PENDAHULUAN
Minyak yang dihasilkan dari proses pengeboran merupakan campuran dari minyak mentah, gas, dan air yang mengandung lumpur. Untuk itu diperlukan proses pemisahan minyak kotor tersebut menjadi produk-produk yang siap diolah lebih lanjut. Proses ini dilakukan dengan menggunakan separator. Separator memisahkan zat berdasarkan fasa zat tersebut. Dalam prosesnya, diperlukan beberapa pengontrolan agar dihasilkan proses pemisahan yang lebih baik. Beberapa variabel kontrol yang digunakan adalah flow, tekanan, temperatur, dan level.
TEORI DASAR
Separator adalah perangkat pemisah yang memanfaatkan gaya gravitasi. Desain pemisah didasarkan pada perbedaan berat jenis zat dan fasanya. Separator berupa tabung bertekanan yang mempunyai tipe berdasarkan bentuk dan fasa hasil pemisahannya. Berdasarkan bentuknya, separator memiliki tiga tipe yaitu :
- Separator tegak / vertikal
Digunakan untuk memisahkan fluida yang mempunyai GLR rendah dan/atau kadar padatan tinggi. Separator ini mempunyal kapasitas cairan dan gas yang besar.
- Separator datar / horizontal
Merupakan separator yang bentuknya memanjang kesamping. Fluida akan mengalir masuk menuju inlet, menabrak penghalang bersudut, kemudian mengenai kerangka separator.
- Separator bulat / spherical, didesain untuk mengoptimalkan penggunaan semua metode pemisahan gas dan cairan seperti pengendapan gravitasi, penurunan kecepatan, gaya sentrifugal dan kontak permukaan.
Berdasarkan fasa hasil pemisahanya jenis separator dibagi dua, yaitu:
- Separator dua fasa, mampu memisahkan fluida fasa gas dengan fasa cair pada suhu dan tekanan tertentu.
- Separator tiga fasa, memisahkan minyak kotor menjadi fasa cairan yang memiliki berat jenis berbeda serta fasa gas. Gas keluar dari valve bagian atas, fluida dengan berat jenis rendah dari tengah sedangkan fluida dengan berat jenis tinggi dari bawah.
PENGONTROLAN SEPARATOR
Masalah-masalah yang sering muncul pad proses ini antara lain:
- Overpressure
Permasalahan ini disebabkan oleh tekanan gas yang melebihi batas kemampuan yang dapat ditampung tabung separator. Hal ini dapat diatasi dengan melepaskan gas ke flare.
- Overflow
Kasus overflow dapat menyebabkan air yang akan dipisahkan dari minyak meluap dan tercampur kembali dengan minyak. Hal ini dapat diatasi dengan mengendalikan aliran masuk dan aliran keluar tabung separator.
- Line Plugging
Jenis partikulat yang terbawa oleh minyak kotor dapat mengendap di pipa proses sehingga menyebabkan penyumbatan aliran. Hal ini diatasi dengan melakukan pembersihan rutin pipa.
Pengontrolan yang dilakukan pada proses pemisahan ini adalah pengaturan flow inlet dan outlet, level serta tekanan pada tabung separator. Pengontrolan dibagi menjadi safety control dan process control. Keduanya harus menggunakan sensor yang berbeda. Untuk safety control, digunakan transmitter (sensor) yang tidak memberikan sinyal langsung pada control valve dan umumnya menggunakan shut down valve. Sedangkan untuk proses kontrol, digunakan transmitter yang disambungkan pada process control valve. Berikut ini contoh skema P&ID Separator horizontal tiga fasa.
Gambar 1. Sistem control dan instrumentasi pada separator horizontal tiga fasa.
Variabel kontrol yang digunakan yaitu tekanan dan level. Tekanan dikendalikan dengan buka-tutup SDV-1, SDV-4, PCV-1, BDV-1. Sedangkan level dikendalikan dengan buka tutup SDV-1, LCV-1, SDV-3, SDV-2, LCV-2.
Safety Control
Logika berpikir yang digunakan untuk safety (Emergency Shut Down) control dijelaskan melalui tabel berikut ini:
|
Transmitter |
LL |
HH |
|
PT-1 |
SDV-1, SDV-2, SDV-3, SDV-4 |
SDV-1, SDV-4, BDV (open) |
|
LT-1 |
SDV-3 |
SDV-1 |
|
LT-2 |
SDV-2 |
SDV-1 |
Jika PT-1 HH, maka SDV-1 aktif dan menutup untuk menghentikan flow inlet. SDV-4 juga menutup untuk mengisolasi potensi bahaya agar tidak berlanjut ke proses selanjutnya. BDV-1 akan membuka agar gas terbuang ke flare. Jika PT-1 LL, maka seluruh valve inlet dan outlet akan menutup karena kondisi tersebut abnormal dan proses operasi tidak perlu dilanjutkan.
Untuk mengatasi LT-1 HH, maka SDV-1 akan menutup agar air tidak bercampur dengan hasil separasi minyak. Jika LT-1 LL, maka SDV-3 akan menutup dan proses dihentikan karena level minyak yang terlalu rendah.
Untuk kondisi LT-2 HH, SDV-1 akan menutup agar level tidak terus bertambah sehingga menyebabkan bercampurnya air ke hasil separasi minyak. Sedangkan jika LT-2 LL, maka SDV-2 akan menutup untuk mencegah terbawanya minyak ke dalam line air.
Process Control
Logika berpikir untuk process control dijelaskan pada tabel berikut:
|
Transmitter |
Actuator |
HH |
LL |
|
PT-2 |
PCV-1 |
Open |
Close |
|
LT-3 |
LCV-1 |
Open |
Close |
|
LT-4 |
LCV-2 |
open |
Close |
PT-2 pada kondisi HH memberi sinyal agar PCV 1 semakin membuka untuk membuang gas ke flare. Sedangkan pada kondisi LL, PCV-1 harus menutup untuk menaikkan kembali tekanan. PCV-1 memiliki karakter fail to open sehingga pada kondisi eror(tanpa sinyal), PCV-1 cenderung membuka.
LT-3 pada kondisi LL memerintahkan LCV-1 untuk menutup sedangkan pada kondisi HH memberikan perintah membuka. LCV-1 memiliki karakter fail-to-close sehingga LCV-1 cenderung menutup pada kondisi tanpa sinyal.
LT-4 membaca level antarmuka campuran antara minyak dan air. Pada kondisi HH, LCV-2 akan membuka sedangkan pada kondisi LL, LCV-2 akan menutup. LCV-2 memiliki karakter fail-to-close sehingga LCV-2 cenderung menutup jika tidak ada sinyal.
KESIMPULAN
Berdasarkan penjelasan mengenai separator diatas, dapat disimpulkan bahwa :
- Separator dapat digunakan untuk memisahkan campuran zat berdasarkan sifat berat jenis yang dimilikinya.
- Pengontrolan pada separator dibedakan menjadi safety control dan process control.
DAFTAR PUSTAKA
- Anggraini, Krisnina, 2013. Sistem Kontrol dan Instrumentasi pada Separator Minyak Mentah dan Air.
- API Spesification 12J. Spesification for Oil and Gas Separator. (seventh edition, October 1989)
- Arnold, Steward, 2008. Surface Production Operations. Design of Oil handling Sytems and Facilities. Oxford: Gulf Professional Publishing.
- Wayne D. Monnery & William Y. Svercek. Successfully Specify Three-Phase Separator. University of Calagary. (September 1994)
conimarsha 