BAB I PENDAHULUAN I. 1
Latar Belakang Dalam industri minyak dan gas bumi, peningkatan pemanfaatan gas bumi
domestik membutuhkan terobosan nasional dalam sinkronisasi perencanaan produksi, pengembangan pasar dan pembangunan infrastruktur gas. Hal tersebut disebabkan kebutuhan akan migas di Indonesia menjadi kebutuhan sehari-hari, baik dalam kehidupan rumah tangga, industri, maupun tranportasi. Menurut Badan Pengatur Hilir Minyak dan Gas Bumi (BPH Migas) melalui Neraca Gas Sumatera Selatan bahwa perkiraan jumlah pasokan gas bumi di Sumatera Selatan dari tahun 2005 hingga 2020 lebih kecil dari jumlah kebutuhan. Pada tahun 2015, jumlah pasokan gas bumi di Sumatera Selatan yaitu 572 MMSCFD. Sementara itu kebutuhan penggunaan gas bumi di Sumatera Selatan pada tahun 2015 diperkirakan mencapai 1.050,4 MMSCFD. Oleh karena itu, perlu dilakukan pengelolaan gas bumi pada seluruh aspek mulai dari teknik, komersial sampai dengan kebijakan. [1] Di Sumatera Selatan terdapat perusahaan pemasok gas yaitu Pertamina EP Gas Musi Timur Field Pendopo. Perusahaan Pertamina EP berada dalam tahap pembelian dan pemasangan fasilitas kompresor, separator, gas scrubber, dan heater untuk penambahan kapasitas kompresi gas. Salah satu peranan penting di dalam proses kompresi gas adalah Fuel Gas Scrubber yang memisahkan kandungan liquid yang muncul dalam aliran fase gas pada gas campuran hidrokarbon. Kandungan liquid pada aliran gas merupakan akibat dari proses kondensasi di sepanjang pipa. Fuel gas scrubber digunakan untuk menjaga agar gas yang dihasilkan sesuai dengan kebutuhan gas kompresor. Selain itu, kegunaan fuel gas scrubber yaitu untuk menjaga agar aliran gas bersifat kering sehingga dapat mencegah terjadinya kerusakan komponen blade pada turbin. Tipe Fuel Gas Scrubber yang digunakan adalah tipe Vessel Scrubber kering. Mula-mula Tekanan aliran gas dari Gas Discharge Scrubber yang masuk
1
2
ke dalam Fuel Gas Scrubber sangat tinggi yaitu 750 PSIG, sementara itu tekanan operasi di dalam Fuel Gas Scrubber yaitu 320 PSIG dan temperatur sebesar 86,43 o
F atau 30,24 oC. Tekanan aliran feed gas menuju Vessel dijaga sebesar 330
PSIG. Kemudian gas masuk ke dalam Fuel Gas Scrubber dan tekanan mengalami penurunan sebanyak 10 PSIG, sehingga tekanan gas yang keluar dari Vessel sebesar 320 PSIG. Gas dari Vessel Scrubber dialirkan menuju Fuel Gas Filter. Pada Fuel Gas Filter, proses pemisahan terjadi kembali pada fraksi-fraksi berat dari campuran gas hidrokarbon yang nantinya akan digunakan untuk penyesuaian proses kompresi gas di dalam kompresor. Pada proses tersebut terjadi penurunan tekanan gas sebanyak 10 PSIG sehingga tekanan operasi di dalam Fuel Gas Filter sebesar 310 PSIG dan temperatur sebesar 85,77 oF atau 29,87 oC. Setelah proses tersebut berlangsung, aliran gas menuju ke dalam heater untuk dilakukan pemanasan gas dari 85,77 oF menjadi 140 oF atau 60oC agar sesuai dengan kebutuhan temperatur pada aliran feed gas kompresor. Tekanan gas yang keluar dari heater sebesar 300 PSIG. Oleh karena itu dibutuhkan perangkat sistem kendali tekanan pada Fuel Gas Scrubber di bagian aliran gas yang masuk untuk menjaga tekanan agar tidak kurang dan melebihi batas tekanan operasi di dalam Vessel yaitu 320 PSIG dan 370 PSIG. Hal ini dilakukan untuk mencegah terjadinya surging pada kompressor apabila tekanan gas di dalam Vessel Scrubber kurang dari 320 PSIG. Selain itu sistem kendali tekanan pada Vessel juga digunakan untuk mencegah terjadinya kerusakan fisik pada Vessel Scubber apabila tekanan gas di dalam vessel lebih dari 370 PSIG. Pada Fuel Gas Scrubber, Aliran gas feed merupakan aliran 2 fase dengan kandungan aliran gas feed yaitu gas methana, ethana, propana, i-butana, n-butana, i-pentana, n-hexana, n-heptana, n-oktana, n-nonana, n-decana, nitrogen, CO2, H2O. Kemudian aliran gas feed 2 fase dipisahkan menjadi fase gas dan fase liquid. Hasil pemisahan tersebut yaitu fase gas mengalir ke atas, sementara itu fase liquid mengalir ke bawah. Kandungan dari fase gas adalah gas methana, ethana, propana, i-butana, n-butana i-pentana, nitrogen, dan CO2. Kandungan dari fase liquid adalah n-hexana, n-heptana, n-oktana, n-nonana, n-decana, H2O, npentana. Aliran fase liquid tersebut mengalir ke bawah yang nantinya akan
3
ditampung hingga batas ketinggian yang telah ditentukan. Batas ketinggian normal liquid di dalam vessel Fuel Gas Scrubber adalah 0,525 meter, sementara itu tinggi vessel adalah 1 meter. Pada sistem kendali ketinggian liquid, batas toleransi perubahan tinggi liquid yaitu 0,175 meter. Oleh karena itu, ketinggian liquid dijaga agar tidak lebih dari 0,7 meter dan kurang dari 0,35 meter. Fuel Gas Scrubber memiliki beberapa instrumen yang digunakan untuk proses monitoring, indicating, controlling, dan safety system. Instrument dari sistem tersebut diantaranya adalah Pressure Indicator, Pressure Transmitter, Pressure Controller, Pressure Control Valve, Pressure Switch High High, Level Gauge, Level Transmitter, Level Controller, Level Switch High High, Level Control Valve. Instrumen-instrumen tersebut memiliki fungsinya masing-masing pada saat proses berlangsung. Pada penelitian tugas akhir ini akan dirancang suatu sistem pengendali ketinggian liquid dan tekanan gas pada Fuel Gas Scrubber dimana ketinggian liquid dan tekanan yang dikendalikan sesuai dengan nilai set point.
Gambar 1. 1 Skema Pemisahan aliran gas dua fase pada fuel gas scrubber
4
I. 2
Perumusan Masalah 1. Bagaimana pemodelan sistematis yang menggambarkan proses pada Vessel Fuel Gas Scrubber untuk mendapatkan pemodelan matematis? 2. Apa jenis sistem kendali yang sesuai dalam pengendalian tekanan gas dan ketinggian liquid pada Vessel Fuel Gas Scrubber?
I. 3
Tujuan Tujuan dari penelitian ini adalah: 1. Mendapatkan pemodelan matematis pada sistem pengendalian tekanan gas dan tinggi permukaan liquid Vessel Fuel Gas Scrubber. 2. Mengetahui kerakteristik pengendali yang sesuai untuk sistem dalam pengendalian tekanan gas dan ketinggian liquid pada Vessel Fuel Gas Scrubber.
I. 4
Batasan Masalah Batasan masalah dari penelitian ini adalah: 1. Plant yang digunakan masih berupa Detail Engineering Design (DED). 2. Data proses pada penelitian ini diambil dari Process Flow Diagram, Piping & Instrument Diagram (P&ID). 3. Aliran gas campuran Hidrokarbon yang masuk ke Scrubber bersifat gas ideal karena berada pada tekanan rendah dan tidak terjadi interaksi antara partikel satu dengan yang lain. 4. Proses adiabatik karena tidak ada kalor yang masuk ke sistem atau keluar dari sistem. 5. Perubahan tekanan gas pada vessel Fuel Gas Scrubber kecil, sehingga komposisi fase gas dan liquid tidak berubah ketika terjadi perubahan tekanan.
I.5
Manfaat Manfaat yang diperoleh dari penelitian tugas akhir ini adalah sebagai berikut :
5
1. Mengetahui nilai perubahan tekanan gas dan ketinggian liquid pada Vessel Fuel Gas Scrubber yang sesuai dengan set point, serta mengetahui respon sistem berdasarkan tuntutan desain. 2. Mengetahui pengaruh penambahan masing-masing beban yang diberikan terhadap perubahan tekanan gas dan ketinggian liquid pada Vessel Fuel Gas Scrubber. 3. Penelitian ini dapat digunakan sebagai dasar untuk melakukan penelitian selanjutnya.
