Aplikasi water reuse di suatu pabrik petrochemical

Catatan industri kali ini berasal dari pekerjaan saya di tahun 2006-2007 sebagai bagian dari satu tim konsultan utk suatu pabrik petrochemical di negara tetangga. Proyek ini bertujuan utk menurunkan jumlah limbah yg dibuang, sekaligus jg klo bisa menurunkan konsumsi air bersihnya. Tugas saya adalah mengembangkan suatu metodologi yg bisa digunakan utk mengidentifikasi berbagai opsi agar tujuan tsb tercapai. Metodologi ini diadopsi dari penerapan pinch analysis utk heat integration. Bidang ini lebih dikenal dengan nama water pinch analysis utk water and wastewater minimization. Klo di heat integration, kita mengenal heat pump yg merecover sejumlah energi dari level temperature yg lbh rendah ke level yg lebih tinggi. Di water pinch analysis, kita menyebutnya regeneration unit, atau unit yg merecover sejumlah air dengan level konsentrasi kontaminan yg tinggi (kotor) menjadi air dgn konsentrasi kontaminan yg rendah (bersih). Oleh karena jumlah kontaminan yg terlibat cukup banyak, diagram pinch analysis tidak lagi bisa digunakan karena terlalu kompleks. Untuk ini, kita menggunakan pendekatan dgn pemrograman matematika dgn neraca massa yg tidak linear, serta unit operasi yg bisa kita tambahkan. Lebih tepatnya, mixed integer non linear mathematical programming. Program ini ditulis dan diselesaikan di software bernama GAMS (General Algebraic Modeling System).

Hasil pekerjaan ini dipublish di salah satunya adalah HYDROCARBON PROCESSING Desember 2008. Secara singkat, gambar di bawah menunjukkan kondisi awal diagram blok unit2 pengguna air.

1

(Ref: HYDROCARBON PROCESSING Dec 2008)

Masalah utamanya adalah jumlah air yg dibuang ke lingkungan, setelah melalui pH control unit dan guard pond, harus dikurangi. Spt biasa, engineer akan langsung berpikiran utk menerapkan solusi end-of-pipe. Alias lgsg dipasang saja unit wastewater treatment tambahan sebelum limbah tsb dibuang ke lingkungan. Pihak pabrik lebih suka dgn menggunakan membran ultrafiltrasi dan diikuti oleh membran RO. Permeatnya dikembalikan ke pabrik yg sekaligus mengurangi konsumsi air bersih. Retentatnya dibuang ke lingkungan. Di bawah ini adalah skema base-case nya.

2

(Ref: HYDROCARBON PROCESSING Dec 2008)

Masalah yg muncul dengan skema di atas adalah retentat dgn konsentrasi kontaminan tinggi yg tidak diolah dan lgsg dibuang ke lingkungan. Masalah ini diatasi dgn mengalirkan kembali retentat itu ke EQ basin yg sudah ada (tdk ditampilkan di artikel ini).

Salah satu opsi yg kita desain adalah spt gambar di bawah. Dengan tidak menggabungkan semua wastewater stream yg ada (aliran dari pit C jauh lbh kotor), jumlah air secara signifikan bisa direcover. Limbah air yg intermittent spt cooling tower blowdown ditampung utk sementara di suatu holding tank.

3

(Ref: HYDROCARBON PROCESSING Dec 2008)

Opsi berikutnya adalah spt di gambar di bawah. Kedua opsi ini dihasilkan lewat optimasi dari trade-off konsumsi power utk pompa, investasi utk membrane, dan harga supply air bersih. Kita bisa menghasilkan opsi2 lain yg lbh kompleks, yg mungkin tidak akan menghasilkan profit secara signifikan lagi. Oleh karena itu, opsi yg dipilih terbatas sampe bbrp modifikasi di pabrik saja.

4

(Ref: HYDROCARBON PROCESSING Dec 2008)

Beberapa opsi lain (tidak ditampilkan) jg dikembangkan. Secara garis besar, gambar di bawah menunjukkan alur pilihan yg bisa diambil. Misalnya, option 1 hanya mengubah sedikit dari pabrik dgn  investasi tertentu (lihat gambar sebelumnya). Option 3 (lihat gambar di atas) adalah memodifikasi option 1 mjd sedikit lebih kompleks, dgn investasi lbh besar, dan tentunya dgn saving yg lbh banyak.

5

(Ref: HYDROCARBON PROCESSING Dec 2008)

Secara keseluruhan, perbandingan antara opsi2 tsb dgn base-case yg ditawarkan oleh engineer2 di pabrik dapat dilihat di tabel di bawah. Opsi2 yg kita berikan memiliki payback period yg lbh pendek meskipun investasinya lbh besar. Utk lebih detail lagi mengenai proyek ini atau tertarik utk melakukan hal yg sama di pabrik Anda, pembaca dapat menghubungi saya lewat blog ini.

6

(Ref: HYDROCARBON PROCESSING Dec 2008)

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

%d bloggers like this: