Laboratorium Perancangan dan Pengendalian Proses Jurusan Teknik Kimia Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya

Transkripsi

1 Disusun Oleh : Medha Bhaswara ( ) Katlea Fitriani ( ) Dibimbing Oleh : Ir. Musfil AS, M.Eng.Sc Laboratorium Perancangan dan Pengendalian Proses Jurusan Teknik Kimia Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya

2 LATAR BELAKANG Kilang Polyprolpylene Propylene 99.6% Dipasang sistem pengendali Kondisi laju alir dan komposisi feed yang terus berubah membuat perubahan komposisi produk

3 Perumusahan Masalah Bagaimana membuat simulasi steady state dan dynamic pada kolom Depropanizer Bagaimana membuat sistem kontrol kolom Depropanizer dengan menggunakan pengendali PID Bagaimana kinerja dari sistem pengendali PID dengan menggunakan metode IAE (Integral of Absolut Error)

4 Tujuan Penelitian Membuat simulasi steady state dan dynamic mode pada kolom Depropanizer Membuat sistem kontrol kolom Depropanizer dengan menggunakan pengendali PID Melakukan penilaian kerja sistem pengendali PID dengan menggunakan metode IAE (Integral of Absolut Error)

5 Batasan Masalah Sistem yang ditinjau adalah kolom Depropanizer Pengendali yang digunakan PID Software yang digunakan adalah ASPEN PLUS Gangguan yang diberikan adalah komposisi propylene yang masuk

6 Manfaat Penelitian Mengetahui cara pembuatan permodelan yang sesuai dengan kondisi lapangan Mengetahui cara pengendalian pada kolom Depropanizer dengan menggunakan PID Controller Mengetahui kerja sistem pengendali PID dengan menggunakan metode IAE (Integral of Absolut Error)

7 Tinjauan Pustaka E-303 DRYER C- 302C C-302 A C- 302B V-303 E-307 V-207 E-304 E-306 T- 102/ 3/4 P-306 P-304 P-305 P-301 P-303 V-500

8 Tinjauan Pustaka Penelitian Sebelumnya Mauhar dkk, Optimization of Propylene-Propane Distillation Process, menjelaskan tentang optimisasi proses distillasi Propylene-Propane untuk mendapatkan kemurnian produk dan meminimalisasi konsumsi energi pada reboiler dengan menggunakan ASPEN PLUS.

9 Metodologi Penilitian START Pengumpulan dan Pengolahan Data Simulasi Steady State Menggunakan ASPEN PLUS Tidak Validasi Hasil Simulasi Ya Sizing dan Perubahan ke Kondisi Dynamic Mode Pemasangan PID Pemberian Disturbance Pengujian dengan metode IAE FINISH

10 Metodologi Penilitian Variabel Penelitian Simbol Controlled Variable Manipulated Variable LC1 LC2 LC3 LC4 PC1 FC1 CC1 Level Reboiler E-1 Level kolom D-2 Level kolom D-3 Level accumulator V-1 Tekanan condensor E-2 Laju alir produk atas kolom D-3 Komposisi propylene produk atas kolom D-3 Laju alir produk bawah D-1 Laju alir reflux D-1 Laju alir reflux D-2 Laju alir reflux D-3 Laju alir air pendingin condensor E-2 Bukaan valve produk atas FC1

11 Metodologi Penilitian Sistem Pengendalian pada Penelitian PC1 E - 2 LC4 V-1 CC1 Feed FC1 Propylene D-1 D-2 D-3 LC2 LC3 P-16 E - 1 LC1 P - 1 P-2 Propane

12 Alasan mengganti Software Jalannya simulasi yang lambat, terutama untuk sistem distilasi. Perbandingan dengan real = 1:10 Ada 2 controller yang tidak dapat di tuning Reboiler tidak bisa steady Pilihan tuning yang terbatas

13 Validasi Steady State ASPEN PLUS Komponen (kgmol/hr) Ovhd Bottoms Design Simulasi %error Design Simulasi %error Ethane 0,28 0, , Propylene 138,59 138, , ,4 1, , Propane 0,28 0, , ,64 32, , I-Butene ,12 2, Butene ,62 1,62 0 Cis-2-Butene ,46 0,46 0 I-Butane ,22 9, ,061E-05 N-Butane ,25 0,25 0 Total 139,15 139, ,69 47,69 0 Condenser Duty (kj/hr) , , Reboiler Duty (kj/hr) , ,85312

14 Simulasi Dynamic Mode ASPEN PLUS

15 Validasi Dynamic Mode ASPEN PLUS Komponen Ovhd Bottoms (kgmol/hr) Steady State Dynamic %error Steady State Dynamic %error Ethane 0, , , Propylene 138, , , , , , Propane 0, , , ,6284-0, I-Butene ,12 2, , Butene ,62 1, , Cis-2-Butene ,46 0, , I-Butane , , , N-Butane ,25 0, , Total 139,15 139, , ,69 47, , Condenser Duty (kj/hr) ,00119 Reboiler Duty (kj/hr) ,04964

16 Level Reboiler tinggi (meter) 1,2 1,15 1,1 1,05 1 0,95 0,9 0,85 0,8 0,75 0, Kc =1,505 Τi = menit Offset -10% = 0,09849 Offset +10% = 0,1447 LEVEL REBOILER Waktu (jam) - 10% + 10% set point

17 Level Kolom Distilasi II tinggi (meter) 3,651 3,65 3,649 3,648 3,647 3,646 3,645 3,644 3,643 3,642 3,641 Level Kolom Distilasi Waktu (jam) - 10% + 10% set point Kc =19,525 Τi = menit Offset -10% = 0, Offset +10% = 0,001149

18 Tekanan Condensor 2099,98 Tekanan Condensor E-2 Tekanan (kpa) 2099, , , ,9 2099,88-10% + 10% Set Point 2099, Waktu (jam) Kc =5,87 Τi =3,872 menit IAE -10% =0, IAE +10% = 0,

19 Komposisi Produk Atas (Propylene) 0, Komposisi Produk Propylene Fraksi Mol Propylene 0, , , , , % +10% Set Point 0, Kc = 1424,563 Τi = 164,606 menit Td = 41,151 menit IAE -10% = 0, IAE +10% = 0, Waktu (jam)

20 Kerja sistem Pengendali IAE Total Controller -10% 10% PC1 0, , C1C 0, , Total 0, , OFFSET Total Controller -10% 10% LC1 0, ,1447 LC2 0, , LC3 0, , LC4 0, , Total 0, ,

21 Kesimpulan Simulasi Steady State dan Dynamic Mode pada proses ini berjalan baik dengan % error maksimal 0, % yaitu nilai Condensor Duty untuk simulasi Steady State dan 2,5278 % yaitu komposisi Propylene pada Produk Bawah untuk dynamic mode. Pengendalian kolom Depropanizer pada kilang Propylene dengan Proportional Integral Derivative dapat dilakukan dengan mengatur 7 parameter pengendali, sehingga target produk 99,6% Propylene bisa tercapai Kinerja pengendaliyang baik dilihat dari nilai IAE maupun offset. Nilai IAE total untuk +10% adalah 0, jam dan 0, jam untuk -10%. Sedangkan nilai offset total untuk +10% adalah 0, dan 0,