View
263
Download
6
Category
Preview:
Citation preview
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Dalam hal konversi energi pada dewasa ini, penggunaan energi sangat
diperhitungkan karena pemakaiannya sangat erat dengan biaya operasi. Pada
dasarnya semakin banyak energi yang terpakai berarti semakin tinggi biaya
operasi.
Peralatan perpindahan panas adalah jenis peralatan yang banyak
digunakan dalam suatu industri, baik digunakan dalam proses untuk pemanasan
maupun proses pendinginan suatu zat. Kondisi operasi yang tepat dapat
menghasilkan produk yang sesuai dengan yang didinginkan dari suatu proses atau
kondisi operasi untuk di simpan di storage tank. Kondisi operasi antara lain
berkaitan dengan temperatur dan tekanan proses. Kondisi operasi yang sering
menjadi perhatian adalah masalah temperatur. Untuk memperoleh temperatur
yang diinginkan dari suatu proses, maka bahan zat yang akan direaksikan,
dipisahkan, atau dalam proses penyimpanan harus dipanaskan atau diinginkan
terlebih dahulu. Untuk itu diperlukan suatu alat penukar panas yang biasa dipakai
dalam industri yaitu Heat Exchanger.
High Vacuum Unit II merupakan salah satu unit pengolahan minyak bumi
yang ada pada kilang CD&L PT. PERTAMINA RU III Plaju – Sungai Gerong
yang mengolah minyak mentah long residue menjadi produk – produk, seperti: off
gas, vacuum gas oil (LVGO, MVGO dan HVGO) dan vacuum residue.
Pada High Vacuum Unit II, long residue sebelum dipanaskan pada furnace
dipanaskan terlebih dahulu di Feed Preheater Train. Feed Preheater Train terdiri
dari empat buah HE jenis Sheel and Tube, yaitu E-14-006 A/B (HVGO
exchanger), E-14-003 A/B/C (MVGO exchanger), E-14-010 ABC (vacuum
residue exchanger) dan E-14-009 A/B/C/D (vacuum residue exchanger).
Heat exchanger (HE) ini tentunya ada jangka waktu tertentu, kapan HE
tersebut masih dikatakan berfungsi dengan baik sesuai dengan desain awalnya.
Jika suatu fluida banyak mengandung impurities, akan semakin cepat terjadi
1
pengendapan di alat HE tersebut yang mengakibatkan terjadi penurunan efisiensi
dan kinerjanya.
Pada saat ini penggunaan HE dapat membantu menaikkan temperatur long
residue. Namun, penggunaan HE saja belum dapat mencapai temperatur long
residue yang diinginkan untuk masuk ke kolom distilasi sehingga digunakan juga
furnace untuk mencapai suhu tersebut. Jika HE mempunyai efisiensi tinggi maka
kehilangan panas dapat ditekan sekecil mungkin yang pada akhirnya akan
mengurangi biaya untuk penyediaan energi suatu pabrik. Evaluasi kinerja HE
dilakukan untuk menentukan kapan saatnya HE harus dibersihkan karena jika
dilakukan pembersihan secara berkala akan menambah performa dan efisiensi dari
HE tersebut.
1.2. Rumusan Masalah
Umumnya HE didesain untuk mendapatkan perpindahan panas yang
diinginkan. HE E-14-006 A/B, E-14-003 A/B/C, E-14-010 A/B/C dan E-14-009
A/B/C/D di High Vacuum Unit II mempunyai tugas sebagai pemanas long residue
dengan media pemanas berupa sebagai berikut:
1. Pada HE E-14-003 ABC dengan fluida panas MVGO (Medium Vacuum Gas
Oil)
2. Pada HE E-14-006 AB dengan fluida panas HVGO (High Vacuum Gas Oil).
3. Pada HE E-14-009 ABCD dengan fluida panas vacuum residue.
4. Pada HE E-14-010 ABC dengan fluida panas vacuum residue.
Pemanasan tersebut bertujuan untuk meringankan beban dari furnace
untuk memanaskan crude sebelum masuk kolom fraksionasi. Dengan
berkurangnya beban dari furnace, maka kebutuhan fuel oil yang digunakan untuk
pembakaran di furnace juga akan semakin berkurang.
Kinerja pre-heater sangat mempengaruhi temperatur long residue agar
sesuai dengan kondisi di kolom distilasi vakum. Oleh sebab itu evaluasi kinerja
dan efisiensi dari pre-heater di HVU II perlu dimonitor dan dievaluasi secara rutin
agar kondisi temperatur dapat dijaga sesuai dengan kondisi yang telah ditetapkan.
2
1.3. Ruang Lingkup dan Batasan Masalah
Ruang lingkup dan batasan masalah tugas khusus pada laporan kerja pratik
ini adalah mengevaluasi performance feed preheater pada unit HVU II mencakup
duty, nilai U factor, fouling factor dan pressure drop menggunakan data desain
dan data Plant Test 2010.
1.4. Metode Pengambilan data
Metode yang digunakan dalam pengumpulan data yang diperlukan dalam
penyusunan laporan kerja praktek ini adalah:
1. Study literature
Metode ini dilakukan dengan cara membaca buku-buku pegangan yang ada,
seperti buku laporan kerja praktek sebelumnya.
2. Metode interview
Metode ini dilakukan dengan cara bertanya langsung dengan karyawan yang
berpengalaman di bidangnya yang dibahas dalam laporan kerja praktek ini.
3. Metode referensi
Metode ini dilakukan dengan cara mencari bahan-bahan ke perpustakaan atau
buku-buku yang diperlukan dalam penyelesaian masalah dalam laporan kerja
praktek ini.
4. Metode observasi
Metode pengambilan data dilakukan dengan cara turun langsung ke lapangan,
meihat langsung alat yang dibahas. Data diambil dari ruangan control room di
kilang CD&L.
3
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
Energi tidak dapat diciptakan ataupun dimusnahkan tetapi hanya dapat
dirubah bentuknya dari satu bentuk ke bentuk lain atau dapat dipindahkan dari
satu tempat ke tempat lain, dan salah salah satu bentuk energi itu adalah panas.
Dalam suatu proses panas dapat mengakibatkan terjadinya kenaikan suhu suatu
zat atau perubahan tekanan, reaksi kimia, dan kelistrikan.Perpindahan panas akan
terjadi apabila ada perbedaan temperatur antara dua bagian benda. Panas akan
berpindah dari temperatur tinggi ke temperatur yang lebih rendah.
Dalam industri Kilang Minyak Bumi maupun industri yang lain , proses
pertukaran panas penting dalam rangka konservasi energi, keperluan proses,
persyaratan keamanan, dan lindungan lingkungan.Panas dapat berpindah dengan
tiga cara, yaitu konduksi, konveksi, dan radiasi.
2.1. Perpindahan Panas Secara Konduksi
Merupakan perpindahan panas antara molekul-molekul yang saling
berdekatan antara yang satu dengan yang lainnya dan tidak diikuti oleh
perpindahan molekul-molekul tersebut secara fisik.Molekul-molekul benda yang
panas bergetar lebih cepat dibandingkan molekul-molekul benda yang berada
dalam keadaan dingin. Getaran-getaran yang cepat ini, tenaganya dilimpahkan
kepada molekul di sekelilingnya sehingga menyebabkan getaran yang lebih cepat
maka akan memberikan panas.
2.2. Perpindahan Panas Secara Konveksi
Perpindahan panas dari suatu zat ke zat yang lain disertai dengan gerakan
partikel atau zat tersebut secara fisik.Pergerakan ini terjadi antara fluida atau di
dalam fluida itu sendiri, dan tidak dapat terjadi pada solid. Pada solid, molekul
tetap pada posisinya, pergerakan secara bulk atau adanya aliran tidak
memungkinkan, sehingga konveksi tidak akan terjadi pada solid.
4
2.3. Perpindahan Panas Secara Radiasi
Perpindahan panas tanpa melalui media (tanpa melalui molekul). Suatu
energi dapat dihantarkan dari suatu tempat ke tempat lainnya (dari benda panas ke
benda yang dingin) dengan pancaran gelombang elektromagnetik dimana tenaga
elektromagnetik ini akan berubah menjadi panas jika terserap oleh benda yang
lain.
2.4. Heat Exchanger
Heat Exchanger adalah alat penukar panas yang digunakan untuk
mempertukarkan panas secara kontinue dari suatu medium ke medium lainnya
dengan membawa energi panas. Secara umum ada 2 tipe penukar panas, yaitu:
1. Direct Heat exchanger, dimana kedua medium penukar panas saling kontak
satu sama lain. Yang tergolong Direct Heat exchanger adalah Cooling Tower
dimana operasi perpindahan panasnya terjadi akibat adanya pengontakan
langsung antara air dan udara.
2. Indirect Heat exchanger, dimana kedua media penukar panas dipisahkan oleh
sekat/dinding dan panas yang berpindah juga melewatinya. Yang tergolong
Indirect Heat exchanger antara lain penukar panas jenis shell and tube, double
pipe heat exchanger, dan plate heat exchanger.
Gambar 2.1. Shell and tube heat exchanger
5
Gambar 2.2. Double pipe heat exchanger
Klasifikasi heat exchanger berdasarkan fungsinya, yaitu:
1. Heat Exchanger
Alat penukar panas ini memanfaatkan panas suatu aliran fluida untuk
pamanasan aliran fluida yang lainnya, sehingga terjadi perpindahan panas
karena beda suhu kedua aliran fluida tersebut.
2. Cooler
Alat ini berfungsi untuk mendinginkan fluida cair dan gas dengan
menggunakan media pendingin air atau udara.
Tipe-tipe cooler, antara lain:
a. Tipe pipe coil
1). Spiral COIL
2). PIPE COIL
3). Box cooler (lebih baik/bagus yang tube-3 dan shell)
b. Tipe air cooler
Media pendingin yang digunakan adalah udara
3. Condenser
Alat ini berfungsi untuk mengembunkan uap atau campuran uap. Sebagai
media pendingin biasanya digunakan air. Umumnya condenser memiliki tipe
shell and tube dan dapat mempunyai dua tipe yaitu tipe vertical dan tibe
horizontal yang masing-masing mempunyai keuntungan sendiri-sendiri.
Tipe-tipe condenser berdasarkan fungsi:
a. Partial condenser
Alat ini memiliki fungsi hanya mengembunkan sebagian dari total uap yang
dihasilkan (kondensat) yang dipakai sebagai reflux, biasanya dipasang dekat
puncak dalam fraksinasi.
6
b. Overhead condenser
Alat ini memerankan 3 hal pada saat bersamaan yakni mendinginkan uap,
mengembunkan uap menjadi cairan, kemudian mendinginkan menjadi
cairan tersebut.
c. Surface condenser
Alat ini berfungsi untuk mengkondensasikan steam, yang mana kondensasi
ini dijalankan dengan tekanan vakum dari 1 sampai 1,5 inHg absolute.
Untuk membuat tekanan vakum digunakan ejector.
4. Heater
Alat ini berfungsi untuk memanaskan fluida cair atau uap dengan
menggunakan steam atau air panas yang mana dengan memberikan sensible
heat.
5. Evaporator
Alat ini berfungsi untuk mendinginkan atau menguapkan fluida cair
dengan menggunakan steam atau media panas lainnya.
6. Chiller
Alat ini berfungsi untuk mendinginkan fluida pada temperature rendah.
Sebagai media pendinginnya dapat digunakan air, propane, Freon, ataupun
amoniak.
7. Reboiler
Biasanya dihubungkan dengan dasar kolom fraksionasi atau stripper untuk
melengkapi panas pendidihan yang diperlukan untuk destilasi. Sebagai media
pemanas dapat berupa steam atau fluida panas (misalnya residu). Tipe dari alat
ini adalah tipe ketel dengan tipe shell and tube, dimana shell membesar untuk
memindahkan penguapan. Selain itu dapat digunakan furnace.
Macam-macam reboiler :
a. Natural Circulation / thermosiphon reboiler yang mendidih diperoleh
dengan mempertahankan head yang cukup dari liquid untuk melengkapi
sirkulasi.
7
b. Forced circulation reboiler dengan menggunakan pompa untuk mendorong
liquid masuk reboiler.
8. Air cooled exchanger (air cooler)
Air cooler exchanger digunakan untuk mendinginkan fluida pada suhu
ambient dengan udara. Diklasifikasikan sebagai berikut :
a. Forced draft
Bila letak tube pada daerah discharge dan fan.
b. Induced draft
Bila letak tube pada daerah suction dan fan.
Klasifikasi Heat Exchanger berdasarkan kontruksinya antara lain :
1. Fixed tube sheet
Kedua tube sheet tepat pada shell. Kelemahan dari tipe ini adalah jika
perbedaan suhu telalu besar maka tube akan bengkok
2. Floating Heat/tube sheet (removeable and non removeable bundles)
Satu tube sheet ‘loates’ dalam shell, yang lain tepat pada shell. Tipe ini dapat
digunakan pada suhu tinggi (>200oF), dapat dioperasikan pada fluida yang
kotor
3. U-tube, U-bundle
Hanya pada satu tube sheet dioperasikan pada tube bentuk U. dapat digunakan
pada suhu yang tinggi.
4. Kettle
Tube bundle removable sebagai tipe U dan floating head. Shell membesar
untuk memudahkan pendidihan dan penguapan.
5. Double pipe
Masing-masing tube mempunyai shell sendiri-sendiri untuk membentuk ruang
annulus. Biasa digunakan finned tube.
6. Pipe coil
Tipe pipe coil yaitu:
a. Spiral coil
8
Coil yang direndam dalam box coil yang berisi air, digunakan untuk
pemanasan dan pendinginan. Coil berbentuk spiral.
b. Pipe coil
Biasa dipasang pada dasar suatu tankiuntuk memanaskan isi tanki dengan
aliran steam dalam pipa. Dapat berbentuk hair pain, spiral, tipe ring.
c. Box coil
Pendinginan dilakukan dengan jalan mengalirkan fluida panas dalam suatu
coil yang tercelup dalam media pendingin air.
Klasifikasi Heat exchanger berdasarkan Standar TEMA.
TEMA (Tubular Exchanger Manufacturing Assosiation),
mengklasifikasikan HE berdasarkan perencanaan dan pembuatannya menjadi tiga
kelas yaitu:
1. Heat exchanger kelas ‘R’ umumnya digunakan untuk industri minyak dan
peralatan untuk proses tersebut
2. Heat exchanger kelas ‘C’ umumnya digunakan untuk keperluan komersil
3. Heat exchanger kelas ‘B’ umumnya digunakan untuk proses kimia.
Gambar 2.3. Klasifikasi heat exchanger berdasarkan TEMA
9
Klasifikasi heat exchanger berdasarkan jenis alirannya:
1. Heat exchanger counter current (aliraran berlawanan arah)
Jika aliran kedua fluida yang mengalir dalam HE berlawanan arahnya
2. Heat exchanger co-current (aliran searah)
Jika aliran fluida yang didinginkan dengan media pendinginnya searah.
3. Hear exchanger cross current (aliran silang)
Jika aliran fluida yangmengalir dalam HE saling memotong arah
2.5. Alat Penukar Panas Dilihat dari Arah Aliran dan Tube Layout
Apabila ditinjau aliran fluida alat penukar panas ini dibagi dalam tiga
macam aliran, yaitu:
1. Aliran sejajar
2. Aliran berlawanan arah atau counter flow
3. aliran kombinasi
Susunan tube (tube layout) akan mempengaruhi baik buruknya
perpindahan panas. Disamping itu, pemilihan harus mempertimbangkan sistem
pemeliharaan yang akan dilakukan. Pembersihan tube secara mekanika atau
secara kimiawi akan mempengaruhi pemilihan dari tube. Selain susunannya yang
terjadi, aliran laminar atau turbulen, bersih atau kotor fluida yang mengalir.
Susunan tube terdiri dari:
1. Tube dengan susunan bujur sangkar (In-line square pitch)
2. Tube dengan susunan segitiga samam sisi (Triangular pitch)
3. Tube dengan susunan berbentuk belah ketupat (Diamond square pitch)
4. Tube dengan susunan segitiga diputar 60oC (Rotated triangular pitch)
Gambar 2.4. Susunan tube
10
Susunan tube segitiga lebih banyak digunakan dan menghasilkan panas
yang baik persatuan penurunan tekanan. Disamping itu, letak tubenya lebih
kompak dan koefisien perpindahan panasnya lebih baik.
2.6. Shell and Tube Heat exchanger
Secara keseluruhan komponen utama penyusun shell and tube heat
exchanger adalah:
1. Shell
Biasanya berbentuk silinder yang berisi tube bundle sekaligus sebagai wadah
mengalirnya zat
2. Head stationer
Head stationer merupakan salah satu bagian ujung dari penukar panas. Pada
bagian ini terdapat saluran masuk fluida yang mengalir kedalam .
3. Head bagian belakang
Head bagian belakang ini terletak diujung lain dari alat penukar panas
4. Sekat (baffle)
Sekat digunakan untuk membelokkan atau membagi aliran dari fluida dalam
alat penukar panas. Untuk menentukan sekat diperlukan pertimbangan teknis
dan operasional.
Macam-macam baffle, yaitu:
a. Horisontal cut baffle
1) Baik untuk semua fase gas atau fase liquid dalam shell
2) Baik ada dissolves gas dalam liquid yang dapat dilepaskan dalam heat
exchanger maka perlu diberi ‘notches’ dalam baffle
b. Vertical cut baffle
Baik untuk liquid yang membawa suspended matter atau yang heavy
fouling fluida
c. Disc and doughtnut baffle
1) Fluida harus bersih, bila tidak akan terbentuk sediment dibelokkan
doughtnut
11
2) Kurang baik, sebab bila ada dissolved gas yang terlepas, bias
dilepaskan melalui top dari doughtnut, bila ada kondensat liquid tidak
dapat didrain tanpa large ports pada doughtnut.
d. Baffle dengan annular orifice
Baffel ini jarang digunakan kerena terdiri dari full circular plate dengan
lubang-lubang untuk semua tube.
e. Longitudinal baffle
Digunakan pada shell side untuk membagi aliran shell side menjadi dua
atau beberapa bagian untuk memberikan kecepatan yang lebih tinggi untuk
perpindahan panas yang lebih baik.
5. Tube
Tube merupakan pemisah dan sebagai pengantar panas yang berbeda suhunya
diantara dua zat yang berada di dalam suatu alat. Pemilihan tube ini harus
sesuai dengan suhu, tekanan, dan sifat korosi fluida yang mengalir.
Tube ada dua macam, yaitu:
a. Tube polos (bare tube)
b. Tube bersirip (finned tube)
6. Tube sheet
Berfungsi sebagai tempat duduk tube bundle pada shell
7. Channel and pass partition
Channel merupakan tempat keluar masuknya fluida pada tube, sedangkan pass
partition merupakan pembatas antara fluida yang masuk dan keluar tube.
8. Shell cover and channel cover
Shell cover and channel cover adalah tutup yang dapat dibuka pada saat
pembersihan.
b.7. Fouling factor (Rd)
Dalam heat exchanger, fouling adalah peristiwa terakumulasinya padatan
yang tidak dikehendaki dipermukaan penukar panas yang terkontak dengan fluida
kerja, termasuk permukaan perpindahan panas. Peristiwa tersebut adalah
pengedapan, pengerakan, korosi, polimerisasi dan proses-proses biologi.
12
Fouling mengakibatkan kenaikan tahanan perpindahan panas, sehingga
meningkatkan biaya, baik investasi maupun perawatan. Akibat terjadinya fouling,
maka ukuran penukar panas menjadi lebih besar, kehilangan energi meningkat,
waktu shut down dapat lebih panjang dan biaya perawatan meningkat. Antisipasi
terhadap terjadinya fouling dalam perancangan dapat dilakukan dengan
menggunakan variable operasi dan konfigurasi yang tepat.
Pencegahan fouling dapat dilakukan dengan tindakan :
1. Menekan potensi fouling, misalnya dengan penyaringan
2. Menggunakan bahan konstruksi yang tahan terhadap korosi
3. Menepatkan nozzle (tube side dan shell side) di permukaan tertinggi atau
terendah pada heat exchanger, untuk menghindari terjadinya kantung-
kantung gas ataupun kantung volume fluida diam. Interface gas cair
merupakan lokasi terjadinya korosi, dan kantung udara diam
memungkinkan terjadinya pengendapan.
Fouling factor adalah suatu angka yang menunjukan hambatan akibat
adanya kotoran yang terbawa oleh fluida yang mengalir dalam heat exchanger.
Kotoran ini berupa lumpur, polimer, dan deposit lain yang terbentuk di bagian
dalam maupun bagian luar dinding tube exchanger. Nilai ini digunakan untuk
mendesain agar mengetahui hambatan yang masih diperbolehkan selama operasi
normal sebelum pembersihan.
Fouling factor tergantung pada nilai koefisien perpindahan panas ke
seluruh permukaan bersih (Uc) dan nilai koefisien perpindahan panas keseluruhan
untuk permukaan kotor (Ud). Jika fouling factor makin besar efisiensi
perpindahan panas semakin menurun dan akibatnya pressure drop makin besar.
Secara umum yang dapat menyebabkan terjadinya fouling pada alat
operasi adalah :
1. Hard Deposit, yaitu kerak yang berasal dari hasil korosi maupun cooking
2. Porous Deposit, yaitu kerak yang berasal dari dekomposisi dari kerak
keras
3. Loss Deposit, yaitu kerak yang berasal dari deposit seperti lumpur dan
material lunak yang lain.
13
BAB III
METODOLOGI
3.1 Pengumpulan Data
Langkah awal dalam mencapai tujuan evaluasi Heat Exchange radalah
pengumpulan data primer dan data sekunder.
3.1.1. Pengumpulan Data Primer
Pengumpulan data primer dilakukan untuk dijadikan dasar analisa
“Evaluasi Performance Heat Exchanger (feed preheater) High Vacuum Unit II”
diperoleh dari Heat Exchanger Data Sheet High Vacuum Unit, PERTAMINA
RU-III Plaju dari JGC Corporation.
3.1.2. Pengumpulan Data Sekunder
Pengumpulan data sekunder untuk digunakan bahan perhitungan pada
Heat exchanger diperoleh dari data-data dan grafik literatur serta Laporan Plant
Test 2010 berupa data-data temperatur masuk dan keluar, data-data laju alir
masing-masing fliuda yang mengalir, baik di shell maupun di tube serta sifat-sifat
feed maupun produk.
3.2 Pengolahan Data
Dari data yang diperoleh baik primer maupun sekunder dilakukan
pengolahan data melalui perhitungan dengan cara Kern, sebagai berikut :
Langkah-langkah perhitungan :
1. Menghitung LMTD
LMTD=Δt1−Δt2
lnΔt1
Δt2 (Kern, pers. 5.14)
Dimana : t1 : T inlet fluida panas – T outlet fluida dingin
t2 : T outlet fluida panas – T inlet fluida dingin
2. Koreksi LMTD (Coulson, vol.6 hal. 655 dan Kern, hal. 94)
14
R=T 1−T2
t2−t1
S=t 2−t1
T 1−T 2
Dari Fig. 18 Kern, diperoleh harga FT maka
LMTD corr. = LMTD * FT (Kern, pers. 7.42)
Dimana : R dan S : Temperature efficiency
T1, T2 : Temperatur inlet dan outlet fluida panas, ºC
t1, t2 : Temperatur inlet dan outlet fluida dingin, ºC
FT : Faktor perbedaan temperatur
3. Neraca Panas
Untuk perhitungan performance alat penukar panas, pada dasarnya
menggunakan persamaan :
Q = m * Cp* t
Dimana : Q : jumlah panas yang dipindahkan, kcal/jam
m : laju alir massa, kg/jam
Cp : spesifik heat, kcal/kg.ºC
t : perbedaan temperatur yang masuk dan keluar, ºC
4. Overall Heat Transfer Coefficient (Ud)
Ud= QA∗Δt
(Kern, pers. 5.3)
Dimana : t : LMTD corr.
A : Luas permukaan perpindahan panas, m2
A dapat diketahui melalui data design
5. Menghitung temperatur kalorik
Tc, tc :
Tc = T2 + Fc *( T2-T1) (Kern, 5.28)
tc = t1 + Fc * (t1-t2) (Kern, 5.28)
6. Menghitung koefisien transfer film hi dan hio dengan langkah-langkah sbb:
a. Menghitung Flow area, a
15
as=ID∗C '* B144∗PT (Kern, pers. 7.1)
Dimana : ID : inside diameter shell, ft
C' : clearance, inchi
B : baffle space, inchi
PT : pitch, inc
as : flow area shell, ft2
a t=N t∗at '144∗n
(Kern, pers. 7.48)
Dimana : at : flow area tube, ft2
Nt : jumlah tube
at’ : flow area per tube, ft2
n : jumlah pass
b. Menghitung mass velocity, G (Kern, hal. 138)
Gs = W/ as danGt = w / at (Kern, pers. 7.2)
Dimana : Gs : mass velocityshell, kg/jam.ft2
Gt : mass velocitytube, kg/jam.ft2
W : flow rate fluida di shell, kg/jam
W : flow rate fluida di tube, kg/jam
c. Menghitung Reynold number, Re
Res = De.Gs / μ, Ret = D.Gt / μ (Kern, pers. 7.3)
Dimana : Res : Reynold number di shell
Ret : Reynold number di tube
De : diameter ekivalen shell, ft
D : diameter ekivalen tube, ft
μ : viskositas pada tempertur kalorik, ºF
d. Menghitung koefisien transfer, h (Kern, pers. 6.15a dan 6.15b)
ho= jH∗( kDe )∗( c .μ
k )1
3∗φs ,
hi= jH∗( kD )∗( c .μ
k )1
3∗φt
16
236 oC
180oC
207oC
Dimana ho : koefisien transfer di shell, Btu/jam.ft2.0F
hi : koefisien transfer di tube, Btu/jam.ft2.0F
k : konduktivitas pada temperature kalorik, Btu/jam.ft.0F
c : specific Heat pada temperature kalorik, Btu/lb.oF
e. Menghitung tube wall temperature, tw
tw=t c+ho /φ s
ho /φs+hio /φt(Tc−tc )
(Kern, pers. 5.31)
Dimana, tw :tube wall temperature, ºF
f. Menghitung corrected koefisien, h
ho=( ho
φs)∗φs
danhio=( hio
φt)∗φ t
(Kern, pers. 6.36 & 6.37)
7. Clean Overall Heat TransferCoefficient, Uc
UC=hio . ho
hio+ho
(Kern, pers. 6.38)
Dimana UC : clean overall coefficient
8. Dirt Factor, Rd
Rd=Uc−UdUc . Ud
(Kern, pers. 6.13)
3.3. Perhitungan
A. Perhitungan Desain Heat Exchanger E-14-003 ABC
Profil Suhu HE E-14-003
17
262 oC
1) Neraca Panas
Long Residue :
Qcold = m×Cp×(Tcout−Tcin )
= 359.143,6 lb/jam¿ 0.638 btu/lb.ºF ¿ (456,8 – 356)ºF
= 23.096.669,93 Btu/jam
MVGO :
Qhot = M×Cp×(Thin−Thout )
= 343.325,5 lb/jam¿ 0.693 btu/lb.ºF ¿ (503,6 – 404,6)ºF
= 23.554.530,70 Btu/jam
2) Log Mean Temperature Differensial
hot fluid (ºF) cold fluid (ºF) Difference (ºF)
503,6 Higher Temperature 456,8 46,8
404,6 Lower Temperature 356 48,6
99 Difference 100,8 -1,8
LMTD=Δt1−Δt2
lnΔt1
Δt2 = 47,7 ºF
R=T 1−T2
t2−t1 = 0,982
S=t 2−t1
T 1−T 2 = 0,683
Dari harga R dan S diperoleh Ft = 0,92 (Fig.20, Kern)
LMTD terkoreksi (dt) = LMTD ¿ Ft
= 47,7 ºF ¿ 0,92
= 43,9 ºF
3. Caloric Temperature
tc/th = 1,038
18
Kc = 0,15 (Crude oil controlling) (Fig.17, Kern)
Fc = 0,45
Tc=T2+Fc×(T1−T 2 ) tc=t1+Fc×( t2−t1 )
= 449,2 ºF = 401,4 ºF
SHELL TUBE
Long Residue , Cold Fluid MV GO, Hot Fluid
Flow Area
4’)as= ID .c ' . B
144 . Pt
at= Nt . at '144 . n
= 0,6438 ft2
at= Nt . at '144 . n
= 0,3326 ft2
Mass Velocity
5’) w = 359.143,6 lb/jam
Gs= was
= 557.833,7 lb/jam.ft2
W = 343.325,5 lb/jam
Gt=Wat
= 1.032.126,7 lb/jam.ft2
Reynold Number
6’) pada tc = 401,4 ºF
=0,16cp = 0,3872lb/ft.jam (Fig.14)
De=0,99 in=0,0825 ft (Fig.28)
Re s= De .Gs
μ = 118.856,6
pada Tc = 449,2 ºF
=0,09 cp =0,2178 lb/ft.hr (Fig. 14)
D = 0,782in = 0, 0651 ft (Tab.10)
Re t= D . Gtμ = 308.816,6
7’) jH = 205 (Fig. 28) jH = 600 (Fig. 24)
8’) pada tc = 401,4 ºF
c= 0,66 Btu/lb.ºF (Fig. 4)
k = 0,0745 Btu/jam.ft.ºF (Fig. 1)
(c./k)1/3 = 1,508
pada Tc = 449,2 ºF
c = 0,71 Btu/lb.ºF (Fig. 4)
k = 0.079 Btu/jam.ft.ºF (Fig. 1)
(c./k)1/3 = 1,25
9’)ho= jH . k
De ( c . μk )
1/3
. φ s
ho/s = 279,188
hi= jH . kD ( c .μ
k )1/3
.φ t
hi/t = 909,876
19
10’) Tube-Wall Temperature
tw=t c+
ho /φs
ho /φs+hio /φt = 414,827 ºF
hio
φ s=
hi
φ s× ID
OD
hio/t = 711,523
11’) pada tw = 414,827 ºF
w=0,15 cp =0,363 lb/ft.jam (Fig.14)
φs=( μ
μw )0 , 14
= 1,009
pada tw = 414,827 ºF
w=0,1 cp =0,242 lb/ft.jam (Fig.14)
φ t=( μμw )
0 , 14
= 0,985
Corrected coefficient
12’) ho=
ho
φsφs
ho = 281,722 Btu/jam.ft2.ºF
hio=hio
φtφt
hio = 701,105 Btu/jam.ft2.ºF
Shell in Series = 3
13) Clean Overall Coefficient UC :
UC=hio . ho
hio+ho
UC = 66,989 Btu/jam.ft2.ºF
UC = 326,908 kcal/jam.m2.ºC
14) Desain Overall Coefficient UD :
a” = 0,2618 ft2/lin ft (Tab. 10)
Total Surface, A = 3143,6615 ft2
U D= Q
A . dt
UD = 56,91 Btu/jam.ft2.ºF
UD = 277,769 kcal/jam.m2.ºC
15) Dirt Factor Rd :
Rd=
U C−U D
UC . U D Rd = 0,0026 jam.ft2.ºF/Btu
20
= 0,00054 hr.m2.ºC/kcal
16) Effisiensi
η=Q cold
Qhot×100 %
17) Friction Factor
a. Tube
Ret = 308.816,6
f = 0,00011 sq ft/sq in (Fig.26)
b. Shell
Res = 118.856,6
f = 0,0013 sq ft/sq in (Fig.29)
18) Specific Gravity (s)
a. Tube
Tc = 449,2 °F
s = 0,665 (Fig.6)
b. Shell
tc = 401,4 °F
s = 0,605 (Fig.6)
19) Banyak lintasan yang melintang (Number of Croses)
N + 1 = 12 x L / B = 21,0344
Ds = IDs = 3,281 ft
20) Pressure Drop (ΔP)
a. Tube
ΔPt = f x¿2 x L x n5,22 x1010 x D x s x ϕt
= 6,3126 psi (Fig.26)
∆Pr (Pressure Drop Return)
21
η=23 .096 . 669,93 23 .554 . 530,70
×100 % ¿ 98 %
199oC
180 oC
182oC
ΔPr = 4 ns
v2
2 g' (625144
) = 5,233 psi (Fig.27)
ΔPT = ΔPt + ΔPr = 11,545 psi
b. Shell
ΔPs = f xG2 x Ds(N +1)
5,22 x1010 x De x s x ϕs = 10,618 psi (Fig.29)
B. Perhitungan Plant Test 2010 Heat Exchanger E-14-003 ABC
Profil Suhu HE E-14-003
1. Neraca Panas
Long Residue :
Qcold = m×Cp×(Tcout−Tcin )
= 321.966,4 lb/jam¿ 0.62 btu/lb.ºF ¿ (390,2 – 356)ºF
= 6.826.975,26 Btu/jamMVGO :
Qhot = m×Cp×(Thin−Thout )
= 216.328,3 lb/jam ¿ 0,65 btu/lb.ºF ¿ (473 – 359,6)ºF
= 15.945.561,76 Btu/jam
2. Log Mean Temperature Differensial
hot fluid (ºF) cold fluid (ºF) Difference (ºF)
473 Higher Temperature 390,2 82,8
359,6 Lower Temperature 356 3,6
113,4 Difference 34,2 79,2
22
245oC
LMTD=Δt1−Δt2
lnΔt1
Δt2 = 25,3 ºF
R=T 1−T2
t2−t1 = 3,316
S=t 2−t1
T 1−T 2 = 0,292
Dari harga R dan S diperoleh Ft = 0,866 (Fig.20, Kern)
LMTD terkoreksi (dt) = LMTD ¿ Ft
= 21,9 ºF
3. Caloric Temperature
tc/th = 0,043
Kc = 0,29 (Crude oil controlling) (Fig.17, Kern)
Fc = 0,18
Tc=T2+Fc×(T1−T 2 ) tc=t1+Fc×( t2−t1 )
= 380,0 ºF = 362,2 ºF
SHELL TUBE
Long Residue , Cold Fluid MV GO, Hot Fluid
Flow Area
4’)as= ID .c ' . B
144 . Pt
at= Nt . at '144 . n
= 0,6438 ft2
at= Nt .at '144 .n
= 0,3326 ft2
Mass Velocity
5’) w = 321.966,4 lb/jam
Gs= was
= 500.088,8 lb/jam.ft2
W = 216.328,3 lb/jam
Gt=Wat
= 650.339,9 lb/jam.ft2
23
Reynold Number
6’) pada tc = 362,2 ºF
=0,8 cp = 1,936 lb/ft.jam (Fig.14)
De= 0,99 in = 0,0825 ft (Fig.28)
Re s= De .Gs
μ = 21.310,6
pada Tc = 380 ºF
=0,35 cp = 0,847 lb/ft.jam (Fig.14)
D = 0,782 in = 0, 0651 ft (Tab.10)
Re t= D . Gtμ = 50.036
7’) jH = 90 (Fig. 28) jH = 150 (Fig. 24)
8’) pada tc = 362,2 ºF
c = 0,605 Btu/lb.ºF (Fig. 4)
k = 0.0698 Btu/jam.ft.ºF (Fig. 1)
(c./k)1/3 = 2,560
pada Tc = 380 ºF
c = 0,625 Btu/lb.ºF (Fig. 4)
k = 0.071 Btu/jam.ft.ºF (Fig. 1)
(c./k)1/3 = 1,953
9’)ho= jH . k
De ( c . μk )
1/3. φ s
ho/s = 194,945
hi= jH . kD ( c .μ
k )1/3
.φ t
hi/t = 319,270
10’) Tube-Wall Temperature
tw=t c+
ho /φs
ho /φs+hio /φt = 369,985 ºF
hio
φs=
hi
φs× ID
OD
hio/t = 249,669
11’) pada tw = 369,985 ºF
w=0,75 cp = 1,815 lb/ft.jam (Fig.14)
φs=( μ
μw )0 ,14
= 1,009
pada tw = 369,985 ºF
w=0,35 cp = 0,847 lb/ft.jam (Fig.14)
φ t=( μμw )
0 , 14
= 1
Corrected coefficient
12’) ho=
ho
φsφs
ho = 196,714 Btu/jam.ft2.ºF
hio=hio
φtφt
hio = 249,669 Btu/jam.ft2.ºF
Shell in Series = 3
13) Clean Overall Coefficient UC :
UC=hio . ho
hio+ho
UC = 51,932 Btu/jam.ft2.ºF
UC = 253,429 kcal/jam.m2.ºC
24
14) Desain Overall Coefficient UD :
a” = 0,2618 ft2/lin ft (Tab. 10)
Total Surface, A = no tube x panjang x a”
= 3143,6615 ft2
U D= Q
A . Δt ( lmtd )
UD = 33,627 Btu/jam.ft2.ºF
UD = 164,173 kcal/jam.m2.ºC
15) Dirt Factor Rd :
Rd=
U C−U D
UC . U D Rd = 0,0066 jam.ft2.ºF/Btu
= 0,00135 hr.m2.ºC/kcal
16)Effisiensi
η=Q cold
Qhot×100 %
η= 6 .826 . 975,26 15. 945 . 561,76
×100 %¿ 43 %
17) Friction Factor
c. Tube
Ret = 50.036
f = 0,00012 sq ft/sq in (Fig.26)
d. Shell
Res = 21.310,6
f = 0,0012 sq ft/sq in (Fig.29)
18) Specific Gravity (s)
25
180 oC
85 oC
238 oC
c. Tube
Tc = 380°F
s = 0,74 (Fig.6)
d. Shell
tc = 362,2 °F
s = 0,785 (Fig.6)
19) Banyak lintasan yang melintang (Number of Croses)
N + 1 = 12 x L / B = 21,0344
Ds = IDs = 3,281 ft
20) Pressure Drop (ΔP)
a. Tube
ΔPt = f x¿2 x L x n5,22 x1010 x D x s x ϕt
= 2,421 psi (Fig.26)
∆Pr (Pressure Drop Return)
ΔPr = 4 ns
v2
2 g' (625144
) = 1,654 psi (Fig.27)
ΔPT = ΔPt + ΔPr = 4,075 psi
b. Shell
ΔPs = f xG2 x Ds(N +1)
5,22 x1010 x De x s x ϕs = 6,071 psi (Fig.29)
C. Perhitungan Desain Heat Exchanger E-14-006 AB
Profil Suhu HE E-14-006 A/B
1. Neraca Panas
26
324 oC
Long Residue :
Qcold = m×Cp×(Tcout−Tcin )
= 718.287,2 lb/jam ¿ 0.588 btu/lb.ºF ¿ (356 – 185)ºF
= 72.222.436,63 Btu/jam
HVGO:
Qhot = M×Cp×(Thin−Thout )
= 641.257,8 lb/jam ¿ 0,745 btu/lb.ºF ¿ (615,2 – 460,4)ºF
= 73.953.436,46 Btu/jam
2. Log Mean Temperature Differensial
hot fluid (ºF) cold fluid (ºF) Difference (ºF)
615,2 Higher Temperature 356 259,2
460,4 Lower Temperature 185 275,4
154,8 Difference 171 - 16,2
LMTD=Δt1−Δt2
lnΔt1
Δt2 = 266,2 ºF
R=T 1−T2
t2−t1 = 0,905
S=t 2−t1
T 1−T 2 = 0,397
Dari harga R dan S diperoleh Ft = 0,98 (Fig.18, Kern)
LMTD terkoreksi (dt) = LMTD ¿Ft
= 261,9 ºF
3. Caloric Temperature
tc/th = 1,0625
Kc = 0,23 (Crude oil controlling) (Fig.17, Kern)
Fc = 0,48
27
Tc=T2+Fc×(T1−T 2 ) tc=t1+Fc×( t2−t1 )
= 534,7 ºF = 267,1 ºF
SHELL TUBE
Long Residue, Cold Fluid HVGO, Hot Fluid
Flow Area
4’)as= ID .c ' . B
144 . Pt
at= Nt . at '144 . n
= 0,9768 ft2
at= Nt . at '144 .n
= 1,2507 ft2
Mass Velocity
5’) w = 718.287,2 lb/jam
Gs= was
= 735.327,8 lb/jam.ft2
W = 641,257,8 lb/jam
Gt=Wat
= 512.710,0 lb/jam.ft2
Reynold Number
6’) pada tc = 267,1 ºF
= 1,1 ; cp = 2,662 lb/ft.jam (hal 164
maxwell)
De= 0,99 in = 0,0825 ft (Fig.28)
Re s= De .Gsμ = 22.789,1
pada Tc = 534,7 ºF
= 0,12; cp = 0,2904 lb/ft.jam (hal 164
maxwell)
D = 0,782 in = 0, 06516 ft (Fig.28)
Re t= D . Gtμ = 115.053,7
7’) jH = 85 (Fig. 28) jH = 550 (Fig. 24)
8’) pada tc = 267,1 ºF
c = 0.57 Btu/lb.ºF (Fig. 4)
k = 0.0749 Btu/jam.ft.ºF (Fig. 1)
(c./k)1/3 = 2,726
pada Tc = 534,7 ºF
c = 0.745 Btu/lb.ºF (Fig. 4)
k = 0.035 Btu/jam.ft.ºF (Fig. 1)
(c./k)1/3 = 1,433
9’)ho= jH . k
De ( c . μk )
1/3
. φ s
ho/s= 210,368
hi= jH . kD ( c .μ
k )1/3
.φ t
hi/t= 889,023
28
10’) Tube-Wall Temperature
tw=t c+ho /φs
ho /φs+hio /φt = 329,249 ºF
hio
φ s=
hi
φs× ID
OD
hio/t= 695,215
11’) pada tw = 329,249 ºF
w=0,7 ; cp = 1,694 lb/ft.jam (hal 164
maxwell)
φs=( μμw )
0 ,14
= 1,065
pada tw = 329,249ºF
w=0,3 ; cp = 0,726 lb/ft.jam (hal 164
maxwell)
φ t=( μμw )
0 ,14
= 0,879
Corrected coefficient
12’) ho=
ho
φsφs
ho = 224,110 Btu/jam.ft2.ºF
hio=hio
φtφt
hio = 611,516 Btu/jam.ft2.ºF
Shell in Series = 2
13) Clean Overall Coefficient UC :
UC=hio . ho
hio+ho
UC = 82,002 Btu/jam.ft2.ºF
UC = 400,172 kcal/jam.m2.ºC
14) Desain Overall Coefficient UD :
a” = 0,2618 ft2/ln ft (Tab. 10)
Total Surface, A = no tube x panjang x a”
= 3940,0557 ft2
U D= QA . Δt ( lmtd )
UD = 35,822 Btu/jam.ft2.ºF
UD = 183,107 kcal/jam.m2.ºC
15) Dirt Factor Rd :
Rd=U C−U D
UC . U D
29
Rd = 0,0144 jam.ft2.ºF/Btu
= 0,00296 jam.m2.ºC/kcal
16) Effisiensi
η=Q cold
Qhot×100 %
η=72. 222. 436,6373. 953 .792,46
×100 % ¿ 98 %
17) Friction Factor
e. Tube
Ret = 115.053,7
f = 0,00022 sq ft/sq in (Fig.26)
f. Shell
Res = 22.789,1
f = 0,0019 sq ft/sq in (Fig.29)
18) Specific Gravity (s)
e. Tube
Tc = 534,7 °F
s = 0,586 (Fig.6)
f. Shell
tc = 267,1 °F
s = 0,774 (Fig.6)
19) Banyak lintasan yang melintang (Number of Croses)
N + 1 = 12 x L / B = 15,2499
Ds = IDs = 3,609 ft
20) Pressure Drop (ΔP)
a. Tube
30
174 oC
117 oC
181 oC
ΔPt = f x¿2 x L x n5,22 x1010 x D x s x ϕt
= 2,3201 psi (Fig.26)
∆Pr (Pressure Drop Return)
ΔPr = 4 ns
v2
2 g' (625144
) = 0,791 psi (Fig.27)
ΔPT = ΔPt + ΔPr = 3,111 psi
b. Shell
ΔPs = f xG2 x Ds(N +1)
5,22 x1010 x De x s x ϕs = 13,952 psi (Fig.29)
D. Perhitungan Plant Test 2010 Heat Exchanger E-14-006 AB
Profil Suhu HE E-14-006 A/B
1. Neraca Panas
Long Residue :
Qcold = m×Cp×(Tcout−Tcin )
= 643.932,0 lb/jam ¿ 0.569 btu/lb.ºF ¿ (345,2 – 242,6)ºF
= 37.592.412,54 Btu/jam
HVGO:
Qhot = M×Cp×(Thin−Thout )
= 505.223,9 lb/jam ¿ 0,673 btu/lb.ºF ¿ (543,2 – 357,8)ºF
= 63.038.993,23 Btu/jam
2. Log Mean Temperature Differensial
31
284 oC
hot fluid (ºF) cold fluid (ºF) Difference (ºF)
543,2 Higher Temperature 345,2 198
357,8 Lower Temperature 242,6 115,2
185,4 Difference 102,6 82,8
LMTD=Δt1−Δt2
lnΔt1
Δt2 = 152,9 ºF
R=T 1−T2
t2−t1 = 1,807
S=t 2−t1
T 1−T 2 = 0,341
Dari harga R dan S diperoleh Ft = 0,85 (Fig.18, Kern)
LMTD terkoreksi (dt) = LMTD ¿Ft
= 129,9 ºF
3. Caloric Temperature
tc/th = 0,5818
Kc = 0,47 (Crude oil controlling) (Fig.17, Kern)
Fc = 0,423
Tc=T2+Fc×(T1−T 2 ) tc=t1+Fc×( t2−t1 )
= 436,3 ºF = 286,0 ºF
SHELL TUBE
Long Residue, Cold Fluid HVGO, Hot Fluid
Flow Area
4’)as= ID .c ' . B
144 . Pt
at= Nt . at '144 . n
at= Nt . at '144 .n
= 1,2507 ft2
32
= 0,9768 ft2
Mass Velocity
5’) w = 643.932,0 lb/jam
Gs= was
= 659.208,6 lb/jam.ft2
W = 505,223,9 lb/jam
Gt=Wat
= 403,945,8 lb/jam.ft2
Reynold Number
6’) pada tc = 286,0 ºF
= 1,37 ; cp = 3,315 lb/ft.jam (hal 164
maxwell)
De= 0,99 in = 0,0825 ft (Fig.28)
Re s= De .Gsμ = 16.403,7
pada Tc = 534,7 ºF
= 0,12; cp = 0,2904 lb/ft.jam (hal 164
maxwell)
D = 0,782 in = 0, 06516 ft (Fig.28)
Re t= D . Gtμ = 27.194,0
7’) jH = 73 (Fig. 28) jH = 92 (Fig. 24)
8’) pada tc = 286,0 ºF
c = 0.565 Btu/lb.ºF (Fig. 4)
k = 0.0715 Btu/jam.ft.ºF (Fig. 1)
(c./k)1/3 = 2,970
pada Tc = 436,2 ºF
c = 0.65 Btu/lb.ºF (Fig. 4)
k = 0.0683 Btu/jam.ft.ºF (Fig. 1)
(c./k)1/3 = 2,096
9’)ho= jH . k
De ( c . μk )
1/3. φ s
ho/s= 187,903
hi= jH . kD ( c .μ
k )1/3
.φ t
hi/t= 202,134
10’) Tube-Wall Temperature
tw=t c+ho /φs
ho /φs+hio /φt = 367,589 ºF
hio
φs=
hi
φs× ID
OD
hio/t= 158,068
11’) pada tw = 329,249 ºF
w=0,8 ; cp = 1,936 lb/ft.jam (hal 164
maxwell)
φs=( μμw )
0 ,14
= 1,078
pada tw = 367,589ºF
w=0,65 ; cp = 1,573 lb/ft.jam (hal 164
maxwell)
φ t=( μμw )
0 , 14
= 0,934
Corrected coefficient
33
12’) ho=
ho
φsφs
ho = 202,601 Btu /jam.ft2.ºF
hio=hio
φtφt
hio = 147,681 Btu/jam.ft2.ºF
Shell in Series = 2
13) Clean Overall Coefficient UC :
UC=hio . ho
hio+ho
UC = 50,085 Btu/jam.ft2.ºF
UC = 244,417 kcal/jam.m2.ºC
14) Desain Overall Coefficient UD :
a” = 0,2618 ft2/ln ft (Tab. 10)
Total Surface, A = no tube x panjang x a”
= 3940,0557 ft2
U D= QA . Δt ( lmtd )
UD = 25,811 Btu/jam.ft2.ºF
UD = 125,957 kcal/jam.m2.ºC
15) Dirt Factor Rd :
Rd=U C−U D
UC . U D
Rd = 0,0187 jam.ft2.ºF/Btu
= 0,00384 jam.m2.ºC/kcal
16. Effisiensi
η=Q cold
Qhot×100 %
η=37 .592 . 412,5463 .038 . 993,23
×100 %¿ 60 %
34
17. Friction Factor
g. Tube
Ret = 27.194,0
f = 0,00024 sq ft/sq in (Fig.26)
h. Shell
Res = 16.403,7
f = 0,002 sq ft/sq in (Fig.29)
18. Specific Gravity (s)
g. Tube
Tc = 436,2 °F
s = 0,69 (Fig.6)
h. Shell
tc = 286,0 °F
s = 0,795 (Fig.6)
19. Banyak lintasan yang melintang (Number of Croses)
N + 1 = 12 x L / B = 15,2499
Ds = IDs = 3,609 ft
20. Pressure Drop (ΔP)
a. Tube
ΔPt = f x¿2 x L x n5,22 x1010 x D x s x ϕt
= 0,714 psi (Fig.26)
∆Pr (Pressure Drop Return)
ΔPr = 4 ns
v2
2 g' (625144
) = 0,301 psi (Fig.27)
ΔPT = ΔPt + ΔPr = 1,0157 psi
b. Shell
ΔPs = f xG2 x Ds(N +1)
5,22 x1010 x De x s x ϕs = 12,957 psi (Fig.29)
35
278 oC
236 oC
269 oC
E. Perhitungan Desain Heat Exchanger E-14-009 ABCD
Profil Suhu HE E-14-009 ABCD
1. Neraca Panas
Long Residue :
Qcold = m×Cp×(Tcout−Tcin )
= 718.287,2 lb/jam ¿ 0.69 btu/lb.ºF ¿ (532,4 – 456,8)ºF
= 37.468.782,91 Btu/jam
Vacuum Residue :
Qhot = M×Cp×(Thin−Thout )
= 343.435,7 lb/jam ¿ 0,72 btu/lb.ºF ¿ (669,2 – 516,2)ºF
= 37.832.924,78 Btu/jam
2. Log Mean Temperature Differensial
hot fluid (ºF) cold fluid (ºF) Difference (ºF)
669,2 Higher Temperature 532,4 136,8
516,2 Lower Temperature 456,8 59,4
153 Difference 75,6 77,4
LMTD=Δt1−Δt2
lnΔt1
Δt2 = 92,8 ºF
R=T 1−T2
t2−t1 = 2,024
36
354 oC
S=t 2−t1
T 1−T 2 = 0,356
Dari harga R dan S diperoleh Ft = 0,938 (Fig.18, Kern)
LMTD terkoreksi (dt) = LMTD ¿Ft
= 87,0 ºF
3. Caloric Temperature
tc/th = 0,434
Kc = 0,3 (Crude oil controlling) (Fig.17, Kern)
Fc = 0,42
Tc=T2+Fc×(T1−T 2 ) tc=t1+Fc×( t2−t1 )
= 580,5 ºF = 488,6 ºF
SHELL TUBE
Long Residue, Cold Fluid Vacuum Residue, Hot Fluid
Flow Area
4’)as= ID .c ' . B
144 . Pt
at= Nt . at '144 .n
= 0,9768 ft2
at= Nt . at '144 . n
= 0,3027 ft2
Mass Velocity
5’) w = 718.287,2 lb/jam
Gs= was
= 735.327,8 lb/jam.ft2
W = 343,435,7 lb/jam
Gs= Wat
= 1.134.569,3 lb/jam.ft2
Reynold Number
6’) pada tc = 488,6 ºF
= 0,1 ; cp = 0,242 lb/ft.jam (hal 164
maxwell)
De= 0,99 in = 0,0825 ft (Fig.28)
pada Tc = 580,5 ºF
= 0,15; cp = 0,363 lb/ft.jam (hal 164
maxwell)
D = 0,782 in = 0, 06516 ft (Fig.28)
37
Re s= De .Gsμ = 250.679,9
Re t= D . Gtμ = 203.680,7
7’) jH = 340 (Fig. 28) jH = 470 (Fig. 24)
8’) pada tc = 488,6 ºF
c = 0.7 Btu/lb.ºF (Fig. 4)
k = 0.0751 Btu/jam.ft.ºF (Fig. 1)
(c./k)1/3 = 1,311
pada Tc = 580,5 ºF
c = 0.74 Btu/lb.ºF (Fig. 4)
k = 0.069 Btu/jam.ft.ºF (Fig. 1)
(c./k)1/3 = 1,573
9’)ho= jH . k
De ( c . μk )
1/3. φ s
ho/s= 405,9034
hi= jH . kD ( c .μ
k )1/3
.φ t
hi/t= 782,860
10’) Tube-Wall Temperature
tw=t c+ho /φs
ho /φs+hio /φt = 513,634 ºF
hio
φ s=
hi
φs× ID
OD
hio/t= 612,1967
11’) pada tw = 525,194 ºF
w=0,078 ; cp = 0,188 lb/ft.jam (hal 164
maxwell)
φs=( μμw )
0 ,14
= 1,035
pada tw = 525,194ºF
w=0,2 ; cp = 0,484 lb/ft.jam (hal 164
maxwell)
φ t=( μμw )
0 ,14
= 0,9605
Corrected coefficient
12’) ho=
ho
φsφs
ho = 420,271 Btu/jam.ft2.ºF
hio=hio
φtφt
hio = 588,030 Btu/jam.ft2.ºF
Shell in Series = 2
13) Clean Overall Coefficient UC :
UC=hio . ho
hio+ho
UC = 122,548 Btu/jam.ft2.ºF
UC = 598,038 kcal/jam.m2.ºC
14) Desain Overall Coefficient UD :
a” = 0,2618 ft2/ln ft (Tab. 10)
38
Total Surface, A = no tube x panjang x a”
= 3814,3093 ft2
U D= QA . Δt ( lmtd )
UD = 58,293 Btu/jam.ft2.ºF
UD = 286,424 kcal/jam.m2.ºC
15) Dirt Factor Rd :
Rd=U C−U D
UC . U D
Rd = 0,00887 jam.ft2.ºF/Btu
= 0,00181 jam.m2.ºC/kcal
16) Effisiensi
η=Q cold
Qhot×100 %
η=37 . 468. 782,9137 .832 . 924,78
×100 %¿ 99 %
17) Friction Factor
a. Tube
Ret = 203.680,7
f = 0,0001 sq ft/sq in (Fig.26)
b. Shell
Res = 250.679,9
f = 0,00095 sq ft/sq in (Fig.29)
18) Specific Gravity (s)
a. Tube
Tc = 580,5 °F
s = 0,6385r (Fig.6)
39
229oC
207oC
217oC
b. Shell
tc = 488,6 °F
s = 0,585 (Fig.6)
19) Banyak lintasan yang melintang (Number of Croses)
N + 1 = 12 x L / B = 15,2499
Ds = IDs = 3,609 ft
20) Pressure Drop (ΔP)
a. Tube
ΔPt = f x¿2 x L x n5,22 x1010 x D x s x ϕt
= 9,8787 psi (Fig.26)
∆Pr (Pressure Drop Return)
ΔPr = 4 ns
v2
2 g' (625144
) = 1,72 psi (Fig.27)
ΔPT = ΔPt + ΔPr = 11,59 psi
b. Shell
ΔPs = f xG2 x Ds(N +1)
5,22 x1010 x De x s x ϕs = 9,83 psi (Fig.29)
F. Perhitungan Plant Test 2010 Heat Exchanger E-14-009 ABCD
Profil Suhu HE E-14-009 ABCD
1. Neraca Panas
Long Residue :
Qcold = m×Cp×(Tcout−Tcin )
40
282oC
= 643.932,0 lb/jam ¿ 0.68 btu/lb.ºF ¿ (444,2 – 404,6)ºF
= 17.339.823,38 Btu/jam
Vacuum Residue :
Qhot = M×Cp×(Thin−Thout )
= 226.899,5 lb/jam ¿ 0,674 btu/lb.ºF ¿ (539,6 – 422,6)ºF
= 17.692.862,56 Btu/jam
2. Log Mean Temperature Differensial
hot fluid (ºF) cold fluid (ºF) Difference (ºF)
539,6 Higher Temperature 444,2 95,4
422,6 Lower Temperature 404,6 18,0
117 Difference 39,6 77,4
LMTD=Δt1−Δt2
lnΔt1
Δt2 = 45,8 ºF
R=T 1−T2
t2−t1 = 2,955
S=t 2−t1
T 1−T 2 = 0,293
Dari harga R dan S diperoleh Ft = 0,89 (Fig.18, Kern)
LMTD terkoreksi (dt) = LMTD ¿Ft
= 40,8 ºF
3. Caloric Temperature
tc/th = 0,188
Kc = 0,15 (Crude oil controlling) (Fig.17, Kern)
Fc = 0,36
Tc=T2+Fc×(T1−T 2 ) tc=t1+Fc×( t2−t1 )
= 464,7 ºF = 418,9 ºF
41
SHELL TUBE
Long Residue, Cold Fluid Vacuum Residue, Hot Fluid
Flow Area
4’)as= ID .c ' . B
144 . Pt
at= Nt . at '144 .n
= 0,9768 ft2
at= Nt . at '144 . n
= 0,3027 ft2
Mass Velocity
5’) w = 718.287,2 lb/jam
Gs= was
= 659.208,6 lb/jam.ft2
W = 343,435,7 lb/jam
Gs= Wat
= 749.581,9 lb/jam.ft2
Reynold Number
6’) pada tc = 418,9 ºF
= 0,5 ; cp = 1,21 lb/ft.jam (hal 164
maxwell)
De= 0,99 in = 0,0825 ft (Fig.28)
Re s= De .Gsμ = 44.946,0
pada Tc = 580,5 ºF
= 0,15; cp = 0,363 lb/ft.jam (hal 164
maxwell)
D = 0,782 in = 0, 06516 ft (Fig.28)
Re t= D . Gtμ = 6.728,3
7’) jH = 150 (Fig. 28) jH = 27 (Fig. 24)
8’) pada tc = 418,9 ºF
c = 0.65 Btu/lb.ºF (Fig. 4)
k = 0.0685 Btu/jam.ft.ºF (Fig. 1)
(c./k)1/3 = 2,256
pada Tc = 464,7 ºF
c = 0.635 Btu/lb.ºF (Fig. 4)
k = 0.063 Btu/jam.ft.ºF (Fig. 1)
(c./k)1/3 = 4,182
9’)ho= jH . k
De ( c . μk )
1/3. φ s
ho/s= 280,972
hi= jH . kD ( c .μ
k )1/3
.φ t
hi/t= 109,178
10’) Tube-Wall Temperature hio
φ s=
hi
φs× ID
OD
42
tw=t c+ho /φs
ho /φs+hio /φt = 454,031 ºFhio/t= 85,377
11’) pada tw = 454,031 ºF
w=0,45 ; cp = 1,089 lb/ft.jam (hal 164
maxwell)
φs=( μμw )
0 ,14
= 1,0148
pada tw = 454,031ºF
w=2,5 ; cp = 6,05 lb/ft.jam (hal 164
maxwell)
φ t=( μμw )
0 ,14
= 1,0258
Corrected coefficient
12’) ho=
ho
φsφs
ho = 285,1477 Btu/jam.ft2.ºF
hio=hio
φtφt
hio = 87,584 Btu/jam.ft2.ºF
Shell in Series = 2
13) Clean Overall Coefficient UC :
UC=hio . ho
hio+ho
UC = 67,0039 Btu/jam.ft2.ºF
UC = 326,979 kcal/jam.m2.ºC
14) Desain Overall Coefficient UD :
a” = 0,2618 ft2/ln ft (Tab. 10)
Total Surface, A = no tube x panjang x a”
= 3814,3093 ft2
U D= QA . Δt ( lmtd )
UD = 57,041 Btu/jam.ft2.ºF
UD = 280,680 kcal/jam.m2.ºC
15) Dirt Factor Rd :
Rd=U C−U D
UC . U D
Rd = 0,00245 jam.ft2.ºF/Btu
43
= 0,00050 jam.m2.ºC/kcal
16) Effisiensi
η=Q cold
Qhot×100 %
η=17 .339 . 823,3817 .692 . 862,56
×100 % ¿ 98 %
17) Friction Factor
21) Tube
Ret = 6.728,3
f = 0,00034 sq ft/sq in (Fig.26)
22) Shell
Res = 44.946,0
f = 0,00145 sq ft/sq in (Fig.29)
18) Specific Gravity (s)
a. Tube
Tc = 464,7 °F
s = 0,79 (Fig.6)
b. Shell
tc = 418,9 °F
s = 0,746 (Fig.6)
19) Banyak lintasan yang melintang (Number of Croses)
N + 1 = 12 x L / B = 15,2499
Ds = IDs = 3,609 ft
20) Pressure Drop (ΔP)
1. Tube
ΔPt = f x¿2 x L x n5,22 x1010 x D x s x ϕt
= 10,11 psi (Fig.26)
∆Pr (Pressure Drop Return)
44
236oC
180 oC
211oC
ΔPr = 4 ns
v2
2 g' (625144
) = 1,518 psi (Fig.27)
ΔPT = ΔPt + ΔPr = 11,63 psi
2. Shell
ΔPs = f xG2 x Ds(N +1)
5,22 x1010 x De x s x ϕs = 10,63 psi (Fig.29)
G. Perhitungan Desain Heat Exchanger E-14-010 ABC
Profil Suhu HE E-14-010
1. Neraca Panas
Long Residue :
Qcold = m×Cp×(Tcout−Tcin )
= 359.143,6 lb/jam¿ 0,645 btu/lb.ºF ¿ (456,8 – 366)ºF
= 23.350.111,09 Btu/jamVacuum Residue :
Qhot = m×Cp×(Thin−Thout )
= 343.435,7 lb/jam ¿ 0,658 btu/lb.ºF ¿ (516,2 – 411,8)ºF
= 23.592.414,07 Btu/jam
2. Log Mean Temperature Differensial
hot fluid (ºF) cold fluid (ºF) Difference (ºF)
516,2 Higher Temperature 456,8 59,4
411,8 Lower Temperature 366 55,8
104,4 Difference 100,8 3,6
45
269oC
LMTD=Δt1−Δt2
lnΔt1
Δt2 = 57,6 ºF
R=T 1−T2
t2−t1 = 1,036
S=t 2−t1
T 1−T 2 = 0,629
Dari harga R dan S diperoleh Ft = 0,94 (Fig.20, Kern)
LMTD terkoreksi (dt) = LMTD ¿ Ft
= 54,1 ºF
3. Caloric Temperature
tc/th = 0,043
Kc = 0,29 (Crude oil controlling) (Fig.17, Kern)
Fc = 0,39
Tc=T2+Fc×(T1−T 2 ) tc=t1+Fc×( t2−t1 )
= 452,5 ºF = 395,3 ºF
SHELL TUBE
Vacuum Residue , Hot Fluid Long Residue , Cold Fluid
Flow Area
4’)as= ID .c ' . B
144 . Pt
at= Nt . at '144 . n
= 0,4263 ft2
at= Nt .at '144 .n
= 0,479 ft2
Mass Velocity
5’) w = 343.435,7lb/jam
Gs= was
W = 359.143,6lb/jam
Gt=Wat
46
= 805.710,1 lb/jam.ft2 = 749.777,9 lb/jam.ft2
Reynold Number
6’) pada Tc = 452,5 ºF
=0,25cp = 0,605 lb/ft.jam (Fig.14)
De= 0,99 in = 0,0825 ft (Fig.28)
Re s= De .Gs
μ = 109.869,6
pada tc = 395,3 ºF
=0,18 cp = 0,4356 lb/ft.jam (Fig.14)
D = 0,782 in = 0, 0651 ft (Tab.10)
Re t= D . Gtμ = 112.168,3
7’) jH = 220 (Fig. 28) jH = 298 (Fig. 24)
8’) pada Tc = 452,5ºF
c = 0,66 Btu/lb.ºF (Fig. 4)
k = 0.069 Btu/jam.ft.ºF (Fig. 1)
(c./k)1/3 = 1,795
pada tc = 395,3 ºF
c = 0,66 Btu/lb.ºF (Fig. 4)
k = 0.0749 Btu/jam.ft.ºF (Fig. 1)
(c./k)1/3 = 1,565
9’)ho= jH . k
De ( c . μk )
1/3. φ s
ho/s = 330,345
hi= jH . kD ( c .μ
k )1/3
.φ t
hi/t = 536,277
10’) Tube-Wall Temperature
tw=t c+
ho /φs
ho /φs+hio /φt = 477,721 ºF
hio
φs=
hi
φs× ID
OD
hio/t = 419,368
11’) pada tw = 477,721 ºF
w=0,215 cp = 0,520 lb/ft.jam (Fig.14)
φs=( μ
μw )0 ,14
= 1,0213
pada tw = 477,721 ºF
w=0,12 cp = 0,2904 lb/ft.jam (Fig.14)
φ t=( μμw )
0 , 14
= 1,0584
Corrected coefficient
12’) ho=
ho
φsφs
ho = 337,394 Btu/jam.ft2.ºF
hio=hio
φtφt
hio = 443,862 Btu/jam.ft2.ºF
Shell in Series = 3
13) Clean Overall Coefficient UC :
UC=hio . ho
hio+ho
UC = 63,895 Btu/jam.ft2.ºF
47
UC = 311,811 kcal/jam.m2.ºC
14) Desain Overall Coefficient UD :
a” = 0,2618 ft2/lin ft (Tab. 10)
Total Surface, A = no tube x panjang x a”
= 4526,872 ft2
U D= Q
A . Δt ( lmtd )
UD = 32,481 Btu/jam.ft2.ºF
UD = 159,482 kcal/jam.m2.ºC
15) Dirt Factor Rd :
Rd=
U C−U D
UC . U D Rd = 0,0149 jam.ft2.ºF/Btu
= 0,0030 hr.m2.ºC/kcal
16) Effisiensi
η=Q cold
Qhot×100 %
η=23 .350 .111,09 23 .592 .414,07
×100 %¿ 99%
17) Friction Factor
a. Tube
Ret = 112.168,3
f = 0,00014 sq ft/sq in (Fig.26)
b. Shell
Res = 109.869,6
f = 0,00122 sq ft/sq in (Fig.29)
48
18) Specific Gravity (s)
a. Tube
tc = 395,3 ºF
s = 0,675 (Fig.6)
b. Shell
Tc = 452,5 ºF
s = 0,72 (Fig.6)
19) Banyak lintasan yang melintang (Number of Croses)
N + 1 = 12 x L / B = 38,124
Ds = IDs = 3,397 ft
20) Pressure Drop (ΔP)
a. Tube
ΔPt = f x¿2 x L x n5,22 x1010 x D x s x ϕt
= 3,888 psi (Fig.26)
∆Pr (Pressure Drop Return)
ΔPr = 4 ns
v2
2 g' (625144
) = 2,56 psi (Fig.27)
ΔPT = ΔPt + ΔPr = 6,448 psi
b. Shell
ΔPs = f xG2 x Ds(N +1)
5,22 x1010 x De x s x ϕs = 7,533 psi (Fig.29)
49
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Hasil
Dari perhitungan Evaluasi Performance Heat Exchanger (Feed Preheater)
High Vacuum Unit II di dapat hasil sebagai berikut :
Tabel 4.1. Performance HE E-14-003 ABC
Parameter Satuan Desain Plant Test 2010
Efisiensi % 98 43
Q Btu/hr 23.554.530,70 6.826.975,26
UD Btu/hr.ft2.oF 56,91 33,627
RD hr.ft2.oF/Btu 0,0026 0.0066
Tabel 4.2. Performance HE E-14-006 AB
Parameter Satuan Desain Plant Test 2010
Efisiensi % 98 60
Q Btu/hr 72.222.436,63 37.592.412,54
UD Btu/hr.ft2.oF 35,822 25,811
RD hr.ft2.oF/Btu 0,0144 0,0187
Tabel 4.3. Performance HE E-14-009 ABCD
Parameter Satuan Desain Plant Test 2010
Efisiensi % 99 99
Q Btu/hr 37.468.782,91 17.489.823,38
UD Btu/hr.ft2.oF 58,293 57,041
RD hr.ft2.oF/Btu 0,00887 0.00245
50
Tabel 4.4. Performance HE E-14-010 ABC
Parameter Satuan Desain Plant Test 2010
Efisiensi % 99
Q Btu/hr 23.350.111,09
UD Btu/hr.ft2.oF 32,481
RD hr.ft2.oF/Btu 0,0149
Tabel 4.5. Kondisi HE E-14-003 ABC
Kondisi Long Residue MVGO
Desain PT 2010 Desain PT 2010
Flowrate (kg/jam) 162.905 146.042 155.730 98.125
Suhu (oC)
Suhu masuk
Suhu keluar
180
236
180
199
262
207
245
182
T (oC) 56 19 55 63
Tabel 4.6. Kondisi HE E-14-006 AB
Kondisi Long Residue HVGO
Desain PT 2010 Desain PT 2010
Flowrate (kg/jam) 325.810 292.083 290.870 229.166
Suhu (oC)
Suhu masuk
Suhu keluar
85
180
117
174
324
238
284
181
T (oC) 95 43 86 103
Tabel 4.7. Kondisi HE E-14-009 ABCD
Kondisi Long Residue Vacuum Residue
Desain PT 2010 Desain PT 2010
Flowrate (kg/jam) 325.810 292.083 155.780 102.920
51
Suhu (oC)
Suhu masuk
Suhu keluar
236
278
207
229
354
269
282
217
T (oC) 42 22 85 65
Tabel 4.8. Kondisi HE E-14-010 ABC
Kondisi Long Residue Vacuum Residue
Desain PT 2010 Desain PT 2010
Flowrate (kg/jam) 162.905 155.780
Suhu (oC)
Suhu masuk
Suhu keluar
180
236
269
211
T (oC) 56 58
4.2. Pembahasan
Fungsi dari Heat Exchanger E-14-003 ABC, E-14-006 AB, E-14-009
ABCD dan E-14-010 ABC adalah sebagai feed preheater long residue sebelum
masuk kolom distilasi vakum unit HVU II dan juga sebagai pendingin produk dari
kolom distilasi vakum di unit HVU II. Perhitungan performance Heat Exchanger
dilakukan untuk membandingkan harga Overall Heat Transfer Coefficient (Ud)
Plant Test 2010 dengan Ud desain serta untuk mengetahui fouling factor atau
tahanan pengotoran (Rd) sehingga diketahui performance atau kinerja HE,
efisiensi HE dan juga diketahui apakah perlu dilakukan cleaning/pembersihan
akibat nilai Rd yang melebihi nilai Rd yang diizinkan.
Parameter yang dipakai untuk menganalisa performance suatu HE di
antaranya adalah koefisien perpindahan Panas (Koefisien Design Overall/Ud),
fouling factor atau tahanan kekotoran (Rd) dan effisiensi HE.
4.2.1. Pengamatan Pada Heat Exchanger (Feed Preheater) Unit HVU II
Koefisien perpindahan panas (Ud)
52
Koefisien perpindahan panas adalah suatu konstanta yang berfungsi
sebagai parameter yang menunjukkan jumlah panas/kalor yang ditransfer oleh
fluida panas ke fluida dingin per °F per satuan waktu per ft².
Fluida panas yang memanaskan long residue pada masing-masing HE
adalah sebagai berikut:
1. Pada Heat Exchanger E-14-003 ABC fluida dingin long residue mengalir pada
shell dan fluida panas MVGO (Medium Vacuum Gas Oil) mengalir pada tube.
2. Pada Heat Exchanger E-14-006 AB fluida dingin long residue mengalir pada
shell dan fluida panas HVGO (High Vacuum Gas Oil) mengalir pada tube.
3. Pada Heat Exchanger E-14-009 ABCD fluida dingin long residue mengalir
pada shell dan fluida panas vacuum residue mengalir pada tube.
4. Pada Heat Exchanger E-14-010 ABC fluida dingin Long Residue mengalir
pada tube dan fluida panas vacuum residue mengalir pada shell.
Dari Tabel 4.1., 4.2., 4.3., 4.4, terlihat perbedaan harga koefisien
perpindahan panas (Ud) pada PT 2010 dan desain. Perbedaan tersebut disebabkan
besar kecilnya jumlah panas (Q) yang dipindahkan antara kedua fluida pada saat
PT 2010 dengan desain.
Sedangkan Q sendiri sangat tergantung dari jumlah flow rate atau (W)
yang dialirkan (besarnya kalor yang ditransfer oleh fluida panas) ke fluida dingin
(long residue). Sehingga jika flow rate/massa yang masuk semakin besar maka
panas yang dibutuhkan semakin besar pula. Panas yang terus menerus untuk
memanaskan feed yang masih banyak mengandung fraksi berat ini akan
mengakibatkan fouling.
Fouling Factor / Tahanan kekotoran (Rd)
Fouling factor merupakan suatu parameter yang menunjukkan besarnya
faktor pengotor dalam alat penukar panas yang diakibatkan terbentuknya lapisan
yang memberikan tahanan tambahan terhadap aliran panas. Lapisan ini
dimungkinkan berasal dari korosi pada bahan konstruksi HE atau endapan yang
terdapat dalam HE setelah HE dipakai untuk beberapa lama.
53
Berdasarkan Tabel 4.1., 4.2., 4.3., 4.4., harga Rd yang diperoleh pada
setiap HE tampak bahwa harga Rd desain lebih rendah daripada harga Rd
perhitungan PT 2010. Hasil ini menunjukkan bahwa fouling factor masih bisa di
tolerir karena nilai Rd PT 2010 tidak berbeda jauh dibandingkan dengan Rd
desain. Hal ini dikarenakan flow rate fluida panas yang dialirkan terlalu besar dan
adanya kandungan impurities dari dalam fluida tersebut. Dari hasil perhitungan
Rd pada masing-masing HE, dapat dikatakan bahwa kinerja HE pada saat PT
2010 lebih baik daripada desain. Oleh karena itu, HE harus dengan rutin
dibersihkan (routine cleaning) dan dilakukan monitoring pressure drop.
Efisiensi HE
Berdasarkan Tabel 4.1., 4.2., 4.3., 4.4., harga efisiensi yang diperoleh pada
data desain lebih tinggi dibandingkan data PT 2010. Hasil tersebut menunjukkan
bahwa performance HE pada kondisi PT 2010 mengalami penurunan dari kondisi
desain. Penurunan efisiensi ini disebabkan karena kalor (Q) yang hilang pada PT
2010 lebih besar daripada desain. Hal ini disebabkan karena kalor yang dilepaskan
dari fluida panas melebihi data desain, sehingga melebihi kemampuan isolasi HE
untuk mempertahankan panasnya agar tidak hilang ke lingkungan.
54
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
Berdasarkan perbandingan hasil perhitungan secara keseluruhan kinerja
dari HE E-14-003 ABC, E-14-006 AB, E-14-009 ABCD, E-14-010 ABC pada
saat PT 2010 masih dikatakan bagus. Hal ini dapat dilihat dari :
a. Nilai koefisien perpindahan panas (Ud) pada PT 2010 lebih kecil dari desain.
b. Fouling faktor tidak berbeda jauh dengan data desain.
c. Efisiensi HE pada PT 2010 yang lebih rendah dari desain juga masih bisa
diperbesar dengan mengurangi laju alir fluida panas.
5.2. Saran
Untuk memperlancar proses pengolahan produksi, disarankan agar
dilakukan evaluasi performance HE untuk jangka waktu tertentu secara periodik
sehinggga dapat diketahui saat kapan alat tersebut harus dibersihkan atau diganti.
Dan perlu dilakukan penggantian atau penambahan isolasi HE agar tidak terlalu
banyak kalor yang dilepaskan ke lingkungan. Untuk menaikkan efisiensi dari HE
pada saat PT 2010 sebaiknya flow rate fluida panas menuju HE perlu dikurangi.
55
DAFTAR PUSTAKA
Arief, Eman Salman. 2001. Heat Exchanger (Bimbingan Sarjana Teknik Pertamina). Cilacap.
Rimukti, Barry dan Riko. 2011. Laporan Kerja Praktek PT PERTAMINA (Persero) RU III Plaju-Sungai Gerong. Institut Teknologi Bandung (ITB)
Coulson, J.M. Richardson, J.F. and Sinnot, R.K. 1983. Chemical Engineering Volume 6 (SI Units). Oxford: Pergamon Press.
Hadiah, Fitri. 2009. Pengantar Perpindahan Panas. Jurusan Teknik Kimia Fak. Teknik Universitas Sriwijaya.
Kern, D.Q, 1965, Process Heat Transfer , International Student Edition. McGraw Hill Book Co : Tokyo.
Masyithah, Zuhrina. 2006. Buku Ajar Perpindahan Panas. Departemen Teknik Kimia Universitas Sumatera Utara
Perry, R.H. and Green, D. 1997. Perry’s Chemical Engineers’ Handbook, 7th Edition. New York: McGraw-Hill Book Company.
Prieve, Dennis C. 2001. Unit Operation of Chemical Engineering.Departement Of Chemical Engineering Carnegie Mellon University.
TEMA. 1978. Standards of Tubular Exchanger Manufactures Association, 6th Edition. New York: Tubular Exchanger Manufactures Association, Inc.
56
Recommended