Jurnal Teknik Kimia Vol. 28, No. 2, 2022, 60-67 e-ISSN: 2721-4885
DOI: https://doi.org/10.36706/jtk.v28i2.1011
Online at http://ejournal.ft.unsri.ac.id/index.php/jtk

## Optimasi Jaringan Penukar Panas untuk Sistem Energi yang Efisien pada Pabrik Pengolahan LPG
Optimization of Heat Exchanger Network for Efficient Energy System at LPG Refinery Plant
Muhammad R Zen 1)* , Khoirun Naimah 1)
1 Teknik Sistem Energi, Institut Teknologi Sumatera, Lampung Selatan – Indonesia
* Email: muhammad.zen@tse.itera.ac.id

## Abstrak
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 .
Kata Kunci: Optimasi, Energi, Jaringan Penukar Panas, LPG Refinery , Pinch Analysis

## Abstract
The current energy crisis shows the increasing level of energy consumption which is increasingly disproportionate to the availability of existing energy. This problem requires every industry in the world to be able to optimize and efficient  use  of  energy  for  the  purposes  of  the  production  process.  This  study  aims  to  obtain  an  optimal  heat exchange network design so that it can reduce the level of energy consumption and increase the efficiency  and effectiveness of energy use in LPG processing. Pinch analysis is a method that can be used to optimize the heat exchange network by utilizing the principle of heat recovery. Operational data retrieval from LPG refinery plant containing information on flow rate, pressure, and temperature from each process flow was carried out for making the process simulation using aspen hysys and then proceed with data extraction to the aspen energy analyzer. After the heat exchanger network was optimized by adding a new heat exchanger, the E-105, there was a decrease in  energy  consumption  in  the  aftercooler  by  51.52  %,  chiller  by  55.68  %,  and  also  the  use  of  heater  can  be eliminated resulting in a reduction in energy of 2,455 kW. From the results of this study, it can be concluded that by optimizing the network using pinch analysis, there is a 31.41 % energy savings and also significant cost savings in the LPG refinery system.
Keyword: Optimization, Energy, Heat Exchanger Network, LPG Refinery, Pinch Analysis

## Optimalisasi Jaringan Penukar Panas untuk Sistem Energi yang Efisien pada Pabrik Pengolahan LPG

## 1.   PENDAHULUAN
Menurut  IEA  (2021)  dalam world  energy balances:overview ,  berdasarkan  data  yang  ada bahwa  produksi  dari  bahan  bakar  fosil  mengalami penurunan  pada  2020  sebanyak  5  %  dibandingkan dengan 2019. Kondisi tersebut tentunya berbanding terbalik  dengan  nilai total  final  consumption yang semakin  meningkat  setiap  tahunnya  yang  mana sektor  industri  merupakan  sektor  tertinggi  dengan kenaikan sebesar 1,37 juta TJ pada 2019-2020. Hal ini  menunjukkan  bahwa  tingkat  konsumsi  energi semakin  lama  semakin  tidak  sebanding  dengan ketersediaan  energi  yang  ada.  Sektor  industri  yang merupakan konsumen energi terbesar dituntut untuk dapat  terus  berinovasi  agar  dapat  mengefisienkan proses  produksinya  serta  meminimalkan  tingkat konsumsi energinya.
Di  Indonesia,  penggunaan  energi  untuk keperluan  industri  diatur  didalam  undang-undang. Peraturan Menteri Energi dan Sumber Daya Mineral Republik  Indonesia  No.  14  Tahun  2012  tentang Manajemen Energi yang menjelaskan terkait upaya konservasi  energi.  Konservasi  energi  merupakan upaya  yang  dapat  dilakukan  untuk  menjaga kelestarian sumber daya energi dan mengefisienkan penggunaannya.  Konservasi  energi  dapat  dicapai melalui manajemen energi yang merupakan kegiatan untuk  meminimalkan  tingkat  konsumsi  energi melalui pemanfaatan energi yang efektif dan efisien.
Menurut Ibrahim, A., dkk. (2021) Optimalisasi penggunaan  energi  merupakan  parameter  kunci untuk  pengembangan  masyarakat  sehingga  sangat penting  bagi  industri  untuk  dapat  mengefisienkan penggunaan  energi  dan  mencegah  pemborosan. Industri yang  dapat menerapkan optimalisasi energi seperti  industri  minyak  dan  gas  bumi,  industri petrokimia dan oleokimia, maupun industri-industri lainnya  yang  mengkonsumsi  energi  dalam  jumlah yang  besar  (Klemes,  dkk.,  2020).  Industri  minyak dan  gas  bumi  seperti  pabrik  pengolahan Liquefied Petroleum Gas (LPG) merupakan salah satu industri yang  membutuhkan  energi  untuk  keperluan  sistem termalnya  seperti  proses  pemanasan  maupun pendinginan.  Energi  yang  digunakan  untuk  proses pemanasan  terutama  digunakan  pada  kolom-kolom distilasi  atau  fraksinasi  yang  membutuhkan  energi panas  untuk reboiler -nya  sedangkan  energi  yang digunakan  untuk  proses  pendinginan  terutama digunakan untuk proses refrigerasi pada refrigeration  system .  Proses  pendinginan  dan pemanasan  ini  apabila  dianalisis  dengan  suatu metode tertentu, maka akan dapat diketahui potensi heat  recovery yang  bisa  dimanfaatkan  sehingga dapat  meningkatkan  efisiensi  dan  efektifitas penggunaan energi.
Metode yang dapat digunakan untuk melakukan  optimalisasi  penggunaan  energi  dalam suatu proses adalah metode desain pinch . Metode ini pertama  kali  diperkenalkan  oleh  Linnhoff  dan Flower (1978) serta Linnhoff dan Hindmarsh (1983),
yang didasarkan pada prinsip-prinsip termodinamika untuk  menentukan  kebutuhan  energi  minimal melalui  desain  jaringan  penukar  panas. Pinch analysis merupakan  metodologi  yang  menerapkan prinsip-prinsip  ilmiah  sederhana  untuk  merancang pabrik  baru  dengan  mengurangi  pemakaian  energi dan  biaya  modal  serta  memodifikasi  proses  untuk meningkatkan  kinerja  (Jibril,  M.,  dkk 2012).  Hasil dari pinch  analysis menjadi  “topik  hangat”  sesaat setelah  itu  diperkenalkan.  Keuntungan  didapatkan melalui peningkatan integrasi proses, melalui desain jaringan  penukar  panas  yang  lebih  elegan  dan sederhana  tanpa  membutuhkan  teknologi  unit operasi yang maju (Kemp, I. C., dkk., 2007).
Melalui  penelitian  yang  dilakukan  oleh Mrayed, S., dkk. (2021) terhadap aplikasi dari pinch analysis pada crude  distillation  unit ,  hasilnya terdapat  potensi  penghematan  energi  sebesar  67,5 MW  yang  dapat  dikurangi  dari  sebelumnya  148,6 MW pada beban proses pendinginan dan pemanasan. Melalui  desain  jaringan  penukar  panas  yang  baru, dengan  penambahan  alat  penukar  panas,  mampu mengurangi  beban  energi  pemanasan  sebesar  9,3 MW dengan payback period hanya 3 tahun dan dapat mengurangi emisi CO 2 sebesar 1.079,6 kg/h. Jobson, M., dkk. (2013), melakukan retrofit desain jaringan penukar panas untuk crude distillation unit . Melalui hasil  penelitiannya,  penambahan  satu  unit  alat penukar panas baru dapat menurunkan beban energi pemanasan sebesar 7,4 MW.
Dalam  beberapa  penelitian,  perangkat  lunak aspen  hysys digunakan  sebagai  langkah  pertama untuk  mensimulasikan  proses  dan  melakukan optimalisasi  proses (Aspentech,  2021).  Saadi,  dkk.
(2019) menggunakan aspen hysys untuk mensimulasikan  proses  produksi  LPG  untuk kebutuhan  analisis  eksergi  pada  unit  fraksinasi. Bayoumi, dkk. (2020) secara detail mensimulasikan proses saturated  gas  plant dan  melakukan optimalisasi  dari  total  biaya  produksi. Aspen  hysys juga  dapat  dikombinasikan dengan metode  analisis lain  seperti  analisis pinch. Zhang,  dkk.  (2021) mengkombinasikan aspen  hysys dengan pinch analysis pada  proses  pemurnian  gas  alam  dan mendapatkan  hasil  bahwa  total  konsumsi  energi pada  proses  dapat  dikurangi  sebesar  41,5  % dibandingan dengan kondisi existing .
Dalam  kegiatan  konservasi  dan  manajemen energi pada suatu industri berfokus pada mengendalikan konsumsi energi dengan tujuan agar tercapai pemanfaatan energi yang efektif dan efisien untuk menghasilkan keluaran yang maksimal. Untuk dapat mengoptimalisasi sistem energi yang ada pada pabrik pengolahan LPG, maka tindakan yang dapat dilakukan  yaitu  dengan  menganalisis  potensi penghematan  energi  pada  keseluruhan  proses dengan  bantuan  perangkat  lunak aspen  hysys dan aspen  energy  analyzer.  Aspen  energy  analyzer merupakan  perangkat  lunak  manajemen  energi untuk  mendapatkan  desain  jaringan  penukar  panas
Select the component Select the Fluid Package Enter simulation environment Input feed and product specification (condition and composition)
Build Process Flow Diagram (PFD ) Generate Simulation Result
Prepare The Process Simulation for Data Extraction Perform The Initial Data Extraction From Aspen Hysys Process Simulation Adjust The Extracted Data in Aspen Energy Analyzer
Generate Stream Data Specification (Hot, Cold, &
Utility Streams) Initialize Minimum Temperature Approach (DTmin) Generate the Composite Curve and  Grand Composite Curve Generate Initial Heat Exchanger Network Design Obtain Base Case Result
Retrofit Initial Heat Exchanger Network Design
yang  optimal  dan meminimalkan  kebutuhan  energi proses  (Aspentech,  2021).  Akhirnya,  dari  studi optimasi yang dilakukan terhadap jaringan penukar panas  yang  ada,  kemudian  dapat  dihasilkan  desain jaringan  penukar  panas  yang  baru  yang  dapat menurunkan tingkat konsumsi energi dan kebutuhan bahan  pendukung  untuk  proses  pemanasan  dan pendinginan pada proses pengolahan LPG.

## 2. METODOLOGI PENELITIAN

## 2.1. Pengambilan Data
Pengambilan  data  dilakukan  pada  salah  satu pabrik  pengolahan  LPG  yang  ada  di  Provinsi Sumatera  Selatan,  Indonesia.  Data  yang  diambil berupa master data  operasi  aktual  pabrik  yang memuat  informasi  laju  alir,  tekanan,  dan  suhu  dari setiap  aliran  proses  dalam  periode  bulan  Januari 2022.  Data  ini  kemudian  akan  digunakan  untuk membuat  simulasi  proses  dari  pabrik  pengolahan LPG.
2.2. Pembuatan Process  Simulation dengan Perangkat Lunak Aspen Hysys
Perangkat  lunak aspen  hysys  v9  d igunakan untuk  membuat  permodelan  atau  simulasi  proses yang terjadi. Data profil aliran, temperatur suplai dan target pada setiap aliran, laju alir massa,  komposisi umpan (feed) dan  produk  pada  setiap  aliran digunakan  untuk  memperoleh  kapasitas  panas spesifik  dan  entalpi  dari  aliran.  Pembuatan model/simulasi  dari  proses  pengolahan  LPG menggunakan aspen  hysys  v9 (35.0.0.270)  dengan SLM version 2016.0.1.378 dengan tahapan pembuatan simulasi proses seperti yang ditunjukkan oleh gambar 1.
Gambar 1 . Tahapan pembuatan simulasi proses menggunakan perangkat lunak aspen hysys.
2.3. Analisis  dan Retrofit Jaringan  Penukar Panas melalui Pinch Analysis menggunakan Perangkat Lunak Aspen Energy Analyzer
Proses  ini melibatkan analisis  terhadap  desain jaringan  penukar  panas  yang  sudah  ada  untuk mengekstrak  semua  informasi  yang  diperlukan sehingga  diperoleh  desain base  case untuk selanjutnya dianalisis menggunakan software aspen energy analyzer v9 (35.0.0.270) dengan SLM version 2016.0.1.378    dan  kemudian  dilakukan  proses retrofit sehingga akan menghasilkan optimized case . Adapun tahapan untuk melakukan analisis pinch dan retrofit ditunjukkan pada gambar 2:
Gambar 2 . Tahapan retrofit jaringan penukar panas pada perangkat lunak aspen energy analyzer

## 3.   HASIL DAN PEMBAHASAN
3.1. Process Simulation: LPG Refinery Plant Base
Case Simulasi proses dibutuhkan untuk
menggambarkan  keseluruhan  proses  yang  terjadi pada  pabrik  pengolahan  LPG.  Dengan  adanya simulasi  proses,  maka  seorang process  engineer dapat  dengan  mudah  mengidentifikasi  setiap kemungkinan  untuk  dapat  melakukan  optimalisasi pada  aspek  3E  yaitu Energy,  Economic,  and Environment (Yandrapu  dan  Kanidarapu,  2022) .
Process  Flow  Diagram (PFD) dari  pabrik pengolahan  LPG  yang  dihasilkan  dari  simulasi dengan menggunakan software aspen hysys v9 dapat dilihat  pada  gambar  3. PFD tersebut  merupakan desain proses yang ada saat ini atau disebut dengan base  case dari  pabrik  pengolahan  LPG  yang
Jurnal Teknik Kimia, Vol. 28, No. 2, 2022

## Optimalisasi Jaringan Penukar Panas untuk Sistem Energi yang Efisien pada Pabrik Pengolahan LPG
kemudian selanjutnya dilakukan analisis. Dari PFD tersebut  dapat  dilihat  bahwa  terdapat  sejumlah peralatan proses yang terlibat seperti vessels, heater, cooler, heat  exchanger, fractionation  column, dll dimana  dalam pinch  analysis yang  menjadi  fokus utamanya adalah cooler , heater , dan heat exchanger .

## 3.2 Thermal Data Extraction
Thermal  data  extraction bertujuan  untuk mengekstrak semua data termal yang terdapat pada setiap  aliran  proses  yang  dibutuhkan  untuk pinch analysis (Linnhoff,  1998).  Data  termal  ini berhubungan  dengan  informasi  suhu  masuk  dan keluar aliran serta nilai energi yang ada pada proses pengolahan  LPG. Aspen  energy  analyzer  v9 akan mengidentifikasi,  memproses,  serta  melakukan integrasi  panas  terhadap  data  termal  yang  sudah
diekstrak  untuk  kemudian  ditampilkan  dalam diagram  jaringan  penukar  panas  yang  akan menunjukkan aliran proses atau aliran utilitas mana yang memasuki ataupun meninggalkan alat penukar panas yang diberikan seperti yang ditunjukkan oleh gambar 4. Dari hasil ekstraksi, didapatkan informasi yang berkaitan dengan jaringan penukar panas yang ada seperti network performance . Network performance memberikan  informasi  mengenai performa jaringan penukar panas terkait total beban energi yang dibutuhkan untuk proses pemanasan dan pendinginan pada kondisi desain tersebut. Selain itu, juga  didapatkan  potensi  penghematan  energi  yang masih  dapat  diraih  melalui  optimalisasi  desain jaringan penukar panas menggunakan pinch analysis yang ditandai dengan % target seperti yang terlihat pada tabel 1.
Gambar 3 . Hasil simulasi proses Base Case LPG Refinery Plant
Gambar 4 . Base case diagram jaringan penukar panas.
Tabel 1 . Network performance dari base case
Base Case % Target Targ et Heating (kW) 6.724 157,5 4.270 Cooling (kW) 8.899 138,1 6.445 Number of Units 13 81,25 16 Number of Shells 14 107,7 13 Total Area (m 2 ) 897,7 49,18 1.825,3
Berdasarkan  nilai  dari  %  target,  maka  diketahui bahwa  untuk  nilai  beban  pemanasan  senilai  157,5. Artinya,  beban  pemanasan  saat  ini  berlebih  dan dapat  dikurangi  sebanyak  57,5  %  dari  6.724  kW menjadi  4.270  kW  sedangkan  untuk  beban pendinginan, dapat dikurangi sebanyak 38,1 % dari 8.899 kW menjadi 6.445 kW. Terjadinya penurunan jumlah  energi  pada  beban  pemanasan  dan pendinginan sesuai dengan target penurunan berarti proses  tersebut  telah  mencapai Minimum  Energy Requirement (MER) dan terjadi penghematan energi pada  proses  tersebut. Grand  Composite Curve dari jaringan  penukar  panas  yang  optimal  ditunjukkan oleh gambar 5.
Gambar 5 . Grand Composite Curve
3.3 Hasil Retrofit Desain Jaringan Penukar Panas Proses  optimalisasi  desain  jaringan  penukar panas dengan menggunakan aspen energy analyzer v9 diawali  dengan masuk  ke  mode retrofit .  Desain retrofit lebih umum digunakan untuk proyek industri dibandingkan  dengan  desain grass-root (Jarusarn, P.,  dkk,  2013).  Menurut  Alhajri,  dkk.  (2021), bertahun-tahun, peneliti berfokus untuk menginvestigasi retrofit dan  mengoptimalkan desain jaringan penukar panas.  Klemes, dkk. (2018) memberikan  review  yang  komprehensif  terkait dengan riset-riset pinch analysis .
(a)
(b)
Gambar 6 . Retrofit Jaringan Penukar Panas dengan penambahan heat exchanger . Optimized case 1 (a) dan
Optimized case 2 (b) Jurnal Teknik Kimia, Vol. 28, No. 2, 2022
Dengan  mode retrofit ,  dengan  leluasa  dapat dilakukan  modifikasi  terhadap  desain  jaringan penukar  panas  yang  ada  hingga  nanti  didapatkan desain  jaringan  yang  lebih  optimal,  efektif,  dan efisien  (Aspentech,  2009).  Ada  beberapa  pilihan modifikasi  yang  dapat  dilakukan  yaitu  seperti modifying  utility  exchanger,  resequencing  heat exchanger,  repiping  heat  exchanger ,  dan adding heat  exchanger .  Pada  studi  ini,  pilihan  modifikasi yang  dipilih  yaitu  dengan  menambahkan  penukar panas  ( add  a  heat  exchanger ).  Dari  beberapa percobaan penambahan alat penukar panas, akhirnya didapatkan  2  desain  baru  untuk  jaringan  penukar panas  seperti  yang  ditunjukkan  oleh  gambar  6. Penambahan  alat  penukar  panas  yang  baru ditunjukkan oleh warna hijau.

## 3.4  Membandingkan  Desain  Jaringan  Penukar Panas Baru
Retrofit desain  jaringan  penukar  panas  yang dilakukan  menggunakan aspen  energy  analyzer  v9 yang  menghasilkan  desain  jaringan  penukar  panas baru kemudian dibandingkan . Desain yang optimal, dimana  pengurangan  konsumsi  energi  dari  utilitas dapat  tercapai,  penghematan  biaya  operasi,  jangka waktu Return on Investment (ROI) , Equipment Index Cost , dll (Corredor, 2012). Performance summary dari  kedua  jaringan  penukar  panas  tersebut  dapat dilihat pada tabel 2.
Nilai base  case pada  beban  pemanasan  dan pendinginan merupakan total nilai keseluruhan dari beban  yang  ada  pada heater (pemanas)  maupun cooler (pendingin) pada kondisi existing . Sedangkan nilai target adalah nilai teoritis yang merepresentasikan nilai minimum energy requirement dari  jaringan  penukar  panas.  Target energi  merupakan  jumlah  minimum  utilitas  yang dibutuhkan  untuk  memenuhi  persyaratan  aliran proses  (Papoulias  dan  Grossmann,  1983).  Dari perbandingan,  dapat  dilihat  bahwa  kedua  desain jaringan  penukar  panas  yang  baru  yaitu optimized case  1 dan optimized  case  2 tersebut  mampu mencapai  target Minimum  Energy  Requirement (MER) .  Keduanya  mampu  mengurangi  beban pemanasan dari yang awalnya 6.724 kW pada desain base  case menjadi  4.270  kW  atau  berhasil mengurangi  kelebihan  pemakaian  energi  sebesar 2.454  kW  sedangkan  untuk  beban  pendinginan berhasil dikurangi dari 8.899 kW pada desain base case menjadi  6.445  kW.  Kedua  desain  jaringan penukar  panas  yang  baru  tersebut  sama-sama membutuhkan penambahan shells pada konfigurasi alat penukar panas untuk dapat mencapai target dari beban  pemanasan  dan  pendinginan.  Untuk  desain optimized  case  1 membutuhkan  jumlah shell sebanyak  16  yang  artinya  terdapat  penambahan  3 shell baru  dari  nilai shell minimum.  Sedangkan untuk desain optimized case 2 membutuhkan jumlah shell sebanyak 19 yang artinya terdapat penambahan
6 shell baru dari nilai shell minimum. Penambahan shell ini  tentu  akan  mempengaruhi  biaya  investasi dari kedua desain jaringan penukar panas tersebut. Selanjutnya,  kedua  desain  dibandingkan  dari kriteria lain seperti estimasi nilai capital investment , pengurangan biaya operasi, dan durasi payback dari desain. Payback merupakan  lama  waktu  yang dibutuhkan  oleh  penghematan  biaya  operasi  untuk memotong pengeluaran biaya modal yang dikeluarkan  untuk  mengimplementasikan  desain baru  yang  telah  dioptimasi,  atau  dengan  kata  lain ketika penghematan biaya operasi menjadi keuntungan  bagi  operasi  dari  proses  pengolahan LPG.  Jika dibandingkan, optimized case 1 memiliki nilai  estimasi capital  investment yang  lebih  kecil dibandingkan  dengan optimized  case  2 .    Hal  ini disebabkan  karena  nilai  area  penukar  panas  yang jauh  lebih  kecil.  Semakin  besar  penambahan  area penukar  panas  (ukuran  dan  jumlah shell )  artinya biaya  yang  dikeluarkan  juga  akan  semakin  besar. Dilihat  dari  sisi  penghematan  biaya  operasi, optimized case 1 juga memiliki estimasi penghematan  yang  lebih  besar,  sehingga  apabila dibandingkan  dengan nilai capital  investment yang dikeluarkan  oleh  masing-masing  desain,  maka optimized  case  1 memiliki payback  period yang lebih  kecil  yaitu  hanya  0,586  tahun.  Dengan demikian, optimized  case  1 dapat  menjadi  desain jaringan  penukar  panas  yang  baru  yang  lebih optimal  dalam  penggunaan  energi  pada  pabrik pengolahan LPG.
Simulasi  proses  dari  desain  jaringan  penukar panas optimized case 1 ditunjukkan oleh gambar 7. Penambahan  alat  penukar  panas  yang  baru  pada aliran dry  gas sebelum  masuk  ke chiller ,  dimana terlihat aliran dry gas dan sales gas masuk sebagai input ke  E-105  dan  keluar  sebagai  aliran dry  gas’ dan sales  gas’ ditandai  dengan  tanda  petik, Penambahan  E-105  pada  aliran  tersebut  terbukti dapat mengurangi  beban  kerja  dari chiller tersebut dari sebelumnya 3.132 kW menjadi 1.388 kW atau sebesar 55,68 %. Artinya, beban pendinginan yang dibutuhkan oleh chiller yang dipenuhi oleh propane refrigerant dapat  dikurangi  sehingga  terjadi penghematan  baik  dari  sisi  energi  dan  juga  biaya operasi  dari propane  refrigerant  system .  Dengan memanfaatkan  pertukaran  panas  antara  aliran dry gas dan sales gas yang terjadi pada heat exchanger E-105,  maka  penggunaan heater pada  aliran sales gas dapat  dihilangkan  karena  temperatur sales  gas telah  mencapai  temperatur  yang  diinginkan  yaitu sekitar  105 o F  atau  40,65 o C  sehingga  dapat mengurangi  penggunaan  energi  sebesar  2.455  kW. Dengan demikian, total sebesar 31,41 % atau 4.908 kW penggunaan energi dapat diturunkan dan kondisi minimum energy requirement dari pengolahan LPG dapat dicapai melalui desain jaringan penukar panas optimized case 1 .
Tabel 2 . Perbandingan performance summary dari optimized case 1 dan optimized case 2 Base Case Target Optimized Case 1 Optimized Case 2 Heating Load (kW) 6.724 4.270 4.270 4.270 Cooling Load (kW) 8.899 6.445 6.445 6.445 Area (m2) 897,7 2.150 1.941 3.135 New Area (m2) - - 1.359 2.575 Number of Shell 14 13 16 19 New Shell - - 3 6 Estimated Capital Investment ($) - - 350.900 651.000 Estimated Operating Savings ($/year) - - 598.600 538.600 Estimated Payback Period (year) - - 0,586 1,21
Gambar 7 . Hasil simulasi proses dengan jaringan penukar panas Optimized Case 1

## 4.   KESIMPULAN
Dari  hasil  studi  ini,  dapat  disimpulkan  bahwa optimalisasi sistem energi yang dilakukan terhadap proses pengolahan LPG dengan menggunakan pinch analysis , terdapat potensi  penghematan energi total pada  beban  pemanasan  dan  pendinginan  sebesar 31,41  %.  Melalui retrofit yang  dilakukan  terhadap base  case dari  proses  pengolahan  LPG  yang  ada, dihasilkan  dua optimized  case dimana  kedua optimized  case tersebut  sama-sama  mampu mencapai  target  penurunan  beban  energi  sebesar 31,41  %.  Dilihat  dari  perbandingan nilai estimated operating saving, estimated capital investment, dan estimated  payback  period ,  desain  pada optimized case  1 memberikan  nilai  yang  lebih  baik dibandingkan  dengan optimized  case  2 sehingga dengan  demikian  desain optimized  case  1 dapat menjadi  desain  jaringan  penukar  panas  baru  yang mampu mengoptimalkan sistem energi pada proses pengolahan LPG.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Penelitian ini tidak menerima hibah pendanaan apapun baik dari lembaga pendanaan sektor publik, komersial,  ataupun  nirlaba.  Ucapan  terimakasih ditujukan kepada PT. Surya Esa Perkasa, Tbk yang pabrik  pengolahan  LPG  nya  menjadi  objek penelitian  ini.  Penulis  juga  mengucapkan  terima kasih  kepada  semua  pihak  yang  sudah  membantu dalam penelitian ini.

## DAFTAR PUSTAKA
Alhajri, I.H., Gadalla, M.A., Elazab, H.A., 2021. A Conceptual  Efficient  Design  of  Energy Recovery Systems  Using a New Energy-Area Key Parameter. Energy Reports , 7: 1079-1090. https://doi.org/10.1016/j.egyr.2020.12.023.
Aspentech, 2021. Aspen Hysys - Process Simulation Software, Aspen Technology Inc., https://www.aspentech.com/en/products/engin eering/aspen-hysys (accessed 01.04.22) Aspentech,  2021.  Aspen  Energy  Analyzer,  Aspen Technology Inc.,
https://www.aspentech.com/en/products/page s/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