fig 2

fig 3

fig 4

under construction

1. LPG
2. LNG
3. NGL
4. GTL
5. CNG

recently gue baca ttg LNG process. agak mudheng sekarang… padahal dulu buat ngebaca supaya ngerti aja susah banget.

Here we go…

LNG=Liquified Natural Gas=Natural Gas yang Dicairkan

dr judulnya ajah ketauan bahwa LNG adalah natural gas yg dicairkan. cmn cara nyairinnya ini yg jadi menarik buat para process eng.

apakah natural gas (NG) itu?

kalo jawaban lgsgnya kalian bisa cari di wikipedia…

yg intinya NG itu terdiri dari sebagian besar metana (99%).

kenapa NG itu diliquidkan?

LNG yg terekspose ke temperature dan tekanan atmosferik akan menguap dan volumenya meningkat 600 kali! dari volume liquidnya. NAH! Bener bgt! ini lah yg menyebabkan mengapa NG diliquidkan. Bayangin aja kita harus menyediakan 600 kali tempat untuk bentuk vapornya. Gak efisien bgt.

kenapa begitu penting membuat NG diliquidkan? apa manfaatnya?

Yahoo… ini yg paling disukain pemerintah… untungnya besar. Untuk industri non petro, NG adalah bahan bakar yg menyenangkan. Untuk industri petro NG adalah bahan baku yg menyenangkan…

nah yg gue pengen bahas disini adalah a glimpse on how to get LNG.

buat simplenya, untuk bisa dpt LNG, yg pertama elu lakuin adalah dptin dulu natural gasnya dr sumur2 itu, dipretreatment, ditreatment, baru diliquidkan. That simple. Hanya saja, gmn caranya mengambil natural gas dr sumur2, apa aja pretreatment/treatmentnya, trus bagaimana cara meliquidkannya itu lah yang lil’ bit more complicated.

Buat gampang, gue bagi 3 cerita2 how to get LNG itu…

Before, lihat dulu video berikut: LNG process

*karena because dan and atau or… link video-nya mblaur… gak jelas hilang lenyap… saya ganti gambar yg saya printscreened dari si video (images coutesy of www.statoil.com), saya gak ngerti juga hukumnya apah mengcopy gambar begitu saja… punten ya www.statoil.com

 (images coutesy of www.statoil.com),

 (images coutesy of www.statoil.com),

  (images coutesy of www.statoil.com),

 (images coutesy of www.statoil.com),

 (images coutesy of www.statoil.com),

 (images coutesy of www.statoil.com),

 (images coutesy of www.statoil.com),

 (images coutesy of www.statoil.com),

 (images coutesy of www.statoil.com),

 (images coutesy of www.statoil.com),

 (images coutesy of www.statoil.com),

 (images coutesy of www.statoil.com),

 (images coutesy of www.statoil.com),

 (images coutesy of www.statoil.com),

 (images coutesy of www.statoil.com),

Buat seru seruan mari kita bahas versus2an…

LNG vs NGL — bedanya dimana?

GTL vs CTL — bedanya dimana?

CNG vs LNG — bedanya dimana?

LNG vs LPG — bedanya dimana?

hihihihi… silahkan… kalau masih ada yg harus dibenarkan, tolong para pakar…

Konsep hadirnya Blowdown valve in term of Safety.

Bila sebuah vessel terekspose fire, yang terjadi itu adalah banyak cerita. Satu yang pasti adalah pressure naik. Memang plant yang bagus selalu mengakomodir kenaikan pressure ini dengan PRV, merelief kenaikan pressure. Tapi kenyataannya, temperature dinding vessel juga naik, dan menyebabkan allowable stress level berkurang. (misal, flange rating untuk 150lb ANSI rated carbon steel pada 300oC kekuatannya bisa mencapai setengah dari pada suhu 50oC). Gara2 ini vessel itu bisa meledug sebelum design pressure tercapai. PRV seperti apapun canggihnya jadi percuma gak bisa menangani. Bagusnya lagi, fire ini gak perlu menelan seluruh vesselnya. Cukup di bagian-bagian tertentu, sudah bisa menyebabkan vessel ini fail. Belum lagi kalo isi vessel ini adalah HC. Satu vessel failed, seluruhnya bisa meledak.

Nah Blowdown valve ini hadir sebagai solusinya. Konsepnya adalah emergency depressurisation (API RP521). Depressurization ini mengurangi stress berlebihan pada vessel hingga ke level dimana rupture yang disebabkan oleh stress bukan lagi suatu kekhawatiran, terutama pada proses-proses yg melibatkan HC. Blowdown valve juga bisa mengosongkan vessel dari gas jika tiba-tiba terjadi incident yang seringkali kalo gas itu tetap ada di situ memburuk gara-gara ada escalation (percepatan).

Blowdown Process

Pada saat blowdown, vapor di-remove via blowdown valve. Yang jadi tidak gampang, blowdown ini dirancang sedemikian hingga

-          rate vapor removal cukup dapat mengurangi internal pressure dengan perubahan densitas gas

-          untuk case fire, maka ratenya cukup untuk vapor yg terbentuk oleh panas yg terserap dari fire ini lah

-          untuk yg vessel yg memiliki liquid yang (dekat dengan bubble pointnya), ratenya harus cukup buat kemungkinan liquid flashing karena pressure reduction

Suhu

Yang menarik, si blowdown ini, karena ada penurunan Pressure besar-besaran (bisa dari 70bar menjadi hanya sisa 10% atau lebih) dan dalam tempo yang sesingkat-singkatnya (tergantung standard emergency response prosedure masing2 perusahaan)… Kalo ideal gas si gak mengalami perubahan suhu tapi pada gas nyata (real gas) bisa mendingin, suhu turun dan volume naik secara drastis.. Fenomena ini disebut Joule-Thomson effect.

Yg gak kalah menarik yg terjadi pada system Blowdown yang menyebabkan suhu turun adalah termasuk liquid flashing dan retrograde condensation. Dari rendahnya suhu ini, material yg digunakan harus bisa tahan, kalo nggak, malah jadi konyol…

Heat Transfer

Kalo kita bayangkan penurunan pressure itu step by step itu heat transfer antara liquid dan gas juga terjadi seiring dengan penurunan pressure. liquid dan gas bisa berada pada 2 temperature yang berbeda dan gak ngikuti ekuilibrium komposisi satu sama lain. Heat transfer antara gas dan dry metal sebagian besar terjadi secara konveksi. Misal biasanya temperatur gas bisa jatuh 70oC dimana dinding metal hanya turun 20oC. Maka dari itu bakalan ada beda temperature yang cukup besar antara dinding dan fluid. Kalo mau dibuat grafik antara temperature fluida dan waktu, maka biasanya bentuknya akan parabola turun hingga minimum lalu naik perlahan. Minimum temperatur ini bisa saja terjadi setelah waktu normal depressurisation. Sehingga simulasi temperatur harus diteruskan hingga pressure atmosferic tercapai. Jadi ketahuan profile temperaturnya. Dan dicari lah material yang memenuhi keseluruhan profil temperatur itu.

Molecular Weight

Bila fluidanya campuran seperti HC, selama process blowdown ini berlangsung, pressure berkurang, pertahap, komponen liquid yang paling rendah Molecular Weigth-nya ter-vaporisasi lebih dulu, sehingga Molecular Weight liquid campuran meningkat seiring dengan penurunan pressure. Proses ini mirip dengan proses distilasi bertingkat. Dan semua terjadi pada satu blowdown valve.

Kasus-kasus yg terjadi pada Blowdown

-          Blowdown pada saat fire, mulai dari normal sytem temperatur operating high pressure. Merupakan case yg mendasari sizing keseluruhan dan juga buat ngeset orifice size untuk kasus blowdown yg lain.

-          Blowdown dari normal operating dan high pressure trip (no fire)

-          Blowdown setelah kembali dari Design Pressure dan minimum temperature operating ke temperature ambient minimum. Case ini biasanya yg mendasari minimum design temperature

sejak masuk tempat gue kerja saat ini, vision gue mengalami sedikit perubahan. gue sedikit banyak jadi lumayan peduli terhadap chemical and process engineering. honestly. saat ini gue pny vision, gue akan jadi someone dalam process engineering. or at least sesuatu yg berhubungan dg chemical engineering lah..

Gue pengen share, apa sih yg dibutuhkan Seorg Process Egineer untuk menjadi Senior Engineer di dunia OG? Gue abis cop-pas email lowongan kerja. let’s take a look deeper to it.

Bachelor degree in Chemical Engineering

S1 saat ini cukup… gue bukannya nyaranin gak ambil S2. tapi kalo cita2nya cmn jadi Sr si gak perlu kok… 

Have minimum 8 years in same position

seperti yg kita tahu, pengalaman dihitung dengan tahun/lama agak absurd, whatever. sekarang yg belum salah2 amat jalur, pergunakan waktu sesegera mgkn untuk memulai mencetak jam terbang.

Having minimum 5 years experience in oil and gas industry (preferably offshore)

ya iyalah… atleast lu punya pengalaman di OG… offshore ni agak sedikit beda dari onshore, jadi seringkali dispesifikkan oleh HR. dan kata org2 practices make perfect.

Having experience in offshore process facilities design, PFD and P&ID development, etc.

Proficient in process engineering calculation i.e. mass and energy balances, hydraulics, equipment, sizing and rating, relief calculations, etc.

jadi buat yg masih kuliah… mgkn bisa lebih di jaga kuantitas bolos pada matakuliah yg mengajarkan point2 diatas.

Having experience in the application of cause and effect diagrams and the use of API standards (API 14C, 520, 521 etc)

ini termasuk yg gak diajarkan dengan gamblang waktu kuliah dulu atau gue yg gak bener2 ngedengerin yah? tapi dengan adanya jam terbang di proyek2 design lama2 belajar juga kok.

Having experience with process system control design and development of control philosophies.

mgkn ada di makul pengendalian process yg mengajarkan logika instrumentasi/perkontrolan proses.

Having experience in the use and application of process simulation software (Hysys, PROII etc)

software ini sebenernya bisa dipelajari sambil jalan asalkan kita tahu konsep perhitungannya. secara manual, maupun yg dipunyai si software. setelah itu bentuk tampilan seperti apapun… kesalahan/kelemahan software seperti apapun, pasti bisa diatasi.

mgkn syarat2 lainnya adalah syarat2 yg umum. seperti good communication skill, bahasa inggris fluent.

ha.ha.ha.

well beginilah komennya: (please grebeg gue di komen postingan ini kalo ngerasa ada yg salah di komen2 gue atas pertanyaan si arioda)

maklum, orang produksi, masih baru juga ga tau banyak soal filosofi n konstruksi alat gini neh :

1. apa c beda fungsi centrifugal pump yg vertical & horizontal ? ada juga canned pump yg ga ada motor side’nya, apa pula itu ? bingung …

versi upiek (read: upiek’s version): kalo secara detail pembedaannya saya kurang begitu jelas, dan belum pernah nemu pembahasan ttg semacam itu. tapi biasanya pada pompa centrifugal vertical yang memiliki stages yg susunannya ke atas kebawah, si cairan itu harus kebawah dulu br masuk ke atas, sehingga dapat memberikan tambahan NPSHA lebih daripada horisontal yg susunan stagesnya kiri kanan (horisontal levelnya hampir sama).

NPSHA tambahan itu bisa jadi mengurangi terjadinya cavitasi pada sistem yg sama. kebayang gak? kalo nggak… coba dilihat gambar pompa horisontal dan centrifugal dibawah yg gue ambil dr GPSA.

kalo masalah canned pump, setahu gue, si canned pump ini punya keahlian khusus yg non seal. jadi liquid yg dia pompa dipake buat ngeseal… motornya ada di dalam casing pompa. makanya dinamakan canned. sebenernya bukan gak ada motornya, cmn gak ada tonjolan yg biasanya tempat motor seperti layaknya pompa lain.

2. ada juga pompa yg pake liquid tertentu buat pendingin mechanical seal’nya, kmdn liquid itu didinginin pake cooling water. kenapa sih harus kyk gitu ? berapa limit temperatur pompanya ?  

versi upiek (read: upiek’s version): pemilihan pendingin itu setahu gue proses pemilihannya sistem by sistem.

apakah menggunakan fluida yg dipompa itu sendiri atau tidak, bisa karena fluida yg dipompa ini bersih atau gak, korosif atau nggak, dan banyak hal lainnya.

atau kalo bukan pake fluida yg dipompa, apakah jenis fluida yg digunakan. pemilihannya bisa karena mirip sama alasan diatas, perbedaan suhu antara fluida (serta jenis fluida yg dipompakan) yg dipompa dengan fluida seal dan pompa itu sendiri, pressure2 yg terlibat, ataupun tipe seal.

pemilihan tipe seal yg digunakan termaktub (haha) dalam API seal plan di API 682. dan kalo ada perbedaan dalam hal pemilihan juga dilihat case by casenya satu persatu.

kalo soal limit temperature, saya gak ada jawaban. karena saya belum baca. cmn kalo dilogika, ada process yg memang memerlukan fluida dingin/panas. selama material si pompa tahan, dan perbedaan temperatur pompa, fluida dan si seal fluid tidak terlalu besar…

3. iseng2 saya ngeliatin body pompa, piping di body pompa (bukan line piping’nya) bagian suction n discharge tu pasti mengecil trus membesar & sebaliknya. why ? ato cuma penyesuain ama body’nya?

versi upiek (read: upiek’s version): kalo masalah ngedesign body pompa,  sebenarnya ini udah bukan scope process engineer, cmn gue pernah baca satu artikel yg menganut pressure profile didalam pompa itu sendiri ditambah pressure profile si sistem pada saat si pompa running, dan intinya disuction digimanakan sedemikian hingga sehingga friksi sekecil mungkin dan  cavitasi gak terjadi.

dan di discharge digimanakan sedemikian hingga sehingga memenuhi curva karakteristik pompa di titik BEPnya. 

4. what will happen if there’s a centrifugal pump running for a long time without any discharge valve open?

versi upiek (read: upiek’s version): maka akan tercapai batas pressure dalam pompa tertinggi (shut off pressure) dan tanpa ada aliran keluar. pressure tinggi, suhu juga akan meningkat.  dengan pressure yg tinggi bisa merusak fisik pompa.

5. masih banyak sih g laen, tapi kapan2 aja hehee… thanks a lot NB. sorry, ga tau mo posting di mana…

versi upiek (read: upiek’s version): hahaha… gak papa…

(add) 6. trus, saya penasaran ttg minimum flow dan orifice-nya, coz yg saya tau min flow itu ada cuma karena spec pompa di pasaran lebih gede dari yg diinginkan, jadi harus ada “penyalurannya” (kalo ga bisa dibilang “pelampiasan” hehe…), yg bahkan u/ pompa2 tertentu pake control valve di min flow’nya.

versi upiek (read: upiek’s version):

setahu saya sih ini …

mari kita coba bedakan antara recirculation flow dengan minimum flow.

jadi… (hayah!)

setiap sistem perpompaan ada Minimum Flow u/ keperluan Process (biar gampang gue singkat MFPro), Minimum Flow u/ keperluan Pompa (gue singkat MFPump), Normal flow untuk keperluan process, BEP, dan Rated Flow.

setahu saya…

minimum flow (untuk keperluan proteksi si pompa) itu pengertiannya adalah minimum flow yg direquired si pompa untuk si pompa beroperasi secara aman tanpa rusak. bukan karena pompa yg dipasaran speknya lebih besar.

kalo pompa yg dipasaran speknya lebih besar/karena kita punyanya pompa yg speknya lebih besar dan dari pada beli pompa baru… kita emg pake recirculation flow (flow dari discharge yg dikembalikan ke tanki suction). si minimum flow ini juga di lewatin ke recirculation flow.

jadi kalo sepengertian saya si pompa bisa rusak kalo no flow/flownya kurang dari si minimum requirement ini. kalo besarnya berapa (ataupun presentasenya dari flow2 tertentu), setahu saya si tergantung karakter si pompa masing2 dan pastinya si vendor punya datanya yg diketahuinya dr hasil percobaan.

sekarang kita coba bedakan antara MFPro dan MFPump.

MFPro itu pengertiannya adalah minimum flow yang direquired process supaya process tidak terganggu/ masih bisa jalan. kalo yg ini, si empunya sistem lah yg punya datanya.

kalo MFPro ini gak sama dengan MFPump gimana? mana yg dipakai sebagai batasan?

kebayang sistem perpompaan gak? kalo nilai terkecil yg dipakai. misal si MFPro lebih kecil, maka yg masuk pompa akan lebih kecil dr yg required, makanya jatuhnya akan ngerusak pompa kalo pas kebetulan si nilai si flow diatas MFPro dan dibawah MFPump (karena gak ada doublejeopardy). rusak lah si pompa. begitu juga sebaliknya. makanya diambil nilai terbesarnya.

sekarang mari kita bedakan antara Normal Flow si Process dengan BEP flow.

BEP = Best Efficiency Point adalah titik di kurva karakteristik pompa dimana impeler bisa memberikan efficiency terbaik/tertinggi. sebenernya si pompa itu gak bener2 100% mengkonvert energy kinetik menjadi pressure. pasti ada lossnya, ntah itu di internalnya:friksi di dalam misalnya, ataupun karena external: friksi di bearing/seal. dari loss2 ini di bikin lah kurva karakteristik yg memberikan data efficiency2 yg ketika beririsan dg kurva karakteristik si pompa akan memberikan data flow dan head. irisan kurva efficiency tertinggi dengan kurva karakteristik pompa ini lah yg disebut BEP.

disarankan sebaiknya penggunaan pompa ini gak jauh2 dari flow BEP untuk maksimum performance, dan otomatisnya untuk maintenance si pompa juga…

kalo Normal flow si Process (ke discharge tank) ternyata lebih kecil dari BEP si pompa… apa yg harus dilakukan?

NAH! mgkn bagian ini yg menjadi alasan yg disebut mas arioda tadi… kelebihan spec. biar kebayang misal Normal flownya 50m3/hr; BEPnya 100m3, dan MFPro dan MFPumpnya.

apa sih fire and explosion itu? apa bedanya?

Fire/combustion sebenernya adalah reaksi oksidasi eksotermic (mengeluarkan/menghasilkan panas) cepat dari sebuah fuel yang terignisi (terpantik). fuelnya sendiri boleh berbentuk solid, gas, liquid.

Ledakan adalah gas yang terexpansi secara cepat yg dihasilkan dari pressure/shock wave yg bergerak secara cepat mak wuk. 

Random facts:

• - Combustion selalu muncul pada fase gas, suatu liquid harus menguap dan menjadi gas dulu, dan solid terdekomposisi menjadi vapor sebelum combustion.
• - beda kebakaran dan ledakan sebenarnya ada pada rate of energy release. Kalo kebakaran release energynya pelan-pelan, sedangkan ledakan kebalikannya, cepat, biasanya dalam microseconds. kebakaran bisa menghasilkan ledakan, dan ledakan bisa menghasilkan kebakaran.
• - Ledakan terdiri dari 2 jenis. Karena mechanical (misal: ada vessel yg rupture karena pressurized scr tiba2) dan karena rapid chemical reaction.
• - auto ignisi berarti si zat yg flammable tadi mencapai kondisi (tekanan dan temperature) dimana zat tersebut bisa terbakar dengan sendirinya tanpa perlu ignisi.
• - Mechanical explosion biasa melibatkan vessel2 yang mengandung gas dengan high pressure dan bersifat non reaktif.
• - Flash point adalah temperature terendah pada saat dimana suatu liquid menghasilkan vapor yang cukup untuk menghasilkan nyala sesaat dr campuran bahan bakar dan udara dan ignition. Gas yg bisa di ignite yg akhirnya akan bercampur dengan udara. Flash point akan meningkat dengan meningkatnya tekanan.
• - Fire point adalah temperature terendah pada saat dimana suatu vapor yang ada di atas suatu liquid akan terus menerus terbakar sekalinya terignite. Fire temperature berada diatas flash point.

Coba bedakan antara flash point dan fire point. Dengan menggunakan diagram hub antara konsentrasi dengan temperature mungkin akan lebih membantu.

• - Flammability limits adalah batas2 dimana pada range diantara batas2 tersebut si vapor-air mixture bisa terignite dan terbakar. Batas terendahnya adalah Lower Flammability Limit, batas terbesarnya Upper Flammability Limit. Ketika berada dibawah LFL atau di atas UFL maka zat tidak akan combustible.
• - Deflagration adalah ekplosion dimana kecepatan reaksi lebih kecil daripada kecepatan suara. Sehingga suara terdengar dulu baru terasa ledakannya.
• - Detonation adalah eksplosion yang kecepatan reaksinya lebih besar dari kecepatan suara. Sehingga ledakan itu terasa lebih dahulu baru suara ledakan terdengar.
• - Confined Explosion adalah eksplosion yang terjadi didalam sebuah vessel ataupun didalam sebuah gedung.
• - Unconfined Explosion adalah eksplosion yang terjadi di open air
• - BLEVE = boiling-liquid expanding-vapor explosion akan muncul ketika ada vessel yang mengandung liquid yang temperaturenya diatas temperature boiling point(vapor pressure tertentu)

apa sih SEGITIGA API itu?????

Konsep dasar terjadinya kebakaran atau ledakan, ada di segitiga api… lihat deh gambar dibawah…

[gambar 1.segitiga api]

Sekali tiga sekawan ini hadir dalam waktu dan tempat yang sama dan pada jumlah yang cukup, maka sekali itu pula ledakan/kebakaran bisa muncul begitu ajah gak pake pamit2 atau permisi2. Maka jelas lah sudah, kalo gak pengen terjadi fire/kebakaran ya

1. Jaga supaya ketiganya gak ketemu sebisa mungkin (salah satu gak ada, AMAAAAN)
2. Kalaupun ada pastikan jumlah fuel/O2/kekuatan energy pemantik kurang/tidak cukup untuk menjadikan api.

Biasanya sih cara berpikirnya bergeraknya dari sumber flammable/combustible material. Ada gak? Ada, ya dijaga jauh dari O2, caranya purging, hindari liquid pool, dll. atau menjaga tidak ada ignisi.

Contoh2:

Fuel:

• Liquid             : gasoline, acetone, ether, pentane
• Solid                : plastic, wood dust, fibers, metal particles
• Gases               : acetylene, propane, carbon monoxide, hydrogen.

Oxidizer:

• Gases               : O2, Fluorine, Chlorine
• Liquids           : hydrogen peroxide, nitric acid, perchloric acid,
• Solid                : metal peroxide, ammonium nitrite

Ignition Source

• Sparks, flames, static electricity, heat.

FLAMMABILITY CHARACTERISTIC OF LIQUID AND VAPORS

a. LIQUIDS

Satyanarayana dan Rao di Journal of Hazardous Materials (1992) menunjukkan bahwa flash point temperature untuk pure materials memiliki keterkaitan dengan boiling point liquid. untuk liquid bisa menggunakan apparatus opened vessel aparatus dan closed one.

b. GAS/VAPOR

untuk gas dilakukan percobaan menggunakan closed vessel apparatus. sehingga tidak ada yg bocor kemana2 (infact kita butuh menetapkan komposisi si vapor tersebut, beda dengan pada kasus liquid dan solid)

untuk mixtures ada formula buat nyari LFL

under construction

Gue dapet ini dari sumber yang sebenernya bisa dipercaya… hanya saja karena fotokopian, gue kagak tahu sumbernya apaan… gigigig… Maap…

Menurut gue, sebelum elu pada sizing dan issue process data ke instrument, perlu banget ngerti lebih dalem ttg control valve ini…

Karakteristik contol valve

Ada 3 type basic plug (bagian ngebuka dan nutup yang diatur oleh actuator) dan karakteristik flow, yaitu:

1. Quick opening – plug (baik single disk/pun double disk) digunakan untuk total shutoff/opening. Single disk biasa digunakan untuk high temperature dan double disk biasa digunakan untuk low temperature.
2.  Linear Flow – plug yang punya karakter linear flow yaitu yang flowrate melalui valve tersebut proportional dengan pengangkatan/penutupan plug oleh actuator (untuk ngebuka flow). Biasanya linear flow ini dipake buat regulasi liquid level (LCV).
3. Equal Percentage – plug yang punya karakter equal percentage yaitu yang perubahan dalam flow dalam persen sama persis dengan pergerakan plug dalam persen juga. Biasanya tipe ini dipake buat regulasi pressure (PCV) /flow (FCV). Atau bisa juga dipake pada saat harus mengatur hanya persentase kecil dari overall pressure differential yang tersedia. Atau pada saat harus mengontrol system dimana banyak variasi pressure drop yang melalui control valve

Valve plug bisa berupa tipe disk, solid contoured atau ported.

Sebenernya masih ada lagi satu karakter yaitu modified parabolic – flow diantara linear dan equal percentage. Tipe plug ini (biasanya V – port) digunakan ketika sebagian besar system pressure drop tersedia untuk control.

Safety Requirements

Ketika udara yang dari actuator tidak mengalir (bisa karena kerusakan compressor, atau hal lain), berarti gak ada lagi yg ngebuka/nutup plug si control valve ini kan, gak adanya udara yg bertekanan ini, belum tentu berakibat control valvenya selalu ketutup. Bisa jadi kebuka… kalo mau tahu penjelasan ttg ini, coba buka postingannya neng asta di blog ini.

Salah satu yang process tentukan ya fail position ini. Hubungannya tentu sama safety factor. Buat process engineer, kalo system itu bakalan safe dengan control valvenya ketutup, dibanding ketika control valve kebuka penuh/pun sebagian, ya sudah jelas, process engineer kudu nentuin kalo control valve ini butuh diset fail close. Dan sebaliknya untuk yg fo.

Ada kasus dimana suatu system justru ketutup salah kebuka salah, yg paling aman ya stay di posisi terakhir si control valve kebuka nah yg ketiga ini namanya fail-safe.

Pada prisipnya fail-safe ini akan dibutuhkan ketika temperature/pressure both side upstream/pun downstream proses diusahakan untuk tidak berubah saat control valve gak aktif. Dan fail-nya instrument air ini gak boleh dibiarin lama2. karena walau pun ada back-up fail-position dari control valve, tetep ajah gak akan bener2 bisa menahan hazard terjadi dalam waktu lama.

Contoh2 sistem yang seringkali memiliki default (jangan dianggap sebagai ketetapan… tetep kudu di pelajari lagi sistemnya)

1. control valve untuk fuel-oil menuju heater burners biasanya fail closed. Safetynya mending burnernya mati daripada overheating
2. feed menuju ke heater tubes biasanya fail open supaya pas instrument air gagal masih ada fluida yg mengalir untuk dipanasi, kalo fluidanya berhenti, bisa jadi overheating, temperature naik, pressure naik juga.
3. feed menuju ke fractionating collum, biasanya fail closed
4. steam supply ke reboiler biasanya fail closed
5. reflux drum vapor outlet dan reflux pump discharge, biasanya fail open
6. minimum flow/bypass line di centrifugal discharge line, biasanya fail open
7. bypass linenya compressor dan reciprocating machine biasanya juga fail open.
8. feed yg masuk ke reactor, biasanya fail closed… hanya sering juga fail open untuk alasan safety yg lebih kuat.

Kalo dari beberapa kasus di atas, bisa ditarik kesimpulan, buat heater, control valve di hot fluid, biasanya fail closed dan dicold fluid biasanya fail open supaya kalo fail tidak menjadikan overheating.

Capacity Coefficients buat control valve Valve

Buat sizing valve, ada yg dinamain Cv atau valve flow coefficient. Cv ini bergantung pada dimensi internal valve, dan smoothness permukaan di dalam valve. Semakin tua control valve otomatis juga mempengaruhi karakter si Cv ini.

Tukang (apalah namanya) bikin control valve bikin percobaan terhadap si control valve ini pake air pada pressure yg ditentukan untuk membikin kurva Cv ini. Tapi kurang lebih, bisa direpresentasikan dengan persamaan 1.

Cv itu sendiri kalo mau diartikan, adalah index yang mengindikasikan berapa besar volumetric flow-rate (gpm) yang bisa dihasilkan ketika air bersuhu 60oF melewati sebuah control valve yang menyebabkan penurunan tekanan sebesar 1psi.

Jelasnya ketika SG sama dengan 1 dan pressure drop juga 1psi, maka Cv bakalan sama dengan Qnya kan?

Ada lagi namanya calculated flow coefficient atau Cvc. Ketika kita mau sizing control valve kita kudu ngitung Cvc ini pake rumus 2

Cvc ini dihitung dengan menggunakan normal design flowrate dalam gpm. Dari sini bisa di cari valve yang sesuai. Biasanya diambil valve dengan Cv diatas Cvc. Untuk range yang bagus untuk control, Cv diambil yg 1.25 sampe 2 kali Cvc.

Biasanya range tersebut digunakan untuk tipe plug yg equal percentage dan linear flow. Tapi ada juga sih valve yang punya range lebih lebar.

Adalagi namanya Cf, critical flow factor. Untuk liquid flow bisa dianggap subcritical kalo vapor pressure dari liquid tidak akan melebihi pressure terendah pada saat melewati control valve. Boleh dilihat profile pressure yang ngelewatin control valve di gambar berikut ini…

Kalo Pvapor berada di range A atau B bakalan terjadi vaporisasi/kavitasi pada saat dimana Pfluida sama dengan atau kurang dari vapor pressurenya. Kalo PVapornya di range B, berarti akan kembali menjadi liquid lagi. Tapi kalo di range A, maka vapor akan tetap menjadi vapor.

Cavitasi (range B) ini juga gak baik buat control valve, karena akan menyebabkan rapid wear plugnya, dan menyebabkan vibrasi dan noise juga.

Dan kalo berada di range A, saat keluar dr control valve tersebut, fluidanya yg pas awal masih satu phase, bisa jadi jadi 2 phase, ataupun bisa jadi, jadi gas semua.

Apalagi kalo vapor pressurenya ada di atas P1. ya berarti bisa jadi tadinya si fluida ini emg 2phase, dengan persentase tertentu antara gas dan liquidnya, dan akan berubah ketika fuidanya keluar dari control valve. Untuk kasus ini, diameter downstream control valve bisa jadi dibuat lebih besar dari upstreamnya.

Baik untuk liquid maupun gas, ada yang dinamakan critical flow dan subcritical flow. Kapan flow disebut critical flow, kapan disebut subcritical, ntar dilihat di summary di bawah ajah yah…

Untuk gas, critical flow / ketika velocity gas mencapai sonic velocity, sebaiknya di hindari karena bisa menyebabkan noise dan vibrasi.

Critical flow bisa dicegah dengan mengurangi pressure drop yang melalui valve dengan merelokasi valve dalam system atau dengan memilih valve dengan Cf yang lebih besar.

Cf tu dimensionless, dan tergantung jenis valve. Cf itu ratio antara control valve coefficient pada kondisi critical dg flow coefficient yang di keluarkan oleh manufacture.

Valve antara 2 pipe reducer – nah ini ni kasus yg agak nyeleneh… bisa dibilang fenomena lah. flow capacity control valve yang ada diantara 2 pipe reducer sedikit dibawah yang lain. Pada subcritical flow, caranya ngitung pake correction factor, R. kalo di critical flow, correction factornya Cfr yang bakalan mengganti posisi Cf dalam calculation R, dan Cfr juga tergantung pada ratio antara size pipa dan size control valvenya. Untuk lebih jelasnya gimanagimananya liat summarynya ajah.

Kondisi operasi

Fakta-fakta random mengenai control valve:

• Control valve biasanya punya size dibawah size upstream pipa atau maksimal sama. Gak pernah diambil lebih gede.
• Ukuran control valve bisa dibuat jauh lebih kecil daripada size upstreamnya bila harus mengabsorb pressure drop yang besar.
•   Control valve bisa mengakomodasi range kapasitas dan beda tekanan yang lumayan besar. Flowrate dan kondisi proses biasanya sudah ditentukan sebelumnya untuk ngesize piping dan hal lain. Jadi pas sizing control valve mending ngasi data kapasitas~pressure lebih dari satu.
• Kadang kalo sistemnya memiliki range kapasitas yang besar, diperlukan hingga 2 control valve secara parallel, satu untuk flowrate yang besar, dan yang lainnya untuk yang kecil.
•   Secara umum control valve digunakan juga untuk pressure killer yang lumayan ok. Hampir 1/3 dari overall pressure drop bisa dialokasikan ke control valve dan sisanya tentusaja pada piping dan equipmentnya. Dan pada system yang memiliki beda tekanan yang harus dikill besar, maka bisa jadi semua sisa beda tekan yang belum terakomodir oleh si piping dan kawan2 dialokasikan ke control valve.
•   butterfly valve bisa beroperasi dengan pressure drop yang kecil (1 koma psi). biasanya cucok untuk discharge compressor dan line cooling water supply. Tapi trotling, koefisien valve ini bisa turun secara rapih.
•   butterfly/ball valve memiliki actuator side mounted karena actuator stemnya bisa memutar as valve. Karakteristik plug untuk hal ini bisa dipengaruhi oleh hubungan antara actuator stem dan valve axle.
•   control valve selain jenis butterfly hanya bisa meregulasi flow dengan mengabsorb atau memberi pressure drop ke system.
•   perubahan pada density/S.G (atau salah estimasi) memberikan effect minor ke kapasitas valve.
•   bila flow melalui valve merupakan critical flow, maka untuk sizing bypass dan line downstream control valve harus bener2 hati2. Karena vaporisasi sepanjang control valve menyebabkan naiknya pressure drop.
•   untuk mendapatkan velocity yg masuk akal saat vaporisasi terjadi, maka piping didownstream control valve biasanya jadi lebih besar dibanding di upstreamnya.
•   untuk menghindari vaporisasi di control valve bisa juga dg menambah static pressure pada upstream.
•   pada tekanan yg tinggi, temperature tinggi, atau beda tekan yg besar, sebaiknya control valve tidak dioperasikan untuk menutup. Karena velocity yg besar, akan menghantam control valve dan akan menyebabkan flow control menjadi tidak akurat lagi, dan menyebabkan kebocoran ketika valve di shutoff.
• bypass biasanya digunakan untuk control valve yang lebih kecil dari 2in, atau untuk high viscosity dan lethal, atau untuk liquid yang mengandung solid yang abrasive, dalam boiler feed water service, atau untuk sistem steam yg mengharuskan untuk killing high pressure (lebih dari 100psi). tapi juga sering kali bypass disediakan untuk maintenance si control valve tanpa shutdown sistem.
•   untuk konsistensi pada design piping, coefficeient flow untuk bypass valve sebaiknya dibuat sama seperti di control valve berikut pressure dropnya.
•   biasanya diplant, control valve ditaruh di grade/platform elevation. dan gampang diaksesnya kecuali untuk valve2 yg kudu di taruh diself-draining pipelines. ini dimaksudkan untuk mempermudah maintenance/quick respon kalo ada apa2 sama processnya.
• sebelum dan sesudah control valve biasanya suka dikasih gate valve. biasanya untuk fluida2 yg berbahaya, suka dikasih drain di low pointnya. biasanya untuk fail-open suka dipasang drainnya satu doang, kalo fail-close dikasih 2, upstream dan downstream. untuk maintenance, mereka tutup dua gate valve, trus didrain, dan take out control valvenya deh. untuk kelengkapan lainnya kalo fluida yang nglewatin control valve saturated steam flow, biasanya suka dikasih steam trap di lowest point.
•   untuk maintenance control valve, perlu ada space atas bawah kanan kiri buat ngambil control valve ini… that’s why biasanya piping diatas control valve dikasih jarak sekitar 12in.

berikut adalah contoh2 susunan bypass dan control valve… diklik digambarnya ajah kalo mau agak jelasan dikit.

tipe U dipilih ketika inlet dan outlet flow mendekati control valve dari elevasi yg lebih tinggi.

tipe corner dipake kalo flownya dari tinggi ke rendah atau sebaliknya

tipe looped bypass biasanya untuk flow horisontal yg sekitaran grade. untuk ukuran

berikut adalah summary, coba klik di gambarnya ajah, supaya lebih besar

Apa sih FCC itu?

Dalam dunia perpetroleuman, cracking adalah process dimana zat organic kompleks seperti misalnya kerogens atau HC dipisahkan menjadi lebih simple, seperti menjadi HC fraksi ringan, dengan memecah ikatan-ikatan rantai C. Rate reaksi sangat bergantung terhadap temperature dan keberadaan katalis.

Pada refinery yang modern, proses (FCC), adalah yang umum digunakan. Pada awalnya katalis yang digunakan adalah katalis berbahan dasar alumina. Katalis tersebut biasanya didapatkan dengan meng-crushing batu pumice yang biasanya mengandung Aluminium Oksida, hingga menjadi bongkahan-bongkahan berpori. Hanya saja katalis ini sangat low activity. sehingga saat ini katalis yang sering digunakan adalah yang sangat aktif, yaitu yang berbahan dasar zeolite.

Process kontaknya pun singkat, dalam sebuah pipa yang vertical dan berslope (naik) yang disebut riser. Feed yang sebelumnya di panaskan di spraykan kedalam dasar riser melalui nozzle feed dimana zat yg akan dicracking dikontakkan dengan katalis fluidized bed, yang panas banget, yang difluidisasi. suhunya sampe 665-760 oC. Katalis yang panas tadi menguapkan dan mengkatalisasi reaksi cracking campuran katalis dan HC mengalir ke atas melalui riser dalam waktu beberapa detik dan kemudian campuran tersebut dipisahkan dengan catalist disengager/cyclone. Dan katalis yang dipisahkan bisa diregenerasi kembali, untuk kemudian segera digunakan kembali. dari singkatnya, proses penggunaan-pemisahan-regenerasi katalis itu bisa dikatakan prosesnya kontinus.

Gasoline yang diproduksi dalam unit FCC memiliki bilangan oktan yang tinggi hanya saja secara kimia kurang stabil karena profil olefinnya.

Seperti yang telah disebutkan di atas, FCC itu untuk mengkonvert distilat fraksi berat dan residu menjadi produk yang bernilai jual tinggi. Termasuk di dalamnya memproduksi selective propylene pada saat dibutuhkan.

banyak perusahaan licensor FCC. salah satunya adalah shell. processnya dinamakan Shell FCC process. EPC comp tempat gue kerja juga punya, tapi … mending gak dibahas disini… karena gue takut salah sebut. hehehehe…

Apa bedanya shell FCC dg yg lain?

gue bukan mau mempromosikan. hanya saja bila suatu saat nanti gue punya data ttg FCC licensor lain, yg bisa gue share, bakal gue share. dan kita bisa bandingkan bersama.

Dalam proses yang dipropose shell, system nozzle feed milik Shell yang memiliki performa tinggi bisa memasukkan HC ke dalam Riser (risernya punya waktu kontak singkat), sehingga ngejamin pencampuran HC sm katalisnya yg panas bagus, dalam artian, tidak terlalu berlebihan tercracking. dan selain itu, vaporisasinya jg jadinya cepat karena katalisnya panas.

shell memiliki system nozzle2 feed dan proprietary risers-internals, yg menjadikan selektivitas cracking  itu juga jadinya naik, dan mencegah tercampurnya kembali katalis ketika terjadi pengurangan Pressure drop pada overall riser.

Design terakhir risernya sudah mencakup cyclone close-couple yang dipercaya dapat memprovide pemisahan katalis dengan HC dalam waktu yang singkat. Hal itu meminimasi post-riser-cracking dan memaksimasi yield produk yang diinginkan, dan tanpa keharusan adanya pembersihan slurry. Proses stripping dimulai di dalam cyclone pertama dan diikuti dengan struktur baffle dengan kapasitas tinggi.

Sebuah Regenerator dengan single state partial maupun full burn, mendeliver performa reaksi yang ok dengan biaya yang sangat rendah. Proprietary internals digunakan pada inlet katalis untuk mendispersi katalis, dan outlet katalis untuk menikatkan siklus katalis. Pendingin katalis dapat ditambahkan untuk fleksibilitas feedstock.

hehehe…

eniwe indonesia rayah tercinta ini kan akhir2 ini agak kesusahan dalam hal memenuhi kebutuhan BBM dalam negeri seiring dengan naiknya harga minyak luar negeri, sehingga ada kecenderungan untuk ngejual minyak keluar negeri… trus lagi ada issue menipisnya minyak, kenapa tak terfikir mencari bahan bakar baru(BBB)???

nah ini gue mau cerita sedikit, recently gue diassigned diproject di South Africa(SA).gue gak gitu ngerti-ngerti banget ttg dunia perminyakan di SA, tapi yg gue tahu, setiap harinya hampir 4 jam sekali di SA pasti ada pemadaman bergilir. dan di berita2 sini bilang bahwa sebenarnya SA mengalami masalah dalam hal penyediaan bahan bakar untuk menghidupi electricity. mirip dong sama indonesia???

hubungannya dg project yg gue tangani, ada satu unit yg bernama unit synfuel. sebenarnya adanya unit ini berangkat dari keprihatinan bahwa SA tidak memiliki sumber minyak bumi yg sangat gigantic, hanya saja mereka memiliki banyak batu bara. sehingga dari situ mereka mulai berfikir untuk mencoba membuat bahan bakar liquid dari batu bara. nama prosesnya CTL = coal to liquid.

maka dari itu gue pengen cerita tentang proses CTL ini sendiri. secara garis besar saja…

under construction

Nah pada saat absolute pressure si liquid ini sama dengan liquid vapor pressure pada temperatur liquid saat itu, maka terjadi lah cavitasi. Artinya… ada bubble/vapor yang terbentuk, yang akan menyerang impeler. Impeller yang segede bagong itu bisa juga rusak…

[gambar1: akibat pergaulan bebas dg cavitasi *dr wiki*]

Pengalaman ada pompa yang gak bisa mendeliver liquid setinggi head yang diinginkan, hanya karena adanya kikisan kecil di impeller… buset!

[gambar2: bubble vs impeller]

 

Pada awalnya saya merasa bego sebego2nya waktu mencoba mengerti tentang cavitasi ini… dulu kebayangnya cavitasi ini cmn bikin vibrasi/noise, dan cuma kebayang adanya gelembung yg menabrak impeller. That’s all.

Begitu lihat rumah pompa yang segede gede bagong di tempat KP, agak sedikit kebayang mahalnya pompa dan kerugian yg ditimbulkan ketika pompa itu rusak… Nah! Selain itu ada juga pertanyaan yang waktu gue pertama kali belajar ttg pompa ini sering jadi pertanyaan yang tak terjawab. Kenapa pompa menjadi satu bahasan khusus yang sangat penting hingga semacam cavitasi sangat dihindari terjadi. Ini pasti ada hubungannya dengan duit dan duit… bukan begitu bukan?

Well… kalo boleh sedikit OOT dari cavitasi, *namanya juga blog*, based on yang gue baca di artikel Pak Dani Rusirawan “The Importance of Pump Reliability as a Rotating Equipment in the Process Industries (A Case Study of Centrifugal Pump)”. Mari kita lihat seberapa hebohnya peranan kerugian yang ditimbulkan oleh si pompa begitu pompa itu rusak.

[gambar 3:maintenance asset diagram]

Dari skema di atas, bisa dilihat bahwa dalam hal maintenance rotating equipment menduduki peringkat teratas. Yaitu sebesar 33%! Mari kita lihat peranan pengeluaran maintenance dalam seluruh kebutuhan suatu plant.

[gambar 4:maintenance dalam LCC]

Kedua diagram diatas gue asal comot ajah dari artikel2 pak dani rusirawan tadi.

Dari diagram diatas, terlihat bahwa maintenance lagi2 menduduki peringkat teratas… gampangannya misal kita butuh USD1juta untuk seluruh pengeluaran mendirikan suatu plant… USD390,000-nya untuk maintenance, dan USD128,000 hanya untuk maintenance rotating equipment. Sedangkan untuk purchase seluruh plant saja hanya USD40,000! Agak gak kebayang kan??? Sama!!!

Hal inilah yang membuat pompa sangat dipelajari sedetail mungkin sehingga sejak pemilihan sampai akhir hayatnya, investasi pada pompa merupakan investasi yang tepat dan akurat. Sehingga semacam cavitation yg bisa merusak pompa jadi sangat penting untuk dihindari.

Back to the topic… untuk menghindari cavitasi… sebenarnya adalah naikkan NPSHA dan/atau turunkan NPSHR.

Menaikkan NPSHA bisa dengan:

• 1. Menaikkan elevasi suction (elevasi liquid level ataupun elevasi vessel). Dengan menaikkan elevasi, berarti kita menaikkan static head, menaikkan NPSHA. Untuk menaikkan elevasi ini ada banyak batasannya juga… gak boleh tinggi2 juga… batasannya tentu saja dihitung dg duit.
• 2. Turunkan elevasi pompa. Semirip dengan menaikkan elevasi suction vessel.
• 3. Kurangi friksi2 di pipa, sehingga pressure loss bisa berkurang dan NPSHA membesar.
• 4. Gunakan booster pump (pompa yg biasanya sizenya lebih kecil, untuk menyediakan NPSHA cukup)
• 5. Subcooled the liquid sehingga P vapornya pun turun…

Menurunkan NPSHR bisa dengan:

• 1. Menggunakan kecepatan putaran impeller yang lebih kecil. kecepatan pump besar mengakibatkan pressure loss besar, sehingga otomatis akan memperbesar NPSHR. Dengan menurunkanya akan menurunkan NPSHR.
• 2. Menduakan suction impeller sebenarnya semirip dg memperbesar impeller eye area, memperkecil pressure loss.
• 3. Memperbesar impeller eye area
• 4. Memparalelkan pompa yang lebih kecil…
• 5. Menggunakan suction inducer impeller
• 6. Menggunakan vertical pump yg menyediakan tambahan NPSHA

Dari keseluruhan cara diatas perlu dilakukan studi ekonomi dan kelayakan yg lebih lanjut dan lebih njlimet tapi penting untuk mendapatkan solusi terbaiknya…