Optimisasi Proses Penjadwalan Pembersihan Pada Sebuah Heat Exchanger Networks (HEN) Yang Disebabkan Oleh Fouling di Sebuah Crude Oil Refinery

Huda, Hairul (2021) Optimisasi Proses Penjadwalan Pembersihan Pada Sebuah Heat Exchanger Networks (HEN) Yang Disebabkan Oleh Fouling di Sebuah Crude Oil Refinery. Doctoral thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

[img] Text
02211560010004-Disertation.pdf - Accepted Version
Restricted to Repository staff only until 1 April 2023.

Download (2MB) | Request a copy

Abstract

Fouling menurunkan efisiensi peralatan pertukaran panas (Heat Exchanger/HE) dan jaringan pertukaran panas (Heat Exchanger Network/HEN), yang pada akhirnya mungkin berada di bawah spesifikasi desain dan operasi, terutama di industri proses crude oil refinery. Kinerja HEN yang terganggu dengan adanya fouling perlu dipulihkan dengan pembersihan secara berkala. Penjadwalan pembersihan (cleaning scheduling) HEN di crude oil refinery dirancang untuk memaksimalkan pemulihan energi. Penjadwalan pembersihan (cleaning scheduling) HEN di crude oil refinery dirancang untuk memaksimalkan pemulihan energi. Model HEN yang dipakai adalah HE yang berjumlah 11 buah yang tersusun secara seri-paralel. Metodenya yaitu skenario keputusan proses penjadwalan pembersihan berdasarkan penurunan koefisien perpindahan panas keseluruhan bersih (Uc) sebesar 10%, 20%, 30% dan 40%, dan dalam satu periode pembersihan maksimum 4 HE sekaligus untuk kinerja jadwal pembersihan yang optimal. Tujuan dari penelitian adalah menentukan berapa banyak setiap HE yang dibersihkan untuk mencapai koefisien perpindahan panas keseluruhan (U) target yang telah ditentukan, dengan meninjau heat duty (beban panas) heater sebelum desalter, heat duty furnace beserta energi saving. Hasil resistansi fouling paling besar pada HE-10 yaitu 14,8E-03 (m2°C/W) dan paling kecil nilai resistansi fouling pada HE-01 1,27E-03 (m2°C/W). Proses penjadwalan pembersihan tiap-tiap HE pada HEN berbeda-beda untuk tiap skenario penurunan Uc. Skenario Uf4 yaitu proses penjadwalan pembersihan penurunan 40% Uc mempunyai jumlah pembersihan yang sedikit akan tetapi karena ada HE yang tidak dibersihkan dalam waktu time horizon (360 hari) yang ditentukan maka tidak direkomendasikan. Total jumlah proses penjadwalan pembersihan yang direkomendasikan yaitu skenario Uf3 pada penurunan 30% Uc dengan total jumlah pembersihan 108 karena mempunyai jumlah pembersihan yang sedikit setelah scenario Uf4 dan semua HE mengalami proses penjadwalan pembersihan pada time horizon yang telah ditentukan. Pada heater sebelum desalter yang paling kecil nilai heat duty yaitu pada Uf3. Nilai heat duty pada furnace yang paling kecil pada Uf4 yang disebabkan sedikit menanggung beban panas akibat dari jarangnya penjadwalan pembersihan dari heat exchanger networks. Energy saving terbesar yaitu pada Uf4 yaitu 7,56E13 J (23,5%), akan tetapi jika berdasarkan bahwa semua HE harus dibersihkan dalam waktu horizon yang ditentukan maka Uf3 disarankan untuk digunakan yaitu dengan nilai 7,50E13 J (22,9%). ====================================================================================================== Fouling decreases the efficiency of heat exchanger (HE) equipment and heat exchange networks (HEN), which may eventually fall below design and operating specifications, particularly in the crude oil refinery processing industry. HEN's performance which is impaired by fouling needs to be restored with periodic cleaning. HEN's cleaning scheduling in crude oil refineries is designed to maximize energy recovery. The HEN cleaning scheduling in the crude oil refineries is designed to maximize energy recovery. The HEN model used consists of 11 pieces of HE arranged in series-parallel. The method is cleaning decision scenarios based on decreasing the overall heat transfer coefficient of clean (Uc) is10%, 20%, 30%, and 40%, in one period a maximum of 4 HE at the same time for optimal cleaning schedule performance. This research aims to determine how many each HE is cleaned to achieve the overall heat transfer coefficient (U) target determined by reviewing the heater's heat duty before desalter, furnace heat duty, and the energy saving. The result of the largest fouling resistance on HE-10 is 14.8E-03 (m2°C/W), and the smallest fouling resistance value is on HE-01 1.27E-03 (m2°C/W). The cleaning scheduling process for each HE on HEN is different for each scenario of decreasing Uc. The Uf4 scenario, namely the process of scheduling cleaning for a 40% reduction in Uc, has a small number of cleanings, but there is a HE that is not cleaned within the specified time horizon (360 days), therefore, it is not recommended. The total number of recommended cleaning scheduling processes is 108. The Uf3 scenario at a 30% reduction Uc is recommended because it has the least number of cleanup after the Uf4 and all of HE are cleaned within the specified time horizon. In the heater before the desalter, the smallest heat duty value is Uf3. the smallest heat duty value on the furnace on Uf4 due to the less heat load due to the rarely scheduled cleaning of the heat exchanger networks. The most significant energy saving is at Uf4, which is 7,56E13 J (23,5%) (23.5%), but if it is based on that all HE must be cleaned within the specified time horizon, Uf3 is recommended to be used, with a value of 7,50E13 J (22.9%).

Item Type: Thesis (Doctoral)
Uncontrolled Keywords: Fouling, Heat Duty, Heat Exchanger Network, Proses Penjadwalan Pembersihan, Optimisasi Fouling, Heat Duty, Heat Exchanger Network, Cleaning Scheduling, Optimization
Subjects: T Technology > T Technology (General) > T57.62 Simulation
T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery > TJ263 Heat exchangers
T Technology > TP Chemical technology > TP692.5 Oil and gasoline handling and storage
Divisions: Faculty of Industrial Technology and Systems Engineering (INDSYS) > Chemical Engineering > 24001-(S3) PhD Thesis
Depositing User: Hairul Huda
Date Deposited: 03 Mar 2021 02:31
Last Modified: 03 Mar 2021 05:51
URI: https://repository.its.ac.id/id/eprint/83243

Actions (login required)

View Item View Item