58 58
(Ini mse gbgan smo bab3 yg (Ini mse gbgan smo bab3 yg HE)HE) 3.1 Judul
3.1 Judul
Menghitung
Menghitung kinerja kinerja alat alat Reboiler Reboiler Debutanizer Debutanizer FLRS-E-107 FLRS-E-107 pada pada UnitUnit RFCC (
RFCC ( Riser Fluidized Catalityc Crangking Riser Fluidized Catalityc Crangking ) di PT. Pertamina (Persero) RU III) di PT. Pertamina (Persero) RU III Plaju-Sei. Gerong
Plaju-Sei. Gerong 3.2
3.2 Latar Latar BelakangBelakang Riser Fluidized
Riser Fluidized Catalytic CrackCatalytic Cracking Uning Unit it (( RFCCU ) diRFCCU ) di Refinery Unit IIIRefinery Unit III Sungai Gerong merupakan salah satu
Sungai Gerong merupakan salah satu Secondary Processing Unit untuk mengolahSecondary Processing Unit untuk mengolah komponen
komponen crudecrude menjadi produk-produk turunannya yang mempunyai nilaimenjadi produk-produk turunannya yang mempunyai nilai ekonomis tinggi. Fungsi RFCCU adalah merengkah fraksi berat yaitu gasoil dan ekonomis tinggi. Fungsi RFCCU adalah merengkah fraksi berat yaitu gasoil dan long residu menjadi
long residu menjadi minyak fraksi minyak fraksi ringan dengan ringan dengan bantuan panas bantuan panas dan katalis,dan katalis, katalis yang digunakan adalah Silika Alumina (Al
katalis yang digunakan adalah Silika Alumina (Al22OO33-SiO-SiO22). Pada bagian RFCCU). Pada bagian RFCCU
terdapat kolom FLRS
terdapat kolom FLRS T-102 yang T-102 yang berfungsi sebagai berfungsi sebagai tempat pemisahan tempat pemisahan butanebutane dengan fraksi propane nya denganmemanfaat kan proses destilasi panas. Panas dengan fraksi propane nya denganmemanfaat kan proses destilasi panas. Panas pada
pada kolom kolom FLRS FLRS T-102 T-102 didapatdari didapatdari reboiler reboiler FLRS FLRS E-107 E-107 yang yang memanfaatkanmemanfaatkan panas
panas dari dari top top produk produk tower tower FCT-1 FCT-1 berupa berupa MPA MPA panas. panas. Bahan Bahan yang yang didih didih kankan oleh Reboiler berupa napthahasil dari
oleh Reboiler berupa napthahasil dari bottom produk kolom FLRS T-403.bottom produk kolom FLRS T-403.
Reboiler merupakan peralatan perpindahan panas yang Reboiler merupakan peralatan perpindahan panas yang berfungsimendidihkan
berfungsimendidihkan kembali kembali (reboil) (reboil) serta serta menguapkan menguapkan sebagian sebagian cairan cairan yangyang di
di proses. proses. Reboiler Reboiler FLRS FLRS E-107 E-107 merupakan merupakan reboiler reboiler berbentuk berbentuk heatheat exchanger
exchanger yang berupa shell yang berupa shell and tube dan and tube dan jika dilihat jika dilihat dari posisi dari posisi nya, E-107nya, E-107 bertipehorizontal thermoshyphone
bertipehorizontal thermoshyphone
Pemakaian alat perpindahan panas secara terus menerus dapat Pemakaian alat perpindahan panas secara terus menerus dapat mengakibatkan penurunan kemampuan kerja alat yang diakibatkan timbulnya mengakibatkan penurunan kemampuan kerja alat yang diakibatkan timbulnya kerak atau kotoran yang ditimbulkan oleh media yang digunakan. kerak atau kotoran yang ditimbulkan oleh media yang digunakan. Untuk
Untuk mengetahui mengetahui kelayakan kelayakan suatu suatu alat alat perpindahan perpindahan panas, panas, makamaka diperlukan
perpindahan
perpindahan panas panas tersebut. tersebut. Perhitungan Perhitungan ini ini memerlukan memerlukan data-data data-data yang yang diambildiambil baik
baik secara secara langsung langsung atau atau pun pun didapat didapat dari dari alat alat ukur ukur yang yang sudah sudah terpasang terpasang didi alat
alat perpidahan perpidahan panas panas tersebut. tersebut. Untuk Untuk melihat melihat kelayakan kelayakan alat alat tersebut,tersebut, hasil perhitungan actual dapat di bandingkan dengan desain alatnya.
hasil perhitungan actual dapat di bandingkan dengan desain alatnya.
3.3 Tujuan 3.3 Tujuan
Adapun tujuan dari pembuatan laporan ini adalah : Adapun tujuan dari pembuatan laporan ini adalah : Untuk mengetahui
Untuk mengetahui proses proses perpindahan perpindahan panas panas yang terjyang terjadi adi dan dan MenghitungMenghitung efisiensi kinerja
efisiensi kinerja Reboiler Debutanizer FLRS-E-107 Reboiler Debutanizer FLRS-E-107 pada pada Unit Unit RFCC RFCC PT.PT. PERTAMINA RU III dengan melihat nilai Fouling Factor (Rd) dan Press
PERTAMINA RU III dengan melihat nilai Fouling Factor (Rd) dan Pressure Dropure Drop pada Tube side.
pada Tube side.
3.4 Manfaat 3.4 Manfaat
Adapun manfaat dari pembuatan laporan ini adalah: Adapun manfaat dari pembuatan laporan ini adalah:
1.
1. Memberikan informasi serta masukan kepada Industri mengenai kondisiMemberikan informasi serta masukan kepada Industri mengenai kondisi kinerja alat Reboiler Debutanizer FL
kinerja alat Reboiler Debutanizer FLRS-E-107 pada RS-E-107 pada Unit Unit RFCCU di PRFCCU di PT.T. Pertamina (Persero)
Pertamina (Persero) RU III RU III Plaju-Sei. Gerong Plaju-Sei. Gerong yang yang dilakukan dilakukan dengandengan perhitungan
perhitungan manual manual berdasarkanberdasarkan data kondisi design dan aktual dengandata kondisi design dan aktual dengan menggunakan metode
menggunakan metode Kern Kern sekarang ini. sekarang ini.
2.
2. Mengaplikasikan ilmu yang didapat selama proses pembelajarMengaplikasikan ilmu yang didapat selama proses pembelajar an di bangkuan di bangku kuliah dalam skala Industri, khusunya di PT. PERTAMINA RU III kuliah dalam skala Industri, khusunya di PT. PERTAMINA RU III Plaju-Sei. Gerong.
Sei. Gerong. 3.5 Rumusan Masalah
3.5 Rumusan Masalah (PILIH SALAH SATU GAA)(PILIH SALAH SATU GAA)
Bagaimana cara menghitungBagaimana cara menghitung pressure drop pressure drop dan efisiensi kinerja alatdan efisiensi kinerja alat
pada peralatan Reboiler Debutanizer FLRS-E-107 pada Unit
pada peralatan Reboiler Debutanizer FLRS-E-107 pada Unit RFCCRFCC (( Riser Fluidized Catalityc Crangking Riser Fluidized Catalityc Crangking ) di PT. Pertamina (Persero) RU) di PT. Pertamina (Persero) RU III Plaju-Sei. Gerong
III Plaju-Sei. Gerong
Dalam penyusunan laporan kerja praktek iDalam penyusunan laporan kerja praktek ini, penyusunni, penyusun
membatasi pokok permasalahan mengenai evaluasi kinerja membatasi pokok permasalahan mengenai evaluasi kinerja
Reboiler FLRS-E-107 pada unit RFCC (Riser Fluidized Catalytic Reboiler FLRS-E-107 pada unit RFCC (Riser Fluidized Catalytic
Cracking) ditinjau dari nilai
Cracking) ditinjau dari nilai f f ouling factor yang terhitung di unit PTouling factor yang terhitung di unit PT Pertamina RU III Plaju-Sungai Gerong.
Pertamina RU III Plaju-Sungai Gerong.
3.6Tinjauan Pustaka
3.6Tinjauan Pustaka (CEE EDIT LAGI )(CEE EDIT LAGI ) 3.6.1 Pengertian Heat Exchanger
3.6.1 Pengertian Heat Exchanger
Reboiler
Reboiler merupakan peralatan perpindahan panas yang berfungsi untukmerupakan peralatan perpindahan panas yang berfungsi untuk mendidihkan kembali (
mendidihkan kembali (reboil reboil ) atau menguapkan sebagian produk) atau menguapkan sebagian produk bottombottom dari dari kolom distalasi sehingga fraksi-fraksi ringan yang terikut bottom produk dapat kolom distalasi sehingga fraksi-fraksi ringan yang terikut bottom produk dapat diuapkan kembali.
diuapkan kembali. .. 3.6.2
3.6.2 Komponen-komKomponen-komponen ponen Utama Utama Shell Shell and and Tube Tube Heat Heat ExchangerExchanger 1.
1. ShellShell
Komponen alat yang merupakan cangkang atau pembungkus Komponen alat yang merupakan cangkang atau pembungkus berkas pembuluh, dimana salah satu fluida mengalir masuk dan k
berkas pembuluh, dimana salah satu fluida mengalir masuk dan keluar.eluar. 2.
2. TubeTube
Komponen alat yang dialiri fluida lainnya, yang dindingnya Komponen alat yang dialiri fluida lainnya, yang dindingnya merupakan lintas pertukaran panas. Berkas t
merupakan lintas pertukaran panas. Berkas tube,ube, dirangkum olehdirangkum oleh ”tube”tube sheet”,
sheet”, dan tersusun dalam pola segitigadan tersusun dalam pola segitiga (triangular),(triangular), pola pola bunjurbunjur sungkar
sungkar (square)(square) atau pola diagonalatau pola diagonal (diagonal square).(diagonal square). 3.
3. Baffle Baffle
Komponen ini merupakan lempengan logam yang dipasang tegak Komponen ini merupakan lempengan logam yang dipasang tegak lurus poros
lurus poros “shell”“shell” dan berfungsi mengatur pola aliran fluida dalam dan berfungsi mengatur pola aliran fluida dalam shell,
shell, dengan tujuan untuk memperbaiki kontak antara fluida dalam dengan tujuan untuk memperbaiki kontak antara fluida dalam shell shell dengan
dengan tubetube ny nya, sehingga, sehingga pertuka pertukaran aran panas dapat panas dapat berlangsung berlangsung lebihlebih sempurna.
sempurna. 4.
4. Channel Channel
Komponen alat ini berfungsi untuk membalikan arah aliran fluida Komponen alat ini berfungsi untuk membalikan arah aliran fluida dalam
dalam tubetube pada jenis pada jenis fixed tube fixed tube exchanger exchanger . Pada konstruksi lain disebut. Pada konstruksi lain disebut juga
5.
5. Nozzle Nozzle
Komponen alat ini merupakan saluran masuk dan keluar fluida Komponen alat ini merupakan saluran masuk dan keluar fluida kedalam
kedalam shell shell dan kedalam dan kedalam tube.tube.
3.6.3
3.6.3 Pengertian Pengertian Perpindahan Perpindahan PanasPanas
Proses perpindahan panas yang terjadi pada suatu fluida proses merupakan Proses perpindahan panas yang terjadi pada suatu fluida proses merupakan bagian terpenting
bagian terpenting dalam dalam proses industri proses industri kimia. Mkimia. Mekanisme ekanisme perpindahan panas perpindahan panas iniini disebabkan beda
disebabkan beda temperaturetemperature antara fluida antara fluida yang satu dengan fluida yang lain, baikyang satu dengan fluida yang lain, baik perpindahannya
perpindahannya secara secara konduksi, konduksi, konveksi konveksi maupun maupun radiasi. radiasi. Sifat Sifat perpindahanperpindahan panas
panas adalah adalah bila bila dua dua buah buah benda benda mempunyai mempunyai suhu suhu yang yang berbeda berbeda mengalamimengalami kontak baik secara langsung maupun tidak langsung, maka panas akan mengalir kontak baik secara langsung maupun tidak langsung, maka panas akan mengalir dari benda yang suhunya lebih tinggi ke
dari benda yang suhunya lebih tinggi ke benda yang suhunya lebih rendah.benda yang suhunya lebih rendah. Heat Exchanger (HE)
Heat Exchanger (HE)
Di industri-industri kimia banyak memanfaatkan heat exchanger utk Di industri-industri kimia banyak memanfaatkan heat exchanger utk pertukaran panas, dan yg sering digu
pertukaran panas, dan yg sering digunakan adalah 2 tipe dibawah ini :nakan adalah 2 tipe dibawah ini : 1.
1. STHE (Shell and STHE (Shell and Tube Heat Exchanger)Tube Heat Exchanger)
Adalah penukar panas yang terdiri dari bagian luar (shell) dan bagian Adalah penukar panas yang terdiri dari bagian luar (shell) dan bagian dalam (tube)
dalam (tube) Karakteristik : Karakteristik :
a.
a. Luas perpindahan panas > 120 ft2Luas perpindahan panas > 120 ft2
b.
b. Utk kapasitas aliran besarUtk kapasitas aliran besar
c.
c. Perawatan mudahPerawatan mudah
d.
d. Efisien tempatEfisien tempat
e.
e. Digunakan untuk range suhu yg besar (Digunakan untuk range suhu yg besar (-100 C sd 600 C)-100 C sd 600 C)
f.
Gambar 3.1 Shell and Tube Heat Exchanger Gambar 3.1 Shell and Tube Heat Exchanger
2.
2. DPHE (Double Pipe Heat Exchanger) DPHE (Double Pipe Heat Exchanger)
Adalah alat penukar panas yang terdiri dari 2 pipa (annulus = luar d Adalah alat penukar panas yang terdiri dari 2 pipa (annulus = luar d anan inner pipe = dalam)
inner pipe = dalam) Karakteristik : Karakteristik :
a.
a. Digunakan untuk kapasitas aliran kecilDigunakan untuk kapasitas aliran kecil
b.
b. Luas perpindahan panas < 120 ft2Luas perpindahan panas < 120 ft2
c.
c. Boros tempatBoros tempat
d.
d. Sulit pembersihanSulit pembersihan
Gambar 3.2 Double Pipe Heat Exchanger Gambar 3.2 Double Pipe Heat Exchanger
Istilah-istilah yg sering muncul pada perancangan heat exchanger (HE) : Istilah-istilah yg sering muncul pada perancangan heat exchanger (HE) :
a.
a. Fouling factor (Rd), tingkat kekotoran dari HE, digunakan untukFouling factor (Rd), tingkat kekotoran dari HE, digunakan untuk menghitung efisiensi alat dari tahun ke tahun dan pada STHE untuk menghitung efisiensi alat dari tahun ke tahun dan pada STHE untuk pembersihan
pembersihan tube tube per per satu-satu satu-satu sehingga sehingga alat alat tetap tetap bisa bisa bekerja. Rd bekerja. Rd > > RdRd ketetapan maka over desain dan Rd < Rd ketetapan maka under desain
ketetapan maka over desain dan Rd < Rd ketetapan maka under desain
b.
b. Baffle, penghalang aliran pada DPHE sehingga aliran dari pipa luar lebihBaffle, penghalang aliran pada DPHE sehingga aliran dari pipa luar lebih lama kontak dengan aliran bagian dalam
lama kontak dengan aliran bagian dalam
c.
c. Uc, tahanan panas dalam keadaan bersihUc, tahanan panas dalam keadaan bersih
d.
d. Ud, tahanan panas dalam keadaan kotorUd, tahanan panas dalam keadaan kotor
e.
e. Pressure Drop (ΔP)Pressure Drop (ΔP), penurunan tekanan karena aliran fluida. Untuk, penurunan tekanan karena aliran fluida. Untuk liquid max 10 psi dan gas 2 psi
liquid max 10 psi dan gas 2 psi
f.
f. Co-Current, aliran antar fluida searahCo-Current, aliran antar fluida searah
g.
g. Counter-Current, aliran antar fluida berlawanan arahCounter-Current, aliran antar fluida berlawanan arah
Gambar 3.3 aliran fluida Gambar 3.3 aliran fluida
Alasan fluida ditempatkan pada pipa bagian
Alasan fluida ditempatkan pada pipa bagian dalamdalam adalah adalah a.
a. Fluida yang mudah menguap dan mahal harganyaFluida yang mudah menguap dan mahal harganya b.
b. Fluida panas, karena kalau diletakkan di bagian dalam lebih rendah heatFluida panas, karena kalau diletakkan di bagian dalam lebih rendah heat loss-nya
loss-nya c.
c. Fluida dengan laju alir yang besar, karena kalau didalam alFluida dengan laju alir yang besar, karena kalau didalam al at tidak goyangat tidak goyang d.
d. Pada STHE, fluida mudah mengendap, jadi kalau Pada STHE, fluida mudah mengendap, jadi kalau diletakkan di tube akandiletakkan di tube akan mudah pembersihannya
mudah pembersihannya
3.6.4 Macam
3.6.4 Macam – – macam proses perpindahan panas macam proses perpindahan panas
Proses perpindahan panas yang terjadi di dalam proses-proses kimia dapat Proses perpindahan panas yang terjadi di dalam proses-proses kimia dapat berlangsung dengan tiga cara yaitu :
berlangsung dengan tiga cara yaitu : 1.
1. Perpindahan Panas Secara KonduksiPerpindahan Panas Secara Konduksi
Perpindahan panas secara konduksi adalah perpindahan panas antara Perpindahan panas secara konduksi adalah perpindahan panas antara molekul-molekul yang saling berdekatan antara satu sama lain dan tidak molekul-molekul yang saling berdekatan antara satu sama lain dan tidak diikuti oleh perpindahan molekul-molekul secara fisis. Perpindahan diikuti oleh perpindahan molekul-molekul secara fisis. Perpindahan secara konduksi ini dapat berlangsung pada benda padat. Contoh secara konduksi ini dapat berlangsung pada benda padat. Contoh perpindahan panas
perpindahan panas secara secara konduksi konduksi adalah adalah perpindahan perpindahan panas panas dalam dalam zatzat padat
padat yang yang tidak tidak tembus tembus cahaya, cahaya, seperti seperti dinding dinding bata bata pada pada tungku tungku atauatau dinding logam pada tabung.
dinding logam pada tabung.
2.
2. Perpindahan Panas secara KonveksiPerpindahan Panas secara Konveksi
Perpindahan panas secara konveksi adalah perpindahan panas yang Perpindahan panas secara konveksi adalah perpindahan panas yang terjadi dari suatu tempat ke tempat lain dengan gerakan partikel secara terjadi dari suatu tempat ke tempat lain dengan gerakan partikel secara fisis.
Perpindahan panas secara konveksi menurut terjadinya ada dua macam, Perpindahan panas secara konveksi menurut terjadinya ada dua macam,
yaitu: yaitu: a.
a. Konveksi bebasKonveksi bebas natural convectionnatural convection
Adalah proses perpindahan panas yang berlangsung secara Adalah proses perpindahan panas yang berlangsung secara alamiah, dimana perpindahan panas molekul-molekul dalam zat alamiah, dimana perpindahan panas molekul-molekul dalam zat yang dipanaskan terjadi dengan sendirinya tanpa adanya tenaga dari yang dipanaskan terjadi dengan sendirinya tanpa adanya tenaga dari luar.
luar. b.
b. Konveksi paksaKonveksi paksa forced convection forced convection
Adalah proses perpindahan panas yang terjadi karena adanya Adalah proses perpindahan panas yang terjadi karena adanya tenaga dari luar, misalnya pengadukan. Jika dalam suatu alat tenaga dari luar, misalnya pengadukan. Jika dalam suatu alat dikehendaki pertukaran panas, maka perpindahan panas terjadi dikehendaki pertukaran panas, maka perpindahan panas terjadi secara konveksi paksa karena laju panas yang dipindahkan naik secara konveksi paksa karena laju panas yang dipindahkan naik dengan adanya aliran atau pengadukan.
dengan adanya aliran atau pengadukan. c.
c. Perpindahan Panas secara RadiasiPerpindahan Panas secara Radiasi
Radiasi adalah istilah yang digunakan untuk perpindahan Radiasi adalah istilah yang digunakan untuk perpindahan energi panas melalui ruang oleh gelombang elektromagnetik. energi panas melalui ruang oleh gelombang elektromagnetik. Perambatan gelombang elektromagnetik dapat berlangsung baik Perambatan gelombang elektromagnetik dapat berlangsung baik dalam suatu medium maupun dalam ruang hampa (
dalam suatu medium maupun dalam ruang hampa (vacuumvacuum).).
Jika radiasi berlangsung melalui ruang hampa, maka partikel Jika radiasi berlangsung melalui ruang hampa, maka partikel – – partikel
partikel tidak tidak ditransformasikan ditransformasikan menjadi menjadi kalor kalor atau atau bentuk bentuk lain lain daridari energi, dan tidak pula terbelok dari lintasannya. Tetapi sebaliknya, energi, dan tidak pula terbelok dari lintasannya. Tetapi sebaliknya, apabila terdapat zat pada lintasannya, maka radiasi akan terjadi apabila terdapat zat pada lintasannya, maka radiasi akan terjadi transmisi, refleksi, dan absorpsi.
A.
A. JenisJenis – – jenis jenis heat exchanheat exchan geger r berdasarkan bentuknya berdasarkan bentuknya Heat
Heat Exchanger Exchanger dapat dikelompokkan menjadi beberapa macam dapat dikelompokkan menjadi beberapa macam berdasarkan bentuknya, yaitu :
berdasarkan bentuknya, yaitu :
Gambar 3.4 Straight-Tube Heat Exchanger Gambar 3.4 Straight-Tube Heat Exchanger
Heat ExchangerHeat Exchanger
Heat
Heat Exchanger Exchanger jenis jenis ini ini adalah adalah alat alat yang digunakan yang digunakan untukuntuk menukarkan
menukarkan panas panas dari dari temperatur temperatur tinggi tinggi ketemperatur ketemperatur rendah rendah melaluimelalui perantara (konduksi) media perantaranya meggunakan tubing
perantara (konduksi) media perantaranya meggunakan tubing. Fluida Yang. Fluida Yang akan dipanaskan atau didinginkan merupakan fluida yang sama. Contoh akan dipanaskan atau didinginkan merupakan fluida yang sama. Contoh fluidanya adalah "minyak dengan minyak".
fluidanya adalah "minyak dengan minyak".
Gambar 3.5 Cooler Gambar 3.5 Cooler
CoolerCooler
Adalah Heat Exchanger yang berfungsi untuk mendinginkan fluida. Adalah Heat Exchanger yang berfungsi untuk mendinginkan fluida. Fluida utama adalah fluida yang didinginkan. Fluida pendinginnya Fluida utama adalah fluida yang didinginkan. Fluida pendinginnya biasanya
biasanya mengunakan mengunakan air(water). air(water). Cooler Cooler ini ini penukaran penukaran panas panas melaluimelalui perantara (konduksi) media perantaranya adalah cubing.
perantara (konduksi) media perantaranya adalah cubing.
Gambar 3.6 Chiller Gambar 3.6 Chiller
ChilerChiler
Chiler adalah alat penukar panas yang fungsinya hampir sama Chiler adalah alat penukar panas yang fungsinya hampir sama dengan cooler yaitu mendinginkan fluida utama. hanya saja fluidanya dengan cooler yaitu mendinginkan fluida utama. hanya saja fluidanya pendinginnya menggu
pendinginnya menggunakan refigeran, vreon.nakan refigeran, vreon.
Gambar 3.7 Reboiler Gambar 3.7 Reboiler
ReboilerReboiler
Alat penukar panas yang digunakan untuk memanaskan dan Alat penukar panas yang digunakan untuk memanaskan dan menguapkan sebagian dari fluida utama. fluida utama akan menjadi dua menguapkan sebagian dari fluida utama. fluida utama akan menjadi dua fasa (cair dan gas). Fluida yang bbiasa untuk memanaskannya fasa (cair dan gas). Fluida yang bbiasa untuk memanaskannya menggunakan steam. menggunakan steam. Gambar 3.8 Condenser Gambar 3.8 Condenser CondenserCondenser
Adalah alat yang digunakan untuk merubah fasa fluida dari gas Adalah alat yang digunakan untuk merubah fasa fluida dari gas menjadi
menjadi cair. cair. Proses Proses ini ini disebut disebut dengan dengan proseskondensasi. proseskondensasi. Hasil Hasil daridari condensasi ini dinamakan kondensat. Condensor ini untuk posisi pada condensasi ini dinamakan kondensat. Condensor ini untuk posisi pada umumnya adalah vertikal. Fluida untuk pendinginannya menggunakan air umumnya adalah vertikal. Fluida untuk pendinginannya menggunakan air bertekanan rendah dan mempuny
bertekanan rendah dan mempunyai flow yang rendah.ai flow yang rendah.
3.6.5
3.6.5 Kategori penukaKategori penukar panas berdasar panas berdasarkan penggunaarkan penggunaannyannya
Berdasarkan jenis penggunaannya alat penukar panas dapat dikategorikan Berdasarkan jenis penggunaannya alat penukar panas dapat dikategorikan sebagai berikut :
sebagai berikut : 1.
1. Preheater Preheater
Alat ini digunakan untuk mentransfer panas dari fluida yang masih bersuhu Alat ini digunakan untuk mentransfer panas dari fluida yang masih bersuhu tinggi ke fluida yang bersuhu rendah yang bertujuan untuk dimanfaatkan tinggi ke fluida yang bersuhu rendah yang bertujuan untuk dimanfaatkan oleh fluida yangbersuhu rendah sebelum masuk ke
oleh fluida yangbersuhu rendah sebelum masuk ke furnace furnace, yang mnan, yang mnan bertujuan agar kerja
2.
2. CondensorCondensor
Alat ini digunakan untuk menurunkan suhu dari uap atau
Alat ini digunakan untuk menurunkan suhu dari uap atau vapourvapour sampaisampai mencapai titk pengembunan atau kondensasi ke suhu cair, dengan mencapai titk pengembunan atau kondensasi ke suhu cair, dengan mentransfer panasnya ke fluida lain, biasanya air, dapat air tawar ataupun mentransfer panasnya ke fluida lain, biasanya air, dapat air tawar ataupun air laut.
air laut.
3.
3. Reboiler Reboiler
Alat ini digunakan untuk memproduksi uap dari
Alat ini digunakan untuk memproduksi uap dari liquid liquid , dimana, dimana liquidliquid tersebut dipanaskan dengan melewatkan uap air yang ada pada
tersebut dipanaskan dengan melewatkan uap air yang ada pada tubetube bundle
bundle.yang mana media pemanas biasa digunakan adalah steam..yang mana media pemanas biasa digunakan adalah steam. Perpidahan panas yang terjadi juga disertai perubahan fase, tetapi dari Perpidahan panas yang terjadi juga disertai perubahan fase, tetapi dari bentuk
bentuk liquidliquid menjadimenjadi vapourvapour dengan sumber panas dari fluida prosesdengan sumber panas dari fluida proses maupun sistem.
maupun sistem.
4.
4. CoolerCooler
Alat ini digunakan untuk mendinginkan
Alat ini digunakan untuk mendinginkan liquid liquid yang panas sampai yang panas sampai mencapai
mencapai suhu tertentu ysuhu tertentu yang dikehendaki. ang dikehendaki. Peristiwa perpindahan Peristiwa perpindahan panaspanas yang terjadi tanpa perubahan fasa.
yang terjadi tanpa perubahan fasa.
5.
5. ChillerChiller
Alat ini digunakan untuk mendinginkan fluida pada suhu yang lebih Alat ini digunakan untuk mendinginkan fluida pada suhu yang lebih rendah. Dimana media pendingin biasanya dapat digunakan berupa air, rendah. Dimana media pendingin biasanya dapat digunakan berupa air, propane
propane,, freon freon, ataupun, ataupun ammoniaammonia..
6.
6. Evaporator Evaporator Alat
Alat ini ini digunakan digunakan untuk untuk menguapkan menguapkan fluida fluida cair cair dengan dengan menggunakanmenggunakan suatu media pemanas (
7.
7. Cooling towerCooling tower
Alat ini digunakan untuk mendinginkan fluida dengan menggunakan Alat ini digunakan untuk mendinginkan fluida dengan menggunakan hembusan udara.
hembusan udara.
8.
8. Furnace Furnace
Alat ini digunakan bertujuan untuk menaikan suhu feed sampai Alat ini digunakan bertujuan untuk menaikan suhu feed sampai temperatur tertentu sebelum diproses dikolom CDU, HVU, dan RFFU. temperatur tertentu sebelum diproses dikolom CDU, HVU, dan RFFU.
3.6.6
3.6.6 Tipe Penukar PanasTipe Penukar Panas 1.
1. Direct Direct
Pada peralatan
Pada peralatan tipe direct tipe direct , kedua fluida yang akan dipertukarkan, kedua fluida yang akan dipertukarkan panasnya bercampur menjadi satu.
panasnya bercampur menjadi satu.
2.
2. Indirect Indirect Pada peralatan
Pada peralatan tipe indirect tipe indirect , kedua fluida yang akan dipertukarkan, kedua fluida yang akan dipertukarkan panasnya ti
panasnya tidak dak bersentuhan bersentuhan langsung sehingga langsung sehingga perpindahan panasnyaperpindahan panasnya terjadi melalui dinding pemisah.
terjadi melalui dinding pemisah.
3.6.7
3.6.7 KlasifikasiKlasifikasiHH eeat Exchanat Exchan geger r Berdasarkan Bentuk Berdasarkan Bentuk
1.
1. Pipe Exchanger Pipe Exchanger
Heat Exchanger ini adalah jenis yang paling sederhana yang hanya Heat Exchanger ini adalah jenis yang paling sederhana yang hanya terdiri atas pipa besar dan kecil yang disusun secara konsentris. Jenis terdiri atas pipa besar dan kecil yang disusun secara konsentris. Jenis ini biasanya digunakan untuk mendinginkan atau memanaskan fluida ini biasanya digunakan untuk mendinginkan atau memanaskan fluida proses.
proses.
2.
2. Shell and Tube ExchangerShell and Tube Exchanger
Merupakan Heat Exchanger yang terdiri dari suatu pipa besar yang Merupakan Heat Exchanger yang terdiri dari suatu pipa besar yang berisi sejumlah t
berisi sejumlah tube yang lebih kecil. Jube yang lebih kecil. J enis ini dapat enis ini dapat dugunakan untukdugunakan untuk mendinginkan atau memanaskan fluida proses.
3.
3. Flate and Fram Exchan Flate and Fram Exchanger ger
Merupakan Heat Exchanger yang terdiri atas plate-plate yang Merupakan Heat Exchanger yang terdiri atas plate-plate yang dipasang sebagai penyekat antara fluida dingin dan fluida panas.
dipasang sebagai penyekat antara fluida dingin dan fluida panas.
4.
4. Air Cooled Exchanger Air Cooled Exchanger
Alat ini digunakan untuk mendinginkan suatu cairan dengan udara Alat ini digunakan untuk mendinginkan suatu cairan dengan udara sebagai fluida pendinginnya. Cairan disalurkan kedalam pipa dan sebagai fluida pendinginnya. Cairan disalurkan kedalam pipa dan udara dialirkan kebagian luar pipa tersebut.
udara dialirkan kebagian luar pipa tersebut.
5.
5. Box Cooler Box Cooler
Merupakan alat pendingin yang terdiri dari suatu coil pipa yang Merupakan alat pendingin yang terdiri dari suatu coil pipa yang direndam dalam
direndam dalam sebuah tangki terbusebuah tangki terbuka ( segi emka ( segi empat ).pat ).
3.6.8
3.6.8 Jenis-jenis AJenis-jenis Aliranliran
Berdasarkan konfigurasi arah aliran, maka alat penukar panas dapat Berdasarkan konfigurasi arah aliran, maka alat penukar panas dapat dikategorikan pada tiga jenis konfigurasi aliran yaitu :
dikategorikan pada tiga jenis konfigurasi aliran yaitu :
1.
1. Aliran Sejajar (Aliran Sejajar (CoCo – – current flow current flow))
Kedua jenis fluida masuk dari satu sisi secara bersamaan, mengalir pada Kedua jenis fluida masuk dari satu sisi secara bersamaan, mengalir pada arah yang sama dan keluar dari sisi
arah yang sama dan keluar dari sisi lainnya yang sama.lainnya yang sama.
Gambar 3.9 Aliran Sejajar (
Keterangan : Keterangan :
To = Fluida panas yang keluar ( To = Fluida panas yang keluar (00C)C) Ti = Fluida panas yang masuk ( Ti = Fluida panas yang masuk (00C)C)
t o = Fluida dingin yang keluar ( t o = Fluida dingin yang keluar (00C)C) t i = Fluida dingin yang masuk ( t i = Fluida dingin yang masuk (00C)C)
2.
2. Aliran berlawanan arah (Aliran berlawanan arah (CounterCounter – – current flow current flow))
Dua jenis fluida masuk dari arah yang berlawanan dan keluar dari sisi Dua jenis fluida masuk dari arah yang berlawanan dan keluar dari sisi yang berlawanan pula.
yang berlawanan pula.
Gambar 3
Gambar 3.10 A.10 Aliran berlawanan liran berlawanan arah arah ((Counter- current flow)Counter- current flow) Keterangan :
Keterangan :
To = Fluida panas yang keluar ( To = Fluida panas yang keluar (00C)C)
Ti = Fluida panas yang masuk ( Ti = Fluida panas yang masuk (00C)C)
t o = Fluida dingin yang keluar ( t o = Fluida dingin yang keluar (00C)C)
t i = Fluida dingin yang masuk ( t i = Fluida dingin yang masuk (00C)C)
3.
3. Aliran kombinasi (gabungan)Aliran kombinasi (gabungan)
Satu fluida masuk dari satu sisi kemudian berbagi arah ke arah sisi masuk, Satu fluida masuk dari satu sisi kemudian berbagi arah ke arah sisi masuk, sedangkan fluida lainnya masuk dan keluar dari sisi
sedangkan fluida lainnya masuk dan keluar dari sisi yang berlainan.yang berlainan.
Gambar 3.11 Aliran kombinasi (gabungan) Gambar 3.11 Aliran kombinasi (gabungan) Keterangan :
Keterangan :
T1 = Fluida panas yang masuk ( T1 = Fluida panas yang masuk (00C)C)
T2= Fluida panas yang keluar ( T2= Fluida panas yang keluar (00C)C)
t 1 = Fluida dingin yang masuk ( t 1 = Fluida dingin yang masuk (00C)C)
t 2 = Fluida dingin yang keluar ( t 2 = Fluida dingin yang keluar (00C)C)
Shell
Shell dandan Tube Exchanger Tube Exchanger sejauh ini paling umum digunakan untuk proses sejauh ini paling umum digunakan untuk proses perpindahan
perpindahan panas panas di di industri industri kimia. kimia. Keuntungan Keuntungan yang yang diperoleh diperoleh daridari heatheat exchanger
exchanger jenis ini adalah : jenis ini adalah :
a.
a. Konfigurasinya memberikan luas permukaan yang besar dengan volumeKonfigurasinya memberikan luas permukaan yang besar dengan volume yang kecil
yang kecil
b.
b. Secara mekanis, bentuknya cocok untuk proses bertekananSecara mekanis, bentuknya cocok untuk proses bertekanan
c.
c. Teknik pembuatannya lebih mudahTeknik pembuatannya lebih mudah
d.
d. Lebih mudah dibersihkanLebih mudah dibersihkan
e.
e. Prosedur perancangannya mudahProsedur perancangannya mudah
f.
f. Dapat digunakan untuk berbagai jenis bahan prosesDapat digunakan untuk berbagai jenis bahan proses
g.
3.6.9 Susunan
3.6.9 Susunan Tube Tube
Komponen untuk melepas atau menerima panas suatu alat penukar panas Komponen untuk melepas atau menerima panas suatu alat penukar panas dipengaruhi oleh besarnya luas permukaan (
dipengaruhi oleh besarnya luas permukaan (heating surfaceheating surface)) dimana besarnyadimana besarnya luas permukaan tergantung dari panjang, ukuran dan jumlah
luas permukaan tergantung dari panjang, ukuran dan jumlah tubetube. Susunan. Susunan tubetube mempengaruhi besarnya penurunan tekanan aliran fluida dalam
mempengaruhi besarnya penurunan tekanan aliran fluida dalam shell. shell. 1.
1. TubeTube dengan susunan bujur sangkardengan susunan bujur sangkar (square pitch)(square pitch)
Gambar 3.12
Gambar 3.12 Tube Tube dengan susunan dengan susunan bujur sangkarbujur sangkar (s (squarquar e e pitch)pitch)
2.
2. TubeTube dengan susunan segitigadengan susunan segitiga (trianguler pitch)(trianguler pitch)
Gambar 3.13
3.
3. TubeTube dengan susunan belah ketupat atau bentuk bujur sdengan susunan belah ketupat atau bentuk bujur sangkar yangangkar yang diputar 45
diputar 4500(square pitch rotate)(square pitch rotate)
Gambar 3.14
Gambar 3.14 Tube Tube dengan susunan belah ketupat diputar 45 dengan susunan belah ketupat diputar 45oo(square(square
pitch r
pitch r otateotated)d)
4.
4. TubeTube susunan segitiga dengan garis pembersihsusunan segitiga dengan garis pembersih (triangular pitch with(triangular pitch with cleaning liners)
cleaning liners)
Gambar 3.15
Gambar 3.15 Tube Tube susunan dengan garis pembersih susunan dengan garis pembersih (trianguler (trianguler pitcpitchh with
Macam
Macam – – macam pengaturan macam pengaturan tubetube di dalamdi dalamshellshell
a.
a. Inline Square Pitch Inline Square Pitch
Baik untuk kondisi perbedaan tekanan yang rendahBaik untuk kondisi perbedaan tekanan yang rendah
Koefisien perpindahan panas lebih rendah daripadaKoefisien perpindahan panas lebih rendah daripada triangular pitchtriangular pitch
b.
b. Diamond Square P Diamond Square Pitchitch
Digunakan untuk perbedaan tekanan rendah, tetapi tidak serendahDigunakan untuk perbedaan tekanan rendah, tetapi tidak serendah
inline Square pitch inline Square pitch
Mempunyai koefisien perpindahan panas yang lebih sebandingMempunyai koefisien perpindahan panas yang lebih sebanding inlineinline
square pitch square pitch c.
c. Inline Triangular Pitch Inline Triangular Pitch
Tidak banyak digunakan sepertiTidak banyak digunakan seperti triangular pitchtriangular pitch
Koefisien perpindahan panasnya lebih baik dibandingKoefisien perpindahan panasnya lebih baik dibanding square pitch square pitch
Perbedaan tekanan medium cukup tinggiPerbedaan tekanan medium cukup tinggi
Baik untuk fluida yang mudahBaik untuk fluida yang mudah fouling fouling
d.
d. Triangular PitchTriangular Pitch
Sangat umum digunakan, baik untukSangat umum digunakan, baik untuk iron fouling iron fouling ataupun ataupun fouling fouling
service service
Perbedaan tekanan medium tinggiPerbedaan tekanan medium tinggi
Mempunyai koefisien perpindahan panas yang paling baikMempunyai koefisien perpindahan panas yang paling baik
PengaturanPengaturan tubetube dandan shell shell yang paling baik yang paling baik
Dasar pertimbangan fluida yang mengalir di
Dasar pertimbangan fluida yang mengalir di bagianbagian shell shell dan dan tube tube
1.
1. Fluida yang kotor selalu melalui bagian yang mudah dibersihkan, yaituFluida yang kotor selalu melalui bagian yang mudah dibersihkan, yaitu melalui
melalui tubetube, terutama jika, terutama jika tube bundletube bundle bisa diambil. Tapi dapat melalui bisa diambil. Tapi dapat melalui shell
shell , bila kotorannya mengandung banyak, bila kotorannya mengandung banyak cokecoke, maka harus melalui, maka harus melalui shell
shell karena lebih mudah dibersihkan. karena lebih mudah dibersihkan. 2.
2. Fluida yang cepat memberikan kotoran, tekanan tinggi, korosif dan airFluida yang cepat memberikan kotoran, tekanan tinggi, korosif dan air selalu melalui
selalu melalui tubetube tahan terhadap tekanan tinggi dan biaya tahan terhadap tekanan tinggi dan biaya pemeliharaan
3.
3. fluida dalam bentuk campuranfluida dalam bentuk campuran non condensablenon condensable gas melalui gas melalui tubetube agaragar non condensable
non condensable gas tidak terjebak. gas tidak terjebak. Dari beberapa spesifikasi
Dari beberapa spesifikasi heat exchanger heat exchanger yang telah dijelaskan di atas maka yang telah dijelaskan di atas maka kita dapat mengetahui jenis
kita dapat mengetahui jenis heat exchanger heat exchanger yang dipakai sesuai dengan jenis yang dipakai sesuai dengan jenis fluida yang masuk.
fluida yang masuk.
F
F oulinoulin g facg factor tor (Rd) (Rd) Fouling
Fouling factor factor adalah suatu angka yang menunjukkan hambatan akibat adalah suatu angka yang menunjukkan hambatan akibat adanya kotoran yang terbawa oleh fluida yang mengalir dalam
adanya kotoran yang terbawa oleh fluida yang mengalir dalam heat exchanger heat exchanger ,, yang melapisi bagian dalam dan luar
yang melapisi bagian dalam dan luar tubetube.. Fouling Fouling factor factor sangat berpengaruh sangat berpengaruh terhadap proses perpindahan panas, karena pergerakannya terhambat oleh deposit. terhadap proses perpindahan panas, karena pergerakannya terhambat oleh deposit. Fouling
Fouling factor factor ditentukan berdasarkan harga koefisien perpindahan panas ditentukan berdasarkan harga koefisien perpindahan panas menyeluruh untuk kondisi bersih maupun kotor pada alat penukar panas yang menyeluruh untuk kondisi bersih maupun kotor pada alat penukar panas yang digunakan.
digunakan. Nilai
Nilai fouling factor fouling factor didapat dari perhitungan dan desain yang dapat dilihat didapat dari perhitungan dan desain yang dapat dilihat dari Tabel 12 Kern. Apabila nilai
dari Tabel 12 Kern. Apabila nilai fouling factor fouling factor hasil perhitungan lebih besar dari hasil perhitungan lebih besar dari nilai
nilai fouling fouling factor factor desain maka perpindahan panas yang terjadi di dalam alat desain maka perpindahan panas yang terjadi di dalam alat tidak memenuhi kebutuhan prosesnya adan harus segera
tidak memenuhi kebutuhan prosesnya adan harus segera dibersihkan. Nilaidibersihkan. Nilai fouling fouling factor
factor dijaga agar tidak melebihi nilai dijaga agar tidak melebihi nilai fouling fouling factor factor desainnya agar alat desainnya agar alat heatheat exchanger
exchanger dapat mentransfer panas lebih besar untuk keperluan prosesnya.dapat mentransfer panas lebih besar untuk keperluan prosesnya. Perhitungan
Perhitungan fouling factor fouling factor berguna dalam mengetahui apakah terdapat kotoran di berguna dalam mengetahui apakah terdapat kotoran di dalam alat dan kapan harus dilakukan pencucian.
dalam alat dan kapan harus dilakukan pencucian. Fouling
Fouling dapat terjadi dikarenakan adanya :dapat terjadi dikarenakan adanya : 1.
1. Pengotor beratPengotor berat Hard Hard Deposit Deposit , yaitu kerak keras yang berasal dari hasil, yaitu kerak keras yang berasal dari hasil korosi atau
korosi atau cokecoke keras. keras. 2.
2. Pengotor berporiPengotor berpori Porous Porous Deposit Deposit , yaitu kerak lunak yang berasal dari, yaitu kerak lunak yang berasal dari dekomposisi kerak.
Beberapa faktor yang menyebabkan terjadinya
Beberapa faktor yang menyebabkan terjadinya fouling fouling pada alat pada alat heat exchangerheat exchanger adalah :
adalah : a.
a. Kecepatan aliran fluidaKecepatan aliran fluida b.
b. Temperatur fluidaTemperatur fluida c.
c. Temperatur permukaan dindingTemperatur permukaan dinding tubetube d.
d. Fluida yang mengalir di dalam Fluida yang mengalir di dalam dindingdinding tubetube
Pencegahan
Pencegahan fouling fouling dapat dilakukan dengan tindakan dapat dilakukan dengan tindakan – – tindakan tindakan sebagai berikut sebagai berikut :: a.
a. Menggunakan bahan konstruksi yang tahan terhadap korosi.Menggunakan bahan konstruksi yang tahan terhadap korosi. b.
3.6.10
3.6.10 Metode Metode Perhitungan dan Perhitungan dan PembahasanPembahasan
Reboiler FLRS-E-107 di RFCC unit merupakan suatu alat penukar panas Reboiler FLRS-E-107 di RFCC unit merupakan suatu alat penukar panas yang digunakan untuk memanaskan fluida. Fluida yang dipanaskan berupa yang digunakan untuk memanaskan fluida. Fluida yang dipanaskan berupa Naptha
Naptha dengan media pemanasdengan media pemanas MPA (MPA ( Middle Pump Around Middle Pump Around )).. Untuk menghitung nilai
Untuk menghitung nilai fouling fouling factor, factor, pressure pressure dropdrop dan effisiensidan effisiensi Reboiler Debutanizer FLRS-E-107 dilakukan dengan beberapa tahap Reboiler Debutanizer FLRS-E-107 dilakukan dengan beberapa tahap penyelesaian. Adapun tahap-tahap yang h
penyelesaian. Adapun tahap-tahap yang harus dilakukan adalah sebagai berikut :arus dilakukan adalah sebagai berikut : 1.
1. Perhitungan Neraca Panas (Perhitungan Neraca Panas (HH eeat at BallBall ance ance )) (sumber : D.Q. Kern)(sumber : D.Q. Kern) Panas yang diberikan oleh MPA (
Panas yang diberikan oleh MPA ( Middle Pump Arround Middle Pump Arround ) :) : Q
Q = = m m . Cp . Cp . ∆t. ∆t (D.Q. (D.Q. Kern) Kern) ... . (1)(1) Panas yang diterima oleh Naptha:
Panas yang diterima oleh Naptha: Q
Q = = m m . . ∆h∆h ... (2)... (2) 2.
2. PerhitunganPerhitunganLL og Meaog Mean Tn T eempemperature Dirature Di ffff eerent, LMrent, LM TDTD(sumber : D.Q. Kern)(sumber : D.Q. Kern) Untuk alat penukar panas aliran
Untuk alat penukar panas aliran counterflow,counterflow, beda temperatur rata-rata beda temperatur rata-rata dihitung dengan beda temperatur rata-rata logaritmik
dihitung dengan beda temperatur rata-rata logaritmik
LMTD = LMTD =
22 11
2 2 1 1 1 1 2 2 2 2 1 1 llnn t t T T t t T T t t T T t t T T
... ... (3)... (3)Setelah didapat harga LMTD, menghitung Faktor koreksi dengan Setelah didapat harga LMTD, menghitung Faktor koreksi dengan menghitung R dan S. Suatu koreksi LMTD dinyatakan dengan faktor Koreksi menghitung R dan S. Suatu koreksi LMTD dinyatakan dengan faktor Koreksi (F
(FTT), oleh sebab itu untuk tujuan tersebut dibutuhkan besaran R dan S.), oleh sebab itu untuk tujuan tersebut dibutuhkan besaran R dan S.
S menyatakan efisiensi temperatur dan R merupakan pembanding daya S menyatakan efisiensi temperatur dan R merupakan pembanding daya tampung kalor fluida dingin dan fluida panas,
tampung kalor fluida dingin dan fluida panas, R R ==
22 11
2 2 1 1 t t t t T T T T
... ... ... (4)(4) S S ==
11 11
1 1 2 2 t t T T t t t t ... ... ... (5)(5)Dengan besaran R dan S tersebut didapat F
Dengan besaran R dan S tersebut didapat FTT menggunakan kurva pada menggunakan kurva pada
Fig.18 Kern
Fig.18 Kern sehingga didapat :sehingga didapat : Δt
Δt = = FFTT x LMTD x LMTD ... (6)... (6)
3.
3. Perhitungan TemperPerhitungan Temperatur Kalorik (Tc atur Kalorik (Tc dan tc)dan tc) (sumber : D.Q. Kern)(sumber : D.Q. Kern) Temperatur caloric ditafsirkan sebagai temperatur rata-rata fluida yang Temperatur caloric ditafsirkan sebagai temperatur rata-rata fluida yang terlibat dalam pertukaran panas.
terlibat dalam pertukaran panas. Tc = T
Tc = T22 + Fc (T + Fc (T11 – T – T22)) ... . (7)(7)
tc = T
tc = T11 + Fc (t + Fc (t22 – t – t11)) ... ... (8)(8)
Dari Fig.17 Kern, 1965 didapat harga K
Dari Fig.17 Kern, 1965 didapat harga K cc dan F dan Fcc dengan perbandingan dengan perbandingan
2 2 1 1 1 1 2 2 t t T T t t T T T T t t c c c c ... ... ... (9)(9) 4.
4. PerhitunganPerhitunganFF low Arelow Area a (sumber : D.Q. Kern)(sumber : D.Q. Kern) Flow area
Flow area merupakan luas penampang yang tegak lurus arah aliran merupakan luas penampang yang tegak lurus arah aliran
Tube sideTube side
a
att = = NNTT x a’t / (144 x n)x a’t / (144 x n) ... ... (10)(10)
5.
5. PerhitunganPerhitunganMM asass Ves Velociloci tyty (sumber : D.Q. Kern)(sumber : D.Q. Kern) Kecepatan massa merupakan perbandingan laju alir dengan
Kecepatan massa merupakan perbandingan laju alir dengan flow area flow area
Tube sideTube side
G
Gtt = = wwtt / a / att ... ... (11)(11)
6.
6. PerhitunganPerhitunganReReynold Nuynold Nu mbemberr (sumber : D.Q. Kern)(sumber : D.Q. Kern) Reynold
Reynold number menunjukkan tipe aliran fluida di dalam pipa number menunjukkan tipe aliran fluida di dalam pipa
Tube sideTube side
Re
7.
7. PerhitunganPerhitunganHH eeat Trat Tr ansansfer Ffer F acactor tor (J (JHH)) (sumber : D.Q. Kern)(sumber : D.Q. Kern)
Tube sideTube side
Nilai J
Nilai JHH untuk sisi tube dapat diketahui dari untuk sisi tube dapat diketahui dari Fig.24 Kern Fig.24 Kern
8.
8. MenentukanMenentukan OutsOutside fiide fi lm lm CoeCoeffff icienticient (ho)(ho) da dan In I nside nside FF ilil m Coem Coeffff icienticient(hi)(hi) (sumber : D.Q. Kern) (sumber : D.Q. Kern) Untuk harga h Untuk harga hii : : h h i i = j H = j H 3 3 // 1 1
k k cc D D k k Ф Фtt ... ... (13)(13) OD OD ID ID x x h h h h t t ii t t io io
... ... (14)(14)Dan untuk harga h
Dan untuk harga hoo dilakukan dengan menggunakan trial dan error dengan dilakukan dengan menggunakan trial dan error dengan
rumus: rumus: ∆ ∆t t w w == (Tc-tc) (Tc-tc) ... ... (15)(15) h ho = o = ... ... ... (16)(16)
-- Memasukkan harga hMemasukkan harga hoo sembarang ke persamaan (15) sembarang ke persamaan (15)
-- Didapat hargaDidapat harga ∆∆ttww kemudian mencari harga h kemudian mencari harga hvv dan h dan hss dengan grafikdengan grafik
hubungan ∆t
hubungan ∆tww dengan h, maka akan didapat harga h dengan h, maka akan didapat harga hvv dan h dan hss
-- Memasukkan harga hMemasukkan harga hvv dan h dan hss ke dalam persamaan (2) ke dalam persamaan (2)
Dimana
Dimana : : hhoo == Outside film coefficient Outside film coefficient (Btu/hr.ft (Btu/hr.ft 00F)F)
h
9.
9. MenentukanMenentukan TuTu be be wall wall TeTempemperaturratur e e ,t,tww (sumber : D.Q. Kern)(sumber : D.Q. Kern)
Temperatur dinding rata-rata tube dapat dihitung dengan temperature Temperatur dinding rata-rata tube dapat dihitung dengan temperature kalorik, jika diketahui nilai koefisien perpindahan panas fluida shell dan tube kalorik, jika diketahui nilai koefisien perpindahan panas fluida shell dan tube pada kondisi operasi sedang berlangsung
pada kondisi operasi sedang berlangsung..
Tw
Tw = = tc tc ++
(Tc-tc) (Tc-tc) ... (17) ... (17) 10.
10. PerhitunganPerhitunganCleaClean n OveOveralral l l CoeCoeffff icient icient , Uc, Uc (sumber : D.Q. Kern)(sumber : D.Q. Kern) Uc merupakan
Uc merupakan overall heat transfer coefficient overall heat transfer coefficient jika tidak terjadi jika tidak terjadi fouling fouling /kerak./kerak. U U C C == o o io io o o io io h h h h h h x x h h
... ... (18)(18) 11.11. Perhitungan Dirty Overall Coefficient, UPerhitungan Dirty Overall Coefficient, UDD (sumber : D.Q. Kern)(sumber : D.Q. Kern)
U
UDD merupakan merupakan overall heat transfer coefficient overall heat transfer coefficient jika terjadi jika terjadi
fouling fouling /kerak./kerak. A A = = NNTT x a” x Lx a” x L ... ... (19)(19) Maka : Maka : U U D D == t t x x A A Q Q
... ... (20)(20) Dimana : UDimana : UDD = = Overall heat transfer coefficient Overall heat transfer coefficient (Btu/hr.ft (Btu/hr.ft2 o2 oF)F)
12.
12. Perhitungan Dirt Factor, RdPerhitungan Dirt Factor, Rd (sumber : D.Q. Kern)(sumber : D.Q. Kern)
Rd = Rd = D D C C D D C C U U x x U U U U U U
... ... ... (21)(21)13.
13. Perhitungan Pressure DropPerhitungan Pressure Drop (sumber : D.Q. Kern)(sumber : D.Q. Kern) ΔP ΔPtt == t t t t x x s s x x D D x x n n x x L L x x G G x x f f
10 10 2 2 10 10 22 22 ,, 5 5 ... ... (22)(22) ∆Pr ∆Pr == (( x x ) ) ... ... (23)(23) Maka : Maka : ΔP ΔPTT = = ΔPΔPtt + + ΔPΔPrr ... ... (24)(24) 3.83.8 Hasil Hasil dan dan PembahasPembahasanan (Belom aku edit ga bingung)(Belom aku edit ga bingung) 1.
1. Data Hasil Perhitungan HE Data Hasil Perhitungan HE FC-E-2A/DFC-E-2A/D
Tabel 3.1 Data Perbandingan Nilai Aktual dan Nilai Design pada alat
Tabel 3.1 Data Perbandingan Nilai Aktual dan Nilai Design pada alat HE FC-E-2A/DHE FC-E-2A/D di unit RFCC
di unit RFCC(( Riser Fluidized Catalityc Crangking Riser Fluidized Catalityc Crangking ))
Perhitungan Perhitungan
Nilai
Nilai Aktual Aktual Nilai Nilai DesignDesign Shell Side Shell Side (Fresh Feed) (Fresh Feed) Tube Side Tube Side (Slurry) (Slurry) Shell Side Shell Side (Fresh Feed) (Fresh Feed) Tube Side Tube Side (Slurry) (Slurry) Flow
Flow Rate Rate (lb/hr) (lb/hr) 2323451,875 2323451,875 554098,125 554098,125 265873 265873 282343282343 Temp.
Temp. Inlet Inlet (F) (F) 474,8 474,8 503,6 503,6 404,6 404,6 698698
Temp.
Temp. Outlet Outlet (F) (F) 606,2 606,2 404,6 404,6 575,6 575,6 521,6521,6
API
API 27,19 27,19 28 28 55,92 55,92 5,85,8
Total
Total Duty Duty (Btu/hr) (Btu/hr) 21677035,83 21677035,83 11456530,9 11456530,9 3130952331309523
LMTD LMTD 85,331 85,331 151,88151,88 Caloric Temperature Caloric Temperature ((ooF)F) 543,128 543,128 489,2 489,2 609,8609,8 Overall Clean Overall Clean Coefficient Coefficient (Btu/hr.ft (Btu/hr.ft22..ooF)F) 85,73381 85,73381 Min 31,1 Min 31,1 Overall Coefficient Overall Coefficient (Btuhr.ft
(Btuhr.ft22..ooF)F) 21,9221,92 Min 21,36Min 21,36
Fouling Factor Fouling Factor (hr.ft
Pressure
Pressure Drop Drop (Psi) (Psi) 0,8933 0,8933 1,541,54 Max 7,254Max 7,254 Max 8,39Max 8,39
Effisiensi (%)
Effisiensi (%) 69,234639 %69,234639 % 6565 – – 75 % 75 % Data tanggal 22 juli 2013
Data tanggal 22 juli 2013
Sumber : Data Sheet JGC Corporation Sumber : Data Sheet JGC Corporation
2.
2. PembahasanPembahasan
Berdasarkan hasil perhitungan HE FC-E-2A-D dengan menggunakan Berdasarkan hasil perhitungan HE FC-E-2A-D dengan menggunakan metode Kern, maka diperoleh beberapa nilai yang berkaitan dengan kinerja Heat metode Kern, maka diperoleh beberapa nilai yang berkaitan dengan kinerja Heat Exchanger FC-E-2A-D seperti Overal Heat Coeficint (U
Exchanger FC-E-2A-D seperti Overal Heat Coeficint (UDD), Fouling Factor (R ), Fouling Factor (R DD),),
Pressure Drop serta Efisiensi
Pressure Drop serta Efisiensi yang kemudian akan dibahas pada bab ini.yang kemudian akan dibahas pada bab ini. Heat
Heat ExchangerExchanger FC-E-2A-DFC-E-2A-D ini ini digunakan digunakan untuk untuk memanaskan memanaskan fluidafluida berupa
berupa Total Total Fresh Fresh Feed Feed dari dari D6 D6 dengan dengan memanfaatkan memanfaatkan media media panas panas berupaberupa slurry yang diperoleh dari bottom T1. Untuk hal ini flow Total Fresh Feed inlet slurry yang diperoleh dari bottom T1. Untuk hal ini flow Total Fresh Feed inlet HE FC-E-2A-D di jaga sebesar 2550 T/D hingga maksimal 2670 T/D sedangkan HE FC-E-2A-D di jaga sebesar 2550 T/D hingga maksimal 2670 T/D sedangkan flow slurry inlet HE FC-E-2A-D dijaga sebesar 6000 T/D.
flow slurry inlet HE FC-E-2A-D dijaga sebesar 6000 T/D.
Dari hasil perhitungan dapat terlihat bahwa nilai Fouling Factor pada HE Dari hasil perhitungan dapat terlihat bahwa nilai Fouling Factor pada HE FC-E-2A-D yaitu sebesar 0,03575 Btu/hr.ft2.F, sedangkan pada design 0,0106 FC-E-2A-D yaitu sebesar 0,03575 Btu/hr.ft2.F, sedangkan pada design 0,0106 Btu/hr Ft
Btu/hr Ft22.F besarnya nilai Fouling Factor ini menunjukkan adanya kotoran yang.F besarnya nilai Fouling Factor ini menunjukkan adanya kotoran yang terakumulasi didalam Heat Exchanger. Kotoran ini berasal dari fluida yang terakumulasi didalam Heat Exchanger. Kotoran ini berasal dari fluida yang mengalir didalam Heat Exchanger. Fouling Factor ini mempengaruhi efisiensi mengalir didalam Heat Exchanger. Fouling Factor ini mempengaruhi efisiensi kinerja Heat Exchanger khususnya pada HE FC-E-2A-D karena proses pertukaran kinerja Heat Exchanger khususnya pada HE FC-E-2A-D karena proses pertukaran panas
panas yang yang terjadi terjadi akan akan mengalami mengalami gangguan. Kotoran gangguan. Kotoran yang yang terbawa terbawa dari dari fluidafluida tersebut akan menumpuk dan melapisi dinding dalam dan luar tube, sehingga tersebut akan menumpuk dan melapisi dinding dalam dan luar tube, sehingga panas yang terserap akan terhalang oleh adanya ko
Pada nilai Overal Heat Coefficient (U
Pada nilai Overal Heat Coefficient (UDD) yang didapat dari perhitung ini) yang didapat dari perhitung ini
sebesar 21,92196642 BTU/ hr.ft
sebesar 21,92196642 BTU/ hr.ft22 00F nilai ini juga dipengaruhi oleh adanyaF nilai ini juga dipengaruhi oleh adanya Fouling Factor karena semakin banyak kotoran yang menempel pada tube maka Fouling Factor karena semakin banyak kotoran yang menempel pada tube maka nilai Overal Heat Coefficint ini akan mengalami penurunan.
nilai Overal Heat Coefficint ini akan mengalami penurunan. Harga
Harga Pressure Pressure DropDrop yang diperoeh baik diyang diperoeh baik di shell shell maupun maupun didi tubetube hasilhasil perhitungan
perhitungan jauh jauh berada berada di di bawah bawah desain, desain, hal hal ini ini menunjukkan menunjukkan bahwa bahwa hilanghilang tekan pada saat proses berlangsung tidak begitu besar sehingga
tekan pada saat proses berlangsung tidak begitu besar sehingga heat exchanger heat exchanger tersebut dinyatakan masih layak dioperasikan.
tersebut dinyatakan masih layak dioperasikan. Effisiensi kerja alat
Effisiensi kerja alat Heat Heat ExchangerExchanger FC-E-2A-D didapat sebesarFC-E-2A-D didapat sebesar
69,234639
69,234639 % dan alat ini masih layak untuk digunakan karena rentang effisiensi% dan alat ini masih layak untuk digunakan karena rentang effisiensi yang dapat dikatakan layak yaitu sekitar 65%-75%.
3.9 Kesimpulan dan Saran 3.9 Kesimpulan dan Saran 1.
1. KesimpulanKesimpulan
Berdasarkan analisa dan perhitungan terhadapan kinerja dari
Berdasarkan analisa dan perhitungan terhadapan kinerja dari Heat Heat Exchanger
Exchanger FC-E-2A-D di unit RFCC, dapat diperoleh beberapa kesimpulanFC-E-2A-D di unit RFCC, dapat diperoleh beberapa kesimpulan berupa :
berupa : a.
a. Fouling Factor sangat berpengaruh terhadap proses perpindahan panas danFouling Factor sangat berpengaruh terhadap proses perpindahan panas dan sangat mempengaruhi kinerja Heat Exchanger, karena pergerakkannya sangat mempengaruhi kinerja Heat Exchanger, karena pergerakkannya terhambat oleh deposit. Dari hasil perhitungan terlihat bahwa besarnya nilai terhambat oleh deposit. Dari hasil perhitungan terlihat bahwa besarnya nilai Fouling Factor yang didapat ialah sebesar
Fouling Factor yang didapat ialah sebesar 0,03376 Btu/hr ft0,03376 Btu/hr ft2 02 0F F sedangkan sedangkan daridari design sebesar 0,0106 Btu/hr ft
design sebesar 0,0106 Btu/hr ft2 02 0F hal ini dikarenakan adanya pengotoran yangF hal ini dikarenakan adanya pengotoran yang terbawah oleh fluida yang mengalir dalam Heat Exchanger. Kotoran tersebut terbawah oleh fluida yang mengalir dalam Heat Exchanger. Kotoran tersebut akan menempel didinding dalam dan luar tube.
akan menempel didinding dalam dan luar tube.
b.
b. Pada perhitungan Efisiensi kinerja Heat Exchanger yang didapat yaitu sebesarPada perhitungan Efisiensi kinerja Heat Exchanger yang didapat yaitu sebesar 69%.
69%. Faktor-faktor Faktor-faktor yang yang dapat mempengdapat mempengaruhi aruhi penurunan penurunan efisiensi kinerjaefisiensi kinerja Heat Exchanger antara lain seperti Overal Heat Coefficient (U
Heat Exchanger antara lain seperti Overal Heat Coefficient (UDD), Fouling), Fouling
Factor (R
Factor (R DD), serta Pressure Drop.), serta Pressure Drop.
c.
c. Adapun kinerjaAdapun kinerja Heat Exchanger Heat Exchanger FC-E-2A-D di unit RFCC tersebut berada diFC-E-2A-D di unit RFCC tersebut berada di antara 65 % hingga 75 % dan dinyatakan masih layak untuk dioperasikan.
antara 65 % hingga 75 % dan dinyatakan masih layak untuk dioperasikan. 2. Saran
Setelah dianalisis dari hasil perhitungan dan permasalahan yang terjadi Setelah dianalisis dari hasil perhitungan dan permasalahan yang terjadi pada
pada Heat Heat ExchangerExchanger FC-E-2A-D, penulis dapat memberikan saran sebagaiFC-E-2A-D, penulis dapat memberikan saran sebagai berikut :
berikut : a.
a. Apabila NilaiApabila Nilai fouling fouling factorfactor hasil perhitungan lebih besar dari nilai foulinghasil perhitungan lebih besar dari nilai fouling factor pada design maka perpindahan panas yang terjadi didalam alat tidak factor pada design maka perpindahan panas yang terjadi didalam alat tidak memenuhi kebutuhan prosesnya dan harus segera dibersihkan agar tidak memenuhi kebutuhan prosesnya dan harus segera dibersihkan agar tidak menghambat jalannya suatu proses produksi.
menghambat jalannya suatu proses produksi.
b.
b. Kondisi Heat Exchanger FC-E-2A-D perlu dijaga serta dirawat dari kebocoranKondisi Heat Exchanger FC-E-2A-D perlu dijaga serta dirawat dari kebocoran pada
pada pipa pipa saluran saluran fluida fluida yang yang akan akan masuk masuk atau atau keluar keluar HE. HE. Sebab Sebab jika jika terjaditerjadi tetesan minyak panas keluar HE kemudian kontak dengan udara panas melalui tetesan minyak panas keluar HE kemudian kontak dengan udara panas melalui kebocoran saluran
kebocoran saluran tersebut maka akan tersebut maka akan terjadi terjadi flash dan flash dan bisa mengakibbisa mengakibatkanatkan kebakaran.
kebakaran. c.
c. Sistem isolasi yang ada pada Heat Exchanger FC-E-2A-D masih kurang baik,Sistem isolasi yang ada pada Heat Exchanger FC-E-2A-D masih kurang baik, karena masih adanya permukaan shell yang belum terisolasi secara sempurna. karena masih adanya permukaan shell yang belum terisolasi secara sempurna. Hal ini dapat mengakibatkan cukup banyak heat loss yang terjadi pada bagian Hal ini dapat mengakibatkan cukup banyak heat loss yang terjadi pada bagian shell. Untuk itu disarankan membuat sistem isolasi yang baik Heat Exchanger shell. Untuk itu disarankan membuat sistem isolasi yang baik Heat Exchanger FC-E-2A-D,sehingga
