LAPORAN KERJA PRAKTIK INDUSTRI DI PUSAT PENGEMBANGAN SUMBER DAYA MANUSIA MINYAK DAN GAS BUMI Periode : 02-31 Mei 2018 TUGAS KHUSUS EVALUASI EFISIENSI FURNACE 01 PADA UNIT KILANG Disusun oleh Ihsani Ahmad Khoiri 121130206 PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA S-1 JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK INDUSTRI UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” YOGYAKARTA 2018 i Laporan Kerja Praktik Lapangan PPSDM Migas LEMBAR PENGESAHAN LAPORAN PRAKTIK KERJA LAPANGAN EVALUASI EFISIENSI FURNACE 01 PADA UNIT KILANG DI PUSAT PENGEMBANGAN SUMBER DAYA MANUSIA MINYAK DAN GAS BUMI 02-31 Mei 2018 Disusun oleh : Nama : Ihsani Ahmad Khoiri NPM : Telah diperiksa dan disetujui pada : Tanggal : Mei 2018 Disahkan Oleh : Kepala Sub Bidang Sarana Prasarana Pembimbing Lapangan Pengembangan SDM dan Informasi Ir. Arif Sulaksono, MT NIP. 19651023 199103 1 001 . Dwi Purwanto, S.T. NIP. 19790417 200502 1 001 Mengetahui Kepala Bidang Program dan Evaluasi Bambang Priyatna Wijaya, ST., MT. NIP. 19681130 198703 1 001 Universitas Pembangunan Nasional Veteran Yogyakarta iii Laporan Kerja Praktik Lapangan PPSDM Migas LEMBAR PENGESAHAN LAPORAN KERJA PRAKTIK INDUSTRI EVALUASI EFISIENSI FURNACE 01 PADA UNIT KILANG DI PUSAT PENGEMBANGAN SUMBER DAYA MANUSIA MINYAK DAN GAS BUMI Alamat : Jl. Sorogo No. 1, Cepu, Kab. Blora, Jawa Tengah, Indonesia Periode : 2 – 31 Mei 2018 Disusun oleh Ihsani Ahmad Khoiri 121130206 R. Arif Wicaksono 121130210 Wisnu Junantoko 121130213 : Telah diperiksa dan disetujui pada : Tanggal : Mei 2018 Yogyakarta, Mei 2018 Disetujui oleh, Dosen Pembimbing Kerja Praktik . NIP. Universitas Pembangunan Nasional Veteran Yogyakarta iv Laporan Kerja Praktik Lapangan PPSDM Migas KATA PENGANTAR Puji syukur kami panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa, yang atas rahmat-Nya maka kami dapat menyelesaikan penyusunan laporan kerja praktik industri yang berjudul “Evaluasi Efisiensi Furnace 1 pada Unit Kilang di Pusat Pengembangan Sumber Daya Manusia Minyak dan Gas Bumi” yang berlangsung pada periode 02-31 Mei 2018. Penyusunan laporan kerja praktik industri merupakan salah satu tugas dan persyaratan untuk menyelesaikan tugas mata kuliah Kerja Praktik Industri Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Industri UPN “Veteran” Yogyakarta. Dalam penulisan laporan kerja praktik industri ini saya menyampaikan ucapan terima kasih kepada pihak-pihak yang membantu dalam menyelesaikan laporan kerja praktik industri ini, khususnya : 1. Allah swt. yang telah memberikan nikmat sehat dan kelancaran selama kegiatan kerja praktik. 2. Ir. Wakhid Hasyim, MT., selaku Kepala Pusat Pengembangan Sumber Daya Manusia Minyak dan Gas Bumi. 3. Bambang Priyatna Wijaya, ST., MT., selaku Kepala Bidang Program dan Evaluasi. 4. Ir. Arif Sulaksono, MT selaku Kepala Sub Bidang Sarana Prasarana Pengembangan SDM dan Informasi. 5. Dwi Purwanto, S.T. selaku Pembimbing Lapangan. 6. Dr. Eng. Y. Deddy Hermawan, ST.,MT., selaku ketua Jurusan Teknik Kimia, UPN “Veteran” Yogyakarta. 7. Ir. Wasir Nuri, MT selaku Koordinator Praktik Kerja Industri/Tugas Akhir Jurusan Teknik Kimia, UPN “Veteran” Yogyakarta. 8. Ir. I Ketut Subawa, MT., selaku Pembimbing Kerja Praktik Jurusan Teknik Kimia, UPN “Veteran” Yogyakarta. 9. Orang tua tercinta yang selalu mendukung dan mendanai kegiatan penyusun selama kerja praktik. 10. Teman-Teman yang telah membantu saya selama mengerjakan laporan ini. Universitas Pembangunan Nasional Veteran Yogyakarta v Laporan Kerja Praktik Lapangan PPSDM Migas Dalam penulisan laporan kerja praktik industri ini saya merasa masih banyak kekurangan baik pada teknis penulisan maupun materi, mengingat akan kemampuan yang dimiliki. Semoga laporan kerja praktik industri ini dapat menjadi panduan dan bermanfaat bagi semua pihak yang membutuhkan pengetahuan dan wawasan. Blora, 18 Mei 2018 Penulis Universitas Pembangunan Nasional Veteran Yogyakarta vi Laporan Kerja Praktik Lapangan PPSDM Migas DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL................................................................................................ i LEMBAR PENGESAHAN .................................................................................... ii KATA PENGANTAR ........................................................................................... iv DAFTAR ISI .......................................................................................................... vi DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... viii INTISARI............................................................................................................... ix BAB I GAMBARAN UMUM PERUSAHAAN .................................................... 1 1.1. Sejarah PPSDM Migas ............................................................................. 1 1.2. Tugas Pokok dan Fungsi PPSDM Migas ................................................. 5 1.3. Akreditasi PPSDM Migas ........................................................................ 6 1.4. Jejaring Kerjasama ................................................................................... 7 1.5. Lokasi PPSDM Migas .............................................................................. 8 1.6. Struktur Organisasi PPSDM Migas ......................................................... 9 1.7. Tata Tertib Peserta PKL di PPSDM Migas............................................ 11 1.8. Humas PPSDM Migas ........................................................................... 11 1.9. Keamanan PPSDM Migas...................................................................... 12 1.10. Perpustakaan PPSDM Migas ................................................................. 13 1.11. Fire Safety PPSDM Migas ..................................................................... 14 1.12. Utilitas .................................................................................................... 15 1.13. Laboratorium .......................................................................................... 19 BAB II UNIT KILANG DI PPSDM MIGAS ....................................................... 22 2.1 Unit Kilang PPSDM Migas .................................................................... 22 2.2 Produk Kilang PPSDM Migas ............................................................... 28 BAB III TINJAUAN TUGAS KHUSUS ............................................................. 30 3.1. Latar Belakang ....................................................................................... 30 3.2. Rumusan Masalah .................................................................................. 31 3.3. Tujuan .................................................................................................... 31 3.4. Batasan Masalah..................................................................................... 31 BAB IV TINJAUAN PUSTAKA TUGAS KHUSUS .......................................... 32 Universitas Pembangunan Nasional Veteran Yogyakarta vi i Laporan Kerja Praktik Lapangan PPSDM Migas 4.1. Tinjauan Pustaka .................................................................................... 32 4.1.1. Furnace ........................................................................................... 32 4.1.2. Tipe Furnace ................................................................................... 35 4.1.3. Bagian-Bagian Furnace .................................................................. 42 4.1.4. Pembakaran dalam furnace ............................................................. 45 4.2. Dasar Teori ............................................................................................. 46 4.2.1. Deskripsi Proses .............................................................................. 46 4.2.2. Specific Gravity ............................................................................... 47 3.2.3. o 3.2.4. Thermal Balance ............................................................................. 47 3.2.5. Efisiensi Furnace ............................................................................ 48 API ................................................................................................. 47 BAB V PELAKSANAAN TUGAS KHUSUS ..................................................... 49 5.1. Skema Furnace 01 ................................................................................. 49 5.2. Pengambilan Data .................................................................................. 49 5.3. Alur penyelesaian masalah ..................................................................... 50 5.4. Analisa Perhitungan ............................................................................... 51 BAB VI HASIL DAN PEMBAHASAN .............................................................. 54 6.1. Efisiensi Furnace 01 .............................................................................. 54 6.2. Kelayakan Furnace 01 ........................................................................... 55 BAB VII PENUTUP ............................................................................................. 58 7.1. Kesimpulan ............................................................................................ 58 7.2. Saran ....................................................................................................... 58 DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 59 LAMPIRAN .......................................................................................................... 61 Universitas Pembangunan Nasional Veteran Yogyakarta vii Laporan Kerja Praktik Lapangan PPSDM Migas DAFTAR GAMBAR Gambar 1. 1 Peta Lokasi PPSDM Migas ................................................................ 9 Gambar 1. 2 Struktur Organisasi PPSDM Migas .................................................. 10 Gambar 1. 3 Perpustakaan PPSDM Migas ........................................................... 14 Gambar 1. 4 Unit Pemadam Kebakaran ................................................................ 15 Gambar 1. 5 Water Treatment PPSDM Migas ...................................................... 18 Gambar 1. 6 Power Plant PPSDM Migas ............................................................. 19 Gambar 1. 7 Laboratorim Kimia ........................................................................... 20 Gambar 1. 8 Laboratorium Minyak Bumi............................................................. 20 Gambar 1. 9 Laboratorium Eksplorasi Geologi .................................................... 20 Gambar 1. 10 Laboratorium Lindungan Lingkungan ........................................... 21 Gambar 2. 1 Diagram alir unit kilang ................................................................... 23 Gambar 4. 1 Skema furnace .................................................................................. 35 Gambar 4. 2 Furnace tipe box............................................................................... 37 Gambar 4. 3 Furnace tipe silinder vertikal ........................................................... 38 Gambar 4. 4 Furnace tipe Cabin........................................................................... 39 Gambar 4. 5 Radiant Wall Furnace ...................................................................... 40 Gambar 4. 6 Skema burner ................................................................................... 43 Gambar 5. 1 Skema Data Perhitungan Furnace 01 ............................................... 49 Gambar 5. 2 Alur Perhitungan Furnace ................................................................ 50 Universitas Pembangunan Nasional Veteran Yogyakarta viii Laporan Kerja Praktik Lapangan PPSDM Migas BAB I GAMBARAN UMUM PERUSAHAAN 1.1. Sejarah PPSDM Migas Lapangan minyak yang ada di Indonesia termasuk cukup banyak di berbagai daerah dan salah satunya yang sudah lama adalah lapangan minyak di daerah Cepu, pertama kali ditemukan oleh seorang Insinyur dari Belanda bernama Andrian Stoop pada tahun 1886. Cepu merupakan suatu daerah yang terletak di perbatasan Jawa Tengah dan Jawa Timur. Perkembangan sejarah Pusat Pendidikan dan Pelatihan Minyak dan Gas Bumi, telah mengalami pergantian nama sejak ditemukan minyak di Cepu sampai sekarang. Pada awal berdirinya sekitar abad XIX tempat ini diberi nama DPM (Dordtsche Petroleum Maarschappij). Seiring perkembangannya, tempat ini mengalami perubahan nama, hingga pada tahun 2016 sampai sekarang berubah nama menjadi Pusat Pengembangan Sumber Daya Manusia Minyak dan Gas Bumi (PPSDM Migas). Selain diterangkan di atas, sejarah mencatat bahwa perkembangan perminyakan di Cepu dapat diuraikan dalam tiga periode, yaitu: 1. Periode Zaman Hindia Belanda ( Tahun 1886 - 1942 ) Zaman ini telah ditemukan rembesan minyak didaerah pulau Jawa yaitu Kuwu, Merapen, Watudakon, Mojokerto serta penemuan minyak dan gas di Sumatera. Eksplorasi minyak bumi di Indonesia di mulai pada tahun 1870 oleh seorang Insinyur dari Belanda bernama P. Vandijk, di daerah Purwodadi Semarang dengan mulai pengamatan rembesanrembesan minyak di permukaan. Kecamatan Cepu Provinsi Jawa Tengah terdapat konsesi minyak, dalam kota kecil di tepi Bengawan Solo, perbatasan Jawa Tengah dan Jawa Timur yang bernama Panolan, diresmikan pada tanggal 28 Mei 1893 atas nama AB. Versteegh. Kemudian beliau mengontrakkannya ke perusahaan DPM (Dordtsche Petroleum Maarschappij) di Surabaya dengan membayar ganti rugi sebesar F. 10000 dan F. 0.1 untuk tiap peti Universitas Pembangunan Nasional Veteran Yogyakarta 1 Laporan Kerja Praktik Lapangan PPSDM Migas (37,5 liter minyak tanah dari hasil pengilangan). Penemuan sumur minyak bumi bermula di desa Ledok oleh Mr. Adrian Stoop. Januari 1893, ia menyusuri Bengawan Solo dengan rakit dari Ngawi menuju Ngareng Cepu dan akhirnya memilih Ngareng sebagai tempat pabrik penyulingan minyak dan sumurnya dibor pada Juli 1893. Daerah tersebut kemudian dikenal dengan nama Kilang Cepu. Selanjutnya, berdasarkan akta No. 56 tanggal 17 Maret 1923 DPM diambil alih oleh BPM (Bataafsche Petroleum Maarschappij) yaitu perusahaan minyak milik Belanda. 2. Periode Zaman Jepang ( Tahun 1942 - 1945 ) Periode zaman Jepang, dilukiskan tentang peristiwa penyerbuan tentara Jepang ke Indonesia pada perang Asia Timur yaitu keinginan Jepang untuk menguasai daerah-daerah yang kaya akan sumber minyak, untuk keperluan perang dan kebutuhan minyak dalam negeri Jepang. Terjadi perebutan kekuasaan Jepang terhadap Belanda, para pegawai perusahaan minyak Belanda ditugaskan untuk menangani taktik bumi hangus instalasi penting, terutama Kilang minyak yang ditujukan untuk menghambat laju serangan Jepang. Namun akhirnya, Jepang menyadari bahwa pemboman atas daerah minyak akan merugikan pemerintah Jepang sendiri. Sumber-sumber minyak segera dibangun bersama oleh tenaga sipil Jepang, tukang-tukang bor sumur tawanan perang dan tenaga rakyat Indonesia yang berpengalaman dan ahli dalam bidang perminyakan, serta tenaga kasar diambil dari penduduk Cepu dan daerah lainnya dalam jumlah besar. Lapangan minyak Cepu masih dapat beroperasi secara maksimal seperti biasa dan pada saat itu Jepang pernah melakukan pengeboran baru di lapangan minyak Kawengan, Ledok, Nglobo dan Semanggi. 3. Periode Zaman Kemerdekaan ( Tahun 1945 ) Zaman kemerdekaan, Kilang minyak di Cepu mengalami beberapa perkembangan sebagai berikut: Universitas Pembangunan Nasional Veteran Yogyakarta 2 Laporan Kerja Praktik Lapangan PPSDM Migas a. Periode 1945 - 1950 Tanggal 15 Agustus 1945 Jepang menyerah kepada Sekutu. Hal ini menyebabkan terjadinya kekosongan kekuasaan di Indonesia. Pada tanggal 17 Agustus 1945, Indonesia memproklamasikan kemerdekaan sehingga Kilang minyak Cepu diambil alih oleh Indonesia. Pemerintah kemudian mendirikan Perusahaan Tambang Minyak Nasional (PTMN) berdasarkan Maklumat Menteri Kemakmuran No. 05. Desember 1949 dan menjelang 1950 setelah adanya penyerahan kedaulatan, Kilang minyak Cepu dan lapangan Kawengan diserahkan dan diusahakan kembali oleh BPM perusahaan milik Belanda. b. Periode 1950 – 1951 Selepas kegiatn PTMN dibekukan pada akhir tahun 1949, pengelolaan lapangan Ledok, Nglobo dan Semanggi yang pada saat itu dikenal sebagai Cepu Barat berpindah tangan kepada ASM (Administrasi Sumber Minyak) yang dikuasai oleh Komando Rayon Militer Blora. c. Periode 1951 – 1957 Pada tahun 1951 perusahaan minyak lapangan Ledok, Nglobo, Semanggi oleh ASM diserahkan kepada pemerintah sipil. Untuk kepentingan tersebut dibentuk panitia kerja yaitu Badan Penyelenggaraan Perusahaan Negara di bulan Januari 1951, yang kemudian melahirkan Perusahaan Tambang Minyak Republik Indonesia (PTMRI). d. Periode 1957 - 1961 Pada tahun 1957, PTMRI diganti menjadi Tambang Minyak Nglobo, CA. e. Periode 1961 - 1966 Tahun 1961, Tambang Minyak Nglobo CA diganti PN PERMIGAN (Perusahaan Minyak dan Gas Nasional) dan pemurnian minyak di lapangan minyak Ledok dan Nglobo dihentikan. Pada tahun Universitas Pembangunan Nasional Veteran Yogyakarta 3 Laporan Kerja Praktik Lapangan PPSDM Migas 1962, Kilang Cepu dan lapangan minyak Kawengan dibeli oleh pemerintah RI dari Shell dan diserahkan ke PN PERMIGAN. f. Periode 1966 - 1978 Berdasarkan Surat Keputusan Menteri Urusan Minyak dan Gas Bumi No. 5/M/Migas/1966 tanggal 04 Januari 1966, yang menerangkan bahwa seluruh fasilitas/instalasi PN Permigan Daerah Administrasi Cepu dialihkan menjadi Pusat Pendidikan dan Latihan Lapangan Perindustrian Minyak dan Gas Bumi (PUSDIKLAP MIGAS). Yang berada di bawah dan bertanggung jawab kepada Lembaga Minyak dan Gas Bumi (Lemigas) Jakarta. Kemudian pada tanggal 07 Februari 1967 diresmikan Akademi Minyak dan Gas Bumi (Akamigas) Cepu Angkatan I (Pertama). g. Periode 1978 - 1984 Berdasarkan SK Menteri Pertambangan dan Energi No. 646 tanggal 26 Desember 1977 PUSDIKLAP MIGAS yang merupakan bagian dari LEMIGAS (Lembaga Minyak dan Gas Bumi) diubah menjadi Pusat Pengembangan Teknologi Minyak dan Gas Bumi Lembaga Minyak dan Gas Bumi (PPTMGB LEMIGAS) dan berdasarkan SK Presiden No. 15 tanggal 15 Maret 1984 pasal 107, LEMigas ditetapkan sebagai Lembaga Pemerintah dengan nama Pusat Pengembangan Tenaga Perminyakan dan Gas Bumi (PPT MIGAS). h. Periode 1984 - 2001 Berdasarkan SK Menteri Pertambangan dan Energi No. 0177/1987 tanggal 05 Desember 1987, dimana wilayah PPT Migas yang dimanfaatkan Diklat Operasional/Laboratorium Lapangan Produksi diserahkan ke PERTAMINA EP ASSET 4 Cepu, sehingga Kilang Cepu mengoperasikan pengolahan crude oil milik PERTAMINA. Kedudukan PPT Migas dibawah Direktorat Jendral Minyak dan Gas Bumi, Departemen Pertambangan dan Energi Universitas Pembangunan Nasional Veteran Yogyakarta yang 4 Laporan Kerja Praktik Lapangan PPSDM Migas merupakan pelaksana teknis migas di bidang pengembangan tenaga perminyakan dan gas bumi. Keberadaan PPT Migas ditetapkan berdasarkan Kepres No. 15/1984 tanggal 18 Maret 1984, dan struktur organisasinya ditetapkan berdasarkan Surat Keputusan Menteri Pertambangan dan Energi No.1092 tanggal 05 November 1984. i. Periode 2001 - 2016 Tahun 2001 PPT Migas diubah menjadi Pusdiklat Migas (Pusat Pendidikan dan Pelatihan Minyak dan Gas Bumi) Cepu sesuai SK Menteri ESDM (Energi dan Sumber Daya Mineral) nomor 150 Tahun 2001 dan telah diubah Peraturan Menteri ESDM nomor 0030 Tahun 2005 tanggal 20 Juli 2005. Kemudian diperbarui Peraturan Menteri No. 18 Tahun 2010 tanggal 22 November 2010. j. Periode 2016 – Sekarang Sesuai Peraturan Menteri No. 13 tahun 2016 tentang Organisasi dan Tata Kerja Kementrian Energi dan Sumber Daya Mineral, Pusdiklat Migas berubah nama menjadi Pusat Pengembangan Sumber Daya Manusia Minyak Dan Gas Bumi (PPSDM). (PPSDM Migas, 2006) 1.2. Tugas Pokok dan Fungsi PPSDM Migas Berdasarkan Peraturan Menteri ESDM Nomor 13 Tahun 2016 PPSDM Migas memiliki Tugas dan Fungsi sebagai berikut : 1. Tugas Pokok : “Melaksanakan pengembangan sumber daya manusia di bidang minyak dan gas bumi” 2. Fungsi : a. Penyiapan penyusunan kebijakan teknis pengembangan sumber daya manusia di bidang minyak dan gas bumi; Universitas Pembangunan Nasional Veteran Yogyakarta 5 Laporan Kerja Praktik Lapangan PPSDM Migas b. Penyusunan program, akuntabilitas kinerja dan evaluasi serta pengelolaan informasi pengembangan sumber daya manusia di bidang minyak dan gas bumi; c. Penyusunan perencanaan dan standarisasi pengembangan sumber daya manusia di bidang minyak dan gas bumi; d. Pelaksanaan penyelenggaraan pendidikan dan pelatihan di bidang minyak dan gas bumi; e. Pelaksanaan pengelolaan sarana prasarana dan informasi pengembangan sumber daya manusia di bidang minyak dan gas bumi; f. Pemantauan, evaluasi dan pelaporan pelaksanaan tugas di bidang pengembangan sumber daya manusia Minyak dan Gas Bumi; dan g. Pelaksanaan administrasi Pusat Pengembangan Sumber Daya Manusia Minyak dan Gas Bumi. (Humas PPSDM Migas, 2017) 1.3. Akreditasi PPSDM Migas 1. Lembaga Diklat Migas – Sistem Manajemen Integrasi ISO 9001, 14001& OHSAS 18001; LAN 2. Lembaga Sertifikasi Profesi (KAN/BSN) ISO 17024 3. Laboratorium Penguji - ISO 17025 4. Laboratorium Kalibrasi - ISO 17025 5. Lembaga Inspeksi Migas - ISO 17020 6. IADC WellSharp USA 7. IIW (International Institute of Welding)-IWS-ANB (Indonesian Welding Society-Authorized National Body). 8. Menjadi member of International Well Control Forum (IWCF) 9. Menjadi member of Offshore Petroleum Industry Training Organization (OPITO) 10. Sertifikasi Kelayakan Penggunaan Peralatan untuk Crude Oil Distilation Unit (SKPP) Universitas Pembangunan Nasional Veteran Yogyakarta 6 Laporan Kerja Praktik Lapangan PPSDM Migas 11. Sertifikasi Kelayakan Penggunaan Instalasi untuk Crude Oil Distilation Unit (SKPI) (Humas PPSDM Migas, 2018) 1.4. Jejaring Kerjasama Dalam rangka upaya mensukseskan berbagi program diklat, PPSDM Migas menjalin hubungan kerjasama dengan berbagi instansi pemerintah maupun swasta, perguruan tinggi dan juga kerjasama international. Tujuan kerjasama tersebut adalah untuk saling memberikan bantuan dalam hal-hal tertentu yang dapat menguntungkan kedua belah pihak. 1. Program Kerjasama Industri Migas ▪ SKK Migas (BP Migas) ▪ PHE - ONWJ ▪ ConocoPhillips Indonesia ▪ Kangean Energy Indonesia ▪ Total E&P Indonesie ▪ Vico Indonesia ▪ BOB PT.Bumi Siak PusakoPertamina Hulu ▪ ExxonMobil Cepu Ltd. ▪ Star Energy ▪ Chevron ▪ Pertamina ▪ Santos (Sampang) Pty Ltd. ▪ Medco E&P ▪ Petronas Carigali Indonesia ▪ Energy Equity Epic (Sengkang) ▪ Hess (Indonesia-Pangkah) ▪ Citic Seram Energy Ltd. ▪ CNOOC ▪ Premier Oil ▪ BP Berau ▪ Salamander Energy ▪ JOB Simenggaris ▪ Eni Indonesia Universitas Pembangunan Nasional Veteran Yogyakarta 7 Laporan Kerja Praktik Lapangan PPSDM Migas 2. Program Kerjasama International ▪ UMW Corporation SDN BHD Program-Malaysia ▪ Introduction to Petroleum Operation-PAFYPS Timor Leste ▪ Diklat Pemboran – Energy Quest Malaysia ▪ University Of Eloy Alfaro ,Manabi - Equador ▪ Total Professeur Associes (TPA) Perancis 3. Program Kerjasama TNI / Polri ▪ Pelatihan dan Praktek BBM & BMP TNI-AU ▪ Lattis Suspa BMP TNI-AU 4. Program Kerjasama Perguruan Tinggi ▪ Institut Teknologi Bandung (ITB) ▪ Universitas Trisakti Jakarta ▪ UPN “Veteran” Yogyakarta ▪ UNISBA Bandung ▪ Universitas Islam Riau ▪ ITS, ITATS, UGM, UNDIP, Univ.Airlangga, Univ.Brawijaya, UNS,Univ. Hasanudin Makasar,Univ. Proklamasi Yogyakarta, STEM Akamigas, Unpad, Unpatti Maluku, Universitas Bhayangkara Jakarta Raya , dll. (Humas PPSDM Migas, 2018) 1.5. Lokasi PPSDM Migas Pusat Pengembangan Sumber Daya manusia Minyak dan Gas Bumi berlokasi di Jalan Sorogo 1, Kelurahan Karangboyo, Kecamatan Cepu, Kabupaten Blora, Provinsi Jawa Tengah dengan areal sarana dan prasarana pendidikan dan pelatihan seluas 120 hektar. Di tinjau dari segi geografis dan ekonomis, lokasi tersebut cukup strategis karena didukung oleh beberapa faktor, yaitu : 1. Lokasi praktik Lokasi PPSDM Migas berdekatan dengan lapangan minyak milik Pertamina, Exxon Mobil Cepu Limited, Petrochina, tambang rakyat Universitas Pembangunan Nasional Veteran Yogyakarta 8 Laporan Kerja Praktik Lapangan PPSDM Migas Wonocolo serta singkapan-singkapan geologi, sehingga memudahkan peserta diklat untuk melakukan field study 2. Sarana transportasi Kota Cepu dilewati oleh jalur kereta api yang Surabaya – Jakarta dan jalan raya yang menghubungkan kota – kota besar di sekitarnya, sehingga memudahkan untuk bepergian 3. Letaknya yang berbatasan antara Jawa Tengah dan Jawa Timur Gambar 1. 1 Peta Lokasi PPSDM Migas Sumber Humas PPSDM Migas 1.6. Struktur Organisasi PPSDM Migas Struktur organisasi yang ada di PPSDM Migas terdiri dari pimpinan tertinggi sebagai kepala PPSDM Migas . Pimpinan tertinggi membawahi kepala bagian dan kepala bidang yang bertugas memimpin unit-unit di PPSDM Migas. Kepala bagian dan kepala bidang membawahi sub. bagian dan sub. bidang dari unit-unit yang terkait. Di setiap unit terdapat pengawas unit dan pengelola unit yang dipimpin oleh sub bagian masing-masing unit. Selain itu, dalam kegiatan operasional PPSDM Migas setiap unit memiliki masingmasing karyawan atau bawahan yang handal dalam setiap masing-masing bidang yang dijalankan. (Humas PPSDM Migas, 2018) Universitas Pembangunan Nasional Veteran Yogyakarta 9 Laporan Kerja Praktik Lapangan PPSDM Migas Gambar 1. 2 Struktur Organisasi PPSDM Migas Sumber Lampiran Permen ESDM No. 13 tahun 2016 Universitas Pembangunan Nasional Veteran Yogyakarta 10 Laporan Kerja Praktik Lapangan PPSDM Migas 1.7. Tata Tertib Peserta PKL di PPSDM Migas Peserta PKL/Penelitian harap hadir sesuai waktu yang ditentukan, misalnya mengisi absen hadir pagi dan sore hari, serta menjaga ketertiban. Pusat Pengembangan Sumber Daya Manusia Minyak dan Gas (PPSDM Migas) tidak menyediakan fasilitas, akomodasi, transportasi, makan, kesehatan dan biaya lain Selama Praktek/Penelitian wajib mengenakan almamater Peserta PKL wajib biodata dan menyerahkan pas foto ukuran 3X4 cm Pesera PKL/Penelitian diwajibkan sopan, dan mampu bergaul dengan Dosen/Rekan/Instruktur/Pembimbing Peserta PKL/Penelitian wajib menjauhkan dari perbuatan tercela al. Pencurian barang, mengancam dosen/pembimbing PKL/Penelitian dilarang membuat keributan/berkelahi dengan siapapun selama diruang lingkup PKL (Humas PPSDM Migas, 2018) 1.8. Humas PPSDM Migas Keberadaan humas sangat dibutuhkan dan penting untuk membangun dan menjaga adanya saling pengertian antar organisasi dengan stakeholder dan masyarakat umum, dengan tujuan menyangkut tiga hal yaitu reputasi, citra dan komunikasi mutual benefit relationship. Untuk berkomunikasi dengan publik, Humas PPSDM Migas menyediakan layanan informasi berupa Call Center yang diperuntukkan bagi stakeholder ataupun masyarakat umum yang ingin menyampaikan keluhan dan pertanyaannya di bidang layanan organisasi. Call Center PPSDM Migas dapat dihubungi melalui nomor telpon 081390107701 (jam kerja), sms atau WA. Humas PPSDM Migas juga menyediakan informasi mengenai perkembangan organisasi terkini melalui Buletin Patra yang terbit setiap 3 bulan sekali. (Humas PPSDM Migas, 2018) Universitas Pembangunan Nasional Veteran Yogyakarta 12 Laporan Kerja Praktik Lapangan PPSDM Migas 1.9. Keamanan PPSDM Migas Mengingat kompleksnya kegiatan yang terdapat di PPSDM Migas baik proses industri, kegiatan pengajaran, dan segala jenis kegiatan lainnya, unit keamanan PPSDM Migas memiliki peran yang penting untuk menjaga keamanan dan stabilitas kerja di PPSDM Cepu. Secara umum unit keamanan memiliki 4 macam objek pengamanan yaitu pengamanan personil, pengamanan material, pengamanan informasi dan pengamanan operasional. (Humas PPSDM Migas, 2018) 1.10. Perpustakaan PPSDM Migas Perpustakaan PPSDM Migas mempunyai sistem pelayanan terbuka (open access) yang meliputi: a. Pelayanan reguler b. Pelayanan non reguler Koleksi perpustakaan antara lain: buku–buku diklat, majalah ilmiah, laporan penelitian, skripsi, ebook, laporan kerja praktek dan bahan audio visual. Sejarah berdirinya perpustakaan PPSDM Migas erat kaitannya dengan berdirinya Akamigas yang pada awalnya terkenal dengan nama AMGB (Akademi Minyak dan Gas Bumi). Akamigas yang berdirinya pada tahun 1967 sebagai salah satu wadah untuk membina kader-kader perminyakan nasional yang siap pakai.Adapun tugas–tugas perpustakaan PPSDM Migas yaitu: a. Melakukan perencanaan, pengembangan koleksi, yang mencakup buku, majalah ilmiah, laporan penelitian, skripsi, laporan kerja praktek, diklat/ hand out serta bahan audio visual. b. Melakukan pengolahan dan proses pengolahan bahan pustaka meliputi refrigrasi/inventaris, katalogisasi, klasifikasi, shelfing dan filing. c. Laporan penggunaaan laboratorium bahasa. d. Layanan audio visual pemutaran film dan kaset video ilmiah. e. Layanan kerjasama antara perpustakaan dan jaringan informasi nasional. Universitas Pembangunan Nasional Veteran Yogyakarta 13 Laporan Kerja Praktik Lapangan PPSDM Migas Gambar 1. 3 Perpustakaan PPSDM Migas 1.11. Fire Safety PPSDM Migas Unit K3LL (Keselamatan Kesehatan Kerja dan Lindungan Lingkungan) dibentuk dengan tujuan untuk mencegah dan menanggulangi segala sesuatu yang menyebabkan kecelakaan kerja yang mempengaruhi terhadap proses produksi, sehingga sumber-sumber produksi dapat digunakan secara efisien dan produksi dapat berjalan lancar tanpa adanya hambatan yang berarti. Unit K3LL PPSDM Migas mempunyai tugas yang meliputi: 1. Tugas rutin a. Menyusun rencana pencegahan terhadap kecelakaan kerja b. Melakukan inspeksi secara berkala atau khusus c. Melakukan pemeriksaan alat - alat pemadam kebakaran d. Mengadakan safety trainning baik kepada personil pemadam api maupun pegawai biasa 2. Tugas Non Rutin a. Melaksanakan pelayanan pemadam api dan keselamatan kerja di luar PPSDM Migas b. Melakukan penyelidikan terhadap kecelakaan kerja yang sama c. Menanamkan kesadaran kepada semua pegawai akan pentingnya pencegahan kebakaran dan keselamatan kerja d. Melakukan kampanye keselamatan kerja kepada para pegawai Universitas Pembangunan Nasional Veteran Yogyakarta 14 Laporan Kerja Praktik Lapangan PPSDM Migas 3. Tugas Darurat a. Memberikan pertolongan dan penanggulangan terhadap terjadinya kecelakaan kerja b. Memadamkan api jika terjadi kebakaran baik dilingkungan PPSDM Migas maupun di luar (Humas PPSDM Migas, 2018) Gambar 1. 4 Unit Pemadam Kebakaran 1.12. Utilitas Utilitas merupakan bagian yang menyediakan bahan pembantu atau sarana penunjang demi lancarnya proses pengolahan minyak mentah pada unit kilang, yang meliputi : 1.12.1 Unit Boiler PPSDM Migas Boiler merupakan peralatan yang sangat diperukan untuk menunjang proses kilang pada industri Migas. Boiler atau biasa disebut ketel uap adalah suatu bejana tertutup yang digunakan untuk mengubah air menjadi uap atau dengan kata lain mentransfer panas yang dihasilkan oleh pembakaran bahan bakar (baik dalam bentuk padat, cair, atau gas) sehingga berubah wujud menjadi uap. Di dalam boiler, energi kimia dari bahan bakar diubah menjadi panas melalui proses pembakaran dan panas yang dihasilkan sebagian besar Universitas Pembangunan Nasional Veteran Yogyakarta 15 Laporan Kerja Praktik Lapangan PPSDM Migas diberikan kepada air yang berada di dalam ketel, sehingga air berubah menjadi uap. Boiler di PPSDM Migas berbentuk firetube yang mengasilkan uap lewat jenuh (superheated steam). Boiler tersebut dibuat dari bahan baja dengan bentuk bejana tertutup yang di dalamnya berisi air, sedangkan air tersebut dipanasi dari hasil pembakaran bahan bakar residu. Untuk menyediakan kebutuhan uap atau steam di PPSDM Migas maka boiler yang tersedia berjumlah 3 unit, yang terdiri dari: 1) 2 (dua) unit boiler tipe AL-LSB-6000 dengan masing-masing memiliki kapasitas sebesar 6 ton/jam. 2) 1 (satu) unit boiler tipe Wanson yang memiliki kapasitas sebesar 6,6 ton/jam. Dalam pengoperasiannya, boiler di PPSDM Migas hanya dioperasikan 1 unit saja karena kebutuhan steam untuk kilang sudah tercukupi. Selain menghasilkan steam unit boiler juga menghasilkan udara tekan yang digunakan untuk mengoperasikan instrument pada kilang. 1.12.2 Water Treatment PPSDM Migas Unit pengolahan air bersih atau WTP (Water Treatment Plant) merupakan unit pengolahan air yang digunakan untuk memenuhi kebutuhan manusia dan untuk menunjang kebutuhan operasi dari pabrik. Untuk itu diperlukan air yang bersih, jernih dan bebas dari kuman penyakit. Air mudah didapat dari permukaan bumi, tetapi air yang mutunya sesuai dengan mutu penggunaannya masih sulit untuk diperoleh. Unit-unit pengolahan air yang ada di PPSDM Migas adalah Sebagai berikut : 1. Unit Raw Water Pump Station Fungsi dari unit ini adalah menghisap air baku dari sungai Bengawan Solo yang menggunakan pompa sentrifugal menuju kedua tempat yaitu : Universitas Pembangunan Nasional Veteran Yogyakarta 16 Laporan Kerja Praktik Lapangan PPSDM Migas a. Bak YAP (kali solo II) untuk diolah menjadi produk air industri. b. Bak Segaran untuk digunakan sebagai feed pada unit CPI (Corroggated Plated Interceptor) dan untuk air keperluan pemadam kebakaran. 2. Unit Pengolahan Air Industri Unit ini berfungsi untuk mengolah air baku dari air sungai bengawan solo yang diambil dari pompa yang dipasang 12 meter dibawah permukaan air dalam RPKS I dan meghassilkan air industri. Sedangkan proses-proses yang digunakan antara lain sebagai berikut: a. Screening ( Penyaringan awal ) b. Sedimentasi ( pengendapan ) c. Koagulasi dan Flokulasi d. Flotasi e. Klarifikasi f. Aerasi g. Filtrasi 3. Unit Pengolahan Air Minum Sebagian dari air untuk indutri digunakan juga untuk air minum tetapi dengan menambah proes dari proses-proses yang telah ada dalam proses air industri diantaranya yaitu desinfeksi, proses penimbunan dan pengumpulan, distribusi, aerasi, disinfektasi, penimbunan dan pengumpulan, dan distribusi. Dalam unit pengolahan air di water treatment ada tiga metode distribusi yaitu: a. Metode distribusi secara gravitasi Metode ini menggunakan sistem distribusi air dengan pengaliran berdasarkan perbedaan tinggi tempat, dimana tempat penimbunan harus lebih tinggi dari tempat penerimaan air. b. Metode distribusi degan pompa langsung Universitas Pembangunan Nasional Veteran Yogyakarta 17 Laporan Kerja Praktik Lapangan PPSDM Migas Sistem distribusi dengan memompa langssung dari tempat pengolahan ketempat penggunaan. c. Metode distribusi dengan pompa dan tangki timbun Sistem distribusi dengan pompa ketangki timbun yang ditempatkan ditempat yang tinggi kemudian didistribusikan untuk penggunaan secara gravitasi. (Humas PPSDM Migas, 2018) Gambar 1. 5 Water Treatment PPSDM Migas 1.12.3 Power Plant PPSDM Migas Unit pembangkit listrik di PPSDM Migas disuplai dari generator pembangkit tenaga llistrik yang ada dilokasi pabrik, dimana penanganannya dilakukan oleh sub seksi pembangkit tenaga listik ( Power Plant ). Power plant di PPSDM Migas yang menangani penyediaan tenaga listrik menggunakan tenaga diesel. Bahkan bahan bakar untuk ini menggunakan solar yang merupakan produksi dari kilang PPSDM Migas. Tenaga listrik yang dihasilkan oleh unit ini cukup besar. Unit Power Plant menyediakan tenaga listrik untuk kebutuhan pabrik, seperti : Universitas Pembangunan Nasional Veteran Yogyakarta 18 Laporan Kerja Praktik Lapangan PPSDM Migas Operasi Kilang Tenaga pembangkit power plant berasal dari tenaga diesel untuk menyediakan energy listrik dengan pertimbangan bahwa bahan bakar mesin diesel adalah merupakan produkk sendiri. Unit pembangkit power plant memiliki 4 buah generator dengan kapasitas masing-masing 1000 KVA/400 V sebanyak 2 buah, 1030 KVA/400 V sebanyak 1 buah, dan 640 KVA/400 V sebanyak 1 buah. Rata-rata pemakaian beban listrik di PPSDM Migas adalah 1200-1800 KVA per hari. (Humas PPSDM Migas, 2018) Gambar 1. 6 Power Plant PPSDM Migas 1.13. Laboratorium 1.13.1 Laboratorium Kilang Laboratorium ini bertugas untuk menganalisa secara rutin mengenai kualitas bahan baku dan produk yang dihasilkan dari unit kilang baik sebelum dipasarkan untuk diketahui spesifikasinya sehingga penurunan dan penyimpangan kualitas produksi dapat segera diketahui dan diatasi. Universitas Pembangunan Nasional Veteran Yogyakarta 19 Laporan Kerja Praktik Lapangan PPSDM Migas 1.13.2 Laboratorium Dasar PPSDM Migas memiliki Laboratorium dasar atau yang biasa disebut dengan laboratorium pengujian. Laboratorium Kimia Gambar 1. 7 Laboratorium Kimia Laboratorium Minyak Bumi Gambar 1. 8 Laboratorium Minyak Bumi Universitas Pembangunan Nasional Veteran Yogyakarta 20 Laporan Kerja Praktik Lapangan PPSDM Migas Laboratorium Eksplorasi Geologi Gambar 1. 9 Laboratorium Eksplorasi Geologi Laboratorium Lindungan Lingkungan Gambar 1. 10 Laboratorium Lindungan Lingkungan (Humas PPSDM Migas, 2018) Universitas Pembangunan Nasional Veteran Yogyakarta 21 Laporan Kerja Praktik Lapangan PPSDM Migas BAB II UNIT KILANG DI PPSDM MIGAS 2.1 Unit Kilang PPSDM Migas Pengolahan minyak bumi pada unit kilang di PPSDM Migas hanya dilakukan sampai pada tahapan crude distillation unit (CDU) karena alat yang tersedia pada unit kilang di PPSDM Migas hanyalah alat untuk pengolahan minyak pada tahapan CDU saja. Proses ini terjadi di unit distilasi atmosferik. Unit distilasi atmosferik adalah suatu unit yang bertugas melaksanakan seluruh rangkaian kegiatan pemisahan minyak mentah (crude oil) menjadi produk- produk minyak bumi berdasarkan trayek titik didihnya pada tekanan atmosferik. Sumber bahan baku (yakni campuran minyak mentah) berasal dari lapangan Kawengan dan Ledok yang diambil dari sumur milik PT. Pertamina EP Asset 4 Field Cepu. Minyak bumi yang diambil dari lapangan Kawengan dan lapangan Ledok merupakan minyak HPPO (High Pour Point Oil) yang bersifat parafinis, yaitu mengandung lilin, alkana rantai lurus dan nilai oktan rendah. Setiap pengiriman minyak mentah, laboratorium produksi pada unit kilang akan melakukan uji densitas, pour point¸dan uji distilasi ASTM D-86, untuk mengetahui sifat volatilitas serta spesifikasi dari minyak mentah. Proses pengolahan minyak mentah yang dilakukan di unit CDU PPSDM Migas dengan menggunakan proses distilasi atmosferik, seperti yang ditunjukan pada gambar 2.1. Universitas Pembangunan Nasional Veteran Yogyakarta 22 Laporan Kerja Praktik Lapangan PPSDM Migas Gambar 2. 1 Diagram alir unit kilang Pemanasan Awal dalam HE (Heat Exchanger) Umpan berupa crude oil dengan menggunakan pompa sentrifugal dipompakan menuju alat penukar panas (heat exchanger), heat exchanger merupakan alat penukar panas dari fluida yang temperaturnya lebih tinggi ke fluida yang temperaturnya lebih rendah. HE di unit kilang PPSDM Migas berjumlah 5 unit namun yang beroperasi hanya 3 unit HE yaitu HE 2, HE 4, dan HE 5. Fungsi HE untuk memanaskan minyak mentah sebelum dipanaskan dalam furnace, dengan memanfaatkan panas yang berasal dari solar untuk HE 2, dan residu untuk HE 4/5. Semua HE mempunyai tipe shell and tube dengan arah aliran lawan arah. Berdasarkan jumlah pass digolongkan alat penukar panas 1-1 by pass dimana fluida melalui shell and tube satu kali. Pemanasan di furnace Dari HE minyak mentah dialirkan menuju ke furnace (dapur) untuk dipanaskan lebih lanjut sehingga temperaturnya mencapai 330oC. Crude oil sebelumnya distabilkan melalui stabilizer agar aliran dan tekanan stabil serta terkontrol. Di unit kilang dapur pemanas yang terdapat 2 furnace yang beroperasi yaitu furnace 1 dan furnace 2 dengan bahan bakar berupa fuel oil. Universitas Pembangunan Nasional Veteran Yogyakarta 23 Laporan Kerja Praktik Lapangan PPSDM Migas Terdapat 6 unit furnace yang terdapat pada unit kilang, dimana furnace 1-4 bertipe box dan furnace 5-6 bertipe silinder vertikal. Furnace tersebut disusun secara paralel dan berfungsi sebagai pemanas lanjutan dari minyak mentah (umpan) yang sebelumnya telah mendapat pemanasan awal pada HE. Tujuan pemanasan dalam furnace adalah menguapkan fraksifraksi ringan yang terkandung dalam minyak mentah. Bahan bakar furnace biasanya berupa fuel oil dan fuel gas, namun furnace pada unit kilang ini hanya menggunakan fuel oil sebagai bahan bakarnya. Dinding furnace tersusun dari batu tahan api yang disusun dalam bentuk persegi (box). Pemisahan atau Penguapan dalam Evaporator Selanjutnya dari furnace minyak mentah dialirkan ke evaporator. Pada CDU hanya terdapat satu buah evaporator yaitu evaporator V-1. Di dalam evaporator minyak tersebut mengalami pemisahan yaitu fraksi uap yang menuju ke atas dan fraksi cair yang menuju ke bawah. Alat ini dilengkapi dengan steam stripping yang berfungsi untuk menaikkan fraksi ringan atau menurunkan tekanan parsial. Kolom evaporator berfungsi memisahkan fraksi berat dan fraksi ringan dari minyak mentah setelah mengalami pemanasan dari furnace. Proses pemisahan berdasarkan atas perbedaan fase antara kedua fraksi dan dibantu dengan injeksi steam. Kolom evaporator merupakan kolom pemisah di dalamnya tidak terdapat plate. Pada bagian bawah terdapat cungkup (penahan) untuk menahan cairan yang akan meninggalkan evaporator. Distilasi dalam Kolom Fraksinasi dan Stripper Kolom fraksinasi merupakan kolom yang digunakan untuk memisahkan fraksi minyak bumi berdasarkan trayek titik didihnya. Pada unit kilang di PPSDM Migas terdapat 3 unit kolom fraksinasi, dimana 2 unit kolom fraksinasi yang beroperasi yaitu kolom C1-A dan C2 dan satu unit sebagai cadangan. Kolom ini merupakan sebuah silinder tegak dengan tiga buah saluran pengeluaran yaitu pada bagian puncak, samping dan bawah. Universitas Pembangunan Nasional Veteran Yogyakarta 24 Laporan Kerja Praktik Lapangan PPSDM Migas Pada alat ini fraksi uap yang keluar dari top evaporator V-1 dan top residue stripper akan diproses pada kolom fraksinasi C1-A. Pada alat ini ditempatkan alat kontak berupa bubble cap tray dengan jumlah 21 buah. Dari kolom fraksinasi C1-A fraksi berupa uap selalu naik ke atas dengan bantuan alat kontak bubble cap untuk dibelokkan arahnya sehingga menembus cairan. Pada saat kontak dengan cairan, terjadilah transfer panas dan massa. Pada tray yang lain mengalami proses yang sama dan begitu seterusnya semakin ke atas fraksi akan lebih ringan dan semakin ke bawah fraksi lebih berat. Temperatur top C1-A berkisar 1300C, fraksi yang mampu keluar dari top merupakan gabungan dari fraksi pertasol CA, pertasol CB dan naptha. Selanjutnya fraksi tersebut diproses pada kolom fraksinasi C2 yang bentuknya hampir sama dengan C1-A hanya saja jumlah traynya lebih sedikit yaitu 16 buah. Di bagian ini yang dinamakan dengan crude distillation unit, dimana minyak mentah dipisahkan menggunakan distilasi. Konstruksi bagian dalam terdiri dari bubble cap tray yang merupakan alat kontak uap dan cairan. Bagian-bagian dari bubble cap tray a. Down Comer Berfungsi untuk mengalirkan cairan dari tray yang satu ke tray yang di bawahnya. b. Weir Untuk menjaga agar cairan di atas tray tetap pada ketinggian tertentu sehingga cairan yang melebihi ketinggian weir ini akan turun ke tray yang di bawahnya. c. Riser Berfungsi untuk mengalirkan uap d. Cap ( Mangkok ) Berfungsi untuk membelokkan arah uap. e. Slot Berupa lubang-lubang kecil pada cap untuk mengalirkan uap. Kolom stripper digunakan untuk menguapkan kembali fraksi-fraksi ringan yang terbawa fraksi berat. Pemisahan dilaksanakan dengan injeksi Universitas Pembangunan Nasional Veteran Yogyakarta 25 Laporan Kerja Praktik Lapangan PPSDM Migas steam ke dalam kolom. Injeksi steam berfungsi untuk menurunkan tekanan parsial hidrokarbon, sehingga yang mempunyai titik didih rendah (fraksi ringan) akan menguap dan terpisah dari fraksi berat. Pada bagian dalam kolom terdapat plate-plate yang dilengkapi dengan bubble cap (bubble cap tray). Di bagian bawah bubble cap terdapat riser dan pada bagiap cup terdapat slot yaitu lubang-lubang kecil yang mengalirkan uap. Setiap plate terdapat weir hambatan yang berfungsi untuk menahan cairan pada ketinggian tertentu dan down comer yang berfungsi untuk mengalirkan limpahan cairan ke tray di bawahnya. Ada tiga kolom stripper yang digunakan yaitu: 1. Kerosene stripper (tidak beroperasi) Berfungsi untuk memisahkan fraksi ringan yang masih terikut pada kerosine dan fraksi ringan tersebut dialirkan kembali ke kolom fraksinasi. 2. Solar stripper Berfungsi untuk memisahkan fraksi ringan yang masih terikut pada solar dan fraksi ringan tersebut dialirkan kembali ke kolom fraksinasi. 3. Residu stripper Berfungsi untuk memisahkan fraksi ringan yang masih terikut pada residu dan fraksi ringan tersebut dialirkan kembali ke kolom fraksinasi Pengembunan dan Pendinginan pada Condensor dan Cooler Suhu puncak kolom C2 ditahan sekitar 95 0C, fraksi yang mampu keluar dari puncak kolom akan dikondensasikan pada condensor (CN-1, CN-2, CN-3 dan CN-4) dan fraksi yang terkondensasikan akan didinginkan lebih lanjut pada cooler (CL-15 dan CL-16) serta box cooler 3, 4 dan 5 yang setelah itu dialirkan menuju separator 1 untuk dipisahkan air, minyak dan gas. Selanjutnya produk yang telah dipisahkan airnya ditampung pada tangki No. 115 untuk dipergunakan sebagai refluks kolom C2. Terdapat 2 kondensor di kilang PPSDM Migas, yaitu kondensor utama dan subkondensor. Kondensor utama berfungsi untuk menguapkan uap pertasol CA dari kolom C-2, sedangkan subkondensor berfungsi Universitas Pembangunan Nasional Veteran Yogyakarta 26 Laporan Kerja Praktik Lapangan PPSDM Migas mengkonensasikan uap pertasol CA yang belum terkondensasi pada kondensor utama Cooler digunakan untuk mendinginkan produk-produk minyak yang keluar stripper, fraksinasi, heat exchanger maupun kondensor dengan air pendingin pada suhu tertentu sebelum masuk ke tangki penampungan. Cooler yang digunakan pada kilang minyak Cepu ada dua jenis yaitu: a. Box cooler Tube-tube yang dilalui fluida panas dimasukkan dalam tempat persegi panjang yang berisi air pendingin. Air dalam box selalu disirkulasi b. Shell and tube Cooler jenis ini terdiri dari shell and tube, air pendingin berada pada bagian shell dan fraksi minyak panas berada dalam tube dengan arah aliran yang berlawanan. Pemisahan pada Separator Separator mempunyai fungsi memisahkan air dan gas yang terikut ke dalam produk berdasarkan perbedaan densitas, dimana air dikeluarkan dari bagian bawah melalui drain. Sedangkan gas dikeluarkan dari bagian samping di atas. Selanjutnya produk-produk tersebut dialirkan melalui penampung. Separator yang digunakan pada PPSDM Migas ada 9 unit namun S-5 dan S-7 tidak digunakan lagi dikarenakan S-5 dan S-7 tidak menghasilkan lagi produk kerosene dan PH solar. Hasil bottom C2 berupa naptha setelah mengalami pendinginan pada cooler 13 dan 14 ditampung pada separator 2 untuk dipisahkan dari air yang terikut dan selanjutnya ditampung pada tangki No. 109 untuk dipergunakan sebagai reflux kolom C1. Produk pertasol CC diambil dari side stream (hasil samping) No. 8 kolom C1, kemudian di alirkan ke kolom C3 yang dulunya digunakan untuk kerosin yang sudah tidak diproduksi lagi. Keluar dari kolom C3 pertasol CC didinginkan menggunakan cooler 1 dan 2 dialirkan ke separator 8 untuk dipisahkan dari air yang terikut yang selanjutnya di tampung pada tangki No.112 produk yang disebut pertasol CC. Saat ini produk kerosine sudah tidak diproduksi, sehingga tangki Universitas Pembangunan Nasional Veteran Yogyakarta 27 Laporan Kerja Praktik Lapangan PPSDM Migas kerosin digunakan untuk menampung solar, karena produk kerosin diolah menjadi produk solar. Pada umumnya minyak mentah dan produk masih mengandung kotoran-kotoran atau impurities berupa hydrogen sulfide (H2S), Merchaptan (RSH), MgCl2, NaCl dan lain-lain dalam jumlah tertentu. Proses treating adalah proses yang bertujuan untuk mengurangi atau menghilangkan impurities yang terdapat dalam produk. Pada unit kilang di PPSDM Migas, proses treating hanya dilakukan pada produk Pertamina Solvent (Pertasol CA,CB dan CC) yaitu dengan cara menginjeksikan amoniak (NH3) pada puncak kolom dan dengan proses pencucian menggunakan soda caustic (NaOH). 2.2 Produk Kilang PPSDM Migas Produk utama dari pengolahan minyak mentah di PPSDM Migas saat ini adalah sebagai berikut: a) Pertasol CA Pertasol CA merupakan campuran hidrokarbon cair yang mempunyai trayek didih 30 – 200 0C. Pertasol atau gasoline merupakan produk yang terpenting karena digunakan sebagai solvent/pelarut, pembersih dan lainlain. Kegunaan Pertasol CA yaitu: Industri cat, lacquers dan varnish Untuk tinta cetak sebagai pelarut dan diluent. Industri cleaning dan degreasing. b) Pertasol CB Pertasol CB merupakan solvent ringan yang digunakan sebagai pelarut. c) Pertasol CC Produk pertasol CC merupakan solvent berat yang terdapat pada Kilang PPSDM Migas dan diproduksi dalam waktu-waktu tertentu dalam arti hanya memproduksinya secara on demand. d) Residu Residu merupakan fraksi berat dari minyak bumi yang mempunyai 28 Universitas Pembangunan Nasional Veteran Yogyakarta Laporan Kerja Praktik Lapangan PPSDM Migas titik didih paling tinggi yaitu 350 0C dan merupakan hasil bawah dari residue stripper. Residu biasanya digunakan sebagai bahan bakar dalam pabrik karena mempunyai heating value yang tinggi. Produk residu di Kilang PPSDM Migas dikenal dengan nama Minyak Bakar Cepu (MBC). e) Solar (Jenis minyak solar 48) Solar mempunyai trayek didih 250 - 350 0C. BBM jenis solar 48 memiliki spesifikasi berdasarkan ketentuan Dirjen Migas. Solar hasil kilang PPSDM Migas didistribusikan ke daerah sekitar kabupaten Blora. (Humas PPSDM Migas, 2017) Universitas Pembangunan Nasional Veteran Yogyakarta 29 Laporan Kerja Praktik Lapangan PPSDM Migas BAB III TINJAUAN TUGAS KHUSUS 3.1. Latar Belakang Dewasa ini penggunaan minyak bumi sebagai sumber energi di bumi masih akan terus berlangsung seiring dengan masih adanya sumur-sumur minyak bumi yang masih menghasilkan minyak bumi, maka pengolahan minyak bumi sebagai sumber energi belum akan berhenti. Minyak bumi tidak dapat langsung digunakan tanpa adanya pengolahan terlebih dahulu. Hal ini dikarenakan banyaknya impurities yang terkandung dalam minyak bumi Minyak bumi sendiri jika diolah akan menghasilkan berbagai macam produk dengan nilai daya jual tinggi. Di Indonesia sendiri terdapat beberapa lokasi pengolahan minyak bumi, salah satunya adalah Unit Kilang di Pusat Pengembangan Sumber Daya Manusia Minyak dan Gas Bumi (PPSDM Migas) yang bekerja di bawah Kementrian Energi dan Sumber Daya Mineral. Unit kilang di PPSDM Migas memiliki kapasitas produksi sebesar 330- 350 m3/hari. Unit kilang ini sudah berjalan selama lebih dari 100 tahun, dan sebagian alat pun masih dijaga keasliannya dan ada pula yang masih beroperasi hingga saat ini. Pada pengolahan minyak bumi alat penukar panas sangat lah penting, terlebih lagi seperti furnace. Furnace di sini berfungsi dalam menaikkan suhu crude oil agar sesuai dengan suhu masuk di kolom fraksinasi. Terdapat 6 furnace yang berada di unit kilang PPSDM Migas, namun hanya furnace 01 dan furnace 02 yang beroperasi. Rata-rata alat tersebut memiliki umur lebih dari 100 tahun. Dengan umur alat furnace yang tidak singkat ini, maka perlu adanya evaluasi tentang efisiensi serta kelayakan dari alat tersebut. Dimana furnace ini sangatlah penting pada unit kilang di PPSDM Migas. Furnace 01 dipilih sebagai fokus tugas khusus, karena dibandingkan dengan furnace 02, furnace 01 memiliki data yang lebih stabil dan lengkap. Selain itu furnace 02 baru mulai digunakan kembali sehingga data yang dihasilkan tidak stabil dan tidak lengkap. Universitas Pembangunan Nasional Veteran Yogyakarta 30 Laporan Kerja Praktik Lapangan PPSDM Migas 3.2. Rumusan Masalah Berdasarkan latar belakang yang telah diuraikan sebelumnya, rumusan masalah yang ada adalah : 1. Berapakah effisiensi furnace 01 yang berada pada unit kilang di PPSDM Migas? 2. Apakah Furnace 01 layak atau tidak layak untuk digunakan berdasarkan perhitungan efisiensi yang didapatkan? 3.3. Tujuan Tujuan kerja praktik lapangan di PPSDM Migas yang berlokasi di Cepu dengan tugas khusus “Evaluasi Efisiensi Kinerja Furnace 01” ini adalah untuk mengetahui efisiensi alat furnace 01 pada unit kilang di PPSDM Migas dan untuk mengetahui kelayakan pada furnace 01 saat dioperasikan. 3.4. Batasan Masalah Perhitungan pada tugas khusus ini dilakukan dengan menggunakan data-data yang telah ada dari control room dan laboratorium produksi pada unit kilang di PPSDM Migas, serta beberapa data yang didapatkan dari literatur. Universitas Pembangunan Nasional Veteran Yogyakarta 31 Laporan Kerja Praktik Lapangan PPSDM Migas BAB IV TINJAUAN PUSTAKA TUGAS KHUSUS 4.1. Tinjauan Pustaka 4.1.1. Furnace Menurut Mc Cabe (1999), furnace merupakan salah satu alat dalam proses penukaran panas dalam industri kimia. Furnace sendiri adalah alat yang berfungsi untuk memindahkan panas yang dihasilkan dari proses pembakaran bahan bakar dalam suatu ruangan ke fluida yang dipanaskan sampai mencapai suhu yang diinginkan Berdasarkan metode penghasilan panas, furnace secara luas diklasifikasikan menjadi dua jenis (menggunakan bahan bakar) dan yaitu jenis pembakaran jenis listrik. Furnace jenis pembakaran bergantung pada jenis bahan bakar yang digunakan. Diantaranya furnace yang menggunakan bahan bakar minyak, batu bara, atau gas. Berdasarkan modus pengisian tungku bahan dapat diklasifikasikan sebagai : 1. furnace jenis Intermittent atau Batch atau furnace berkala dan 2. furnace terus menerus. Berdasarkan modus pemanfaatan kembali limbah panas sebagai furnace recuperative dan regeneratif. Tipe lain dari klasifikasi furnace dibuat berdasarkan modus perpindahan panas, cara pengisian dan modus pemanfaatan panas. (Indra S.,dkk, 2009) Struktur furnace berupa bangunan berdinding plat baja yang bagian dalamnya dilapisi oleh material tahan api, batu isolasiuntuk menahan kehilangan panas ke udara melalui dinding furnace dan refractory. Mekanisme perpindahan panas dari sumber panas ke penerima dibedakan atas tiga cara, yaitu: Universitas Pembangunan Nasional Veteran Yogyakarta 32 Laporan Kerja Praktik Lapangan PPSDM Migas 1. Perpindahan Panas secara Konduksi Perpindahan panas secara konduksi adalah perpindahan panas dimana melekul-molekul dari zat perantara tidak ikut berpindah tempat tetapi molekul-molekul tersebut hanya menghantarkan panas atau proses perpindahan panas dari suhu yang tinggi ke bagian lain yang suhunya lebih rendah. 2. Perpindahan Panas secara Konveksi Perpindahan panas secara konveksi diakibatkan molekulmolekul zat perantara ikut bergerak mengalir dalam perambatan panas atau proses perpindahan panas dari satu titik ke titik lain dalam fluida antara campuran fluida dengan bagian yang lain. Perpindahan panas ini dapat dibedakan menjadi dua macam, yaitu: a. Konveksi alam (Natural Convection) Perpindahan panas yang terjadi bila aliran panas yang berpindah diakibatkan perbedaan berat jenis. Pada konveksi alam aliran fluida disebabkan oleh perbedaan suhu antara bagian satu dengan bagian lainnya sehingga terjadi perbedaan densitas. Densitas bagian fluida dingin lebih besar dari bagian fluida panas. Aliran terjadi akibat adanya perbedaan densitas. b. Konveksi paksa (Forced Convection) Perpindahan panas yang terjadi bila aliran fluida disebabkan oleh adanya gerakan dari luar, seperti pemompaan, pengadukan, dll. 3. Perpindahan Panas secara Radiasi Perpindahan panas secara radiasi adalah perpindahan panas yang terjadi karena perpindahan energi melalui gelombang elektromagnetik secara pancaran atau proses perpindahan panas dari sumber panas ke penerima panas yang dilakukan dengan pancaran gelombang panas. Antara sumber panas dengan penerima panas tidak terjadi kontak. Bagian dapur yang terkena radiasi adalah ruang pembakaran. (D.Q. Kern,1965) Universitas Pembangunan Nasional Veteran Yogyakarta 33 Laporan Kerja Praktik Lapangan PPSDM Migas Untuk pembakaran, bahan bakar yang digunakan pada furnace biasanya terdiri dari bahan bakar gas (fuel gas), bahan bakar minyak (fuel oil), kombinasi bahan bakar gas dan minyak, serta bahan bakar padat seperti batu bara, tergantung seberapa besar panas yang ingin dihasilkan serta aspek keekonomisannya. Besarnya beban panas yang harus diberikan oleh furnace kepada fluida yang dipanaskan bergantung pada jumlah umpan dan perbedaan suhu inlet dan outlet umpan yang ingin dicapai. Semakin besar perbedaan suhu dan semakin banyak jumlah umpan, maka beban dapur akan semakin tinggi. Namun, juga harus diperhatikan, bahwa suhu yang dicapai oleh fluida proses yang dipanaskan tidak boleh mencapai suhu dimana dapat terjadi thermal cracking pada fluida proses yang dipanaskan. Thermal cracking akan mengakibatkan terbentuknya gas-gas ringan yang akan mengakibatkan volume fluida hasil pembakaran menjadi sangat besar dan melebihi volume pipa fluida proses. Bila hal ini terjadi, dapat menimbulkan bahaya berupa meledaknya furnace. Thermal cracking dapat pula mengakibatkan terbentuknya coke yang dapat mengurangi luas perpindahan panas pada furnace. Furnace pada dasarnya terdiri dari sebuah ruang pembakaran yang menghasilkan sumber kalor untuk diserap kumparan pipa (tube coil) yang di dalamnya mengalir fluida. Dalam konstruksi ini biasanya tube coil dipasang menelusuri dan merapat ke bagian lorong yang menyalurkan gas hasil bakar (flue gas) dari ruang bakar ke cerobong asap (stack). Perpindahan kalor yang di ruang pembakaran terutama terjadi karena radiasi disebut seksi radiasi (radiant section), sedangkan saluran gas hasil pembakaran terutama oleh konveksi disebut seksi konveksi (convection section). Untuk mencegah supaya gas buangan tidak terlalu cepat meninggalkan ruang konveksi maka pada cerobong seringkali dipasang penyekat (damper). Perpindahan Universitas Pembangunan Nasional Veteran Yogyakarta 34 Laporan Kerja Praktik Lapangan PPSDM Migas panas melalui pembuluh dikenal sebagai konduksi. (P. Trambouze, 2000) Gambar 4. 1 Skema furnace Sumber Amrin Hakim, 2013 4.1.2. Tipe Furnace Tipe Box Furnace yang berbentuk kotak atau box mempunyai burner yang terletak di samping atau di bawah dengan posisi tegak lurus terhadap dinding furnace. Nyala api di dalam furnace adalah mendatar atau tegak lurus. Tube furnace dipasang mendatar atau tegak lurus. Furnace tipe box mempunyai bagian radiasi dan konveksi yang dipisahkan oleh dinding batu tahan api yang disebut bridge wall. Burner dipasang pada ujung dapur dan api diarahkan tegak lurus dengan pipa atau dinding samping dapur (api sejajar dengan pipa). Dapur jenis ini jarang digunakan karena perhitungan ekonomi atau harganya mahal. Universitas Pembangunan Nasional Veteran Yogyakarta 35 Laporan Kerja Praktik Lapangan PPSDM Migas Aplikasi dapur tipe box : a. Beban kalor berkisar antara 60-80 MM Btu/Jam atau lebih b. Dipakai untuk melayani unit proses dengan kapasitas besar. c. Umumnya bahan bakar yang dipakai adalah fuel oil d.Dipakai pada instalasi-instalasi tua, adakalanya pada instalasi baru yang mempunyai persediaan bahan bakar dengan kadar abu (ash) tinggi. Keuntungan memakai dapur tipe box : a. Dapat dikembangkan sehingga bersel 3 atau 4 b. Distribusi fluks kalor merata di sekeliling pipa c. Ekonomis untuk digunakan pada beban kalor di atas 60-80 MM. Btu/jam Kerugian memakai dapur tipe box : a. Apabila salah satu aliran fluida dihentikan, maka seluruh operasi dapur harus dihentikan juga, untuk mencegah pecahnya pipa (kurang fleksibel) b.Tidak dapat digunakan untuk memanasi fluida yang harus dipanasi pada suhu tinggi dan aliran fluida yang singkat. c. Harga relatif mahal d. Membutuhkan area relatif luas. (Amirudin BPAT, 2005) Universitas Pembangunan Nasional Veteran Yogyakarta 36 Laporan Kerja Praktik Lapangan PPSDM Migas Gambar 4. 2 Furnace tipe box Sumber http://processmodeling.org Tipe Silinder Vertikal Furnace yang berbentuk silinder tegak yang mempunyai burner pada lantai furnace dengan nyala api tegak lurus ke atas sejajar dengan dinding furnace. Dikatakan tipe vertical karena tube di dalam seksi radiasidipasang tegak lurus dansejajar dinding furnace. Contoh jenis pemanas berapi tipe vertical : a. Pemanas vertical silindris tanpa seksi konveksi b. Pemanas vertical silindris berkumparan helix c. Pemanas vertical silindris dengan ruang konveksi aliran silang d. Pemanas silindris tanpa seksi konveksi terpadu e. Pemanas tipe punjang (“orbor “ atau “wicket”) Keuntungan memakai dapur tipe silindris : a. Konstruksi sederhana, sehingga harganya relatif murah b. Area yang diperlukan relatif kecil c. Luas permukaan pipa dapat tersusun lebih besar sehingga thermal efisiensinya lebih tinggi. d. Ekonomis untuk bahan bakar sekitar 60-80 MM Btu/jam (Anonim BPAT PT, 2006). Universitas Pembangunan Nasional Veteran Yogyakarta 37 Laporan Kerja Praktik Lapangan PPSDM Migas Gambar 4. 3 Furnace tipe silinder vertikal Sumber P. Trambouze, 2000 Furnace Tipe Cabin Furnace jenis ini terdiri dari kamar-kamar dimana tubetubenya dipasang secara horizontal. Letak burner pada bagian bawah furnace dan nyala api sejajar tegak lurus dengan dinding furnace. Dapur tipe kabin mempunyai bagian radiasi pada sisi samping dan bagian kerucut furnace. Bagian konveksi terletak di bagian atas furnace sedangkan bagian terbawah disebut shield section. Burner dipasang pada lantai dapur dan menghadap ke atas sehingga arah pancaran api maupun flue gas tegak lurus dengan susunan pipa, adakalanya burner dipasang horizontal. Dapur tipe ini ekonomis karena efisiensi termalnya tinggi. Universitas Pembangunan Nasional Veteran Yogyakarta 38 Laporan Kerja Praktik Lapangan PPSDM Migas Keuntungan memakai dapur tipe kabin: 1. Bentuk konstruksi kompak dan mempunyai thermal effisiensi tinggi 2. Beban panas sekitar 20-300 MM Btu/jam 3. Pada dapur tipe kabin bersel, memungkinkan pengendalian operasi secara terpisah (fleksibel) (P. Trambouze, 2000) Gambar 4. 4 Furnace tipe Cabin Sumber P. Trambouze, 2000 Universitas Pembangunan Nasional Veteran Yogyakarta 39 Laporan Kerja Praktik Lapangan PPSDM Migas Radiant Wall Furnace Area permukaan perpindahan panas pada Radiant Wall Furnace terletak pada bagian median plane dari ruang pembakaran. Burners didistribusikan melalui dinding-dinding ruang pembakaran secara longitudinal. (P.Trambouze, 2000) Gambar 4. 5 Radiant Wall Furnace A. Dengan radiant burners B. Dengan flat-fame burners Sumber P. Trambouze, 2000 High temperature chemical furnace Furnace tipe ini umumnya digunakan sebagai reactor, dimana fluida yang mengalir melalui pipa radiasi akan memperoleh panas radiasi secara merata. Burner dipasang di lantai dengan arah pancaran api vertical dan dipasang di dinding dengan arah pancaran api mendatar. Dengan cara pemasangan Burner tersebut maka tube akan memperoleh panas radiasi yang sama dari kedua sisinya sehingga mengurangi kemungkinan terbentuknya coke serta penurunan suhu metal di tube. Universitas Pembangunan Nasional Veteran Yogyakarta 40 Laporan Kerja Praktik Lapangan PPSDM Migas Selain berdasarkan tipe pada gambar sebelumnya furnace dapat juga dibedakan berdasarkan draft yang berada di furnace. Draft sendiri adalah perbedaan tekanan di dalam furnace dengan tekanan udara luar (atmosfir). Berdasarkan draft furnace dibedakan empat tipe, antara lain: Natural Draft Fuel gas hasil pembakaran keluar furnace melalui cerobong dengan tarikan alam. Tekanan di dalam furnace lebih kecil dibandingkan dengan tekanan atmosfir. Akibat perbedaan tekanan ini maka udara luar untuk pembakaran dapat masuk ke dalam furnace. Forced Draft Udara untuk pembakaran dalam furnace dimasukkan dengan tenaga mekanis yaitu blower. Karena tekanan udara luar dan tekanan udara yang dimasukkan lebih tinggi dari tekanan di dalam furnace maka secara langsung fuel gas hasil pembakaran keluar melalui cerobong. Induced Draft Fuel gas hasil pembakaran keluar melalui cerobong dengan tarikan blower. Tarikan blower ini menyebabkan tekanan di dalam furnace lebih rendah dari tekanan atmosfir, sehingga udara luar masuk ke dalam furnace. Balance Draft Merupakan kombinasi forced draft dan induced draft. Forced draft untuk memberikan udara pembakaran. Induced draft untuk menarik fuel gas melewati cerobong menuju atmosfirserta mengatur tekanan di dalam furnace. (P. Trambouze, 2000) Universitas Pembangunan Nasional Veteran Yogyakarta 41 Laporan Kerja Praktik Lapangan PPSDM Migas 4.1.3. Bagian-Bagian Furnace 1. Tube Bundles Tube bundles biasanya terbuat dari pipa paralel lurus yang saling terhubung antara satu dan lainnya dengan : a. Pipa yang dilas kembali membentuk sudut 180o b. Dengan menggunakan plug headers, dimana sebagian tube ditutup dengan plug headers sehingga memudahkan pipa untuk diperiksa atau dibersihkan. Kriteria yang diperlukan dalam pemilihan material tube bundles : a. Tahan terhadap korosi yang dihasilkan oleh fluida panas. b. Tahan terhadap proses oksidasi yang dihasilkan oleh gas panas pembakaran. c. Tahan terhadap suhu tinggi (P. Trambouze, 2000) 2. Tube Coil Support Tube coil pada furnace merupakan bagian yang paling penting pada instalasi furnace. Merupakan rangkaian tube dalam furnace yang berfungsi untuk memindahkan panas dari panas hasil pembakaran ke dalam fluida yang ada di dalam pipa pembuluh (tube). Tube-tube ini disambung dengan menggunakan U Bend. Disamping itu bila terjadi pembentukan kerak di dalam tube furnace dapat dibersihkan dengan steam air decoking (P. Trambouze, 2000) 3. Dinding Furnace Dinding furnace terbuat dari baja (carbon steel) sebagai penahan struktur yang dilapisi dengan isolasi, batu tahan api dan refractory sebagai pendukung untuk pemanfaatan panas secara maksimal serta untuk mencegah terjadinya kehilangan panas. Kriterian yang diperlukan dalam dinding furnace : a. Konduktivitas termal yang rendah b. Suhu pyrosophic yang tinggi Universitas Pembangunan Nasional Veteran Yogyakarta 42 Laporan Kerja Praktik Lapangan PPSDM Migas c. Kuat d. Daya tahan yang tinggi terhadap variasi suhu e. Instalasi mudah (P. Trambouze, 2000) 4. Burner Burner merupakan alat pembakar bahan bakar (fuel) sistem pengapian dan pencampuran bahan bakar dan udara dengan udara primer/sekunder serta sistem atomizing steam sehingga bahan bakar (fuel) dapat terbakar dengan sempurna. Gambar 4. 6 Skema burner Beberapa macam burner : Pilot burner adalah burner kecil yang menggunakan gas sebagai penyalaan awal pada furnace. Untuk menaikkan suhu fluida selanjutnya menggunakan burner bahan bakar gas ataupun bahan bakar minyak. Gas burner adalah burner dengan menggunakan bahan bakar gas. Universitas Pembangunan Nasional Veteran Yogyakarta 43 Laporan Kerja Praktik Lapangan PPSDM Migas Oil burner adalah burner dengan menggunakan bahan bakar minyak. Dual burner adalah burner dengan menggunakan bahan bakar gas dan bahan bakar minyak. (P. Trambouze, 2000) 5. Stack (Cerobong Asap) Alat ini berfungsi untuk mengalirkan flue gas hasil pembakaran dari dalam furnace keluar furnace (atmosfir). Umumnya terbuat dari carbon steel, suhu stack perlu dijaga antara 350–500 oF. Bila suhu stack terlalu tinggi akan mengakibatkan banyak panas terbuang dan bisa mengakibatkan stack rusak. Jika suhu stack < 350 oF kemungkinan akan terjadi kondensasi dari air dan gas SO2 yang terbawa oleh flue gas sehingga terbentuk H2SO4 yang sangat korosif dan merusak semen lining maupun metal stack. 6. Stack Damper Alat ini berfungsi untuk mengatur pembuangan flue gas melewati stack dan mengatur tekanan di dalam furnace. 7. Lubang intip (peep hole) Lubang intip pada dinding furnace ini berfungsi untuk mengamati nyala api serta kondisi tube di dalam furnace. 8. Explosion Door Pintu yang dapat terbuka bila terjadi ledakan (tekanan furnace naik) sehingga furnace terhindar dari kerusakan. 9. Pengatur udara (air register) Berfungsi untuk mengatur banyaknya udara yang masuk ke dalam furnace. 10. Snuffing steam Alat ini berfungsi untuk mengalirkan steam ke dalam furnace, untuk mematikan api bila terjadi kebocoran tube. Juga Universitas Pembangunan Nasional Veteran Yogyakarta 44 Laporan Kerja Praktik Lapangan PPSDM Migas digunakan untuk menghalau gas hidrokarbon sisa di dalam ruang pembakaran sebelum menyalakan burner. 11. Soot blower Alat ini berfungsi untuk menghilangkan jelaga yang menempel pada pipa-pipa pembuluh di daerah konveksi. (P. Trambouze, 2000) 4.1.4. Pembakaran dalam furnace Pembakaran adalah proses terjadinya reaksi antara oksigen dengan bahan bakar yang disertai dengan timbulnya panas. Terjadinya pembakaran harus tersedia beberapa unsur yang dibutuhkan antara lain: 1. Bahan bakar Pembakaran bahan bakar dapat dinyatakan sebagai suatu reaksi oksidasi berantai dari senyawa hidrokarbon dengan oksigen yang berasal dari atmosfir. Proses pembakaran akan berjalan dengan baik, apabila tersedia bahan bakar dan udara yang cukup, sehingga terbentuk api yang menghasilkan panas dan flue gas hasil pembakaran. Pada umumnya komposisi kimia dari bahan bakar merupakan ikatan hidrokarbon yang terdiri dari karbon(C) dan hidrogen (H ). (Maleev, 1933) Reaksi pembakaran dapat digolongkan sebagai berikut: 1. Pembakaran Lengkap dan Sempurna CH4 + 2O2 →CO2 + 2H2O 2. Pembakaran Lengkap tapi Tidak Sempurna (Dengan Udara Berlebih) CH4 + 3O2 →CO2 + 2H2O + O2 3. Pembakaran Tidak Sempurna 3CH4 + 5O2 →CO2 + 2CO + 6H2O Bahan bakar merupakan unsur yang sangat penting dalam pengoperasian furnace. Bahan bakar yang digunakan dalam furnace adalah bahan bakar minyak (fuel oil) dan bahan bakar gas 45 Universitas Pembangunan Nasional Veteran Yogyakarta Laporan Kerja Praktik Lapangan PPSDM Migas (fuel gas). Bahan bakar yang baik harus memenuhi persyaratan sebagai berikut : a. Harus mempunyai titik nyala yang rendah b. Nilai kalorinya tinggi c. Saat dinyalakan terbakar secara bebas dn efisiensinya tinggi d. Tidak menghasilkan flue gas yang beracun e. Ekonomis, mudah dalam penyimpanan dan pengangkutan 2. Udara Kebutuhan oksigen untuk pembakaran diambil dari udara bebas sehingga secara langsung udara berpengaruh terhadap pembakaran. 3. Api Api diperlukan dalam pembakaran. Selain bahan bakar dan oksigen, api digunakan untuk mencapai kondisi dimana pembakaran dapat berlangsung dengan sendirinya. (Maleev, 1933) 4.2. Dasar Teori 4.2.1. Deskripsi Proses Pada proses awal crude oil diumpankan kedalam Heat Exchanger untuk dinaikkan suhunya terlebih dahulu. Penggunaan Heat Exchanger disini bertujuan untuk bertujuan untuk meringankan beban kerja furnace, menghindari pemanasan yang mendadak dan untuk menghemat bahan bakar dengan memanfaatkan panas residu dan solar. Kemudian crude oil dari HE dialirkan menuju furnace. Di dalam furnace, crude oil dipanaskan melalui pembakaran fuel oil. Penggunaan fuel oil sebagai bahan bakar lebih efisien karena dapat menaikan suhu crude oil lebih tinggi daripada mnggunakan fuel gas. Crude oil keluar dari furnace selanjutnya dipisahkan dengan menggunakan evaporator sebelum selanjutnya memasuki kolom fraksinasi, untuk memisahkan komponen-komponen berat dari crude oil. Universitas Pembangunan Nasional Veteran Yogyakarta 46 Laporan Kerja Praktik Lapangan PPSDM Migas 4.2.2. Specific Gravity Specific gravity (SG) adalah perbandingan massa yang dihasilkan oleh sejumlah volume tertentu cairan pada 60 oF terhadap massa yang dihasilkan oleh sejumlah volume yang sama air murni pada temperatur yang sama. SG suatu cairan dapat dihitung menggunakan persamaan : (A. Hardjono, 2006) 3.2.3. oAPI o API merupakan satuan yang digunakan untuk meyatakan berat jenis minyak dan digunakan sebagai dasar klasifikasi minyak bumi yang paling sederhana. (A. Hardjono, 2006) 3.2.4. Thermal Balance Dalam furnace terdapat perpindahan panas yang terjadi dari pembakaran fuel oil menuju crude oil. Adanya perpindahan panas ini menjadi salah satu parameter dalam menentukan kinerja furnace. Untuk mengetahui thermal balance terlebih dahulu menentukan panas yang masuk kedalam furnace dan panas yang keluar dari furnace. Panas yang masuk ke dalam furnace terdiri dari : Panas pembakaran dan panas sensibel fuel gas Panas pembakaran dan panas sensibel fuel oil Panas sensibel atomizing steam Panas sensibel udara pembakaran Panas yang keluar dari furnace terdiri dari : Panas yang diserap crude oil Panas yang keluar bersamaan dengan flue gas Panas yang hilang lewat dinding (P. Trambouze, 2000) Universitas Pembangunan Nasional Veteran Yogyakarta 47 Laporan Kerja Praktik Lapangan PPSDM Migas Untuk menghitung nilai panas laten dan panas sensibel diguanakan persamaan- persamaan sebagai berikut : a. Panas Laten Panas laten merupakan panas yang diperlukan untuk merubah fasa benda dalam keadaan temperatur tetap. Berdasarkan pengertian tersebut panas laten timbul dalam keadaan isothermal sehingga persamaannya menjadi : Dimana : Q : Panas yang dihasilkan m : massa fluida yang akan dipanaskan λ : koeffisien panas laten b. Panas Sensibel panas sensibel merupakan panas yang menyebabkan terjadinya perubahan temperatur tanpa menyebabkan terjadinya perubahan fasa. Dimana : Q : Panas yang dihasilkan m : massa fluida yang akan dipanaskan Cp : kapasitas panas benda ∆ : selisih suhu benda (D.Q. Kern,1965) 3.2.5. Efisiensi Furnace Efisiensi furnace adalah performance dari suatu furnace untuk memberikan panas yang dihasilkan oleh pembakaran sejumlah fuel, kepada fluida yang dipanaskan di dalam tube dapur (Nelson, 1936) Universitas Pembangunan Nasional Veteran Yogyakarta 48 Laporan Kerja Praktik Lapangan PPSDM Migas BAB V PELAKSANAAN TUGAS KHUSUS 5.1. Skema Furnace 01 Flue gas Q6 Crude oil T = 124,5OC P = 1,8 kg/m2 Qa Q5 Crude oil T = 315,9 OC P = 4,6 kg/m2 Qb Fuel oil T = 63,8571 OC; P = 8 kg/m2 Q2 Gambar 5. 1 Skema Data Perhitungan Furnace 01 5.2. Pengambilan Data Pengumpulan data dalam mengevaluasi kinerja furnace 01 di unit kilang PPSDM Migas ini diperoleh dari: 1. Data Lapangan Data suhu gas buang (flue gas) melalui stack (cerobong) furnace (diambil pada tanggal 8 Mei 2018) di Lampiran A, Tabel 2 2. Control Room Data suhu masuk dan keluar furnace (diambil dari tanggal 8-15 Mei 2018) di Lampiran A, Tabel 2 Data tekanan masuk dan keluar furnace (diambil dari tanggal 8-15 Mei 2018) di Lampiran A, Tabel 3 Data kapasitas masuk dan keluar furnace (diambil dari tanggal 8-15 Mei 2018) di Lampiran A, Tabel 4 Universitas Pembangunan Nasional Veteran Yogyakarta 49 Laporan Kerja Praktik Lapangan PPSDM Migas Data spesifikasi furnace (diambil pada tanggal 12 Mei 2018) di Lampiran A, Tabel 1 3. Laboratorium Unit Kilang Data densitas crude oil dan fuel oil (diambil dari tanggal 8-15 Mei 2018) 4. Buku Literatur Berupa data literatur perhitungan (Process Heat Transfer – D.Q. Kern, Petroleum Refinery Engineering – Nelson W, dan Petroleum Refining 4 : Material and Equipment – P. Trambouze) 5.3. Alur penyelesaian masalah Secara khusus langkah-langkah penyelesaian permasalahan tugas khusus ditunjukkan oleh diagram di bawah ini: Mencari data yang diperlukan di lapangan Mengolah data yang didapatkan dari lapangan Mencari literatur yang dibutuhkan Tidak ya Menghitung panas masuk dan keluar furnace Menghitung efisiensi furnace Menganalisis dan mengevaluasi hasil perhitungan Gambar 5. 2 Alur Perhitungan Furnace Universitas Pembangunan Nasional Veteran Yogyakarta 50 Laporan Kerja Praktik Lapangan PPSDM Migas 5.4. Analisa Perhitungan 1. Menghitung nilai SG untuk crude oil dan fuel oil 2. Menghitung oAPI untuk crude oil dan fuel oil 3. Menghitung panas laten dan sensibel fuel oil Menghitung laju alir massa fuel oil masuk dalam furnace laju alir massa = laju alir volume × 𝜌 fuel oil Menentukan nilai Gross Heat Value fuel oil, melalui Fig 5-22 Nelson Menghitung panas laten fuel oil masuk furnace Q𝐿 = laju alir massa × GHV Menentukan titik didih fuel oil melalui tabel 5-1 Nelson Menghitung nilai K-UOP (faktor karakteristik) fuel oil Menentukan nilai faktor koreksi dan Cp fuel oil melalui Fig. 5-1 Nelson Menghitung panas sensibel fuel oil masuk furnace 4. Menghitung panas laten dan panas sensibel fuel gas Menghitung laju alir massfuel gas masuk dalam furnace Laju alir massa = 0,5 loss yang dihasilkan dalam proses produksi, hal ini disebabkan karena gas hasil produksi di masuk kembali di pembakaran Menentukan LHV dari fuel gas, yang diasumsikan gas LNG dan melihat tabel 9-18, Robert Perry H, untuk mendapatakan harga LHV Panas laten fuel gas di peroleh dari Q𝐿 = laju alir massa × LHV Panas sensibel fuel gas di peroleh dari 5. Menghitung panas atomizing (steam) Menentukan asumsi kebutuhan steam berdasarkan hal 426 Nelson Universitas Pembangunan Nasional Veteran Yogyakarta 51 Laporan Kerja Praktik Lapangan PPSDM Migas Menentukan entalpi steam pada Tabel-7 Kern Menghitung panas atomizing steam Qsteam = msteam x Hsteam 6. Menghitung panas udara pembakaran Menghitung masing-masing mol komponen udara pembakaran Menghitung O2 pembakaran dan O2 masuk Menghitung excess air massa udara pembakaran menghitung panas udara pembakaran 7. Menghitung panas yang diserap crude oil Menghitung laju alir massa crude oil laju alir massa = laju alir volume × 𝜌 crude oil Menghitung panas crude oil masuk ➢ ➢ Menghitung panas crude oil keluar ➢ ➢ Menentukan Heat Content crude oil dari Fig. 5-3 Nelson Menghitung panas crude oil masuk Menentukan heat content crude oil dari Fig. 5-3 Nelson Menghitung panas crude oil keluar Menghitung panas diserap crude oil Panas diserap = Qmasuk – Qkeluar 8. Menghitung panas udara keluar cerobong Menghitung mol udara yang keluar cerobong Menentukan Cp udara melalui fig. 14-1 Nelson Menghitung panas udara keluar cerobong Q = Σ ngas × Cp udara keluar stack Universitas Pembangunan Nasional Veteran Yogyakarta 52 Laporan Kerja Praktik Lapangan PPSDM Migas 9. Panas hilang melalui dinding dapur Q = hi x A (T2-T1) kkal/jam Dimana : A = Luas permkaan furnace H = koefisien perpindahan panas lewat dining dapur T1 = Temperatur lingkungan (oF) T2 = Temperatur dinding luar dapur (oF) Menghitung hi h = 17,4 x 10-10 x € x (T24 – T14) + ((1+0,255) x (T2-T1) BTU/jam ft2 Dimana : € = Emisivity dari tabel 10-17 untuk batubata, didapat 0,8 T1&T2 = Temperatur dalam oR V = Kecepatan Angin (ft/detik) hi = h/(T2-T1) 10. Menghitung efisiensi furnace Universitas Pembangunan Nasional Veteran Yogyakarta 53 Laporan Kerja Praktik Lapangan PPSDM Migas BAB VI HASIL DAN PEMBAHASAN 6.1. Efisiensi Furnace 03 Efisiensi furnace adalah performance dari suatu furnace untuk memberikan panas yang dihasilkan oleh pembakaran sejumlah fuel kepada fluida yang dipanaskan di dalam tube dapur. Untuk mengetahui berapa besar efisiensi suatu furnace terlebih dahulu ditentukan neraca panasnya. Berdasarkan perhitungan yang telah dilakukan, didapatkan neraca panas sesuai Tabel 6.1. Tabel 6. 1 Neraca Panas Furnace Panas Masuk (BTU/jam) Panas laten fuel oil (Q1) 19.753,32061 Panas pembakaran Fuel gas (Q3) 2.190.438,803 Panas udara keluar 2.190.438,803 cerobong (Q7) 13.171,95023 Panas atomizing steam (Q4) Penentuan Panas diserap crude oil (Q6) 6.168.099,433 Panas sensibel fuel oil (Q2) Panas udara pembakaran (Q5) Total Panas Keluar (BTU/jam) 87.862,9023 Panas hilang ke lingkungan (Q8) 10.710,42348 Total 2.207.202,437 3.345,00057 6.292.232,607 efisiensi suatu furnace dapat dilakukan dengan membandingkan panas yang diserap crude oil dengan total panas masuk ke dalam furnace. Dari perhitungan tersebut didapatkan besar efisiensi untuk furnace 01 pada unit kilang di PPSDM Migas sebesar : 𝒆𝒇𝒊𝒔𝒊𝒆𝒏𝒔𝒊 = 𝟔.𝟐𝟗𝟐.𝟐𝟑𝟐,𝟔𝟎𝟕−𝟐.𝟐𝟎𝟕.𝟐𝟎𝟐,𝟒𝟑𝟕 𝟔.𝟐𝟗𝟐.𝟐𝟑𝟐,𝟔𝟎𝟕 Universitas Pembangunan Nasional Veteran Yogyakarta 𝒙𝟏𝟎𝟎 = 𝟔𝟒, 𝟗𝟐% 54 Laporan Kerja Praktik Lapangan PPSDM Migas 6.2. Kelayakan Furnace 01 Furnace bila telah dioperasikan dalam jangka waktu tertentu maka akan mengalami penurunan efisiensi. Hal ini bisa disebabkan oleh terbentuknya kerak, korosi, kebocoran, maupun jumlah panas yang terbuang melalui dinding alat ataupun gas buang. Berdasarkan perhitungan, didapatkan efisiensi furnace-01 PPSDM Migas sebesar 64,92%. Secara teoritis, furnace baru atau dalam artian furnace yang baru diproduksi memiliki efisiensi 7580% dan untuk furnace lama ( furnace dengan umur > 30 tahun) sebesar 6570% sehingga dapat disimpulkan bahwa alat tersebut kurang layak untuk dioperasikan. Rendahnya nilai efisiensi furnace ini dikarenakan Waktu operasi yang telah melewati waktu perawatan alat yang seharusnya telah dilakukan pada bulan maret menjadi bulan agustus, sehingga banyak kerak yang mengganggu kontak antara tube dan sumber panas oleh sebab itu, efisiensi furnace turun. Efisiensi yang rendah dikarenakan adanya panas yang hilang ke lingkungan. Panas yang hilang ke lingkungan (dapat dilihat dari perhitungan neraca panas) mempunyai nilai cukup besar untuk panas yang hilang. Panas yang hilang ke lingkungan terjadi apabila furnace tidak dalam keadaan tertutup rapat, adanya celah-celah kecil yang dapat membuat panas keluar dengan mudah. Dalam kasus ini pada furnace 01, terdapat lubang pengecekan furnace yang tidak dapat tertutup rapat sehingga panas hilang dimungkinkan melalui celah tersebut. (Reed, R.D., 1973) Beberapa hal yang perlu diperhatikan untuk meningkatkan efisiensi furnace yaitu : 1. Mengurangi jumlah excess air yang masuk ke dalam furnace. Hal ini dikarenakan semakin banyak excess air yang masuk maka panas yang dikeluarkan atau yang terbuang melalui cerobong semakin besar, sehingga efisiensi furnace akan mengalami penurunan. Excess air yang disyaratkan adalah antara 10-25%. (Nelson, 1936) 2. Melakukan perawatan secara berkala. Hal ini perlu dilakukan untuk menjaga agar tidak ada kebocoran yang mampu membuat panas hilang ke Universitas Pembangunan Nasional Veteran Yogyakarta 55 Laporan Kerja Praktik Lapangan PPSDM Migas lingkungan menjadi besar. Setiap satu tahun sekali Unit Kilang di PPSDM Migas melakukan shut down untuk melakukan pemeriksaan alat rutin. Pembersihan tube furnace dari kerak dilakukan agar panas yang diserap crude oil menjadi besar. 3. Menjaga suhu keluaran crude oil tidak lebih dari 350oC. Hal ini diperlukan agar tidak menimbulkan kerak pada tube crude oil. Crude oil yang dipanaskan hingga suhu >350 oC cenderung dapat menimbulkan terjadinya cracking. cracking sangat dihindari karena akan menimbulkan kerak pada tube. Kerak yang timbul pada tube dapat menyebabkan perpindahan panas tidak merata sehingga crude oil tidak dapat dipanaskan dengan sempurna. Selain itu kerak dapat mengakibatkan hotspot yaitu pemanasan pada satu titik. Jika hotspot dibiarkan akan mengakibatkan pecahnya tube. (P. Trambouze, 2000) 4. Menjaga kapasitas crude oil masuk sesuai dengan spesifikasi desain furnace. Jika crude oil dibiarkan masuk dengan kapasitas kurang dari spesifikasi desainnya maka akan menyebabkan panas yang tidak merata hal ini tentu juga berbahaya karena dapat menyebabkan tube menjadi pecah. (Nelson, 1936) 5. Suhu keluaran flue gas juga berpengaruh terhadap efisiensi, dimana saat suhu keluaran flue gas sangat tinggi maka akan mengakibatkan panas yang terbuang melalui flue gas juga sangat banyak. Kehilangan panas akibat suhu keluaran flue gas yang terlalu tinggi akan menurunkan efisiensi furnace. (Nelson, 1963) Untuk mengetahui apakah furnace yang digunakan masih layak atau tidak, terdapat indikator-indikator yang menunjukkan berkurangnya efisiensi furnace. Yaitu : 1. Panas yang dihasilkan furnace tidak sesuai dengan panas yang diinginkan, sehingga tidak dapat dicapai suhu yang diinginkan. 2. Adanya mass loss yang besar setelah melewati furnace. Jika hal ini terjadi, maka dimungkinkan adanya kebocoran pada tube di dalam furnace. 3. ΔT crude oil sangat kecil. Hal ini menunjukkan bahwa furnace tidak Universitas Pembangunan Nasional Veteran Yogyakarta 56 Laporan Kerja Praktik Lapangan PPSDM Migas mampu menaikkan suhu dari crude oil. (P. Trambouze, 2000) Adapun cara untuk merawat furnace adalah dengan melakukan pemeriksaan rutin setiap minggu untuk mengetahui adanya kebocoran, saat dilakukannya shut down, alat perlu dibersihkan bagian dalamnya dari kerak, baik di dalam furnace maupun tube dalam furnace. Pengecekan rutin sangat penting agar tidak terjadi adanya kebocoran yang tidak diketahui. Penggantian alat yang hampir rusak juga sangat penting, mengingat furnace merupakan alat penting dalam unit pengolahan minyak bumi. Selain itu, merawat furnace tidaklah hanya dengan membersihkan furnace. Furnace haruslah dioperasikan sesuai dengan kapasitas desainnya. Hal ini dilakukan untuk menjaga furnace tidak mengalami kerusakan. Hal-hal yang perlu diperhatikan, yaitu : a. Kapasitas crude oil yang masuk. Hal ini menjaga agar tube di dalam furnace tidak mengalami hotspot. Jika hotspot terjadi dapat mengakibatkan pecahnya tube crude oil. b. Komponen fuel oil atau fuel gas yang masuk. Fuel oil dan fuel gas yang masuk haruslah tidak mengandung sulfur yang terlalu banyak, karena sulfur dapat menimbulkan korosi pada dinding dan cerobong asap, menghambat pembakaran, dan beracun saat menjadi gas buang. Apabila fuel mengandung sulfur, fuel tersebut haruslah diolah terlebih dahulu untuk menurunkan kadar sulfurnya. (Nelson,1963) Universitas Pembangunan Nasional Veteran Yogyakarta 57 Laporan Kerja Praktik Lapangan PPSDM Migas BAB VII PENUTUP 7.1. Kesimpulan Berdasarkan pengamatan yang telah dilakukan selama kerja praktik di Pusat Pengembangan Sumber Daya Mineral Minyak dan Gas Bumi, maka dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut : 1. Dari hasil perhitungan didapatkan efisiensi furnace 01 sebesar 64,92% 2. Furnace dalam kondisi tidak layak dioperasikan sesuai dengan syarat operasi furnace. 7.2. Saran 1. Perlunya perawatan secara berkala untuk menjaga performance furnace. 2. Mengurangi suhu keluaran gas asap dan mengurangi excess udara pembakaran untuk meningkatkan efisiensi furnace. 3. Sebaiknya furnace dioperasikan sesuai dengan syarat operasinya. Universitas Pembangunan Nasional Veteran Yogyakarta 58 Laporan Kerja Praktik Lapangan PPSDM Migas DAFTAR PUSTAKA Amirudin. 2005. Combustion Kilang. Bimbingan Praktis Ahli Teknik (BPAT), Pertamina (Persero) Refinery Unit III Plaju ; Palembang. Anonim. 2017. Perhitungan Efisiensi Furnace. Anonim. 2006. Fuel & Combustion. Bimbingan Praktis Ahli Teknik (BPAT). Pertamina (Persero) Refinery Unit III Plaju ; Palembang Edmister, C. Wayne,. 1950. Applied Hydrocarbon Thermodynamic. Gulf Publishing Company. Houtson : Texas Hakim, Armin. 2013. Evaluasi Kinerja Furnace F-83-001 dan F-83-002 Pada Unit Crude Distiller III Pt. Pertamina (Persero) Refinery Unit III Plaju. POLITEKNIK Negeri Sriwijaya : Palembang Hardjono, A. 2006. Teknologi Minyak Bumi. Universitas Gajah Mada : Yogyakarta Hilsenrath, Joseph. 1965. Tables of Thermodynamic and Transport Properties if Air, Argon, Carbon Dioxide, Carbon Monoxide, Hydrogen, Nitrogen, Oxygen, and Steam. National Bureau of Standarts Circular 564. Pergamon Press : New York HR., Yuliani. 2011. Evaluasi Kinerja Furnace-3 PPT Migas Cepu. POLITEKNIK Ujung Pandang Indra. P., Sumardi., Iwan. S. 2009. Pengendalian Temperature pada Plant Electric Furnace Mengunakan Sensor Thermocouple dengan Metode Fuzzy. Makalah seminar Tugas Akhir. Uneversitas Diponegoro : Semarang Kardjono, SA., 1994. Ketel Uap dan Sistem Tenaga Uap. PPSDM Migas : Blora Kern, D.Q.1965. Process Heat Transfer. Mc.Graw Hill : New York. Maleev,V.L.,. 1933. Internal Combustion Engines 3rd ed. Mc Graw Hill : New York Maxwell, W.L. 1950. Data Book on Hydrocarbon. D Van Nostrand Company Inc. Canada Mc Cabe, W.L., 1999. Unit Operation of Chemical Engineering, 3rd Edition, McGraw- Hill Book Co. : New York Nelson, W.L.1936. Petroleum Refinery Engineering. New York:Mc.Graw Hill. Perry, Robert H. Perry’s Chemical Engineer’s Handbook, 6th ed. Mc Graw Hill Book Co. : New York PPSDM Migas, 2006. 50 Tahun PUSDIKLAT Migas Cepu. PPSDM Migas : Blora Universitas Pembangunan Nasional Veteran Yogyakarta 59 Laporan Kerja Praktik Lapangan PPSDM Migas Reed, R.D. 1973. Furnace Operations. Gulf Publishing Company : United States Trambouze, Pierre. 2000. Petroleum Refining 4, Materials and Equipment, IFP France Universitas Pembangunan Nasional Veteran Yogyakarta 60 : Laporan Kerja Praktik Lapangan PPSDM Migas LAMPIRAN Universitas Pembangunan Nasional Veteran Yogyakarta 61 LAMPIRAN A FURNACE 01 Flue gas Q6 Crude oil T = 124,5OC P = 1,8 kg/m2 Qa Crude oil T = 315,9 OC P = 4,6 kg/m2 Qb Q5 Fuel oil T = 63,8571OC; P = 8 kg/m2 Q2 Tabel 1. Spesifikasi furnace 01 Keterangan Satuan Ukuran Tipe Box Feed Crude oil Kapasitas 200 m3/day Tinggi Furnace 7405 mm Panjang furnace 6000 mm Lebar furnace 3800 mm Diameter tube furnace 4 Inchi Panjang tube 6000 Mm Jarak antara tube 350/330 Mm Tata letak Horizontal Bahan bakar Fuel oil dan fuel gas Material bahan Low Chrom Molidenum Untuk menaikkan suhu crude oil dari 124,5 oC menjadi 315,9 oC Sumber : Control Room unit kilang di PPSDM Migas, 2018 Fungsi A.1. Data Operasi Furnace 01 1.Data Temperatur Masuk dan Keluar Furnace (oC) Tabel 2. Data Temperatur Masuk dan Keluar Furnace 01 Tanggal 08/05/2018 09/05/2018 10/05/2018 11/05/2018 12/05/2018 13/05/2018 14/05/2018 Rata-rata T crude T crude T fuel oil T flue gas T dinding oil masuk oil keluar masuk (oC) (oC) o o ( C) ( C) (oC) 123,2 343,3 633,4 81,7 126,8 327,2 665,8 82,5 126,4 322,1 669,1 85,9 127,6 319.7 672,2 88,1 359,2 124,1 327,2 687,9 94,9 127,7 309,6 686,1 97,7 7 136,7 325,3 644,7 91,7 128,8 325,2 665,6 89,67 359,2 Sumber : Control Room unit kilang di PPSDM Migas, 2018 2.Data Tekanan Masuk dan Keluar Furnace 01 (kg/cm2) Tabel 3. Data Tekanan Masuk dan Keluar furnace 01 Tekanan crude Tekanan crude Tekanan fuel oil oil masuk oil keluar Tanggal masuk (kg/cm2) (kg/cm2) (kg/cm2) 08/05/2018 2,2 0,111 9,4 09/05/2018 2,1 0,102 10 2,4 0,123 8,4 10/05/2018 11/05/2018 1,8 0,204 8,4 12/05/2018 2 0,22 9,6 13/05/2018 2,3 0,323 8,6 14/05/2018 2,4 0,26 8,9 rata-rata 2,14 0,201 8,9 Sumber : Control Room unit kilang di PPSDM Migas, 2018 3.Data Kapasitas Umpan Masuk Furnace 01 Tabel 4. Data Kapasitas Umpan Masuk Furnace 01 Kapasitas crude oil Kapasitas fuel oil 3 masuk (m /hari) masuk (m3/hari) 08/05/2018 317,42 4,69 09/05/2018 296,92 4,32 253,95 10/05/2018 4,6 11/05/2018 292,59 4 12/05/2018 253,96 3,4 13/05/2018 284,07 4,1 14/05/2018 272,12 3,1 rata-rata 285,782 4,052 Sumber : Control Room unit kilang di PPSDM Migas, 2018 Tanggal Sehingga crude oil yang digunakan furnice 1 & 2 sebesar 285,782 m3/hari maka untuk 1 furnice membutuhkkan 142,891 m3/hari 4.Kondisi Operasi a. Crude Oil Densitas (60 oF) = 829,2 kg/m3 Temperature crude oil masuk = 128,8 oC = 263,8 oF Temperature crude oil keluar = 325,2 oC = 617,36 oF Tekanan crude oil masuk = 2,14 kg/cm2 Tekanan crude oil keluar = 0,201 kg/cm2 Flow rate masuk = 285,782 m3/hari = 285.782 L/hari Fasa = Cair Sumber : Control Room dan Lab. Produksi unit kilang di PPSDM Migas, 2018 b. Fuel Oil Densitas (60 oF) = 912,1 kg/m3 Temperature fuel oil masuk = 89,67 oC = 193,4 oF Tekanan fuel oil masuk = 8,9 kg/cm2 Water content (% wt) = 0,2 (lab. Kilang) C residue content (%m/m) = 0,8 (lab. Kilang) Flow rate masuk = 4,0525 m3/hari Fasa = Cair Sumber : Control Room dan Lab. Produksi unit kilang di PPSDM Migas, 2018 c. Udara Pembakaran Tekanan masuk dapur = 1 atm Temperature masuk dapur = 32 oC = 89,6 oF Sumber : Control Room di PPSDM Migas, 2018 A.2. Perhitungan neraca panas dalam furnace Menghitung SG dan o API Densitas air (60 oF) ➢ Crude oil = 999,099 kg/m3 Specific Gravity 60/60 = 0 = 0,9105 − 131,5 = 39,1635 141,5 API Fuel oil Specific Grafity 60/60 = 0API = = = 23,6458 Menghitung panas laten dan panas sensibel fuel oil Menghitung laju alir massa fuel oil digunakan Laju alir massa fuel oil masuk (mFO)= 4,0525m3/hari= 4,0525 m3/hari× 0,9121 Kg/m3 = 3.696,0899 Kg/hari = 8.149,8781 lb/hari Menghitung panas laten fuel oil Berdasarkan Fig. 5-22 (Lampiran B.1) Nelson didapatkan nilai Gross Heat Value fuel oil sebesar = 18164 BTU/lb Q1 = mFO × GHV fuel oil = 8.149,8781 lb/hari × 18.164 BTU/lb 1 hari = 148.034.386,4 BTU/hari x 24 hari = 6.168.099,433 BTU/jam Menghitung panas sensibel fuel oil Berdasarkan Tabel 5-1 (Lampiran B.2), Nelson, titik didih untuk residu yang digunakan sebagai fuel oil sebesar 300 oF – 800 oF dengan koreksi suhu sebesar 53 oF - 72 oF. Asumsi : Titik didih Koreksi = 750 oF = 56 oF Didapatkan titik didih residu adalah = 750 oF – 56 oF = 694 oF Menghitung nilai characterization factor (K – UOP) 9,7073 Dari nilai K-UOP yang telah dihitung selanjutnya akan didapatkan faktor koreksi untuk nilai Cp fuel oil pada Fig. 5-1 (Lampiran B.3) Faktor koreksi = 0,87 Cp fuel oil pada saat 60 oF = 0,43 BTU/lb oF Cp fuel oil pada saat 194,5400 oF = 0,48 BTU/lb oF 0,43+0,48 Cp rata-rata = 2 BTU/lb oF = 0,455 BTU/lboF = 0,455 BTU/lb oF . 0,87 Cp sesungguhnya = 0,3959 BTU/lb oF Q2 = mFO × Cp sesungguhnya × ΔT = 8149,8781 lb/hari × 0,3959 BTU/lb oF × (146.95 – 60) oF 1 hari = 474079,6945BTU/hari × 24 = 19.753,3206 BTU/jam Panas Pembakaran Fuel gas Temperatur fuel gas masuk dapur 32 oC Tekanan masuk dapur = 546oR = 0,25 kg/cm2 g + 1,033 kg/cm2a = = 1,242 atm Laju alir fuel gas diasumsi 0,5 dari total loss karena gas di lairan cooler 3,4 di alirkan kembali menuju furnace sehingga di peroleh 0,000975822 lb/jam. Menggunakan persamaan gas ideal di peroleh densitas gas 0,05966 lb/cu ft mol fuel gas didapat dari 0,000975822 / 0,05966 = 5,308 x 10-5 cuft/jam Komposisi Fraksi mol BM BM rata- rata mol berat CP panas CH4 0,9 16 14,4 4,78E-05 7,64E-04 0,5318 2,20E-02 C2H6 0,046 30 1,38 2,44E-06 7,33E-05 0,4183 1,65E-03 C3H8 0,029 44 1,276 1,54E-06 6,77E-05 0,3982 1,46E-03 C4H10 0,013 58 0,754 6,90E-07 4,00E-05 i- C4H10 0,005 58 0,29 2,65E-07 1,54E-05 0,3979 3,31E-04 C5H12 0,002 72 0,144 1,06E-07 7,64E-06 N2 0,005 28 0,14 2,65E-07 7,43E-06 0,2483 9,96E-05 JUMLAH 1 18,384 9,76E-04 0,4 0,398 8,64E-04 1,64E-04 2,65E-02 Sehingga didapatkan panas sensibel sebesar 2,65 x 10-2BTU/jam Panas pembakaran fuel gas diperoleh Q3 = kebutuhan fuel gas x Lhv fuel gas = 12,5772 ft3/jam x 1047,285 BTU/ ft3 = 131.719 BTU/jam Sehingga panas yang dihasilkan oleh fuel gas adalah Q3 = 131.719 BTU/jam + 0,053042 BTU/jam Q3 = 131.719, 053 BTU / jam Panas Atomizing (Steam) Steam yang digunakan merupakan steam keluaran dari boiler Tekanan Fuel Oil masuk = 8 kg/cm2 × 1 atm 1,033 kg/cm2 = 7,74 atm × 14,7 psi/atm = 113,84 psi Berdasarkan Nelson hal 426, untuk inside burners memiliki range kebutuhan steam antara 0,2 lb/lbFO – 0,5 lb/lbFO. Dengan range tekanan berada di antara (40-60 psig). Asumsi Kebutuhan steam = 0,25 lb/lbFO Menghitung kebutuhan steam Msteam = 0,25 lb/lbFO × 8149,88 lbFO/hari = 2.037,4695 lb/hari Menghitung panas atomizing steam Berdasarkan Tabel 7 (Lampiran B.4), Kern didapatkan nilai entalpi saturated steam Entalpi steam pada saat 146,95 oF = 1.010,03 BTU/lb Entalpi steam pada saat 60 oF = 1.059,9 BTU/lb Entalpi rata-rata = 1.010,03 + 1059,9 2 BTU/lb = 1.034,965 BTU/lb Q4 = Msteam × Entalpi rata-rata = 2037,4695 lb/hari × 1.034,965 BTU/lb = 2108709,66 BTU/hari × 1 hari 24 = 87.862,9023 BTU/jam Panas Udara Pembakaran Reaksi Pembakaran C + O2 CO2 pers. (1) C + ½ O2 CO pers. (2) H + ½ O2 H2O pers. (3) Tabel 5. Data Komposisi Flue gas Komponen BM Komposisi (%v) CO2 44 10,25 32 7,26 O2 N2 28 82,49 CO 30 0 (Sumber : analisis orsat, Nelson pg. 429) (Lampiran B.5) Berdasarkan sumber lab. Kilang didapatkan kandungan C (% m/m) dalam fuel oil sebesar 0,8. Dengan demikian kandungan H dalam fuel oil sebesar: H = 1- C = 1- 0,8 = 0,2 Dimana, dalam 1 kg fuel oil terdapat 0,8 kg C dan dan 0,2 kg H. Menentukan laju alir massa dan mol masing-masing komponen mC = mFO × C = 8149,8781 lb/hari × 0,8 = 6519,9025 lb/hari nC = mC / BM = 6519,9025 lb/hari / 12 lb/lbmol = 543,3252 lbmol/hari mH = mFO − mC = 8149,8781 lb/hari - 6519,9025 lb/hari = 1629,9756 lb/hari nH = mH / BM = 1629,9756 lb/hari / 1 lb/lbmol = 1629,9756 lbmol/hari Menghitung N2 dan O2 yang masuk Karena carbon yang terdapat pada fuel gas hanya menjadi CO2, maka dapat diasumsikan %C = %CO2 nN2 = (nC × % N2 ) / %CO2 = (543,3252 lbmol/hari × 0,8249) / 10,25 = 131,1773 lbmol/hari nO2 = (nC × % O2 ) / %CO2 = (543,3252 lbmol/hari × 0,0726) / 10,25 = 1154,4998 lbmol/hari Menghitung kelebihan Udara dan Udara pembakaran Dalam udara bebas asumsi perbandingan mol N2 : O2 adalah 79 : 21 Sehingga kelebihan O2 yang masuk sebanyak : O2 masuk = ((21× nN2 )/79) + O2 masuk = ((21 × 131,1773 lbmol/hari) / 79) +1154,4998lbmol/hari = 1189,3697 lbmol/hari Σ Udara masuk = (100× nN2 )/79 = (100 × 131,1772 lbmol/hari) / 79 = 166,0472 lbmol/hari O2 pembakaran = (nO × %CO2)/ % O2 = (1154,4998 × 0,1025)/ 0,0726 = 1629,9756 lbmol/hari Diasumsikan tidak ada CO terbentuk Berdasarkan persamaan reaksi dari pers. (3) H2O terbentuk = nH (diasumsikan, semua H2 menjadi H2O) = 1629,9756 lbmol/hari = 1629,9756 lbmol/hari Σ O2 pembakaran = O2 pembakaran + H2O terbentuk = 1629,9756 lbmol/hari + 1629,9756 lbmol/hari = 2784,4754 lbmol/hari = 27,03 % Σ udara pembakaran = udara masuk + (excess air. x udara masuk) = 166,0471 +(2784,4754 /100) lbmol/hari = 193,8919 lbmol/hari Berat molekul rata-rata flue gas Massa udara pembakaran = 29,9304 lb/lbmol = Σ udara pembakaran × BM = 193,8919 lbmol/hari × 29,9304 lb/lbmol = 5803,2626 lb/hari Menghitung panas udara pembakaran Berdasarkan Hilsenrath,1965 (Lampiran B.6) Cp Udara (60 oF ) sebesar Q5 = 0,4323 BTU/lb oC = massa udara pembakaran × 𝐶p × ΔT = 5803,2626 lb/hari × 0, 4323 BTU/lb oC × (32 - 0) oC = 80.280,0137 BTU/hari × 1 ℎari 24 jam = 3345,0006 BTU/jam Panas diserap Crude Oil Panas Crude Oil masuk Diasumsikan crude oil masuk dalam keadaan liquid (Cair) Massa crude oil masuk = flowrate crude oil x densitas crude oil = 142, 891 m3/hari × 852,3667 kg/ m3 = 121.795,713 kg/hari 2,205 lb/kg = 268.559,5467 lb/hari × 1 hari 24 jam = 11.189,9811 lb/jam Dengan K-UOP = 9,7072 didapatkan dari fig. 5-3 Nelson (Lampiran B.7) correction factor = 0,87 Heat Content Crude oil masuk Heat Content crude oil masuk sebenarnya = 135 BTU/lb = 135 BTU/lb × 0,87 = 117,45 BTU/lb = massa crude oil masuk × heat content crude oil Qa = 11.189,9811 lb/jam × 117,45 BTU/lb = 1.314.263,28 BTU/jam Panas Crude Oil Keluar Total laju alir massa crude oil keluar sama dengan laju alir massa crude oil masuk Laju alir massa crude oil keluar = 11.189,9811 lb/jam Dengan K-UOP = 9,7072 didapatkan dari fig. 5-3 Nelson (Lampiran B.7) correction factor = 0,87 Heat Content Crude oil keluar Heat Content crude oil keluar sebenarnya = 360 BTU/lb = 360 BTU/lb × 0,87 = 313,1 BTU/lb Qb = massa crude oil keluar × heat content crude oil = 11.189,9811 lb/h × 313,1 BTU/lb = 3.504.702,08 BTU/jam Menghitung panas diserap crude oil Q6 = Qb – Qa = 3.504.702,08BTU/jam - 1.314.263,28 BTU/jam = 2.190.438,8 BTU/jam Panas Udara Terbuang (flue gas) Menghitung total gas buangan kering Σ ngas = nC + nH + nN2 + nO2 = (543,3252 + 1629,9756 + 131,1773 + 1154,4998 lbmol/hari = 3.458,9779 lbmol/hari × 1 hari 24 jam = 144,1241 lbmol/jam Σ mgas = 144,1241 lbmol/jam × 29,9304 lb/lbmol = 4313,6913 lb/jam Dari fig. 14-1 Nelson (Lampiran B.8), Cp udara keluar stack = 42 BTU/lbmol Q7 = Σ ngas × Cp udara keluar stack = 144,1241 lbmol/jam × 42 BTU/lbmol = 6.053,2113 BTU/jam Panas hilang melalui dinding dapur h = 17,4 x 10-10 x € x (T24 – T14) + ((1+0,255) x (T2-T1) BTU/jam ft2 h = 17,4 x 10-10 x 0,8 x (549,64 – 587,44) + ((1+0,255) x (549,64 – 587,44) h = 47,716 BTU/jam ft2 hi = h/(T2-T1) = 47,716 BTU/jam ft2/(127,4 – 89,6) = 1,24911 BTU/jam ft2oF A = 2 x ((P x L) + (P x T) + (L x T)) A = 2 x ((24,29 x 19,68) + (19,68 x 12,73) + (24,29 x 12,73)) ft2 A = 226,837 ft2 Q8 = hi x A x (T2-T1) Q8 = 1,24911 BTU/jam ft2oF x 226,837 ft2 x (127,4 – 89,6)oF Q8 = 107010,4235 BTU/jam Neraca panas Panas Masuk Panas Keluar Q1 6.168.099,433 BTU/jam Q6 2.190.438,803 BTU/jam Q2 19.753,3206 BTU/jam Q7 6.053,21133 BTU/jam Q3 131.719,053 BTU/jam Q8 10.710,42348 BTU/jam Q4 87.862,9023 BTU/jam Q5 3.345,00057 BTU/jam Jumlah 6.292.232,607 BTU/jam 2.207.202,437 BTU/jam LAMPIRAN B DATA LITERATUR B.1. Fig. 5-22, Nelson B.2. Tabel 5-1, Nelson B.3. Fig. 5-1, Nelson B.4. Tabel 7, Kern B.5. Tabel Analysis Orsat, Nelson B.6. Tabel Data Udara, Hilsenrath B.7. Fig. 5-3, Nelson B.8. fig.14-1, Nelson B.9. Fig 9, Kern B.10. Table 3-2, Robert Perry H B.11. Table 9-18, Robert Perry H LAMPIRAN C DATA LAPANGAN
