Laporan Kp Evaluasi Furnace-01 Kilang Ppsdm Migas Cepu

LAPORAN KERJA PRAKTEK INDUSTRI EVALUASI EFISIENSI FURNACE-01 PADA KILANG DI PUSAT PENGEMBANGAN SUMBER DAYA MANUSIA MINYAK DAN GAS BUMI

Disusun oleh : Cahyo Fajar Prihantono

(121150061)

PROGRAM STUDI S1 TEKNIK KIMIA JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK INDUSTRI UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” YOGYAKARTA 2019

LEMBAR PENGESAHAN LAPORAN KERJA PRAKTEK INDUSTRI EVALUASI EFISIENSI FURNACE-01 PADA KILANG DI PUSAT PENGEMBANGAN SUMBER DAYA MANUSIA MINYAK DAN GAS BUMI

Disusun oleh: Cahyo Fajar Prihantono

121150061

Disahkan oleh:

Yogyakarta, 2019 Pembimbing ,

Ir. Endang Sulistyowati, M.T. NIK. 19610420 198903 2 001

ii

KATA PENGANTAR

Puji syukur kita panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa yang telah memberikan rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan kerja praktek dengan judul Evaluasi Efisiensi Furnace-01 Pada Kilang di Pusat Pengembangan Sumber Daya Manusia Minyak Dan Gas Bumi dengan baik. Adapun tujuan dari penyusunan laporan ini adalah untuk memenuhi syarat kelulusan mata kuliah kerja praktek. Dengan selesainya laporan ini, penulis mengucapkan terima kasih kepada : 1. Kedua orang tua yang selalu memberikan dukungan dan doanya. 2. Bapak Dr. Eng. Yulius Deddy Hermawan, S.T, M.T. selaku ketua jurusan teknik kimia. 3. Ibu Ir. R.R. Endang Sulistyowati , ST, MT. selaku dosen pembimbing Kerja praktek. 4. Bapak Nurdin, ST selaku pembimbing lapangan kerja praktek di PPSDM MIGAS, Cepu. 5. Rekan - rekan yang telah membantu secara langsung maupun tidak langsung sehingga laporan ini dapat diselesaikan dengan tepat waktu. Penulis menyadari ketidaksempurnaan pada laporan ini, oleh karena itu kritik dan saran yang bersifat membangun sangat diharapkan penulis demi kesempurnaan penyusunan laporan selanjutnya

Yogyakarta,

Penyusun

iii

2019

DAFTAR ISI LEMBAR PENGESAHAN ........................................................................................ ii KATA PENGANTAR ............................................................................................... iii DAFTAR ISI .............................................................................................................. iv DAFTAR GAMBAR ................................................................................................. vi DAFTAR TABEL ..................................................................................................... vii INTISARI.................................................................................................................. viii BAB I PENDAHULUAN I.1.SEJARAH PPSDM MIGAS CEPU .............................................................. 1 I.2.ORIENTASI UMUM PPSDM MIGAS CEPU ............................................. 3 I.3. TINJAUAN PUSTAKA ............................................................................. 13 BAB II PROSES PRODUKSI II.1. SPESIFIKASI BAHAN BAKU ................................................................ 15 II.2. SPESIFIKASI PRODUK .......................................................................... 15 II.3 DESKRIPSI PROSES ................................................................................ 20 II.4. UTILITAS ................................................................................................. 25 II.5 K3LL ......................................................................................................... 27 II.6. LABORATORIUM DASAR .................................................................... 28 BAB III TUGAS KHUSUS III.1. LATAR BELAKANG ............................................................................. 29 III.2. TUJUAN .................................................................................................. 29 III.3. BATASAN MASALAH .......................................................................... 29 III.4. LANDASAN TEORI ............................................................................... 30 III.5. DATA ..................................................................................................... 47 III.6. PERHITUNGAN DAN PEMBAHASAN ............................................... 53 BAB IV PENUTUP IV.1. KESIMPULAN ....................................................................................... 68 iv

IV.2. SARAN .................................................................................................... 68 DAFTAR PUSTAKA

v

DAFTAR GAMBAR Gambar I.1 Peta Lokasi PPSDM Migas Cepu .......................................................... 8 Gambar I.2 Struktur Organisasi PPSDM Migas Cepu .............................................. 9 Gambar II.1 Diagram alir proses pada kilang PPSDM .............................................. 25 Gambar III.1 Skema furnace ...................................................................................... 33 Gambar III.2 Furnace tipe box ................................................................................... 35 Gambar III.3 Furnace tipe silinder vertikal ................................................................ 36 Gambar III.4 Furnace tipe Cabin ................................................................................ 38 Gambar III.5 Radiant Wall Furnace ........................................................................... 39 Gambar III.6 Skema burner ........................................................................................ 42

vi

DAFTAR TABEL Tabel I.1 Spesifikasi Petrasol CA .......................................................................................... 18 Tabel I.2 Spesifikasi Petrasol CB .......................................................................................... 19 Tabel I.3 Spesifikasi Petrasol CC .......................................................................................... 20 Tabel I.4 Spesifikasi Minyak Bakar Cepu (Residu) .............................................................. 21 Tabel I.5 Spesifikasi Bahan Bakar Minyak Jenis Solar ........................................................ 22 Tabel III.1 Spesifikasi Furnace 01. ......................................................................................... 49 Tabel III.2 Data Komposisi Flue gas ...................................................................................... Error! Bookmark not defined. Tabel III.3 Data Thernal Balance ........................................................................................... Error! Bookmark not defined.

vii

INTISARI PPSDM MIGAS Cepu merupakan suatu lembaga atau instansi pemerintah dibawah Kementrian Energi dan Sumber Daya Mineral (KESDM) yang mempunyai fungsi melakukan pendidikan dan pelatihan di bidang minyak dan gas bumi, selain itu PPSDM Migas Cepu bekerja sama dengan PT. Pertamina EP asset IV Field Cepu, Jawa tengah untuk mengolah minyak mentah (crude oil) menjadi berbagai macam produk seperti solar, pertasol, dan residu. Proses pengolahan minyak mentah (crude oil) pada PPSDM MIGAS Cepu menggunakan sistem distilasi atmosferik yaitu metode pemisahan fraksi-fraksi minyak bumi berdasarkan perbedaan titik didih dari tiap-tiap fraksi pada kondisi atmosferik. Tahapantahapan proses dalam pengolahan minyak bumi ini, terlebih dahulu dinaikan suhunya menggunakan Heat Exchanger dan Furnace untuk didapatkan suhu umpan masuk yang sesuai. Furncace-01 (F-01) merupakan salah satu alat yang penting dalam pengolahan minyak, furnace sendiri merupakan alat yang berfungsi untuk memindahkan panas yang dihasilkan dari proses pembakaran bahan bakar dalam suatu ruangan ke fluida yang dipanaskan sampai mencapai suhu yang diinginkan. Untuk mendapatkan suhu keluaran yang diinginkan furnace haruslah dalam keadaan layak digunakan. Sehingga perlu adanya evaluasi kinerja dari furnace untuk mengetahui kelayakan alat tersebut. Pada kegiatan kerja praktik penyusun mengambil tugas evaluasi efisiensi dari Furncace-01 (F-01). Dengan data yang didapatkan selama praktek kerja lapangan, didapatkan efisiensi furnace sebesar 71,809 % yang berarti furnace layak dioperasikan

Keywords : efisiensi furnace, PPSDM Migas

viii

Laporan Kerja Praktek Industri PPSDM Migas, Cepu

BAB I PENDAHULUAN 1.1.

SEJARAH PPSDM MIGAS Lapangan minyak yang ada di Indonesia termasuk cukup banyak di berbagai daerah dan salah satunya yang sudah lama adalah lapangan minyak di daerah Cepu, pertama kali ditemukan oleh seorang Insinyur dari Belanda bernama Andrian Stoop pada tahun 1886. Cepu merupakan suatu daerah yang terletak di perbatasan Jawa Tengah dan Jawa Timur. Perkembangan sejarah Pusat Pengembangan Sumber Daya Manusia Minyak dan Gas Bumi, telah mengalami pergantian nama sejak ditemukan minyak di Cepu sampai sekarang. Pada awal berdirinya sekitar abad XIX tempat ini diberi nama DPM (Dordtsche Petroleum Maarschappij). Seiring perkembangannya, tempat ini mengalami perubahan nama, hingga pada tahun 2016 sampai sekarang berubah nama menjadi Pusat Pengembangan Sumber Daya Manusia Minyak dan Gas Bumi (PPSDM Migas). Selain diterangkan di atas, sejarah mencatat bahwa perkembangan perminyakan di Cepu dapat diuraikan dalam tiga periode, yaitu: 1. Periode Zaman Hindia Belanda (Tahun 1886 - 1942) Zaman ini telah ditemukan rembesan minyak didaerah pulau Jawa yaitu Kuwu, Merapen, Watudakon, Mojokerto serta penemuan minyak dan gas di Sumatera. Eksplorasi minyak bumi di Indonesia di mulai pada tahun 1870 oleh seorang Insinyur dari Belanda bernama P. Vandijk, di daerah Purwodadi Semarang dengan mulai pengamatan rembesan-rembesan minyak di permukaan. Pada Januari 1893, ia menyusuri Bengawan Solo dengan rakit dari Ngawi menuju Ngareng Cepu dan akhirnya memilih Ngareng sebagai tempat pabrik penyulingan minyak dan sumurnya dibor pada Juli 1893.

1

JURUSAN TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” YOGYAKARTA

Laporan Kerja Praktek Industri PPSDM Migas, Cepu

Daerah tersebut kemudian dikenal dengan nama Kilang Cepu. Selanjutnya, berdasarkan akta No. 56 tanggal 17 Maret 1923 DPM diambil alih oleh BPM (Bataafsche Petroleum Maarschappij) yaitu perusahaan minyak milik Belanda.

2. Periode Zaman Jepang (Tahun 1942 - 1945) Periode zaman Jepang, dilukiskan tentang peristiwa penyerbuan tentara Jepang ke Indonesia pada perang Asia Timur yaitu keinginan Jepang untuk menguasai daerah-daerah yang kaya akan sumber minyak, untuk keperluan perang dan kebutuhan minyak dalam negeri Jepang. Sumber-sumber minyak segera dibangun bersama oleh tenaga sipil Jepang, tukang-tukang bor sumur tawanan perang dan tenaga rakyat Indonesia yang berpengalaman dan ahli dalam bidang perminyakan, serta tenaga kasar diambil dari penduduk Cepu dan daerah lainnya dalam jumlah besar. Pada Januari 1893, ia menyusuri Bengawan Solo dengan rakit dari Ngawi menuju Ngareng Cepu dan akhirnya memilih Ngareng sebagai tempat pabrik penyulingan minyak dan sumurnya dibor pada Juli 1893. Daerah tersebut kemudian dikenal dengan nama Kilang Cepu. Selanjutnya, berdasarkan akta No. 56 tanggal 17 Maret 1923 DPM diambil alih oleh BPM (Bataafsche Petroleum Maarschappij) yaitu perusahaan minyak milik Belanda. Lapangan minyak Cepu masih dapat beroperasi secara maksimal seperti biasa dan pada saat itu Jepang pernah melakukan pengeboran baru di lapangan minyak Kawengan, Ledok, Nglobo dan Semanggi.

3. Periode Zaman Kemerdekaan (Tahun 1945) Pada zaman kemerdekaan, Kilang minyak di Cepu mengalami beberapa perkembangan sebagai berikut:

2

JURUSAN TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” YOGYAKARTA

Laporan Kerja Praktek Industri PPSDM Migas, Cepu

Tabel 1.1 Sejarah Penamaan PPSDM MIGAS TAHUN 1945-1950 1950-1951

Nama Perusahaan Tambang Minyak Nasional (PTMN) Administrasi Sumber Minyak (ASM) Perusahaan Tambang Minyak Republik Indonesia

1951-1957 1957-1961 1961-1966

Tambang Minyak Nglobo CA Perusahaan Minyak dan Gas Nasional (PN Permigan)

1966-1978

PUSDIKLAT MIGAS

1978-1984

Pusat Pengembangan Teknologi Minyak dan Gas Bumi Lembaga Minyak dan Gas Bumi (PPTMGB LEMIGAS)

1984-2001

Pusat Pengembangan Tenaga Perminyakan dan Gas Bumi (PPT Migas)

2001-2016

Pusat Pendidikan dan Pelatihan Minyak dan Gas Bumi (Pusdiklat Migas)

2016Sekarang

Pusat Pengembangan Sumber Daya Manusia Minyak dan Gas Bumi (PPSDM Migas) Cepu.(https://www.esdm.go.id, 2018)

1.2.

ORIENTASI UMUM PPSDM MIGAS CEPU

1.2.1. TUGAS POKOK PPSDM MIGAS CEPU Berdasarkan Peraturan Menteri ESDM Nomor 13 Tahun 2016 PPSDM Migas Cepu memiliki Tugas dan Fungsi sebagai berikut: 1. Tugas Pokok:

3

JURUSAN TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” YOGYAKARTA

Laporan Kerja Praktek Industri PPSDM Migas, Cepu

“Melaksanakan pengembangan sumber daya manusia di bidang minyak dan gas bumi” 2. Fungsi: a. Penyiapan penyusunan kebijakan teknis pengembangan sumber daya manusia di bidang minyak dan gas bumi; b. Penyusunan program, akuntabilitas kinerja dan evaluasi serta pengelolaan informasi pengembangan sumber daya manusia di bidang minyak dan gas bumi; c. Penyusunan perencanaan dan standarisasi pengembangan sumber daya manusia di bidang minyak dan gas bumi; d. Pelaksanaan penyelenggaraan pendidikan dan pelatihan di bidang minyak dan gas bumi; e. Pelaksanaan

pengelolaan

sarana

prasarana

dan

informasi

pengembangan sumber daya manusia di bidang minyak dan gas bumi; f. Pemantauan, evaluasi dan pelaporan pelaksanaan tugas di bidang Pengembangan Sumber Daya Manusia Minyak dan Gas Bumi; dan g. Pelaksanaan administrasi Pusat Pengembangan Sumber Daya Manusia Minyak dan Gas Bumi.

1.2.2. AKREDITASI PPSDM MIGAS CEPU 1. Lembaga Diklat Migas – Sistem Manajemen Integrasi ISO 9001, 14001& OHSAS 18001; LAN 2. Lembaga Sertifikasi Profesi (KAN/BSN) ISO 17024 3. Laboratorium Penguji- ISO 17025 4. Laboratorium Kalibrasi- ISO 17025 5. Lembaga Inspeksi Migas - ISO 17020 6. IADC WellSharp USA 7. IIW (International Institute of Welding)-IWS-ANB (IndonesianWelding Society-Authorized National Body).

4

JURUSAN TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” YOGYAKARTA

Laporan Kerja Praktek Industri PPSDM Migas, Cepu

8. Menjadi member of International Well Control Forum (IWCF) 9. Menjadimember of Offshore Petroleum Industry Training Organization (OPITO) 10. Sertifikasi Kelayakan Penggunaan Peralatan untuk Crude Oil Distilation Unit (SKPP) 11. Sertifikasi Kelayakan Penggunaan Instalasi untuk Crude Oil Distilation Unit (SKPI)

1.2.3. JEJARING KERJASAMA Dalam rangka upaya mensukseskan berbagi program diklat, PPSDM Migas menjalin hubungan kerjasama dengan berbagi instansi pemerintah maupun swasta, perguruan tinggi dan juga kerjasama international. Tujuan kerjasama tersebut adalah untuk saling memberikan bantuan dalam hal-hal tertentu yang dapat menguntungkan kedua belah pihak. a. Program Kerjasama Industri Migas

5



SKK Migas (BP Migas)



Conoco Phillips Indonesia



Total E&P Indonesie



Exxon Mobil Cepu Ltd.



Star Energy



Chevron



Pertamina



Santos (Sampang) Pty Ltd.



Medco E&P



Petronas Carigali Indonesia



Energy Equity Epic (Sengkang)



PHE - ONWJ



Kangean Energy Indonesia



Vico Indonesia JURUSAN TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” YOGYAKARTA

Laporan Kerja Praktek Industri PPSDM Migas, Cepu



BOB PT. Bumi Siak Pusako-Pertamina Hulu



Hess (Indonesia-Pangkah)



Citic Seram Energy Ltd.



CNOOC



Premier Oil



BP Berau



Salamander Energy



JOB Simenggaris



Eni Indonesia

b. Program Kerjasama International 

TCDC (Technical Cooperation Among Developing Countries) (untuk Negara Asia dan Afrika)



Training for Petronas Employee (Negara Malaysia)



Basic Theory & Practice for VietRoss Engineers (Negara Vietnam)



CCOP (Coordinating Committee for Offshore Prospecting), negara: Papua Nugini, Brunei, Malaysia, Vietnam, cambodia, Myanmar, Cina, Phiillipines, Thailand)



CLMV (Cambodia, Laos PDR, Myanmar, Vietnam)



Basic of Oil & Gas Operation & Maintenance Training-Total E&P Myanmar



UMW Corporation SDN BHD Program-Malaysia



Introduction to Petroleum Operation-PAFYPS Timor Leste



Diklat Pemboran – Energy Quest Malaysia



University Of Eloy Alfaro ,Manabi - Equador



Total Professeur Associes (TPA) Perancis

c. Program Kerjasama TNI / Polri  Perwira Perminyakan  Bintara Perminyakan  Pelatihan dan Praktek BBM & BMP TNI-AU

6

JURUSAN TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” YOGYAKARTA

Laporan Kerja Praktek Industri PPSDM Migas, Cepu

 Lattis Suspa BMP TNI-AU d. Program Kerjasama Perguruan Tinggi  Institut Teknologi Bandung (ITB)  Universitas Trisakti Jakarta  UPN “Veteran” Yogyakarta  UNISBA Bandung  Universitas Islam Riau  Institut Teknologi Sepuluh November (ITS)  Universitas Gadjah Mada (UGM)  Universitas Diponorogo (UNDIP)  Universitas Airlangga (UNAIR)  Universitas Brawijaya (UB)  Universitas Negeri Sebelas Maret (UNS)  Universitas Padjajaran (UNPAD)  Universitas HasanudinMakasar,Universitas Proklamasi Yogyakarta, STEM Akamigas, Unpatti Maluku, Universitas Bhayangkara Jakarta Raya, dll.

1.2.4. LOKASI PPSDM MIGAS CEPU Pusat Pengembangan Sumber Daya manusia Minyak dan Gas Bumi berlokasi di Jalan Sorogo 1, Kelurahan Karangboyo, Kecamatan Cepu, Kabupaten Blora, Provinsi Jawa Tengah dengan areal sarana dan prasarana pendidikan dan pelatihan seluas 120 hektar. Di tinjau dari segi geografis dan ekonomis, lokasi tersebut cukup strategis karena didukung oleh beberapa faktor, yaitu: 1. Lokasi praktek Lokasi PPSDM Migas berdekatan dengan lapangan minyak milik Pertamina, Exxon Mobil Cepu Limited, Petrochina, tambang rakyat

7

JURUSAN TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” YOGYAKARTA

Laporan Kerja Praktek Industri PPSDM Migas, Cepu

Wonocolo serta singkapan-singkapan geologi, sehingga memudahkan peserta diklat untuk melakukan field study 2. Sarana transportasi Kota Cepu dilewatioleh jalur kereta api yang Surabaya – Jakarta dan jalan raya yang menghubungkan kota–kota besar di sekitarnya, sehingga memudahkan untuk bepergian 3. Letaknya yang berbatasan antara Jawa Tengah dan Jawa Timur

Gambar 1.1 Peta Lokasi PPSDM Migas Cepu Sumber: Humas PPSDM Migas Cepu

1.2.5. STRUKTUR ORGANISASI PPSDM MIGAS CEPU Struktur organisasi yang ada di PPSDM Migas Cepu terdiri dari pimpinan tertinggi sebagai kepala PPSDM Cepu.Pimpinan tertinggi membawahi kepala bagian dan kepala bidang yang bertugas memimpin unitunit di PPSDM Migas Cepu. Kepala bagian dan kepala bidang membawahi sub.bagian dan sub. bidang dari unit-unit yang terkait. Di setiap unit terdapat pengawas unit dan pengelola unit yang dipimpin oleh sub bagian masing-masing unit. Selain itu, dalam kegiatan operasional PPSDM Migas Cepu setiap unit memiliki masing-

8

JURUSAN TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” YOGYAKARTA

Laporan Kerja Praktek Industri PPSDM Migas, Cepu

masing karyawan atau bawahan yang handal dalam setiap masing-masing bidang yang dijalankan.

KEPALA PUSAT PENGEMBANGAN SUMBER DAYA MANUSIA MINYAK DAN GAS BUMI KEPALA BAGIAN TATA USAHA

KEPALA SUB BAGIAN KEUANGAN

KEPALA BIDANG PERENCANAAN DAN STANDARISASI PENGEMBANGAN SDM

KEPALA BIDANG PROGRAM DAN EVALUASI

KEPALA SUB BIDANG PROGRAM

KEPALA SUB BIDANG EVALUASI

KEPALA SUB BIDANG PERENCANAAN PENGEMBANGAN SDM KEPALA SUB BIDANG STANDARISASI PENGEMBANGA N SDM

KEPALA SUB BAGIAN KEPEGAWAIAN DAN UMUM

KEPALA BIDANG PENYELENGGARAAN DAN SARANA PRASARANA PENGEMBANGAN SDM KEPALA SUB BIDANG PENYELENGGARAAN PENGEMBANGAN SDM

KELOMPOK JABATAN FUNGSIONAL

KEPALA SUB BIDANG SARANA PRASARANA PENGEMBANGAN SDM DAN INFORMASI

Gambar 1.2 Struktur Organisasi PPSDM Migas Cepu Sumber: Humas PPSDM Migas Cepu

9

JURUSAN TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” YOGYAKARTA

Laporan Kerja Praktek Industri PPSDM Migas, Cepu

1.2.6. TATA TERTIB PPSDM MIGAS CEPU 1. Peserta KP/Penelitian harap hadir sesuai waktu yg ditentukan, misalnya mengisi absen hadir,menjaga ketertiban 2. Pusat Pengembangan Sumber Daya Manusia Minyak dan Gas Cepu (PPSDM Migas) tidak menyediakan fasilitas, akomodasi, transportasi, makan, kesehatan dan biaya lain 3. Selama Praktek/Penelitian wajib mengenakan almamater 4. Peserta KP wajib biodata dan menyerahkan pas foto ukuran 3X4 cm 5. Pesera KP/Penelitian diwajibkan sopan, dan mampu bergaul dengan Dosen/Rekan/Instruktur/Pembimbing 6. Peserta KP/Penelitian wajib menjauhkan dari perbuatan tercela al. Pencurian barang, mengancam dosen/pembimbing 7. KP/Penelitian dilarang membuat keributan/berkelahi dengan siapapun selama diruang lingkup KP

1.2.7. HUMAS PPSDM MIGAS CEPU Keberadaan humas sangat dibutuhkan dan penting untuk membangun dan

menjaga

adanya

saling

pengertian

antar

organisasi

dengan

stakeholder dan masyarakat umum, dengan tujuan menyangkut tiga hal yaitu reputasi, citra dan komunikasi mutual benefit relationship. Untuk berkomunikasi dengan publik, Humas PPSDM Migas menyediakan layanan informasi berupa Call Center yang diperuntukkan bagi stakeholder ataupun masyarakat umum yang ingin menyampaikan keluhan dan pertanyaannya di bidang layanan organisasi. Call Center PPSDM Migas dapat dihubungi melalui nomortelpon 081390107701 (jam kerja), sms atau WA. Humas PPSDM Migas juga menyediakan informasi mengenai perkembangan organisasi terkini melalui Buletin Patra yang terbit setiap 3 bulan sekali.

10

JURUSAN TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” YOGYAKARTA

Laporan Kerja Praktek Industri PPSDM Migas, Cepu

1.2.8. KEAMANAN PPSDM MIGAS CEPU Mengingat kompleksnya kegiatan yang terdapat di PPSDM Migas Cepu baik proses industri, kegiatan pengajaran, dan segala jenis kegiatan lainnya, unit keamanan PPSDM Migas Cepu memiliki peran yang penting untuk menjaga keamanan dan stabilitas kerja di PPSDM Cepu. Secara umum unit keamanan memiliki 4 macam objek pengamanan yaitu pengamanan personil, pengamanan material, pengamanan informasi danpengamanan operasional.

1.2.9. PERPUSTAKAAN PPSDM MIGAS CEPU Perpustakaan PPSDM Migasmempunyai sistem pelayanan terbuka (open access) yang meliputi: a. Pelayanan reguler (mahasiswa akamigas, pegawai dan dosen) b. Pelayanan non reguler (peserta kursus, praktikan) Koleksi perpustakaan antara lain: buku–buku diklat, majalah ilmiah, laporan penelitian, skripsi, ebook, laporan kerja praktek dan bahan audio visual. .Adapun tugas–tugas perpustakaan PPSDM Migas Cepu yaitu: a. Melakukan perencanaan, pengembangan koleksi, yang mencakup buku, majalah ilmiah, laporan penelitian, skripsi, laporan kerja praktek, diklat/ hand out serta bahan audio visual. b. Melakukan pengolahan dan proses pengolahan bahan pustaka meliputi refrigrasi/inventaris, katalogisasi, klasifikasi, shelfing dan filing. c. Laporan penggunaaan laboratorium bahasa untuk mahasiswa Akamigas, pegawai, dosen, instruksi, peserta khusus dan lain-lain. d. Layanan audio visual pemutaran film dan kaset video ilmiah untuk mahasiswa Akamigas, pegawai, dosen, instruksi, peserta khusus dan lainlain. e. Layanan kerjasama antara perpustakaan dan jaringan informasi nasional.

11

JURUSAN TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” YOGYAKARTA

Laporan Kerja Praktek Industri PPSDM Migas, Cepu

1.3.

TINJAUAN PUSTAKA

1.3.1. MINYAK DAN GAS BUMI SECARA UMUM Minyak Bumi atau Crude oil dan Gas Bumi adalah senyawa Hydrocarbon dari C1 sampai dengan C tak terhingga yang dapat diolah untuk Bahan Bakar Minyak, Bahan Petrokimia atau bahan-bahan lainnya, yang sebelumnya diolah terlebih dahulu di Unit Pengolahan Minyak dan Gas Bumi. Pengolahan ini dimaksudkan agar Minyak Bumi dan Gas Bumi menjadi BBM maupun Non BBM agar memenuhi persyaratan yang telah ditentukan baik sebagai Bahan Bakar, Bahan Petrokimia maupun bahan-bahan lainnya.

1.3.2. MINYAK BUMI Minyak bumi yang biasanya disebut Crude Oil adalah merupakan campuran yang komplek dari senyawa Hydro Carbon, karena senyawa ini dominan oleh unsur Carbon (C) dan Hydrogen (H) dan sebagian kecil unsur lain seperti : Oksigen (O), Nitrogen (N), Sulfur (S) dan beberapa metal antara lain : Fe, Na, Va yang susunannya sebagai senyawa ikutan / impurities. Minyak mentah sebagian besar terdiri dari Hydro Carbon yang dapat dibedakan sebagai berikut : Parafinik, Naphthenik, Olefin dan Aromatik. Sedangkan jenis-jenis minyak mentah dapat dibedakan : - Minyak mentah Parafinik. - Minyak mentah Naphthenik (Asphaltik). -Minyak mentah campuran. Susunan rantai carbon dan rumus bangun senyawa hydro carbon akan menentukan sifat fisika maupun sifat kimia dari minyak bumi dan gas bumi serta akan mempengaruhi produk secara kualitatif maupun kuantitatif. Dengan makin berkembangnya teknologi pembakaran serta industriindustri lain dan perkembangan dilakukan atas dasar penelitian-penelitian di industri migas dari hulu sampai dengan hilir. Dengan perkembanganperkembangan mesin automotif dan mesin industri lain yang makin cepat

12

JURUSAN TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” YOGYAKARTA

Laporan Kerja Praktek Industri PPSDM Migas, Cepu

yang memerlukan tuntutan kualitas maupun kuantitas dari bahan bakar maupun pelumas yang dipergunakan, sehinggga untuk memenuhi kebutuhan tersebut dalam proses pengolahannya juga akan berkembang. Dengan makin besarnya kebutuhan tersebut sehingga dikembangkan bermacam-macam proses pengolahan untuk meningkatkan bahan bakar dari nilai rendah menjadi produk yang bernilai lebih tinggi. Seperti diketahui bahwa crude oil itu merupakan senyawa hidrocarbon yang berasal dari zat hidup seperti tumbuh-tumbuhan, hewan dan manusia. Zat hidup itu mengalami pemecahan atau decomposisi yang membentuk senyawa hidrocarbon. Zat hidrocarbon tersebut mempunyai sifat-sifat tertentu dan tergantung perbandingan fraksinya. Susunan kimia minyak bumi berdasarkan hasil analisa elementer pada umumnya sebagai berikut : Tabel 1.2 Komposisi Crude Oil Jenis Atom Carbon Hydrogen Sulphur Nitrogen Oxigen

% berat 83,9 - 86,8 11,4 - 14 0,06 - 4 0,11 - 1,7 0,05

1.3.3. GAS BUMI Gas bumi atau gas alam atau “natural gas” merupakan senyawaan hidrokarbon, karena senyawa ini sebagian besar disusun oleh unsur carbon (C) dan hidrogen (H) dan sebagian kecil lain berupa senyawa non hidrokarbon sebagai impurities seperti sulfur (S), oksigen (O), nitrogen (N) dan beberapa logam. Gas alam adalah suatu zat yang terdiri dari bermacam-macam senyawa hidrokarbon yang pada kondisi atmosferis berupa gas. Disamping itu juga

13

JURUSAN TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” YOGYAKARTA

Laporan Kerja Praktek Industri PPSDM Migas, Cepu

terdapat senyawa non hidrokarbon sebagai impurities misalnya Nitrogen (N2), carbon dioksida (CO2), hidrogen sulfida (H2S) dan uap air. Sama seperti minyak bumi, komposisi gas alam antara satu dengan lainnya berbeda–beda, hal ini sangat bergantung pada jenis dan besarnya kandungan komponen (kompisisi) didalam gas alam, lokasi sumur gas, umur lapangan gas dan juga kedalaman sumur. Gas-gas hidrokarbon yang biasanya ditemukan di dalam gas alam ketika diproduksi biasanya disebut wet gas terdiri dari methane, ethane, propane, butane, pentane dan dalam tingkat yang lebih kecil yaitu hexane, heptane, octane dan komponen yang lebih berat. Fraksi berat ini dihilangkan kemudian gas kering (dry gas) disalurkan melalui pipa terutama sebagai campuran dari methane dan ethane dimana porsi yang paling besar adalah methane. Tabel 1.3 Contoh Komposisi Gas Bumi di Indonesia Komponen

Methane, CH4

Lokasi Sumur Gas Belida Field Arun Field Laut Natuna Cepu Daerah Barat Fielld Aceh (% mol) (% mo) (% mol) 97,89 68,95 85,59

Ethane, C2H6

0,65

5,25

4,69

Propane, C3H8

0,14

8,27

3,11

Iso Butane (I-C4H10)

0,08

2,64

0,59

Normal Butane (n-C4H10)

0,015

3,75

0,64

Iso Pentane (I-C5H12)

0,016

1,54

0,21

Normal Pentane (n-C5H12)

0,0029

1,19

0,11

Hexane Plus (C6H14) Plus

0,012

2,18

0,20

Nitrogen (N2)

0,57

Trace

0,04

Carbon dioksida (CO2)

0,58

6,23

4,88

Hidrogen sulfide (H2S)

0,00

0,00

0,00

14

JURUSAN TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” YOGYAKARTA

Laporan Kerja Praktek Industri PPSDM Migas, Cepu

BAB II PROSES PRODUKSI 2.1.

SPESIFIKASI BAHAN BAKU Sumber bahan baku (yakni campuran minyak mentah) berasal dari lapangan Kawengan dan Ledok yang diambil dari sumur milik PT. Pertamina EP Asset 4 Field Cepu. Adapun karakteristik minyak mentah dari sumursumur minyak tersebut yaitu: a)

Lapangan Kawengan Minyak Mentah dari lapangan Kawengan merupakan minyak HPPO

(High Pour Point Oil) bersifat parafinis, yaitu mengandung lilin, alkana rantai lurus dan nilai oktan rendah. b)

Lapangan Ledok Minyak Mentah bersifat aspaltis, yaitu mengandung Aspal, struktur

rantai tertutup, nilai oktan tinggi. Minyak mentah Ledok sering disebut minyak LPPO (Light Pour Point Oil). Kapasitas Kilang pada saat ini adalah ± 220 kl/hari. Seiring dengan Meningkatnya produksi sumur minyak maka untuk bahan baku crude oil yang digunakan adalah merupakan crude oil campuran antara Kawengan dan Ledok. Oleh karena itu untuk spesifikasi dari crude oil ini dapat kita lakukan uji densitiy, pour point dan uji distilasi ASTM D–86, untuk mengetahui sifat volatility dari crude oil.

2.2.

SPESIFIKASI PRODUK Produk utama dari pengolahan minyak mentah di PPSDM Migas Cepu saat ini adalah sebagai berikut: a) Pertasol CA Pertasol ini merupakan campuran hidrokarbon cair yang merupakan trayek didih 30 – 200 0C. Kapasitas produksi Pertasol CA sekitar ± 23 kl/hari.

15

JURUSAN TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” YOGYAKARTA

Laporan Kerja Praktek Industri PPSDM Migas, Cepu

Pertasol atau naphta merupakan produk yang terpenting karena digunakan sebagai solvent/pelarut, pembersih dan lain-lain. Spesifikasi pertasol CA yang ditetapkan oleh Pertamina dalam hasil rapat pada tanggal 06 Februari 2012 dapat dilihat pada tabel 2.1. Tabel 2.1 Spesifikasi Petrasol CA

No.

1. 2. 3. 4. 5. 6.

Parameter Uji

Satuan

Density at 15⁰C kg/m3 Distilasi : IBP °C End Point °C Warna Saybolt Korosi bilah Tembaga, 2 hrs/100°C Doctor Test Aromatic Content % volume

Metode ASTM/ Lain D-1298 D-86

Spek Pertasol CA Baru Min. Maks. 720 735 45 150

D-156 D-130

D-4952 D-1319

+25 No. 1 Negative 20

Sumber: Pertamina (2012)

Kegunaan Pertasol CA yaitu:  Industri cat, lacquers dan varnish  Untuk tinta cetak sebagai pelarut dan diluen.  Industri cleaning dan degreasing. b)

Pertasol CB Kapasitas produksi pertasol CB yaitu ± 8,7 kl/hari. Spesifikasi pertasol CByang ditetapkan oleh Pertamina dalam hasil rapat pada tanggal 06 Februari 2012 terdapat dalam Tabel 2.2

16

JURUSAN TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” YOGYAKARTA

Laporan Kerja Praktek Industri PPSDM Migas, Cepu

Tabel 2.2 Spesifikasi Petrasol CB

No.

1. 2.

Parameter Uji

5.

Density at 15⁰C Distilasi : IBP End Point Warna Saybolt Korosi bilah Tembaga, 2 hrs/100°C Doctor Test

6.

Aromatic Content

3. 4.

Satuan kg/m3

Metode ASTM/ Lain D-1298 D-86

°C °C

Baru Min. Maks. 765 780 100 200

D-156 D-130

+18 No. 1

D-4952 % volume

Spek Pertasol CA

D-1319

Negative 25

Sumber: Pertamina (2012)

c) Pertasol CC Produk pertasol CC pada Kilang PPSDM Migas Cepu memproduksi dalam waktu-waktu tertentu dalam arti hanya memproduksinya secara on demand. Kapasitas produksi pertasol CC tidak bisa ditentukan tetapi ketika ada permintaan sekitar 15% per hari. Pertasol CC memiliki spesifikasi yang ditetapkan oleh Pertamina dalam hasil rapat tanggal 06 Februari 2012 terdapat dalam tabel 2.3.

17

JURUSAN TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” YOGYAKARTA

Laporan Kerja Praktek Industri PPSDM Migas, Cepu

Tabel 2.3 Spesifikasi Petrasol CC

No.

1. 2.

3. 4. 5. 6.

Parameter Uji

Satuan

Density at 15⁰C kg/m3 Distilasi : IBP °C End Point °C Warna Saybolt Korosi bilah Tembaga, 2 hrs/100°C Doctor Test % Aromatic Content volume

Metode ASTM/ Lain D-1298 D-86

Spek Pertasol CA Baru Min. Maks. 782 796 124 250

D-156 D-130 D-4952 D-1319

+16 No. 1 Negative 25

Sumber: Pertamina (2012)

d) Residu Residu merupakan fraksi berat dari minyak bumi yang mempunyai titik didih paling tinggi yaitu 350 0C dan merupakan hasil bawah dari residue stripper. Residu biasanya digunakan sebagai bahan bakar dalam pabrik karena mempunyai heating value yang tinggi. Kapasitas produksi yang dihasilkan yaitu ±58 kl/hari. Produk residu di Kilang PPSDM Migas Cepu dikenal dengan nama Minyak Bakar Cepu (MBC). MBC memiliki spesifikasi yang telah diuji pada tanggal 08 Mei 2015 dengan sampel dari T.138 terdapat dalam tabel 2.4.

18

JURUSAN TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” YOGYAKARTA

Laporan Kerja Praktek Industri PPSDM Migas, Cepu

Tabel 2.4 Spesifikasi Minyak Bakar Cepu (Residu)

Sumber: Pusdiklat Migas (2015)

e) Solar (Jenis minyak solar 48) Solar mempunyai trayek didih 250 - 350 0C. Kapasitas produksi yang dihasilkan adalah ± 180 kl/hari. BBM jenis solar 48 memiliki spesifikasi berdasarkan ketentuan Dirjen Migas yang terdapat dalam tabel 2.5.

19

JURUSAN TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” YOGYAKARTA

Laporan Kerja Praktek Industri PPSDM Migas, Cepu

Tabel 2.5 Spesifikasi Bahan Bakar Minyak Jenis Solar

Sumber: Direktorat Jenderal Minyak dan Gas Bumi (2013)

2.3.

DISKRIPSI PROSES Proses pengolahan minyak mentah yang dilakukan di unit CDU PPSDM Migas Cepu meliputi 2 proses yaitu: a) Proses Distilasi Atmosferik Pengolahan minyak di PPSDM Migas Cepu menggunakan metode distilasi atmosferik, antara lain:

1. Pemanasan Awal dalam HE (Heat Exchanger)

20

JURUSAN TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” YOGYAKARTA

Laporan Kerja Praktek Industri PPSDM Migas, Cepu

Umpan berupa crude oil dari T.101 atau T.102 dengan menggunakan Pompa Sentrifugal P.100/3 atau P.100/4 dipompakan menuju alat penukar panas (Heat Exchanger) disana ada lima buah exchanger yaitu HE-1, HE-2 (horisontal), HE-3 HE-4 dan HE5(vertikal). Untuk mendapatkan pemanasan awal, crude oil mengalir pada shell dari HE 1 dengan media pemanas naptha, HE-2 atau HE-3 yang mendapat pemanasan dari media pemanas produk solar yang diproduksi dari bottom C4 (solar stripper). Sedangkan pemanasan pada HE-4 dan HE-5 menggunakan media pemanas produk residu yang diproduksi dari bottom C5.

2. Pemanasan pada Furnace. Dari HE minyak mentah di alirkan menuju ke furnace (dapur) untuk dipanaskan lebih lanjut sehingga temperaturnya mencapai ±330 0C. Crude oil sebelumnya distabilkan melalui stabilizer agar aliran dan tekanan stabil dan terkontrol, CDU unit Kilang dapur pemanas yang beroperasi hanya dua buah yaitu furnace 1 dan 3 dengan bahan bakar berupa Residu dan fuel gas.

3. Pemisahan atau Penguapan dalam Evaporator Selanjutnya dari furnace di alirkan ke evaporator, pada CDU hanya terdapat satu buah evaporator yaitu evaporator V-1. Disini minyak tersebut mengalami pemisahan yaitu fraksi uap yang menuju ke atas dan fraksi cair yang menuju ke bawah. Pada alat ini dilengkapi dengan steam stripping yang berfungsi untuk menaikkan fraksi ringan atau menurunkan tekanan parsial.

4. Distilasi dalam Kolom Fraksinasi dan Stripper

21

JURUSAN TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” YOGYAKARTA

Laporan Kerja Praktek Industri PPSDM Migas, Cepu

Dari bottom evaporator fraksi cair tersebut di umpankan ke residue stripper (C5) untuk mengambil kembali fraksi ringan yang terbawa oleh aliran dengan bantuan steam stripping. Dari residue stripper minyak residu temperaturnya masih cukup tinggi berkisar 270 0C, sebelum didinginkan produk residu dialirkan ke HE-4 dan HE-5 yang dimanfaatkan sebagai bahan pemanas. Kemudian minyak tersebut dialirkan ke box cooler untuk didinginkan dan selanjutnya di tampung pada tangki 122 dan 123 sebagai produk yang disebut residu. Bagi fraksi uap yang keluar dari topevaporator V-1dan topresidue stripper akan diproses pada kolom fraksinasi C1-A. Pada alat ini di tempatkan alat kontak berupa buble cap tray dengan jumlah 21 buah.Dari kolom fraksinasi C1-A fraksi berupa uap selalu naik ke atas dengan bantuan alat kontak bubble cap uap untuk dibelokkan arahnya sehingga menembus cairan. Pada saat kontak dengan cairan, terjadilah transfer panas dan massa. Mereka meninggalkan fraksi berat dan menguap kembali bersama-sama fraksi ringan yang ada ditray menuju tray berikutnya. Pada tray yang lain mengalami proses yang sama dan begitu seterusnya semakin ke atas fraksi akan lebih ringan dan semakin ke bawah fraksi lebih berat. Temperatur top C1-A berkisar 1300C, fraksi yang mampu keluar dari top merupakan gabungan dari fraksi pertasol CA, pertasol CB dan naptha.Selanjutnya fraksi tersebut diproses pada kolom fraksinasi C2 yang bentuknya hampir sama dengan C1-A hanya saja jumlah traynya lebih sedikit yaitu 16 buah.

5. Pengembunan dan Pendinginan pada Condensor dan Cooler Suhu puncak kolom C2 ditahan sekitar 80-90 0C, bagi fraksi yang mampu keluar dari puncak kolom akan di kondensasikan pada condensor (CN-1, CN-2, CN-3 dan CN-4) dan bagi fraksi yang terkondensasikan akan didinginkan lebih lanjut pada cooler (CL-15 dan

22

JURUSAN TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” YOGYAKARTA

Laporan Kerja Praktek Industri PPSDM Migas, Cepu

CL-16) serta box cooler 3, 4 dan 5 yang setelah itu dialirkan menuju separator 1 untuk dipisahkan air, minyak dan gas. Selanjutnya produk yang telah dipisahkan airnya di tampung pada tangki No. 115 untuk dipergunakan sebagai refluks kolom C2. Bagi fraksi yang tidak bisa di kondensasikan

pada

CN-1,

CN-2,

CN-3

dan

CN-4

maka

dikondensasikan pada condensor 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 dan 12 dari sini minyak didinginkan lebih lanjut pada cooler (CL-3 dan CL-4) yang selanjutnya ditampung pada separator 3 untuk dipisahkan dari airnya.Dari separator 3 minyak di tampung pada tangki No. 114, 115, 116 dan 117 sebagai produk yang disebut pertasol CA.

6. Pemisahan pada Separator Hasil samping kolom fraksinasi C2 (side stream) berupa pertasol CB setelah mengalami pendinginan pada cooler 1, 2, 5 dan 9 akan ditampung pada separator 4 untuk dipisahkan dari airnya yang selanjutnya di tampung pada tangki No. 110 sebagai produk yang disebut pertasol CB. Hasil bottom C2 berupa naptha setelah mengalami pendinginan pada cooler 13 dan 14 ditampung pada separator 2 untuk dipisahkan dari air yang terikut dan selanjutnya di tampung pada tangki No. 109 untuk dipergunakan sebagai reflux kolom C1. Produk pertasol CC diambil dari side stream (hasil samping) No. 8 kolom C1, setelah mengalami pendinginan pada cooler 1 dan 2 dialirkan ke separator 8 untuk dipisahkan dari air yang terikut yang selanjutnya di tampung pada tangki No.112 produk yang disebut pertasol CC. Saat ini produk kerosine sudah tidak berproduksi, sehingga tangki kerosin digunakan untuk menampung solar.Produk solar diambil dari side stream No. 1 sampai dengan 7 dan bottom pada kolom C1 setelah itu diproses pada solar stripper C4, dari bottom C4 minyak solar dimanfaatkan sebagai bahan pemanas pada HE No. 2 dan 3 kemudian

23

JURUSAN TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” YOGYAKARTA

Laporan Kerja Praktek Industri PPSDM Migas, Cepu

minyak didinginkan pada cooler 6, 10 dan 11 selanjutnya ditampung pada separator 6 untuk dipisahkan dari airnya dan dari sini minyak di tampung pada tangki No. 106, 111, 120, 124, 125, 126dan 127 sebagai produk yang disebut solar. Seluruh kolom fraksinasi dilengkapi dengan stream stripping yang berfungsi untuk menaikkan fraksi ringan atau menurunkan tekanan parsial. Adapun temperatur steam yang diinjeksikan sekitar 120 0C (PPSDM, 2012).

b) Proses Treating Pada umumnya minyak mentah dan produk masih mengandung kotoran-kotoran atau impurities berupa hydrogen sulfide (H2S), Merchaptan (RSH), MgCl2, NaCl dan lain-lain dalam jumlah tertentu. Proses treating adalah proses yang bertujuan untuk mengurangi atau menghilangkan impurities yang terdapat dalam produk. Unit pengolahan di PPSDM Migas Cepu proses treating hanya dilakukan pada produk Pertamina Solvent (Pertasol CA,CB dan CC) yaitu dengan NaOH dan dengan cara injeksi amoniak (NH3) pada puncak kolom.

24

JURUSAN TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” YOGYAKARTA

Gambar 2.1 Diagram alir proses pada kilang PPSDM

Laporan Kerja Praktek Industri PPSDM Migas, Cepu

2.4.

UTILITAS

2.4.1. UNIT BOILER PPSDM MIGAS CEPU Boiler merupakan peralatan yang sangat diperukan untuk menunjang proses kilang pada industri Migas. Boiler atau biasa disebut ketel uap adalah suatu bejana tertutup yang digunakan untuk mengubah air menjadi uap atau dengan kata lain mentransfer panas yang dihasilkan oleh pembakaran bahan

25

JURUSAN TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” YOGYAKARTA

Laporan Kerja Praktek Industri PPSDM Migas, Cepu

bakar (baik dalam bentuk padat, cair, atau gas) sehingga berubah wujud menjadi uap. Di dalam boiler, energi kimia dari bahan bakar di ubah menjadi panas melalui proses pembakaran dan panas yang dihasilkan sebagian besar diberikan kepada air yang berada di dalam ketel, sehingga air berubah menjadi uap. Boiler tersebut dibuat dari bahan baja dengan bentuk bejana tertutup yang di dalamnya berisi air, sedangkan air tersebut dipanasi dari hasil pembakaran bahan bakar residu. Untuk menyediakan kebutuhan uap atau steam di PPSDM Migas Cepu maka boiler yang tersedia berjumlah 3 unit, yang terdiri dari: 1) 1 (satu) unit boiler tipe AL-LSB-6000 dengan kapasitas sebesar 6 ton/jam. 2) 1 (satu) unit boiler tipe JIS B 8261 dengan kapasitas sebesar 6 ton/jam. 3) 1 (satu) unit boiler tipe Wanson yang memiliki kapasitas sebesar 6,6 ton/jam. Dalam pengoperasiannya, boiler di PPSDM Migas Cepu hanya dioperasikan 1 unit saja karena kebutuhan steam untuk kilang sudah tercukupi.

2.4.2.

WATER TREATMENT PPSDM MIGAS CEPU Unit pengolahan air bersih atau WTP (Water Treatment Plant) merupakan unit pengolahan air yang digunakan untuk memenuhi kebutuhan manusia dan untuk menunjang kebutuhan operasi dari pabrik.Untuk itu diperlukan air yang bersih, jernih dan bebas dari kuman penyakit. Air mudah didapat dari permukaan bumi, tetapi air yang mutunya sesuai dengan mutu penggunaannya masih sulit untuk diperoleh. Untuk memenuhi kebutuhan tersebut maka PPSDM Migas Cepu mengambil air dari sungai Bengawan Solo yang kemudian diolah sehingga dapat memenuhi berbagai kebutuhan antara lain: air minum, air pendingin, air

26

JURUSAN TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” YOGYAKARTA

Laporan Kerja Praktek Industri PPSDM Migas, Cepu

umpan ketel uap dan pemadam kebakaran. Unit water treatment memiliki kapasitas sebesar 105.090 m3 2.4.3.

POWER PLANT PPSDM MIGAS CEPU Power plant adalah unit di PPSDM Migas Cepu yang menangani penyediaan tenaga listrik menggunakan tenaga diesel. Bahkan bahan bakar untuk ini menggunakan solar yang disediakan oleh PPSDM Migas Cepu sendiri, dengan demikian tidak bergantung dengan PLN (Perusahaan Listrik Nasional) disamping tenaga listrik yang dihasilkan oleh unit ini cukup besar. PLTD (Perusahaan Listrik Tenaga Diesel) di PPSDM Migas Cepu mulai didirikan pada tahun 1973.

2.5.

K3LL Unit K3LL (Keselamatan Kesehatan Kerja dan Lindungan Lingkungan) dibentuk dengan tujuan untuk mencegah dan menanggulangi segala sesuatu yang menyebabkan kecelakaan kerja yang mempengaruhi terhadap proses produksi, sehingga sumber-sumber produksi dapat digunakan secara efisien dan produksi dapat berjalan lancar tanpa adanya hambatan yang berarti.Unit K3LL PPSDM Migas Cepu mempunyai tugas yang meliputi: 1.

Tugas rutin a.

Menyusun rencana pencegahan terhadap kecelakaan kerja

b.

Melakukan inspeksi secara berkala atau khusus

c.

Melakukan pemeriksaan alat - alat pemadam kebakaran

d.

Mengadakan safety trainning baik kepada personil pemadam api maupun pegawai biasa

2.

Tugas Non Rutin a. Melaksanakan pelayanan pemadam api dan keselamatan kerja di luar PPSDM Migas Cepu b. Melakukan penyelidikan terhadap kecelakaan kerja yang sama

27

JURUSAN TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” YOGYAKARTA

Laporan Kerja Praktek Industri PPSDM Migas, Cepu

c. Menanamkan

kesadaran

kepada

semua

pegawai

akan

pentingnyapencegahan kebakaran dan keselamatan kerja d. Melakukan kampanye keselamatan kerja kepada para pegawai 3.

Tugas Darurat a.

Memberikan pertolongan dan penanggulangan terhadap terjadinya kecelakaan kerja

b.

Memadamkan api jika terjadi kebakaran baik dilingkungan PPSDM Migas Cepu maupun di luar

2.6.

LABORATORIUM DASAR PPSDM MIGAS CEPU PPSDM Migas Cepu memiliki Laboratorium dasar atau yang biasa disebut dengan laboratorium pengujian. Laboratorium yang tersedia adalah:

28



Laboratorium Kimia



Laboratorium Migas



Laboratorium Sipil



Laboratorium Geologi



Laboratorium Lindungan Lingkungan

JURUSAN TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” YOGYAKARTA

Laporan Kerja Praktek Industri PPSDM Migas, Cepu

BAB III TUGAS KHUHUS 3.1 LATAR BELAKANG Dalam industri pengolahan minyak bumi dibutuhkan suatu peralatan untuk memanaskan fluida yang disebut furnace. Furnace atau heater atau sering disebut fired heater, adalah suatu peralatan yang digunakan untuk memanaskan cairan di dalam tube, dengan sumber panas yang berasal dari proses pembakaran yang menggunakan bahan bakar gas atau cairan secara terkendali di dalam burner. Tujuan pemanasan ini adalah agar diperoleh kondisi operasi (suhu) yang diinginkan pada proses berikutnya dalam suatu peralatan yang lain. Supaya proses pemanasan berlangsung optimal, maka tube-tube furnace dipasang atau diatur sedemikian rupa sehingga panas yang dihasilkan dari pembakaran dapat dimanfaatkan. Rancang bangun furnace juga harus diperhatikan dengan teliti supaya panas yang dihasilkan tidak terbuang ke udara. Misalnya panas hilang lewat dinding dan cerobong (stack).

3.2 TUJUAN 1. Mengetahui efisiensi alat furnace-01 pada unit kilang di PPSDM Migas. 2. Mengetahui kelayakan pada furnace-01 saat dioperasikan. . 3.3 BATASAN MASALAH 1. Kondisi dan data operasi diambil dari data lapangan pada bulan Juni 2019. 2. Ruang lingkup tugas khusus adalah menentukan nilai efisiensi kerja dari alat furnace-01 unit kilang PPSDM MIGAS CEPU.

29

JURUSAN TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” YOGYAKARTA

Laporan Kerja Praktek Industri PPSDM Migas, Cepu

3.4

LANDASAN TEORI 3.4.1. Furnace Menurut Mc Cabe, Furnace

merupakan salah satu dalam proses

penukaran panas dalam industri kimia. Furnace sendiri adalah alat yang berfungsi untuk memindahkan panas yang dihasilkan dari proses pembakaran bahan bakar dalam suatu ruangan ke fluida yang dipanaskan sampai mencapai suhu yang diinginkan (Edmister, Wayne C.,1950). Berdasarkan

metode

Penghasilan

panas,

furnace

secara

luas

diklasifikasikan menjadi dua jenis yaitu jenis pembakaran (menggunakan bahan bakar) dan jenis listrik. Furnace jenis pembakaran bergantung pada jenis bahan bakar yang digunakan. Diantaranya furnace yang menggunakan bahan bakar minyak, batu bara, atau gas. Berdasarkan modus pengisian tungku bahan dapat diklasifikasikan sebagai berikut 1. furnace jenis Intermittent atau Batch atau furnace berkala dan 2. furnace terus menerus. Berdasarkan modus pemanfaatan kembali limbah panas sebagai furnace recuperative dan regeneratif. Tipe lain dari klasifikasi furnace dibuat berdasarkan modus perpindahan panas, cara pengisian dan modus pemanfaatan panas. (Indra S.,dkk, 2009). Struktur furnace berupa bangunan berdinding plat baja yang bagian dalamnya dilapisi oleh material tahan api, batu isolasiuntuk menahan kehilangan panas ke udara melalui dinding furnace dan refractory. Mekanisme perpindahan panas dari sumber panas ke penerima dibedakan atas tiga cara, yaitu: 1. Perpindahan Panas secara Konduksi Perpindahan panas secara konduksiadalah perpindahan panas dimana melekul-molekul dari zat perantara tidak ikut berpindah tempat tetapi molekul-molekul tersebut hanya menghantarkan panas atau proses perpindahan panas dari suhu yang tinggi ke bagian lain yang suhunya

30

JURUSAN TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” YOGYAKARTA

Laporan Kerja Praktek Industri PPSDM Migas, Cepu

lebih rendah. 2. Perpindahan Panas secara Konveksi Perpindahan panas secara konveksidiakibatkan molekul-molekul zat perantara ikut bergerak mengalir dalam perambatan panas atau proses perpindahan panas dari satu titik ke titik lain dalam fluidaantara campuran fluida dengan bagian yang lain. Perpindahan panas ini dapat dibedakan menjadi dua macam, yaitu: a. Konveksi alam (Natural Convection) Perpindahan panas yang terjadi bila aliran panas yang berpindah diakibatkan perbedaan berat jenis. Pada konveksi alam aliran fluida disebabkan oleh perbedaan suhu antara bagian satu dengan bagian lainnya sehingga terjadi perbedaan densitas. Densitasbagian fluida dingin lebih besar dari bagian fluidapanas. Aliran terjadi akibat adanya perbedaan densitas. b. Konveksi paksa (Forced Convection) Perpindahan panas yang terjadi bila aliran fluida disebabkan oleh adanya gerakan dari luar, seperti pemompaan, pengadukan, dll. 3. Perpindahan Panas secara Radiasi Perpindahan panas secara radiasi adalah perpindahan panas yang terjadikarena perpindahan energi melalui gelombang elektromagnetik secara pancaran atau proses perpindahan panas dari sumber panas ke penerima panas yang dilakukan dengan pancaran gelombang panas. Antara sumber panas dengan penerima panas tidak terjadi kontak. Bagian dapur yang terkena radiasi adalah ruang pembakaran. (D.Q. Kern,1965)

Untuk pembakaran, bahan bakar yang digunakan pada furnace biasanya terdiridari bahan bakar gas (fuel gas), bahan bakar minyak (fuel oil), kombinasi bahanbakar gas dan minyak, serta bahan bakar padat seperti

31

JURUSAN TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” YOGYAKARTA

Laporan Kerja Praktek Industri PPSDM Migas, Cepu

batubara, tergantung seberapa besar panas yang ingin dihasilkan serta aspek keekonomisannya. Besarnya beban panas yang harus diberikan oleh furnace kepada fluida yang dipanaskan bergantung pada jumlah umpan dan perbedaan suhu inlet dan outlet umpan yang ingin dicapai. Semakin besar perbedaan suhu dan semakin banyak jumlah umpan, maka beban dapur akan semakin tinggi. Namun, juga harus diperhatikan, bahwa suhu yang dicapai oleh fluida proses yang dipanaskan tidak boleh mencapai suhu dimana dapat terjadi thermal cracking pada fluida proses yang dipanaskan. Thermal cracking akan mengakibatkan terbentuknya gas-gas ringan yang akan mengakibatkan volume fluida hasil pembakaran menjadi sangat besar dan melebihi volume pipa fluida proses. Bila hal ini terjadi, dapat menimbulkan bahaya berupa meledaknya furnace. Thermal cracking dapat pula mengakibatkan terbentuknya coke yang dapat mengurangi luas perpindahan panas pada furnace dan sebagai isolator panas. Furnace pada dasarnya terdiri dari sebuah ruang pembakaran yang menghasilkan sumber kalor untuk diserap kumparan pipa (tube coil) yang didalamnya mengalir fluida. Dalam konstruksi ini biasanya tube coil dipasang menelusuri dan merapat kebagian lorong yang menyalurkan gas hasil bakar (flue gas) dari ruang bakar ke cerobong asap (stack). Perpindahan kalor yang diruang pembakaran terutama terjadi karena radiasi disebut seksi radiasi (radiant section), sedangkan saluran gas hasil pembakaran terutama oleh konveksi disebut seksi konveksi (convection section). Untuk mencegah supaya gas buangan tidak terlalu cepat meninggalkan ruang konveksi maka pada cerobong seringkali dipasang penyekat (damper). Perpindahan panas kalor melalui pembuluh dikenal sebagai konduksi. (Amrin Hakim, 2013)

32

JURUSAN TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” YOGYAKARTA

Laporan Kerja Praktek Industri PPSDM Migas, Cepu

Gambar 3.1 Skema furnace (Amrin Hakim, 2013) 3.4.2. Tipe Furnace A. Tipe Box Furnace tipe box mempunyai bagian radiasi dan konveksi yang dipisahkan oleh dinding batu tahan api yang disebut bridge wall. Burner dipasang pada ujung dapur dan api diarahkan tegak lurus dengan pipa atau dinding samping dapur (api sejajar dengan pipa). Dapur jenis ini jarang digunakan karena perhitungan ekonomi atau harganya mahal. Aplikasi dapur tipe box : a. Beban kalor berkisar antara 60-80 MM Btu/Jam atau lebih b. Dipakai untuk melayani unit proses dengan kapasitas besar. c. Umumnya bahan bakar yang dipakai adalah fuel oil d. Dipakai pada instalasi-instalasi tua, adakala nya pada instalasi baru yang mempunyai persediaan bahan bakar dengan kadar abu (ash) tinggi.

33

JURUSAN TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” YOGYAKARTA

Laporan Kerja Praktek Industri PPSDM Migas, Cepu

Keuntungan memakai dapur tipe box : a. Dapat dikembangkan sehingga bersel 3 atau 4 b. Distribusi fluks kalor merata disekeliling pipa c. Ekonomis untuk digunakan pada beban kalor diatas 60-80 MM. Btu/jam Kerugian memakai dapur tipe box : a. Apabila salah satu aliran fluida dihentikan, maka seluruh operasi dapur harus dihentikan juga, untuk mencegah pecahnya pipa (kurang fleksibel) b. Tidak dapat digunakan memanasi fluida yang harus dipanasi pada suhu tinggi dan aliran fluida yang singkat. c. Harga relative mahal d. Membutuhkan area relative luas. (Amirudin BPAT, 2005)

34

JURUSAN TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” YOGYAKARTA

Laporan Kerja Praktek Industri PPSDM Migas, Cepu

Gambar 3.2 Furnace tipe box B. Tipe Silinder Vertikal Furnace yang berbentuk silinder tegak yang mempunyai burner padalantai furnace dengan nyala api tegak lurus ke atas sejajar dengan dinding furnace.Dikatakan tipe vertical karena tube di dalam seksi radiasidipasang tegak lurus dansejajar dinding furnace. Contoh jenis pemanas berapi tipe vertical : a. Pemanas vertical silindris tanpa seksi konveksi b. Pemanas vertical silindris berkumparan helix c. Pemanas vertical silindris dengan ruang konveksi aliran silang

35

JURUSAN TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” YOGYAKARTA

Laporan Kerja Praktek Industri PPSDM Migas, Cepu

d. Pemanas silindris tanpa seksi konveksi terpadu e. Pemanas tipe punjang (“orbor “ atau “wicket”)

Keuntungan memakai dapur tipe silindris : a. Konstruksi sederhana, sehingga harganya relatif murah b. Area yang diperlukan relatif kecil c. Luas permukaan pipa dapat tersusun lebih besar sehingga thermal efisiensinya lebih tinggi. d. Ekonomis untuk bahan bakar sekitar 60-80 MM Btu/jam (Fuels & Combustion, BPAT PT. Pertamina RU III, 2006).

Gambar 3.3 Furnace tipe silinder vertikal

36

JURUSAN TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” YOGYAKARTA

Laporan Kerja Praktek Industri PPSDM Migas, Cepu

(P. Trambouze, 2000) C. Furnace Tipe Cabin Furnace jenis ini terdiri dari kamar-kamar dimana tubetubenya dipasang secara horizontal. Letak burner pada bagian bawah furnace dan nyala api sejajar tegak lurus dengan dinding furnace. Dapur tipe kabin mempunyai bagian radiasi pada sisi samping dan bagian kerucut furnace. Bagian konveksi terletak di bagian atas furnace sedangkan bagian terbawah disebut shield section. Burner dipasang pada lantai dapur dan menghadap ke atas sehingga arah pancaran api maupun flue gas tegak lurus dengan susunan pipa, adakalanya burner dipasang horizontal. Dapur tipe ini ekonomis karena efisiensi termalnya tinggi. Keuntungan memakai dapur tipe kabin: 1. Bentuk konstruksi kompak dan mempunyai thermal effisiensi tinggi 2. Beban panas sekitar 20-300 MM Btu/jam 3. Pada dapur tipe kabin bersel, memungkinkan pengendalian operasi secara terpisah (fleksibel) (P. Trambouze, 2000)

37

JURUSAN TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” YOGYAKARTA

Laporan Kerja Praktek Industri PPSDM Migas, Cepu

Gambar 3.4 Furnace tipe Cabin (P.Trambouze, 2000) D. Radiant Wall Furnace Area permukaan perpindahan panas pada Radiant Wall Furnace terletak pada bagian

median

plane

dari

ruang

pembakaran. Burners di distribusikan melalui dinding-dinding ruang pembakaran secara longitudinal.

38

JURUSAN TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” YOGYAKARTA

Laporan Kerja Praktek Industri PPSDM Migas, Cepu

Gambar 3.5 Radiant Wall Furnace A. Dengan radiant burners burners

B. Dengan flat-fame (P.Trambouze, 2000)

E. High temperature chemical furnace Furnace tipe ini umumnya digunakan sebagai reactor, dimana fluida yang mengalir melalui pipa radiasi akan memperoleh panas radiasi secara merata. Burner dipasang dilantai dengan arah pancaran api vertical dan dipasang di dinding dengan arah pancaran api mendatar. Dengan cara pemasangan Burner tersebut maka tube akan memperoleh panas radiasi yang sama dari kedua sisinya sehingga mengurangi kemungkinan terbentuknya coke serta penurunan suhu metal di tube. Selain berdasarkan tipe diatas furnace dapat juga dibedakan berdasarkan draft yang berada di furnace.Draft sendiri adalah

39

JURUSAN TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” YOGYAKARTA

Laporan Kerja Praktek Industri PPSDM Migas, Cepu

perbedaan tekanan di dalam furnace dengan tekanan udara luar (atmosfir). Berdasarkan Draft furnace dibedakan empat tipe, antara lain: 1. Natural Draft Fuel gas hasil pembakaran keluar furnace melalui cerobong dengan tarikan alam. Tekanan di dalam furnace lebih kecil dibandingkan dengan tekanan atmosfir. Akibat perbedaan tekanan ini maka udara luar untuk pembakaran dapat masuk ke dalam furnace. 2. Forced Draft Udara untuk pembakaran dalam furnace dimasukkan dengan tenaga mekanis yaitu blower. Karena tekanan udara luar dan tekanan udara yang dimasukkan lebihtinggi dari tekanan di dalam furnace maka secara langsung Fuel gas hasilpembakaran keluar melalui cerobong. 3. Induced Draft Fuel gas hasil pembakaran keluar melalui cerobong dengan tarikan blower. Tarikan blower ini menyebabkan tekanan di dalam furnace lebih rendah dari tekanan atmosfir, sehingga udara luar masuk ke dalam furnace. 4. Balance Draft Merupakan kombinasi forced draft dan induced draft. Forced draft untuk memberikan udara pembakaran. Induced draft untuk menarik Fuel gas melewati cerobong menuju atmosfirserta mengatur tekanan di dalam furnace. (P. Trambouze, 2000) 3.4.3. Bagian – Bagian Furnace 1.

Tube Bundles Tube bundles biasanya terbuat dari pipa paralel lurus yang saling

40

JURUSAN TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” YOGYAKARTA

Laporan Kerja Praktek Industri PPSDM Migas, Cepu

terhubung antara satu dan lainnya dengan : a.

Pipa yang dilas kembali membetuk sudut 180o

b.

Dengan mengunakan plug headers, dimana sebagian tube ditutup dengan plug headers sehingga memudahkan pipa untuk diperiksa atau dibersihkan.

Kriteriayang diperlukan dalam pemilihan material tube bundles : a.

Tahan terhadap korosi yang dihasilkan oleh fluida panas.

b.

Tahan terhadap proses oksidasi yang dihasilkan oleh gas panas pembakaran.

c. 2.

Tahan terhadap suhu tinggi

Tube Coil Support Tube Coil pada furnace merupakan bagian yang paling penting pada instalasi furnace. Merupakan rangkaian tube dalam furnace yang berfungsi untuk memindahkan panas dari panas hasil pembakaran ke dalam fluida yang ada didalam pipa pembuluh (tube). Tube-tube ini disambung dengan menggunakan U Bend. Disamping itu bila terjadi pembentukan kerak didalam tube furnace dapat dibersihkan dengan steam air decoking. (Armin Hakim, 2013)

3. Dinding Furnace Dindingfurnace terbuat dari baja (carbon steel) sebagai penahan struktur yang dilapisi dengan isolasi, batu tahan api dan refractory sebagai pendukung untuk pemanfaatan panas secara maksimal serta untuk mencegah terjadinya kehilangan panas. Kriterian yang diperlukan dalam dinding furnace :

41

a.

Termal konduktivitas yang rendah

b.

Suhu pyrosophic yang tinggi

c.

Kuat

d.

Daya tahan yang tinggi terhadap variasi suhu

e.

Instalasi mudah JURUSAN TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” YOGYAKARTA

Laporan Kerja Praktek Industri PPSDM Migas, Cepu

4. Burner Burner merupakan alat pembakar bahan bakar (fuel) sistem pengapian dan pencampuran bahan bakar dan udara dengan udara primer/sekunder serta sistem atomizing steam sehingga bahan bakar (fuel) dapat terbakar dengan sempurna.

Gambar 3.6 Skema burner Beberapa macam Burner : 5. Pilot burner adalah burner kecil yang menggunakan gas sebagai penyalaanawal pada furnace. Untuk menaikkan suhu fluida selanjutnya menggunakan burner bahan bakar gas ataupun bahan bakar minyak. 6. Gas burner adalah burner dengan mempergunakan bahan bakar gas. 7. Oil burner adalah burner dengan mempergunakan bahan bakar minyak. 8. Dual burner adalah burner dengan mempergunakan bahan bakar gas dan bahan bakar minyak. 5.

Stack (Cerobong Asap) Alat ini berfungsi untuk mengalirkan Flue gas hasil pembakaran dari dalamfurnace keluar furnace (atmosfir Umumnya terbuat dari carbon steel, suhu stack perlu dijaga antara 350–500 oF. Bila suhu stack terlalu tinggi

akan

mengakibatkan

banyak

panas

terbuang

dan

bisa

mengakibatkan stack rusak.Jika suhu stack < 350 oF kemungkinan akan

42

JURUSAN TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” YOGYAKARTA

Laporan Kerja Praktek Industri PPSDM Migas, Cepu

terjadi kondensasi dari air dan gas SO2yang terbawa oleh flue gas sehingga terbentuk H2SO4 yang sangat korosif dan merusak semen lining maupun metal stack. 6.

Stack Damper Alat ini berfungsi untuk mengatur pembuangan Flue gas melewati stackdanmengatur tekanan di dalam furnace.

7.

Lubang intip (peep hole) Lubang intip pada dindingfurnace ini berfungsi untuk mengamati nyalaapi serta kondisi tube di dalam furnace.

8.

Explotion Door Pintu yang dapat terbuka bila terjadi ledakan (tekanan furnace naik) sehinggafurnace terhindar dari kerusakan.

9. Pengatur udara (air register) Berfungsi untuk mengatur banyaknya udara yang masuk ke dalam furnace. 10. Snuffing steam Alat ini berfungsi untuk mengalirkan steam ke dalam furnace, untuk mematikanapi bila terjadi kebocoran tube. Juga digunakan untuk menghalau gas hidrokarbon sisa di dalamruang pembakaran sebelum menyalakan burner. 11. Soot blower Alat ini berfungsi untuk menghilangkan jelaga yang menempel pada pipa-pipapembuluh di daerah konveksi. (P. Trambouze, 2000) 3.4.4. Pembakaran dalam Furnace Pembakaran adalah proses terjadinya reaksi antara oksigen dengan bahan bakar yang disertai dengan timbulnya panas. Terjadinya pembakaran harus tersedia beberapa unsur yang dibutuhkan antara lain: 1.

43

Bahan bakar JURUSAN TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” YOGYAKARTA

Laporan Kerja Praktek Industri PPSDM Migas, Cepu

Pembakaran bahan bakar dapat dinyatakan sebagai suatu reaksi oksidasi berantai dari senyawa hidrokarbon dengan oksigen yang berasal dari atmosfir. Proses pembakaran akan berjalan dengan baik, apabila tersedia bahan bakar dan udara yang cukup, sehingga terbentuk api yang menghasilkan panas dan Flue gas hasil pembakaran. Pada umumnya komposisi kimia dari bahan bakar merupakan ikatan hidrokarbonyang terdiri dari karbon(C) dan hidrogen (H ). (Maleev, 1933) Reaksi pembakaran dapat digolongkan sebagai berikut: 1. Pembakaran Lengkap dan Sempurna CH4 + 2O2 →CO2 + 2H2O 2. Pembakaran Lengkap tapi Tidak Sempurna (Dengan Udara Berlebih) CH4 + 3O2 →CO2 + 2H2O + O2 3. Pembakaran Tidak Sempurna 3CH4 + 5O2 →CO2 + 2CO + 6H2O Bahan bakar merupakan unsur yang sangat penting dalam pengoprasian furnace. Bahan bakar yang digunakan dalam furnace adalah bahan bakar minyak (fuel oil) dan bahan bakar gas (fuel gas). Bahan bakar yang baik harus memenuhi persyaratan sebagai berikut : a. Harus mempunyai titik nyala yang rendah b. Nilai kalorinya tinggi c. Saat dinyalakan terbakar secara bebas dn effisiensinya tinggi d. Tidak menghasilkan gas bekas yang beracun e. Ekonomis, mudah dalam penyimpanan dan pengangkutan

2.

Udara Kebutuhan oksigen untuk pembakaran diambil dari udara bebas sehingga secara langsung udara berpengaruh terhadap pembakaran.

3.

Api Api diperlukan dalam pembakaran. Selain bahan bakar itu sendiri dan

44

JURUSAN TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” YOGYAKARTA

Laporan Kerja Praktek Industri PPSDM Migas, Cepu

oksigen, api digunakan untuk mencapai kondisi dimana pembakaran dapat berlangsung dengan sendirinya. (Maleev, 1933) Suhu pembakaran dalam furnace tergantung dari beberapa faktor antara lain: 

Kandungan dari bahan bakar (heat content of fuel) Semakin tinggi suhu bahan bakar, maka kandungan panasnya semakin tinggi sehingga suhu pembakarannya semakin tinggi pula.



Panas pembakaran dari bahan bakar (heating value of fuel) Semakin besar berat jenis suatu bahan bakar, maka panas pembakarannya semakin rendah persatuan berat dan suhu api semakin rendah pula.



Kandungan panas udara pembakaran Memberikan kalori atau panas kepada udara pembakaran dengan cara menaikan

suhunya

maka

kandungan

panasnya

akan

naik,

dan

menyebabkan suhu nyala api naik. 

Kelebihan udara pembakaran Kelebihan udara pembakaran yang semakin besar, menyebabkan nyala api atau flame turun, karena excess air menyerap panas. Dalam suatu furnace, udara yang akan digunakan adalah oksigen sedangkan nitrogen akan menyerab sebagian panas yang dihasilkan. Untuk mengurangi panas yang diserap nitrogen kita harus mengurangi excees air seminimal mungkin. (Himmelblau, 1991)

45

JURUSAN TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” YOGYAKARTA

Laporan Kerja Praktek Industri PPSDM Migas, Cepu

3.4.5. Deskripsi Proses Pada proses awal crude oil diumpankan kedalam Heat Exchanger untuk dinaikan suhunya terlebih dahulu. Penggunaan Heat Exchanger disini bertujuan untuk bertujuan untuk meringankan beban kerja furnace, menghindari pemanasan yang mendadak dan untuk menghemat bahan bakar dengan memanfaatkan panas residu dan solar. Kemudian crude oil dari HE dialirkan menuju furnace. Penggunaan fuel oil sebagai bahan bakar lebih efisien karena dapat menaikan suhu crude oil lebih tinggi daripada mnggunakan fuel gas. Crude

oil

keluar

dari

furnace

selanjutnya

dipisahkan

dengan

menggunakan evaporator. Suhu crude oil keluar dari furnace harus dijaga tidak melebihi 350 oC, hal ini dilakukan untuk menghindari terjadinya cracking. Adanya cracking akan menyebabkan kerak pada tube, kerak tersebut akan menyebabkan perpindahan panas dari tube ke crude oil menjadi

terhambat.

Perpindahan

panas

yang

terhambat

dapat

mengakibatkan pemanasan setempat (Hot Spot) dan jika berlangsung terus menerus akan mengakibatkan pecahnya tube furnace. Furnace bila telah dioperasikan dalam waktu tertentu maka akan mengalami penurunan efisiensi. Hal ini bisa disebabkan oleh terbentuknya kerak, korosi, kebocoran, maupun jumlah panas yang terbuang melalui dinding alat ataupun gas buang.Untuk mengetahui seberapa besar penurunan kemampuan furnace tersebut, maka perlu dilakukan analisa dengan perhitungan yang akan dibahas lebih lanjut. Berdasar pada pertimbangan di atas, maka diperlukan proses perawatan terhadapfurnace untuk meningkatkan efisiensinya dan mengevaluasi unjuk kerja alat penukar panas ini secara periodik. (P. Trambouze, 2000)

46

JURUSAN TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” YOGYAKARTA

Laporan Kerja Praktek Industri PPSDM Migas, Cepu

3.5

DATA 3.5.1. DIAGRAM BLOCK FURNACE 

Resume Mass Balance

FLUE GAS

M4 CRUDE OIL MASUK

M2

furnace-01 FUEL OIL

M1

M5 CRUDE OIL KELUAR

M3 FUEL GAS

Gambar 3.7 Diagram mass balance

Massa masuk furnace-01  Menghitung jumlah fuel oil digunakan(M1)  Massa crude oil masuk (M2)  Massa udara pembakaran (M3) Massa keluar furnace-01  Massa crude oil keluar (M5)  Massa flue gas (M4)

47

JURUSAN TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” YOGYAKARTA

Laporan Kerja Praktek Industri PPSDM Migas, Cepu



Resume Thermal Balance

FLUE GAS T4 = 274,822 oC Q4

o

T2 = 108,6 C CRUDE OIL Q2 MASUK FUEL OIL

furnace-01

T5 =314,43 oC Q5

o

T1 = 92,8 C Q1 =

FUEL GAS

CRUDE OIL KELUAR T3 = 66,96 oC Q3

Gambar 3.8 Diagram Thermal Balance

a. Panas yang masuk ke dalam furnace terdiri dari:  Panas laten dan panas sensibel fuel oil (Q1)  Panas sensibel atomizing steam (Q2)  Panas sensible fuel gas udara pembakaran (Q3) b. Panas yang keluar dari furnace terdiri dari:  Panas yang diserap crude oil (Q5)  Panas yang keluar bersamaan dengan flue gas (Q4)  Panas yang hilang lewat dinding (Q6)

48

JURUSAN TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” YOGYAKARTA

Laporan Kerja Praktek Industri PPSDM Migas, Cepu

3.5.2. SPESIFIKASI FURNACE-01 Tabel 4.1 Spesifikasi Furnace 01 Keterangan

Ukuran

Satuan

Tipe

Box

Feed

Crude oil

Kapasitas

200

m3/day

Tinggi Furnace

7405

Mm

Panjang furnace

6000

Mm

Lebar furnace

3800

Mm

Diameter tube furnace

4

Inchi

Panjang tube

6000

Mm

Jarak antara tube

350/330

Mm

Tata letak

Horizontal

Bahan bakar

Fuel oil dan fuel gas

Material bahan

Low Chrom Molidenum

49

JURUSAN TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” YOGYAKARTA

Laporan Kerja Praktek Industri PPSDM Migas, Cepu

3.5.3. DATA OPERASI FURNACE a. Data Temperature Masuk dan Keluar Furnace-01 (oC) Tabel 4.2 Data Suhu Furnace-01

No 1 2 3 4 5

Suhu CO IN CO Out FO In Dinding Dalam Dinding Luar Fuel Gas Cerobong

Tanggal 24/06/2019 25/06/2019 26/06/2019 27/06/2019 28/06/2019 Rata-rata

(oC)

(oC)

(oC)

(oC)

(oC)

(oC)

(oC)

114 120 110 100 99 108,6

323,7 314,74 317,64 313,83 302,25 314,43

95 95 90 90 94 92,8

610 609,3 623,93 665,65 627,93 627,362

75,4 75,4 75,4 75,4 75,4 75,4

67 67 66,9 66,9 67 66,96

275 275,77 276,69 275,55 271,1 274,822

b. Data Tekanan Masuk dan Keluar Furnace-01 (kg/cm2 ) Tabel 4.3 Data Tekana Pada Furnnace-01

No

Tanggal

CO In 2

1 2 3 4 5

50

24/06/2019 25/06/2019 26/06/2019 27/06/2019 28/06/2019 Rata-rata

(Kg/cm ) 4,3 3,8 3,7 3,6 3,7 3,82

Tekanan CO out Fuel In 2

(Kg/cm ) 0,27 0,13 0,16 0,2 0,22 0,196

2

(Kg/cm ) 9,8 11,5 9,5 10,4 9,5 10,14

Fuel Gas (Kg/cm2) 5 5 5,4 5,4 5 5,16

JURUSAN TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” YOGYAKARTA

Laporan Kerja Praktek Industri PPSDM Migas, Cepu

c. Data Kapasitas Umpan Masuk Furnace-01 (m/hari) Tabel 4.4 Data Kapasitas Umpan Masuk Furnace-01

No 1 2 3 4 5

Tanggal 24/06/2019 25/06/2019 26/06/2019 27/06/2019 28/06/2019 Rata-rata

Kapasitas Umpan Masuk CO In FO In (m3/hari) (m3/hari) 153 4,0293 141 4,7966 163 4,779 159 4,6853 147 5,062 153 4,67

d. Kondisi Operasi : a. Crude Oil 

Suhu masuk Crude Oil

: 108,6 oC (227,48oF )



Suhu keluar Crude Oil

: 314,43 oC (597,974oF )



Tekanan masuk Crude Oil

: 3,82 kg/cm2



Umpan masuk

: 153 m3/hari



Densitas

: 836 kg/m3



Specific Grafity 60/60

: 0,8460



o

:

API

141,5 𝑆𝐺

60 ℉ 𝐶𝑟𝑢𝑑𝑒 60

𝑂𝑖𝑙

− 131,5

: 35.758 b. Kondisi Fuel Oil :

51



Suhu masuk Fuel Oil

: 92,8 oC (199,04oF )



Tekanan masuk Fuel Oil

: 7 kg/cm2



Kebutuhan Fuel Oil

: 4,67046 m3/hari



Densitas

: 886 kg/m3



Specific Grafity 60/60

: 0,9178

JURUSAN TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” YOGYAKARTA

Laporan Kerja Praktek Industri PPSDM Migas, Cepu



o

API

:

141,5 𝑆𝐺

60 ℉ 𝐹𝑢𝑒𝑙𝑂𝑖𝑙 60

− 131,5

: 22,673 c. Udara Pembakaran : 

Tekanan masuk

: 1 atm



Suhu masuk

: 32 oC ( 89.6 oF )

d. Kondisi Furnace :

52

 Suhu dinding Furnace

: 627,362 oC (1161,25oF )

 Suhu cerobong (Stack)

: 274,822 oC (526,678 oF )

JURUSAN TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” YOGYAKARTA

Laporan Kerja Praktek Industri PPSDM Migas, Cepu

3.6

PERHITUNGAN DAN PEMBAHASAN 3.6.1. Perhitungan Thermal Balance Dalam Furnace-01 1. Menghitung panas laten dan panas sensibel fuel oil Menghitung jumlah fuel oil digunakan Laju alir massa fuel oil masuk (M1)

= : 4,67046 m3/day = 4,67046

𝑚3 𝑑𝑎𝑦

× 886 Kg/m3

= 4138 kg/day = 9122,728 lb/day Menghitung nilai characterization factor (K – UOP) Berdasarkan Tabel 5-1 , Nelson, titik didih untuk residu yang digunakan sebagai fuel oil sebesar 300 oF – 800 oF dengan koreksi suhu sebesar 53 oF -72 oF. Diasumsikan titik didih residu yang digunakan sebagai fuel oil sebesar : Titik didih

= 800 oF

Koreksi

= 72 oF (Interpolasi)

Didapatkan titik didih residu sebesar 800 oF -72oF =728 oF 3

K-UOP

√𝑡𝑖𝑡𝑖𝑘 𝑑𝑖𝑑𝑖ℎ

=

𝑆𝐺 60/60 3

=

√728+460 0,9178

=11,53 Dengan data K-UOP dan oAPI berdasarkan Fig.5-22 Nelson didapatkan nilai Gross Heat Value Fuel Oil sebesar = 18900 BTU/lb

53

JURUSAN TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” YOGYAKARTA

Laporan Kerja Praktek Industri PPSDM Migas, Cepu

Menghitung panas laten fuel oil Q1a = mFO × GHV fuel oil = 9122,728 lb/day × 18900 BTU/lb = 172420510 BTU/day ×

1 𝑑𝑎𝑦 24 𝑗𝑎𝑚

= 7184187,9 BTU/jam Menghitung panas sensibel fuel oil Berdasarkan tabel 5-1, Nelson. Titik didih untuk residu yang digunakan sebagai fuel oil sebesar 300 oF – 800 oF dengan koreksi suhu sebesar 53 oF 72 oF. Asumsi

: Titik didih Koreksi

= 800 oF = 72 oF

Didapatkan titik didih residu adalah = 800 oF –72 oF =728 oF Menghitung nilai characterization factor (K – UOP) 3

K-UOP

√𝑡𝑖𝑡𝑖𝑘 𝑑𝑖𝑑𝑖ℎ

=

𝑆𝐺 60/60 3

=

√728+460 0,9178

=11,53 Dari nilai K-UOP yang telah dihitung selanjutnya akan didapatkan faktor koreksi untuk nilai Cp fuel oil pada Fig. 5-1. Faktor koreksi

= 0,98

Cp fuel oil pada saat 60 oF

= 0,43 BTU/lb oF

Cp fuel oil pada saat 199,04 oF

= 0,51 BTU/lb oF

Cp rata-rata

=

0,43+0,51 2

BTU/lb oF

= 0,475 BTU/lb oF

54

JURUSAN TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” YOGYAKARTA

Laporan Kerja Praktek Industri PPSDM Migas, Cepu

= 0,475 BTU/lb oF . 0,98

Cp Sesungguhnya

= 0,4655 BTU/lb oF Q1b = M1 × Cp sesungguhnya × ΔT = 9122,728 lb/day × 0,4655 BTU/lb oF × (199,04 – 86) oF = 480039,042 BTU/day ×

1 𝑑𝑎𝑦 24 𝑗𝑎𝑚

= 20001,62675 BTU/jam

2. Panas Pembakaran Fuel gas LPG Tabel 4.5 Tabel Analisa Fuel gas (LPG Pertamina) A

B

C

D

E

F

BM

%mol

Mol Fraksi

BM ratarata D=A.C

LHV

F=C.E

C3H8

44

1,73

0,0173

0,7612

2371 41,018

I-C4H10 I-C5H12 CO2 O2 N2

58 72 44 32 28

0,39 0,22 25,3 0,25

0,0039 0,0022 0,2529 0 0,0025

0,2262 0,1584 11,1276 0 0,07

2977 11,61 3679 8,0938 0 0 0 0 0

H2S CH4 C2H6 n-C4H10 n-C5H12 C6H14

34 16 30 58 72 86

67,8 3,05 0,53 0,18 0,61

0 0,6775 0,0305 0,0053 0,0018 0,0061

0 10,84 0,915 0,3074 0,1296 0,5246

0 618,56 50,051 16,499 6,6762 26,913

100

1

25,06

Komponen

Total

913 1641 3113 3709 4412

779,4

Sumber: Laboratorium Lindungan Lingkungan PPSDM Migas Cepu

LHV tiap komponen dapat dilihat pada tabel 9.18 (perry,H)

55

JURUSAN TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” YOGYAKARTA

Laporan Kerja Praktek Industri PPSDM Migas, Cepu



ΣF adalah LHV bahan bakar gas (fuel gas)

= 779,4



ΣD adalah BM rata-rata fuel gas

= 25,06 lb/lbmol



Temperature fuel gas masuk dapur

= 32 oC = 89,6 oF



Tekanan fuel gas masuk dapur

= 0,25 Kg/Cm2



Tekanan absolut

= 1,24201 atm = 18,25 Psia

Mencari jumlah fuel gas yang digunakan Pemakaian fuel gas dapat menggunakan persamaan “Robert D.Reed” buku furnace operatio hal 130. 𝑊𝑠 = 443,45

𝑇𝑆 2,667 𝑃12 − 𝑝22 √ 𝐷 𝑝𝑠 𝑙𝑥 𝑆. 𝐺 𝑥 𝑇

Dimana : Ws

= gas flow (SCF/day)

D

= Internal diameter (inch)

P1

= Initial Presure (Psia)

P2

= Final Presure (Psia)

L

= Leght of Line (miles)

T

= Absolute temperature of following gas (oR)

Ts

= Standart absolute Presure(oR)

Ps

= Standart Presure (14,7 Psia)

Diketahui :

56

P

= 18,25 psia (tekanan fuel gas masuk dapur)

R

= 10,731 psia.ft3/lbmol.oR (konstanta gas ideal) JURUSAN TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” YOGYAKARTA

Laporan Kerja Praktek Industri PPSDM Migas, Cepu Berat Molekul= 25,06 lb/bmol T

= 89,6 oF +460 = 549,6 oR (absolut temperatur)

Ts

= 32 oF + 460 = 492 oR

P1

= 18,25 psia

P2

= 14,7 psia

Ps

= 14,7 psia

D

= 4 inchi

L

= 6000mm =6 m x 0,00062 mile = 0,00372 mile

Menghitung spesific gravity gas P.V =n.R.T

P.V

=

Ρfuel gas

= =

𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝐵𝑀

𝑥𝑅𝑥𝑇

𝑃 𝑥 𝐵𝑀 𝑅𝑥𝑇 18,25 psia x 25,06 lb/bmol 10,731 𝑝𝑠𝑖𝑎 𝑐𝑢𝑓𝑡 𝑥 549,6 𝑙𝑏𝑚𝑜𝑙 𝑅

= 0,077 lb/ft3 ρudara

= 0,0062 lb/ft3

SG fuel gas

=

𝜌 𝑓𝑢𝑒𝑙 𝑔𝑎𝑠 𝜌 𝑔𝑎𝑠

=

0,077 𝑙𝑏/𝑐𝑢𝑓𝑡 0,062 𝑙𝑏/𝑐𝑢𝑓𝑡

= 1,241

Maka : 𝑇𝑠

𝑝12 −𝑝22

Ws

= 443,45 𝑃𝑠 x 𝑑 2,667 x √𝐿 𝑥 𝑆.𝐺 𝑥 𝑇

Ws

= 443,45 14,7 x 42,667 x √0,00372𝑥1,241𝑥 549,6

492

18,252 −14,72

= 4064851,45 SCF/day

57

JURUSAN TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” YOGYAKARTA

Laporan Kerja Praktek Industri PPSDM Migas, Cepu Diketahui kondisi standar (T = 32°C , P = 1 atm) setiap lbmol.gas = 359 ft3 Maka fuel gas dalam berat (M3) adalah =

4064851,45 scf/hari 359 𝑓𝑡 3

x 25,06

𝑙𝑏 𝑙𝑏𝑚𝑜𝑙

= 23747,01 lb/hari = 11822,79 lb/jam

Panas sensible fuel gas masuk (Q3a) 

Temperature fuel gas masuk dapur

= 32 oC = 89,6 oF



Temperature basis

= 32 oF



∆T

= (89,6 – 32) oF = 57,6 oF



Ws dalam berat(M3)

= 11822,79 lb/jam

Tabel 3.1 Tabel Analisa Perhitungan Panas Flue Gas

C3H8

44

1,73

0,7612

359,11

0,3982

F Panas Sensible F=DxEx∆T 8236,661

I-C4H10

58

0,39

0,2262

106,71

0,3979

2445,690

I-C5H12 CO2 N2

72 44 28

0,22 25,3 0,25

0,1584 11,1276 0,07

74,72 5249,42 33,02

0,3972 0,2105 0,2483

1709,497 63643,0752

CH4 C2H6 n-C4H10 n-C5H12

16 30 58 72

67,8 3,05 0,53 0,18

10,84 0,915 0,3071 0,1296

5114,08 431,67 145,02 61,64

0,5318 0,4183 0,4004 0,398

156,652 10,4 3344,6020 1401,622

C6H14

86

0,61

0,5246

247,49

0,3966

5653,701

100

25,06

11822,38

Komponen

Total



58

A

B

C

D

BM

%mol

C=AxB Lb/lbmol

Berat lb

E Cp BTU/lb o

F

472,254

87074,1542

Maka panas sensible fuel gas (Q3a) = 87074,1542 BTU/Jam JURUSAN TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” YOGYAKARTA

Laporan Kerja Praktek Industri PPSDM Migas, Cepu



Keterangan : o A= berat molekul o B= Kandungan komponen molekul o C= AxB (Lb/lbmol) o D= Berat Komponen (Lb) o E= Harga Cp Komponen (BTU/lb oF) o F= Panas sensibel komponen (BTU/jam)

3. Panas Udara Pembakaran Tabel 3.2 .Data Komposisi Flue gas Komponen CO2 O2 N2

BM Komposisi (%) 44 10,25 32 7,26 28 82,49 (Sumber : analisis orsat, Nelson)

Berdasarkan sumber lab. Kilang didapatkan kandungan C dalam fuel oil sebesar 0,8. Dengan demikian kandungan H dalam fuel oil sebesar: H

= 1- C = 1- 0,8 = 0,2

Dimana, dalam 1 kg fuel oil terdapat 0,8 kg C dan dan 0,2 kg H. Menentukan massa dan mol masing-masing komponen mC

= mFO × C = 9122,728 lb/day x 0,8 = 7298,22 lb/day

59

JURUSAN TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” YOGYAKARTA

Laporan Kerja Praktek Industri PPSDM Migas, Cepu nC

= mC / BM = 7298,22 lb/day / 12 lb/lbmol = 608,185lbmol/day

mH

= mFO − mC = 1824,378 lb/day

nH

= mH / BM = 1824,378 lb/day / 2 lb/lbmol = 912,189 lbmol/Iday

Menghitung N2 dan O2 yang masuk nN2

= (nC × % N2) / % CO2 = (608,126 x 0,8249) / 0,1025 = 4894,0793 lbmol/day

nO2

= (nC × % O2) / %CO2 = (608,126x 0,0726) / 0,1025 = 430,7312 lbmol/day

Menghitung kelebihan Udara dan Udara pembakaran Dalam udara bebas ratio N2 : O2 adalah 79 : 21 (%-mol) Sehingga kelebihan O2 yang masuk sebanyak : O2 berlebih = (21× nN2)/79 = (21 × 4894,0793 lbmol/day) / 79 = 1300,9577 lbmol/day O2 pembakaran

= (nO2 × %CO2)/ % O2 = (430,7312 × 0,1025)/ 0,0726 = 608,126 lbmol/day

Diasumsikan tidak ada CO terbentuk

60

JURUSAN TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” YOGYAKARTA

Laporan Kerja Praktek Industri PPSDM Migas, Cepu H2O terbentuk

= 0,5 × nH = 0,5 × 912,189 lbmol/day = 456,0945 lbmol/day

Σ O2 pembakaran

= O2 pembakaran + H2O terbentuk = 608,126 lbmol/day + 456,0945 lbmol/day = 1064,2205 lbmol/day

Excess air

= =

𝑂2 𝑏𝑒𝑟𝑙𝑒𝑏𝑖ℎ− Σ𝑂2 𝑝𝑒𝑚𝑏𝑎𝑘𝑎𝑟𝑎𝑛 Σ𝑂2 𝑝𝑒𝑚𝑏𝑎𝑘𝑎𝑟𝑎𝑛 1300,9577 − 1064,2205

1064,2205

× 100%

× 100%

= 22,24% Σ Udara berlebih

= (100× nN2)/79 = (100 × 4894,0793 lbmol/day) / 79 = 6195,0371 lbmol/day

Σ udara pembakaran

= udara berlebih +(excess air) = 6195,0371 +(0,2225 x 6195,0371) lbmol/day = 7572,8133 lbmol/day

Berat molekul rata-rata flue gas adalah 30 lb/lbmol Massa udara pembakaran

= Σ udara pembakaran × BM = 7572,8133 lbmol/day × 30 lb/lbmol = 227184,4 lb/day

Menghitung panas udara pembakaran Diperoleh dari Kern Fig 3 Cp Udara sebesar Q3b

= 0,25 BTU/lb oF = massa udara pembakaran × 𝐶𝑝 × ΔT = 227184,4 lb/day × 0,25 BTU/lb oF × (89,6 - 32) oF = 3271455,36 BTU/day ×

1 𝑑𝑎𝑦 24 ℎ𝑜𝑢𝑟𝑠

= 136310,64 BTU/h

61

JURUSAN TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” YOGYAKARTA

Laporan Kerja Praktek Industri PPSDM Migas, Cepu

4. Panas Crude Oil masuk Diasumsikan crude oil masuk dalam keaadan liquid (Cair) Massa crude oil masuk (M2)= flowrate crude oil . densitas crude oil = 153 m3/day × 836 kg/ m3 = 127718 Kg/day = 281569,992 lb/day ×

1 𝑑𝑎𝑦 24 𝑗𝑎𝑚

= 11732,1 lb/jam

Dengan K-UOP = 10,7251 didapatkan dari fig. 5-1 Nelson correction factor

= 0,9

Heat Content Crude oil masuk

= 130 BTU/lb

Heat Content crude oil masuk sebenarnya = 130 BTU/lb × 0,9 = 117 BTU/lb Q2

= massa crude oil masuk × heat content crude oil = 11732,1 lb/jam × 117 BTU/lb = 1372653,7 BTU/jam

5. Panas Crude Oil Keluar Total massa crude oil keluar sama dengan massa crude oil masuk Massa crude oil keluar (M5) = 11732,1 lb/jam =281568 lb/day Dengan K-UOP = 10,7251 didapatkan dari fig. 5-1 Nelson correction factor = 0,93 Heat Content Crude oil keluar

= 170 BTU/lb

Heat Content crude oil keluar sebenarnya = 170 BTU/lb × 0,93 = 158,1 BTU/lb Q5

= massa crude oil keluar × heat content crude oil = 11732,1 lb/jam × 158,1 BTU/lb = 1854842 BTU/jam

62

JURUSAN TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” YOGYAKARTA

Laporan Kerja Praktek Industri PPSDM Migas, Cepu

6. Panas Udara Terbuang (flue gas) Menghitung total gas buangan kering Σ ngas = nC + nH + nN + nO = (608,126+ 912,189+ 4894,0793+ 430,7312) lbmol/day = 6845,1255lbmol/day ×

1 𝑑𝑎𝑦 24 ℎ𝑜𝑢𝑟𝑠

= 285,2135 lbmol/h Σ m4= 285,2135 lbmol/h × 30 lb/lbmol M4 = 8556,4068 lb/h =8556,4068 lb/h x 24 h/day =205353,7632 lb/day Dari fig. 14-1 Nelson, Cp udara keluar stack =2000 BTU/lbmol Q4

= Σ ngas × Cp udara keluar stack = 285,2135 lbmol/jam × 2000 BTU/lbmol = 570427 BTU/jam

7. Panas Terbuang Lewat Dinding Panas hilang lewat dinding dapur dipengaruhi adanya panas konduksi dari dinding refractory (batu tahan api) W.L. Nelson dalam bukunya Petrolium Refinery Engineering edisi 4 hal 614, panas yang hilang lewat dinding dapur sekitar 2-3% dari panas radiasi (panas masuk). Q6 = 2 % dari panas masuk furnace Q6 = 2% x 9260265,436 BTU/jam Q6 = 185205,3087 BTU/jam

63

JURUSAN TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” YOGYAKARTA

Laporan Kerja Praktek Industri PPSDM Migas, Cepu

3.6.2. Mass Balance Tabel 3.2. Data Thernal Balance Panas Masuk (lb/day)

Panas Keluar (lb/day)

M1

9122,728

M4

205353,7632

M2

281569,992

M5

281569,992

M3

23747,01

Total

546184,792

Total

486923,7552

3.6.3. Thermal Balance Tabel 3.3. Data Thernal Balance Panas Masuk (BTU/jam)

Panas Keluar (BTU/jam)

Q1a

7184187,9

Q5

1854842

Q1b

480039,042

Q4

570427

Q2

1372653,7

Q3a

87074,1542

Q6

185205,3087

Q3b

136310,64

Total

9260265,436

Total

2610474,309

3.6.3. Menghitung Efisiensi Furnace Efisiensi furnace

= =

panas masuk−panas keluar panas masuk 𝑓𝑢𝑟𝑛𝑎𝑐𝑒 (𝟗𝟐𝟔𝟎𝟐𝟔𝟓,𝟒𝟑𝟔)−(𝟐𝟔𝟏𝟎𝟒𝟕𝟒,𝟑𝟎𝟗) (𝟗𝟐𝟔𝟎𝟐𝟔𝟓,𝟒𝟑𝟔)

x 100%

x 100%

= 0,71809 x 100% = 71,809 %

64

JURUSAN TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” YOGYAKARTA

Laporan Kerja Praktek Industri PPSDM Migas, Cepu

3.6.4. Pembahasan Hasil Evaluasi Pada pengolahan minyak bumi diperlukan peralatan untuk memanaskan crude oil terlebih dahulu sebelum memasuki kolom fraksinasi. Furnace merupakan salah sastu alat yang dibutuuhkan untuk menunjang proses tersebut, dimana suumber panasnya berasal dari fuel oil, fuel gas dan steam. Tujuan pemanasan pada furnace adalah agar didapatkan suhu yang sesuai dengan kondisi operasi selanjutnya. Sistem perpindaha panas yang terjadi pada furnace terdiri dari perpindahan panas secara konduksi, konveksi dan radiasi. Pada perppindahan panas radiasi, terjadi karena adanya energi panas yang dihasilkan oleh pembakaran bahan bakar pada burner yang kemudian diterima secara langsung oleh dinding luar tube furnace tanpa adanya media penghantar. Sedangkan pada perpindahan panas konduksi, terjadi karena adanya panas yang ditransfer dari dinding luar tube furnace ke dinding bagian dalam tube tersebut. Yang terakhir merupakan perpindahan panas konveksi, dimana adanya perpindahan panas dari dinding bagian dalam tube ke crude oil yang ada di dalam tube furnace tersebut. Berdasarkan perpindahan panas tersebut, maka efisiensi furnace dapat dihitung sebagai indikasi layak atau tidaknya furnace tersebut untuk dioperasikan. Operasi furnace dapat dikatakan efisien, apabia sistem penyalaan api burner baik, reaksi pembakaran berlangsung sempurna, panas pembakaran dari fuel oil dan fuel gas dapat tersalurkan dengan baik pada cairan yang dipanaskan, permukaan tube furnace bersih, serta dapat memperkecil panas yang hilang baik melalui stack maupun dinding furnace. Perhitungan efisiensi ini juga dapat dijadikan sebagai acuan bagi

65

JURUSAN TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” YOGYAKARTA

Laporan Kerja Praktek Industri PPSDM Migas, Cepu PPSDM MIGAS Cepu untuk melakukan maintenance terhadap furnace tersebut. Furnace bila telah dioperasikan dalam jangka waktu tertentu maka akan mengalami penurunan efisiensi. Hal ini bisa disebabkan oleh terbentuknya kerak, korosi, kebocoran, maupun jumlah panas yang terbuang melalui dinding alat ataupun gas buang. Berdasarkan perhitungan, didapatkan efisiensi furnace-01 PPSDM Migas sebesar 71,809 %. Secara teoritis, furnace baru atau dalam artian furnace yang baru diproduksi memiliki efisiensi 75-80% dan untuk furnace lama ( furnace dengan umur > 30 tahun) sebesar 65-70% sehingga dapat disimpulkan bahwa alat tersebut layak untuk dioperasikan. Beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam meningkatkan efisiensi furnace yaitu: 1. Mengurangi jumlah excess air yang masuk ke dalam furnace, hal ini dikarenakan semakin banyak excess air yang masuk maka panas yang dikeluarkan atau yang terbuang melalui cerobong semakin besar, sehingga efisiensi furnace akan mengalami penurunan. 2. Melakukan maintenance secara berkala, hal ini perlu dilakukan untuk menjaga agar tidak ada kebocoran yang mampu membuat panas hilang ke lingkungan menjadi besar. 3. Menjaga suhu keluaran crude oil tidak lebih dari 350oC, hal ini diperlukan agar tidak terjadi timbulnya kerak pada tube crude oil. Kerak yang timbul pada tube dapat menyebabkan perpindahan panas tidak merata sehingga crude oil tidak dapat dipanaskan dengan sempurna. Selain itu kerak dapat mengakibatkan hotspot yaitu pemanasan pada satu titik. Jika hotspot dibiarkan akan mengakibatkan pecahnya tube.

66

JURUSAN TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” YOGYAKARTA

Laporan Kerja Praktek Industri PPSDM Migas, Cepu 4. Menjaga kapasitas crude oil masuk sesuai dengan spesifikasinya. Jika crude oil dibiarkan masuk dengan kapasitas kurang dari spesifikasinya maka akan menyebabkan panas yang tidak merata hal ini tentu juga berbahaya karena dapat menyebabkan tube menjadi pecah.

67

JURUSAN TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” YOGYAKARTA

Laporan Kerja Praktek Industri PPSDM Migas, Cepu

BAB IV PENUTUP 4.1 KESIMPULAN Berdasarkan pengamatan yang telah dilakukan selama kerja praktik di Pusat Pengembangan Sumber Daya Mineral Minyak dan Gas Bumi, maka dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut : 1. PPSDM MIGAS Cepu memiliki 6 furnace yaitu 2 furnace tipe vertikal silinder dan 4 tipe box, namun yang dioperasikan hanyalah 2 furnace tipe box. 2. Dari hasil perhitungan didapatkan efisiensi furnace sebesar 71,809 %

4.2 SARAN 1. Dari hasil evaluasi efisiensi furnace 01 diperlukan perawatan secara berkala untuk menjaga performa furnace tersebut. 2. Perlu memperhatikan kondisi operasi pada furnace-01 yang belum memenuhi syarat agar perpindahan panas lebih optimal. 3. Mengurangi suhu yang merambat pada dinding dan mengurangi excess udara pembakaran untuk meningkatkan efisiensi furnace-01

68

JURUSAN TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” YOGYAKARTA

Laporan Kerja Praktek Industri PPSDM Migas, Cepu

DAFTAR PUSTAKA Anonim. 2017. Perhitungan Efisiensi Furnace. Hakim, A. 2013. Laporan Tugas Akhir: Evaluasi Kinerja Furnace F-83-001 dan F83-002 pada Unit Crude Distiller III PT. Pertamina Refinery Unit III Plaju. Jurusan Teknik Kimia. Politeknik Negeri Sriwijaya. Hardjono, A. 2006. Teknologi Minyak Bumi. Universitas Gajah Mada : Yogyakarta Kern, D.Q.1965. Process Heat Transfer. Mc.Graw Hill : New York. Lower and Higher Heating Values of Gas, Liquid and Solid Fuels,2011. https://www.researchgate.net/profile/Giuma_Fellah2/post/What_are_the_proper ties_of_the_crude_oil_used_as_fuel_in_GE_gas_turbine/attachment/59d636edc 49f478072ea483e/AS%3A273679991148558%401442261803109/download/L ower_and_Higher_Heating_Values_of_Gas_Liquid_and_Solid_Fuels.pdf

(diakses pada 13 February 2019 ). : Mullinger, P and B.Jenkins . 2008. Idustrial and Process Furnace Elsavier : Burlington, USA Maxwell, W.L. 1950.Data Book on Hydrocarbon. D Van Nostrand Company Inc. : Canada Nelson, W.L.1936.Petroleum Refinery Engineering. New York : Mc.Graw Hill. Perry, Robert H. Perry’s Chemical Engineer’s Handbook, 6th ed. Mc Graw Hill Book Co. : New York Trambouze, Pierre. 2000. Petroleum Refining 4, Materials and Equipment, IFP : France Yuliani.HR. 2011. “Evaluasi Kinerja Furnace PPT MIGAS CEPU”. Prosiding Seminar Nasional Teknik Kimia "Kejuangan" : Yogyakarta

69

JURUSAN TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” YOGYAKARTA

Laporan Kerja Praktek Industri PPSDM Migas, Cepu

LAMPIRAN

70

JURUSAN TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” YOGYAKARTA

A. Data Kondisi Operasi dan Data Lapangan

B. Data Literatur