he nizar perhitungan&pembahasan

41
Pertamina UPII Dumai TKK 476 Kerja Praktek PERHITUNGAN HEAT EXCHANGER TRAIN B PADA UNIT CDU Data Spesifik Gravity : Crude = 0.8612 Top Pump Around = 0.7208 (TPA= Nafta) Middle Pump Around = 0.7976 (MPA = Kerosin) Ligth Gas Oil (LGO) = 0.8309 Residue = 0.8967 B.30

Upload: nizar-ahmad

Post on 11-Jun-2015

445 views

Category:

Documents


1 download

DESCRIPTION

This is part of my Internship Report (calculation and result discussion) in PERTAMINA Refinery Unit II, Dumai (2005): Evaluation of Pre-Heater Train B Performance in Crude Distillation Unit.Content: Evaluation of the performance of each heat exchanger in pre-heater train B due to know whether they needed to maintain or not.

TRANSCRIPT

Page 1: HE Nizar Perhitungan&Pembahasan

Pertamina UPII Dumai TKK 476 Kerja Praktek

PERHITUNGAN HEAT EXCHANGER

TRAIN B PADA UNIT CDU

Data Spesifik Gravity :

Crude = 0.8612

Top Pump Around = 0.7208

(TPA= Nafta)

Middle Pump Around = 0.7976

(MPA = Kerosin)

Ligth Gas Oil (LGO) = 0.8309

Residue = 0.8967

B.30

Page 2: HE Nizar Perhitungan&Pembahasan

Pertamina UPII Dumai TKK 476 Kerja Praktek

1. Exchanger 1-B

Flow rate crude = 440.99 m3/hr

= (440.99 m3/hr x 861.2 kg/ m3) / 0.453592 lb/kg

= 837274.47 lb/hr

Flow rate TPA = 151.51 m3/hr

= (151.51 m3/hr x 720.8 kg/ m3)/0.453592 lb/kg

= 240762.63 lb/hr

Mencari Faktor Karakteristik (K Watson) Crude:

Data Distilasi ASTM D-86

Distillation ( % vol ) 10 20 30 40 50

Temperatur ( oF ) 356 471.2 552.2 593.6 609.8

Volumetrik Average Boiling Point, oF

VABP =

=

= 516.56 oF

Slope =

= 6.345 oF/ %Vol

Dari Fig. 12-59 Petroleum Processing Handbook :

Mean Average Boiling Point MeABP = 269.2 - 58.49 oF = 458.07 oF

= 918.07 oR

Maka Persamaan menghitung Bilangan Watson :

K (watson) =

B.30

Page 3: HE Nizar Perhitungan&Pembahasan

Pertamina UPII Dumai TKK 476 Kerja Praktek

=

= 11.28

Mencari Faktor Karakteristik (K Watson) TPA:

Data Distilasi ASTM D-86

Distillation ( % vol ) 10 30 50 70 90

Temperatur ( oF ) 188.6 210.2 222.8 237.2 260.6

Volumetrik Average Boiling Point, oF

VABP =

=

= 223.4 oF

Slope =

= 0.9 oF / %Vol

Dari Fig. 12-59 Petroleum Processing Handbook :

Mean Average Boiling Point MeABP = 223.4 - 5.2 oF

= 218.2 oF

= 677.6oR

Maka Persamaan menghitung Bilangan Watson :

K (watson) =

=

= 12.2

Mencari Kapasitas Panas :

Cp = [(0.6811 – 0.308*SG) + (0.000815 – 0.000306*SG)*T] *

(0.055*K + 0.35)

B.30

Page 4: HE Nizar Perhitungan&Pembahasan

Pertamina UPII Dumai TKK 476 Kerja Praktek

Perhitungan Cp pada Shell (Cp Crude) :

Cp pada Tin (110.714 F) = 0.461

Cp pada Tout (134.6 F) = 0.473

Cp rata-rata = 0.467

Perhitungan pada tube (Cp TPA) :

Cp pada Tin (251.708) = 0.621

Cp pada Tout (179.06) = 0.578

Cp rata-rata = 0.599

Mencari Heat pada Shell :

Qshell = Mcrude * Cpcrude * (T2 – T1)

= 837274.47lb/hr * 0.467Btu/lboF *(134.6–10.714)oF

= 9340697.392 Btu/hr

= 2353855.74 Kcal/hr

Mencari Heat pada Tube :

Qtube = MTPA * CpTPA*(T2 – T1)

= 240762.63 lb/hr*0.599Btu/lb oF *(179.06-251.71)oF

= -10482782.59 Btu/hr

= -2640219.927 Kcal/hr

Mencari Log Mean Temperature Difference (LMTD) :

LMTD =

Hot Fluid Cold Fluid Difference122.06 Greater Temp ( oC) 57 65.06

81.7 Lesser Temp (oC) 43.73 37.9727.09

B.30

Page 5: HE Nizar Perhitungan&Pembahasan

Pertamina UPII Dumai TKK 476 Kerja Praktek

LMTD = 27.09/ (ln (65.06/37.97))

= 50.3 oC

Mencari efisiensi temperatur (P) :

P =

P = 0.17

Mencari rasio kapasitas panas (R) :

R =

R = 3.0

Mencari Faktor Koreksi LMTD (F) dari hubungan P, R, dan F

(fig. T-3.2 A TEMA).

Didapatkan :

F = 0.965

Mencari Mean Temperature Difference Corrected :

MTD corrected = F * LMTD

= 48.54 oC

Mencari Dirty Overall Heat Transfer Coefficient (UD actual) :

UD actual=

A = Luas permukaan total per unit

(A E-1B = 336 m2)

UD actual =

= 144.32 Kcal/m2 hr oC

B.30

Page 6: HE Nizar Perhitungan&Pembahasan

Pertamina UPII Dumai TKK 476 Kerja Praktek

Mencari Fouling Factor desain (rt desain) dan fouling factor

actual (rt actual) :

rt desain = 1/ UD desain – 1/Uc desain

rt actual = 1/ UD actual – 1/Uc desain

Dimana untuk E-1B: UD desain = 244

Uc desain = 328

rt desain = -

= 0.00105 /Kcal

rt actual = -

= 0.0038 /Kcal

2. Exchanger 2-B

Flow rate kerosin = 70.155 m3/hr

= (70.155 m3/hr x 797.6 kg/m3) / 0.453592 lb/kg

= 123361.96 lb/hr

B.30

Page 7: HE Nizar Perhitungan&Pembahasan

Pertamina UPII Dumai TKK 476 Kerja Praktek

Flow rate crude = 440.99 m3/hr

= (440.99 m3/hr x 861.2 kg/m3) / 0.453592 lb/kg

= 837274.47 lb/hr

Mencari Faktor Karakteristik (K Watson) Kerosin :

Data Distilasi ASTM D-86

Distillation ( % vol ) 10 30 50 70 90

Temperatur ( oF ) 350.6 377.6 395.6 449.6 483.8

Volumetrik Average Boiling Point, oF

VABP =

=

= 412.6 oF

Slope =

= 1.665 oF / %Vol

Dari Fig. 12-59 Petroleum Processing Handbook :

Mean Average Boiling Point MeABP = 269.2 - 8.6 oF = 403.9 oF =

863.3oR

Maka Persamaan menghitung Bilangan Watson :

K (watson) =

=

= 11.9

Untuk Faktor Karakteristik (K Watson) crude, lihat pada perhitungan E-1B.

K = 11.28

B.30

Page 8: HE Nizar Perhitungan&Pembahasan

Pertamina UPII Dumai TKK 476 Kerja Praktek

Mencari Kapasitas Panas :

Cp = [(0.6811 – 0.308*SG) + (0.000815 – 0.000306*SG)*T] *

(0.055*K + 0.35)

Perhitungan Cp pada Shell (Cp Kerosin) :

Cp pada Tin (338.468 F) = 0.628

Cp pada Tout (184.1 F) = 0.539

Cp rata-rata = 0.5835

Perhitungan pada tube (Cp Crude) :

Cp pada Tin (134.6 F) = 0.473

Cp pada Tout (150.8 F) = 0.481

Cp rata-rata = 0.477

Mencari Heat pada Shell :

Qshell = Mkerosine * Cpkerosine * (T2 – T1)

= 123361.96lb/hr * 0.584Btu/lboF *(184.1–338.47)oF

= -9246586.59 Btu/hr

= -2330139.821 Kcal/hr

Mencari Heat pada Tube :

Qtube = Mcrude * Cpcrude * (T2 – T1)

= 837274.47lb/hr*0.477Btu/lb oF *(150.8-134.6)oF

= 6473210.07 Btu/hr

= 1631248.94 Kcal/hr

Hot Fluid Cold Fluid Difference

170.26 Greater Temp (oC) 66 104.26

84.5 Lesser Temp (oC) 57 27.5

76.76

B.30

Page 9: HE Nizar Perhitungan&Pembahasan

Pertamina UPII Dumai TKK 476 Kerja Praktek

LMTD = 76.76/ (ln (104.26/27.5))

= 57.6 oC

Mencari efisiensi temperatur (P) :

P =

P = 0.08

Mencari rasio kapasitas panas (R) :

R =

R = 9.5

Mencari Faktor Koreksi LMTD (F) dari hubungan P, R, dan F

(fig. T-3.2 A TEMA).

Didapatkan :

F = 0.95

Mencari Mean Temperature Difference Corrected :

MTD corrected = F * LMTD

= 54.72 oC

Mencari Dirty Overall Heat Transfer Coefficient (UD actual) :

UD actua l =

Dimana : A = Luas permukaan total per unit

(A E-2B = 336 m2)

UD actual =

B.30

Page 10: HE Nizar Perhitungan&Pembahasan

Pertamina UPII Dumai TKK 476 Kerja Praktek

= 126.73 Kcal/m2 hr oC

Mencari Fouling Factor desain (rt desain) dan fouling factor

actual (rt actual) :

rt desain = 1/ UD desain – 1/Uc desain

rt actual = 1/ UD actual – 1/Uc desain

Dimana untuk E-2B: UD desain = 191

Uc desain = 249

rt desain = -

= 0.00122 /Kcal

rt actual = -

= 0.00387 /Kcal

3. Exchanger 3-B

Flow rate MPA = 294.615 m3/hr

= (294.615 m3/hr x 797.6 kg/m3) / 0.453592 lb/kg

= 518062.49 lb/hr

Flow rate crude = 440.99 m3/hr

= (440.99 m3/hr x 861.2 kg/m3) / 0.453592 lb/kg

= 837274.47 lb/hr

B.30

Page 11: HE Nizar Perhitungan&Pembahasan

Pertamina UPII Dumai TKK 476 Kerja Praktek

Untuk faktor karakteristik MPA (=kerosin), lihat pada perhitungan E-2B(K

MPA = 11.9) dan untuk crude lihat pada perhitungan E-1B (K crude =

11.28).

Mencari Kapasitas Panas :

Cp = [(0.6811 – 0.308*SG) + (0.000815 – 0.000306*SG)*T] *

(0.055*K + 0.35)

Perhitungan Cp pada Shell (Cp MPA) :

Cp pada Tin (466.088 F) = 0.701

Cp pada Tout (392) = 0.602

Cp rata-rata = 0.6515

Perhitungan pada tube (Cp Crude) :

Cp pada Tin (262.66 F) = 0.541

Cp pada Tout (322.34 F) = 0.571

Cp rata-rata = 0.556

Mencari Heat pada Shell :

Qshell = MMPA * CpMPA * (T2 – T1)

= 518062.49lb/hr * 0.6515Btu/lboF *(392–466.088)oF

= -25014648.26 Btu/hr

= -6303691.36 Kcal/hr

Mencari Heat pada Tube :

Qtube = Mcrude * Cpcrude * (T2 – T1)

= 837274.47lb/hr*0.556Btu/lb oF *(322.34-263.66oF

= 27307648.9 Btu/hr

= 6881527.52 Kcal/hr

Hot Fluid Cold Fluid Difference241 Greater Temp (oC) 161.3 79.7200 Lesser Temp (oC) 128.7 71.3

B.30

Page 12: HE Nizar Perhitungan&Pembahasan

Pertamina UPII Dumai TKK 476 Kerja Praktek

8.4

LMTD = 8.4/ ln (79.7/71.3)

= 75.5 oC

Mencari efisiensi temperatur (P) :

P =

P = 0.3

Mencari rasio kapasitas panas (R) :

R =

R = 1.3

Mencari Faktor Koreksi LMTD (F) dari hubungan P, R, dan F

(fig. T-3.2 A TEMA).

Didapatkan :

F = 0.95

Mencari Mean Temperature Difference Corrected (MTDcorr ):

MTDcorr = F * LMTD

= 71.725 Oc

Mencari Dirty Overall Heat Transfer Coefficient (UD actual) :

UD actual =

Dimana : A = Luas permukaan total per unit

(A E-3B = 400 m2)

UD actual =

= 240.54 Kcal/m2 hr oC

B.30

Page 13: HE Nizar Perhitungan&Pembahasan

Pertamina UPII Dumai TKK 476 Kerja Praktek

Mencari Fouling Factor desain (rt desain) dan fouling factor

actual (rt actual) :

rt desain = 1/ UD desain – 1/Uc desain

rt actual = 1/ UD actual – 1/Uc desain

Dimana untuk E-3B: UD desain = 266

Uc desain = 439

rt desain = -

= 0.00148 /Kcal

rt actual = -

= 0.00188 /Kcal

4. Exchanger 4-C/D

Flow rate residue = 272.3 m3/hr

= (272.3 m3/hr x 896.7 kg/m3) / 0.453592 lb/kg

= 538305.35 lb/hr

Flow rate crude = 440.99 m3/hr

= (440.99 m3/hr x 861.2 kg/m3) / 0.453592 lb/kg

= 837274.47 lb/hr

B.30

Page 14: HE Nizar Perhitungan&Pembahasan

Pertamina UPII Dumai TKK 476 Kerja Praktek

Mencari Faktor Karakteristik (K Watson) Residue :

Data Distilasi ASTM D-86

Distillation ( % vol ) 10 20 30 40 50

Temperatur ( oF ) 645.8 721.4 784.4 858.2 982.4

Volumetrik Average Boiling Point, oF

VABP =

=

= 798.44 oF

Slope =

= 8.5 oF / %Vol

Dari Fig. 12-59 Petroleum Processing Handbook :

Mean Average Boiling Point MeABP = 563.6 - 83.37 oF = 715.06 oF =

1174.46 oR

Maka Persamaan menghitung Bilangan Watson :

K (watson) =

=

= 12.1

Untuk Faktor Karakteristik (K Watson) crude, lihat pada perhitungan E-1B.

K crude = 11.28

Mencari Kapasitas Panas :

Cp = [(0.6811 – 0.308*SG) + (0.000815 – 0.000306*SG)*T] *

(0.055*K + 0.35)

B.30

Page 15: HE Nizar Perhitungan&Pembahasan

Pertamina UPII Dumai TKK 476 Kerja Praktek

Perhitungan Cp pada Shell (Cp residue) :

Cp pada Tin (464 F) = 0.651

Cp pada Tout (293.54 F) = 0.561

Cp rata-rata = 0.606

Perhitungan pada tube (Cp Crude) :

Cp pada Tin (150.8 F) = 0.481

Cp pada Tout (263.66 F) = 0.541

Cp rata-rata = 0.511

Mencari Heat pada Shell :

Qshell = Mresidue * Cpresidue * (T2 – T1)

= 538305.35lb/hr * 0.606Btu/lboF *(293.54–464)oF

= -55606275.16 Btu/hr

= -14012781.34 Kcal/hr

Mencari Heat pada Tube :

Qtube = Mcrude * Cpcrude * (T2 – T1)

= 837274.47lb/hr*0.511Btu/lb oF *(263.66-150.8oF

= 16347632.98 Btu/hr

= 12161259.22 Kcal/hr

Hot Fluid Cold Fluid Difference

240 Greater Temp (oC) 128.7 111.3

145.3 Lesser Temp (oC) 66 79.3

32

LMTD = 32 / ln (111.3/79.3)

B.30

Page 16: HE Nizar Perhitungan&Pembahasan

Pertamina UPII Dumai TKK 476 Kerja Praktek

= 60.7 oC

Mencari efisiensi temperatur (P) :

P =

P = 0.4

Mencari rasio kapasitas panas (R) :

R =

R = 1.5

Mencari Faktor Koreksi LMTD (F) dari hubungan P, R, dan F

(fig. T-3.2 A TEMA).

Didapatkan :

F = 0.8

Mencari Mean Temperature Difference Corrected :

MTD corrected = F * LMTD

= 75.52 oC

Mencari Dirty Overall Heat Transfer Coefficient (UD actual) :

UD actual =

Dimana : A = Luas permukaan total per unit

(A E-4C/D = 672 m2)

UD actual =

= 276.12 Kcal/m2 hr oC

Mencari Fouling Factor desain (rt desain) dan fouling factor

actual (rt actual) :

B.30

Page 17: HE Nizar Perhitungan&Pembahasan

Pertamina UPII Dumai TKK 476 Kerja Praktek

rt desain = 1/ UD desain – 1/Uc desain

rt actual = 1/ UD actual – 1/Uc desain

Dimana untuk E-4C/D: UD desain = 168

Uc desain = 374

rt desain = -

= 0.00328 /Kcal

rt actual = -

= 0.00948 /Kcal

5. Exchanger 5

Flow rate LGO = 70.20 m3/hr

= (70.20 m3/hr x 861.2 kg/m3) / 0.453592 lb/kg

= 128593.54 lb/hr

Flow rate crude = 440.99 m3/hr

= (440.99 m3/hr x 861.2 kg/m3) / 0.453592 lb/kg

= 837274.47 lb/hr

Mencari Faktor Karakteristik (K Watson) LGO :

Data Distilasi ASTM D-86

Distillation ( % vol ) 10 30 50 70 90

B.30

Page 18: HE Nizar Perhitungan&Pembahasan

Pertamina UPII Dumai TKK 476 Kerja Praktek

Temperatur ( oF ) 510.8 545 564.8 582.8 611.6

Volumetrik Average Boiling Point, oF

VABP =

=

= 563.6 oF

Slope =

= 1.26 oF / %Vol

Dari Fig. 12-59 Petroleum Processing Handbook :

Mean Average Boiling Point MeABP = 563.6 - 5.6 oF =557.98 oF =

1017.38 oR

Maka Persamaan menghitung Bilangan Watson :

K (watson) =

=

= 11.8

Untuk Faktor Karakteristik (K Watson) crude, lihat pada perhitungan E-1B.

K crude = 11.28

Mencari Kapasitas Panas :

Cp = [(0.6811 – 0.308*SG) + (0.000815 – 0.000306*SG)*T] *

(0.055*K + 0.35)

Dimana : SG = Spesifik Gravity pada 60 F/60 F

K = Faktor karakteristik

T = Temperatur ( F)

B.30

Page 19: HE Nizar Perhitungan&Pembahasan

Pertamina UPII Dumai TKK 476 Kerja Praktek

Perhitungan Cp pada Shell (Cp LGO) :

Cp pada Tin (541.4 F) = 0.74

Cp pada Tout (379.4 F) = 0.648

Cp rata-rata = 0.694

Perhitungan pada tube (Cp Crude) :

Cp pada Tin (322.34 F) = 0.571

Cp pada Tout (356 F) = 0.589

Cp rata-rata = 0.58

Mencari Heat pada Shell :

Qshell = MLGO * CpLGO * (T2 – T1)

= 128593.54lb/hr * 0.694Btu/lboF *(379.4–541.4)oF

= -14465326.57 Btu/hr

= -3645262.29 Kcal/hr

Mencari Heat pada Tube :

Qtube = Mcrude * Cpcrude * (T2 – T1)

= 837274.47lb/hr*0.58Btu/lb oF *(356-322.34oF

= 16347632.98 Btu/hr

= 4119603.511 Kcal/hr

Hot Fluid Cold Fluid Difference283.46 Greater Temp (oC) 180 103.46

193 Lesser Temp (oC) 161.3 31.771.76

LMTD = 71.76 / ln (103.46/31.7)

= 60.7 oC

Mencari efisiensi temperatur (P) :

P =

P = 0.15

B.30

Page 20: HE Nizar Perhitungan&Pembahasan

Pertamina UPII Dumai TKK 476 Kerja Praktek

Mencari rasio kapasitas panas (R) :

R =

R = 4.8

Mencari Faktor Koreksi LMTD (F) dari hubungan P, R, dan F

(fig. T-3.2 A TEMA).

Didapatkan :

F = 0.925

Mencari Mean Temperature Difference Corrected :

MTD corrected = F * LMTD

= 56.15 oC

Mencari Dirty Overall Heat Transfer Coefficient (UD actual) :

UD actual =

Dimana : A = Luas permukaan total per unit

(A E-5 = 284 m2)

MTD Corrected = Mean Temp. Diff. Corrected

UD actual =

= 228.59 Kcal/m2 hr oC

Mencari Fouling Factor desain (rt desain) dan fouling factor

actual (rt actual) :

rt desain = 1/ UD desain – 1/Uc desain

rt actual = 1/ UD actual – 1/Uc desain

dimana : Uc = Clean Overall Heat Transfer Coefficient

Dimana untuk E-5: UD desain = 248

Uc desain = 479

B.30

Page 21: HE Nizar Perhitungan&Pembahasan

Pertamina UPII Dumai TKK 476 Kerja Praktek

rt desain = -

= 0.00194 /Kcal

rt actual = -

= 0.00229 /Kcal

6. Exchanger 7-D/E/F

Flow rate crude = 440.99 m3/hr

= (440.99 m3/hr x 861.2 kg/m3) / 0.453592 lb/kg

= 837274.47 lb/hr

Flow rate residue = 272.3 m3/hr

= (272.3 m3/hr x 896.7 kg/m3) / 0.453592 lb/kg

= 538305.35 lb/hr

Untuk Faktor Karakteristik residue, lihat pada perhitungan E-4C/D

(K = 11.8) dan untuk crude, lihat pada perhitungan E-1B.

Mencari Kapasitas Panas :

B.30

Page 22: HE Nizar Perhitungan&Pembahasan

Pertamina UPII Dumai TKK 476 Kerja Praktek

Cp = [(0.6811 – 0.308*SG) + (0.000815 – 0.000306*SG)*T] *

(0.055*K + 0.35)

Perhitungan Cp pada Shell (Cp Crude) :

Cp pada Tin (356 F) = 0.589

Cp pada Tout (474.512 F) = 0.651

Cp rata-rata = 0.62

Perhitungan pada tube (Cp Residue) :

Cp pada Tin (639.104 F) = 0.744

Cp pada Tout (464 F) = 0.651

Cp rata-rata = 0.6975

Mencari Heat pada Shell :

Qshell = Mcrude * Cpcrude * (T2 – T1)

= 837274.47lb/hr*0.62Btu/lb oF *(474.512-356)oF

= 61503916.03 Btu/hr

= 15498986.84Kcal/hr

Mencari Heat pada Tube :

Qtube = Mresidue * Cpresidue * (T2 – T1)

= 538305.35lb/hr * 0.6975Btu/lboF *(464–639.104)oF

= -65745945.45 Btu/hr

= -16567978.25 Kcal/hr

Hot Fluid Cold Fluid Difference

337.28 Greater Temp (oC) 245.84 91.44

240 Lesser Temp (oC) 180 60

31.44

LMTD = 31.44/ ln (91.4/60)

= 74.6 oC

B.30

Page 23: HE Nizar Perhitungan&Pembahasan

Pertamina UPII Dumai TKK 476 Kerja Praktek

Mencari efisiensi temperatur (P) :

P =

P = 0.4

Mencari rasio kapasitas panas (R) :

R =

R = 1.5

Mencari Faktor Koreksi LMTD (F) dari hubungan P, R, dan F

(fig. T-3.2 A TEMA).

Didapatkan :

F = 0.8

Mencari Mean Temperature Difference Corrected :

MTD corrected = F * LMTD

= 59.68 oC

Mencari Dirty Overall Heat Transfer Coefficient (UD actual) :

UD actual =

Dimana :A = Luas permukaan total per unit

(A E-7D/E/F = 1110 m2)

UD actual =

= 233.96 Kcal/m2 hr oC

B.30

Page 24: HE Nizar Perhitungan&Pembahasan

Pertamina UPII Dumai TKK 476 Kerja Praktek

Mencari Fouling Factor desain (rt desain) dan fouling factor

actual (rt actual) :

rt desain = 1/ UD desain – 1/Uc desain

rt actual = 1/ UD actual – 1/Uc desain

dimana : Uc = Clean Overall Heat Transfer Coefficient

Dimana untuk E-7D/E/F: UD desain = 141

Uc desain = 394

rt desain = -

= 0.00455 /Kcal

rt actual = -

= 0.00174 /Kcal

PEMBAHASAN

Exchanger 1-B sampai dengan 7-D/E/F adalah serangkaian Shell and Tube

Heat Exchanger train B yang terdapat pada unit CDU yang berfungsi sebagai pre-

heater crude sebelum dialirkan ke dalam Heater-1 kemudian CDU (Crude

Distilation Unit). Terdapat dua train pre-heater pada unit CDU ini. Selain

exchanger train B, train yang lainnya adalah train A, yaitu Exchanger 1-A sampai

dengan 7-A/B/C. Kedua train ini berfungsi sama dan berbagi aliran yang sama,

kecuali pada E-5 pada train B dan E-6 pada train A. Pada E-5, fluida panas yang

masuk ke shell adalah LGO (Ligth Gas Oil) yang berasalal dari CDU (T-2),

sedangkan pada E-6, fluida panas yang masuk ke shell adalah HGO (High Gas

B.30

Page 25: HE Nizar Perhitungan&Pembahasan

Pertamina UPII Dumai TKK 476 Kerja Praktek

Oil) yang juga berasal dari CDU (T-2). Rangkaian kedua train pun sama persis.

Pada train A, E-4A/B dirangkai seri, begitu pula E-7A/B/C. Pada train B pun

demikian, E-4C/D dan E-7D/E/F dirangkai seri. Adanya dua train ini disebabkan

keterbatasan kapasitas dari Exchanger-Exchanger tersebut.

Data dan Hasil Pengamatan Exchanger 1-B

Parameter Desain Aktual

Shell Tube Shell TubeFluida crude TPA crude TPA

Flow crude (kg/hr) 280000   379781  Flow TPA (kg/hr)   126000   109208

Temp. in (oC) 35 117 43.73 81.7Temp. out (oC) 60 71 57 81.7Heat (Kcal/hr) 3360000 3361680 2353855.74 2640219.924

UD (Kcal/m2 hr oC) 244 144.32fouling(m2 hr oC/Kcal) 0.00105 0.00388

Crude adalah fluida yang ingin dipanaskan, oleh karena itu crude

bertindak sebagai fluida dingin pada setiap Exchanger. Pada E-1B, secara actual,

crude hanya menerima panas sebesar 2353855.74 Kcal/hr dari 2640219.924

Kcal/hr yang dilepaskan oleh TPA (nafta). Nilai ini jauh lebih kecil dibandingkan

dengan desain yaitu crude menyerap panas sebesar 3360000 Kcal/hr dari 3361680

Kcal/hr yang dilepaskan TPA. Hal ini disebabkan oleh kecepatan alir crude actual

yang lebih besar daripada kecepatan desain. Secara actual, kecepatan alir crude

mencapai 379781 kg/hr, sedangkan secara desain kecepatan alir crude hanya

280000 kg/hr. Dengan besarnya kecepatan ini berarti waktu kontak antara crude

dengan TPA sebagai fluida yang memberikan panasnya menjadi lebih cepat

sehingga panas yang dapat diserap crude menjadi lebih sedikit. Selain itu juga,

panas yang dilepaskan oleh TPA juga jauh lebih kecil daripada desain yang hanya

2640219.924 Kcal/hr. Berdasarkan desain, suhu input TPA adalah 117 oC dan

suhu outputnya 71 oC. Pada actual, suhu input 122.06 oC, lebih besar sekitar 5 oC

dan suhu outputnya 81.7, lebih besar hampir 11 oC. Beda suhu ini menyebabkan

panas yang dilepaskan lebih kecil daripada desain. UD actual pun menjadi lebih

B.30

Page 26: HE Nizar Perhitungan&Pembahasan

Pertamina UPII Dumai TKK 476 Kerja Praktek

kecil daripada desain. Bila Ud actual lebih kecil daripada desain menunujukkan

kinerja Exchanger mulai berkurang (tidak optimal). Dapat dilihat bahwa secara

actual, fouling factor lebih besar daripada fouling factor desain. Hal ini

disebabkan timbulnya kerak atau kotoran di dalam tube atau shell.

Data dan Hasil Pengamatan Exchanger 2-B

 Parameter

Desain AktualShell Tube Shell Tube

Fluida kerosine crude Kerosine crudeFlow kerosine (kg/hr) 43200   55956  

Flow crude (kg/hr)   280000   379781Temp. in (oC) 187 60 170.26 57

Temp. out (oC) 80 79 84.5 66Heat (Kcal/hr) 2773440 2766400 2330139.821 1631248.94

UD (Kcal/m2 hr oC) 191 126.73fouling(m2 hr oC/Kcal) 0.00122 0.00387

Pada E-2B, fluida pemanas crude adalah kerosin yang juga berasal dari

CDU (T-1). Dari hasil perhitungan, panas yang diserap oleh crude hanya

1631248.94 Kcal/hr dari 2330139.821 Kcal/hr yang dilepaskan, sedangkan secara

desain, crude mampu menyerap 2766400 Kcal/hr dari 2773440 Kcal/hr yang

dilepaskan oleh kerosin. Kecepatan alir crude adalah penyebabnya karena

mempercepat waktu kontak dengan fluida panas. Dari transfer rate (UD) terlihat

bahwa kinerja Exchanger 2-B juga mengalami penurunan. UD aktual hanya

126.73 Kcal/m2 hr. oC dibandingkan dengan desain sebesar 191

Kcal/m2 hr oC. Fouling factor actual juga lebih besar dibandingkan dengan secara

desain yaitu secara actual 0.00387 dan secara desain 0.00122.

Data dan Hasil Pengamatan Exchanger 3-B

 Parameter

Desain AktualShell Tube Shell Tube

Fluida MPA crude MPA crudeFlow MPA (kg/hr) 191000   234989  Flow crude (kg/hr)   280000   379781

Temp. in (oC) 225 79 241.16 128.7

B.30

Page 27: HE Nizar Perhitungan&Pembahasan

Pertamina UPII Dumai TKK 476 Kerja Praktek

Temp. out (oC) 158 133 200 161.3Heat (Kcal/hr) 8318050 8300000 6303691.36 6881527.52

UD (Kcal/m2 hr oC) 266 240.54fouling(m2 hr oC/Kcal) 0.00148 0.00188

Keadaan pada Exchanger 3-B hampir sama. Fluida pemanas adalah MPA

(Middle Pump Around) yang juga berupa kerosin. Namun diambil pada produk

tengah dari CDU dan akan dikembalikan lagi ke CDU (reflux) bukan dari produk

jadi. Crude menerima panas sebesar 6881527.52 Kcal/hr. Secara actual UD sudah

mendekati UD desain. Tetapi desain bernilai 266 Kcal/m2 hr oC sedangkan UD

actual bernilai 240 Kcal/m2 hr oC. Tetapi hal ini tetap menunjukkan bahwa

kinerja Exchanger ini sedikit mengalami penurunan dengan fouling factor sebesar

0.00188 sedangkan desain 0.00128.

Data dan Hasil Pengamatan Exchanger 4-C/D

 Parameter

Desain AktualShell Tube Shell Tube

Fluida residue crude residue crudeFlow residue (kg/hr) 172000   244171  Flow crude (kg/hr)   280000   379781

Temp. in (oC) 249 133 240 66Temp. out (oC) 186 174 145.3 128.7Heat (Kcal/hr) 6935040 6888000 14012781.34 12161259.22

UD (Kcal/m2 hr oC) 168 276.12fouling(m2 hr oC/Kcal) 0.00328 0.00948

Untuk Exchanger 4-C/D yang dirangkai seri, keadaan justru berbalik.

Panas yang dilepaskan oleh fluida panas, yakni residue dari E-7D/E/F, secara

actual jauh lebih besar daripada panas yang dilepaskan secara desain. Nilainya 2

kali lipat lebih besar. Hal ini disebabkan kecepatan alir residue lebih besar

dibandingkan dengan desain. Secara desain kecepatan residue hanya 172000

Kg/hr, namun secara aktual kecepatan ini mencapai 244171 Kg/hr. Selisih ini

cukup besar. Secara desain, oanas yang dilepaskan residue hanya 6935040

Kcal/hr, sedangkan secara aktual nilainya dua kali lipat yakni 14012781.34

Kcal/hr. UD aktual juga cukup besar daripada desain. Hal ini menunjukkan

B.30

Page 28: HE Nizar Perhitungan&Pembahasan

Pertamina UPII Dumai TKK 476 Kerja Praktek

kinerja Exchanger cukup baik. Namun memiliki fouling factor yang cukup besar

yakni 0.00948.

Data dan Hasil Pengamatan Exchanger-5

 Parameter

Desain AktualShell Tube Shell Tube

Fluida LGO crude LGO crudeFlow LGO (kg/hr) 53000   58329  Flow crude (kg/hr)   280000   379781

Temp. in (oC) 267 174 283.46 161.3Temp. out (oC) 193 189 193 180Heat (Kcal/hr) 2627740 2620000 3645262.26 4119603.511

UD (Kcal/m2 hr oC) 248 228.59fouling(m2 hr oC/Kcal) 0.00194 0.00229

Exchanger-5 adalah Exchanger yang menerima LGO (Ligth Gas Oil) dari

CDU (T-1) untuk fluida panas pada shellnya. Crude mengalir melalui tube.

Kembali panas yang dilepaskan lebih besar dibandingkan dengan desain. Secara

aktual, crude menerima panas sebesar 4119603.511 Kcal/hr. Sedangkan secara

desain, crude hanya menerima panas 2620000 Kcal/hr. Nilai UD aktual mendekati

UD desain. Nilai UD aktual adalah 228.59 Kcal/m2 hr oC dan UD aktual adalah

248 Kcal/m2 hr oC. Namun fouling factor aktual lebih besar daripada fouling

secara desain. Ini menunjukkan kinerja Exchanger ini juga mengalami penurunan.

Data dan Hasil Pengamatan Exchanger 7-D/E/F

  Desain AktualParameter Shell Tube Shell Tube

Fluida crude residue crude residueFlow crude (kg/hr) 280000   379781  

Flow residue (kg/hr)   172000   244171Temp. in (oC) 189 346 180 337.28

Temp. out (oC) 251 249 245.84 240

B.30

Page 29: HE Nizar Perhitungan&Pembahasan

Pertamina UPII Dumai TKK 476 Kerja Praktek

Heat (Kcal/hr) 11700000 1185640 15498986.84 16567978.25UD (Kcal/m2 hr oC) 141 233.96

fouling(m2 hr oC/Kcal) 0.00455 0.00174

Dan untuk E-7D/E/F dengan fluida pada shell adalah crude dan fluida

pada tube adalah residue, panas yang dilepaskan residue jauh lebih besar daripada

yang dilepaskan secara desain. Hal ini terjadi karena kecepatan alir residue

mencapai 244171 Kg/kg, sedangkan secara desain kecepatan residue hanya

172000 Kg/hr. UD aktual nilainya juga melebihi UD desain, Kinerja Exchanger

ini lebih baik dibandingkan Exchanger lainnya dengan nilai fouling factor aktual

lebih kecil daripada desain dengan nilai 0.00174 (desain 0.00455).

KESIMPULAN

B.30

Page 30: HE Nizar Perhitungan&Pembahasan

Pertamina UPII Dumai TKK 476 Kerja Praktek

1. Kinerja Exchanger (Pre-Heater) train B pada unit CDU sudah banyak

mengalami penurunan. Hal ini dapat dilihat dari nilai UD yang lebih kecil

daripada UD desain dan fouling factor aktual yang lebih besar daripada

desain.

2. E-7D/E/F adalah satu-satunya Exchanger yang masih bekerja dengan baik

karena nilai UD aktualnya lebih besar daripada UD desain dan fouling

factornya lebih kecil daripada desain.

3. Kecepatan alir crude (sebagai fluida dingin) mempengaruhi panas yang

diterima crude untuk menaikkan temperaturnya karena apabila kecepatan

crude lebih besar daripada kecepatan alir fluida yang memanaskannya,

maka crude hanya dapat menyerap sedikit panas.

4. Secara aktual temperature akhir (dari E-7D/E/F) crude mendekati

temperature yang diinginkan (desain). Secara desain, temperature akhir

crude adalah 251 oC sedangkan secara aktual temperaturnya 245.84 oC.

B.30