Penyulingan Minyak Bumi & K3LH Pt.1

Proses Penyulingan Minyak Bumi diawali distillasi atau fraksinasi Minyak Mentah menjadi kelompok-kelompok Hidrokarbon berbeda. Sebagian besar hasil distillasi dikonversi lebih lanjut melalui proses cracking, reforming, dan proses lainnya. Produk hasil konversi tersebut kemudian diolah kembali dengan proses extraction, hydrotreating, dan sweetening untuk menghilangkan pengotor dan meningkatkan kualitas produk. Masing-masing proses memiliki potensi bahaya yang tidak sedikit dan memerlukan perhatian khusus untuk menghindarkan terjadinya kecelakaan kerja dan juga mengurangi emisi ke lingkungan.

Proses Penyulingan Minyak Bumi dapat dipisahkan secara umum ke :

1. Fractionation (distillation) adalah pemisahan Minyak Mentah pada menara distilasi menjadi fraksi-fraksi hidrokarbon berbeda berdasarkan titik didih.
   
   
2. Conversion processes mengubah ukuran dan atau struktur molekul Hidrokarbon. Proses ini meliputi
   • Decomposition (dividing) dengan thermal dan catalytic cracking.
   • Unification (combining) dengan alkylation dan polymerization. 
   • Alteration (rearranging) dengan isomerization dan catalytic reforming.
   
   
3. Treatment processes bertujuan untuk mempersiapkan hidrokarbon untuk proses lanjutan dan untuk mempersiapkan produk jadi. Proses ini bisa antara lain penghilangan atau pemisahan senyawa aromatik dan naphthenes demikian juga pengotor dan kontaminan lainnya. Proses yang dapat dilakukan antara lain pemisahan dengan dissolving, absorption, atau precipitation menggunakan beberapa macam atau kombinasi beberapa proses : desalting, drying, hydrodesulfurizing, solvent refining, sweetening, solvent extraction, dan solvent dewaxing.  
   
   
4. Formulating dan Blending adalah proses pencampuran dan penggabungan fraksi-fraksi hidrokarbon, additives, dan komponen lainnya untuk menghasilkan produk jadi dengan karakter spesifik. 
   
   
5. Other Refining Operations : light-ends recovery; sour-water stripping; solid waste dan wastewater treatment; process-water treatment dan cooling; storage dan handling; product movement; hydrogen production; acid dan tail-gas treatment; dan sulfur recovery.

Potensi Bahaya

Desalting

Safety : Potensi bahaya api jika ada tumpahan Minyak Mentah atau keluar dari heater pada unit desalting. Komponen dengan titik didih rendah juga dapat terlepas jika terdapat tumpahan. Tumpahan dan keberadaan gas mudah terbakar dapat dicheck dengan FirstCheck+ dari Ion Science

Proses yang tidak sempurna dapat menyebabkan penyumbatan pada Heater dan Heat Exchanger pada seluruh kilang. Penyumbatan dapat membatasi aliran produk dan perpindahan panas sehingga menyebabkan kegagalan sistem karena meningkatnya tekanan dan suhu. Korosi, yang terjadi karena adanya Hydrogen Sulphide, Hydrogen Chloride, Naphthenic (organic) acids, dan kontaminan lainnya dalam minyak mentah, juga menyebabkan kegagalan pada sistem secara keseluruhan. Garam yang dinetralkan (amonium klorida dan sulfida), dalam kondisi lembab, bisa menyebabkan korosi. Terjadinya tekanan berlebihan pada unit juga dapat membahayakan sistem. Laju Korosi dapat diukur dengan Hydrosteel dari Ion Science

Health : Karena ini proses tertutup, potensi terpapar kecil kecuali jika terdapat tumpahan atau kebocoran. Ketika suhu tinggi digunakan untuk desalting minyak mentah asam, akan terbentuk Hydrogen Sulphide. Juga terdapat kemungkinan terpapar ammonia, dry chemical demulsifiers, caustics, dan atau asam selama proses berlangsung. GMP dan penggunaan alat pelindung sangat disarankan. Pemantauan kebocoran bahan kimia dan gas berbahaya di lingkungan kerja dapat dilakukan dengan FirstCheck+, dan untuk paparan suhu di lingkungan kerja dengan Index Suhu Bola Basah.

Bergantung kepada kandungan Minyak Mentah yang diolah dan bahan kimia yang digunakan untuk pengolahan, air limbah akan mengandung cemaran chlorida, sulfida, bicarbonate, ammonia, hydrocarbon, phenol, dan suspended solids, pemantauan secara online untuk waste dan output water dapat dilakukan dengan Paquastat dari Trace2o. Jika diatomaceous earth digunakan pada proses filtrasi, paparan silika yang terkandung dalam DE tersebut harus diminimalisir dan dikontrol. Silika yang terdapat berukuran sangat kecil, sehingga dapat membahayakan pernafasan. Pengukuran paparan debu silika di udara ambien maupun paparan personal dapat dilakukan dengan air sampling pump Sensidyne.

Fractionation (distillation)

Safety : Walaupun merupakan proses tertutup, pemanas dan penukar panas di atsmosfir dan unit distilasi dengan vakum dapat menimbulkan sumber nyala api. Dan jika terjadi kebocoran maka potensi terjadinya api akan sangat besar. Tumpahan dan keberadaan gas mudah terbakar dapat dicheck dengan FirstCheck+ dari Ion Science.

Penyimpangan tekanan, temperatur atau level cairan dapat terjadi jika alat pengontrolan otomatis gagal. Pengendalian temperatur, tekanan dan reflux agar tetap dalam parameter operasi dibutuhkan untuk mencegah terjadinya thermal cracking pada distillation tower. Sistem pelepasan harus disediakan untuk mengantisipasi tekanan berlebih. 

Bagian-bagian proses yang rentan terhadap korosi antara lain : Preheat Exchanger (HCl dan H₂S), Preheat Furnace dan Bottoms Exchanger (H₂S dan senyawaan-senyawaan sulfur), atmospheric tower dan Vacuum Furnace (H₂S, senyawaan-senyawaan sulfur, dan asam-asam organik), Vacuum Tower (H₂S dan asam-asam organik), dan Overhead (H₂S, HCl, dan air). Dimana Minyak yang bersifat asam diolah, korosi dapat terjadi dalam tabung Furnace dan pada kedua atmospheric dan vacuum tower dimana temperatur logam melebihi 450° F. H₂S juga dapat menyebabkan retakan pada besi. Saat memproses minyak mentah dengan kadar Nitrogen tinggi, NO2 dapat terbentuk dalam flue gases dari furnaces. NO2 bersifat korosif terhadap besi ketika didinginkan dengan air ke temperatur yang lebih rendah.

Bahan-bahan kimia digunakan untuk mengendalikan korosi oleh HCl yang dihasilkan unit distillasi. Ammonia dapat diinjeksi ke overhead stream dan atau larutan basa juga dapat dinjeksikan secara hati-hati ke hot crude-oil feed. Jika air pencuci tidak diinjeksi secara cukup, akan terbentuk deposit ammonium chloride dan menyebabkan korosi serius.

Pengukuran laju korosi dapat dilakukan dengan Hydrosteel baik Fixed maupun Portabel.

Health : Proses distilasi merupakan proses tertutup dan paparan seharusnya minimal. Ketika Minyak yang bersifat asam (kandungan Sulfur tinggi) diolah, terdapat potensi paparan terhadap H2S pada preheat exchanger dan furnace, tower flash zone dan overhead system, vacuum furnace dan tower, serta bottoms exchanger. HCl mungkin terdapat pada preheat exchanger, tower top zones, dan overheads. air limbah dapat mengandung Sulfida dalam konsentrasi tinggi, dan senyawa yang larut dalam air lainnya seperti ammonia, chlorides, phenol, mercaptans, dll., bergantung kepada asupan minyak mentah dan bahan kimia yang digunakan. Pengolahan dan pengujian kualitas air limbah sebelum dibuang ke badan sungai mutlak perlu dilakukan

Solvent Extraction & Dewaxing

Safety : Ektraksi Pelarut merupakan Proses Tertutup dan walaupun beroperasi pada tekanan yang relatif rendah, potensi terjadinya api berasal dari kebocoran atau tumpahan yang berinteraksi dengan sumber nyala seperti pengering atau extraction heater. Pada solvent dewaxing, gangguan pada vacuum akan menghasilkan potensi terjadinya api karna membiarkan udara memasuki sistem.

Health : Ekstraksi pelarut merupakan proses tertutup, paparan diharapkan minimal dalam kondisi operasi normal. Bagaimanapun, terdapat potensi paparan dari ekstraksi pelarut seperti phenol, furfural, glycols, methyl ethyl ketone, amines, dan bahan kimia yang digunakan dalam proses lainnya. Pengecekan keberadaan Volatile Organic Carbons dapat dilakukan dengan FirstCheck+.

Thermal Cracking

Safety : Thermal cracking merupakan proses tertutup, potensi utama timbulnya api dari kebocoran cairan, gas, dan uap dan berinteraksi dengan sumber nyala seperti heater. Potensi tersebut terdapat pada operasi pengarangan dimana jika suhu tidak terkontrol maka reaksi eksotermik akan muncul.

Pada proses Thermal Cracking dimana Minyak Mentah asam diproses, korosi dapat timbul dimana temperatur logam berada di antara 450° dan 900° F. Diatas 900° F arang membentuk lapisan pelindung pada logam. Furnace, soaking drums, bagian terbawah dari tower, dan exchanger suhu tinggi biasanya mudah terkorosi. Korosi H2S pada pengarangan juga dapat timbul ketika temperatur tidak dikontrol dengan baik diatas 900° F.

Health : Potensi bahaya terdapat pada paparan gas-gas berbahaya seperti H2S dan CO, dan Polynuclear aromatics (PNA) yang diasosiasikan dengan operasi pengarangan. Ketika arang dipindahkan sebagai Slurry, penurunan kadar oksigen dapvt terjadi pada area tertutup (confined space) seperti storage silos, karena karbon basah akan menyerap oksigen. Kondisi air limbah akan sangat basa dan mengandung minyak, sulfida, ammonia, dan atau phenol. Pengolahan dan pengujian kualitas air limbah sebelum dibuang ke badan sungai mutlak perlu dilakukan

Pengecekan H2S, CO, VOC dan Explosive Gas dapat dilakukan dengan FirstCheck+

Fluid Catalytic Cracking

Safety : Hydrocarbon cair pada katalis atau yang memasuki Heated Combustion air Stream harus dikontrol untuk menghindari reaksi eksotermik. Karena keberadaan Heater pada Catalytic Cracking Units, kemungkinan terjadinya kebakaran jika terdapat kebocoran atau uap yang terlepas dari sistem. 

Pada sebagian proses, proses pengisian atau pembuangan yang sangat hati-hati harus diakukan untuk mencegah terbentuknya debu katalis pada konsentrasi yang mudah meledak. Ketika mengeluarkan arang katalis, potensi api dapat muncul dari iron sulfida. Iron Sulfida akan menyala secara spontan ketika terekspos ke udara dan oleh karena itu harus dibasahkan dengan air untuk mencegah terbentuknya api. arang dari katalis harus didinginkan hingga dibawah 120° F sebelum dibuang dari reaktor atau dibuang ke kontainer yang telah dibersihkan dengan nitrogen dan didinginkan sebelum langkah penanganan sebelumnya.

Pengambilan sampel dan pengujian dari bahan baku, produk dan aliran recycle secara reguler harus dilakukan  untuk memastikan bahwa proses cracking berjalan semestinya dan tidak ada kontaminan yang memasuki aliran proses. Zat-zat korosif atau deposit pada bahan baku dapat merusak kompresor gas. Inspeksi dari peralatan kritis termasuk pompa, kompresor, furnace dan heat exchanger harus dilaksanakan sesai kebutuhan. Saat memproses minyak asam, korosi dapat terjadi saat temperatur dibawah 900° F. Korosi terdapat dimana terdapat cairan dan uap, dan pada area yang terkena pendinginan seperti Nozzle dan platform support.

Ketika memproses bahan baku dengan kandungan Nitrogen tinggi, paparan terhadap ammonia dan sianida sangat mungkin terjadi, dan memaparkan peralatan dari carbon steel pada FCC overhead system terhadap korosi, cracking atau hydrogen blistering (pelepuhan). Efek-efek ini dapat diminimalisir oleh pencucian dengan air atau penggunaan inhibitor. Pencucian dengan air juga dapat digunakan untuk melindungi Overhead Condensers pada kolom utama yang berpotensi terkena penyumbatan oleh ammonium hydrosulfide. Inspeksi termasuk pengecekan kebocoran disebabkan erosi atau malfungsi lainnya seperti penumpukan katalis pada expanders, pengendapan pada overhead feeder lines dari residu bahan baku, dan kondisi operasi yang tak biasa lainnya. 

Health : Karena catalytic cracker merupakan sistem tertutup, normalnya sedikit kemungkinan terjadi paparan terhadap bahan-bahan berbahaya selama operasi. Kemungkinan terjadi paparan terhadap cairan atau uap hidrokarbon yang sangat panas (700° F)selama proses sampling atau jika terdapat kebocoran atau pelepasan. Sebagai tambahan, paparan terhadap gas H2S dan atau CO juga dapat terjadi.

Pengecekan H2S, CO, VOC dan Explosive Gas dapat dilakukan dengan FirstCheck+

Regenerasi Katalis melibatkan pengupasan dan decoking dengan uap, dan menghasilkan aliran limbah yang mengandung hydrocarbon, phenol, ammonia, hydrogen sulfide, mercaptan, dan material lainnya bergantung kepvda bahan baku, crudes, dan proses-proses yang dilakukan. Pembentukan Nickel Carbonyl dapat timbul pada proses cracking menggunakan katalis nikel. Pengolahan dan pengujian kualitas air limbah sebelum dibuang ke badan sungai mutlak perlu dilakukan

Hydrocracking

Safety : Karena unit ini beroperasi pada suhu dan tekanan yang sangat tinggi, pengendalian kebocoran Hydrocarbon dan pelepasan Hydrogen sangat penting untuk mencegah terjadinya kebakaran. Pada proses tertentu, perhatian khusus diperlukan untuk memastikan bahwa catalytic dust pada konsentrasi yang mudah meledak tidak terbentuk selama proses penambahan.

Inspeksi dan pengujian Safety Relief Devices sangat penting karena tingginya tekanan pada unit ini. Pengendalian proses sangat dibutuhkan. Pembongkaran coked catalyst membutuhkan kehati-hatian ekstra untuk menghindari api berasal dari iron sulfide. Coked catalyst harus didinginkan hingga suhu dibawah 120° F sebelum dbuang, atau ditempatkan pada wadah yang telah dibersihkan dengan Nitrogen hingga didinginkan.

Karena suhu operasi dan keberadaan Hydrogen, kandungan H2S harus dikontrol dengan ketat hingga minimum untuk mengurangi kemungkinan terjadinya korosi. Korosi oleh CO2 pada area kondensasi juga harus diperhitungkan. Ketika memproses bahan baku dengan kandungan Nitrogen tinggi, ammonia dan H2S membentuk ammonium hydrosulfide, yang menyebabkan korosi serius pada temperatur dibawah titik embun air. Ammonium hydrosulfide juga terdapat pada Sour Water Stripping.

Health : Karena ini adalah proses tertutup, paparan diharapkan sangat minimum pada kondisi operasi normal. Terdapat potensi terpapar emisi uap dan gas hydrocarbon, hydrogen dan H2S karena kebocoran karena tekanan tinggi. Sejumlah besar CO dapat terlepas selama proses regenerasi katalis.

Pengecekan H2S, CO, VOC dan Explosive Gas dapat dilakukan dengan FirstCheck+ 

bersambung ke pt.2