6C Monthly Campaign (Competitive - Confident)

Sedang on fire ikutan 6C Monthly Campaign nih, beberapa karya yang dah di submit dan sukses penjurian di RU. Terinspirasi oleh orang-orang di sekitar saya (pengalaman pribadi) haha...Semoga bisa menginspirasi.

 (1st winner RU V Competitive Campaign)

(1st winner RU V Confident Campaign)

wait for the next values campaign....

Read more »

Kompetisi Saving Energi 2013

Kompetisi Saving Energi pertamaku akhirnya usai sudah. Hasilnya, tim HCU A runner up best saving energy dikalahkan oleh plant tetangga HPU B. Aku cukup puas meskipun selama kompetisi berlangsung, aku lebih banyak berkutat dengan Common Facilities, tapi setidaknya poster ini jadi juara 1. Thanks buat rekan-rekan di tim HCU A, yang pada awalnya dianggap Underdog jika dibandingkan dengan tim HCU B rupanya kita bisa membuktikan bahwa kita juga BISA! Penilaiannya banyak, mulai dari presentasi, saving energi yang dilakukan, visual management, dan lain sebagainya. Wah pokoknya semangatnya epic banget lah, tim dari HCC merebut dua posisi tertinggi disusul tim dari HSC B. Semoga tahun depan bisa lebih baik lagi. Aamiin.

Read more »

Menelisik Sisi Lain dari Hutan Lindung Sungai Wain

Setahun sudah aku tinggal di Balikpapan. Namun baru kali ini kesampaian jalan-jalan ke Hutan Lindung Sungai Manggar (HLSW) dan merasakan langsung suasana alami HLSW yang masih terjaga.

“ Sambil menyelam minum air”. Mungkin itulah peribahasa yang cocok untuk perjalanan hari ini. Niat awal mengunjungi HLSW adalah untuk mencari tahu kehidupan masyarakat Suku Paser, penduduk asli Kota Balikpapan yang dijadikan objek penelitian adik-adik kali ini.

HLSW yang aku ketahui pertama kali ketika mengikuti program On The Job Training (OJT) di RU V Balikpapan tahun 2010 lalu sebagai sumber air tawar utama untuk kebutuhan proses di kilang maupun air minum di kompleks Pertamina. Pada saat itu, salah seorang yang bertugas di Water Treatment Plant (WTP) Pancur merekomendasikan kami untuk mengunjungi Rumah Pompa Sungai Wain, namun karena keterbatasan waktu dan tidak ada kendaraan untuk ke sana, kami tidak jadi berkunjung ke lokasi itu. Kemudian beberapa bulan yang lalu, HLSW kembali menarik perhatianku karena waktu itu adik-adik (Ivan & Nisa) mengambil judul Kebijakan Pembangunan Jembatan Pulau Balang sebagai judul karya tulis mereka yang akhirnya berhasil meraih juara I dalam Lomba Karya Tulis Ilmiah yang dilaksanakan Badan Lingkungan Hidup Kota Balikpapan. Hampir 75% isi karya tulis itu membicarakan HLSW dan Kebun Raya Balikpapan. Nah, ini tadi akhirnya kesampaian juga melihat langsung HLSW yang “terkenal” itu.

Agak heran juga pertama kali masuk ke kawasan HLSW ini. Di tempat yang cukup jauh dari jalan utama Balikpapan-Samarinda ini ternyata cukup banyak juga penduduknya.  Menurut informasi dari Pak Agus, petugas di Pusat Informasi HLSW yang menemani kami sekaligus menjadi narasumber adik-adik dalam mengumpulkan data mengenai Suku Paser, rupanya mayoritas penduduk di sana adalah Suku Paser. Bahkan di dalam Hutan di sana terdapat makam yang dikeramatkan warga setempat, yang dipercaya merupakan makam pejuang islam yang dulu ikut berjuang di tanah Suku Paser tersebut. Meskipun baru saja terjadi tragedi yang sangat disesalkan oleh masyarakat setempat yaitu pencurian harta karun yang dipercaya ikut dikubur di makam tersebut.

Rumah Suku Paser Balik

Singkat cerita nama kota Balikpapan ini berasal dari dua kata yakni Balik dan Papan. Nama ini diambil dari legenda Kayun Kuleng dan Papan Ayun. Suku asli yang mendiami tanah Balikpapan ini adalah suku Paser Balik. Suku Paser sendiri terbagi dalam beberapa sub suku yang tersebar dari kawasan Balikpapan hingga ke Penajam dan Paser. Suku Paser Balik yang masih menetap di Balikpapan tinggal di daerah Manggar. Hari Sabtu kemarin, kami sempat berkunjung ke sana dan bertemu dengan beberapa “sesepuh” suku yang akhirnya memberikan berbagai macam informasi mulai dari sejarah keberadaan Suku Paser, adat istiadatnya, bahasa, dan lain sebagainya. Dari kunjungan kami kemarin, aku bisa menilai bahwa memang benar sesuai filosofi hidup mereka yaitu berdiri “sama tinggi, duduk sama rendah”, kehidupan mereka sangat bersahaja. Bahkan suku asli Paser cenderung pemalu. Mereka lebih memilih untuk hidup menjauh dari keramaian, masuk ke hutan, hidup berladang dan sebagainya.

Suku Paser memiliki adat menghormati tamu dengan sebaik-baiknya. Kalau sudah ada janji untuk bertemu, maka mereka akan meluangkan waktu mereka untuk menunggu dan menyambut tamu mereka sampai tamu yang dimaksud datang, bahkan meskipun hingga larut malam. Ada tradisi unik yang dilakukan mereka untuk menyambut tamu, salah satunya adalah ketika mereka menyambut tamu yang “sederajat” maka mereka akan menawarkan rokok kepada sang tamu. Yang unik adalah rokok tersebut terbuat dari daun nipah muda yang dikeringkan kemudian diisi dengan rajangan tembakau kering racikan mereka sendiri. Dahulu, mereka akan menyambut tamu dengan tari-tarian adat mereka jika tamu yang datang adalah tamu yang mereka hormati.

Dan satu lagi, dalam adat mereka, tamu tidak akan dibiarkan “kelaparan”. Maksudnya, jika memang sudah waktunya makan, tamu akan disilakan ikut makan dengan tuan rumah dan itu merupakan suatu keharusan bagi sang tamu untuk “menyantap” hidangan yang mereka sediakan.  Tradisi menyantap itu pun ada yang unik. Yakni dapat dilakukan dengan isyarat menyentuh makanan tersebut. Jadi jangan takut kalau memang sudah kenyang atau buru-buru mau pergi ketika diajak makan, bisa dengan isyarat menyentuh setiap jenis makanan yang disediakan itu dianggap sudah “menyantap” bagi warga Suku Paser. Bagi yang menolak, konsekuensinya bisa terjadi “kepuhunan” atau dalam bahasa mereka disebut “tapen” atau mungkin dalam istilah jawa adalah “sawanen”. Bedanya, untuk di Suku Paser ini semua orang bisa mengalami “tapen” tidak pandang usia.

Kami sempat disuguhi musik dan tarian ronggeng khas Suku Paser sebelum pulang. Sekalian untuk dokumentasi seru juga. Uniknya, Pak Cali, yang sudah berumur 70-an tahun masih dengan terampil memainkan gambus, semacam gitar mereka dengan irama khas melayu dan paser. Memang dalam berbagai hal, suku Paser ini banyak dipengaruhi oleh tradisi islam dan melayu dari para pedagang yang waktu itu berdagang di Teluk Balikpapan ini.

Kembali ke HLSW, di sana kami melanjutkan interview dengan Pak Agus mengenai adat istiadat Suku Paser. Kami ditunjukkan beberapa hasil kerajinan asli Suku Paser dan beberapa perlengkapan untuk kegiatan ritual adat. Di lingkungan yang telah ditetapkan sebagai kawasan hutan lindung tersebut, kearifan budaya Suku Paser masih terjaga. Dengan kebersahajaan mereka, mereka turut menjaga kelestarian lingkungan HLSW yang selain menjadi paru-paru bagi kawasan di Balikpapan dan sekitarnya dengan berbagai satwa yang selalu dipantau oleh para petugas di HLSW seperti Pak Agus, HLSW ini juga memegang peranan penting dalam keberlangsungan produksi Kilang Pertamina Balikpapan. Karena dengan terjaganya kelestarian hutan di HLSW tersebut, cadangan air tanah untuk kebutuhan proses senantiasa terpenuhi.

Pak Agus yang memang telah lama aktif dalam mengupayakan pelestarian budaya Suku Paser juga ikut menjadi pelopor dalam pelestarian kawasan hutan lindung dengan berbagai aneka satwanya. Sebagaimana yang telah dibuat di km. 23, yakni Kawasan Wisata Pendidikan Lingkungan Hidup yang di dalamnya terdapat beberapa ekor beruang madu, di HLSW tersebut juga masih menyimpan potensi satwa yang beberapa di antaranya jumlahnya semakin langka di HLSW. Salah satu satwa yang menjadi fokus perhatian Pak Agus dan kawan-kawan di HLSW tersebut adalah merak kerdil. Mereka mengidentifikasi keberadaan salah satu unggas tersebut dengan suaranya. Pak Agus dan kawan-kawan tahu betul berbagai jenis suara burung yang ada di HLSW tersebut. Kami sempat ditunjukkan salah satu software yang menyimpan berbagai informasi mengenai burung lengkap dengan gambar dan suaranya sehingga hal itu dapat membantu mereka dalam memantau satwa khususnya burung yang ada di HLSW.

Mengenai hasil penelitian tentang Suku Paser, mungkin lain waktu akan lanjut dibahas kembali menunggu hasil karya tulis selesai serta beberapa video dokumentasi kami compile terlebih dahulu. Itulah sedikit cerita yang akhirnya membuat aku ingin kembali ke HLSW lagi untuk bisa menikmati suasana yang asri dan tenang, dengan aroma hutan yang khas, kicauan burung yang menenangkan, dan masih banyak cerita yang ingin aku dengar dari teman-teman yang aktif di berbagai pos pemantauan HLSW tersebut.

Alat Musik Suku Paser - Gendang

Alat Musik Suku Paser - Gung

[Sumber: Dokumentasi Pribadi]

Read more »

Reciprocating Compressors: Operation & Troubleshooting (Part 3)

Prinsip Kerja Kompresor Reciprocating

Reciprocating compressors merupakan tipe kompresor positive displacement yang paling banyak digunakan di berbagai industri. Reciprocating compressors bekerja dengan prinsip yang sama dengan sebuah pompa sepeda yaitu dengan memanfaatkan kompresi piston terhadap sejumlah gas yang terjebak dalam suatu silinder menghasilkan gas bertekanan. Pada dasarnya terdapat dua tipe Reciprocating compressors berdasarkan cara kerjanya.

• Single acting, kompresi terjadi pada salah satu ujung silinder
• Double acting, kompresi terjadi pada kedua ujung silinder.

Kompresor reciprocating dengan double acting lebih banyak digunakan.

Suatu Reciprocating compressors bekerja dengan mengubah gerak rotasi shaft menjadi gerak reciprocating/linear dengan suatu crankshaft, crosshead, dan connecting rod di antara keduanya. Salah satu ujung connecting rod dipasang pada crankshaft dan ujung satunya pada crosshead. Hal ini memungkinkan terjadinya gerakan linear crosshead ketika crankshaft berputar.

Gambar di atas menunjukkan suatu kompresor reciprocating  dengan susunan “V”. Intake/suction dan  discharge valve pada bagian atas dan bawah silinder tersebut pada dasarnya merupakan suatu check valve. Sehingga hanya memungkinkan gas mengalir dengan satu arah. Gerakan piston ke bagian atas silinder menghasilkan tekanan vacuum pada bagian bawah silinder. Beda tekanan antara tekanan di dalam silinder dengan pada sistem suction menyebabkan suction valve membuka dan gas mengalir dari sistem intake/suction ke dalam silinder. Pada langkah selanjutnya, gas yang masuk ke silinder akan ditekan oleh piston sehingga tekanan gas meningkat. Ketika tekanan gas di dalam silinder melebihi tekanan sistem discharge, maka discharge valve akan membuka dan gas yang telah terkompresi mengalir dari silinder ke sistem discharge. Jika kompresi terjadi hanya pada salah satu ujung silinder, maka kompresor seperti itu disebut single acting reciprocating compressor. Sedangkan jika kompresi terjadi pada kedua ujung silinder, maka disebut double acting reciprocating compressor.

Kapasitas Kompresor

Karena fluida yang dikompresi merupakan fluida yang bersifat “elastis” atau dapat mengembang dan menyusut, maka kapasitas kompresor sangat bergantung pada tekanan sistem. Sebagai ilustrasi, dua buah kompresor yang identik, dengan tekanan suction yang sama, kapasitasnya akan lebih besar pada kompresor yang tekanan discharge-nya 50 psi dibandingkan kompresor yang tekanan discharge-nya 100 psi. Hal ini menimbulkan kesulitan untuk melakukan rating kompresor untuk suatu kapasitas tertentu. Satu-satunya cara praktis yang dapat diterapkan adalah melakukan rating kompresor berdasarkan Piston Displacement.

Piston Displacement

Piston displacement adalah volume gas sebenarnya yang dipindahkan oleh piston kompresor pada rated machine speed, yakni selama piston bergerak sepanjang stroke piston dari bottom dead center hingga top dead center.

Stroke piston keseluruhan serta volume yang dipindahkan sebenarnya ditunjukkan oleh pergerakan piston dari titik B-H. Volume tersebut dinyatakan dalam cubic feet per menit (cufm). Untuk kompresor multistage, PD keseluruhan ditentukan oleh PD stage yang pertama.

Berikut ini adalah formula menghitung PD:

Perhitungan PD untuk single acting

Perhitungan PD untuk double acting

Persamaan tersebut sangat praktis karena untuk beberapa kompresore reciprocating memiliki stroke, speed, dan ukuran rod yang standar. Oleh karena itu, persamaan ini dapat disusun ulang dengan suatu konstanta dari nilai tersebut untuk setiap unit yang spesifik dan hanya perlu menambahkan AHE saja untuk memperoleh PD baik untuk single acting maupun double acting.

Kurva kompresi yang lebih mewakili proses kompresi yang sebenarnya yaitu kurva AOBFH. Pada area AOB, terjadi losses fluida melalui lubang intake dan suction valve. Pada EFH, losses terjadi pada lubang dan discharge valve. Semakin besar area tersebut, maka losses 

fluida yang terjadi akan semakin besar dan tenaga (horsepower) yang dibutuhkan juga semakin besar.

Dari kurva tersebut, garis BF menunjukkan ada sejumlah kecil gas yang hilang (losses) secara kontinyu dikarenakan  adanya gas yang lolos (slip) melalui piston ring maupun valve. Gas yang lolos tersebut juga menerima kerja namun tidak teralirkan ke sistem discharge. Selain itu ditengarai juga terjadi slip pada discharge valve yang memungkinkan gas dari sistem discharge kembali ke dalam silinder. Gas yang lolos tersebut akan dikompresi kembali dan dialirkan ke sistem discharge. Oleh karena itu, titik E pada kurva tidak akan pernah ada pada kompresi yang mana slip yang terjadi sudah melebihi batas normalnya. Hal itu terjadi karena beberapa alasan berikut terkait dengan fluid losses pada proses kompresi:

• Dibutuhkan intake gas yang lebih besar untuk mengkompensasi piston ring dan valve slip
• Daya yang dibutuhkan kompresor lebih besar karena kerja tetap dilakukan pada gas yang terjebak tersebut yang secara akumulasi merupakan bagian dari loss capacity
• Diperlukan kerja kompresi dan pemindahan kembali gas dari sisi discharge yang kembali ke silinder karena adanya discharge valve slip
• Efek dari proses pendinginan dari cylinder jacket karena proses pendinginan menyebabkan penyusutan volume gas sehingga titik F akan bergeser ke kiri, meskipun besarnya losses tidak sesignifikan ketiga faktor sebelumnya.

Meskipun demikian, faktor ke-4, efek pendinginan pada silinder  tersebut dapat menghemat penggunaan power karena daya yang dibutuhkan akan berkurang.

References:
1. Heinz P. Bloch and John J. Hoefner, 1996, Reciprocating Compressor Operation & Maintenance, Gulf Professional Publishing
2. Catatan Kuliah Refinery II

See also:

Reciprocating Compressors: Operation & Troubleshooting (Part 1)

Reciprocating Compressors: Operation & Troubleshooting (Part 2)

Read more »

Reciprocating Compressors: Operation & Troubleshooting (Part 2)

Kompresor Reciprocating merupakan salah satu jenis kompresor displacement. Selain kompresor displacement, ada pula kompresor yang tergolong dalam kompresor dynamic. Berikut ini adalah determinasi jenis kompresor yang banyak digunakan di industri berdasarkan prinsip kerjanya.

Kompresor Dynamic

Kompresor dinamik merupakan kompresor yang memanfaatkan energi mekanik putaran rotating element untuk mengubah kecepatan head menjadi tekanan. Proses pengubahan tersebut sebagian terjadi pada rotating element dan sebagian lagi terjadi pada bagian stationary diffusers maupun blades.

Kompresor Sentrifugal

Kompresor sentrifugal adalah suatu mesin dinamik dengan satu atau beberapa rotating impellers. Impellers tersebut berputar meningkatkan kecepatan gas secara radial kemudian diubah menjadi tekanan dengan adanya struktur casing dan diffuser.

Kompresor Axial

Kompresor Axial merupakan kompresor dinamik yang mana percepatan gas dicapai dengan adanya putaran rotor bersudu. Gerakan utama gas secara aksial.

Mix Flow Compressors

Mix Flow Compressors merupakan mesin dinamik yang memiliki bentuk impeler kombinasi antara impeler kompresor tipe sentrifugal dan axial.

Positive Displacement

Merupakan kompresor dengan prinsip kerja menjebak sejumlah gas pada suatu ruangan kemudian meningkatkan tekanannya dan mengeluarkannya ke sistem discharge.

Rotary Positive Displacement

Merupakan tipe kompresor yang mana kompresi dan pemindahan gas terjadi akibat adanya aksi suatu elemen yang berputar (rotating elements).

Sliding Vane Compressors

Merupakan suatu mesin rotary positive displacement yang mana terdapat sudup-sudu (vanes) pada suatu rotor bergerak secara radial yang terpasang secara eksentrik pada casing silinder. Gas yang terjebak di antara sudu dan casing terkompres dan dipindahkan ke sistem discharge.

Liquid Piston Compressors

Merupakan suatu mesin rotary positive displacement yang menggunakan air maupun liquid lainnya sebagai piston untuk mengompresi dan memindahkan sejumlah gas.

Two-Impeller Straight Lobe

Merupakan kompresor rotary positive displacement yang mana dua buah impeler dengan struktur berlobus menjebak sejumlah gas dan membawanya dari ujung suction ke discharge. Tidak ada proses kompresi internal.

 

Helical or Spiral Lobe

Merupakan kompresor rotary positive displacement yang mana dua buah intermeshing rotors dengan struktur heliks mengompresi dan memindahkan sejumlah gas.

Untuk pertimbangan dalam pemilihan tipe kompresor akan dibahas pada bagian selanjutnya.

Konsep Tekanan

Tekanan merupakan salah satu parameter utama yang banyak dibahas dalam materi kompresor. Tekanan merupakan suatu variabel proses yang dinyatakan sebagai gaya per satuan luas area yang dikenainya. Karena berat merupakan gaya yang timbul akibat adanya gravitasi terhadap sejumlah massa suatu benda maka berat untuk menyeimbangkan gaya tekan tersebut (aksi-reaksi) digunakan sebagai suatu ukuran, misalnya pound per sq inch (psi), pound per sq feet (lb/sq ft), gram per sq cm (g/sq cm) dan lain sebagainya.

Tekanan diukur dengan suatu alat ukur tekanan (pressure gauge) yang mana hasilnya menunjukkan beda tekanan antara sistem yang diukur dengan tekanan atmosferis setempat. Oleh karenanya pressure gauge tidak menunjukkan tekanan total gas yang sebenarnya. Tekanan ini disebut tekanan gauge atau dinyatakan dalam satuan pound per sq inch gauge (psig).

Untuk memperoleh nilai besaran tekanan yang sebenarnya, maka perlu menambahkan hasil indikasi pressure gauge dengan tekanan atmosferis/barometrik setempat. Tekanan yang sebenarnya (psig ditambah tekanan atmosferis/barometrik) disebut tekanan absolute dinyatakan dalam satuan pound per sq inch abs (psia). Tekanan absolute di permukaan laut adalah sebesar tekanan gauge ditambah 14,7 psi. Pada ketinggian di atas permukaan laut, tekanan atmosferis/barometriknya semakin kecil, misalnya pada ketinggian 5000 ft di atas permukaan laut, tekanan barometriknya kurang lebih 12,2 psi.

Berikut ini adalah grafik ilustrasi tekanan gauge dan absolute baik dalam bentuk tekanan positif maupun tekanan hampa (vacuum).

 

Tekanan vacuum merupakan kondisi yang mana tekanan suatu gas besarnya lebih kecil dari pada tekanan atmosferis. Sebagaimana tekanan positif, tekanan vacuum juga diukur dengan suatu differential gauge, yang mana hasilnya menunjukkan beda tekanan antara tekanan sistem yang diukur dengan tekanan atmosferis dinyatakan dalam satuan mmHg vac, inHg vac, inH₂O vac.

Untuk mendapatkan hasil pengukuran tekanan yang akurat, perlu diubah ke tekanan absolute-nya. Caranya dengan mengurangkan tekanan atmosferis dengan hasil pembacaan gauge. Tekanan absolute vacuum ini dinyatakan dalam mmHg abs, inHg abs, inH₂O abs dengan tidak mengabaikan tulisan absolute karena tanpa tulisan absolute maka tekanan tersebut dianggap sebagai gauge dan tentu saja nilainya berbeda.

Pada kompresor, tekanan yang banyak dibicarakan antara lain adalah tekanan suction dan discharge. Tekanan suction/inlet merupakan tekanan total yang diukur pada flange inlet silinder kompresor dinyatakan dalam tekanan absolute (psia). Sedangkan tekanan discharge merupakan tekanan total yang diukur pada discharge flange kompresor.

References:
1. Heinz P. Bloch and John J. Hoefner, 1996, Reciprocating Compressor Operation & Maintenance, Gulf Professional Publishing
2. Catatan Kuliah Refinery II


See also:

Reciprocating Compressors: Operation & Troubleshooting (Part 1)
Reciprocating Compressors: Operation & Troubleshooting (Part 3)

Read more »

Reciprocating Compressor: Operation and Troubleshooting (Part 1)

Kompresor merupakan suatu alat yang digunakan untuk memindahkan gas dari suatu tempat ke tempat lain dengan cara mengkompresi gas tersebut. Berdasarkan pengertian tersebut, kompresor memiliki fungsi yang serupa dengan pompa. Namun, sifat gas yang dapat dikompresi membedakan prinsip dan cara kerja keduanya. Kompresor bekerja berdasarkan hukum termodinamika gas.

Hukum Dasar Gas
Gas merupakan fluida yang tidak memiliki bentuk secara independen (mengikuti bentuk wadahnya) dan dapat mengembang (ekspansi) secara tak terbatas hinga benar-benar mengisi seluruh ruangan penampungnya. Gas dapat tersusun atas satu jenis unsur penyusun (gas murni) maupun campuran dari beberapa unsur penyusun (gas campuran). Udara adalah contoh gas campuran yang terdiri atas Nitrogen (78 % volume), Oksigen (21%), Argon (±1 %), dan unsur lainnya bergantung pada kondisi lingkungan.

Uap (vapor) merupakan cairan ataupun padatan yang tergasifikasi. Perbedaan mendasar antara uap dengan gas adalah bahwa uap merupakan hasil perubahan fase dari zat cair maupun zat padat sementara gas memang berwujud gas pada kondisi ambient. Uap merupakan zat yang temperaturnya di atas titik didihnya. Sementara gas merupakan zat yang temperaturnya di atas temperatur kritisnya namun masih berada di bawah tekanan kritisnya. Temperatur kritis adalah temperatur maksimum di mana gas masih dapat dicairkan dengan cara ditekan. Tekanan kritis merupakan tekanan yang diperlukan gas untuk mencairkan pada temperatur kritisnya.

Hukum Termodinamika I
Hukum ini menyatakan bahwa energi tidak dapat diciptakan dan tidak dapat dimusnahkan selama berlangsungnya suatu proses, misalnya kompresi. Dengan kata lain, jika sejumlah energi hilang selama suatu proses berlangsung, maka akan terbentuk energi dalam bentuk lain dengan jumlah yang setara.


Hukum Termodinamika II
Hukum termodinamika II membahas lebih lanjut mengenai energi. Hukum kedua termodinamika ini dapat dinyatakan sebagai berikut.

• Panas tidak dapat mengalir dari sisi dingin ke sisi panas dengan sendirinya 
• Panas dapat dialirkan dari sisi yang temperaturnya lebih rendah ke sisi yang temperaturnya lebih tinggi hanya jika ada usaha dari luar yang diberikan ke sistem 
• Setiap energi yang tersedia dalam sistem terisolasi pun akan mengalami penurunan dalam semua proses yang sebenarnya 
• Panas maupun energi lainnya hanya akan mengalir dari sisi atas (temperatur) tinggi ke rendah. 

Hukum Gas IdealGas ideal atau gas sempurna merupakan gas yang memenuhi asumsi-asumsi sebagai berikut.

• Suatu gas terdiri atas molekul-molekul yang disebut molekul. Setiap molekul identik (sama) sehingga tidak dapat dibedakan dengan molekul lainnya. 
• Molekul-molekul gas ideal bergerak secara acak ke segala arah. 
• Molekul-molekul gas ideal tersebar merata di seluruh bagian. 
• Jarak antara molekul gas jauh lebih besar daripada ukuran molekulnya. 
• Tidak ada gaya interaksi antarmolekul; kecuali jika antarmolekul saling bertumbukan atau terjadi tumbukan antara molekul dengan dinding. 
• Semua tumbukan yang terjadi baik antarmolekul maupun antara molekul dengan dinding merupakan tumbukan lenting sempurna dan terjadi pada waktu yang sangat singkat (molekul dapat dipandang seperti bola keras yang licin). 
• Hukum-hukum Newton tentang gerak berlaku pada molekul gas ideal. 

Gas ideal muncul berdasarkan hasil eksperimen yang melibatkan berbagai kondisi gas yang menunjukkan hubungan sifat makroskopis tertentu misalnya tekanan, temperatur, dan volume. Meskipun gas ideal hanya ada dalam teori, namun dengan faktor koreksi tertentu yang telah terbukti secara eksperimental, hukum termodinamika gas tersebut dapat diterapkan pada berbagai gas nyata. Berikut ini adalah beberapa hukum gas yang dikembangkan berdasarkan gas ideal.

1. Hukum Boyle
Hukum ini menyatakan bahwa pada temperatur yang konstan, volume gas ideal akan berkurang seiring peningkatan tekanan.

2. Hukum Charles
Hukum ini menyatakan bahwa pada tekanan yang konstan, volume akan meningkat seiring peningkatan temperatur dengan asumsi tidak ada friksi dan gaya tambahan yang diberikan.



3. Hukum Amonton
Hukum ini menyatakan pada kondisi volume konstan, peningkatan tekanan akan terjadi seiring meningkatnya temperatur.



Prinsip Kerja Kompresor
Prinsip kerja kompresor sangat berkaitan dengan perilaku gas. Gas tersusun atas molekul-molekul yang selalu bergerak dengan kecepatan tertentu, menumbuk dinding penampungnya, menghasilkan tekanan.
Kecepatan pergerakan molekul tersebut sangat dipengaruhi oleh temperatur. Ketika ditambahkan sejumlah panas pada suatu bejana tertutup berisi gas, maka molekul gas tersebut akan bergerak lebih cepat dan meningkatkan terjadinya tumbukan dengan dinding bejana dengan gaya tumbukan yang lebih besar. Hal ini menghasilkan tekanan yang lebih besar sebagaimana yang dinyatakan dalam Hukum Amonton.
Jika bejana penampung gas dihubungkan dengan suatu piston sedemikian rupa sehingga gas di dalam bejana dapat ditekan dengan piston tersebut sehingga volume ruang penampung gas akan berkurang. Pergerakan molekul pun semakin terbatas. Hal ini menyebabkan frekuensi tumbukan antara molekul gas dengan dinding bejana terjadi lebih banyak sehingga menghasilkan tekanan yang lebih besar sebagaimana yang dinyatakan dalam Hukum Boyle.

Proses kompresi gas selain menghasilkan tekanan yang lebih besar, akan terjadi peningkatan temperatur juga sebagai konsekuensi proses penekanan gas. Hal ini dapat menjadi masalah dalam perancangan kompresor. Semua elemen dasar kompresor memiliki batasan kondisi spesifik. Dengan adanya batasan tersebut, dibutuhkan kerja kompresi lebih dari satu kali untuk mencapai tekanan yang diinginkan. Kinerja kompresi yang sedemikian disebut multistaging. Pada operasi multistaging, suatu elemen dasar kompresor akan didesain sedemikian rupa dan beroperasi secara seri dengan elemen kompresor lainnya. Berikut ini adalah batasan-batasan yang perlu diperhatikan pada saat perancangan kompresor terkait operasional kompresi multistaging.

• Tekanan discharge (semua tipe kompresor)
• Kenaikan tekanan/differential pressure (kompresor dinamik dan displacement)
• Compression Ratio (kompresor dinamik)
• Efek clearance, berkaitan dengan Compression Ratio (kompresor reciprocating)
• Penghematan energi yang diharapkan

Metode Kompresi
Kompresor bekerja dengan mengubah energi mekanik menjadi energi gas sebagaimana hukum termodinamika I. Meskipun pada kenyataannya ada sejumlah energi mekanik yang berubah menjadi energi dalam bentuk lainnya yang tidak diinginkan dalam proses kompresi, misalnya panas.
Energi mekanik dapat diubah menjadi energi gas dengan cara:

• Positive Displacement, dengan mengubah volume gas menjadi lebih kecil. Laju alir gas akan berbanding lurus dengan kecepatan kompresor. Namun pressure ratio ditentukan oleh tekanan sistem discharge kompresor.
• Dynamic Action, dengan mengubah kecepatan gas. Dalam hal ini, kecepatan akan diubah menjadi tekanan. Laju alir dan tekanan gas bervariasi sebagai fungsi kecepatan, namun hanya dalam range yang terbatas dan dengan sistem kontrol yang dirancang dengan baik.

Energi total dari aliran gas tersebut konstan. Ketika memasuki area yang lebih besar, kecepatan alirannya akan berkurang. Sebagian energi kecepatan tersebut diubah menjadi energi tekanan. Oleh karenanya static pressure gas lebih besar pada area yang lebih besar.



References:
1. Heinz P. Bloch and John J. Hoefner, 1996, Reciprocating Compressor Operation & Maintenance, Gulf Professional Publishing
2. http://masteropik.blogspot.com/2010/05/pengertian-gas-ideal.html
3. Catatan Kuliah Refinery II


See also:
Reciprocating Compressors: Operation & Troubleshooting (Part 2)
Reciprocating Compressors: Operation & Troubleshooting (Part 3)

Read more »

Specific Gravity (SG)

Pada awal jam kuliah Proses Pengolahan Migas 3 oleh Bapak Suparno waktu itu dibuka dengan sebuah pertanyaan menarik.

"Lebih menguntungkan mana, membeli bensin pada pagi hari atau siang hari?"

Kelas pun mulai ramai dengan berbagai jawaban dan alasan para mahasiswa Refinery II kala itu. Ada yang berpendapat pagi hari, ada yang berpendapat siang hari. Akhirnya Pak Parno, dosen matakuliah Proses Pengolahan 3 kami menjelaskan bahwa hal ini sangat berkaitan dengan karakteristik produk migas, terutama Specific Gravity (SG).

Specific Gravity (SG) merupakan perbandingan densitas suatu fluida terhadap fluida standar (reference). Di dalam proses pengolahan migas, istilah ini banyak dijumpai terutama berkaitan dengan analisis karakteristik atau spesifikasi feed dan produk. SG suatu fluida dinyatakan dalam angka dengan 4 digit di belakang koma dan tidak bersatuan.

Fluida standar untuk zat cair adalah air dengan densitas 1 g/cm3 atau 1000 kg/m3 (densitas terbesar pada suhu 3,98 degC). Sedangkan untuk gas, fluida standarnya adalah udara dengan berat molekul 28,964 g/mol. 

SG zat cair diukur dengan hydrometer. Pada pengukurannya, selain menggunakan hydrometer, digunakan juga termometer untuk mengetahui temperatur fluida saat diukur. Hal ini sangat penting karena SG berubah seiring perubahan temperatur. 

Sebagaimana yang tercantum dalam rumus SG di atas, bahwa SG merupakan perbandingan densitas zat terhadap densitas zat standar. Densitas merupakan perbandingan massa zat dengan volume zat. Volume zat sangat dipengaruhi oleh suhu. Kenaikan suhu akan mengakibatkan pemuaian zat sehingga volumenya bertambah. Dengan demikian densitas zat yang sama pada temperatur yang lebih tinggi akan lebih rendah. Oleh karenanya besarnya SG zat tersebut pun berubah.

Guna kepentingan transaksi jual beli, khususnya di bidang migas supaya pembeli dan penjual tidak ada yang dirugikan maka ditetapkan standar SG 60/60 sebagai dasar perhitungan transaksi jual beli. SG 60/60 berarti perbandingan densitas zat pada suhu 60 degF dengan densitas zat standar pada suhu yang sama. Namun kenyataannya, sangat sulit mengkondisikan suhu pengukuran tepat pada 60 degF. Oleh karena itu pengukuran dilakukan pada suhu ruangan (berapapun) yang nantinya hasil pengukuran tersebut dikonversi ke SG 60/60 dengan suatu koreksi suhu. Untuk memperoleh besaran faktor koreksi suhu dapat dihitung dengan formula sebagai berikut.

C =1.313454 - 0.132674*T + 2.057793e-3*T² - 2.627634e-6*T³

(Lyons, 1992, the Handbook of Chemistry and Physics (CRC))

dengan suhu pada derajat Fahrenheit.

kemudian diperoleh SG terkoreksi suhu dengan melakukan perhitungan sebagai berikut.

SG_Corrected = SG_observed + (0,001C)

Perhitungan SG terkoreksi juga dapat dilakukan dengan menggunakan tabel sebagai berikut.

Tabel di atas merupakan tabel koreksi SG tiap derajat Fahrenheit. Penggunaannya menggunakan rumus sebagai berikut. Untuk nilai koreksi pada rentang di luar yang terdapat di tabel dapat dilakukan ekstrapolasi.

Selain tabel tersebut ada pula vendor hydrometer yang mengeluarkan tabel koreksi sendiri dan penggunaannya pun praktis. Contohnya adalah sebagai berikut.

[dirangkum dari berbagai sumber]

Read more »

Hydrocracking Catalysts

Katalis yang digunakan pada reaksi hydrocracking adalah bifunctional catalysts yang secara kimiawi memicu terjadinya reaksi-reaksi sebagai berikut.

         ·         Cracking, dengan mekanisme reaksi yang sama dengan catalytic cracking

         ·         Hidrogenasi hidrokarbon tidak jenuh hasil reaksi cracking

         ·         Hidrogenasi cincin aromatik

         ·         Hidrogenolisis struktur naftenik

Pada reaksi pertama, sisi logam berperan dalam memicu reaksi dehidrogeniasi menghasilkan senyawa alkena yang kemudian menjadi ion pada sisi asam. Reaksi kedua dan ketiga terjadi pada sisi logam. Reaksi keempat terjadi pada kedua sisi katalis (sisi asam dan logam).

Kesetimbangan fungsi asam dan logam yang tepat diperlukan untuk mencegah terbentuknya coke. Oleh karena itu, reaksi hidrogenasi alkena hasil reaksi cracking harus berlangsung dalam jangka waktu yang singkat guna menghindari terjadinya reaksi polimerisasi maupun kondensasi lebih lanjut yang menghasilkan senyawa prekursor coke. Kesetimbangan ini selain dipengaruhi oleh karakteristik katalis juga sangat dipengaruhi oleh pengaturan kondisi operasi.

         Ø  Temperatur yang tinggi menunjang reaksi pada sisi asam

         Ø  Meningkatkan tekanan parsial hidrogen dapat meningkatkan reaksi hidrogenasi pada sisi logam

Pemilihan Katalis

Katalis untuk hydrocracking didesain dengan sifat bifunctional dengan alasan:

         ·         Dapat diatur jumlah dan kekuatan dari sisi asamnya

         ·         Dapat diatur kekuatan hidrogenasinya

         ·         Sangat sesuai dengan tujuan proses (fleksibel)

Pemilihan struktur logam pada katalis harus memenuhi minimal 3 dari 4 jenis reaksi pada mekanisme reaksi hydrocracking. Oleh karena itu pemilihan jenis logam harus dilakukan dengan teliti karena sangat menentukan kinerja katalis. Menurut studi yang dilakukan Raseev, NiMo dan NiW merupakan pasangan logam yang paling cocok digunakan sebagai sisi logam katalis hydrocracking dibandingkan katalis dengan logam mulia lainnya seperti Pt dan Pd. Meskipun keduanya juga direkomendasikan untuk digunakan dalam membuat katalis hydrocracking.

Katalis dengan NiMo dan NiW banyak digunakan pada unit hydrocracking dengan sistem single stage dan selalu digunakan untuk stage pertama pada unit dengan sistem two stages. Sedangkan untuk stage keduanya menggunakan Pt maupun Pd. Untuk memaksimalkan stability dan efficiency katalis terhadap reaksi tertentu, digunakan promoters. Namun sebenarnya efficiency itu sendiri tidak hanya bergantung pada proporsi asam dan logam, serta karakter promoters saja tetapi juga dipengaruhi oleh dispersi promoters tersebut pada support katalis. Dispersi yang baik juga sangat penting khususnya pada katalis dengan Pt dan Pd.

Pada kondisi tertentu, pemilihan fungsi logam ditentukan berdasarkan tekanan parsial H₂S pada zona reaksi. Sebagai contoh Pd memiliki toleransi yang rendah terhadap H₂S. NiMo tidak memiliki batasan toleransi terhadap H₂S. Sementara NiW memiliki toleransi di antara keduanya.

Pada mulanya, amorphous aluminosilica digunakan sebagai support  pada sejumlah reaktor hydrocracking sebagaimana digunakan juga pada katalis untuk catalytic cracking. Selanjutnya, katalis dengan support zeolite pun mulai banyak dikembangkan. Dari penggunaannya pada reaksi catalytic cracking, diketahui sejumlah keunggulan zeolite dalam hal ini Y-zeolite dibandingkan amorphous. Salah satu katalis yang dikembangkan secara komersial oleh Shell dan sudah digunakan sejak 1983 adalah NiW dalam struktur Y-zeolite dengan nama HTY. Katalis jenis ini kemudian dikembangkan dengan nama S-753.

Kelebihan katalis tipe ini adalah:

         ·         Pembentukan coke yang rendah

         ·         Stabilitas yang baik

         ·         Siklus regenerasi lebih lama

         ·         Membutuhkan temperatur yang lebih rendah untuk mencapai tingkat konversi yang diinginkan

Kekurangan katalis Y-zeolite ada pada selektivitasnya. Katalis ini memiliki tingkat konversi yang tinggi terhadap gasoline dan gas, serta konversi yang rendah terhadap produk kerosine dan gasoil. Hal ini ditengarai merupakan dampak reaksi hydrocracking yang berlebih pada katalis zeolit yang merupakan dampak dari tingginya jumlah sisi asam. Molekul yang telah terdekomposisi pada reaksi inisiasi teradsorbsi kembali oleh sisi asam lainnya dan terrengkah menjadi gasoline maupun gas.

Untuk mengatasi efek reaksi berlebihan ini, telah dilakukan pengembangan katalis zeolit pada generasi keduanya dengan menghilangkan sebagian aluminum dari pori-pori zeolit. Proses ini menghasilkan katalis zeolit untuk hydrocracking yang memiliki jumlah sisi asam lebih rendah. Pada kasus tertentu, komposisi support zeolit juga dimodifikasi (sebagai contoh S-703). Pengurangan ukuran crystallite ternyata menghubungkan dampak yang signifikan terhadap kenaikan volume fraction  mesopori. Hal ini memicu kenaikan selektivitas (konversi terhadap kerosin) dan stabilitasnya juga.

 Sebagai contoh, perubahan struktur pori pada katalis IFP HYC-642. Ditunjang dengan turunnya jumlah sisi asam menghasilkan selektivitas katalis yang lebih tinggi.

Pengembangan lebih lanjut yang dilakukan oleh Shell adalah menggunakan dua bed catalystsI untuk sistem reaktor single stage atau pada reaktor pertama pada sistem two stages. Pretreatment catalyst (misalnya C-424) digunakan pada bagian atas reaktor dan katalis hydrocracker pada bagian bawahnya. Sistem reaksi seperti ini dimungkinkan dengan pengembangan katalis yang tidak sensitif terhadap efek racun dari nitrogen, salah satunya adalah katalis Z-713. Pada stage kedua digunakan katalis yang dikembangkan dengan support yang terbuat dari campiran amorphous dan Y-zeolite (misalnya Z-603). Kinerja katalis tipe ini meningkat khususnya untuk pembukaan cincin naftenik. Secara keseluruhan, dampak positif dari pengembangan sistem reaksi dengan katalis tersebut adalah panjang siklus dan kualitas produknya.

Pengembangan Support Katalis

Pengembangan support katalis merupakan salah satu tugas utama dalam mengembangkan katalis hydrocracking dan telah dipublikasikan dalam sejumlah paten. Sebagai contoh pengembangan stabilitas katalis hydrocracking dengan tipe support Y-zeolite terdispersi dalam matriks oksida anorganik yang memberikan stabilitas ultra pada katalis hydrocracking oleh William A. Welsh, Fulton, Md. yang dipublikasikan dalam publikasi dengan nomor paten U.S. Pat. Nos. 4,456,693.

Pada tahun 1990, UOP telah mengembangkan amourphous support dengan peningkatan kinerja katalis dengan nama produk DHC-8 dan berlanjut dengan pengembangan katalis zeolit DHC-100. Katalis zeolit ini memiliki stabilitas yang tinggi dan bekerja pada temperatur kurang lebih 10^o celcius lebih rendah dibandingkan DHC-8.

Dengan memoderasi fungsi asam DHC-100 mampu menghasilkan produk middle distillate dengan jumlah yang hampir sama dengan yang dihasilkan DHC-8. 

(dalam persen volume produk terkonversi)

IFP menggunakan promoted catalyst NiMo pada support alumina HR-360 pada stage pertama untuk hydrotreating diikuti dengan reaktor yang menggunakan katalis HYC-642 untuk hydrocracking dengan basis zeolit. Katalis zeolit HYC-642 menghasilkan sejumlah distilat yang sebanding dengan yang dihasilkan amorphous.

[dirangkum dari berbagai sumber]

Read more »