Kelompok 6 Separator Tiga Fasa

PENGOLAHAN DAN TRANSPORTASI MIGAS SEPARATOR 3 - PHASA POTENSIAL OPERATING PROBLEM, TEORI PENGENDAPAN DAN UKURAN U KURAN SEP SE PARATOR DOSEN: RICHA MELISYA, ST.MT

OLEH KELAS A: ANDRIO PAHLEVI

123210097

RISKA TETE ITRI

123210!32

"IDI KURNIA BAKTI

123210#73

 YOLA KARUNIA KARUNIA PUTRI 1232103#! $ULHISMAN

123210!!%

 &URUSAN PERMINYAKAN PERMINYAKAN AKUL AKULTAS TEKNIK  UNIVERSITAS ISLAM RIAU 201%

KATA PENGANTAR

Segala puji bagi Allah Tuhan Yang Maha Esa sehingga kami dapat

menyelesaikan

makalah

ini.

Tanpa

pertolongan

Dia

mungkin kami tidak akan sanggup menyelesaikannya dengan baik. epada kedua orang tua kami yang telah memberikan dukungan baik se!ara moral dan moril" kami sungguh sangat berterima kasih atas pertolongannya.

epada

#bu

$#%&A

ME'#SYA"

ST.MT

terimakasih

atas

kesedian #bu yang telah memberikan tugas ini kepada kami sehingga kami dapat belajar dari makalah ini. Makalah ini disusun agar #bu dapat menilai tugas kelompok kami tentang (otensial Operating (roblem" Settling dan )kuran Separator pada Separator *+,asa. Makalah ini kami susun dengan berbagai rintangan" baik itu yang datang dari diri kami maupun yang datang dari luar. Namun dengan penuh kesabaran dan terutama pertolongan dari Allah akhirnya makalah ini dapat terselesaikan.

Semoga makalah ini dapat memberikan -a-asan yang menarik bagi #bu dan memiliki nilai yang baik. alaupun makalah ini memiliki kelebihan dan kekurangan. ami mohon untuk saran dan kritiknya. Terima kasih.

(ekanbaru" */ Maret 0/12

elompok 3 BAB I PEMBAHASAN

A. POTENTIAL OPERATING PROBLEMS Dalam bagian ini akan di lihat beberapa masalah yang mungkin timbul pada saat pengoperasian separator tiga 4asa. Diantara

masalah

tersebut

adalah

adanya

gelembung5

gelembung busa pada batas permukaan minyak+gas" masalah para6n" masalah kepasiran" masalah emulsi carryover & blowby. 1. M'(')'* B+(' (enyebab utama timbulnya gelembung busa ini adalah kotoran.selain dari air juga berasal dari crude oil yang tidak sempat mengalir sebelum men!apai separator. eberadaan busa ini tidak menjadi masalah jika ran!angan bagian dalam memiliki kemampuan

untuk

menyatukan

gelembung

busa

tersebut.

Dengan harapan setelah menyatu akan pe!ah tiga masalah utama yang timbul dengan busa ini adalah : 1. (engontrolan le7el 8uida se!ara mekanik jadi terganggu" sebab suatu alat pengontrol yang

!o!ok untuk kondisi

tiga 4asa. 0. 9usa memiliki perbandingan 7olume terhadap berat yang besar" sehingga menempati ruang yang lebih besar dalam 7essel yang seharusnya bisa di pakai untuk koloid minyak atau pun gas; *. Apabila 7olumenya tidak terkontrol" maka mustahil untuk melakukan pemisahan terhadap gas dalam 7essel. Dalam menanggulangi masalah ini" pada saat meran!ang separator di pasang suatu alat yang disebut foam comparator  hal

lain yang perlu juga di !atat adalah jumlah busa ini selain tergantung pada penurunan tekanan di inlet separator "juga tergantung dari si4at+si4at !airan pada kondisi separator. arena foam comparator dioperasikan pada tekanan atmos4er" maka dia tidak diperlukan dalam perhitungan.

2. M'(')'* P'' 9erkumpulnya

para6n

dalam

separator

dapat

begitu

merugikan. Susunan plat yang ada dalam ruang !airan dan saringan pada mist e
akan

mendatangkan

dipertimbangkan centrical

mist

untuk

masalah"

menggunakan

extractor .

No==le

akan

maka

sejenis

plat

disediakan

dapat atau untuk

menginjeksikan uap" !airan pelarut atau pembersih lainnya ke dalam separator.

3. M'(')'* K/'(' eberadaan pasir dalam separator dapat sangat bermasalah karena

bisa

menyebabkan

terjainya

penyumbatan

dan

memenuhi bagian ba-ah separator. Terkumpulnya pasir pada bagian ba-ah separator dapat di kurangi dengan menggunakan sand jets & darins. (enyumbatan bagian dalam separator adalah masalah yang harus di pertimbangkan dalam meran!ang separator. $an!angan separator yang baik selain se!ara mekanis dapat memisahkan gas"

minyak

dan

air

juga

menyediakan

tempat

untuk

menampung pasir. ,a!tor keseimbangan ini adalah solusi terbaik menanggulangi kepasiran.

#. M'(')'* E+)( Emulsi

adalah

masalah

utama

dalam

pengoperasian

separator tiga 4asa setelah periode -aktu tertentu kumpulan material

emulsi dan

atau kotoran lainnya

biasanya akan

terbentuk pada batas permukaan 4asa minyak dan air. Selain mempengaruhi pengontrolan le7el !airan" keberadaan emulsi  juga akan mengurangi e4ekti6tas retention time minyak atau air dalam separator" sehingga menyebabkan berkurangnya e6siensi pemisahan. (enambahan =at kimia dan panas dapat mengurangi kesulitan ini.

%.   Carryover  ' Blowby  Carryover  terjadi ketika !airan bebas berba-a bersama 4asa gas yang di tandai dengan tinggi nya 8uid le7el ; timbul gelembung busa. 9isa juga terjadi akibat kesalahan dalam meran!ang bagian dalam 7essel" akibat penyumbatan atau akibat kelebihan pengaturan laju alir dalam 7essel. Blowby  terjadi ketika gas bebas keluar bersama 4asa !air yang di tandai dengan rendah nya 8uid le7el dan timbulnya pusaran !airan; bisa  juga terjadi akibat kerusakan pada le7el control.

B. TEORI PENGENDAPAN 4SETTLING5 &ir semua konsep dan persamaan yang digunakan pada pemisahan

dua

4asa

yang

telah

diterangkan

pada

bab

sebelumnya dapat diterapkan untuk sistem tiga 4asa. Dapat dibuktikan bah-a aliran disekitar endapan butiran minyak dalam air atau butiran air dalam minyak adalah laminer   dan Hukum

stoke’s dapat dipakai. e!epatan pengendapan dapat dihitung dengan persamaan berikut −6

V l

¿

1,78 × 10

( ∆ SG ) dm2

 μ

>*.0? Dimana: V l

@ ke!epatan pengendapan" 4t s

∆ SG

@ perbedaan S butiran !airan dan gas" relati4 

terhadap air @ S1+Sg; dm

@ diameter butiran !airan" mi!ron

 μ

@ 7is!ositas gas" !p

U6+' B+' ')' M8'6  Sulit untuk memperediksi butiran air yang harus dipisahkan dari 4asa minyak agar menyerupai de6nisi minyakk bebas. e!uali data lab dan data lapangan tersedia" hasil yang baik akan didapat dengan mengukur lapisan minyak yang mengandung butiran air yang berukuran 2// mikron atau lebih. Bika kriteria ini ditemui" emulsi yang ditanggulangi dengan peralatan ba-ah permukaan akan mengandung air kurang dari 1/C tanpa penambahan =at kimia yang berlebihan.

U6+' B+' M8'6 D')' A Dari persamaan 3.2 dapat dilihat bah-a pemisahan butiran minyak dari air lebih mudah dibandingkan dengan pemisahan butiran air dari minyak. iskositas minyak adalah 2+0/ kali 7iskositas air. Tujuan utama daripada pemisahan tiga 4asa adalah

untuk

mempersiapkan

(engalaman

lapangan

minyak

untuk

mengindikasikan

peroses bah-a

selanjutnya. kandungan

minyak dalam air produksi" dapat diperkirakan antara 0// 5 0/// mgl. Air ini selanjutnya dibersihkan dalam ‘tretment poll’ . )kuran butiran minyak yang dipisahkan dari 4asa air tidak terlalu berarti.

R// T/  Bumlah tertentu oil storae diperlukan sebagai jaminan bah-a akan terjadi pembebasan gas dari minyak dalam keadaan setimbang. (eningkatan jumlah simpanan diperlukan untuk  jaminan bah-a free water  memiliki -aktu untuk bergabung kedalam butiran yang ukurannya !ukup untuk mengendap menurut persamaan 3.2. alasan untuk menggunakan batasan retention time antara * 5 0/ menit tergantung pada data lab atau data lapangan. Bika in4ormasi ini tidak tersedia" maka retention time minyak diran!ang selama 1/ menit. Dengan !ara yang sama" jumlah tertentu dari water storae diperlukan sebagai jaminan bah-a butiran minyakyang lebih besar yang terkandung dalam air memiliki -aktu yang !ukup untuk bergabung dan membentuk inter4a!e minyak+air. Alasan menggunakan batasan retention time * 5 0/ menit tergantung pada data lab atau data lapangan. Bika in4ormasi ini tidak tersedia" maka retention time minyak diran!ang selama 1/ menit. $etention time" baik untuk laju minyak maksimum maupun untuk

laju

air

mengindikasikan

maksimum bah-a

tidak

dihitung"

ke!uali

diperlukan

konser7ati4 dalam meran!ang sparator.

data

pndekatan

lab yang

C. UKURAN SEPARATOR 1. S/'' H') Dalam menentukan ukuran separator hori=ontal tiga 4asa perlu menetapkan diameter dan panjang 7essel. apasitas gas dan retention time adalah hal yang perlu diepertimbangkan dalam menentukan beberapa kombinasi yang !o!ok daripada diameter dan panjang tersebut. Buga perlu menentukan diameter maksimum separator agar dapat mengendapkan butiran air yang berukuran 2// mi!ron.

K''('( G'( (engukuran kapasitas gas memberikan persamaan yang harus memenuhi kombinasi 2

d l eff =42

[

TZ Qq  P

]

ddanl eff 

.

. K 

Dimana: D @ diameter dalam 7essel" in l eff 

  @ panjanang e4ekti4 7essel tempat pemisahan terjadi"

4t  T @ temperature operasi" ° R Qq

 @ laju alir gas" MMS!4d

( @ tekanan operasi" psia F @ kompresibilitas gas  @ onstanta berdasarkan si4at !airan dan gas

R// T/ (engaturan retention time memberikan persamaan yang harus memenuhi kombinasi

ddanl eff 

[

d  Leff = 1,42 ( QW ) ( t r )w + ( Q o )( t r ) o 2

.

]

Dimana: bbl d

QW 

@ laju alir air"

( t r )w

@ retention time air" minute bbl / d

Qo

@ laju alir minyak"

( t r )o

@ retention time minyak" minute

P/;/'' Supaya butiran air yang berukuran 2// mi!ron mampu mengendap pada lapisan minyak tertentu" maka ketebalan lapisan minyak haruslah memenuhi persamaan berikut 0,00128 ( t r )o ( ∆ SG ) dm

2

ha

>*.2?

¿

 μ

ambar *.G: oe6sien F untuk Selinder yang Sebagian Terisi Air

P'<'; A' L'(' = S)///(( R' (anjang antar lapisan atau Seam+to+seam lenght dapat diperkirakan menggunakan

dari

panjang

persamaan

e4ekti4

yang

sama

separator dengan

dengan separator

didasarkan pada kapasitas gas" maka slenderness ratio harus dibatasi tidak kurang dari H atau 2" untuk men!egah perputaran !airan

pada

inter4a!e

gas+!airan.

Bika

ukuran

separator

didasarkan pada kapasitas !airan" maka slenderness ratio yang lebih besar bisa dipakai. Tetapi pada umumnya slenderness ratio untuk separator hori=ontal tiga 4asa digunakan antara * sampai 2.

P(/+ P//+' U6+' S/'' H') 9erikut prosedur penentuan ukuran Separator &ori=ontal *+ (hasa: 1. Siapkan data

QO Q !  SG O  SGW   μ  P d a n T  

.

t r

¿ ¿  dan ¿

0. (ilih harga

( ho )ma"

*. &itung

t r

¿ ¿ ¿

 " gunakan ukuran batuan dm; 2//

mi!ron jika data tersebut tidak tersedia. H. &itung 

 # W   #

¿

2. Tentukan harga F dari kur7a. 3. &itung harga G. &itung

d . Leff 

d ma"

 untuk d I

d ma"

 yang memenuhi batasan

kapasitas gas. unakan ukuran butiran dm; 2// mi!ron  jika data tersebut tidak tersedia. J. &itung

d . Leff 

 untuk d I

d ma"

 yang memenuhi batasan

retention time minyak dan air. K. (erkirakan seam+to+seam length  LSS= L $%% +

d 12

Dan 4

 LSS=  Leff  3

1/.

(ilih kombinasi

d dan  LSS  yang paling mungkin

dengan slenderness ratio

[  ] 12.

 LSS d

 antara * sampai 2.

R++( P/*+;' S/'' H') 1. Menghitung 9eda Barak Oil eir dan ater eir.

[ ]

∆ h =h0 . 1−

 & 0

 &w

0. Menghitung e!epatan (engendapan Antara %airan dan as. −6

V t =

1,78 . 10

( ∆ SG )

 μ

 Leff  *. Menghitung ombinasi d  Dan  (ada (engaturan

apasitas as Dalam Separator &ori=ontal. 2

d  Leff  =42

[ ] TZ Q !  P

. K 

 Leff  H. Menghitung ombinasi d  dan  (ada (engaturan

$etention Time Dalam Separator &ori=ontal. t  (¿¿ r )+( QW )( t r ) ( QW )¿ 2

d  Leff =1,42 ¿

2. (engendapan Separator &ori=ontal a.; Menghitung etebalan 'apisan Minyak. ho =

0,00128 ( t r ) ( ∆ SG ) .dm

2

 μ

Atau"

( ho )=320

( t r )o ( ∆ SG )  μ

b.; Menghitung ,raksi 'uas essel Yang Ditempati Oleh ,asa Air.

t r

¿ ¿

¿ W  ¿ t r

¿ ¿

t r

¿ ¿

Q W  ¿  # W   #

=0,5 ¿

!.; Menghitung ho

¿ ¿

¿ ma" ¿ d ma" =¿

d '#( 

2. S/'' V/>') Sama seperti separator 7erti!al dua 4asa" diameter minimum harus dijaga dengan kapasitas gas. (ada separator 7erti!al tiga 4asa ini" diameter minimum harus dijaga agar dapat memisahkan butiran berukuran 2// mi!ron. Tinggi separator 7erti!al tiga 4asa ditentukan atas pertimbangan retention time.

K''('( G'( 9atasan terhadap kapasitas gas memberikan persamaan sebagai berikut: d

2

m)n

=504

[

 TZ Qq  P

]

. K 

P/;/'' eperluan

untuk

pemisahan

butiran

air

dan

minyak

dibutuhkan persamaan yang harus memenuhi batasan berikut: QO . μ

2

d =6690

( ∆ SG ) dm2

Atau untuk ukuran butiran 2// mi!ron persamaan menjadi: 2

d =0,027

QO . μ

( ∆ SG )

R// / )ntuk

memenuhi

batasan

retention

persamaan berikut: ho + h w

( Q ) ( t  ) + ( Q )( t  ) ] [ = W 

r w

0,12 d

o

r o

2

Dimana: ho

 @ tinggi lapisan minyak" in!h

time

maka

dipakai

hw

@ tinggi dari -ater outlet ke inter4a!e" in!h tidak

permanen;

P'<'; A' L'(' = S)///(( R' Sama seperti separator 7erti!al dua 4asa" diperkirakan dari harga

ho

  dan

hw

 L**

  dapat

  yang dipilih. )ntuk hal

yang lebih umum dapat diperkirakan dari persamaan berikut:  LSS=

ho + hw + 76 12

Atau  LSS=

ho + hw + d + 40

Dimana

12

d =¿  diameter minimum untuk kapasitas gas

Diameter dapat dipilih slendernedd ratio lebih ke!il dari H.  Tetapi pada umumnya" separator 7erti!al tiga 4asa menggunakan slenderness ratio antara 1"2 sampai * untuk menjaga batasan tinggi yang !o!ok.

P(/+ P//+' U6+' S/'' V/>') Adapun prosedur penentuan ukuran separator 7erti!al tiga 4asa adalah sebagai berikut: 1. Siapkan data

QO Q W  Q !  SGO  SGW   μ  P d a n T  

0. &itung diameter minimum yang diperlukan oleh butiran air untuk mele-ati lapisan minyak. unakan ukuran 2// mi!ron jika in4ormasi lain tidak tersedia. QO . μ

2

d =6690

( ∆ SG ) dm2

Atau untuk ukuran butiran 2// mi!ron persamaan menjadi: 2

d =0,027

QO . μ

( ∆ SG )

*. &itung diameter minimum yang diperlukan oleh butiran minyak yang jatuh mele-ati gas. unakan ukuran butiran minyak 1// mi!ron jika in4ormasi lain tidak tersedia. 2

d =5040

TZ Q !  P

[(

) ]

&!  +  ,  &l − &! dm

1 2

Atau d

2

m)n = 504

[

 TZ Q q  P

]

. K 

H. (ilih yang lebih besar diantara hasil perhitungan diatas d m)n

dan dinamakan 2. (ilih 

t r ¿ o

  dan

t r ¿ w

¿

" kemudian hitung 

untuk berbagai harga d t r ¿w

ho

 L

hw

@

¿ t r ¿ o + Q w ¿

Qo ¿ ¿

3. (erkirakan l **

@

 L**

dari persamaan *.1*.

ho + hw + 76 12

  atau

l **

@

ho + hw + d + 40 12

ho

L

hw

;

G. (ilih kombinasi d dan slenderness ratio 10

l **

l **

yang sesuai dengan

d; antara 1"2 sampai *.

KESIMPULAN

1. 0.