1. BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Industri perminyakan di Indonesia semakin berkembang pesat, begitu juga perkembangan teknologi yang digunakan dalam rangkaian eksplorasi. Penggunaan teknologi-teknologi tepat guna dalam kegiatan eksplorasi minyak bumi merupakan salah satu faktor penting dalam kesuksesan proses eksplorasi. Pada eksplorasi minyak bumi offshore ataupun onshore, minyak yang diproduksi memiliki kandungan air, gas, dan partikel solid dalam jumlah yang cukup signifikan. Minyak hasil eksplorasi harus dipisahkan dari kandungan material lain (gas, air, lumpur, dll) sehingga proses pengolahannya akan lebih mudah dan hasil yang diperoleh memiliki kualitas yang lebih baik. Sebagai ilustrasi proses eksplorasi dan pemisahan material hasil eksplorasi dapat dilihat pada Gambar 1.1. Gambar 1.1 Diagram skematis proses eksplorasi dalam industri perminyakan 1
2 Dari Gambar 1.1 terlihat bahwa fluida (minyak mentah dan unsur kandungan lainnya) masuk ke saluran pipa melalui lubang saluran bawah (BF). Air yang menyertai minyak mengalir menuju sumur di bagian atas di dalam pipa eksplorasi dan selanjutnya di separasi di dalam separator. Penerapan teknologi pemisahan fluida yang diterapkan pada industri perminyakan adalah pada umumnya memanfaatkan prinsip pemisahan konvensional dengan memanfaatkan gaya gravitasi. Separator yang digunakan umumnya seperti terlihat pada Gambar 1.2 berupa bejana (vessel). Penerapan metode konvensional tersebut memerlukan tempat penyimpanan yang berdimensi cukup besar. Padahal operasi pengeboran minyak lepas pantai menggunakan rig-rig sehingga tempat yang tersedia tidak luas. Pada proses manufakturnya, bejana atau vessel juga membutuhkan biaya yang besar. Selain itu, penggunaan vessel beresiko menimbulkan bahaya kebakaran karena material yang terdapat di dalamnya merupakan material mudah terbakar (flammable material). Gambar 1.2 Unit separator di instalasi lepas pantai CNOOC Sejalan dengan perkembangan industri perminyakan pada area operasi lepas pantai di Indonesia, maka pengadaan fasilitas pemisahan yang lebih compact untuk dapat terakomodasi dengan mudah pada platform-platform operasi lepas pantai menjadi sangat krusial. Salah satu teknologi alternatif yang digunakan dalam proses
3 pemisahan multi fasa pada ekplorasi minyak di industri hulu adalah Gas-Liquid Cylindrical Cyclone (GLCC) dan Liquid-Liquid Cylindrical Cyclone (LLCC.) Hal tersebutlah yang membuat peneliti tertarik untuk melakukan studi eksperimental proses separasi air dan minyak menggunakan cylindrical cyclone. Pada penelitian ini, observasi difokuskan pada pengaruh diameter dan kedalaman vortex finder terhadap performa cylindrical cyclone dalam melakukan pemisahan air dan minyak. Pada variasi diameter dan kedalaman vortex finder, peneliti juga menganalisa pengaruh variasi kecepatan inlet dan split-ratio dalam menghasilkan pemisahan terbaik pada cylindrical cylcone. 1.2 Rumusan Masalah Setelah dilakukan analisa pengaruh diameter vortex finder terhadap efisiensi separasi pada penelitian sebelumnya. Penelitian ini menggunakan data terbaik dari diameter vortex finder tersebut untuk mencari pengaruh variasi fraksi volume minyak pada bagian inlet terhadap efisiensi separasi. Pada penelitian ini, efisiensi separasi akan diamatai melalui dua variabel yaitu fraksi volume minyak pada overflow dan nilai watercut pada bagian underflow. Vortex finder yang dianalisa pada penelitian sebelumnya belum memiliki panjang atau kedalaman. Sehingga pada penelitian ini akan dilakukan pengamatan pengaruh panjang vortex finder terhadap hasil fraksi volume minyak yang keluar dibagian overflow cylindrical cyclone. Empat macam ukuran panjang vortex finder akan diamati pengaruhnya terhadap proses pemisahan air dan minyak di dalam cylindrical cyclone. Data-data tesebut digunakan untuk mendapatkan performa terbaik pada pemisahan fluida campuran dengan desain cylindrical cyclone yang sudah dirancang. Sehingga sistem dapat diterapkan dengan ditunjang oleh instrumentasi-instrumentasi tambahan agar fluida yang dipisahkan dapat disesuaikan karakteristiknya.
4 1.3 Batasan Masalah Batasan masalah pada penelitian ini adalah sebagai berikut : 1. Hydrocyclones yang digunakan adalah Hydrocyclones dengan model Cylindrical Cyclone. 2. Ukuran diameter vortex finder yang digunakan pada penelitian ini adalah 27 mm. 3. Pada penelitian ini, kecepatan superficial minyak akan divariasikan. Variasinya adalah 0,108 m/s, 0,17 m/s, 0,216 m/s, 0,324 m/s, 0,340 m/s dan 0,54 m/s. 4. Pada penelitian ini, kecepatan superficial air akan divariasikan, dengan nilai 0,541 m/s dan 0,860 m/s. 5. Pengujian pengaruh kedalaman vortex finder terhadap nilai fraksi volume minyak di overflow menggunakan vortex finder yang memiliki 4 macam variasi panjang. Ukuran panjang vortex finder yang digunakan adalah 0 mm, 50 mm, 80 mm, dan 160 mm. Pengujian dilakukan terhadap dua variasi nilai fraksi volume minyak inlet yaitu 28,57% dan 38,46 %. 6. Pada penelitian ini nilai split-ratio akan divariasikan pada rentang nilai 25 % sampai dengan 85 %. 7. Fluida kerja yang digunakan pada penelitian ini adalah campuran air dan minyak tanah (kerosine). 8. Penelitian dilakukan pada tekanan 1 atmosfer dan suhu kamar. 1.4 Tujuan Penelitian 1. Merancang dan membuat liquid-liquid cylindrical cyclone (LLCC) separator yang dapat memisahkan campuran air dan minyak tanah (kerosene). 2. Mengetahui pengaruh split-ratio, kedalaman vortex finder, dan kecepatan aliran campuran masuk terhadap pemisahan air dan minyak tanah (kerosene) dalam liquid-liquid cylindrical cyclone (LLCC) separator.
5 3. Mencari performa optimum liquid-liquid cylindrical cyclone (LLCC) separator. 1.5 Manfaat Penelitian Manfaat dari penelitian mengenai studi eksperimental dan perancangan desain instalasi pemisahan air dan minyak menggunakan cylindrical cyclone adalah sebagai alternatif metode pemisahan campuran pada industri minyak di hulu yang lebih kompatibel, efisien, efektif, dan biaya pembuatan alat yang lebih ekonomis. Penelitian dengan menggunakan rancangan hydrocylone berbentuk cylindrical diharapkan mampu memperoleh data-data penunjang dalam mendapatkan performa separasi terbaik di berbagai karakteristik fluida campuran.