Permen LH No 12 Tahun 2012 Tentang Pedoman Penghitungan Beban Emisi Kegiatan Industri Minyak Dan Gas Bumi

Peraturan Menteri Negara Lingkungan Hidup Republik Indonesia No 12 Tahun 2012 Tentang Pedoman Penghitungan Beban Emisi Kegiatan Industri Minyak Dan Gas Bumi.

Iklan

Emisi Udara di Kilang Minyak Bumi

Kilang minyak bumi sangat kompleks tetapi merupakan operasi proses unit terintegrasi yang menghasilkan bermacam-macam produk dari campuran umpan yang bervariasi. Dalam proses tersebut mereka menggunakan bahan kimia dalam jumlah besar yang dapat hadir dalam emisi udara, air limbah dan limbah padat. Emisi juga dihasilkan dari pembakaran bahan bakar dan produk samping reaksi kimia yang terjadi ketika fraksi minyak ditingkatkan (upgrading). Sumber terbesar emisi udara berasal dari heater dan boiler yang menghasilkan karbon monoksida, sulfur oksida dan nitrogen oksida menyebabkan polusi dan terbentuknya hujan asam.

CO2 + H2O –> H2CO3  (asam karbonat)

SO2 + H2O –> H2SO3 (asam sulfit)

2SO2 + O2 –> 2SO3

SO3 + H2O –> H2SO4 (asam sulfat)

NO + H2O –> HNO2  (asam nitrit)

2NO + O2 –> NO2

NO2 + H2O –> HNO3  (asam nitrat)

Selain itu , beberapa proses juga menghasilkan zat partikulat dalam jumlah besar dan emisi lain dari regenerasi katalis atau proses decoking. Bahan kimia volatil dan hidrokarbon juga dilepaskan dari peralatan yang bocor, tanki penyimpanan dan limbah cair.

Sumber :

James G. Speight. Environmental Analysis And Technology For The Refining Industry. 2005. John Wiley & Son, Inc

Perhitungan Emisi CO2

Aku pernah bertanya pada teman, bagaimana mendapatkan emisi CO2 dalam ton CO2 ? Seperti kita ketahui untuk mendapatkan emisi CO2 dengan menggunakan rumus konsumsi bahan bakar dikali factor emisi CO2. Konsumsi bahan bakar dalam Kilo Liter sedangkan factor emisi memiliki satuan Kg CO2/TJ. Pada akhirnya didapat emisi CO2 dalam satuan  ton atau Gigaton. Setelah beberapa lama akhirnya temanku  memberikan jawabannya. Berikut adalah perhitungan lengkapnya :
1. Konsumsi dalam Kilo Liter (KL) dikonversi menjadi BOE
Dari 2016 Handbook of Energy & Economic Statistic of Indonesia diketahui faktor pengali KL ke BOE sebagai berikut :
Faktor Konversi.jpg
2. Konversi BOE ke Joule
Dimana 1 BOE ~ 6,118 x 109 Joule
1 Joule = 10-12 TJ
Sebagai tambahan, BOE dalam bahasa Indonesia adalah SBM (Setara Barrel Minyak)
3. Emisi CO2
Konsumsi sudah dalam satuan TJ maka dengan mengalikan dengan factor emisi CO2 akan didapatkan satuan akhir emisi CO2 dalam kg CO2 . Tinggal dikonversi dari kg CO2 ke ton CO2 atau Gigaton CO2.

Total Reduced Sulfur (TRS)

Kalau mendengar analisa emisi gas buang yang kebayang pertama adalah besarnya alat yang dibawa untuk sampling. Yang kita bicarakan alat untuk sampling yach. Kalau analisa lanjutan yach standar aza seperti spektrofotometri, titrasi, gravimetri dll. Alat sampling untuk analisa emisi gas buang ukurannya lumayan besar dan tidak multi purpose. Satu alat sampling spesifikasi untuk analisa tertentu dan ada juga sich yang bisa digunakan untuk dua analisa tapi engga banyak.

Cukup untuk membicarakan alat sampling mari kita pindah ke analisa salah satu parameter emisi gas buang yaitu Total Reduced Sulfur (TRS). Total Reduced Sulfur (TRS) adalah senyawa sulfur yang terdiri dari hidrogen sulfida, dimetil disulfida, dimetil sulfida dan metil merkaptan yang dihasilkan dalam proses di industri-industri seperti pulp dan kertas dan industri-industri minyak dan gas bumi yang diemisikan dari sumber tidak bergerak. Salah standar metode yang digunakan adalah SNI 7117.19:2009. Standar ini digunakan untuk penentuan Total Reduced Sulfur (TRS) yang diukur sebagai SO2 dalam gas buang sumber tidak bergerak menggunakan metode turbidimetri dengan kadar 5 ppm sampai 300 ppm (14 mg/Nm3 sampai 860 mg/Nm3). Adapun metoda ini dapat digunakan apabila dalam aliran gas buang terkandung paling tidak 1% oksigen yang dibutuhkan untuk oksidasi sempurna TRS menjadi SO2.

Prinsip metode ini dan reaksi kimianya sebagai berikut :

1. Gas buang yang mengandung oksida-oksida sulfur ditangkap dengan larutan bufer sitrat.

3SO2 (g) + 3H2O + Na3Ci <-> 3NaHSO3 + H3Ci

Reaksi diatas adalah reaksi sederhananya tapi reaksi yang terjadi sangat kompleks dan tahapan reaksi yang terjadi sebagai berikut

SO2 (g) <-> SO2 (aq) (2)
SO2 (aq) + H2O <-> H+ + HSO3
HSO3 <-> H+ + SO32-
H+ + Ci3- <->HCi2-
H+ + HCi2- <-> H2Ci
H+ + H2Ci <-> H3Ci

2. TRS yang tidak terjerap dioksidasi menggunakan tungku oksidasi (oxidation furnace) menjadi SO2.

2H2S + 3O2 –> 2 SO2 + 2H2O

3. Gas SO2 yang terbentuk dijerap dalam larutan H2O2 membentuk asam sulfat (H2SO4).

SO2 + H2O2 –> H2SO4

4. H2SO4 yang terbentuk direaksikan dengan barium klorida membentuk barium sulfat. Kadar sulfat ditentukan secara turbidimetri pada panjang gelombang 420 nm.

H2SO4+ BaCl2 –> BaSO4 + 2HCl

Metode ini rentan terhadap pengganggu seperti

  • Karbonil sulfida (COS) dalam jumlah yang signifikan dapat mengakibatkan bias positip.
  • Kalsium karbonat (CaCO3) dapat mengakibatkan bias negatip apabila terbawa sampai ke larutan bufer sitrat, dimana pH akan naik dan gas H2S terserap. Lebih jauh, kalsium yang terkandung dalam CaCO3 yang masuk ke dalam penyerap H2O2, akan mengendapkan ion sulfat.

 

Daftar Pustaka
1. SNI 7117.19:2009. Emisi gas buang – Sumber tidak bergerak – Bagian 19: Cara uji Total Reduced Sulfur (TRS) secara turbidimetri dengan alat spektrofotometer
2. JIANG Xiuping, LIU Youzhi and GU Meiduo. Absorption of Sulphur Dioxide with Sodium Citrate Buffer Solution in a Rotating Packed Bed. Chinese Journal of Chemical Engineering, 19(4) 687—692 (2011)
3. http://www.webqc.org

Hydrotreating

Peraturan yang berlaku mensyaratkan kadar sulfur pada bahan bahan bakar (bbm) memiliki kadar maksimal tertentu. Bensin 88, bensin 91 dan bensin 95 kandungan sulfur yang diperbolehkan maksimal 0,05 %m/m atau 500 ppm. Minyak Solar 48 maksimal 0,35 %m/m atau 3500 ppm berlaku tahun 2015 dan untuk 1 Januari 2025 maksimal 0,005 %m/m atau 50 ppm. Minyak solar 51 maksimal 0,05 %m/m atau 500 ppm. Kandungan sulfur yang terkandung di bbm ketika terjadi pembakaran akan menjadi gas SO2 yang dibuang ke udara dan akan mengakibatkan masalah lingkungan seperti hujan asam dan pemanasan global. Hal itu menjadi salah satu alasan mengapa kandungan sulfur di bbm dibatasi.

Proses yang umum digunakan di kilang minyak untuk menghasilkan bbm dengan kadar sulfur yang sesuai spesifikasi adalah hydrotreating. Berdasarkan kamus minyak dan gas bumi,  hydrotreating adalah proses yang mereaksikan hidrokarbon dengan hidrogen dengan bantuan katalis pada kondisi yang tidak menyebabkan molekul hidrokarbon rengkah menjadi hidrokarbon lebih ringan. Sehingga dalam proses ini menggunakan gas hydrogen dan katalis seperti NiMo-Al2O3, CoMo-Al2O3 dll dengan kondisi temperature dan tekanan tertentu. Proses yang terjadi seperti untuk pengurangan kadar sulfur adalah hidrodesulfurisasi. Proses untuk pengurangan kadar nitrogen adalah hidrodenitrogenasi. Dan beberapa proses lain yang terjadi dengan penghidromurnian.  Pada temperature dan tekanan yang tinggi ada kemungkinan terjadi pemecahan struktur hidrokarbon. Reaksi kimia yang terjadi pada penghidromurnian dapat di lihat di bawah
HDS dan HDN

Gambar 1. Reaksi Kimia Penghidromurnian[2]

HDS Thiophene

Gambar 2. Reaksi Kimia HDS pada Thiophene[3]
HDS DBT

Gambar 3. Reaksi Kimia HDS pada Dibenzothiophene[3]

 

Daftar Pustaka

1. Spesifikasi BBM http://migas.esdm.go.id/data-kemigasan/96/Spesifikasi-Mutu-BBM

2. http://www.columbia.edu/cu/chemistry/groups/parkin/hds.html

3. A. Infantes-Molina, A. Romero-Pérez, D. Eliche-Quesada, J. Mérida-Robles, A. Jiménez-López and E. Rodríguez- Castellón (2012). Transition Metal Sulfide Catalysts for Petroleum Upgrading – Hydrodesulfurization Reactions, Hydrogenation, Prof. Iyad Karamé (Ed.), ISBN: 978-953-51-0785-9, InTech, DOI: 10.5772/45629. Available from: http://www.intechopen.com/books/hydrogenation/transition-metal-sulfide-catalysts-for-petroleum-upgrading-hydrodesulfurization-reactions