ANALISA RISIKO KEBOCORAN PADA TANGKI PENYIMPANAN ASAM SULFAT

ANALISA RISIKO KEBOCORAN PADA TANGKI PENYIMPANAN ASAM SULFAT OLEH :WAHYU FAJAR WINATA13/359476/PTK/9443MARYA AGUSTIN 14/372667/PTK/9859I PUTU SEDANA YOGA13/359458/PTK/9438MAHFUDL SHIDIQ14/375081/PTK/10066

PENDAHULUANPT Liku Telaga merupakan suatu perusahaan asosiasi dari grup PT Lautan Luas Tbk yang bergerak dalam bidang produsen bahan kimia. Produk yang dihasilkan antara lain : asam sulfat, aluminium sulfat dan sodium silicate, dengan kapasitas produksi asam sulfat 60.150 ton per tahun, aluminium sulfat 161.400 ton per tahun dan sodium silicate 18.000 ton per tahun.PENDAHULUANMenurut Lembar Data Keselamatan dan Bahan (LDKB) PT. Liku Telaga, Asam sulfat merupakan bahan kimia yang bersifat korosif dan merupakan toxic material.Dengan tingginya potensi bahaya tersebut, maka tangki penyimpanan asam sulfat dilengkapi dengan venting di atas tangki untuk menjaga agar uap dan udara dapat di lepas keluar ANALISASistem tangki penyimpanan asam sulfat TK-F401 terdiri dari sebuah tangki penyimpanan dengan single wall atmospheric kapasitas 1000 ton. Asam sulfat cair dengan kadar 98,5% yang diimpor pada kisaran suhu 50C60C dari product cooler menuju pompa produksi asam sulfat. Pompa produksi akan mentransfer asam sulfat cair menuju tangki penyimpanan asam sulfat tersebut. Unloading dari product cooler menuju tangki penyimpanan asam sulfat ini melalui pipa berdiameter 2Spesifikasi Tangki Kapasitas : 1000 Ton Bentuk tangki : Conical/Doom roof Tank Diameter shell : 3 m Tinggi shell : 11 m Tinggi dished : 1 m Material tangki : Carbon Steel A-283 Grade -C Temperatur operasi : 50oC Tekanan operasi : atm Tekanan maksimum : - Venting : Ya, dengan drying system

Gambar 1. Process Flow Diagram Sistem Penyimpanan Asam SulfatTabel 2 Risk Matriks

Seleksi SkenarioBerikut ini merupakan penjelasan detail dari analisis FTA untuk kejadian kebocoran pada tangki penyimpanan asam sulfat PT Liku Telaga Gresik: menyebabkan pelepasan cairan asam sulfat berdasarkan hasil identifikasi bahaya FMEA di PT Liku Telaga Gresik. menyebabkan keretakan atau lubang yang berakibat pada pelepasan cairan asam sulfat.Berdasarkan FTA pemodelan kebocoran kegagalan sistem yang menyebabkan pelepasan asam sulfat ke lingkungan sekitar pabrik dan pemukiman dapat disebabkan oleh salah satu faktor yaitu sebagai berikut: Venting buntu Product cooler failure Pompa failure Valve distribusi macet Level indikator tidak terbaca Pipa transfer bocor

Uji Distribusi Data

Sebelum menghitung frekuensi kejadian kebocoran, perlu diketahui terlebih dahulu jenis distribusi data kegagalan pada sistem penyimpanan asam sulfatTabel 4 Rekap Data Kegagalan Komponen Sistem Penyimpanan Asam Sulfat Selama 3 TahunPerhitungan Konsekuensi Kebocoran Tangki Penyimpanan Asam Sulfat

Asam sulfat disimpan pada tangki penyimpanan dengan kondisi cair dan tekanan 1 atm. skenario yang digunakan adalah skenario berdasarkan worst case yaitu kebocoran pada dasar tangki, dengan asumsi luas lubang kebocoran sebesar diameter pipa proses yang tersambung dengan tangki.

Perhitungan Discharge Rate Lubang pada Dasar Tangki Lubang kebocoran pada tangki penyimpanan akan diasumsikan sebesar diameter pipa proses terbesar yang tersambung dengan tangki, kemudian disesuaikan dengan kriteria pipa. Diameter pipa terbesar yang berada pada dasar tangki adalah 2, sesuai dengan kriteria pipa, diameter pipa proses antara 2- 4, lubang kebocorannya adalah seukuran pipa diameter 2 inch. Sehingga perhitungannya adalah sebagai berikut :

=0,002 m2Luas lubang kebocoran = luas pipa, sehingga luas lubang kebocoran = 0,002 m2 Discharge rate dihitung menggunakan rumus aliran cairan melewati lubang pada tangki dengan ketinggian cairan maksimum yaitu 80 % dari tinggi tangki. Adapun jarak lubang ke tinggi cairan adalah sebagai berikut. Tinggi silinder = 11 m maka jarak lubang ke tinggi cairan = 11 m x 80% = 8,8 m Kemudian data yang diketahui adalah sebagai berikut : - jarak lubang ke tinggi cairan = 8,8 m - Coefficient discharge = 1 (berbentuk lingkaran) - massa jenis asam sulfat = 1810 kg/m3 - konstanta gravitasi= 1 kgm/s2N - Tekanan operasi tangki = 101325 N/m2 - Luas penampang lubang = 0,002 m2 - Percepatan gravitasi = 9,81 m/s2

= 61,07 kg/sPerhitungan Kapasitas Bund Wall (Tanggul) Tanggul berbentuk silinder maka perhitungan volume tanggul menggunakan rumus : V tanggul = V balok - V tangki = p.l.t - r2t

Gambar 7 Sketsa Tanggul Sistem Penyimpanan Asam SulfatVolume I = p x l x t = 7 m x 7 m x 0,7 m = 34,3 m3 Volume II = r2t = (3,14).(1,5m)2.(0,7m) = 4,94 m3

Volume tanggul = Volume I Volume II = 34,3 m3 4,94 m3 = 29,36 m3 Kapasitas tanggul asam sulfat= Volume tanggul x asam sulfat = 29,36 m3 x 1810 kg/m3 = 53141,6 kg Sehingga t maksimum tanggul untuk dapat menampung kebocoran adalah ;

Jadi dalam waktu 14,5 menit kebocoran harus bisa ditangani.

Untuk menentukan waktu yang diperlukan oleh asam sulfat habis menguap ditentukan dengan persamaan berikut :

Perhitungan Laju Penguapan Asam Sulfat di Tanggul Tingkat bahaya kebocoran asam sulfat dapat diketahui dengan cara menghitung konsentrasi paparan asam sulfat apabila terlepas ke lingkungan apakah melebihi dari batas atau tidak. Sebelum menghitung laju penguapan massa asam sulfat, dihitung terlebih dahulu luas tanggul yaitu sebagai berikut :- Menghitung luas tanggul

Gambar 8 Sketsa Penampang TanggulLuas tanggul = LI - LII = p.l r2 = (7 m x 7 m) (3,14.(1,5 m)2) = 49 m2 7,065 m2 = 41,935 m2 Jadi luas tanggul asam sufat adalah 41,935 m2 Adapun data yang diketahui adalah sebagai berikut ; Berat molekul asam sulfat = 98,08 gram/gram.mol Luas penampung cairan (luas tanggul) = 41,935 m2 Rg = 0,08205 L atm/kg.mol-K TL= 50oC Konsentrasi asam sulfat cair= 98,5 % Tekanan uap asam sulfat = 0,9 mmHg Luas area tanggul = 41,935 m2

Sebelum menghitung konsentrasi asam sulfat yang telah terlepas ke lingkungan dan tertampung pada tanggul, hal pertama yang dilakukan adalah menghitung menggunakan model liquid pool evaporation atau penguapan. Namun di hitung terlebih dahulu nilai K, fraksi mol dan Psat dengan persamaan sebagai berikut:= 0,0047 m/sUntuk mencari fraksi mol asam sulfat menggunakan persamaan : = 0,92dan tekanan uap jenuh cairan asam sulfat adalah sebagai berikut :

= 0,0012 atmSehingga nilai laju penguapan asam sulfat yang berada pada tanggul dihitung menggunakan persamaan 2.3 adalah : = 8,7 x 10-4 kg/sEmergency Response Planning Guideliness (ERPG) Tingkat bahaya toksik asam sulfat, dilakukan dengan cara pendekatan ERPG yaitu melalui perhitungan konsentrasi paparan dalam mg/m3 (sesuai dengan standar paparan asam sulfat dalam ERPG)Berikut ini adalah Tabel 6 kriteria konsentrasi ERPG-1, ERPG-2, dan ERPG-3 untuk asam sulfat sebagai berikut :

Tabel 6 Kriteria ERPG Untuk Asam Sulfat

Konsentrasi ERPG-1, ERPG-2, ERPG-3 digunakan sebagai acuan perhitungan jarak paparan. Untuk mengetahui konsentrasi pada jarak tertentu menggunakan persamaan . Dalam perhitungan ini yang sudah diketahui adalah konsentrasinya sebesar 2 mg/m3, 10 mg/m3 dan 30 mg/m3 dan laju aliran massa asam sulfat yang digunakan adalah laju penguapan asam sulfat yang dikonversi dahulu ke satuan mg/s menjadi :

= 870 mg/sKemudian jarak paparan konsentrasi dihitung menggunakan persamaan 2.6 dan persamaan pada Tabel 2.4 untuk stability class F, sehingga konsentrasi ERPG-1 berada pada jarak :

(0,11x (1 + 0,0004x)-1/2)(0,08x (1 + 0,0015x)-1/2) = 92,35 0,11x + 0,000044x1/2)(0,08x + 0,00012x1/2) = 92,35 0,0088x2 + 1,67.10-5 x3/2 + 5,28.10-9 x 92,35 = 0 0,0088 (x 10,121)(x + 10,121)(x + 1,85.10-5x + 102,442) = 0 x = 10,121 X = 102,442

Jadi konsentrasi ERPG-1 berada pada jarak 102,442 meter. Untuk konsentrasi ERPG-2 berada pada jarak:

(0,11x (1 + 0,0004x)-1/2)(0,08x (1 + 0,0015x)-1/2) = 18,47 0,11x + 0,000044x1/2)(0,08x + 0,00012x1/2) = 18,47 0,0088x2 + 1,67.10-5 x3/2 + 5,28.10-9 x 18,47= 0 0,0088 (x 6,76)(x + 6,76)(x + 1,85.10-5x + 45,81) = 0 x = 6,76 X = 45,7 Jadi konsentrasi ERPG-2 berada pada jarak 45,7 meter. Sedangkan konsentrasi ERPG-3 berada pada jarak :

(0,11x (1 + 0,0004x)-1/2)(0,08x (1 + 0,0015x)-1/2) = 6,157 0,11x + 0,000044x1/2)(0,08x + 0,00012x1/2) = 6,157 0,0088x2 + 1,67.10-5 x3/2 + 5,28.10-9 x 6,157 = 0 0,0088 (x 5,14)(x + 5,14)(x + 1,85.10-5x + 26,45) = 0 x = 5,14 X = 26,41Jadi konsentrasi ERPG-3 berada pada jarak 26,41 meter.Berdasarkan perhitungan jarak paparan menurut kriteria ERPG-1, ERPG-2 dan ERPG-3, pada jarak lebih dari 102,442 meter merupakan jarak paling aman. Berikut ini Tabel 7 jarak paparan menurut ERPG.

Tabel 7 Jarak Paparan Menurut ERPGAnalisis Dampak Kebocoran Berdasarkan Jarak Dampak Asam Sulfat Terhadap Kesehatan Tabel 4. 9 Dampak Paparan Berdasarkan Human Toxicity Data

(Sumber : Kapias, 1999)TERIMA KASIH