Pengamatan Operasi Heat Exchanger 04 Dan

8/19/2019 Pengamatan Operasi Heat Exchanger 04 Dan

1/68

PENGAMATAN OPERASI HEAT EXCHANGER

04 dan 05 DI KILANG PUSDIKLAT MIGAS CEPU

KERTAS KERJA WAJIB

Oleh :

Nama Mahasiswa : Luluk Sidomukti

NIM : 3113100 /U

Program Studi : Teknik Pengolahan Minyak danGas

Konsentrasi : Refinery

Diploma : I ( Satu )

KEMENTERIAN ENERGI DAN SUMBER DAYA MINERALBADAN PENDIDIKAN DAN PELATIHAN ENERGI DAN SUMBER DAYA MINERAL

SEKOLAH TINGGI ENERGI DAN MINERAL AkamigasSTEM Akamigas

Cepu, Juli 2014


2/68

PEMBIMBING PRAKTIK KERJA LAPANGAN

Mengetahui: Menyetujui :

Ka. Sub Bidang Kilang dan Utilitas Pembimbing Praktik Kerja Lapangan

Prasudjyana Gamarlap Seputra, S.T., M.T. Jatmiko, Amd

NIP. 196803031987031001 NIP.19690818 199103 1002


3/68

Judul : Pengamatan Operasi Heat Exchanger 04 dan 05 Di

Kilang Pusdiklat Migas Cepu

Nama Mahasiswa : Luluk Sidomukti

NIM : 3113100 / U

Program Studi : Teknik Pengolahan Minyak dan Gas

Konsentrasi : Refinery

Diploma : I (Satu)

Menyetujui,Pembimbing Kertas Kerja Wajib

Ir. Sri Lestari, M.T.

NIP :19580202 199303 2001

Mengetahui,Ketua Program Studi

Ir. Risayekti Hermadi, M.T. NIP. 195003051983032002


4/68

i

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Allah SWT atas nikmat dan karunia-Nya, sehingga penulis dapat menyusun dan menyelesaikan Kertas Kerja Wajib yang berjudul“Pengamatan Operasi Heat Exchanger 04 dan 05 di Kilang Pusdiklat MigasCepu”

Penulisan Kertas Kerja Wajib ini merupakan salah satu syarat kelulusan dalammengikuti program pendidikan berkelanjutan di STEM Akamigas tahun akademik2013 – 2014.

Sebagai bahan penyusunan Kertas Kerja Wajib ini, penulis telah melaksanakan praktek kerja lapangan di kilang Pusdiklat Migas Cepu mulai dari tanggal 5 Meisampai tanggal 23 Mei 2014.

Kertas Kerja Wajib ini tidak dapat terselesaikan tanpa bantuan, serta bimbingan dari berbagai pihak.Untuk itu, pada kesempatan ini penulis mengucapkanterima kasih kepada:

1. Bapak Ir. Toegas S. Sugiarto selaku direktur STEM Akamigas2. Ibu Ir. Hj. Risayekti Hermadi, M.T. selaku ketua program studi Teknik

Pengolahan Minyak dan Gas STEM Akamigas3. Ibu Ir. Sri Lestari, M.T. selaku pembimbing penyusun Kertas Kerja Wajib4. Bapak Prasudjyana Gamarlap Seputra, S.T., M.T. selaku kepala sub bidang

Kilang dan Utilitas5. Bapak Jatmiko, Amd selaku pembimbing lapangan6. Bapak dan Ibu Dosen STEM Akamigas7. Keluarga tercinta yang senantiasa member motivasi dan semangat kepada

penulis serta teman-teman di jurusan Refinery I – Umum STEM Akamigasdan semua pihak yang telah memberikan bantuan, dukungan serta

bimbingan selama pembelajaran, praktek kerja lapangan, hingga penyusunanKertas Kerja Wajib ini sampai selesai.Semoga Kertas Kerja Wajib ini dapat bermanfaat.

Cepu, Juli 2014

Penulis

Luluk Sidomukti NIM : 3113100


5/68

ii

INTISARI

Unit Distilasi Kilang Pusdiklat Migas Cepu merupakan unit distilasi atmosferikyang mengolah minyak mentah dari Kawengan, Ledok, Nglobo dan sekitarnyamenjadi produk – produk jadi seperti : Pertasol (CA, CB, CC), Solar, dan Residu .Didalam proses distilasi atmosferik, umpan atau crude oil yang akan masuk dalamkolom distilasi harus memenuhi beberapa persyaratan yang salah satunya adalahcrude oil harus mendapatkan pemanasan untuk mencapai temperatur tertentu,sehingga dapat meringankan beban furnace dalam memanaskan crude oil agar fraksiringan dalam crude oil lebih cepat menguap.

Didalam proses pemanasan awal ini digunakan beberapa peralatan heat

exchanger yang diantaranya yaitu HE 04 dan HE 05 yang digunakan untukmemanaskan minyak mentah ( crude oil ) dengan media pemanas residu yang keluardari bottom C-5 ( residu stripper ).

Berdasarkan standard TEMA, HE 04 dan HE 05 merupakan tipe BES dengan jenis shell and tube yang memiliki tipe shell one pass dan tube one pass. Untuk HE04 memiliki panjang shell 3.017 mm (9,898 ft) dengan jumlah tube 336 buah.Sedangkan untuk HE 05 panjang shell adalah 3397 mm (11,145 ft) dengan jumlahtube 400 buah.

Pada HE 04 dan HE 05, flow rate crude oil berkisar 334.103 liter/day dan flowrate residunya yaitu ± 94,2144 liter/day. Temperatur inlet tube (crude oil) pada HE04 sekitar 72,4°C dan temperatur outletnya 97°C dengan temperatur bagian shellinlet (residu) berkisar 142,8°C dan temperature shell outletnya ± 109,2°C.Temperatur inlet tube (crude oil) HE 05 sekitar 97°C dan outletnya± 128,2°C.Sedangkan bagian shell side pada HE 05 memiliki temperatur inlet ± 225,6°C dantemperatur outletnya sekitar 143°C.


6/68


7/68

iv

4.3.2 Prosedur Shut Down ............... .................. ................ .................. .................. ......... 31 4.4 Pengamatan Heat Exchanger 04 dan 05 ........................................................................ 33

4.4.1

Spesifikasi HE 04 dan 05 ..................................................................................... 33

4.4.2 Kondisi Desain dan Kondisi Operasi HE 04 dan 05 ............................................ 34 4.5 Gangguan pada Heat Exchanger 04 dan 05 dan cara mengatasi ............... ................... .. 37

4.5.1 Permasalahan Operasi Heat Exchanger 04 dan 05 .............................................. 37 4.5.2 Permasalahan Peralatan Heat Exchanger 04 dan 05 ............... .................. ........... 38

4.6 Keselamatan Kerja dan Lindungan Lingkungan ............................................................ 39 4.6.1 Keselamatan Kerja ............................................................................................... 39 4.6.2 Lindungan Lingkungan ........................................................................................ 41

V. PENUTUP ........................................................................................................................ 43 5.1 Simpulan ........................................................................................................................ 43 5.2 Saran ................................................................................................................................ 43 DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................................... 45

LAMPIRAN


8/68

v

DAFTAR TABEL

HalamanTabel 4.1 Data spesifikasi HE 04 dan HE 05 .......................................................... 33Tabel 4.2 Kondisi desain HE 04 dan HE 05 ........................................................... 34Tabel 4.3 Kondisi operasi HE 04 ............................................................................ 35Tabel 4.4 Kondisi operasi HE 05 ............................................................................ 36


9/68

vi

DAFTAR GAMBAR

HalamanGambar 3.4 Bagian-bagian Shell and Tube Heat Exchanger ................................. 19


10/68

vii

DAFTAR LAMPIRAN

1. Lampiran 1 Struktur Organisasi Pusdiklat Migas Cepu2. Lampiran 2 Struktur Organisasi Sub Bidang Kilang dan Utilitas3. Lampiran 3 Jenis-jenis Heat Exchanger Menurut Konstruksinya4. Lampiran 4 Jenis-jenis Heat Exchanger Menurut Fungsinya5. Lampiran 5 Jenis-jenis Heat Exchanger Menurut Arah Alirannya6. Lampiran 6 Heat Exchanger Berdasarkan TEMA7. Lampiran 7 Bagian – Bagian Shell and Tube Heat Exchanger 8. Lampiran 8 Susunan Tube didalam Heat Exchanger 9. Lampiran 9 Macam – Macam Baffle

10. Lampiran 10 Aliran Proses di Kilang Pusdiklat Migas Cepu11. Lampiran 11 Aliran Proses Heat Exchanger 04 dan 0512. Lampiran 12 Fasilitas Penunjang Heat Exchanger 04 dan 0513. Lampiran 13 Tata Letak Fasilitas Penunjang Heat Exchanger 04 dan 05


11/68

1

I. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Dalam proses pengolahan minyak dan gas bumi, Heat Exchanger (HE)

merupakan salah satu alat pengolahan migas yang mempunyai peranan penting. HE

digunakan untuk pemanasan awal (pre heater) minyak mentah sebelum dipanaskan

lebih lanjut didapur ( furnace ) dan dapat juga digunakan untuk mendinginkan produk

sebelum ditampung di tangki.

HE sebagai pre heater di kilang Pusdiklat Migas Cepu terdapat 5(lima) buah

yaitu: HE 01, HE 02, HE 03, HE 04 dan HE 05. Heat Exchanger 04 dan 05 yang

dipasang secara vertikal dan seri digunakan sebagai pemanas awal minyak mentah

dengan pemanasnya adalah produk yang keluar dari bottom C-5 ( residu stripper )

yaitu residu, kemudian minyak mentah dipanaskan lebih lanjut di dalam dapur

( furnace ). Dengan demikian Heat Exchanger dapat mengurangi beban furnace dan

menghemat pemakaian bahan bakar.

Karena pentingnya peranan Heat Exchanger pada proses pengolahan di kilang

Pusdiklat Migas Cepu, maka dalam penulisan Kertas Kerja Wajib (KKW)ini, penulis

mengambil judul “Pengamatan Operasi Heat Exchanger 04 dan 05 di Kilang

Pusdiklat Migas Cepu”.


12/68


13/68

3

BAB II : Orientasi umum yang meliputi sejarah singkat kilang Pusdiklat Migas

Cepu, struktur organisasi, tugas dan fungsi, serta sarana dan fasilitas

penunjangnya.

BAB III :Tinjauan pustaka yang meliputi teori dasar mengenai Heat Exchanger .

BAB IV : Pembahasan yang meliputi analisa aliran proses, fasilitas penunjang,

prosedur pengoperasian, pengamatan kondisi operasi, gangguan –

gangguan serta keselamatan kerja dan lindungan lingkungan dari Heat

Exchanger 04 dan 05 di kilang Pusdiklat Migas Cepu.

BAB V : Penutup yang meliputi kesimpulan dan saran.


14/68

4

II. ORIENTASI UMUM

2.1 Sejarah Singkat Kilang Pusdiklat Migas Cepu

Pusdiklat Migas terletak diperbatasan Jawa Tengah dan Jawa Timur, didekat

aliran Bengawan Solo, masuk wilayah kecamatan Cepu kabupaten Blora propinsi

Jawa Tengah dengan luas ± 120 Ha.

Pusdiklat Migas berfungsi sebagai tempat pendidikan dan pelatihan di bidang

minyak dan gas bumi yang salah satu fasilitasnya adalah kilang pengolahan minyak

yang dibangun pada zaman penjajahan Belanda.

Penemuan sumber minyak pertama kali di daerah Cepu sekitar tahun 1893 oleh

Adrian Stoop seorang ahli Geologi dari Belanda. Kemudian pada tahun 1894 DPM

( Dordtsche Petroleum Maatschappij ) membangun kilang Cepu dan

mengoperasikannya.

Dalam perkembangan sejarah kilang Cepu sebelum menjadi Pusdiklat Migas,

kilang tersebut dikelola oleh beberapa instansi atau perusahaan antara lain yaitu :

1) DPM ( Dordtsche Petroleum Maatschappij ) tahun 1894

2) BPM ( Bataafsche petroleum Maatschappij ) tahun 1911 – 1942

3) Jepang tahun 1942 – 1945

4) Perusahaan Tambang Minyak Nasional (PTMN) tahun 1948

5) Administrasi Sumber Minyak (ASM) tahun 1950

6) PTMRI tahun 1957

7) Tambang minyak Nglobo CA tahun 1957


15/68

5

8) PN Permigan tahun 1961

9)

Pusdik Migas tahun 1966 merupakan bagian dari LEMIGAS (Lembaga

Perminyakan dan Gas Bumi) Jakarta

10) PPTMGB “LEMIGAS” (Pusat Pengembangan Teknologi Minyak dan Gas Bumi

“LEMIGAS”) tahun 1978 – 1984

11) PPT MIGAS (Pusat Pengembangan Tenaga Perminyakan dan Gas Bumi) tahun

1984 – 2001

12) Pusdiklat Migas mulai bulan Maret 2001 sampai sekarang.

Pada tanggal 17 Pebruari 1967 didirikan Akamigas (Akademi Minyak dan Gas

Bumi) di Cepu dengan tugas menyelenggarakan pendidikan dengan pola berjenjang

yang dikelola oleh Pusdik Migas.

Pada bulan Maret 2001 Akamigas mulai dikelola oleh Pusdiklat Migas yang

merupakan kelanjutan dari Pusdik Migas. Mulai bulan Januari 2007 PTK Akamigas

STEM berdiri sendiri terpisah dengan Pusdiklat Migas.

2.2 Tugas dan Fungsi

Tugas pokok Pusdiklat Migas Cepu adalah sebagai pelaksana tugas dibidang

pengembangan tenaga perminyakan gas bumi dan panas bumi. Didalam

melaksanakan tugasnya, Pusdiklat Migas Cepu bertanggung jawab langsung kepada

Badan Pendidikan dan Pelatihan Minyak dan Gas Bumi. Adapun fungsi dari

Pusdiklat Migas Cepu antara lain:


16/68

6

1) Mengolah minyak mentah dari hasil sumur-sumur Kawengan, Ledok,

Nglobo dan sekitarnya.

2) Sebagai pelaksana teknis dan pusat pengembangan di bidang pendidikan,

pelatihan, penelitian, sertifikasi, dokumentasi dan informasi minyak dan gas

bumi.

3) Membantu ketersediaan kebutuhan BBM untuk wilayah Blora dan

sekitarnya.

Sedangkan Visi dan Misi Pusdiklat Migas Cepu adalah :

1) Visi

Mampu menjadi lembaga diklat yang selalu lebih maju dari yang terdepan

dalam pembangunan tenaga kerja migas yang jujur dan bermoral, untuk

mendukung tercapainya migas bagi kemakmuran rakyat Indonesia.

2) Misi :

Menghasilkan peserta didik yang profesional

Menciptakan sistem sertifikasi bertaraf nasional dan internasional.

Menjamin kepuasan pelanggan dalam pelayanan jasa pendidikan,

pelatihan dan teknologi.

2.3 Struktur Organisasi

Pusdiklat Migas dipimpin oleh Kepala Pusdiklat Migas yang membawahi tiga

bidang dan satu bagian tata usaha dan kelompok jabatan fungsional. Ketiga


17/68

7

bidang tersebut membawahi masing – masing sub bidangnya. Untuk lebih jelasnya

dapat dilihat lampiran 1 Struktur Organisasi Pusdiklat Migas Cepu dan lampiran 2

Struktur Organisasi Sub Bidang Kilang dan Utilitas.

2.4 Sarana dan Fasilitas

Kilang Pusdiklat Migas Cepu terdiri dari beberapa proses utama yang

ditunjang oleh unit-unit lainnya, adapun sarana dan prasarana penunjangnya yaitu:

Unit Distilasi.

Unit Perencanaan dan Evaluasi Kilang.

Unit Utilities .

Unit Keselamatan Kerja dan Lindungan Lingkungan

2.4.1 Unit Distilasi

Unit Distilasi Pusdiklat Migas merupakan salah satu jenis unit Distilasi

Atmosferik yaitu unit yang mengolah minyak mentah ( crude oil ) yang berasal

dari lapangan minyak Kawengan, Ledok dan Nglobo menjadi produk jadi yang

sesuai dengan persyaratan dan rancangan unit tersebut. Kapasitas maksimum yang

diolah di kilang Pusdiklat Migas ini adalah 600 kl/hari, tetapi karena

keterbatasan dari crude oil maka kapasitas per harinya yaitu 300kl/hari-350kl/hari.

Adapun produk-produk yang dihasilkan dari unit ini adalah : LAWS 2 (Pertasol

CA), LAWS 3 (Pertasol CB), LAWS 4 (Pertasol CC), Solar dan Residu.


18/68

8

Minyak mentah ( crude oil ) yang diolah di kilang Pusdiklat Migas Cepu terdiri

dari dua macam jenis yaitu :

1) HPPO ( High Pour Point Oil ), bersifat parafinis berasal dari sumur Kawengan.

2) LPPO ( Light Pour Point Oil ), bersifat aspaltis berasal dari sumur Ledok,

Nglobo dan Semanggi.

2.4.2 Unit Perencanaan Evaluasi Kilang

Unit Perencanaan dan Evaluasi Kilang dibagi menjadi 2 (dua) sub unit kerja

yaitu :

1) Unit Laboratorium

Laboratorium ini berfungsi untuk mengontrol kualitas bahan baku dan

produk-produk yang dihasilkan unit distilasi agar tetap memenuhi spesifikasi

yang telah ditentukan.Tugas laboratorium ini di bagi menjadi 2(dua) yaitu:

Laboratorium Analisa Minyak.

Menganalisa bahan baku produk ( crude oil ) dan hasil-hasil produk yang

di hasilkan unit distilasi dan wax plant .

Laboratorium Analisa Air.

Analisa ini bertujuan untuk memeriksa kualitas air untuk bahan baku ketel

uap ( boiler ), air pendingin kilang dan air minum.

2) Unit Perencanaan Operasi Kilang.

Unit Perencanaa Operasi Kilang bertugas mengatur dan merencanakan

kondisi operasi dan kegiatan lainnya yang berkaitan dengan proses di kilang.


19/68

9

2.4.3 Unit Utilities

Adalah sarana pendukung proses pengolahan minyak yang menyediakan

tenaga listrik, steam, udara bertekanan, air pendingin, dan pendistribusian air

minum. Bagian-bagian utilities meliputi:

1) Power Plant , yaitu berfungsi menyediakan dan menyuplai tenaga listrik untuk

kilang dan utilities .

2) Pengolahan air, yaitu unit pengolah air yang berasal dari Bengawan Solo

melalui beberapa tahapan sehingga air tersebut dapat digunakan untuk

keperluan umpan boiler, air pendingin di kilang, air pemadam dan air

minum.

3) Penyediaan uap air dan udara bertekanan yaitu berfungsi menyediakan

kebutuhan steam sebagai penggerak pompa torak, steam stripping kolom,

atomizing fuel oil furnace , pemanasan minyak berat di tangki dan udara

bertekanan untuk penggerak instrument dan blowing.

2.4.4 Unit Keselamatan Kerja dan Lindungan Lingkungan

Unit ini bertugas untuk menunjang keselamatan kerja di lingkungan Pusdiklat

Migas Cepu dengan melakukan perlindungan terhadap sarana-sarana kerja atau

unsur produksi antara lain manusia, material, dan mesin serta bertindak

langsung bila terjadi kebakaran diluar di bawah komando pimpinan Pusdiklat

Migas serta menjaga kelestarian lingkungan sekitar dari bahaya pencemaran.


20/68

10

III. TINJAUAN PUSTAKA

3.1 Pengertian Alat Penukar Panas ( Heat Exchanger )

Heat Exchanger (HE) adalah alat penukar panas yang bekerja dengan

memanfaatkan panas dari suatu fluida untuk dipindahkan ke fluida lain tanpa terjadi

pencampuran antara kedua fluida tersebut. Proses perpindahan panas biasa terjadi

dari fluida cair ke fluida cair atau dari fluida uap ke fluida cair.

Mekanisme perpindahan panas dapat berlangsung dengan 3 cara antara lain :

3.1.1 Perpindahan Panas Secara Konduksi

Merupakan perpindahan panas melalui media penghantar dimana panas

dipindahkan secara perambatan oleh media tersebut. Contoh perpindahan panas ini

yaitu pada alat HE yang didalamnya terdapat fluida yang mempunyai suhu lebih

tinggi yang akan mengalami penurunan suhu, sedangkan fluida yang suhunya lebih

rendah akan mengalami kenaikan suhu.

3.1.2 Perpindahan Panas Secara Konveksi

Merupakan proses perpindahan panas melalui media penghantar molekul-

molekul yang bergerak. Contoh proses perpindahan panas ini yaitu pemanfaatan flue

gas dari hasil pembakaran di furnace dan boiler.

3.1.3 Perpindahan Panas Secara Radiasi

Merupakan perpindahan panas tanpa melalui media penghantar. Contohnya

yaitu panas yang memancar dari sumber panas api kesekelilingnya. Peristiwa ini

dimanfaatkan pada furnace didaerah radiasi.


21/68

11

3.2 Klasifikasi Heat Exchanger

Alat penukar panas dapat diklasifikasikan sebagai berikut :

1) Menurut bentuk Kontruksinya

2) Menurut Fungsinya

3) Menurut Arah aliran

3.2.1 Klasifikasi Alat Penukar Panas Menurut Bentuk Konstruksi

Berdasarkan kontruksinya, alat penukar panas antara lain: Shell and tube Heat

Exchanger, Fin fan, Plate, Ketlle, Double Pipe dan Tipe Box (Box Cooler)

3.2.1.1 Shell and Tube Heat Exchanger

Tipe ini melibatkan tube sebagai komponen utamanya. Pipa-pipa tube didesain

berada di dalam sebuah ruang berbentuk silinder yang disebut dengan shell yang

ditata sedemikian rupa sehingga pipa-pipa tube tersebut berada sejajar dengan sumbu

shell . Salah satu fluida mengalir di dalam tube , sedangkan fluida lainnya mengalir di

shell . Perpindahan panas terjadi secara konduksi dan konveksi melalui dinding tube.

Keuntungan jenis ini adalah dapat digunakan dalam banyak aplikasi, mudah dalam

perawatan dan memiliki perbedaan temperatur yang tinggi.

3.2.1.2 Fin Fan

Tipe fin fan terdiri dari sebuah fan atau lebih yang dipasang dalam suatu Heat

transfer section yang berada dalam suatu frame . Heat transfer section tersebut terdiri

dari finned tube . Fluida dialirkan didalam tube dan didinginkan menggunakan fan

yang biasanya berada dibawah finned tube . Keuntungan dari fin fan adalah memilliki


22/68

12

struktur konstruksi yang kuat dan sederhana dan mudah pengoperasianya. Namun

dari sisi kekurangan, fin fan sulit dalam pemeliharaanya.

3.2.1.3 Plate

Heat exchanger tipe ini menggunakan plat tipis sebagai komponen utamanya

sehingga memungkinkan lebih banyak kontak yang terjadi untuk mendapatkan heat

transfer rate yang lebih besar. Plat yang digunakan dapat berbentuk polos ataupun

bergelombang sesuai dengan desain yang dikembangkan.

3.2.1.4 Kettle, Tube Berbentuk U

Pada tipe ini tube bundle dapat dilepas sebagai tipe “U”. Bagian shell lebih

besar dimaksudkan untuk memudahkan penguapan fluida yang dipanaskan dan

umumnya fluida pemanas yang dipergunakan adalah uap atau fluida panas lain.

3.2.1.5 Double Pipe

Konstruksinya terdiri dari pipa yang ditempatkan didalam pipa lain yang

berdiameter lebih besar. Jenis ini banyak dipakai untuk pemanasan atau pendinginan

dimana area perpindahan panas yang dibutuhkan relatif kecil. Kelebihan jenis ini

adalah mudah dalam pemasangan dan perawatan, namun relatif mahal untuk area

perpindahan panas yang kecil.

3.2.1.6 Box Cooler

Heat Exchanger jenis biasanya digunakan sebagai cooler. Konstruksinya

terdiri dari pipa berbentuk coil yang dibenamkan didalam box berisi air dingin yang

mengalir ataupun disemprotkan untuk mendinginkan fluida panas didalam pipa.

Perpindahan panas yang dihasilkan relatif kecil.


23/68


24/68

14

Pipe Coil

Spiral coil

Pipe coil

Box cooler

Air Cooler

media pendingin yang digunakan adalah udara.

3.2.2.3 Condenser

Alat ini berfungsi untuk mengembunkan uap atau campuran uap. Sebagai

media pendingin biasanya digunakan air. Umumnya condenser memiliki tipe shell

and tube dan dapat mempunyai dua tipe yaitu tipe vertical dan tipe horizontal yang

masing-masing mempunyai keuntungan sendiri-sendiri.

Tipe-tipe condenser berdasarkan fungsi:

Partial condenser

Condensor ini memiliki fungsi hanya mengembunkan sebagian dari total uap

yang dihasilkan (kondensat) yang dipakai sebagai reflux . Condensor ini

biasanya dipasang dekat puncak dalam fraksinasi.

Overhead condenser

Condenser ini memerankan 3 hal pada saat bersamaan yakni mendinginkan

uap, mengembunkan uap menjadi cairan, kemudian mendinginkan menjadi

cairan tersebut.


25/68

15

Surface condenser

Condenser ini berfungsi untuk mengkondensasikan steam . Kondensasi

dilakukan dengan tekanan vakum dari 1 sampai 1,5 inHg absolute . Untuk

membuat tekanan vakum digunakan ejector .

3.2.2.4 Heater

Alat ini berfungsi untuk memanaskan fluida cair atau uap dengan

menggunakan steam atau air panas dengan memberikan sensible heat .

3.2.2.5 Evaporator

Alat ini berfungsi untuk menguapkan fluida cair dengan menggunakan steam

atau media panas lainnya.

3.2.2.6 Chiller

Alat ini berfungsi untuk mendinginkan fluida pada temperatur rendah. Sebagai media

pendinginnya dapat digunakan air, propane, Freon , ataupun amoniak .

3.2.2.7 Reboiler

Reboiler biasanya dihubungkan dengan dasar kolom fraksinasi atau stripper

untuk melengkapi panas pendidihan yang diperlukan untuk distilasi. Sebagai media

pemanas dapat berupa steam atau fluida panas (misalnya residu). Tipe dari alat ini

adalah tipe ketel dengan tipe shell and tube , dimana shell membesar untuk

memindahkan penguapan.

Macam-macam reboiler:


26/68

16

Natural Circulation/thermosiphon reboiler yang proses pendidihannya

diperoleh dengan mempertahankan head yang cukup dari liquid untuk

melengkapi sirkulasi.

Forced circulation reboiler dengan menggunakan pompa untuk mendorong

liquid masuk reboiler.

3.2.2.8 Air Cooled Exchanger (Air Cooler)

Air cooler exchanger digunakan untuk mendinginkan fluida pada suhu ambient

dengan udara. Air Cooler dapat diklasifikasikan sebagai berikut :

Forced draft : bila letak tube pada daerah discharge dari fan.

Induced draft : bila letak tube pada daerah suction dari fan.

Untuk lebih jelasnya dapat dilihat gambar masing-masing konstruksi heat exchanger

pada lampiran 4.

3.2.3 Klasifikasi Alat Penukar Panas Menurut Arah Aliran

1) Co Current Flow

Jika aliran dari kedua fluida yang melakukan perpindahan panas mengalir

dalam satu arah.

2) Counter Current Flow


dengan arah yang berlawanan.


27/68

17

3) Cross Flow


secara bersilangan atau memotong.

Untuk lebih jelasnya dapat dilihat gambar masing-masing konstruksi heat exchanger

pada lampiran 5.

3.3 Penentuan Fluida Yang Masuk Dalam Shell Dan Tube

3.3.1 Fluida Yang Masuk Dalam Tube

1) Jenis zat alir yang kotor dilewatkan tube karena mudah dibersihkan.

2) Zat alir bertekanan tinggi, suhu tinggi, korosif, dan air dilewatkan tube

karena ketahanan korosi dan kekuatan dari diameter tube yang kecil

melebihi shell.

3) Penggantian tube bila mengalami kerusakan lebih mudah dan murahdaripada shell.

3.3.2 Fluida Yang Masuk Dalam Shell

1) Zat alir yang membawa kotoran dan reruntuhan yang akan terkumpul

di shell yang dapat dihilangkan melalui pembuangan pada shell.

2) Zat alir yang mempunyai volume kecil juga dapat dilewatkan shell karena

dapat dipasang baffle.

3) Bila diinginkan pressure drop yang rendah.


28/68

18

3.4 Bagian- bagian Shell and Tube Heat Exchanger

Ditinjau dari segi konstruksi, Shell & Tube Heat Exchanger terdiri dari 4

bagian utama yaitu:

1) Bagian depan yang tetap atau Front Head Stationary disebut Stationary

Head.

2) Shell

3) Bagian ujung belakang atau Rear End Head biasa disebut Rear Head .

4) Tubes-bundle.

Menurut standar TEMA, bagian-bagian utama tersebut memiliki jenis-jenis

yang diberi kode dengan menggunakan huruf:

1) Bagian Front End Stationary terdiri dari 5 tipe : A, B, C, N dan D.

2) Shell terdiri dari 7 tipe : E, F, G, H, J, K, dan X.

3) Bagian Rear End terdiri dari 8 tipe yaitu : L, M, N, P, S, T, U dan W.

4) Bagian Shell and Tube terdiri dari 2 jenis yaitu : tubes bundle lurus dan

tubes bundle berbentuk U.

Untuk lebih jelasnya dapat dilihat HE berdasarkan TEMA pada lampiran 6.


29/68

Secara umum bag

gambar di bawah ini.

Gambar 3.4

Untuk lebih jelasnya

Exchanger pada lampira

3.4.1 Bonnet

Bonnet berfungsi

terjadinya losses

head dari heat exc

3.4.2 Floating Head C

Floating Head C

pass tube awal

seterusnya.

19

an-bagian Shell and Tube Heat Exchanger dap

Bagian-bagian Shell and Tube Heat Exchan

apat dilihat gambar bagian-bagian Shell an

n 7.

untuk melindungi bagian head cover unt

luida maupun panas dan untuk memperkokoh b

hanger.

ver

ver berfungsi sebagai tempat untuk mengalirk

e pass tube kedua atau pass tube 3 ke pas

t dilihat pada

er

d Tube Heat

k mencegah

agian floating

an fluida dari

s tube 4 dan


30/68

20

3.4.3 Floating Tube Sheet

Stasionary Tube Sheet berfungsi menyatukan ujung dari berkas tube pada

bagian floating .

3.4.4 Shell

Shell berfungsi sebagai media mengalirnya fluida yang akan ditukarkan

panasnya serta untuk menahan beban berat, temperatur, dan tekanan fluida.

3.4.5 Tubes

Tubes merupakan pipa-pipa kecil yang dipasang didalam shell yang berfungsi

sebagai media mengalirnya fluida yang akan ditukarkan panasnya serta sebagai

pemisah antara fluida yang ada di dalam shell atau di luar tubes. Macam –

macam susunan tube pada tube sheet antara lain:

Susunan Segitiga ( Triangular Pitch )

Perpindahan panasnya lebih baik dari pada susunan bujur sangkar

( square pitch ) dan dapat dibuat jumlah tube yang lebih banyak sebab

susunannya kompak serta baik untuk fluida fouling . Tetapi

kelemahannya memiliki pressure drop yang terjadi antara menengah ke

atas, serta hanya dapat dibersihkan dengan cara kimia.

Susunan Segitiga Diputar 30° ( Rotated Triangular Pitch )

Pada susunan ini memiliki perpindahan panas yang lebih besar dari

susunan square pitch , tetapi tidak sebesar susunan triangular pitch .

Selain itu dapat digunakan pada fluida fouling . Namun kelemahannya

memiliki pressure drop yang terjadi antara menengah ke atas.


31/68

21

Susunan Bujur Sangkar ( Square Pitch )

Susunan ini cocok untuk kondisi yang memerlukan pressure drop

rendah, baik untuk pembersihan luar tube secara mekanik serta cocok

untuk menangani fluida fouling . Namun susunan ini memiliki

perpindahan panas yang relatif rendah.

Susunan Bujur Sangkar Yang Diputar 45° ( Diamond Square Pitch )

Keuntungan dari susunan ini yaitu memiliki perpindahan panas

lebih baik dari susunan square pitch , tetapi tidak sebaik triangular pitch

dan rotated triangular pitch , mudah untuk pembersihan dengan mekanik

serta baik untuk fluida fouling . Sedangkan kerugiannya yaitu memiliki

pressure drop tidak serendah square pitch .

Susunan-susunan tube dalam Heat Exchanger dapat dilihat pada lampiran 8.

3.4.6 Transverse Baffle

Transverse Baffle berfungsi untuk menyangga tubes, menjaga jarak antar

tube , menahan vibrasi yang disebabkan oleh fluida, membuat aliran turbulen di

dalam shell, untuk mengubah arah aliran fluida didalam shell agar perpindahan

panas lebih maksimal dan sebagai pendukung dari berkas tube. Dari segi

konstruksi baffle diklasifikasikan menjadi empat jenis yaitu:

Segmental Baffle Plate

Jenis ini biasa dipergunakan dan dipasang tegak lurus terhadap tube

untuk menyangga tube dan membelokkan arah aliran.


32/68

22

Rod Baffle

Merupakan kombinasi baffle plate dan rod yang konstruksinya terbuat

dari rod dan pelat yaitu baffle ring dimana satu dengan yang lain

dipadukan dengan skid bar.

Longitudinal Baffle

Jenis ini dipasang parallel dengan susunan tube . Tetapi biasanya tidak

terpasang sampai sepanjang shell yang bertujuan untuk tempat berlalunya

fluida untuk memperbanyak jumlah pass pada shell side agar

perpindahan panas lebih baik.

Impingement Baffle

Jenis ini biasa dipasang disaluran masuk fluida dalam shell sehingga

secara langsung akan mengenai fluida masuk untuk mencegah partikel

padat keluar serta mencegah kecepatan tinggi aliran fluida masuk dalam

shell . Selain itu untuk mendistribusikan aliran fluida kesekeliling tube

bundle .

Untuk lebih jelasnya dapat dilihat gambar macam – macam baffle pada

lampiran 9.

3.4.7 Shell Inlet Nozzle

Shell Inlet Nozzle berfungsi sebagai tempat masuknya fluida ke dalam shell.


33/68

23

3.4.8 Stasionary Tube Sheet

Stasionary Tube Sheet berfungsi menyatukan ujung dari berkas tube pada

bagian stasionary.

3.4.9 Tube Side Outlet Nozzle

Tube Side Outlet Nozzle berfungsi sebagai tempat keluarnya fluida dari dalam

tubes.

3.4.10 Channel Head

Channel Head berfungsi sebagai tempat mengalirkan fluida masuk ke dalam

tubes dan mengalirkan fluida dari dalam tubes untuk keluar melalui Tube

Outlet Nozzle.

3.4.11 Channel Cover

Channel Cover berfungsi untuk melindungi bagian channel head agar tidak

terjadi losses yang berlebihan dan untuk memperkokoh bagian channel head

dari heat exchanger .

3.4.12 Tube Side Pass Partition

Tube Side Pass Partition berfungsi untuk mengatur aliran fluida masuk ke

dalam tube agar mengalir menjadi beberapa pass serta sebagai pemisah fluida

yang masuk dan fluida yang keluar.

3.4.13 Tube Side Inlet Nozzle

Tube Side Inlet Nozzle berfungsi sebagai tempat masuknya fluida ke dalam

tubes

.


34/68

24

3.4.14 Shell Oulet Nozzle

Shell Outlet Nozzle berfungsi sebagai tempat keluarnya fluida dari dalam shell.

3.4.15 Floating Head Backing Device

Floating Head Backing Device berfungsi untuk memperkokoh bagian floating

head dengan berperan sebagai baut agar tidak mudah goyah.


35/68

25

IV. PEMBAHASAN

4.1 Aliran proses Heat Exchanger 04 dan 05

Minyak mentah ( crude oil ) yang berupa campuran crude dari Ledok, Nglobo

dan Kawengan yang ditampung didalam tangki T-101 dan T-102 dipompakan

dengan pompa P-1003 dengan tekanan ± 11 kg/ cm 2 yang selanjutnya akan

dialirkan menuju HE 01, HE 02 dan 03 serta HE 04 dan 05 secara berurutan dengan

heating media yang berbeda-beda.

Crude oil dipompakan menuju ke HE 01 yang diteruskan ke HE 02 dan HE 03

secara berurutan. Crude oil yang berasal dari HE 03 akan dialirkan menuju ke tube

HE 04 dan selanjutnya ke tube HE 05 dengan masing-masing media pemanasnya

residu yang berasal dari bottom C-5 ( residu stripper ) yang dialirkan lewat shell side

HE 04 dan 05, sehingga akan terjadi pertukaran panas dari media pemanas (residu)

dan media yang dipanasi ( crude oil ). Crude oil akan menerima panas dari residu,

sehingga suhunya akan naik outlet temperature crude oil yang keluar dari HE 05

mencapai ± 125°C – 130°C yang selanjutnya akan dialirkan untuk menuju ke

furnace untuk proses pemanasan lebih lanjut.

Crude oil yang sudah diproses didalam furnace akan diteruskan menuju ke

evaporator untuk dipisahkan antara uap dan liquid . Uap akan naik keatas menuju C-1

(kolom fraksinasi), dan liquid akan turun kebawah menuju bottom evaporator dan

diteruskan menuju ke kolom C-5 ( residu stripper ). Dari C-1 akan dipisahkan lagi


36/68

26

antara uap dan liquid. Uap akan diteruskan ke C-2 (kolom fraksinasi) yang akan

menghasilkan produk atas Pertasol CA , produk bawah nafta dan produk samping

Pertasol CB. Sedangkan liquid dari C-1 mengalir ke C-4 ( solar stripper ) yang akan

menghasilkan produk solar.

Liquid yang mengalir di C-5 akan diinjeksikan steam untuk mengusir fraksi

ringan yang mungkin masih ada pada fraksi residu. Fraksi ringan yang berasal dari

proses didalam residu stripper akan naik keatas menuju C-1(kolom fraksinasi),

sedangkan produk residu dari bottom C-5 yang memiliki temperatur ± 250°C akan

mengalir menuju ke HE 05 dan diteruskan ke HE 04 lewat shell side untuk menjadi

media pemanas yang digunakan untuk memanaskan crude oil . Selanjutnya residu

akan dialirkan menuju ke box cooler 01 untuk proses pendinginan sampai temperatur

mencapai ± 90°C-100°C sebelum disimpan didalam tangki produk residu T 122/123.

Untuk lebih jelasnya, aliran proses pengolahan minyak di Kilang Pusdiklat Migas

Cepu dapat dilihat pada lampiran 10 dan aliran proses Heat Exchanger 04 dan 05

pada lampiran 11.

4.2 Fasilitas Penunjang Heat Exchanger 04 dan 05

4.2.1 Fasilitas Flushing

Pada Heat Exchanger 04/05, fasilitas ini dipasang pada bagian shell side dan

tube side yang berfungsi untuk :


37/68

27

1) Masuknya flushing oil guna membersihkan sisa – sisa minyak yang

terendapkan pada bagian shell dan tube saat terjadi gangguan operasi terutama

kebocoran pada shell dan tube atau terdapatnya fouling pada bagian tube

sehingga terjadi penyempitan aliran.

2) Menurunkan kekentalan pada fluida yang terdapat pada tube ataupun shell

supaya mencegah terjadinya kebuntuan

4.2.2 Fasilitas Drain

Fasilitas ini sangatlah penting dalam menunjang kelancaran pengoperasian heat

exchanger yang berfungsi untuk :

1) Membuang kotoran dan air yang terdapat pada HE

2) Membuang sisa – sisa minyak apabila HE akan dilakukan perbaikan

3) Membuang air pada HE setelah selesai dilakukan hidrotest untuk mengetahui

kebocoran

4) Untuk mengambil sample dalam proses sampling produk

4.2.3 Fasilitas Venting

Venting merupaskan fasilitas yang penting untuk menunjang proses yang

terjadi didalam heat exchanger . Venting itu sendiri digunakan untuk membuang gas

maupun udara yang keluar pada HE bagian tube ataupun shell agar gas atau udara

tersebut tidak terikut dalam crude oil maupun produk.


38/68

28

4.2.4 Fasilitas Instalasi

4.2.4.1 Temperature Indicator

Temperature Indicator digunakan untuk mengetahui temperatur fluida

inlet maupun outlet yang dipasang pada bagian tube atau shell agar dapat

dikontrol sesuai dengan kondisi operasi yang diinginkan sehingga HE dapat

beroperasi dengan maksimal.

4.2.4.2 By Pass Heat Exchanger

Fasilitas By Pass ini dipasang pada bagian saluran inlet dan outlet pada

shell side maupun tube side heat exchanger . Fasilitas ini digunakan untuk

memindahkan aliran fluida tanpa melalui HE yang dikarenakan adanya

kebuntuan atau kebocoran pada peralatan HE tersebut. Sehingga, saat

perbaikannya tidak perlu menyetop pengoperasian seluruh unit kilang serta

apabila terjadi kebocoran pada shell side atau tube side , dengan adanya fasilitas

ini dapat mengurangi tekanan fluida yang keluar yang dapat berakibat

kebakaran dan kerusakan yang lebih besar.

4.2.4.3 Block Valve

Block valve pada heat exchanger dipasang pada saluran inlet dan outlet

pada bagian shell dan tube yang berfungsi untuk membuka dan menutup aliran

fluida pada start , operasi maupun saat stop operasi. Block valve ini harus dapat

dioperasikan menutup dan membuka secara baik agar pengoperasian HE dapat

berjalan lancar.


39/68

29

4.2.5 Fasilitas Pengaman

Pada peralatan heat exchanger yang ada di kilang Pusdiklat Migas Cepu

dilengkapi dengan alat pengaman yang bertujuan untuk melindungi alat – alat HE

dari kerusakan – kerusakan akibat proses operasi yang tidak normal serta untuk

meminimalisir adanya kecelakaan pada manusia ( operator ). Adapun fasilitas

pengaman tersebut adalah : .

4.2.5.1 Isolasi

Isolasi berfungsi melindungi bagian luar shell untuk mengurangi heat losses

pada heat exchanger agar tidak membahayakan operator pada saat melakukan

pengamatan pada heat exchanger.

Untuk lebih jelasnya, masing – masing fasilitas penunjang HE 04 dan 05 dapat

dilihat pada lampiran 12 dan tata letak fasilitas penunjang HE 04 dan HE 05 pada

lampiran 13.

4.3 Prosedur Pengoperasian Heat Exchange 04 dan 05

Pengoperasian heat exchanger harus selalu mengacu pada Standard Operating

Prosedure (SOP) yang terdiri dari beberapa petunjuk :

4.3.1 Prosedur Start Up

1) Memastikan keadaan HE dalam kondisi baik, setelah dilakukan

perbaikan. Ada penyerahan dari Seksi Pelayanan Teknik kepada Unit

Distilasi. Ada rekomendasi dari Inspeksi.


40/68

30

2) Melakukan pemeriksaan pada bagian – bagian dan kelengkapannya.

Apakah sudah terpasang dengan baik dan benar, tidak ada sambungan –

sambungan yang lepas atau kendor.

3) Menutup semua valve atau saluran drain dan venting.

4) Membuka semua valve atau saluran inlet dan outlet crude oil .

Dilanjutkan dengan pengawasan kebocoran, melakukan venting jebakan

udara dan drain air sampai bersih.

5) Memposisikan valve by pass agar dalam keadaan tertutup rapat kecuali

ada maksud tertentu.

6) Membuka valve atau saluran minyak panas (residu) yang dilanjutkan

dengan membuka valve atau saluran inlet secara perlahan – lahan, dan

memposisikan valve by pass dalam keadaan tertutup rapat.

7) Sebelum atau sesudah ada aliran dapat melakukan venting udara atau

drain air selama temperatur operasi dibawah 150°C

8) Mengatur dan mengawasi kondisi operasi :

melakukan pengaturan kondisi operasi agar temperatur outlet crude

oil di HE mencapai temperatur optimal

menjaga agar temperatur outlet residu HE tidak kurang dari 100°C

dan tidak lebih dari 140°C.

melaporkan dan mengawasi kondisi HE


41/68

31

menjaga agar tekanan operasi HE tetap normal atau stabil dan tidak

melebihi tekanan operasi yang diijinkan. Tekanan maksimal 6

kg/cm 2

mengawasi kondisi operasi peralatan, terutama pada sambungan –

sambungan atau fitting , drain , venting dan tempat lain yang

dianggap rawan terhadap kebocoran.

9) Melakukan drain air secara rutin atau periodik seperti 2 jam sekali.

4.3.2 Prosedur Shut Down

Secara umum HE dapat stop atau dihentikan karena terkait dengan stop

operasi kilang atau karena adanya gangguan operasi HE dengan cara sebagai berikut:

1) Melakukan stop operasi pada bagian shell yang kondisinya panas atau mungkin

juga memiliki viscositas yang tinggi (kental). Agar proses penghentian proses

HE dapat berjalan aman, harus dilakukan tahap – tahap sebagai berikut :

Mengatur valve inlet agar terjadi penurunan temperatur sampai aman.

Membuka valve by pass agar aliran tidak melewati HE saat kondisi

kilang masih beroperasi.

Pada saat operasi normal , penurunan temperatur di HE terkait langsung

dengan proses sirkulasi panas atau dingin.

Menutup valve inlet pada bagian shell.

Melakukan flushing solar pada HE yang fluida panasnya residu.


42/68

32

Melakukan flushing secara perlahan – lahan agar tidak terjadi ekspansi

berlebihan untuk menghindari kebocoran. Memastikan minyak didalam shell sudah encer dan tidak mengakibatkan

kebuntuan dengan cara mengambil sample dengan drain dan memeriksa

pour pointnya.

Menutup valve inlet pada bagian shell dan membersihkan minyak

dibagian shell dengan membuka valve venting dan drain untuk

selanjutnya dilakukan perbaikan.

2) Melakukan stop operasi pada bagian tube karena kondisi operasi atau

temperatur tidak terlalu tinggi atau encer ( viskositas rendah) dapat dilakukan

dengan tahap sebagai berikut :

Menutup valve inlet atau outlet crude oil.

Melakukan pembersihan minyak pada bagian tube dengan membuka

valve venting dan drain untuk dilakukan perbaikan.

3) Membersihkan lokasi sekitar HE

Untuk ceceran-ceceran minyak yang ada disekitar HE harus dibersihkan agar

terhindar dari bahaya-bahaya yang mungkin terjadi seperti kebakaran dan lain

sebagainya. Selain itu, saluran pembuangan seperti saluran untuk air drain

harus dipastikan tidak buntu dan dalam keadaan yang baik-baik saja.


43/68

33

4.4 Pengamatan Heat Exchanger 04 dan 05

4.4.1 Spesifikasi HE 04 dan 05

Data spesifikasi HE 04 dan 05 dapat dilihat pada tabel 4.1 Spesifikasi HE 04

dan 05 dibawah ini.

Tabel 4.1 Spesifikasi HE 04/05

Uraian Notasi Satuan HE 04 HE 05

SHELL

Diameter luar Diameter dalam Jumlah baffle Jarak antar baffle Jumlah passes Jenis fluida

TUBE

Diameter luar Panjang tube Jumlah tube BWG Pitch Jarak antar tube Jumlah passes

Jenis fluida


44/68

34

4.4.2 Kondisi Desain dan Kondisi Operasi HE 04 dan 05

1)

Kondisi Desain HE 04 dan 05

Heat Exchanger di kilang Pusdiklat Migas Cepu memiliki standard desain yang

digunakan untuk mengoperasikan HE tersebut agar dapat beroperasi secara efisien.

Standard desain HE 04 dan HE 05 dapat dilihat pada tabel 4.2 kondisi desain HE 04

dan HE 05 dibawah ini

Tabel 4.2 kondisi desain HE 04 dan HE 05

NO Kondisi HE 04 HE 05

1 TEMA tipe BES BES

2 TEMA class R R

3 Design Pressure (Kg/cm ) 7 7

4 Design Temperature max (°C) 150 250

5 Corrosion allowance (mm) 3 3

6 Kapasitas mak (kl/hari) 600 600

2) Kondisi Operasi HE 04 dan HE 05

Data kondisi operasi HE 04 dan 05 diambil dari pengamatan selama 5 hari

dalam seminggu. Data operasi diambil dari beberapa tempat yang diantaranya yaitu

dari laboratorium yang berupa SG crude oil maupun residu, dari control room yang

berupa flow crude oil maupun flow residu yang masuk dalam HE 04 dan 05 serta

data yang berasal dari lapangan yang berupa temperatur inlet maupun outlet pada


45/68

35

shell side ataupun tube side. Untuk lebih jelasnya, data kondisi operasi HE 04 dan 05

dapat dilihat pada tabel 4.3 kondisi operasi HE 04 dan tabel 4.4 kondisi operasi HE

05.

Tabel 4.3 Kondisi Operasi HE 04

PengamatanTanggal

7/05/2014 8/05/2014 9/05/2014 10/05/2014 11/05/2014

Tube inlet (crude

oil) °C

Tube outlet

(crude oil) °C

Shell inlet

(residu) °C

Shell outlet

(residu) °C

Jumlah crude oilliter/hari

Jumlah residu

liter/hari

SG 60/60 °F

crude oil

SG 60/60 °F

residu

68

95

145

114

332.406

96.463

0.844

0.9041

71

90

145

114

332.561

99.963

0.844

0.9046

78

105

140

110

345.243

93.691

0.843

0.9106

75

99

143

105

336.885

93.129

0.843

0.9086

70

96

141

103

323.420

87.826

0.843

0.9098


46/68

36

Tabel 4.4 Kondisi Operasi HE 05

Pengamatan Tanggal

7/05/2014 8/052014 9/052014 10/05/2014 11/05/2014

Tube inlet (crude

oil) °C

Tube outlet

(crude oil) °C

Shell inlet

(residu) °C

Shell outlet

(residu) °C

Jumlah crude oil

liter/hari

Jumlah residu

liter/hari

SG 60/60 °Fcrude oil

SG 60/60 °F

residu

95

131

230

145

332.406

96.463

0.844

0.9041

90

128

229

145

332.561

99.963

0.844

0.9046

105

136

230

140

345.243

93.691

0.843

0.9106

99

125

220

143

336.885

93.129

0.843

0.9086

96

121

219

141

323.420

87.826

0.843

0.9098

Berdasarkan data desain dan data kondisi pengamatan operasi dapat

disimpulkan bahwa kondisi operasi pada HE 04 dan HE 05 masih memenuhi

standard desain.


47/68

37

4.5 Gangguan pada Heat Exchanger 04 dan 05 dan cara mengatasi

Dalam pengoperasian heat exchanger 04/05 tidak terlepas dari gangguan-

gangguan yang mungkin terjadi yang dapat menurunkan efisiensi heat exchanger

bahkan bila apabila gangguan tersebut terlalu besar tidak dipungkiri akan

menyebabkan stop operasi atau shut down . Permasalahan – permasalahan tersebut

antara lain yaitu :

4.5.1 Permasalahan Operasi Heat Exchanger 04 dan 05

1) Kebuntuan atau penyempitan pada Shell

Masalah ini dapat diakibatkan karena suhu residu yang terlalu rendah yang

mengakibatkan sebagian mengalami pembekuan. Kebuntuan dan penyempitan ini

dapat diketahui adanya perubahan – perubahan seperti :

Penurunan suhu pada crude oil yang keluar pada heat exchanger

Level pada colom C-5 naik dan flow residu turun

Cara mengatasi :

∞ Menginjeksikan ( flushing ) solar untuk dapat menurunkan viskositas dari

residunya

∞ Mengurangi produk residu yang melewati HE 04/05 dengan mengatur bukaan

kerangan by pas

2) Kerak dan deposit

Kerak dan deposit terjadi karena adanya kotoran yang mengeras baik itu pada

bagian shell yang terikut dalam residu maupun pada bagian tube yang terikut dalam


48/68

38

crude oil saat pemompaan dari tangki. Kerak dan deposit ini terbentuk karena adanya

suhu yang tinggi sehingga kinerja HE menjadi tidak efisien dan salah satu cara

mengatasinya yaitu saat diadakan Turn Arround dengan cara-cara sebagai berikut :

Melakukan flushing

Kerak dibersihkan dengan sikat kawat baja

Disemprotkan dengan steam

Direndam dengan cairan bahan kimia penghilang kerak

4.5.2 Permasalahan Peralatan Heat Exchanger 04 dan 05

1) Kebocoran pada Shell Heat Exchanger 04 dan 05

Adanya kebocoran pada bagian shell dapat dilihat dari adanya rembesan atau

keluaran residu dan tetesan pada dinding atau sambungan antar shell dan tube yang

bisa disebabkan karena korosi pada material logam shell atau karena berkurangnya

ketahanan material shell akibat tekanan dan temperatur yang tinggi.

Cara mengatasi kebocoran pada shell side :

Memeriksa kondisi HE dan daerah kebocoran apakah mungkin dapat

menimbulkan kebakaran ( self ignition ).

Mengamankan daerah kebocoran dengan menurunkan kondisi temperatur

operasi HE, sehingga kebocoran dapat berkurang atau mati.

Memasang steam spray apabila residu dalam keadaan panas, sehingga tidak

menimbulkan nyala api.

Melakukan stop operasi HE jika kebocoran tidak dapat diatasi.


49/68

39

Mempersiapkan inspeksi dan perbaikan HE.

2) Kebocoran pada Tube HE 04 dan HE 05 Kebocoran pada tube ini dapat diketahui dengan adanya perubahan sifat produk

(residu), flash point dan bila kebocorannya sangat besar dapat diketahui dengan

adanya perubahan kondisi operasi pada suhu dan tekanan serta adanya kontaminasi

yang tinggi antar crude oil dengan residu .

Cara mengatasi :

Mengubah kondisi operasi bila memungkinkan seperti mengurangi fluida yang

masuk melalui tube dengan mem-by pass sebagian aliran fluida yang masuk

ke dalam HE.

Menghentikan aliran masuk yang menuju ke tube dengan menutup kerangan

inlet dan outlet dan segera melaksanakan persiapan perbaikan seperti

memflushing dan kemudian pembilasan dan pengosongan system .

4.6 Keselamatan Kerja dan Lindungan Lingkungan

4.6.1 Keselamatan Kerja

Didalam dunia pekerjaan, terutama di industri Minyak dan Gas keselamatan

kerja sangat penting untuk menunjang kehidupan pekerjanya. Sehingga disarankan

suatu industry Migas untuk memberikan pendidikan dan pelatihan pada pekerjanya

mengenai bahaya-bahaya yang mungkin terjadi selama melaksanakan pekerjaan .


50/68

40

Untuk mengantisipasi adanya kecelakaan dalam lingkup pekerjaan dapat

dicegah dengan menyediakan alat-alat safety seperti : Sarung tangan standard safety

helm

safety glasess

sepatu safety

ear plug

coverall

Disamping alat keselamatan yang dipakai pekerja ada juga alat yang digunakan

sebagai pelindung pada peralatan kilang seperti :

Isolasi pada peralatan yang memungkinkan untuk menimbulkan panas.

Standard Operasi Kerja (SOP) masing –masing peralatan.

Fasilitas pemadam api seperti APAR, alarm informasi, smoke indicator , dan

instalasi jaringan air pemadam kebakaran.

Khusus heat exchanger 04 /05 pada saat pengoperasiannya diharapkan pekerja

atau pengamat memperhatikan aturan-aturan keselamatan kerja seperti :

Memakai alat keselamatan kerja dan pastikan ada alat pemadam api (APAR)

disekitar area heat exchanger.

Melakukan pengecekan pada bagian-bagian heat exchanger dan fasilitas-

fasilitas penunjangnya.


51/68

41

Untuk mencegah dan mengecek terjadinya kebocoran, periksa tekanan fluida

yang masuk dan keluar heat exchanger serta suhu fluida yang masuk dan

keluar lewat shell side maupun tube side.

4.6.2 Lindungan Lingkungan

Limbah yang dikeluarkan oleh heat exchanger 04dan 05 harus diolah benar –

benar sesuai dengan prosedur pengolahan limbah.Air dan ceceran-ceceran minyak

disekitar area HE 04 dan 05 harus diproses terlebih dahulu sebelum air tersebut

dibuang ke sungai Bengawan Solo agar tidak terjadi pencemaran lingkungan.

Air yang terikut pada produk residu (hasil injeksi steam di C-5) maupun crude

oil (dari tangki T 101/102) harus didrain secara periodik dengan mengatur bukaan

kerangan drain . Air hasil drain tersebut disalurkan menuju ke pengolahan air API 1

( American Petroleum Institute) yang menyaring partikel minyak berukuran ± 150

mikron. API 1 akan memisahkan antara minyak dan air. Minyak yang dihasilkan

dipompa dengan pompa P100/26 untuk dialirkan menuju ke slop tank sementara 1

dan dilanjutkan menuju ke tangki slop oil T103 untuk ditampung dan di recycle

dengan crude oil. Selanjutnya minyak yang telah di recycle dengan crude oil tersebut

ditampung di tangki feed stoke T101 untuk diolah kembali.

Air yang dipisahkan dari API 1 dialirkan menuju ke CPI 1 ( Coagurated Plate

Interceptor ) dengan pompa P100/26. CPI 1 akan memisahkan antara air dan minyak

yang berukuran 30-50 mikron. Selanjutnya minyak dialirkan menuju ke slop tank

sementara 2 menggunakan pompa P100/27 dan P100/28 yang dilanjutkan menuju ke


52/68

42

tangki T103 dan berakhir di tangki T101 untuk digunakan sebagai umpan kembali.

Air dari pemisahan CPI 1 dialirkan menuju pengolahan air API 2. Didalam API 2

dipisahkan kembali antara air dan minyak.

Minyak dari API 2 dipompakan dengan pompa P100/29 untuk dialirkan ke

slop tank sementara 1dan dilanjutkan menuju ke tangki T103 untuk di recycle dengan

crude oil dan selanjutnya ditampung di tangki T101. Air dari API 2 akan di sampling

untuk diuji dilaboratorium. Pengujian ini untuk mengetahui kandungan BBB (Bahan

Berbahaya dan Beracun). Bila sudah mencukupi ambang batas yang diijinkan oleh

lingkungan yaitu kandungan COD ( Chemical Oxygen Demand) maksimal 160 mg/L

dan BOD (Biological Oxygen Demand) maksimal 80 mg/L maka air tersebut sudah

siap untuk dilepas ke sungai Bengawan Solo.


53/68

43

V. PENUTUP

5.1 Simpulan

1) Heat Exchanger 04 dan 05 adalah salah satu alat penukar panas dikilang

Pusdiklat Migas Cepu. Heat Exchanger 04 dan 05 yang berada di kilang Pusdiklat

berfungsi sebagai pemanas awal ( pre heater ) crude oil sebelum dipanaskan lebih

lanjut ke dalam furnace dengan media pemanas residu yang berasal dari bottom

coloum C-5 (residu stripper).

2) Heat Exchanger 04 dan 05 digunakan untuk pemanasan awal crude oil dari

temperatur ± 72°C menjadi ± 128°C sehingga mengurangi beban furnace dalam

pemakaian bahan bakar. Selain itu HE 04/05 digunakan untuk menurunkan suhu atau

mendinginkan produk residu yang berasal dari bottom coloum C-5 ( residu stripper )

dengan suhu mula-mula ± 226°C turun menjadi ± 109°C yang selanjutnya akan

ditampung dalam tangki timbun T 122/123 agar mengurangi beban cooler dan

mengurangi pemakaian air pendingin sehingga menghemat biaya operasional.

3) Berdasarkan data pengamatan kondisi operasi, heat exchanger 04 dan 05 di

kilang Pusdiklat Migas Cepu masih beroperasi dengan baik.

5.2 Saran

Karena pentingnya peranan heat exchanger 04 dan 05 di kilang Pusdiklat

Migas Cepu ini, maka penulis menyarankan untuk :


54/68

44

1) Memperbaiki temperature indicator yang tidak berfungsi pada inlet maupun

outlet pada shell side maupun tube side agar dapat diketahui kondisi atau

keadaan operasi yang sebenarnya sehingga apabila operasi berjalan tidak

normal dapat segera ditangani.

2) Mengalibrasi kembali temperature indicator yang penunjukannya tidak sama

dengan suhu sesungguhnya yang ada dilapangan.

3) Memperbaiki pressure indicator dilapangan yang rusak, sehingga apabila ada

kesalahan proses dapat diketahui dan ditangani sesegera mungkin.

4) Memperbaiki sambungan – sambungan atau flange yang megalami kebocoran

atau rembesan minyak .

5) Memperbaiki isolasi – isolasi perpipaan yang lepas atau rusak serta mengganti

bila perlu agar heat losses yang diakibatkan dapat diminimalisir.

6) Membersihkan ceceran – ceceran minyak yang tumpah diarea bawah heat

exchanger 04 dan 05 untuk menghindari adanya kebakaran.

7) Melakukan inspeksi untuk mengetahui keadaan HE yang sebenarnya dan untuk

mengetahui bila ada masalah-masalah seperti kebocoran dan sebagainya.


55/68

45

DAFTAR PUSTAKA

1) William H. Mcaddams. 1954. “Heat Transmission”.

2) Kakac, Sadik, dan Hongtan Liu. Tanpa tahun.“Heat Exchangers Selection,

Rating, and Thermal Design Second Edition”.CRC Press .Florida.

3) Sitompul, Tunggul .M. 1993. “Alat Penukar Kalor (Heat Exchanger)”. Jakarta:

PT Raja Grafindo Persada.

4) Sugiyanto. “Analisis Alat Penukar Kalor Tipe Shell AndTube Dan Aplikasi

Perhitungan Dengan MicrosoftVisual Basic 6.0”. Jurnal Teknik Mesin Fakultas

Teknologi Industri Universitas Gunadarma. Depok.

5) ---------. 2013. “Crude Distillation Unit dan Peralatan Proses Kilang Pusdiklat

Migas Cepu”. Cepu


56/68


57/68


58/68

Lampiran 3

SHELL and Tube FIN FAN

PLATE KETTLE

DOUBLE PIPE BOX

Jenis-jenis Heat Exchanger Menurut Konstruksinya


59/68

Lampiran 4

SHELL and Tube EVAPORATOR

CONDENSER REBOILER

COOLER CHILLER

AIR COOLER HEATER

Jenis-jenis Heat Exchanger Menurut Fungsinya


60/68

Lampiran 5

CO-CURRENT FLOW COUNTER-CURRENT FLOW

CROSS FLOW

Jenis-jenis Heat Exchanger Menurut Arah Alirannya


61/68

Lampiran 6

Heat Exchanger Berdasarkan TEMA


62/68

Lampiran 7

Keterangan :

1. Bonnet2. Floating He3. Floating Tub

4.

Shell5. Tubes6. Transverse7. Shell Inlet N 8. Stasionary T9. Tube Side O10. Chanel Hea11. Chanel Cove12. Tube Side P13. Tube Side In14. Shell Outlet

15. Floating He

B

d Covere Sheet

affle zlebe Sheettlet Nozle

r ss Partitionet Nozleozle

d Backing Device

agian – Bagian Shell and Tube Heat Exchan

er


63/68

Lampiran 8

Susunan Tube didalam Heat Exchanger


64/68

Lampiran 9

Macam – Macam Baffle

http://artikel-teknologi.com/wp-content/uploads/2013/05/20130501-084928-AM.jpg


65/68

Lampiran 10


66/68

Lampiran 11


67/68

Lampiran 12

Gate Valve Temperature Indicator

Venting Isolasi

Drain

Fasilitas Penunjang Heat Exchanger 04 dan 05


68/68

Lampiran 13

Keterangan :

1. Temperature indicator

2. Gate valve

Pengamatan Operasi Heat Exchanger 04 Dan

Documents

Transcript of Pengamatan Operasi Heat Exchanger 04 Dan