Aditya Risvan R-ENTRAINMENT.pptx

Aditya Risvan R 161424001
D4 Teknik Kimia Produksi Bersih
Literatur Utama : Kister, Z. Henry. (1992). Distillation Design. McGraw Hill. USA

Literatur Utama : Kister, Z. Henry. (1992). Distillation Design. McGraw Hill. USA

OUTLINE
1. Deskripsi Umum
1.1 Tipe Tray atau Plate
1.2 Batasan/ Jangkauan Operasi Tray
2. Permasalahan Entrainment
3. Solusi Pemecahan Masalah Entrainment
1.3 Deskripsi Entrainer
1.5 Froth Entrainment Flooding
1.4 Spray Entrainment Flooding

• Desain Tray dan Operasinya
1. DESKRIPSI UMUM
Sumber : Kister, 1992
“Tray atau plate adalah alat kontak antar fasa yang bertugas sebagai tempat
berlangsungnya proses perpindahan, tempat terbentuknya keseimbangan, dan
alat pemisah dua fasa seimbang.”
Bubble Cap Tray Sieve Tray Valve Tray

1. DESKRIPSI UMUM

1. DESKRIPSI UMUM
1.2 Batasan/ Jangkauan Operasi Tray
Gambar 1. Diagram Batasan Operasi Tray
• Untuk rancangan aliran tray yang
diberikan terdapat batasan tertentu bagi
aliran gas dan cairan dimana operasi
stabil diperoleh.
• Apabila operasi terjadi di luar Area of
Satisfactory operation, akan
mengakibatkan Entrainment, Flooding,
Weeping dan Coning

1. DESKRIPSI UMUM
1.3 Deskripsi Entrainment
• Entrainment merupakan peristiwa liquid
terangkut ke tray atasnya karena
dorongan gas dari bawah yang berlebihan,
hal ini disebabkan oleh laju alir gas yang
terlalu besar.
• Ilustrasi dari kasus entrainment dapat
dilihat pada video tersebut. Terlihat
bahwa aliran gas membawa cairan menuju
tray bagian atasnya.
Sumber video ilustrasi : Youtube.com

1. DESKRIPSI UMUM
• Entrainment adalah cairan yang diangkut oleh gas
ke tray bagian atas. Cairan ini mengandung lebih
banyak bahan yang tidak mudah menguap
daripada tray di atas. Hal ini dapat menetralkan
proses perpindahan massa dan mengurangi
efisiensi tray. Efek lain yang tidak diinginkan dari
entrainment adalah terbawa kotoran yang tidak
mudah menguap ke atas. Hal ini mencemari
produk overhead dan kemungkinan menyebabkan
kerusakan pada mesin yang berputar.
• Entrainment terdiri dari dua jenis yaitu froth
entertainment flooding dan spray entertainment
flooding
Sumber : http://enggyd.blogspot.com/
2009/09/effect-in-towers_09.html
Gambar 2. Proses Terjadinya Entrainment

1. DESKRIPSI UMUM
• Mekanisme Entrainment
• Dalam rezim froth, sebagian besar lubang tray menggelegak (bubbling), entrainment
dihasilkan oleh pemecahan lembaran cairan yang didefinisikan sebagai gelembung yang
muncul. Terbentuknya tetesan kecil (biasanya <200 mikro meter) pada kecepatan proyeksi
rendah menghasilkan entrainment rendah.
• Dalam rezim fully developed spray, sebagian besar lubang tray terus menerus mengalami
penyemprotan, entrain diproduksi oleh atomisasi cairan oleh jet gas yang melewati lubang
tray. Mekanisme ini membentuk tetesan besar (biasanya >1000 mikro meter) pada
kecepatan proyeksi tinggi, menghasilkan entrainment tinggi.
• Ketika rezim fully developed spray, hanya dikembangkan sebagian pada tray,
penggelembungan dan pengaliran terjadi secara bersamaan di lubang-lubang tray yang
berdekatan. Entrainment yang diproduksi oleh lubang-lubang yang mengalami
penyemprotan lebih besar daripada dari lubang-lubang yang menggelembung. dalam
rezim froth.

1. DESKRIPSI UMUM
• Saat kecepatan uap dinaikkan, suatu kondisi tercapai di
mana tetesan cairan masuk ke dalam tray bagian atas.
• Bahan volatil yang lebih ringan dibawa ke cairan
penahan plate dengan volatilitas yang lebih tinggi.
Campuran cairan ini mengurangi pemisahan, atau
efisiensi baki.
• Jika aliran liquid datang dari atas dan memiliki
kapasitas untuk menangani kedua cairan yang
dimasukkan dan ditambah dengan aliran cairan
normal, maka proses fraksinasi akan kesulitan tetapi
kolom akan dapat dioperasikan.
• Banjir Entrainment disebabkan oleh pengangkutan
cairan yang berlebihan oleh uap yang masuk ke baki di
atas.
Sumber : youtube.com/Users/sandeepuch2
Gambar 3. Rezim Spray di dalam Tray
Gambar 4. Bentuk Tetesan pada Rezim Spray

1. DESKRIPSI UMUM
• Souders dan Brown secara teoritis menganalisis entertainment flooding dalam hal
kecepatan pengendapan tetesan. Flooding terjadi ketika kecepatan uap bagian atas
cukup tinggi untuk menunda tetesan cairan sesuai persamaan 6.9 (Kister, 1992;Hal.
276)
• Dari Persamaan 6.9 di sederhanakan menjadi
• Konstanta Souders dan Brown, Csb, adalah faktor pada saat flood point. Variabel yang
mempengaruhi nilai Csb adalah tray spacing, liquid load, fractional hole area, dan hole
diameter.

1. DESKRIPSI UMUM
• Pada laju aliran cairan yang lebih tinggi,
dispersi pada tray berbentuk buih.
• Saat kecepatan uap dinaikkan, tinggi buih
bertambah. Saat tray kecil, envelope
mendekati tray di atasnya. Ketika
permukaan buih mendekati tray di atasnya,
entrainment cepat meningkat pada
akumulasi cairan tray di atas.
• Ketika tray dengan rentang 18 hingga 24 in,
envelope jarang mendekati tray di atasnya.
Ketika kecepatan uap meningkat, buih
tersebut akan berubah menjadi spray dan
akan terjadi flooding (banjir) yang telah
dijelaskan sebelumnya pada bagian spray
entrainment flooding
Sumber : youtube.com/Users/sandeepuch2
Gambar 5. Rezim Froth di dalam Tray
Gambar 6. Bentuk Buih pada Rezim Froth

1. DESKRIPSI UMUM
• Froth entrainment flooding dapat diprediksi menggunakan Fair’s Correlation atau
Smith
(Dipilih Fair’s Correlation)
• Gradien liquid diperburuk pada tray diantaranya ketika:
- laju cairan tinggi
- jalur aliran panjang
- bendung outlet pendek
- struktur geladak tinggi
- penurunan tekanan tray rendah

2. PERMASALAHAN ENTRAINMENT
• Perusahaan minyak AXECO mengalami masalah pada unit operasi Crude Distillation
2.
Terbukti aliran minyak mentah turun dari 195.000 Barrel/Steam Day (BSD) menjadi
192.000 BSD. Gambar 1.2 Merangkum alur proses dari unit minyak mentah pada unit
Crude Distillation 2.
Sumber : kister2006 dist trouble

2. PERMASALAHAN ENTRAINMENT
• Permasalahan dimulai pada warna dari furnace oil seal 1-2 merupakan faktor pembatas pada biaya
minyak mentah. Setiap kali tingkat minyak mentah naik diatas 192.000 BSD warna furnace oil
akan menjadi kecoklatan yang tidak dapat diterima. Operator Drywall menjawab bahwa produk
yang terbentuk akan berwarna hitam. Padahal Minyak gas, (umpan FCCU sering disebut sebagai
minyak gas atmosfer) diumpankan ke FCCU yang seharusnya berwarna hijau kehitaman-ungu
Minyak gas hitam berarti ada komponen residu minyak mentah dalam umpan FCCU.
• Komponen residu kasar (disebut residu) mengandung logam seperti nikel dan vanadium. Logam-
logam ini, terutama nikel, terakumulasi pada katalis zeolite. Nikel memicu reaksi hidrotermal di
FCC. Reaksi semacam itu secara istimewa menghasilkan gas bahan bakar bernilai rendah dan coke
katalitik, akibatnya mengurangi produksi minyak diesel dan bensin yang lebih berharga. Oleh
karena itu, minyak gas hitam menurunkan kemampuan kilang untuk memproduksi bahan bakar
motor
• Ternyata masalah sebenarnya dengan unit distilasi ini adalah bahwa ia tidak membuat pemisahan
yang bersih antara potongan sisi pertama (umpan FCCU dan produk dasar (residu). Dan ternyata
fenomena ini terlalu lama.terjadi Manajemen cenderung untuk berkonsentrasi pada keluaran
produk daripada pada efisiensi efek fraksinasi.

3. PENYELESAIAN
• Setiap kali seseorang menghadapi masalah fraksinasi, langkah pemecahan masalah logis pertama
adalah melakukan survei penurunan tekanan di seluruh menara, Jika penurunan tekanan AP
terlalu rendah, itu berarti tray destilasi dumping atau weeping. Jika delta P terlalu tinggi, itu
berarti trays banjir atau entraining. Baik banjir atau dumping akan membentuk entrainment
minyak mentah hitam dari zona kilat (Gambar 1 1) ke dalam pakan FCCU. Oleh karena itu, tiga
baki di atas zona kilat di unit minyak mentah No. 2 yang biasa disebut wash oil trays dicurigai.

3. PENYELESAIAN
• Setiap kali seseorang menghadapi masalah fraksinasi, langkah pemecahan masalah logis pertama
adalah melakukan survei penurunan tekanan di seluruh menara, Jika penurunan tekanan AP
terlalu rendah, itu berarti tray destilasi dumping atau weeping. Jika delta P terlalu tinggi, itu
berarti trays banjir atau entraining. Baik banjir atau dumping akan membentuk entrainment
minyak mentah hitam dari zona kilat (Gambar 1 1) ke dalam pakan FCCU. Oleh karena itu, tiga
baki di atas zona kilat di unit minyak mentah No. 2 yang biasa disebut wash oil trays dicurigai.
• INTERPRETASI DATA PRESSURE DROP
Dengan menggunakan transduser tekanan delta P digital, dimungkinkan untuk mengukur
penurunan tekanan di seluruh bagian plate di menara destilasi dengan akurasi +0,03 pound per
inci persegi (psi). Penurunan tekanan yang diukur pada three-sieve wash oil trays adalah 0,54 psi
atau 0,18 psi per tray.
Untuk mengkonversi dari penurunan tekanan di psi ke penurunan tekanan dalam inci air, kalikan
dengan 27,7

3. PENYELESAIAN
• INTERPRETASI DATA PRESSURE DROP [LANJUTAN]
Namun, cairan yang mengalir melintasi three-sieve wash oil trays bukanlah air dingin dengan 10
gravitasi spesifik ISP); itu adalah minyak gas panas dengan 0,74 sp gr. Untuk mengkonversi dari
inci penurunan tekanan air per tray ke inci penurunan tekanan cairan aktual yang mengalir di
tray, gandakan AP dengan rasio specific gravity
Ini berarti bahwa penurunan tekanan rata-rata per tray di bagian minyak pencuci adalah 6,74 in.
Dari minyak gas panas. Sekarang jarak tray (yaitu, dimensi vertikal antara dek tray) untuk wash
oil tray adalah 24 in. Penurunan tekanan per tray sebagai persentase jarak tray adalah ukuran
penting dari kapasitas tray saringan (atau katup umum) Untuk menghitung nilai ini, bagi
penurunan tekanan yang diamati dengan jarak tray

3. PENYELESAIAN
• INTERPRETASI DATA PRESSURE DROP [LANJUTAN]
Ketika persentase di atas melebihi 20% hingga 25%, kenaikan lebih lanjut dalam pemuatan tray
akan mendorong flooding dan entrainment. Dalam kasus crude distillation 2. Nilai 28% yang
dihitung dalam persamaan di atas menjelaskan mengapa umpan FCCU berwarna hitam. Wash oil
tray banjir dan entrainment parah membentuk residu hitam mengkontaminasi produk minyak gas.
• PENYELESAIAN SOLUSI
Perhitungan cepat menunjukkan bahwa wash oil tray beroperasi jauh di bawah peringkat desain
mereka. Namun, jelas bahwa mereka banjir dengan cukup sehingga tidak hanya residu yang
dimasukkan ke dalam umpan FCCU.
residu entrainment tujuh tray lebih tinggi ke atas tray dan mengubah warna produk furnace oil
juga. Melanjutkan survei tekanan, selanjutnya mengukur penurunan tekanan di tiga tray bawah
yang digunakan untuk mengupas minyak gas ringan dari residu. Ditemukan bahwa delta P adalah
0,81 psi. Jarak tray adalah 18 in dan sisanya memiliki nilai sebagai berikut

3. PENYELESAIAN
• PENYELESAIAN SOLUSI [LANJUTAN]
Faktor 53% untuk tray tiga bagian bawah membuktikan bahwa tray bawah ini banjir jauh lebih
buruk daripada tray bagian atas. Ini benar bahkan jika baki yang lebih tinggi beroperasi di bawah
kapasitas terukurnya
Penyebab batas kapasitas minyak mentah sekarang mulai menjadi fokus.
Umpan FCCU hitam menyebabkan furnace oil berubah warna. Banjir pada wash oil tray adalah
penyebab langsung dari umpan FCCU hitam. Banjir yang parah pada tray pengupasan uap bagian
bawah menyebabkan nampan minyak pencuci membanjir.
Kapasitas tray pengupasan, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1-2.1 sebagian besar fungsi
laju pengupasan pengupasan tray dirancang untuk menangani 4.000 l/h uap. Operator
menggunakan sekitar 4.000 lb / jam uap karena insinyur unit telah menginstruksikan mereka
untuk menjalankan kondisi desain sectional stripper Namun uap 4.000 Bit menyebabkan tray
bawah flooding sehingga diturunkan menjadi 2000 l/h uap.

3. PENYELESAIAN
• PENYELESAIAN SOLUSI [LANJUTAN]
Banyak insinyur yang mengalami masalah dan solusi obrolan. Tidak demikian: Solusi untuk
masalah cukup satu aspek halus dari masalah dan mengalir secara alami dari masalah itu sendiri.
Solusi sewenang-wenang menciptakan lingkungan yang terisolasi dari masalah, ini tidak akan
berhasil. Untuk mengungkapkan solusi yang tersembunyi di dalam setiap masalah harus
dilakukan
- Pengukuran bidang langsung
- Diskusi dengan personel unit operasi
• MENGHILANGKAN MINYAK GAS HITAM
Setelah laju steam terputus, delta P melintasi tray pengupasan secara bertahap menurun dari 0,81
psi menjadi 0,28 psi. Satu jam kemudian, umpan FCCU berwarna hijau tembus pandang dan
furnace oil menjadi. Kandungan minyak gas residu tidak meningkat karena berkurangnya uap
yang keluar. Setelah semua tray yang banjir tidak akan membawa minyak dan uap ke dalam
kontak intim. Oleh karena itu, penambahan stripping steam yang menyebabkan tray banjir hanya
membuang steam dan mengurangi efisiensi tray stripping
Tingkat minyak mentah kemudian meningkat sebesar 3.000 B / SD menjadi 195.000 B / SD

Aditya Risvan R-ENTRAINMENT.pptx

Recommended

Recommended

More Related Content

Similar to Aditya Risvan R-ENTRAINMENT.pptx

Similar to Aditya Risvan R-ENTRAINMENT.pptx (12)

Recently uploaded

Recently uploaded (20)

Aditya Risvan R-ENTRAINMENT.pptx