9.6 LIQUEFACTION PROCESS (PROSES LIKUIFAKSI/PENCAIRAN)

Likuifaksi (liquefaction) adalah suatu proses atau kejadian berubahnya sifat tanah dari

keadaan padat menjadi keadaan cair, yang disebabkan oleh beban siklik pada waktu

terjadi gempa sehingga tekanan air pori meningkat mendekati atau melampaui tegangan

vertikal.

Likuifaksi dihasilkan jika gas didinginkan sampai temperatur pada daerah 2 phase

region. Hal ini dapat dicapai dengan beberapa cara ;

1. Dengan heat exchange pada tekanan tetap

2. Dengan proses ekpansi (dimana bisa diperoleh kerja W)

3. Dengan proses Throttling

Ketiga cara ini digambarkan dalam diagram T- S , seperti pada grafik dibawah ini.

Gambar

Pada proses tekanan tetap ( 1 ), mendekati region 2 phase, dan likuifaksi sangat dekat

dengan temperatur tertentu yang harus diturunkan.

Proses throttling ( 3) tidak menghasilkan likuid, kecuali jika initial state pada tekanan

cukup tinggi , dan temperatur cukup rendah selama proses entalpi konstan , untuk

memotong region 2 phase. Hal ini tidak akan terjadi bila initial state nya dititik A. Jika

1

initial state di titik , dimana temperatur nya sama , tetapi tekanannya lebih tinggi dari

titik A, kemudian dengan proses ekspansi entalpi konstan (isentalpi ekspansi) proses( )

dihasilkan pembentukan likiud.

Perubahan keadaan dari A ke , sangat mudah dilakukan dengan mengkompres gas

hingga ke tekanan final di B, diikuti dengan pendinginan pada tekanan konstan hingga

titik . Likuifaksi dengan ekspansi isentropis sepanjang proses ( 2 ) dapat dilakukan

pada tekanan rendah (pada temperatur tertentu) dibanding dengan men throttlingnya.

Misalnya , lanjutan proses ( 2 ) dari keadaan awal A , akhirnya dihasilkan likuid.

Proses throttling (3) adalah cara yang umum dipakai pada pabrik komersil skala kecil

untuk pencairan gas. Temperatur gas selama ekspansi akan terus turun. Hal ini tentu saja

sesuai dengan yang terjadi pada kebanyakan gas pada kondisi tekanan dan temperatur

yang umum.

Cara yang paling ekonomis untuk mendinginkan gas untuk dicairkan adalah dengan

counter current heat exchange dengan sejumlah porsi gas yang tidak tercairkan dalam

proses throttling proses. Ada 2 proses likuifaksi yang dikenal yaitu proses Linde dan

proses Claude . Diagram alir proses seperti tergambar berikut :

1. Proses Linde

2

Gambar

Pada proses Linde, setelah gas dikompress lalu di pre cooled hingga temperatur

ambientnya, dan diteruskan dengan refrigerasi. Gas yang temperaturnya rendah

dialirkan ke Throttle Valve, sehingga sebagian besar fraksi gas akan mencair.

2. Proses Claude

3

Gambar

Pada proses Claude, agar lebih efisien, throttle valve diganti dengan expander.

Neraca energi pada proses Claude;

bila ekspander beroperasi secara adiabatis,

Selanjutnya, dari neraca massa nya : , persamaan energi diatas dibagi

dengan m4 menjadi sbb ;

jika didefinisikan : dan , maka persamaan diatas

diselesaikan untuk z , hasilnya sbb ;

………………...…(9.7)

dimana z adalah fraksi aliran masuk sistim heat exchanger yang dapat dilikuifaksi dan x

adalah fraksi yang dibelokkan diantara heat exchanger dengan yang melintas lewat

4

expander. Harga x adalah variabel desain mesti dispesifikasi sebelum persamaan (9.7)

diselesaikan untuk z.

Pada proses Linde ( z = 0 ) , persamaan diatas menjadi :

……………………...(9.8)

Karena itu Proses Linde merupakan juga proses Claude yang terbatas, apabila tidak ada

aliran gas tekanan tinggi yang dikirim ke ekspander.

Persamaan (9.7) dan (9.8) diperkirakan tidak ada panas yang mengalir dari surrounding

kedalam sistim. Hal ini tidak mungkin sepenuhnya benar, karena mungkin saja terjadi

kebocoran gas pada temperatur yang sangat rendah, walaupun peralatannya diisolasi

sempurna.

5