Artikel penelitian
Vol 15 No 1 (2021): Volume 15, Number 1, 2021
Perbandingan performa refrigeran propana dan amonia pada siklus refrigerasi Dew Point Control Unit (DPCU)
Program Studi Teknik Kimia, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Bandung Jalan Ganesha No. 10, Bandung, Jawa Barat, Indonesia 40132
Program Studi Teknik Kimia, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Bandung Jalan Ganesha No. 10, Bandung, Jawa Barat, Indonesia 40132
Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik Kampus Baru, Universitas Indonesia Jalan Fuad Hasan, Depok, Jawa Barat 16424
Abstrak
Gas alam yang telah diolah dan sesuai spesifikasinya dikirim ke konsumen melalui pipa. Kondensasi gas dalam pipa harus dihindari karena menimbulkan dampak negatif. Titik embun hidrokarbon menjadi ukuran kemudahan proses kondensasi gas. Untuk mencapai titik embun hidrokarbon yang diinginkan, maka hidrokarbon berat harus diekstraksi di dew point control unit (DPCU). Ekstraksi dilakukan dengan cara mendinginkan gas di gas chiller lalu memisahkan cairan yang terbentuk di low temperature separator (LTS). Gas chiller tersebut berfungsi sebagai evaporator pada siklus refrigerasi DPCU. Propana adalah refrigeran yang umum digunakan di DPCU. Selain itu, amonia juga menjadi refrigeran yang potensial karena kedekatan titik didih normalnya terhadap titik embun hidrokarbon yang diinginkan. Performa siklus refrigerasi dipengaruhi oleh temperatur evaporator, temperatur kondensor, dan karakteristik tekanan-entalpi (PH) yang melekat pada refrigeran yang dipilih. Penelitian ini bertujuan untuk membandingkan performa siklus refrigerasi propana dan amonia terhadap perubahan temperatur evaporator dan kondensor. Penelitian ini merupakan penelitian kering yang menggunakan perangkat lunak simulasi Aspen Hysys V11.0 (lisensi akademik). Siklus refrigerasi yang digunakan adalah simple cycle dengan variabel tetap berupa beban evaporator, kondisi cair jenuh outlet kondensor, dan kondisi uap jenuh outlet evaporator. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa pada beban evaporator, temperatur evaporator, dan temperatur kondensor yang sama, maka siklus refrigerasi amonia lebih baik dari propana karena COP amonia lebih tinggi dari propana. Penelitian ini juga memodelkan nilai COP propana dan amonia sebagai persamaan matematika. Secara kuantitatif, terlihat bahwa COP amonia lebih stabil dari propana terhadap perubahan temperatur evaporator dan kondensor.
Referensi
Aftab, A., Unar, I. N., Mahar, H., Almani, S. M., Hussain, S., dan Siddique, M., 2016, Modeling of refrigeration based hydrocarbon dew point control plant, Sci.Int., 28(4), 3603–3608.
Al Shehhi, A., Varghese, M. J., Rao, L., dan Walke, S., 2019, Process simulation and optimization of natural gas dehydration process using aspen hysys, Int. J. Innov. Technol. Explor. Eng., 8 (9), 644–649.
Chebbi, R., Qasim, M., Darwish, N. A., dan Ashraf, M. T., 2013, Optimization and cost-oriented comparison of ammonia- and propane-compression refrigeration for the recovery of natural gas liquids, Energy Technol., 1 (10), 573–580.
Eckhoff, R. K., Ngo, M., dan Olsen, W., 2010, On the minimum ignition energy (MIE) for propane/air, J. Hazard. Mater., 175 (1–3), 293–297.
El Mawgoud, H.A., Elshiekh, T.M. dan Khalil, S.A., 2015, Process simulation for revamping of a dehydration gas plant, Egypt. J. Pet., 24 (4), 475–482.
Elhady, A. A. A., 2005, Operating experiences of DEG and MEG for hydrate and dewpoint control in gas production offshore mediterranean, 2005 Int. Pet. Technol. Conf. Proc., 123–128.
Elyas, R. dan Li, Z. H., 2017, Modeling of a Dew Point Control Unit With UniSim Design, di: Foo, D. C., Chemmangattuvalappil, N., Ng, D. K. S., Elyas, R., Chen, C., Elms, R. D., Lee, H., Chien, I., Chong, S., dam Chong, C. H., Chemical Engineering Process Simulation, Elsevier Inc, pp. 119-135.
Hidayat, M., Hartanto, D. T., Azis, M. M., dan Sutijan, S., 2020, Studi Penambahan Etilena Glikol dalam Menghambat Pembentukan Metana Hidrat pada Proses Pemurnian Gas Alam, J. Rekayasa Proses, 14 (2), 198.
Horbaniuc, B.D., 2004, Refrigeration and Air-Conditioning, 5, 261–289.
Kobayashi, H., Hayakawa, A., Somarathne, K. D. K. A., dan Okafor, E. C., 2019, Science and technology of ammonia combustion, Proc. Combust. Inst., Elsevier Inc., 37 (1), 109–133.
Lim, W., Choi, K., dan Moon, I., 2013, Current status and perspectives of Liquefied Natural Gas (LNG) plant design, Ind. Eng. Chem. Res., 6 Maret.
Makogon, Y. F., 2010, Natural gas hydrates - A promising source of energy, J. Nat. Gas Sci. Eng., Elsevier B.V, 2 (1), 49–59.
Mokhatab, S., Mak, J. Y., Valappil, J. V., dan Wood, D.A., 2014, Handbook of Liquefied Natural Gas, First Edit., Gulf Professional Publishing.
Mokhatab, S., Northrop, S., dan Mitariten, M., 2017, Controlling the Hydrocarbon Dew Point of Pipeline Gas, Digit. Refin., 1–9.
Nasir, Q., Suleman, H., dan Elsheikh, Y. A., 2020, A review on the role and impact of various additives as promoters/ inhibitors for gas hydrate formation, J. Nat. Gas Sci. Eng., 76, No. 103211, https://doi.org/ 10.1016/j.jngse.2020.103211
Nawaz, K., Raza, M. A., dan Abdelaziz, O., 2018, Ammonia and propane as natural refrigerants for heat pump applications, Refrig. Sci. Technol., 2018-June (c), 604–611.
Shoaib, A. M., Bhran, A. A., Awad, M. E., El-Sayed, N.A., dan Fathy, T., 2018, Optimum operating conditions for improving natural gas dew point and condensate throughput, J. Nat. Gas Sci. Eng., 49, 324–330.
Smith, J. M., Ness, H. C. V., Abott, M. M., dan Swihart, M. T., 2017, Introduction to chemical engineering thermodynamics, 8th edition, McGraw-Hill Education, New York.
Smith, R., 2005, Chemical Process Design and Integration, Wiley.
Verkamp, F. J., Hardin, M. C., dan Williams, J. R., 1967, Ammonia combustion properties and performance in gas-turbine burners, Symp. Combust., 11 (1), 985–992.
