Konsep Simulasi Separator [PDF]

Citation preview

Konsep Simulasi Separator Konsep? Mendengar kata konsep saya jadi teringat bapak saya pernah punya sopir pribadi, namanya pak Konsepsiono. Dalam tulisan kali ini saya tidak berbicara mengenai sopir, tugas sopir, persopiran, kewajiban sopir, hak sopir, waktu istirahat sopir, makanan sopir atau apapun juga yang berkaitan dengan sopir… saya tidak akan terpancing! (lho, kok jadi sewot sendiri?) Balik bakul dulu aaah… Separator adalah salah satu peralatan proses yang selalu dan wajib untuk ada di industri migas. Penggunaan separator tak ayal lagi adalah hal yang tak terelakkan untuk dilakukan. Oleh sebab itu perlu kita ketahui konsep dasar dari sebuah separator. Sebelum membahas lebih lanjut mengenai separator, ini dia gambar skematiknya separator, siapa tahu nyangkanya bentuknya kayak bakul bakso hehehe…



Konsep dasar dari separator dalam simulasi proses adalah unit pemisah fasa. …. ? Sudah begitu saja konsepnya, ga ada yang lain. Namanya aja separator, tukang separasi, tukang memisahkan. Apanya yang dipisahkan? Ya fluida fasa gas dan fasa cairnya hihihi.. Dalam palette Hysys, terdapat dua buah tipe separator. Pertama adalah separator 2 fasa yang berfungsi untuk mensimulasikan pemisahan fasa gas dan fasa cair. Kedua adalah separator 3 fasa yang berfungsi untuk mensimulasikan pemisahan fasa gas, fasa cair “ringan” dan fasa cair “berat”. Maksudnya cair ringan dan cair berat? Contohnya adalah minyak dan air. Minyak itu kan lebih ringan daripada air, makanya disebut sebagai cair ringan, namun relatif terhadap air. Meskipun agak berbeda, secara prinsip keduanya sama saja. Saya bahas yang separator 2 fasa saja ya, kalau ga mau ya sudah. Saya akan tetap membahas separator 2 fasa wekekekek… Selain memisahkan fasa cair dan fasa gas, ada dua hal yang perlu diperhatikan dalam pensimulasian separator: 



Fluida yang keluar dari separator akan otomatis dalam keadaan kesetimbangan masingmasing fasa. Maksudnya kalau fasanya gas, maka gas tersebut dalam keadan uap jenuh.







Sedangkan kalau fasanya cair, maka cairan tersebut dalam keadaan cair jenuh. Kita bisa buktikan dengan bantuan mas Hysys nanti. Secara standar tidak terjadi liquid carry over ke dalam fasa gas ataupun entrained gas ke dalam fasa cair. Meskipun volume separator ini kita kecilkan sedemikian rupa, tetap saja pemisahan fasa terjadi sempurna. Secara praktek hal demikian tidak mungkin terjadi. Liquid carry over dan entrained gas masih terjadi meskipun secara hitungan desain sebuah separator mampu memisahkan fasa gas dan cair secara komplit.



Mari sekarang kita bereksperimen dengan bantuan mas Hysys!… mariii… Kasus: tetap sama seperti yang dulu. Bikin stream 1 dengan spesifikasi sbb. Methane=0.6, Ethane=0.4, Pressure= 700 Psig, Temperature= 15 degF. Kali ini spesifikasikan stream 1 dengan molar flow sebesar 1 MMSCFD. Tekan F4 untuk memunculkan palette. Pilih separator 2 fasa. Kemudian sambung-sambungkan antara fluida umpan, produk gas dan produk cair. Konfigurasi di Mas Hysys menunjukkan gambar sbb.



Sekarang buka semua stream (dobel klik masing-masing stream), stream 1, stream vapour dan stream liquid. Perhatikan empat poin berikut: 1. Molar flow dan vapour fraction stream. Sekarang berapa molar flow dari stream 1? 1 MMSCFD. Berapa vapour fraction dari stream 1? 0.5259. Berapa liquid fraction dari stream 1? 1-0.5259 = 0.4741. Ini artinya dari stream 1 sendiri terdapat 0.5259 MMSCFD dalam bentuk gas dan 0.4741 MMSCFD dalam bentuk cair. Sekarang kita lihat pada stream vapour dan stream liquid, berapa laju alir molar masing-masingnya? Molar flow stream vapour= 0.5259 MMSCFD, molar flow stream liquid = 0.4741 MMSCFD. Dari sini kita bisa simpulkan bahwa separator memang benar memisahkan fasa secara sempurna. 2. Tekanan dan temperatur. Cek tekanan dan temperatur dari stream 1, vapour dan liquid. Sama semua bukan dengan fluida umpannya? Hal ini disebabkan mas Hysys secara standar menspesifikasikan 0 (zero) pressure drop dari sebuah separator.



3. Kondisi jenuh uap dan jenuh cair. Produk dari separator selalu dalam keadaan jenuh. Bagaimana mengecek kondisi jenuh atau tidaknya? Ini yang belum kita bahas di bagian akhir tulisan terdahulu mengenai arti penspesifikasian fraksi uap. Jika kita melihat angka 1.00 pada vapour fraction dari sebuah stream , bisa jadi fasa dari stream tersebut adalah uap sepenuhnya (superheated) atau bisa jadi uap jenuh (saturated vapour). Sedangkan jika kita melihat angka 0.00 pada vapour fraction dari sebuah stream, bisa jadi fasa dari stream tersebut adalah cair sepenuhnya (subcooled) atau bisa jadi cair jenuh (saturated liquid). Makna Penspesifikasian vapour fraction Jika kita menspesifikasikan vapour fraction sebesar 1.00 pada mas Hysys, maka itu berarti kita menyuruh mas Hysys untuk menghitung kondisi sebuah stream dalam keadaan jenuh uap. Jika kita menspesifikasikan vapour fraction sebesar 0.00 pada mas Hysys, maka itu berarti kita menyuruh mas Hysys untuk menghitung kondisi sebuah stream dalam keadaan jenuh cair. Contoh gampang nih. Dobel klik stream 1. Hapus spesifikasi temperatur dan isikan VF = 1.00. Temperatur akan terisi 32.50 degF dan tidak bisa dispesifikasikan lagi (ingat 3 aturan yang pernah dibahas di tulisan terdahulu). Demikian juga bila VF = 0.00, maka temperatur akan berubah pada kondisi jenuhnya(-18.98 degF). Masih ingat dengan pengertian titik embun dan titik gelembung? Ya, sebenarnya kita telah memainkan konsep titik embun dan titik gelembung. Pada temperatur 32.50 degF dan tekanan 700 Psig, komponen campuran mengalami jenuh uap. Artinya, jika temperatur disenggol sedikit lebih rendah, maka komponen campuran ini menembus titik embunnya sehingga cairan akan mulai terbentuk. Coba saja dengan temperatur sedikit lebih rendah saja, seperti 32 degF. VF akan berubah menjadi 0.9820. Sedangkan jika kita senggol sedikit lebih tinggi (i.e: 33 degF), maka akan dalam keadaan uap sepenuhnya dan VF=1.00. Itulah sebabnya tidak bisa dibedakan apakah dalam keadaan jenuh uap atau uap sepenuhnya. Bagaimana membedakan suatu stream dalam keadaan jenuh atau tidak? Nah ini sekalian kita mengecek pernyataan bahwa keluaran dari separator selalu dalam keadaan jenuh. Buat satu stream lagi, kasih nama “2”. Dobel klik stream 2 dan tekan tombol Define from Other Stream. Pilih stream vapour. Terlihat bahwa tekanan (700 psig) dan temperatur (32 degF) bisa dispesifikasikan sedangkan fraksi uap sudah terspesifikasikan oleh mas Hysys. Hapus temperatur tersebut dan spesifikasikan VF=1.00. Hasilnya temperatur tetap 32 degF yang berarti produk uap dari separator tersebut benar dalam keadaan uap jenuh. Bisa dicoba sendiri untuk yang stream liquid. 4. Harga K dan komposisi. Coba periksa harga K dari stream 1, stream vapour dan stream liquid. Ya, kesemuanya mempunyai harga K yang sama karena bekerja pada kondisi kesetimbangan yang sama. Sedangkan kalau kita lihat komposisi stream 1. Perbesar window-nya dengan cara men-drag window stream 1. Lihat komposisi dalam vapour phase. Bandingkan dengan komposisi dari stream vapour. Keduanya sama nilainya, demikian juga untuk komposisi cairnya.



https://cacingproses.wordpress.com/2009/08/02/konsep-simulasi-separator/