Studi penambahan etilena glikol dalam menghambat pembentukan metana hidrat pada proses pemurnian gas alam

Abstrak

Unit pengolahan gas dirancang untuk mengurangi sebagian besar senyawa pengotor seperti uap air, hidrokarbon berat, karbon dioksida, karbonil sulfida (COS), benzena-toluena-xilena (BTX), merkaptan, dan senyawa sulfur lainnya. Keberadaan senyawa tersebut dalam gas alam berbahaya karena mengganggu proses selanjutnya walaupun dalam jumlah sedikit. Untuk membersihkan gas alam dari senyawa pengotor, maka suhu operasi gas diturunkan menjadi -20 °F. Penurunan suhu operasi gas dapat menyebabkan pembentukan hidrat pada tekanan tinggi dan suhu rendah, pembekuan larutan etilena glikol (EG), dan pembentukan lapisan es pada permukaan chiller. Aspen Hysys 8.8 digunakan untuk memperkirakan berapa kecepatan alir dan konsentrasi larutan EG yang diinjeksikan ke gas alam. Model Peng-Robinson adalah model termodinamika yang diterapkan untuk penelitian ini. Hasil simulasi menunjukkan bahwa injeksi larutan EG dapat mengurangi pembentukan hidrat karena larutan EG menyerap uap air dalam gas alam. Kecepatan alir dan konsentrasi larutan EG divariasikan dari 20.000-2.000.000 lb/jam dan 80-90 % (%b/b). Saat pemisahan dilakukan pada suhu operasi -20 °F, konsentrasi larutan EG yang memenuhi syarat adalah 80-84 % (%b/b) dengan kecepatan alir larutan EG 900.000 lb/jam atau lebih. Jumlah ini sangat banyak dan kurang layak untuk dioperasikan. Penelitian difokuskan pada variasi suhu operasi. Peningkatan suhu operasi diikuti dengan pengurangan kecepatan aliran larutan EG secara signifikan yaitu menjadi sekitar 200.000 lb/jam. Alternatif proses diusulkan dengan berfokus pada penggunaan kecepatan alir larutan EG yang rendah dengan konsentrasi larutan EG sebesar 80 dan 85 % (%b/b). Simulasi dapat memprediksi konsentrasi pengotor yang keluar dari Dew Point Control Unit (DPCU). Konsentrasi BTX, hidrokarbon berat, merkaptan, dan COS yang mengalir keluar dari DPCU berturut-turut adalah 428,1 ppm, 378,4 ppm, 104 ppm, dan 13,3 ppm. Konsentrasi BTX dan hidrokarbon berat tersebut lebih besar dari standar minimum yang disyaratkan. Oleh karena itu, diperlukan pemasangan absorber untuk menyerap BTX dan hidrokarbon berat. Namun, kapasitas absorber akan jauh lebih kecil apabila dibandingkan dengan kondisi tanpa menurunkan suhu dan menginjeksikan oleh larutan EG.