Tujuan Pembelajaran Saat kuselesaikan bab ini kuingin dapat
Tujuan Pembelajaran Saat kuselesaikan bab ini, kuingin dapat melakukan hal-hal berikut. • Mengenal contoh-contoh dari tujuh (7) obyektif pengendalian pada proses kimia • Menghitung indikator dari variabilitas pada variable proses • Dapat menghitung dampak ekonomi dari variabilitas 2 CHS 31024 Edisi 8 Nop '06
Kerangka Kuliah • Tujuh (7) Obyektif Pengendalian 1. Kesalamatan (safety) 2. Proteksi lingkungan 3. Proteksi peralatan 4. Operasi yang lancar 5. Kualitas produk 6. Profit 7. Memonitor dan mendiagnosis • Ukuran variabilitas • Dampak ekonomi dari variabilitas • Workshop 3 CHS 31024 Edisi 8 Nop '06
CONTOH PROSES: FLASH SEPARATION Mari kita diskusikan proses ini T 6 Feed Methane Ethane (LK) Propane Butane Pentane T 1 P 1000 k. Pa T 5 T 2 T 298 K F 1 F 2 Process fluid 4 Vapor product F 4 T 3 L 1 F 3 Steam A 1 L. Key Liquid product CHS 31024 Edisi 8 Nop '06
Tujuh Obyektif Pengendalian Beri contoh 1. Kesalamatan (safety) 2. Proteksi lingkungan 3. Proteksi peralatan 4. Operasi yang lancar 5. Kualitas produk 6. Profit 7. Memonitor dan mendiagnosis 5 CHS 31024 Edisi 8 Nop '06
Tujuh Obyektif Pengendalian 1. Kesalamatan (safety) 2. Proteksi lingkungan Tekanan tinggi di dalam drum adalah bahaya 3. Proteksi peralatan 4. Operasi yang lancar 5. Kualitas produk 6. Profit 7. Memonitor dan mendiagnosis 6 CHS 31024 Edisi 8 Nop '06
Tujuh Obyektif Pengendalian 1. Kesalamatan (safety) Beri contoh 2. Proteksi lingkungan 3. Proteksi peralatan 4. Operasi yang lancar 5. Kualitas produk 6. Profit 7. Memonitor dan mendiagnosis 7 CHS 31024 Edisi 8 Nop '06
Tujuh Obyektif Pengendalian To flare 1. Kesalamatan (safety) 2. Proteksi lingkungan Tidak pernah melepas hidrokarbon ke atmosfir 3. Proteksi peralatan 4. Operasi yang lancar 5. Kualitas produk 6. Profit 7. Memonitor dan mendiagnosis 8 CHS 31024 Edisi 8 Nop '06
Tujuh Obyektif Pengendalian 1. Kesalamatan (safety) Beri contoh 2. Proteksi lingkungan 3. Proteksi peralatan 4. Operasi yang lancar 5. Kualitas produk 6. Profit 7. Memonitor dan mendiagnosis 9 CHS 31024 Edisi 8 Nop '06
Tujuh Obyektif Pengendalian 1. Kesalamatan (safety) 2. Proteksi lingkungan Tidak ada aliran yang dapat merusak pompa 3. Proteksi peralatan 4. Operasi yang lancar 5. Kualitas produk 6. Profit 7. Memonitor dan mendiagnosis 10 CHS 31024 Edisi 8 Nop '06
Tujuh Obyektif Pengendalian 1. Kesalamatan (safety) Beri contohnya 2. Proteksi lingkungan 3. Proteksi peralatan 4. Operasi yang lancar 5. Kualitas produk 6. Profit 7. Memonitor dan mendiagnosis 11 CHS 31024 Edisi 8 Nop '06
Tujuh Obyektif Pengendalian 1. Kesalamatan (safety) 2. Proteksi lingkungan Selalu menjaga kelancaran laju produksi 3. Proteksi peralatan 4. Operasi yang lancar 5. Kualitas produk 6. Profit 7. Memonitor dan mendiagnosis 12 CHS 31024 Edisi 8 Nop '06
Tujuh Obyektif Pengendalian 1. Kesalamatan (safety) Beri contoh 2. Proteksi lingkungan 3. Proteksi peralatan 4. Operasi yang lancar 5. Kualitas produk 6. Profit 7. Memonitor dan mendiagnosis 13 CHS 31024 Edisi 8 Nop '06
Tujuh Obyektif Pengendalian 1. Kesalamatan (safety) Mencapai L. Key dengan menyesuaikan pemanasan 2. Proteksi lingkungan 3. Proteksi peralatan 4. Operasi yang lancar 5. Kualitas produk 6. Profit 7. Memonitor dan mendiagnosis 14 CHS 31024 Edisi 8 Nop '06
Tujuh Obyektif Pengendalian 1. Kesalamatan (safety) Beri contoh 2. Proteksi lingkungan 3. Proteksi peralatan 4. Operasi yang lancar 5. Kualitas produk 6. Profit 7. Memonitor dan mendiagnosis 15 CHS 31024 Edisi 8 Nop '06
Tujuh Obyektif Pengendalian 1. Kesalamatan (safety) 2. Proteksi lingkungan Gunakan pemanasan semurah mungkin 3. Proteksi peralatan 4. Operasi yang lancar 5. Kualitas produk 6. Profit 7. Memonitor dan mendiagnosis 16 CHS 31024 Edisi 8 Nop '06
Tujuh Obyektif Pengendalian 1. Kesalamatan (safety) Beri contoh 2. Proteksi lingkungan 3. Proteksi peralatan 4. Operasi yang lancar 5. Kualitas produk 6. Profit 7. Memonitor dan mendiagnosis 17 CHS 31024 Edisi 8 Nop '06
Tujuh Obyektif Pengendalian 1. Kesalamatan (safety) 2. Proteksi lingkungan Hitung dan plot parameter kunci, misal, UA. 3. Proteksi peralatan 4. Operasi yang lancar 5. Kualitas produk 6. Profit 7. Memonitor dan mendiagnosis UA 18 CHS 31024 Edisiwaktu 8 Nop '06
Tujuh Obyektif Pengendalian Ketujuh-tujuhnya harus dicapai. Gagal untuk melakukan yang demikian akan berakibat operasi yang tidak menguntungkan atau lebih buruk lagi, tidak selamat. 1. Kesalamatan (safety) 2. Proteksi lingkungan 3. Proteksi peralatan 4. Operasi yang lancar 5. Kualitas produk T 6 P 1 6. Profit Vapor product 7. Memonitor dan mendiagnosis T 1 T 2 F 1 T 4 T 5 Feed F 2 19 Process fluid T 3 L 1 F 3 Steam Liquid product L. Key. CHS 31024 Edisi 8 Nop '06 A 1
Sistem Pemanasan Rumah Identifikasi fitur-fitur yang seharusnya dimasukkan dalam sistem pengendalian untuk mencapai ketujuh obyektif pengendalian: a. Safety b. Environmental Protection c. Equipment Protection d. Smooth Operation e. Product Quality f. Profit g. Monitoring 20 CHS 31024 Edisi 8 Nop '06
7 Obyektif: Sistem Pemanasan Rumah 1. Kesalamatan (safety) 2. Proteksi lingkungan 3. Proteksi peralatan 4. Operasi yang lancar 5. Kualitas produk 6. Profit 7. Memonitor dan mendiagnosis 21 Ada beberapa aspek yang akan dibutuhkan untuk memastikan operai yang aman: Furnace akan memerlukan flame detector, yang akan mematikan gas bila nyalanya berlebihan. Sistem air akan memiliki sebuah flow meter untuk menjamin sirkulasi air dingin; kalau tidak ada, furnace bisa overheat. Ruangan seharusnya memiliki detektor asap dan karbon dioksida jika terjadi salah fungsi CHS 31024 Edisi 8 Nop '06
7 Obyektif: Sistem Pemanasan Rumah 1. Kesalamatan (safety) 2. Proteksi lingkungan 3. Proteksi peralatan 4. Operasi yang lancar 5. Kualitas produk 6. Profit 7. Memonitor dan mendiagnosis 22 Untuk melindungi lingkungan, furnace bisa dioperasikan pada kondisi yang pas sehingga menghindari produksi NOx (suhu nyala rendah). Juga, penggunanaan fuel bisa diminimisasi, sehingga mereduksi produksi GHG CHS 31024 Edisi 8 Nop '06
7 Obyektif: Sistem Pemanasan Rumah 1. Kesalamatan (safety) 2. Proteksi lingkungan 3. Proteksi peralatan 4. Operasi yang lancar 5. Kualitas produk 6. Profit 7. Memonitor dan mendiagnosis 23 Untuk melindungi peralatan, sistem memerlukan: Sebuah flow meter untuk menjamin sirkulasi air. Jika aliran ini berhenti, pembakaran akan berhenti untuk melindungi furnace dari overheating CHS 31024 Edisi 8 Nop '06
7 Obyektif: Sistem Pemanasan Rumah 1. Kesalamatan (safety) 2. Proteksi lingkungan 3. Proteksi peralatan 4. Operasi yang lancar 5. Kualitas produk 6. Profit 7. Memonitor dan mendiagnosis 24 Sebuah daerah mati (dead band) akan diterapkan untuk membantu operasi yang lancar. Dead band ini memerlukan perubahan suhu yang cukup sebelum status furnace berubah (on/off). Ini akan mencegah terlalu seringnya switch disebabkan oleh perubahan suhu yang sangat kecil dalam ruangan CHS 31024 Edisi 8 Nop '06
7 Obyektif: Sistem Pemanasan Rumah 1. Kesalamatan (safety) 2. Proteksi lingkungan 3. Proteksi peralatan 4. Operasi yang lancar 5. Kualitas produk 6. Profit 7. Memonitor dan mendiagnosis 25 Sasaran sistem pemanasan rumah adalah menjaga suhu ruang dalam daerah suhu yang menyenangkan. Suhu rata-rata seharusnya berada pada suhu yang diinginkan dead band seharusnya cukup kecil sedemikian rupa sehingga berada pada daerah suhu yang menyenangkan CHS 31024 Edisi 8 Nop '06
7 Obyektif: Sistem Pemanasan Rumah 1. Kesalamatan (safety) 2. Proteksi lingkungan 3. Proteksi peralatan 4. Operasi yang lancar 5. Kualitas produk 6. Profit 7. Memonitor dan mendiagnosis 26 Agar bisa memaksimalkan profit (dalam kasus ini, meminimisasi pengeluaran), konsumsi fuel perlu diminimisasi pada set point suhu yang diberikan. Untuk mencapai ini, peralatan untuk mengatur udara berlebih perlu dipasang, karena pemanasan dengan udara ekstra (tidak digunakan untuk pembakaran) cenderung ineffisiensi. Hati-hati, terlalu sedikit udara bisa berbahaya! CHS 31024 Edisi 8 Nop '06
7 Obyektif: Sistem Pemanasan Rumah 1. Kesalamatan (safety) 2. Proteksi lingkungan 3. Proteksi peralatan 4. Operasi yang lancar 5. Kualitas produk 6. Profit 7. Memonitor dan mendiagnosis 27 Untuk memonitor kinerja sistem, sangat berguna untuk membandingkan konsumsi fuel per derajat hari. Beberapa peralatan ukur akan dibutuhkan untuk mengumpulkan data yang diperlukan. Kenaikan yang signifikan pada harga ini akan mengindikasikan kehilangan efisiensi. Kita akan menggabungkan data untuk menentukan akar penyebabnya CHS 31024 Edisi 8 Nop '06
Menentukan Kondisi Operasi Pabrik Daerah operasi yang mungkin harus didefinisikan Prinsip fisika: semua konsentrasi 0 Keselamatan, proteksi lingkungan dan peralatan Kapasitas peralatan: aliran maksimum Kualitas produk Operating window (feasible operating region): daerah yang memuaskan semua batasan (operasi) Soft constraint: pelanggaran sedikit batasan kualitas produk rendah mengurangi umur peralatan diijinkan tapi dihindari Hard constraint: pelanggaran batas kritis bisa merusak peralatan tidak diijinkan dalam kondisi apapun 28 CHS 31024 Edisi 8 Nop '06
Menentukan Kondisi Operasi Pabrik Suhu dioperasikan sangat dekat (tanpa melebihi) batasan maksimum Suhu reaktor: minimum: tidak ada reaksi maksimum: kerusakan logam, banyak sekali reaksi samping 29 CHS 31024 Edisi 8 Nop '06
Menentukan Kondisi Operasi Pabrik Rasio bahan bakar dan udara sedikit sekali udara: Penting sekali untuk mengendalikan udara berlebih. Defisiensi oksigen akan berakibat kondisi yang berbahaya. Bahan bakar yang tidak bereaksi berada di ruang bakar, kalau bertemu udara lain akibatnya bisa meledak. sedikit bahan bakar yang dibakar -DIBUANG udara berlebihan: mengurangi suhu nyala -- mengurangi PERPINDAHAN PANAS 30 CHS 31024 Edisi 8 Nop '06
Menentukan Kondisi Operasi Pabrik Memperluas analisis lebih dari satu dimensi, misal: suhu dan aliran produk Operasi terbaik: maksimum suhu dan aliran (bagian pojok kanan atas) GANGGUAN Secara pasti ini tidak bisa dicapai, karena …? ? ? Lingkaran kecil menunjukkan variasi yang kecil pada kedua OPERASI TERBAIK variabel: 31 CHS 31024 Edisi 8 Nop '06
Manfaat Pengendalian Proses Saat kita mengendalikan sebuah proses, kita mengurangi variabilitas dari variabel-variabel kunci untuk mencapai tujuh obyektifnya. Tanpa feedback control Komposisi (% H. Key) 6 outlet concentration 5 4 3 2 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 time (min) 51 Reflux valve position (% open) 50. 5 50 49. 5 49 0 50 100 150 200 250 time (min) 32 CHS 31024 Edisi 8 Nop '06
Manfaat Pengendalian Proses Saat kita mengendalikan sebuah proses, kita mengurangi variabilitas dari variabel-variabel kunci untuk mencapai tujuh obyektifnya. Lihat skalanya! Komposisi (% H. Key) 3. 5 outlet concentration Dengan feedback control 3 2. 5 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 time (min) 100 Reflux valve position (% open) 80 60 40 20 0 50 100 150 200 250 time (min) Variabilitas dipindahkan dari controlled variable ke manipulated variable! 33 CHS 31024 Edisi 8 Nop '06
Manfaat Pengendalian Proses Saat kita mengendalikan sebuah proses, kita mengurangi variabilitas dari variabel-variabel kunci untuk mencapai tujuh obyektifnya. Statistik apa yang dapat kita hitung dari data ini? 34 Bagaimana kita menghubungkan variabilitas dengan kinerja proses? CHS 31024 Edisi 8 Nop '06
Manfaat Pengendalian Proses Kinerja proses = efisiensi, yield, laju produksi, dsb. Itu mengukur kinerja untuk mencapai obyektif pengendalian. Hitung kinerja proses menggunakan distribusi, bukan harga rata-rata dari variabel kunci! 35 CHS 31024 Edisi 8 Nop '06
Contoh Manfaat mengurangi variabilitas pada reaktor kimia A Sasaran: Memakasimalkan konversi etana umpan tapi tidak melebihi 864 o. C Mana operasi, A or B, yang lebih baik dan jelaskan kenapa. 36 B CHS 31024 Edisi 8 Nop '06
Contoh Manfaat mengurangi variabilitas pada reaktor kimia A Sasaran: Memakasimalkan konversi etana umpan tapi tidak melebihi 864 o. C Mana operasi, A or B, yang lebih baik dan jelaskan kenapa. 37 B CHS 31024 Edisi 8 Nop '06
Vent Cooling Water g h e f Feed a b Overhead Product Steam d c Bottom Product CHS 31024 Edisi 8 Nop '06 38
Tugas 1: Dikumpulkan: Tugas: Memotret peralatan pengendalian (sensor/transmitter, controller, control valve) dan proses pada peralatan PRESSURE CONTROL di Lab. POT Membuat sketsa peralatan PRESSURE CONTROL di Lab. POT Menjelaskan alur proses pengendalian pada peralatan tersebut 39 CHS 31024 Edisi 8 Nop '06
BAB 2: SASARAN DAN MANFAAT - WORKSHOP 1 Menentukan satu contoh untuk setiap bagian dari tujuh kategori obyektif pengendalian Flue gas Umpan mengalir melalui pipa dan dipanaskan dengan pembakaran bahan bakar feed product udara 40 fuel CHS 31024 Edisi 8 Nop '06
BAB 2: SASARAN DAN MANFAAT - WORKSHOP 2 Dua contoh proses menunjukkan manfaat mengurangi variabilitas, fired heater reactor dan boiler. Diskusikan beda antara dua contoh itu. Dapatkah anda memikirkan contoh lain yang menunjukkan setiap prinsip tersebut? Squeeze down the variability 41 CHS 31024 Edisi 8 Nop '06
BAB 2: SASARAN DAN MANFAAT - WORKSHOP 3 Pada dua contoh flash drum dan fired heater, pengukuran suhu sangat penting. Gambarkan beberapa metode untuk mengukur suhu dan rekomendasikan yang sangat cocok untuk contoh flash drum. How hot is it? 42 CHS 31024 Edisi 8 Nop '06
BAB 2: SASARAN DAN MANFAAT PENGENDALIAN Saat saya menyelesaikan bab ini, saya ingin dapat melakukan hal-hal berikut. • Mengenal contoh-contoh dari tujuh (7) obyektif pengendalian pada proses-proses kimia • Menghitung indikator dari variabilitas pada variable proses • Dapat menghitung dampak ekonomi dari variabilitas Banyak perbaikan, tapi kita perlu beberapa studi lagi! • Baca textbook • Tinjau catatannya, khususnya tujuan pembelajaran dan workshop • Uji coba nasihat-nasihat belajar mandiri • Alaminya, kita seharusnya punya tugas (assignment)! 43 CHS 31024 Edisi 8 Nop '06
BAB 2: SUMBER PEMBELAJARAN • Home page - Instrumentation Notes - Interactive Learning Module (Bab 2) - Tutorials (Bab 1/2) 44 CHS 31024 Edisi 8 Nop '06
BAB 2: NASIHAT UNTUK BELAJAR MANDIRI 45 1. Diskusikan pentingnya konsistensi kualitas dalam keputusan anda untuk memesan makanan, pakaian, dsb. 2. Gambar P&I dari proses distilasi diberikan di buku Woods, D. Process Design and Engineering Practice, Prentice-Hall, 1995 (page 2 -65). Tentukan sedikitnya satu contoh setiap obyektif untuk proses ini. Evaluasi disain kontrol yang diberikan, apa itu mencapai obyektif anda? 3. Tenukan contoh-contoh proses dalan buku ajar sebelumnya dan tentukan keuntungan untuk masing-masing variabilitas yang dikurangi. Dapatkah anda menyediakan harga kuantitatif untuk manfaat ekonominya? CHS 31024 Edisi 8 Nop '06
- Slides: 45