Instructor: Dr. Istadi (http://tekim.undip.ac.id/staf/istadi )

Email: istadi@undip.ac.id

Instructor’s Background

BEng. (1995): Universitas Diponegoro

Meng. (2000): Institut Teknologi Bandung

PhD. (2006): Universiti Teknologi Malaysia

Experiences: Pengajar Teknologi Pemrosesan Gas (Teknik Kimia

Undip)

Konsultan Industri di PT. Pertamina Gas Studi Peremajaan Dua Unit Dehydration Plant dan

Pembangunan Satu Unit Dehydration Plant di PT. Pertamina Gas, Cilamaya (2010-2011)

Project Management of Construction: Peremajaan Dua Unit Dehydration Plant dan Pembangunan Satu Unit Dehydration Plant di PT. Pertamina Gas, Cilamaya (2011-2012)

Course Syllabus: (Part 1) 1. Definitions of Natural Gas, Gas Reservoir, Gas

Drilling, and Gas production (Pengertian gas alam, gas reservoir, gas drilling, dan produksi gas)

2. Overview of Gas Plant Processing (Overview Sistem Pemrosesan Gas)

3. Gas Field Operations and Inlet Receiving (Operasi Lapangan Gas dan Penerimaan Inlet)

4. Gas Compression System (Sistem Kompresi Gas)

5. Sour Gas Treating (Pengolahan Gas Asam)

6. Gas Dehydration (Dehidrasi Gas)

7. First Assignment

8. Ujian Tengah Semester

Course Syllabus: (Part 2) 1. Hydrocarbon Recovery (Pengambilan Kembali

Hidrokarbon) 2. Nitrogen Rejection and Trace Component Removal

(Penghilangan Nitrogen dan Komponen lainnya) 3. Natural Gas Liquid Processing and Sulfur Recovery

(Pemrosesan Cairan Gas Alam dan Penghilangan Sulfur)

4. Gas Transportation and Storage (Transportasi dan Penyimpanan Gas)

5. Liquified Natural Gas #1 (Gas Alam Cair) 6. Liquified Natural Gas #2 (Gas Alam Cair) 7. Second Assignment 8. Ujian Akhir Semester

LITERATURES 1. A. J. Kidnay, W.R. Parrish, (2006),

Fundamentals of Natural Gas Processsing, Taylor & Francis Group, Boca Raton

2. H.K. Abdel-Aal, M. Aggour, and M.A. Fahim, (2003). Petroleum and Gas Field Processing. Marcel Dekker, Inc., New York.

Definitions of Natural Gas, Gas Reservoir, Gas Drilling, and Gas Production

(Pengertian gas alam, gas reservoir, gas drilling, dan produksi gas)

Definitions of Natural Gas, Gas Reservoir, Gas Drilling, and Gas Production

What is Natural Gas?

Merupakan gas yang diperoleh dari reservoir alami bawah tanah baik sebagai gas bebas maupun sebagai gas yang berkaitan dengan crude oil

Mengandung sebagian besar gas methane (CH4) dan hidrokarbon lainnya dalam jumlah sedikit

Mengandung impuritas seperti H2S, N2, dan CO2 yang bercampur dengan gas alam tersebut

Pada umumnya jenuh dengan uap air

Why are Oil and Gas so Useful?

Oil is liquid, Natural Gas is gas. Minyak dan gas didistribusikan atau ditransportasikan melalui pipa atau truk tanki

Penggunaan utama minyak dan gas alam adalah untuk bahan bakar atau fuel.

Minyak dan gas alam juga dimanfaatkan sebagai sumber-sumber hidrokarbon untuk feedstock petrokimia sumber unsur belerang (sulfur)

Natural gas mempunyai lebih banyak environmental advantages dibandingkan minyak dan batubara

Pollutants per Billion Btu of Energy

Primary Sources of Energy in the World in 2003

Major proven natural gas reserves by country

United States energy consumption by fuel

Source of Natural Gas (Gas Reservoirs) Pada umumnya, gas alam konvensional diperoleh di dalam

deep reservoirs

Sumber gas alam tersebut berada bersamaan dengan crude oil (associated gas)

atau di dalam reservoir yang mengandung sedikit atau bahkan tanpa crude oil (non associated gas)

Associated gas diproduksi bersamaan dengan crude oil dan dipisahkan di casinghead atau wellhead. Gas yang diproduksi seperti ini disebut juga dengan casinghead gas, oilwell gas, or dissolved gas.

Non-associated gas kadang-kadang disebut juga dengan gas-well gas atau dry gas. Walaupun demikian gas ini masih juga mengadnung sejumlah komponen NGL (natural gas liquid).

Di USA: 93% gas yang dihasilkan di United States adalah non-associated

Schematic overview of natural gas industry

Natural Gas Compositions

Water atau air selalu ada di dalam kondisi wellhead tetapi pada umumnya tidak tampak di dalam analisis. Biasanya air bercampur dengan gas dalam kondisi jenuhnya.

Oleh karena itu, dalam prosesnya gas didehidrasi awal dulu sebelum gas tersebut dibawa ke unit pemrosesan gas

Pada prakteknya, gas masuk dari well biasanya dalam keadaan saturated with water

Typical gas Compositions

Typical gas Composition in Indonesia

Processing and Principal Products Penggunaan Utama Gas Alam:

Sebagai bahan bakar (fuel)

Sebagai feedstock petrokimia

Tiga Alasan Pemrosesan Gas Alam:

Purification (Pemurnian): penghilangan beberapa material, baik yang bernilai maupun yang tidak, yang dapat menghambat penggunaan gas tersebut di industri atau perkotaan

Separation (Pemisahan): Memisahkan komponen-komponen yang mempunyai nilai lebih besar sebagai feedstock petrokimia, sebagai bahan bakar (propane), atau sebagai gas-gas industri (e.g., ethane, helium)

Liquefaction. Increase of the energy density of the gas for storage or transportation

What is different of Purification and Separation?

Generic Raw Gas and Product Slate

Gas Product Specifications Natural Gas:

Komposisi gas alam sangat bervariasi dari lokasi ke lokasi

Spesifikasi gas alam bisa juga meliputi:

Wobbe number,

heating value,

total inerts,

water,

oxygen,

and sulfur content.

Dua kriteria pertama di atas menyangkut karakteristik dari pembakarannya.

Tiga kriteria terakhir menyangkut proteksi di dalam sistem pemipaannya (pipeline) , misalnya plugging dan korosi

Specifications for Pipeline Quality Gas

Liquid Product Specification

Seperti halnya gas alam, spesifikasi produk cair tergantung kepada kriteria komposisi dan performance

Untuk produk cair, performance meliputi: Reid vapor pressure, water, oxygen, H2S, dan total sulfur content.

Pertimbangan Safety menyarankan bahwa tekanan uap merupakan parameter penting untuk produk cair, karena persyaratan pada regulasi pengapalan dan penyimpanan di dalam kontainer

Combustion Characteristics Natural gas sebagai fuel pipeline gas biasanya dijual dalam basis

nilai heating value, misalnya: MMBtu/cuft

Heating Value didefinisikan sebagai energi termal per satuan volume gas (Btu/cuft). Gas alam biasanya mengandung heating value: 900 – 1200 Btu/ft3

Ada dua macam Heating Value yang digunakan di industri, yaitu:

Semua air yang ada adalah cair dinamakan higher heating value [HHV] atau gross heating value termasuk latent heat of vaporization of water

Semua air yang ada adalah berupa gas dinamakan lower heating value [LHV] atau net heating value sama dengan (HHV- latent heat of vaporization of water)

Heating Value normalnya dihitung pada suhu 60°F dan tekanan 1 atm (15.6°C ; 1.01 atm), keadaan standard di industri gas, dan pada kesetimbangan, sebagian air berfasa cair dan sebagian lagi berfasa uap.

Heating Value …. Heating values ditentukan melalui eksperimen atau

pengukuran langsung menggunakan bomb calorimeter, atau melalui perhitungan berdasarkan analisis gasnya

Formula untuk menghitung ideal gas gross heating values (on a volumetric basis ) (Gas Processors Association, 1996):

Persamaan di atas diasumsikan bahwa analisis gas diberikan pada basis kering, dimana air (xW) jika gas jenuh pada kondisi tersebut.

Fraksi mol air (xw) dapat dihitung dari:

Tekanan uap air pada 60°F (15.6°C), adalah: 0.25636 psia (1.76754 kPa).

Base pressures, Pb, dan nilai (1− xW) adalah.

Contoh Perhitungan HV Example 1.2 Calculate the heating value of the Alberta gas given in Table 1.4.

Assume the heating value for the butanes to be that of isobutene, and for the C5+ fraction, use pure hexane.

Table 1.10 shows the calculations with heating values obtained from Appendix B. This mixture has a gross heating value of 1,202.2 Btu/scf (44,886 kJ/Sm3). Note that credit is not given for the heating value associated with H2S in contractual situations. It is unlikely that a gas stream with 3.3% H2S would be burned.

Wobbe Number

Dalam implementasi penggunaan gas dalam pembakaran, karakteristik pembakaran antara komposisi gas yang satu dan yang lain harus konsisten, apalagi jika gas-gas yang digunakan berubah komposisinya.

Satu hal yang harus konsisten adalah kesamaan panas yang dikeluarkan dari burner pada pressure drop tertentu melalui control valve.

Karakteristik pembakaran seperti ini ditentukan dengan Wobbe number

Wobbe Number didefinisikan sebagai gross heating value (Btu/scf) dari gas sample dibagi dengan akar kuadrat specific gravity (density gas dibagi dengan density udara; pada tekanan dan suhu yang sama).

Two gases with the same Wobbe number are interchangeable as far as heat release at the burner is concerned.

Formula for Wobbe Number:

WB = (gross heating value)/(specific gravity)^1/2

The Wobbe number normally has a value between 1,100 and 1,400

Some typical Wobbe numbers are: