Post on 05-Aug-2015
Laporan Praktek Kerja Lapangan
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Sejarah Perusahaan
PT. Kaltim Pasifik Amoniak (PT. KPA) adalah perusahaan yang didirikan
pada tanggal 28 Juli 1997 dan berlokasi di kota Bontang, Kalimantan Timur,
Indonesia. PT. Kaltim Pasifik Amoniak didirikan berdasarkan investasi asing murni
dari Mitsui Co.Ltd dan Toyota Tshuso (yang sebelumnya bernama Tomen
Corporation, Jepang). Untuk saat ini, saham PT. Kaltim Pasifik Amoniak dimiliki
oleh Mitsui Co.Ltd sebesar 75% dan oleh Toyota Tsusho sebesar 25%.
Perusahaan ini didirikan dengan sistem BOT yakni Built, Operation, dan
Transfer yang direncanakan untuk beroperasi selama 18 tahun setelah produksi
pertamanya pada tahun 2000. Dengan luas 46 hektar, PT. Kaltim Pasifik Amoniak
yang merupakan industri penghasil amoniak memiliki kapasitas produksi sebesar
2.000 MT (Metric Ton) per hari maka mencapai 660.000 MT (Metric Ton) per
tahun.
Karena kebutuhan amoniak dunia yang terus meningkat maka PT. Kaltim
Pasifik Amoniak terus meningkatkan kualitas, kuantitas dan proses produksinya.
Visi PT. Kaltim Pasifik Amoniak yaitu To Be A World Class Ammonia
Manufacturing, serta menerapkan nilai-nilai Tireless, Fairness dan Humble oleh
seluruh karyawannya.
1.2 Tata Letak Pabrik dan Proses
Tata letak pabrik PT. Kaltim Pasifik Amoniak disusun sedemikian rupa
sehingga memudahkan berlangsungnya proses produksi amoniak dan keamanan
pabrik. PT. Kaltim Pasifik Amoniak terdiri dari 2 unit utama yakni unit 1 dan unit
2. Unit 1 adalah unit yang mencakup berbagai peralatan proses dan berfungsi untuk
menjalankan proses produksi amoniak. Unit 1 terbagi menjadi 3 bagian, yaitu :
1. Front End, meliputi: Desulphurizer, Primary Reformer, Secondary Reformer,
High Temperature Shift Converter (HTSC), Low Temperature Shift Converter
(LTSC).
POLITEKNIK NEGERI SAMARINDA 1
Laporan Praktek Kerja Lapangan
2. Middle End, meliputi: CO2 Removal dan Methanantor.
3. Back End, meliputi: Synthesis Loop, Ammonia Recovery Unit (ARU) dan
Hydrogen Recovery Unit (HRU).
Unit 2 merupakan unit tempat penyimpanan amoniak cair yang dihasilkan
dari unit 1 dan pemindahan (loading) amoniak cair dari tangki penyimpanan
menuju kapal pengangkut amoniak, sehingga unit 2 terletak di dekat pelabuhan. Hal
ini bertujuan untuk memudahkan proses loading amoniak menuju kapal
pengangkut. Tata letak pabrik dan peralatan PT. Kaltim Pasifik Amoniak unit 1
dapat dilihat pada gambar 1 di bawah ini
Gambar 1. Tata Letak Pabrik dan Peralatan PT. Kaltim Pasifik Amoniak
Keterangan gambar 1 :
1. Primary Reformer2. Secondary Reformer3. Sulphur Adsorber4,10 Waste Heat Boiler5,9 Steam Superheater 6. High Temperature Shift
Converter7. Low Temperature Shift
Converter
8. 2nd Ammonia Converter11. 1st Ammonia converter12. Methanator13. Hydrogen Recovery Unit14. Ammonia Recovery Unit15. Shelter16. MDEA Tank17. CO2 Absorber18. CO2 Stripper
19. Marine Plate Heat Exchanger
20. Sweet Cooling Water Heat Exchanger
POLITEKNIK NEGERI SAMARINDA 2
1
Panas
+Panas
CH4 + H2O CO + 3H2
CO + H2O CO2 + H2
CxHy + 2x H2O
x CO2 + (y/2 + 2x) H2 Panas
Laporan Praktek Kerja Lapangan
1.3 Unit – Unit Produksi
Proses produksi amoniak pada PT. Kaltim Pasifik Amoniak mengadopsi
proses Haldor-Topse, yang secara garis besar tahapannya terdiri dari:
1. Pemurnian Gas Alam
Gas alam yang digunakan sebagai bahan baku utama pada pabrik
amoniak PT. Kaltim Pasifik Amoniak mengandung beberapa jenis pengotor
seperti sulfur dan fraksi hidrokarbon berat. Oleh karena itu, sebelum
dimanfaatkan dalam proses, gas alam harus melewati tahap pemurnian terlebih
dahulu. Fraksi hidrokarbon berat yang terdapat dalam aliran gas alam
dipisahkan pada Natural Gas Knock Out Drum, sedangkan sulfur dihilangkan
melalui proses Desulfurisasi.
2. Pembuatan Gas Sintesis
Pembuatan gas untuk sintesis berlangsung di unit Primary Reformer dan
Secondary Reformer sehingga memperoleh gas Hidrogen (H2) dan Nitrogen
(N2). Pada unit Primary Reformer berlangsung reaksi steam reforming antara
hidrokarbon dan steam menghasilkan gas hidrogen. Reaksi yang berlangsung
adalah sebagai berikut:
Panas yang dibutuhkan untuk reaksi pada Primary Reformer diperoleh
dari panas pembakaran fuel gas dengan menggunakan burner. Sisa gas metana
yang tidak ikut bereaksi pada Primary Reformer direaksikan kembali pada
Secondary Reformer dengan reaksi yang sama. Sedangkan panas yang
dibutuhkan untuk reaksi tersebut pada Secondary Reformer diperoleh dari hasil
POLITEKNIK NEGERI SAMARINDA 3
H2 + 1/2 O2 H2O
Laporan Praktek Kerja Lapangan
reaksi antara H2 dan O2. Pada reaksi ini diharapkan O2 tersebut habis bereaksi
dengan gas hidrogen sehingga akan tersisa nitrogen sebagai gas sintesis.
3. Pemurnian Gas Sintesis
Tahap pemurnian gas sintesis bertujuan untuk menghilangkan kandungan
CO dan CO2 dalam aliran gas sintesis. Pemurnian gas sintesis berlangsung di
beberapa unit, yaitu:
Shift Converter
Unit Shift Converter terbagi dua yaitu High Temperatur Shift Converter
(HTSC) dan Low Temperatur Shift Converter (LTSC). Pada shift converter,
CO yang terdapat pada gas sintesis dikonversi menjadi CO2. Konversi ini
dilakukan karena penyerapan CO tidak bisa dilakukan di unit CO2 Removal
dan konversi CO juga menghasilkan gas sintesis yaitu H2.
CO2 Removal
Agar tidak meracuni katalis pada saat sintesis amoniak, CO2 yang terdapat
dalam aliran gas sintesis dihilangkan pada unit CO2 Removal. Sistem pemroses
utama CO2 Removal terdiri dari absorbsi CO2 pada CO2 Absorber, pelucutan
CO2 pada CO2 Stripper, dan proses regenerasi MDEA yang berlangsung pada
LP Flash drum dan HP flash drum. Larutan MDEA 37% dan piperazine 3%
digunakan sebagai absorben CO2 pada unit ini.
Methanator
Pada unit Methanator, CO dan CO2 yang masih tersisa di aliran gas sintesis
dikonversi menjadi metana. Reaksi yang terjadi disini adalah kebalikan dari
reaksi steam reforming.
4. Sintesis Amoniak, Pemurnian Amoniak, dan Sistim Refrigerasi Amoniak
Proses sintesis dilakukan pada dua converter buatan Haldor Topse.
Converter yang pertama (converter S-200) terdiri dari 2 buah unggun katalis dan
POLITEKNIK NEGERI SAMARINDA 4
Laporan Praktek Kerja Lapangan
dilengkapi dengan Interbed Heat Exchanger, sedangkan konverter yang kedua
(converter s-50) berisi satu unggun katalis.
Gas amoniak yang terbentuk kemudian dimurnikan dari gas-gas inert dan
gas sintesis yang belum bereaksi. Sistim refrigerasi amoniak bertujuan untuk
mencairkan amoniak dengan memanfaatkan amoniak produk sebagai
refrigerannya.
5. Ammonia Recovery Unit (ARU) dan Hydrogen Recovery Unit (HRU)
Unit ARU dan HRU bertujuan untuk mengambil kembali amoniak dan H2 yang
terdapat dalam aliran purge gas dan flash gas.
1.4 Bahan Baku, Produk dan Pemasaran Produk
A. Bahan Baku
Terdapat 3 bahan baku utama dalam proses pembuatan amoniak yang
digunakan pada PT. Kaltim Pasifik Amoniak yaitu gas alam, udara dan air.
Selain bahan baku utama tersebut ada pula bahan pendukung yang digunakan
untuk mendukung berlangsungnya proses sintesis amoniak di PT. Kaltim Pasifik
Amoniak yaitu katalis, larutan MDEA, Anti-Scale, anti korosi, Anti-Foam, zat
pengikat oksigen (Oxygen Scavenger), biosida, Molecular Sieve Adsorbents, dan
resin penukar ion (LEWATIT® MonoPlus SP 112 dan LEWATIT® MonoPlus
MP 800).
a. Gas Alam
Bahan baku dalam pembuatan amoniak (NH3) adalah gas hidrogen (H2)
dan gas nitrogen (N2). Pada PT. Kaltim Pasifik Amoniak hidrogen yang
dibutuhkan pada proses pembuatan amoniak bersumber dari gas alam. Gas alam
tersebut berasal dari beberapa sumber yang terkumpul di stasiun pengumpulan
gas KM 53 Muara Badak. Kemudian didistribusikan ke area industri Kaltim
Industrial Estate (KIE), lalu gas tersebut disalurkan ke sistem kompresi gas
(SKG).
POLITEKNIK NEGERI SAMARINDA 5
Laporan Praktek Kerja Lapangan
Gas alam yang disalurkan dari stasiun kompresi gas (SKG) dipisahkan
terlebih dahulu fraksi hidrokarbon ringan dan hidrokarbon beratnya pada
Natural Gas Knock Out Drum (NG KO Drum) sebelum memasuki proses
selanjutnya seperti untuk sintesis amoniak dan sebagai bahan bakar pada
Primary Reformer. Komposisi gas alam yang masuk ke pabrik PT. Kaltim
Pasifik Amoniak serta komposisi gas alam yang masuk ke dalam Natural Gas
Knock Out Drum (V-0101) dapat dilihat pada tabel 1 di bawah ini
Tabel 1. Komposisi Gas Alam Sesuai Desain
No. Komponen Komposisi (%mol)
1 CH4 85,59
2 C2H6 4,58
3 C3H8 2,76
4 C4+ 1,75
5 CO2 5,31
6 N2 0,01
Total 100
Sumber : Material Balance of Process Flow Diagram, PT. Kaltim Pasifik Amoniak
b. Udara
Pada umumnya udara bebas di bumi ini mengandung sekitar 79% N2 dan
21% O2, karena jumlah udara yang berlimpah dan tidak memerlukan biaya untuk
mendapatkannya maka PT. Kaltim Pasifik Amoniak memanfaatkan gas nitrogen
(N2) tersebut dalam proses sintesis amoniak. serta memanfaatkan oksigen (O2)
yang nantinya akan bereaksi dengan hidrogen sehingga menghasilkan panas
pada Secondary Reformer. Sebelumnya udara bebas tersebut melalui proses
penyaringan, pengeringan, dan kompresi yang kemudian disuplai ke Secondary
Reformer. PT. Kaltim Pasifik Amoniak mengkonsumsi udara bebas pada
temperatur 32C dengan tekanan atmosferik dan laju alir sebesar 76.694
Nm3/jam.
POLITEKNIK NEGERI SAMARINDA 6
Laporan Praktek Kerja Lapangan
c. Air
Air adalah salah satu bahan baku dari proses pembuatan amoniak. Dalam
proses ini air yang digunakan adalah air dalam bentuk steam atau kukus. Steam
ini berasal dari air laut yang telah melewati beberapa proses seperti desalinasi
(penghilangan garam-garam), demineralisasi (penghilangan mineral) dan
deaerasi (penghilangan oksigen). Air laut yang telah melalui
proses tersebut kemudian dijadikan air umpan boiler (Boiler Feed Water) untuk
dijadikan steam. Steam yang diproduksi ialah High Pressure Steam (HP Steam)
dengan tekanan 110 kg/cm2 dan temperatur 510C. Hp Steam tersebut diekspansi
melalui turbin steam sehingga menghasilkan Medium Pressure Steam dengan
tekanan 40 kg/cm2 dan temperatur 384C, Medium Low- Pressure Steam dengan
tekanan 8,5 kg/cm2 dan temperatur 249C, dan Low Pressure Steam dengan
tekanan 3,5 kg/cm2 dan temperatur 225C.
d. Katalis
Katalis adalah salah satu elemen penting dalam suatu reaksi, di mana ia
berfungsi untuk mempercepat laju reaksi serta mengarahkan reaksi tanpa ikut
berreaksi dengan bahan yang akan direaksikan. Keaktifan dari suatu katalis
sangat terpengaruh oleh adanya zat-zat asing, jika zat-zat asing itu menambah
keaktifan katalis maka disebut promotor, sedangkan yang mengurangi keaktifan
disebut racun. Katalis yang biasa digunakan di PT. Kaltim Pasifik Amoniak
adalah produk dari Haldor Topse A/S. Jenis-jenis katalis yang digunakan di
PT. Kaltim Pasifik Amoniak telah disesuaikan dengan kebutuhan dan kondisi
proses masing-masing. Spesifikasi katalis yang digunakan di PT. Kaltim Pasifik
Amoniak dapat dilihat pada tabel 2 di bawah ini
POLITEKNIK NEGERI SAMARINDA 7
Laporan Praktek Kerja Lapangan
Tabel 2. Spesifikasi Katalis di PT. Kaltim Pasifik Amoniak
AplikasiNama
Katalis
Tipe
Katalis
Bentuk
Fisik
Temperatur
Operasi (C)
Ukuran
(mm)
Hidrogenasi
Sulfur
Organik
TK-550 CoMo Ring 225-450 5
Adsorbsi
Sulfur
Anorganik
HTZ-5 ZnO ExtrudateAmbient-
4503 dan 4
Adsorbsi
SulfurST-101 Cu-based Tablets
Ambient-
3004x2,5
Primary
ReformerR-67R-
7H
Nickel-low
K
Promoted
7 hole
Cylinder430-1400
16/8x16,
16/8x10
R-67-7H
Nickel-low
K
Promoted
7 hole
Cylinder350-1400
16/8x16,
16/8x10
Secondary
Reformer
RKS-2-
7H
Nickel-low
K
Promoted
7 hole
Cylinder
1400 20x18,
16x11
HTSCSK-201-
2
Iron
Chromium,
Cu
promoted
Tablet 325-500 6x6
LTSCLK-821-
2Cu-bassed Tablet 170-275 4,5x3,4
Methanator LK-7R Nickel Ring 220-450 6
POLITEKNIK NEGERI SAMARINDA 8
Laporan Praktek Kerja Lapangan
Ammonia
Syntesis
KM1Promoted
Iron OxideIrregular 340-450
1,5-3,6-
10,12-21
KM1RPromoted
Iron OxideGrains 340-450
1,5-3,6-
10,12-21
Sumber : Topse A/S Operating Manual, Haldor Topse A/S
e. Spesifikasi dari larutan MDEA, Anti-Scale, anti korosi, Anti-Foam, zat pengikat
oksigen (Oxygen Scavenger), biosida, Molecular Sieve Adsorbents, dan resin
penukar ion (LEWATIT® MonoPlus SP 112 dan LEWATIT® MonoPlus MP
800).
Larutan MDEA,
Tabel 3. Data Spesifikasi larutan MDEA
Anti Scale Nalco 72990
Tabel 4. Data Spesifikasi Anti Scale
Anti
Korosi
N- 39-L-
SN
POLITEKNIK NEGERI SAMARINDA 9
Fungsi Menyerap gas CO2 pada absorber
Wujud Liquid
Warna Bening Kekuning-Kuningan
Bau Seperti Amin
pH 13-14
Melting Point 5-6°
Boiling Point > 100°
Densitas 1,045 g/mL
FungsiMencegah terbentuknya kerak pada unit
desalinasi
Wujud Liquid
Warna Kuning muda
pH 6,5
Melting Point -6°C
Boiling Point 100°C
Specific Gravity 1,21 (20°)
Laporan Praktek Kerja Lapangan
Tabel 5. Data Spesifikasi Anti Korosi N-39-L-SN
Anti-
Foam
AMEREL 1500
Tabel 6. Data Spesifikasi Anti Foam AMEREL 1500
FungsiMencegah adanya busa pada sirkulasi larutan
MDEA
Wujud Cairan tak tembus cahaya
Warna Off-white
Melting Point < 0°C
Boiling Point > 250°C
Densitas 1,03 g/mL
Oxygen Scavenger (ELIMINOX)
Tabel 7. Data Spesifikasi Oxygen Scavenger (ELIMINOX)
FungsiMengikat O2 yang terkandung di demin wat agar
tidak menimbulkan korosi
Wujud Liquid
Warna Bening
Tekanan Uap 12 mmHg (20°C)
Specific Gravity 1,02 (20°C)
Molecular Sieve Adsorbents
POLITEKNIK NEGERI SAMARINDA 10
Fungsi Mencegah korosi pada peralatan pabrik
Wujud Liquid
Warna Jernih,Merah
pH 12,8-14
Melting Point -8°C
Boiling Point 100°C
Specific Gravity 1,31-1,33 (25°C)
Viskositas 5 cPs (20°C)
Laporan Praktek Kerja Lapangan
Tabel 8. Data Spesifikasi Molecular Sieve Adsorbents
Resin Penukar Ion (Lewatit MonoPlus SP 112 dan MP 800)
Tabel 9. Data Spesifikasi Resin Penukar Ion
Jenis SP 112 MP 800
FungsiMenyerap ion-ion atau mineral yang terkandung
pada air
Warna Beige-Abu, Buram Beige,Buram
Densitas 1,18 g/mL 1,06 g/mL
B. Produk
Produk utama dari PT. Kaltim Pasifik Amoniak adalah amoniak dan
produk sampinya adalah gas karbon dioksida (CO2).
1. Amoniak
Amoniak merupakan senyawa dengan rumus molekul NH3 yang pada
kondisi atmosferik berwujud gas tak berwarna, lebih ringan dari udara, dan
memiliki bau yang menyengat. Amoniak terdapat dalam jumlah kecil di
udara dan terkadang terdapat dalam air. Sifat fisik dari amoniak adalah
memiliki titik didih dan titik beku amoniak sebesar -33,35 oC dan 77,7 oC,
serta Flammable limit di udara sebesar 16-25% dengan kadar oksigen
15-79%.
Amoniak yang diproduksi oleh PT. Kaltim Pasifik Amoniak
mengandung kemurnian sebesar 99,85 % dengan temperatur -32C yang
disimpan di dalam storage tank dengan kapasitas 50.000 MT. Adapun
kegunaan amoniak di dalam kehidupan adalah sebagai berikut:
POLITEKNIK NEGERI SAMARINDA 11
Fungsi Mengikat NH3, H2O dan Kondensat
Wujud Pellet
Warna Coklat
pH 8,0-11,0
Laporan Praktek Kerja Lapangan
1. Pupuk
Sekitar 83% amoniak di dunia digunakan sebagai pupuk, baik
dalam bentuk garam maupun larutan.Industri pupuk adalah konsumen
terbesar amoniak dan turunannya. Amoniak yang dibutuhkan dalam
bentuk amoniak anhidrat, amoniak cair, amonium nitrat, larutan
amonium nitrat-amoniak, larutan amoniak-urea, urea, dan sodium nitrat.
Amoniak anhidrat, amoniak cair, larutan amonium nitrat-amoniak, dan
larutan amoniak-urea digunakan untuk mengamonifikasi superfosfat
pada preparasi pupuk campuran.
2. Bahan Pembersih
Amoniak yang digunakan untuk pembersih adalah larutan amoniak
dalam air (amonium hidroksida) dengan konsentrasi 5-10 %wt amoniak
dan dapat membersihkan berbagai jenis permukaan, terutama lapisan
kaca, porselen, dan stainless steel. Hasilnya cukup berkilau dan dapat
digunakan untuk membersihkan oven dan alat memasak.
3. Bahan peledak
Pada pabrik bahan peledak amoniak diubah menjadi asam nitrat
yang merupakan komponen dasar dari bahan peledak seperti
nitrocellulose, nitrogliserin, nitrostarch, trinitrotoluene, amonium nitrat,
sodium nitrat, dan komponen nitrogen yang lain.
4. Refrijerasi
Amoniak digunakan pada sistem refrijerasi dengan kapasitas besar.
Karakteristik khusus dari amoniak seperti panas laten penguapan tinggi,
massa jenis uap rendah, kestabilan kimia, dan tidak korosif terhadap
peralatan yang terbuat dari besi. Hal ini menyebabkan biaya operasional
POLITEKNIK NEGERI SAMARINDA 12
Laporan Praktek Kerja Lapangan
amoniak adalah yang terendah dibandingkan dengan refrijeran lain yang
biasa digunakan untuk industri.
5. Farmasi
Dalam bidang farmasi amoniak banyak digunakan sebagai bahan
baku sulphanilamide. Amoniak juga digunakan dalam produksi vitamin,
antimalaria, methonine, dan asam amino yang lain. Selain itu, amoniak
dan turunannya sering digunakan dalam pembuatan dentrifrices, lotion,
dan kosmetik.
2. CO2 (Karbon Dioksida)
Karbon dioksida (CO2) merupakan produk samping dari PT. Kaltim
Pasifik Amoniak yang aliran gasnya dikirim ke urea plant, ke WWT dan di
buang ke udara. Karbon dioksida ini diperoleh dari proses CO2 Removal
dengan kemurnian gas sebesar 99,66%. Karbon monoksida merupakan salah
satu bahan dasar dalam pembuatan pupuk urea, selain itu gas ini juga
digunakan dalam industri minuman, pengawet makan, pendingin dan
sebagainnya. Sedangkan gas CO2 yang dialirkan ke WWT berfungsi untuk
mengatur pH dari air limbah sehingga dapat mengurangi penggunaan bahan
kimia yang digunakan.
C. Pemasasaran Produk
Pemasaran produk amoniak yang dilakukan oleh PT. Kaltim Pasifik
Amoniak dengan mengekspor amoniak ke wilayah-wilayah Asia Pasifik maupun
dalam negeri. Sedangkam produk sampingnya, yakni karbon dioksida sebagian
alirannya diekspor ke urea plant.
1.5 Struktur Organisasi
POLITEKNIK NEGERI SAMARINDA 13
Laporan Praktek Kerja Lapangan
PT. Kaltim Pasifik Amoniak dipimpin oleh Presiden Direktur yang
berkedudukan di Jakarta. Presiden Direktur dibantu oleh dewan direksi dan
langsung membawahi General Manager yang berkedudukan di kantor PT.
Kaltim Pasifik Amoniak Jakarta dan Vice Precident Manufacturing (VPM) yang
berkedudukan di PT. Kaltim Pasifik Amoniak Bontang.
Vice Precident Manufacturing (VPM) membawahi Genereal
Manufacturing Manager (GMM), di mana secara struktual Genereal
Manufacturing Manager mengkoordinasi berbagai departemen yang membawahi
beberapa seksi. Departemen-departemen tersebut adalah Quality Environment
Safety & Healty (QESH), Production Departement, Human Resources and
General Affair (HR&GA), Inspection Engginer, dan Materials Management and
Admin Departement. Setiap departemen dipimpin oleh seorang manager,
sedangkan setiap seksi dipimpin oleh seorang Superintendent.
POLITEKNIK NEGERI SAMARINDA 14
President Director
VPM
GMM
Executive Secretary
QESH
QE
SH
Ops&
Shipping
PRODUCTION
Secretary
HRD & GA
Secretary
Stake Holder Relatio
nHRD
GA
C&B
Dev
CSR
RE
PE
MTC
Inspection &
Engineering
IA
WHS
PURCH
Secretary
MM & Admin
Legal CDM
S
MM
IT
F&A JktF&A
Bontang
Gambar 2. Struktur Organisasi PT. Kaltim Pasifik Amoniak
Laporan Praktek Kerja Lapangan
Setiap departemen memiliki tugas masing-masing dan saling berkaitan
antara departemen satu dengan yang lain. Seperti pada departemen QESH yang
bertugas menyusun prosedur, tujuan, sosialisasi dan pengembangan ke dalam
perusahaan, karyawan dan kontraktor yang bertujuan untuk mencegah terjadinya
kecelakaan kerja dan pencemaran lingkungan sataupun kerusakan properti. Serta
mendukung perusahaan untuk mematuhi, memenuhi dan melaksanakan peraturan
sistem manajemen K3LH yang berlaku di negara Indonesia dan Internasional.
Departemen produksi bertugas untuk memastikan, mengontrol, dan menjaga
proses produksi agar berjalan lancar sesuai dengan kapasitas produksi yang akan
dicapai. Serta dapat mengatasi masalah apabila terjadi kecelakaan pada pabrik,
terutama yang dapat mengakibatkan emergency shut-down pabrik.
A. Peraturan Kerja
Peraturan kerja yang dimiliki oleh PT. Kaltim Pasifik Amoniak dan
harus dipatuhi serta dilaksanakan oleh seluruh karyawan PT. Kaltim Pasifik
Amoniak antara lain sebagai berikut :
Karyawan wajib melewati pintu yang ditetapkan dan memakai tanda
pengenal jika akan keluar masuk perusahaan. Untuk memasuki kawasan
pabrik, diperlukan izin masuk pabrik.
Karyawan harus memakai seragam kerja yang telah ditetapkan.
Karyawan harus sudah masuk di lingkungan perusahaan sebelum jam
kerja dan harus siap sedia di tempat kerja masing-masing.
Para pelaksana operasi lapangan wajib memakai perangkat keselamatan
pekerja seperti safety helmet, safety glasses, ear plug, safety shoes, dan
sebagainya.
Karyawan dilarang merokok di lingkungan perusahaan kecuali pada
tempat-tempat yang disediakan khusus untuk merokok.
Waktu kerja karyawan dibagi dua, yaitu untuk kelompok reguler dan
kelompok shift. Seluruh karyawan bekerja secara waktu reguler, kecuali
bagian operasional pabrik. waktu kerja reguler adalah hari Senin hingga
POLITEKNIK NEGERI SAMARINDA 15
Laporan Praktek Kerja Lapangan
Jumat, dimulai dari pukul 07.00-16.00 pada hari Senin hingga Kamis dan
pada pukul 07.00-17.00 pada hari Jumat. Sedangkan waktu istirahat pada hari
Senin hingga Kamis adalah pukul 12.00-13.00 dan pada hari Jumat adalah
pukul 11.30-13.30. Hari Sabtu dan Minggu merupakan hari libur kerja.
Untuk bagian operasional pabrik atau kelompok shift, waktu kerjanya
dibagi menjadi 4 shift, di mana hanya 3 shift yang bekerja secara operasional
dalam satu hari yakni shift pagi, shift siang dan shift malam secara bergantian.
Di mana hari libur bagi setiap kelompok shift disesuaikan dengan jadwal
masing-masing. Waktu kerja karyawan operasional dibagi menjadi 3, yaitu:
1. Shift Pagi : Pukul 07.00-15.00
2. Shift Siang : Pukul 15.00-23.00
3. Shift Malam : Pukul 23.00-07.00
B. Keselamatan Kerja
Undang-undang Nomor 1 Tahun 1970 tentang keselamatan kerja
menyatakan bahwa setiap tenaga kerja berhak mendapatkan perlindungan atas
keselamatannya dalam melakukan pekerjaannya di lokasi kerja, demi
kesejahteraan hidupnya dan demi produktifitas nasional. Dengan peraturan
tersebut, maka industri perlu memperhatikan keselamatan para pekerjanya.
Proses produksi yang berlangsung disuatu pabrik amoniak melibatkan
gas-gas yang berbahaya, bahan-bahan mudah terbakar, zat kimia beracun,
aliran listrik tegangan tinggi, bahaya jatuh dari ketinggian, tangki bertekanan
tinggi dan sebagainya yang dapat membahayakan keselamatan pekerja.
Dalam struktur organisasi PT. Kaltim Pasifik Amoniak terdapat departemen
QESH atau (Quality, Environment, Safety, and Healty) yang selalu
memberikan pengarahan dan pelatihan keselamatan kerja kepada setiap
karyawan. Sehingga setiap karyawan diharapkan dapat menanggulangi
kemungkinan-kemungkinan bahaya dalam pabrik. Fasilitas safety yang
diberikan kepada karyawan berupa asuransi jiwa dan kesehatan, pemberian
POLITEKNIK NEGERI SAMARINDA 16
Laporan Praktek Kerja Lapangan
perangkat safety dan berbagai pelatihan safety. Pemberian perangkat safety
standar berupa sepatu safety, helmet, safety glasses dan ear plug diberikan
secara cuma-cuma kepada seluruh karyawan dan wajib digunakan (terutama
sepatu safety dan helmet safety) apabila karyawan berada di kawasan pabrik.
PT. Kaltim Pasifik Amoniak juga menyediakan breathing masker di
setiap ruang kerja yang jumlahnya disesuaikan dengan jumlah karyawan pada
ruangan tersebut. Breathing masker digunakan untuk mengantisipasi
terjadinya kebocoran gas dari pabrik. Untuk karyawan yang akan melakukan
pekerjaan di area pabrik dengan resiko bahaya yang tinggi, perangkat
keselamatan tambahan akan disediakan sesuai dengan kondisi yang mereka
hadapi.
Fasilitas pelatihan safety yang diberikan antara lain penyuluhan
mengenai aspek keselamatan kerja dan pelatihan pemadaman kebakaran.
Fasilitas pelatihan safety ini dilakukan agar setiap karyawan memahami dan
memperhatikan betul keselamatan kerja dan resiko bahaya yang ada di
lingkungannya.
POLITEKNIK NEGERI SAMARINDA 17
Laporan Praktek Kerja Lapangan
BAB II
PROSES PRODUKSI
1.1 Proses Produksi
Proses produksi amoniak di PT. Kaltim Pasifik Amoniak terdiri dari 4
tahapan utama, yakni:
1. Pemurnian gas alam
2. Pembuatan gas sintesis
3. Pemurnian gas sintesis
4. Pembentukan amoniak, pemurnian amoniak, sistem refrigerasi amoniak dan
recovery gas hidrogen serta amoniak
Proses pemurnian gas alam bertujuan untuk memurnikan gas alam dari
kondensatnya maupun zat-zat yang dapat mengganggu proses pembuatan amoniak.
Proses ini dilakukan dengan 2 tahapan yakni condensate separation (heavy
hydrocarbon) dan Desulphurizer.
Pembuatan gas sintesis adalah pengadaan gas N2 dan H2 sebagai bahan
utama dalam proses sintesis amoniak. Proses ini dilakukan pada unit Primary
Reformer dan Secondary Reformer. Pemurnian gas sintesis adalah memurnikan gas
N2 dan H2 dari gas-gas lain yang dapat mengganggu proses sintesis amoniak, proses
ini dilakukan pada HTSC, LTSC, CO2 Removal, dan Methanator dengan harapan
gas yang akan masuk ke proses sintesis amoniak hanyalah N2 dan H2 murni.
Proses sintesis amoniak adalah mensintesiskan nitrogen dan hidrogen pada
konverter amoniak sehingga menjadi produk amoniak (NH3), proses ini
berlangsung pada konverter R-0501 (1st Ammonia Converter) dan konverter R-502
(2nd Ammonia Converter). Sedangkan proses pemurnian amoniak produk terjadi
pada chiller, separator, let down vessel serta flash vessel, dengan harapan amoniak
yang akan masuk ke storage tank adalah amoniak liquid yang murni bebas dari
purge gas dan flash gas dengan purity sekitar 99.85%.
POLITEKNIK NEGERI SAMARINDA 18
Laporan Praktek Kerja Lapangan
Sistem refrigerasi adalah sistem pendinginan yang menggunakan amoniak
sebagai bahan pendinginnya. Sistem ini meliputi turbin refrigerant sebagai
penggerak kompresor refrigerant, condenser amoniak, akumulator dan chiller.
Sedangkan HRU dan ARU adalah proses yang bertujuan untuk mengambil kembali
hidrogen dan produk amoniak yang mungkin masih terikut pada purge gas dan flash
gas, sehingga gas-gas tersebut dapat dimanfaatkan kembali dalam upaya
meningkatkan efisiensi perolehan produk amoniak. Berikut ini dalah diagram alir
proses sintesis amoniak di PT. Kaltim Pasifik Amoniak.
Gambar 3. Diagram Alir Proses Sintesis Amoniak di PT. Kaltim Pasifik Amoniak
A. Condensate Separation
Gas alam yang diterima PT. Kaltim Pasifik Amoniak dari stasiun
kompresi gas adalah gas alam yang masih mengandung hidrokarbon fraksi
berat maupun fraksi ringannya. Kemudian gas alam tersebut terlebih dahulu di
pisahkan antara fraksi hidrokarbon ringan dengan fraksi hidrokarbon beratnya.
Hal ini dikarenakan senyawa hidrokarbon berat dapat mengurangi keaktifan
katalis serta cenderung menimbulkan karbon deposit. Proses pemisahan ini
berlangsung pada Natural Gas Knock Out Drum (V-0101), di mana
POLITEKNIK NEGERI SAMARINDA 19
Laporan Praktek Kerja Lapangan
hidrokarbon fraksi ringan adalah outlet bagian atas yang kemudian dinaikkan
tekanannya pada kompresor K-0411 dari tekanan 20 kg/cm2 menjadi 43
kg/cm2, tetapi sebagian alirannya juga dimanfaatkan sebagai fuel natural gas
untuk burner pada Primary Reformer. Sedangkan kondensatnya sebagai outlet
bagian bawah di buang yang kemudian dibakar di burn pit. Berikut ini adalah
diagram alir proses pemisahan natural gas dari kondensatnya
Gambar 4. Diagram Alir Proses Pemisahan Natural Gas dengan Kondensatnya
Legenda yang digunakan untuk setiap gambar:
POLITEKNIK NEGERI SAMARINDA 20
LAJU ALIR (Nm3/jam)
LAJU ALIR (kg/jam)
LAJU ALIR (ton/jam)
TEKANAN (kg/cm2G)
TEMPERATUR (°C)
NORMAL OPERASI
START-UP
EMERGENCY/SPESIFIC CONDITION
RSH + H2 H2S + RH
H2S + ZnO ZnS + H2O
Laporan Praktek Kerja Lapangan
B. Desulphurizer
Pada umumnya gas alam mengandung zat ikutan seperti padatan ataupun
senyawa sulfur yang dapat mengganggu operasi di dalam suatu pabrik. Zat
ikutan yang biasa dijumpai pada gas alam adalah senyawa sulfur, di mana
senyawa ini dapat mengurangi keaktifan katalis dan menjadi racun bagi katalis
di Primary Reformer serta pada LTSC. Kandungan sulfur di dalam gas alam
berbentuk senyawa sulfur anorganik seperti hidrogen sulfida (H2S) dan senyawa
sulfur organik seperti mercaptan (RSH). Jumlah sulfur pada gas alam yang
diterima oleh PT.KPA adalah 0,18-1,3 ppm untuk sulfur anorganik dan 10 ppm
untuk sulfur organik. Sedangkan batasan sulfur maksimum yang diizinkan
untuk memasuki katalis di Primary Reformer adalah 0,05 ppm atau 50 ppb.
Untuk mencapai batasan sulfur tersebut ada 2 cara yang dilakukan yakni :
- Proses hidrogenasi sulfur organik menjadi anorganik
- Proses penyerapan sulfur anorganik
Proses hidrogenasi sulfur organik menjadi sulfur anorganik dilakukan
karena penyerapan sulfur organik jauh lebih sulit dari pada penyerapan sulfur
anorganik. Proses hidrogenasi ini dilakukan dengan cara mencampurkan gas
alam dengan gas hidrogen (H2) kemudian menaikkan temperaturnya hingga
menjadi 250-400°C dengan memanfaatkan panas pada area konveksi di
Primary Reformer dan dibantu oleh katalis CoMo (Cobalt Molibdenum) yang
kemudian diserap sulfur anorganiknya oleh ZnO, mekanisme reaksinya adalah :
Hidrogen sulfida (H2S) yang terbentuk akan di serap di dalam Sulphur
Absorber dengan bantuan absorben ZnO, mekanisme reaksinya adalah :
Keberhasilan penyerapan sulfur anorganik ini sangat tergantung pada
temperatur yakni dengan temperatur yang lebih rendah (200-250°C). Jika
kandungan sulfur dalam gas alam yang keluar dari Sulphur Absorber (R-0202)
meningkat dari yang diizinkan maka hal ini dapat disebabkan oleh temperature
POLITEKNIK NEGERI SAMARINDA 21
………………..b2
………………..b1
Laporan Praktek Kerja Lapangan
gas yang masuk terlalu rendah atau dikarenakan kejenuhan proses adsorbsi
yakni sebagian besar adsorben (ZnO) telah berubah menjadi ZnS. Berikut ini
adalah flow diagram desulfurizer dan kondisi operasinya:
Tekanan = 41,5 kg/cm2G
Temperatur Inlet = 400°C
Temperatur Outlet = 400°C
Kandungan Sulfur Outlet = 0,05 ppm
Gambar 5. Flow Diagram Pada Proses Desulfurisasi
C. Primary Reformer
Primary Reformer (H-0201) merupakan unit tempat terjadinya reaksi gas
alam (CH4) dengan steam (H2O) sehingga mendapatkan gas hidrogen (H2) yang
merupakan salah satu komponen dalam proses sintesa amoniak. Primary
Reformer ini terbagi atas 2 area yakni area radian dan area konveksi. Area
radian adalah area terjadinya reaksi, yakni pada tube katalis pada Primary
Reformer yang berisi katalis nikel (Ni) yang telah tereduksi pada bagian atas
dan nikel yang belum tereduksi pada bagian bawah (Ni), dimana performa dari
katalis ini dapat dipantau dengan parameter peningkatan beda tekanan
(pressure drop) pada inlet tube katalis dan outlet tube katalis. Area ini terdiri
dari 2 furnace dimana masing-masing furnace memiliki 2 sisi dan terdiri dari
120 tube katalis pada setiap furnacenya (total 240 tube katalis), dengan masing-
POLITEKNIK NEGERI SAMARINDA 22
..........................c1
..........................c2
CH4 + H2O CO + 3H2
CO + H2O CO2 + H2
CxHy + 2x H2O
x CO2 + (y/2 + 2x) H2 ...............c3
CO + H2 C + H2O
2CO CO2 + C
………………..c4
………………..c5
Laporan Praktek Kerja Lapangan
masing sisi terdiri dari 7 row (tingkat) dan setiap row terdiri dari 25 burner.
Sehingga total burner secara keseluruhan adalah 4 cell x 7 row x 25 burner =
700 burner. Dimana, tekanan di dalam furnace dijaga agar lebih rendah dari 1
atm (dibuat kondisi vakum) dengan menempatkan dua IDFAN (K-0201 A/B) di
bagian atas convection section. Sedangkan area konveksi terdiri dari koil-koil
pemindah panas yang dimanfaatkan untuk preheating (pemanasan awal) dan
steam generation (pembangkit steam) dengan memanfaatkan panas fuel gas
dari area radian sehingga akan mencapai effisiensi panas yang maksimum.
Reaksi yang terjadi pada unit Primary Reformer adalah jenis reaksi
endotermis yakni yang membutuhkan panas yang besar agar reaksi dapat
berlansung. Maka gas alam dan hidrogen tersebut dipanaskan terlebih dahulu
pada area konveksi hingga temperaturnya 520°C. Mekanisme reaksinya
adalah :
Reaksi c1 disebut sebagai reaksi reforming, reaksi c2 disebut sebagai
reaksi kesetimbangan pergeseran air (water gas shift reaction) dan reaksi c3
adalah reaksi antara hidrokarbon yang lebih berat dengan uap air. Bereaksinya
hidrokarbon yang lebih berat dengan uap air dikarenakan gas yang disuplaikan
ke PT. Kaltim Pasifik Amoniak mengandung 80-95% metan (CH4) dan
selebihnya merupakan gugusan hidrokarbon yang lebih berat (CxHy).
Sesungguhnya yang diharapkan dari hasil reaksi tersebut adalah terbentuknya
H2 serta jumlah CH4 slip yang keluar sebesar 14,1%. Tetapi ada reaksi yang
tidak diinginkan atau harus dihindari yakni, reaksi pembentukan karbon
deposit:
POLITEKNIK NEGERI SAMARINDA 23
+Panas……..…d1
2H2 + O2
2H2O
CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O
2CO + O2 2CO2
Laporan Praktek Kerja Lapangan
Reaksi tersebut dihindari karena apabila terbentuk muatan karbon maka muatan
itu akan sangat radikal. Selain itu pembentukan karbon pada permukaan katalis
akan mengakibatkan peningkatan beda tekanan (pressure drop). Sedangkan
pembentukan karbon pada pori katalis dapat mengakibatkan penurunan
aktivitas katalis. Maka, untuk menghindarinya umpan (aliran) yang masuk ke
Primary Reformer harus mengandung uap air (steam) yang cukup dengan ratio
steam & karbon (S/C) = 2,8 - 2,9.
D. Secondary Reformer
Tahap kedua dari proses reforming terjadi di unit Secondary Reformer
(R-0203) yakni, mereaksikan gas yang keluar dari Primary Reformer dengan
udara yang telah dikompresi oleh kompresor udara K-0421 dan dinaikkan
temperaturnya dengan memanfaatkan panas pada area konveksi E-0202B dan
E-0202A. Proses ini bertujuan untuk memperoleh gas N2 (Nitrogen) yang akan
digunakan sebagai bahan baku pembuatan amoniak pada amoniak converter
serta memperkecil kandungan hidrokarbon (CH4) dari 14,1% mol menjadi
0,6% mol.
Untuk mencapai tujuan tersebut pada bagian atas Secondary Reformer
terjadi reaksi pembakaran antara O2 dari udara dengan gas-gas yang keluar dari
Primary Reformer, seperti hidrogen (H2), metan (CH4), maupun karbon
monoksida (CO). Dimana pada bagian atas Secondary Reformer tersebut
dilengkapi distributor yang berfungsi untuk mendistribusikan udara secara
merata sehingga O2 akan benar-benar habis bereaksi dengan gas-gas tersebut
dan membentuk reaksi pembakaran. Parameter dari jumlah oksigen yang akan
bereaksi dapat dipantau dari ratio gas/air (gas/udara), dimana batasan
minimum rasio tersebut adalah 0,636-0,7. Mekanisme reaksinya adalah:
POLITEKNIK NEGERI SAMARINDA 24
CH4 + H2O CO + 3H2 ……………d2
Laporan Praktek Kerja Lapangan
Maka, panas dari hasil reaksi d1 tersebut dimanfaatkan untuk memecah
CH4 yang keluar dari Primary Reformer. Sehingga kandungan metan pada gas
proses berkurang dari 14,1% mol menjadi 0,6% mol. Mekanisme reaksinya
adalah:
Reaksi d2 disebut juga sebagai reaksi reforming. Hasil dari campuran reaksi
pada Secondary Reformer ini menyisakan N2 (nitrogen) yang belum bereaksi
dengan gas-gas lain maupun dengan hidrogen.
Reaksi yang terjadi pada Secondary Reformer adalah eksotermis
(menghasilkan panas), sehingga pada reaktor Secondary Reformer vessel
(bejana) ini dilapisi dengan refractorylined dan jacket water yang bersifat
emergensi. Temperatur outlet dari Secondary Reformer dibatasi hingga
1010C, hal ini dikarenakan untuk menghindari adanya deaktivasi katalis Ni
(Nikel) yang digunakan pada proses ini, walupun pada proses ini katalis nikel
yang digunakan telah dilindungi oleh alumina lumps dan alumina tiles yang
diletakkan di atas unggun katalis agar katalis tersebut tidak langsung berkontak
dengan api. Deaktivasi katalis tersebut diakibatkan oleh sintering ataupun
peleburan penyangga katalis akibat dari panas yang berlebihan. Selain itu
perlindungan katalis juga dilakukan terhadap oksigen, hal ini dikarenakan
apabila katalis berkontak langsung dengan O2 akan mengakibatkan katalis
tersebut teroksidasi yang seharusnya ia berada pada kondisi tereduksi dan akan
membebaskan panas yang cukup besar hingga cukup untuk menaikkan
temperatur sampai titik lebur katalis.
POLITEKNIK NEGERI SAMARINDA 25
Laporan Praktek Kerja Lapangan
Diagram alir proses pengadaan gas sintesis pada Primary Reformer dan Secondary Reformer dapat dilihat pada gambar di bawah ini
Gambar 6. Diagram Alir Proses Pada Unit Primary Reformer dan Secondary Reformer
E. HTSC & LTSC
Gambar 7. Diagram Alir Proses Pada Unit HTSC & LTSC
High Temperature Shift Converter (HTSC) berfungsi untuk mereaksikan
atau mengkonversi gas karbon monoksida (CO) dengan air menjadi gas karbon
POLITEKNIK NEGERI SAMARINDA 26
RATIO :S/C = 2,8 – 2,9
Gas/Air = 0,636 – 0,7
CO + H2O CO2 + H2 ..........................e1
Laporan Praktek Kerja Lapangan
dioksida dan hidrogen serta untuk menyempurnakan pembentukan hidrogen.
Mekanisme reaksinya adalah :
Reaksi ini adalah reaksi eksotermis, sehingga konstanta kesetimbangannya akan
turun dengan naiknya temperatur. Reaksi ini berlangsung pada temperatur
antara 340-450°C dengan bantuan katalis besi (Fe) hal ini dikarenakan katalis
Fe tahan terhadap temperatur yang tinggi.
Konversi ini dilakukan karena penyerapan CO tidak dapat dilakukan
pada unit CO2 Removal, 1 %mol CO dapat menaikkan temperatur pada unggun
katalis Methanator sebesar 75°C, dan CO merupakan racun bagi katalisator di
sintesa amoniak serta CO dapat terdekomposisi menjadi karbon ataupun
terhidrogenasi membentuk metan sehingga sejumlah steam harus ditambahkan
secukupnya ke dalam HTSC untuk mencegah reaksi tersebut. Proses HTSC ini
juga bertujuan untuk mendapatkan kecepatan reaksi yang tinggi dan diharapkan
kandungan CO yang meninggalkan HTSC berkisar antara 2-3,5% mol.
Low Temperature Shift Converter (LTSC) juga berfungsi seperti halnya
HTSC tetapi yang membedakan adalah temperatur operasi serta penggunaan
katalisnya, yakni 200°C pada proses LTSC dengan dibantu oleh katalis tembaga
(Cu) dimana katalis ini cukup reaktif untuk melakukan reaksi pergeseran air
dengan kondisi temperatur operasi yang rendah. Proses ini bertujuan untuk
mendapatkan kesetimbangan reaksi pengkonversian CO menjadi CO2 dengan
harapan kandungan CO yang keluar dari LTSC dapat ditekan serendah-
rendahnya (berkisar 0,2-0,4% mol).
Pada proses ini ada batasan temperatur terendah yang tidak boleh
terlewati, yakni temperatur pengembunan air yang harganya tergantung pada
tekanan total dan ratio dari steam/gas bumi. Walaupun temperatur yang rendah
sangat menguntungkan jka ditinjau dari kesetimbangan termodinamika. Akibat
dari terlampauinya temperatur terendah adalah terbentuknya tetesan-tetesan air
pada permukaan katalis sehingga akan melarutkan amoniak dan CO2 yang ada
POLITEKNIK NEGERI SAMARINDA 27
Temperatur (C)E
xit CO
% (dry basis)
HT Shift
Inter-bed cooling
LT Shift
1
2
3
4
Equilibrium
200 300 400 500 600
Laporan Praktek Kerja Lapangan
pada aliran outlet HTSC dan membentuk larutan ammonium karbonat
(NH2COONH4). Di mana larutan tersebut akan menyebabkan pelarutan logam
tembaga, sehingga katalis tembaga (Cu) akan menjadi tidak aktif.
Penggunaan sistem HTSC dan LTSC ini bertujuan agar memperoleh
konversi CO menjadi CO2 yang tinggi, memperkecil kebutuhan steam, dan
meningkatkan effisiensi biaya produksi amoniak. Berikut ini adalah “Typical”
perubahan konsentrasi CO di dalam gas yang meninggalkan HTSC dan LTSC.
Gambar 8. Typical Perubahan Konsentrasi CO outlet dari HTSC & LTSC
Ada beberapa variabel yang mempengaruhi kondisi serta reaksi yang
terjadi pada reforming dan shift converter, yaitu:
1. Steam Karbon Ratio
Jumlah steam yang diperlukan untuk reaksi-reaksi di Primary
Reformer ditentukan dari perbandingan antara mol steam dan mol karbon di
gas bumi yang masuk ke Primary Reformer. Ratio tersebut dijaga antara
2,8-2,9. Hal tersebut dilakukan untuk mencegah kecenderungan
pembentukan karbon deposit apabila ratio tersebut kurang dari batasan.
Sedangkan bila ratio steam karbon melebihi batasan maka akan
mengakibatkan menurunnya jumlah CO yang lolos dari Primary Reformer
dan Secondary Reformer, menurunkan inert di syn loop, menaikkan H2 dan
POLITEKNIK NEGERI SAMARINDA 28
Laporan Praktek Kerja Lapangan
CO2 serta menaikkan produksi amoniak. Tetapi hal tersebut akan berdampak
pada konsumsi energi yang menjadi lebih tinggi.
2. Temperatur
Pada Primary Reformer kenaikan temperatur pada tube katalis akan
mengurangi jumlah metan dan karbon monoksida serta memperbanyak
kandungan hidrogen. Oleh karena itu kenaikan temperatur harus dibatasi
antara 794-810 C agar dapat mengefisiensikan pemakaian fuel gas alam.
Sedangkan pada HTSC, jika temperatur inlet terlalu tinggi dari batasan
optimum akan mengakibatkan CO yang lolos dari HTSC dan LTSC
meningkat, inert dari Methanator meningkat, dan temperatur outlet dari
HTSC dan LTSC meningkat. Jika pada LTSC, temperatur gas inlet yang
terlalu tinggi dapat mengakibatkan temperatur outlet LTS akan lebih tinggi,
inert di Methanator dan syn loop akan naik serta produksi amoniak akan
menurun.
3. Flow Udara Proses
Apabila flow udara ke Secondary Reformer dinaikkan melebihi
jumlah flow yang dibutuhkan maka akan menyebabkan temperatur outlet
Secondary Reformer meningkat, menurunkan jumlah CH4 slip dari
Secondary Reformer, menaikkan produksi steam dan menurunkan ratio
hidrogen nitrogen inlet converter.
4. Tekanan
Tekanan operasi di tube katalis Primary Reformer diusahakan dijaga
stabil dan menghindari adanya fluktuasi (perubahan) yang besar. Penurunan
tekanan operasi akan dapat menggeser reaksi reforming kearah
pembentukan gas H2. Tetapi apabila tekanan dibuat rendah, akan menaikkan
beban (power) di syn gas kompresor.
5. Firing Burner
Pembakaran pada burner di Primary Reformer diusahakan merata
pada setiap row dan cell. Distribusi panas pada setiap tube katalis harus
POLITEKNIK NEGERI SAMARINDA 29
Laporan Praktek Kerja Lapangan
terdeteksi dan merata agar tidak ada hot spot local pada skin tube katalis.
Udara pembakaran yang masuk ke Primary Reformer dialirkan melalui PAR
(Primary Air Register) yang kebutuhannya disesuaikan berdasarkan jumlah
aliran gas yang masuk. Sedangkan untuk mengatur kualitas pembakaran di
setiap burner dapat dilakukan dengan memperhatikan warna api. Sehingga
dengan kualitas pembakaran yang baik maka akan memperoleh effisiensi
yang tinggi.
6. Vacuum di Drough Furnace
Vacuum di Drough Furnace dijaga stabil = -5 mmH2O dengan
dikontrol oleh PV-0202 A/B. Apabila terjadi perubahan vacuum, akan
mengganggu kualitas pembakaran burner, karena dengan berubahnya
vacuum maka jumlah aliran udara pembakaran yang melalui air register ikut
berubah. Sehingga ratio pembakaran antara natural gas dan udara menjadi
tidak seimbang.
F. CO2 Removal
Pada unit CO2 Removal terjadi proses penghilangan kandungan CO2, di
mana gas proses outlet dari LTSC yang mengandung 18-18,75% mol CO2 akan
dihilangkan kandungan CO2-nya hingga menjadi sekitar 0,04-0,05 %mol.
Tetapi sebelum memasuki sistem pemprosesan utama CO2 Removal gas outlet
tersebut dimanfaatkan panasnya untuk memanaskan beberapa aliran dengan
melewatkan gas tersebut pada BFW preheater no.2 (E-0213A/B),CO2 stripper
reboiler (E-0302), dan DFW preheater no.2 (E-0305).Sistem pemprosesan
utama CO2 Removal terdiri dari Two-Stage CO2 Absorber (Proses absorbsi
CO2), HP Flash Drum (V-0302) , LP Flash Drum (V-0301), dan CO2 Stripper
(Pelucutan CO2).
Proses absorbsi CO2 di PT. Kaltim Pasifik Amoniak dilakukan dengan
menggunakan absorben larutan MDEA 37% dan 3% piperazine sebagai
aktivator. Reaksi yang terjadi di dalam CO2 Absorber adalah:
POLITEKNIK NEGERI SAMARINDA 30
R3N + H2O + CO2
R3NH+ + HCO3- ……………..f1
2R2NH + CO2 R2NH2+ + R2N-COO-
………..f2
Laporan Praktek Kerja Lapangan
Reaksi f1 menjelaskan reaksi untuk amina tersier (MDEA) sedangkan
reaksi f2 menjelaskan reaksi untuk amina sekunder (piperazine). Proses
absorbsi karbon dioksida berlangsung pada dua tahap penyerapan untuk
memperoleh laju reaksi dan konversi yang optimal. Penyerapan pertama
dilakukan dibagian bawah absorber dengan temperatur 70,9C menggunakan
semi-lean solution, sedangkan penyerapan kedua dilakukan dibagian atas
absorber pada temperatur 50C dan tekanan 30,7 Kg/cm2G menggunakan lean
solution.
Pada HP Flash Drum terjadi proses regenerasi MDEA rich solution
(MDEA yang banyak mengandung CO2), dimana gas-gas yang terlarut akan di
flash (diturunkan tekanannya dari tekanan tinggi (30 kg/cm2) ke tekanan rendah
(8 kg/cm2)) dan dipisahkan di MDEA Recycle Separator, sehingga kelarutan
gas-gas inert dan hidrogen dalam larutan MDEA akan berkurang dan terlepas.
Rich Solution dari HP Flash Drum kemudian masuk ke LP Flash Drum.
Pada unit ini terjadi lagi regenerasi MDEA dengan menurunkan kembali
tekanannya dari tekanan 8 kg/cm2 menjadi 0,3 kg/cm2, sehingga kelarutan gas
CO2 dalam larutan MDEA menjadi turun. Untuk menurunkan temperatur dari
CO2 produk dan menghindari kehilangan piperazine ataupun MDEA dalam CO2
produk, pada bagian atas LP Flash Drum terdapat washing column yang
menggunakan DFW sebagai media pendingin dan menjaga level media
pendingin tersebut. Outlet dari LP Flash Drum adalah semi-lean solution yang
dialirkan kembali ke CO2 Absorber dan CO2 Stripper.
Tahapan terakhir dalam regenerasi larutan MDEA adalah pelepasan gas
CO2 di dalam CO2 stripper. Produk bawah dari CO2 stripper disebut lean
solution dan digunakan kembali di CO2 Absorber. Sedangkan produk atasnya
adalah gas CO2 yang alirannya dapat di kirimkan ke urea plant, di buang ke
POLITEKNIK NEGERI SAMARINDA 31
CO + 3H2 CH4 + H2O …………..….g1+ Panas (Q)
…………..….g2+ Panas (Q)CO2 + 4H2
CH4 + 2H2O
Laporan Praktek Kerja Lapangan
atmosfer, dan dialirkan ke WWT. Diagram alir proses CO2 Removal dapat
dilihat pada gambar 9 di bawah ini
Gambar 9. Diagram Alir proses Pada CO2 Removal
G. Methanator
Tahapan terakhir pemurnian gas sintesis terjadi pada unit Methanator,
yakni proses pengkonversian gas CO (karbon monoksida) dan CO2 (karbon
dioksida) menjadi metana (CH4) atau disebut metanasi. Sehingga kandungan
CO dan CO2 yang keluar dari Methanator dapat kurang dari 10 ppm.
Pengkonversian ini dilakukan karena CO dan CO2 merupakan racun bagi katalis
pada proses sintesis amoniak, sedangkan metan bersifat inert pada proses
tersebut. Reaksi yang terjadi pada Methanator adalah:
Reaksi yang terjadi pada Methanator merupakan reaksi eksotermis,
sehingga terjadi peningkatan temperatur. Peningkatan temperatur tersebut
sangat ditentukan oleh jumlah CO dan CO2 yang terkandung dalam gas proses.
Temperatur akan naik sekitar 60C per mol CO2 dan 75C per mol CO. Maka
POLITEKNIK NEGERI SAMARINDA 32
PROCESS GAS
CO2 PRODUCT COOLER
SW
CO2 TO UREA PLANT
LP FLASH DRUMV-0301
CO2 STRIPPERC-0301
HP FLASH DRUMV-0302
CO2 STRIPPERREBOILER
E-0302
MDEA RECYCLECOOLER E-0306
MDEA RECYCLE SEPARATOR
MDEA RECYCLE COMPRESSOR
PURIFIED GAS
DEMIN WATER
LEAN SOLUTION PUMPP-0302
LEAN SOLUTION COOLER E-0303
SOLUTION HEAT EXCHANGER E-0301
CW
HYDRAULIC TURBINE
CO2 ABSORBERC-0302
SEMI LEAN SOLUTION PUMP
DFW PREHEATERNO.1 E-0304
SPLIT STREAMPUMP
SW
DFW
DFW
31,8
157
31,4
129
31
70
31
70
30,7
50
SEMILEAN SOLUTION
70,9
LEAN SOLUTION
50
RICH SOLUTION
80,9
97,8
0,27
40
0,42
85,4 76, 50
PROCESS CONDENSATE
1.105427
2.713
3.251
293.171
460
57.772
3.249
235.695
8
70,9
WASHING COLUMN
E-0305
PROCESS CONDENSATE
DFW
PROCESS CONDENSAT
DFW
Laporan Praktek Kerja Lapangan
dari itu, diharapkan kandungan CO dan CO2 yang terdapat pada gas sintesis
dapat kurang dari 1% mol agar tidak terjadi kenaikan temperatur yang terlalu
besar.
Pada Methanator katalis yang digunakan untuk mempercepat konversi
CO dan CO2 menjadi CH4 adalah katalis LK-7R atau katalis berbasis nikel (Ni)
dengan kandungan 27% nikel dan volume sebesar 27 m3, dimana katalis ini
sangat sensitif terhadap senyawa sulfur dan dapat teroksidasi oleh steam .
Parameter penentu reaksi pada Methanator adalah aktifasi katalis, temperatur,
tekanan, dan kandungan air dalam gas proses. Kondisi yang mendukung untuk
reaksi metanasi adalah temperatur yang rendah, tekanan yang tinggi, dan
kandungan uap air yang rendah. Pada kondisi operasi normal, reaksi terjadi
pada range temperatur 280-320C. Diagram alir proses pada Methanator dapat
di lihat pada gambar 10 di bwah ini
Gambar 10. Diagram Alir Proses Pada Unit Methanator
POLITEKNIK NEGERI SAMARINDA 33
3H2 + N2
2NH3+ Panas ……….….h1
Laporan Praktek Kerja Lapangan
H. Pembentukan Amoniak
Gambar 11. Diagram Alir Kompresi Gas Sintesis
Gas sintesis yang telah melewati serangkaian proses pemurnian
kemudian memasuki sistem syn gas compressor untuk menaikkan tekanannya
dari 29 kg/cm2G menjadi sekitar 135 kg/cm2G. Kemudian, setelah diinjeksikan
sebagai make-up gas bagi konversi amoniak, lalu digabung dengan gas keluaran
konverter yang telah mengalami proses pendinginan, gas sintesis dikompresi
lagi pada syn gas compressor hingga tekanannya menjadi 141 kg/cm2G.
Hidrogen dan nitrogen kemudian dikonversi menjadi amoniak pada dua buah
konverter amoniak yakni (R-0501 dan R-0502) , mekanisme reaksinya sebagai
berikut:
Reaksi tersebut merupakan reaksi reversibel dan bersifat eksotermis.
Serta hanya gas nitrogen dan hidrogen yang dikonversi menjadi amoniak ketika
gas tersebut melewati unggun katalis pada konverter amoniak. Dengan kondisi
temperatur yang rendah dan tekanan yang tinggi maka konversi yang diperoleh
akan semakin banyak, tetapi dengan temperatur yang tinggi laju reaksi akan
POLITEKNIK NEGERI SAMARINDA 34
Laporan Praktek Kerja Lapangan
lebih cepat. Sehingga pemilihan temperatur harus didasarkan pada
pertimbangan antara konversi kesetimbangan teoritis dan kinetika reaksi. Selain
itu, rasio hidrogen/nirogen (H2/N2) di dalam syn loop harus dijaga tetap. Ratio
tersebut dikontrol oleh make-up gas sebesar 2,9-3 agar memperoleh rasio H2/N2
di dalam gas sintesis yang bersirkulasi sesuai dengan yang diharapkan.
Konverter amoniak (R-0501 dan R-0502) adalah konverter tipe radial
dengan aliran gas yang melewati unggun katalis dalam arah radikal. R-0501
merupakan konverter tipe S-200 buatan Haldor Topse A/S yang terdiri dari
dua unggun katalis dan interbed heat exchanger. Unggun pertama (bagian atas)
memiliki volum 33 m3 dan unggun kedua (bagian bawah) memiliki volum 96,8
m3 dengan tekanan operasi normal sebesar 140 kg/cm2G. R-0502 merupakan
konverter tipe S-50 buatan Haldor Topse A/S yang terdiri dari satu buah
unggun katalis dengan volume 137,6 m3 dan tekanan operasi normal sebesar
138 kg/cm2.
Katalis yang digunakan pada unggun pertama katalis konverter pertama
adalah KM1R dan KM1 yang terdapat pada unggun kedua katalis konverter
pertama dan pada unggun katalis konverter kedua. Katalis tersebut merupakan
katalis besi oksida yang telah dipromosikan dengan ukuran partikel 1,5-3 mm.
Ukuran katalis yang kecil ini menyebabkan aktivitas katalis secara keseluruhan
sangat tinggi karena luas permukaan katalis menjadi lebih besar. Aktivasi
katalis akan menurun secara perlahan selama operasi normal. Laju deaktivitas
katalis dipengaruhi oleh temperatur di dalam unggun katalis dan konsentrasi
racun-racun katalis dalam gas sintesis pada inlet konverter. Katalis ini dapat
digunakan pada rentang temperatur 530-550C, tetapi semakin rendah
temperatur katalis selama operasi akan semakin lambat laju deaktivasi katalis
sehingga umur katalis akan semakin panjang. Temperatur terendah yang paling
memungkinkan bagi katalis harus selalu dijaga, terutama di dalam unggun
katalis konverter kedua karena merupakan penentu reaksi konversi secara
keseluruhan. Komponen atau senyawa yang dapat menyebabkan penurunan
POLITEKNIK NEGERI SAMARINDA 35
Laporan Praktek Kerja Lapangan
pada aktivitas katalis akibat proses oksidasi adalah seluruh senyawa yang
mengandung oksigen, seperti: air, karbon dioksida, dan karbon monoksida yang
juga merupakan racun bagi katalis.
Gambar 12. Diagram Alir Proses Pada Sintesa Loop amoniak
Pada konverter pertama (R-0501), gas sintesis resirkulasi masuk
melalui dua saluran inlet utama pada bagian bawah, kemudian gas mengalir ke
atas. Pada bagian atas konverter, gas mengalir melalui tube dari interbed heat
exchanger, dimana interbed heat exchanger tersebut berfungsi untuk pertukaran
panas antara aliran gas inlet unggun pertama dengan gas hasil reaksi oultet
unggun pertama. Pada bagian tube, gas inlet dipanaskan hingga temperatur
reaksi yakni sekitar 360C. Pengaturan temperatur gas inlet ini diatur dengan
cara “Cold Shot”, yakni gas sintesis dingin dimasukkan melalui transfer pipe
pada center tube. Kemudian gas outlet unggun katalis pertama yang telah
bereaksi, diturunkan temperaturnya dengan cara melewatkannya pada bagian
shell dari interbed heat exchanger sebelum memasuki unggun katalis kedua.
Penurunan temperatur ini dimaksudkan agar temperatur gas saat bereaksi di
unggun katalis kedua tidak terlalu tinggi hingga melebihi batasan temperatur
pada konverter dan memperpanjang umur katalis. Konversi amoniak yang
terbentuk pada reaktor ini sekitar 17%.
POLITEKNIK NEGERI SAMARINDA 36
Laporan Praktek Kerja Lapangan
Setelah melalui konverter pertama, panas yang terbawa dimanfaatkan
untuk menaikkan temperatur saturated steam menjadi superheated steam di E-
0500. Kemudian gas melewati unggun katalis konverter kedua (R-0502). Pada
konverter ini, sintesis gas terkonversi lagi menjadi amoniak sebesar 3%.
Sehingga total konversi dari kedua konverter adalah 20 %mol. Kemudian, pada
gas outlet konverter kedua tersebut panas yang dilepaskan oleh reaksi
dimanfaatkan untuk memanaskan high pressure boiler feed water di E-0502.
Berikut ini adalah tabel komposisi gas di inlet dan outlet konverter
amoniak.
Tabel 10. Komposisi Gas di Inlet dan Outlet Konverter Amoniak (%mol)
KonverterR-0501 R-0502
Inlet Outlet Outlet
H2 65,91 55,18 52,52
N2 21,97 18,39 17,51
Ar 2,24 2,52 2,59
CH4 5,76 6,50 6,68
NH3 4,12 17,40 20,70
Sumber : Material Balance of Process Flow Diagram PT. Kaltim Pasifik Amoniak,
1999
Ada beberapa faktor utama yang dapat mempengaruhi unjuk kerja dari
reaksi amoniak, yaitu : temperatur, tekanan, laju alir sirkulasi, ratio H2/N2 dalam
umpan, konsentrasi amoniak dalam umpan dan konsentrasi gas inert (CH4 & Ar)
dalam umpan.
POLITEKNIK NEGERI SAMARINDA 37
Laporan Praktek Kerja Lapangan
I. Pendinginan, Pemurnian dan Pemisahan Amoniak
Amoniak yang keluar dari konverter R-0502 masih berupa fasa uap
sedangkan amoniak yang akan dikirim menuju Ammonia Storage Tank adalah
amoniak murni berfasa liquid. Sehingga untuk merubah fasa dan memurnikan
gas amoniak yang keluar dari konverter R-0502, amoniak tersebut terlebih
dahulu melewati serangkaian proses pendinginan dan pemurnian.
Gas yang keluar dari konverter amoniak diturunkan temperaturnya secara
bertahap (dapat dilihat pada gambar 12), pertama di SG Waste Heat Boiler (E-
0501) dari temperatur 418C menjadi 340C, kedua di SG BFW Preheater (E-
0502) hingga temperaturnya menjadi 281C, ketiga di Hot Heat Exchanger (E-
0503) dimana panasnya dimanfaatkan untuk memanaskan recycle gas yang akan
memasuki konverter amoniak pertama, sehingga temperatur gas amoniak turun
menjadi 64,3C. Kemudian gas tersebut didinginkan lagi di dalam Water Cooler
(E-0504), 1st Cold Heat Exchanger (E-0505) hingga temperaturnya menjadi
33,3C. Dimana pemanfaatan panas pada E-0505 adalah untuk memanaskan gas
recycle yang akan memasuki syn gas compressor recycle. Pendinginan akhir gas
sintesis untuk mencapai temperatur -5C terjadi pada 1st Ammonia Chiller (E-
0506), 2nd Cold Exchanger (E-0507) dan 2nd Ammonia Chiller (E-0508).
Pada gas yang melewati proses pendinginan di atas, di dalamnya masih
terkandung komponen-komponen inert seperti Ar dan CH4 dalam jumlah yang
sangat kecil (traces). Untuk menyeimbangkan peneracaan komponen dalam
siklus sintesis serta untuk menghindari akumulasi gas inert, maka sebagian gas
tersebut di purge di 2nd Cold Exchanger (E-0507). Purge gas lebih lanjut
didinginkan di dalam Purge Gas Chiller (E-0514) untuk mengkondensasikan
amoniak cair yang kemudian dipisahkan di dalam Purge Gas Separator (V-
0514), sehingga amoniak cair yang telah terbentuk dikembalikan ke Ammonia
Separator (V-0501). Sedangkan purge gas diproses lebih lanjut pada Ammonia
Recovery (ARU) dan Unit Hidrogen Recovery Unit (HRU).
POLITEKNIK NEGERI SAMARINDA 38
2NH3 + CO2
NH2COONH4 ……….….i1
Laporan Praktek Kerja Lapangan
Make-up gas sintesis dilakukan antara 2nd Cold Exchanger (E-0507) dan
2nd Ammonia Chiller (E-0508). Dimana, make-up gas yang memasuki syn loop
dijenuhkan dengan uap air. Gas ini masih mengandung traces karbon monoksida
dan karbon dioksida (sisa dari Methanator). Karbon dioksida di dalam make-up
gas kemudian direaksikan dengan gas dan cairan amoniak sehingga membentuk
amonium karbamat :
Karbamat yang terbentuk kemudian larut di dalam amoniak yang telah
terkondensasi. Sedangkan karbon monoksida sukar larut dalam amoniak
sehingga terbawa oleh gas yang akan bersirkulasi menuju Ammonia Converter,
kemudian dihidrogenasi menjadi air dan metan. Air ini akan mendeaktivasikan
katalis sintesis amoniak, oleh sebab itu kandungan karbon monoksida di dalam
make-up gas harus serendah mungkin.
Amoniak yang terkondensasi selama proses pendinginan kemudian
dipisahkan dari sirkulasi gas sintesis di dalam Ammonia Separator (V-0501).
Sebagian produk atas V-0501 adalah recycle gas yang akan dikembalikan ke
konverter amoniak dengan melalui 2nd Cold Exchanger (E-0507), 1st Cold
Exchanger (E-0505), Recycle Stage Syn Gas Compressor (K-0431), dan terakhir
melewati Hot Heat Exchanger (E-0503) menuju konverter amoniak pertama.
Sedangkan produk bagian bawahnya dikirim ke Let Down Vessel (V-0502). Pada
Let Down Vessel amoniak cair dimurnikan dengan cara menurunkan tekanannya
dari tekanan tinggi ke tekanan rendah sehingga amoniak fasa gas dan liquidnya
terpisah. Amoniak liquid di alirkan menuju Flash Vessel (V-0503), sedangkan
amoniak fasa gas akan teruapkan dan di proses lebih lanjut pada Ammonia
Recovery Unit (ARU). Pada Flash Vessel amoniak liquid yang terbentuk
dimurnikan lagi dengan menurunkan tekanannya dari 25 kg/cm2G menjadi 0,05
kg/cm2G. Kemudian, amoniak liquid hasil pemurnian pada V-0503 dikirimkan
menuju tangki penyimpanan (Ammonia Storage Tank), sedangkan amoniak fasa
gas yang masih ada akan dikompresikan pada Ammonia Compressor (K-0441).
POLITEKNIK NEGERI SAMARINDA 39
Laporan Praktek Kerja Lapangan
J. Refrigerant System
Fungsi dari Refrigerant System adalah untuk melakukan pendinginan di
dalam sintesis loop amoniak, dengan media pendingin berupa amoniak itu
sendiri. Tugasnya adalah untuk mengkondensasikan amoniak yang diproduksi
di dalam konverter dan mendinginkan purge gas, inert gas, dan let down gas.
Sistem ini terdiri dari empat buah chiller yang beroprasi pada dua tekanan yang
berbeda yakni chiller E-0506 yang beroprasi pada tekanan sekitar 6,8 kg/cm2,
chiller E-0508, E-0511 dan E-0514 beroprasi pada tekanan sekitar 2,1 kg/ cm2,
kompresor refrigerant, ammonia condensor dan ammonia accumulator.
Gambar 13. Sistem Refrijerasi Amoniak
K. ARU & HRU
Ammonia Recovery Unit (ARU) berfungsi untuk mengambil dan
mengolah kembali kandungan amoniak yang terkandung di purge gas, inert gas
dan flash gas untuk dimanfaatkan kembali di syngas loop. Purge gas
merupakan produk bagian atas dari kolom separator V-0514, dimana gas
sintesis ini dikeluarkan dari sistem synloop dengan tujuan untuk menghindari
terjadinya akumulasi gas-gas inert yang terbawa di dalam aliran gas sintesis.
Sedangkan flash gas merupakan gas-gas yang terpisahkan dari ammonia
refrigerant (discharge kompresor ketiga dari ammonia compressor system)
POLITEKNIK NEGERI SAMARINDA 40
Laporan Praktek Kerja Lapangan
ketika mengalami pendinginan dan perubahan fasa dari uap menjadi cair di
dalam E-0510 A/B.
Pada ARU terdapat beberapa peralatan yaitu LP scrubber, HP scrubber
dan stripper. Umpan purge gas mengalir masuk ke HP Scrubber kemudian
berkontak dengan ammonia water yang menjadi penyerap gas amoniak yang
terdapat pada purge gas. Karena kelarutan amoniak di dalam air lebih besar
maka amoniak yang terdapat di purge gas, akan terlarut pada ammonia water
dan terpisah sebagai produk bawah HP Scrubber (C-0801) yang kemudian
dialirkan ke Stripper. Sedangkan, purge gas yang tidak dapat larut didalam
ammonia water akan mengalir keatas, selanjutnya menuju ke HRU.
Proses yang berlangsung pada LP Scrubber sama dengan proses di HP
Scrubber. Tetapi, gas yang masuk ke LP Scrubber adalah inert gas, letdown gas
serta flash gas. Gas-gas tersebut akan berkontak dengan ammonia water dari
outlet bagian bawah Stripper. Amoniak yang telah terserap akan dialirkan ke C-
0803 (kolom stripper) dengan dipompa oleh P-0802 A/B. Sedangkan, gas yang
tidak larut di dalam ammonia water akan dimanfaatkan sebagai bahan bakar
(fuel off gas) pada Primary Reformer.
Selanjutnya, amoniak yang telah diserap di HP Scrubber dan LP
Scrubber dimasukkan ke kolom stripper C-0803. Sebelum memasuki kolom
stripper C-0803, kedua aliran tersebut digabungkan terlebih dahulu kemudian
dipanaskan hingga temperatur 115oC di E-0803 dengan menggunakan aliran
ammonia water recycle dari stripper. Ammonia water dari LP Srubber dan HP
Scrubber dipanaskan dengan ammonia water juga dari bottom Stripper yang
telah dipanaskan oleh MP steam pada E-0801. Karena pemanasan tersebut,
amoniak yang terlarut didalamnya akan menguap ke atas kemudian
dikondensasikan dengan cooling water di E-0802. Amoniak liquid yang telah
dipisahkan di Stripper akan ditampung di dump C-0803 sebagai amoniak
produk. Sedangkan komponen-komponen fasa gas yang tidak terkondensasi di
POLITEKNIK NEGERI SAMARINDA 41
Laporan Praktek Kerja Lapangan
dalam E-0802 akan keluar melalui bagian atas kolom stripper dan masuk ke LP
Scrubber.
Gambar 14. Proses Recovery Amoniak Pada ARU
Hydrogen Recovery Unit (HRU) berfungsi untuk mengambil dan
mengolah kembali kandungan hidrogen yang ada di purge gas. Purge gas yang
tidak dapat larut dalam ammonia water (air) pada proses ARU akan mengalir
menuju HRU. Pada proses ini pemisahan hidrogen dengan komponen lain
didasarkan atas perbedaan titik embun hidrogen dengan komponen lain yang
terdapat pada purge gas.
Karena proses pemisahannya berlangsung pada temperatur yang rendah,
sekitar -190C maka komponen-komponen yang ikut terbawa di dalam aliran
purge gas memiliki titik beku di atas -190C. Hal ini dikarenakan untuk
menghindari adanya pembekuan pada pipa aliran yang dapat mengakibatkan
penyumbatan aliran pipa di dalam cold box. Agar tidak ada senyawa yang
temperatur titik bekunya di bawah -190C terikut di dalam aliran umpan menuju
cold box, maka Hydrogen Recovery Unit (HRU) dilengkapi oleh dua buah
absorber yaitu R-0901 A dan R-0901 B yang berfungsi untuk mengadsorpsi air
dan amoniak yang terikut di dalam umpan cold box dengan menggunakan
molecular sieves sebagai adsorbennya. Kemudian purge gas tersebut di flashing
POLITEKNIK NEGERI SAMARINDA 42
Laporan Praktek Kerja Lapangan
di dalam V-0901 sehingga gas-gas inert (CH4 dan Ar) dan N2 yang telah
terkondensasi terpisah dari gas hidrogen.
Gas H2 yang belum terkondensasi keluar dari kolom flash V-0901
sebagai produk atas dan digunakan sebagai pendingin cold box sebelum
akhirnya di-recovery dan dimasukkan ke dalam kolom V-0432 di syngas &
synloop system. Sedangkan gas inert dan nitrogen cair yang keluar dari V-0901
sebagai produk bawah (disebut juga fuel product) yang kemudian di flashing
untuk dimanfaatkan sebagai pendingin umpan menuju cold box. Setelah
meninggalkan cold box aliran fuel product ini dibagi menjadi dua aliran. Aliran
pertama menuju Primary Reformer sebagai fuel off gas, sedangkan aliran kedua
dinaikkan temperaturnya di dalam E-0901 hingga mencapai temperatur sekitar
233C yang digunakan untuk meregenerasi kolom adsorber yang sedang stand-
by.
Gambar 15. Proses Recovery Hydrogen Pada HRU
POLITEKNIK NEGERI SAMARINDA 43
Laporan Praktek Kerja Lapangan
1.2 Unit Utililtas dan Pengolahan Limbah
Unit utilitas adalah unit pendukung yang menyediakan berbagai sarana yang
diperlukan untuk menunjang kelancaran proses produksi, seperti kebutuhan listrik,
udara instrumen, udara pabrik, nitrogen, steam, air bebas mineral, serta air bersih.
Unit ini terdiri dari : Unit penyediaan air, Unit air pendingin, Unit pembangkit
steam, Unit pembangkit listrik, Unit pembangkit udara instrumen dan pabrik, dan
Unit penyediaan nitrogen.
A. Unit penyediaan air
Unit ini berfungsi untuk menyediakan bahan baku air yang digunakan
untuk boiler feed water atau bahan baku steam proses serta untuk cooling water.
Untuk menghasilkan boiler feed water dan cooling water diperlukan serangkaian
proses pengolahan terlebih dahulu, yaitu proses desalinasi, demineralisasi dan
deaerasi.
Desalinasi
Desalinasi adalah suatu proses pembuatan air tawar dari air laut atau
proses pemisahan garam-garam yang terkandung di dalam air laut, dengan cara
distilasi (penyulingan), dimana air tawar tersebut akan digunakan sebagai air
umpan boiler. Desalinasi plant terdiri dari 2 unit alat desalinator, yaitu Z-
2201A dan Z-2202B yang masing-masing unitnya dapat memproduksi ± 1680
ton/day air tawar.
POLITEKNIK NEGERI SAMARINDA 44
Laporan Praktek Kerja Lapangan
Steam yang bertekanan rendah (MLP) 8,5 kg/cm2G digunakan untuk
memanasi air laut dan membuat vacum dengan menggunakan steam ejector
(main ejector) dan ejector condenser. Kemudian, steam yang mengkondensasi
dari main ejector bergabung dengan air destilat sebagai product destilate
water.
Gambar 16. Diagram Alir Proses Unit Desalinasi PT. Kaltim Pasifik Amoniak
Berikut ini peralatan-peralatan yang terdapat pada unit desalinasi:
Ruang Evaporator, berfungsi sebagai pemanas awal, penguapan dan
pengkondensasian.
Main Ejector, berfungsi membuat vacum dan menambah product destilate
setelah steam yang digunakan untuk driving mengkondens.
Ejector Condenser Dua Stage, berfungsi untuk membantu membuat vacum
yang lebih tinggi dan mengkondensasi steam serta membuang gas-gas
uncondensible.
POLITEKNIK NEGERI SAMARINDA 45
1st Effect
Main Ejector
2st Effect 3st Effect
Laporan Praktek Kerja Lapangan
Brine Blow Down Pump, berfungsi untuk memompakan sea water yang tidak
menjadi destilate.
Destilate Pump, berfungsi memompa destilate water produk.
Scale Inhibitor, berfungsi mencegah terbentuknya scale di tube evaporator
yang di injection ke sea water inlet.
Pada unit desal dilengkapi oleh peralatan Acid Cleaning yang berfungsi
untuk membersihkan atau menghilangkan scale yang menempel dipermukaan
tube-tube evaporator.
Desalinasi ini menggunakan multi effect, horizontal tube, spray film
evaporation dan thermal vapour compression dari steam jet ejector. Air laut
yang masuk ke kondenser memiliki temperatur ± 30oC dengan flow 737.000
kg/jam. Dalam kondenser air laut mengalami pemanasan awal hingga
mencapai temperatur 44,5oC. Kemudian air laut mengalir ke ejector kondenser
untuk menyerap panas dari steam atau gas exhaust ejector kondenser,
selanjutnya air laut diinjeksikan dengan chemical (scale inhibitor) dan
didistribusikan ke tiga ruang (effect) evaporator.
Air laut yang dispray ke masing-masing ruang evaporator melalui
dinding-dinding tube evaporator mengalami pertukaran panas dengan exhaust
atau steam main ejector, dengan demikian air laut mengalami kenaikan
temperatur, sedangkan steam exhaust ejector mengalami perubahan fasa dari
fasa uap ke fasa cair (kondensasi).
Dengan adanya penurunan tekanan di ruang evaporator maka kenaikan
temperatur air laut akan mencapai titik didihnya, sehingga air laut mengalami
penguapan (uap yang bebas dari garam). Steam exhaust ejector yang
terkondensasi menjadi product air destilate bergabung dengan kondensasi uap
air laut. Uap air laut selanjutnya masuk ke ruang evaporator kedua dan ketiga
untuk melakukan pertukaran panas dengan spray air laut. Uap air selanjutnya
mengalami kondensasi dan bergabung dengan air destilate menjadi air product
POLITEKNIK NEGERI SAMARINDA 46
Laporan Praktek Kerja Lapangan
destilate. Air produk destilat selanjutnya dialirkan melalui pompa destilat ke
tangki destilat.
Demineralisasi
Demineralisasi merupakan proses pengolahan air produk desalinasi,
steam kondensat dan proses kondensat menjadi air demin atau air yang bebas
kandungan mineral. Air demin ini nantinya akan digunakan sebagai air umpan
boiler (BFW), dimana air demin ini harus bebas dari mineral-mineral, karena
mineral yang terkandung pada air demin dapat menyebabkan hot spot pada
tube boiler.
Gambar 17. Diagram Alir Proses Pada Unit Demineralisasi
Terdapat 3 Mix bed pada unit demineralisasi ini, pada normal operasi 2
Mix bed on line dan 1 Mix bed stand by atau regenerasi. Air desalinasi, steam
condensat, dan proses condensat yang bercampur pada RC Tank (Raw
Condensat Tank T-) dialirkan ke Mix bed (F-2401A/B/C) yang berisi resin
penukar ion sehingga akan terjadi pengikatan ion-ion baik kation maupun
anion.
POLITEKNIK NEGERI SAMARINDA 47
STEAM CONDENSATEPROCESS CONDENSATE
Laporan Praktek Kerja Lapangan
Kation Exchanger :
Berfungsi untuk menghilangkan kation-kation atau ion positif yang
terkandung di dalam air. Mekanisme reaksinya adalah
RH + C+ RC + H+
C+ adalah ion-ion positif yang terkandung di dalam umpan, yaitu Ca2+, K+,
NH4+, Mg2+, Na+ dan lain-lain.
Anion Exchanger :
Berfungsi untuk menghilangkan anion yang terkandung di dalam air.
Mekanisme reaksinya adalah
ROH + A- RA + OH-
A- adalah ion-ion negatif seperti Cl-, SO42-, CO2-, HCO3
-, SiO3- dan lain-lain.
Kejenuhan dari resin tersebut terhadap ion-ion ini ditunjukan oleh
naiknya conductivity demin water outlet Mix bed hingga sekitar 0,1 µs/cm.
Sehingga resin tersebut harus diregenerasi agar dapat kembali menyerap ion-
ion tersebut dengan jalan mencuci resin dengan H2SO4 untuk resin ion positif
dan NaOH untuk resin negatif.
Reaksi regenerasi ion positif (kation)
2R-C + H2SO4 2 RH + C2SO4
Reaksi regenerasi ion negatif (anion)
R-A + NaOH ROH + NaA
Kualitas demin water didesain sebagai berikut:
Conductivity : < 0,2 µs/cm
Silica (SiO2) : < 0,02 ppm
Iron (Fe) : < 0,02 ppm
Cupper (Cu) : < 0,003 ppm
TDS : < 0,3 ppm
POLITEKNIK NEGERI SAMARINDA 48
Laporan Praktek Kerja Lapangan
Deaerasi
Unit ini berfungsi untuk menghilangkan kandungan gas-gas inert
terutama oksigen dalam air demin yang dapat menyebabkan korosi pada
peralatan. Oksigen mengalami proses stripping di dalam deaerator (V-2501)
dimana air demin dikontakkan dengan LP steam. Air keluaran deaerator
(BFW) mengalami penginjeksian eliminox untuk mengikat oksigen secara
kimiawi. Persamaan reaksi pengikatan oksigen oleh eliminox adalah:
(H2N – NH)2 CO + H2O 2N2H4 + CO2
2N2H2 + O2 2N2 + 2H2O
Selain injeksi eliminox, amoniak (NH3) juga diinjeksikan untuk mengatur
pH boiler feed water (BFW) agar berada pada rentang pH 8-9.
B. Unit pembangkit steam
Kebutuhan steam pada PT. Kaltim Pasifik Amoniak dipenuhi dengan
memanfaatkan panas yang dilepas oleh reaksi-reaksi di dalam alat penukar panas
(heat exchanger) selama normal operasi atau disebut juga waste heat recovery
(WHT) & boiler feed water (BFW). Pada saat start up, kebutuhan steam dipenuhi
dengan mengimpor steam dari PT. Pupuk Kalimantan Timur.
Gambar 18. Diagram Alir Unit Pembangkit Steam
POLITEKNIK NEGERI SAMARINDA 49
Laporan Praktek Kerja Lapangan
Terdapat beberapa jenis steam yang digunakan oleh PT. Kaltim Pasifik
Amoniak, yaitu: High Pressure Steam (HP Steam), Medium Pressure Steam (MP
Steam), Low Pressure Steam (LP steam) dan Medium Low Pressure Steam
(MLP). Perbedaan dari jenis sistem tersebut didasari oleh perbedaan temperatur
dan tekanannya. High Pressure Steam (HP Steam) di produksi dari pemanfaatan
panas hasil reaksi dari Primary Reformer dan BFW yang dipanaskan dalam
beberapa preheater yang kemudian masuk ke dalam steam drum (V-0201). Air
yang telah berubah fasa menjadi fasa uap dipanaskan lagi di dalam steam
superheater hingga kondisi superheated, yakni pada suhu 510C dan tekanan 110
kg/cm2G.
Kemudian High Pressure Steam (HP Steam) tersebut didistribusikan
dengan mensirkulasi steam tersebut ke dalam HP Steam Header yang kemudian
digunakan sebagai penggerak turbin syn gas (TS-0431) dan turbin ammonia
compressor (TS-0411). Setelah pemanfaatan tersebut, HP Steam mengalami
penurunan tekanan menjadi 42 kg/cm2G dan dimasukkan ke dalam MP Steam
Header. Kemudian MP Steam tersebut dialirkan untuk menggerakkan turbin dari
process air compressor turbin turbin penggerak kompresor natural gas, turbin
penggerak pompa BFW, turbin penggerak kompresor semi-lean solution dan lean
solution, CO2 stripper reboiler, turbin pada unit ARU & HRU, turbin pada
proses pengolahan condensat process, serta digunakan untuk reaksi reforming
pada Primary Reformer.
Kemudian MP Steam yang telah dimanfaatkan diturunkan lagi tekanannya
hingga menjadi 8,5 kg/cm2G (MLP Steam) dan 3,5 kg/cm2G (LP Steam).
Dimana, MLP Steam akan digunakan pada unit desalinasi sedangkan LP Steam
akan digunakan sebagai penggerak turbin pompa cooling water serta pada proses
penghilangan oksigen dalam air di deaerator.
POLITEKNIK NEGERI SAMARINDA 50
Laporan Praktek Kerja Lapangan
C. Unit air pendingin
Sistem air pendingin yang digunakan PT. Kaltim Pasifik Amoniak adalah
sea water dan sweet cooling water. Sea water dengan kandungan Cl2 sebesar 1
ppm, di import dari POPKA kemudian di distribusikan sebagai pendingin
diproses amoniak, sirkuit sweet coolong water dan product destilate water pada
unit desalinasi.
Sweet cooling water menggunakan sistem sirkulasi tertutup. Dimana, sweet
cooling water yang telah digunakan untuk mendinginkan proses pada cooler-
cooler akan didinginkan kembali dengan sea water di Marine Plate Heat
Exchanger E-2301 A/B/C/D. Pada normal operasi 3 buah Marine Plate Heat
Exchanger aktif dan 1 buah stand by. Kemudian, sweet cooling water yang telah
didinginkan didistribusikan kembali ke cooler-cooler proses pendinginan.
Pada PT. Kaltim Pasifik Amoniak, terdapat 2 buah pompa sweet cooling
water yaitu P-2301 A yang digerakan oleh turbine dan P-2301 B yang digerakan
oleh motor, dengan kapasitas masing-masing 7.996 ton/jam. Pada normal
operasi sweet cooling water dipompa melalui P-2301 A sedangkan P-2301 B
posisi stand by auto. Untuk menjaga level sistem tetap stabil maka air demin
diinjeksikan ke cooling water head tank (T-2301). Sedangkan untuk mencegah
POLITEKNIK NEGERI SAMARINDA 51
Gambar 19. Diagram Alir Proses Unit Air Pendingin
Laporan Praktek Kerja Lapangan
korosi, pada sistem ini diinjeksikan hydrazine yang jumlahnya dijaga sebesar 2
ppm.
Tabel 11. Distribusi Sweet Cooling Water dan Jumlah Pemakaian
No. Item Number Service Jumlah
1 E-0214Start up N2 cooler (hanya
untuk start up)327 T/h
2 E-0306 MDEA recycle cooler 23 T/h
3 E-0312 Final cooler 527 T/h
4 E-0411 NG recycle cooler 153 T/h
5 E-0421 Air 1st inter cooler 444 T/h
6 E-0422 Air 2nd inter cooler 505 T/h
7 E-0423 Air 3rd inter cooler 101 T/h
8 E-0431 Syn gas 1st inter cooler 379 T/h
9 E-0432 Syn gas 2nd inter cooler 402 T/h
10 E-0433 Syn gas after cooler 1102 T/h
11 E-0434 Circulator recycle cooler 161 T/h
12 E-0441 Amoniak inter cooler 124 T/h
13 E-0504 Water cooler 3005 T/h
14 E-0703 Stripper cond. Cooler 241 T/h
15 Z-0801 Amoniak recycle unit 109 T/h
16 E-1101 Boiler blow down cooler 21 T/h
17 K-0431/0421E1 A/B Oil cooler 484 T/h
18 K-0201 A/B ID Fan 4 T/h
Sumber : Material Balance of Process Flow Diagram
PT. Kaltim Pasifik Amoniak, 1999
D. Unit pembangkit listrik
Sumber utama listrik di PT. Kaltim Pasifik Amoniak disuplai dari Kaltim
Daya Mandiri (KDM) dengan tegangan 11 kV. Kemudian listrik tersebut masuk
POLITEKNIK NEGERI SAMARINDA 52
Laporan Praktek Kerja Lapangan
ke HSG-1 (11 kV switch gear) di sub station dan didistribusikan ke beberapa
transformer untuk mendapatkan tegangan yang diperlukan.
Pendistribusian power listrik dari HSG-1 (11 kV switch gear) di sub
station adalah:
TRH-1 : menurunkan tegangan dari 11 kV ke 6,9 kV dan masuk ke MSG-1
(6,9 kV switch gear) kapasitas maximum TRH-1 adalah 7.500 kVA.
TRH-2 : menurunkan tegangan dari 11 kV ke 525 V switch gear dan MCC
LSG-1A / MCC-1A. Kapasitas maksimum TRH-2 adalah 1250 kVA.
TRH-3 : menurunkan tegangan dari 11 kV ke 525 V masuk 525 V switch
gear dan MCC-LSG-1B / MCC-1B dan MCC 1-E. Kapasitas maximum TRH-
3 adalah 1250 kVA.
PM-2501 B power listrik yang dibutuhkan 2130 kW
Ammonia Storage power listrik yang dibutuhkan 2000 kVA
Jika suplai power listrik dari KDM gagal, untuk melindungi peralatan yang
kritis maka emergency generator (GE-6101) yang digerakan oleh diesel engine
akan auto start. Kapasitas emergency generator adalah 920 kW.
E. Unit pembangkit udara instrumen dan pabrik
Plant air di pabrik PT. Kaltim Pasifik Amoniak digunakan untuk kegiatan
penunjang seperti blowing, pneumatic test dan penggerak mesin-mesin untuk
kegiatan maintenance. Sedangkan instrument air digunakan untuk penggerak
peralatan instrumentasi.
Pada kondisi normal operasi PA/IA disuplai dari 2nd discharge stage low
pressure compressor K-0421 (LPC K-0421) dengan tekanan 9,5 kg/cm2G dan
temperatur 45C. Selain itu sebagai back up bila terjadi penurunan tekanan suplai
maka IA dan PA juga disuplai dari 4th discharge stage high pressure compressor
K-0421 (HPC K-0421) yang ditampung terlebih dahulu di V-4101 (emergency
air receiver) melalui Z-4101.
POLITEKNIK NEGERI SAMARINDA 53
Laporan Praktek Kerja Lapangan
Uap air yang terkandung di dalam udara akan di serap oleh activated
alumina di dalam dryer, sehingga kandungan uap air udara dari dryer turun
hingga – 40oC pada tekanan7 kg/cm2G. Air dryer yang digunakan adalah tipe
pressure swing tanpa pemanas dan terdiri dari dua vessel yang berisi ACT
alumina (activated alumina). Pada normal operasi satu vessel service dan yang
lainnya regenerasi atau stand by. Setelah melewati proses pengeringan di air
dryer, udara instrumen dialirkan ke after filter kemudian ditampung di V-4101
(instrument air receiver) dan di distribusikan ke unit desal Z-2201, unit demin
Z-2401 dan unit amoniak.
Gambar 20. Diagram Alir Proses Unit Pembangkit Udara
F. Unit penyediaan nitrogen
Nitrogen adalah salah satu bahan baku dalam pembuatan amoniak, selain
itu nitrogen juga sebagai neutralizer dalam sistem karena sifatnya yang tidak
explosif, netral dan tidak mudah bereaksi dengan zat-zat lain. Nitrogen yang
dibutuhkan oleh PT. Kaltim Pasifik Amoniak diperoleh dari dua sumber, yakni
nitrogen generator dan liquid nitrogen holder.
Nitrogen Generator (R-7101) berfungsi untuk membangkitkan atau
memproduksi nitrogen dengan:
Kapasitas produksi : 200 Nm3/jam
Tekanan minimum : 7,0 kg/cm2 G
POLITEKNIK NEGERI SAMARINDA 54
Laporan Praktek Kerja Lapangan
Purity N2 : 98 %
Purity O2 : 2 %
Berikut ini adalah proses yang terjadi pada Nitrogen Generator:
Udara yang berasal dari PA sistem sejumlah 622 Nm3/jam dengan tekanan ±
7,5 kg/cm2G dan temperatur ambient dimasukkan ke R-7101 sebagai udara
suplai. Udara yang mengandung N2 78%, O2 21%, Ar 0,9% dan lain-lain
0,1% kemudian dialirkan ke separator (FLT-210) untuk dilakukan pemisahan
kandungan H2O.
Udara melalui dua filter (FLT-211 & FLT-212) yang berfungsi untuk
memisahkan zat-zat asing lainnya yang terikut dalam udara suplai, dengan
melalui tiga tahapan penyaringan (filter) diharapkan udara suplai yang akan
dipakai sebagai bahan baku N2 generator benar-benar sudah bersih dari
kontaminasi zat-zat asing (kotoran-kotoran).
Memanaskan udara supali yang sudah bersih ke dalam air heater (HTR-204)
sehingga temperaturnya naik dari kondisi ambient temperatur ke 52oC,
dengan tujuan untuk menghindari tercapainya titik kondensasi air di
membrane sistem.
Mendistribusikan Udara suplai yang sudah bersih dengan temperatur 52oC ke
“Permeate Plenum” (membrane) melalui V-214 ABC, untuk dilakukan
pemisahan atau penyaringan gas nitrogen. Sehingga, gas yang berhasil
menembus membrane dengan spesifikasi N2 98% dan O2 2% dialirkan ke line
product nitrogen outlet sebagai produk nitrogen.
Liquid Nitrogen Holder (V-7101) merupakan tangki penampungan
nitrogen liquid dimana sistem isolasi tankinya menggunakan “Perlite Filled
Vacuum”. Tangki yang berkapasitas volume (net) 12.130 liter, dengan tekanan
16 kg/cm2G, dan temperatur -196oC s/d +35oC digunakan untuk mem-back up
pemakaian nitrogen di KPA plant. Hal ini dikarenakan pada saat start up
maupun shut down, pabrik banyak membutuhkan gas nitrogen, sedangkan
POLITEKNIK NEGERI SAMARINDA 55
Laporan Praktek Kerja Lapangan
kapasitas produksi nitrogen generator (R-7101) maximum 200 Nm3/jam tidak
mencukupi untuk menyuplai kebutuhan tersebut.
Pengolahan air buangan (limbah) PT. Kaltim Pasifik Amoniak terdiri dari
limbah padat, gas dan limbah cair. Berikut ini adalah penanganan masing-masing
limbah yang terdapat pada PT. Kaltim Pasifik Amoniak:
Limbah Padat
Limbah padat yang dihasilkan oleh PT. Kaltim Pasifik Amoniak dibagi
menjadi dua yaitu limbah padat berkategori B3 dan non-B3. Contoh limbah B3
adalah batrai bekas, sarung tangan yang terkontaminasi oli, katalis bekas seperti
ZnO, Fe2O3, dan lain-lain. Sedangkan contoh limbah non-B3 meliputi sampah
rumah tangga, barang sisa-sisa produksi seperti kaleng cat, drum, besi-besi dan
pipa bekas.
Ada beberapa limbah padat yang dapat diolah kembali, contohnya adalah
katalis bekas HTSC yakni Fe2O3 yang diolah kembali sebagai bahan bangunan.
Sedangkan limbah padat yang masih memiliki nilai ekonomis seperti besi-besi
yang sudah tidak terpakai dapat dijual kepada pihak luar yang telah memiliki
izin dan mengikuti prosedur pembelian yang telah ditetapkan. Untuk limbah
padat berkategori B3 contoh penanganannya adalah seluruh batrai bekas ataupun
kadaluarsa, sarung tangan yang terkontaminasi oli, dan lain-lain akan
dikumpulkan terlebih dahulu sesua jenisnya kemudian diserahkan kepada pihak
yang memiliki izin untuk mengolahnya lebih lanjut.
Limbah Cair
Limbah cair yang dihasikan oleh PT. Kaltim Pasifik Amoniak dapat
dibagi menjadi dua, yaitu limbah B3 (Bahan Beracun Berbahaya) dan limbah
non-B3. Contoh limbah B3 adalah oli bekas. Sedangkan contoh limbah non-B3
adalah air sisa demineralisasi. Beberapa limbah cair yang terdapat dalam PT.
Kaltim Pasifik Amoniak yaitu : air hujan yang tidak terkontaminasi, air hujan
yang terkontaminasi oli, air sisa regenerasi resin pada unit demineralisasi, air
POLITEKNIK NEGERI SAMARINDA 56
Laporan Praktek Kerja Lapangan
yang terkontaminasi MDEA, air yang terkontaminasi amoniak, bocoran oli, oli
bekas pakai, dan larutan MDEA bekas pakai.
Air yang terkontaminasi oleh oli ataupun bahan kimia akan dialirkan
menuju neutralization pit, kemudian dikumpulkan di treated waste water pit
untuk mengatur pHnya. Air buangan dari proses regenerasi Mix bed polisher
terlebih dahulu di tampung didalam neutralization pit untuk mengatur pHnya
dengan menambahkan NaOH. Sedangkan air buangan yang mengandung larutan
MDEA ditampung ke dalam MDEA collecting sump, kemudian dialirkan
menuju neutralization pit dan terakhir ditampung ke dalam treated waste water
pit. Air buangan ini relatif mengandung amoniak yang cukup tinggi, maka air
buangan ini akan di salurkan ke chemical pond milik PT. Pupuk Kalimantan
Timur dengan kualitas air yang telah mengikuti baku mutu yang ditentukan.
Berikut ini adalah tabel baku mutu limbah cair yang menjadi salah satu acuan
atau standar pengelolaan limbah pada PT. Kaltim Pasifik Amoniak
Tabel 12. Baku Mutu Limbah Cair
Paramete
rUnit
Kepmen
51/1995
KepGub
26/2002
Kepmen
112/2004
Perda
02/2011
Kepmen
560/2009
Kondisi
Aktual
pH - 6-9 6-9 6-10 6-10 6-10 8,25
COD Kg/Ton 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,02690
TSS Kg/Ton 0,15 15 15 15 15 0,01082
O&G Kg/Ton 0,03 0,03 0,03 0,1 0,1 0,00010
NH3N Kg/Ton 0,3 0,3 0,3 0,2 0,2 0,00516
Debitm3/ton
produk15 15 15 1,5 1,5 0,27511
Sumber : Dep. QESH PT. Kaltim Pasifik Amoniak
Limbah Gas
Limbah gas yang dihasilkan PT. Kaltim Pasifik Amoniak berupa gas-gas
sisa pembakaran hasil keluaran dari convection section pada Primary Reformer
dan produk samping, yaitu karbon dioksida yang dapat menyebabkan efek
POLITEKNIK NEGERI SAMARINDA 57
Laporan Praktek Kerja Lapangan
rumah kaca. Sedangkan, karbon dioksida yang dihasilkan pada proses CO2
Removal tidak serta merta di-venting ke udara tetapi ada yang dialirkan ke urea
plant dan dialirkan ke WWT untuk proses penghilangan gas-gas yang
terkandung pada air buangan dan untuk mengatur pH pada kolam WWT.
Limbah gas yang dihasilkan oleh PT. Kaltim Pasifik Amoniak masih berada di
bawah baku mutu regulasi pemerintah.
POLITEKNIK NEGERI SAMARINDA 58
Laporan Praktek Kerja Lapangan
BAB III
PENUTUP
3.1 Kesimpulan
- Proses produksi amoniak pada PT. Kaltim Pasifik Amoniak yang menggunakan
lisensi Haldor Topse sangat baik dan sesuai sehingga mampu berproduksi
sesuai target.
- Pada PT. Kaltim Pasifik Amoniak, pemanfaatan panas dari setiap hasil reaksi
yang bersifat eksoterm sangat baik.
POLITEKNIK NEGERI SAMARINDA 59
Laporan Praktek Kerja Lapangan
DAFTAR PUSTAKA
Gultom, B, 2009: “Pengaruh Gas Inert Terhadap Kinerja Konverter
Amoniak R-0501 & R-0502” Laporan Kerja Praktek PT. Kaltim
Pasifik Amoniak, Bontang
Operating Manual PT. Kaltim Pasifik Amoniak. 1999. Haldor-Topsoe A/S
Lyngby,Denmark
Process Flow Diagram PT. Kaltim Pasifik Amoniak. 1999. Haldor-Topsoe
A/S Lyngby, Denmark
Team Start-Up PT. Kaltim Pasifik Amoniak. Kumpulan Bahan Training
Operator Kaltim Pasifik Amoniak, Buku I : Proses
Team Start-Up PT. Kaltim Pasifik Amoniak. Kumpulan Bahan Training
Operator Kaltim Pasifik Amoniak, Buku III : Utilitas
POLITEKNIK NEGERI SAMARINDA 60
Laporan Praktek Kerja Lapangan
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Air merupakan salah satu kebutuhan pabrik yang sangat penting guna
menunjang kelancaran dan keberhasilan dalam proses produksi. Ketersediaan air
tanah yang terbatas dan letak yang dekat dengan laut memungkinkan pabrik PT.
Kaltim Pasifik Amoniak (PT.KPA) untuk menggunakan air laut sebagai sumber
air untuk memenuhi kebutuhan proses. Ada beberapa persyaratan yang harus
dipenuhi apabila air laut akan digunakan sebagai unit penunjang. Kadungan
garam-garam mineral yang tinggi, parameter fisik dan kimia seperti: kondisi pH,
keberadaan bakteri dan benda-benda padat, serta gas-gas terlarut, dan lain-lain,
yang perlu dihilangkan terlebih dahulu sebelum air laut digunakan untuk
memenuhi kebutuhan pabrik.
Ada beberapa tahapan yang harus dilakukan agar air laut dapat digunakan
untuk memenuhi kebutuhan air pada pabrik amoniak, salah satunya adalah tahapan
demineralisasi atau penghilangan kandungan ion-ion terlarut di dalam air sebelum
digunakan sebagai air bahan baku pembuatan steam. Hal ini dilakukan untuk
mengurangi penyebab pengkaratan dan pembentukan kerak pada sistem perpipaan
dan peralatan proses. Kebutuhan air umpan untuk pembuatan steam di PT. Kaltim
Pasifik Amoniak cukup banyak, maka pada unit demineralisasi dilengkapi dengan
3 unit Mix bed (Mix bed-A/B/C) dalam kondisi 2 unit beroperasi dan 1 unit stand
by. Demineralisasi bekerja berdasarkan pertukaran ion (Ion Exchange) dengan
bantuan resin (anion-kation) yang berada dalam satu vessel untuk mendapatkan air
yang bebas mineral dari air desalinasi, steam condensate, dan proses condensate
(stripping).
Resin yang memiliki kapasitas penukaran ion tertentu sering mengalami
kejenuhan (daya tangkap menurun) dengan tingginya conductivity produk yang
dihasilkan, sehingga perlu diregenerasi (dipulihkan) dengan mengunakan bahan
POLITEKNIK NEGERI SAMARINDA 61
Laporan Praktek Kerja Lapangan
kimia tanpa harus diganti dengan resin yang baru apabila kondisi conductivity
produk demineralisasi yang dihasilkan selama service telah mencapai 0,1 µs.
Proses regenerasi terdiri dari 18 tahap yang saling berurutan dimana keberhasilan
pemulihan kondisi resin yang telah jenuh dapat dilihat dari indikasi hasil akhir
conductivity yang menurun pada akhir proses regenerasi ( < 0,1 µs).
1.2. Perumusan Masalah
Dengan jumlah kebutuhan air umpan untuk pembuatan steam yang cukup
banyak, maka kinerja unit demineralisasi dituntut maksimal dalam menghilangkan
ion-ion terlarut dalam air. Ketepatan proses regenerasi yang bertujuan untuk
memulihkan kembali kondisi resin yang telah jenuh menjadi sangat penting agar
unit demineralisasi dapat kembali beroperasi dengan maksimal. Saat ini, waktu
service dari Mix bed A, B dan C tidak lagi mencapai waktu service seperti yang
telah di rancang, yakni 24 jam. Hal ini menyebabkan lebih seringnya proses
regenerasi dilakukan sehingga berakibat pada banyaknya penggunaan bahan kimia
untuk proses regenerasi resin yang telah jenuh dan kondisi fisik resin yang
menurun..
1.3. Tujuan
Tugas khusus ini bertujuan untuk mengevaluasi faktor penyebab service
time aktual Mix bed A, B dan C berada di bawah dari service time design.
1.4. Manfaat
Melalui evaluasi ini diharapkan dapat diketahui faktor-faktor penyebab dari
penurunan service time Mix bed A, B dan C. Sehingga dapat dilakukan penangan
atau tindakan yang sesuai untuk mengatasi permasalahan tersebut.
POLITEKNIK NEGERI SAMARINDA 62
Laporan Praktek Kerja Lapangan
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Demineralisasi
Demineralisasi merupakan proses penghilangan kandungan mineral yang
terkandung di dalam air. Umumnya mempergunakan media penukar ion yang dibedakan
atas muatan listrik yang terkandung di dalamnya menjadi :penukar kation dan penukar
anion. Proses ini biasa digunakan untuk memproduksi air demin water yang nantinya akan
digunakan sebagai air umpan boiler (BFW), air demin ini harus bebas dari mineral-
mineral, karena mineral yang terkandung pada air demin dapat menyebabkan hot
spot pada tube boiler.
2.2 Ion Exchange
Ion exchange adalah pertukaran ion antara dua elektrolit atau antara
elektrolit solution dan kompleks Ion exchange biasa digunakan dalam proses
demineralisasi, pemurnian, pemisahan, dan lain-lain. Proses ion exchange terdiri
dari reaksi kimia antara ion dalam fase larutan dan ion dalam fase padat. Bentuk
pertukaran ion exchange adalah dasar dari sejumlah reaksi besar proses kimia yang
mana proses ini terjadi dengan cara mengganti ion dalam larutan dengan ion yang
yang ada pada padatan yang melewati kolom dari resin penukar anion-kation.
Penelitian untuk menemukan bahan yang efektif dalam menangkap ion
sudah dikembangkan sejak tahun 1850, tetapi baru mengalami lonjakan yang
berarti ketika d’Alelio memperkenalkan resin dari bahan polystyrene pada tahun
1944. Bahan polystyrene ini memiliki kelemahan diantaranya : bentuk molekul
yang relatif besar sehingga mempersulit proses regenerasi dan kapasitasnya cepat
sekali menurun. Hingga saat ini banyak digunakan resin penukar ion dari bahan
polyacrylic yang memiliki bentuk lebih kuat dan tahap terhadap racun organik.
Berikut ini adalah reaksi yang terjadi pada proses ion exchange :
Kation Exchange :
POLITEKNIK NEGERI SAMARINDA 63
Laporan Praktek Kerja Lapangan
Berfungsi untuk menghilangkan kation-kation atau ion positif yang
terkandung di dalam air. Mekanisme reaksinya adalah
RH + C+ RC + H+
C+ adalah ion-ion positif yang terkandung di dalam umpan, yaitu Ca2+, K+, NH4+,
Na+, Mg2+, Fe2+ dan lain-lain.
Anion Exchange :
Berfungsi untuk menghilangkan anion yang terkandung di dalam air.
Mekanisme reaksinya adalah
ROH + A- RA + OH-
A- adalah ion-ion negatif seperti Cl-, SO42-, CO2-, SiO3-, HCO3- dan lain-lain.
2.3 Resin
Resin adalah senyawa hidrokarbon terpolimerisasi sampai tingkat yang
tinggi yang mengandung ikatan-ikatan hubung silang (cross-linking) serta gugusan
yang mengandung ion-ion yang dapat dipertukarkan. Berdasarkan gugus
fungsionalnya, resin penukar ion terbagi menjadi dua yaitu resin penukar kation dan
resin penukar anion. Resin penukar kation, mengandung kation yang dapat
dipertukarkan. Sedangkan resin penukar anion, mengandung anion yang dapat yang
dapat dipertukarkan. Secara umum rumus struktur resin penukar ion yang dapat
merupakan resin penukar kation (Gambar 2.3.1) dan resin penukar anion. (Gambar
2.3.2).
POLITEKNIK NEGERI SAMARINDA 64
Gambar 2.3.1 Gambar 2.3.2
Laporan Praktek Kerja Lapangan
Resin pertukaran ion merupakan bahan sintetik yang berasal dari aneka
ragam bahan, alamiah maupun sintetik, organik maupun anorganik, memperagakan
perilaku pertukaran ion dalam analisis laboratorium dimana keseragaman
dipentingkan dengan jalan penukaran dari suatu ion. Pertukaran ion bersifat
stokiometri, yakni satu H+ diganti oleh suatu Na+. Pertukaran ion adalah suatu
proses kesetimbangan dan jarang berlangsung lengkap, namun tak peduli sejauh
mana proses itu terjadi, stokiometrinya bersifat eksak dalam arti satu muatan positif
meninggalkan resin untuk tiap satu muatan yang masuk. Ion dapat ditukar yakni ion
yang tidak terikat pada matriks polimer disebut ion lawan (Counterion)
(Underwood, 2001).
Sifat-sifat Penting Resin (Penukar Ion) adalah adalah sebagai berikut :
1. Kapasitas Penukaran ion
Sifat ini menggambarkan ukuran kuantitatif jumlah ion-ion yang dapat
dipertukarkan dan dinyatakan dalam mek (milliekivalen) per gram resin kering
dalam bentuk hydrogen atau kloridanya atau dinyatakan dalam milliekivalen tiap
milliliter resin (meq/ml).
2. Selektivitas
Sifat ini merupakan suatu sifat resin penukar ion yang menunjukan aktifitas
pilihan atas ion tertentu .Hal ini disebabkan karena penukar ion merupakan suatu
proses stoikhiometrik dan dapat balik (reversible) dan memenuhi hukum kerja
massa. Faktor yang yang menentukan selektivitas terutama adalah gugus
ionogenik dan derajat ikat silang. Secara umum selektivitas penukaran ion
dipengaruhi oleh muatan ion dan jari-jari ion. Selektivitas resin penukar ion akan
menentukan dapat atau tidaknya suatu ion dipisahkan dalam suatu larutan
apabila dalam larutan tersebat terdapat ion-ion bertanda muatan sama, demikian
juga dapat atau tidaknya ion yang telah terikat tersebut dilepaskan
POLITEKNIK NEGERI SAMARINDA 65
Laporan Praktek Kerja Lapangan
3. Derajat ikat silang (crosslinking)
Sifat ini menunjukan konsentrasi jembatan yang ada di dalam polimer. Derajat
ikat silang tidak hanya mempengaruhi kelarutan tetapi juga kapasitas pertukaran,
perilaku mekaran, perubahan volume, seletivitas, ketahanan kimia dan oksidasi.
4. Porositas
Nilai porositas menunjukan ukuran pori-pori saluran-saluran kapiler. Ukuran
saluransaluran ini biasanya tidak seragam. Porositas berbanding lansung derajat
ikat silang, walaupunn ukuran saluran-saluran kapilernya tidak seragam. Jalinan
resin penukar mengandung rongga-rongga, tempat air terserap masuk. Porositas
mempengaruhi kapasitas dan keselektifan. Bila tanpa pori, hanya gugus
ionogenik di permukaan saja yang aktif.
5. Kestabilan resin
Kestabilan penukar ion ditentukan juga oleh mutu produk sejak dibuat.
Kestabilan fisik dan mekanik terutama menyangkut kekuatan dan ketahanan
gesekan. Ketahanan terhadap pengaruh osmotik, baik saat pembebanan maupun
regenerasi, juga terkait jenis monomernya. Kestabilan termal jenis makropori
biasanya lebih baik daripada yang gel, walau derajat ikat silang serupa. Akan
tetapi lakuan panas penukar kation makropori agak mengubah struktur kisi ruang
dan porositasnya.
2.4 Regenerasi
Kejenuhan dari resin untuk mengikat ion-ion ditunjukan oleh naiknya
conductivity demin water outlet Mix bed hingga sekitar 0,1 µs/cm. Sehingga resin
tersebut harus diregenerasi atau mengembalikan fungsi resin seperti semula, agar
dapat kembali menyerap ion-ion. Adapun langkah-langkah regenerasi di PT. Kaltim
Pasifik Amoniak adalah sebagai berikut :
POLITEKNIK NEGERI SAMARINDA 66
Laporan Praktek Kerja Lapangan
1. 1st Drain Out
Air demin yang masih tertinggal di Mix bed polisher dibuang terlebih
dahulu sebelum dilakukan proses regenerasi. Pembuangan ini berlangsung
selama 1 menit agar resin tidak keluar melaui venting udara selama tahap 2nd
Drain Out.
2. 2nd Drain Out
Penurunan level air yang ada di dalam tangki hingga level air berada
sekian persen dengan level resin. Hal ini bertujuan agar proses Air Scrub dapat
berlangsung dengan maksimal dan tidak ada resin yang lolos saat proses back
wash.
3. Air Scrub
Proses pemasukkan udara ke Mix bed dari bagian bawah yang bertujuan
untuk mengaduk resin yang ada. Sehingga kotoran-kotoran yang terdapat pada
bagian bawah Mix bed dapat ter-scrub.
4. 1st Back Wash
Raw condensate dialirkan dari bawah Mix bed untuk mengisi level air di
dalam Mix bed hingga batasan saranet, hal ini bertujuan untuk mengambil
kembali resin-resin yang menempel di atas ataupun yang menempel di dinding-
dinding Mix bed setelah proses air scrub dapat turun kembali.
5. Rest
Memberikian kesempatan resin-resin yang menempel untuk turun sesuai
berat jenisnya, tahapan ini berlangsung selama delapan menit.
POLITEKNIK NEGERI SAMARINDA 67
Laporan Praktek Kerja Lapangan
6. 2nd Back Wash
Mengalirkan kembali raw condensate dari bawah Mix bed agar dapat
mengaduk kembali anion dan kation yang juga berfungsi untuk memisahkan
kotoran yang telah terpisah. Aliran air bersama kotoran ini dialirkan ke
neutralization pit.
7. Settle
Pemisahan resin anion dan kation berdasarkan berat jenisnya, dimana
resin anion yang lebih ringan berada di bagian atas dan resin kation yang lebih
berat berada di bagian bawah.
8. Balance Inject NaOH
Meregenerasi resin anion dengan larutan NaOH 4% yang dimasukkan
dari bagian atas, hal ini dikarenakan anion yang berat jenisnya lebih ringan
berada di bagian atas. Bersamaan dengan masukknya larutan NaOH, air demin
pun dimasukkan dari bagian bawah untuk mencegah larutan NaOH meracuni
resin kation yang berada di bagian bawah.
Reaksi regenerasi ion negatif (anion)
R-A + NaOH ROH + NaA
9. Inject NaOH / H2SO4
Inject NaOH / H2SO4 menggunakan asam sulfat (H2SO4) 6% dan caustic
soda (NaOH) 4%. Keduanya dialirkan serentak, asam sulfat (acid) melalui
bagian bawah bed sedangkan natrium (caustid soda) melalui bagian atas.
Sehingga aliran caustic soda searah dengan aliran saat in-service dan aliran acid
berlawanan arah saat in-service. Kedua aliran bercampur di aliran keluar bed dan
diteruskan menuju neutralization pit.
POLITEKNIK NEGERI SAMARINDA 68
Laporan Praktek Kerja Lapangan
10. Inject H2SO4
Meregenerasi kembali resin kation dengan mengalirkan H2SO4 dari
bagian bawah dan air demin dari bagian atas agar H2SO4 yang masuk tidak
meracuni resin anion yang berada di atas.
Reaksi regenerasi ion positif (kation)
2R-C + H2SO4 2 RH + C2SO4
11. Disp / Disp
Pada tahapan ini inject chemical distop, tetapi demin water dijaga tetap
mengalir yang bertujuan untuk membilas resin-resin yang telah aktif dari sisa-
sisa chemical.
12. 1st Rinse
Pembilasan kembali resin-resin yang telah di regenerasi dengan
menggunakan demin water yang dialirkan dari bagian bawah hingga meluap dan
keluar dari atas tangki Mix bed, sehingga resin tersebut benar-benar bersih dari
chemical.
13. 1st Drain Out
Tahapan ini sama dengan tahapan awal proses regenerasi yakni
menurunkan level air yang ada di dalam Mix bed.
14. 2nd Drain Out
Mengeluarkan air yang ada di dalam Mix bed hingga level air berada
sekian persen dengan level resin. Agar saat proses air mix resin dapat teraduk
sempurna dan tidak keluar dari dalam Mix bed.
15. Air Mix
Pengandukan oleh udara yang prinsipnya sama dengan air Scrub.
POLITEKNIK NEGERI SAMARINDA 69
Laporan Praktek Kerja Lapangan
16. 1st Fill
Pengisian air raw condensate ke dalam Mix bed dari bagian atas melalui
distributor secara perlahan agar resin yang sudah homogen tidak terpisah lagi.
Tahapan ini juga berfungsi untuk mengeluarkan kotoran yang telah terpisah saat
proses air scrub.
17. 2nd Fill
Tahapan ini ada proses pengisian level air di dalam mix dengan
mengalirkan air raw condensate dari bagian atas melalui distributor.
18. 2nd Rinse
Pada tahap terakhir ini aliran air raw condensate masuk melalui
distributor bagian atas, dimana aliran keluar melalui tempat dimana resin telah
diaduk sempurna. Aliran buangan berada di bagian bawah polisher mengalir ke
pembuangan dan masuk ke neutralization pit. Langkah terakhir adalah
mengamati konduktivitas air yang keluar dari bagian bawah Mix bed berada
pada angka di bawah 0,1 µs/cm. Tahapan ini merupakan penentu dari
keberhasilan proses regenerasi.
POLITEKNIK NEGERI SAMARINDA 70
Laporan Praktek Kerja Lapangan
BAB III
METODOLOGI
3.1. Metode Pengambilan Data
Dalam penyusunan Tugas Khusus ini, data yang digunakan meliputi data primer
dan data sekunder.
3.1.1. Data Primer
Merupakan data yang diperoleh dari pengambilan sampel yang dianalisa secara
laboratorium seperti air umpan yang akan memasuki Mix bed (outlet RC Tank),
air demin outlet Mix bed, analisa resin sebelum digunakan, dananalisa resin
setelah di gunakan. Sebagai pembanding dari kualitas air umpan adalah data
total anion dan total kation yang ada pada design.
3.1.2. Data Sekunder
Merupakan data yang diperoleh dari study literatur umum maupun pabrik PT.
Kaltim Pasifik Amoniak serta data pengamatan dari proses regenerasi dengan
18 tahapan proses regenerasi. Data-data sekunder meliputi :
1. Waktu service aktual
2. Penurunan level inject chemcical saat regenerasi.
3. Durasi dan Flow actual masing-masing saat regenerasi.
4. Opening valve pada masing-masing saat regenerasi
3.2. Metode Pengolahan Data
Data-data yang telah ada dalam referensi ataupun dalam job description process
tersebut dijadikan dasar dalam menganalisis faktor-faktor yang menyebabkan
penurunan service time dari masing-masing Mix bed A, B dan C dan untuk :
a. Menghitung waktu service secara teoris.
b. Menganalisa trend dari total anion dan total kation
c. Menghitung konsentrasi chemical untuk regenerasi secara teoritis.
POLITEKNIK NEGERI SAMARINDA 71
Laporan Praktek Kerja Lapangan
BAB IV
PENGOLAHAN DATA DAN PEMBAHASAN
4.1. Fakta & Data
Pada unit demineralisasi PT. Kaltim Pasifik Amoniak terjadi proses
pertukaran ion, menggunakan tiga Mix bed polisher berisi resin anion dan resin
kation. Unit ini berguna untuk menghasilkan air demin atau air yang bebas dari
kandungan mineral, yang mana air tersebut akan dijadikan sebagai boiler feed
water. Ketiga Mix bed polisher tersebut memiliki service time design yang sama
yakni 24 jam. Tetapi, saat ini service time dari Mix bed polisher tidak lagi dapat
mencapai service time sesuai design. Ada beberapa faktor yang memungkinkan
terjadinya penurunan service time Mixed Bed Polisher, yaitu :
1. Kualitas air umpan yang lebih rendah.
2. Proses regenerasi resin yang kurang baik.
3. Kondisi fisik resin yang telah menurun.
4. Jumlah dan komposisi resin pada Mix bed polisher yang tidak sesuai dengan
design.
Dari hasil pengumpulan fakta dan data untuk masing-masing faktor
penyebab diatas akan dipaparkan sebagai berikut:
4.1.1 Kualitas Air Umpan Mix Bed Polisher
Parameter yang digunakan dalam pengamatan kualitas air umpan adalah
konduktivitas dan total anion-kation. Dimana Konduktivitas adalah kemampuan
suatu larutan dalam menghantarkan arus listrik parameter ini menunjukkan
keadaan air umpan yang memiliki kandungan mineral yang terdapat pada air.
Sedangkan parameter total anion dan kation yang dianalisa dari sample air umpan
Mixbed mencerminkan jumlah ion-ion positif dan negative yang berasal dari
unsur-unsur bahan kimia. Anion atau ion negatif dianalisa dari keberadaan unsur-
unsur antara lain Cl-, SO42-, HCO3
-, CO2- dan kation atau ion positif dianalisa dari
keberadaan unsur-unsur antara lain Na+, Mg2+, Ca2+, NH4+.
POLITEKNIK NEGERI SAMARINDA 72
Laporan Praktek Kerja Lapangan
4.1.1.1 Konduktivitas
Data konduktivitas dari air umpan masuk mixbed terhadap service time
masing-masing mixbed dapat dilihat pada tabel 4.1, 4.2, dan 4.3.
Tabel 4.1 Data Konduktivitas Feed dengan Service Time Mix Bed Polisher A
Tanggal Konduktivitas Feed Service Time
12-Jul-12 16,7 19,73
5-Jul-12 18,33 19,3
28-Jun-12 15,94 23,42
14-Jun-12 17,09 13,7
7-Jun-12 18,29 19,73
31-May-12 21,2 20,2
26-Apr-12 13,83 25,05
19-Apr-12 8,02 21,83
5-Apr-12 15,88 20,98
29-Mar-12 14,15 28,35
1-Mar-12 16,59 26,35
23-Feb-12 17,05 24
9-Feb-12 20,4 24
12-Jan-12 21,6 22
15-Dec-11 14,6 24
8-Dec-11 20,2 22,25
18-Nov-11 19,22 23,75
20-Oct-11 14,63 20,5
13-Oct-11 13,93 25,5
6-Oct-11 12,86 28,25
29-Sep-11 13,54 23
15-Sep-11 14,46 24
8-Sep-11 13,1 24
1-Sep-11 14,52 17
18-Aug-11 14,71 21,75
12-Aug-11 14,74 25
POLITEKNIK NEGERI SAMARINDA 73
Laporan Praktek Kerja Lapangan
Tabel 4.2 Data Konduktivitas Feed dengan Service Time Mix Bed Polisher B
Tanggal Konduktivitas Feed Service Time12 Agustus 2011 14,74 33,2525 Agustus 2011 15,38 271 September 2011 14,52 2515 September 2011 14,46 3129 September 2011 13,54 29,5
6 Oktober 2011 12,86 28,510 November 2011 19,29 2424 November 2011 16,92 19,2515 Desember 2011 14,6 23,7529 Desember 2011 17,38 24,5
5 Januari 2012 18,31 22,526 Januari 2012 19,2 231 Maret 2012 16,59 23,0729 Maret 2012 14,15 25,0312 April 2012 17,92 23,5819 April 2012 8,02 20,93 Mei 2012 14,77 35,5510 Mei 2012 12,18 29,6317 Mei 2012 16,46 32,9814 Juni 2012 17,09 24,2821 Juni 2012 16,95 19,1228 Juni 2012 15,94 26,38
Tabel 4.3 Data Konduktivitas Feed dengan Service Time Mix Bed Polisher C
Tanggal Konduktivitas Feed Service Time4 Agustus 2011 15,27 24,2518 Agustus 2011 14,71 20,2525 Agustus 2011 15,38 238 September 2011 13,1 2422 September 2011 12,88 1913 Oktober 2011 13,93 15,5
10 November 2011 19,29 27,518 November 2011 19,22 2524 November 2011 16,92 28,58 Desember 2011 20,2 2929 Desember 2011 17,38 26,25
5 Januari 2012 18,31 25,519 Januari 2012 18,67 25,7526 Januari 2012 19,2 24,59 Februari 2012 20,4 2723 Februari 2012 17,05 27
5 April 2012 15,88 24,2
POLITEKNIK NEGERI SAMARINDA 74
Laporan Praktek Kerja Lapangan
26 April 2012 13,83 26,483 Mei 2012 14,77 26,1710 Mei 2012 12,18 24,8817 Mei 2012 16,46 20,8231 Mei 2012 21,2 21,1214 Juni 2012 17,09 17,2721 Juni 2012 16,95 21,735 Juli 2012 18,33 24,3512 Juli 2012 16,7 27,05
4.1.1.2 Total Kation dan Total Anion Feed
Perbandingan data total kation dan total anion terhadap total kation dan total
anion design untuk sejak Juli 2011 dapat dilihat pada tabel 4.4 dan tabel 4.5.
Tabel 4.4 Total Kation Feed dengan Total Kation Design
Tanggal Total Kation Feed Total Kation Design4 Agustus 2011 8,15 22,0812 Agustus 2011 7,65 22,0818 Agustus 2011 7,47 22,0825 Agustus 2011 10,50 22,081 September 2011 7,68 22,088 September 2011 6,88 22,0815 September 2011 8,47 22,0822 September 2011 6,85 22,0829 September 2011 8,03 22,08
6 Oktober 2011 7,59 22,0813 Oktober 2011 8,97 22,0820 Oktober 2011 8,56 22,08
10 November 2011 9,29 22,0818 November 2011 5,85 22,0824 November 2011 9,15 22,088 Desember 2011 8,50 22,0815 Desember 2011 7,18 22,0829 Desember 2011 9,79 22,08
5 Januari 2012 7,94 22,0812 Januari 2012 8,71 22,0819 Januari 2012 8,76 22,0826 Januari 2012 9,32 22,089 Februari 2012 10,41 22,0823 Februari 2012 6,91 22,08
1 Maret 2012 8,88 22,088 Maret 2012 6,62 22,08
POLITEKNIK NEGERI SAMARINDA 75
Laporan Praktek Kerja Lapangan
29 Maret 2012 6,03 22,085 April 2012 7,18 22,0812 April 2012 10,38 22,0819 April 2012 5,91 22,0826 April 2012 7,35 22,083 Mei 2012 7,12 22,0810 Mei 2012 7,41 22,0817 Mei 2012 6,32 22,0831 Mei 2012 11,29 22,087 Juni 2012 2,50 22,0814 Juni 2012 8,38 22,0821 Juni 2012 9,38 22,0828 Juni 2012 8,29 22,085 Juli 2012 9,41 22,0812 Juli 2012 9,41 22,08
Tabel 4.5 Total Anion Feed dengan Total Anion Design
Tanggal Total anion Feed Total Kation Design4 Agustus 2011 19,51 7,9912 Agustus 2011 14,18 7,9918 Agustus 2011 19,68 7,9925 Agustus 2011 19,89 7,991 September 2011 18,99 7,998 September 2011 13,03 7,9915 September 2011 14,75 7,9922 September 2011 12,18 7,9929 September 2011 7,06 7,99
6 Oktober 2011 9,40 7,9913 Oktober 2011 9,62 7,9920 Oktober 2011 9,58 7,99
10 November 2011 16,04 7,9918 November 2011 19,38 7,9924 November 2011 19,11 7,998 Desember 2011 21,78 7,9915 Desember 2011 17,93 7,9929 Desember 2011 21,32 7,99
5 Januari 2012 20,66 7,9912 Januari 2012 21,96 7,9919 Januari 2012 16,97 7,9926 Januari 2012 119,48 7,999 Februari 2012 120,76 7,9923 Februari 2012 116,28 7,99
1 Maret 2012 16,86 7,998 Maret 2012 14,88 7,99
POLITEKNIK NEGERI SAMARINDA 76
Laporan Praktek Kerja Lapangan
29 Maret 2012 4,59 7,995 April 2012 14,11 7,9912 April 2012 16,98 7,9919 April 2012 14,64 7,9926 April 2012 14,56 7,993 Mei 2012 31,97 7,9910 Mei 2012 17,85 7,9917 Mei 2012 15,27 7,9931 Mei 2012 18,59 7,997 Juni 2012 17,47 7,9914 Juni 2012 21,09 7,9921 Juni 2012 13,36 7,9928 Juni 2012 7,12 7,995 Juli 2012 18,93 7,9912 Juli 2012 19,77 7,99
Sedangkan korelasi antara total anion - kation pada air umpan mixbed
terhadap kemampuan service time mixbed dapat dilihat pada Tabel 4.6, 4.7,
4.8, 4.9, 4.10 dan 4.11.
Tabel 4.6 Total Anion Feed terhadap Service Time Teoritis dan Aktual pada MBP A
Tanggal Total Anion Waktu Teoritis Waktu Aktual
12-Jul-12 19,77 19,67 19,73
5-Jul-12 18,93 20,54 19,314-Jun-12 21,09 18,44 13,77-Jun-12 17,47 22,26 19,73
31-May-12 18,59 20,92 20,226-Apr-12 14,56 26,71 25,0519-Apr-12 14,64 26,56 21,835-Apr-12 14,11 27,56 20,981-Mar-12 16,86 23,07 26,3512-Jan-12 21,96 17,71 2215-Dec-11 17,93 21,69 248-Dec-11 21,78 17,86 22,25
18-Nov-11 19,38 20,07 23,7520-Oct-11 9,58 40,59 20,513-Oct-11 9,62 40,43 25,56-Oct-11 9,4 41,37 28,25
15-Sep-11 14,75 26,37 24
POLITEKNIK NEGERI SAMARINDA 77
Laporan Praktek Kerja Lapangan
8-Sep-11 13,03 29,85 241-Sep-11 18,99 20,48 17
18-Aug-11 19,68 19,76 21,7512-Aug-11 14,48 26,86 25
Tabel 4.7 Total Kation Feed terhadap Service Time Teoritis dan Aktual pada MBP A
Tanggal Total Kation Waktu Teoritis Waktu Aktual
12-Jul-12 9,41 66,12 19,73
5-Jul-12 9,41 66,12 19,328-Jun-12 8,29 75,06 23,4214-Jun-12 8,38 74,25 13,731-May-12 11,29 55,11 20,226-Apr-12 7,35 84,66 25,055-Apr-12 7,18 86,66 20,981-Mar-12 8,88 70,07 26,3523-Feb-12 6,91 90,05 249-Feb-12 10,41 59,77 2412-Jan-12 8,71 71,44 2215-Des-11 7,18 86,66 248-Des-11 8,5 73,2 22,2520-Okt-11 8,56 72,69 20,513-Okt-11 8,97 69,37 25,56-Okt-11 7,59 81,98 28,2529-Sep-11 8,03 77,49 2315-Sep-11 8,47 73,46 248-Sep-11 6,88 90,44 241-Sep-11 7,68 81,02 17
18-Aug-11 7,47 83,3 21,7512-Aug-11 7,65 81,34 25
Tabel 4.8 Total Anion Feed terhadap Service Time Teoritis dan Aktual pada MBP B
Tanggal Total Anion Waktu teoritis Waktu aktual12-Aug-11 14,18 27,43 33,25
POLITEKNIK NEGERI SAMARINDA 78
Laporan Praktek Kerja Lapangan
25-Aug-11 19,89 19,55 271-Sep-11 18,99 20,48 2515-Sep-11 14,75 26,37 3129-Sep-11 16,04 24,24 246-Oct-11 19,11 20,35 19,25
10-Nov-11 17,93 21,69 23,7524-Nov-11 21,32 18,24 24,515-Dec-11 20,66 18,82 22,529-Dec-11 16,86 23,07 23,075-Jan-12 16,98 22,9 23,5826-Jan-12 14,64 26,56 20,91-Mar-12 17,85 21,79 29,6329-Mar-12 15,27 25,47 32,9812-Apr-12 21,09 18,44 24,2819-Apr-12 13,36 29,11 19,123-May-12 7,12 54,62 26,38
Tabel 4.9 Total Kation Feed terhadap Service Time Teoritis dan Aktual pada MBP B
Tanggal Total kation Waktu teoritis Waktu aktual
12-Aug-11 7,65 81,34 33,25
25-Aug-11 10,5 59,26 27
1-Sep-11 7,68 81,02 25
15-Sep-11 8,47 73,46 31
29-Sep-11 8,03 77,49 29,5
6-Oct-11 7,59 81,98 28,5
10-Nov-11 9,29 66,98 24
24-Nov-11 9,15 68 19,25
15-Dec-11 7,18 86,66 23,75
29-Dec-11 9,79 63,56 24,5
5-Jan-12 7,94 78,37 22,5
26-Jan-12 8,88 70,07 23
1-Mar-12 8,88 70,07 23,07
29-Mar-12 10,38 59,94 23,58
12-Apr-12 7,12 87,39 35,55
19-Apr-12 7,41 83,97 29,63
3-May-12 8,38 74,25 24,28
10-May-12 9,38 66,33 19,12
POLITEKNIK NEGERI SAMARINDA 79
Laporan Praktek Kerja Lapangan
17-May-12 8,29 75,06 26,38
Tabel 4.10 Total Anion Feed terhadap Service Time Teoritis dan Aktual pada MBP C
Tanggal Total Anion Waktu teoritis Waktu aktual
4-Aug-11 19,51 19,93 24,25
18-Aug-11 19,68 19,76 20,25
25-Aug-11 19,89 19,55 23
8-Sep-11 13,03 29,85 24
22-Sep-11 12,18 31,93 19
13-Oct-11 9,62 40,43 15,5
10-Nov-11 16,04 24,24 27,5
18-Nov-11 19,38 20,07 25
24-Nov-11 19,11 20,35 28,5
8-Dec-11 21,78 17,86 29
29-Dec-11 21,32 18,24 26,25
5-Jan-12 20,66 18,82 25,5
19-Jan-12 16,97 22,92 25,75
9-Feb-12 120,76 3,22 27
23-Feb-12 116,28 3,34 27
5-Apr-12 14,11 27,56 24,2
26-Apr-12 14,56 26,71 26,48
3-May-12 31,97 12,16 26,17
10-May-12 17,85 21,79 24,88
31-May-12 18,59 20,92 21,12
14-Jun-12 21,9 17,76 17,27
21-Jun-12 13,36 29,11 21,73
12-Jul-12 19,77 19,67 27,05
Tabel 4.11 Total Kation Feed terhadap Service Time Teoritis dan
Aktual pada MBP C
Tanggal Total kation Waktu teoritis Waktu aktual
4-Aug-11 8,15 76,35 24,25
POLITEKNIK NEGERI SAMARINDA 80
Laporan Praktek Kerja Lapangan
18-Aug-11 7,47 83,3 20,25
25-Aug-11 10,5 59,26 23
8-Sep-11 6,88 90,44 24
22-Sep-11 6,85 90,84 19
13-Oct-11 8,97 69,37 15,5
10-Nov-11 9,29 66,98 27,5
18-Nov-11 5,85 106,36 25
24-Nov-11 9,15 68 28,5
8-Dec-11 8,5 73,2 29
29-Dec-11 9,79 63,56 26,25
5-Jan-12 7,94 78,37 25,5
19-Jan-12 8,76 71,03 25,75
9-Feb-12 10,41 59,77 27
23-Feb-12 6,91 90,05 27
5-Apr-12 7,18 86,66 24,2
26-Apr-12 7,35 84,66 26,48
3-May-12 7,12 87,39 26,17
10-May-12 7,41 83,97 24,88
31-May-12 11,29 55,11 21,12
14-Jun-12 8,38 74,25 17,27
21-Jun-12 9,38 66,33 21,73
12-Jul-12 9,41 66,12 27,05
4.1.2 Proses Regenerasi Resin yang Kurang Baik.
Parameter yang diamati pada saat proses regenerasi, antara lain adalah
waktu / durasi injeksi chemical, flow injeksi chemical, dan konsentrasi
chemical yang diinjeksikan selama proses regenerasi.
Tabel 4.12 Konsentrasi acid dan caustic inlet Mix bed polisher A, B dan C
UNIT MBP
Tanggal StepOpening
valve
waktu aktual (menit)
Flow (m3/h)
Konsentrasi
Service Time After Regen
DESIGNInjeksi NaOH
10 11.90 4.87% 24 Jam
POLITEKNIK NEGERI SAMARINDA 81
Laporan Praktek Kerja Lapangan
UNIT MBP
Tanggal StepOpening
valve
waktu aktual (menit)
Flow (m3/h)
Konsentrasi
Service Time After Regen
Injeksi NaOH + H2SO4
25 11.90 4.87%
Injeksi NaOH + H2SO4
25 14.00 6.27%
Injeksi H2SO4
5 14.00 6.27%
MBP
A
27-Jul-12
Injeksi NaOH
100% 5 12.80 5.56%
20.3 Jam
100% 4 12.50 3.69%
Injeksi NaOH + H2SO4
100% 27 12.50 4.45%
Injeksi NaOH + H2SO4
48% 12.00 14.00 5.06%
46% 13.00 5.00 6.45%
45% 13.00 10.00 6.95%
Injeksi H2SO4
45% 12.00 9.00 4.43%
3-Aug-12
Injeksi NaOH
100% 10 13.50 3.91%
13.12 Jam
Injeksi NaOH + H2SO4
100% 28 13.50 4.01%
Injeksi NaOH + H2SO4
50% 10 13.00 4.09%
45% 12.50 4.00 12.76%
35% 11.50 8.00 7.51%
30% 11.00 6.00 4.83%
Injeksi H2SO4
30% 11.00 10.00 2.42%
35% 11.50 12.00 1.52%
7-Aug-12Injeksi NaOH
80% 10 12.00 4.51% 25.63 Jam
POLITEKNIK NEGERI SAMARINDA 82
Laporan Praktek Kerja Lapangan
UNIT MBP
Tanggal StepOpening
valve
waktu aktual (menit)
Flow (m3/h)
Konsentrasi
Service Time After Regen
Injeksi NaOH + H2SO4
80% 27 12.00 4.64%
Injeksi NaOH + H2SO4
45% 9 12.00 4%
47% 1 12.00 9%
48% 1 12.00 13%
49% 8 12.00 5%
48% 5 12.00 4%
45% 3 12.00 23%
Injeksi H2SO4
45.00% 12.00 10.00 4%
MBP
B
1-Aug-12
Injeksi NaOH
100% 10 12.00 4.40%
29.58 Jam
Injeksi NaOH + H2SO4
100% 28 12.00 4.54%
Injeksi NaOH + H2SO4
43.00% 28.00 13.00 5.41%
Injeksi H2SO4
45% 1.00 13.00 12.21%
44% 9.00 13.00 4.09%
43% 1.00 13.00 4.09%
3-Aug-12
Injeksi NaOH
100% 10 13.50 3.91%
24.73 JamInjeksi 100% 29 13.50 3.77%
POLITEKNIK NEGERI SAMARINDA 83
Laporan Praktek Kerja Lapangan
UNIT MBP
Tanggal StepOpening
valve
waktu aktual (menit)
Flow (m3/h)
Konsentrasi
Service Time After Regen
NaOH + H2SO4
Injeksi NaOH + H2SO4
45.0% 29.00 13.00 5.36%
Injeksi H2SO4
45.00% 3.00 14.00 7.66%
48.00% 3.00 14.00 7.66%
9-Aug-12
Injeksi NaOH
80% 10 12.50 4.33%
26.75 Jam
Injeksi NaOH+ H2SO4
80% 28 12.50 4.30%
Injeksi NaOH + H2SO4
45.0% 28.00 12.50 5.77%
Injeksi H2SO4
48.0% 2.00 12.50 12.76%
45.0% 3.00 12.50 8.51%
10-Aug-12
Injeksi NaOH
80% 10 12.50 4.33%
24.28 Jam
Injeksi NaOH + H2SO4
80% 29 13.00 4.06%
injeksi NaOH + H2SO4
45.0% 1 11.50 4.62%
46.0% 5 11.50 13.78%
45.0% 19 11.50 1.46%
45.5% 1 11.50 46.42%
46.0% 1 11.50 9.25%
48.0% 1 12.00 4.43%
46.0% 1 11.50 4.62%
Injeksi H2SO4
46.0% 10 11.50 6.94%
M 30-Jul-12
Injeksi NaOH
100% 15 13 2.70%17.52 Jam
Injeksi 100% 30 13 3.90%
POLITEKNIK NEGERI SAMARINDA 84
Laporan Praktek Kerja Lapangan
UNIT MBP
Tanggal StepOpening
valve
waktu aktual (menit)
Flow (m3/h)
Konsentrasi
Service Time After Regen
BP
C
NaOH+ H2SO4
Injeksi H2SO4+NaOH
45 10 12.8 4%
42 7 12 7%
40 6 12 7%
39 4 12 4%
38 3 12 4%
Injeksi H2SO4
38 10 12 4%
31-Jul-12
Injeksi NaOH
100% 10.00 13.00 4.20%
20.23 Jam
Injeksi NaOH+H2SO4
100% 27.00 13.00 4.30%
Injeksi H2SO4+NaOH
45 17 12 7.82%
47 9 12 1.23%
49 1 12 24.37%
Injeksi H2SO4
48 8 12 4.43%
40 2 12 8.86%
9-Aug-12 Injeksi NaOH
80% 10 12.5 4.30%18.1 Jam
Injeksi NaOH+H2SO4
80% 30 12.5 4.00%
Injeksi H2SO4+NaOH
50 5 12.5 6.8%
48 2 12.5 14.9%
47 1 12.5 8.5%
46 6 12.5 5.0%
45 8 12.5 2.1%
45.5 3 12.5 4.3%
47 5 13 9.4%
Injeksi H2SO4
47 10 14 8.2%
POLITEKNIK NEGERI SAMARINDA 85
Laporan Praktek Kerja Lapangan
UNIT MBP
Tanggal StepOpening
valve
waktu aktual (menit)
Flow (m3/h)
Konsentrasi
Service Time After Regen
12-Aug-12
Injeksi NaOH
80% 13 13 2.9%
15.07 Jam
Injeksi NaOH+H2SO4
80% 38 38 4.4%
Injeksi H2SO4+NaOH
40 12 13 6.8%
37 5 13.5 7.1%
34 8 13 6.14%
Injeksi H2SO4
29 13 13 1.26%
25 4 13 5.11%
15-Aug-12
Injeksi NaOH
100% 10 12.50 4.75%
Injeksi NaOH+H2SO4
100% 28 12.50 4.14%
Injeksi H2SO4+NaOH
45% 13.00 13.00 5%
45,5% 13.00 2.00 5%
46% 13.00 13.00 7%
Injeksi H2SO4
46% 13.00 8.00 6%
Notes:
Purity NaOH = 40%
Purity H2SO4 = 98%
Make up resin mix bed A = Tanggal 7 Agustus 2012
Make up resin mix bed B = Tanggal 31 Juli 2012
Make up resin mix bed C = Tanggal 13 Agustus 2012
4.1.3 Kondisi fisik resin yang telah menurun.
POLITEKNIK NEGERI SAMARINDA 86
AIR UMPAN AIR UMPAN
Laporan Praktek Kerja Lapangan
Parameter yang diamati untuk menilai kondisi fisik resin adalah Total Exchange
Capacity (TEC) dan ukuran resin. Perbandingan kondisi fisik resin baru dan resin
yang beroperasi saat ini dapat dilihat pada Tabel 4.2 Analysis report resin mix bed
B Tanggal 31 Juli 2012, PT. Kaltim Pasifik Amoniak.
Tabel 4.13 Analysis Report Resin Mix bed B PT. Kaltim Pasifik Amoniak
No Item Analysis Unit
Analysis Result Analysis ResultIn
Service Kation
In Service Anion
New Katio
n
New Anion
1 Back Washed Settled Density gr/ml 0.81 0.72 0,82 0,692 TEC (Total Exchange Capacity) eq/lt 1.67 1.24 1,74 1,203 Fe Ppm Trace Trace4 Cl Ppm Trace Trace
5
Size Distribution:No. 18 (1.000 mm)No. 20 (0.850 mm)No. 25 (0.710 mm)No. 30 (0.600 mm)No. 35 (0.500 mm)No. 40 (0.425 mm)Pan
-%vol%vol%vol%vol%vol%vol
0.802.002.5094.000.400.300.00
1,192,625,4985,884,530,240,05
0,370,366,7594,390,860,40
4.1.4 Jumlah dan Komposisi Resin Pada Mix Bed Polisher Tidak Sesuai Dengan
Design.
Pada tanggal 31 Juli 2012, dilakukan pengambilan sample untuk mengetahui
jumlah atau komposisi resin yang berada di dalam MBP B. Dan dari hasil
sampling tersebut diambil kesimpulan bahwa komposisi resin anion : resin kation
tidak lagi sesuai design, diasumsikan sebesar1 : 5.
POLITEKNIK NEGERI SAMARINDA 87
Laporan Praktek Kerja Lapangan
Gambar 4.1 Komposisi Resin Anion dan Kation pada Design dan Aktual
4.2 Pembahasan
Pada PT. Kaltim Pasifik Amoniak, Mix bed polisher (MBP) merupakan alat
yang digunakan untuk membuat air demin dengan prinsip penukaran ion (ion
exchange). Kinerja Mix bed polisher ini sangat mempengaruhi air demin yang
dihasilkan. Mix bed polisher mampu beroperasi selama 24 jam dengan beban
umpan yang masuk sebesar 180 m3/h dan menghasilkan air demin sebesar 4.320
m3/hari. Pembahasan dari fakta dan data yang telah ditampilkan sebelumnya
adalah sebagai berikut:
4.2.1 Kualitas air umpan yang lebih rendah
Kualitas air umpan yang masuk kedalam mix bed polisher memungkinkan
terjadinya penurunan service time. Kualitas air umpan ini dipengaruhi oleh
POLITEKNIK NEGERI SAMARINDA 88
Laporan Praktek Kerja Lapangan
konduktivitas dan total anion-kation. Dimana, kualitas air umpan ditinjau dari
trend konduktivitas feed terhadap service time masing-masing mix bed tergambar
pada gambar 4.2, 4.3 dan 4.4 di bawah ini
16-Jul-1131-Jul-1115-Aug-1130-Aug-1114-Sep-1129-Sep-1114-O
ct-1129-O
ct-1113-Nov-1128-Nov-1113-Dec-1128-Dec-1112-Jan-1227-Jan-1211-Feb-1226-Feb-1212-M
ar-1227-M
ar-1211-Apr-1226-Apr-1211-M
ay-1226-M
ay-1210-Jun-1225-Jun-1210-Jul-1225-Jul-129-Aug-1224-Aug-12
0
3
6
9
12
15
18
21
24
27
30
Tanggal
Tanggal :18 Nov 2011Konduktivitas: 29,22 μs/cm
Tanggal :19 Apr 2012Konduktivitas: 8,02 μs/cm
Tanggal :19 Apr 2012Service time : 21,83 jam
Gambar 4.2 Trend Konduktivitas Feed (line biru) dengan
Service Time Mix Bed Polisher A (line merah)
16-Jul-11
5-Aug-11
25-Aug-11
14-Sep-11
4-Oct-11
24-Oct-11
13-Nov-11
3-Dec-11
23-Dec-11
12-Jan-12
1-Feb-12
21-Feb-12
12-Mar-12
1-Apr-12
21-Apr-12
11-May-12
31-May-12
20-Jun-12
10-Jul-12
30-Jul-12
05
10152025303540
TANGGAL
POLITEKNIK NEGERI SAMARINDA 89
Tanggal :18 Nov 2011Service time : 23,75 jam
Gambar 4.3 Trend Konduktivitas Feed (line biru) dengan Service Time Mix Bed Polisher B (line merah)
Laporan Praktek Kerja Lapangan
16-Jul-1131-Jul-1115-Aug-1130-Aug-1114-Sep-1129-Sep-1114-O
ct-1129-O
ct-1113-Nov-1128-Nov-1113-Dec-1128-Dec-1112-Jan-1227-Jan-1211-Feb-1226-Feb-1212-M
ar-1227-M
ar-1211-Apr-1226-Apr-1211-M
ay-1226-M
ay-1210-Jun-1225-Jun-1210-Jul-1225-Jul-129-Aug-12
5
10
15
20
25
30
35
TANGGAL
Gambar 4.4 Trend Konduktivitas Feed (line biru) denganService Time Mix Bed Polisher C (line merah)
Berdasarkan gambar 4.2, kualitas air umpan bila ditinjau dari konduktivitas
feed dan service time-nya, perbandingan tersebut seharusnya dapat dikorelasikan.
Tetapi jika ditinjau pada tanggal 18 November 2011, konduktivitas inlet Mix Bed
Polisher A sebesar 19,22 µs/cm, service timenya selama 23,75 jam. Sedangkan
pada tanggal 19 April 2012 konduktivitas inlet Mix Bed Polisher A sebesar 8,02
µs/cm, service timenya hanya selama 21,83 jam. Berdasarkan kedua data tersebut,
perbandingan antara konduktivitas inlet terhadap service time tidak selalu selaras.
Kemungkinan hal tersebut di pengaruhi oleh faktor-faktor seperti : proses
regenerasi yang tidak selalu, jumlah resin yang berkurang, ataupun keaktifan resin
yang menurun. Proses regenerasi yang dilakukan tidak selalu sama dapat terlihat
dari konsentrasi injeksi chemcical yang berbeda-beda, hal ini dapat di lihat pada
sub.bab 4.1.2. Jumlah resin yang menurun dapat dikarenakan oleh adanya resin
yang keluar dari mix bed saat proses regenrasi. Keaktifan dari resin juga di
pengaruhi oleh keberhasilan dari proses regenerasi nya ataupun di karenakan
kondisi fisik resin yang telah berubah karena proses regen yang berulang-ulang.
Ketidak selarasan antara konduktivitas inlet dengan service time juga berlaku
POLITEKNIK NEGERI SAMARINDA 90
Laporan Praktek Kerja Lapangan
pada Mix Bed Polisher B dan C yang dapat di lihat dari gambar 4.3 dan gambar
4.4.
Sedangkan kualitas dari air umpan yang ditinjau dari perbandingan antara
total anion serta total kation yang masuk terhadap design menunjukkan bahwa
total anion yang masuk telah melebihi design. Hal ini dapat dilihat pada gambar
4.5 dan 4.6 berikut ini
22-Jun-11
21-Jul-11
19-Aug-11
17-Sep-11
16-Oct-11
14-Nov-11
13-Dec-11
11-Jan-12
9-Feb-12
9-Mar-12
7-Apr-12
6-May-12
4-Jun-12
3-Jul-12
1-Aug-12
048
12162024
TANGGAL
TOTA
L KAT
ION
Gambar 4.5 Total Kation Feed Aktual (line biru) dengan
Total Kation Design (line merah)1-Jul-11
26-Jul-11
20-Aug-11
14-Sep-11
9-Oct-11
3-Nov-11
28-Nov-11
23-Dec-11
17-Jan-12
11-Feb-12
7-Mar-12
1-Apr-12
26-Apr-12
21-May-12
15-Jun-12
10-Jul-12
4-Aug-12
0
20
40
60
80
100
120
TANGGAL
TOTA
L AN
ION
POLITEKNIK NEGERI SAMARINDA 91
Gambar 4.6 Total Anion Feed Aktual (line orange) dengan Total Anion Design (line merah)
Laporan Praktek Kerja Lapangan
Gambar 4.5 menunjukkan trend dari total kation feed sedangkan gambar 4.6
menunjukkan trend dari total anion feed. Total kation yang masuk masih dalam
kondisi baik yakni di bawah dari total kation design, tetapi total anion yang masuk
lebih sering melewati design. Kenaikan total anion yang masuk dapat dikarenakan
meningkatnya komposisi ion-ion negatif seperti ion CO2- dan HCO3
- di dalam air
umpan. Kenaikan ion tersebut kemungkinan bersumber dari steam kondensat LP
steam dari unit V-0211 (Blow Down Vessel) yang ventingan dari unit tersebut
mungkin kurang maksimal untuk melepas gas CO2-. Total anion feed yang telah
melebihi desin ini mengakibatkan kinerja dari resin anion menjadi lebih berat dan
mempengaruhi service time dari resin tersebut.
Kualitas air umpan juga dapat di tinjau dari total anion serta total kation
yang masuk ke masing-masing mix bed dan di bandingkan dengan service time
secara aktual dengan service time secara teoritis. Dimana, perhitungan service
time secara teoritis berdasarkan rumus di bawah ini :
Dengan asumsi volume resin, Total Exchange Capacity (TEC), serta flow
inlet ke mix bed A,B dan C sesuai dengan design, yakni :
Volum resin anion, kation : 2.800 L, 2.800 L
Flow inlet : 180 m3/h
TEC Anion : 1,0 eq/L
TEC Kation : 1,6 eq/L
POLITEKNIK NEGERI SAMARINDA 92
………..4.2a
Laporan Praktek Kerja Lapangan
12-Ju
l-12
5-Ju
l-12
14-Ju
n-12
7-Ju
n-12
31-M
ay-1
226
-Apr
-12
19-A
pr-1
25-
Apr-
121-
Mar
-12
12-Ja
n-12
15-D
ec-1
18-
Dec-
1118
-Nov
-11
20-O
ct-1
113
-Oct
-11
6-O
ct-1
115
-Sep
-11
8-Se
p-11
1-Se
p-11
18-A
ug-1
112
-Aug
-110
10
20
30
40
0
5
10
15
20
25
MBP A
Tanggal
Wak
tu
Tota
l Ani
on
Gambar 4.7 Total Anion Feed (line biru) terhadap Service Time Teoritis (kolom merah)
dan Service Time Aktual (kolom hijau) pada MBP A
Seperti pada gambar 4.7 dengan total anion sebesar 14,48 μs waktu teoritis
pada tanggal 12 Agustus 2011 adalah 26,86 jam dan waktu aktualnya adalah 25
jam. Jika dibandingkan dengan waktu teoritis, waktu aktual pada tanggal tersebut
hampir sama dengan waktu teoritis, walau hanya selisih sedikit. Dengan total
anion yang masuk tidak terlalu besar resin anion tersebut mampu bekerja melebihi
waktu design. Jika dilihat pada gambar tersebut pada tanggal 12 Juli 2012 total
anion yang masuk lebih tinggi dari tanggal 12 Agustus 201, sehingga waktu
teoritis dari resin anion menurun. Tetapi waktu aktual yang diperoleh dari total
anion pada tanggal tersebut sama dengan waktu teoritisnya. Jadi, total anion yang
sama untuk waktu aktual dan waktu teoritis menghasilkan selisih waktu yang
tidak begitu besar. Ternyata waktu aktual yang ditinjau dari total anion umpannya
pada seluruh mix bed polisher tidak jauh berbeda dengan waktu teoritisnya, hal ini
terlihat pada gambar 4.8 dan 4.9.
POLITEKNIK NEGERI SAMARINDA 93
Laporan Praktek Kerja Lapangan
8/12/2011
8/25/2011
9/1/2011
9/15/2011
11/10/2011
11/24/2011
12/15/2011
12/29/2011
1/5/2012
3/1/2012
4/12/2012
4/19/2012
5/10/2012
5/17/2012
6/14/2012
6/21/2012
05
101520253035
0
5
10
15
20
25
MBP B
Tanggal
Wak
tu
Tota
l Ani
on
Gambar 4.8 Total Anion Feed (line biru) terhadap Service Time Teoritis (kolom merah)
dan Service Time Aktual (kolom hijau) pada MBP B
8/4/2011
8/18/2011
8/25/2011
9/8/2011
11/10/2011
11/18/2011
11/24/2011
12/8/2011
12/29/2011
1/5/2012
1/19/2012
4/5/2012
4/26/2012
5/10/2012
5/31/2012
6/21/2012
7/12/2012
05
101520253035
0
5
10
15
20
25
MBP C
Tanggal
Wak
tu
Tota
l Ani
on
Gambar 4.9 Total Anion Feed (line biru) terhadap Service Time Teoritis (kolom merah)
dan Service Time Aktual (kolom hijau) pada MBP C
POLITEKNIK NEGERI SAMARINDA 94
Laporan Praktek Kerja Lapangan
Tetapi pada gambar 4.10, 4.11, dan 4.12 yang menggambarkan
perbandingan total kation terhadap waktu toritis dan waktu aktual pada mbp A, B
dan C terlihat bahwa waktu teoritis lebih tinggi dari waktu aktualnya. 12
Jul '
125
Jul '
1228
Jun
'12
14 Ju
n '1
231
May
'12
26 A
pr '1
219
Apr
'12
5 Ap
r '12
29 M
ar '1
21
Mar
'12
23 F
eb '1
29
Feb
'12
12 Ja
n '1
215
Des
'11
8 De
s '11
18 N
ov '1
120
Okt
'11
13 O
kt '1
16
Okt
'11
29 S
ep '1
115
Sep
'11
8 Se
p '1
11
Sep
'11
18 A
ug '1
112
Aug
'110
20
40
60
80
100
120
0
2
4
6
8
10
12
MBP A
Tanggal
Wak
tu
Tota
l Kati
on
Gambar 4.10 Total Kation Feed (line biru) terhadap Service Time Teoritis (kolom
merah) dan Service Time Aktual (kolom hijau) pada MBP A
POLITEKNIK NEGERI SAMARINDA 95
Laporan Praktek Kerja Lapangan
8/12/2011
8/25/2011
9/1/2011
9/15/2011
9/29/2011
10/6/2011
11/10/2011
11/24/2011
12/15/2011
12/29/2011
1/5/2012
1/26/2012
3/1/2012
4/12/2012
5/3/2012
5/10/2012
6/14/2012
6/21/2012
6/28/2012
0102030405060708090
100
0
2
4
6
8
10
12MBP B
Tanggal
Wak
tu
Tota
l Kati
on
Gambar 4.11 Total Kation Feed (line biru) terhadap Service Time Teoritis (kolom
merah) dan Service Time Aktual (kolom hijau) pada MBP B
8/4/2011
8/18/2011
9/8/2011
9/22/2011
10/13/2011
11/10/2011
12/8/2011
12/29/2011
1/5/2012
1/19/2012
2/23/2012
4/5/2012
4/26/2012
5/3/2012
5/10/2012
6/14/2012
6/21/2012
7/12/2012
0
20
40
60
80
100
024681012
MBP C
Tanggal
Wak
tu
Tota
l Kati
on
Gambar 4.12 Total Kation Feed (line biru) terhadap Service Time Teoritis (kolom
merah) dan Service Time Aktual (kolom hijau) pada MBP C
Waktu aktual dari total kation ini tidak dapat mencapai waktu teoritis
dikarenakan waktu aktualnya dibatasi oleh waktu aktual total anion yang lebih
POLITEKNIK NEGERI SAMARINDA 96
Laporan Praktek Kerja Lapangan
kecil dari pada waktu teoritis total kation. Sehingga waktu service time dari mix
bed polisher tidak dapat mencapai service designnya. Jadi, dapat dikatakan service
time dari total anion yang menentukan service time dari mix bed polisher tersebut.
4.2.2 Proses regenerasi resin yang kurang baik
Proses regenerasi resin yang kurang baik dapat terlihat dari proses injeksi
chemical, di mana konsentrasi chemical yang masuk tidak selalu konstan dan
sesuai design. Konsentrasi acid dan caustic yang masuk ke mix bed A, B dan C
dari empat kali pengamatan berbeda-beda dapat dilihat pada table 4.12. Saat
injeksi caustic, kosentrasi caustic yang masuk masih sesuai dengan konsentrasi
yang telah di tetapkan yakni 4%. Sedangkan konsentrasi acid yang masuk
berubah-ubah seiring dengan opening valve yang ada. Konsentrasi caustic yang
masuk mempengaruhi proses pengembalian keaktifan dari resin anion yang telah
jenuh. Apabila konsentrasi caustic di bawah dari yang seharusnya, maka dapat
memungkinkan proses peremajaan dari resin tersebut tidak optimal. Sehingga
kemampuan resin anion untuk menyerap kembali anion-anion yang masuk akan
menurun. Konsentrasi acid yang berubah-ubah juga dapat mengakibatkan
peremajaan resin kation tidak sempurna yakni pelepasan ion-ion yang terikat di
resin tersebut tidak maksimal, karena seharusnya konsentrasi acid yang masuk
konstan sebesar 6% dengan waktu kontak yang lama. Tetapi dengan adanya
opening valve yang beubah-ubah maka konsentrasi dari acid yang masuk ikut
berubah. Konsentrasi inlet yang terlalu tinggi kemungkinan dapat menyebabkan
resin-resin yang ada akan terdegradasi sehingga struktur dari resin tersebut
berubah. Service dari dari mix bed ini tidak hanya dipengaruhi oleh konsentrasi
injeksi chemical yang masuk, jika dilihat dari table 4.12 pada mix bed B dengan
konsentrasi injeksi yang melebihi design, service time dari mixbed masih dapat
lebih dari 24 jam. Hal tersebut di karenakan kondisi dari mix bed B yang telah di
make up resin anion dan kation. Sehingga, walaupun proses injeksi bahan kimia
tidak sesuai tetapi jumlah resin yang ada bertambah dan kemampuan resin dalam
POLITEKNIK NEGERI SAMARINDA 97
Laporan Praktek Kerja Lapangan
mengikat ion-ion sangat maksimal maka service time setelah make up akan lebih
lama di bandingkan sebelum make up.
4.2.3. Kondisi fisik resin yang telah menurun
Kondisi fisik resin juga berpengaruh pada service time mix bed polisher.
Fisik resin dapat berubah selama ia masih mengikat ion-ion dan akibat seringnya
proses regenerasi. Resin yang telah berbeda dengan kondisi awalnya tidak dapat
bekerja dengan maksimal. Sehingga, mineral-mineral yang ada tidak terserap
sempurna. Dengan adanya mineral-mineral yang lolos karena kondisi fisik resin
telah menurun maka akan memperpendek service time. Pada tabel 4.13 dari hasil
analisis laboratorium saat ini kondisi fisik dari resin masih dalam keadaan baik.
Hal tersebut dikarenakan saat resin akan dianalisa, resin tersebut terlebih dahulu
melewati proses regenerasi yang baik sesuai dengan skala laboratorium. Sehingga,
jika ditinjau dari kondisi fisiknya service time dari MBP masih dapat bekerja
dengan baik.
4.2.4. Jumlah dan komposisi resin pada Mix bed polisher yang tidak sesuai dengan
design
Berdasarkan gambar 4.12 perbandingan resin anion dan kation sebelum di
make up diasumsikan sekitar 1:5, di mana lebih banyak resin kation dari pada
resin anion. Hal tersebut di karenakan lolosnya resin-resin anion, lolosnya resin
tersebut sebagian besar dikarenakan rusaknya jahitan saranet (filter) yang terdapat
di dalam mix bed. Perbedaan komposisi tersebut berpengaruh juga terhadap
service time. Sesuai persamaan 4.2.a apabila volume resin semakin berkurang
maka service time akan semakin menurun, karena kedua hal tersebut saling
berbanding lurus.
POLITEKNIK NEGERI SAMARINDA 98
Laporan Praktek Kerja Lapangan
BAB V
PENUTUP
5.1 Kesimpulan Dari beberapa faktor-faktor penyebab turunnya service time dari mixed bed
polisher A/B/C, maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut :
• Kualitas air umpan yang masuk ke mix bed rendah, yakni total anion yang
masuk melebih total anion pada design sehingga service time menurun.
• Proses regenerasi kurang tepat, yakni konsentrasi pada step injeksi acid setiap
proses regen tidak tetap. Sehingga mempengaruhi kualitas resin.
• Kualitas fisik resin masih dalam keadaan baik. TEC dari resin anion sebesar 1,24
eq/lt dan resin kation sebesar 1,67 eq/lt masih sesuai dengan TEC dari resin yang
baru digunakan.
• Komposisi dan jumlah resin anion dan kation pada MBP B 1:5
Dari kesimpulan tersebut, yang paling mempengaruhi service time ialah saat
proses regenerasi, konsentrasi injeksi bahan kimia (acid dan caustic) pada tahap
inject tidak konstan dan tidak sesuai dengan design.
5.2 Saran Usahakan total anion pada umpan MBP kecil, dengan mem-venting CO2 pada
blow down vessel.
Usahakan konsentrasi H2SO4 selama injeksi konstan sebesar 6% dengan tidak
merubah-rubah opening valve.
Lakukan sampling komposisi jumlah resin di dalam vessel MBP, agar make up
resin yang dilakukan tepat dan sesuai kebutuhan.
Lakukan pengecekan secara berkala pada saranet, orifice dan level glass pada
unit demineralisasi.
POLITEKNIK NEGERI SAMARINDA 100
Laporan Praktek Kerja Lapangan
DAFTAR PUSTAKA
Arfianto, I, A., dkk, 2012. “ Proses PelunakanAir”.http://ml.scribd.com/
document/101110580/proses-pelunakan-air
Team Start-Up PT. Kaltim Pasifik Amoniak. Kumpulan Bahan Training
Operator Kaltim Pasifik Amoniak, Buku III : Utilitas
Underwood, A, L., dan Day R. A. 2001. “Analisi Kimia Kuantitatif Edisi
Keenam”.Erlangga, Jakarta
POLITEKNIK NEGERI SAMARINDA 101