Natural Gas Processing (Introduction)

Natural Gas Processing (Introduction)

Posted by Ianatul Khoiroh under Lecture Notes
[26] Comments 

Berdasarkan sejarah, Cina merupakan negara yang pertama kali menggunakan gas alam secara komersial sekitar 2.400 tahun yang lalu. Gas diperoleh dari tambang kemudian ditransportasikan dengan menggunaan pipa-pipa bambu dan digunakan untuk memproduksi salt brine pada gas-fired evaporator. Penggunaan gas alam secara luas dan komersial terjadi sekitar antara abad 17-18. Meskipun penggunaan gas alam yang utama adalah sebagai bahan bakar (fuel), gas alam merupakan sumber hidrokarbon dan sulfur yang merupakan senyawa penting dalam industri kimia. Dampak penggunaan gas alam terhadap lingkungan juga lebih menguntungkan dibandingkan penggunaan petroleum oil maupun batubara. Karbon dioksida (CO₂) sebagai gas penyebab efek rumah kaca pemanasan global yang dihasilkan oleh oil dan batubara sekitar 1,4 sampai 1,75 kali lebih tinggi daripada emisi yang dihasilkan dengan penggunaan gas alam.

Gas alam sendiri merupakan campuran beberapa gas dengan komposisi terbesar adalah metana. Gas alam dari sumber yang berbeda akan mempunyai komposisi yang berbeda pula. Karena itu nilai Heating Value juga akan bervariasi tergantung dari komposisi campuran gas masing-masing. Berikut adalah contoh komposisi gas alam :

Tabel 1. Komposisi Gas Alam

SATUAN DALAM INDUSTRI GAS

Satuan yang umum dipakai dalam industri gas juga spesifik. Volume gas umumnya dinyatakan dengan standard cubic feet (scf), yaitu kondisi standar pada 60⁰F dan 14,7 psia. Singkatan M mengacu pada nilai 10³; sedangkan MM, B, dan T mengacu pada nilai 10⁶, 10⁹, dan 10¹². Hal ini yang sedikit membedakan antara satuan dalam industri gas dengan satuan SI. Untuk molar flow, satuan yang biasa dijumpai adalah MMSCF (Million Million Standard Cubic Feet) atau MMSCFD (Million Million Standard Cubic Feet per Day). Satuan umum yang biasa digunakan untuk energi adalah MMBTUD dan BBTU. Sebagai informasi, gas alam tidak dijual berdasarkan nilai volume atau molar flow nya. Gas alam dihargai berdasarkan nilai energi atau Heating Value-nya (US$/MMBTU). Untuk konversi dalam industri gas bisa dicek di sini.

SPESIFIKASI GAS ALAM

Spesifikasi gas alam secara umum dibagi menjadi 3, yaitu : (1) Pipeline Gas Specification, (2) General Metric Specification, dan (3) Special Specification.

(1) Pipeline Gas Specification
Berikut adalah contoh pipeline gas specification :

Tabel 2. Pipeline Gas Specification

Dari Tabel di atas bisa dilihat bahwa meskipun Heating Value (HV) menjadi dasar nilai jual gas alam, range Heating Value yang disyaratkan juga harus memenuhi spesifikasi standar, yaitu sekitar 950 – 1.150 BTU/scf (35.400 – 42.800 kJ/Sm3 (Engineering Data Book, 2004)

Selain HV, spesifikasi lain yang penting adalah Dew Point, yaitu titik pengembunan tepat dimana suatu gas alam dalam fasa gas mulai berubah ke fasa cair (moisture) melewati phase envelope. Untuk standar dew point yang digunakan adalah 15 oF 800 psia. Persyaratan spesifikasi dew point di perpipaan sendiri bertujuan agar dalam transportasi gas di perpipaan tetap berfase gas.

(2) General Metric Specification

Tabel 3. General Metric Specification

(3) Special Specification

Salah satu contoh special specification adalah Wobbe Index yang merupakan pengukuran kualitas pembakaran gas. Campuran gas harus memiliki Wobbe Index sebesar kurang lebih 10 %.

dimana I_W adalah Wobbe Index, V_C adalah Higher Heating Value (nilai kalor), dan G_S adalah speseifik gravity. Wobbe Index sangat bermanfaat dalam blending fuel gas dan untuk memperoleh heat flow yang konstan dari berbagai komposisi gas yang bervariasi. Wobbe Index untuk beberapa fuel gas bisa dilihat di sini.

BEBERAPA ISTILAH PENTING

Berikut ini adalah beberapa istilah penting yang biasa ditemui dalam pemrosesan gas alam :

Associated gas. Gas alam yang diporoleh dari wells dimana terdapat kandungan crude oil pada sumur tersebut.

Non-Associated gas. Gas alam yang diporoleh dari sumur dimana tidak terdapat kandungan crude oil pada sumur tambang tersebut

Liquified Petroleum Gas (LPG). Produk pengolahan gas alam dengan kandungan utama berupa propana (C3) dan butana (C4) serta sejumlah kecil etana (C2).

Liquified Natural Gas (LNG). Komponen hidrokarbon ringan dari gas alam, dengan kandungan terbanyak berupa metana yang telah dicairkan.

Compressed Natural Gas (CNG). Pengganti untuk bensin, bahan bakar diesel dan bahan bakar propana. CNG ini dipertimbangkan sebagai bahan bakar alternatif yang ramah lingkungan dibandingkan dengan bahan bakar diatas. Lebih ringan dari udara sehingga mudah menyebar dengan cepat ketika bocor ataupun tumpah. Dibuat dengan memberi tekanan pada LNG, di distribusikan menggunakan kontainer (cylindrical atau spherical) dengan tekanan normal 200–220 bar.

Dry Gas. Gas yang mengandung kurang dari 0,1 galon kondensat per 1000 CF gas.

Lean Gas. Gas yang sangat sedikit mengandung senyawa propana (C3) dan yang lebih berat dari itu, atau juga termasuk aliran gas yang keluar dari unit absorbsi.

Sales Gas. Gas yang memiliki kualitas yang dapat digunakan untuk konsumsi perumahan atau industri. Memenuhi spesifikasi perusahaan transmisi perpipaan atau perusahaan penyaluran.

Condensate. Fraksi Hidrokarbon cair yang diperoleh dari aliran gas yang memiliki kandungan penting berupa pentane (C5).

SEBARAN GAS ALAM DI INDONESIA

Indonesia saat ini memiliki cadangan gas bumi sebesar 187.09 TSCF status 1 Januari 2006 (P1 = 93.95 TSCF dan P2 = 93.14 TSCF) dengan laju produksi sebesar 8.2 MMSCFD. Dengan kondisi saat ini cadangan gas Indonesia mencukupi untuk 62 tahun. Persoalan yang ada adalah letak cadangan yang tersebar di daerah-daerah yang masih belum memiliki infrastruktur untuk menyalurkan gas tersebut kepada konsumen. (Departemen Energi dan Sumber Daya Mineral, 2007).

Gambar 1. Peta Cadangan Gas Indonesia (Januari 2006)

Sedangkan gambaran umum pasokan-kebutuhan gas di Indonesia 2007-2015 bisa dilihat pada Gambar dibawah ini :

Gambar 2. Peta Neraca Gas Indonesia 2007-2015

Untuk data produksi dan konsumsi gas bumi di Indonesia tahun 2000 – 2007 bisa dilihat di sini.
Dengan gambaran tersebut di atas, permasalahan gas alam nasional secara umum antara lain :
(1) Adanya penurunan produksi gas bumi yang ada
(2) Belum tersedianya infrastruktur gas bumi secara menyeluruh dan terpadu
(3) Adanya gap antara daya beli pasar dalam negeri dengan harga gas
(4) Adanya peningkatan permintaan gas bumi dalam negeri yang cukup signifikan.
Sumber :
Departemen Energi dan Sumber Daya Mineral (ESDM). http://www.esdm.go.id/
Dr. Gede Wibawa’s lecture notes (Pemrosesan Gas Alam.ppt)
Kidnay, Arthur J; William R. Parish. Fundamentals of Natural Gas Processing. CRC Press. 2006
Engineering Data Book, 12th ed. Sec. 1, General Information, Gas Processors Supply Association., Tulsa, OK, 2004a.
Next on : Natural Gas Processing (Process Overview)