AIR SEPARATION UNIT (ASU) AIR SEPARATION PLANT (ASP) Disampaikan sebagai : Materi Training Penyegaran Operator PT PUPUK KALIMANTAN TIMUR Tbk. BONTANG, JUNI 2007

Perbandingan ASU dan PSA N2 Generator PENDAHULUAN Proses pemisahan udara adalah penggunaan udara & tenaga listrik sebagai bahan baku untuk memproduksi Nitrogen, Oksigen, dan Argon, serta gas lain secara komersial. Ada 2 (dua) jenis : 1. Cryogenic = pemisahan pd temp. sangat rendah 2. Non-cryogenic = berdasarkan sifat2 fisis 5/6/2018 Perbandingan ASU dan PSA N2 Generator

Perbandingan ASU dan PSA N2 Generator PENDAHULUAN Pada umumnya, proses cryogenic meliputi tahap-tahap : - Kompresi udara - Penghilangan uap air (H2O) dan CO2 - Pendinginan dengan HE & Ekspansi - Distilasi (pemisahan zat berdasarkan perbedaan titik didihnya) 5/6/2018 Perbandingan ASU dan PSA N2 Generator

Perbandingan ASU dan PSA N2 Generator PENDAHULUAN Proses pemisahan udara Non-cryogenic baru berkembang sekitar 20 tahun terakhir, dengan sistem antara lain : - Pressure Swing Adsorption (PSA) - Vacuum Swing Adsorption (VSA) - Vacuum-Pressure Swing Adsorption (VPSA) - Membrane Separation System 5/6/2018 Perbandingan ASU dan PSA N2 Generator

Perbandingan ASU dan PSA N2 Generator PENDAHULUAN Sifat-sifat fisis Udara, O2, dan N2 adalah : 1. Udara Pada suhu kamar & tekanan atmosfer udara berbentuk gas, tdk berbau & berwarna. Pada temperatur sangat rendah (-194oC) udara dpt terkondensasi menjadi zat cair 2. Nitrogen N2 adalah unsur terbesar dlm udara, tidak berwarna dan berbau, berbentuk gas pada suhu kamar & tekanan atmosfer. Titik didih - 196oC, dlm bentuk cair, berat jenisnya lebih ringan 20% daripada berat jenis air. 3. Oksigen O2 merupakan unsur kedua terbesar dlm udara. Pada temperatur kamar & tekanan atmosfer berbentuk gas, tidak berbau dan berwarna. Titik didihnya -183oC, dlm bentuk cair berat jenis O2 lebih berat 14% daripada berat jenis udara. 5/6/2018 Perbandingan ASU dan PSA N2 Generator

Perbandingan ASU dan PSA N2 Generator PENDAHULUAN Sifat-sifat fisik unsur-unsur dlm udara : Nama Rumus Konsentrasi dlm udara, % Titik beku (oC) Titik Didih (oC) Nitrogen N2 78.03 -210 -196 Oksigen O2 20.99 -218 -183 Carbondioksida CO2 0.03 -78 Helium He 0.0005 -272 -269 Neon Ne 0.0018 -249 -246 Argon Ar 0.9323 -189 -186 Krypton Kr 0.0001 -157 -153 Xenon Xe 0.000009 -112 -107 Uap air H2O 4 ~ 5 100 5/6/2018 Perbandingan ASU dan PSA N2 Generator

AIR SEPARATION UNIT (ASU) & AIR SEPARATION PLANT (ASP) ASU dan ASP termasuk unit pemisahan udara sistem cryogenic. ASU dirancang menghasilkan produk : - N2 cair : 300 Nm3/jam (purity 99,97 % min) - O2 cair : 50 Nm3/jam (purity 99,5 % min) ASP dirancang menghasilkan produk : - N2 cair : 150 Nm3/jam (purity 99,97 % min) Prinsip pemisahan berdasarkan perbedaan : - sifat N2 yg lebih ringan dari O2 - titik didih N2 = -196oC & O2 = -183oC 5/6/2018 Perbandingan ASU dan PSA N2 Generator

BAGAN PROSES ASU&ASP Kompressi Udara Penghilangan CO2, H2O, C2H2 & Kontaminan Lain Pendinginan dan Ekspansi Rectifikasi/Distilasi Udara Cair Produk N2 & O2 cair 5/6/2018 Perbandingan ASU dan PSA N2 Generator

METODE PEMISAHAN UDARA ASU DAN ASP ISOTHERMAL COMPRESSION Isothermal compression (kompresi dgn temp. tetap) dapat dicapai dgn cara mendinginkan udara pd setiap tingkat/stage kompresi oleh air pendingin sehingga diharapkan temp. udara masuk dan keluar kompresor sama. JOULE THOMSON EXPANSION/EFFECT JTE terjadi bila tekanan fluida diturunkan dengan tanpa menghilangkan energi panas fluida itu, penurunan tekanan ini memakai throttling valve sehingga tekanan dpt dikontrol. Pd fase cair, expansi dr tek. tinggi ke tek. rendah menyebabkan sebagian cairan menguap dan mengambil panas dari fluida sehingga menurunkan temperatur fluida tsb. 5/6/2018 Perbandingan ASU dan PSA N2 Generator

METODE PEMISAHAN UDARA ASU DAN ASP EXPANSI MELALUI MESIN (EXPANDER TURBINE) Gas diekspansikan melalui mesin (expander turbine) dimana mesin akan mengambil energi panas dari gas tersebut sehingga temperaturnya akan menjadi sangat rendah. Pd prinsipnya proses ET sama dg JTE hanya saja kapasitas penurunan temperatur gas ET jauh lebih besar. PENDINGINAN MEMAKAI HEAT EXCHANGER Pendinginan dgn sekali ekspansi saja masih blm cukup utk mencairkan udara. Oleh krn itu digunakan heat exchanger (alat penukar panas) yang didlmnya terjadi pertukaran panas antara udara panas keluar dr kompresor dengan udara dingin dari Expander Turbine. 5/6/2018 Perbandingan ASU dan PSA N2 Generator

PERBEDAAN METODE PEMISAHAN UDARA ASU DAN ASP Perbedaan metode pemisahan dan pencairan udara antara ASU dan ASP adalah pada pemisahan dan pengambilan gas CO2 dan H2O. Pada ASU, pemisahan gas CO2 dan uap air (H2O) terjadi melalui adsorpsi (penjerapan) gas2 tersebut oleh Molecular Sieve Adsorber, dimana udara keluar dr kompresor dimasukkan kedlm vessel yg berisi molecular sieve sehingga udara keluar adsorber merupakan udara kering dan bebas CO2. Sedangkan pada ASP, pemisahan dan pengambilan CO2 dan H2O dari udara dilakukan secara fisis yaitu udara panas dari kompresor melalui HE didinginkan oleh udara dingin yg keluar dr Expander Turbine sampai temp. jenuhnya dimana pada kondisi tsb gas CO2 dan H2O akan membeku dan udara yang keluar dr HE sudah bebas dari CO2 & H2O. 5/6/2018 Perbandingan ASU dan PSA N2 Generator

DIAGRAM ALIR PROSES AIR SEPARATION UNIT (ASU) 5/6/2018 Perbandingan ASU dan PSA N2 Generator

DIAGRAM ALIR PROSES AIR SEPARATION PLANT (ASP) 5/6/2018 Perbandingan ASU dan PSA N2 Generator

Sekian dan Terima kasih