LAYER OF PROTECTION ANALYSIS (LOPA) HEAT EXCHANGER RUPTURE AND
AMMONIA AT GOODYEAR TIRE AND RUBBER COMPANY,HOUSTON IN JUNE 11,
2008
Tugas Mata Kuliah Analisis Resiko Industri (ARI)OLEH :
Dody Guntama
14/373614/PTK/9968MAGISTER TEKNIK PENGENDALIAN PENCEMARAN
LINGKUNGAN
PROGRAM PASCA SARJANA TEKNIK KIMIA
UNIVERSITAS GADJAH MADA
2015I. Profil PerusahaanGoodyear adalah perusahaan ban dan karet
internasional, perusahaan manufaktur ini didirikan pada tahun 1898
dan berkantor pusat di Akron, Ohio. Amerika utara fasilitas
memproduksi ban dan komponen ban. Houston fasilitas, awalnya
dibangun pada tahun 1942 dan diperluas pada tahun 1989,
menghasilkan karet sintetis di beberapa pro lini proses.II.
Diskripsi Proses Proses pada Unit Ammonia Heat ExchangersFasilitas
ini termasuk dalam tahapan akhir produksi yaitu tahapan pemisahan.
Di area produksi, serangkaian proses seperti reaktor kimia yang
menggunakan styrene dan termasuk butadiena menggunakan amoniak
sebagai penukar panas dalam proses reaktor, serta amonia digunakan
untuk mengontrol suhu.Seperti digambar amonia menyerap panas dari
larutan yang mengalir melalui tube- tube di tengah-tengah Heat
Exchangers ini, amonia mendidih di shell Heat Exchangers ( gambar
1). Katup kontrol tekanan berguna untuk membuat tekanan uap amonia
tetap berada pada posisi tekanan pada suhu 150 psig di Heat
Exchanger. Uap amonia yang sudah dipakai untuk mendinginkan di
kirim ke unit pendingin amoniak dan di cairkan kembali. Bahan kimia
yang keluar dari Heat Exchanger mengalir ke reaktor proses. Setiap
alat penukar panas juga dilengkapi dengan disk pecah yang disusun
secara seri dengan sebuah katup pengatur tekanan ( tekanan
ditetapkan pada 300 psig ) untuk melindungi heat exchanger dari
tekanan yang berlebihan. Rilis uap amoniak melalui atap menuju
atmosfer.
Gambar 1. Process Flow dari Unit Ammonia Heat Exchangers Fungsi
dari heat exchanger adalah untuk mendinginkan bahan baku sehingga
suhu bahan baku sesuai dengan suhu yang diinginkan di reaktor.
Proses pendinginan ini menggunakan amonia karena amoniak bisa
mendinginkan bahan baku berupa styrene dan butadiene.III. Insiden
yang Terjadi pada Goodyear Tire And Rubber CompanyStudi kasus ini
meneliti Heat Exchanger yang pecah dan melepaskan amonia, di
perusahaan ban dan karet goodyear fasilitas di houston, texas.
Menewaskan satu tenaga kesehatan dan mencederai enam orang lainnya.
Goodyear menggunakan amonia anhidrat bertekanan dalam alat penukar
panas untuk mendinginkan bahan kimia yang digunakan untuk membuat
karet sintetis. Proses bahan kimia dipompa melalui tube tube di
dalam alat penukar panas yang didinginkan oleh amonia yang mengalir
mengelilingi tabung-tabung di shell silinder baja. Pada 10 juni
2008, operator goodyear menutup katup isolasi sebagai langkah
mengisolasi antara shell alat panas penukar dan untuk menggantikan
disk yang meledak dan pecah, di bawah katup rilis yang disediakan
apabila terjadi over-pressure sebagai perlindungan. Pekerja
pemeliharaan mengganti disk yang pecah pada hari itu, namun yang
katup isolasi yang tidak dibuka kembali . Pada pagi hari tanggal 11
juni, pekerja menutup katup isolasi yang mengatur tekanan dari
amonia exchanger panas. Selain itu, operator juga menutup bagian
yang menghubungkan saluran uap dengan proses untuk membersihkan
pemipaan. Uap panas yang mengalir melalui tabung exchanger, dapat
memanaskan amonia cair dalam shell exchanger, dan dapat menambah
tekanan dalam shell exchanger. Katup isolasi dan katup pengeblokan
berguna untuk mengamankan penambahan amonia dengan ventilasi
tekanan dari amonia aman, pada tekanan yang dikendalikan oleh katup
atau katup disk yang pecah. Tekanan di dalam shell Hest exchanger
mengalami kenaikan secra continue sampai dengan pukul 7.30. Yang
menjadi bencana heat exchanger pecah melemparkan puing-puing yang
memancung dan membunuh seorang goodyear karyawan berjalan melalui
area. Heat Exchanger pecah juga mengeluarkan amonia, mengekspos
lima pekerja di dekatnya .Tambahan satu pekerja cedera diluar
daerah kerja.Segera setelah heat exchanger pecah dan merilis
amonia, goodyear melakukan efakuasi. Pekerja medis mengangkut
pekerja yang cedera. Enam Karyawan tanggap darurat gagal
mempertimbangkan untuk semua pekerja dan akibatnya, goodyear
manajemen percaya semua pekerjanya memiliki wilayah bencana sudah
diefakuasi ketempat yang aman. Manajemen mengumumkan kejadian
terjadi pagi hari 11 juni. Meskipun puing-puing memblokir akses ke
daerah langsung sekitar alat penukar panas. Area plant dilakukan
pembersihan sementara bidang-bidang lain di memulai lagi operasi.
Beberapa jam kemudian menemukan jenazah sebuah goodyear karyawan
yang terletak di bawah puing-puing dalam sebuah remang-remang.
Gambar 2. Foto kejadian pada saat terjadi ledakan
Gambar 3. Process Flow dari Unit ammonia Heat Exchanger ketika
insidenIV. Layer Of Protection Analysis (LOPA)
Layer Of Protection Analysis (LOPA) merupakan suatu metode
perhitungan semi kuantitatif dengan cara menentukan probabilitas
frekuensi terjadinya failure. LOPA mempertimbangkan frekuensi
kegagalan setiap penangkal kegagalan/safeguard (probability of
failure on demand = PFD) dalam suatu sistem proses. Proses
perhitungan untuk menentukan probabilitas frekuensi terjadinya
failure dilakukan dalam dua tahap, yaitu dengan menentukan risk
criteria serta frequency of consequence (per year). Berdasarkan
kejadian yang telah terjadi (realisasi hazard) dilakukan penyusunan
LOPA scenario seperti yang dapat dilihat pada Gambar 4.
Gambar 4. LOPA scenario
a. Risk criteria
Diasumsikan bahwa bahan baku yang release adalah amonia.
Berdasarkan data yang diambil dari MSDS amonia merupakan bahan yang
bersifat flammable dan highly toxic.Data:
Kapasitas:150.000 m3/hariDensitas:0,817 gr/mlMassa ammonia =
270.227,75 lbSetelah diketahui besarnya konsekuensi dan
karakteristik dari bahan yang akan release kemudian di plot kedalam
Tabel 1 untuk mengetahui category dari resiko yang terjadi.
Tabel 1. Risk Criteria
Berdasarkan Tabel 1, dapat disimpulkan bahwa bahan yang
digunakan (crude oil) masuk kedalam Category 5. Setelah diketahui
category dari bahan kemudian dilakukan perhitungan nilai frequency
of consequence (per year).
b. Frequency of consequence (per year)
Gambar 5. Perhitungan frequency of consequence (per year) dari
kejadian terbakarnya HE
Berdasarkan perhitungan frequency of consequence yang dilakukan
diketahui bahwa frekuensi terjadinya kejadian (top accident) adalah
sebesar 10-4. Kategori dari bahan serta frekuensi terjadinya
kejadian (top accident) kemudian di plot kedalam Tabel 2 untuk
mengetahui tingkat resiko yang akan terjadi akibat kejadian (top
accident).
Tabel 2. Tingkat Resiko dari kejadian
Hasil yang didapatkan menunjukkan bahwa tingkat resiko yang
terjadi tergolong tolerable if ALARP (as low as reasonably
practicable), yaitu tingkat resiko yang dpat ditoleransi namun
tetap harus dievaluasi untuk alternatif lain yang lebih aman. Oleh
karena itu dilakukan penyusunan skenario baru untuk menjamin proses
dapat berlangsung secara aman dan mencegah terjadinya realisasi
hazard berupa insiden yang serupa. Skenario baru yang disusun tidak
dapat mengubah kategori dari bahan karena kategori bahan merupakan
spesifikasi dari bahan yang digunakan. Hal yang dapat dilakukan
untuk menurunkan tingkat resiko adalah dengan memperkecil frekuensi
terjadinya kejadian (top accident). Untuk memperkecil frekuensi
dapat dilakukan dengan mengganti bahan pendingin dari heat
exchanger yang digunakan karena dengan menggunakan ammonia resiko
yang didapatkan cukup besar, lebih baik memilih pendingin yang aman
seperti dowterm a atau b yang dapat mendinginkan bahan baku
tersebut, atau dengan menambah Independent Protection Layer (IPL).
Independent Protection Layer (IPL) berupa Pressure Relief Valve
(PRV) yang dipasang setelah Pressure High Alarm (PHA) untuk
mengontrol tekanan dalam Heat Exchanger.
_1486948389.vsdHigh Temperature Hydrogen Attack (HTHA)
Kesalahan penutupan valve pada Heat Exchanger
Kenaikan tekanan secara berlebihan dan katup isolasi lupa
dibuka
Kebakaran heat exchanger pada unit NHT
IPL 1
IPL 3
Preventive Layers
IPL 4
Mitigating Layers
Hazardous non-routine work
IPL 2
Kematian 1 orang pegawai Pegawai cidera 6 orangKebakaran selama
3 JamUnit Heat Exchanger berenti beroprasi
_1486951457.vsdInitiating eventHazardous non routine work
A
Shutdown
Shutdown
kebakaran
Shutdown
Safety function
identifier
Failure ondemand
Operator bekerjasesuai SOP
Pressure High Alarm (PHA)Temperature High Alarm (THA)
High temperatureshutdown
Operatorshutdown
Shutdown
kebakaran
B
C
D
E
1
0,1
0,25
0,25
0,1
0,1
0,9
0,225
0,645
0,0563
0,0256
0,1688
0,03067
0,025
0,0025
0,0002
0,075
0,019
0,0023
0,0188
0.0018
0,0563
0,0169
Cont. Operation
Shutdown
Shutdown
kebakaran