Lompat ke konten utama
Cari

Teknologi Controlled Freeze Zone™ (CFZ)

Para ilmuwan ExxonMobil menemukan dan mematenkan teknologi Controlled Freeze Zone™, sebuah proses terobosan untuk menghilangkan pencemar dari gas alam secara lebih efisien.

Teknologi CFZ juga dapat menjadikan penangkapan dan sekuestrasi karbon lebih terjangkau dan efisien dalam mengurangi emisi gas rumah kaca. Teknologi ini sudah dikembangkan sepenuhnya dan memenuhi syarat untuk diterapkan secara komersial.

Teknologi CFZ yang dipatenkan ini mengincar sejumlah besar sumber daya gas dunia masa kini yang mengandung karbon dioksida (CO2) dalam jumlah besar. Teknologi CFZ juga mampu memproses gas alam yang mengandung berbagai macam pencemar. Hingga 2040, gas alam diantisipasi akan tumbuh lebih pesat daripada sumber energi lainnya, terutama karena pertumbuhan pembangkitan listrik serta jejak karbonnya jauh lebih rendah daripada jejak karbon batu bara. Dengan demikian, penerapan teknologi CFZ pada skala global dapat memperluas kumpulan sumber daya gas alam yang terjangkau dan dengan pembakaran yang bersih.

Teknologi CFZ secara efisien menghilangkan pencemar dari gas alam dan lebih murah daripada teknologi yang ada sekarang, dan memerlukan langkah proses serta perlengkapan yang lebih sedikit. Hal ini menambah daya tariknya, terutama untuk penerapan di lepas pantai dan di daerah terpencil.

Teknologi CFZ bekerja dengan menghilangkan CO2 dan hidrogen sulfida (H2S) dari gas alam dalam suatu bagian yang dirancang khusus dalam menara penyulingan, dan CO2 dibiarkan membeku secara terkontrol.

Berikutnya, CO2 dilelehkan dan selanjutnya disuling untuk mendapatkan metana yang berharga. CO2 ini kemudian dapat diinjeksikan di bawah tanah untuk sekuestrasi atau untuk digunakan dalam pemulihan minyak tingkat lanjut. Gas alam yang tersisa sekarang mengandung tingkat kemurnian yang diinginkan.

Dalam metode konvensional, CO2 dilepaskan sebagai uap bertekanan rendah dan harus dimampatkan ulang untuk diinjeksikan ke dalam penyimpanan bawah tanah. Sebaliknya, teknologi CFZ melepaskan CO2 sebagai cairan bertekanan tinggi sehingga menawarkan keuntungan komersial yang besar. Dengan demikian, teknologi CFZ dapat menurunkan biaya penangkapan dan sekuestrasi karbon.

Manfaat teknologi CFZ

Teknologi CFZ menawarkan keuntungan berikut, relatif terhadap proses perlakuan gas konvensional untuk penghilangan CO2 dan H2S dalam gas alam:

Pemrosesan satu langkah

  • Memenuhi persyaratan kualitas pipa gas alam tanpa perlakuan tambahan
  • Tidak memerlukan fasilitas pembuatan pelarut, pemulihan aditif, atau dehidrasi hilir

Tidak ada batasan kandungan CO2 atau H2S

  • Menangani dengan mudah gas yang sangat asam
  • Mudah mengakomodasi peningkatan konsentrasi umpan komponen gas asam selama masa pakai fasilitas
  • Keunggulan biaya jika dibandingkan dengan berbagai teknologi saingan akan bertambah dengan meningkatnya kandungan gas asam

Operasi bertekanan tinggi

  • Melepaskan gas asam sebagai cairan bertekanan tinggi non-korosif yang dapat diinjeksikan di bawah tanah untuk digunakan dalam pemulihan minyak tingkat lanjut atau ke dalam formasi geologi untuk disimpan secara permanen guna keperluan sekuestrasi
  • Mengganti kompresi dengan teknologi pemompaan, sehingga mengurangi kebutuhan energi dan perlengkapan untuk injeksi gas asam atau pemulihan minyak tingkat lanjut

Alternatif untuk pabrik pemulihan sulfur

  • Menghilangkan H2S dan senyawa sulfur lainnya bersama CO2 untuk dibuang
  • Memberikan alternatif yang menarik daripada membangun pabrik sulfur yang mahal dan biaya operasionalnya tinggi

Penghematan biaya keseluruhan

  • Menyederhanakan proses dan mengurangi jumlah perlengkapan, menjadikan teknologi CFZ sebagai alternatif yang rendah biaya
  • Mengurangi konsumsi gas bahan bakar, sehingga meningkatkan pendapatan dari hasil penjualan gas — Memungkinkan integrasi yang efisien dalam perlakuan gas, injeksi gas asam, dan/atau operasi pembangkitan daya

Komersialisasi global teknologi CFZ

Pabrik Perintis Clear Lake, di dekat Houston, Texas, pertama kali memperagakan konsep teknologi CFZ pada 1986. Pabrik perintis ini memproses gas alam dengan kadar CO2 tinggi (hingga 65 persen), dan dengan laju hingga 17.000 meter kubik standar per hari. Pemisahan yang sukses ini menghasilkan aliran produk gas overhead dengan kadar CO2 serendah 300 ppm, dan aliran CO2 cair dengan kandungan metana serendah 0,5 persen.

Namun, setelah terjadi kemunduran industri dan karena berlimpahnya pasokan kandungan gas asam rendah, sumber daya gas alam yang lebih ekonomis, kegiatan pembangunan ditangguhkan hingga sekitar tahun 2005.

Pada 2008 ExxonMobil makin dekat untuk mengomersialkan teknologi CFZ dengan membangun Pabrik Peragaan Komersial (Commercial Demonstration Plant, CDP) di Fasilitas Perlakuan Shute Creek di LaBarge, Wyoming — sebuah fasilitas yang mampu memproses hingga 400.000 meter kubik standar per hari. Setelah menyelesaikan pembangunan dan persiapan, ExxonMobil melaksanakan program uji resmi dari Maret 2012 hingga November 2013.

CDP berhasil memproses berbagai umpan gas asam (kandungan CO2 berkisar antara 8 hingga 71 persen dan H2S hingga sebesar 36 persen). Spesifikasi pipa gas alam (<2 persen CO2 dan <4 ppm H2S) dengan mudah dipenuhi berkat pemisahan CFZ yang efektif dan efisien. Dalam beberapa kondisi, produk metana memenuhi kualitas umpan LNG sebesar <50 ppm CO2. Proyek ini juga memperagakan satu lagi keunggulan kunci teknologi CFZ melalui integrasi dengan fasilitas Injeksi Gas Asam Shute Creek — yaitu kemampuan memisahkan CO2 dan H2S dari gas alam ke dalam aliran bertekanan tinggi, kering, non-korosif, yang ideal untuk digunakan dalam pemulihan minyak tingkat lanjut atau penyimpanan terencana (dedicated storage). Sementara itu, untuk mendapatkan hasil yang setara, berbagai teknologi pesaing harus melakukan kompresi ulang yang mahal, dimulai dengan uap basah yang korosif.

Hasil pengujian CDP dengan jelas mengungkap manfaat signifikan teknologi ini untuk kadar umpan CO2 di atas 20%. Fasilitas standar dapat dirancang, berfokus pada laju produk metana yang berharga. Fleksibilitas tinggi untuk menangani berbagai kandungan CO2, dari 20% hingga 75%, dapat disediakan cukup dengan menambahkan refrigerasi umpan untuk mengkondensasi kelebihan CO2. Manfaat besar akan diperoleh ketika teknologi CFZ diterapkan dalam aplikasi EOR yang menyebabkan kadar CO2 dalam gas terkait meningkat seiring dengan waktu, ketika menggabungkan beberapa ladang yang memiliki kandungan gas asam tinggi, atau ketika kandungan gas asam reservoir yang diproduksi meningkat seiring dengan waktu. Lebih jauh lagi, unit yang terstandardisasi memungkinkan pengembangan sumber daya besar secara bertahap.

Teknologi CFZ sudah siap untuk penggunaan komersial.

Tutup