1. Delayed Coking Unit (DCU) merupakan proses konversi minyak berat menjadi gas, gasoil, dan coke melalui reaksi pembentukan radikal bebas dan polimerisasi pada suhu tinggi. 2. DCU ini menggunakan lisensi UOP dan memiliki kapasitas 234 m3/jam, menghasilkan berbagai produk seperti gas, LPG, naphtha, gasoil ringan dan berat, serta coke. 3. Variabel utama proses ini adalah suhu dan

1. DELAYED COKING UNIT
Oleh :
ROHMADI
PUSDIKLAT MIGAS CEPU

2. BIODATA
NAMA
: ROHMADI
PENDIDIKAN
: D4 AKAMIGAS-STEM
RIWAYAT PEKERJAAN
: KILANG
PUSDIKLAT MIGAS
ALAMAT RUMAH
: MENGGUNG RT 06/07
KARANGBOYO-CEPU
EMAIL
: rohmadi@pusdiklatmigas.com
HP
: 081390196170

4. FG
NAPHTHA
NRU
CDU
DMI
CRUDE
BLD
HBN
PLF
PREMIUM
LN
L.RES
PLF
CCR
NHDT
LPG
REC
H2
CDU
SPK
HOMC
LPG
KEROSENE
ADO
H2P
L.RES
LVGO
HVU
H2
HVGO
HCU
AVTUR
LSWR
FO
S..RES
DCU
HCGO
DHDT
LCGO
G.COKE
G. COKE
CALC
C. COKE

5. Secondary Processing :

Delayed Coking Unit

Calcining Unit

6. Pendahuluan

Delayed Coking Unit (DCU), lisensi Universal
Oil Product Company (UOP)
Des Plaines,
Illinois, USA.
Unit DCU UP II mulai beroperasi th 1984, dg
kapasitas 234 M3/J (35 MBSD)
Unit DCU UP II mengkonversi secara thermal
minyak berat (heavy oil/residue) menjadi coke,
gas oil, diesel, naphtha, LPG dan gas

7. Diskripsi Proses

Reaksi Thermal cracking :
Reaksi perengkahan dg bantuan panas
C10H22
C8H17* + C2H5*
C8H17*
C4H8 + C4H9*
C4H9*
C4H8 + H*
Reaksi rantai radikal bebas berhenti ketika dua radikal
berkombinasi atau bereaksi dg logam atau racun (poison)
C8H17* + H*
C8H18
Reaksi polimerisasi dan kondensasi: membentuk tar aromatik
xC4H8 + yC4H6 + zC3H6

8. Diskripsi Proses


Properties Feed & Product :
Coke yield tergantung pd karakteristik Feed Stock dan kondisi operasi
Kandungan asphaltene, resin dan aromatik, serta conradson carbon dari
residue merupakan faktor yang mempengaruhi coke yield.
Properties yg menjadikan superior coke :
low sulfur, low volatile matter, low metals and ash content, low porosity, low
CTE (coefficient of thermal expansion) serta konduktifitas.
Tiga Klasifikasi Coke :
Sponge coke (bunga karang)
Honeycomb (sarang madu)
Needle (jarum)
Sponge coke dihasilkan dari high resin asphaltene feedstock
Honeycomb coke dihasilkan dari low resin-asphaltene feeds
Needle coke dihasilkan dari highly aromatic thermal tar atau
decanted oil stocks.

9. Feed properties : (Shord Residue = 219265 kg/hr) :
•
•
•
•
•
•
•
Produk :
Gas
LPG
Naphtha
LCGO
HCGO
Coke
API
K
S, wt%
Con Carbon, wt%
V, wt ppm
Ni, wt ppm
Pour point, °C
11202 kg/hr
8556 kg/hr
24266 kg/hr
67581 kg/hr
63368 kg/hr
44292 kg/hr
18.8
12.2
0.17
9.79
0.6
4.4
50
(
(
(
(
(
(
5.1 %Vol)
3.9 %Vol)
11.1 %Vol)
30.8 % Vol)
28.9 % Vol)
20.2 % Vol)

10. Aliran Proses
1. Seksi coking
2. Seksi fraksionasi
3. Seksi konsentrasi gas
4. Seksi pembangkit steam
5. Seksi water handling dan blowdown

11. Aliran Proses
Seksi Coking Terdiri dari :
4 coking heater
4 coke chamber
1 condensate receiver
Seksi Fraksionasi terdiri dari :
Fraksionator
LCGO & HCGO Stripper
Charge surge drum

12. Seksi Gas Konsentrasi terdiri dari :
Off Gas Compressor
HP Separator
Kolom Absorber
Kolom Debutanizer
LPG Splitter
Seksi Pembangkit Steam terdiri dari :
LP, MP dan HP steam generator
Seksi Water handling & Blowdown terdiri dari :
Coke Pit dan Settling Basin
Clarifier
Jet Water Storage tank
Blowdown condenser KO Drum

13. Variabel Proses
Sumber & Type feed stock, mempengaruhi yield dan
kualitas coke. Feed dg Con. Carbon tinggi akan
memberikan yield coke yg tinggi pula, disamping itu
impurities (sulfur dll) mempengaruhi kualitas coke.
Coke yg dibentuk oleh feedstock dg kadar aromatik yg
tinggi dan resin-asphaltene yg rendah menghasilkan
premium grade carbon anode.

14. Variabel Proses
Temperatur coke chamber :
Temp mempunyai pengaruh yg penting thd yield dan
kualitas coke
Temp outlet heater hrs dipertahankan
485°C 510°C (bila lebih rendah maka coke yg terbentuk akan
lunak, sebaliknya bila terlalu tinggi maka coking di
tube heater menjadi lebih cepat).

15. Variabel Proses
Tekanan coke chamber :
Tekanan drum menentukan derajat penguapan. Reaksi
thermal cracking merupakan fungsi waktu dan
temperatur.
Umumnya lebih disukai menjaga tekanan konstan dan
memvariasikan temperatur seperti yg diinginkan.
Tekanan top coke chamber disain 4.22 kg/cm2g.

16. Variabel Proses
Combined feed ratio (CFR) :
Rasio volume bottom fract (fresh feed + recycle) dibagi
volume fresh feed.
CFR turun, kec. produk heavy coking gas oil naik , coke
yg dihasilkan lebih lunak dan impurities lebih tinggi
CFR divariasikan dg mengubah-ubah kec. Penarikan gas
oil
CFR disain 1.2 – 1.4

17. Start Up
Umum :
1. Menjalankan penggerak dan pompa-pompa (tanpa
beban)
2. Water flushing (line dan vessel)
3. Test hydrostatic (HE, tube heater, vessel, dll) 1.5 kali
tekanan operasi.
4. Boiling out dan steaming out
5. Persiapan utility system (fuel, steam, air dll)
6. Dry Out heater
7. Jalankan compressor
8. Kalibrasi instrumentasi.

18. Start Up
Start Up DCU :
1. Line up dan check blind list
2. Masukkan utilities (sea water, plant water, plant air,
steam fuel)
3. Leak test (periksa kebocoran)
4. Steaming out (vessel, piping, dll)
5. Periksa O2 content (< 0.2 % Vol)
6. Sirkulasi dingin
7. Sirkulasi panas
8. Cut in feed

19. Shut Down
Normal shutdown :
1. Beritahu unit lain yg berkaitan
2. Kurangi feed sampai 60%
3. Turunkan temperatur outlet heater
4. Stop compressor
5. Stop Heater
6. Stop pompa-pompa
7. Steaming out

20. Foaming
Foaming sering muncul saat low boiling point
material dipisahkan dari viscous oil di coke chamber.
Foaming dp menyebabkan coke carry over ke
fractionator (mengganggu proses fraksinasi).
Foaming dapat diatasi dg menginjeksikan antifoam
(5-20 ppm)

21. Decoking
Coke Removal (decoking):
Coke dikeluarkan dari chamber menggunakan drill
steam yang berputar 5-10 rpm, yang dilengkapi dengan
mata boring/cutting dan hydraulic jet water pump
(tekanan 200-250 kg/cm2).

22. SAD
Steam Air Decoking (SAD) :
Pada periode tertentu (6-8 bulan operasi) maka inside tube
heater harus dibersihkan dari coke yang menempel.
Caranya adalah dengan mengalirkan steam dan udara kedalam
tube (Steam Air Decoking) sambil dipanaskan.
Setiap 1-2 jam diperiksa kandungan O2 dan CO2 pada effluent
heater
SAD selesai apabila CO2 nil dan O2 mendekati 20%

23. DELAYED COKER
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Basic & Chemistry
Proses, PFD & Lisensor
Feed & Produk
Variabel proses
Operasi Coke Chamber
Peralatan & kehandalan
Prosedure Operasi
Permasalahan operasi

24. 1. Basic & Chemistry
Gas
Lpg
SHORT RESID
DELAYED
COKER
Cracked
LCGO
HCGO
Green Coke

25. Reaksi pada proses Delayed Coker :
1. Thermal cracking
2. Reaksi Polimerisasi
Pada saat hidrokarbon ditahan pada temperatur yang
tinggi untuk periode waktu tertentu, ia akan pecah
menjadi dua atau lebih radikal bebas.
Radikal bebas sebagian bereaksi menghasilkan produk
dengan rentang molekul yang lebih besar.

26. C10H22 
C8H17* + C2H5*
C8H17* 
C4H8 + C4H9*
C4H9*
C4H8 + H*

xC4H8 + yC4H6 + zC3H6 

27. 2. Proses, PFD & Lisensor
A. Proses-proses thermal cracking
- Delayed Coking
- Visbreaking
- Deep Thermal Coversion (Shell)
- Flexicoking
- SYDEC
- LR Coking

28. C. Licensor
-
Bechel & Conoco
M.W Kellogg
Foster Wheeler
Lurgi
UOP
Exxon
Lummus Crest

29. KONDISI OPERASI DCU
Feed = 233 m3/jam.
Temp outlet heater = 493 C
Temp chamber = 430 C
Press chamber = 4.2 kg/cm2g
Press inlet heater = 16.6 kg/cm2g
Coking cycle = 48 jam / chamber

30. 4. Variabel-Variabel Proses
Proses Variabel Unit Delayed Coker :
1.
2.
3.
4.
Jumlah dan Kualitas Feed
Temperatur Coke Chamber
Tekanan Coke Chamber
Combined Feed Ratio
Variabel proses akan mempengaruhi :
1. Jumlah liquid yield
2. Jumlah dan kualitas coke

31. Jumlah dan Jenis Feed :
- Feed dng Conradson Carbon Ratio /CCR
tinggi akan
memberikan yield liquid rendah
dan menghasilkan coke yg tinggi.
- Feed dengan kadar aromatik yg tinggi akan
lebih tahan terhadap precracking di pass
heater dan menghasilkan coke dengan
kualitas
yang lebih baik.

32.  Temperatur coke chamber :
Temp mempunyai pengaruh yg penting
thd yield dan kualitas coke. Temp outlet
heater hrs dipertahankan 485°C - 510°C
Jika T rendah : yield rendah, coke akan
lunak (VCM tinggi), demikian sebaliknya.

33. Tekanan coke chamber :
Tekanan drum menentukan penguapan.
Umumnya lebih disukai menjaga tekanan konstan
dan memvariasikan temperatur seperti yg
diinginkan.
Tekanan top coke chamber disain 4.22 kg/cm2g.
Tekanan yang lebih rendah akan lebih banyak
menghasilkan liquid, namun akan menyulitkan
operasi di kolom pemisahan.

34. Combined feed ratio (CFR) :
Rasio volume bottom fract (fresh feed +
recycle) dibagi volume fresh feed. CFR disain
1.2 – 1.4
CFR turun, produk gas oil naik , coke yg
dihasilkan lebih lunak dan impurities lebih
tinggi

35. 5. Peralatan dan Kehandalan
1. Heater
2. Pompa drilling water
3. Gantry Crane
4. Chamber’s level detector
5. Pompa-pompa bottom

36. 6. Prosedure Operasi
A. Start up
B. Normal Operasi
C. Normal Shurt Down
D. Emergency Shut Down

37. A. Start up
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
1. Safety, persiapan utility, blind list, mechanical check,
instrumentation check, koordinasi.
Air test.
Purging & gas blanketing.
Water handling & blowdown section inventory
Compressor commisioning.
Light gas oil circulation.
Persiapan di steam generation section
Fresh feed introduction
Fx start up
Gas concentration start up

38. B. Normal Operasi
OPERASI CHAMBER
(1 cycle = 48 jam)
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
Head up (penutupan)
Purging steam
Warm up
Switching
Coking
Steamout ke Fx
Steam out blow down
Water quench to blowdown
Water filling
Vent, drain
Decoking / drilling
: 1 jam
: 1 jam
: 5 jam
: 1 jam
: 24 jam
: 1 jam
: 1.5 jam
: 6 jam
: 1 jam
: 2 jam
: 4.5 jam

39. C. Normal Shut Down
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Koordinasi
Kurangi feed ke 60%, masukkan steam ke heater.
Kurangi T di heater , ganti feed dengan LGO
Line up flow ke start up line
Sirkulasikan Fx section , stop heater
Stop compressor dan pompa-pompa

40. D. Emergency Shut Down
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Blok feed
Matikan heater
Shutdown Fx bottom pump
Steam out
Stop compressor
Stop pompa-pompa
Flushing & seam out minyak-minyak berat
-Power failure
-Instrument air failure
- Sea water failure
- Steam failure
- Cooling water failure

41. 7. Permasalahan Operasi
Coking di tube  Stop, SAD
Switching valve & valve-valve problem Stop
Repair/ganti.
Gantry Crane problem  repair
Level detector  repair, rule of thumb
Fraksionator problem  Stop, cleaning, repair
Compressor performance problem  Cleaning
Mechanical seal pompa  Preventif, ganti