Disain dan karakterisasi tangki penyimpanan bahan bakar kondensat gas alam untuk skala rumah tangga

SYARIFAH, Elva Nur, Dr. Ir. Bardi Murachman, SU.,DEA

2010 | Tesis | S2 Teknik Mesin

Salah satu energi fosil, yaitu gas alam mempunyai salah satu tipe yang disebut kondensat gas alam yang bila diproses lebih lanjut dapat dijadikan bahan bakar rumah tangga. Kondensat dapat menggantikan LPG karena dapat beroperasi dengan lebih aman oleh karena titik nyala kondensat yang lebih tinggi dan kondensat juga mempunyai nilai kalor lebih tinggi daripada kerosen sehingga membuat pembakaran lebih efisien. Penelitian ini dilakukan untuk mendisain tangki tekan penyimpanan kondensat dengan mempertimbangkan sifat-sifat fisis kondensat meliputi: tekanan dan suhu operasi, laj alir, densitas, dan volume. Parameter disain tangki meliputi kekuatan bahan, tipe material, ketebalan, kapasitas, geometri tangki, dan penurunan tekanan saluran dari tangki menuju burner. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui karakteristik fisik kondensat seperti tekanan uap, rentang titik didih, kandungan sulfur, specific gravity, dan komposisi karbon dengan uji dalam laboratorium. Di samping itu juga untuk mendapatkan disain tangki yang lebih aman dan praktis digunakan oleh masyarakat daripada tangki LPG karena tekanan operasinya yang lebih rendah sehingga diharapkan harganya lebih terjangkau. Manfaat yang dapat diambil dari penelitian ini adalah memberi kontribusi dalam pemanfaatan kondensat gas alam sebagai bahan bakar yang berasal dari sumur minyak Bojonegoro di mana selama ini sebagian besar masih dibuang sebagai flare, selain juga untuk mendapatkan disain tangki yang lebih aman dan mudah digunakan daripada tangki LPG. Hasil penelitian uji karakteristik kondensat adalah tekanan uap Reid 8,4 psi, titik didih 55-175°C, tipe 2e uji korosifitas lempeng tembaga, 0,136% berat kandungan sulfur, dan berat jenis 0,724. Disain tangki meliputi kapasitas total tangki 21 L dengan rasio tinggi shell : diameter tangki 2,25, ketebalan minimum 0,784 mm, tekanan operasi 6 bar, tekanan maksimum kerja yang diizinkan 13,7 bar, dan tipe material baja karbon A 285 Grade B dengan stress maksimum yang diizinkan 14.300 psi. tangki memberikan performa terbaik jika digunakan pada burner dengan tekanan masuk 1,28 bar dan laju alir konstan 0,067 g/s berdasarkan perhitungan numerik sehingga kondensat dapat dihabiskan dalam 41,5 jam dan menghabiskan 19,7 kg N2 dan tekanan operasi tangki awal 5 bar.

It has one of this types called natural gas condensate that can be further processed become potentially alternative energy for daily use. Condensate could be used to substitute LPG usage because it can operate safer due to higher flash point than LPG and it also has higher heating value than kerosene own so it can produce combustion more efficient. This research is conducted to design condensate vessel by considering physical properties of condensate such as operational pressure and temperature, flow rate, specific gravity, and volume. Parameter of vessel design is including strength, material type, thickness, capacity, vessel geometry, and also pressure drop from vessel outlet to the burner. The goal of this research are to know condensate characteristics i.e. vapor pressure, initial and final boiling point, sulfur content, specific gravity, and carbon composition by laboratory tests; and also obtain vessel design with the operational pressure below LPG vessel own. The benefit we can take from this research are to maximize use of natural condensate from Bojonegoro as fuel for household and to substitute LPG and kerosene use because condensate is safer and user friendly. The results of condensate characteristic are 8.4 psi of RVP, 55-175°C of boiling point, 2e type of copper strip test, 0.136% sulfur content, and 0.724 of specific gravity. The vessel design consists of 21 L capacity with 2.25 L/D, 0.784 minimum shell thickness, 6 bar of operation pressure, 13.7 bar of MAWP, and A 285 Grade B carbon steel as material with 14,300 psi of maximum stress. The vessel gives best performance when using burner with 1.28 bar (absolute) of operation pressure and 0.067 g/s of constant flow rate based on numerical computation so that condensate could be consumed in 41.5 hours and 19.7 kg of N2 with 5 bar (absolute) of initial vessel operating pressure.

Kata Kunci : Karakteristik kondensat,Tangki,Tekanan operasi,Ketebalan tangki