Rukiyah, muda dan montok, yang baru saja kerja di sebuah perusahaan petrokimia besar di bilangan AMC (Anyer Merak Cilegon) mengalamai kesulitan untuk mempurging pressure vessel yang baru saja dibelinya untuk dioperasikan untuk penggunaan n-butyl klorida.

……dari CEP Magazine Februari 2001 dan NFPA 69 "Standard on Explosions
Prevention Systems"……

Rukiyah, muda dan montok, yang baru saja kerja di sebuah perusahaan petrokimia
besar di bilangan AMC (Anyer Merak Cilegon) mengalamai kesulitan untuk mempurging
pressure vessel yang baru saja dibelinya untuk dioperasikan untuk penggunaan
n-butyl klorida.

Vessel yang berkapasitas 4000 gal itu rencananya akan dipurging hingga kandungan
O2 nya kurang dari 0.1 %, Vessel awalnya berisi udara pada tekanan atmosferik
dan dengan bantuan steam ejector divakumkan hingga 50 mmHg. Setiap siklus penvakuman
ini diakhiri dengan menggelontorkan N2 ke dalam vessel. Rukiyah bingung berapa
banyak N2 yang dibutuhkan dan berapa kali purging musti dilakukan?

Markodji sang pacar, pemuda nyentrik masa kini datang dan memberi bantuan….
dengan stelan kaos abercrombie dan sepatu adidas original, parfum bvlgari biru,
ia menjelaskan tentang rumus banyaknya siklus purging, tentang LOC (Limited
Oxygen Concentration, dimana berbeda beda untuk setiap gas… bisa dilihat di
CEP… dan untuk amannya ambil 2-4 point dibawah LOC masing masing)

Tentang siklus Purging:

k = ln(Xl/X0)/ln(PL/PH)

dari penjelasan rukiyah :

k = ln(0.001/0.21)/ln(50/760)
k = 1.964 ~ 2 siklus

total nitrogen yang dibutuhkan adalah :

V2 = (P2-P1)/P2*V1
V2 = (760-50)/760*4000gal/7.48ft3/gal
V2 = 499.57 ~ 500 ft3 of N2

Woww! Makin cintalah Rukiyah pada Markodji yang keren lagi pinter…..

Tapi Rukiyah tak kekurangan akal…. ia bertanya lagi pada Markodji, bagaimana
jika proses purgingnya secara langsung tanpa memakai steam ejector segala? (istilah
kerennya: swept through purging) jadi si vessel dialiri oleh N2 langsung hingga
konsentrasi O2 seperti yang diinginkan.

Misalnya vessel si Rukiyah dengan volume 4000 gal dengan isi 100% udara di
swept through dengan N2 hingga konsentrasi oksigen dibawah 0.1 %?

Qt = V/K*ln(C1/C2)
Qt = 4000/0.2*ln(0.21/0.001)*1ft3/7.48gal
Qt = 14297 ft3 of N2

"Jadi pilih yang mana?" tanya Markodji seraya menjelaskan aplikasi
purging ini untuk industri Oil and Gas, misalnya pada saat comissioning. Aplikasi
pada oil and gas tidak terbatas hanya pada vessel semata tapi juga purging untuk
perpipaan dan kompressor….

Tapi acuan terpenting yang bisa dipakai disini adalah Perry Chemical Engineering
Handbook edisi kedua tahun 1941!! "he he he syusyah kan nyari bukunya?"
seru Markodji sambil menjawil pipi montok Rukiyah….

(thanks Kinsley dan Cross, atas enlightmentnya padaku)

Tanggapan 1 : (Cahyo Hardo – PremierOil)

Sebenarnya,
yang perlu dilihat disini juga adalah ke-konservatifan ketika menentukan harga
LOC tersebut. Karena harganya berentang antara 2 – 4 % dibawah LOC, maka dua
macam chemical yang punya LOC beda, jumlah keperluan purgingnya dan frekuensinya
bisa saja kebetulan sama.

Untuk kasus pem-purgingan yang cepat, misalnya diperpipaan, katakanlah di pipa
tersebut akan dialirkan gas dan sekarang masih berisi udara dan sedikit air
sisa hidrotest. Maka, ada metode purging sekaligus drying yang menggunakan teknik
slug flow. Jadi udara yang ada di pipa, digeser (digantikan ) oleh nitrogen
yang volumenya cuma sebagian kecil saja (jika dibandingkan dengan volume keseluruhan
pipa),

Jadi, misalnya dimasukkan glycol dulu ke pipa, lalu diisi pig, lalu diisi nitrogen,
lalu diisi pig lagi, diisi glycol lagi, lalu diisi pig, lalu nitrogen lagi dan
langsung dimasukkan gas alam. Jadi sekali diluncurkan sudah bisa mempurging
dengan cepat,
apalagi pipanya panjang banget (rugi khan pake nitrogen semuanya??)

Teknik slug flow bisa juga langsung jika pipanya sudah kering, misalnya dengan
introduce nitrogen dengan volume sekian cu. ft dan langsung sisanya dialirkan
gas. Teknik ini agak beresiko karena tidak ada pembatas secara fisik (pig) antara
gas-gas tersebut (udara, nitrogen dan gas). Yang ditakutkan adalah ada satu
kemungkinan, karena pencampuran gas tidaklah sempurna di dalam pipa, sehingga
dia bisa membuat suatu flammable mixture. Tentunya engineering judgement diperlukan
untuk menentukan besaran volume nitrogen yang dimasukkan ke pipa tanpa menyebabkan
terjadinya flammable mixture antara gas dan udara.

Seperti yang dibahas pada artikel itu, operasi purging yang menggunakan nitrogen,
ternyata tidak juga inherently safer karena bisa menyebabkan bahaya asphyxiasi.
Tidak jarang, bahaya ini mengintai justru setelah ketika berusaha membuat aman
pipa gas kita dengan cara dipurging dengan nitrogen.

Chemical Safety and Hazard Investigation Board, US, rasanya pernah menampilkan
laporan tentang tewasnya pekerja sewaktu mengecek confine space karena asphyxiasi
nitrogen. Salah satu rekomendasi yang menarik adalah memerintahkan feasibility
study agar nitrogen yang digunakan untuk purging guna keperluan confine space
entry dikasih pembau… persis ketika merkaptan ditambahkan di LPG…supaya
bau sehingga mudah terdeteksi.

Tanggapan 2 : (Farid Moch. Zamil – Mexo Inoxprima)

Dear Bung Cahyo Hardo,
Menarik sekali pembahasan masalah purging, terus terang BUNG saya masih awam
sekali pada dunia purging ini. Nah yang saya tanyakan apakah proses purging
bisa diapplikasikan pada filling di LPG Transport storage tank dari Depo PERTAMINA
atau dari LPG transport storage tank ke depo penyimpanan sementara ( Storage
Tank ) dengan asumsi bahwa tank tsb masih baru ( Kinyis-kinyis keluar dari fabricator
belum pernah dioperasikan alias baru di hydro).

Pertanyaan saya untuk faktor penghematan cost boleh nggak pada saat purging
gas nitrogen tersebut tidak kita buang alias kita gunakan untuk filling gas
LPG. Adakah efek resikonya ( Hazardnya ) ????

Mohon pencerahannya kalau bung cahyo punya prosedurenya bisa nggak dishare
ke saya via japri. Atas kebaikan dan amal saudara dalam hal pembagian ilmu di
dunia purging saya harturkan atur nuhun sanget. Aya enggak prosedurnya kang.
abdi antos?

Tanggapan 3 : (Darmawan Ahmad Mukharor – VICO
Indonesia)

Mas Farid,
Pada dasarnya jika menyangkut LPG storage, seharusnya bukan sekedar purging
yang dilakukan, akan tetapi inerting karena menyengkut temperatur dan tekanan
yang extrem….sehingga kadar O2 musti dibatasi agar AIT (autoignition temperature)
dari LPG tidak tercapai pada kondisi termaksud.

Sebagai wacana, pada bagian akhir literatur tersebut dibahas sedikit tentang
inerting. Saya pikir artikel tersebut cukup mudah dipahami. Untuk gas LPG yang
predominantly berisi Propane (LOC = 11.4%@N2 inert and 14.3 %@ CO2 inert)dan
butane (LOC = 12.1% @N2 inert and 14.5% @ CO2 inert) patut dipertimbangkan mana
gas inert yang lebih baik (atau lebih murah), N2 atau CO2.

Pemakaian N2 bekas purging/inerting musti di pertimbangkan lagi mengingat N2
bekas tekanan normalnya tidak jauh dari tekanan atmosfer…. apa bisa ia di
transfer begitu saja tanpa menggunakan kompressor atau steam ejector pada tangki/vessel
yang dituju? apa perlu meminjam kompressor dari maintenance buat mentransfernya?
berapa kali harus di QC kadar O2 selama transfer (karena ada O2 pada kompressor)?
dari berapa titik sampel pengukuran O2 harus di ambil? Saya pikir dengan membandingkan
harga N2 (atau CO2) di pasaran terhadap resiko yang musti dihadapi memang tidak
worthed menggunakan N2 bekas…… memang sih, kita bisa menghindarkan risiko
terjadinya kecelakaan karena freezing dan asphyxiation. Cuman dengan precaution
dan prosedur standar yang benar hal ini saya yakin tidak perlu dikhawatirkan.

Tanggapan 4 : (Farid Moch. Zamil – Mexo Inoxprima)

Thx berat atas pencerahan yang mas Dharmawan sampaikan. Terus terang selama
ini ditempat kami telah banyak LPG storage tank baik yang transport maupun permanent
yang telah kami produksi dimana purging dan fillingnya kami gunakan N2 dan kami
pun tidak akan merekomendasikan untuk penggunaan N2 bekas purging sbg inerting
(filling) karena kuatir akan safety dan
hazardnya.

Pertanyaan saya yang terakhir apakah Mas Dharmawan bisa memberikan penjelasan
tentang Composition LPG yang digunakan di rumah tangga dengan LPG yang dipakai
untuk industri ( Sorry pertanyaannya sangat mendasar sekali ……….. soalnya
orang awam di dunia ini )

Tanggapan 5 : (Darmawan Ahmad Mukharor –
VICO Indonesia)

Mas Farid,
Menurut saya setiap supplier memiliki kandungan komponen dalam LPG yang berbeda
beda Mas Farid, demikian juga antara LPG industri dan LPG rumah tangga, tentunya
bervariasi antara satu supplier dengan lainnya, bisa juga sama persis, semua
itu tergantung produsernya…. Yang dihitung dari LPG adalah nilai panas bakarnya…
bukan komposisinya

Mungkin keterangan dibawah ini yang saya comot dari http://www.e-lpg.com
dapat membantu pemahaman Mas Farid….

Untuk LPG ini mungkin Nanan Yanie (BP Indonesia) dan Rudolf M Bakkara (exspan)
lebih jago dalam memahami LPG dibanding saya, maklum saya kan masih belajar…

What is LPG or LP Gas?LPG or LP Gas is Liquefied Petroleum Gas. This is a
general description of Propane (chemical formula C3H8) and Butane (chemical
formula C4H10), either stored separately or together as a mix. Why is it called
Liquefied Petroleum Gas? This is because these gases can be liquefied at normal
temperature by application of a moderate pressure increase, or at normal pressure
by application of cooling using refrigeration. Where does LPG come from? LPG
comes from two sources. It occurs naturally in oil and gas fields and is separated
from the other components during the extraction process from the oil or gas
field. LPG is also one of the by-products of the oil refining process. What
is LPG used for? LPG is used as a fuel for domestic, industrial, horticultural,
agricultural, cooking, heating and drying processes. LPG can be used as an automotive
fuel or as a propellant for aerosols, in addition to other specialist applications.
LPG can also be used to provide lighting through the use of pressure lanterns.
What is Butane? Butane is a hydrocarbon that is present natural gas and can
be obtained when petroleum is refined. Butane is a gaseous alkane. The chemical
symbol of Butane is C4H10. What is Propane? Propane is a gaseous alkane that
can be obtained when petroleum is refined. Propane is colourless. The chemical
symbol of Propane is CH3CH2CH3. Propane can be liquefied when it is compressed
and cooled. Why are Butane and Propane used in combination? Butane and Propane
are both alkanes. This means that they are unreactive. Therefore, Butane and
Propane are used in combination in fuels as their low level of reactivity increases
the safety of the fuel. Also, Butane and Propane are by-products obtained from
refining petroleum. In addition, both Propane and Butane can be liquefied easily
thereby making them ideal for a fuel. What is the advantage of Butane? The main
advantage of Butane is that it can be liquefied easily. This means that Butane
can be used in both liquid and solid forms. What is the advantage of Propane?
The main advantage of Propane is that like Butane, it can be liquefied easily.
This means that Propane can also be used in both liquid and solid forms. Also,
Propane is a colorless gas and therefore, cannot be seen easily. Is Liquefied
Petroleum Gas dangerous? Liquefied Petroleum Gas is known to be volatile. This
means that it tends to vaporize easily. The U.S Government has classified Liquefied
Petroleum Gas as being flammable. However, application of the proper and approved
procedures and processes will ensure complete safety to anyone using Liquefied
Petroleum Gas.

Can Liquefied Petroleum Gas be used for other purposes? Liquefied Petroleum
Gas has also been known to act as an alternative for diesel and petrol. Therefore,
there have been instances where this gas has been used as fuel to power motor
vehicles. In fact, the usage of Liquefied Petroleum Gas often produces a smoother
and quieter driving experience, especially in heavy vehicles. However, commercial
vehicles that use Liquefied Petroleum Gas as a source of fuel have not yet been
manufactured. What are the advantages of LPG? The advantages of LPG are as follows
Because if its relatively fewer components, it is easy to achieve the correct
fuel to air mix ratio that allows the complete combustion of the product. This
gives LPG its clean burning characteristics. Both Propane and Butane are easily
liquefied and stored in pressure containers. These properties make the fuel
highly portable, and hence, can be easily transported in cylinders or tanks
to end-users. LPG is a good substitute for petrol in spark ignition engines.
Its clean burning properties, in a properly tuned engine, give reduced exhaust
emissions, extended lubricant and spark plug life. As a replacement for aerosol
propellants and refrigerants, LPG provides alternatives to fluorocarbons which
are known to cause deterioration of the earth’s ozone layer. The clean burning
properties and portability of LPG provide a substitute for indigenous fuels
such as wood, coal, and other organic matter. This provi2.1Upper Limit 9.58.58.59.2Heat
Value MJ/kg 50.349.649.95

Tanggapan 6 : (Farid Moch. Zamil – Mexo Inoxprima)

Sekali lagi thx berat …….. saya sudah benar – benar cerah nih biarpun agak
tertatih – tatih sedikit masalah LPG ini. Coba akan saya buka di website yang
anda berikan.

Tanggapan 7 : (Widodo)

Sewaktu inert gas purging, lakukan drain air dari nozzle atau valve yang ada
di dasar sampai semua free water habis. (untuk tanki LPG cryogenic perlu dilakukan
pemeriksaan dew point, tetapi untuk LPG di depo PDN, biasanya pressurized vessel,
jadi cukup dihilangkan free waternya).

Saya pernah membaca beberapa insiden, di mana terjadi release LPG karena valvenya
tidak dapat ditutup karena adanya sisa air di valve dapat menyebabkan terjadinya
icing sewaktu membuka valve. Ini disebabkan karena sewaktu LPG cair (terutama
propane) menguap akan mengambil panas dari sekitar, termasuk air tsb. yang dapat
mengakibatkan valve tidak dapat ditutup.

Pada vessel yang besar, untuk mengurangi pemakaian nitrogen, proses pengeringan
dapat dilakukan dengan blowing memakai udara kering, dengan menggunakan kompresor
yang dilengkapi dengan dryer. Setelah target pengeringan tercapai baru dilakukan
N2/inert gas purging.