PEMODELAN DAN SIMULASI HIGH VACUUM UNIT (HVU) … · PEMODELAN DAN SIMULASI HIGH VACUUM UNIT (HVU)...

60
Dina Ratih Widuri 2306 100 150 Astrid Septiana Putri 2306 100 152 PEMODELAN DAN SIMULASI HIGH VACUUM UNIT (HVU) KILANG MINYAK DENGAN HYSYS 7.1 Dosen Pembimbing: Ir. Musfil Ahmad Syukur, M. Eng. Sc. Laboratorium Perancangan dan Pengendalian Proses Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh November

Transcript of PEMODELAN DAN SIMULASI HIGH VACUUM UNIT (HVU) … · PEMODELAN DAN SIMULASI HIGH VACUUM UNIT (HVU)...

Page 1: PEMODELAN DAN SIMULASI HIGH VACUUM UNIT (HVU) … · PEMODELAN DAN SIMULASI HIGH VACUUM UNIT (HVU) KILANG MINYAK DENGAN HYSYS 7.1 Dosen Pembimbing: Ir. Musfil Ahmad Syukur, M. Eng.

Dina Ratih Widuri 2306 100 150

Astrid Septiana Putri 2306 100 152

PEMODELAN DAN SIMULASI HIGH VACUUM UNIT

(HVU) KILANG MINYAK DENGAN HYSYS 7.1

Dosen Pembimbing:

Ir. Musfil Ahmad Syukur, M. Eng. Sc.

Laboratorium Perancangan dan Pengendalian Proses

Jurusan Teknik Kimia

Fakultas Teknologi Industri

Institut Teknologi Sepuluh November

Page 2: PEMODELAN DAN SIMULASI HIGH VACUUM UNIT (HVU) … · PEMODELAN DAN SIMULASI HIGH VACUUM UNIT (HVU) KILANG MINYAK DENGAN HYSYS 7.1 Dosen Pembimbing: Ir. Musfil Ahmad Syukur, M. Eng.

HVU unit Utama

Perubahankualitascrude oil

Trial dan erroroperasionaldengan crude oil sebenarnya

Latar Belakang

Page 3: PEMODELAN DAN SIMULASI HIGH VACUUM UNIT (HVU) … · PEMODELAN DAN SIMULASI HIGH VACUUM UNIT (HVU) KILANG MINYAK DENGAN HYSYS 7.1 Dosen Pembimbing: Ir. Musfil Ahmad Syukur, M. Eng.

Mendapatkan pemodelan kolom High Vacuum

Unit (HVU) dengan Hysys 7.1

Melakukan simulasi kolom HVU pada kondisi

steady state dengan paket Hysys 7.1

Tujuan Penelitian

Page 4: PEMODELAN DAN SIMULASI HIGH VACUUM UNIT (HVU) … · PEMODELAN DAN SIMULASI HIGH VACUUM UNIT (HVU) KILANG MINYAK DENGAN HYSYS 7.1 Dosen Pembimbing: Ir. Musfil Ahmad Syukur, M. Eng.

Simulasi

Data

Sistem

Batasan Masalah

Kolom HVU

Page 5: PEMODELAN DAN SIMULASI HIGH VACUUM UNIT (HVU) … · PEMODELAN DAN SIMULASI HIGH VACUUM UNIT (HVU) KILANG MINYAK DENGAN HYSYS 7.1 Dosen Pembimbing: Ir. Musfil Ahmad Syukur, M. Eng.

Manfaat Penelitian

Memahami tentang proses refinery HVU

Dengan mendapatkan pemodelan kolom

HVU, maka dapat diprediksi akibat dari

perubahan kualitas crude oil sehingga trial

and error operasional dengan crude oil yang

sebenarnya tidak perlu dilakukan.

Page 6: PEMODELAN DAN SIMULASI HIGH VACUUM UNIT (HVU) … · PEMODELAN DAN SIMULASI HIGH VACUUM UNIT (HVU) KILANG MINYAK DENGAN HYSYS 7.1 Dosen Pembimbing: Ir. Musfil Ahmad Syukur, M. Eng.
Page 7: PEMODELAN DAN SIMULASI HIGH VACUUM UNIT (HVU) … · PEMODELAN DAN SIMULASI HIGH VACUUM UNIT (HVU) KILANG MINYAK DENGAN HYSYS 7.1 Dosen Pembimbing: Ir. Musfil Ahmad Syukur, M. Eng.

Stripping Steam

E-14-001

P-14-006

P-14-004

P-14-003

P-14-002

P-14-005

F-14-001

E-14-006

E-14-010E-14-009

E-14-003

E-14-005

E-14-004

E-14-002

E-14-011

Long Residu from

StorageLVGO to Storage

LVGO for ADO Blend

Fuel

LVGO to Storage

Residu to Storage

MVGO/HVGO to

FCCU

E-14-016

E-14-008

V-14-006

E-14-007

CW

Blow

DownBFW

LP Steam

Overhead

E-14-012

CW

Page 8: PEMODELAN DAN SIMULASI HIGH VACUUM UNIT (HVU) … · PEMODELAN DAN SIMULASI HIGH VACUUM UNIT (HVU) KILANG MINYAK DENGAN HYSYS 7.1 Dosen Pembimbing: Ir. Musfil Ahmad Syukur, M. Eng.

Specific Gravity

Flash Point

Pour Point

Cetane Number

Parameter Kualitas Bahan Bakar

Page 9: PEMODELAN DAN SIMULASI HIGH VACUUM UNIT (HVU) … · PEMODELAN DAN SIMULASI HIGH VACUUM UNIT (HVU) KILANG MINYAK DENGAN HYSYS 7.1 Dosen Pembimbing: Ir. Musfil Ahmad Syukur, M. Eng.

NO PROPERTIESUNIT

LIMITSTEST

METHODS

MIN MAX ASTM

1 Cetane Number 45 - D-613

2 Specific Gravity 15 0C Kg/m3 815 890 D-1298 / D-4737

3 Flash Point °F 140 - D-93

4 Pour Point oF 38 130 D-97

Spesifikasi berdasarkan surat pernyataan dari Direktorat Umum Minyak dan Gas

Republik Indonesia No. 3675 K/24/DJM/2006 pada 17 Maret 2006

Spesifikasi Produk HVU

Page 10: PEMODELAN DAN SIMULASI HIGH VACUUM UNIT (HVU) … · PEMODELAN DAN SIMULASI HIGH VACUUM UNIT (HVU) KILANG MINYAK DENGAN HYSYS 7.1 Dosen Pembimbing: Ir. Musfil Ahmad Syukur, M. Eng.

Tray TeoritisPemilihan Model

Termodinamika

Hasil

Simulasi

Validasi

Pemodelan

Kolom

Ya

Tidak

Metodologi Penelitian

Plant Test

Page 11: PEMODELAN DAN SIMULASI HIGH VACUUM UNIT (HVU) … · PEMODELAN DAN SIMULASI HIGH VACUUM UNIT (HVU) KILANG MINYAK DENGAN HYSYS 7.1 Dosen Pembimbing: Ir. Musfil Ahmad Syukur, M. Eng.

Gerald L. Kaes, p.135-136 Semua model

simulasi kolom berdasarkan pada jumlah tray

teoritis (theoretical trays)

Packed Tray

HETP

Theoretical Trays

Page 12: PEMODELAN DAN SIMULASI HIGH VACUUM UNIT (HVU) … · PEMODELAN DAN SIMULASI HIGH VACUUM UNIT (HVU) KILANG MINYAK DENGAN HYSYS 7.1 Dosen Pembimbing: Ir. Musfil Ahmad Syukur, M. Eng.

Actual Configuration Simulation Configuration

Page 13: PEMODELAN DAN SIMULASI HIGH VACUUM UNIT (HVU) … · PEMODELAN DAN SIMULASI HIGH VACUUM UNIT (HVU) KILANG MINYAK DENGAN HYSYS 7.1 Dosen Pembimbing: Ir. Musfil Ahmad Syukur, M. Eng.

Model Termodinamika

Page 14: PEMODELAN DAN SIMULASI HIGH VACUUM UNIT (HVU) … · PEMODELAN DAN SIMULASI HIGH VACUUM UNIT (HVU) KILANG MINYAK DENGAN HYSYS 7.1 Dosen Pembimbing: Ir. Musfil Ahmad Syukur, M. Eng.

Model Termodinamika

Page 15: PEMODELAN DAN SIMULASI HIGH VACUUM UNIT (HVU) … · PEMODELAN DAN SIMULASI HIGH VACUUM UNIT (HVU) KILANG MINYAK DENGAN HYSYS 7.1 Dosen Pembimbing: Ir. Musfil Ahmad Syukur, M. Eng.

MethodTemp

(°F)Temp (°C) Press (psia) Press (kPa)

GS 0 to 800 -18 to 425 <3000 <20000

Conditions of Applicability

For all hydrocarbons (except CH4):

If CH4 or H2 is present:

CH4 mole fraction <0.3

mole fraction dissolved gases <0.2

Grayson Streed

Page 16: PEMODELAN DAN SIMULASI HIGH VACUUM UNIT (HVU) … · PEMODELAN DAN SIMULASI HIGH VACUUM UNIT (HVU) KILANG MINYAK DENGAN HYSYS 7.1 Dosen Pembimbing: Ir. Musfil Ahmad Syukur, M. Eng.

- Data desain kolom HVU

- Data crude assay feed dan produk

- Flowrate feed (long residue)

- Tekanan (P) dan temperatur (T) feed (long residue)

- Flowrate produk

- Flowrate stripping steam

- Flowrate draw off produk

- Temperatur draw off produk

- Tekanan kolom atas (pressure top)- Data alat pendukung (pompa, heat exchanger, cooler)

Data Operasi

Page 17: PEMODELAN DAN SIMULASI HIGH VACUUM UNIT (HVU) … · PEMODELAN DAN SIMULASI HIGH VACUUM UNIT (HVU) KILANG MINYAK DENGAN HYSYS 7.1 Dosen Pembimbing: Ir. Musfil Ahmad Syukur, M. Eng.

No. Spesifikasi Nilai Spesifikasi

1 Draw LVGO 3446 Ton/Day

2 Draw MVGO 1982 Ton/Day

3 Draw HVGO 5162 Ton/Day

4 Draw Recycle Feed 677 Ton/Day

5 Bottom 2676 Ton/Day

6 Temperatur Overhead 68 oC

7Temperatur Draw

HVGO294 oC

8 Ratio Tee LVGO 0,625

9 Ratio Tee Bottom 0,76

Spesifikasi Data

Page 18: PEMODELAN DAN SIMULASI HIGH VACUUM UNIT (HVU) … · PEMODELAN DAN SIMULASI HIGH VACUUM UNIT (HVU) KILANG MINYAK DENGAN HYSYS 7.1 Dosen Pembimbing: Ir. Musfil Ahmad Syukur, M. Eng.
Page 19: PEMODELAN DAN SIMULASI HIGH VACUUM UNIT (HVU) … · PEMODELAN DAN SIMULASI HIGH VACUUM UNIT (HVU) KILANG MINYAK DENGAN HYSYS 7.1 Dosen Pembimbing: Ir. Musfil Ahmad Syukur, M. Eng.
Page 20: PEMODELAN DAN SIMULASI HIGH VACUUM UNIT (HVU) … · PEMODELAN DAN SIMULASI HIGH VACUUM UNIT (HVU) KILANG MINYAK DENGAN HYSYS 7.1 Dosen Pembimbing: Ir. Musfil Ahmad Syukur, M. Eng.
Page 21: PEMODELAN DAN SIMULASI HIGH VACUUM UNIT (HVU) … · PEMODELAN DAN SIMULASI HIGH VACUUM UNIT (HVU) KILANG MINYAK DENGAN HYSYS 7.1 Dosen Pembimbing: Ir. Musfil Ahmad Syukur, M. Eng.

Produk

Ton/Day

error (%)

Plant Test Simulasi

LVGO to Storage 1141 1141 0,00

M/H VGO to FCCU 2074 2092,7696 0,90

MVGO to Storage 404 405,3828 0,34

Vacuum Residue 2670 2760 3,37

Validasi Produk

Page 22: PEMODELAN DAN SIMULASI HIGH VACUUM UNIT (HVU) … · PEMODELAN DAN SIMULASI HIGH VACUUM UNIT (HVU) KILANG MINYAK DENGAN HYSYS 7.1 Dosen Pembimbing: Ir. Musfil Ahmad Syukur, M. Eng.

Parameter Unit Plant Test Simulasi error (%)

Temperatur Overhead oC 68 68 0,00

Temperatur LVGO draw off oC 169 201 19,17

Temperatur MVGO draw off oC 253 255 0,83

Temperatur HVGO draw off oC 294 294 0,00

Temperatur Bottom oC 331 300 9,52

Draw off LVGO Ton/Day 3446,4 3445,5 0,03

Draw off MVGO Ton/Day 1982,4 1982,4 0,00

Draw off HVGO Ton/Day 5162,4 5162,4 0,00

To P-14-005 Ton/Day 676,8 677,0 0,03

Validasi Kondisi Operasi Kolom

Page 23: PEMODELAN DAN SIMULASI HIGH VACUUM UNIT (HVU) … · PEMODELAN DAN SIMULASI HIGH VACUUM UNIT (HVU) KILANG MINYAK DENGAN HYSYS 7.1 Dosen Pembimbing: Ir. Musfil Ahmad Syukur, M. Eng.

No. Pemeriksaan Metode Plant Test Simulasi error (%)

1 Spec. Grav. At 60/60oF ASTM D-1298 0.8614 0.8492 1.42

2 Distillation (oC) : ASTM D-1160

IBP 243 188,00 22,63

5 %vol 260 253.40 2.54

10 %vol 262 262.60 0.23

20 %vol 277 281.30 1.55

30 %vol 290 294.70 1.62

40 %vol 300 305.00 1.67

50 %vol 313 312.80 0.06

60 %vol 321 320.80 0.06

70 %vol 334 328.10 1.77

80 %vol 344 335.20 2.56

90 %vol 359 342.70 4.54

95 %vol 373 347.60 6.81

FBP 410 383.90 6.37

3 Pour Point (oF) ASTM D-97 55 43.0607

4 Flash point (oF) ASTM D-93 225 230.191

5 Cetane Number (CN) ASTM D-613 55.7 53.5491

Validasi Kualitas Produk LVGO

Page 24: PEMODELAN DAN SIMULASI HIGH VACUUM UNIT (HVU) … · PEMODELAN DAN SIMULASI HIGH VACUUM UNIT (HVU) KILANG MINYAK DENGAN HYSYS 7.1 Dosen Pembimbing: Ir. Musfil Ahmad Syukur, M. Eng.

No. Pemeriksaan Metode Plant Test Simulasi error (%)

1 Spec. Grav. At 60/60oF ASTM D-1298 0.8702 0.8796 1.08

2 Distillation (oC) : ASTM D-1160

IBP 277 293,60 5,65

5 %vol 330 338.90 2.70

10 %vol 342 343.70 0.50

20 %vol 358 350.60 2.07

30 %vol 370 357.70 3.32

40 %vol 379 366.10 3.40

50 %vol 390 376.50 3.46

60 %vol 400 389.30 2.68

70 %vol 410 401.70 2.02

80 %vol 420 413.80 1.48

90 %vol 433 422.20 2.49

95 %vol 442 425.20 3.80

FBP 460 454.40 1.22

3 Pour Point (oF) ASTM D-97 95 70.4547

4 Flash point (oF) ASTM D-93 345 281.1098

5 Cetane Number (CN) ASTM D-613 - - -

Validasi Kualitas Produk MVGO

Page 25: PEMODELAN DAN SIMULASI HIGH VACUUM UNIT (HVU) … · PEMODELAN DAN SIMULASI HIGH VACUUM UNIT (HVU) KILANG MINYAK DENGAN HYSYS 7.1 Dosen Pembimbing: Ir. Musfil Ahmad Syukur, M. Eng.

No. Pemeriksaan Plant Test Simulasi error (%)

1 Spec. Grav. At 60/60oF 0,8857 0,8796 0,69

2 Distillation (oC) :

IBP

5 %vol 356 356,65 0,18

10 %vol 378 379,76 0,47

20 %vol 406 404,21 0,44

30 %vol 418 415,28 0,65

40 %vol 427 427,31 0,07

50 %vol 435 433,72 0,29

60 %vol 442 440,08 0,43

70 %vol 449 447,51 0,33

80 %vol 456 459,17 0,70

90 %vol 470 474,11 0,87

95 %vol 480 481,70 0,35

FBP 496 489,16 1,38

3 Pour Point (oF) 120 105,3671

4 Flash point (oF) 380 318,2833

5 Cetane Number (CN) - - -

Validasi Kualitas Produk HVGO

Page 26: PEMODELAN DAN SIMULASI HIGH VACUUM UNIT (HVU) … · PEMODELAN DAN SIMULASI HIGH VACUUM UNIT (HVU) KILANG MINYAK DENGAN HYSYS 7.1 Dosen Pembimbing: Ir. Musfil Ahmad Syukur, M. Eng.

Parameter Design Plant Test Simulasi

Duty (106 Kcal/Hr) 5.33 4.724 6.25

T inlet (oC) 150 168 202

T outlet (oC) 55 67 83.1

Flowrate (Ton/Day) 2611 2116.5 2153.4389

Parameter Design Plant Test Simulasi

Duty (106 Kcal/Hr) 2.18 2.628 3.949

T inlet (oC) 150 168 202

T outlet (oC) 55 76 76

Flowrate (Ton/Day) 1002 1329 1292.0633

E-14-001

E-14-002

Page 27: PEMODELAN DAN SIMULASI HIGH VACUUM UNIT (HVU) … · PEMODELAN DAN SIMULASI HIGH VACUUM UNIT (HVU) KILANG MINYAK DENGAN HYSYS 7.1 Dosen Pembimbing: Ir. Musfil Ahmad Syukur, M. Eng.

Parameter Design Plant Test Simulasi

Duty (106 Kcal/Hr) 5.72 5.4418 3.478

T inlet (oC) 262 260 255.8

T outlet (oC) 207 191.5 191.5

Flowrate (Ton/Day) 3738 3101 1982.4035

Parameter Design Plant Test Simulasi

Duty (106 Kcal/Hr) 4.67 4.009 3.868

T inlet (oC) 207 191.5 191.5

T outlet (oC) 105 102 102

Flowrate (Ton/Day) 1850 1758 1772.3895

E-14-003

E-14-004

Page 28: PEMODELAN DAN SIMULASI HIGH VACUUM UNIT (HVU) … · PEMODELAN DAN SIMULASI HIGH VACUUM UNIT (HVU) KILANG MINYAK DENGAN HYSYS 7.1 Dosen Pembimbing: Ir. Musfil Ahmad Syukur, M. Eng.

Parameter Design Plant Test Simulasi

Duty (106 Kcal/Hr) 6.447 0.7072 0.4208

T inlet (oC) 207 191.5 191.5

T outlet (oC) 60 60 60

Flowrate (Ton/Day) 1690 224 136.5091

Parameter Design Plant Test Simulasi

Duty (106 Kcal/Hr) 18.01 3.549 5.721

T inlet (oC) 327 298 294.6

T outlet (oC) 238 200 200

Flowrate (Ton/Day) 6981 1380 2168.3362

E-14-005

E-14-006

Page 29: PEMODELAN DAN SIMULASI HIGH VACUUM UNIT (HVU) … · PEMODELAN DAN SIMULASI HIGH VACUUM UNIT (HVU) KILANG MINYAK DENGAN HYSYS 7.1 Dosen Pembimbing: Ir. Musfil Ahmad Syukur, M. Eng.

Parameter Design Plant Test Simulasi

Duty (106 Kcal/Hr) - - 0.2502

T inlet (oC) 238 - 200

T outlet (oC) 170 - 170

Flowrate (Ton/Day) 1380 - 325.2504

Parameter Design Plant Test Simulasi

Duty (106 Kcal/Hr) 4.62 3.093 0.745

T inlet (oC) 170 170 170

T outlet (oC) 60 70 70

Flowrate (Ton/Day) 1965 1380 325.2504

E-14-007

E-14-008

Page 30: PEMODELAN DAN SIMULASI HIGH VACUUM UNIT (HVU) … · PEMODELAN DAN SIMULASI HIGH VACUUM UNIT (HVU) KILANG MINYAK DENGAN HYSYS 7.1 Dosen Pembimbing: Ir. Musfil Ahmad Syukur, M. Eng.

Parameter Design Plant Test Simulasi

Duty (106 Kcal/Hr) 9.27 6.4456 5.698

T inlet (oC) 354 331 300.5

T outlet (oC) 269 241.5 243.5

Flowrate (Ton/Day) 3738.7 2675 3521.0431

Parameter Design Plant Test Simulasi

Duty (106 Kcal/Hr) 5.72 3.814 3.814

T inlet (oC) 269 242 243.5

T outlet (oC) 211 184 202.8

Flowrate (Ton/Day) 3738.7 2675 3521.0431

E-14-009

E-14-010

Page 31: PEMODELAN DAN SIMULASI HIGH VACUUM UNIT (HVU) … · PEMODELAN DAN SIMULASI HIGH VACUUM UNIT (HVU) KILANG MINYAK DENGAN HYSYS 7.1 Dosen Pembimbing: Ir. Musfil Ahmad Syukur, M. Eng.

1. Pemodelan kolom HVU dengan Hysys 7.1 telah sesuaidan dapat merepresentasikan kinerja kolom dan alatpendukung pada plant, dengan persen error untuktemperatur aliran produk 7 % dan rate produk 1 %.

2. a ) Jika dilihat dari parameter cold properties ( specificgravity, flash point, pour point dan cetane number )maka dapat disimpulkan bahwa kualitas produkyang dihasilkan memenuhi spesifikasi produk yangdiinginkan dilihat dari range cold properties produkLVGO, MVGO dan HVGO.

b ) Jika dilihat dari parameter kinerja alatpendukung, yakni duty yang dihasilkan tiap-tiapalat, dapat disimpulkan bahwa masih dalam batasdesainnya sehingga peralatan kolom beroperasisecara normal.

Kesimpulan

Page 32: PEMODELAN DAN SIMULASI HIGH VACUUM UNIT (HVU) … · PEMODELAN DAN SIMULASI HIGH VACUUM UNIT (HVU) KILANG MINYAK DENGAN HYSYS 7.1 Dosen Pembimbing: Ir. Musfil Ahmad Syukur, M. Eng.
Page 33: PEMODELAN DAN SIMULASI HIGH VACUUM UNIT (HVU) … · PEMODELAN DAN SIMULASI HIGH VACUUM UNIT (HVU) KILANG MINYAK DENGAN HYSYS 7.1 Dosen Pembimbing: Ir. Musfil Ahmad Syukur, M. Eng.

Temperatur umpan masuk kolom

Temperatur umpan mempengaruhi jumlah komponen yang teruapkan

pada flash zone, bila temperatur terlalu rendah, maka akan banyak

fraksi ringan yang jatuh ke produk bawah dan sebaliknya bila terlalu

tinggi fraksi berat akan terikut ke atas

Tekanan kolom

Tekanan kolom akan berpengaruh terhadap temperatur penguapan

cairan, bila tekanan kolom rendah maka temperatur yang dibutuhkan

juga rendah.

Sifat fisik umpan

Semakin banyak fraksi berat pada umpan, maka dibutuhkan energi

yang lebih besar untuk memisahkannya.

Refluks

Refluks berfungsi untuk menurunkan beban pendinginan pada

kondensor, dengan pendinginan ini secara tidak langsung refluks

mempengaruhi perolehan produk. Bila laju refluks terlalu tinggi

dkhawatirkan fraksi ringan akan terikut pada fraksi di bawahnya dan

begitu juga sebaliknya.

Page 34: PEMODELAN DAN SIMULASI HIGH VACUUM UNIT (HVU) … · PEMODELAN DAN SIMULASI HIGH VACUUM UNIT (HVU) KILANG MINYAK DENGAN HYSYS 7.1 Dosen Pembimbing: Ir. Musfil Ahmad Syukur, M. Eng.

Refining:

- For hydrocarbons and hypocomponents use PR, SRK, or

other EOS

- Vacuum unit – GS, PR, BK10

- High-hydrogen units like hydrotreaters – GS, PR, PR-

Twu, or ZJ

- Sour gas sweetening – Amine

- Sour water – Sour PR/SRK

- Clean fuels for sulphur components & HC

- Utilities with water – use one of the steam tables. Steam

tables are only for 100% water systems but are the best

choice for these systems

Page 35: PEMODELAN DAN SIMULASI HIGH VACUUM UNIT (HVU) … · PEMODELAN DAN SIMULASI HIGH VACUUM UNIT (HVU) KILANG MINYAK DENGAN HYSYS 7.1 Dosen Pembimbing: Ir. Musfil Ahmad Syukur, M. Eng.
Page 36: PEMODELAN DAN SIMULASI HIGH VACUUM UNIT (HVU) … · PEMODELAN DAN SIMULASI HIGH VACUUM UNIT (HVU) KILANG MINYAK DENGAN HYSYS 7.1 Dosen Pembimbing: Ir. Musfil Ahmad Syukur, M. Eng.
Page 37: PEMODELAN DAN SIMULASI HIGH VACUUM UNIT (HVU) … · PEMODELAN DAN SIMULASI HIGH VACUUM UNIT (HVU) KILANG MINYAK DENGAN HYSYS 7.1 Dosen Pembimbing: Ir. Musfil Ahmad Syukur, M. Eng.
Page 38: PEMODELAN DAN SIMULASI HIGH VACUUM UNIT (HVU) … · PEMODELAN DAN SIMULASI HIGH VACUUM UNIT (HVU) KILANG MINYAK DENGAN HYSYS 7.1 Dosen Pembimbing: Ir. Musfil Ahmad Syukur, M. Eng.

Neraca Massa dan Neraca Energi Total

Kolom

HVU

RtS

MtS

M/HtF

LfAB

LtS

Ovd

SS

F

NM :

F hF + SS HSS = Ovd HOvd + LtS hLtS + LfAB hLfAB + M/HtF hM/HtF + MtS hMtS + RtS hRtS

F + SS = Ovd + LtS + LfAB + M/HtF + MtS + RtS

NE :

Page 39: PEMODELAN DAN SIMULASI HIGH VACUUM UNIT (HVU) … · PEMODELAN DAN SIMULASI HIGH VACUUM UNIT (HVU) KILANG MINYAK DENGAN HYSYS 7.1 Dosen Pembimbing: Ir. Musfil Ahmad Syukur, M. Eng.

Neraca Massa dan Neraca Energi di Sekitar

Feed Masuk

W = W’ + Lo - Vso

V = V’ + Sw + Vso

NM : NE : W hW = W’ hW’ + Lo hLo- Vso HVso

V HV = V’ HV’ + Sw HSw+ Vso HVso

Page 40: PEMODELAN DAN SIMULASI HIGH VACUUM UNIT (HVU) … · PEMODELAN DAN SIMULASI HIGH VACUUM UNIT (HVU) KILANG MINYAK DENGAN HYSYS 7.1 Dosen Pembimbing: Ir. Musfil Ahmad Syukur, M. Eng.

Neraca Massa dan Neraca Energi di Sekitar

Pump-Around

Lp - Ld

Lin + Ld = L’ + L” + Lp

Vin = L’ + Vout

NM : NE :

Lin hLin + Ld hLd = L’ hL’ + L” hL” + Lp hLp

Vin HVin = L’ xL’ + Vout HVout

Lin Ld

Page 41: PEMODELAN DAN SIMULASI HIGH VACUUM UNIT (HVU) … · PEMODELAN DAN SIMULASI HIGH VACUUM UNIT (HVU) KILANG MINYAK DENGAN HYSYS 7.1 Dosen Pembimbing: Ir. Musfil Ahmad Syukur, M. Eng.

Neraca Massa dan Neraca Energi di Setiap

Stage/Tray ke- n

stage ke- n

Vn Ln + 1

Vn - 1 Ln

Ln+1 + Vn-1 = Ln + VnNM :

NE : Ln+1 hn+1 + Vn-1 Hn-1 = Ln hn + Vn Hn

Page 42: PEMODELAN DAN SIMULASI HIGH VACUUM UNIT (HVU) … · PEMODELAN DAN SIMULASI HIGH VACUUM UNIT (HVU) KILANG MINYAK DENGAN HYSYS 7.1 Dosen Pembimbing: Ir. Musfil Ahmad Syukur, M. Eng.
Page 43: PEMODELAN DAN SIMULASI HIGH VACUUM UNIT (HVU) … · PEMODELAN DAN SIMULASI HIGH VACUUM UNIT (HVU) KILANG MINYAK DENGAN HYSYS 7.1 Dosen Pembimbing: Ir. Musfil Ahmad Syukur, M. Eng.
Page 44: PEMODELAN DAN SIMULASI HIGH VACUUM UNIT (HVU) … · PEMODELAN DAN SIMULASI HIGH VACUUM UNIT (HVU) KILANG MINYAK DENGAN HYSYS 7.1 Dosen Pembimbing: Ir. Musfil Ahmad Syukur, M. Eng.
Page 45: PEMODELAN DAN SIMULASI HIGH VACUUM UNIT (HVU) … · PEMODELAN DAN SIMULASI HIGH VACUUM UNIT (HVU) KILANG MINYAK DENGAN HYSYS 7.1 Dosen Pembimbing: Ir. Musfil Ahmad Syukur, M. Eng.
Page 46: PEMODELAN DAN SIMULASI HIGH VACUUM UNIT (HVU) … · PEMODELAN DAN SIMULASI HIGH VACUUM UNIT (HVU) KILANG MINYAK DENGAN HYSYS 7.1 Dosen Pembimbing: Ir. Musfil Ahmad Syukur, M. Eng.
Page 47: PEMODELAN DAN SIMULASI HIGH VACUUM UNIT (HVU) … · PEMODELAN DAN SIMULASI HIGH VACUUM UNIT (HVU) KILANG MINYAK DENGAN HYSYS 7.1 Dosen Pembimbing: Ir. Musfil Ahmad Syukur, M. Eng.
Page 48: PEMODELAN DAN SIMULASI HIGH VACUUM UNIT (HVU) … · PEMODELAN DAN SIMULASI HIGH VACUUM UNIT (HVU) KILANG MINYAK DENGAN HYSYS 7.1 Dosen Pembimbing: Ir. Musfil Ahmad Syukur, M. Eng.
Page 49: PEMODELAN DAN SIMULASI HIGH VACUUM UNIT (HVU) … · PEMODELAN DAN SIMULASI HIGH VACUUM UNIT (HVU) KILANG MINYAK DENGAN HYSYS 7.1 Dosen Pembimbing: Ir. Musfil Ahmad Syukur, M. Eng.
Page 50: PEMODELAN DAN SIMULASI HIGH VACUUM UNIT (HVU) … · PEMODELAN DAN SIMULASI HIGH VACUUM UNIT (HVU) KILANG MINYAK DENGAN HYSYS 7.1 Dosen Pembimbing: Ir. Musfil Ahmad Syukur, M. Eng.

Bentuk fisik : liquid (cair) dan berbau

Warna : transparan - buram, sedikit pucat sampai

kuning

Specific Gravity (60oF) : 0,83 – 0,87

Boilling Point : 230 – 413oC

Melting Point : 1 – 7oC

Viskositas (cSt pada 40oC) : 7,35 – 11,75

Page 51: PEMODELAN DAN SIMULASI HIGH VACUUM UNIT (HVU) … · PEMODELAN DAN SIMULASI HIGH VACUUM UNIT (HVU) KILANG MINYAK DENGAN HYSYS 7.1 Dosen Pembimbing: Ir. Musfil Ahmad Syukur, M. Eng.

Bentuk fisik : liquid (cair) dan berbau

Warna : coklat

Specific Gravity (60oF) : 0,85 – 0,89

Boilling Point : 410 – 350oC

Melting Point : 10 – 30oC

Viskositas (cSt pada 40oC) : 14 – 75

Page 52: PEMODELAN DAN SIMULASI HIGH VACUUM UNIT (HVU) … · PEMODELAN DAN SIMULASI HIGH VACUUM UNIT (HVU) KILANG MINYAK DENGAN HYSYS 7.1 Dosen Pembimbing: Ir. Musfil Ahmad Syukur, M. Eng.

Bentuk fisik : liquid (cair) dan berbau

Warna : coklat - hitam

Specific Gravity (60oF) : 0,87 – 0,91

Boilling Point : 350 – 600oC

Melting Point : 29 – 49oC

Viskositas (cSt pada 40oC) : 195 – 500

Page 53: PEMODELAN DAN SIMULASI HIGH VACUUM UNIT (HVU) … · PEMODELAN DAN SIMULASI HIGH VACUUM UNIT (HVU) KILANG MINYAK DENGAN HYSYS 7.1 Dosen Pembimbing: Ir. Musfil Ahmad Syukur, M. Eng.

Assay Percent Volume (%vol) Temperature (oC)

0 188

5 290

10 318

20 348

30 378

40 404

50 425

60 442

70 460

Page 54: PEMODELAN DAN SIMULASI HIGH VACUUM UNIT (HVU) … · PEMODELAN DAN SIMULASI HIGH VACUUM UNIT (HVU) KILANG MINYAK DENGAN HYSYS 7.1 Dosen Pembimbing: Ir. Musfil Ahmad Syukur, M. Eng.

Riset dan Pengembangan:

Menginterpretasikan data bench-scale dan pilot plant

Scale-up proses dan feasibility studies

mengeksplorasi pengaruh kondisi operasi yang berbeda untuk optimisasi

dan studi pengendalian

Desain Proses:

Membandingkan desain proses alternatif dan struktur pengendali

Mengembangkan neraca panas dan material

Mendesain peralatan proses

Mengevaluasi unjuk kerja proses pada kondisi berbeda

Mensimulasikan start-up, shutdown, dan situasi dan prosedur darurat

Operasi pabrik:

troubleshooting masalah pengendali dan proses

membantu dalam start-up dan training operator

mempelajari pengaruh dari dan kebutuhan untuk proyek ekspansi

(menghilangkan bottleneck)

mengoptimalkan operasi pabrik.

Page 55: PEMODELAN DAN SIMULASI HIGH VACUUM UNIT (HVU) … · PEMODELAN DAN SIMULASI HIGH VACUUM UNIT (HVU) KILANG MINYAK DENGAN HYSYS 7.1 Dosen Pembimbing: Ir. Musfil Ahmad Syukur, M. Eng.

Besaran danpernyataan Parameter

prosesParameternon-proses

Model proses

Fenomena proses

Peralatan proses

Sifat fisika Besaran lain

Proses

Ruang model

Ruang fisik

Page 56: PEMODELAN DAN SIMULASI HIGH VACUUM UNIT (HVU) … · PEMODELAN DAN SIMULASI HIGH VACUUM UNIT (HVU) KILANG MINYAK DENGAN HYSYS 7.1 Dosen Pembimbing: Ir. Musfil Ahmad Syukur, M. Eng.

Model teoritis: dikembangkan menggunakan

prinsip kimia dan fisika.

Model empiris: diperoleh dari analisa

matematika (statistika) data operasi proses.

Model semiempiris: mongkompromikan

antara (a) dan (b), dengan satu atau lebih

parameter dievaluasi dari data eksperimen

atau plant.

Page 57: PEMODELAN DAN SIMULASI HIGH VACUUM UNIT (HVU) … · PEMODELAN DAN SIMULASI HIGH VACUUM UNIT (HVU) KILANG MINYAK DENGAN HYSYS 7.1 Dosen Pembimbing: Ir. Musfil Ahmad Syukur, M. Eng.

SIFAT PERSAMAAN NERACA

• Dapat diaplikasikan pada sembarang himpunan satuan yang dapat dihitung atau pada sembarang sifat ekstensif.

– Sifat ekstensif: sifat yang nilainya dua kali ketika jumlah bahan yang ada bertambah dua kali. Beberapa contoh adalah massa, energi, entropy, massa spesies kimia, momentum, dan muatan listrik. Beberapa contoh satuan yang dapat dihitung adalah orang, apel, molekul, elektron, dan bakteri.

• Tidak dapat digunakan untuk satuan yang tak dapat dihitung atau sifat intensif.

– Sifat intensif: tidak tergantung pada jumlah bahan yang ada. Beberapa contoh adalah suhu, tekanan, viskositas, kekerasan, warna, kejujuran, tegangan listrik, kecantikan, dan densitas. Sebuah contoh satuan tak dapat dihitung adalah semua fraksi desimal antara 0 dan 1.

Page 58: PEMODELAN DAN SIMULASI HIGH VACUUM UNIT (HVU) … · PEMODELAN DAN SIMULASI HIGH VACUUM UNIT (HVU) KILANG MINYAK DENGAN HYSYS 7.1 Dosen Pembimbing: Ir. Musfil Ahmad Syukur, M. Eng.

RANGKUMAN: PEMODELAN

PROSES

Konsep

Logika awal

Matematika

Definisi

Neraca

MODEL

Persamaan dasar

Penggambaran sesudahnya

“Ruang ide”

“Ruang model”

“Ruang fisik” Fenomena

Page 59: PEMODELAN DAN SIMULASI HIGH VACUUM UNIT (HVU) … · PEMODELAN DAN SIMULASI HIGH VACUUM UNIT (HVU) KILANG MINYAK DENGAN HYSYS 7.1 Dosen Pembimbing: Ir. Musfil Ahmad Syukur, M. Eng.

RANGKUMAN: LOGIKA PEMODELAN

Situasi fisik

Pemilihan besaran

Pemilihan volume kontrol

Persamaan neraca

Persamaan dasar

Persamaan

cukup?

Semua neraca

digunakan?Model

matematika

Ya

Ya

Tidak

Tidak

Situasi fisik

Pemilihan besaran

Pemilihan volume kontrol

Persamaan neraca

Persamaan dasar

Persamaan

cukup?

Semua neraca

digunakan?Model

matematika

Ya

Ya

Tidak

Tidak

Page 60: PEMODELAN DAN SIMULASI HIGH VACUUM UNIT (HVU) … · PEMODELAN DAN SIMULASI HIGH VACUUM UNIT (HVU) KILANG MINYAK DENGAN HYSYS 7.1 Dosen Pembimbing: Ir. Musfil Ahmad Syukur, M. Eng.

Cooler/Heater

• HE satu sisi

• Aliran masuk didinginkan (atau dipanaskan) ke kondisi keluar yang dibutuhkan.

• Energy stream menyerap (atau memberikan) beda enthalpy antara kedua aliran.

• Berguna jika yang diperhatikan hanya berapa banyak energi yang dibutuhkan untuk mendinginkan atau memanaskan aliran proses dengan suatu utilitas tanpa memperhatikan kondisi utilitas itu sendiri.

Heater iconCooler icon