Simple Pinch Analysis on Crude Preheat Train

Aplikasi Heat Exchanger Network (HEN) design di refinery (kilang minyak bumi) dlm kerangka Pinch Analysis (PA) dan Heat Integration.

Di proses pengilangan minyak bumi atau refinery, contoh sederhana aplikasi Pinch Analysis (PA) dan Heat Integration dpt dilihat di bagian Crude Oil Preheat Train (CPT). CPT ini merupakan rangkaian heat exchanger yg dimulai dr tangki crude oil, bbrp preheat exchanger, desalter, bbrp preheat exchanger lg, kemudian furnace, dan terakhir column distillation unit (CDU). Tujuannya adalah utk menaikkan temperature crude oil sampai ke kondisi input column distillation unit. Biasanya, stream2 yg digunakan utk ini adalah outlet streams dr column distillation unit, baik itu outlet streams ke downstream processing units ataupun pump around streams. Gbr sederhananya sbb:

Crude oil dipanaskan oleh stream2 yg berasal dr CDU spt pd gambar. Data yg diambil berupa temperature masuk dan temperature keluar setiap HE, laju alir hot stream dan cold stream, dan luas kontak area. Data lain spt duty msg2 HE atau heat capacity msg2 stream dpt diprediksi dr pengukuran di lapangan, simulasi, atau pun data design. Utk kasus sederhana ini, dan berhubung krn data2nya sgt dirahasiakan, hasil PA lgsg ditampilkan sbb:

Jika hasil PA ini dijadikan dasar utk menggambar existing HEN utk CPT ini, maka gbr di bawah ini adalah hasilnya:

Total kebutuhan energi di furnace sekitar 35 MW, sedangkan kebutuhan utk cooling sekitar 5.5MW. Jika dilihat dr posisi HE di existing HEN terhadap pinch pointnya, terlihat HE-4 dan HE-6 melanggar aturan ketiga dr HEN design (lihat sini). Aturan ini menyatakan bahwa tidak boleh ada heat exchange dr daerah above pinch ke daerah below pinch. Akibatnya, ada energi tambahan yg diperlukan utk memanaskan crude oil stream dan mendinginkan stream2 dr CDU.

Analisis pinch menunjukkan bahwa ada total sekitar 1.4 MW energi yg across pinch. Akibatnya, hot stream dan cold stream, mesti didinginkan dan dipanaskan masing2 sebesar 1.4 MW. Totalnya berarti 2.8 MW lbh besar dr target idealnya. Salah satu alternatif revamping dr CPT ini dpt dilihat di gbr berikut:

HE-6 digeser ke daerah above pinch yg seharusnya gak jd masalah krn ∆T-nya msh sama. Kemudian, HE-4 digeser ke below pinch dan kekurangan energi utk memanaskan crude sblm desalter diambil dr stream Diesel. Untuk ini diperlukan satu tambahan HE lg. Kedua modifikasi ini menurunkan duty di CW2 dan Furnace. Setelah ini dipastikan akan ada diskusi panjang mengenai pentingnya penambahan satu HE utk mengurangi penggunaan energi sebesar 2.8MW🙂

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

%d bloggers like this: