Proses Purifikasi Gas Alam

Proses purifikasi (purification) gas alam atau sering juga disebut proses pemurnian gas dilakukan dengan tujuan untuk menghilangkan/memisahkan impurities (zat pengotor) yang tidak dikehendaki di dalam gas alam tersebut. Sebelum proses pemurnian dilakukan, gas alam yang diperoleh dari sumur terlebih dahulu harus melalui tahap pengujian di laboratorium untuk mengetahui senyawa-senyawa kimia yang terlarut di dalamnya. Hal ini diperlukan untuk menentukan proses purifikasinya, jumlah unit proses, jenis bahan kimia serta dosis bahan kimia yang akan digunakan.

Kilang gas merupakan satuan unit yang berfungsi untuk mengolah gas alam hingga menjadi produk bahan bakar.

6 Tahap Utama Purifikasi (Pemurnian) Gas Alam

Purifikasi atau proses pemurnian gas alam terdiri dari beberapa tahap, antara lain:
  1. Purifikasi untuk memisahkan kondensat
  2. Penghilangan CO2 (CO2 Removal)
  3. Untuk menghilangkan gas H2S dan CO2 (H2S and CO2 removal)
  4. Purifikasi untuk menghilangkan markaptan (RSH)
  5. Penghilangan kandungan air
  6. Purifikasi untuk menghilangkan merkuri.

6 tahap di atas tentunya memiliki tujuan masing-masing, dan tentunya disesuaikan dengan hasil pengujian di laboratorium. Untuk memperdalam pengetahuan mengenai proses pemurnian gas alam, silahkan simak ulasan masing-masing tahap di atas.

1. Memisahkan Kondensat

Kondensat adalah hidrokarbon cair (berupa hidrokarbon berat) yang terdapat dalam gas alam yang keluar dari sumur, kemungkinan terdiri atas senyawaan parafin, naften dan aromat.
  • Sebagai hidrokarbon parafin terdiri dari C6 – C11 atau bahkan sampai C19.
  • Sebagai hidrokarbon naften terdiri dari siklo pentana, siklo heksana baik bentuk normalnya maupun bentuk tersubstitusi (bentuk iso) atau bahkan bentuk poli naften.
  • Sebagai hidrokarbon aromat terdiri dari benzena, baik bentuk normalnya maupun bentuk tersubstitusi (bentuk iso) atau bahkan bentuk poli benzena.

Gas alam yang dikirim dari sumur gas alam dengan tekanan tinggi menyebabkan perubahan komposisi dikarenakan pengembunan hidrokarbon berat di perjalanan sehingga gas alam perlu dipisahkan dari cairan yang dikandungnya sebelum dikirim ke unit-unit proses sebagai umpan proses pencairan gas alam baik sebagai LNG maupun LPG.

Prinsip Pemisahan

Gas alam diekspansikan dalam suatu vessel (KOD, Knock Out Drum), maka akan terjadi penurunan tekanan gas secara mendadak sehingga terjadi pengembunan H2O (air) dan hidrokarbon berat. Kemudian seIanjutnya dipisahkan dengan glikol. GlikoI yang terikat H2O dan hidrokarbon berat akan terpisahkan dari gas alam melalui dasar drum sedangkan gas nya dialirkan ke unit pemurnian/purifikasi untuk diproses lebih lanjut.

2. Menghilangkan CO2 (CO2 Removal)

Kandungan gas CO2 atau karbon dioksida dalam gas alam harus dihilangkan karena akan berpengaruh terhadap kualitas gas alam maupun terhadap kuantititasnya. Bila kandungan gas karbon dioksida di dalam gas alam tinggi, maka produk yang dihasilkan akan lebih sedikit dibandingkan bila kandungan karbon dioksida rendah. Hal ini disebabkan karena turunnya jumlah prosen komponen hidrokarbonnya. Disamping itu bila kandungan gas CO2 tinggi, akan menurunkan nilai kalori dari gas alam tersebut. Hal ini akan berpengaruh terhadap panas pembakaran dari produk yang dihasilkan, misalnya CNG, LPG dan LNG. Juga gas CO2 akan membeku pada proses pendinginan dan akan menyumbat tube (pipa) dan menimbulkan biaya yang tinggi pada rekayasa pabrik maupun pengoperasinya. Gas CO2 bersifat korosif, sehingga akan merusak peralatan proses.

Beberapa larutan/katalis yang digunakan untuk menghilangkan CO2 diantaranya:
  1. Alkali Karbonat
  2. Larutan Amonia
  3. Ethyl Di Ethanol Amine (MDEA)
  4. Molecural Sieve.

Diantara beberapa proses yang disebutkan, paling ekonomis untuk menghilangkan CO2 adalah larutan panas Kalium karbonat (K2CO3) di dalam suatu flash tank. Proses ini telah digunakan sejak th 1904, yaitu sebuah hak paten Jerman untuk meyerap CO2 dan kemudian CO2 dilepas dengan menurunkan tekanan tanpa menambah suhu pemanasan.

Proses pelepasan karbon dioksida dari gas alam dengan bantuan katalis.

Pada th 1924, proses ini dikembangkan oleh Williamson dan Mathews, dengan meningkatkan kecepatan absorpsinya dengan menaikkan suhu absorpsi dari 25 - 75 ºC.

3. Menghilangkan H2S dan CO2 (H2S and CO2 Removal)

Hidrogen sulfida (H2S) dalam gas alam harus dihilangkan karena akan berpengaruh terhadap kualitas gas alam maupun terhadap kuantititasnya.
  1. Segi kuantitas, kandungan Hidrogen Sulfida dalam gas alam relatif kecil terutama gas alam dari Indonesia, maka pengaruhnya terhadap kuantitas gas alam juga kecil. 
  2. Segi kualitas, bila kandungan gas Hidrogen sulfida tinggi, akan menurunkan nilai kalori dari gas alam. Hal ini akan berpengaruh terhadap panas pembakaran dari produk yang dihasilkan, misalnya CNG, LPG dan LNG. Disamping itu gas H2S bersifat korosif, akan merusak peralatan proses, sehingga menambah beaya pemeliharaan.
  3. Segi proses pengolahan, bila kandungan H2S di dalam gas alam tinggi, karena sifatnya yang korosif maka akan merusak peralatan proses. Gas H2S karena sifatnya berbau sehingga menimbulkan bau pada produk yang dihasilkan.

4. Menghilangkan Merkaptan (RSH)

Terdapatnya RSH dalam gas alam harus dihilangkan karena akan berpengaruh terhadap kualitas gas alam maupun terhadap kuantititasnya.
  • Segi kuantitas, kandungan RSH di dalam gas alam relatif kecil, maka pengaruhnya terhadap kuantitas gas alam relatif tidak ada.
  • Segi kualitas, bila produk mengandung RSH melewati batas maksimum yang ditentukan maka produk akan off spec, karena RSH menyebabkan produk menjadi berbau.
  • Segi proses pengolahan, RSH akan merusak peralatan dalam proses pengolahan gas alam, karena bersifat korosif.
Proses purifikasi gas alam pada tahap penghilangan merkaptan biasanya dilakukan dengan menggunakan pelarut sulfinol.

Proses Sulfinol

Pemisahan merkaptan (RSH) dari gas alarn dapat menggunakan pelarut Sulfinol .Sulfinol adalah pelarut kimia terdiri dari campuran antara etanolamina (yaitu diisopropanol amina = DIPA), sulfolane (tetrahidrotiofena dioksida) dan air. Disamping dapat memisahkan merkaptan, juga dapat menyerap gas Hidrogen Sulfida. Larutan akuatik monoetanol amina sangat efektif apabila tekanan parsial gas Hidrogen Sulfida rendah.

BiIa digunakan Sulfinol, menyebabkan terjadinya kenaikkan tekanan parsial H2S sehingga dapat meningkatkan reaksi antara H2S dan etanolamina. Etanol amina sangat efektif untuk kecepatan alir sarnpai 23,6 csf/menit, sedang Sulfinol efektif pada kecepatan alir 40,7 csf/menit. Dengan demikian fungsi dari DIPA dan air adalah memperbesar serapan etanolamina. Dikatakan bahwa, kapasitas pelarutan SuIfinol lebih baik dibanding dengan larutan etanolamina.

Proses ini khususnya digunakan apabila aliran gas alam bertekanan tinggi dan mengandung komponen gas asam tinggi. Sulfinol sangat bagus untuk menyerap merkaptan (RSH), karena 96 % metiI merkaptan dapat dihilangkan.

5. Tahap Dehidrasi

Terdapatnya H2O dalam gas alam harus dihilangkan karena akan berpengaruh terhadap kualitas gas alam maupun terhadap kuantititasnya.
  • Segi kuantitas, kandungan H2O di dalam gas alam relatif kecil, maka pengaruhnya terhadap kuantitas gas alam relatif tidak ada.
  • Segi kualitas, bila produk mengandung H2O melewati batas maksimum yang ditentukan maka produk akan off spec.
  • Segi proses pengolahan, H2O (air) sangat mengganggu dalam proses pengolahan gas alam, karena H2O akan membeku pada proses pendinginan dan akan membuntu atau menyumbat pipa - pipa dan peralatan produksi lainnya.
Proses untuk menghilangkan uap air dari gas alam disebut dehidrasi atau pengeringan gas alam. Proses pengeringan gas alam dilakukan dengan menggunakan bahan penyerap.
Ada 2 (dua) proses dehidrasi, yaitu :
  1. Dehidrasi secara absorbsi
  2. Dehidrasi secara adsorbsi.
Kedua tahap dehidrasi di atas dibedakan dengan bahan penyerapnya, di bawah ini telah dituliskan penjelasannya serta metode pemisahannya.

Baca Juga: Pengetahuan Mengenai Gas Alam

1. Dehidrasi Secara Absorpsi

Dehidrasi secara absorpsi yaitu pemisahan uap air dengan menggunakan bahan penyerap cairan. Dimana proses yang terjadi adalah suatu perpindahan zat dari fasa gas ke fasa cair. Ada beberapa macam larutan yang dapat digunakan sebagai penyerap cair antara lain Ethylene Glycol (EG), Diethylene Glycol (DEG), Triethylene Glycol (TEG).

Sampai tingkat kekeringan tertentu, pengeringan gas dengan menggunakan glycol lebih ekonomis daripada pengeringan lainnya. Hal ini disebabkan oleh kapasitas serapnya yang lebih besar. Untuk kekeringan yang lebih tinggi pengeringan gas alam dilakukan dengan cara adsorpsi.

2. Dehidrasi Secara Adsorbsi

Penyerapan uap air dilakukan secara adsorpsi dimana adsorben yang digunakan adalah adsorben padatan, dengan persyaratan selain dapat menghilangkan air juga harus dapat diaktitkan kembali (regenerasi). Beberapa adsorben padat yang digunakan untuk dehidrasi gas alam seperti Alumina atau silika alumina, Silica Gel dan Molecular Sieve.

Adsorben yang banyak digunakan adalah Molecular Sieve, dikarenakan molecular sieve mempunyai kemampuan menyerap air sampai di bawah 0,5 ppm, tidak korosif, tidak beracun, tahan panas serta tidak menyerap hidrokarbon cair sehingga meniadakan fluktuasi komposisi gas dan mudah diregenerasi walaupun masih memerlukan suhu tinggi.

6. Pemisahan Mercury (Hg)

Terdapatnya Hg (merkuri) dalam gas alam akan berpengaruh terhadap:
  • Segi kuantitas, sama halnya dengan H2S/Sulfur, kandungan Hg di dalam gas alam relatif kecil, maka pengaruhnya terhadap kuantitas gas alam relatif tidak ada.
  • Segi kualitas, bila produk mengandung Hg (merkuri) melewati batas maksimum yang ditentukan maka produk akan off spec.
  • Segi proses pengolahan, Hg bersifat korosif dan akan merusak peralatan pabrik terutama tube - tube aluminium, karena akan membentuk logam paduan (amalgam).
Penghilangan unsur Hg (merkuri) dalam gas alam, dilakukan dengan cara adsorpsi dengan menggunakan padatan karbon aktif yang diperkaya oleh Sulfur 12 % (sulfur impregnated activated carbon). Akibat dari reaksi ini, akan timbul lubang - lubang kecil dari tube tersebut karena "amalgam corrosion".

Proses purifikasi gas alam seperti yang telah dijelaskan di atas mungkin saja beberapa diantaranya berbeda dengan proses di kilang gas lainnya. Hal tersebut biasanya dipengaruhi oleh jenis gasnya (senyawa yang terkandung di dalamnya).

Baca Juga: Sifat-sifat Gas Alam dan Pengujian Komposisinya

Sekian ulasan kali ini mengenai proses dan tahap purifikasi (pemurnian) gas alam, semoga artikel pengetahuan ini bisa menambah wawasan Anda. Untuk memperdalam pemahaman mengenai gas alam, silahkan baca juga artikel berkaitan lainnya.

0 Response to "Proses Purifikasi Gas Alam"

Post a Comment

Berkomentarlah dengan sopan dan sesuai dengan konten blog, jangan meninggalkan link aktif karena akan kami anggap sebagai spam.