Layer of Protection Analysis (LOPA) of Refinery Reactor

disusun dalam rangka memenuhi tugas analisis resiko industri

Disusun oleh:

Cyrilla Oktaviananda

14/376450/PTK/10153

MAGISTER TEKNIK PENGENGENDALIAN PENCEMARAN LINGKUNGAN

PROGRAM PASCASARJANA

UNIVERSITAS GADJAH MADA

YOGYAKARTA

2016

I. Layer of Protection Analysis (LOPA) dari Reaktor Kilang Minyak

Kilang minyak bumi berfungsi untuk mengubah crude (minyak mentah) menjadi produk

jadi, seperti Liquid Petroleum Gas/LPG, gasoline, kerosene, diesel, fuel oil, dan lain-lain.

Intensi atau fungsi dari reaktor pada kilang minyak adalah untuk pembakaran minyak

mentah dengan aliran dan suhu tertentu untuk memisahkan atau memfraksinasi minyak mentah

sesuai dengan peruntukannya berdasarkan titik didihnya.

Reaktor pada kilang minyak ini didesain sedemikian rupa sehingga proses fraksinasi

dapat berlangsung dengan aman, baik secara safety, lingkungan, dan kesehatan. Untuk itu,

reaktor ini dilengkapi dengan suatu instrument atau sistem pengamanan yang disebut dengan

BPCS (Basic Process Control System).

BPCS adalah suatu sistem yang bertanggungjawab pada operasi normal pada sebuah

industri khususnya industri kimia. Sistem ini pada umumnya digunakan sebagai lapisan pertama

perlindungan terhadap kondisi yang tidak aman. Pada kondisi yang normal, apabila BPCS gagal

untuk menjalankan kontrolnya, alarm akan berbunyi dan memberikan tanda peringatan kepada

operator yang kemudian intervensi manusia diperlukan untuk menstabilkan kembali variabel

kontrol tersebut. Jika kemudian operator juga mengalami kegagalan maka protection layer yang

lain seperti pressure safety valves, design pengaman proses yang melekat, atau SIS (Safety

Instrumented System) dibutuhkan untuk tetap pada posisinya untuk mengembalikan proses pada

kondisi yang aman dan mengurangi bahaya-bahaya yang akan terjadi.

1

Gambar 1.

Existing P&ID Refinery Reactor

II. Outcome Interest

Kebakaran dan kehancuran total dari sistem pemanas

III. BPCS (Basic Process Control System)

BPCS (Basic Process Control System) pada reaktor hidolisa ini adalah sebagai berikut:

1. Flow Indicator Controller (FC)

2. Katup bahan bakar XV-102, dan

3. Flow Transmitter, FT-101

Kegagalan salah satu variabel control pada BPCS akan mendorong terjadinya initiating event

berdasarkan skenario kegagalan BPCS dibawah ini:

2

IV. Skenario

Skenario dari terjadinya kegagalan proses pada reaktor ini berdasarkan analisis LOPA

adalah sebagai berikut:

1. Tempat isolasi (insulation bag) di sekitar aliran pemancar FT-101 berpindah tempat dan

gagal untuk memberikan isolasi yang tepat. Kejadian ini dinyatakan sebagai initiating

event.

2. Arus transmitter pada valve FT-101 membeku menyebabkan pembekuan pada variabel

proses.

3. Flow Indicator Control FIC-101 diturunkan.

4. FIC-101 menutup FV-101 dalam upaya untuk menurunkan variabel proses

5. FT-101 dan FSLL-101 gagal mendeteksi kondisi aliran rendah karena variabel proses

mengalami pembekuan ditempat, dan pada gilirannya gagal untuk menutup katup bahan

bakar gas XV-102

6. Heater-101 kelebihan panas kemudian pecah dan menyebabkan kebakaran besar serta

kehancuran total dari sistem pemanas

V. IPL (Independent Protecting Layer)

IPL (Independent Protecting Layer) dari sistem refinery reactor adalah

Gambar 2. Penggambaran IPL

3

Berdasarkan kejadian yang telah terjadi (realisasi hazard), maka diharapkan protection layer

yang telah terpasang pada sistem bekerja secara optimal. Adapun IPL tersebut adalah sebagai

berikut:

IPL 1 : Safety Instrument System, salah satunya meliputi alarms otomatis yang dipasang pada

sistem. Operator intervention, dimana operator wajib bekerja sesuai dengan SOP

untuk mengendalikan sistem pengamanan apabila sistem mengalami kegagalan. Pada

saat initiating event terjadi pada realisasi hazard diatas seorang operator pada saat

mendengar bunyi alarm kegagalan proses pada flow transmitter dengan sigap akan

menutup katup dari bahan bakar XV-102 sehingga aliran bahan bakar tetap akan

terkontrol dengan baik dan tidak menyebabkan kegagalan proses pada reaktor.

IPL 2: Emergency Shutdown, shutdown otomatis sistem akan terjadi apabila seorang

operator sebagai IPL 1 gagal menjalankan kewajibannya.

IPL 3 : Emergency Responses, apabila IPL 1 dan IPL 2 gagal, maka segera dilakukan respon

tanggap darurat seperti mendatangkan pemadam kebakaran atau mengkomando

seluruh pekerja untuk keluar dari lokasi pabrik kemudian berkumpul pada titik

berkumpul assembly point demi keamanan dan keselamatan pribadi.

Tabel 1. Risk Criteria

4

Berdasarkan Tabel 1, dapat disimpulkan bahwa bahan yang digunakan atau yang terdapat di

dalam refinery reactor adalah crude oil, sehingga termasuk kedalam Category 5.

Safety FunctionOperator bekerja sesuai

SOPEmergency Shutdown Emergency Responses

Identifier B C DFailure on demand 0,1 0,1 0,1

continue operation

0,81shutdown

0,9 0,081

0,09initiating event shutdown

A 1 0,009shutdown

0,09shutdown

0,1 0,009

0,01kebakaran

0,001

Gambar 3. Perhitungan frequency of consequence (per year) dari kejadian kebakaran pada refinery reaktor

Berdasarkan perhitungan frequency of consequence yang dilakukan diketahui bahwa frekuensi

terjadinya kejadian (top accident) adalah sebesar 10-4. Kategori dari bahan serta frekuensi

terjadinya kejadian (top accident) kemudian di plot kedalam Tabel 2 untuk mengetahui tingkat

resiko yang akan terjadi akibat kejadian (top accident).

5

Tabel 2. Tabel Tingkat Resiko dari Kejadian

Hasil penilaian berdasarkan tabel tingkat resiko kejadian didapatkan hasil bahwa tingkat

resiko yang terjadi tergolong not tolerable dan diperlukan tindakan untuk mencegah terjadinya

kejadian pada saat masih ada kesempatan. Tindakan preventif yang dapat dilakukan adalah

dengan menambahkan independent protection layer (IPL) pada sistem refinery reactor tersebut.

6