Syntax Literate : Jurnal Ilmiah Indonesia – ISSN : 2541-0849 e-ISSN : 2548-1398 Vol. 3, No 3 Maret 2018

## PENGARUH  TEKANAN  SUCTION  GAS  KOMPRESOR  G  TERHADAP KUANTITAS  GAS  DI  UNIT  KOMPRESOR  PADA  STASIUN  PENGUMPUL AREA BEKASI
Indah Dhamayanthie, Mohamad Ari Nugroho Program Studi D-III Teknik Kimia AKAMIGAS BALONGAN Indramayu
Email: idhamayanthie@gmail.com

## Abstrak
Proses  di  Stasiun  Pengumpul  adalah  minyak  dan  gas  yang berasal  dari  sumur  X, dialirkan  ke  manifold  header.  Minyak  dan  gas  akan  dipisahkan  dengan  separator dua  fase.  Minyak  mengalir  ke  Free  Water  Knock  Out,  dan  gas  outuputnya  masuk kedalam  scrubber,  untuk  mengurangi  kadar  air  yang  terikut.  Gas  kemudian dinaikan  tekanannya  di  kompresor.  Gas  Kompresor  yang  digunakan  adalah  jenis reciprocating  doubeleacting/multistage.  Gas  kompresor  ini  mampu  menaikan tekanan  gas  dari  29  psig  sampai  430  psig,  sedangkan  pada  aktualnya  gas kompresor ini bekerja dari 22 psig sampai 340 psig. Hal ini menyebabkan volume aktual pada stage 1 dan stage 2 mengalami kenaikan dari data design dan volume aktual  pada  stage  3  mengalami  penurunan  dari  data  design.  Besarnya  volume aktual  pada  data  design  stage  1,  stage  2  dan  stage  3  adalah  1073  CFM;  803,22 CFM; 403,12 CFM secara berturut-turut. Sedangkan besarnya volume aktual pada data  aktual  stage  1,  stage  2  dan  stage  3  adalah  1133,57  CFM;  822,56  CFM; 394,49  CFM  secara  berturut-turut.  Selain  tekanan  suction,  variable  lainnya  yang memengaruhi  adalah  piston  discharge,  efisiensi  volumetrik  dan    actual  BHP. Efisiensi volumetrik pada data design didapatkan pada stage 1, stage 2, dan stage 3  adalah  78,47%;  82,89%,;  dan  75,78%  secara  berturut-turut.  Sedangkan  data aktual  efisiensi  volumetrik  stage  1,  stage  2,  dan  stage  3  adalah  82,94%; 84,88%;dan  74,27%  secara  berturut-turut.  Total  brake  horsepower  data  design adalah 1385,62 BHP, sedangkan data aktualnya adalah 1013,15 BHP sehingga act BHP menurun dari data designnya.
Kata Kunci: Efisiensi, Gas,  Kompresor, Kapasitas, Tekanan dan Variable.

## Pendahuluan
Gas adalah salah satu dari tiga keadaan materi. Gas mempunyai sifat khusus yang tidak dimiliki oleh zat cair maupun zat padat. Jika suatu gas atau udara menempati suatu bejana tertutup maka pada dinding bejana tersebut akan bekerja suatu gaya. Gaya ini per satuan luas dinding disebut tekanan. Tekanan merupakan salah satu dari parameter atau
sifat  penting  dalam  termodinamika.  Berdasarkan  dari  persamaan  gas  ideal  dapat diketahui ada beberapa faktor yang memengaruhi tekanan yaitu volume dan suhu.
Hubungan  parameter  tekanan  dengan  volum  dapat  diketahui  dari  pernyataan hukum  Boyle  yaitu  “Jika  gas  dikompresikan  (atau  diekspansikan)  pada  temperature tetap, maka  tekanannya akan  berbandingan  terbalik dengan volumnya”.   Aplikasi  dari hubungan parameter ini terdapat pada suatu alat yaitu Kompresor.
Kompresor adalah suatu alat atau mesin untuk memampatkan udara atau gas yang bertujuan untuk menaikan tekanan fluida. Kompresor mempunyai prinsip kerja dengan cara menurunkan volume sehingga menaikkan tekanan gas atau udaranya.
Adapun tujuan saya melakukan pengamatan dan penelitian ini adalah :
1. Mengetahui  jenis  dan  spesifikasi  gas  kompresor  G  yang  digunakan  di  Stasiun

## Pengumpul
2. Mengetahui data design dan data aktual pada gas kompresor G di Stasiun Pengumpul
3. Mengetahui pengaruh tekanan suction pada gas kompresor G terhadap kuantitas gas di Stasiun Pengumpul

## Metodologi Penelitian
Metode ini dilakukan dengan cara mengumpulkan data, yaitu data-data design gas kompresor  dan  Log  Sheet  Gas  Kompresor  G.  Log  sheet  untuk  gas  komprsor  ini biasanya di dapat dalam 1 hari dengan waktu rentangnya 3 jam sekali. Dalam data log sheet ini untuk perhitungan Pressure Ratio (Rc), Pistone Displacement (PD), Eficiency Voluemntric,  dan  Actual  Break  Horse  Power  .  Selain  itu  log  sheet  ini  dapat  menjadi parameter kualitas air hasil pengolahan seperti tekanan suction dan tekanan discharge.
Dimana data yang diperoleh dari pengamatan secara langsung, wawancara dengan operator,  dan  study  literature.  Observasi  lapangan  yang  pertama  adalah  mengunjungi Proses Stasiun Pengumpul dan unit Kompresor.

## Hasil dan Pembahasan

## 1. Gas Kompresor G
Gas Kompresor G merupakan alat yang berfungsi untuk menaikkan tekanan feed gas CP ( Condensate Plant ) dari 20 psig hingga mencapai sekitar tekanan 300 psig. Gas tersebut  ditekan  dengan  Gas  Kompresor  G  dengan  jenis  kompersor  reciprocating
dengan  tiga  stage  dan double  acting .  Proses  kompresi  yang  terjadi  adalah  proses kompresi adiabatik.
Gambar 1 Gas Kompresor G (Sumber: Dokumean Pribadi)

## 2. Data Spesifikasi dari Gas Kompresor dan Penggerak
Berikut  ini  pada Tabel  1 adalah  data  spesifikasi  kompresor    gas  G  dengan  penggerak yaitu :

## Tabel 1 Data Spesifikasi Gas Kompresor G
Gas Kompresor G Nama Peralatan Reciprocating Compressor Tag Number TBN-CG-0006/00 Merk Ariel Type JGT/4 Serial Number F-33370 Piston Rod Diameter 2 in = 0,1667 ft Stroke 4,5 in = 0,375 ft Speed 1200 RPM Jenis Kompresor Double Acting/Multistage (3 Stage ) Engine Nama Peralatan Prime Mover / Engine Tag Number TBN-GEG-0026/00 Merk Waukesha Type L7042GSI Serial Number 5283700566 Countinous Engine Power 1480 BHP 1st Stage Cylynder- Cylinder Bore (Diameter) 16,75 in = 1,3958 ft Pressure Suction 29 psig Pressure Discharge 101,98 psig Pressure Ratio (psia/psia) 2,671

## 3. Data Operasi Gas Kompresor G
Pengambilan  data  operasional  gas  kompresor  dalam  1  hari  adalah  8  kali  dengan jarak pengambilannya adalah 3 jam. Berikut ini pada Tabel 2 adalah data operasi dari Gas Kompresor G pada tanggal 18-21 Mei 2017 yaitu :
Tabel 2 Data Operasi Komperesor Gas G 18 Mei 2017 1 st Stage 2 nd Stage 3 rd Stage Ps (psig) 22,75 72,25 146,625 Pd (psig) 72,25 146,625 340 Rc 2,32 1,85 2,20 Ts (°F) 60 80 81 Td (°F) 89,375 85,125 91 19  Mei 2017 1 st Stage 2 nd Stage 3 rd Stage Ps (psig) 23,1875 70,75 144,375 Pd (psig) 70,75 144,375 338,125 Rc 2,25 1,86 2,22 Ts (°F) 60 80 81 Td (°F) 94,25 85,25 90,5 20 Mei 2017 1 st Stage 2 nd Stage 3 rd Stage Ps (psig) 22,75 71,125 146,25 Pd (psig) 71,125 146,25 340,625
Temperature Suction 118 °F Temperature Discharge 120 °F Capacity 7,500 MMSCFD Clearence Volume Avg 15,285% 2nd Stage Cylynder Cylinder Bore (Diameter) 14,125 in = 1,1771 ft Pressure Suction 99,04 psig Pressure Discharge 212,38 psig Pressure Ratio (psia/psia) 1,997 Temperature Suction 118 °F Temperature Discharge 120 °F Capacity 7,500 MMSCFD Clearence Volume Avg 19,62 % 3rd Stage Cylynder Cylinder Bore (Diameter) 10,5 in = 0,875 ft Pressure Suction 207,38 psig Pressure Discharge 459,29 psig Pressure Ratio (psia/psia) 2,134 Temperature Suction 118 °F Temperature Discharge 120 °F Capacity 7,500 MMSCFD Clearence Volume Avg 25,385 %
Rc 2,29 1,88 2,21 Ts (°F) 60 80 81 Td (°F) 91,75 83,375 90,25 21 Mei 2017 1 st Stage 2 nd Stage 3 rd Stage Ps (psig) 23,3125 71,5 146,25 Pd (psig) 71,5 146,25 341,875 Rc 2,27 1,87 2,22 Ts (°F) 60 80 81 Td (°F) 94,625 86,25 91,75 Keterangan   : Ps : Pressure suction (psig)
Pd : Pressure discharge (psig)
Rc : Ration Pressure
Ts : Temperature suction (°F) Td : Temperature discharge (°F)

## 4. Data Komposisi Feed Gas
Dapat kita lihat pada Tabel 3 , spesifikasi umpan (feed gas) pada SP -.
Tabel 3 Komposisi Gas SP tanggal 20 Mei 2017
5. Pengolahan Data Aktual
a. Menghitung Ratio of Specific Heat (k)
Ratio  of  Specific Heat  dipengaruhi  oleh Molal  Capacity  Heat. Sedangkan  untuk mencari  nilai Molal  Capacity  Heat mempunyai  data  koefisien  A  dan  B  yang dipengaruhi oleh suhu inlet kompresornya. Nilai k yang didapatkan terdapat pada Tabel
4 . Berikut ini  adalah  rumus  yang  digunakan  untuk  menghitung  nilai Ratio  of  Specific Heat (k),
k = MCp MCp-1,986 ...............Pers 12-4, hal 270, Ernest E. Ludwig MCp  = A + (B x T )......... Pers 12-5, hal 270, Ernest E. Ludwid
Keterangan : k
= Ratio of Specific Heat MCp  = Molar Heat Capacity (BTU/ lb. mol R)
T = Temperatur inlet silinder kompresor (R)
Tabel 4 Data Ratio of Specific Heat (k)

## b. Menghitung Pistone Displacement (PD)
Berikut rumus yang digunakan untuk menghitung Piston Displacement.
PD = (Ap – Ar/2).2.s.N
1728 ........................Pers 12-7A, hal 270, Ernest E. Ludwig Keterangan : Ap  = Luas piston diarea Head End (in 2 ) = (π/4) x D 2
Ar   = Luas piston diarea Crack End (in 2 ) = (π/4) x (D 2 - d 2 ) D    = Diameter silinder (in) d     = Diameter piston rod (in) S     = Stroke (in) N     = speed (RPM)
Berikut data pada Tabel 5 menunjukan PD design dan aktual  :
Tabel 5 Perbandingan PD design dan aktual

## PD (CFM)
Data Design* 1 st Stage 136 7,4
Data Operasi
1 st
Stage 1366, 69 2 nd Stage 969, 6 2 nd Stage 969,0 6 3 rd Stage 531, 4 3 rd Stage 531,1 3 Keterangan   : *) = data design kompresor
k 1 st Stage 1,22 2 nd Stage 1,21 3 rd Stage 1,21
Grafik 1 Perbandingan Piston Discharge design dengan aktual
Jika Grafik  1 dihubungkan  dengan  literatur  Ernest  E.  Ludwig,  bahwa piston discharge dipengaruhi  oleh  luas  piston  di head end,  luas  piston  di crack  end ,  Stroke, dan  perputaran  piston  (RPM).  Sehingga,  karena  stage  1  dengan  mempunyai  diameter yang lebih besar daripada stage 2 dan 3, maka piston discharge stage 1 juga akan lebih bessar dari pada stage 2 dan 3.
c. Menghitung Efisiensi Volumetrik dan Kapasitas Aktual
Kapasitas  aktual  dipengaruhi  oleh  efisiensi  volumetrik  dan piston  discharge. berikut ini adalah rumus yang digunakan untuk menghitung nilai efisiensi volumentrik (ɳ v ) dan Kapasitas Aktual (Va),
ɳ v = 100 – Rc – Vpc.(Rc 1/k - 1) ….Pers 12-16, hal 273, Ernest E. Ludwig
Va = PD . (ɳ v ) ...............................Pers 12-14, hal 273, Ernest E. Ludwig
Keterangan  : Rc = Compresion Ratio (Pd/Ps) Pd = Pressure Discharge (psia) Ps = Pressure Suction (psia)
Tabel 6 Perbandingan Data Compression Ratio Kompresor Rc Stage 1 Stage 2 Stage 3 Design 2,67 2,00 2,13 18 Mei 2017 2,32 1,86 2,20 19 Mei 2017 2,26 1,86 2,,22 20 Mei 2017 2,29 1,88 2,21 21 Mei 2017 2,27 1,87 2,22 Rata-Rata Aktual 2,29 1,87 2,21
Tabel 7 Perbandingan Efisiensi Volumetrik Design dan Aktual Kompresor ɳ v (%) Stage 1 Stage 2 Stage 3 Design 78,47 82,84 75,86 18 Mei 2017 82,53 85,00 74,51 19 Mei 2017 83,24 85,00 74,13 20 Mei 2017 82,88 84,69 74,32 21 Mei 2017 83,12 84,84 74,13 Rata-Rata Aktual 82,94 84,88 74,27
Jika Grafik  2 dihubungkan  dengan  efisiensi  volumetrik  dari  literatur  Ernest  E.
Ludwig,  maka  semakin  tinggi  nilai compresion  ratio (Rc)  maka  semakin  kecil  nilai efisiensi volumetriknya begitupun sebaliknya, jika semakin kecil nilai compresion ratio (Rc) maka semakin besar nilai efisinesi volumetriknya.
Grafik 2 Perbandigan Efisiensi Volumetrik Design  dan Aktual
Tabel 8 Perbandingan Volume Aktual Design dan Aktual
Kompresor Va  (CFM) Stage 1 Stage 2 Stage 3 Design 1073,00 803,22 403,12 18 Mei 2017 1127,93 823,7 395,74 19 Mei 2017 1137,63 823,7 393,73 20 Mei 2017 1132,71 820,7 394,74 21 Mei 2017 1135,99 822,15 393,73 Rata-Rata Aktual 1133,57 822,56 394,49
Grafik 3 Perbandigan Volume Aktual Design dan Aktual
Volume  aktual  adalah  volume  gas  dalam  keadaan  tekanan  dan  temperatur  pada daya  isap.  Sehingga  volume  aktual  ini  akan  mempunyai  nilai  yang  lebih  kecil  dari volume totalnya ( piston discharge) .
Jika Grafik 3 dihubungkan dengan rumus kapasitas aktual dari literatur Ernest E.
Ludwig,  maka  semakin  tinggi  nilai  efisiensi  volumetriknya,  maka  volume  aktualnya akan  semakin  besar.  Begitupun  sebaliknya,  semakin  kecil  nilai  efisiensi  volumetrik maka semakin kecil volume aktualnya.

## d. Menghitung nilai Actual BHP (BHP)
Berikut ini adalah rumus yang digunakan untuk menghitung nilai Act BHP yaitu,
Act BHP =
0,004364 x F L x k k - 1 x [ { P s x V a x (Rc (k-1)/k -1) } .Lo]
.......................Pers 12-28, hal 285, Ernest E. Ludwig Keterangan : F L = Frame loss (nilai F L diasumsikan untuk gas engine    drive adalah 1.275) Lo = Loss Factor ( Fig 12-15, hal 280,Ernest E.Ludwig ) Rc = Compresion Ratio Sehingga, hasil data actual Brake Horsepower yang didapat pada data design dan aktual adalah :
Tabel 9 Perbandingan act BHP Design dan Aktual
Grafik 4 Perbandingan act BHP Design dan Aktual
Berdasarkan Grafik  4 bahwa actual  brake  horsepower pada  data  aktualnya mempunyai  nilai  yang  lebih  kecil  daripada  data  designnya.  Hal  ini  dipengaruhi  nilai tekanan  suction, compresion  ratio , ratio  of  specific  heat , loss  factor,  dan  frame  loss .
Sehingga, hasil data Total aktual Brake Horsepower yang didapat adalah :
Tabel 10 Perbandingan Total BHP data design dan aktual Data
Design Data Aktual 18 Mei 2017 19 Mei 2017 20 Mei 2017 21 Mei 2017 Total BHP 1385,62 1016, 98 1004, 42 1014,
56 1016, 65 Rata- Rata 1385,62 1013,15 Kompresor Act Brakehorsepower  (BHP Stage 1 Stage 2 Stage 3 Design 353,20 509,20 523,22 18 Mei 2017 272,33 354,46 390,19 19 Mei 2017 268,58 348,34 387,50 20 Mei 2017 268,93 354,94 390,69 21 Mei 2017 270,64 353,94 392,07 Rata-Rata Aktual 270,12 352,92 390,11
Grafik 5 Perbandigan Total BHP Design dan Aktual
Jika Grafik  5 dihubungkan actual  brake  horsepower dari  literatur  Ernest  E.  Ludwig, maka  pada  data  aktual  mempunyai  nilai  total brake  horsepower lebih  kecil  daripada data  designnya  karena  tekanan  suction  aktual  berada  dibawah  nilai  tekanan  suction designnya  maka actual BHP  dari  data  aktual  mempunyai  nilai  lebih  kecil  daripada actual BHP dari data design.

## e. Rekapitulasi Data
Tabel 11 Rekapitulasi Data
Berdasarkan Tabel 11 diatas dapat dianalisa yaitu :
1) Gas Kompresor G  mengalami  penurunan tekanan suction  pada  data design  dan dan data aktual disetiap stagenya.
2) Compresion  ratio pada  stage  3  mengalami  penaikan,  hal  ini  dikarenakan  tekanan suction pada stage 3 lebih kecil dari data design dan membebani kerja stage 3 yaitu dari sekitar 145 psig menjadi sekitar 340 psig.
3) Efisiensi  volumetris  pada  Gas  Kompresor  G  mengalami  kenaikan  pada  stage  1  dan stage 2 serta mengalami penurunan pada stage 3 dikarenakan pengaruh compression ratio yaang berbeda antara stage 1 dan stage 2 mengalami penurunan dengan stage 3 yang mengalami penaikan pada designnya.
4) Total Brake  Horsepower pada  Gas  Kompresor  G  juga  mengalami  penurunan  yang dikarenakan  pengaruh  penurunan  tekanan  suction,  dan    mengalami  kenaikan compresion ratio dan volume aktual pada stage 3.
5) Stage kompresor menjadi lebih baik, maka maintance pada Gas kompresor G harus tetap dilaksanakan sesuai jadwal yang sudah dianjurkan.
f. Hubungan Tekanan Suction dan Volume Aktual
Prinsip  kerja  kompresor  yaitu  menaikkan  tekanan  dengan  menurunkan volumenya. Hal ini terbukti pada persamaan gas ideal. Berikut pada Grafik 5.7 adalah grafik tentang kondisi aktual kompresor dengan parameter tekanan dan volume actual.

## Grafik 5.7 Hubungan Tekanan Suction dan Volume Aktual
Berdasarkan Grafik  5.7 dapat  dilihat  bahwa  hubungan  tekanan  suction  dan volume actual berbanding terbalik. Hal ini dapat dinyatakan dengan persamaan gas ideal yaitu pada hukum Boyle yang berbunyi “Jika gas dikompresikan (atau diekspansikan) pada  temperature  tetap,  maka  tekanannya  akan  berbandingan  terbalik  dengan volumenya”.  Sehingga  semakin  besar  nilai  tekanannya  maka,  semakin  kecil  pula volume yang dihasilkan.

## Kesimpulan
Setelah  melakukan  pengamatan  dan  pengolahan  data  maka  dapat  disimpulkan beberapa hal sebagai berikut:
1. Gas  Kompresor  G adalah  Gas  Kompresor  dengan  jenis Reciprocating dengan  merk Ariel dan mempunyai spesifikasi Flow Rate 7,500 MMSCFD,  speed 1200 RPM, dan kompresor dengan sistem double acting/multistage (3 stage).
2. Data  design  pada  gas  kompresor  G  mempunyai  tekanan  suction  29  psig,  tekanan discharge  430  psig,  temperatur  suction  118  °F  dan  temperatur  discharge  120  °F. Sedangkan  data  aktual  pada  gas  kompresor  G  mempunyai  tekanan  suction  sekitar 23±1 psig, tekanan discharge sekitar 340±1 psig, temperatur suction sekitar 60±1 °F dan temperatur discharge sekitar 90±2 °F.
3. Berdasarkan  hasil  perhitungan,  didapatkan  kesimpulan  bahwa  penurunan  tekanan suction  akan  menurunkan  nilai  efisiensi  volumetris  pada  gas  kompresor  yang menyebabkan penurunan volume aktual gas.  Hal ini terbukti pada prinsip persamaan gas ideal tepatnya pada hokum Boyle.

## BIBLIOGRAFI
Austin,  George  T.  1996. INDUSTRI  PROSES  KIMIA.  Edisi  5. Diterjemahkan  oleh: Jasjfi. Jakarta: Erlangga
Abdassar,  Deddy.  1994. Teknik  Eksploitasi  Gas  Bumi .Bandung:Institut  Teknologi Bandung Design Assistance Corporation. 211A. Axial Compressor Model . http://dacworldwide.com/product/detail/714/print Diakses pada tanggal
12/03/2017 pukul 20:16 WIB.
Hanlon, Paul C.2001. Compressor Handbook .Mc Graw Hill:NewYork.
Jr,  Frank  L.  Evans.  1979. Equipment  Design  Hand  book  for  Refineries  and  Chemical Plants Volume I Second Edition. Gulf Publisthing Company, Texas.
Ludwig,  Ernest  E.  1983. Applied  Process  Design  For  Chemical  And  Petrochemical Plants/Volume 3 Second Edition. Gulf Publishing Company:Houston.
Sularso  dan  Haruo  Tahara.  2000. Pompa  dan  Kompresor  Pemilihan  Pemakaian  dan Pemeliharaan. Pradyanya Paramitha:Jakarta.