DCU Thermal Cracking

  • Published on
    12-Jun-2015

  • View
    422

  • Download
    6

Embed Size (px)

DESCRIPTION

DCU thermal cracking

Transcript

<ul><li> 1. DELAYED COKING UNITOleh : ROHMADIPUSDIKLAT MIGAS CEPU</li></ul> <p> 2. BIODATA NAMA : ROHMADI PENDIDIKAN : D4 AKAMIGAS-STEM RIWAYAT PEKERJAAN : KILANG PUSDIKLAT MIGAS ALAMAT RUMAH : MENGGUNG RT 06/07 KARANGBOYO-CEPU EMAIL : rohmadi@pusdiklatmigas.com HP : 081390196170 3. FG NAPHTHA NRUCDU DMICRUDEBLDHBN PLFPREMIUMLNL.RESPLF CCRNHDTLPG RECH2 CDU SPKHOMC LPGKEROSENE ADO H2P L.RESLVGO HVUH2HVGO HCUAVTUR LSWR FOS..RESDCUHCGODHDTLCGO G.COKEG. COKE CALCC. COKE 4. Secondary Processing : Delayed Coking UnitCalcining Unit 5. Pendahuluan Delayed Coking Unit (DCU), lisensi Universal Oil Product Company (UOP) Des Plaines, Illinois, USA. Unit DCU UP II mulai beroperasi th 1984, dg kapasitas 234 M3/J (35 MBSD) Unit DCU UP II mengkonversi secara thermal minyak berat (heavy oil/residue) menjadi coke, gas oil, diesel, naphtha, LPG dan gas 6. Diskripsi Proses Reaksi Thermal cracking : Reaksi perengkahan dg bantuan panas C10H22 C8H17* + C2H5* C8H17* C4H8 + C4H9* C4H9* C4H8 + H* Reaksi rantai radikal bebas berhenti ketika dua radikal berkombinasi atau bereaksi dg logam atau racun (poison) C8H17* + H* C8H18 Reaksi polimerisasi dan kondensasi: membentuk tar aromatik xC4H8 + yC4H6 + zC3H6 7. Diskripsi Proses Properties Feed &amp; Product : Coke yield tergantung pd karakteristik Feed Stock dan kondisi operasi Kandungan asphaltene, resin dan aromatik, serta conradson carbon dari residue merupakan faktor yang mempengaruhi coke yield. Properties yg menjadikan superior coke : low sulfur, low volatile matter, low metals and ash content, low porosity, low CTE (coefficient of thermal expansion) serta konduktifitas.Tiga Klasifikasi Coke : Sponge coke (bunga karang) Honeycomb (sarang madu) Needle (jarum) Sponge coke dihasilkan dari high resin asphaltene feedstock Honeycomb coke dihasilkan dari low resin-asphaltene feeds Needle coke dihasilkan dari highly aromatic thermal tar atau decanted oil stocks. 8. Feed properties : (Shord Residue = 219265 kg/hr) : Produk : Gas LPG Naphtha LCGO HCGO CokeAPI K S, wt% Con Carbon, wt% V, wt ppm Ni, wt ppm Pour point, C 11202 kg/hr 8556 kg/hr 24266 kg/hr 67581 kg/hr 63368 kg/hr 44292 kg/hr18.8 12.2 0.17 9.79 0.6 4.4 50 ( ( ( ( ( (5.1 %Vol) 3.9 %Vol) 11.1 %Vol) 30.8 % Vol) 28.9 % Vol) 20.2 % Vol) 9. Aliran Proses 1. Seksi coking 2. Seksi fraksionasi 3. Seksi konsentrasi gas 4. Seksi pembangkit steam 5. Seksi water handling dan blowdown 10. Aliran Proses Seksi Coking Terdiri dari : 4 coking heater 4 coke chamber 1 condensate receiver Seksi Fraksionasi terdiri dari : Fraksionator LCGO &amp; HCGO Stripper Charge surge drum 11. Seksi Gas Konsentrasi terdiri dari : Off Gas Compressor HP Separator Kolom Absorber Kolom Debutanizer LPG Splitter Seksi Pembangkit Steam terdiri dari : LP, MP dan HP steam generator Seksi Water handling &amp; Blowdown terdiri dari : Coke Pit dan Settling Basin Clarifier Jet Water Storage tank Blowdown condenser KO Drum 12. Variabel Proses Sumber &amp; Type feed stock, mempengaruhi yield dan kualitas coke. Feed dg Con. Carbon tinggi akan memberikan yield coke yg tinggi pula, disamping itu impurities (sulfur dll) mempengaruhi kualitas coke. Coke yg dibentuk oleh feedstock dg kadar aromatik yg tinggi dan resin-asphaltene yg rendah menghasilkan premium grade carbon anode. 13. Variabel Proses Temperatur coke chamber : Temp mempunyai pengaruh yg penting thd yield dan kualitas coke Temp outlet heater hrs dipertahankan 485C 510C (bila lebih rendah maka coke yg terbentuk akan lunak, sebaliknya bila terlalu tinggi maka coking di tube heater menjadi lebih cepat). 14. Variabel Proses Tekanan coke chamber : Tekanan drum menentukan derajat penguapan. Reaksi thermal cracking merupakan fungsi waktu dan temperatur. Umumnya lebih disukai menjaga tekanan konstan dan memvariasikan temperatur seperti yg diinginkan. Tekanan top coke chamber disain 4.22 kg/cm2g. 15. Variabel Proses Combined feed ratio (CFR) : Rasio volume bottom fract (fresh feed + recycle) dibagi volume fresh feed. CFR turun, kec. produk heavy coking gas oil naik , coke yg dihasilkan lebih lunak dan impurities lebih tinggi CFR divariasikan dg mengubah-ubah kec. Penarikan gas oil CFR disain 1.2 1.4 16. Start Up Umum : 1. Menjalankan penggerak dan pompa-pompa (tanpa beban) 2. Water flushing (line dan vessel) 3. Test hydrostatic (HE, tube heater, vessel, dll) 1.5 kali tekanan operasi. 4. Boiling out dan steaming out 5. Persiapan utility system (fuel, steam, air dll) 6. Dry Out heater 7. Jalankan compressor 8. Kalibrasi instrumentasi. 17. Start Up Start Up DCU : 1. Line up dan check blind list 2. Masukkan utilities (sea water, plant water, plant air, steam fuel) 3. Leak test (periksa kebocoran) 4. Steaming out (vessel, piping, dll) 5. Periksa O2 content (&lt; 0.2 % Vol) 6. Sirkulasi dingin 7. Sirkulasi panas 8. Cut in feed 18. Shut Down Normal shutdown : 1. Beritahu unit lain yg berkaitan 2. Kurangi feed sampai 60% 3. Turunkan temperatur outlet heater 4. Stop compressor 5. Stop Heater 6. Stop pompa-pompa 7. Steaming out 19. Foaming Foaming sering muncul saat low boiling point material dipisahkan dari viscous oil di coke chamber. Foaming dp menyebabkan coke carry over ke fractionator (mengganggu proses fraksinasi). Foaming dapat diatasi dg menginjeksikan antifoam (5-20 ppm) 20. Decoking Coke Removal (decoking): Coke dikeluarkan dari chamber menggunakan drill steam yang berputar 5-10 rpm, yang dilengkapi dengan mata boring/cutting dan hydraulic jet water pump (tekanan 200-250 kg/cm2). 21. SAD Steam Air Decoking (SAD) : Pada periode tertentu (6-8 bulan operasi) maka inside tube heater harus dibersihkan dari coke yang menempel. Caranya adalah dengan mengalirkan steam dan udara kedalam tube (Steam Air Decoking) sambil dipanaskan. Setiap 1-2 jam diperiksa kandungan O2 dan CO2 pada effluent heater SAD selesai apabila CO2 nil dan O2 mendekati 20% 22. DELAYED COKER 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.Basic &amp; Chemistry Proses, PFD &amp; Lisensor Feed &amp; Produk Variabel proses Operasi Coke Chamber Peralatan &amp; kehandalan Prosedure Operasi Permasalahan operasi 23. 1. Basic &amp; Chemistry Gas Lpg SHORT RESIDDELAYED COKERCracked LCGO HCGO Green Coke 24. Reaksi pada proses Delayed Coker : 1. Thermal cracking 2. Reaksi Polimerisasi Pada saat hidrokarbon ditahan pada temperatur yang tinggi untuk periode waktu tertentu, ia akan pecah menjadi dua atau lebih radikal bebas. Radikal bebas sebagian bereaksi menghasilkan produk dengan rentang molekul yang lebih besar. 25. C10H22 C8H17* + C2H5*C8H17* C4H8 + C4H9*C4H9*C4H8 + H*xC4H8 + yC4H6 + zC3H6 26. 2. Proses, PFD &amp; Lisensor A. Proses-proses thermal cracking - Delayed Coking - Visbreaking - Deep Thermal Coversion (Shell) - Flexicoking - SYDEC - LR Coking 27. C. Licensor -Bechel &amp; Conoco M.W Kellogg Foster Wheeler Lurgi UOP Exxon Lummus Crest 28. KONDISI OPERASI DCU Feed = 233 m3/jam. Temp outlet heater = 493 C Temp chamber = 430 C Press chamber = 4.2 kg/cm2g Press inlet heater = 16.6 kg/cm2g Coking cycle = 48 jam / chamber 29. 4. Variabel-Variabel Proses Proses Variabel Unit Delayed Coker : 1. 2. 3. 4.Jumlah dan Kualitas Feed Temperatur Coke Chamber Tekanan Coke Chamber Combined Feed RatioVariabel proses akan mempengaruhi : 1. Jumlah liquid yield 2. Jumlah dan kualitas coke 30. Jumlah dan Jenis Feed : - Feed dng Conradson Carbon Ratio /CCR tinggi akan memberikan yield liquid rendah dan menghasilkan coke yg tinggi. - Feed dengan kadar aromatik yg tinggi akan lebih tahan terhadap precracking di pass heater dan menghasilkan coke dengan kualitas yang lebih baik. 31. Temperatur coke chamber : Temp mempunyai pengaruh yg penting thd yield dan kualitas coke. Temp outlet heater hrs dipertahankan 485C - 510C Jika T rendah : yield rendah, coke akan lunak (VCM tinggi), demikian sebaliknya. 32. Tekanan coke chamber : Tekanan drum menentukan penguapan. Umumnya lebih disukai menjaga tekanan konstan dan memvariasikan temperatur seperti yg diinginkan. Tekanan top coke chamber disain 4.22 kg/cm2g. Tekanan yang lebih rendah akan lebih banyak menghasilkan liquid, namun akan menyulitkan operasi di kolom pemisahan. 33. Combined feed ratio (CFR) : Rasio volume bottom fract (fresh feed + recycle) dibagi volume fresh feed. CFR disain 1.2 1.4 CFR turun, produk gas oil naik , coke yg dihasilkan lebih lunak dan impurities lebih tinggi 34. 5. Peralatan dan Kehandalan 1. Heater 2. Pompa drilling water 3. Gantry Crane 4. Chambers level detector 5. Pompa-pompa bottom 35. 6. Prosedure Operasi A. Start up B. Normal Operasi C. Normal Shurt Down D. Emergency Shut Down 36. A. Start up 1.2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10.1. Safety, persiapan utility, blind list, mechanical check, instrumentation check, koordinasi. Air test. Purging &amp; gas blanketing. Water handling &amp; blowdown section inventory Compressor commisioning. Light gas oil circulation. Persiapan di steam generation section Fresh feed introduction Fx start up Gas concentration start up 37. B. Normal Operasi OPERASI CHAMBER (1 cycle = 48 jam) 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11.Head up (penutupan) Purging steam Warm up Switching Coking Steamout ke Fx Steam out blow down Water quench to blowdown Water filling Vent, drain Decoking / drilling: 1 jam : 1 jam : 5 jam : 1 jam : 24 jam : 1 jam : 1.5 jam : 6 jam : 1 jam : 2 jam : 4.5 jam 38. C. Normal Shut Down 1. 2. 3. 4. 5. 6.Koordinasi Kurangi feed ke 60%, masukkan steam ke heater. Kurangi T di heater , ganti feed dengan LGO Line up flow ke start up line Sirkulasikan Fx section , stop heater Stop compressor dan pompa-pompa 39. D. Emergency Shut Down 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.Blok feed Matikan heater Shutdown Fx bottom pump Steam out Stop compressor Stop pompa-pompa Flushing &amp; seam out minyak-minyak berat-Power failure -Instrument air failure - Sea water failure- Steam failure - Cooling water failure 40. 7. Permasalahan Operasi Coking di tube Stop, SAD Switching valve &amp; valve-valve problem Stop Repair/ganti. Gantry Crane problem repair Level detector repair, rule of thumb Fraksionator problem Stop, cleaning, repair Compressor performance problem Cleaning Mechanical seal pompa Preventif, ganti</p>