Untuk proses pemisahan suatu campuran heterogen, terdapat empat prinsip utama proses pemisahan, yaitu:
* Sedimentasi
* Flotasi
* Sentrifugasi
* Filtrasi
Proses pemisahan suatu campuran homogen, prinsipnya merupakan pemisahan dari terbentuknya suatu fasa baru sehingga campuran menjadi suatu campuran heterogen yang mudah dipisahkan. Fasa baru terjadi / terbentuk dari adanya perbedaan sifat fisik dan kimiawi masing-masing komponen. Berbagai metode yang digunakan untuk terjadinya suatu fasa baru sehingga campuran homogen dapat dipisahkan adalah:
* Absorpsi
* Adsorpsi
* Kromatografi
* Kristalisasi
* Distilasi
* Evaporasi
* Elektroforesis
* Evaporation
* Ekstraksi
o Leaching
o Ekstraksi cair-cair
o Ekstraksi padat-cair
* Pembekuan fraksional
* Presipitasi
* Rekristalisasi
* Stripping
* [[Sublimasi
Rabu, 20 Januari 2010
Proses Pemisahan Gas
Dalam Kimia dan teknik kimia, proses pemisahan digunakan untuk mendapatkan dua atau lebih produk yang lebih murni dari suatu campuran senyawa kimia.
Sebagian besar senyawa kimia ditemukan di alam dalam keadaan yang tidak murni. Biasanya, suatu senyawa kimia berada dalam keadaan tercampur dengan senyawa lain. Untuk beberapa keperluan seperti sintesis senyawa kimia yang memerlukan bahan baku senyawa kimia dalam keadaan murni atau proses produksi suatu senyawa kimia dengan kemurnian tinggi, proses pemisahan perlu dilakukan. Proses pemisahan sangat penting dalam bidang teknik kimia. Suatu contoh pentingnya proses pemisahan adalah pada proses pengolahan minyak bumi. Minyak bumi merupakan campuran berbagai jenis hidrokarbon. Pemanfaatan hidrokarbon-hidrokarbon penyusun minyak bumi akan lebih berharga bila memiliki kemurnian yang tinggi. Proses pemisahan minyak bumi menjadi komponen-komponennya akan menghasilkan produk LPG, solar, avtur, pelumas, dan aspal.
Secara mendasar, proses pemisahan dapat diterangkan sebagai proses perpindahan massa. Proses pemisahan sendiri dapat diklasifikasikan menjadi proses pemisahan secara mekanis atau kimiawi. Pemilihan jenis proses pemisahan yang digunakan bergantung pada kondisi yang dihadapi. Pemisahan secara mekanis dilakukan kapanpun memungkinkan karena biaya operasinya lebih murah dari pemisahan secara kimiawi. Untuk campuran yang tidak dapat dipisahkan melalui proses pemisahan mekanis (seperti pemisahan minyak bumi), proses pemisahan kimiawi harus dilakukan.
Proses pemisahan suatu campuran dapat dilakukan dengan berbagai metode. Metode pemisahan yang dipilih bergantung pada fasa komponen penyusun campuran. Suatu campuran dapat berupa campuran homogen (satu fasa) atau campuran heterogen (lebih dari satu fasa). Suatu campuran heterogen dapat mengandung dua atau lebih fasa: padat-padat, padat-cair, padat-gas, cair-cair, cair-gas, gas-gas, campuran padat-cair-gas, dan sebagainya. Pada berbagai kasus, dua atau lebih proses pemisahan harus dikombinasikan untuk mendapatkan hasil pemisahan yang diinginkan.
Sebagian besar senyawa kimia ditemukan di alam dalam keadaan yang tidak murni. Biasanya, suatu senyawa kimia berada dalam keadaan tercampur dengan senyawa lain. Untuk beberapa keperluan seperti sintesis senyawa kimia yang memerlukan bahan baku senyawa kimia dalam keadaan murni atau proses produksi suatu senyawa kimia dengan kemurnian tinggi, proses pemisahan perlu dilakukan. Proses pemisahan sangat penting dalam bidang teknik kimia. Suatu contoh pentingnya proses pemisahan adalah pada proses pengolahan minyak bumi. Minyak bumi merupakan campuran berbagai jenis hidrokarbon. Pemanfaatan hidrokarbon-hidrokarbon penyusun minyak bumi akan lebih berharga bila memiliki kemurnian yang tinggi. Proses pemisahan minyak bumi menjadi komponen-komponennya akan menghasilkan produk LPG, solar, avtur, pelumas, dan aspal.
Secara mendasar, proses pemisahan dapat diterangkan sebagai proses perpindahan massa. Proses pemisahan sendiri dapat diklasifikasikan menjadi proses pemisahan secara mekanis atau kimiawi. Pemilihan jenis proses pemisahan yang digunakan bergantung pada kondisi yang dihadapi. Pemisahan secara mekanis dilakukan kapanpun memungkinkan karena biaya operasinya lebih murah dari pemisahan secara kimiawi. Untuk campuran yang tidak dapat dipisahkan melalui proses pemisahan mekanis (seperti pemisahan minyak bumi), proses pemisahan kimiawi harus dilakukan.
Proses pemisahan suatu campuran dapat dilakukan dengan berbagai metode. Metode pemisahan yang dipilih bergantung pada fasa komponen penyusun campuran. Suatu campuran dapat berupa campuran homogen (satu fasa) atau campuran heterogen (lebih dari satu fasa). Suatu campuran heterogen dapat mengandung dua atau lebih fasa: padat-padat, padat-cair, padat-gas, cair-cair, cair-gas, gas-gas, campuran padat-cair-gas, dan sebagainya. Pada berbagai kasus, dua atau lebih proses pemisahan harus dikombinasikan untuk mendapatkan hasil pemisahan yang diinginkan.
Dasar-Dasar Pemisahan Fasa
Dasar pemisahan fasa liquid dan gas
Pada proses produksi hidrokarbon, pemisahan fasa antara air, minyak, dan gas terjadi di dalam separator.
Metode pemisahan fasa ada beberapa jenis. Yang akan dibahas di sini adalah dengan metode gravitasi, yang terdiri atas settling dan raising.
1.
Settling /pengendapan
Settling dapat diartikan sebagai proses turunnya butiran liquid di dalam fasa gas pada separator, atau proses mengendapnya fasa yang lebih berat di dalam fasa ringan, misal air dalam minyak. Ketika fluida dari sumur masuk ke separator, gas dan liquid tidak akan langsung terpisah secara sempurna. Di fasa gas masih ada butiran-butiran minyak (droplet) yang akan turun akibat gravitasi dan bergabung dengan fasa minyak yang ada di bagian bawah yang berarti akan terjadi proses pemisahan fasa secara sempurna. Proses turunnya butiran minyak dari fasa gas dapat dipahami dengan melihat diagram gaya sebagai berikut :
Pada proses settling, berlaku gaya-gaya sebagai berikut:
*
Drag force/gaya gesek yang terjadi antara butiran minyak dengan fasa gas, yang besarnya
Di mana CD = koefisien drag, A = luas cross section dari butir, vt = kecepatan terminal, dan ρ = densitas dari fasa kontinu, dalam hal ini adalah gas.
*
Bouyancy force/gaya apung, terjadi akibat perbedaan densitas antara 2 fasa, yang besarnya
Vd = volume butir
*
Gravity force/gaya gravitasi, yang besarnya
Pada kondisi setimbang, akan berlaku persamaan gaya sebagai berikut:
Dengan d=diameter butir
Nilai vt (terminal velocity) menjadi dasar dalam desain separator, yaitu yang menentukan nilai settling time (waktu yang diperlukan oleh kedua fasa untuk berpisah). Dengan mengetahui kecepatan terminal, dan settling time ditentukan, maka dimensi separator dapat dihitung. (ralat, untuk Vterminal seharusnya bukan 2/3x...., tapi 4/3x....)
2.
Raising /pengangkatan (tapi mas Leks nulisnya rising yang artinya terbit. Aku juga sempat bingung)
Raising adalah proses naiknya gelembung gas dari fasa minyak di dalam separator. Diagram gaya yang berlaku terhadap gelembung gas hampir sama dengan yang terjadi pada proses settling.
Sedangkan persamaan gaya yang terjadi adalah :
Dari persamaan di atas, juga didapatkan nilai terminal velocity untuk naiknya bubble gas di dalam fasa liquid.
Pada proses produksi hidrokarbon, pemisahan fasa antara air, minyak, dan gas terjadi di dalam separator.
Metode pemisahan fasa ada beberapa jenis. Yang akan dibahas di sini adalah dengan metode gravitasi, yang terdiri atas settling dan raising.
1.
Settling /pengendapan
Settling dapat diartikan sebagai proses turunnya butiran liquid di dalam fasa gas pada separator, atau proses mengendapnya fasa yang lebih berat di dalam fasa ringan, misal air dalam minyak. Ketika fluida dari sumur masuk ke separator, gas dan liquid tidak akan langsung terpisah secara sempurna. Di fasa gas masih ada butiran-butiran minyak (droplet) yang akan turun akibat gravitasi dan bergabung dengan fasa minyak yang ada di bagian bawah yang berarti akan terjadi proses pemisahan fasa secara sempurna. Proses turunnya butiran minyak dari fasa gas dapat dipahami dengan melihat diagram gaya sebagai berikut :
Pada proses settling, berlaku gaya-gaya sebagai berikut:
*
Drag force/gaya gesek yang terjadi antara butiran minyak dengan fasa gas, yang besarnya
Di mana CD = koefisien drag, A = luas cross section dari butir, vt = kecepatan terminal, dan ρ = densitas dari fasa kontinu, dalam hal ini adalah gas.
*
Bouyancy force/gaya apung, terjadi akibat perbedaan densitas antara 2 fasa, yang besarnya
Vd = volume butir
*
Gravity force/gaya gravitasi, yang besarnya
Pada kondisi setimbang, akan berlaku persamaan gaya sebagai berikut:
Dengan d=diameter butir
Nilai vt (terminal velocity) menjadi dasar dalam desain separator, yaitu yang menentukan nilai settling time (waktu yang diperlukan oleh kedua fasa untuk berpisah). Dengan mengetahui kecepatan terminal, dan settling time ditentukan, maka dimensi separator dapat dihitung. (ralat, untuk Vterminal seharusnya bukan 2/3x...., tapi 4/3x....)
2.
Raising /pengangkatan (tapi mas Leks nulisnya rising yang artinya terbit. Aku juga sempat bingung)
Raising adalah proses naiknya gelembung gas dari fasa minyak di dalam separator. Diagram gaya yang berlaku terhadap gelembung gas hampir sama dengan yang terjadi pada proses settling.
Sedangkan persamaan gaya yang terjadi adalah :
Dari persamaan di atas, juga didapatkan nilai terminal velocity untuk naiknya bubble gas di dalam fasa liquid.
Sistem Pengangkatan (Hoisting System)
1. TEORI DASAR
Sistem pengangkatan dalam pemboran memegang peranan yang sangat penting, mengingat bahwa sistem pengangkatan ini adalah sistem yang mendapat beban, baik beban vertikal maupun horizontal.
Beban vertikal yang dialami berasal dari beban menara itu sendiri, beban drill string, casing string, tegangan dari fast line, beban karena tegangan deadline serta beban dari blok-blok. Sedangkan beban horizontal berasal dari tiupan angin yang mana hal ini sangat terasa mempengaruhi beban sistem pengangkatan pada pemboran di lepas pantai (off shore).
Sistem pengangkatan terdiri dari dua sub komponen, yaitu:
1. Struktur penyangga (supporting structure)
2. Peralatan pengangkatan (hoisting equipment)
2. STRUKTUR PENYANGGA
Struktur penyangga (rig), adalah suatu kerangka sebagai platform yang berfungsi sebagai penyangga peralatan pemboran. Kerangka ini diletakkan di atas titik bor. Fungsi utamanya untuk trip, serta untuk menahan beban yang terjadi akibat peralatan bor itu sendiri maupun beban dari luar.
Stuktur penyangga terdiri dari :
• Substructure,
• Lantai bor (rig floor), dan
• Menara pemboran (drilling tower).
Untuk menara pemboran, ada dua tipe menara :
• Type standart (derrick), dan
• Type portable (Mast).
Sistem pengangkatan dalam pemboran memegang peranan yang sangat penting, mengingat bahwa sistem pengangkatan ini adalah sistem yang mendapat beban, baik beban vertikal maupun horizontal.
Beban vertikal yang dialami berasal dari beban menara itu sendiri, beban drill string, casing string, tegangan dari fast line, beban karena tegangan deadline serta beban dari blok-blok. Sedangkan beban horizontal berasal dari tiupan angin yang mana hal ini sangat terasa mempengaruhi beban sistem pengangkatan pada pemboran di lepas pantai (off shore).
Sistem pengangkatan terdiri dari dua sub komponen, yaitu:
1. Struktur penyangga (supporting structure)
2. Peralatan pengangkatan (hoisting equipment)
2. STRUKTUR PENYANGGA
Struktur penyangga (rig), adalah suatu kerangka sebagai platform yang berfungsi sebagai penyangga peralatan pemboran. Kerangka ini diletakkan di atas titik bor. Fungsi utamanya untuk trip, serta untuk menahan beban yang terjadi akibat peralatan bor itu sendiri maupun beban dari luar.
Stuktur penyangga terdiri dari :
• Substructure,
• Lantai bor (rig floor), dan
• Menara pemboran (drilling tower).
Untuk menara pemboran, ada dua tipe menara :
• Type standart (derrick), dan
• Type portable (Mast).
Mekanika Batuan Formasi
Mekanika Batuan merupakan ilmu pengetahuan yang secara teori maupun pada prakteknya membahas tentang perilaku mekanis batuan termasuk di dalamnya membahas tentang berbagai metoda perancangan perilaku batuan yang sesuai dengan disiplin ilmu teknik yang diperlukan.
Sebagian besar batuan diklasifikasikan sebagai material rapuh (brittle) yakni material yang dapat hancur bila diberi suatu beban yang melebihi daya tahan material tersebut. Penghancuran suatu batuan tidak melalui tahap aliran plastis (plastic flow) seperti halnya pada material ductile. Dengan kata lain, dengan pemberian suatu gaya, maka batuan akan berubah bentuk secara elastis dan kemudian akan hancur tanpa melalui perubahan bentuk secara plastis (plastic flow).
Sifat batuan yang cukup penting adalah hubungan kerapuhan relatif batuan terhadap tegangan (tension). Dalam kenyataannya, kuat tekan (compressive strength) batuan dapat menjadi dua kali lipat dari kuat tarik (tensile strength) batuan tersebut. Sifat batuan seperti ini akan sangat berguna untuk pelaksanaan perekahan hidrolik. Pada dasarnya perekahan hidrolik meliputi kekeuatan penghancuran dinding lubang bor yakni kemampuan menghancurkan dinding batuan reservoir.
2. Asumsi
Penyelesaian terhadap masalah mekanika batuan di sini akan menggunakan model penyelesaian secara matematis. Seperti halnya semua ilmu keteknikan, penyelesaian terhadap masalah-masalah yang ada akan menggunakan beberapa asumsi. Dalam mekanika batuan, suatu batuan dapat diasumsikan sebagai suatu material yang bersifat elastis, seragam (homogen), dan isotropis.
Sebagian besar batuan diklasifikasikan sebagai material rapuh (brittle) yakni material yang dapat hancur bila diberi suatu beban yang melebihi daya tahan material tersebut. Penghancuran suatu batuan tidak melalui tahap aliran plastis (plastic flow) seperti halnya pada material ductile. Dengan kata lain, dengan pemberian suatu gaya, maka batuan akan berubah bentuk secara elastis dan kemudian akan hancur tanpa melalui perubahan bentuk secara plastis (plastic flow).
Sifat batuan yang cukup penting adalah hubungan kerapuhan relatif batuan terhadap tegangan (tension). Dalam kenyataannya, kuat tekan (compressive strength) batuan dapat menjadi dua kali lipat dari kuat tarik (tensile strength) batuan tersebut. Sifat batuan seperti ini akan sangat berguna untuk pelaksanaan perekahan hidrolik. Pada dasarnya perekahan hidrolik meliputi kekeuatan penghancuran dinding lubang bor yakni kemampuan menghancurkan dinding batuan reservoir.
2. Asumsi
Penyelesaian terhadap masalah mekanika batuan di sini akan menggunakan model penyelesaian secara matematis. Seperti halnya semua ilmu keteknikan, penyelesaian terhadap masalah-masalah yang ada akan menggunakan beberapa asumsi. Dalam mekanika batuan, suatu batuan dapat diasumsikan sebagai suatu material yang bersifat elastis, seragam (homogen), dan isotropis.
Mekanika Batuan Formasi
Mekanika Batuan merupakan ilmu pengetahuan yang secara teori maupun pada prakteknya membahas tentang perilaku mekanis batuan termasuk di dalamnya membahas tentang berbagai metoda perancangan perilaku batuan yang sesuai dengan disiplin ilmu teknik yang diperlukan.
Sebagian besar batuan diklasifikasikan sebagai material rapuh (brittle) yakni material yang dapat hancur bila diberi suatu beban yang melebihi daya tahan material tersebut. Penghancuran suatu batuan tidak melalui tahap aliran plastis (plastic flow) seperti halnya pada material ductile. Dengan kata lain, dengan pemberian suatu gaya, maka batuan akan berubah bentuk secara elastis dan kemudian akan hancur tanpa melalui perubahan bentuk secara plastis (plastic flow).
Sifat batuan yang cukup penting adalah hubungan kerapuhan relatif batuan terhadap tegangan (tension). Dalam kenyataannya, kuat tekan (compressive strength) batuan dapat menjadi dua kali lipat dari kuat tarik (tensile strength) batuan tersebut. Sifat batuan seperti ini akan sangat berguna untuk pelaksanaan perekahan hidrolik. Pada dasarnya perekahan hidrolik meliputi kekeuatan penghancuran dinding lubang bor yakni kemampuan menghancurkan dinding batuan reservoir.
2. Asumsi
Penyelesaian terhadap masalah mekanika batuan di sini akan menggunakan model penyelesaian secara matematis. Seperti halnya semua ilmu keteknikan, penyelesaian terhadap masalah-masalah yang ada akan menggunakan beberapa asumsi. Dalam mekanika batuan, suatu batuan dapat diasumsikan sebagai suatu material yang bersifat elastis, seragam (homogen), dan isotropis.
Sebagian besar batuan diklasifikasikan sebagai material rapuh (brittle) yakni material yang dapat hancur bila diberi suatu beban yang melebihi daya tahan material tersebut. Penghancuran suatu batuan tidak melalui tahap aliran plastis (plastic flow) seperti halnya pada material ductile. Dengan kata lain, dengan pemberian suatu gaya, maka batuan akan berubah bentuk secara elastis dan kemudian akan hancur tanpa melalui perubahan bentuk secara plastis (plastic flow).
Sifat batuan yang cukup penting adalah hubungan kerapuhan relatif batuan terhadap tegangan (tension). Dalam kenyataannya, kuat tekan (compressive strength) batuan dapat menjadi dua kali lipat dari kuat tarik (tensile strength) batuan tersebut. Sifat batuan seperti ini akan sangat berguna untuk pelaksanaan perekahan hidrolik. Pada dasarnya perekahan hidrolik meliputi kekeuatan penghancuran dinding lubang bor yakni kemampuan menghancurkan dinding batuan reservoir.
2. Asumsi
Penyelesaian terhadap masalah mekanika batuan di sini akan menggunakan model penyelesaian secara matematis. Seperti halnya semua ilmu keteknikan, penyelesaian terhadap masalah-masalah yang ada akan menggunakan beberapa asumsi. Dalam mekanika batuan, suatu batuan dapat diasumsikan sebagai suatu material yang bersifat elastis, seragam (homogen), dan isotropis.
Fungsi Lumpur Pemboran
1. Mengangkat cutting dari dalam lubang bor dan mengendapkannya ketika dipermukaan. Cutting/kotoran harus diangkat dan dibersihkan dari dasar lubang bor agar mata bor beserta rangkaiannya tidak terjepit akibat penumpukan cutting di dalam lubang. Kemudian cutting tersebut akan diendapkan di settling sump atau bak pengendapan Lumpur yang ada (dibuat) di permukaan tanah.
2. Mendinginkan mata bor/bit. Salah satu effect dari putaran dan tekanan yang dialami mata bor adalah terjadinya panas. Jika tidak ada pendingin, maka mata bor akan terbakar.
3. Meminimalkan gesekan antara pipa bor dengan dinding lubang bor. Lumpur pemboran mengisi lubang annulus, yaitu ruangan antara rangkaian pipa bor dengan dinding lubang. Jadi lumpur akan berfungsi sebagai lubrikasi atau pelumas sehingga mengurangi gesekan antara pipa dengan dinding lubang bor.
4. Menahan dinding lubang bor agar tidak runtuh. Agar dinding lubang bor tidak runtuh maka tekanan lubang bor harus lebih besar dari pada tekanan formasi. Jika tekanan dari formasi lebih besar dari tekanan lubang bor, maka dinding lubang bor akan runtuh (collapse). Lumpur pemboran akan menjaga agar tekanan lubang bor lebih besar dari tekanan formasi.
5. Sebagai media informasi. Dari sirkulasi & cutting yang keluar, kita bisa mengetahui formasi batuan yang dibor.
6. Menahan cutting agar tidak mengendap ke dasar lubang bor ketika sirkulasi berhenti. Pada saat sirkulasi berhenti, misalnya saat mengambil inner tube atau menyambung pipa maka Lumpur pemboran akan menahan/menghambat pengendapan kembali kotoran/cutting ke dasar lubang bor. Kecepatan pengendapan cutting ini tergantung dari kekentalan lumpur pemboran, berat jenis cutting dan besar butir cutting tersebut.
2. Mendinginkan mata bor/bit. Salah satu effect dari putaran dan tekanan yang dialami mata bor adalah terjadinya panas. Jika tidak ada pendingin, maka mata bor akan terbakar.
3. Meminimalkan gesekan antara pipa bor dengan dinding lubang bor. Lumpur pemboran mengisi lubang annulus, yaitu ruangan antara rangkaian pipa bor dengan dinding lubang. Jadi lumpur akan berfungsi sebagai lubrikasi atau pelumas sehingga mengurangi gesekan antara pipa dengan dinding lubang bor.
4. Menahan dinding lubang bor agar tidak runtuh. Agar dinding lubang bor tidak runtuh maka tekanan lubang bor harus lebih besar dari pada tekanan formasi. Jika tekanan dari formasi lebih besar dari tekanan lubang bor, maka dinding lubang bor akan runtuh (collapse). Lumpur pemboran akan menjaga agar tekanan lubang bor lebih besar dari tekanan formasi.
5. Sebagai media informasi. Dari sirkulasi & cutting yang keluar, kita bisa mengetahui formasi batuan yang dibor.
6. Menahan cutting agar tidak mengendap ke dasar lubang bor ketika sirkulasi berhenti. Pada saat sirkulasi berhenti, misalnya saat mengambil inner tube atau menyambung pipa maka Lumpur pemboran akan menahan/menghambat pengendapan kembali kotoran/cutting ke dasar lubang bor. Kecepatan pengendapan cutting ini tergantung dari kekentalan lumpur pemboran, berat jenis cutting dan besar butir cutting tersebut.
Langganan:
Postingan (Atom)
.jpg)