View
217
Download
0
Category
Preview:
Citation preview
8/19/2019 Pengamatan Operasi Heat Exchanger 04 Dan
1/68
PENGAMATAN OPERASI HEAT EXCHANGER
04 dan 05 DI KILANG PUSDIKLAT MIGAS CEPU
KERTAS KERJA WAJIB
Oleh :
Nama Mahasiswa : Luluk Sidomukti
NIM : 3113100 /U
Program Studi : Teknik Pengolahan Minyak danGas
Konsentrasi : Refinery
Diploma : I ( Satu )
KEMENTERIAN ENERGI DAN SUMBER DAYA MINERALBADAN PENDIDIKAN DAN PELATIHAN ENERGI DAN SUMBER DAYA MINERAL
SEKOLAH TINGGI ENERGI DAN MINERAL AkamigasSTEM Akamigas
Cepu, Juli 2014
8/19/2019 Pengamatan Operasi Heat Exchanger 04 Dan
2/68
PEMBIMBING PRAKTIK KERJA LAPANGAN
Mengetahui: Menyetujui :
Ka. Sub Bidang Kilang dan Utilitas Pembimbing Praktik Kerja Lapangan
Prasudjyana Gamarlap Seputra, S.T., M.T. Jatmiko, Amd
NIP. 196803031987031001 NIP.19690818 199103 1002
8/19/2019 Pengamatan Operasi Heat Exchanger 04 Dan
3/68
Judul : Pengamatan Operasi Heat Exchanger 04 dan 05 Di
Kilang Pusdiklat Migas Cepu
Nama Mahasiswa : Luluk Sidomukti
NIM : 3113100 / U
Program Studi : Teknik Pengolahan Minyak dan Gas
Konsentrasi : Refinery
Diploma : I (Satu)
Menyetujui,Pembimbing Kertas Kerja Wajib
Ir. Sri Lestari, M.T.
NIP :19580202 199303 2001
Mengetahui,Ketua Program Studi
Ir. Risayekti Hermadi, M.T. NIP. 195003051983032002
8/19/2019 Pengamatan Operasi Heat Exchanger 04 Dan
4/68
i
KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Allah SWT atas nikmat dan karunia-Nya, sehingga penulis dapat menyusun dan menyelesaikan Kertas Kerja Wajib yang berjudul“Pengamatan Operasi Heat Exchanger 04 dan 05 di Kilang Pusdiklat MigasCepu”
Penulisan Kertas Kerja Wajib ini merupakan salah satu syarat kelulusan dalammengikuti program pendidikan berkelanjutan di STEM Akamigas tahun akademik2013 – 2014.
Sebagai bahan penyusunan Kertas Kerja Wajib ini, penulis telah melaksanakan praktek kerja lapangan di kilang Pusdiklat Migas Cepu mulai dari tanggal 5 Meisampai tanggal 23 Mei 2014.
Kertas Kerja Wajib ini tidak dapat terselesaikan tanpa bantuan, serta bimbingan dari berbagai pihak.Untuk itu, pada kesempatan ini penulis mengucapkanterima kasih kepada:
1. Bapak Ir. Toegas S. Sugiarto selaku direktur STEM Akamigas2. Ibu Ir. Hj. Risayekti Hermadi, M.T. selaku ketua program studi Teknik
Pengolahan Minyak dan Gas STEM Akamigas3. Ibu Ir. Sri Lestari, M.T. selaku pembimbing penyusun Kertas Kerja Wajib4. Bapak Prasudjyana Gamarlap Seputra, S.T., M.T. selaku kepala sub bidang
Kilang dan Utilitas5. Bapak Jatmiko, Amd selaku pembimbing lapangan6. Bapak dan Ibu Dosen STEM Akamigas7. Keluarga tercinta yang senantiasa member motivasi dan semangat kepada
penulis serta teman-teman di jurusan Refinery I – Umum STEM Akamigasdan semua pihak yang telah memberikan bantuan, dukungan serta
bimbingan selama pembelajaran, praktek kerja lapangan, hingga penyusunanKertas Kerja Wajib ini sampai selesai.Semoga Kertas Kerja Wajib ini dapat bermanfaat.
Cepu, Juli 2014
Penulis
Luluk Sidomukti NIM : 3113100
8/19/2019 Pengamatan Operasi Heat Exchanger 04 Dan
5/68
ii
INTISARI
Unit Distilasi Kilang Pusdiklat Migas Cepu merupakan unit distilasi atmosferikyang mengolah minyak mentah dari Kawengan, Ledok, Nglobo dan sekitarnyamenjadi produk – produk jadi seperti : Pertasol (CA, CB, CC), Solar, dan Residu .Didalam proses distilasi atmosferik, umpan atau crude oil yang akan masuk dalamkolom distilasi harus memenuhi beberapa persyaratan yang salah satunya adalahcrude oil harus mendapatkan pemanasan untuk mencapai temperatur tertentu,sehingga dapat meringankan beban furnace dalam memanaskan crude oil agar fraksiringan dalam crude oil lebih cepat menguap.
Didalam proses pemanasan awal ini digunakan beberapa peralatan heat
exchanger yang diantaranya yaitu HE 04 dan HE 05 yang digunakan untukmemanaskan minyak mentah ( crude oil ) dengan media pemanas residu yang keluardari bottom C-5 ( residu stripper ).
Berdasarkan standard TEMA, HE 04 dan HE 05 merupakan tipe BES dengan jenis shell and tube yang memiliki tipe shell one pass dan tube one pass. Untuk HE04 memiliki panjang shell 3.017 mm (9,898 ft) dengan jumlah tube 336 buah.Sedangkan untuk HE 05 panjang shell adalah 3397 mm (11,145 ft) dengan jumlahtube 400 buah.
Pada HE 04 dan HE 05, flow rate crude oil berkisar 334.103 liter/day dan flowrate residunya yaitu ± 94,2144 liter/day. Temperatur inlet tube (crude oil) pada HE04 sekitar 72,4°C dan temperatur outletnya 97°C dengan temperatur bagian shellinlet (residu) berkisar 142,8°C dan temperature shell outletnya ± 109,2°C.Temperatur inlet tube (crude oil) HE 05 sekitar 97°C dan outletnya± 128,2°C.Sedangkan bagian shell side pada HE 05 memiliki temperatur inlet ± 225,6°C dantemperatur outletnya sekitar 143°C.
8/19/2019 Pengamatan Operasi Heat Exchanger 04 Dan
6/68
8/19/2019 Pengamatan Operasi Heat Exchanger 04 Dan
7/68
iv
4.3.2 Prosedur Shut Down ............... .................. ................ .................. .................. ......... 31 4.4 Pengamatan Heat Exchanger 04 dan 05 ........................................................................ 33
4.4.1
Spesifikasi HE 04 dan 05 ..................................................................................... 33
4.4.2 Kondisi Desain dan Kondisi Operasi HE 04 dan 05 ............................................ 34 4.5 Gangguan pada Heat Exchanger 04 dan 05 dan cara mengatasi ............... ................... .. 37
4.5.1 Permasalahan Operasi Heat Exchanger 04 dan 05 .............................................. 37 4.5.2 Permasalahan Peralatan Heat Exchanger 04 dan 05 ............... .................. ........... 38
4.6 Keselamatan Kerja dan Lindungan Lingkungan ............................................................ 39 4.6.1 Keselamatan Kerja ............................................................................................... 39 4.6.2 Lindungan Lingkungan ........................................................................................ 41
V. PENUTUP ........................................................................................................................ 43 5.1 Simpulan ........................................................................................................................ 43 5.2 Saran ................................................................................................................................ 43 DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................................... 45
LAMPIRAN
8/19/2019 Pengamatan Operasi Heat Exchanger 04 Dan
8/68
v
DAFTAR TABEL
HalamanTabel 4.1 Data spesifikasi HE 04 dan HE 05 .......................................................... 33Tabel 4.2 Kondisi desain HE 04 dan HE 05 ........................................................... 34Tabel 4.3 Kondisi operasi HE 04 ............................................................................ 35Tabel 4.4 Kondisi operasi HE 05 ............................................................................ 36
8/19/2019 Pengamatan Operasi Heat Exchanger 04 Dan
9/68
vi
DAFTAR GAMBAR
HalamanGambar 3.4 Bagian-bagian Shell and Tube Heat Exchanger ................................. 19
8/19/2019 Pengamatan Operasi Heat Exchanger 04 Dan
10/68
vii
DAFTAR LAMPIRAN
1. Lampiran 1 Struktur Organisasi Pusdiklat Migas Cepu2. Lampiran 2 Struktur Organisasi Sub Bidang Kilang dan Utilitas3. Lampiran 3 Jenis-jenis Heat Exchanger Menurut Konstruksinya4. Lampiran 4 Jenis-jenis Heat Exchanger Menurut Fungsinya5. Lampiran 5 Jenis-jenis Heat Exchanger Menurut Arah Alirannya6. Lampiran 6 Heat Exchanger Berdasarkan TEMA7. Lampiran 7 Bagian – Bagian Shell and Tube Heat Exchanger 8. Lampiran 8 Susunan Tube didalam Heat Exchanger 9. Lampiran 9 Macam – Macam Baffle
10. Lampiran 10 Aliran Proses di Kilang Pusdiklat Migas Cepu11. Lampiran 11 Aliran Proses Heat Exchanger 04 dan 0512. Lampiran 12 Fasilitas Penunjang Heat Exchanger 04 dan 0513. Lampiran 13 Tata Letak Fasilitas Penunjang Heat Exchanger 04 dan 05
8/19/2019 Pengamatan Operasi Heat Exchanger 04 Dan
11/68
1
I. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Dalam proses pengolahan minyak dan gas bumi, Heat Exchanger (HE)
merupakan salah satu alat pengolahan migas yang mempunyai peranan penting. HE
digunakan untuk pemanasan awal (pre heater) minyak mentah sebelum dipanaskan
lebih lanjut didapur ( furnace ) dan dapat juga digunakan untuk mendinginkan produk
sebelum ditampung di tangki.
HE sebagai pre heater di kilang Pusdiklat Migas Cepu terdapat 5(lima) buah
yaitu: HE 01, HE 02, HE 03, HE 04 dan HE 05. Heat Exchanger 04 dan 05 yang
dipasang secara vertikal dan seri digunakan sebagai pemanas awal minyak mentah
dengan pemanasnya adalah produk yang keluar dari bottom C-5 ( residu stripper )
yaitu residu, kemudian minyak mentah dipanaskan lebih lanjut di dalam dapur
( furnace ). Dengan demikian Heat Exchanger dapat mengurangi beban furnace dan
menghemat pemakaian bahan bakar.
Karena pentingnya peranan Heat Exchanger pada proses pengolahan di kilang
Pusdiklat Migas Cepu, maka dalam penulisan Kertas Kerja Wajib (KKW)ini, penulis
mengambil judul “Pengamatan Operasi Heat Exchanger 04 dan 05 di Kilang
Pusdiklat Migas Cepu”.
8/19/2019 Pengamatan Operasi Heat Exchanger 04 Dan
12/68
8/19/2019 Pengamatan Operasi Heat Exchanger 04 Dan
13/68
3
BAB II : Orientasi umum yang meliputi sejarah singkat kilang Pusdiklat Migas
Cepu, struktur organisasi, tugas dan fungsi, serta sarana dan fasilitas
penunjangnya.
BAB III :Tinjauan pustaka yang meliputi teori dasar mengenai Heat Exchanger .
BAB IV : Pembahasan yang meliputi analisa aliran proses, fasilitas penunjang,
prosedur pengoperasian, pengamatan kondisi operasi, gangguan –
gangguan serta keselamatan kerja dan lindungan lingkungan dari Heat
Exchanger 04 dan 05 di kilang Pusdiklat Migas Cepu.
BAB V : Penutup yang meliputi kesimpulan dan saran.
8/19/2019 Pengamatan Operasi Heat Exchanger 04 Dan
14/68
4
II. ORIENTASI UMUM
2.1 Sejarah Singkat Kilang Pusdiklat Migas Cepu
Pusdiklat Migas terletak diperbatasan Jawa Tengah dan Jawa Timur, didekat
aliran Bengawan Solo, masuk wilayah kecamatan Cepu kabupaten Blora propinsi
Jawa Tengah dengan luas ± 120 Ha.
Pusdiklat Migas berfungsi sebagai tempat pendidikan dan pelatihan di bidang
minyak dan gas bumi yang salah satu fasilitasnya adalah kilang pengolahan minyak
yang dibangun pada zaman penjajahan Belanda.
Penemuan sumber minyak pertama kali di daerah Cepu sekitar tahun 1893 oleh
Adrian Stoop seorang ahli Geologi dari Belanda. Kemudian pada tahun 1894 DPM
( Dordtsche Petroleum Maatschappij ) membangun kilang Cepu dan
mengoperasikannya.
Dalam perkembangan sejarah kilang Cepu sebelum menjadi Pusdiklat Migas,
kilang tersebut dikelola oleh beberapa instansi atau perusahaan antara lain yaitu :
1) DPM ( Dordtsche Petroleum Maatschappij ) tahun 1894
2) BPM ( Bataafsche petroleum Maatschappij ) tahun 1911 – 1942
3) Jepang tahun 1942 – 1945
4) Perusahaan Tambang Minyak Nasional (PTMN) tahun 1948
5) Administrasi Sumber Minyak (ASM) tahun 1950
6) PTMRI tahun 1957
7) Tambang minyak Nglobo CA tahun 1957
8/19/2019 Pengamatan Operasi Heat Exchanger 04 Dan
15/68
5
8) PN Permigan tahun 1961
9)
Pusdik Migas tahun 1966 merupakan bagian dari LEMIGAS (Lembaga
Perminyakan dan Gas Bumi) Jakarta
10) PPTMGB “LEMIGAS” (Pusat Pengembangan Teknologi Minyak dan Gas Bumi
“LEMIGAS”) tahun 1978 – 1984
11) PPT MIGAS (Pusat Pengembangan Tenaga Perminyakan dan Gas Bumi) tahun
1984 – 2001
12) Pusdiklat Migas mulai bulan Maret 2001 sampai sekarang.
Pada tanggal 17 Pebruari 1967 didirikan Akamigas (Akademi Minyak dan Gas
Bumi) di Cepu dengan tugas menyelenggarakan pendidikan dengan pola berjenjang
yang dikelola oleh Pusdik Migas.
Pada bulan Maret 2001 Akamigas mulai dikelola oleh Pusdiklat Migas yang
merupakan kelanjutan dari Pusdik Migas. Mulai bulan Januari 2007 PTK Akamigas
STEM berdiri sendiri terpisah dengan Pusdiklat Migas.
2.2 Tugas dan Fungsi
Tugas pokok Pusdiklat Migas Cepu adalah sebagai pelaksana tugas dibidang
pengembangan tenaga perminyakan gas bumi dan panas bumi. Didalam
melaksanakan tugasnya, Pusdiklat Migas Cepu bertanggung jawab langsung kepada
Badan Pendidikan dan Pelatihan Minyak dan Gas Bumi. Adapun fungsi dari
Pusdiklat Migas Cepu antara lain:
8/19/2019 Pengamatan Operasi Heat Exchanger 04 Dan
16/68
6
1) Mengolah minyak mentah dari hasil sumur-sumur Kawengan, Ledok,
Nglobo dan sekitarnya.
2) Sebagai pelaksana teknis dan pusat pengembangan di bidang pendidikan,
pelatihan, penelitian, sertifikasi, dokumentasi dan informasi minyak dan gas
bumi.
3) Membantu ketersediaan kebutuhan BBM untuk wilayah Blora dan
sekitarnya.
Sedangkan Visi dan Misi Pusdiklat Migas Cepu adalah :
1) Visi
Mampu menjadi lembaga diklat yang selalu lebih maju dari yang terdepan
dalam pembangunan tenaga kerja migas yang jujur dan bermoral, untuk
mendukung tercapainya migas bagi kemakmuran rakyat Indonesia.
2) Misi :
Menghasilkan peserta didik yang profesional
Menciptakan sistem sertifikasi bertaraf nasional dan internasional.
Menjamin kepuasan pelanggan dalam pelayanan jasa pendidikan,
pelatihan dan teknologi.
2.3 Struktur Organisasi
Pusdiklat Migas dipimpin oleh Kepala Pusdiklat Migas yang membawahi tiga
bidang dan satu bagian tata usaha dan kelompok jabatan fungsional. Ketiga
8/19/2019 Pengamatan Operasi Heat Exchanger 04 Dan
17/68
7
bidang tersebut membawahi masing – masing sub bidangnya. Untuk lebih jelasnya
dapat dilihat lampiran 1 Struktur Organisasi Pusdiklat Migas Cepu dan lampiran 2
Struktur Organisasi Sub Bidang Kilang dan Utilitas.
2.4 Sarana dan Fasilitas
Kilang Pusdiklat Migas Cepu terdiri dari beberapa proses utama yang
ditunjang oleh unit-unit lainnya, adapun sarana dan prasarana penunjangnya yaitu:
Unit Distilasi.
Unit Perencanaan dan Evaluasi Kilang.
Unit Utilities .
Unit Keselamatan Kerja dan Lindungan Lingkungan
2.4.1 Unit Distilasi
Unit Distilasi Pusdiklat Migas merupakan salah satu jenis unit Distilasi
Atmosferik yaitu unit yang mengolah minyak mentah ( crude oil ) yang berasal
dari lapangan minyak Kawengan, Ledok dan Nglobo menjadi produk jadi yang
sesuai dengan persyaratan dan rancangan unit tersebut. Kapasitas maksimum yang
diolah di kilang Pusdiklat Migas ini adalah 600 kl/hari, tetapi karena
keterbatasan dari crude oil maka kapasitas per harinya yaitu 300kl/hari-350kl/hari.
Adapun produk-produk yang dihasilkan dari unit ini adalah : LAWS 2 (Pertasol
CA), LAWS 3 (Pertasol CB), LAWS 4 (Pertasol CC), Solar dan Residu.
8/19/2019 Pengamatan Operasi Heat Exchanger 04 Dan
18/68
8
Minyak mentah ( crude oil ) yang diolah di kilang Pusdiklat Migas Cepu terdiri
dari dua macam jenis yaitu :
1) HPPO ( High Pour Point Oil ), bersifat parafinis berasal dari sumur Kawengan.
2) LPPO ( Light Pour Point Oil ), bersifat aspaltis berasal dari sumur Ledok,
Nglobo dan Semanggi.
2.4.2 Unit Perencanaan Evaluasi Kilang
Unit Perencanaan dan Evaluasi Kilang dibagi menjadi 2 (dua) sub unit kerja
yaitu :
1) Unit Laboratorium
Laboratorium ini berfungsi untuk mengontrol kualitas bahan baku dan
produk-produk yang dihasilkan unit distilasi agar tetap memenuhi spesifikasi
yang telah ditentukan.Tugas laboratorium ini di bagi menjadi 2(dua) yaitu:
Laboratorium Analisa Minyak.
Menganalisa bahan baku produk ( crude oil ) dan hasil-hasil produk yang
di hasilkan unit distilasi dan wax plant .
Laboratorium Analisa Air.
Analisa ini bertujuan untuk memeriksa kualitas air untuk bahan baku ketel
uap ( boiler ), air pendingin kilang dan air minum.
2) Unit Perencanaan Operasi Kilang.
Unit Perencanaa Operasi Kilang bertugas mengatur dan merencanakan
kondisi operasi dan kegiatan lainnya yang berkaitan dengan proses di kilang.
8/19/2019 Pengamatan Operasi Heat Exchanger 04 Dan
19/68
9
2.4.3 Unit Utilities
Adalah sarana pendukung proses pengolahan minyak yang menyediakan
tenaga listrik, steam, udara bertekanan, air pendingin, dan pendistribusian air
minum. Bagian-bagian utilities meliputi:
1) Power Plant , yaitu berfungsi menyediakan dan menyuplai tenaga listrik untuk
kilang dan utilities .
2) Pengolahan air, yaitu unit pengolah air yang berasal dari Bengawan Solo
melalui beberapa tahapan sehingga air tersebut dapat digunakan untuk
keperluan umpan boiler, air pendingin di kilang, air pemadam dan air
minum.
3) Penyediaan uap air dan udara bertekanan yaitu berfungsi menyediakan
kebutuhan steam sebagai penggerak pompa torak, steam stripping kolom,
atomizing fuel oil furnace , pemanasan minyak berat di tangki dan udara
bertekanan untuk penggerak instrument dan blowing.
2.4.4 Unit Keselamatan Kerja dan Lindungan Lingkungan
Unit ini bertugas untuk menunjang keselamatan kerja di lingkungan Pusdiklat
Migas Cepu dengan melakukan perlindungan terhadap sarana-sarana kerja atau
unsur produksi antara lain manusia, material, dan mesin serta bertindak
langsung bila terjadi kebakaran diluar di bawah komando pimpinan Pusdiklat
Migas serta menjaga kelestarian lingkungan sekitar dari bahaya pencemaran.
8/19/2019 Pengamatan Operasi Heat Exchanger 04 Dan
20/68
10
III. TINJAUAN PUSTAKA
3.1 Pengertian Alat Penukar Panas ( Heat Exchanger )
Heat Exchanger (HE) adalah alat penukar panas yang bekerja dengan
memanfaatkan panas dari suatu fluida untuk dipindahkan ke fluida lain tanpa terjadi
pencampuran antara kedua fluida tersebut. Proses perpindahan panas biasa terjadi
dari fluida cair ke fluida cair atau dari fluida uap ke fluida cair.
Mekanisme perpindahan panas dapat berlangsung dengan 3 cara antara lain :
3.1.1 Perpindahan Panas Secara Konduksi
Merupakan perpindahan panas melalui media penghantar dimana panas
dipindahkan secara perambatan oleh media tersebut. Contoh perpindahan panas ini
yaitu pada alat HE yang didalamnya terdapat fluida yang mempunyai suhu lebih
tinggi yang akan mengalami penurunan suhu, sedangkan fluida yang suhunya lebih
rendah akan mengalami kenaikan suhu.
3.1.2 Perpindahan Panas Secara Konveksi
Merupakan proses perpindahan panas melalui media penghantar molekul-
molekul yang bergerak. Contoh proses perpindahan panas ini yaitu pemanfaatan flue
gas dari hasil pembakaran di furnace dan boiler.
3.1.3 Perpindahan Panas Secara Radiasi
Merupakan perpindahan panas tanpa melalui media penghantar. Contohnya
yaitu panas yang memancar dari sumber panas api kesekelilingnya. Peristiwa ini
dimanfaatkan pada furnace didaerah radiasi.
8/19/2019 Pengamatan Operasi Heat Exchanger 04 Dan
21/68
11
3.2 Klasifikasi Heat Exchanger
Alat penukar panas dapat diklasifikasikan sebagai berikut :
1) Menurut bentuk Kontruksinya
2) Menurut Fungsinya
3) Menurut Arah aliran
3.2.1 Klasifikasi Alat Penukar Panas Menurut Bentuk Konstruksi
Berdasarkan kontruksinya, alat penukar panas antara lain: Shell and tube Heat
Exchanger, Fin fan, Plate, Ketlle, Double Pipe dan Tipe Box (Box Cooler)
3.2.1.1 Shell and Tube Heat Exchanger
Tipe ini melibatkan tube sebagai komponen utamanya. Pipa-pipa tube didesain
berada di dalam sebuah ruang berbentuk silinder yang disebut dengan shell yang
ditata sedemikian rupa sehingga pipa-pipa tube tersebut berada sejajar dengan sumbu
shell . Salah satu fluida mengalir di dalam tube , sedangkan fluida lainnya mengalir di
shell . Perpindahan panas terjadi secara konduksi dan konveksi melalui dinding tube.
Keuntungan jenis ini adalah dapat digunakan dalam banyak aplikasi, mudah dalam
perawatan dan memiliki perbedaan temperatur yang tinggi.
3.2.1.2 Fin Fan
Tipe fin fan terdiri dari sebuah fan atau lebih yang dipasang dalam suatu Heat
transfer section yang berada dalam suatu frame . Heat transfer section tersebut terdiri
dari finned tube . Fluida dialirkan didalam tube dan didinginkan menggunakan fan
yang biasanya berada dibawah finned tube . Keuntungan dari fin fan adalah memilliki
8/19/2019 Pengamatan Operasi Heat Exchanger 04 Dan
22/68
12
struktur konstruksi yang kuat dan sederhana dan mudah pengoperasianya. Namun
dari sisi kekurangan, fin fan sulit dalam pemeliharaanya.
3.2.1.3 Plate
Heat exchanger tipe ini menggunakan plat tipis sebagai komponen utamanya
sehingga memungkinkan lebih banyak kontak yang terjadi untuk mendapatkan heat
transfer rate yang lebih besar. Plat yang digunakan dapat berbentuk polos ataupun
bergelombang sesuai dengan desain yang dikembangkan.
3.2.1.4 Kettle, Tube Berbentuk U
Pada tipe ini tube bundle dapat dilepas sebagai tipe “U”. Bagian shell lebih
besar dimaksudkan untuk memudahkan penguapan fluida yang dipanaskan dan
umumnya fluida pemanas yang dipergunakan adalah uap atau fluida panas lain.
3.2.1.5 Double Pipe
Konstruksinya terdiri dari pipa yang ditempatkan didalam pipa lain yang
berdiameter lebih besar. Jenis ini banyak dipakai untuk pemanasan atau pendinginan
dimana area perpindahan panas yang dibutuhkan relatif kecil. Kelebihan jenis ini
adalah mudah dalam pemasangan dan perawatan, namun relatif mahal untuk area
perpindahan panas yang kecil.
3.2.1.6 Box Cooler
Heat Exchanger jenis biasanya digunakan sebagai cooler. Konstruksinya
terdiri dari pipa berbentuk coil yang dibenamkan didalam box berisi air dingin yang
mengalir ataupun disemprotkan untuk mendinginkan fluida panas didalam pipa.
Perpindahan panas yang dihasilkan relatif kecil.
8/19/2019 Pengamatan Operasi Heat Exchanger 04 Dan
23/68
8/19/2019 Pengamatan Operasi Heat Exchanger 04 Dan
24/68
14
Pipe Coil
Spiral coil
Pipe coil
Box cooler
Air Cooler
media pendingin yang digunakan adalah udara.
3.2.2.3 Condenser
Alat ini berfungsi untuk mengembunkan uap atau campuran uap. Sebagai
media pendingin biasanya digunakan air. Umumnya condenser memiliki tipe shell
and tube dan dapat mempunyai dua tipe yaitu tipe vertical dan tipe horizontal yang
masing-masing mempunyai keuntungan sendiri-sendiri.
Tipe-tipe condenser berdasarkan fungsi:
Partial condenser
Condensor ini memiliki fungsi hanya mengembunkan sebagian dari total uap
yang dihasilkan (kondensat) yang dipakai sebagai reflux . Condensor ini
biasanya dipasang dekat puncak dalam fraksinasi.
Overhead condenser
Condenser ini memerankan 3 hal pada saat bersamaan yakni mendinginkan
uap, mengembunkan uap menjadi cairan, kemudian mendinginkan menjadi
cairan tersebut.
8/19/2019 Pengamatan Operasi Heat Exchanger 04 Dan
25/68
15
Surface condenser
Condenser ini berfungsi untuk mengkondensasikan steam . Kondensasi
dilakukan dengan tekanan vakum dari 1 sampai 1,5 inHg absolute . Untuk
membuat tekanan vakum digunakan ejector .
3.2.2.4 Heater
Alat ini berfungsi untuk memanaskan fluida cair atau uap dengan
menggunakan steam atau air panas dengan memberikan sensible heat .
3.2.2.5 Evaporator
Alat ini berfungsi untuk menguapkan fluida cair dengan menggunakan steam
atau media panas lainnya.
3.2.2.6 Chiller
Alat ini berfungsi untuk mendinginkan fluida pada temperatur rendah. Sebagai media
pendinginnya dapat digunakan air, propane, Freon , ataupun amoniak .
3.2.2.7 Reboiler
Reboiler biasanya dihubungkan dengan dasar kolom fraksinasi atau stripper
untuk melengkapi panas pendidihan yang diperlukan untuk distilasi. Sebagai media
pemanas dapat berupa steam atau fluida panas (misalnya residu). Tipe dari alat ini
adalah tipe ketel dengan tipe shell and tube , dimana shell membesar untuk
memindahkan penguapan.
Macam-macam reboiler:
8/19/2019 Pengamatan Operasi Heat Exchanger 04 Dan
26/68
16
Natural Circulation/thermosiphon reboiler yang proses pendidihannya
diperoleh dengan mempertahankan head yang cukup dari liquid untuk
melengkapi sirkulasi.
Forced circulation reboiler dengan menggunakan pompa untuk mendorong
liquid masuk reboiler.
3.2.2.8 Air Cooled Exchanger (Air Cooler)
Air cooler exchanger digunakan untuk mendinginkan fluida pada suhu ambient
dengan udara. Air Cooler dapat diklasifikasikan sebagai berikut :
Forced draft : bila letak tube pada daerah discharge dari fan.
Induced draft : bila letak tube pada daerah suction dari fan.
Untuk lebih jelasnya dapat dilihat gambar masing-masing konstruksi heat exchanger
pada lampiran 4.
3.2.3 Klasifikasi Alat Penukar Panas Menurut Arah Aliran
1) Co Current Flow
Jika aliran dari kedua fluida yang melakukan perpindahan panas mengalir
dalam satu arah.
2) Counter Current Flow
Jika aliran dari kedua fluida yang melakukan perpindahan panas mengalir
dengan arah yang berlawanan.
8/19/2019 Pengamatan Operasi Heat Exchanger 04 Dan
27/68
17
3) Cross Flow
Jika aliran dari kedua fluida yang melakukan perpindahan panas mengalir
secara bersilangan atau memotong.
Untuk lebih jelasnya dapat dilihat gambar masing-masing konstruksi heat exchanger
pada lampiran 5.
3.3 Penentuan Fluida Yang Masuk Dalam Shell Dan Tube
3.3.1 Fluida Yang Masuk Dalam Tube
1) Jenis zat alir yang kotor dilewatkan tube karena mudah dibersihkan.
2) Zat alir bertekanan tinggi, suhu tinggi, korosif, dan air dilewatkan tube
karena ketahanan korosi dan kekuatan dari diameter tube yang kecil
melebihi shell.
3) Penggantian tube bila mengalami kerusakan lebih mudah dan murahdaripada shell.
3.3.2 Fluida Yang Masuk Dalam Shell
1) Zat alir yang membawa kotoran dan reruntuhan yang akan terkumpul
di shell yang dapat dihilangkan melalui pembuangan pada shell.
2) Zat alir yang mempunyai volume kecil juga dapat dilewatkan shell karena
dapat dipasang baffle.
3) Bila diinginkan pressure drop yang rendah.
8/19/2019 Pengamatan Operasi Heat Exchanger 04 Dan
28/68
18
3.4 Bagian- bagian Shell and Tube Heat Exchanger
Ditinjau dari segi konstruksi, Shell & Tube Heat Exchanger terdiri dari 4
bagian utama yaitu:
1) Bagian depan yang tetap atau Front Head Stationary disebut Stationary
Head.
2) Shell
3) Bagian ujung belakang atau Rear End Head biasa disebut Rear Head .
4) Tubes-bundle.
Menurut standar TEMA, bagian-bagian utama tersebut memiliki jenis-jenis
yang diberi kode dengan menggunakan huruf:
1) Bagian Front End Stationary terdiri dari 5 tipe : A, B, C, N dan D.
2) Shell terdiri dari 7 tipe : E, F, G, H, J, K, dan X.
3) Bagian Rear End terdiri dari 8 tipe yaitu : L, M, N, P, S, T, U dan W.
4) Bagian Shell and Tube terdiri dari 2 jenis yaitu : tubes bundle lurus dan
tubes bundle berbentuk U.
Untuk lebih jelasnya dapat dilihat HE berdasarkan TEMA pada lampiran 6.
8/19/2019 Pengamatan Operasi Heat Exchanger 04 Dan
29/68
Secara umum bag
gambar di bawah ini.
Gambar 3.4
Untuk lebih jelasnya
Exchanger pada lampira
3.4.1 Bonnet
Bonnet berfungsi
terjadinya losses
head dari heat exc
3.4.2 Floating Head C
Floating Head C
pass tube awal
seterusnya.
19
an-bagian Shell and Tube Heat Exchanger dap
Bagian-bagian Shell and Tube Heat Exchan
apat dilihat gambar bagian-bagian Shell an
n 7.
untuk melindungi bagian head cover unt
luida maupun panas dan untuk memperkokoh b
hanger.
ver
ver berfungsi sebagai tempat untuk mengalirk
e pass tube kedua atau pass tube 3 ke pas
t dilihat pada
er
d Tube Heat
k mencegah
agian floating
an fluida dari
s tube 4 dan
8/19/2019 Pengamatan Operasi Heat Exchanger 04 Dan
30/68
20
3.4.3 Floating Tube Sheet
Stasionary Tube Sheet berfungsi menyatukan ujung dari berkas tube pada
bagian floating .
3.4.4 Shell
Shell berfungsi sebagai media mengalirnya fluida yang akan ditukarkan
panasnya serta untuk menahan beban berat, temperatur, dan tekanan fluida.
3.4.5 Tubes
Tubes merupakan pipa-pipa kecil yang dipasang didalam shell yang berfungsi
sebagai media mengalirnya fluida yang akan ditukarkan panasnya serta sebagai
pemisah antara fluida yang ada di dalam shell atau di luar tubes. Macam –
macam susunan tube pada tube sheet antara lain:
Susunan Segitiga ( Triangular Pitch )
Perpindahan panasnya lebih baik dari pada susunan bujur sangkar
( square pitch ) dan dapat dibuat jumlah tube yang lebih banyak sebab
susunannya kompak serta baik untuk fluida fouling . Tetapi
kelemahannya memiliki pressure drop yang terjadi antara menengah ke
atas, serta hanya dapat dibersihkan dengan cara kimia.
Susunan Segitiga Diputar 30° ( Rotated Triangular Pitch )
Pada susunan ini memiliki perpindahan panas yang lebih besar dari
susunan square pitch , tetapi tidak sebesar susunan triangular pitch .
Selain itu dapat digunakan pada fluida fouling . Namun kelemahannya
memiliki pressure drop yang terjadi antara menengah ke atas.
8/19/2019 Pengamatan Operasi Heat Exchanger 04 Dan
31/68
21
Susunan Bujur Sangkar ( Square Pitch )
Susunan ini cocok untuk kondisi yang memerlukan pressure drop
rendah, baik untuk pembersihan luar tube secara mekanik serta cocok
untuk menangani fluida fouling . Namun susunan ini memiliki
perpindahan panas yang relatif rendah.
Susunan Bujur Sangkar Yang Diputar 45° ( Diamond Square Pitch )
Keuntungan dari susunan ini yaitu memiliki perpindahan panas
lebih baik dari susunan square pitch , tetapi tidak sebaik triangular pitch
dan rotated triangular pitch , mudah untuk pembersihan dengan mekanik
serta baik untuk fluida fouling . Sedangkan kerugiannya yaitu memiliki
pressure drop tidak serendah square pitch .
Susunan-susunan tube dalam Heat Exchanger dapat dilihat pada lampiran 8.
3.4.6 Transverse Baffle
Transverse Baffle berfungsi untuk menyangga tubes, menjaga jarak antar
tube , menahan vibrasi yang disebabkan oleh fluida, membuat aliran turbulen di
dalam shell, untuk mengubah arah aliran fluida didalam shell agar perpindahan
panas lebih maksimal dan sebagai pendukung dari berkas tube. Dari segi
konstruksi baffle diklasifikasikan menjadi empat jenis yaitu:
Segmental Baffle Plate
Jenis ini biasa dipergunakan dan dipasang tegak lurus terhadap tube
untuk menyangga tube dan membelokkan arah aliran.
8/19/2019 Pengamatan Operasi Heat Exchanger 04 Dan
32/68
22
Rod Baffle
Merupakan kombinasi baffle plate dan rod yang konstruksinya terbuat
dari rod dan pelat yaitu baffle ring dimana satu dengan yang lain
dipadukan dengan skid bar.
Longitudinal Baffle
Jenis ini dipasang parallel dengan susunan tube . Tetapi biasanya tidak
terpasang sampai sepanjang shell yang bertujuan untuk tempat berlalunya
fluida untuk memperbanyak jumlah pass pada shell side agar
perpindahan panas lebih baik.
Impingement Baffle
Jenis ini biasa dipasang disaluran masuk fluida dalam shell sehingga
secara langsung akan mengenai fluida masuk untuk mencegah partikel
padat keluar serta mencegah kecepatan tinggi aliran fluida masuk dalam
shell . Selain itu untuk mendistribusikan aliran fluida kesekeliling tube
bundle .
Untuk lebih jelasnya dapat dilihat gambar macam – macam baffle pada
lampiran 9.
3.4.7 Shell Inlet Nozzle
Shell Inlet Nozzle berfungsi sebagai tempat masuknya fluida ke dalam shell.
8/19/2019 Pengamatan Operasi Heat Exchanger 04 Dan
33/68
23
3.4.8 Stasionary Tube Sheet
Stasionary Tube Sheet berfungsi menyatukan ujung dari berkas tube pada
bagian stasionary.
3.4.9 Tube Side Outlet Nozzle
Tube Side Outlet Nozzle berfungsi sebagai tempat keluarnya fluida dari dalam
tubes.
3.4.10 Channel Head
Channel Head berfungsi sebagai tempat mengalirkan fluida masuk ke dalam
tubes dan mengalirkan fluida dari dalam tubes untuk keluar melalui Tube
Outlet Nozzle.
3.4.11 Channel Cover
Channel Cover berfungsi untuk melindungi bagian channel head agar tidak
terjadi losses yang berlebihan dan untuk memperkokoh bagian channel head
dari heat exchanger .
3.4.12 Tube Side Pass Partition
Tube Side Pass Partition berfungsi untuk mengatur aliran fluida masuk ke
dalam tube agar mengalir menjadi beberapa pass serta sebagai pemisah fluida
yang masuk dan fluida yang keluar.
3.4.13 Tube Side Inlet Nozzle
Tube Side Inlet Nozzle berfungsi sebagai tempat masuknya fluida ke dalam
tubes
.
8/19/2019 Pengamatan Operasi Heat Exchanger 04 Dan
34/68
24
3.4.14 Shell Oulet Nozzle
Shell Outlet Nozzle berfungsi sebagai tempat keluarnya fluida dari dalam shell.
3.4.15 Floating Head Backing Device
Floating Head Backing Device berfungsi untuk memperkokoh bagian floating
head dengan berperan sebagai baut agar tidak mudah goyah.
8/19/2019 Pengamatan Operasi Heat Exchanger 04 Dan
35/68
25
IV. PEMBAHASAN
4.1 Aliran proses Heat Exchanger 04 dan 05
Minyak mentah ( crude oil ) yang berupa campuran crude dari Ledok, Nglobo
dan Kawengan yang ditampung didalam tangki T-101 dan T-102 dipompakan
dengan pompa P-1003 dengan tekanan ± 11 kg/ cm 2 yang selanjutnya akan
dialirkan menuju HE 01, HE 02 dan 03 serta HE 04 dan 05 secara berurutan dengan
heating media yang berbeda-beda.
Crude oil dipompakan menuju ke HE 01 yang diteruskan ke HE 02 dan HE 03
secara berurutan. Crude oil yang berasal dari HE 03 akan dialirkan menuju ke tube
HE 04 dan selanjutnya ke tube HE 05 dengan masing-masing media pemanasnya
residu yang berasal dari bottom C-5 ( residu stripper ) yang dialirkan lewat shell side
HE 04 dan 05, sehingga akan terjadi pertukaran panas dari media pemanas (residu)
dan media yang dipanasi ( crude oil ). Crude oil akan menerima panas dari residu,
sehingga suhunya akan naik outlet temperature crude oil yang keluar dari HE 05
mencapai ± 125°C – 130°C yang selanjutnya akan dialirkan untuk menuju ke
furnace untuk proses pemanasan lebih lanjut.
Crude oil yang sudah diproses didalam furnace akan diteruskan menuju ke
evaporator untuk dipisahkan antara uap dan liquid . Uap akan naik keatas menuju C-1
(kolom fraksinasi), dan liquid akan turun kebawah menuju bottom evaporator dan
diteruskan menuju ke kolom C-5 ( residu stripper ). Dari C-1 akan dipisahkan lagi
8/19/2019 Pengamatan Operasi Heat Exchanger 04 Dan
36/68
26
antara uap dan liquid. Uap akan diteruskan ke C-2 (kolom fraksinasi) yang akan
menghasilkan produk atas Pertasol CA , produk bawah nafta dan produk samping
Pertasol CB. Sedangkan liquid dari C-1 mengalir ke C-4 ( solar stripper ) yang akan
menghasilkan produk solar.
Liquid yang mengalir di C-5 akan diinjeksikan steam untuk mengusir fraksi
ringan yang mungkin masih ada pada fraksi residu. Fraksi ringan yang berasal dari
proses didalam residu stripper akan naik keatas menuju C-1(kolom fraksinasi),
sedangkan produk residu dari bottom C-5 yang memiliki temperatur ± 250°C akan
mengalir menuju ke HE 05 dan diteruskan ke HE 04 lewat shell side untuk menjadi
media pemanas yang digunakan untuk memanaskan crude oil . Selanjutnya residu
akan dialirkan menuju ke box cooler 01 untuk proses pendinginan sampai temperatur
mencapai ± 90°C-100°C sebelum disimpan didalam tangki produk residu T 122/123.
Untuk lebih jelasnya, aliran proses pengolahan minyak di Kilang Pusdiklat Migas
Cepu dapat dilihat pada lampiran 10 dan aliran proses Heat Exchanger 04 dan 05
pada lampiran 11.
4.2 Fasilitas Penunjang Heat Exchanger 04 dan 05
4.2.1 Fasilitas Flushing
Pada Heat Exchanger 04/05, fasilitas ini dipasang pada bagian shell side dan
tube side yang berfungsi untuk :
8/19/2019 Pengamatan Operasi Heat Exchanger 04 Dan
37/68
27
1) Masuknya flushing oil guna membersihkan sisa – sisa minyak yang
terendapkan pada bagian shell dan tube saat terjadi gangguan operasi terutama
kebocoran pada shell dan tube atau terdapatnya fouling pada bagian tube
sehingga terjadi penyempitan aliran.
2) Menurunkan kekentalan pada fluida yang terdapat pada tube ataupun shell
supaya mencegah terjadinya kebuntuan
4.2.2 Fasilitas Drain
Fasilitas ini sangatlah penting dalam menunjang kelancaran pengoperasian heat
exchanger yang berfungsi untuk :
1) Membuang kotoran dan air yang terdapat pada HE
2) Membuang sisa – sisa minyak apabila HE akan dilakukan perbaikan
3) Membuang air pada HE setelah selesai dilakukan hidrotest untuk mengetahui
kebocoran
4) Untuk mengambil sample dalam proses sampling produk
4.2.3 Fasilitas Venting
Venting merupaskan fasilitas yang penting untuk menunjang proses yang
terjadi didalam heat exchanger . Venting itu sendiri digunakan untuk membuang gas
maupun udara yang keluar pada HE bagian tube ataupun shell agar gas atau udara
tersebut tidak terikut dalam crude oil maupun produk.
8/19/2019 Pengamatan Operasi Heat Exchanger 04 Dan
38/68
28
4.2.4 Fasilitas Instalasi
4.2.4.1 Temperature Indicator
Temperature Indicator digunakan untuk mengetahui temperatur fluida
inlet maupun outlet yang dipasang pada bagian tube atau shell agar dapat
dikontrol sesuai dengan kondisi operasi yang diinginkan sehingga HE dapat
beroperasi dengan maksimal.
4.2.4.2 By Pass Heat Exchanger
Fasilitas By Pass ini dipasang pada bagian saluran inlet dan outlet pada
shell side maupun tube side heat exchanger . Fasilitas ini digunakan untuk
memindahkan aliran fluida tanpa melalui HE yang dikarenakan adanya
kebuntuan atau kebocoran pada peralatan HE tersebut. Sehingga, saat
perbaikannya tidak perlu menyetop pengoperasian seluruh unit kilang serta
apabila terjadi kebocoran pada shell side atau tube side , dengan adanya fasilitas
ini dapat mengurangi tekanan fluida yang keluar yang dapat berakibat
kebakaran dan kerusakan yang lebih besar.
4.2.4.3 Block Valve
Block valve pada heat exchanger dipasang pada saluran inlet dan outlet
pada bagian shell dan tube yang berfungsi untuk membuka dan menutup aliran
fluida pada start , operasi maupun saat stop operasi. Block valve ini harus dapat
dioperasikan menutup dan membuka secara baik agar pengoperasian HE dapat
berjalan lancar.
8/19/2019 Pengamatan Operasi Heat Exchanger 04 Dan
39/68
29
4.2.5 Fasilitas Pengaman
Pada peralatan heat exchanger yang ada di kilang Pusdiklat Migas Cepu
dilengkapi dengan alat pengaman yang bertujuan untuk melindungi alat – alat HE
dari kerusakan – kerusakan akibat proses operasi yang tidak normal serta untuk
meminimalisir adanya kecelakaan pada manusia ( operator ). Adapun fasilitas
pengaman tersebut adalah : .
4.2.5.1 Isolasi
Isolasi berfungsi melindungi bagian luar shell untuk mengurangi heat losses
pada heat exchanger agar tidak membahayakan operator pada saat melakukan
pengamatan pada heat exchanger.
Untuk lebih jelasnya, masing – masing fasilitas penunjang HE 04 dan 05 dapat
dilihat pada lampiran 12 dan tata letak fasilitas penunjang HE 04 dan HE 05 pada
lampiran 13.
4.3 Prosedur Pengoperasian Heat Exchange 04 dan 05
Pengoperasian heat exchanger harus selalu mengacu pada Standard Operating
Prosedure (SOP) yang terdiri dari beberapa petunjuk :
4.3.1 Prosedur Start Up
1) Memastikan keadaan HE dalam kondisi baik, setelah dilakukan
perbaikan. Ada penyerahan dari Seksi Pelayanan Teknik kepada Unit
Distilasi. Ada rekomendasi dari Inspeksi.
8/19/2019 Pengamatan Operasi Heat Exchanger 04 Dan
40/68
30
2) Melakukan pemeriksaan pada bagian – bagian dan kelengkapannya.
Apakah sudah terpasang dengan baik dan benar, tidak ada sambungan –
sambungan yang lepas atau kendor.
3) Menutup semua valve atau saluran drain dan venting.
4) Membuka semua valve atau saluran inlet dan outlet crude oil .
Dilanjutkan dengan pengawasan kebocoran, melakukan venting jebakan
udara dan drain air sampai bersih.
5) Memposisikan valve by pass agar dalam keadaan tertutup rapat kecuali
ada maksud tertentu.
6) Membuka valve atau saluran minyak panas (residu) yang dilanjutkan
dengan membuka valve atau saluran inlet secara perlahan – lahan, dan
memposisikan valve by pass dalam keadaan tertutup rapat.
7) Sebelum atau sesudah ada aliran dapat melakukan venting udara atau
drain air selama temperatur operasi dibawah 150°C
8) Mengatur dan mengawasi kondisi operasi :
melakukan pengaturan kondisi operasi agar temperatur outlet crude
oil di HE mencapai temperatur optimal
menjaga agar temperatur outlet residu HE tidak kurang dari 100°C
dan tidak lebih dari 140°C.
melaporkan dan mengawasi kondisi HE
8/19/2019 Pengamatan Operasi Heat Exchanger 04 Dan
41/68
31
menjaga agar tekanan operasi HE tetap normal atau stabil dan tidak
melebihi tekanan operasi yang diijinkan. Tekanan maksimal 6
kg/cm 2
mengawasi kondisi operasi peralatan, terutama pada sambungan –
sambungan atau fitting , drain , venting dan tempat lain yang
dianggap rawan terhadap kebocoran.
9) Melakukan drain air secara rutin atau periodik seperti 2 jam sekali.
4.3.2 Prosedur Shut Down
Secara umum HE dapat stop atau dihentikan karena terkait dengan stop
operasi kilang atau karena adanya gangguan operasi HE dengan cara sebagai berikut:
1) Melakukan stop operasi pada bagian shell yang kondisinya panas atau mungkin
juga memiliki viscositas yang tinggi (kental). Agar proses penghentian proses
HE dapat berjalan aman, harus dilakukan tahap – tahap sebagai berikut :
Mengatur valve inlet agar terjadi penurunan temperatur sampai aman.
Membuka valve by pass agar aliran tidak melewati HE saat kondisi
kilang masih beroperasi.
Pada saat operasi normal , penurunan temperatur di HE terkait langsung
dengan proses sirkulasi panas atau dingin.
Menutup valve inlet pada bagian shell.
Melakukan flushing solar pada HE yang fluida panasnya residu.
8/19/2019 Pengamatan Operasi Heat Exchanger 04 Dan
42/68
32
Melakukan flushing secara perlahan – lahan agar tidak terjadi ekspansi
berlebihan untuk menghindari kebocoran. Memastikan minyak didalam shell sudah encer dan tidak mengakibatkan
kebuntuan dengan cara mengambil sample dengan drain dan memeriksa
pour pointnya.
Menutup valve inlet pada bagian shell dan membersihkan minyak
dibagian shell dengan membuka valve venting dan drain untuk
selanjutnya dilakukan perbaikan.
2) Melakukan stop operasi pada bagian tube karena kondisi operasi atau
temperatur tidak terlalu tinggi atau encer ( viskositas rendah) dapat dilakukan
dengan tahap sebagai berikut :
Menutup valve inlet atau outlet crude oil.
Melakukan pembersihan minyak pada bagian tube dengan membuka
valve venting dan drain untuk dilakukan perbaikan.
3) Membersihkan lokasi sekitar HE
Untuk ceceran-ceceran minyak yang ada disekitar HE harus dibersihkan agar
terhindar dari bahaya-bahaya yang mungkin terjadi seperti kebakaran dan lain
sebagainya. Selain itu, saluran pembuangan seperti saluran untuk air drain
harus dipastikan tidak buntu dan dalam keadaan yang baik-baik saja.
8/19/2019 Pengamatan Operasi Heat Exchanger 04 Dan
43/68
33
4.4 Pengamatan Heat Exchanger 04 dan 05
4.4.1 Spesifikasi HE 04 dan 05
Data spesifikasi HE 04 dan 05 dapat dilihat pada tabel 4.1 Spesifikasi HE 04
dan 05 dibawah ini.
Tabel 4.1 Spesifikasi HE 04/05
Uraian Notasi Satuan HE 04 HE 05
SHELL
Diameter luar Diameter dalam Jumlah baffle Jarak antar baffle Jumlah passes Jenis fluida
TUBE
Diameter luar Panjang tube Jumlah tube BWG Pitch Jarak antar tube Jumlah passes
Jenis fluida
8/19/2019 Pengamatan Operasi Heat Exchanger 04 Dan
44/68
34
4.4.2 Kondisi Desain dan Kondisi Operasi HE 04 dan 05
1)
Kondisi Desain HE 04 dan 05
Heat Exchanger di kilang Pusdiklat Migas Cepu memiliki standard desain yang
digunakan untuk mengoperasikan HE tersebut agar dapat beroperasi secara efisien.
Standard desain HE 04 dan HE 05 dapat dilihat pada tabel 4.2 kondisi desain HE 04
dan HE 05 dibawah ini
Tabel 4.2 kondisi desain HE 04 dan HE 05
NO Kondisi HE 04 HE 05
1 TEMA tipe BES BES
2 TEMA class R R
3 Design Pressure (Kg/cm ) 7 7
4 Design Temperature max (°C) 150 250
5 Corrosion allowance (mm) 3 3
6 Kapasitas mak (kl/hari) 600 600
2) Kondisi Operasi HE 04 dan HE 05
Data kondisi operasi HE 04 dan 05 diambil dari pengamatan selama 5 hari
dalam seminggu. Data operasi diambil dari beberapa tempat yang diantaranya yaitu
dari laboratorium yang berupa SG crude oil maupun residu, dari control room yang
berupa flow crude oil maupun flow residu yang masuk dalam HE 04 dan 05 serta
data yang berasal dari lapangan yang berupa temperatur inlet maupun outlet pada
8/19/2019 Pengamatan Operasi Heat Exchanger 04 Dan
45/68
35
shell side ataupun tube side. Untuk lebih jelasnya, data kondisi operasi HE 04 dan 05
dapat dilihat pada tabel 4.3 kondisi operasi HE 04 dan tabel 4.4 kondisi operasi HE
05.
Tabel 4.3 Kondisi Operasi HE 04
PengamatanTanggal
7/05/2014 8/05/2014 9/05/2014 10/05/2014 11/05/2014
Tube inlet (crude
oil) °C
Tube outlet
(crude oil) °C
Shell inlet
(residu) °C
Shell outlet
(residu) °C
Jumlah crude oilliter/hari
Jumlah residu
liter/hari
SG 60/60 °F
crude oil
SG 60/60 °F
residu
68
95
145
114
332.406
96.463
0.844
0.9041
71
90
145
114
332.561
99.963
0.844
0.9046
78
105
140
110
345.243
93.691
0.843
0.9106
75
99
143
105
336.885
93.129
0.843
0.9086
70
96
141
103
323.420
87.826
0.843
0.9098
8/19/2019 Pengamatan Operasi Heat Exchanger 04 Dan
46/68
36
Tabel 4.4 Kondisi Operasi HE 05
Pengamatan Tanggal
7/05/2014 8/052014 9/052014 10/05/2014 11/05/2014
Tube inlet (crude
oil) °C
Tube outlet
(crude oil) °C
Shell inlet
(residu) °C
Shell outlet
(residu) °C
Jumlah crude oil
liter/hari
Jumlah residu
liter/hari
SG 60/60 °Fcrude oil
SG 60/60 °F
residu
95
131
230
145
332.406
96.463
0.844
0.9041
90
128
229
145
332.561
99.963
0.844
0.9046
105
136
230
140
345.243
93.691
0.843
0.9106
99
125
220
143
336.885
93.129
0.843
0.9086
96
121
219
141
323.420
87.826
0.843
0.9098
Berdasarkan data desain dan data kondisi pengamatan operasi dapat
disimpulkan bahwa kondisi operasi pada HE 04 dan HE 05 masih memenuhi
standard desain.
8/19/2019 Pengamatan Operasi Heat Exchanger 04 Dan
47/68
37
4.5 Gangguan pada Heat Exchanger 04 dan 05 dan cara mengatasi
Dalam pengoperasian heat exchanger 04/05 tidak terlepas dari gangguan-
gangguan yang mungkin terjadi yang dapat menurunkan efisiensi heat exchanger
bahkan bila apabila gangguan tersebut terlalu besar tidak dipungkiri akan
menyebabkan stop operasi atau shut down . Permasalahan – permasalahan tersebut
antara lain yaitu :
4.5.1 Permasalahan Operasi Heat Exchanger 04 dan 05
1) Kebuntuan atau penyempitan pada Shell
Masalah ini dapat diakibatkan karena suhu residu yang terlalu rendah yang
mengakibatkan sebagian mengalami pembekuan. Kebuntuan dan penyempitan ini
dapat diketahui adanya perubahan – perubahan seperti :
Penurunan suhu pada crude oil yang keluar pada heat exchanger
Level pada colom C-5 naik dan flow residu turun
Cara mengatasi :
∞ Menginjeksikan ( flushing ) solar untuk dapat menurunkan viskositas dari
residunya
∞ Mengurangi produk residu yang melewati HE 04/05 dengan mengatur bukaan
kerangan by pas
2) Kerak dan deposit
Kerak dan deposit terjadi karena adanya kotoran yang mengeras baik itu pada
bagian shell yang terikut dalam residu maupun pada bagian tube yang terikut dalam
8/19/2019 Pengamatan Operasi Heat Exchanger 04 Dan
48/68
38
crude oil saat pemompaan dari tangki. Kerak dan deposit ini terbentuk karena adanya
suhu yang tinggi sehingga kinerja HE menjadi tidak efisien dan salah satu cara
mengatasinya yaitu saat diadakan Turn Arround dengan cara-cara sebagai berikut :
Melakukan flushing
Kerak dibersihkan dengan sikat kawat baja
Disemprotkan dengan steam
Direndam dengan cairan bahan kimia penghilang kerak
4.5.2 Permasalahan Peralatan Heat Exchanger 04 dan 05
1) Kebocoran pada Shell Heat Exchanger 04 dan 05
Adanya kebocoran pada bagian shell dapat dilihat dari adanya rembesan atau
keluaran residu dan tetesan pada dinding atau sambungan antar shell dan tube yang
bisa disebabkan karena korosi pada material logam shell atau karena berkurangnya
ketahanan material shell akibat tekanan dan temperatur yang tinggi.
Cara mengatasi kebocoran pada shell side :
Memeriksa kondisi HE dan daerah kebocoran apakah mungkin dapat
menimbulkan kebakaran ( self ignition ).
Mengamankan daerah kebocoran dengan menurunkan kondisi temperatur
operasi HE, sehingga kebocoran dapat berkurang atau mati.
Memasang steam spray apabila residu dalam keadaan panas, sehingga tidak
menimbulkan nyala api.
Melakukan stop operasi HE jika kebocoran tidak dapat diatasi.
8/19/2019 Pengamatan Operasi Heat Exchanger 04 Dan
49/68
39
Mempersiapkan inspeksi dan perbaikan HE.
2) Kebocoran pada Tube HE 04 dan HE 05 Kebocoran pada tube ini dapat diketahui dengan adanya perubahan sifat produk
(residu), flash point dan bila kebocorannya sangat besar dapat diketahui dengan
adanya perubahan kondisi operasi pada suhu dan tekanan serta adanya kontaminasi
yang tinggi antar crude oil dengan residu .
Cara mengatasi :
Mengubah kondisi operasi bila memungkinkan seperti mengurangi fluida yang
masuk melalui tube dengan mem-by pass sebagian aliran fluida yang masuk
ke dalam HE.
Menghentikan aliran masuk yang menuju ke tube dengan menutup kerangan
inlet dan outlet dan segera melaksanakan persiapan perbaikan seperti
memflushing dan kemudian pembilasan dan pengosongan system .
4.6 Keselamatan Kerja dan Lindungan Lingkungan
4.6.1 Keselamatan Kerja
Didalam dunia pekerjaan, terutama di industri Minyak dan Gas keselamatan
kerja sangat penting untuk menunjang kehidupan pekerjanya. Sehingga disarankan
suatu industry Migas untuk memberikan pendidikan dan pelatihan pada pekerjanya
mengenai bahaya-bahaya yang mungkin terjadi selama melaksanakan pekerjaan .
8/19/2019 Pengamatan Operasi Heat Exchanger 04 Dan
50/68
40
Untuk mengantisipasi adanya kecelakaan dalam lingkup pekerjaan dapat
dicegah dengan menyediakan alat-alat safety seperti : Sarung tangan standard safety
helm
safety glasess
sepatu safety
ear plug
coverall
Disamping alat keselamatan yang dipakai pekerja ada juga alat yang digunakan
sebagai pelindung pada peralatan kilang seperti :
Isolasi pada peralatan yang memungkinkan untuk menimbulkan panas.
Standard Operasi Kerja (SOP) masing –masing peralatan.
Fasilitas pemadam api seperti APAR, alarm informasi, smoke indicator , dan
instalasi jaringan air pemadam kebakaran.
Khusus heat exchanger 04 /05 pada saat pengoperasiannya diharapkan pekerja
atau pengamat memperhatikan aturan-aturan keselamatan kerja seperti :
Memakai alat keselamatan kerja dan pastikan ada alat pemadam api (APAR)
disekitar area heat exchanger.
Melakukan pengecekan pada bagian-bagian heat exchanger dan fasilitas-
fasilitas penunjangnya.
8/19/2019 Pengamatan Operasi Heat Exchanger 04 Dan
51/68
41
Untuk mencegah dan mengecek terjadinya kebocoran, periksa tekanan fluida
yang masuk dan keluar heat exchanger serta suhu fluida yang masuk dan
keluar lewat shell side maupun tube side.
4.6.2 Lindungan Lingkungan
Limbah yang dikeluarkan oleh heat exchanger 04dan 05 harus diolah benar –
benar sesuai dengan prosedur pengolahan limbah.Air dan ceceran-ceceran minyak
disekitar area HE 04 dan 05 harus diproses terlebih dahulu sebelum air tersebut
dibuang ke sungai Bengawan Solo agar tidak terjadi pencemaran lingkungan.
Air yang terikut pada produk residu (hasil injeksi steam di C-5) maupun crude
oil (dari tangki T 101/102) harus didrain secara periodik dengan mengatur bukaan
kerangan drain . Air hasil drain tersebut disalurkan menuju ke pengolahan air API 1
( American Petroleum Institute) yang menyaring partikel minyak berukuran ± 150
mikron. API 1 akan memisahkan antara minyak dan air. Minyak yang dihasilkan
dipompa dengan pompa P100/26 untuk dialirkan menuju ke slop tank sementara 1
dan dilanjutkan menuju ke tangki slop oil T103 untuk ditampung dan di recycle
dengan crude oil. Selanjutnya minyak yang telah di recycle dengan crude oil tersebut
ditampung di tangki feed stoke T101 untuk diolah kembali.
Air yang dipisahkan dari API 1 dialirkan menuju ke CPI 1 ( Coagurated Plate
Interceptor ) dengan pompa P100/26. CPI 1 akan memisahkan antara air dan minyak
yang berukuran 30-50 mikron. Selanjutnya minyak dialirkan menuju ke slop tank
sementara 2 menggunakan pompa P100/27 dan P100/28 yang dilanjutkan menuju ke
8/19/2019 Pengamatan Operasi Heat Exchanger 04 Dan
52/68
42
tangki T103 dan berakhir di tangki T101 untuk digunakan sebagai umpan kembali.
Air dari pemisahan CPI 1 dialirkan menuju pengolahan air API 2. Didalam API 2
dipisahkan kembali antara air dan minyak.
Minyak dari API 2 dipompakan dengan pompa P100/29 untuk dialirkan ke
slop tank sementara 1dan dilanjutkan menuju ke tangki T103 untuk di recycle dengan
crude oil dan selanjutnya ditampung di tangki T101. Air dari API 2 akan di sampling
untuk diuji dilaboratorium. Pengujian ini untuk mengetahui kandungan BBB (Bahan
Berbahaya dan Beracun). Bila sudah mencukupi ambang batas yang diijinkan oleh
lingkungan yaitu kandungan COD ( Chemical Oxygen Demand) maksimal 160 mg/L
dan BOD (Biological Oxygen Demand) maksimal 80 mg/L maka air tersebut sudah
siap untuk dilepas ke sungai Bengawan Solo.
8/19/2019 Pengamatan Operasi Heat Exchanger 04 Dan
53/68
43
V. PENUTUP
5.1 Simpulan
1) Heat Exchanger 04 dan 05 adalah salah satu alat penukar panas dikilang
Pusdiklat Migas Cepu. Heat Exchanger 04 dan 05 yang berada di kilang Pusdiklat
berfungsi sebagai pemanas awal ( pre heater ) crude oil sebelum dipanaskan lebih
lanjut ke dalam furnace dengan media pemanas residu yang berasal dari bottom
coloum C-5 (residu stripper).
2) Heat Exchanger 04 dan 05 digunakan untuk pemanasan awal crude oil dari
temperatur ± 72°C menjadi ± 128°C sehingga mengurangi beban furnace dalam
pemakaian bahan bakar. Selain itu HE 04/05 digunakan untuk menurunkan suhu atau
mendinginkan produk residu yang berasal dari bottom coloum C-5 ( residu stripper )
dengan suhu mula-mula ± 226°C turun menjadi ± 109°C yang selanjutnya akan
ditampung dalam tangki timbun T 122/123 agar mengurangi beban cooler dan
mengurangi pemakaian air pendingin sehingga menghemat biaya operasional.
3) Berdasarkan data pengamatan kondisi operasi, heat exchanger 04 dan 05 di
kilang Pusdiklat Migas Cepu masih beroperasi dengan baik.
5.2 Saran
Karena pentingnya peranan heat exchanger 04 dan 05 di kilang Pusdiklat
Migas Cepu ini, maka penulis menyarankan untuk :
8/19/2019 Pengamatan Operasi Heat Exchanger 04 Dan
54/68
44
1) Memperbaiki temperature indicator yang tidak berfungsi pada inlet maupun
outlet pada shell side maupun tube side agar dapat diketahui kondisi atau
keadaan operasi yang sebenarnya sehingga apabila operasi berjalan tidak
normal dapat segera ditangani.
2) Mengalibrasi kembali temperature indicator yang penunjukannya tidak sama
dengan suhu sesungguhnya yang ada dilapangan.
3) Memperbaiki pressure indicator dilapangan yang rusak, sehingga apabila ada
kesalahan proses dapat diketahui dan ditangani sesegera mungkin.
4) Memperbaiki sambungan – sambungan atau flange yang megalami kebocoran
atau rembesan minyak .
5) Memperbaiki isolasi – isolasi perpipaan yang lepas atau rusak serta mengganti
bila perlu agar heat losses yang diakibatkan dapat diminimalisir.
6) Membersihkan ceceran – ceceran minyak yang tumpah diarea bawah heat
exchanger 04 dan 05 untuk menghindari adanya kebakaran.
7) Melakukan inspeksi untuk mengetahui keadaan HE yang sebenarnya dan untuk
mengetahui bila ada masalah-masalah seperti kebocoran dan sebagainya.
8/19/2019 Pengamatan Operasi Heat Exchanger 04 Dan
55/68
45
DAFTAR PUSTAKA
1) William H. Mcaddams. 1954. “Heat Transmission”.
2) Kakac, Sadik, dan Hongtan Liu. Tanpa tahun.“Heat Exchangers Selection,
Rating, and Thermal Design Second Edition”.CRC Press .Florida.
3) Sitompul, Tunggul .M. 1993. “Alat Penukar Kalor (Heat Exchanger)”. Jakarta:
PT Raja Grafindo Persada.
4) Sugiyanto. “Analisis Alat Penukar Kalor Tipe Shell AndTube Dan Aplikasi
Perhitungan Dengan MicrosoftVisual Basic 6.0”. Jurnal Teknik Mesin Fakultas
Teknologi Industri Universitas Gunadarma. Depok.
5) ---------. 2013. “Crude Distillation Unit dan Peralatan Proses Kilang Pusdiklat
Migas Cepu”. Cepu
8/19/2019 Pengamatan Operasi Heat Exchanger 04 Dan
56/68
8/19/2019 Pengamatan Operasi Heat Exchanger 04 Dan
57/68
8/19/2019 Pengamatan Operasi Heat Exchanger 04 Dan
58/68
Lampiran 3
SHELL and Tube FIN FAN
PLATE KETTLE
DOUBLE PIPE BOX
Jenis-jenis Heat Exchanger Menurut Konstruksinya
8/19/2019 Pengamatan Operasi Heat Exchanger 04 Dan
59/68
Lampiran 4
SHELL and Tube EVAPORATOR
CONDENSER REBOILER
COOLER CHILLER
AIR COOLER HEATER
Jenis-jenis Heat Exchanger Menurut Fungsinya
8/19/2019 Pengamatan Operasi Heat Exchanger 04 Dan
60/68
Lampiran 5
CO-CURRENT FLOW COUNTER-CURRENT FLOW
CROSS FLOW
Jenis-jenis Heat Exchanger Menurut Arah Alirannya
8/19/2019 Pengamatan Operasi Heat Exchanger 04 Dan
61/68
Lampiran 6
Heat Exchanger Berdasarkan TEMA
8/19/2019 Pengamatan Operasi Heat Exchanger 04 Dan
62/68
Lampiran 7
Keterangan :
1. Bonnet2. Floating He3. Floating Tub
4.
Shell5. Tubes6. Transverse7. Shell Inlet N 8. Stasionary T9. Tube Side O10. Chanel Hea11. Chanel Cove12. Tube Side P13. Tube Side In14. Shell Outlet
15. Floating He
B
d Covere Sheet
affle zlebe Sheettlet Nozle
r ss Partitionet Nozleozle
d Backing Device
agian – Bagian Shell and Tube Heat Exchan
er
8/19/2019 Pengamatan Operasi Heat Exchanger 04 Dan
63/68
Lampiran 8
Susunan Tube didalam Heat Exchanger
8/19/2019 Pengamatan Operasi Heat Exchanger 04 Dan
64/68
Lampiran 9
Macam – Macam Baffle
http://artikel-teknologi.com/wp-content/uploads/2013/05/20130501-084928-AM.jpg
8/19/2019 Pengamatan Operasi Heat Exchanger 04 Dan
65/68
Lampiran 10
8/19/2019 Pengamatan Operasi Heat Exchanger 04 Dan
66/68
Lampiran 11
8/19/2019 Pengamatan Operasi Heat Exchanger 04 Dan
67/68
Lampiran 12
Gate Valve Temperature Indicator
Venting Isolasi
Drain
Fasilitas Penunjang Heat Exchanger 04 dan 05
8/19/2019 Pengamatan Operasi Heat Exchanger 04 Dan
68/68
Lampiran 13
Keterangan :
1. Temperature indicator
2. Gate valve
Recommended