makalah separator
TRANSCRIPT
SEPARATOR
L V L V
W A T E R
O I L
G A SS D V
P V M
WE
IR
SIG
HT
GL
AS
S
SIG
HT
GL
AS
S
DE
FLEC
TO
R
M A N H O L E
V O R T E X B R E A K E R
L T L TP T
P S V
L T
L S
L S
M I S TE X T R A C T O R
S D V S D V
Kata Pengantar
1
Syukur Alhamdulilah atas rahmat dan karunia-Nya, penulis dapat menyelesaikan makalah “ Separator “ dalam rangka memberikan ilmu kepada generasi berikutnya, yang dilatar belakangi dengan ikut aktif didalam mencerdaskan pegawai perminyakan Nasional Indonesia didalam lingkungan kerja CNOOC SES Ltd khususnya dan Pegawai Nasional Indonesia umumnya . Penulis menggangap masih banyak pegawai nasional yang mempunyai kemampuan dibawah minimum kompetensi dalam bidang pengoperasian peralatan produksi dilapangan Widuri /Intan area khususnya. Maka perlu media atau cara praktis bagaimana mentransfer pengetahuan kepada pegawai yang baru bergabung ke anjungan produksi yang mengunakan production separator agar proses produksi berjalan dengan baik dan aman , sekaligus memberikan sedikit pengetahuan dan pengalaman pratis kepada pegawai baru dan menggingatkan kembali kepada pegawai lama yang sudah jenuh dengan pekerjaan sehari hari yang monoton sebagai penyegaran. Meskipun penulis menyadari keterbatasan pengetahuan dan bahasa , namun mencoba untuk merealisasikan pikiran pikiran tentang teknik separator khususnya dan alat controlnya.Harapan lain , agar tulisan ini dapat menggungah pihak lain untuk memperbaiki isi secara kuantitatif ataupun kualitatif agar pegawai nasional Indonsia mempunyai pengetahuan yang lebih dikemudian hari dan dapat bersaing .
Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada :1. Istri dan keluarga 2. Rekan rekan sejawat di lapangan 3. Management CNOOC SES Ltd.
Yang telah memberikan bantuan , saran , bimbingan dan kepercayaan dan waktunya yang sangat berharga sehingga tersusunnya tulisan ini .
Bogor , Maret 2007Penulis
Slamet Hari Mulyadi,SE
Pendahuluan
2
Separator adalah bagian dari surface equipment(permukaan peralatan) yang lazim digunakan pada proses produksi disemua perusahaan minyak . Alat ini sepertinya sangat sederhana berbentuk tabung yang bertekanan yang berfungsi sebagai pemisahan fluida (cairan) sumur sumur menjadi fasa fasa gas dan cairan , tetapi bila tidak dioperasikan dengan benar maka akan menghasilkan output yang tidak sesuai dengan yang diharapkan. Bahkan akan menciptakan bahaya. Contohnya pengoperasian tekanan diatas yang direkomendasikan, pressure safety valve (PSV ) tidak berfungsi , cairan memsuki gas line , dsb. Masalah pengopersian adalah bersentuhan dengan SDM yang handal , yang mempunyai ketrampilan dan pengetahuan tentang separator itu sendiri.. Tidak banyak operator produksi yang mendapatkan pelatihan tentang separator, padahal alat tersebut yang selalu dioperasikan sehari –hari. Penulis ingin menularkan pengetahuan yang didapatkannya selama berkripah 25 tahun dalam menangani peralatan separator , baik yang sebagai production separator maupun test separator , agar pegawai nasional operator produksi khusunya mempunyai pengetahuan dan wawasan yang lebih baik . Dan pada akhirnya dapat berdaya guna lebih efektif , sekaligus ikut serta dalam mencerdaskan kehidupan bangsa Indosesia..Makalah separator adalah jilid ketiga dari penulis yang sebelumnya berjudul “ Anjugan WIDP di Lapangan Widuri “ dan” ESP Design” . Masalah separator menjadi penekanan tema yang mutlak harus diketahui oleh semua operator , agar tidak salah dalam pengoperasiannya dan akan memberikan dampak lingkungan yang tidak merugikan terhadap masyarakat luas.Semoga tulisan ini dapat diikuti oleh rekan rekan yang lain, yang mempunyai wawasan dan pengetauhan yang lebih baik, sehimgga mutunya dapat ditingkatkan dikemudian hari.
3
1. DASAR TEORI
1.0 Separator .Separator dapat didefinisikan sebagai tabung bertekanan dan temperatur tertentu yang digunakan untuk mernisahkan fluida sumur kedalarn fasa-fasa cairan dan gas ( fasa berat dan fasa ringan) . Pemisahan gas terlarut dari cairan dapat terjadi melalui proses flash liberation(lampu kilat pembebasan) ( proses kondensasi atau penguapan dimana kedua fasa gas dan cairan terus menerus berhubungan pada perubahan tekanan dan temperatur ) dan proses differential (pembedaan) liberation ( proses seperti flash liberation , tetapi gas atau cairan yang terjadi karena perubahan tekanan dan temperatur segera dipisahhkan). Semakin tinggi tekanan separator dengan temperatur konstan, semakin sedikit jumlah cairan ringan yang masuk ke fasa gas. Untuk efisiensi dan kerja yang stabil pada kondisi ,yang bermacam-macam , separator harus mernpunyai komponen sebagai berikut :
l. Bagian pertama:Untuk memisahkan cairan dari aliran sumur adalah memisahkan tetesan minyak yang besar dari aliran gas. Dipasang lubang masuk yang tangensial (menyinggung tepi) sehingga menyebabkan gerakan putar pada fluidanya.2. Bagian pengumpulan cairan:Untuk menerima dan mengalirkan cairan yang terkumpul. Maka bagian ini harus cukup besar untuk menanggulangi surge (gelombang) cairan yang dapat terjadi pada kerja normal.sehingga cairan yang terkumpul tidak terganggu oleh aliran gas.Bila cairannya besar dan surging nya tinggi maka perlu memperbesar bagian pengumpul .3. Bagian pemisah kedua :Untuk menghilangkan tetes cairan yang kecil. Prinsipnya adalah gravity settling dari aliran gasnya. Dimana Syarat utamanya adalah mengurangi turbulensi. Turbulensi yang minimal , maka perlu pengurangan kecepatan pada lubang masuk gasnya dan penempatan penahan yang tepat supaya gas memberikan aliran gas yang sama pada seluruh bagian pemisah.4. Bagian mist extractor (penyerapan kabut) :untuk tetesan yang sangat kecil agar terpisahkan dari gas. Impingement (tumbukan) adalah prinsip yang paling umum digunakan untuk mengkumpulkan partikel kecil-kecil pada pemisahan cairan-gas. Dalam pemisahan ini partikel kecil menumbuk rintangan yang bekeria sebagai permukaan pengumpul. Lihat ilustrasi dibawah ini:
ML V L VM
m i n y a k
S D V
S D V
P V M
W E I R
DE
FL
EC
TO
R
M A N H O L E
b a g i a n p e m i s a h u t a m a
b a g i a n p e n g u m p u l
m i s te x t r a c t o r
b a g i a n p e m i s a h k e d u a
Separator umumnya mengunakan salah satu dari 4 type mist extractor , yang membedakannya hanya intensitas ( tingkat ) gaya sentrifugalnya. Gaya centrifugal yang terjadi dari suatu perubahan arah arah aliran memakai efek yang sama pada kabut , seperti terjadi pada kenaikan gaya gravitasi. Jika aliaran gas mendekati suatu rintangan ia berputar disekililingnya, tetapi cairan mengembun,
4
mempunyai density masa yang lebih besar, menyebabkan tahanan lebih besar pada perubahan arah . Partikel partikel yang lebih besar bertumbukan dengan tembok penahan dan terpisah dari gasnya.
A L I R A N A L I R A N
A L I R A N
A
B
B
B
M I S T E X T R A C T O R, C E N T R I F U G A L T Y P E
r a j u t a n k a w a t
V A N E T Y P E
Mist extractor jenis vane , terdiri dari suatu gang gang yang terbentuk oleh plat plat logam dengan pengumpul cairan. Partikel kecil menjadi tetes yang lebih besar dan turun kerena gravitasi akan dibantu dengan gaya centrifugal dan permukaan pengumpul, dan cairan yang terkumpul dialirkan melalui pipa ke bagian pengumpul kembali.Ada juga dari rajutan kawat, alat ini dapat menyebabkan mekanisme tumbukan dan juga gaya dentrifugal dan grafitasi. Type ini memungkinkan daerah lebih luas untuk pengumpulan cairan. Yang menjadi perhatian jenis kawat adalah bahwa ini mudah rusak dan lubang kapiler mudah tersumbat oleh parafin.Type centrifugal hanya digunakan pada separator jenis vertical , yang dalam pemisahannya mengunakan gaya centrifugal , dimana dilengkapi dengan baling baling lengkung untuk memutar gas supayaterjadi gaya centrifugal.Type saringan , type ini sangat efektif tetapi tekanan yang hilang sangat besar , dan yang terkecil kehilangan tekanan adalah type rajutan kawat.
1.1 Scrubber. Pemisahan secara umum dibagi menjadi dua, yang pertama adalah yang kita bicarakan diatas , dan yang kedua adalah scrubber . Dimana klasifikasinya tidak banyak perbedaan, hanya terletak pada bagian perlengkapan pengumpul cairan yang cukup kecil dan tidak setinggi separator biasa, serta alat pengontrol yang lebih sederhana. Jadi scrubber biasanya
5
berukuran kecil. Gas scrubber digunakan untuk menyakinkan bahwa gas tidak mengandung material atau fluida yang dapat merusak peralatan, sehingga scrubber harus dipasang untuk melindungi peralatan seperti kompresor , sweetener, metering atau regulator.Biasanya digunakan untuk membersihkan gas , keperluan , sbb:
1. Bahan bakar heater, boiler, generator uap, mesin mesin dengan bahan bakar gas.2. Pengontrolan gas , sebelum masuk ke processing plant3. Upstream dehydrator dan sweetener4. Upstream gas distribution / transmission untuk memisahkan cairan & debu atau
peralatan lainnya.5. Downstream gas trasmittion line –compresor station untuk memisahkan cairan atau
pelumas yang tercampur dalam gas compresi.Scrubber dianjurkan dipakai pada kondisi sbb :
1. Pemisahan kedua untuk menghilangkan fluida fluida bukan konsumsi dari alat proses seperti absorber ( pengisap),dan liquid dust scrubber(scrabber utk menghisap cairan ).
2. Pemisahan pada aliran gas setelah separator, dimana garis aliran tidak panjang .3. Jenis jenis pemisahan dimana gas liquid rationaya sangat besar .
Pemilihan type vertical atau horizontal hanya terpengaruh oleh ketersedianya ruang.Kapasitas scrubber dapat diperkirakan dengan mengunakan persamaan sbb:
( qr ) = 5.5 ( D3P /Ps T ) ((ρl-ρg )/ -ρg)0.5
Dimana : q = Flow rate gas ,MMscfd , diukur pada Ps dan 60FPs=Metering pressure, psiaP=actual flowing pressure,psiaT=actual flowing temperature, 0Rρl=scrubber liquid density, lb/cuft, pada P dan Tρg= actual gas density,cuft/cuft pada P dan TD=efektif internal diameter yang dialiri gas, ft
1.2. Jenis Separator .1.2.1. Berdasarkan fasa hasil pemisahannya :
1. Separator dua fasa : Memisahkan fluida sumur menjadi fasa gas fasa cair2. Separator tiga fasa : Memisahkan fluida sumur menjadi fasa gas, fasa air dan fasa
minyak 1.2.2. Berdasarkan pada bentuknya :
1. Separator vertical2. Separator horizontal3. Separator bulat .
Type: Keuntungan: Kerugian:Vertikal Pengontrolan level cairan tidak terlalu
rumitLebih mahal
Dapat menanggung pasir dalam jumlah besar
Bagian bagiannya lebih sukar dalam pengapalannya (kirim)
Mudah dibersihkan Membutuhkan diameter yang lebih besar utk kapasitas gas tertentu
6
Mempunyai kapasitas surge cairan yang lebih besarSedikit sekali kecenderungan akan penguapan kembali dari cairannya
Horizontal Lebih murah dari type vertical Pengontrolan level cairan lebih rumit dari yang vertikal
Lebih mudah dikirim dgn bagian bagiannya ( pengapalan )
Sukar utk membersihakn Lumpur, pasir & parafin
Baik untuk minyak yang berbuih Lebih luas utk settling ( mendiamkan gravity) bila terdapat dua fasa cair
Lebih ekonomis dan efisien utk mengeloh volume gas yg besarDiameter lebih kecil utk kapasitas gas tertentu
Bulat Termurah dari dua type diatas Mempunyai ruang pemisahan & kapasitas surge yang lebih kecil
Lebih mudah membersihakan / mengeringkan dari type vertikal
Pengontrolan level cairan rumit
Lebih kompak dari pada yang lain
Lihat ilustrasi gambar dari separator :
LV SDV
V O R T E X B R E A K E R
M I S T E X T R A C T O R
G A S
F L U I D
L T
V E R T I C A L S E P A R A T O R
D E F L E X T O R
LV SDVLVSDV
O I L
W A T E R
M I S T E X T R A C T O R
G A S
D E F L E C T O R
S E P A R A T O R B U L A T
7
ML V L VM
a i r
m i n y a k
g a sS D V
S D V
P V M
S E P A R A T O RH O R I Z O N T A L
W E I R
SIG
HT
GL
AS
S
DE
FL
EC
TO
R
g a s
M A N H O L E
1.3 Faktor yang mempengaruhi pemisahan .
Tekanan kerja dari separator tergantung baik kepada tekanan aliran , maupun jumlah relative minyak mentah dan gas alamnya. Perubahan tekanan dapat mempengaruhi perubahan pada densitas cairan maupun gasnya, pada kecepatan yang diizinkan, dan volume aliran sebenarnya. Efek bersih dari suatu kenaikan pada tekanan adalah kenaikan kapasitas gas separator tersebut, yang dinyatakan dalam standard cubicfoot.Pengaruh temperatur pada kapasitas pemisahan gas dan cairan hanya berpengaruh pada volume aliran sebenarnya dan densitas cairan dan gas. Efesiensi pengumpulan partikel bervareasi dengan density- density gas dan cairan. Suatu separator yang bekerja pada temperature dan tekanan dan komposisi aliran sumur yang tertentu mempunyai kapasitas gas yang sebanding dengan akar dua dari selisih density density cairan dan gas dibagi density gasnya, atau : ……….√ (ρl-ρg ) / ρg
Dalam kapaistas separator diangap bahwa pemisahan gravitasi dari tetes tetes lebih besar 200 mokron terjadi pada bagian pemisahan kedua, sedang yang lebih kecil dipisahkan oleh mist extractor . Pengaruh kecepatan gas yang melalui batas seharusnya pada separator tersebut adalah kenaikan ukuran dan volume tetes tetes cairan yang mencapai mist extractor. Karena tetesnya bervareasi sebagi pangkat tiga dari diameternya , maka sedikit kenaikan pada kecepatan akan menyebabkan efek volume cairan akan lebih besar yang mencapai mist extractor. Bila kapasitas mist extractor tercapai , maka extractornya akan tergenangi oleh cairan dan terjadi kenaikan pada penghasilan cairan.Kecepatan maksimum gas untuk pemisahan partikel cairan dengan diameter tertentu didasarkan pada sifat alamiah ( fisis ) cairan dan gasnya. Partikel yang jatuh karena gravitasi akan dipercepat sampai tahanan pada partikel yang dikarekan tumbukannya dengan gas sama beratnya dengan beratnya partikel tersebut . Jika dua gaya ini telah sama partikel kan jatuh pada rate yang tetap yang disebut kecepatan settling. Bila partikel yang jatuh kecil, maka kecepatan settlingnya cepat. Dan kecepatan settling ini digunakan untuk menentukan waktu yang diperlukan bagi partikel untuk jatuh pada jarak tertentu. Partikel yang melayang diudara berukuran kurang dari 2 mikron tidak tampak oleh mata, dan merupakan suspensi permanent , dan kecepatan settling amat kecil.Tabel diameter macam macam partikel :
8
Diameter partikel, mikronMolekul Samapai 0.004Asap 0.0045-1.00Kabut ( mist) tipis 0.075-010.000Kabut ( fog) 1.00 -100Debu 1.00 - 2000Puder 8.00-10.00Puder talk 10Rambut orang 50.00-70.00Garam meja 100Tetes air hujan 100-40001 mikron 0.0001 cm
Viskositas , mempengaruhi bermacam mekanisme pemisahan sesuai dengan bermacam hukum yang dipenuhi oleh settling yang terjadi, apakah partikel yang jatuh memenuhi hukum Newton , hukum pertengahan, Stoke atau hukum Cunningham. Separator mendekati hukum pertengahan dan stroke , tergantung partikelnya…. Dapat dilihat pada buku Craft Holden Graves ..tetapi tidak dibahas lebih lanjut, Karen atidak penting dari segi praktisnya.
1.4 Perencanaan Separator Perencaan separator merupakan persoalan rumit karena banyak yang mempengaruhinya dan perlu dipertimbangkan. Komposisi dan karakter aliran sumur, dan harga dari cairan, gas yang diproduksi, termasuk biaya peralatannya .Karena banyak factor yang mempengaruhi dalam perencanaan separator, maka setiap faktor akan dibahas .1.4.1 Kapasitas Separator .Kapasitas ditentukan pada kondisi sbb:
1. Tak terjadi pembuhihan atau gelombang gelombang besar2. Kapasitas aliran dan klep yang memadai3. Temperatur kerja 60F adalah diatas cloud point minyak dan hydrate point gasnya.4. Partikel yang terkecil yang dapat dipisahkan adalah bola dengan diameter 10 mikron (
0.00039 inch )Dalam kondisi ini , sisa ketingalan cairan tidak boleh lebih dari 0.10 gallon per juta SCF.1.4.2 Kapasitas minyak .Kapasitas minyak suatu separator ( q ) didasarkan pada hubungan antara volume normal ( V ) dan waktu penerimaan ( retention time/ t ) di separator, yang umumnya satu menit untuk mendapatkan pemisahan gas dan cairan dari minyak :
( q ) = ( V, cuft ) / ( t, menit )…………….( pers 1 )
Karena 1 cuft permenit = 257 bbl/day , maka.
( q ) = 257 V/t bbl/day …………………….( pers 2 )kapasitas minyak diambil dari setengah dari pada kapasitas sebenarnya, untuk mempertimbangkan aliran yang terputus putus ( normal heading flow ), maka
( q ) = 128 V/t bbl/day …………………….( pers 3 )
9
Volume minyak pada separator vertical adalah :
V = 0.785 d2h …………………….( pers 4 )
Dimana d = diameter dalam separator dalam ft dan h = tinggi dalam kolom minyak dlm ft, (disini hanya untuk dua fasa) diatas dasar lubang pengeluaran minyak, untuk suatu separator yang tingginya 5 ft , h = 2.5 ft .Untuk separator yang mempunyai tinggi 10 ft , h= 3.25 ft dan 15ft , h=4.25 ft , subsitusi persamaan 3 dan prs 4 menjadi:
( qr ) = 100.5 d2h /t ……untuk separtor vertikal……………….( pers 5 )
Untuk volume minyak separator horizontal yang satu tube ,volume minyak :
V = 0.785 d2 ( L / 2 ) ………………...( pers 6 )subsitusi persamaan 3 dan prs 6 menjadi:
( qr ) = 50.24 ( d2L /t ) ……………. ……( pers 7 )
Untuk volume minyak separator horizontal yang dua tube , volume minyak :V = 0.785 d2 L ………………………………..( pers 8 )subsitusi persamaan 3 dan prs 8 menjadi:( qr ) = 100.5 ( d2L /t ) …………… …….( pers 9 )Untuk volume minyak separator bulat , diambil setengah dari volume totalnay , volume minyak :
….. …..V = 4/6 π r 3√ d/2 = ( 4 x 3.1416 )/ (6x8 ) d3√ d/2V = 0.2618 d3√ d/2 ………………………… ( pers 10 )
Volumenya dinaikan dengan factor √ d/2 , karena separatornya bulat dan bentuk ini kapasitas surge nya menjadi lebih besar.subsitusi persamaan 3 dan pers 10 menjadi:
( qr ) = 33.51 ( d3 /t ) √ d/2 ……………...( pers 11) Kapasitas gas separator berhubungan dengan kecepatan masuk ( atau melayang/ suspending ). Kecepatan naik aliran gas yang diperlukan untuk melayang laying suatu partikel ditentukan dari tahanan partikel pada gerakan gas dan gaya pada partikel karena gravitasi . Tahanan pada suatu gelembung bola ( tetes ) pada gerakan gas, dengan mengabaikan viskositas gas yang kecil, dinyatakan oleh Souder dan Brown sebagai :
Fa = K ρgπ d 2v2/ 4……………………………(pers 12 )
Fa= gaya total pada partikelK = Konstanta , ditentukan dari percobaan
10
,d = diameter partikel ρg= density gasv= kecepatan linier gas relative terhadap partikel.
Gaya dikarenakan gravitasi pada partikel bulat dikurangi buoyancy ( gaya keatas ) adalah :Fg = π d 3 / 6 (ρo -ρg )g ……………………...(pers 13 )
Dimana ρo adalah density partikel minyak dan g adalah percepatan gravitasi. Jika gaya gravitasi sama dengan tahanan terhadap gerakan gas, maka partikelnya tetap melayang :
Fa=Fg = k ρgπ d 2v2/ 4= d 3 / 6(ρo -ρg )g……(pers 14 )
Dan kecepatan melayang ( suspending ) teoritis adalah:
V= ( 2gd (ρo -ρg )g / 3kρg )1/2 ……………….(pers 15 )
Jika K dan d dalam persamaan 15 adalah konstanta, maka :
V= C ((ρo -ρg ) / ρg )1/2.. ………………….….(pers 16 )Dimana : V = kecepatan masuk ft/sec
ρo = density minyak pad akondisi separator , lb/cuftρg = density gas pada kondisi separator , lb/cuftC= koefisien pemisahan = 2gd/3k
Volume aliran gas , q , dalam cuft/sec adalah :
( q ) = ( q sc / 86,400 ) ( ρg sc / ρg )……………… ………….(pers 17)
Dimana q sc adalah rate aliran gas dalam scf/day, sedangkan ρg sc adalah density gas pada kondisi standar dalam lb.cuft dan ρg adalah density gas pada kondisi mengalir dalam lb/cuft . Luas irisan aliran (A ) dalam ft persegi dihubungkan terhadap rate aliran gas dan kecepatan gas yang diizinkan dengan :
A = q / V= π d 2 /4 )……………………………………… (pers 18)
Dimana d adalah diameter dalam separator dalam ft , Substitusi pers 16 , pers 17 kedalam pers 18 , menjadi :
π d 2 /4 =( q sc / 86,400 ) x ( ρg sc / ρg ) ( ρg /(ρo -ρg ))1/2.. x 1/C .. ( pers 19 )
Density gas pada kondisi mengalir dinyatakan dalam :
ρg = ρg sc x (p / p sc ) x ((Tsc + 460 )/ ( T +460 )) x 1/z ………(pers 20 )
atau = ρg sc / ρg = p sc / p x z x (( T +460 )/ (Tsc + 460 ))……..(pers 21)
11
Dimana P adalah tekanan kerja separator dalam psia , p sc adalah tekanan basis ( dasar) dalam psia, dan z adalah compressibility factor. Subbstitusi pers, 21 kedalam pers 19 , menjadi :
π d 2 /4 =( q sc / 86,400 ) x ( ρg sc / ρg ) x ( (T+460)/ (Tsc +460 )) x ( ρg /(ρo -ρg ))1/2.. x 1/C
q sc = 67,824 Cd2 / z x P /Psc x ( (Tsc + 460)/ (T +460 )) x ( (ρo -ρg )/ ρg)1/2 ..(pers 22 )
Beberapa pabrik mendasarkan ukuran separator pada diameter luarnya sehingga diperlukan koreksi bagi tebal dinding separatornay. Dari pers 22 , terlihat bahwa q sc sebanding dengan d2 untuk sesuatu aliran sumur tertentu, atau :
. q1 =q2 (d12 /d2
2 )q1 = kapasitas yang diinginkan dari suatu separator denagn diameter d1, sedangkan q2 = kapasitas yang sudah diketahui dengan diameter d2 .
Persamaan 16 hingga 22 dapat diubah untuk mendapatkan diameter separator atau mist extractor yang diperlukan untuk bermacam kondisi kerja. Density gas dalam lb/cuft pada kondisi kerja didasarkan pada gravity gas . dinyatakan oleh :
ρg = ρasc Tsc P γ / z T Psc
dimana : ρasc adalah density uadra pada kondisi standard . Untuk kondisi standard 14.7 psia dan 520 R , ρasc adalah 0.0764 lb/ cuft , dan pers 23 dapat disederhanakan menjadi :
ρg = 2.70 pγ / zT ……………………………( pers 24 )
γ = gravity gas ( untuk udara=1)p = tekanan kerja, psiaz = compresibilty factor, dimensionless T = temperature kerja 0R
Kecepatan yang diiznkan adalah :
Va = C ((ρo -ρg )/ ρg ) 0.5 ft/sec……………………………….( pers 25 )
Volume gas pada kondisi kerja , adalah :
q g = z x q sc x 10.73 x T / (379.4 x 86,400 x p) …………….(pers 26 )
Disederhanakan menjadi :
q g = 0.3273 z q sc T / p ……………………………………..(pers 27 )
Dimana q sc adalah jumlah gas dalam jutaan scf/day pada 14.7 psia dan 60F ,Luas separator atau mist extractor adalah :
As = q g / Va (ft2) ……………………………(pers 28 )
12
Diametrnya adalah: …....ds = 13.53 √ As .. (inch ) ……………………………(pers 29 )
Kapasitas gas dari separator bulat didasarkan pada kapasitas mist extractor. Persamaan impiris untuk menghitung diameter dari mist extractor dinyatakan oleh :
……….. …………...d = 9.93 √ q gsc /C x 4√ Tγ z / p ρo………………………(pers 30 )
Dimana :d = diameter mist extractor,inchq gsc = rate aliran gas, MMSCF/dayC= konstanta kecepatan yang diizinkan (0.35 untuk mist extractor type rajutan kawat )T= temperature kerja R γ= gravity gasz = compressibility factor p= tekanan kerja, psiaρo= density caian pad akondisi kerja , lb /ft .
Untuk separator vertical tanpa mist extractor , konstanta kecepatan yang diizinkan C = 0.117 dan dengan mist extractor C= 0.167 .Dalam menghitung kapasitas gas separator horizontal satu tube , luas irisan pada bagian yang terisis cairan dikurangkan dari luas total, untuk mendapatkan diameter equivalent . Jika digunakan persamaan 22 , kapasitas gas pada separator horizontal dapat dicari dengan harga yang didapat dari persamaan ini dengan factor ( L/10) 0.56, dimana L = panjang tube dalam ft.Pada separator vertical jarak dari lubang masuk minyak kedasar mist extractor haruslah paling tidak satu diameter, dan jarak dari lubang masuk minyak ke level cairan yang normal paling tidak harus 24 inch . Karena hal ini dapat tak dapat dipenuhi dengan memuaskan pada separator 5 atau 7.5 ft, maka dilakukan koreksi dengan factor 0.80.
3. CONTOH KASUS
Dalam bab ini dicontohkan beberapa kasus yang dapat dicari atau diketahui , mengunakan formula yang sudah dibahas diatas .
Hitunglah kapasitas separator minyak dan gas yang vertical jika diketahui :
Tinggi tabung = 10 ftDiameter dalam separator = 24 inchGravity gas = 0.80 Gravity minyak = 450API @60FTekanan kerja = 400 psiaTemperatur kerja = 600FC = 0.167
Penyelesaianya , sbb :
13
ρo minyak dari 450API adalah : ρo = 141.5/ (131.5+45 ) x 62.4 = 50.02 lb/cuft.
Density gas pada kondisi standard , adalah :
ρ gsc = 14.7 x 0.80 x 28.97 / ( 10.73 x 520 ) = 0.0611 lb/cuft.
Dengan angapan gasnya ideal ( menurut Cambell dalam oil & gas journal 14 march 1955,z = 1 sering digunakan bila tekanan kerjannya di bawah 1000 psig), maka density pada kondisi-kondisi kerja, dari persamaan ( 20), adalah,
ρg = 0.0611 x 400/14.7 x 520/520 = 1.66 lb/cuft
Substitusikan kedalaman pers. (22),
qsc = 67,824 x 0.167 x 4 x 400 x ( 50.02 – 1.66 )½
1.0 14.74 1.66
Sebagai suatu checking, anggap bahwa diinginkan untuk menghitung diameter dari suatu separator vertical yang dapat menerima 6.66 MM SCF/hr di bawah kondisi yang dinyatakan di atas. Maka kecepatan yang diizinkan adalah,
Va = 0.167 ( 50.02 – 1.66 )½ = 0.167 x 5.4
1.66
= 0.9018 ft/sec
Dari hukum agak tak ideal, rate kerja adalah,
qg = 1x 6.66 x 106 x 10.73 x520 = 2.8344 cuft/sec 379.4 x 86,400 x400
Luas dari ruang gas adalah, Ag = qg / Va = 2.834 / 0.9018 = 3.143 ft2
Dan diameter separator adalah, .ds = 13.55 √A =13.55 √3.143 = 24 inch
Dengan 0.35 diambil sebagai konstanta pada pres. (16), kecepatan yang di izinkan pada mist extractor adalah, Va = 0.35 ((50.02-1.66)/1.66)1/2
Va = 1.890 ft/sec
Karena rate kerja (qg) adalah 2.8344 cuft/ sec ,maka luas mist extractor dinyatakan oleh, Am = qg / Va = 2.8344 / 1.890 = 1.50 ft2
14
Dan diameternya adalah,
..dm = 13.53√1.5 = 16.6 inch
Dari persamaan (9), kapasitas minyak adalah, .qr = ( 100.5 x 4 x 3.25 )/1.0 =1307 bbl/day
Contaoh 3.2. Hitunglah diameter dari separator horizontal, jika diketahui :
Panjang separator = 10ft Tekanan kerja = 775 psia Temparatur kerja = 90°F S.G. gas = 0.64 Compressibility factor = 0.881 Gravity cairan = 10° AIP @ 60°F Kapasitas = 70 MM SCF/day
JAWAB. Dari pers. pemuaian fluida, γ T = γ 60 ( 1- ß (T-60) ) ,dimana ß koeffisien
pemuaian cairan dengan ß untuk fluida ini diambil 0.0004,γ T = 1.00(1-0.0004 (90-60) ) γ T = 0.988 @90F , dan ρo = 0.988 x 62.4 = 61.65 lb/cuft @90F ρg = ( 0.0764)x 0.64 x 520 x 755 ) / ( 0.881 x 550 x 14.7 ) = 2.77 lb/cuft
Dengan mengunakan konstanta 0.382 dalam pers. (16) ,didapatkan kecepatan yang diizinkan menjadi,Va = 0.382 x (( 61.65 -2.77 0)/ 2.77 )) 1/2
Va = 0.382 x 4.61 x=1.761 ft/sec
Rate kerja yang di hitung dari hokum gas tak ideal, . qg = (0.3273 x 0.881 x 70 x 550 )/ 775 = 14.32 cuft/ sec
Sehingga, Ag = qg / Va = 14.32 / 1,761 = 8.132 ft2
Jika luas ruang gas, Ag sama dengan luas ruang cairan, A1 maka, π d 2 /4 = 2 x 8.132 = 16.26
Dan d = 4.0 ft ( diameter dalam ) .-
CONTOH 3.3. Hitunglah kapasitas gas dan minyak pada suatu separator di ketahui :
15
Diameter separator = 30 inchTekanan kerja = 100 psia Gravity gas = 0.65 Gravity minyak = 45° API @ 60° F Temperature kerja = 80° F Anggap gasnya ideal.
JAWAB. S.G. minyak 45° API @ 60°F adalah,γ = 141.5 / (131.5 +45 ) = 0.8017 @ 60F
Dari persamaan pemuaian fluida, S.G. minyak @80°F adalah, γ = 0.8017 ( 1- 0.0005 (80-60 ) ) = 0.7932 ρo = 0.7932 x 62.4 = 49.50 lb/cuft
Density gas pada kondisi-kondisi kerja dinyatakan dengan,ρg = (0.0764 x 0.65 x 520x 100 ) / ( 1x 540 x 14.7) = 0.325 lb/cuft
Konstanta untuk mist extractor jenis kawat dirajut (knitted wire mesh) adalah 0.35. dari pers. (16) kecepatan yang diizinkan adalah
Va = 0.35 ((49.50-0.325)/0.325) ½ = 0.35x12.2 = 4.27 ft/sec
Maka rate kerja adalah, .qg = (03273 x 540 x q.ssc x 1 / 100 = 1.77 q.ssc
Dimana q gsc adalah dalam MM SCF/day. Anggap q gsc sama dengan 1.0 maka qg sama dengan 1.77 cuft/sec. Suatu separator bulat dengan diameter 30 inch mempunyai suatu mist extractor setengah dari diameter tersebut. Suatu mist extractor 15 inch mempunyai luas Am = 1.23 sq.ft. Maka kapasitas gas separator tersebut adalah,
q.ssc = Am ( Va/ qg) = 1.23 (4.27 / 2,77 ) = 2.97 MMSCF/day
Karena kapasitas dari suatu separator bulat didasarkan pada kapasitas demistor (mist extractor), maka diameter dari separator dapat dapat pula di hitung dari pers. (30),
. d = 9.93 √ ( 2.97/0.35 ) 4√( (540 x 0.65 x 1 )/ (100x49.5 ))
.d = 0.93 x 2.91x 0.518 = 15 inch
Kapasitas minyak dapat di hitung dari pers. (11), atau .qr = 33.5 x (2.5)2 (2.5/2 ) 1/2
= 33.5 x 15.6 x 1.12 = 585 STB/day Rating dari pada pabrik-pabrik akan lebih kecil dari pada kapasitas di atas, jika separator tertimbun bila level cairan berada dibawah pusat.
16
Dari data-data yang di terbitkan ternyata bahwa untuk separator yang horizontal persamaan dibawah ini dapat dipakai untuk menentukan kapasitas suatu separator jika kapasitas separator yang lain diketahui, dengan panjang kedua separator tsb berlainan,
q1 = q2 (L1 /L2 ) 0.56
Dimana,q1= Kapsitas separator dengan panjang L1
q2= Kapsitas separator dengan panjang L2
Chambell telah membuat beberapa grafik yang mencari kapasitas gas dari separator-separator horizontal dan vertical. Grafik-grafik ini dan penggunaanya dapat dilihat dibawah ini.
Gambar 3-8 memperlihatkan gas untuk separator horizontal yang panjangnya 10 ft. Untuk panjang jang lain maka harus diadakan koreksi yang dapat dilakukan dengan menggunakan pers. (31). Grafik itu berlaku hanya untuk gravity gas 0.70 dan gravity cairan 35° API. Untuk gravity gas dan cairan yang lain, maka harus diadakan koreksi yang dapat dilihat di Gb.3-10 dan Gb3-11. Gb.3-9 Memperlihatkan kapasitas gas untuk separator vertical, yang prosedurnya hampir sama dengan horizontal. Contoh berikut akan memberikan sedikit mengenai penggunaan grafik-grafik tersebut,
CONTOH 3-4Tentukan kapasitas gas dari :a ) separator vertical sepanjng 30 inchb) separator horizontal sepanjang 10 ftm diameter 30 inchc) separator horizontal sepanjang 20 ftm diameter 30 inchJika separator tersebut digunakan untuk menegoloah suatu aliran sumur yang mengandung gas & SG 0,80 dan minyak 50 API, tekanan 800 psig Jawab :
a) dari gamabr 3-9 , kapasitas gas 16.6 MMCF/daydari gambar 3-10, C1 = 0.952dari ganbar 3-11, Cg= 0.90maka qt = (16.6)(0.952)(0.90) = 14.2 MMCF/day
b) dari gamabr 3-8 , kapasitas gas 39.0 MMCF/daydari gambar 3-10, C1 = 0.952dari ganbar 3-11, Cg= 0.90maka qt = (39.0)(0.952)(0.90) = 33.4 MMCF/day
c) q2 = 33.4 mmcf/day dan l2 = 10 ft , l1 =20 ft , maka pers (31)q1 = (33.4)(20/10 ) 0.56 = 33,4 x 1.47 = 49.1 mmcf/day
17
18
19
4. PEMISAHAN BERTINGKAT Pemisahan gas minyak dilakukan dengan mengunakan beberapa separator yang bekerja berturut turut , dari tekanan tinggi ke yang lebih rendah bertujuan agar mendapatkan cairan hydrocarbon dari fluida sumur yang dipisahkannya. Dan untuk mendapatkan kestabilan yang maksimal dari gas dan minyaknya.Proses pemisahan bertingkat merupakan proses differential maupun flash liberation, bahkan mendekati diferential liberation.Separator gas dan minyak ditinjau dari sudut pendapatan cairan minyak yang maksimal, adalah mengurangi tekanan dari wellhead pada lubang masuk separator dan mendekati atau pada tekanan atmosfir pada lubang keluar separator tersebut. Gas yang terpisahkan segera dipindahkan secara berlangsung terus menerus segera setelah terpisah dari cairannya, atau disebut differential liberation .
LV SD V
V O R TE X B R E A K E R
M I S T E X TR A C TO R
G AS
FLUID
LT
D E FLE X TO R
LVLV SD V
V O R TE X B R E A K E R
M I S T E X TR A C TO R
G AS
FLUID
LT
D E FLE X TO R
LV SD V
V O R TE X B R E A K E R
M I S T E X TR A C TO R
G AS
FLUID
LT
D E FLE X TO R
Gas bertekanan
tinggi
Gas bertekanan
sedang
Gas bertekanan
rendah
Storage tank
Dengan mengunakan separator bertingkat dapat mendapatkan beberapa faedah. Jumlah tingkat tidak akan menambah faedah banyak yang diinginkan. Pemisahan yang se – differential “ mungkin , seperti tabel dibawah ini.
Jumlah tingkat pemisahan Pendekatan differential liberation dalamam dalam persen %
2 03 754 905 966 98.50
Untuk lebih ekonomis , biasanya diberi batasan pada jumlah tingkat pemisahan sampai 3 atau 4 saja, walaupun sampai enam pendekatan differential liberation dan menguntungkan pada keadaan tertentu. Tujuh tingkat pernah digunakan pada volume minyak yang besar.Perbandingan antara tekanan kerja pada tingkat tingkat pemisahan bertingkat banyak dapat didekati dengan persamaan dibawah ini:R = 2√ P1/Ps
P2 = P1/R = Ps R n-1
P3 = P2/R = Ps R n-2
Dimana : R = ratio tekanan nertingkat .n = Jumlah tingkat atau jumlah toingkat dikurangi Satu
20
P1= tekana separator tingkat pertama , psia P2 = tekana separator tingkat kedua, psia Ps = tekanan tangki peninmbun
Perhitungan dengan equilibrium konstan dapat untuk beberapa kondisi yang dimisalakan dapat menghasilkan cairan stock tank sebanyak mungkin. Tetapi pesamaan tersebut diatas dapat digunakan untuk mendapatkan pendekatan praktis bila tidak tersedia informasi yang lengkap,
5 . CONTROL VALVE 5.1 Teori controlSistem pengontrolan otomatis mempunyai tujuan sederhana, yaitu pengontrolan kondisi suatu proses tanpa campur tangan manusia . Dimana proses di set sesuai dengan yang kita kehendaki dan secara otomatis alat pengontrol akan menyesuaikan kondisi yang kita kehendaki. Beberapa instalasi dipasang pada plant yang mengalami kontak langsung dengan proses, sedangkan komponen lainnya dipasang sebagai panel panel yang dikontrol secara remote. Meskipun letaknya salaing berjauhan , semua berinterakasi satu sama lainya termasuk proses yang disebut dengan control loop. Pada separator yang umum kita gunakan adalah pengontrolan tetang level air atau minyak dan tekanan , sedangkan untuk temperatur relatif jarang digunakan, biasanya dibutuhkan bila memang fluida dari sumur mudah beku atau panasnya tidak cukup tinggi. Dan pengontrolannya umumnya secara manual , seperti mengunakan emersion heater pada komponen air . 5.2 Control loop Dengan control loop masing masing komponene memiliki fungsi tersendiri, tetapi kesalahan dari salah satu komponen ini akan mempengaruhi seluruh dari system operasi. Pada pengontrolan cairan dan tekanan pada separator minyak, pada loop terdapat tiga komponen utama , yang disebut elemen:
• Detector elment ( level transmitter / pressure transmitter )Elemen ini dipasang pada proses yangmengalami kontak dengan minyak atau gas. Elemen ini mendekati perubahan level minyak atau tekanan, yang disebut dengan measured value (mv ) dan menghasilkan perubahan sinyal pneumatic, sinyal tersebut diteruskan melalui small bore tube.• Controller Element ( level control atau pressure control )Peralatan ini dipasang pada panel, dan memiliki fasilitas untuk menset level atau tekanan dari minyak yang diperlukan dalam separator, yang disebut dengan desire value (dv ) yang kadang disebut juga dengan set point . Peralatan ini menerima sinyal dari transmitter dan dibandingkan dengan dv , kemudian controller akan menghasilkan sinyal pneumatic yang dikirimk ke proses dan dikembalikan kembali ked v. prebedaan antara mv dan dv adalah deviasi . Bila mv lebih besar dari dv disebut positive deviation (+dev ) sedangkan sebaliknya disebut negative deviation (-dev).• Correcting element ( Valve )
Elemen ini dipasang pada proses dan kontak langsung dengan minyak atau gas yang mengalir dari separator ke outline. Correcting element menerima sinyal output dari controller element dan secara terus menerus dilanjutkan ke pengaturan laju alir gas / minyak. Unit ini sering disebut dengan final control elemnt.
5.3 Direct Reverse Action
21
Berdasarkan system loop ini, komponen akan melakukan directing acting atau reverse acting. Untuk memahami prinsip ini , ikuti penjelasan dari masing masing elemen.
• Level transmitterBila meningkatnya level akan meningkatnya output, maka aksi yang dilakukan adalah direct, bila terjadi penurunan output ,maka aksi yang dilakukan adalah reverse.• ControllerBila meningkatnya sinyal mv menyebabkan peningkatan output, maka disebut dengan aksi direct, bila sebaliknya , penurunan, maka disebut dengan aksi reverse.• Valve ( control valve )Bila terjadi peningkatan sinyal controller yang menyebabkan valve tertutup ,maka aksi yang dilakukan adalah direct, dan bila terjadi pembukaan valve disebut dengan aksi reverse.
5.4 Proportional action Gerakan valve disebut dengan stroke dan valve disebut fully stroke diantaranya fully closed dan fully open, atau 0% ter buka samapi 100% terbuka. Bila control loop dalam operarasi valve selalu terbuka dalam prosentase tertentu. Bila proses berlangsung steady pada dv maka valve juga akan berjalan secara steady. Bila terjadi deviasi kemudian valve akan bergerak ke posisi yang baru untuk mengkoreksi jalannya proses. Deviasi pasti terjadi sebelum valve bergerak, yang pergerakannya tergantung dari porposi penyimpangannya. Porposi ini dapat ditetapkan pada ratio yang berbeda dengan mengunakan system pengatur manual didalam controller. Pengaturan ini mengatur proporsional band yang memiliki skala dalam rasio prosentasi. Skala biasanya dari 1% sampai 100%.Untuk lebih jelas secara nyata dapat dicontohkan , level transmitter dengan panjang 50 cm :
1. Bila proportional band 100% , maka valve akan fully stroke , bila total deviasi 50 cm. maka50 cm x 100% = 50cm
2. Bila proporsional band 50% maka valve akan fully stroke ,bila total deviasi 25 cm . maka 50 cm x 50% = 25 cm
3. Bila proporsional band 10% maka valve akan fully stroke ,bila total deviasi 5 cm . maka 50 cm x 10% = 5 cm
5.5 Auto – Manual switching Beberapa automatic control lop system dilengkapi dengan fasilitas untuk merubah pengontrolan dari otomatis kesistem manual. Bila akan melakukan perubahan mode,maka diusahakan sedikit mungkin terjadi disturbansi dalam proses. Dengan kata lain sinyal controller tidak melompat terlalau tinggi atau secara mendadak. Berikut prosedur yang harus dituruti:
1. Pastikan bahwa system stabil2. Perhatikan tingkat sinyal controller3. Atur pengontrolan atau hand valve yang terdapat dalam system sehingga sinyal baru
yang terbentuk tertutup4. lakukan perubahan mode ini secara secepatnya .5. Perhatikan mv sampai stabil pada dv. Lakukan penyesuaian yang perlu untuk
mengganggu stable control.Selama operasi. Proses tiba tiba memperlihatkan kondisi diluar control, jangan ragu ragu untuk mengunakan mode manual untuk mengembalikan ke kondisi semula.
22
5.6 Control valve .Control valve mengatur atau membatasi vareabel proses dari pengaliran penuh ( Valve fully open ) sampai tidak terjadi aliran ( valve fully closed). Valve ini beroperasi secara otomatis dengan mengunakan hydraulic, pneumatic atau actuator listrik. Jenis valve yang umum digunakan seperti , berbentuk glove , cage , butterfly, ball dan sliding gate .5.6.1. Karakteristik control valve .Karakteristik aliran linier. Aliran ini terjadi bila posisi stem valve ( dalam prosentase bukan ) berhubungan langsung dengan aliran ( dalam persen)pada grafik posisi stem valve 20% terbuka akan menghasilkan 20% aliran, 40% terbuka akan menghasilkan aliran 40%
Karakteristik dengan prosentase sama. Aliran ini bila perubahan posisi valve stem menghasilkan perubahan kecil aliran off postion dan perubahan besar pada full on position, Grafik memperlihatkan valve stem berubah dari 20% sampai 30% menghasilkan perubahan mendekati 2% ( 4 samapi 6% ). Bila stem berubah dari 80% sampai 90% , perubahan aliran mendekati 23% ( 47 samapi 70% ).Karakteristik dengan system pembukaan cepat. Sistem ini merupakan kebalikan dari karakter prosentase sama . Aliran yang besar terjadi dekat pada valve shut position dan aliran yang kecil terjadi bila terjadi full open position. Perbedaan karakter antara ball dan butterfly valve juga dapat dilihat pada grafik. Ini merupakan fungsi valve design, serta memiliki karakter tertentu pada system tertentu.
23
Control valve dipasang disesuaikan dengan berapa banyak fluida yang akan dialirkan melalui alat tersebut.
Setelah kita mengetahui kapasitas separator , langkah selanjutnya pengunaan control valve yang sesuai dengan flow ratenya dan media fluidanya . Dan juga diperhitungkan rating dari tekanan dan temperatur yang akan dioperasikan., supaya nantinya proses berjalan sesuai dengan design dan secara ekonomis akan lebih murah . Lihat contoh pada lampiran. Bagaimana kita memperkirakan flow rate yang akan mengalir pada control valve yang dimaksud.
6.KELENGKAPAN SEPARATOR
Dibawah ini adalah contoh dari test separator yang biasa digunakan dilapangan , dan sebagai model untuk lebih mudah dimengerti, komponen apa saja yang digugunakan dari satu unit separator ,
LV LV
WATER
OIL
GASSDV
PV M
WE
IR
SIG
HT
GL
AS
S
SIG
HT
GL
AS
S
DE
FLE
CTO
R
MAN HOLE
VORTEX BREAKER
LT LTPT
PSV
LT
LS
LS
MIST EXTRACTOR
SDV SDV
6.1 Bagian dari separator yang umum digunakan :• Vessel : Bejana tertutup , dengan design tekanan dan temperature yang sudah
ditentukan yang sesuai dengan aliran fluidanya.• Deflector : Tempat tumbukan fluida pada saat baru masuk vessel , yang
berfungsi sebagai pemisahan pertama ( memisahkan gas & cairan ) , dengan berbagai type dari deflector , tetapi umumnya mempunyai fungsi yang sama.
• Mist extractor : tempat penyaringan terakhir , atau berfungsi sebagai pemisahan terakhir dari fluida gas sebelum keluar dari vessel. Lat ini dapat menjaring partikel fluida sampai 10 mikron. Tergantung besar dan kecepatan fluida yang melewatinya.
• Vortex breaker : Alat yang berfungsi untuk menghilangkan vortex atau turbulensi pada cairan sebelum memasuki flow line , sekaligus menghilangkan cones effect.
• Wier plate : Plat tertutup yang berfungsi menahan fluida cairan supaya berada pada level tertentu , biasanya untuk menampung air. Ada juga yang berlubang lubang yang berfunsi agar cairan stabil tidak terlalu slugging , agar pemisahan air dari minyak lebih efektif ( type ini jarang dijumpai pada separator biasa digunakan )
24
• Level indicator : Tabung transparan , yang dilengkapi oleh kaca , yang berfungsi untuk melihat ketingian cairan dalam vessel .
• PSV ( Pressure Safety valve ) ; Valve yang akan terbuka secara otomatis bila tekanan didalam vessel melibihi dari design yang diingkan , berfungsi sebagai pencegah agar vessel tidak rusak/ pecak pada saat tekanan diatas yang diperkenankan.
• Level swich : Switch yang mendapatkan sensing dari floater yang dipasang didalam vessel , untuk menditeksi level cairan tertentu , agar proses berjalan dengan normal sesuai dengan yang diinginkan. Level switch disamping sebagai indicator , juga dapat dihubungkan dengan loop yang dapat mematikan unit ( dihubungkan dengan SDV ) .
• Floater/ displacer : tabung dengan ukuran dan berat jenis tertentu , yang dipasang didalm cairan , yang berfungsi untuk mengatur level cairan agar selalu berada diposisi tertentu , sesuai dengan yang dikehendaki. Alat ini berhubungan langsung ke level transmitter yang akan memberikan output pada control valve.
• Level transmitter : yang meneruskan gerak floater , menjadikan output tertentu untuk memberikan gaya ke control valve.
• Control valve : Pengatur fluida agar stabil pada posisi tertentu sesuai dengan yang diinginkan .
• SDV (Shut Down Valve ) : yang mempunyai fungsi metutup suatu aliran atau proses pada kondisi diluar yang dikehendaki ( diluar setting yang ditetapkan ), ini dapat bekerja secara otomatis ataupun manual ,
• Metering unit : Tidak semua separator dilengkapi dengan metering unit, tetapi pada kondisi tertentu sering dijumpai metering unit di separator. Yang lazimnya adalah meter untuk gas . Sedangkan untuk cairan hanya biasa digunakan pada test separator atau separator yang menghasilkan minyak yang langsung dikirim pada tangki penimbunan (Storage Tank ).
• Straightener : berbentuk kisi kisi memanjang dan biasanya hanya dijumpai di komponen bagian atas , yang berfungsi sebagi tempat pengembunan gas , agar gas yang keluar diharapkan tidak mengandung partikel air .
• Drain line : Pipa yang berada didasar vessel , yang berfungsi untuk menguras cairan / pasir bila mana vessel akan dikosongkan
• Anode : Suatu alat Bantu yang dipasang pada dasar vessel ( komponen air) untuk mecegah atau mengurangi terjadinya scalling .
• Man hole : lubang berbentuk bulat , biasanya ditutup dengan flange , yang berfungsi untuk lubang masuk manusia kedalam vessel pada saat dikosongkan.
• Bypass line : biasanya ditempatkan dimana control valve atau metering unit berada , dan berfungsi untuk mengatur aliran tidak melewati control valve pada saat alat tersebut diperbaiki agar proses terus berlangsung.
6.2 Masalah yang sering dijumpai pada separator .Hal yang terjadi Penyebabnya PenanggulangannyaHigh level Adanya penambahan aliran
yang tiba tiba Periksa level pada level indicator , bila memang tinggi , tambah bukaan LCV , lakukan bypass bila perlu, cari penyebabnya
25
Tekanan turun cukup dratis Periksa pada pressure gauge , bila memang turun, kecilkan PCV, tutup sementara bila perlu, cari penyebabnya
Level Control valve bermasalah
Lihat bukaan dari LCV, apakah sesuai dengan outputnya. Lakukan stimulasi. Lakukan bypass bila perlu, segera perbaiki
Level transmitter bermasalah Lakukan stimulasi , bila responya lambat atau diam . segera running manual , Bila perlu separatot di tutup .
Low level Adanya penurunan aliran yang tiba tiba
Periksa level pada level indicator , bila memang rendah , kecilkan bukaan LCV , jalankan secara manual bila perlu, cari penyebabnya
Tekanan naik cukup dratis Periksa pada pressure gauge , bila memang naik, besarkan PCV, tutup outlet sementara bila perlu, cari penyebabnya
Control valve bermasalah Lihat bukaan dari LCV, apakah sesuai dengan outputnya. Lakukan stimulasi. Lakukan bypass/ running manual bila perlu, segera perbaiki
Level transmitter bermasalah Lakukan stimulasi , bila responya lambat atau diam . segera running manual , Bila perlu separatot di tutup .
High pressure Penambahan jumlah gas yang cukup banyak
Periksa PI , tambah bukaan PCV , lakukan bypass bila perlu , cari penyebabnya
Level cairan naik tiba tiba Biasanya terjadi slugging sehingga tekanan terkompressi oleh naiknya level cairan, buka LCV lebih besar atau lakukan by pass utk sementara
Pressure Control valve bermasalah
Periksa bukaan , sesuaikan dgn output, lakukan stimulasi, jalankan secara manual atau bypass dan
26
segera diperbaikiPressure transmitter bermasalah
Lakukan stimulasi , bila respon diam atau terlalu lambat, jalankan secara manual / matikan unit bila diperlukan
Separator Shut down Level switch bekerja Periksa apakah level benar benar tinggi sehingga menyentuh switch, turunkan dengan bypass , reset unit untuk diaktifkan kembali
Pressure switch bekerja Periksa apakah tekanan benar benar tinggi sehingga menyentuh switch, turunkan dengan bypass , reset unit untuk diaktifkan kembali
SDV Bermasalah Periksa apakah ada kebocoran angin pada SDV, atau three way valve, periksa secara benar,lakukan perbaiakan segera, jamgan aktifkan separator sebelum SDV berfungsi dengan baik
Kebocoran pada line Korosi Matikan unit & segera loporan pada supv untuk diperbaiki segera
Rate chemical tidak tepat Evaluasi kembali corrosion coupon, atur kembali ratenya
Volume separator berkurang Endapan pasir Gunkan jetting vessel 1x / 1 minggu , bila masih belum berkurang lakukan tank cleaning
27
28
29
STANDARD OPERATING PROCEDURE OF
Tank Cleaning of V-100
No. Procedure : Revision : New Date : Aug,22, 04 Page(s) : 01 of 01
ANY DEVIATION AGAINST THIS STANDARD OPERATING PROCEDURE MUST HAVE WRITTEN APPROVAL FROM CONCERNED HEAD OF (S).
CONDITION 1 V100 is still running , plan to shut in V100V100 is pressurized & hi temperature
PREPARATION 1234
Work permit, entry permit Explosion proof toolsPPEScafollding
DOCUMENT 1 HSEGP-007-2001 : Lifting, Rigging & Slingging RegulationHSEGP-008-2001 : Guide Preparation & Operation of Work Permit System
REFERENCE HSEGP-010-2001 : Preparation & risk control HSEGP-011-2001 : Procedure for Selection, Maintenance and Use of PPEHSEGP-014-2001 : Electrical SafetyHSEGP-016-2001 : Scafolding & acces equipment
HAZARD SOURCES 12
Open flame, Gas leak and Crude oil spill.Slip, Trip hazard, Falls and pinch points.Heat, Radiated heat, Conducted heat and Metal sparking.
PROCEDURE 1 Conduct Tool box meeting Prior to isolate V100 for tank cleaning2 Coordination with remote operator, PCR operator, all section are involved3 Contact to PCR & remote operators to shut in mention wells , and watching the
level & pressure of all vessels & hydrocyclones.
4 Select outlet of V203 and V202 to V200 gradually, following isolate V106, V107, V210 D/E , watching V200 performance .
5 Select TR-A flow to TR-B with gradually ( re- activate V210 F/G or V106,V107 from V200 depending on situation )
6 Isolate V100 , close inlet SDV , close outlet gas & outlet water & return slop pump.7 Keep I/F high level on V100 to skim oil to V101 as possible or to slop tank.8 Depressurize V100 until zero via LP KOD , drain the oil to slop tank & water to
V101 with keep open vent.9 Rotate receptacle blind at inlet of V100 , out of gas line, water outlet of V100 & put
skillet at 12” upstream SDV of water outlet .10 Double check all valve which line is connected to V100, must be closed & put
LOTO tag11 After sure pressure is zero & level empty , open man hole at both side12 Put air blower for 12 hrs ( degasser job)13 Valve ( 8”x150# BV) replacement at V100 water line and V107 outlet & 6” return
line spool replacement inlet V100 can be done.14 Check gas concentration with frequently 15 if its safe, make entry permit 16 Clean inside vessel watching by safety man with keep blower running
30
17 Internal inspection and re calibrate instrumentation & anode replacement18 Collect the trash & sand to proper container.19 Final inspection before close man holes, shut off blower20 Close man holes at V100 & release blinds /skilets
( start up procedure )21 Purging vessel V100 with sea water ( jetting system ) with keep vent open22 Close vent , pressurized vessel & put line to normal except inlet V100.23 Open bypass of inlet , after pressure reach 90# , open inlet SDV, then close bypass ,
while checking the leakage & instrumentation indicator & control.24 Purging vessel V100 with sea water , keep vent open until fluid come out.25 Watch I/F level & Pressure of V100 , put to normal operation. Run vortoil26 Watch I/F level of V101 ( do not send water to V102 )27 Put the line at normal condition & check the leakage28 Rechecking all condition of instrumentation performance29 After sure that all thing is OK, restarting wells on remotes. 30 Ensure the work place is clear from unused materials and keep clean and tidy prior
to leave the working area
31
DAFTAR PUSTAKA:
Pengolahan Lapangan Minyak…………………………….Himpunan Mahasiswa Teknik Perminyakan “PATRA” Departemen Teknik Perminyakan, ITB Bandung.
Down Hole & Surface Production Equipment ……………..DR Ir Rudi Rubiandini R.S
Fisher Manual Book –Size And Selection Data……………...Fisher
Instrumentation Measurement, Metering, Process Control and Safety Vol III …………………………………………………………….…Maurice Steward, Dr
32