Distilasi

1. Pengertian Proses Distilasi

Distilasi merupakan suatu proses pemisahan komponen penyusun suatu zat berdasarkan titik didihnya. Pada proses pengolahan minyak bumi, proses distilasi yang merupakan proses primer (primary process) disebut juga dengan proses fraksinasi. Hal ini karena pada proses distilasi minyak bumi (crude oil), umpan (crude oil) yang telah dipanaskan terlebih dahulu dipisahkan di dalam sebuah kolom (menara) menjadi fraksi-fraksinya berdasarkan trayek didih fraksi-fraksi tersebut. Pada proses fraksinasi digunakan dasar pemisahan trayek didih (boiling range) bukan titik didih (boiling point) karena fraksi minyak bumi bukanlah zat murni. Fraksi minyak bumi merupakan sekumpulan komponen penyusun minyak bumi yang terdiri atas beberapa jenis hidrokarbon yang secara fisika dibatasi oleh titik didih awal (Initial Boiling Point, IBP) dan titik didih akhir (Final Boiling Point, FBP). IBP dan FBP itulah yang dijadikan dasar pada penentuan kondisi operasi pada kolom fraksinasi supaya diperoleh produk fraksi-fraksi minyak bumi sesuai spesifikasi yang diharapkan.

2. Jenis-Jenis Proses Distilasi pada Proses Pengolahan Minyak Bumi

Proses distilasi yang terjadi pada proses pengolahan minyak bumi pada dasarnya dibedakan menurut tekanan operasinya. Pembedaan tekanan operasi ini didasarkan pada:1)

• Boiling range umpan

Boiling range umpan sangat penting untuk diketahui guna pemilihan jenis distilasi yang digunakan. Umpan yang memiliki titik didih yang sangat tinggi akan sangat sulit didistilasi pada tekanan atmosferis tanpa mengalami dekomposisi komponen hidrokarbon penyusunnya. Sementara ada pula umpan yang dengan temperatur kamar saja sudah dalam fase uap (vapor) sehingga untuk mendistilasinya harus dengan tekanan yang tinggi.

Dekomposisi hidrokarbon penyusun umpan proses distilasi secara massive terjadi pada temperatur di atas 710 degF (376,7 degC). Oleh karena itu, umpan dengan fraksi berat (fraksi long residue) tidak dapat didistilasi dengan tekanan atmosferis melainkan dengan tekanan vacuum dan/atau dengan tambahan stripping steam dalam jumlah yang banyak.

Gambar 1. Range Distilasi Umpan Tipikal Mid-Continent (2)

Berdasarkan grafik di atas, dapat diketahui kurva distilasi yang meliputi titik didih pada tekanan atmosferis dan persen terdistilasi dari umpan dan fraksi-fraksi hasil distilasi dari minyak Mid-Continent. Dengan melihat kurva distilasi tersebut, kita dapat mengetahui tekanan operasi yang diperlukan untuk mendistilasi umpan menjadi produk intermediet dan dari produk intermediet menjadi produk jadi (finished product).

• Stabilitas umpan terhadap temperatur

Secara umum, komponen hidrokarbon minyak mentah (crude oil) mulai terdekomposisi pada temperatur 680 degF (360 degC) menghasilkan produk dengan boiling range yang lebih rendah. Namun kondisi ini bisa memicu terjadinya perubahan warna pada produk. Perubahan warna pada produk hasil distilasi dapat ditangani dengan proses treating pascadistilasi. 

Penggunaan temperatur yang sangat tinggi untuk mendistilasi umpan juga dapat meningkatkan risiko berkurangnya heavy lubricating-oil stock dari 10-15%. Dekomposisi ringan yang terjadi dari fraksi heavy lubricating-oil stock tersebut menghasilkan light lubricating-oil dan gasoil. Berikut ini adalah tipikal temperatur vaporiser dan heater outlet untuk beberapa jenis umpan.

Tabel 1. Temperatur Vaporiser untuk Berbagai Jenis Umpan (3)

• Spesifikasi produk yang diharapkan

Spesifikasi produk sangat mempengaruhi dalam penentuan jenis distilasi yang digunakan. Hal ini terkait dengan boiling range sebagaimana terdapat pada gambar 1. Dengan rentang temperatur yang sangat tinggi (di atas temperatur dekomposisi umpan, maka untuk mendapatkan produk sesuai spesifikasinya tidak dapat dilakukan dengan tekanan atmosferis, melainkan harus dengan tekanan hampa (vacuum).

Berikut ini adalah jenis-jenis proses distilasi berdasarkan tekanan operasinya.

• Distilasi Atmosferis

Distilasi atmosferis merupakan proses distilasi yang mana tekanan operasinya adalah tekanan atmosferis (1 atm) atau sedikit di atas tekanan atmosferis. Contoh unit proses yang menggunakan proses distilasi atmosferis ini adalah pada Crude Distilling Unit (CDU).

• Distilasi Bertekanan

Distilasi bertekanan merupakan proses distilasi yang mana tekanan operasinya di atas tekanan atmosferis (>1 atm). Proses distilasi bertekanan digunakan pada proses pemisahan umpan yang berupa gas. Pada tekanan atmosferis, umpan yang berada dalam fase gas masuk ke kolom distilasi berupa gas, sehingga tidak dapat dipisahkan. Dengan tekanan yang lebih tinggi, maka titik didih komponen penyusun umpan akan naik, sehingga pada temperatur yang sama, umpan dapat berubah fase menjadi cair (liquid). Dengan demikian, umpan proses distilasi bertekanan tersebut dapat dipisahkan di dalam kolom distilasi. Contoh unit proses yang menggunakan proses distilasi bertekanan adalah pada Light End Unit (LEU).

• Distilasi Hampa

Distilasi hampa (vacuum distillation) merupakan proses distilasi yang mana tekanan operasinya di bawah tekanan atmosferis (<1 atm). Proses distilasi hampa biasanya digunakan untuk memisahkan fraksi-fraksi dari umpan minyak berat (long residue, bottom product dari CDU) yang tidak memungkinkan dilakukan pada tekanan atmosferis. Dengan tekanan yang lebih rendah, maka diharapkan fraksi-fraksi penyusun umpan pada distilasi hampa dapat terpisah pada temperatur yang lebih rendah dari titik didih normalnya (pada 1 atm) sehingga tidak terjadi proses thermal cracking pada proses distilasi tersebut. Contoh unit proses yang menggunakan proses distilasi hampa adalah High Vacuum Unit (HVU).

Referensi:

(1) Nelson, W. L., Petroleum Refinery Engineering (New York: McGraw-Hill Book Company, 1958), hal. 226.

(2) Nelson, W. L., Petroleum Refinery Engineering (New York: McGraw-Hill Book Company, 1958), hal. 227.

(3) Nelson, W. L., Petroleum Refinery Engineering (New York: McGraw-Hill Book Company, 1958), hal. 228.

Posted in: Akamigas , Distillation , Process Tech , Refining Tech