Optimalisasi jaringan penukar panas untuk sistem energi yang efisien pada pabrik pengolahan LPG
Abstract
Krisis energi yang terjadi saat ini menunjukkan semakin tingginya tingkat konsumsi energi yang semakin lama semakin tidak sebanding dengan ketersediaan energi yang ada. Permasalahan ini menuntut setiap industri di dunia untuk dapat mengoptimalkan dan mengefisienkan penggunaan energi untuk keperluan proses produksinya. Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan desain jaringan penukar panas yang optimal sehingga dapat menurunkan tingkat konsumsi energi serta meningkatkan efisiensi dan efektifitas penggunaan energi pada pabrik pengolahan LPG. Pinch analysis merupakan suatu metode yang dapat digunakan untuk mengoptimalisasi jaringan penukar panas dengan memanfaatkan prinsip heat recovery. Pengambilan data operasi pabrik pengolahan LPG yang memuat informasi laju alir, tekanan, dan suhu dari setiap aliran proses dilakukan untuk pembuatan simulasi proses dengan menggunakan aspen hysys dan kemudian dilanjutkan dengan ekstraksi data ke aspen energy analyzer. Setelah jaringan penukar panas dioptimasi dengan cara menambahkan satu buah alat penukar panas yang baru yaitu E-105, terjadi penurunan konsumsi energi pada aftercooler sebesar 51,52 %, chiller sebesar 55,68 %, dan juga penggunaan heater dapat dihilangkan sehingga terjadi pengurangan energi sebesar 2.455 kW. Dari hasil studi ini, maka dapat disimpulkan bahwa dengan melakukan optimasi jaringan penukar panas dengan menggunakan pinch analysis, terjadi penghematan energi total sebesar 31,41 % atau 4.908 kW dan juga penghematan biaya signifikan pada proses pengolahan LPG.
References
Aspentech, 2021. Aspen Hysys - Process Simulation Software, Aspen Technology Inc., https://www.aspentech.com/en/products/engineering/aspen-hysys (accessed 01.04.22)
Aspentech, 2021. Aspen Energy Analyzer, Aspen Technology Inc., https://www.aspentech.com/en/products/pages/aspen-energy-analyzer (accessed 01.04.22)
Aspentech, 2009. Aspen Energy Analyzer – Tutorial Guide, Aspen Technology Inc.,
Bayoumy, S.H, El-Marsafy, S.M, Ahmed, T.S, 2020. Optimisation of a Saturated Gas Plant: Meticulous simulation-based optimisation – A Case Study. J. Adv. Res, 22: 21–30
Corredor, A.F.S., 2012. Heat Exchanger Network Optimization Using Integrated Specialized Software from Aspentech and GAMS Technology, Int. Conf. on Eng. Opt.
Ibrahim, A., Ashour, F., Gadalla, M., 2021. Refining Plant Energy Optimization. Alexandria Engineering Journal, 60(5): 4593-4606. https://doi.org/10.1016/j.aej.2021.03.064.
IEA, 2021. World Energy Balances: Overview, IEA, Paris https://www.iea.org/reports/world-energy-balances-overview (accessed 01.04.22)
Jarusarn, P., Angsutorn, N., Chuvaree, R., Iyara, N., Siemanond, K., 2013. Heat Exchanger Network Improvement on Gas Separation Plant (GSP6) in Thailand. Chemical Engineering Transactions, 32: 1423-1428. https://doi.org/10.3303/CET1332238
Jibril, M., Auta, M., Abubakar, A., 2012. Energy Integration of Catalytic Reforming Unit (CRU) Using Pinch Analysis. Adv. Appl. Sci. Res, 3(3): 1319–1326
Jobson, M., Ochoa-Estopier, L., Smith, R., 2013. Retrofit of Heat Exchanger Networks for Optimizing Crude Oil Distillation Operation. Chemical Engineering Transactions, 35: 133-138. https://doi.org/10.3303/CET1335022
Kemp, C., Ian, 2007. Pinch Analysis and Process Integration-A User Guide on Process Integration for the Efficient Use of Energy, Second Ed. Oxford, United Kingdom
Klemes, J.J., Wang, W., Varbanov, P.S., Zeng, M., Chin, H.H., Lal, N.S., Li, N.Q., Wang, B., Wang, X.C., Walmsley, T.G., 2020. Heat Transfer Enhancement, Intensification, and Optimisation in Heat Exchanger Network Retrofit and Operation. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 120: 109644-109674. https://doi.org/10.1016/j.rser.2019.109644.
Klemes, J.J., Varbanov, P.S., Walmsley, T.G., Jia, X., 2018. New Directions in The Implementation of Pinch Methodology (PM). Renewable and Sustainable Energy Reviews, 98: 439-468. https://doi.org/10.1016/j.rser.2018.09.030.
Linnhoff, B., Flower, J.R., 1978. Sythesis of Heat Exchanger Networks: I. Systematic Generation of Energy Optimal Network. AIChe. J., 24(4): 633-642. https://doi.org/10.1002/aic.690240411.
Linnhoff, B., Flower, J.R., 1978. Sythesis of Heat Exchanger Networks: II. Evolutionary Generation of Networks with Various Criteria of Optimality. AIChe. J., 2(4): 642-664.https://doi.org/10.1002/aic.690240412.
Linnhoff, B., Hindmarsh, E., 1983. The Pinch Design Method for Heat Exchanger Networks. Chemical Engineering Science, 38(5): 745-763. https://doi.org/10.1016/0009-2509(83)80185-7
Linnhoff, M., 1998., Introduction to Pinch Technology. Cheshire, England
Papoulias, S.A., Grossmann, I.E., 1983. A Structural Optimisation Approach in Process Synthesis – II Heat Recovery Networks. Comp. Chem. Engng, 7(6): 707–721. https://doi.org/10.1016/0098-1354(83)85023-6
Saadi, T., Jeday, M.R, Jaubert, J.N, 2019. Exergetic analysis of an LPG Production Plant Using Hysys Software. Energy Procedia, 157: 1385–1390
Yandrapu, V.P., Kanidarapu, N.R., 2022. Energy, Economic, Environment Assessment and Process Safety of Methylchloride Plant Using Aspen Hysys Simulation Model. Digital Chemical Engineering 3: 100019 https://doi.org/10.1016/j.dche.2022.100019
Zhang, Y., Wang, B., Liang, Y., Yuan, M., Varbanov, P.S., Klemes, J.J., 2021. A Method for Simultaneous Retrofit of a heat exchanger networks and tower operations for an existing natural gas purification process. E-prime – Adv. In Electrical Eng, Electronics, and Energy, 1: 100019 https://doi.org/10.1016/j.prime.2021.100019
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
