SEPARATOR DAN MACAM MACAM SEPARATOR

2.1.   Definisi Separator

   Separator adalah tabung bertekanan yang digunakan untuk memisahkan fluida sumur menjadi air dan gas (tiga fasa) atau cairan dan gas (dua fasa), dimana pemisahannya dapat dilakukan dengan beberapa cara yaitu :

a.    Prinsip penurunan tekanan.

b.    Gravity setlink

c.    Turbulensi aliran atau perubahan arah aliran

d.    Pemecahan atau tumbukan fluida

Untuk mendapaktkan effisiensi kerja yang stabil dengan kondisi yang bervariasi, gas liquid separator harus mempunyai komponen pemisah sebagai berikut :

1.    Bagian pemisah pertama, berfungsi untuk memisahkan cairan dari aliran fluida yang masuk dengan cepat berupa tetes minyak dengan ukuran besar.

2.    Bagian pengumpul cairan, berfungsi untuk memisahkan tetes cairan kecil dengan prinsip gravity setlink.

3.    Bagian pemisah kedua, berfungsi untuk memisahkan tetes cairan kecil dengan prinsip gravity settlink.

4.    Mist extraktor, berfungsi untuk memisahkan tetes cairan berukuran sangat kecil (kabut).

5.    Peralatan kontrol, berfungsi untuk mengontrol kerja separator terutama pada kondisi over pressure.

Didalam block station, disamping terdapat separator pemisah gabungan terdapat juga separator uji yang berfungsi untuk melakukan pengujian (test) produksi suatu sumur dan dari separator uji ini laju produksi sumur (Qo,Qw,danQg) bias didapat dimana Qo dan Qw diperoleh dari barel meter sedangkan Qg diperoleh dari pencatatan orifice flow meter (orifice plate ) atau dari alat pencatat aliran gas lainnya.

Disamping itu ditinjau dari tekanan kerjanyapun separator dapat dibagi tiga, yaitu separator tekanan tinggi (750 – 1500 psi), tekanan sedang (230 – 700 psi), tekanan rendah (10 – 225).

2.2.   Jenis Separator

Dalam industri perminyakan dikenal beberapa jenis separator berdasarkan bentuk, posisinya dan fungsinya.

2.2.1.    Jenis separator berdasarkan bentuk dan posisinya.

 a.   Separator tegak/vertikal.

Biasanya digunakan untuk memisahkan fluida produksi yang mempunyai GLR rendah dan/atau kadar padatan tinggi, separator ini sudah dibersihkan serta mempunyal kapasitas cairan dan gas yang besar.

          b. Separator datar /horisontal

Sangat baik untuk memisahkan fluida produksi yang mempunyai GLR tinggi dan cairan berbusa. Separator ini dibedakan menjadi dua jenis, yaitu single tube horizontal seprator dan double tube horizontal separator. Karena bentuknya yang panjang, separator ini banyak memakan tempat dan sulit dibersihkan, namun demikian kebanyakan fasilitas pemisahan dilepas pantai menggunakan separator ini dan untuk fluida produksi yang banyak mengandung pasir, separator ini tidak menguntungkan.

           c. Separator bulat /spherical.

Separator jenis ini mempunyai kapasitas gas dan surge terbatas sehingga umumnya digunakan untuk memisahkan fluida produksi dengan GLR kecil sampai sedang namun separator ini dapat bekerja pada tekanan tinggi. Terdapat dua tipe separator bulat yaitu tipe untuk pemisahan dua fasa dan tipe untuk pemisahan tiga fasa.

2.2.2.    Berdasarkan fasa hasil pemisahanya jenis separator dibagi dua, yaitu:

a. Separator dua fasa, memisahkan fluida dormasi menjadi cairan dan gas, gas keluar dari atas sedangkan cairan keluar dari bawah.

b. Separator tiga fasa, memisahkan fluida formasi menjadi minyak, air dan gas. Gas keluar dari bagian atas, minyak dari tengah dan air  dari bawah.

2.2.3.   Kelebihan dan kekurangan dari masing-masing separator :

a. Separator Vertikal

     kelebihannya :

·         Pengontrolan level cairan tidak terlalu rumit

·         Dapat menanggung pasir dalam jumlah yang besar

·         Mudah dibersihkan

·         Sedikit sekali kecenderungan akan penguapan kembali dari  cairan

·         Mempunyai surge cairan yang besar

Kekurangannya :

·         Lebih mahal

·         Bagian-bagiannya lebih sukar dikapalkan (pengiriman)

·         Membutuhkan diameter yang lebih besar untuk kapasitas gas tertentu

b. Separator Horizontal

Kelebihannya :

·         Lebih murah dari separator vertical

·         Lebih mudah pengiriman bagian-bagiannya

·         Baik untuk minyak berbuih (foaming)

·         Lebih ekonomis dan efisien untuk mengolah volume gas yang lebih besar

·         Lebih luas untuk setting bila terdapat dua fasa cair

Kekurangannya :

·         Pengontrolan level cairan lebih rumit daripada separator vertical

·         Sukar dalam membersihkan Lumpur, pasir, paraffin

·         Diameter lebih kecil untuk kapasitas gas tertentu      

c. Separator Bulat

Kelebihannya :

·         Termurah dari kedua tipe diatas

·         Lebih mudah mengeringkan dan membersihkannya dari pada separator vertical, lebih kompak dari yang lain

    Kekurangannya :

·         Pengontrolan cairan rumit

·         Mempunyai ruang pemisah dan kapasitas surge yang lebihk kecil  

2.2.4.    Jenis separator berdasarkan fungsinya.

Berdasarkan fungsinya atau jenis penggunaannya, separator dapat dibedakan atas: gas scrubber, knock‑out flash‑chamber, expansion vessal, chemical electric dan filter.

a. Gas scrubber.

Jenis ini dirancang untuk memisahkan butir cairan yang masih terikut gas hasil pemisahan tingkat pertama, karenanya alat ini ditempatkan setelah separator, atau sebelum dehydrator, extraction plant atau kompresor untuk mencegah masuknya cairan kedalam alat tersebut.

b. Knock‑out

          Jenis ini dapat dibedakan menjadi dua, yaitu free water knock‑out (FWK0) yang digunakan untuk memisahkan air bebas dari hidrokarbon cair dan total liquid knock‑out (TLKO) yang digunakan untuk memisahkan cairan dari aliran gas bertekanan tinggi ( > 125 psi )

c. Flash chamber.

Alat ini digunakan pada tahap ianjut dari proses pemisahan secara kilat (flash) dari separator. Flash chamber ini digunakan sebagai separator, tingkat kedua dan dirancang untuk bekerja pada tekanan rendah ( > 125 psi )

d. Expansion vessel.

Alat ini digunakan untuk proses pengembangan pada pemisahan bertemperatur rendah yang dirancang untuk menampung gas hidrat yang terbentuk pada proses pendinginan dan mempunyai tekanan kerja antara 100 ‑1300 psi.

e. Chemical electric.

Merupakan jenis separator tingkat lanjut untuk memisahkan air dari cairan hasil separasi tingkat sebelumnya yang dilakukan secara electris (menggunakan prisip anoda katoda) dan umumnya untuk memudahkan pemisahan.

2.2.5.    Oil Skimmer.

Merupakan peralatan pemisah yang direncanakan untuk menyaring tetes‑tetes minyak dalam air yang akan dibuang sebagai hasil proses pemisahan sebelumnya untuk mencegah turbulensi aliran, air yang mengandung tetes minyak dimasukkan melalui pembagi aliran yang berisi batu bara / batu arang tipis‑tipis, sedangkan proses pemisahan berdasarkan sistem gravity setling.

Kapasitas oil skimmer tergantung pada beberapa faktor terutama pada densitas minyak air yang dapat ditentukan berdasarkan hukum intermediate yang berhubungan dengan kecepatan setling dari partikel.

2.2.6.    Gas Dehydrator.

Gas dehydrator adalah alat yang digunakan untuk memisahkan partikel air yang terkandung didalam gas. Peralatan ini merupakan bagian akhir dari pemisahan gas hidrokarbon terutama pada lapangan gas alam.

Ada dua cara pemisahan air dari gas, yaitu dengan

a. Solid desiccant, misainya calsium chloride

b. Liquid desiccant, misainya glycol.

2.2.6.1. Calsium chloride gas dehydrator.

Komponen peralatan ini merupakan kombinasi dari separator tiga tingkat, yaitu gas ‑ liquid absorbtion tower dan solid bad desiccant unit. Pemisahan partikei air dari gas dilakukan dengan cara mengkontakkan aliran gas dengan calsium chloride didalam chemical bad section.

2.2.6.2. Glycol dehydrator.

Liquid desiccant yang sering digunakan adalah trienthylene glycol. Peneyerapan partikel air terjadi karena adanya kontak antara glycol dengan gas yang mengandung air pada tray didalam absorber (kontaktor) proses regenerasi glycol yang mengandung air dilakukan dengan cara pemanasan sehingga air terbebaskan dari glycol.

2.3.        Flash Separator

Flash Separator test adalah separator kecil dilaboratorium yang fungsinya sama dengan separator yang ada dilapangan. Disini akan terjadi pemisahan antara gas, minyak, dan air. Pemisahan ini penting agar secara baik dapat diketahui jumlah serta sifat – sifat gas maupun minyak pada periode tertentu.

Dari analisa ini bisa didapat sifat – sifat maupun maupun komposisi gas dan minyak baik diseparator ataupun di tanki pengumpul. Tekanan dan Temperatur dari alat ini bisa diatur sehingga dimungkinkan untuk mendapatkan kondisi tertentu (P dan T separator) agar memperoleh minyak yang optimum di tanki pengumpul.

Ditinjau dari jenis fluida yang akan di analisa ada 2 macam analisa Flash Separator yaitu :

-       Single stage separator yaitu terdiri dari satu separator dan satu tanki pengumpul.

-       Multi stage separator yaitu terdiri dari lebih dari satu separator dan satu tanki pengumpul.

2.4.        Percobaan di Laboratorium

2.4.1.   Peralatan Kerja

            Untuk keperluan analisa single stage separator dipergunakan peralatan sebagai berikut :

1.    Flash Separator Test yang di lengkapi :

-       Gauge penunjuk tekanan

-       Tabung gelas tempat gas dan minyak dipisahkan dan dilengkapi dengan katup bagian atas dan bawah.

-       Bak pemanas berisi air yang dilengkapi dengan temperatur kontrol untuk memanaskan bagian luar tabung gelas dengan cara dialiri pada temperatur tertentu.

-       Katup (valve) pengatur tekanan, untuk mengatur tekanan didalam tabung gelas.

-       Botol tanki pengumpul, untuk menampung minyak dari separator ke atmosfeer.

-       Skala pmbacaan ketinggian minyak dalam tabung gelas.

-       Thermometer untuk mengetahui temperatur separator dilapangan.

2.    Brooksmeter, untuk menampung dan mengetahui volume gas yang terbebaskan dari minyak.

3.    Hydrometer atau densitometer, untuk mengukur density minyak ditanki pengumpul.

4.    Balon gelas, untuk mengukur berat gas maupun udara.

5.    Alat penimbang berat.

6.    Pompa air raksa.

2.4.2.   Prosedur Kerja

            Proses di mulai dari tekanan yang lebih tinggi.

1.    Panaskan bak pemanas pada flash separator dengan temperatur yang diinginkan. Alirkan untuk memanaskan tabung gelas.

2.    Tutup katup atas dan bawah dari tabung gelas.

3.    Tutup katup pengatur tekanan pada flash separator test.

4.    Hubungkan botol minyak reservoir dengan pompa air raksa, tekan 5000 psig.

5.    Hubungkan bagian atas botol minyak reservoir dengan katup atas tabung gelas flash separator test.

6.    Buka secara perlahan katup atas botol minyak reservoir (sample). Jaga tekanan dalam botol tetap 5000 psig dengan mendorong pompa.

7.    Buka katup atas tabung gelas pada separator. Masukkan minyak sebanyak 5 – 10 cc. Jaga tekanan dalam botol minyak reservoir agar tetap 5000 psig dengan mendorong pompa. Selama memasukkan minyak kedalam tabung gelas, terjadi proses flash didalamnya. Gas yang terbentuk akan menekan gauge sampai tekanan berada diatas tekanan yang diinginkan. Tutup kembali katup atas tabung gelas.

8.    Atur tekanan dalam tabung gelas sesuai yang diinginkan dengan memutar katup pengatur tekanan.

9.    Baca ketinggian minyak didalam tabung gelas.

10.  Baca pembacaan pompa pada 5000 psig sebagai initial pump reading.

11.  Hubungkan brooksmeter dengan katup pengatur tekanan. Buka katup pada brooksmeter.

12.  Buka katup atas tabung gelas, masukkan minyak kedalamnya sekitar 30 cc. Jaga tekanan dalam botol tetap 5000 psig dengan mendorong pompa. Gas yang terbebaskan akan mengalir kedalam brooksmeter melalui katup pengatur tekanan. Tutup katup pada brooksmeter.

13.  Baca volume gas pada brooksmeter, baca ketinggian minyak dalam tabung gelas dan baca pembacaan pompa pada 5000 psig sebagai final pump reading.

14.  Ukur gravity gas dengan balon gas (caranya seperti pada defferential vaporization). Masukkan gas kedalam topler gelas untuk dianalisa komposisinya.

15.  Timbang botol tangki pengumpul sebagai berat kosong dan hubungkan dengan katup bawah tabung gelas. Hubungkan tangki pengumpul dengan brooksmeter yang telah kosong. Buka katup brooksmeter.

16.  Buka katup bawah tabung gelas, minyak dalam tabung akan turun dan hentikan bila telah mencapai ketinggian awal. Tutup kembali katup bawah tabung gelas. Terjadi proses flash dalam tangki pengumpul, gas terbebaskan akan mengalir kedalam brooksmeter. Tutup katup brooksmeter.

17.  Baca volume gas dalam brooksmeter, ukur gravity gas, ukur berat botol tangki pengumpul plus minyak dan ukur density minyak dengan hydrometer atau densitometer.

18.  Untuk tekanan berikutnya atur tekanan dalam tabung ketekanan yang diinginkan dengan memutar katup pengatur tekanan.  Selanjutnya lakukan pekerjaan dari point 9 hingga point 17.