Soon to be Chemical Engineers ~: Alat Industri Kimia

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 LATAR BELAKANG

Separator adalah tabung bertekanan yang di gunakan untuk memisahkan fluida sumur menjadi air dan gas (tigafasa) atau cairan dan gas (duafasa). Separator merupakan salah satu alat penunjang utama pada proses produksi di industri minyak dan gas . Komponen ini berfungsi untuk memisahkan fluida hydrocarbon menjadi tiga fase pemisahan yaitu minyak, air dan gas. Dalam separator terdapat beberapa variabel yang mempengaruhi proses, diantaranya yaitu; laju aliran masukan fluida, tekanan, temperatur, ketinggian air-minyak, dan ketinggian minyak. Semua variabel tersebut memiliki sistem pengendalian masing-masing yang terintegarasi menjadi sistem pengendalian separator untuk mendapatkan hasil pemisahan yang sempurna.

Parameter proses pemisahan yang baik salah satunya ditentukan oleh stabil tidaknya ketinggian fluida minyak didalam separator. Oleh karenanya pengendalian ketinggian minyak diharapkan dapat menjaga proses berada pada keadaan ideal yang diinginkan agar proses tetap berjalan sempurna.

1.2 RUMUSAN MASALAH

1) Apa definisi dari alat separator?

2) Apa saja jenis-jenis dari sparator?

3) Bagaimana cara kerja dari alat separator?

4) Apa kekurangan dan kelebihan dari masing-masing separator?

1.3 TUJUAN

1) Untuk mengetahui definisi dari alat separator

2) Untuk mengetahui jenis-jenis dari alat separator

3) Untuk mengetahui cara kerja dari alat separator

4) Untuk mengetahui kekurangan dan kelebihan dari alat separator

BAB II

ISI

2.1 DEFINISI SEPARATOR

Separator adalah tabung bertekanan yang digunakan untuk memisahkan fluida sumur menjadi air dan gas (tiga fasa) atau cairan dan gas (dua fasa), dimana pemisahannya dapat dilakukan dengan beberapa cara yaitu :

a. Prinsip penurunan tekanan.

b. Gravity setlink

c. Turbulensi aliran atau perubahan arah aliran

d. Pemecahan atau tumbukan fluida

Untuk mendapatkan effisiensi kerja yang stabil dengan kondisi yang bervariasi, gas liquid separator harus mempunyai komponen pemisah sebagai berikut :

1) Bagian pemisah pertama, berfungsi untuk memisahkan cairan dari aliran fluida yang masuk dengan cepat berupa tetes minyak dengan ukuran besar.

2) Bagian pengumpul cairan, berfungsi untuk memisahkan tetes cairan kecil dengan prinsip gravity setlink.

3) Bagian pemisah kedua, berfungsi untuk memisahkan tetes cairan kecil dengan prinsip gravity settlink.

4) Mist extraktor, berfungsi untuk memisahkan tetes cairan berukuran sangat kecil (kabut).

5) Peralatan kontrol, berfungsi untuk mengontrol kerja separator terutama pada kondisi over pressure.

Didalam block station, disamping terdapat separator pemisah gabungan terdapat juga separator uji yang berfungsi untuk melakukan pengujian (test) produksi suatu sumur dan dari separator uji ini laju produksi sumur (Qo,Qw,danQg) bias didapat dimana Qo dan Qw diperoleh dari barel meter sedangkan Qg diperoleh dari pencatatan orifice flow meter (orifice plate ) atau dari alat pencatat aliran gas lainnya.

Disamping itu ditinjau dari tekanan kerjanyapun separator dapat dibagi tiga, yaitu separator tekanan tinggi (750 – 1500 psi), tekanan sedang (230 – 700 psi), tekanan rendah (10 – 225).

2.2 JENIS SEPARATOR

Dalam industri perminyakan dikenal beberapa jenis separator berdasarkan bentuk, posisinya dan fungsinya.

2.2.1. Jenis separator berdasarkan bentuk dan posisinya :

a. Separator tegak/vertikal.

Separator jenis ini biasanya digunakan untuk memisahkan fluida yang mempunyai kadar padatan tinggi, separator ini mudah dibersihkan serta mempunyai kapasitas cairan dan gas yang besar. Kelebihan dari separator ini yaitu tidak terlalu rumit dalam pengontrolan level cairan. Selain itu, dapat menanggung pasir dalam jumlah yang besar, mudah dibersihkan, serta sedikit sekali kecenderungan akan penguapan kembali. Sedangkan untuk kekurangannya terdapat pada harga beli yang cukup tinggi, selain itu bagian-bagiannya juga lebih sukar dalam pengirimannya/ shipping serta membutuhkan diameter yang lebih besar untuk kapasitas gas tertentu.

Kelebihannya :

· Pengontrolan level cairan tidak terlalu rumit

· Dapat menanggung pasir dalam jumlah yang besar

· Mudah dibersihkan

· Sedikit sekali kecenderungan akan penguapan kembali dari cairan

· Mempunyai surge cairan yang besar

Kekurangannya :

· Lebih mahal

· Bagian-bagiannya lebih sukar dikapalkan (pengiriman)

· Membutuhkan diameter yang lebih besar untuk kapasitas gas tertentu

b. Separator datar /horisontal

Sangat baik untuk memisahkan fluida produksi yang mempunyai GLR tinggi dan cairan berbusa. Separator ini dibedakan menjadi dua jenis, yaitu single tube horizontal seprator dan double tube horizontal separator. Karena bentuknya yang panjang, separator ini banyak memakan tempat dan sulit dibersihkan, namun demikian kebanyakan fasilitas pemisahan dilepas pantai menggunakan separator ini dan untuk fluida produksi yang banyak mengandung pasir, separator ini tidak menguntungkan.

Keuntungan dari separator ini adalah lebih murah dari separator vertikal, lebih mudah dalam pengiriman bagian-bagian dan spareparts-nya, baik untuk minyak berbuih, lebih ekonomis dan efisien untuk mengolah dengan volume gas yang lebih besar dan lebih luas untuk setting bila terdapat dua fasa cair. Untuk kekurangannya, separator horizontal lebih rumit dalam pengontrolan level cairan dibanding separator vertikal, sukar dalam membersihkan lumpur, pasir, paraffin serta diameternya yang kecil untuk kapasitas gas tertentu. Karena bentuknya yang panjang, separator ini banyak memakan tempat dan sulit dibersihkan. Namun demikian, kebanyakan fasilitas separasi dilepas pantai menggunakan separator ini.

c. Separator bulat /spherical.

Separator jenis ini mempunyai kapasitas gas dan surge terbatas sehingga umumnya digunakan untuk memisahkan fluida produksi dengan kadar padatan kecil sampai sedang. Namun, separator ini dapat bekerja pada pressure yang tinggi. Terdapat dua tipe separator bulat yaitu tipe untuk pemisahan dua fasa dan tipe untuk pemisahan tiga fasa.

Gambar 3 Separator Bulat

Keuntungan dari separator ini ada pada harga yang termasuk termurah dari kedua jenis separator yang lainnya dan lebih mudah dalam pengeringan dan membersihkannya dari pada separator vertikal. Akan tetapi, untuk pengontrolan cairan cukup rumit dan mempunyai ruang pemisah dan kapasitas surge yang lebih kecil.

Kelebihannya :

· Termurah dari kedua tipe diatas

· Lebih mudah mengeringkan dan membersihkannya dari pada separator vertical, lebih kompak dari yang lain

Kekurangannya :

· Pengontrolan cairan rumit

· Mempunyai ruang pemisah dan kapasitas surge yang lebihk kecil

2.2.2 Jenis Separator berdasarkan fasa hasil pemisahannya :

a. Separator dua fasa, memisahkan fluida dormasi menjadi cairan dan gas, gas keluar dari atas sedangkan cairan keluar dari bawah.

b. Separator tiga fasa, memisahkan fluida formasi menjadi minyak, air dan gas. Gas keluar dari bagian atas, minyak dari tengah dan air dari bawah.

2.2.3 Jenis separator berdasarkan fungsinya :

a. Gas scrubber.

Jenis ini dirancang untuk memisahkan butir cairan yang masih terikut gas hasil pemisahan tingkat pertama, karenanya alat ini ditempatkan setelah separator, atau sebelum dehydrator, extraction plant atau kompresor untuk mencegah masuknya cairan kedalam alat tersebut.

b. Knock‑out

Jenis ini dapat dibedakan menjadi dua, yaitu free water knock‑out (FWK0) yang digunakan untuk memisahkan air bebas dari hidrokarbon cair dan total liquid knock‑out (TLKO) yang digunakan untuk memisahkan cairan dari aliran gas bertekanan tinggi ( > 125 psi )

c. Flash chamber.

Alat ini digunakan pada tahap ianjut dari proses pemisahan secara kilat (flash) dari separator. Flash chamber ini digunakan sebagai separator, tingkat kedua dan dirancang untuk bekerja pada tekanan rendah ( > 125 psi )

d. Expansion vessel.

Alat ini digunakan untuk proses pengembangan pada pemisahan bertemperatur rendah yang dirancang untuk menampung gas hidrat yang terbentuk pada proses pendinginan dan mempunyai tekanan kerja antara 100 ‑1300 psi.

e. Chemical electric.

Merupakan jenis separator tingkat lanjut untuk memisahkan air dari cairan hasil separasi tingkat sebelumnya yang dilakukan secara electris (menggunakan prisip anoda katoda) dan umumnya untuk memudahkan pemisahan.

2.2.4 Oil Skimmer.

Merupakan peralatan pemisah yang direncanakan untuk menyaring tetes‑tetes minyak dalam air yang akan dibuang sebagai hasil proses pemisahan sebelumnya untuk mencegah turbulensi aliran, air yang mengandung tetes minyak dimasukkan melalui pembagi aliran yang berisi batu bara / batu arang tipis‑tipis, sedangkan proses pemisahan berdasarkan sistem gravity setling.

Kapasitas oil skimmer tergantung pada beberapa faktor terutama pada densitas minyak air yang dapat ditentukan berdasarkan hukum intermediate yang berhubungan dengan kecepatan setling dari partikel.

2.2.5 Gas Dehydrator.

Gas dehydrator adalah alat yang digunakan untuk memisahkan partikel air yang terkandung didalam gas. Peralatan ini merupakan bagian akhir dari pemisahan gas hidrokarbon terutama pada lapangan gas alam.

Ada dua cara pemisahan air dari gas, yaitu dengan

a. Solid desiccant, misainya calsium chloride

b. Liquid desiccant, misainya glycol.

1) Calsium chloride gas dehydrator.

Komponen peralatan ini merupakan kombinasi dari separator tiga tingkat, yaitu gas ‑ liquid absorbtion tower dan solid bad desiccant unit. Pemisahan partikei air dari gas dilakukan dengan cara mengkontakkan aliran gas dengan calsium chloride didalam chemical bad section.

2) Glycol dehydrator.

Liquid desiccant yang sering digunakan adalah trienthylene glycol. Peneyerapan partikel air terjadi karena adanya kontak antara glycol dengan gas yang mengandung air pada tray didalam absorber (kontaktor) proses regenerasi glycol yang mengandung air dilakukan dengan cara pemanasan sehingga air terbebaskan dari glycol.

2.2.6 FLASH SEPARATOR

Flash Separator test adalah separator kecil dilaboratorium yang fungsinya sama dengan separator yang ada dilapangan. Disini akan terjadi pemisahan antara gas, minyak, dan air. Pemisahan ini penting agar secara baik dapat diketahui jumlah serta sifat – sifat gas maupun minyak pada periode tertentu.

Dari analisa ini bisa didapat sifat – sifat maupun maupun komposisi gas dan minyak baik diseparator ataupun di tanki pengumpul. Tekanan dan Temperatur dari alat ini bisa diatur sehingga dimungkinkan untuk mendapatkan kondisi tertentu (P dan T separator) agar memperoleh minyak yang optimum di tanki pengumpul.

Ditinjau dari jenis fluida yang akan di analisa ada 2 macam analisa Flash Separator yaitu :

- Single stage separator yaitu terdiri dari satu separator dan satu tanki pengumpul.

- Multi stage separator yaitu terdiri dari lebih dari satu separator dan satu tanki pengumpul.

3 MACAM – MACAM ALAT PEMISAH DI INDUSTRI KIMIA

1. Cyclone Separator

Cyclone separator adalah alat yang menggunakan prinsip gaya sentrifugal dan tekanan rendah karena adanya perputaran untuk memisahkan materi berdasarkan perbedaan massa jenis, bentuk dan ukuran. Cyclone separator berfungsi untuk memisahkan partikel dari gas.

Prinsip kerja

· Prinsip kerja dari siklon adalah terdapatnya kumpulan partikel dan gas yang masuk dalam arah tangensial kedalam siklon pada bagian puncaknya.

· Kumpulan gas dan partikel ditekan ke bawah secara spiral karena bentuk dari siklon. Gaya sentrifugal dan gaya inersia menyebabkan partikel terlempar ke arah luar, membentur dinding dan kemudian bergerak turun ke dasar siklon.

· Dekat dengan bagian dasar siklon, gas bergerak membalik dan bergerak ke atas dalam bentuk spiral yang lebih kecil.

· Gaya gravitasi menyebabkan partikel-partikel tersebut jatuh ke sisi kerucut menuju tempat pengeluaran.

· Partikel dengan ukuran atau kerapatan yang lebih kecil keluar melalui bagian atas dari cyclone melalui pusat yang bertekanan rendah

· Gas yang bersih keluar dari bagian puncak siklon sedangkan partikel keluar dari dasar siklon.

Ø Cyclone membuat suatu gaya sentrifugal yang berfungsi untuk memisahkan partikulat dari udara kotor.

Ø Gaya sentrifugal timbul saat partikulat di dalam udara masuk ke puncak kolektor silindris pada suatu sudut dan diputar dengan cepat mengarah ke bawah seperti pusaran air. Aliran udara mengalir secara melingkar dan partikulat yang lebih berat mengarah ke bawah setelah menabrak ke arah dinding cyclone dan meluncur ke bawah.

Faktor-faktor yang dapat mengurangi performa dari suatu cyclone antara lain:

1. Kerusakan mekanik dari cyclone

2. Penyumbatan unit disebabkan endapan debu

3. Penggunaan yang berlebihan, biasanya disebabkan oleh abrasi.

2. Bak Sedimentasi / Sedimentation Tank

Menggunakan prinsip gaya gravitasi dalam pemisahannya, shg utk material dgn massa jenis besar akan mengendap dan massa jenis kecil akan berada di lapisan atas. Aplikasi pada campuran yg berpartikel besar.

3. Clarifier Tank

Menggunakan prinsip gaya gravitasi dalam pemisahannya yg dibantu oleh gaya sentrifugal utk mempercepat pengendapan, aplikasi pada campuran yg halus yg tidak bisa dipisahkan dgn bak sedimentasi. Biasanya material yg berpartikel besar akan mengendap dan ini sebagai impuruities nya sedangkan yg berpartikel kecil dibuat overflow dan ini adalah material yg di inginkan.

4. Centrifuge Tank

Menggunakan prinsip gaya sentrifugal, dimana pengendapan tidak hanya memanfaatkan gaya gravitasi dgn perbedaan massa jenis tetapi juga karena perputaran gaya sentrifugal shg membuat campuran lebih cepat memisah. Biasanya aplikasinya yg diendapkan adalah bahan yg ingin dimurnikan sedangkan yg dibuat overflow adalah kotoran (impurities). Jadi kerja berlawanan dgn Clarifier.

BAB III

PENUTUP

Kesimpulan dari laporan ini adalah :

1. Separator adalah tabung bertekanan yang digunakan untuk memisahkan fluida sumur menjadi air dan gas (tiga fasa) atau cairan dan gas (dua fasa),

2. Jenis-jenis Separator :

a. Berdasarkan posisi : vertical, horizontal dan spherical separator

b. Berdasarkan fasa yang dipisahkan : separator 2 fasa dan 3 fasa

c. Berdasarkan fungsinya : gas scrubber, knock-out, flash chamber, Expansion vessel dan Chemical electric.

d. Separator lainnya yaitu Oil Skimmer, Gas Dehydrator dan Flash Separator.

3. Macam – macam Alat Pemisah di Industri Kimia yaitu Cyclone Separator, Bak Sedimentasi / Sedimentation Tank, Clarifier Tank, Centrifuge Tank.

DAFTAR PUSTAKA

http://abdulrohim-betawi.blogspot.com/2011/04/separator-dan-macam-macam-separator.html [diakses 11 April 2011]