PROGRAM
IN HOUSE TRANING KOMPUTASI PROSES
JASA TEKNOLOGI
DIVISI KEHANDALAN DAN JASA OPERASI
1. DASAR-DASAR KOMPUTASI PROSES
2. PERHITUNGAN FASA DAN SIFAT FISIK
3. PERHITUNGAN ∆P – FLUID FLOW – NPSH
4. PERHITUNGAN DUTY HEATER DAN HEAT EXCHANGER
5. PERHITUNGAN BLENDING
6. PERHITUNGAN KOLOM DISTILASI
BAB I
DASAR-DASAR KOMPUTASI PROSES
PEMANFAATAN HYSYS
1.1 PENGANTAR
Program In House training Hysis ini ditujukan untuk para engineer (Proses
Enjineer, Facility Engineer) agar dapat memaksimalkan pemanfaatan program
Hysis, atau program simulasi lain yang berbasis komputer, untuk memancarkan
pekerjaan sehari-hari.
Untuk dapat memahami program simulasi dengan berbasis komputer, maka
seseorang harus memahami latar belakang dan cara kerja komputasi proses.
Oleh sebab itu dalam in house training ini akan diberikan Dasar-Dasar Hysys
terlebih dahulu, kemudian secara berangsur-angsur
akan melibatkan
perhitungan proses.
Target akhir dari in house training ini adalah peserta dapat menggunakan
program Hysys pada level pertama dan memahami daar-dasar perhitungannya.
1.2 BASIS PERHITUNGAN SIMULASI PROSES
Berikut adalah beberapa hal-hal penting untuk simulasi dalam proses :
A. Simulasi proses adalah cara perhitungan yang memanfaatkan metoda
perhitungan / komputasi untuk mendapatkan hasil-hasil perhitungan akhir
yang diinginkan. Simulasi proses dapat memanfaatkan komputer sebagai
alat mempercepat perhitungan.
B. Pada dasarnya komputasi proses akan melibatkan tiga hal :
1. Perhitungan sifat-sifat fisik dan termodinamik :
Sifat-sifat fisik dan termodinami (z, visco, tekanan uap, densitas,
konstanta kesetimbangan uap-cairan, surface tension, flash point, pour
point, cp, Cp/Cv, dll) dalam banyak hal dihitung berdasarkan titik
didih normal, densitas, dan struktur molekul (untuk minyak bumi :
NBP, Sg, UOP K, BM). Sifat-sifat fisik dan termodinamik ini akan
sangat berguna bagai proses enjiner untuk perhitungan sederhana
sehari-hari. Hysim dapat menampilkan beberapa sifat fisik melalui
fasilitas “Tool”.
2. Penyusunan model matematika untuk perhitungan material balance heat balance.
Setelah sifat-sifat fisik diestimasi, maka dibuat model perhitungan /
model matematika untuk menghitung material dan heat balance.
Material dan heat balance dapat dihitung dengan persamaan tunggal
ataupun persamaan serempak dengan menggunakan matrik, dengan
melibatkan kesetimbangan fasa / perhitungan termodinamika.
Kekuatan suatu program terletak pada kecanggihan bagaimana
membuat model untuk menghitung
material-heat balancekesetimbangan fasa ini dalam waktu yang bersamaan / serempak,
iteratif, dan mencapai konvergensi.
3. Perhitungan performance peralatan atau ukuran peralatan
Dalam perhitungan iteratif maka akan dihitung : 1 – 2 - 1 – 2 – 1 - 2 dst
sampai dicapai konvergen, dan kemudian ke perhitungan performance
peralatan ataupun ukuran peralatan.
C. Perhitungan sifat-sifat fisik :
Perhitungan sifat fisik dapat digunakan metoda :
1. Untuk komponen tunggal : Dari library yang dimiliki program simulasi
2. Untuk minyak bumi : API, Twu (Pro II), Cavett, atau dari program
yang dikembangkan vendor simulasi.
Untuk menghitung Sifat Keadaan (Equation of State – Kesetimbangan
Fasa Uap - Cairan) minyak bumi maka digunakan metoda SRK
(Soave Redlich-Kwong) atau Peng-Robinson atau metoda lain yang
diyakini lebih baik.
D. Minyak Bumi :
Untuk perhitungqn minyak bumi, yang merupakan bahan yang secara
kimiawi sangat kompleks, maka simulasi memperlakukan minyak bumi
sebagai sebagai berikut :
1. Data distilasi dan densitas dimasukkan.
2. Simulator akan memplotkan dan menghaluskan data distilasi.
3. Distilasi (ASTM D86 atau Vakum) akan diubah ke TBP.
4. Simulator akan menbuat potongan-potongan “cut” sesuai dengan
keinginan kita, biasanya 25 “cut” dari IBP sampai FBP. Setiap “cut”
mempunyai rentang titik didih (misalnya tiap 20 C, contoh 90-110, 110130, 130-150). Setiap cut akan diberi nomor dari yang terendah sampai
yang tertinggi. Setiap “cut” ini menjadi 1 (satu) komponen murni. Oleh
sebab itu setiap distilasi minyak oleh simulasi akan dianggap sebagai
sekumpulan “cut” komponen murni.
5. “cut”-“cut” tersebut harus “diinstall” ke dalam simulator sebagai
komponen murni.
6. Simulator akan menghitung sifat-sifat fisik dan termodinamik untuk tiap
cut, dan siap untuk digunakan untuk perhitungan.
E. Untuk menghitung peralatan simulator akan menggunakan cara-cara yang
biasa digunakan dalam perhitungan teknik kimia.
F. Derajad kebebasan = Untuk melakukan perhitungan simulasi, maka derajad
kebebasan harus sama dengan 0 (nol). Yakni jumlah persamaan yang yang
dikembangkan simulator haris sama dengan jumlah variabel yang ada.
1. Jika derajad kebebasan kurang dari 0 maka simulator belum dapat
bekerja.
2. Jika derajad kebebasan
ini melebihi 0 maka simulator tidak akan
memberikan respon.
User tidak perlu menghitung derajad kebebasan, simulator secara interaktif
akan menghitungnya, walaupun tidak ditampilkan.
ALGORITMA UNTUK MEMPROSES
DATA-DATA MINYAK BUMI DALAM HYSYS
Masukkan data : Distilasi, Sg,
Persamaan Keadaan ( PR,SRK )
Program Hysys akan :
Memplotkan kurva distilasi
Memotong-motong (cutting) menjadi komponen-komponen
Menghitung : Boiling Point, Sg, Visco tiap komponen
Masukkan Kondisi
Proses (P,T, Flow).
Program Hysym akan :
Menghitung sifat-sifat fisik komponen.
Memblending komponen dan
menghitung sifat-sifat fisik hasil blending
DATA SIAP DIGUNAKAN UNTUK
PERHITUNGAN LAIN
Tahap-tahap Hysim
untuk menginstall stream minyak bumi
1
2
Masuk ke program
Pilih Equation if state/ fluid package
3
4
5
6
7
8
Pilih komponen, atau ke Oil manager
Tambahkan assay
Masukkan data distilasi dan bulk properties
Cut distilasi
Pasang distilasi
Pergi ke work sheet untuk isi P,T, flow
Pilih new case
Add
Pilih SRK atau PR
Pergi ke oil manager
Add assay
Edit assay, beri nama
Cut oil – Add
Install Oil. – Add
Enter simulation
environment
Hysim menggunakan cara menutup (cross) layar untuk mengenter data
yang sudah masuk.