Jenis Pressure Vessel Separator Berdasarkan Bentuknya

Bejana tekan (pressure vesesl) dedefinisikan sebagai suatu wadah tertutup, untuk menahan tekanan, baik tekanan dari dalam ataupun dari luar, dimana tekanan lebih dari 1 atmospher, sedangkan berdasarkan definisi ASME, Berdasarkan ASME Code Section VIII, bejana tekan adalah wadah untuk menampung tekanan, baik internal maupun eksternal. Tekanan ini dapat diperoleh dari sumber eksternal atau dengan penerapan panas dari sumber langsung atau tidak langsung, atau kombinasinya 1. Definisi lain Bejana tekan adalah wadah tertutup yang digunakan untuk menampung cairan, uap, dan gas pada tekanan yang jauh lebih tinggi atau lebih rendah daripada tekanan sekitar. Mereka banyak digunakan di berbagai industri seperti petrokimia, minyak dan gas, kimia, dan industri pengolahan makanan. Peralatan seperti reaktor, flash drum, separator, dan penukar panas adalah contoh bejana tekan 2. Separator merupakan pressure vessel yang memiliki fungsi untuk memisahkan fluida yang tidak dapat bercampur dengan densitas yang berbeda. Separator sendiri diklasifikasikan kedalam separator dua fasa dan juga separator tiga fasa. Dimana pada separator dua fasa memisahkan fluida formasi menjadi cairan dan gas, gas keluar dari atas dan cairan keluar dari bawah melalui nozzle yang ada pada pressure vessel. Dan separator tiga fasa yaitu memisahkan fluida formasi menjadi minyak, air, dan gas.

Bejana tekan yang dijelaskan dalam artikel ini umumnya digunakan pada fasilita pemisahan minyak dan gas, Separator banyak ditemuai pada fasilitas pengolahan minyak dan gas, seperti pada offtake station, compressor station, fasilitas pemurnian gas, gas metering station, CNG Plant dan Power Plant / PLTMG, PLTG.

Kriteria dan Batasan

Setiap bejana tekan harus dioperasikan dalam suhu dan tekanan sesuai dengan desainnya, karena hal tersebut merupakan batas keselamatan bejana tekan 3. pengoperasian bejana tekan diatas tekanan dan suhu yang telah didesain, dapat berakibat fatal, dan hal tersebut sangat dilarang baik dari segi Code (ASME, API) ataupun dari regulasi pemerintah Indonesia. Melalui direktorat ketenagakerjaan, Pemerintah Indonesia juga aktif mengatur boiler dan vessel, meskipun tidak memberikan acuan khusus secara teknis perhitungan. Desain, konstruksi, dan pengujian bejana tekan dilakukan secara ekstensif oleh personel yang berpengetahuan luas dan diatur oleh peraturan, karena kebocoran isi dari bejana tekan secara tidak sengaja merupakan bahaya bagi lingkungan sekitarnya, begitu juga saat proses pengujian, karena umumnya melibatkan tekanan cukup besar. Beberapa standar yang terkenal adalah American Society of Mechanical Engineers Boiler and Pressure Vessel Code (ASME BPVC) Section VIII, dan American Petroleum Industry (API) 510 Pressure Vessel Inspection Code.

ASME Section VIII, Division 1

Minimum tekanan adalah 15 psig, sesuai tertera pada ASME sec VIII menyatakan bahwa persyaratann yang berlaku untuk desain, fabrikasi, inspeksi, pengujian, dan sertifikasi bejana tekan yang beroperasi pada tekanan internal atau eksternal yang melebihi 15 psig. Bejana tekan tersebut dapat berupa bejana tekan untuk pembakaran (fire) ataupun bukan untuk pembakaran (unfired). 4.

Tekanan tidak melebihi 3000 psi, meskipun pada beberapa negara bagian di US, penggunaan tekanan melibihi 3000 psi masih diperbolehkan, hanya saja tentunya perlakuan panas dan treatment lain sesuai ketentuan harus dilakukan. pada Div 1, pendekatan engineering yang dilakukan adalah mengikuti dan mengimplementasikan Code dan Standard.

The rules of this Division have been formulated on the basis of design principles and construction practices applicable to vessels designed for pressures not exceeding 3,000 psi (20 MPa). For pressures above 3,000 psi (20 MPa), deviations from and additions to these rules usually are necessary to meet the requirements of design principles and construction practices for these higher pressures. Only in the event that after having applied these additional design principles and construction practices the vessel still complies with all of the requirements of this Division may it be stamped with the applicable Certification Mark with the Designator. 5

ASME Section VIII, Division 2

Minimum tekanan adalah 600 psig, sedangkan maksimum tekanan adalah 10.000 psig, namun umumnya baru di atas 2000 psig, pendekatan code div.2 dipakai, karena apabila dihitung menggunakan Div 1, maka thickness yang dihasilkan akan terlalu tebal, Pendekatan ASME VIII Div. 2 lebih kearah analysis secara engineering, analisa ini bisa menggunakan Finite Element, atau metode lainya yang proven. analisa yang diminta cukup lengkap, mulai dari fatique analysis, maximum shear stress, distortion energy (von mises criteria), impact analysis dan impact stress 6

Jenis Pressure Vessel Separator Berdasarkan Bentuknya

Fungsi utama dari separator adalah memisahkan fluida berdasarkan massa jenis, pemisahan ini dapat meningkatkan kemurnian fluida, mengurngai hammering, cloging pada pipa dan meningkatkan kapasitas dari fluida gas 7 , Berdasarkan  bentuknya, pressure vessel separator terbagi menjadi tiga jenis, antara lain vertical separator, horizontal separator, dan spherical separator.

1. Vertical Separator

Vertical separator memiliki bentuk tegak yang biasanya digunakan untuk memisahkan fluida produksi yang memiliki kadar padatan yang tinggi, separator jenis ini mudah dibersihkan serta mempunyai kapasitas cairan dan gas yang besar. Separator jenis ini biasanya digunakan pada beda pemisahan dua fasa antara gas dengan air.

Gambar Vertical Separator (Sumber: Sivalls, 2009) 8

2. Horizontal Separator

Horizontal separator memiliki bentuk yang datar yaitu berbentuk horizontal. Separator jenis ini sangat baik untuk memisahkan fluida yang memiliki kadar padatan yang tinggi dan cairan yang berbusa. Horizontal separator  umumnya digunakan pada pemisahan tiga fasa antara gas, minyak, dan air.Spherical Separator.

Gambar Horizontal Separator (Sumber: Sivalls, 2009)

3. Spherical Separator

Separator jenis ini memiliki kapasita gas dan surge yang terbatas. Spherical separator berbentuk bulat dan umumnya digunakan untuk memisahkan fluida produksi dengan kadar padatan yang kecil sampai sedang. Namun separator ini dapat bekerja pada tekanan yang tinggi.

Gambar Spherical Separator (Sumber: Sivalls, 2009)

Refferensi
  1. ASME Code, Section VIII[]
  2. https://www.iqsdirectory.com/articles/pressure-vessel.html []
  3. https://www.iqsdirectory.com/articles/pressure-vessel.html[]
  4. https://www.absa.ca/media/2120/2016-07-15-viii-1-vessels-design-pressure-over-3000-psi.pdf []
  5. ASME Section VIII Division 1 paragraph U-1(d) []
  6. Anup Kumar Dey; Difference Between ASME Sec VIII Div. 1 and Div. 2, site : https://whatispiping.com/difference-between-asme-sec-viii-div-1-and-div-2/ []
  7. Muhamad Dimas Ardhana Syakir (2020), Dkk. : Analisa Ketebalan Material Pada Horizontal Gas Separator dan Jalur Pipa Untuk Penambahan Kapasitas Gas Plant; 5th Conference on Piping Engineering and Its Application Vol 1, No.1.[]
  8. Sivals, Ricards, 2009: Oil and Gas Separation Desain Manual, Sivals Inc. Odessa, Texas[]