Presentasi sedang didownload. Silahkan tunggu

Presentasi sedang didownload. Silahkan tunggu

PROSES PEMBUATAN LNG Dr. Ir. Slamet, MT. Departemen Teknik Kimia, FTUI Depok April 2008.

Presentasi serupa


Presentasi berjudul: "PROSES PEMBUATAN LNG Dr. Ir. Slamet, MT. Departemen Teknik Kimia, FTUI Depok April 2008."— Transcript presentasi:

1 PROSES PEMBUATAN LNG Dr. Ir. Slamet, MT. Departemen Teknik Kimia, FTUI Depok April 2008

2  LNG yang disimpan dalam kilang jumlahnya sangat besar di dalam Tangki LNG.  Contoh: – Ukuran Tangki yang ada di Arun: barrel – Ukuran tangki di Bontang: , , dan barrel – Kapasitas tanker LNG rata-rata barrel = m 3  Untuk tangki yang besar (>1670 barrel = lt), tidak dapat dirancang sebagai tangki bertekanan.  Lebih praktis bila dirancang tangki dengan tekanan rendah (mendekati atmosferik) Pada kondisi bagaimana LNG disimpan ?

3  Untuk tangki dengan – V = barrel ( cu.ft) – H = sekitar 125 ft – Di = 185 ft – P LNG = 1000 psi (agar suhu tidak terlalu rendah) – S = psi (tensile strength) – maka tebal tangkinya adalah  t> PDi/(2S)  t  (1000)(185)(12)/(2 x ) = 37 in.  Jadi tebal dari tangki minimum bila kita ingin menyimpan LNG pada 1000 psi adalah 37 in (92.5 cm).  Hal ini sangatlah tidak praktis.

4  Bila tebal tangki yang tersedia adalah 12 in maka:  D  2St/P  (2)(30 000) (12)/1000  720 in  60 ft  H = V/A = V/(3.14 x D 2 /4) = ( )/(3.14 x 60 2 /4) = 1188 ft (392 m)  Berarti tinggi tangki tersebut adalah 392 meter, dan ini juga sangat tidak praktis.  Jadi menyimpan LNG pada tekanan tinggi (agar suhunya juga tinggi) tidaklah praktis, terutama utk kapasitas besar.  Solusi: LNG disimpan pada tekanan sedikit di atas tekanan atm (sehingga suhunya kriogenik, sekitar – 160 o C). Pada kondisi bagaimana LNG disimpan ?

5 LNG pada tekanan sekitar atm  Banyak komponen–komponen lain (selain metana) yang terdapat pada gas alam yang mempunyai titik beku di atas – 260 o F.  Pada Gambar 1a & 1b (Reading for LNG Processing I) diperlihatkan kelarutan beberapa komponen dalam metana sebagai fungsi suhu.  Pada –260 o F, kelarutan CO 2 = 200 ppm.  Untuk keperluan proses, CO 2 < 50 ppm sebelum gas alam tsb dicairkan.  Di kilang < 10 ppm  kelarutan C6+ 1 %, dan C4 = 20 %.  Jadi keterbatasan kelarutan proses pembuatan LNG hanya untuk C5+  sehingga LNG akan didominasi oleh C1, C2, C3 dan C4, dengan C5 paling banyak 1 % dan C6+ < 0.1 %.  Syarat heating value LNG berdasarkan kontrak  1107 BTU/scf  C3 dan C4 lebih menguntungkan dijual sebagai LPG   kandungan C3 dan C4 dalam LNG diusahakan seminimal mungkin tapi masih memenuhi syarat heating value.

6 Hydrate  Air selain dapat membeku menjadi es, juga dapat membentuk padatan yang berupa hidrat dengan komponen hidrokarbon.  Rumus umum molekul hidrat tersebut adalah (HC).8H 2 O, yang merupakan senyawa kimia dengan panas pembentukan yang kecil.  Gambar 4 sampai 7 mengilustrasikan hasil percobaan untuk menentukan batas kondisi dimana hidrat dapat terbentuk.  Pada Gambar 4 dan 6 terlihat untuk komponen C2, C3, C4 dan CO 2 membentuk hidrat pada suhu yang lebih rendah dibandingkan C1 pada tekanan kurang dari 2000 psi.  Gambar 5 dan 6 memperlihatkan tekanan yang tinggi juga akan menaikkan suhu pembentukan hidrat.  Gambar ini juga memperlihatkan bahwa pada daerah tekanan dibawah 800 psi, hidrat tidak akan terbentuk pada gas alam yang mempunyai berat molekul dibawah 29, selama suhunya lebih tinggi dari 65 o F.

7 LIQUEFIED NATURAL GAS (LNG ?)  Gas Alam yang dicairkan pada tekanan ambient dengan suhu sekitar –160 o C (-260 o F) dalam kondisi cair jenuh.  Spesifikasi Produk : - Nilai Bakar (HHV) : Btu/scf - Densitas: 435 KG/LT - Komposisi (Badak): C 1  90%, C 2 = 8%, C 3 = 1,5%, iC 4 & nC 4 = 0,5%  Tujuan Pencairan Gas Alam: - Mudah Disimpan - Memudahkan Transportasi  Produk LNG menarik karena : - Hasil Pembakaran Lebih Bersih (Clean Energy) - Harga Bersaing dengan sumber energi yang lain.

8 TIPIKAL KARAKTERISTIK GAS UMPAN & LNG (Badak) KOMPOSISI GAS UMPAN (%mol) LNG (%mol) N2N2 0,120,1 C1C CO 2 50 C2C2 58 C3C3 31,3 iC 4 0,70,1 nC 4 0,80 C5+1,380

9 TIPIKAL KARAKTERISTIK GAS UMPAN & LNG (lanjutan) KOMPOSISI GAS UMPAN LNG HHV, Btu/scf H2SH2S2,20 Hg,  gr/ nM 3 0,050,001 Aromatik, ppm0,20 H2OH2OSat. pada 86 o C0 Suhu, o C Tekanan, psi67525

10 Proses Pembuatan LNG di Badak

11 Schematic flow diagram of Badak LNG Plant (R.F. Bukacek, 1982)

12 Pemurnian Gas Alam •Batasan maksimum : 50 ppm CO 2 & nil H 2 S •Tujuan: - menghindari pembekuan CO 2 pd proses lebih lanjut - menghindari masalah korosi, lingkungan, dan kese- - menghindari masalah korosi, lingkungan, dan kese- hatan karena H 2 S hatan karena H 2 S •Seleksi proses  berdasarkan kandungan CO 2 dlm gas umpan: •Sistem Amine : CO 2 < 10% •Sistem Benfield : CO 2 = 10-20% •Sistem Pelarut fisika : CO 2 = 10-50% •Sistem Membran : CO 2 > 50% •Distilasi Kriogenik : CO 2 > 50% •Masih banyak faktor lain yg perlu dipertimbangkan dlm seleksi proses gas sweetening. Penghilangan CO 2 dan H 2 S

13 Benfield Process

14 Pemurnian Gas Alam Penghilangan H 2 O  Batasan maksimum : 0,5 ppm H 2 O  Tujuan: - menghindari pembekuan H 2 O pd proses lebih lanjut - menghindari masalah korosi, - menghindari masalah korosi, - mencegah pembentukan hydrate - mencegah pembentukan hydrate  Teknologi yg biasa dipakai  Adsorpsi, Absorpsi, Membrane •Gas dehydration di PT Badak dg teknologi ADSORPSI, di kilang lain banyak pakai Absorpsi Amine. Why ??? •Pemilihan adsorben: tgt pada batasan maksimum uap air •Pada kilang LNG batasan tsb adalah 0,5 ppm •Adsorben yg biasa dipakai di kilang: Molecular sieve (dpt diregenerasi) diregenerasi) •Jenis adsorben lain: silika gel, alumina, glikol

15 Pemurnian Gas Alam  Batasan maksimum : 0,01 ppb  Tujuan: menghindari korosi merkuri thd bahan aluminium pd main heat exchanger (MHE)  Dilakukan dg cara adsorpsi ke dlm pori-pori karbon aktif yg mengandung sulfur. Hg tsb bereaksi dg S membentuk HgS (amalgam) yg tdk dpt diregenerasi  Penggantian adsorben  dilakukan setelah adsorben jenuh. Contoh di PT. Badak kapasitas adsorben tsb = 6 kg Karbon/kg Hg Penghilangan Hg

16 1. PEMISAHAN METANA (C1) - DILAKUKAN DI SCRUB COLUMN. - DILAKUKAN DI SCRUB COLUMN. - TUJUAN : MENGHASILKAN SEBAGIAN BESAR C1 SEBAGAI UMPAN - TUJUAN : MENGHASILKAN SEBAGIAN BESAR C1 SEBAGAI UMPAN PROSES PENCAIRAN, SHG PRODUK LNG SESUAI SPESIFIKASI. PROSES PENCAIRAN, SHG PRODUK LNG SESUAI SPESIFIKASI. 2. PEMISAHAN ETANA (C2) - DILAKUKAN DI DE-ETHANIZER - DILAKUKAN DI DE-ETHANIZER - TUJUAN : MENGHASILKAN C2 SBG MAKE-UP MCR REFRIGERANT - TUJUAN : MENGHASILKAN C2 SBG MAKE-UP MCR REFRIGERANT 3. PEMISAHAN PROPANA (C3) - DILAKUKAN DI DE-PROPANIZER - DILAKUKAN DI DE-PROPANIZER - TUJUAN : MENGHASILKAN PROPANA UNTUK MAKE UP PROPANE - TUJUAN : MENGHASILKAN PROPANA UNTUK MAKE UP PROPANE REFRIGERANT DAN PRODUK SAMPING LPG. REFRIGERANT DAN PRODUK SAMPING LPG. 4. PEMISAHAN BUTANA (C4) - DILAKUKAN DI DE-BUTANIZER - DILAKUKAN DI DE-BUTANIZER - TUJUAN : MENGHASILKAN BUTANA UTK REFLUX SCRUB COLUMN - TUJUAN : MENGHASILKAN BUTANA UTK REFLUX SCRUB COLUMN DAN PRODUK SAMPING LPG. DAN PRODUK SAMPING LPG. UNIT FRAKSIONASI

17 TEKNOLOGI YG DIPAKAI DLM PENYEDIAAN REFRIJERASI DI KILANG LNG BADAK ADALAH SISTEM KOMBINASI : - REFRIJERAN PROPANA - MULTI COMPONENT REFRIGERANT (MCR) 1. SISTEM REFRIJERASI PROPANA 3 LEVEL TDD HIGH, MEDIUM & LOW PRESSURE PROPANE YG DILAKUKAN DLM SUATU SISTEM REFRIJERASI TERPADU. REFRIJERASI INI DIGUNAKAN UTK MENDINGINKAN GAS UMPAN SBLM MASUK KE SISTEM REFRIJERASI MCR.KANDUNGAN PROPANA YG DIGUNAKAN ADALAH > 99%. 2. SISTEM REFRIJERASI MCR TDD 2 TAHAP KOMPRESI YG BERTUJUAN UTK MENDINGINKAN GAS UMPAN HASIL PENDINGINAN REFRIJERASI PROPANA, UTK MENGHASILKAN PRODUK LNG DI UNIT PENCAIRAN. TIPIKAL KOMPOSISI REFRIJERASI MCR (MOLE%) ADALAH : - NITROGEN: 3%- ETANA : 50% - METANA : 45% - PROPANA: 2% UNIT REFRIJERASI

18 DIAGRAM ALIR UNIT REFRIJERASI PROPANA (BADAK) DIAGRAM ALIR UNIT REFRIJERASI PROPANA (BADAK)

19 V3V3 V1V1 V2V2 ACCUMULATOR DESUPER- HEATER EVAPORATORS 1,2 and 3 E1E1 E2E2 E3E3 COMPRESSOR Q1Q1 L2L2 L1L1 L4L4 Q2Q2 Q3Q3 DIAGRAM ALIR SEDERHANA UNIT REFRIJERASI PROPANA DIAGRAM ALIR SEDERHANA UNIT REFRIJERASI PROPANA

20 REFRIGERATION SYSTEMS  Several basic processes of gas refrigeration system are: 1.Compression refrigeration 2.Absorption refrigeration 3.Expansion across a turbine 4.Expansion across a valve  Compression refrigeration with PROPANE refrigerant will be discussed herein.

21 Basic Concept Qc Qr Evaporator Condenser Comp JT-valve

22 F (H F = L + V F H F + Q = V H V + L H L = V H V + (F – V) H L F – H L ) + Q = V (H V – H L ) LVLV LF HH Q HH HH FV            Joule-Thompson valve = J-T valve  H = 0 F H F = V’ H V + L’ H L F = V’ + L’ (1) (2) (3) V, H V L, H L F, H F E Q L’, V’ V, H V L, H L F, H F E Q Mass and energy Balance (Evaporator)

23  Comp. : H 2 – H 1 = -W S  Cond. : H 3 – H 2 = Q C  J-T valve:H 4 – H 3 = 0  Evap. : H 1 – H 4 = Q R Total : 0 = Q C +Q R -W S Qc Qr Evaporator Condenser Comp JT-valve Mass and energy Balance (Overall)

24  L 4 = V 1 + V 2 + V 3 (1)  L 4 = L 1 + V 1 (2)  L 1 = V 2 + L 2 (3)  L 2 = V 3 (4)  L 4 H L4 + Q 1 = V 1 H V1 + L 1 H L1 (5)  L 1 H L1 + Q 2 = V 2 H V2 + L 2 H L2 (6)  L 2 H L2 + Q 3 = V 3 H V3 (7) V3V3 V1V1 V2V2 ACCUMULATOR DESUPER- HEATER EVAPORATORS 1,2 and 3 E1E1 E2E2 E3E3 COMPRESSOR Q1Q1 L2L2 L1L1 L4L4 Q2Q2 Q3Q3 Mass and energy Balance (3-Stage Evaporators)

25 V3V3 V1V1 V2V2 ACCUMULATOR DESUPER- HEATER EVAPORATORS 1,2 and 3 E1E1 E2E2 E3E3 COMPRESSOR Q1Q1 L2L2 L1L1 L4L4 Q2Q2 Q3Q3 Antoinne Equation: Enthalpy: Mass and energy Balance (3-Stage Evaporators)

26 3-Stage Propane Refrigeration

27 (PROSES APCI DI KILANG LNG BADAK) STLH DILAKUKAN PENDINGINAN PD SISTEM REFRIJERASI PROPANA 3 LEVEL, GAS ALAM DICAIRKAN UTK MENGHASILKAN PROD. LNG. PENDINGINAN DILAKUKAN SCR BERTAHAP PD ALAT PENUKAR PANAS UTAMA (MAIN HE) OLEH REFRIJERAN MCR REFRIJERAN MCR. UNIT pencairan gas alam

28 (SIMPLIFIED of APCI LNG Badak)

29 Fuel Gas (Reject Gas) LNG MAIN EXCHANGER NATURAL GAS E1E1 E2E2 E3E3 E1E1 E3E3 E2E2 EVAPORATO RS INTERCOOLER STAGE 1STAGE 2 COMPRESSO RS AFTERCOOLER PHASE SEPARATO R A H D C B MR V MR L E I G F A P1 P3 P4 P H HLHL HVHV P-H Diagram GAS ALAM

30 Fuel Gas (Reject Gas) LNG MAIN EXCHANGER NATURAL GAS E1E1 E2E2 E3E3 E1E1 E3E3 E2E2 EVAPORATO RS INTERCOOLER STAGE 1STAGE 2 COMPRESSO RS AFTERCOOLER PHASE SEPARATO R A H D C B MR V MR L E I G F A P-H Diagr. MRV P-H Diagr. MRL

31 APCI Propane Precooled Mixed Refrigerant Process

32 PRICO mixed refrigerant loop (Hydrocarbon Processing, April 1998)  The process is very simple, efficient, reliable and cost-effective mixed-refrigerant cycle.  A mixed-refrigerant, composed of N 2 and C1-C5, is circulated in a closed refrigerant loop.  This loop contains a compressor (1), a partial condenser (2), an accumulator (3), a refrigerant HE (4), a J-T valve (5), a refrigerant suction drum (6), a centrifugal pump (7), and fractionation unit (8) to remove C2+. PRICO Technology Beberapa Teknologi (LNG) lain

33 A D C B E F T=175 F P=300 psi P=80 psi P=20 psi T= -30 F A B C D E F P-H Diagram P H

34 The ConocoPhillips Optimized Cascade Process Beberapa Teknologi (LNG) lain

35 The Linde-Statoil Mixed Fluid Cascade Process Beberapa Teknologi (LNG) lain

36 STUDI KASUS  Pembahasan rinci berbagai teknologi LNG  Pemecahan masalah aktual di berbagai LNG Plant  LNG Plant design (Tangguh, Natuna, dll)  Mini & Remote Area LNG Plant  dll


Download ppt "PROSES PEMBUATAN LNG Dr. Ir. Slamet, MT. Departemen Teknik Kimia, FTUI Depok April 2008."

Presentasi serupa


Iklan oleh Google