Synthesis Gas Processing
Natural Gas Processing
Condensate &Water Removal
Acid Gas Removal
GasDehydration
MercuryRemoval
NitrogenRejection
NGLRecovery
FractionatorTrain
SweeteningUnit
Natural Gas ProcessingCondensate &Water Removal
Acid Gas Removal
GasDehydration
MercuryRemoval
NitrogenRejection
NGLRecovery
FractionatorTrain
SweeteningUnit
Pengotor• H2S• H2O• CO2
• N2
• Hg
Natural Gas ProcessingSoal-1:
Dalam condensate and water removal dipisahkan gas dan cairan. Sebutkan:(a) Komponen senyawa gas(b) Komponen senyawa cairan
Condensate &Water Removal
Acid Gas Removal
GasDehydration
MercuryRemoval
NitrogenRejection
NGLRecovery
FractionatorTrain
SweeteningUnit
Natural Gas ProcessingCondensate &Water Removal
Acid Gas Removal
GasDehydration
MercuryRemoval
NitrogenRejection
NGLRecovery
FractionatorTrain
SweeteningUnit
Mengandung H2S(Sour Gas)
Tanpa H2S(Sweet Gas)
Natural Gas ProcessingSoal-2:
Apa yang terjadi dalam proses acid gas removal?Gas
Dehydration
MercuryRemoval
NitrogenRejection
NGLRecovery
FractionatorTrain
SweeteningUnit
Condensate &Water Removal
Acid Gas Removal
Natural Gas ProcessingCondensate &Water Removal
Acid Gas Removal
GasDehydration
MercuryRemoval
NitrogenRejection
NGLRecovery
FractionatorTrain
SweeteningUnit
Mengandung H2O(Humid Gas)
Tanpa H2O(Dry Gas)
Natural Gas ProcessingSoal-3:
Apa yang terjadi dalam proses dehydration?
MercuryRemoval
NitrogenRejection
NGLRecovery
FractionatorTrain
SweeteningUnit
Condensate &Water Removal
Acid Gas Removal
GasDehydration
Natural Gas ProcessingCondensate &Water Removal
Acid Gas Removal
GasDehydration
MercuryRemoval
NitrogenRejection
NGLRecovery
FractionatorTrain
SweeteningUnit
Mengandung Hg Tanpa Hg
Natural Gas ProcessingSoal-4:
Apa yang terjadi dalam proses mercury removal?
NitrogenRejection
NGLRecovery
FractionatorTrain
SweeteningUnit
Condensate &Water Removal
Acid Gas Removal
GasDehydration
MercuryRemoval
Natural Gas ProcessingCondensate &Water Removal
Acid Gas Removal
GasDehydration
MercuryRemoval
NitrogenRejection
NGLRecovery
FractionatorTrain
SweeteningUnit
Banyak N2 Sedikit N2
Natural Gas ProcessingCondensate &Water Removal
Acid Gas Removal
GasDehydration
MercuryRemoval
NitrogenRejection
NGLRecovery
FractionatorTrain
SweeteningUnit
Gas lain C2+
Gas Alam
Natural Gas ProcessingCondensate &Water Removal
Acid Gas Removal
GasDehydration
MercuryRemoval
NitrogenRejection
NGLRecovery
FractionatorTrain
SweeteningUnit
Gas C2+ Gas C2
C3
C4
C5+
Natural Gas ProcessingSoal-5:
Apa prinsip operasi proses fractionation?
SweeteningUnit
Condensate &Water Removal
Acid Gas Removal
GasDehydration
MercuryRemoval
NitrogenRejection
NGLRecovery
FractionatorTrain
Natural Gas ProcessingCondensate &Water Removal
Acid Gas Removal
GasDehydration
MercuryRemoval
NitrogenRejection
NGLRecovery
FractionatorTrain
SweeteningUnit
Natural Gas ProcessingSoal-6:
Apa yang terjadi dalam proses sweetening unit?
Condensate &Water Removal
Acid Gas Removal
GasDehydration
MercuryRemoval
NitrogenRejection
NGLRecovery
FractionatorTrain
SweeteningUnit
Synthesis Gas Processing
Synthesis Gas Processing
Synthesis Gas
• Amonia Plant: H2 + N2
• Methanol Synthesis: H2 + CO
Synthesis Gas Processing
PreparasiOksidasi Parsial Metana
1) CH4 + ½O2 CO + 2 H2 (cepat) H = -36 kJ/mol
2) CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O (cepat) H = -318 kJ/mol
3) CH4 + CO2 2CO + 2 H2 (lambat) H = +246 kJ/mol
4) CH4 + H2O CO + 3 H2 (lambat) H = +227 kJ/mol
Seluruh reaksi dilakukan pada kondisi 1300-1400 oC dan tekanan 60-80 atm dengan waktu tinggal 2-5 detik.Panas dari reaksi eksotermik (1 dan 2) dipakai untuk reaksi endotermik (3 dan 4)
Synthesis Gas Processing
PreparasiSteam Reforming HidrokarbonPrinsip: Reduksi air menjadi gas H2 dan CO
Reaksi1) Purifikasi dengan cara desulfurisasi (menghilangkan S)2) Primary Steam Reforming (menghasilkan H2+CO2+CH4sisa)
3) Secondary Steam Reforming (menghilangkan CH4, menambah N2 atau O2)
4) High Temperature Water-Gas-Shift (mengatur rasio H2/CO)
5) Low Temperature Water-Gas-Shift (menghilangkan CO)6) Metanasi
Synthesis Gas Processing
• Senyawa S dikonversi menjadi H2S dengan hidrodesulfurisasi (HDS) memakai katalis Co-Mo/Al2O3 pada 300-400 oC dan 35-atm
CnHmSH + H2 H2S + H2O
H2S yang dihasilkan diturunkan hingga kurang dari 10 ppb dengan scrubbing memakai adsorben (seperti ZnO)
H2S + ZnO ZnS + H2O
Khlorida diturunkan hingga kurang dari 5 ppb memakai Na/Al2O3
Synthesis Gas ProcessingPurification
PrimarySteam Reforming
SecondarySteam Reforming
Shift Converter
Methanation
Natural Gas ProcessingSoal-7:
(a) Apa tujuan pemurnian gas?(b) Bagaimana proses pemurnian berlangsung?
Purification
PrimarySteam Reforming
SecondarySteam Reforming
Shift Converter
Methanation
Reaksi
Di Indonesia digunakan gas alam (CH4)
Katalis Ni yang disangga oleh CaAl2O4 (untuk CH4) atau MgO (untuk hidropkarbon tinggi)
Synthesis Gas ProcessingPurification
PrimarySteam Reforming
SecondarySteam Reforming
Shift Converter
Methanation
Begitu terbentuk CO dan H2 terjadi keseimbangan CO, H2, CH4, H2O
Synthesis Gas ProcessingPurification
PrimarySteam Reforming
SecondarySteam Reforming
Shift Converter
Methanation
Aspek Termodinamika• Proses seluruh steam reforming sangat
endotermik dengan reaksi ke kanan harus pada T tinggi dan P rendah
• Konversi CH4 dilakukan pada rasio air terhadap metana yang besar dan suhu tinggi
• Reaksi endotermik pada WGC dilakukan pada T rendah dan rasio air/metana yang tinggi
• Pembentukan H2 dari CH4 dan CO yang maksimum berlawanan dengan proses secara keseluruhan, sehingga keseluruhan dirancang dengan tahap berbeda.
Synthesis Gas ProcessingPurification
PrimarySteam Reforming
SecondarySteam Reforming
Shift Converter
Methanation
Synthesis Gas ProcessingPurification
PrimarySteam Reforming
SecondarySteam Reforming
Shift Converter
Methanation
P = 1 atm
Synthesis Gas ProcessingPurification
PrimarySteam Reforming
SecondarySteam Reforming
Shift Converter
Methanation
P = 20 atm
P = 20 atm
P = 1 atm
Synthesis Gas ProcessingMekanisme Steam Reforming
1) Dekomposisi Hidrokarbon (menjadi CH2, CH3,dll) dan atom C pada permukaan katalis
2) Adsorpsi disosiatif H2O menjadi atom O & H2
3) O teradsorpsi bergabung dengan atom C teradsorpsi membentuk CO
Purification
PrimarySteam Reforming
SecondarySteam Reforming
Shift Converter
Methanation
Synthesis Gas ProcessingKondisi Reaksi Steam Reforming• Gas alam bebas pengotor dan uap air digabung
pada rasio 2,5-4 dengan konsentrasi 20-25% mol.
• Campuran dipanaskan hingga 400 oC pada tekanan 20-30 atm dan dialirkan ke reaktor pipa yang berisi katalis Ni/MgO atau Ni/CaO pada suhu 800 oC.
• Konversi metana hingga 50% dalam reaktor primary reformer
Purification
PrimarySteam Reforming
SecondarySteam Reforming
Shift Converter
Methanation
Synthesis Gas ProcessingPembentukan Karbon• Pada suhu tinggi terbentuk C yang akanb
menempel pada permukaan katalis
• Dari aspek termodinamika, menghindari pembentukan C dengan kondisi T rendah dan rasio reaktan (air/HK) tinggi
• Dari aspek kinetika laju gasifikasi deposit C oleh steam harus melebihi laju deposisi C oleh disosiasi CH4 atau CO pada permukaan katalis.
Purification
PrimarySteam Reforming
SecondarySteam Reforming
Shift Converter
Methanation
Soal-8:(a) Apa tujuan primary steam reforming?(b) Bagaimana proses primary steam
reforming berlangsung?
Synthesis Gas ProcessingPurification
PrimarySteam Reforming
SecondarySteam Reforming
Shift Converter
Methanation
Synthesis Gas Processing• Gas keluar dari primary steam reforming berisi
10-13% CH4 yang tidak bereaksi
• Dalam secondary steam reforming, CH4 dikonversi menjadi H2 dan CO2 sehingga keluaran hanya mengandung CH4 kurang dari 1% dan CO 10-13%.
Sintesis Amonia• Pada produksi amonia, yang membutuhkan
reaktan H2+N2 perlu ditambahkan sejumlah udara yang akan bereaksi dengan sisa CH4 dan CO.
Purification
PrimarySteam Reforming
SecondarySteam Reforming
Shift Converter
Methanation
Synthesis Gas ProcessingSintesis Metanol• Membutuhkan campuran H2+CO tertentu
• Ke secondary reformer ditambahkan O2 murni yang akan bereaksi dengan CH4 dan CO sehingga dapat mengatur rasio H2 : CO yang tepat
Katalis• Biasanya 12-15% Ni yang disangga -Al2O3
Purification
PrimarySteam Reforming
SecondarySteam Reforming
Shift Converter
Methanation
Soal-9:(a) Apa tujuan secondary steam reforming?(b) Bagaimana proses secondary steam reforming berlangsung?
Synthesis Gas ProcessingPurification
PrimarySteam Reforming
SecondarySteam Reforming
Shift Converter
Methanation
Synthesis Gas ProcessingPurification
PrimarySteam Reforming
SecondarySteam Reforming
Shift Converter
Methanation
Synthesis Gas ProcessingPurification
PrimarySteam Reforming
SecondarySteam Reforming
Shift Converter
Methanation
Synthesis Gas ProcessingPurification
PrimarySteam Reforming
SecondarySteam Reforming
Shift Converter
Methanation
Synthesis Gas ProcessingPurification
PrimarySteam Reforming
SecondarySteam Reforming
Shift Converter
• Soal-10:(a) Apa tujuan shift converter?(b) Bagaimana proses shift converter
berlangsung?
Methanation
Synthesis Gas ProcessingPurification
PrimarySteam Reforming
SecondarySteam Reforming
Shift Converter
Methanation
Synthesis Gas Processing• Soal-10:
(a) Apa tujuan methanation?(b) Bagaimana proses methanation
berlangsung?
Purification
PrimarySteam Reforming
SecondarySteam Reforming
Shift Converter
Methanation
Synthesis Gas Processing