Proses Produksi Nitrogen (Air Distillation)

Selamat pagi, dan selamat datang saya ucapkan untuk pembaca yang baru pertama kali mengunjungi blog saya.

Post di awal 2014 ini saya akan membahas proses produksi Nitrogen metode distilasi udara, sumber berasal dari materi presentasi saya pada presentasi kilang yang lalu. Sebenarnya ada beberapa metode lain untuk memproduksi nitrogen, berikut adalah metode metodenya:

1. Air Distillation
2. Pressurized Reverse Osmosis Membrane
3. Pressure Swing Adsorption

Tetapi yang akan kita bahas disini hanya metode distilasi air. Metode ini ditemukan pada tahun 1895 oleh Dr. Carl von Linde. Prinsip dasar dari metode ini adalah pemisahan udara menjadi dua komponen utamanya yaitu Nitrogen yang akan menjadi prodeknya dan oksigen yang akan menjadi buangannya. Tidak ada proses kimia dalam proses pembentukan ini, semuanya hanya proses fisika.

Komponen utama dari plant atau unit produksi nitrogen ini adalah:

1. Unit Kompresi udara
2. Unit Pendinginan awal
3. Unit Pemurnian
4. Unit Distilasi
5. Penyimpanan

Untuk lebih jelasnya bisa dilihat pada gambar berikut:

Komponen utama pada sebuah unit produksi Nitrogen

Nah, sekarang kita akan membahas satu persatu dari unit tersebut:

1. Unit Kompresi

Unit ini bertugas untuk menyedot udara dari lingkungan untuk masuk ke dalam sistem untuk di proses, kalau di Badak LNG, unit ini terpisah dari unit Nitrogen plant. Kompresi dilakukan oleh Kompresor udara yang berfungsi menaikkan tekanan agar udara luar dapat masuk ke sistem.

     2.  Unit Pendinginan awal

Unit ini berfungsi untuk menurunkan suhu dari udara sampai pada suhu optimum sekitar 5oC agar kandungan air di udara dapat mencair dan lebih mudah untuk dipisahkan.

Media pendingin dari unit ini adalah refrigeran jenis freon. Siklus pendinginannnya sama saja seperti siklus refrigerant pada biasanya. Refrigerant ini menggunakan kondensor air laut

Simplified Flow Diagram dari unit pensinginan awal

   3. Unit Pemurnian

Unit ini berfungsi untuk menghilangkan pengotor atau biasa disebut impurities yang dapat menyebabkan pembekuan pada proses utamanya yaitu proses distilasi yang membutuhkan temperatur proses sekitar  -169oC. Impuritis disini adalah H2O dan CO2 yang dapat membeku pada suhu ekstrim dingin tersebut.

Metode penghilangannya menggunakan metode adsorbsi oleh molecular sieve dan silica gel yang mempunyai diameter pori yang spesifik terhadap kedua impuritis tersebut.

Terdapat dua unit adsorber dalam satu unit pemurnian ini, fungsinya adalah ketika satu unit melakukan servis unit lainnya melakukan regenerasi.

Pada saat regenerasi, adsorber dialirkan gas buang panas dengan suhu sekitar 170oC untuk menghilangkan kandungan H2O dan CO2 yang sudah jenuh yang terdapat pada mol sieve dan silica gel yang ada di dalam adsorber.

Simpified Flow Diagram dari unit pemurnian

Setelah udara bersih dari kandungan H2O dan CO2 , selanjutnya air akan masuk ke proses utama yaitu proses distilasi

   4. Unit Distilasi

Unit distilasi adalah unit utama dalam proses produksi Nitrogen ini. Unit ini berfungsi untuk memecah udara proses menjadi dua komponen utamanya yaitu Nitrogen dan Oksigen berdasarkan perbedaan titik didihnya.

Pertama-tama, udara proses yang berasal dari unit pemurnian akan masuk ke Main Heat Exchanger dan masuk ke Liquefier yang berfungsi untuk menurunkan suhunya dari  5oC ke -169oC. Pada suhu tersebut, komponen Oksigen sudah berubah fase pada fase cair sementara komponen Nitrogen masih dalam fase gas, sehingga ketika masuk ke menara distilasi, kedua komponen ini akan memisah. Nitrogen gas akan menjadi top product sementara oksigen cair akan menjadi bottom product.

Nitrogen gas akan terbagi dua, satu akan tetap menjadi gas dan akan menjadi media pendingin dalam Main Heat Exchanger dan setelah itu siap untuk digunakan sebagai produk gas Nitrogen (GAN), dan yang kedua akan masuk ke dalam kondenser untuk didinginkan sampai Nitrogen akan mancair. Media pendingin dari kondenser ini adalah Oksigen cair yang berasal dari bottom product dari menara distilasi. Setelah mencair, nitrogen cair akan  terbagi dua, nitrogen cair yang pertama akan masuk kembali ke menara distilasi sebagai reflux untuk memurnikan top product. Nitrogen cair yang kedua akan menuju penyimpanan dan siap digunakan sebagai produk Liquid Nitrogen (LIN).

Simplified Flow Diagram dari unit distilasi

Oksigen cair yang digunakan sebagai media pendingin tersebut akan menguap dan berubah fase menjadi gas dan akan dialirkan menuju turbin expander yang akan menurunkan tekanan dan suhunya, setelah itu gas oksigen yang telah dingin tersebut digunakan sebagai media pendingin di Liquefier dan Main Heat Exchanger. Setelah itu gas oksigen akan digunakan sebagai gas buang yang akan dialirkan ke unit pemurnian sebagai pemanas adsorber dan akhirnya dibuang ke udara luar.

Demikian pembahasan kali ini, jika ada yang ingin ditanyakan jangan malu malu menuliskannya di kolom komentar, selamat pagi dan selamat beraktifitas :)

Tweet

Subscribe to receive free email updates: