Latar Belakang Masalah PENDAHULUAN

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Masalah

Bahan bakar fosil merupakan salah satu sumber energi yang membutuhkan proses hingga dapat dikonsumsi oleh masyarakat. Salah satu bahan bakar fosil yaitu minyak. Minyak fosil berasal dari perut bumi yang diangkat menuju permukaan bumi eksploitasi dan diolah menjadi minyak mentah crude oil yang siap untuk diproses lebih lanjut. Proses untuk memperoleh jenis-jenis bahan bakar yang diinginkan dari crude oil disebut dengan oil refinery. Oil refinery atau disebut petroleum refinery merupakan sebuah proses industri dimana minyak mentah crude oil diproses atau disuling menjadi produk yang lebih berguna seperti bensin, solar, aspal, kerosin, dan Liquid Petroleum Gas LPG. Didalam oil refinery banyak terdapat unit-unit produksi yang saling menunjang satu sama lainnya seperti desalter, vacuum distillation, hydrocracker, cooking unit, dsb. Salah satu proses yang sering terjadi kegagalan adalah coking unit yaitu memproses minyak residu menjadi neftan dan minyak solar, dan menghasilkan petroleum coke sebagai produk sisanya. Pada coking unit terdapat lagi beberapa komponen yang proses produksinya berhubungan satu sama lain, beberapa diantaranya seperti furnace , fractionation column, feed pump,dsb. Salah satunya adalah coke drum yang fungsinya memisahkan fraksi berat petroleum coke dan fraksi ringan yang masing-masing menuju drain sump dan fractional tower. Proses pada coke drum dibagi atas beberapa tahap, coke drum kosong pada temperatur lingkungan dipanasi hingga 350 o C dengan menginjeksikan uap panas ke dalam drum, tahap ini disebut preheating stage. Kemudian minyak panas dengan temperatur 440 o C hingga 500 o C diinjeksikan. Tekanan dalam coke drum mencapai 300 hingga 350 kPa, tahap ini disebut filling stage. Dalam tahap ini terjadi thermal cracking dan fraksi ringan yang dihasilkan dikirimkan menuju fractional tower dimana dipisahkan menjadi gas, bensin, dan hasil produksi yang memilki nilai jual lebih tinggi. 1 Universitas Sumatera Utara Pada akhir filling stage, material karbon yang terkonsentrasi dihasilkan dan mengisi bagian yang tersisa pada drum. Setelah fraksi berat mengisi 80 dari kapasitas drum, material ini kemudian dialirkan menuju coke drum lainnya sedangkan drum yang berisi coke mengalami proses pendinginan dengan air dan uap air. Dengan adanya beberapa tahap ini menunjukkan bahwa coke drum mengalami beban berulang karna adanya pemanasan yang membuat dinding drum mengembang dan diikuti dengan pendinginan yang membuat dinding drum menyusut tarikan dan tekanan. Sedangkan coke drum didesain dan dibuat berdasarkan ASME Boiler dan Pressure Vessel. Dalam kata lain, kebanyakan coke drum tidak didesain untuk beban berulang, sehingga umur coke drum akan lebih singkat dibandingkan peralatan bertekanan lainnya pada oil refineries. Berdasarkan survey API, kerusakan pada coke drum muncul setelah mengalami 3000 – 5000 siklus 16 - 27 tahun. Satu kali siklus pada coke drum berlangsung selama 48 jam yang dimulai dari proses pemanasan awal selama 460 menit yang dilanjutkan dengan tahap pengisian selama 1540 menit, tahap selanjutnya adalah pendinginan selama 400 menit dan yang terakhir adalah proses pengeluaran material coke keluar drum selama 400 menit. Salah satu bagian yang paling riskan akan kerusakan pada coke drum adalah bagian sambungan shell skirt. Hal ini dapat dilihat dari berbagai penelitian sebelumnya sebagai berikut : Ramos et al, melakukan uji fatigue siklus rendah pada bagian sambungan pengelasan. Hasilnya adalah intensitas tegangan maksimum pada skirt bergantung pada pemanasan dan laju pendinginan. Antalffy et al. Melakukan investigasi terhadap empat jenis skirt pada coke drum. Menunjukkan intensitas tegangan termal pada keempat jenis skirt mengalami peningkatan ketika subjek diberikan pemanasan yang lebih tinggi dan dipengaruhi laju pendinginan. Masaaki Oka et al, melakukan penilitian pengaruh switching temperatur pada sambungan shell skirt coke drum. Hasilnya adalah peningkatan switching temperatur dapat meningkatkan umur pakai hingga 9000 siklus. Skripsi ini merupakan kelanjutan dari analisa yang dilakukan oleh Masaaki Oka et al, dimana data-data perbandingan eksperimen berasal dari penelitian sebelumnya, 2 Universitas Sumatera Utara tetapi penelitian kali ini tidak lagi berfokus kepada pengaruh switching temperatur melainkan kepada pengaruh hot box dan pemanasan awal pada coke drum

1.2 Perumusan Masalah