Abstrak —Kebutuhan  Indonesia  akan  energi  terus  meningkat. Produksi  energi  dalam  negeri  jika  dilihat  dari  kapasitas  kilang yang tersedia tidak sebanding dengan konsumsi masyarakat. Oleh karena  itu,  perlu  dibangun  sebuah  pabrik  untuk  memenuhi kekurangan dari produksi energi tersebut. Pada perencanaan ini akan  dibangun  pabrik crude  distillation  unit (CDU)  dengan kapasitas 300000 barrel per hari. Prinsip kerja dari CDU adalah proses pemisahan berdasarkan titik didih komponen- komponennya  pada  tekanan  atmosferik.  Bahan  baku  yang digunakan dalam proses ini adalah Kuwait crude oil. Kuwait crude oil merupakan salah satu Negara dengan jumlah minyak mentah ( crude oil ) terbesar didunia serta memiliki jumlah ekspor sebesar 50%  dari  total  produksi.  Produk  yang  dihasilkan  dari  pabrik CDU  berupa  naphtha  ( overhead  product ),  kerosene,  light  gas  oil, heavy  gas  oil  dan  long  residu.    Berdasarkan  analisis  yang  telah dilakukan  dari  segi  teknis  berupa  kapasitas  produksi,  umur pabrik dan perencanaan produksi serta dari ekonomi berupa IRR sebesar 9%, POT selama 10,2 tahun dan BEP sebesar 75% maka diperoleh hasil bahwa pabrik CDU layak didirikan.
Kata  Kunci — crude  oil,  crude  distillation  unit ,  heaavy  gas  oil, kerosene, light gas oil , long residu.

## I. PENDAHULUAN
NDONESIA  memiliki  cadangan  minyak  yang  tersebar  di beberapa daerah. Namun candangan minyak bumi Indonesia semakin  menurun  seiring  dengan  bertambahnya  waktu. Minyak bumi ( crude oil ) dapat diolah menjadi sumber energy yang digunakan oleh masyarakat. Kebutuhan masyarakat akan energy  terus  meningkat  sebanding  dengan  jumlah  penduduk yang  terus  bertambah  tiap  tahunnya  hingga  saat  ini  mencapai angka 1.600.000 barrel per hari. Kapasitas kilang terpasang di Indonesia  saat  ini  sebesar  1.000.000  barrel  per  hari.  Dari kedua  nilai  tersebut  terlihat  bahwa  Indonesia  masih membutuhkan supply energy  sebesar  600.000  barrel  per  hari. Oleh  karena  itu  akan  didirikan  kilang  dengan  kapasitas 300.000  barrel  per  hari  untuk  memenuhi  kebutuhan masyarakat.  Sedangkan  jika  ditinjau  dari  minyak  bumi  dalam negeri  hanya  tersedia  sekitar  600.000  barrel  per  hari.  Jumlah tersebut  tidak  dapat  memenuhi  kebutuhan  kilang  yang  ada  di Indonesia,  sehingga  perlu  dilakukan import minyak  mentah (crude oil ) untuk mengisi kekurangan produksi dalam negeri. Crude  oil merupakan  sumber  energi  yang  diolah  untuk menghasilkan  beberapa  produk.  Energi  sangat  diperlukan dalam  menjalankan  aktivitas  perekonomian  Indonesia,  baik untuk  kebutuhan  konsumsi  maupun  untuk  aktivitas  produksi
berbagai  sektor  perekonomian.  Sebagai  sumber  daya  alam, energi harus dimanfaatkan sebesar-besarnya bagi kemakmuran masyarakat  dan  pengelolaannya  harus  mengacu  pada  asas pembangunan berkelanjutan. Dari aspek penyediaan, Indonesia merupakan  negara  yang  kaya  dengan  sumberdaya  energi  baik energi  yang  bersifat unrenewable  resources maupun  yang bersifat renewable  resources .  Namun  demikian,  eksplorasi sumberdaya  energi  lebih  banyak  difokuskan  pada  energi  fosil yang  bersifat unrenewable  resources sedangkan  energi  yang bersifat renewable relatif belum banyak dimanfaatkan. Kondisi ini  menyebabkan  ketersediaan  energi  fosil,  khususnya  minyak mentah, semakin langka yang menyebabkan Indonesia saat ini menjadi  net  importir  minyak  mentah  dan  produk-produk turunannya.
Minyak  mentah  ( crude oil)  yang  digunakan  dalam  proses pabrik  CDU  adalah  Kuwait  crude  oil.  Kuwait  crude  oil memproduksi minyak mentah sebesar 2.858.700 barrel per hari dimana  50%  dari  total  produksi  akan  diekspor  yakni  sebesar 1.963.800 barrel per hari.
Crude Distillation Unit (CDU) memiliki prinsip kerja yakni pemisahan  komponen-komponen  minyak  bumi  berdasarkan titik  didih  nya  pada  tekanan  atmosferik.  Produk  dari Crude Distillation  Unit (CDU)  adalah  naphtha  ( overhead  product ), kerosene,  light  gas  oil,  heavy  gas  oil  dan  long residu.  Produk CDU  akan  menjadi intermediate  product bagi  pengolahan crude  oil sekaligus feed bagi  unit  pengolahan  lain  seperti Naphta Hydrotreater,  Kerosene  Hydrotreater,  Gas  Oil Hydrotreater , dan lain-lain. Produk CDU yang dihasilkan akan diolah  lebih  lanjut  untuk  mendapatkan  produk  akhir  seperti LPG, gasoline, avtur, diesel, lube base oil, aspal dan lain-lain. Berikut  adalah  cut  range  dari  masing-masing  produk  yang dihasilkan oleh pabrik CDU:
Tabel 1. Cut Range masing-masing produk pabrik CDU Jenis Produk Cut Range (°C) Naphtha (Overhead Product) C5+ - 175 Kerosene 175 – 250 Light Gas Oil 250 – 300 Heavy Gas Oil 300 – 350 Long Residu 350+

## II. URAIAN PROSES

## A. Spesifikasi Bahan Baku
Bahan  baku  yang  diolah  adalah kuwait  crude  oil dengan spesifikasi  berupa  derajat  API,  viskositas  kinematic,  pour

## Crude Distillation Unit (CDU) dari Kuwait Crude Oil
Ryanda Luthfi Zaim, Wahyuni Eka Muqni, Siti Nurkhamidah, Yeni Rahmawati dan Soejoto Gondo Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) e-mail: dst_eureka@yahoo.co.uk
I
point,  freezing  point  serta  kadar  air  dan  kadar  sulfur  masing masing  adalah  31,42,  10,8,  37,8°F  ,  49,5°F  ,  0,15  %wt  dan 3,85%wt.  Berikut  adalah  tabel  %volume  distilled  dengan true boiling point.
Tabel 2. True Boiling Point Kuwait Crude Oil %Volume distiled TBP (°F) IBP 5% -127 33.5 10% 194
20% 300.2 30% 422.6 40% 545 50% 653 60% 788 70% 919.4 80% 1058 90% 95% 1220 1706 FBP 2192

## B. Lokasi Pabrik
Pemilihan lokasi pabrik didasarkan pada beberapa hal yaitu kedekatan lokasi pabrik dengan konsumen, tersedianya tenaga kerja,  kondisi  geograis,  ketersediaan  air,  transportasi  dan sumberbahan  baku.  Berdasarkan  hal  tersebut  maka  dipilihlah Tuban sebagai lokasi pendirian pabrik Crude Distillation Unit dari Kuwait Crude Oil .

## C. Persiapan Bahan Baku
Pada tahap ini, Kuwait crude oil dialirkan melalui beberapa heat  exchanger (E-111  A/B/C)  menuju desalter . Crude  oil memasuki unit desalter pada suhu 248 o F. Crude oil memasuki desalter untuk  dikurangi  kandungan  garamnya  hingga maksimal  0.05  ptb. Desalter berfungsi  untuk  mengurangi kandungan  garam  hingga  mencapai  minimal  95%  dengan penambahan fresh  water . Fresh  water digunakan  untuk mengencerkan high salt content brine menjadi low salt content water .  Kemudian  ditambahkan deemulsifier yang  bertujuan untuk memecahkan emulsi antara air dan minyak sehingga air akan  berada  pada  bagian  bawah desalter .  Pada desalter, minyak  dikenakan  medan  elektrik  yang  bertegangan  tinggi sehingga  air  menggumpal  dan  mengendap  pada  dasar  tangki sedangkan minyak berada pada bagian atas tangki. Ketinggian air  pada  tangki  diatur  dengan  system  pengendali  ketinggian. Desalter beroperasi  pada  temperature  dan  tekanan  sekitar 120 o C dan tekanan 6.3 bar. Minyak keluaran desalter dipompa dan mengalami preheating (E-121 A/B/C) hingga suhu 235 o C sebelum memasuki furnace . Crude  oil dalam furnace (Q-120)  akan  dipanaskan  hingga suhu  760 o C.  Pemanasan  tersebut  dilakukan  sebelum memasuki flash  zone CDU  dimana  sekitar  66%  minyak teruapkan. Crude oil yang tidak teruapkan adalah residu yang akan dioleh lebih lanjut lagi menjadi fuel oil atau yang lainnya.
D. Proses Distilasi
Crude  oil dari furnace kemudian  dialirkan  kedalam  kolom distilasi. Tekanan kolom ialah 5 – 10 psig atau 1.13 – 1.34 atm gauge. Crude  oil saat  memasuki  kolom  distilasi  pada temperatur flash  zone yaitu  pada  temperatur  760 o F.  Produk pada  kolom  distilasi  akan  dikondensasikan  menjadi  naphtha (overhead  product), light gas oil, heavy gas oil, kerosene dan long  residu  pada tray yang  berbeda-beda  berdasarkan  titik didih.
Minyak  memasuki  kolom  distilasi  dimana  53%  dari  minyak akan  menguap  menuju  bagian  atas  kolom  dan  47%  menuju bagian bawah kolom yang disebabkan oleh perbedaan tekanan antara furnace dan  kolom  distilasi. Stripping  steam diinjeksikan  ke  dalam  kolom  untuk  pelucut  dengan menurunkan  tekanan  uap  parsial  dari  hidrokarbon  sehingga fraksi  ringan  dapat  terbawa  oleh  steam  ke  bagian  atas  kolom. Steam yang  digunakan  adalah steam kering,  digunakan  untuk menghindari  tekanan  total  yang  besar  pada  kolom  fraksinasi. Bila steam yang  masuk  mengandung  air,  sedangkan  suhu kolom  fraksinasi  lebih  tinggi  dari  suhu steam ,  maka  air  yang masuk  akan  menguap  dalam  kolom  fraksinasi  sehingga  akan memperbesar tekanan total. Bagian bawah kolom diisi dengan long  residu dengan  temperature  740 o F.  Residu  tersebut  akan memanaskan  minyak  sebelum  masuk  kedalam  kolom  distilasi sehingga  temperature  nya  menurun  untuk  diolah  lebih  lanjut lagi pada unit yang berebeda. Dalam kolom fraksinasi ini juga terdapat adanya pumparound , yaitu mengambil sebagian liquid dari  kolom  kemudian  didinginkan  dan  dikembalikan  lagi  ke kolom. Tujuannya adalah untuk mengembunkan kembali fraksi yang tidak seharusnya menguap.
Uap  dalam  kolom  distilasi  akan  dikondensasikan  pada masing-masing tray , kemudian yang terkondensasi akan keluar menjadi side  stream sedangkan  uap  yang  tidak  terkondensasi dialirkan  kembali  ke  dalam  kolom  dan  menuju  bagian  atas kolom.  Uap  yang  berada  pada  bagian  atas  kolom  distilasi terdiri  dari  semua  jenis  hidrokarbon.  Selanjutnya  uap  akan didinginkan dan dikondensasikan dengan air cooler dan water condenser sebelum memasuki receiver drum . Dalam receiver, terjadi  pemisahan  antara  kondesat  dan  uap  yang  tidak terkondensasi. Kondensat sebagian diairkan kedalam recontact drum dan  sebagian  lagi  akan  dikembalikan  kedalam  kolom distilasi  sebagai reflux. Sedangkan  uap  yang  tidak terkondensasi  dialirkan  menuju knock  out  drum untuk dipisahkan lebih lanjut antara liquid yang terikut pada gas dan gas  itu  sendiri  dengan  bantuan  dari mis  eliminator.  Liquid yang  terpisah  pada knock  out  drum akan  dikembalikan  ke dalam receiver sedangkan  gas  akan  dikompresi  untuk selanjutnya  memasuki recontact  drum. Pada recontact  drum , gas  akan  dikontakkan  dengan liquid dari receiver agar liquid dapat  menyerap  komponen butane dan propane yang  masih terikut  pada  gas.  Produk liquid dari recontact akan  dioleh lebih  lanjut  pada  unit selanjutnya untuk dipisahkan antara lpg dan naphtha. Sedangkan gas akan keluar sebagai off gas. Produk samping bagian atas berupa kerosene yang memiliki TBP ( true boiling point ) sekitar 150-250 o C. Kerosene sirkulasi
digunakan  untuk  memanaskan crude kemudian  dikambalikan lagi  kedalam  kolom.  Produk kerosene akan  melalui stripper dimana  terjadi  proses  pemanasan sehingga  fraksi  ringan  akan menguap  dan  dikembalikan  ke  kolom.  Produk kerosene yang keluar  dari stripper memiliki  suhu  yang  cukup  tinggi  maka digunakan  untuk  memanaskan crude  oil sehingga  suhunya menurun.  Produk  kerosene  kemudian  masuk  ke  tangki penyimpanan.
Light  Gas  Oil (LGO)  memiliki  TBP  sekitar  250-300 o C. Sekitar 30% cairan akan dikembalikan ke kolom tanpa melalui pendinginan sedangkan sekitar 60% akan melalui pendinginan sehingga  terjadi  penurunan  suhu.  LGO  sirkulasi  digunakan untuk  memanaskan  minyak  hingga  suhu  menurun  dan dikembalikan  kedalam  kolom . Produk  LGO  akan  melalui stripper sehingga  fraksi  ringan  akan  menguap  dan dikembalikan ke kolom. Produk LGO yang keluar dari stripper akan memanaskan crude oil dan melalui pendingin udara (fin- fan cooler) sehingga temperature nya menurun.
Heavy  Gas  Oil (HGO)  memiliki  TBP  sekitar  300-350 o C. Sebanyak  45%  cairan  ber  suhu  tinggi  dikembalikan ke kolom langsung  tanpa  pendinginan  dan  40%  cairan  didinginkan terlebih  dahulu  kemudian  dikembalikan  ke  kolom.  HGO sirkulasi digunakan untuk menyediakan panas penguapan pada Kerosene  stripper. Produk  HGO  akan  memasuki  HGO stripper untuk menghilangkan fraksi ringan. Selanjutnya HGO akan  didinginkan  dengan  menggunakannya  sebagai  fluida pemanas untuk crude oil dan pendingin udara hingga mencapa suhu yang diinginkan.
Pada  kolom stripper HGO  diinjeksikan steam yang  sama seperti pada kolom fraksinasi utama,  sedangkan pada stripper Kerosene  dan  LGO  tidak  digunakan steam namun  digunakan reboiler ,  hal  ini  karena  pertimbangan  efisiensi,  jika  terlalu banyak  steam  yang  diinjeksikan  maka  akan  banyak  air  yang terkandung  dalam  minyak  dan  akan  mempersulit  proses pemisahannya.  Selain  itu  juga  atas  pertimbangan  titik  didih dari  kerosene  yang  rendah,  sehingga  cukup  hanya  digunakan closed  steam saja.  Prinsip  utama  dari  kolom stripper adalah untuk  memisahkan  produk  yang  diinginkan  dari  komponen yang  lebih  ringan.  Dan  untuk  efisiensi,  maka  produk  yang dihasilkan  digunakan  sebagai  media  pemanas  dan heat exchanger seperti yang telah disebutkan sebelumnya.
Long  residu dialirkan  ke vacuum  distillation  unit untuk melalui pengolahan lebih lanjut atau dapat juga diolah sebagai fuel oil.

## III. NERACA MASSA
Bahan  baku  ( crude  oil )  yang  digunakan  sebesar  300000 BPSD  akan  diolah  menjadi  bebrapa  produk  berupa  naphtha ( overhead product ), kerosene, light gas oil, heavy gas  oil dan long  residu  dengan  jumlah  masing  masing  adalah  71976.4 BPSD,  32989.2  BPSD,  26991.2  BPSD,  26991.2  BPSD  dan 1140954  BPSD.  Sedangkan  sebagian  kecil  dari  crude  yang masuk  adalah impurities yang  telah  dipisahkan  pada  tahap persiapan bahan baku.

## IV. ANALISA EKONOMI
Analisa  ekonomi  merupakan  salah  satu  parameter  apakah suatu  pabrik  tersebut  layak  didirikan  atau  tidak.  Untuk menentukan  kelayakan  suatu  pabrik  secara  ekonomi, diperlukan  perhitungan  bahan  baku  yang  dibutuhkan  dari produk  yang  dihasilkan  menurut  neraca  massa.  Harga peralatan  untuk  proses  berdasarkan  spesifikasi  peralatan. Parameter kelayakan tersebut antara lain POT ( Pay Out Time ), Internal Rate of Return (IRR) dan BEP ( Break Event Point ).
Berdasarkan  analisa  yang  dilakukan  diperoleh  hasil  berupa POT  selama  10.2  tahun,  IRR  sebesar  9%  dan  BEP  sebesar 76.08%  dimana  bentuk  perusahaan  yang  digunakan  adalah perseroan terbatas (PT) dengan umur pabrik selama 20 tahun.

## V. KESIMPULAN/RINGKASAN
Berdasarkan analisis yang telah dilakukan, maka perencanaan  operasi crude  distillation  unit (CDU)  dilakukan secara  kontinyu,  24  jam  dan  330  hari/tahun  dengan  jumah tenaga kerja sbanyak 256 orang dan kapasitas produksi sebesar 300000  barrel  per  hari  serta  umur  pabrik  selama  20  tahun. Dari  hasil  analisis  ekonomi  yang  dilakukan  didapatkan  hasil yaitu  IRR  sebesar  9%,  POT  sebesar  10,2  tahun  serta  BEP sebesar  76,08  %.  Berdasarkan  analisis  dari  segi  ekonomi  dan teknis  maka  pabrik crude  distillation  unit ini  layak  untuk didirikan.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Brownell, Lloyd E. dan Edwin H. Young, ”Process Equipment Design”, John  Wiley & Sons, New York, 1959..
[2] Geankoplis, Christie J., ”Transport Processes and Unit Operations”, 3rd edition,         Prentice-Hall of India, New Delhi, 1997.
[3] Kementrian  Energi  dan  Sumber  Daya  Mineral,”Indonesia  Energy Outlook”,  Pusat  Data  Kementrian  Energi  dan  Sumber  Daya  Mineral, Jakarta, 2010.
[4] Kementrian  Energi  dan  Sumber  Daya  Mineral,”Handbook  of  Energy and Economic Statistic Indonesia”, Pusat Data Kementrian Energi dan Sumber Daya Mineral, Jakarta,2017.
[5] Jones, David S. J.”Handbook of Petroleum Processing”. Springer, USA, 2006
[6] Kern,  Donald  Q.,  ”Process  Heat  Transfer”,  International  Edition, McGraw-Hill Book Company, Tokyo, 1965.
[7] Kusnarjo, “Desain Bejana Bertekanan”, 2010.
[8] Ludwig.  E.  Ernest  “Design  For  Chemical  and  Petrochemichal Plants”.,Gull Publishing Houston-Texas,1947
[9] McCabe,  W.L.,  dan  J.C.  Smith.  Unit  Operation  of  Chemical Engineering.  Singapore:  McGraw-Hill  International  Book  Company. 1985.
[10] Meyers,  Robert  A,  ‘Handbook  of  Petroleum  Refining  Processes”,  3th edition, McGraw Hill, USA, 1978.
[11] Peters,  Max  S.,  Klaus  D.  Timmerhaus,  dan  Ronald  E.  West,  “Plant Design  and                Economics  for  Chemical  Engineers”,  5th  edition, McGraw-Hill Book Company, Boston, 2003.
[12] Perry,  Robert  H.  and  Don  Green,  “Perry’s  Chemical  Engineers’ Handbook”, 7th edition, McGraw-Hill Book Company, New York.
[13] Putra,  Zulfan  Adi.  “Buku  Pintar  Migas  Indonesia”.Migas  Indonesia, Indonesia, 2007.
[14] Smith,  Robin.,”Chemical  Process  Design”,McGraw  Hill  International Book Company, Singapore, 1955.
[15] Ulrich, Gael D., ”A Guide to Chemical Engineering Process Design and Economic”, John Wiley & Sons, Canada, 1984.
[16] Van  Ness,  Smith,  “Introduction  to  Chemical  Engineering Thermodynamics”, 4th edition, International edition, McGraw Hill Inc, Singapore, 1967.
[17] Van  Winkle,  Matthew.,”Distillation”,McGraw  Hill  Book  Company, New York, 1967.