sekitar

1,2 kg/cm2a dan temperaturnya menjadi sekitar 156oC.