LAPORAN

PRESENTASI PERALATAN PABRIK

DISUSUN OLEH :

Riki Jose Satria 07171008

Juli Koto 07171034

Adlim 07171056

Ferdial Rafli 07171064

Roli Marta 07171072

Dosen : Dr.Eng. Meifal Rusli

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS ANDALAS

PADANG, 2011

BAB I

PENDAHULUAN

1.1  Latar Belakang

Ada tiga jenis fasa zat yang kita ketahui dalam kehidupan sehari-hari yaitu fasa padat, cair dan gas. Tidak semua zat memiliki satu fasa yang tidak bercampur dengan fasa lain, namun banyak zat di alam ini yang memiliki fasa ganda atau fasa yang bercampur misalnya uap air yang mana memiliki fasa cair dan gas.

Untuk melakukan pemisahan fasa maka diperlukan sebuah alat yang dinamakan separator. Salah satu alat pemisah tersebut adalah Gas Liquid Separator. Gas Liquid Separator merupakan salah satu alat yang digunakan dalam dunia industri untuk memisahkan fasa cair dan gas.

      Dalam laporan ini akan dibahas mengenai jenis-jenis Gas Liquid Separator dan parameter desain untuk perancangan salah satu jenis Gas Liquid Separator.

1.2  Tujuan

Adapun tujuan dari laporan ini adalah :

·         Mengetahui jenis-jenis Gas Liquid Separator

·         Menentukan parameter desain salah satu jenis Gas Liquid Separator

·         Sebagai salah syarat untuk memenuhi tugas Peralatan Pabrik

1.3  Manfaat

Laporan ini diharapkan dapat membantu kita dalam memahami jenis-jenis Gas Liquid Separator dan menghitung parameter desain dari salah satu jenis Gas Liquid Separator

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Pengertian Gas Liquid Separator

Gas liquid separator adalah suatu alat yang berfungsi sebagai pemisah antara zat cair dan gas yang terdapat pada campuran cairan dan gas. Alat ini bisa digunakan untuk memisahkan dua fasa (misalnya  air dan gas) dan atau tiga fasa (misalnya air, minyak dan gas). Berikut adalah contoh gambar alat Gas Liquid Separator.

Untuk mendapaktkan efisiensi kerja yang stabil dengan kondisi yang bervariasi, Gas Liquid Separator harus mempunyai komponen pemisah sebagai berikut :

1.   Inlet, berfungsi sebagai tempat masuknya campuran cairan dan gas.

2.   Liquid outlet, berfungsi sebagai tempat keluarnya cairan (biasanya terletak pada bagian bawah)

3.   Gas outlet, berfungsi sebagai tempat keluarnya gas (biasanya terletak pada bagian atas)

4.   Mist extraktor, berfungsi untuk memisahkan tetes cairan berukuran sangat kecil (embun) yang mana masih terdapat campuran cairan dan gas.

5.   Peralatan kontrol, berfungsi untuk mengontrol kerja separator terutama pada kondisi over pressure.

2.2 Prinsip Kerja Gas Liquid Separator

Pemisahan fasa ini dapat dilakukan dengan beberapa cara yaitu :

a.    Prinsip penurunan tekanan.

b.    Gravity setlink

c.    Turbulensi aliran atau perubahan arah aliran

d.    Pemecahan atau tumbukan fluida

           

            Secara umum peralatan Gas Liquid Separator ini memanfaatkan prinsip gravitasi. Skema dan prinsip kerja dari Gas Liquid Separator dapat dilihat pada gambar di bawah ini :

           

Gambar 2. Skema Alat Vertical Gas Liquid Separator

Prinsip Kerja dari alat di atas adalah dengan memanfaatkan prinsip gravitasi. Campuran cairan dan gas masuk melalui feed inlet kemudian terus ke dalam tabung (vessel) dan menumbuk bagian dinding tabung sehingga terjadi pemisahan fasa cairan dan gas akibat pengaruh tumbukan fluida dan gravitasi. Fasa yang memiliki massa jenis lebih berat (cair) akan jatuh ke bawah dan keluar melalui bagian liquid outlet sedangkan fasa yang massa jenisnya lebih ringan (gas) naik ke atas melewati bagian pemisah (mist extractor) dan keluar melalui bagian gas outlet. Pada bagian mist extractor terjadi pemisahan selanjutnya yaitu cairan yang masih terkandung dalam campuran yang berupa embun atau uap air akan disaring lagi sehingga campuran cairan dan gas benar-benar terpisah antara fasa cair dan gas. Pada bagian ini fasa cair akan jatuh ke bagian bawah berupa tetesan-tetesan kecil.

2.3 Jenis-Jenis Gas Liquid Separator

            2.3.1   Jenis separator berdasarkan bentuk dan posisinya.

 a.   Vertical Separator.

Biasanya digunakan untuk memisahkan fluida produksi yang mempunyai Gas Liquid Ratio (perbandingan fasa gas dan cair)  rendah dan/atau kadar padatan tinggi, separator ini sudah dibersihkan serta mempunyal kapasitas cairan dan gas yang besar. Berikut salah satu contoh bentuk Vertical Separator.

Gambar 3. Vertical Gas Liquid Separator

         Kelebihannya :

·      Pengontrolan level cairan tidak terlalu rumit

·      Dapat menanggung pasir dalam jumlah yang besar

·      Mudah dibersihkan

·      Sedikit sekali kecenderungan akan penguapan kembali dari  cairan

·      Mempunyai surge cairan yang besar

Kekurangannya :

·      Lebih mahal

·      Bagian-bagiannya lebih sukar dikapalkan (pengiriman)

·      Membutuhkan diameter yang lebih besar untuk kapasitas gas tertentu

 b. Horizontal Separator

  Sangat baik untuk memisahkan fluida produksi yang mempunyai Gas Liquid Ratio tinggi dan cairan berbusa. Separator ini dibedakan menjadi dua jenis, yaitu single tube horizontal separator dan double tube horizontal separator. Karena bentuknya yang panjang, separator ini banyak memakan tempat dan sulit dibersihkan, namun demikian kebanyakan fasilitas pemisahan dilepas pantai menggunakan separator ini dan untuk fluida produksi yang banyak mengandung pasir, separator ini tidak menguntungkan. Berikut ini adalah contoh dari Horizontal Separator.

Gambar 4. Horizontal Gas Liquid Separator

Kelebihannya :

o   Lebih murah dari separator vertical

o   Lebih mudah pengiriman bagian-bagiannya

o   Baik untuk minyak berbuih (foaming)

o   Lebih ekonomis dan efisien untuk mengolah volume gas yang lebih besar

o   Lebih luas untuk setting bila terdapat dua fasa cair

Kekurangannya :

o    Pengontrolan level cairan lebih rumit daripada separator vertical

o    Sukar dalam membersihkan Lumpur, pasir, paraffin

o    Diameter lebih kecil untuk kapasitas gas tertentu      

           c. Spherical Separator.

   Separator jenis ini mempunyai kapasitas gas terbatas sehingga umumnya digunakan untuk memisahkan fluida produksi dengan Gas Liquid Ratio kecil sampai sedang namun separator ini dapat bekerja pada tekanan tinggi.

Gambar 5. Spherical Gas Liquid Separator

2.3.2.    Berdasarkan fasa hasil pemisahanya jenis separator dibagi dua, yaitu:

a. Separator dua fasa

    Separator yang memisahkan fluida  menjadi cairan dan gas, gas keluar dari atas sedangkan cairan keluar dari bawah. Gambar dari alat tersebut dapat dilihat pada gambar di bawah ini :

Gambar 6. Separator 2 fasa

b. Separator tiga fasa

    Separator yang memisahkan fluida menjadi minyak, air dan gas. Gas keluar dari bagian atas, minyak dari tengah dan air  dari bawah. Gambar dari alat tersebut dapat dilihat pada gambar di bawah ini :

Gambar 7. Separator 3 fasa

2.3.3.    Jenis separator berdasarkan fungsinya

Berdasarkan fungsinya atau jenis penggunaannya, separator dapat dibedakan atas:

a. Gas scrubber.

Jenis ini dirancang untuk memisahkan butir cairan yang masih terikut gas hasil pemisahan tingkat pertama, karenanya alat ini ditempatkan setelah separator, atau sebelum dehydrator, extraction plant atau kompresor untuk mencegah masuknya cairan kedalam alat tersebut. Bentuk dari Gas Scrubber dapat dilihat pada gambar di bawah ini :

Gambar 8. Gas Scrubber

b. Knock‑out

Jenis ini dapat dibedakan menjadi dua, yaitu free water knock‑out (FWKO) yang digunakan untuk memisahkan udara bebas dari hidrokarbon cair dan total liquid knock‑out (TLKO) yang digunakan untuk memisahkan cairan dari aliran gas bertekanan tinggi ( > 125 psi ). Bentuk dari Knock-Out dapat dilihat pada gambar di bawah ini :

Gambar 9. Knock‑out

c. Flash chamber.

Alat ini digunakan pada tahap ianjut dari proses pemisahan secara kilat (flash) dari separator. Flash chamber ini digunakan sebagai separator, tingkat kedua dan dirancang untuk bekerja pada tekanan rendah ( > 125 psi ). Bentuk dari Flash chamber dapat dilihat pada gambar di bawah ini :

Gambar 10. Flash chamber.

2.4 Parameter Desain Vertical Gas Liquid Separator

            Parameter desain yang perlu diperhatikan pada Vertical Gas Liquid Separator ini adalah :

1. Kecepatan aliran

Untuk menghitung kecepatan aliran dapat menggunakan persamaan berikut :

Dimana : Vc = kecepatan aliran                      ρ_g  = massa jenis gas

ρ_l  = massa jenis liquid                  K  = Konstanta (tergantung    tipe separator)

2. Diameter tabung

A, m² = (debit, m³/s) ÷ (kecepatan aliran, m/s)

 Dv , m = [ (4) (A) ÷ (3.1416) ] ^{0. 5}

    Dimana : A = luas

                   Dv= diameter tabung

3. Tinggi tabung

 

Dimana :

             

BAB III

PARAMETER DESAIN VERTICAL GAS LIQUID SEPARATOR

Tipe gas liquid separator yang digunakan adalah vertical separator

Fluida yang akan dipisahkan adalah Sulfur dioksida

r_l  (massa jenis cairan) = 1393,78 kg/m³

r_g  (massa jenis gas) = 2,7 kg/m³

o    Menghitung kecepatan aliran

Dari tabel dipilih nilai K dari separator tipe vertical pada tekanan atmosfer, diperoleh nilai K = 0,107 m/s

                                          = 22,69 m/s

o  Diameter tabung

A, m² = (debit, m³/s) ÷ (kecepatan aliran, m/s)

 Dv , m = [ (4) (A) ÷ (3.1416) ] ^{0. 5}

Misalkan debit aliran Q = 200 m³/s

            A  = 200 m³/s ÷  22,69 m/s

                 = 8,81 m²

            Dv = 4 (8,81 m²) ÷ (3.1416) ] ^{0. 5}

                  = 3,35 m

o   Tinggi tabung

 

Misalkan diameter inlet nozzle = 0.1 m

            H = 0,1 + 0,1 + 0,3(3,35) + 0,45(3,35) + 0,15(3,35)

                = 3,215 m

             

BAB IV

PENUTUP

4.1 Kesimpulan

            Kesimpulan dari laporan ini adalah :

o  Gas Liquid Separator merupakan alat pemisah fasa cair dan gas dalam campuran cairan dan gas

o  Jenis-jenis Gas Liquid Separator dibedakan atas :

a.       Berdasarkan posisi : vertical, horizontal dan spherical separator

b.      Berdasarkan fasa yang dipisahkan : separator 2 fasa dan 3 fasa

c.       Berdasarkan fungsinya : gas scrubber, knock-out dan flash chamber

o    Parameter desain Vertical Gas Liquid Separator yang diperoleh dari perhitungan adalah :

Kecepatan aliran (Vc) = 22,69 m/s

Diameter tabung (Dv) = 3,35 m

Tinggi tabung (H)       = 3,215 m

4.2 Saran

Materi yang diberikan pada mata kuliah peralatan pabrik agar lebih tajam lagi agar pemahaman lebih baik dan mahasiswa lebih paham tentang permasalahan industri.