DESAIN ULANG PEMANAS AWAL GAS METANA PADA STEAM REFORMING SYSTEM (STUDI KASUS DI PT PETRO OXO NUSANTARA)

REDESIGN OF HEAT EXCHANGER FOR METHANE GAS HEATING in STEAM REFORMING SYSTEM (A CASE STUDY AT PT PETRO OXO NUSANTARA)

Imam Zakki Nanthaba (6811040020)


Abstrak

Sistem steam reforming zona 2 merupakan tempat reaksi antar dua gas, metana dan uap air. Di dalam zona ini, gas metana dan uap air direaksikan di mixer tank kemudian dialirkan ke heat exchanger E-010B untuk dilanjutkan ke reaktor. Heat exchanger E-010B ini memanfaatkan gas buang dari furnace dengan temperatur 1150oC dan tekanan 1 atm yang diharapkan mampu memanaskan gas hasil reaksi (metana) menjadi 495 oC. Bagian tube atas yang berdekatan dengan dinding ducting mengalami kebocoran. Jarak dinding ducting dengan tube 498 mm menyebabkan terjadinya tegangan yang terpusat pada tube paling atas sehingga materialnya mengalami kelelahan (fatigue). Beban panas pada tube pemanas rancangan lama dianalisa secara manual. Rancangan baru pemanas awal tersebut dibuat mengacu pada kondisi dan parameter existing. Jumlah dan jarak tube dengan dinding diperhitungkan untuk menghindari kelebihan panas tanpa mengurangi laju massa gas metana sebesar 19253 kg/jam. Perancangan pemanas awal ini menggunakan perhitungan secara manual. Kegagalan pada tube bagian atas dipengaruhi oleh akumulasi aliran panas yang mengenainya. Hal tersebut terlihat dari warna merah hasil simulasi menggunakan ANSYS 14.0. Perhitungan manual menunjukkan terjadi tegangan sebesar 359 MPa pada tube. Hasil simulasi menggunakan ANSYS 14.0 memperlihatkan bahwa jarak aman antara tube dan ducting adalah sebesar 1289 mm. Luas perpindahan panas minimal yang dibutuhkan untuk memanaskan gas metana sesuai target adalah 16,99 m2. Laju perpindahan panas yang diterima gas metana adalah 1165,38 kWt. Penelitian ini lebih baik jika ada penelitian lebih lanjut seperti memvariasi bentuk ducting agar akumulasi panas tidak terjadi. Kata kunci: Steam Reforming System, Kelelahan material, Cross Flow Heat exchanger


Abstract

Steam Reforming System is the second zone of PT Petro Oxo Nusantara industry which consist of mixer tank and heat exchanger (HE) as the main equipment. First of all, methane gas and steam are reacted attehe mixer. the result will be flew into heat exchanger E-010 B. The mixed gas and steam will be heated which the heat is taken from the flue gas from furnace. Characteristics of the heat exchanger are flue gas temperature is 1150oC within 1 atm pressure. Output of the methane gas is wished 495oC. In fact, the tube of heat exchanger that is methane gas flew was indicated the material was experienced fatigue which operate in 14 years. In existing, the top tube position have distance 498 mm from ducting wall. Meanwhile, the mass flow rate of flue gas up to 19253 kg/h. In this spot, the ducting have turn 90 degree. The consequency, there are heat eccumulated on top of the tube scraped there for the tube material accelerate to reduce the fatigue point.to avoidthe fatigue point. This research give several result related to the problems, the are stress in tube are 350 MPa, heat transfer rate is 1165,38 kWt and the minimum save distance between top tube position and ducting wall is 1289 mm. It will be better when the research are continued by others issues such as varied shape of ducting in order that heat accumulation is not happen. Keywords: Steam Reforming System, Fatigue material, Cross Flow Heat exchangers


Detil Peneliti

Dosen Pembimbing 1 :Muhammad Anis Mustaghfirin
Dosen Pembimbing 2 : Ratna Budiawati

Program Studi : D4 - TEKNIK PERPIPAAN
Angkatan : 2011


Untuk mendapatkan versi full dari dokumen penelitian ini, Anda dapat melihat koleksi Buku Tugas Akhir di Perpustakaan Politeknik Perkapalan Negeri Surabaya pada jam kerja. Atau Anda dapat menghubungi penulis secara personal.