Sebaiknya menggunakan dasar perhitungan apakah yg cukup akurat dalam men-design Flare KO Drum?
Adakah batasan ukuran liquid droplet-nya? 400 micron atau 600 micron? Apakah ada keharusan vessel Flare KO Drum harus horizontal vessel?Pertanyaan : (Hendy)

Begini, saya sedang men-design Flare KO drum, yang saya ingin tanyakan :

  1. Sebaiknya menggunakan dasar perhitungan apakah yg cukup akurat dalam men-design
    Flare KO Drum? Saya pernah mencoba dengan hitungan dari "Flare Gas system
    pocket handbook" dan hasilnya lumayan besar.

  2. Adakah batasan ukuran liquid droplet-nya? 400 micron atau 600 micron?
  3. Apakah ada keharusan vessel Flare KO Drum harus horizontal vessel?

Komposisi gas sebelum masuk Flare KO Drum saya, gas-nya cukup besar, bukankah
sebaiknya menggunakan vertikal vessel?

Sementara itu saja pertanyaan dari saya, mohon bantuan Bapak2 untuk memberikan
pencerahan pada saya. Terima kasih.

Tanggapan 1 : (Darmawan Ahmad Mukharror – VICO
Indonesia)

Mas Hendy yang rajin belajar…..

Perancangan sebuah knock out drum tidak bisa dilepaskan begitu saja dari perancangan
flare stack. Beberapa tahun lalu di Vietnam sebuah kejadian yang hampir "celaka"
terjadi. Offshore flare stack yang ukuran diameternya cuma 8" (seharusnya
minimal 14") menghasilkan pressure drop yang sedemikian eksesif, 21 bars,
akibatnya manufacture knock out drum dan separator mengajukan protes keras karena
hal ini bisa mengakibatkan kerusakan parah pada fasilitas offshore tersebut.

Kejadian lain yang membahayakan adalah liquid carry over, biasa disebut "burning
rain" yang tentu saja buka karena flare stacknya, tetapi lebih disebabkan
oleh Knock Out Drum yang undersized.

1. Jadi untuk menjawab yang pertama tentu saja harus diperhatikan adalah perancangan
knock out drum haruslah cost-optimum. Buku yang mas hendy sebutkan adalah bagus,
namun cukup konvensional sehingga hasilnya acapkali
kegedean. Lebih baik lagi jika Mas Hendy baca baca guideline lain.

2. Pada umumnya Knock out drum terkait dengan sistem flarenya, misalnya untuk
High Pressure dan Low Pressure flaring sistem tentunya berbeda. Untuk sistem
HP (High Pressure) liquid droplets disarankan tidak lebih dari 400 micron; sementara
untuk sistem LP adalah kurang dari 300 micron.

3. Perkara bentuk adalah yang kedua Mas Hendy, mau vertical atau horizontal
yang jelas Knock out drum haruslah :
a) Full production relief dalam sekian waktu sebelum LAHH pada KO drum nge trip
(biasanya sih 90 detik dari level awal ke LAHH)
b) Jika KO drum ini melayani sebuah sumur produksi, misalnya lagi di test, maka
KO drum musti mampu menyediakan rentang waktu yang cukup sebelum LAHH ngetrip
(umumnya sih 15 menitan gitu deh)
c) Jarak antara trip LAH dan LAHH sedikitnya 20 menit agar memberikan waktu
buat operator untuk bertindak jika ada problem. Waktu yang lebih lama biasanya
sih dibutuhkan untuk flaring sistim subsea flowline atau in-field pipelines.

d) KO drum musti mampu menanggulangi surge flow atau wave flow (pemasangan tangensial
inlet atau centrifugal type inlet juga buffle bisa dicoba)
e) NAO telah menyediakan technology dimana fungsi fungsi KO Drum, Water Seal
Drum dan Flame Arester dalam satu equipment.
f) Jarak yang cukup antara level tertinggi liquid dengan mist eliminator (jika
ada) adalah cukup untuk mencegah carry over (saya ada perhitungan carry over
jika mas Hendy mau saya bisa berikan via japri)

Semoga membantu…..

Sumber sumber bacaan : Maurice Stewart; Norsok standards, ‘where safety is
paramount’ Joseph Straitz III; NAO flare bundle

Tanggapan 2 : (Lay King Wie)

Dear Ladies and Gentlemen,
Practical formula ( british unit – lb/ft ) :
G ( gas flow-rate ) = 1500 x { akar dari [ (density liquid-density gas)x density
gas ] } atau
W ( gas mass-rate ) = 360 x kwadrat diameter x { akar dari [ (density liquid-density
gas) x MP/T ] }.
Jika density liquid diasumsikan 40 lb/cuft dan tekanan KOD = 19 psia, dengan
particle size 400 microns, maka
kwadrat D = ( W/9000 ) x [ akar dari ( T/M ) ]

Source : Flare system design simplified, by Soen H. Tan, Hydrocarbon Processing
Reprints; consist of Flare burner diameter, The Knock-out drum, Height and Location
of flare stacks, Steam for smokeless flaring and Purge gas.

Tanggapan 3 : (Hendy)

Pak LKW, thanks for the information,
btw, sebelumnya saya juga telah men-design FKO Drum dg formula seperti yg Bapak
berikan, tapi masih cukup besar. pada permasalahan saya untuk gas flowrate sebesar
300 MMscfd dan liquid 1800 bopd, ID x L (s/s)-nya didapat 3800 mm x 10000 mm..
menurut saya masih kebesaran…, (tekanan operasi 10 psig),
apakah ini tidak akan menjadi masalah saat construction?

Tanggapan 4 : (Lay King Wie)

Dear Ladies and Gentlemen,
It is not a big equipment, only 20 sheets weighted less than 50 tons. But of
course you need reinforcement to keep it stand perfectly. The PV engineer can
calculate it simply. By the way what is the project ? Is it for PGN or PT TPPI
or Tangguh, so I can say that I am involve there as consultant ?

Tanggapan 5 : (Fakhri)

Pak Hendy,
Kalau saya hitung-hitung dengan flow rate dan vessel diameter yg dikasih, kok
saya mendapatkan superficial gas velocity sekitar 9 m/s…Dan tentu ini jauh
diatas ditas yg normal dipakai untuk sebuah KO drum yg rata-rata sekitar 1-2
m/s (minimum droplets carry over sekitar 400 micron)..Kalau KO-nya horizontal
tentu diameternya jauh lebih besar lagi karena superficial veolcity tadi dihitung
untuk gas area diatas LSHHnya….

Saya nggak tahu nih apa saya yg salah. Atau rumus yg dikasih Pak LKW kurang
tepat dipakai..Kalau kekecilan waktu maximum relief bisa terbang semua tuh liquid
dg superficial velocity segitu…

Tanggapan 6 : (Darmawan Ahmad Mukharror – VICO
Indonesia)

Berikut saya ambil dari http:/www.eng-tips.com
tentang KO drum, mungkin saja yang nanya ini juga Mas Hendi sendiri, ntahlah….

Tanya oleh 6areef, 20 sept 2003 :
Hi Gent’s, WHY SOME OF THE KNOCKOUT DRUMS ARE IN A HORiZoNTAL
CONFIGURATION AND OTHERS IN VERTICAL. IS IT TRUE THAT THE HORiZoNTAL KNOCKOUT
DRUM RECOVERS LIQUID MORE. AND IF IT IS YES.. WHY IS THAT?

Jawab 1:
I suggest you at least read the articles titled Selecting gas/liquid separators
by P. G. Talavera that appeared in Hydrocarbon Processing, June 1990; Design
selection of spray/mist elimination equipment by Holmes & Chen, Chemical
Engineering, October 15, 1984; and Optimum design of horizontal liquid-vapor
separators by Claudio Purarelli, in the Che. Eng. issue of
November 15, 1982. Even an older source: the May 1964 issue of Hydrocarbon Processing
and Petroleum Refiner brings an article titled Horizontal Vapor-Liquid Separators
by Adolph Scheiman may be of value. You may find over there even answers to
questions you haven’t yet asked. Good luck.

Jawab 2:
A vertical separator is specified for short holdup time required. For large
surge volume horizontal separator is specified.In other words, a vertical separator
is specified for separating liq from mixtures with a high vap/liq ratio while
horizontal separator is specified for separating liq from mixtures with a low
vap/liq ratio.

Jawab 3:
In addition to what patrickraj has said, also droplet sizes dictate the type
of a separator. As a general rule, vertical-flow drums are recommended for spray
removal (particle size above 200 micrometers), while mist removal requires horizontal-flow
vessels, where vertical gravity effects + horizontal "laminar" flows
enhance coalescence and precipitation. Both types are helped by some kind of
impingement internals, the vertical drums can also exploit centrifugal action.

To patrickraj, Technical definitions of spray sizes range from 10 microns and
up to 100 microns and up. Nonetheless there is an overlap in sizes with mists
(either 50 or 10 microns and down).
No doubt size distribution follows some statistical pattern.Sizes and properties
of liquid dispersoids depend on the source and nature of the operation generating
the particles.See, for example, Perry VI chapter 18 on Liquid-gas systems, in
particular the section dealing with phase separation, table 18-19a and figure
18-105.One can see both vertical and horizontal KO drums in the industry and
use that experience. They are generally conveniently helped with some kind of
engineered internal.One may find horizontal oil collectors in compressor discharges
(little liquid amounts) as well as vertical KO drums on reactor effluents (large
liquid amounts). Economics often dictate the size and type of collector.Gravity
settling chambers for particles smaller than 50 micrometers are seldom used
as sole collection devices. Their collection efficiency is enhanced by the use
of specially designed internals.Of the ways used to determine droplet sizes
I recall that environmental engineers commonly recommend doing that by catching
a sample of the aerosol (or otherwise liquid suspension) droplets on a specially
coated glass slide and measuring the deposited droplets under a high-power microscope
provided with a micrometer. I hope that by visiting the net you’ll find a website
with more information.

Jawab 5:
Generally, the requirements for separation and hold-up can be achieved in a
horizontal or vertical separator. Its the economics which decides the type,
besides layout requirements, if any. Economics favour horizontal vessels to
handle high liquid, while
vertical to handle high vapour rates.

Semoga membantu…….