49 | Separator Vertical Mini 2 Fasa (Azka Roby Antari)

  Jurnal Teknik Patra Akademika Vol 7. No.2 Desem ber 2016

  

PERANCANGAN SEPARATOR VERTIKAL MINI 2 FASA

PADA KEGIATAN SAMPLING FLUIDA

(TINJAUAN ASPEK KEEKONOMIAN)

DI PT. PERTAMINAEP ASSET 2 FIELD LIMAU

  Azka Roby Antari

1)

  , Rizki Bahari 2) 1,2)

  Program Studi Tek nik Ek splorasi Produk si Migas, Jurusan Tek nik Perminyak an

Politek nik Ak amigas Palembang

Email : azk arobyantari@yahoo.co.id

  

Abstrak

Separator pada umumnya digunak an untuk k egiatan pemisahan fluida di stasiun pengumpul

(gathering station). Ak an tetapi ada k emungkinan untuk mendapatkan sampel fluida se cara langsung

dari sumur sebelum minyak yang mengalir masuk k e separator yang ada di stasiun pengumpul. Oleh

k arena itu, dikembangkanlah sebuah inovasi untuk mendapatk an sampel fluida dengan baik .

Separator vertik al mini 2 fasa dirancang untuk digunakan dalam k egiatan sampling. Tujuan alat ini

agar pada proses k egiatan sampling dapat diambil sampel minyak dan gas secara bersamaan.

Sebelumnya k egiatan sampling menggunak an alat separasi yang bernama Nalgen yang dikhususk an

memisahk an fluida fasa cair. Spesifik asi dari desain separator vertikal mini 2 fasa ini adalah : tinggi

45 cm, diameter sebesar 3,86 inch, k apasitas sebesar 17,27 ft

  3 dan seluruh komponen penyusun

separator vertikal mini 2 fasa terbuat dari material carbon steel secara k eseluruhan. Kelebih an

separator vertikal mini 2 fasa ini yaitu dapat mengambil sampel minyak dan gas secara bersamaan

serta memilik i nilai k eek onomian yang tinggi k arena dapat menghemat pengeluaran perusahaan yang

digunak an untuk perawatan lingkungan sumur yang disebabk an ol eh ceceran minyak pada saat

menggunakan Nalgen. Nilai k eek onomisan yang didapatk an adalah : NPV sebesar Rp. 219.791.330,

nilai POT sebesar 0,480 bulan dan nilai IRR sebesar 108%.

  Kata Kunci : Separator Vertikal Mini 2 Fasa, Nalgen, Keekonomian, Desain Sep arator, Sampling.

1.1 Pendahuluan

  Minyak dan gas bumi me rupakan sumber energi yang sangat vital dan tidak dapat diperbaharui, juga me rupakan salah satu sumber devisa yang sangat berperan bagi perekonomian dan pe mbangunan negara kita. Oleh karena itu semakin berke mbang dan ma junya negara kita ma ka kebutuhan akan minyak dan gas bumi juga makin meningkat. Industri minyak dan gas bumi d i dunia pada umu mnya masih me megang perana penting untuk bidang energi. Ha l ini me macu usaha-usaha untuk mencari cadangan minyak dan gas bumi yang baru, serta pengembangan-pengembangan dalam tekno logi proses produksinya. Hal in i bertujuan untuk mendapatkan minyak dan gas bumi dengan kualitas yang lebih baik. Sa lah satu faktor yang harus diperhatikan untuk me mpero leh produk yang berkualitas baik adalah dengan meningkatkan ke murnian p roduk yang dihasilkan. Proses pemisahan dan pemurnian minyak dan gas bumi hasil produksi di PT.Pe rta mina EP Asset 2 Field Limau dilaku kan pada stasiun pengumpul (gathering station). Tahapan ini me rupakan salah satu proses penting dala m menghasilkan minyak dan gas bumi yang berkualitas. Pada tahap ini dila kukan pe misahan antara minyak, gas dan air. Dengan menggunakan serangkaian peralatan yang dirancang khusus sesuai dengan karakte ristik flu ida yang dipisahkan berdasarkan prinsip kerja separator. Untuk mengetahui ka rakteristik fluida dari sumur dibutuhkan alat pembantu agar dapat mengamb il sampel fluida langsung dari flowline. Maka dari itu penulis ingin mendesain sebuah separator vertikal min i 2 fasa yang dapat digunakan untuk kegiatan sampling. Dala m kegiatan sampling sangat sering terjadi tumpahan minyak yang mengotori lingkungan hal itu me mbuat penulis se makin tertarik untuk me la kukan perancangan separator min i agar kua litas dan kuan titas proses sampling dapat mencapai hasil dan dampak yang lebih me muaskan. Sela in itu da la m keg iatan samp ling biasanya hanya menyamb il sa mpel 1 fasa fluida, tetapi dengan adanya separator vertikal min i 2 fasa gas yang terbuang pada saat dilakukan sampling minyak dapat ditampung juga

  Flu ida akan d ipisahkan dari flowline, ke mud ian akan masuk ke dala m separator vertika l mini 2 fasa dan flu ida akan terpisahkan berdasarkan densitasnya. Fluida yang telah dipisahkan berdasarkan densitasnya akan dia mbil dan d ibawa ke laboratoriu m untuk dila kukan

  test

  . Pentingnya dilaku kan proses separasi yang benar ma ka mendorong Penulis untuk mengangkat tema in i dalam penulisan Penelitian ini.

  Jurnal Teknik Patra Akademika Vol 7. No.2 Desem ber 2016

  Adapun Tujuan dari penelitian mengenai perancangan separator mini 2 fasa dala m pengambilan sampel fluida ini diantaranya adalah : 1.

  Untuk mengembangkan inovasi baru dalam dunia perminyakan dengan mengembangkan teknologi yang sudah ada dengan mela kukan perancangan separator vertika l min i 2 fasa untuk kegiatan

  sampling .

  2. Untuk mengetahui spesifikasi separator vertikal mini 2 fasa.

  3. Mengetahui troubleshooting pada separator vertikal mini 2 fasa.

  4. Dapat mengambil minyak dan gas secara bersamaan serta dapat mengurangi ceceran minyak dari kegiatan sampling fluida.

  5. Untuk mengetahui keekonomisan dari separator vertikal mini 2 fasa yang didesain.

  Gravity settling Yaitu prinsip pe misahan yang dilakukan dengan me manfaatkan penurunan tekanan yang terjadi di dala m sehingga dengan otomatis tekanan permukaan pada bagian paling atas dari flu ida d i da la m botol rendah dari pada tekanan fluida dala m botol sehingga, flu ida yang me miliki tekanan lebih t inggi dari te kanan permukaan yang ada tadi akan naik keatas dan ke mudian me misah secara otomatis berdasarkan perbedaan spesific gravity dari masing-masing flu idanya. Gas yang cenderung lebih ringan dari pada minyak dan air a kan mene mpati pada bagian paling atas botol, minya k yang lebih ringan dari a ir a kan mene mpati bagian tengah botol, sedangkan air yang leb ih berat dari minyak dan gas akan menempati bagian bawah botol.

Gambar 2.1. Penurunan Tekanan b.

1.4 Batasan Masalah

  Penelit ian di PT. Perta mina EP Asset 2 Field Limau hanya me mbahas mengenai perancangan separator vertika l mini 2 fasa untuk kegiatan sampling fluida dilihat dari tinjauan aspek keekonomisan.

2. Teori Dasar

2.1. Definisi Separator

  Melakukan usaha lanjutan dari pemisahan fase pertama dengan mengendapkan sebagian besar dari butiran-butiran cairan yang ikut d idala m aliran gas.

  Mengeluarkan gas maupun cairan yang telah dipisahkan dari separator secara terpisah dan meya kin kan bahwa tidak terjad i proses balik dari salah satu arah ke arah lainnya.

  2.1.2. Prinsip Pemisahan Separator

  Prinsip pemisahan separator ada 4 yaitu : a. Prinsip penurunan tekanan

  Yaitu prinsip pe misahan yang dilakukan dengan menurunkan tekanan gas men jadi lebih rendah dari tekanan awalnya. Pada ga mbar vessel bagian tengah terlihat gele mbung gas mulai keluar dari fasa minyak akibat penurunan tekanan yang dilaku kan. Se mentara jika tekanan terus diturunkan akan menyebabkan semakin banyak fasa gas yang terpisah dari fasa minyak.

  b.

  Fungsi utama dari separator : a. Memisahkan fase pertama cairan hidrokarbon dan air bebasnya dari gas atau cairan, tergantung mana yang lebih dominan.

Gambar 2.2. Gravity Settling c.

  Turbulensi aliran atau perubahan aliran Yaitu prinsip pe misahan dengan me mberikan gaya sentrifugal pada flu ida sehingga gas dan liquid akan terpisah. Prinsip pe misahan seperti ini biasanya terjadi pada inlet separator dengan menggunakan inlet device tipe cyclone dan outlet separator dengan menggunakan

  outlet device tipe sentrifugal. Prinsip pemisahan ini

  terjadi dengan me manfaat kan kecepatan putaran pada alat yang akan me mutar flu ida dan ke mudian me lontarkan fluida ke atas. Gas yang lebih ringan dari flu ida cair akan terus naik ke atas , sedangkan fluida cair yang lebih berat akan jatuh ke bawah dan keluar pada jalurnya tersendiri.

  2.1.1. Fungsi Separator

  Separator adalah tabung bertekanan tinggi yang digunakan untuk me misahkan liquid dan gas (dua fasa) atau gas, minyak, dan air (tiga fasa). Separator me rupakan salah satu alat yang terdapat pada stasiun pengumpul. Separator yang biasa digunakan di stasiun pengumpul akan dike mbangkan dan dirancang sebagai separator vertikal min i 2 fasa. Separator vert ika l mini 2 fasa ini akan berguna untuk kegiatan sa mpling dari setiap sumur.

  c.

  Jurnal Teknik Patra Akademika Vol 7. No.2 Desem ber 2016

Gambar 2.3. Turbulensi Fluida d.

  (offshore). Tetapi separator vertika l juga digunakan d i lapangan minyak daratan (onshore). Biasanya digunakan untuk me misahkan fluida produksi yang me mpunyai GLR rendah atau kadar padatan tinggi, separator in i mudah dibersih kan serta me mpunyai kapasitas cairan dan gas yang besar. Ga mba r separator vertikal dapat dilihat pada Gambar 2.7 di bawah ini:

  a. Separator Tegak (vertik al) Separator vertika l merupakan fasilitas produksi di permu kaan yang lebih sering digunakan di lepas pantai

  2. Jenis Separator Berdasarkan Bentuk Dan Posisinya

  pada sumur produksi awal, yang lebih dominan ke gas yang mempunyai tekanan yang lebih tinggi.

  liquid dan gas. Biasanya separator dua fasa digunakan

  Sedangkan separator dua fasa merupakan pera latan separator yang digunakan hanya untuk me misahkan

  untuk sumur produksi yang leb ih do minan minyak dan digunakan pada sumur produksi yang dibantu oleh pompa.

  pressure , biasanya separator tiga fasa ini digunakan

  Separator tiga fasa biasanya digunakan dilapangan minyak yang bertekanan low pressure h ingga medium

Gambar 2.6. Separator 3 Fasa

  men jadi minyak, a ir dan gas. Gas ke luar dari bagian atas, minyak dari tengah dan air dari bawah.

  b. Separator tiga fasa, me misahkan fluida formasi

Gambar 2.5. Separator 2 Fasa

  me jadi ca iran dan gas, gas akan keluar dari atas sedangkan cairan keluar dari bawah.

  Hasil dari sumu r p roduksi terdiri dari ca mpuran antara, minyak, air, gas dan padatan. Berdasarkan fasa pemisahan, separator dibagi menjad i dua ya itu separator dua fasa dan separator tiga fasa.

  jenis separator sesuai dengan kebutuhan yang diinginkan yaitu separator berdasarkan fasa yang dipisahkan, bentuk dan posisinya.

   Dalam industri perminyakan dikenal beberapa

  5. Diameter dari titik air (Droplets).

  4. Kecepatan alir fluida.

  3. Tipe peralatan dalam separator.

  2. Densitas minyak dan air.

  1. Viskositas fluida.

  Sela in itu adapun faktor-faktor yang ikut mempengaruhi pemisahan fluida diantaranya :

Gambar 2.4. Tumbukan Fluida

  Pemecahan atau tumbukan fluida pada bidang datar Yaitu prinsip pemisahan dengan menggunakan sebuah deflector berupa plat baja yang berfungsi untuk menu mbukkan fluida yang masuk pada inlet separator. Ke mudian karena tumbukan yang terjad i, gas dan liquid akan secara otomat is terpisah karena adanya perbedaan densitas antara gas dan liquid.

2.1.3. Jenis Separator

1. Jenis Separator Berdasarkan Fasa Yang Dipisahkan

a. Separator dua fasa, me misahkan flu ida formasi

  Jurnal Teknik Patra Akademika Vol 7. No.2 Desem ber 2016

  2. Lebih mudah pengiriman bagian-bagiannya.

  2. Bagian pe misah kedua, berfungsi untuk me misahkan tetes cairan kecil dengan prinsip gravity settling.

  1. Bagian pe misah pertama, berfungsi untuk me misahkan cairan dari a liran fluida yang masuk dengan cepat berupa tetes minyak dengan ukuran besar.

  Untuk mendapatkan efiensiensi kerja yang stabil dengan kondisi yang bervariasi, gas liquid separator harus mempunyai komponen pemisah sebagai berikut:

  2. Mempunyai ruang pe misah dan kapasitas surge yang lebih kecil.

  dari pada separator vertikal, lebih ko mpak dari yang lain. Kekurangannya: 1. Pengontrolan cairan rumit.

  2. Lebih mudah mengeringkan dan me mbersihkannya

  Separator Bulat Kelebihannya: 1. Termurah dari kedua tipe di atas.

  c.

  3. Diameter lebih kecil untuk kapasitas gas tertentu.

  2. Sukar da la m me mbe rsihkan lu mpur, pasir, paraffin .

  Kekurangannya: 1. Pengontrolan level cairan lebih ru mit dari pada separator vertikal.

  5. Lebih luas untuk setting bila terdapat dua fasa cair

  4. Lebih ekono mis dan e fisien untuk mengolah volume gas yang lebih besar.

  3. Baik untuk minyak berbuih (foaming).

  Separator Horizontal Kelebihannya: 1. Lebih murah dari separator vertikal.

Gambar 2.7. Separator Vertikal

  Kelebihannya: 1. Pengontrolan level cairan tidak terlalu rumit.

  b. Separator Datar (horizontal) Separator in i b iasanya digunakan pada onshore dan separator ini sering terjadi masalah seperti foam (minyak berbuih) sehingga me mbutuhkan waktu tinggal (residence time) yang la ma untuk pemisahan minyak dan air, misalnya cairan berbusa. Ga mbar separator horizontal dapat dilihat pada Ga mba r 2.8 di bawah ini:

Gambar 2.8. Separator Horizontal

  Separator spherical adalah separator berbentuk bola yang didudukan di atas skid. Separator in i digunakan untuk kapasitas yang terbatas, oleh karena itu umu mnya digunakan pada lapangan minyak yang kec il atau sebagai test unit , sehingga tidak banyak menggunakan tempat (memakai lokasi yang luas). Ga mbar separator spherical dapat dilihat pada Ga mba r 2.9 di bawah ini:

Gambar 2.9. Separator Spherical

  2.1.4. Kele bihan Dan Kekurangan Dari Masing- Masing Separator:

  a. Separator Vertikal

  2. Dapat menanggung pasir dalam jumlah yang besar.

  b.

  3. Mudah dibersihkan.

  4. Sedikit seka li kecenderungan akan penguapan kembali dari cairan.

  5. Mempunyai surge cairan yang besar.

  Kekurangannya: 1. Lebih mahal.

  2. Bagian-bagiannya lebih sukar dikapalkan (pengiriman).

  3. Membutuhkan dia meter yang leb ih besar untuk kapasitas gas tertentu.

c. Separator Bulat (spherical)

2.1.5. Peralatan Separator

  Dipasang pada vessel bagian atas yang berfungsi untuk mengetahui tekanan operasi separator.

  Umu mnya dala m pe milihan material untuk mendesain sebuah separator sangatlah ditentukan oleh dua faktor. Perta ma , fa ktor yang bersifat teknis seperti kara kteristik-kara kteristik fluida itu sendiri seperti korosif atau tidaknya fluida produksi tersebut dan juga yang kedua yaitu faktor non teknis misalkan karena pertimbangan ketersediaan materia l te rsebut ataupun harganya cukup terjangkau, dll. Jenis material : 1.

  2.2. Spesifikasi Jenis Material Pada Separator

  2.10. Gambar 2.10. Proses Pemisahan Minyak dan Gas

  Pada dasarnya pemisahan separator,tergantung pada gaya gravitasi untuk me misahkan fluida, yaitu dengan mengandalkan perbedaan densitas dari flu ida. Gas jauh lebih ringan dibandingkan dengan minyak, sehingga di dala m separator akan terpisah dala m waktu yang sangat singkat. Se mentara minyak dengan berat kira-kira 3/ 4 dari berat a ir me merlukan wa ktu sekitar 40 sampai 70 detik untuk terpisahkan. Pe rbedaan densitas antara minyak dan gas akan menentukan la ju alir ma ksimu m ca iran da la m separator. Proses pemisahan gas dengan minyak dapat dilihat seperti pada gambar

  Dipasang pada bagian vessel untuk mengukur temperatur operasi pada separator.

  c. Termometer

  Man hole adalah lubang yang berguna untuk keperluan pembersihan yang terletak pada bagian atas separator.

  b. Man Hole

  Jurnal Teknik Patra Akademika Vol 7. No.2 Desem ber 2016

  a. Manometer Separator

  Pada dasarnya peralatan luar separator vertical atau horizontal adalah sama dilihat dari funngsinya dan jenisnya.

  Peralatan pada separator terbagi menjad i dua bagian, yaitu peralatan luar separator dan peralatan pada bagian separator.

  4 Flash Drum atau separator bertekanan lebih rendah (0-10)

  3 Low Pressure atau separator bertekanan rendah (10-225)

  2 Medium pressure atau separator bertekanan sedang (225-650)

  tinggi (650-1500)

  pressure atau separator bertekanan

  1 High

  Dida la m block stasion, disamping terdapat separator pe misah gabungan terdapat juga separator uji yang berfungsi untuk me la kukan pengujian (test) produksi suatu sumur dan dari separator uji ini, la ju produksi sumur (Qo,Qw,dan Qg) b isa didapat dimana, Qo dan Qw d iperoleh dari pencatatan orifice flow meter (orifice plate) atau dari a lat pencatat aliran gas lainnya. Disa mping itu dit injau dari tekanan kerjanya pun separator dapat dibagi tiga, yaitu:

  pressure.

  5. Pera latan kontrol, be rfungsi untuk mengontrol kerja separator terutama pada kondisi over

  4. Mist extractor, berfungsi untuk me misahkan tetes cairan berukuran sangat kecil (kabut).

  3. Bag ian pemisah kedua, berfungsi untuk me misahkan tetes cairan kecil dengan prinsip gravity settling.

1. Peralatan luar separator.

  Baja karbon (Carbon steel) Sebutan baja karbon berlaku untuk baja yang mengandung unsur bukan besi dengan presentase maksimum sebesar :

2.1.6. Proses Pemisahan

  2. Baja paduan (Alloy steel) Tujuan dilaku kan penambahan unsur yaitu untuk mena ikkan sifat me kanik baja (keke rasan, keliatan, kekuatan tarik dan sebagainya), untuk menaikkan sifat me kanik pada temperatur rendah, untuk men ingkatkan

  Karbon dan Mangan adalah unsur utama untuk menaikkan kekuatan besi murni.

  Fluida yang mengalir dari sumur bisa terdiri dari gas, minyak, a ir dan padatan-padatan lainnya. Pada saat flu ida mencapai permukaan, dimana tekanan lebih rendah dibandingkan dengan tekanan reservoir, kapasitas cairan mela rutkan gas akan menurun sehingga akan terpisah dari minyak, prinsip pemisahan sebagai berikut. Pe misahan cairan tergantung dari efe k gravitasi dan supaya terjadi proses pemisahan, maka d iisyaratkan bahwa cairan t idak saling mela rutkan satu dengan yang lainnya. Juga salah satu fluida lebih ringan dari yang lainnya. Sebagai contoh hasil destilasi seperti minyak, kerosen dan minyak mentah tidak akan terpisah bila ditempatkan pada suatu wadah, karena me mpunyai kecenderungan melarutkan satu sama lainnya.

• Karbon = 1,70%
• Mangan = 1,65%
• Silikon = 0,60%
• Tembaga = 0,60 %

  Jurnal Teknik Patra Akademika Vol 7. No.2 Desem ber 2016

  daya tahan terhadap reaksi kimia (oksidasi dan reduksi), dll.

2.3. Permasalahan pada Separator

  Adapun permasalahan yang terjadi pada separator pada saat di lapangan seperti minyak berbuih: Minyak Berbuih a. Minyak berbuih disebabkan oleh adanya pengotoran air di dala m minyak. Persoalan ini dapat diatasi apabila dala m perencanaan separator me mbe rikan retention time yang cukup agar butiran tersebut dapat pecah. Selain itu buih dapat mengakibatkan masalah-masalah la in muncul, mengganggu mekanis me pengontrolan tinggi cairan, menga mbil banyak te mpat pada separator, menghalangi

Gambar 2.11. Minyak Yang Mengandung Parafin

  terpisahnya gas dari cairan. Contohnya: Kontrol mekanik dari level cairan(LC) menjadi c.

• Pasir tidak dapat bekerja dengan baik, ka rena LC

  Pasir merupakan padatan yang berpotensi untuk dirancang untuk cairan (minyak, air)dan bukan me mbuat masalah pada operasi separator yang antara untuk buih. lain erosi terhadap trim valve , mengumpul d i

• bagian bawah. Untuk antisipasi kondisi in i dengan besar terhadap berat, oleh karena itu akan menggunakan trim valve dari bahan yang keras mengambil ruang yang besar di dalam vessel.

  Minyak berbuih mempunyai ratio volume yang

  sehingga dapat me minima lkan pengaruh pasir ada valve. Didalam ruang, buih yang tidak terkontrol

• Oleh karena itu masalah ini harus mendapatkan men jadi tidak mungkin untuk mendapatkan gas pertimbangan dalam perencanaan.

  yang terpisah tanpa kandungan material buih, atau tanpa kandungan gas atau material buih.

Gambar 2.10. Buih Pada MinyakGambar 2.12. Kepasiran

b. Paraffin

  d. Emulsi

  Pengumpulan paraffin dapat me mpengaruhi Masalah ini dapat diatasi dengan menginje ksikan operasi separator. Collecting Plate pada liquid section bahan kimia khusus seperti zat asa m/basa untuk dan mesh pad pada mist extractor pad agar section me mecahkan e mulsi pada flu ida dala m flowline sebelum cenderung akan buntu oleh terku mpulnya masuk ke dalam separator. endapan paraffin. Oleh ka rena itu dimana diketahui bahwa ada/cenderung problem para fin, gunakan mist

  extractor jenis plat atau centrifugal. Lubang orang,

  lubang tangan dan nozzle (saluran-saluran outlet) perlu diberi sa mbungan untuk menghubungkan injeksi steam,

  solvent atau yang lain untuk membersihkan internal separator.

  Jurnal Teknik Patra Akademika Vol 7. No.2 Desem ber 2016

Gambar 2.15. Gas Boom

  3.1 Waktu dan Pelaksanaan Penelitian

  Penelit ian dila ksanakan di PT. Perta mina EP Asset 2 Fie ld Limau pada fungsi Petroleou m Engineering. Penelit ian d ila kukan sela ma kurang lebih 1 bulan yang

Gambar 2.13. Emulsi dimula i pada tanggal 01 Ma ret 2016 sampa i dengan 31 Maret 2016.

2.4. Meng ambil Sampel Flui da Kegiatan

  (Sampling)

  4. Hasil dan Pembahasan

  Kegiatan sampling merupakan kegiatan

  4.1. Desain Separator Vertikal Mini

  menga mbil fluida dari da la m sumur minyak dan gas Desain separator vertikal mini 2 fasa in i dilaku kan yang dilakukan berpindah-pindah dari t iap sumur. untuk digunakan dala m keg iatan sampling. Kegiatan Minyak dan gas yang telah diamb il sa mpelnya akan sampling selama ini selalu menggunakan alat yang dibawa ke laboratoriu m untuk di analisa kandungannya. cukup sederhana dan menghasilkan limbah yang cukup Biasanya sampling minyak dilaku kan terpisah dengan banyak di sekitar sumur dan mengakibatkan ke rusakan kegiatan sampling gas. lingkungan sekitar dan perusahaan harus mela kukan

  Pada sumur minyak biasanya akan digunakan upaya untuk menjaga lingkungan tersebut. Oleh karena Nalgen sebagai wadah mena mpung minyak yang itu, perusahaan ingin mela kukan e fisiensi dengan dialirkan dari kepa la sumur. Nalgen ini juga berguna me la kukan mengurangi pengeluaran. Sa lah satu cara sebagai alat separasi minyak agar minyak dan air dapat yang dapat ditempuh adalah dengan melaku kan desain terpisah. Sedangkan gas yang terdapat dari su mur a kan separator mini untuk menjad i terobosan baru dalam terbuang dan tidak dapat dianalisa. Oleh karena itu mengurangi da mpak tersebut. Sela in itu diharap ka didesainlah separator vertika l min i 2 fasa agar minyak terobosan ini dapat d igunakan untuk menjaga dan gas dapat diamb il secara bersamaan sa mpelnya. kelestarian lingkungan di sekitar sumur serta dapat La lu sa mpel tersebut akan diba wa ke laboratoriu m memberikan data fluida yang lebih akurat. untuk diuji kandungannya.

  4.2. Penentuan S pesifikasi Separ ator Vertikal Mini

  2 Fasa

  Sebelu m me la kukan desain separator harus me milih jenis separator yang akan didesain. Berdasarkan keperluan dan ke mudahan dala m mobilitas kegiatan sampling. Separator yang dipilih yaitu separator jenis vertikal, jen is ini d inilai leb ih cocok dan baik untuk d igunakan dala m kegiatan sampling karena bentuknya yang menyerupai tabung. Pemilihan jenis separator juga dipengaruhi oleh laju alir fluida yang dapat dilihat pada Tabel 4.1.

Tabel 4.1 Laju Alir FluidaGambar 2.14. Nalgen

  Kegiatan sampling gas biasanya menggunakan alat berupa gas boom. Alat ini berbahan stainless steel yang me miliki kapasitas maximum berdasarkan tekanan sebesar 1000 psia.

  Jurnal Teknik Patra Akademika Vol 7. No.2 Desem ber 2016

  4.2.6. Penentuan Kecepatan Gas

  56,933 −0,459 0,459

  √

  − = 0,117 .

  √

  = K .

  Kecepatan laju alir gas yang ditentukan berdasarkan persamaan Souders -Brown sebesar 1,27 ft/s. Perhitungan kecepatan gas menggunakan persamaan Suouders -Brown.

  3

  4.2.7. Penentuan Nilai Rm

  = 17,27 ft

  3

  inch x 17,72 inch = 207,27 inch

  2

  x 3,14 x 3,86

  4

  = 1,29 ft/s

  Nila i Rm d itentukan untuk me mbuktikan bahwa separator yang didesain baik untuk digunakan. Adapun parameternya ya itu 3<Rm<5. Nila i Rm yang didapatkan berdasarkan rasio L / D ada lah 4,57. Perhitungan Rm dapat dilihat pada perhitungan di bawah ini. Rm = L / D = 17,72 inch / 3,86 inch = 4,57.

  x t =

  6 Elbow 90deg

  a.

  11 Kawat Las 7018 Ko mponen peralatan separator ditentukan berdasarkan kebutuhan dari separator yang telah dirancang. Separator ini d irancang menggunakan sebuah aplikasi bangun ruang yaitu aplikasi autocad. Peralatan yang digunakan seluruhnya adalah peralatan yang berbahan baku carbon steel. Dibawah in i a kan dijelaskan fungsi dari setiap komponen separator mini.

  10 Kawat Las 6010

  9 Stud Bold 2"

  8 Termometer

  7 Manometer 0-1000 Psi

  5 Ball Valve 1/2"

  4.2.8. Penentuan Komponen separator

  4 Nipple Threat 1/2"

  3 Carbon Steel Pipe 4"

  2 Blind Flange

  1 SO Flange

  No Peralatan

Tabel 4.3. Komponen Peralatan Separator Mini

  1

  2

  4.2.1. Penentuan Densitas Liquid

  4.2.2. Penentuan Densitas Gas

  34,7 .28,97 0,34 .10,73 .600

  =

  . .

  = .

  3 .

  Densitas yang didapatkan berdasarkan perhitungan yang dilakukan menggunakan persamaan Souders - Brown sebesar 0,459 lbm/ft

  3

  3

  = 0,914 x 0,0021 = 0,002011 lb/gal = 0,002011 x 28316,58 = 56,933 lbm/ft

  3

  = 0,914 g/cm

  , densitas liquid didapatkan berdasarkan perh itungan yang dila kukan dengan menggunakan persamaan Souders - Bro wn. Perhitungan densitas liquid dapat dilihat d i bawah ini.

  3

  Densitas liquid sebesar 56,944 lb m/ft

  = 0,459 lbm/ft

  4.2.3. Penentuan Nilai K

  x 3,14 x D

  = 3,864 inch Untuk tinggi separator telah ditentukan setinggi 45 cm atau 17,72 inch. Jad i d idapatkan tinggi separator sebesar 17,72 inch dan dia meter separator sebesar 3,864 inch.

  4

  1

  . Perh itungan kapasitas separator vertikal min i 2 fasa sebagai berikut. V =

  3

  Kapasitas dari separator vertikal mini 2 fasa yaitu 17,27 ft

  4.2.5. Penentuan Kapasitas Separator Vertikal Mini 2 Fasa

  0,012145 0,117

  Penentuan nilai K berguna untuk mendapatkan ukuran dia meter separator yang akan didesain. Desain separator vertika l min i 2 fasa me rupakan separator tanpa

  D = √

  0,012145

  √

  Ukuran separator umu mnya dihasilkan dari perhitungan yang telah dila kukan dan disesuaikan dengan fluida yang akan dipisahkan melalu i separator tersebut. Untuk pengukuran diameter separator digunakan persamaan Souders – Brown. D =

  4.2.4. Penentuan Ukuran Diameter

Tabel 4.2 Penentuan Nilai K

  mist extractor sehingga nilai K yang digunakan adalah 0,117.

   Slip On Flange

  Jurnal Teknik Patra Akademika Vol 7. No.2 Desem ber 2016

  Untuk tipe flange slip d.

• –on, sebenarnya hampir Nipple Threat

  mirip bentuknya dengan jenis flange lap joint. Kedua Nipple Threat adalah sebuah peralatan yang jenis flange ini sa ma sama me masukan pipa utamanya berguna untuk me mbuat penghubung. Nipple threat ke dala m flange, bedanya kalau slip on pipa tidak yang digunakan pada separator vertika l min i 2 fasa yaitu sampai ke luar dari flange, sedangakan tipe lap joint, ada berukuran ½ inch dan berfungsi sebagai inlet dan outlet sisi pipa yang keluar dari flange, dan sisi samping fluida. dala m flange nya pun biasanya radial. Da la m slip on,

  flange hanya masuk sebagian, sisi luar dan dalamnya

  akan dilas. Oleh ka rena pipa masuk ke dala m flange, ma ka dia meter dala m slip on harus lebih besar daripada dia meter outside pipa, lihat gambar di bawah. Flange yang digunakan berukuran 4 inch.

Gambar 4.5. Nipple Threat e.

   Ball Valve Ball valve adalah sebuah valve atau katup dengan

  pengontrol aliran berbentuk disc bulat (seperti bola/belahan). Bola itu me miliki lubang, yang berada di tengah sehingga ketika lubang tersebut segaris lurus

Gambar 4.2. Slip-On Flange atau sejalan dengan kedua ujung valve / katup, ma ka b.

  aliran akan terjadi. Tetapi ketika katup tertutup, posisi

   Blind Flange Blind flange adalah jenis flange yang berfungsi

  lubang berada tegak lurus terhadap ujung katup, ma ka untuk menutup aliran, seperti halnya cap da la m fitting. aliran akan terhalang atau tertutup. Jenis flange ini rata, t idak ada ko mponen lainnya karena me mang berfungsi untuk menutup. Flange yang digunakan berukuran 4 inch.

Gambar 4.6. Ball Valve

  Ball valve banyak digunakan karena

  ke mudahannya dalam perbaikan dan ke ma mpuan untuk menahan tekanan dan suhu tinggi. Tergantung dari materia l ball valve terbuat, ball valve dapat menahan

Gambar 4.3. Blind Flange

  tekanan hingga 10.000 Psi dan dengan temperatur sekitar 200 dera jat Celc ius. Ball Valve digunakan secara

  c.

   Carbon Steel Pipe luas dala m ap likasi industri ka rena mere ka sangat

  Ba ja ka rbon adalah pipa yang paling umu m serbaguna, dapat menahan tekanan hingga 1000 bar dan digunakan dala m industri power plant, kimia , proses, suhu hingga 482 ° F (250 ° C). Ukurannya biasanya hidrokarbon dan pipa industri. Digunakan pipa berkisar 0,2-11,81 inci (0,5 c m sa mpai 30 c m). Ball berukuran 4 inch.

  Valve dapat terbuat dari logam, plastik ataupun dari

  bahan keramik. Bolanya sering dilapisi chrome untuk membuatnya lebih tahan lama.

  f.

   Elbow Elbow adalah sebuah ko mponen pipa yang

  berfungsi untuk me mbuat sudut sehingga dapat me mbentuk be lokan pada pipa. Elbow pada separator vertika l min i 2 fasa menggunakan elbow berukuran ½ inch.

Gambar 4.4. Pipa Baja Karbon

  Jurnal Teknik Patra Akademika Vol 7. No.2 Desem ber 2016

Gambar 4.12. Kawat Las 7018

  3 Hasil desain yang telah dila kukan a kan

  7. Kapasitas 0,479 ft

  6. Temperatur 140 °F

  5. Tekanan 34,7

  4. Laju Alir Cairaan 911 BFPD

  93 MSCF

  3. Laju Alir Gas

  2. Diameter 3,866 inchi

  1. Tinggi 17,72 inchi

  No Data Desain

Tabel 4.4. Spesifikasi Desain Separator

  4.2.9. Hasil Desain Separator Vertikal Mini 2 Fasa

  rod .

Gambar 4.7. Elbow g.

  Kawat Las 7018 Kawat las 7018 adalah ka wat dengan kekuatan tariknya 70 ksi. Kawat jenis ini berguna untuk proses

  Gambar ` 4.11. Kawat Las 6010 k.

  filler .

  Kawat Las 6010 Kawat las 6010 adalah kawat yang kekuatan tariknya 60 ksi. Ka wat ini d igunakan pada saat proses

Gambar 4.10. Stud Bolt j.

  Stud bolt yang digunakan yaitu berukuran ½ inch.

  me mpe rkuat hubungan antar tiap sambungan (fitting).

   Stud Bolt Stud bolt (baut) adalah alat yang berguna untuk

Gambar 4.9. Termometer i.

  Termometer Termo meter merupakan a lat yang digunakan untuk mengukur suhu separator vertikal mini 2 fasa.

Gambar 4.8. Manometer h.

  Manometer Manometer adalah sebuah peralatan yang berfungsi untuk mengukur tekanan. Pada separator min i mano meter ini digunakan untuk mengukur tekanan flu ida di dala m separator, mano meter yang digunakan yaitu manometer bertekanan 0-1000 psi.

  ditunjukkan dala m bentuk gambar 3 d imensi yang telah dibuat menggunakan aplikasi autocad . Ga mba r separator vertikal mini 2 fasa dapat dilihat pada Ga mba r berikut :

  Jurnal Teknik Patra Akademika Vol 7. No.2 Desem ber 2016

Gambar 4.13. Hasil Desain Separator Vertikal Mini

  2 Fasa

  4.3. Troubleshooting Pada Se parator Ver tikal Mini

  2 Fasa

  Separator vertika l min i 2 fasa in i me miliki permasalahan sa ma seperti separator pada umu mnya hanya saja untuk menanggulanginya kita hanya perlu untuk me mbuka flange pada separator. Permasalahan yang sering terjadi pada separator itu biasanya berupa adanya parafin, e mulsi dan kepasiran. Ca ra penanggulangannya harus dibersihkan secara langsung pada bagian dalam separator. Untuk e mulsi biasanya ada injeksi zat kimia ke dala m a liran minyak me lalu i

  flowline. Tetapi untuk separator vertika l min i 2 fasa,

  kita harus me mbuka langsung flange pada separator ini untuk mengatasi adanya permasalahan tersebut.

  4.4. Kegiatan Sampling Fluida Sumur

  Kegiatan sampling fluida merupakan kegiatan rutin yang dila kukan di PT. Pe rta mina Asset 2 Field Limau. Kegiatan ini d ila kukan untuk mendapatkan data flu ida dari su mur minya k dan su mur gas yang terdapat di lapangan. Sehingga sampel fluida dapat dianalisa di laboratoriu m dan dapat diketahui kualitas dan kandungan yang terdapat pada fluida.

4.4.1. Kegiatan Sampling Fluida Sumur Dengan Menggunakan Nalgen Well head

  sampel minyak flowline Nalgen

Gambar 4.14. Sampling Menggunakan Nalgen

  Kegiatan sampling di atas dilaku kan sedangkan Nalgen bekerja untuk mena mpung menggunakan Na lgen yang berguna untuk flu ida. Ke mudian fluida yang masuk ke dala m mendapatkan sampe l minyak. Proses Nalgen akan mengala mi proses pemisahan kegiatannya yaitu dengan cara me mbu ka valve antara minyak dan air. Air yang berada di pada kepala sumur, ke mud ian me mb iarkan gas bawah minyak a kan dibuang dan minyak mengalir ke luar hingga terlepaskan ke udara dimasukan ke dala m d irigen.

  Jurnal Teknik Patra Akademika Vol 7. No.2 Desem ber 2016

4.4.2. Sampling Fluida Sumur Dengan Menggunakan Separator Vertikal Mini 2 Fasa

Gambar 4.15. Sampling Menggunakan Separator Vertikal Mini 2 Fasa

  Kegiatan

  sampling

  fluida sumur menggunakan separator vertika l min i 2 fasa diharapkan bisa mendapatkan sampel minyak dan gas. Pada kegiatan sampling sebelumnya dila kukan menggunakan Nalgen. Nalgen hanya bisa mendapatkan sampel minyak dan me lepaskan gas yang ada. Perusahaan ingin mendapatkan data yang akurat dari flu ida yang terdapat di dalam sumur, oleh ka rena itu didesain separator vertikal mini 2 fasa ini. Proses kegiatan sampling menggunakan separator vertika l mini 2 fasa in i me miliki perbedaan dengan sampling menggunakan Nalgen. Jika sa mpling menggunakan separator vertika l mini 2 fasa kita dapat menangkap gas yang ada di dala m sumur. Pada saat valve sumur dibuka kita a kan langsung menghubungkan separator vertikal min i 2 fasa dengan flowline dan aliran fluida a kan langsung masuk ke dala m separator vertikal mini 2 fasa mela lui inlet yang terdapat pada separator vertika l mini 2 fasa. Ketika flu ida masuk ke dala m separator vertika l min i 2 fasa fasa gas dan liquid akan terpisahkan. Fasa gas akan keluar me laui outlet bagian atas dan liquid ke luar me la lui outlet yang di bawah sehingga sampel minyak dan gas dapat diamb il bersamaan. Dengan adanya separator vertikal mini 2 fasa ini perusahaan juga mengharapkan dapat mengurangi pengotoran lingkungan sekitar sumur produksi yang disebabkan oleh ceceran minyak.

  4.5. Keekonomisan Penggunaan Separator Vertikal Mini 2 Fasa

  4.5.1. Penentuan Biaya

  Biaya yang dibutuhkan untuk me mbuat sebuah separator min i in i dapat dilihat pada Tabel

  4.5. Ko mponen pera latan yang digunakan telah disesuaikan dengan masing- masing fungsinya yang terdapat pada separator mini.

Tabel 4.5. Biaya Perancangan Separator Mini

  sampel minyak & Gas

  No.

  Peralatan Harga (Rp) Jumlah Total biaya (Rp)

  Well head flowline Separator Vertikal Mini 2 Fasa

  Jurnal Teknik Patra Akademika Vol 7. No.2 Desem ber 2016

  1 SO Flange 619.723 2 1.239.445

  2 Blind Flange 684.530,28 2 1.369.061

  3 Carbon Steel Pipe 4" 6.027.106,80 1 6.027.107

  4 Nipple Threat 1/2" 34.329,90 7 240.309

  5 Ball Valve 1/2" 145.817,10 5 729.086

  6 Elbow 90deg 56.706,65 2 113.413

  7 Manometer 0-1000 Psi 2.038.199,02 1 2.038.199

  8 Termometer 2.038.199,02 1 2.038.199

  9 Stud Bold 1/2" 16.683,43 12 200.201

  10 Kawat Las 6010 117.463,78 10 1.174.638

  11 Kawat Las 7018 445.552,25 10 4.455.523

  19.625.180

  Investasi Biaya yang dibutuhkan untuk me mbuat

  4.5.2. Kelebihan Separator Vertikal Mini separator mini ini sebesar Rp. 19.625.180,-.

  Jumlah b iaya yang dibutuhkan cukup rendah Separator mini ini didesain untuk apabila dibandingkan dengan biaya yang harus me misahkan fluida 2 fasa yaitu cairan dan gas. dike luarkan untuk keg iatan perawatan Jadi separator yang berukuran kecil ini lingkungan sumur. Perh itungan keekonomian digunakan untuk kegiatan sampling agar dila kukan untuk menentukan, apakah proyek kegiatan sampling bisa mendapatkan hasil yang sedang kita laku kan ini menguntungkan yang lebih me muaskan dan dapat menjaga atau tidak. Ma ka dari itu n ila i NPV, POT, dan lingkungan di sekitar sumur. Berikut adalah

  IRR, harus ditentukan. Pada tabel di bawah ini kelebihan yang dimiliki oleh separator mini : didapatlah nilai NPV, POT, dan IRR.

  1. Bisa mendapatkan data fluida yang lebih Perhitungan nilai keekono misan yang akurat. menyangkut NPV, IRR dan POT dapat dilihat 2.

  Bisa mendapatkan data fluida (gas) pada La mp iran 1. Apabila nila i IRR yang sumur yang tidak memiliki separator didapat lebih besar dibandingkan nilai discount 3.

  Menjaga kelestarian lingkungan sekitar factor yang ditentukan ma ka proyek kita sumur. me rupakan proyek yang menguntungkan, dan 4.

  Menghemat anggaran perusahaan yang proyek layak untuk dilanjutkan. Dengan total digunakan untuk kegiatan pembersihan investasi Rp. 19.625.180,- ini perusahaan limbah. mengharapkan ma mpu mengemat biaya untuk perawatan lingkungan sumur sebesar Rp.

  4.5.3. Kekurangan Separator Vertikal Mini

  46.150.000,- . Suatu benda yang diciptakan tentunya akan me miliki keleb ihan dan kekurangan. Pada

Tabel 4.6. Nilai Keekonomisan separator min i ini juga pastinya me miliki

  kekurangan, berikut adalah kekurangan dari NPV Rp. 219.791.330,- separator mini :

  1. Volume fluida yang ditampung sedikit. POT 0,480 bulan 2.

  Belum ada standard yang memenuhi 3. Hanya dapat digunakan untuk kegiatan sampling .

  IRR 108 % 4.

  Waktu pemisahan yang relatif rendah.

  Jurnal Teknik Patra Akademika Vol 7. No.2 Desem ber 2016

5.1 Daftar Pustaka Kesimpulan

  Dari hasil kegiatan penelitian yang telah dila kukan, penulis dapat menyimpulkan Dadang Rukmana,. Dedy Kristanto,. V.Dedi sebagai berikut : Cahyoko Aji. 2013 TEKNIK RESERVOIR Teori dan Aplikasi,h lm.

  1. Separator vertikal min i 2 fasa yang 146.

  didesain di PT. Perta mina EP Asset 2 Donald.Q.Kren 1954 “Appendix of Calculation

  Fie ld Limau merupakan sebuah terobosan

  Data, Process Heat Transfer”. Mc

  baru dala m kegiatan sampling fluida Graw Hill Book Company, hlm. 844. produksi yang bertujuan untuk

  Gas Processing Suppliers Association (GPSA)

  mendapatkan data yang lebih akurat dan

  (1987). Engineering Data

  me min ima lisir ceceran minyak d i

  Book 1 (10thed.). GasProcessing lapangan. Suppliers

  2. Pe mbuatan separator vertikal min i 2 fasa Association

  mini menggunakan bahan baku berjenis

  M. Souders and G.G. Brown (1934). "Design of carbon steel yang tahan terhadap minyak Fractionting Columns,

  dan gas. Spesifikasi separator vertika l

  Entrainmentand

  mini 2 fasa yaitu dengan tinggi 45 c m,

  Capacity”. Industrial ,Engineering

  dia meter sebesar 3,86 inch, kapasitas

  3 Chemistry sebesar 17,27 ft serta komponen lainnya.

  W.D. Monnery

   Troubleshoothing yang terjadi pada

  3. study

  separator vertikal mini 2 fasa in i be rupa

  developed , Chem-Pet Process

  adanya parafin di dala m minyak, e mu lsi,

  Technology Ltd”. and W.Y.

  minyak berbuih dan masalah kepasiran.

  Svrcek, Penggunaan separator vertika l mini 2 fasa 4.

   2005, for

  dala m kegiatan sampling fluida sumur