09E02841.pdf

PENENTUAN EFISIENSI PENYERAPAN SULFUR OLEH SPONGE IRON VESSEL (61- 201- DA) UNIT DESULFURIZER PADA AMMONIA PLANT- II PT. PUPUK ISKANDAR MUDA-

LHOKSEUMAWE

KARYA ILMIAH

RICKY HIDAYAT 062409024

PROGRAM STUDI DIPLOMA-III KIMIA INDUSTRI DEPARTEMEN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN 2009

Ricky Hidayat : Penentuan Efisiensi Penyerapan Sulfur Oleh Sponge Iron Vessel (61-201-DA) Unit Desulfurizer Pada Ammonia Plant-II PT. Pupuk Iskandar Muda-Lhokseumawe, 2009.

PENENTUAN EFISIENSI PENYERAPAN SULFUR OLEH SPONGE IRON VESSEL (61- 201- DA) UNIT DESULFURIZER PADA AMMONIA PLANT- II PT. PUPUK ISKANDAR MUDA-

LHOKSEUMAWE

KARYA ILMIAH

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Ahli Madya

RICKY HIDAYAT 062409024

PROGRAM STUDI DIPLOMA-III KIMIA INDUSTRI DEPARTEMEN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN 2009


PERSETUJUAN

Judul : PENENTUAN EFISIENSI PENYERAPAN SULFUR OLEH SPONGE IRON VESSEL (61- 201- DA) UNIT DESULFURIZER PADA AMMONIA PLANT- II PT.PUPUK ISKANDAR MUDA- LHOKSEUMAWE

Kategori : KARYA ILMIAH Nama : RICKY HIDAYAT Nomor Induk Mahasiswa : 062409024 Program Studi : D-3 KIMIA INDUSTRI Departemen : KIMIA Fakultas : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN

ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Disetujui di

Medan, Juli 2009

Diketahui / Disetujui Oleh

Departemen Kimia FMIPA USU Pembimbing

Ketua,

Dr. Rumondang Bulan, MS Drs. Pina Barus, MS NIP 131 459 466 NIP 130872292


PERNYATAAN

PENENTUAN EFISIENSI PENYERAPAN SULFUR OLEH SPONGE IRON VESSEL (61- 201- DA) UNIT DESULFURIZER PADA AMMONIA PLANT- II PT.

PUPUK ISKANDAR MUDA- LHOKSEUMAWE

TUGAS AKHIR

Saya mengakui bahwa tugas akhir ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya. Medan, Juli 2009 RICKY HIDAYAT 062409024


PENGHARGAAN

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, maha Pengasih dan Maha Penyayang, atas berkat dan rahmat-Nya penulis dapat menyelesaikan karya ilmiah ini tepat pada waktunya.

Karya ilmiah ini merupakan salah satu syarat bagi mahasiswa untuk

menyelesaikan program studi D-3 Kimia Industri F.MIPA USU. Penulis menyadari sepenuhnya bahwa Karya Ilmiah ini banyak kekurangan

maupun kekeliruan baik dari segi isi maupun penyusunan kata. Oleh karena itu, penulis dengan rendah hati mengharapkan segala kritik dan saran yang membangun untuk menyempurnakan karya ilmiah ini.

Penyusunan karya ilmiah ini dilakukan berdasarkan pengamatan penulis selama melaksanakan Praktek Kerja Lapangan (PKL) di PT. Pupuk IskandarMuda Aceh Utara dengan judul PENENTUAN EFISIENSI PENYERAPAN SULFUR OLEH SPONGE IRON VESSEL (61- 201- DA) UNIT DESULFURIZER PADA AMMONIA PLANT- II PT. PUPUK ISKANDAR MUDA.

Selama penulisan karya ilmiah ini penulis banyak mendapatkan dorongan,

bantuan dan petunjuk dari semua pihak, maka pada kesempatan ini dengan segala kerendahan hati penulis ingin menyampaikan penghargaan dan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada:

1. Bapak Drs.Pina Barus, MS selaku dosen pembimbing yang telah banyak memberikan arahan dan bimbingan untuk meyelesaikan karya ilmiah ini.

2. Bapak Prof.Dr.Eddy Marlianto, M.Sc selaku Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam.

3. Ibu DR.Rumondang Bulan, MS selaku Ketua Departemen Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam.

4. Bapak Prof.Dr.Harry Agusnar, M.Sc, M.Phil, selaku Ketua Program Studi Kimia Industri Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam.

5. Ayahanda Nur Akyan dan Ibunda Seniarti tercinta yang telah bersusah payah tanpa pamrih berbuat yang terbaik demi kemajuan anak-anaknya baik material maupun spiritual sehingga penulis dapat menyelesaikan karya ilmiah ini.

6. Abangda tercinta Eko Akyan yang telah banyak sekali membantu dalam hal materi sehingga penulis dapat menyelesaikan karya ilmiah ini.

7. Abangda M. Zulham Effendy yang telah banyak sekali membantu dalam menyelesaikan karya ilmiah ini.

8. Abangda Katuwo dan Kakanda Enyak, yang telah banyak memberikan dukungan baik material maupun spiritual dalam peulisan karya ilmiah ini.

9. Kepada rekan satu PKL, Awaluddin Nainggolan, Indra Nugraha, Faisal, serta kepada Rembezz communty, Adens, Gatot, Atenk, Mbunks, Yasin (Tukang teh poci di MIPA), Bolon, Opunk, Kincup, Dilla, juga kepada Jackson, terima


kasih untuk contekannya, dan rekan-rekan Kimia Industri angkatan 2006 yang telah membantu dalam penyelesaian karya ilmiah ini.

10. Seluruh dosen khusus dosen-dosen kimia industri serta para staf tata usaha kimia industri.

11. Seluruh pihak PT. Pupuk Iskandar Muda yang telah membantu, dan mengarahkan penulis selama pengerjaan karya ilmiah ini.

12. Dan semua pihak yang terlibat didalamnya yang tidak bisa disebutkan satu persatu dan yang tidak bisa diungkapkan dengan kata- kata.

Akhir kata, penulis mengharapkan karya ilmiah ini bermanfaat bagi para pembaca dalam meningkatkan wawasan pengetahuan di bidang Ilmu Pengetahuan Alam.

Medan, Juni 2009

Penulis Ricky Hidayat


CALCULATION OF SULPHUR ADSORPTION EFFICIENCY OF SPONGE IRON VESSEL (61-201-DA) DESULFURIZER UNIT ON AMMONIA

PLANT- II IN PT. PUPUK ISKANDAR MUDA

ABSTRACT

Observations have been made on the sponge iron life-time data for iron vessel 61-201

DA- charge 10 sponge. Sulphur adsorption efficiency may be calculated based on the

data observation result conducted on sponge iron vessel 61-201-DA which count as

232,6% and life time spans for 144 days.


ABSTRAK

Telah dilakukan pengamatan data life time sponge iron pada sponge iron vessel 61-

201-DA charge 10. Dari pengamatan data dapat dhitung efisiensi penyerapan sulfur

oleh sponge iron vessel 61-201-DA sebesar 232,6% dengan life time selama 144 hari.


DAFTAR ISI Halaman

PERSETUJUAN ............................................................................................ i PERNYATAAN.............................................................................................. ii PENGHARGAAN .......................................................................................... iii ABSTRAK ...................................................................................................... v ABSTRACT .................................................................................................... vi DAFTAR ISI................................................................................................... vii DAFTAR TABEL .......................................................................................... ix BAB 1 PENDAHULUAN 1.1. Karakteristik Sponge iron .................................................... 1

1.2. Perumusan Masalah .............................................................. 2 1.3. Tujuan ................................................................................... 3 1.4. Manfaat ................................................................................. 3

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Teori Adsorbsi ....................................................................... 5 2.1.1Adsorbsi fisik ................................................................ 5

2.1.2 Adsorbsi Kimia ( Chemisrption) ................................... 6 2.2. Zat Adsorben .......................................................................... 7 2.3. Metode- Metode Penyerapan Sulfur ...................................... 8 2.4. Karakteristik Sponge Iron ...................................................... 9 2.5. Mekanisme Penyerapan Sponge Iron..................................... 10 2.6. Proses Shell- Paques Untuk Bio- Desilfurizer Aliran Gas ..... 12 2.7. Sponge Iron Vessel Desain .................................................... 15 2.8. Regenerasi Sponge Iron ......................................................... 15 BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN .................................................. 18

3.1 Alat Dan Bahan ...................................................................... 18

3.1..1 Alat ......................................................................................... 18

3.1.2 Bahan ..................................................................................... 18

3.2 Prosedur Penelitian ................................................................ 19

3.3 Perhitungan ............................................................................ 19

3.4 Hasil ....................................................................................... 20


BAB 4 PEMBAHASAN 4.1. Data Sulfur Pick Up Sponge IronVessel ................................ 21 4.2 Pembahasan............................................................................ 22 BAB 4 KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan ............................................................................... 26 5.2. Saran ......................................................................................... 26 DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN


BAB 1

PENDAHULUAN

1.1. Karakteristik Sponge Iron

Adsorben sponge iron adalah serbuk kayu yang berbentuk chip yang telah dijenuhkan

dengan ferri (III) hidroksida, serbuk sponge iron memiliki porous yang sangat halus dari besi

yang dibuat dengan cara mereduksi (oksigen removal) besi oksida pada temperatur tepat

dibawah titik leleh dari besi disebut Direct Reduce Iron (DRI).

Pada pemaksimalan proses penyerapan kandungan sulfur (hidrogen sulfida) oleh

sponge iron adsorbent maka sangatlah penting untuk menjaga kondisi operasi prosesnya,

namun terdapat hal yang lebih penting dari kondisi operasi proses yaitu pengontrolan produk

sponge iron itu sendiri, sehingga sangatlah perlu mengetahui spesifikasi dari sponge iron.

Tabel 1.2 Spesifikasi kimia sponge iron

No Karakteristik Kebutuhan

1 % Non- magnetic 1,0 Max

2 % Metalic Fe 81 Max

3 % Total Fe 91 Max

4 Metallisation 88 Min

5 % Phosphorous 0,05 Max

6 % Sulphur 0,03%

7 % Carbon 0,3 Max

8 % SiO2 + Al2O3 5 Max

9 % moisture 30,6

http://www.jindalsteelpower.com/sponge-iron.html


2

1.2 Perumusan Masalah

Bahan baku gas alam yang berasal dari PT.EXXON MOBIL selain komposisi utama

gas methane, juga mengandung beberapa unsure yang tidak diinginkan berupa zat pegotor

(impurities) yaitu hidrokarbon fraksi berat, air, sulfur dalam bentuk senyawa anorganik dan

senyawa organic, merkuri, dan karbondioksida. Oleh karena itu zat- zat pengotor diatas harus

dipisahkan terlebih dahulu di seksi feed treating (persiapan umpan baku) sebelum gas alam

dikirim ke seksi reforming.

Sulfur (dalam bentuk sulfur organik dan sulfur anorganik) merupakan racun bagi

katalis di primary reformer, secondary reformer, Low Temperatur Shift Converter (LTSC),

methanator, dan ammonia Converter.

Sensitivitas katalis terhadap peracunan sulfur meningkat bila temperatur pada

reforming menurun atau pada kondisi temperature yang rendah, dengan batas sulfur yang

rendah didalam umpan ke reformer berarti aktifitas yang hilang hanya terlihat jelas stelah

berjalan dalam waktu yang lama. Dalam waktu belakangan ini banyak pabrik telah berusaha

mengurangi efek keracunan sulfur dengan merubah umpan yang bebas sulfur atau dengan

memanaskan (dengan memakai steam) katalis dalam beberapa jam.

Apabila sulfur masuk dengan gas umpan dalam jmlah yang besar sulfur akan

menumpuk didalam unggun katalis sehingga reaksi pembakaran gas umpan tidak berjalan

sempurna dan membentuk deposit karbon pada katalis dan tube, dimana deposit karbon ini

sendiri sukar dihilangkan dari seluruh tube pada shift converter, dan methanator dengan

merusak katalis yang terdapat didalam unit tersebut. Untuk menghindari hal- hal yang tidak

baik ini maka digunakan sponge iron vessel sebagai unit pemisah sulfur sebelum gas umpan

masuk ke uit reformer.

Proses desulfurizer dibutuhkan untuk memurnikan gas umpan dari H2S dengan

menggunakan adsorben sponge iron, dalam peongoperasiannya sponge iron vessel bergantung


3

pada beberapa faktor antara lain kelembaban, tingkat keasaman (pH), dan temperature,

sehingga apabila kondisi operasi tersebut tidak terkontrol dengan bai maka mengakibatkan

penurunan efisiensi penyerapan sulfur oleh adsorben sponge iron.

Vessel sponge iron pada ammonia plant-II terdiri dari tiga vessel yaitu 61-201-

DA/DB/DC yang dapat dioperasikan secara tunggal, seri, dan parallel. Ketiga mode ini telah

dilakukan dan masing- masing memiliki kelebihan dan kekurangannya sehingga mampu

menghasilkan gas umpan yang bebas dari kandungan sulfur.

1.3 Tujuan

- Untuk mengetahui berapa besar efisiensi penyerapan sulfur yang terkandung

dalam gas alam yang berasal dari PT. EXXON MOBIL yang digunakan

sebagai bahan baku pembuatan urea di PT.Pupuk Iskandar Muda

- Untuk mengetahui apakah yang mempengaruhi life time dari sponge iron

vessel (61-201-DA) sehingga efisiensi penyerapan sulfur oleh sponge iron

tersebut menjadi maksimum.

1.4. Manfaat

- Untuk melihat secara langsung penerapan ilmu yang diperoleh dibangku

Kuliah terhadap variabel-variabel yang berkaitan dengan proses produksi

dalam skala besar

- Untuk mengetahui life timesponge iron sehingga efisiensi penyerapan sulfur

oleh sponge iron maksimum.

- Sebagai masukan untuk pengembangan proses produksi pabrik.


4

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

PT. Pupuk Iskandar Muda menggunakan gas alam sebagai bahan baku utama

untuk memproduksi pupuk urea prill dan urea granul, gas alam ini berasal dari PT.

Arun NGL yang kandungannya masih memiliki bahan pengotor (impuritis) dalam

jumlah yang besar untuk memenuhi syarat dalam proses produksi urea. Bahan- bahan

pengotor ini dapat menganggu proses dengan merusak dan meracuni katalis pada

beberapa peralatan lain di pabrik Ammonia- 2, disamping itu terdapat juga bahan-

bahan yang bersifat korosif, sebagai contoh H2S, gas alam yang memiliki kandungan

sulfur yang tinggi dapat meracuni dan merusak katalis pada peralatan proses seperti

Primary Reformer, Secondary Reformer, Ammonia Converter, dan lain- lain. Berikut

adalah komposisi bahan baku gass alam yang dikirim dari PT. Arun NGL :

Tabel 2.1 Komposisi gas alam

Komponen Komposisi (%

volume)

N2 0,38

CO2 21,49

CH4 74,40

C2H6 2,44

C3H8 0,70

i-C4H10 0,22

n-C4H10 0,16

i-C5H12 0,09

n-C5H12 0,04

C6H14+ 0,08

Sumber: Laboraturium Ammonia PT. PIM


2.1 Teori Adsorbsi

Adsorpsi adalah proses pemisahan komponen tertentu dari suatu fluida

berpindah kepermukaan zat padat yang menyerap adsorben, supaya pemisahan

sempurna, zat yang teradsorpsi harus diambil oleh zat padat, fasa fluida dapat berupa

gas atau cairan. Jika beberapa zat teradsorpsi, sering kali dapat juga memisahkan

menjadi komponen- komponen yang relatif murni. (Suhendrayatna, 2005)

Pada umumnya partikel- partikel kecil penyerap ditempatkan di dalam

hamparan tetap, kemudian fluida dialirkan melalui hamparan tersebut sampai

adsorben yang dilalui mendekati jenuh dan pemiahan yang dikehendaki tidak dapat

lagi berlangsung. Aliran tersebut lalu dipindahkan ke hamparan kedua melalui reaksi

dengan zat padat dapat dilakukan didalam hamparan tetap, seperti yang cukup dikenal

adalah pemisahan H2S dari gas sintesa dengan pellet- pellet ZnO. Pemisahan terjadi

karena bobot molekul atau perbedaan polaritas yang menyebabkan sebagian molekul

melekat pada permukaan itu lebih erat daripada moleku- molekul lainnya. Dalam

banyak hal komponen yang diadsorpsi melekat sedemikia n kuat sehingga

memungkinkan pemisahan komponen itu secara menyeluruh dari fluida tanpa terlalu

banyak adsorpsi terhadap komponen lainnya. (Mc Cabe, 1994)

2.1.1 Adsorbsi fisik

Pada adsorpsi fisik gaya yang menarik moleku fluida kepermukaan zat padat

relatif lemah dan panas yang dibebaskan selama terjadi proses adsorpsi sama dengan

panas kondensasi sebesar 0,5- 5 kkal/gmol. Kesetimbangan antara zat padat dan

molekul- molekul gas biasanya cepat tercapai dan reversible, karena energi yang

dibutuhkan sangat kecil. Energi aktivasi dari proses adsorpsi fisik biasanya tidak lebih

dari 1 kkal/gmol, karena gaya yang dilibatkan dalam proses adsorpsi lemah.


Sejumlah adsorpsi fisik menurun kinerjanya dengan cepat begitu temperatur

dinaikkan sedikit diatas temperatur kritis komponen adsorbat. Adsorpsi fisik tidak

terlalu tergantung pada permukaan adsorben yang tidak beraturan, namun secara

proporsional tergantung pada luas adsorben. (Smith, 1981)

2.1.2 Adsorbsi Kimia (Chemisorption)

Adsorpsi kimia melibatkan gaya menarik yang lebih besar dibandingkan

adsorpsi fisika. Berdasarkan kerja awal Langmuir molekul yang teradsorbsi tertarik ke

permukaan oleh gaya valensi yang sama dengan yang terjadi pada gaya tarik menarik

antara atom lainnya didalam molekul. Salah satu bukti ditimbulkan sekitar 5- 100

kkal/gmol, sama dengan panas yang dihasilkan sebuah reaksi kimia. (Smith, 1981)

Adsorpsi kimia atau sering disebut sebagai adsorpsi aktivasi adalah hasil dari

interaktif secara kimia antara zat padat dengan bahan yang teradsorpsi adalah

kekuatan adhesi, kekuatan adhesi dari adsorpsi kimia lebih besar dari adhesi pada

adsorpsi fisika sehingga seringkali menyebabkan terjadinya perubahan struktur kimia

pada adsorben yang meperpendek umur dari adsorben tersebut. (Treyball, 1981)

2.2 Zat Absorben

Zat absorben adalah suatu zat yang bentuk fisiknya mempunyai pori- pori.

Bahan berpori ini mempunyai daya untuk mengurangi tekanan dengan memberi

kesempatan kepada molekul- molekul dari uap air untuk masuk ke dalam pori- pori

dari bahan absorben dan memberi hambatan untuk mengeluarkannya. Zat absorben

padat yang biasa di pakai adalah klorida- klorida dari Kalsium (Ca), Barium (Ba),

Strontium (Sr), Amina, Metil, dan Etil, arang kayu yang diaktifkan, silica gel yang

terbuat dari silica natrium dan asam belerang. Zat- zat lembam lain yang mempunyai

permukaan yang besar dapat juga dipakai seperti hidroksida ferri, oksida titanium,

oksida timah putih dan gel- gel lainnya. Zat- zat absorben padat yang paling baik


adalah zat yang tidak dapat dirusak oleh karena adanya proses pendinginan. Untuk zat

absorben silica gel diameter pada pori- porinya adalah kurang lebih 4x107 cm sebab

isi bagian dalam adalah kurang lebih 50% dari bagian luar, dari hitungan dengan

diketahui reduksi penurunan dari tekanan uap dari zat cair, sedang kebanyakan dari

zat- zat diduga mempunyai diameter molekuler sebesar 3x108 cm. Jadi pori- pori

adalah demikian kecilnya sehingga yang masuk ke dalam gel adalah kurang lebih 10

molekul dalam jajaran satu garis. Molekul- molekul yang mempunyai kecepatan lebih

besar dari pada kecepatan rata- rata dalam zat cair akan berjalan dengan memecah zat

cair dari molekul- moleku masuk terdalam miniskus disisi lain dari pori. (Achiruddin,

2004)

Banyak adsorben yang telah dikembangkan untuk penggunaan secara luas

dalam berbagai proses pemisahan. Pada umumnya adsorben berbentuk pellet kecil,

bead atau biji- bijian (granular), ukurannya berkisar antara 0,1-12 mm. adsorben

dengan ukuran partikel yang besar sering digunakan dalam industri pada packed bed

adsorber vessel. Adsorben memiliki permukaan yang berpori dengan ukuran pori yang

sangat kecil sehingga volume pori- pori mencapai 50% dari total volume partikel.

Pada adsorben terjadi suatu lapisan monolayer pada permukaan pori- pori, dan sering

juga terjadi lapisan multilayer pada permukaan adsorben yang terjadi antara moleku

adsorbat dengan permukaan dalam pori- pori adsorben. (Geankoplis, 1983)

Proses pemisahan adsorpsi terjadi dalam beberapa tahapan proses, tahap

pertama adalah fluida mengalir melalui unggun menuju bed adsorben, kemudian zat

terlarut berdifusi pada permukaan luar adsorben, dan menuju ke dalam pori- pori

adsorben, sehingga terserap pada permukaan pori- pori.


Pada proses perpindahan massa fluida ke dalam zat padat (adsorbent) terjadi

dua fenomena penting yaitu mekanisme perpindahan intrapartikel dan mekanisme

perpindahan dan disperse ekstrapartikel

2.3 Metode- Metode Penyerapan Sulfur

Bahan baku utama yang digunakan dalam proses pembuatan pupuk urea

adalah gas alam, sebagaimana yang telah kita ketahui gas alam mengandung

Impurities yang sangat banyak, salah satunya adalah kandungan sulfur dalam hidrogen

sulfida dan sulfur organik, sehingga untuk mendapatkan konversi produk yang

maksimum diperlukan gas umpan yang bebas dari sulfur, sehingga pengolahan awal

umpan (feed treatment). Metode- metode yang digunakan untuk menghilangkan

kandungan sulfur dari gas alam adalah sebagai berikut:

a. Adsorbsi dengan larutan penyerap K2CO3

Pada metode ini gas H2S diserap oleh larutan Benfield pada unggun absorber

dan larutan yang mengandung sulfur dilucuti pada stripper, sehingga larutan

Benfield dan H2S terpisah kembali. Mekanisme penyerapannya adalah sebagai

berikut:

K2CO3 + H2S KHCO3 + KHS

b. Adsorbsi dengan adsorben ZnO

ZnO berfungsi sebagai zat penyerap yang pada umumnya berbentuk pellet,

mekanisme penyerapannya adalah sebagai berikut:

ZnO + H2S ZnS + H2O

c. Adsorbsi dengan sponge iron

Adsorbsi sponge iron adalah serpihan kayu yang telah di impregnasi dengan

Fe2O3.6H2O. Penyerapan terjadi pada permukaan adsorben saat terjadinya


kontak antara gas dengan padatan, sehingga terjadi reaksi antara ferri oksida

dengan sulfur, menurut reaksinya adalah:

Fe2O3.6H2O + 3H2S Fe2S3.6H2O + 3H2O

2.4 Karakteristik Sponge Iron

Adsorben sponge iron adalah kayu loak yang berbentuk chip yang telah

dijenuhkan dengan ferri (III) hidroksida, serbuk sponge iron memiliki porous yang

sangat halus dari besi yang dibuat dengan cara mereduksi (oksigen removal) besi

oksida pada temperatur tepat dibawah titik leleh dari besi disebut Direct Reduce Iron

(DRI).

Pada pemaksimalan proses penyerapan kandungan sulfur (hidrogen sulfida)

oleh sponge iron adsorbent maka sangatlah penting untuk menjaga kondisi operasi

prosesnya, namun terdapat hal yang lebih penting dari kondisi operasi proses yaitu

pengontrolan produk sponge iron itu sendiri, sehingga sangatlah perlu mengetahui

spesifikasi dari sponge iron.

Tabel 2.2. Spesifikasi kimia sponge iron

No Karakteristik Kebutuhan 1 % Non- magnetic 1,0 Max 2 % Metalic Fe 81 Max 3 % Total Fe 91 Max 4 Metallisation 88 Min 5 % Phosphorous 0,05 Max 6 % Sulphur 0,03% 7 % Carbon 0,3 Max 8 % SiO2 + Al2O3 5 Max 9 % moisture 30,6




2.5 Mekanisme Penyerapan Sponge Iron

Gas bumi yang menjadi bahan mentah utama pembuatan NH3 dan CO2, perlu

melewati tahap pemurnian terlebih dahulu karena mengandung beberapa pengotor,

diantaranya adalah senyawa sulfur (berupa H2S, RSH dan RSSH). Sebagai contoh,

kadarnya dalam gas bumi yang dimanfaatkan PT PIM adalah sekitar 100 ppm. Proses

desulfurisasi tahap pertama adalah penyingkiran H2S dengan adsorben berbasis Fe2O3

berupa Sponge atau Mixed Iron Oxide yaitu adsorben yang mengandung Fe2O3.H2O

atau hamparan serbuk Fe2O3.H2O pada serpihan kayu (Ferro Sweet - 15 Physichem).

PT. Pupuk Iskandar Muda mengkonsumsi adsorben sebanyak 240 m3/tahun dan

mengeluarkan biaya 400 juta rupiah per tahun (komponen biaya transportasi paling

besar) untuk mengimpornya dari Amerika Serikat, karena tak dapat diperoleh di dalam

negeri dan dari negeri lain yang lebih dekat. Jadi, penghematan devisa yang tidak

sedikit dapat dicapai jika Indonesia dan khususnya PT. Pupuk Iskandar Muda dapat

memproduksi sendiri adsorben ini.

http://digilib.itb.ac.id/gdl.php?mod=browse&op=read&id=jbptitbpp-gdl-s2-2000-nurul-968-

adsorben

Sponge iron yang digunakan sebagai adsorben pada unit desulfurizer akan

mengikat sulfur yang terkandung dalam gas umpan dalam bentuk hydrogen sulfida.

Sempurna. Mekanisme reaksinya adalah sebagai berikut


Reaksi diatas harus berlangsung dalam kondisi basa (pH 8,0 9,0), karenaH2S

akan bereaksi dengan besi oksida membentuk ferro sulfida pada kondisi asam, dan

ferro sulfide tersebut sangat sulit untuk diregenerasi.

Fe2O3.3H2O + 3H2S 2FeS + S + 4H2O (kondisi pH asam)


http://digilib.itb.ac.id/gdl.php?mod=browse&op=read&id=jbptitbpp-gdl-s2-2000-nurul-968-adsorbenhttp://digilib.itb.ac.id/gdl.php?mod=browse&op=read&id=jbptitbpp-gdl-s2-2000-nurul-968-adsorben

Panas yang dihasilkan dari radiasi sponge iron dengan H2S akan membuat

ferro sulfide (FeS) bereaksi dengan sulfur bebas membentuk ferro disulfide (FeS2).

FeS + S FeS2

Ferro disulfida adalah senyawa inert yang sulit untuk diregenerasi kembali

menjadi sponge iron. Pada suhu 100oF, FeS dapat teroksidasi menjadi ferro sulfat,

berdasarkan reaksi:

FeS + 2O2 FeSO4

Ferro sulfat akan bereaksi dengan air yang terbentuk dari reaksi

penyerapan sulfur pada kondisi asam. Hal ini menyebabkan kondisi dalam vessel

semakin asam. Sehingga akan mempengaruhi life time sponge iron itu sendiri. Untuk

menjaga agar pH tetap berkisar antara 7,5-9 dilakukan penambahan soda ash

(Na2CO3). Soda ash juga berfungsi menjaga kelembaban sponge iron.

Kelembaban dari sponge iron menjadi factor yang sangat penting karena

apabila uap air didalam gas umpan masuk dengan tekanan lebih besar dari tekanan

yang ada dalam sponge iron, menyebabkan pengikatan uap air oleh spomge iron.

Begitu pula pada kondisi sebaliknya menyebabkan sponge iron kehilangan

kelembaban 30% - 40% wt. Kelembaban dapat dimonitor melalui jumlah tetesan air

diindikasikan sebagai kondisi kering (dry), kelembaban yang terlalu tinggi (lebih dari

45% wt) mengakibatkan pengurangan umur adsorben.(Duckworth, 1965)

2.6 Proses Shell-Paques Untuk Bio-Desulfurisasi Aliran Gas

Salah satu lisensi proses bio-desulfurisasi untuk aliran gas adalah Shell Paques

dari Shell Global Solutions International dan Paques Bio-Systems. Proses ini sudah

diterapkan secara komersial sejak tahun 1993, dan saat ini kurang lebih terdapat

sekitar 35 unit bio-desulfurisasi dengan lisensi Shell-Paques beroperasi di seluruh


dunia.

Proses ini dapat menyingkirkan sulfur dari aliran gas dan menghasilkan hidrogen

sulfida dengan kapasitas mulai dari 100 kg/hari sampai dengan 50 ton/hari,

menggunakan mikroorganisme Thiobacillus yang sekaligus bertindak sebagai katalis

proses bio-desulfurisasi. Dalam proses ini, aliran gas yang mengandung hidrogen

sulfida dilewatkan pada absorber dan dikontakkan pada larutan soda yang

mengandung mikroorganisme. Senyawa soda mengabsorbi hidrogen sulfida, dan

kemudian dialirkan ke bioreaktor THIOPAQ berupa tangki atmosferik teraerasi

dimana mikroorganisme mengubah hidrogen sulfida menjadi sulfur elementer secara

biologis dalam kondisi pH 8,2-9. Sulfur hasil reaksi kemudian melalui proses

dekantasi untuk memisahkan dengan cairan soda. Cairan soda dikembalikan ke

absorber, sedangkan sulfur diperoleh sebagai cake atau sebagai sulfur cair murni.

Karena sifatnya yang hidrofilik sehingga mudah diabsorpsi oleh tanah, maka sulfur

yang dihasilkan dari proses ini dapat juga dimanfaatkan sebagai bahan baku

pupuk.Tahapan reaksi bio-desulfurisasi dapat digambarkan sebagai berikut :

Absorpsi H2S oleh senyawa soda

Pembentukan sulfur elementer oleh mikroorganisme


Keunggulan dari proses Shell-Paques adalah :

dapat menyingkirkan sulfur dalam jumlah besar (efisiensi penyingkiran

hidrogen sulfida dapat mencapai 99,8%) hingga menyisakan kandungan

hidrogen sulfida yang sangat rendah dalam aliran gas (kurang dari 4 ppm-

volume)

pemurnian gas dan pengambilan kembali (recovery) sulfur terintegrasi dalam 1

proses- gas buang (flash gas/vent gas) dari proses ini tidak mengandung gas

berbahaya, sehingga sebelum dilepas ke lingkungan tidak perlu dibakar di

flare. Hal ini membuat proses ini ideal untuk lokasi-lokasi dimana proses yang

memerlukan pembakaran (misalnya flare atau incinerator) tidak

dimungkinkan.

menghilangkan potensi bahaya dari penanganan solvent yang biasa digunakan

untuk melarutkan hidrogen sulfida dalam proses ekstraksi

sifat sulfur biologis yang hidrofilik menghilangkan resiko penyumbatan

(plugging atau blocking) pada pipa

Bio-katalis yang digunakan bersifat self-sustaining dan mampu beradaptasi

pada berbagai kondisi proses

Konfigurasi proses yang sederhana, handal dan aman (antara lain beroperasi

pada suhu dan tekanan rendah) sehingga mudah untuk dioperasikan

Proses Shell-Paques ini dapat diterapkan pada gas alam, gas buang regenerator

amine, fuel gas, synthesis gas, serta aliran oksigen yang mengandung gas

limbah yang tidak dapat diproses dengan pelarut.

http://kimia.upi.edu/utama/bahanajar/kuliah_web/2008/Riski%20Septiadevana%2006

06249_IE6.0/halaman_15.html


http://kimia.upi.edu/utama/bahanajar/kuliah_web/2008/Riski%20Septiadevana%200606249_IE6.0/halaman_15.htmlhttp://kimia.upi.edu/utama/bahanajar/kuliah_web/2008/Riski%20Septiadevana%200606249_IE6.0/halaman_15.html

2.7 Sponge Iron Vessel Desain

Pada Ammonia Plant-II volume sponge iron yang digunakan 68,8 m3, dengan

desain pressure 44 Kg/cm2G, dan temperature 70oC

2.8 Regenerasi Sponge Iron

Selama masa service sponge iron akan mengikat sulfur yang terdapat dalam

senyawa hydrogen sulfide dan menyerap sebagian kecil mercaptan, dalam selang

waktu tertentu ini akan mengalami kejenuhan sehingga tidak mampu lagi megikat

sulfur yang ada dalam gas umpan. Tingkat kejenuhan sponge iron bervariasi, namun

operasi dibatasi oleh kandungan sulfur yang terdapat pada gas yang keluar dari sponge

iron tersebut. Apabila telah mencapai batas kandugan yang ditentukan, maka sponge

iron tersebut harus diregenerasi atau diganti.

Regenerasi sponge iron adalah suatu prose kimia yang dimaksudkan unutk

mengubah besi sulfide yang terbentuk selama service menjadi besi oksida kembali.

Secara teori proses kimia yang terjadi pada regenerasi sponge iron denan persamaan

reaksi:

2Fe2S3 + 3O2 2Fe2O3.5H2O + 6S + Heat

Panas yang ditimbulkan akan menyebabkan kenaikan temperature pada sponge

iron, Karena pada suhu 40oC sponge iron akan mengalami dehidrasi yang berakibat

pada pengurangan aktifitas penyerapan pada service kembali, maka panas tersebut

harus dikeluarkan melalui vent dengan menggunakan gas inert sebagai gas

carrier.(Andriano, 1985)

Menurut Hall, 1985 terdapat beberapa cara dalam meregenerasi sponge iron, yaitu:


a. Regenerasi di dalam vessel

Regenerasi didalam bejana ( continous revivifaction) dilakukan dengan

menginjeksikan sedikit demi sedikit udara ke dalam gas umpan sampai kandungan

oksigen 3% yang menuju sponge iron. Oksigen bereaksi dengan ferri sulfide

menjadi ferri oksida teroksidasi.

2Fe2S3 + 3O2 2Fe2O3.5H2O + 6S + Heat

Kelebihan metode ini adalah peralatan dapat berjalan seperti keadaan normal

operasi, akan tetapi sisa- sisa oksigen uang diinjeksikan dapat bereaksi dengan

keadaan hidrokarbon berat mmbentuk deposit karbon pada adsorben yang

mengakibatkan pengurangan umur pemakaiannya.

Panas yang tinggi juga mengakibatkan pengurangan kadar air pada sponge iron

dan merusak lapisan epoxy di dinding bejana. Regenerasi dengan cara ini juga

mengakibatkan korosi karena dalam kondisi basah dan gas sulfur yang terperangkap

didalam bejana. Waktu yang dibutuhkan apabila pengontrolan dan penanganan

dilakukan dengan baik adalah kurang dari 24 jam.

b. Regenerasi diluar vessel

Regenerasi diluar bejana atau regenerasi secara periodik dilakukan denga

cara pengeluaran sponge iron yang telah jenuh dari vessel untuk dihamparkan di udara

bebas membentuk ferri oksida kembali. Reaksi ini berlangsung secara eksoterm

sehingga sponge iron disemprot dengan air agar mengurangi efek panas dan menjaga

kelembaban. (Hall, 1985)


BAB 3

METODOLOGI PENELITIAN

3.1. Alat Dan Bahan

3.1.1 Alat

- Knock-Out Drum (51-116-F)

- Sponge Iron Vessel (61-201-DA)

Gambar 3.1 Pengoperasian sponge iron vessel 61-201-DA/DB/DC secara seri Keterangan:

FIQ- 1872 : volume laju gas dari PT. EXXON MOBIL (Nm3/H)

FI- 1028 : volume laju gas pada burner (Nm3/H)

FRC Actual : volume laju gas sponge iron vessel 61- 201- DA(Nm3/H)

3.1.2 Bahan

- Gas alam

- Sponge iron (Fe2O3)

KO.Drum

DA DC DB

FIQ-1872

FI-1028

FRC burner


3.2 Prosedur Penelitian

- Gas alam sebagai bahan baku pembuatan ammonia yang berasal dari PT.

EXXON MOBIL dimasukkan ke dalam Knock-Out Drum ( 51-116-F) yang

berfungsi memisahkan senyawa hidrokarbon berat.

- Dari Knock-Out Drum sebagian gas alam digunakan sebagai bahan bakar dan

sebagian lagi digunakan sebagai gas umpan pembuatan ammonia.

- Gas alam yang digunakan sebagai bahan baku pembuatan ammonia dialirkan

ke sponge iron vessel (61-201-DA) yang dioperasikan secara seri untuk

dihilangkan kandungan sulfur yang terdapat pada gas alam dari 300 ppm

setelah melewati sponge iron vessel menjadi 0,05 ppm

3.3 Perhitungan

A. Menghitung laju masuk gas alam (FRC)

FRC = FIQ1872 (Nm3/H) FI1028 (Nm3/H)

= 18000 (Nm3/H) 8000 (Nm3/H)

= 10000 Nm3/H

Berdasarkan table 4.1

B. Menghitung Sulfur P/U

Sulfur P/U (Kg/Day) =

=

= 0,02 Kg/ Day


C. Menghitung efisiensi penyerapan sponge iron

Efisiensi =

=

= 232,6%

Dengan cara yang sama dilakukan perhitungan sulfur pick-up dapat dilihat pada table

4.1


BAB 4

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Hasil

Tabel 4.1 . Data sulfur pick up sponge iron vessel 61-201-DA charge 10

Life

Time

(hari)

FIQ-

1872

Nm3/H

FI-

1028

Nm3/H

FRC

Actual

Nm3/H

H2S In H2S

Out

ppm

Sulfur P/U

( Kg/ Day )

Sulfur

P/U

Akumula

tif

ppm pH

1 18000 8000 10000 0.24 7.8 0.18 0.02 0.02

2 33200 11800 21400 0.62 6.8 0.13 0.36 0.38

3 40100 14300 25800 3.49 6.8 0.1 3.02 3.40

4 39900 13790 26110 5.18 7.1 0.15 4.53 7.93

5 40100 13020 27080 7.85 7.0 0.15 7.19 15.12

6 36100 12410 23690 3.58 7.3 0.05 2.88 18.00

7 33200 11510 21690 4.1 7.3 0.01 3.06 21.06

8 34500 12040 22460 3.7 7.2 0.17 2.73 23.79

9 39000 12850 26150 4.52 7.9 0.15 3.94 27.73

10 40000 12290 27710 5.52 7.6 0.18 5.10 32.83

11 40800 12870 27930 3.85 7.5 0.15 3.56 36.40

12 42500 14060 28440 4.13 7.7 0.1 3.95 40.35

13 42600 14110 28490 4.71 7.5 0.15 4.48 44.83

14 42200 13920 28280 3.26 7.5 0.17 3.01 47.84

144 43800 14830 28970 365.56 7.6 237.17 128.24 18873.68


Keterangan:

FIQ- 1872 : volume laju gas dari PT. EXXON MOBIL (Nm3/H)

FI- 1028 : volume laju gas pada burner (Nm3/H)

FRC Actual : volume laju gas sponge iron vessel 61- 201- DA(Nm3/H)

H2S in : konsentrasi sulfur pada gas alam sebelum masuk ke

desulfurizer (ppm)

H2S out : konsentrasi sulfur pada gas alam sesudah masuk ke

desulfurizer (ppm)

Sulfur P/U : jumlah sulfur yang diserap (Kg/ Day)

Sulfur P/U akumulatif : akumulasi jumlah sulfur pick up yang terserap (Kg)

4.2 Pembahasan

Gas alam sebagai bahan baku proses dialirkan ke dalam Desulfurizer (61-

201-DA/DB/DC) yang berisikan sponge iron, yang berfungsi menyerap sulfur yang

ada dalam gass alam. Masing- masing Desulfurizer mempunyai volume 68,8 M3.

Umur operasinya diperkirakan 90 hari untuk kandungan H2S didalam gas alam

maksimum 80 ppm dan keluar dari Desulfurizer diharapkan kandungan H2S dalam gas

menjadi 5 ppm.

Penyerapan sulfur oleh sponge iron terjadi pada permukaan sponge iron saat

terjadi kontak antara gas dengan padatan, sehingga reaksi yang terjadi


Proses penyerapan diharapkan agar semua Fe2O3.6H2O (58,7%) dapat

bereaksi dengan H2S, sehingga gas alam yang masuk pada seksi reforming dan

converter bebas dari kandungan sulfur.

Selama masa operasi berlangsung sponge iron vessel 61-201-DA telah

dioperasikan dengan baik. Pada table 5.1 dapat kita lihat pH berkisar 7,5 -8. Namun


pada life time tertentu, sponge iron mengalami kondisi dry, dimana sponge iron

mengalami dehidrasi sehingga mempengaruhi aktifitas penyerapan. Sponge iron

vessel 61-201-DA mampu bekerja lebih dari life time desainnya yaitu mencapai 144

hari dan efisiensi penyerapan mencapai 232,6%. Faktor- factor yang mempengaruhi

efisiensi penyerapan sponge iron adalah sebagai berikut:

1. pH

Agar sponge iron bekerja secara optimal sponge iron harus dalam kondisi

basa dimana pH berkisar 7,5-9. Mekanisme reaksinya adalah sebagai berikut:


Pada kondisi asam H2S akan bereaksi dengan iron oxide membentuk ferro

sulfide dan ferro sulfide ini sangat sulit diregenerasi.

Fe2O3.3H2O + 3H2S 2FeS + S + 4H2O ferro sulfida

Panas yang dihasilkan dari radiasi sponge iron dengan H2S akan membuat

ferro sulfide (FeS) bereaksi dengan sulfur bebas membentuk ferro disulfide (FeS2).

FeS + S FeS2

Ferro disulfide adalah senyawa inert yang sulit diregenarasi menjadi sponge

iron. Pada suhu 100oF, FeS akan teroksidasi menjadi ferro sulfat.

FeS + 2O2 FeSO4

Ferro sulfat akan bereaksi dengan air yang terbentuk dari reaksi penyerapan

sulfur pada kondisi asam. Hal ini menyebabkan kondisi dalam vessel semakin

asam. Sehingga akan mempengaruhi life time sponge iron itu sendiri. Untuk

menjaga agar pH tetap berkisar antara 7,5-9 dilakukan penambahan soda ash

(Na2CO3). Soda ash juga berfungsi menjaga kelembaban sponge iron. Hal ini

dilakukan agar sponge iron tidak mengalami kondisi dry yang diakibatkan karena


reaksi berlangsung merupakan reakis eksoterm. Sehingga panas yang dihasilkan

dapat menguapkan kandungan air dari sponge iron.

2. Volume laju masuk gas

Efisiensi penyerapan sponge iron juga dipengaruhi oleh volume laju gas

masuk ke dalam sponge iron vessel. Dengan mengurangi volume laju masuk gas

ke dalam sponge iron vessel menjadi 85% dari kapasitas desainnya maka akan

memperpanjag life time dari sponge iron tersebut. Hal ini disebabkan karena

dengan mengurangi volume laju masuk gas ke dalam sponge iron vessel maka

semakin sedikit sulfur yang akan di serap oleh sponge iron.

3. Metode pengoperasian sponge iron vessel secara seri

Pengoperasian sponge iron vessel secara seri dilakukan dimana setiap

adsorben dengan charge baru akan dioperasikan sebagai vessel ketiga, kemudian

akan switch vessel kedua apabila salah satu charge telah offline, dan apabila

charge yang telah offline tersebut dioperasikan kembali dengan charge berikutya

maka charge sebelumnya berada pada vessel kedua akan bmenjadi vessel pertama,

dan begitu seterusnya. Pola pengoperasian ini terbukti mampu menambah life time

sponge iron karena batas akumulasi maksimum sulfur dicapai dalam waktu yang

lama akibat sulfur yang terserap dimulai dari yang kandungannya paling kecil.

Gambar 4.1 Pengoperasian sponge iron vessel 61-201-DA/DB/DC secara seri

KO.Drum

DA DC DB

FIQ-1872

FI-1028

FRC


BAB 5

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

Berdasarkan uraian- uraian yang telah dibahas pada Sub Bab Pembahasan,

dapat diambil beberapa kesimpulan mengenai penyerapan sulfur dengan

menggunakan sponge iron pada unit Desulfurizer Ammonia Plant-II yaitu

1. Adsorben sponge iron adalah serpihan kayu yang telah diimpregnasi

Fe2O3.6H2O. Fungsi bahan ini adalah sebagai penyerap H2S yang terdapat

didalam gas alam.


2. Sponge iron vessel Ammonia Plant-II memiliki desain volume 68,8 m3,

dengan life time selama 90 hari untuk kandungan sulfur maksimum 80 ppm.

3. Jumlah Sulfur yang diserap oleh sponge iron vessel 61-201-DA sebanyak

18873,68 Kg selama 144 hari service dengan efisiensi penyerapan 232,6%.

4. Faktor- faktor yang mempengaruhi efisiensi penyerapan sulfur oleh sponge

iron adalah: pH, Volume laju masuk gas, dan pengoperasian sponge iron

vessel secara seri.

5.2. Saran

Kepada para peneliti selanjutnya, disarankan agar lebihdapat mengamati pH

jangan sampai pH dibawah range sehingga didapat efisiensi sponge iron yang lebih

maksimum.


DAFTAR PUSTAKA

Achiruddin, 2004, Penggunaan Zat Adsorber Silica Gell Pada Mesin Pendingin, e-

USU Repository.

Andriano,1985, Regenerasi Sponge Iron Di dalam Vessel, PT. Pupuk Iskandar Muda :

Lhokseumawe.

Duckworth, G.L and J.H Geddes, 1965, Natural Gas Desulfurizer by The Iron Sponge

Process. Cooely-GPM Inc, USA.

Geankoplis, C.J.,1983, Transport Process and Unit Operation, Second edition, Allyn

and Bacon, Inc: Boston.

Hall, H.Jhon, 1985, Iron Sponge, Connely-GPM Inc, New Jersey

http://digilib.itb.ac.id/gdl.php?mod=browse&op=read&id=jbptitbpp-gdl-s2-2000-

nurul-968-adsorben. Diakses pada 20 mei 2009

http://kimia.upi.edu/utama/bahanajar/kuliah_web/2008/Riski%20Septiadevana%2006

06249_IE6.0/halaman_15.html. Diakses pada 20 mei 2009

http://www.jindalsteelpower.com/sponge-iron.html. Diakses pada 20 mei 2009

McCabe,W.L and J.E, Smith, 1994, Operasi Teknik Kimia, Jilid 1, Edisi Keempat,

Erlangga, Jakarta.

Smith, J.M., 1981.Chemical Engineering Kinetics, 3rd ed., McGraw-Hill Companies

Inc.

Suhendrayatna, 2005, Operasi Teknik kimia 2, 1st ed., Jurusan Teknik Kimia Unsyiah,

Banda Aceh.

Taylor, D.K., 1956, How To Desulfurizer Natural Gas, The Oil and Gas Journal.

Treyball, E.R., 1981, Mass Transfer Operation, McGraw- Hill Companies Inc.


http://digilib.itb.ac.id/gdl.php?mod=browse&op=read&id=jbptitbpp-gdl-s2-2000-nurul-968-adsorbenhttp://digilib.itb.ac.id/gdl.php?mod=browse&op=read&id=jbptitbpp-gdl-s2-2000-nurul-968-adsorbenhttp://kimia.upi.edu/utama/bahanajar/kuliah_web/2008/Riski%20Septiadevana%200606249_IE6.0/halaman_15.htmlhttp://kimia.upi.edu/utama/bahanajar/kuliah_web/2008/Riski%20Septiadevana%200606249_IE6.0/halaman_15.htmlhttp://www.jindalsteelpower.com/sponge-iron.html

Lampiran I Diagram Sederhana Desulfurizer


LAMPIRAN II Diagram alir sederhana pembuatan amonia pada PIM-2

vent to atm

to burn pit

to fuel

61-205-C

61-202-C

To burn pit

Air from 101-J

102-C

to 101-BCS2

103-C1/C2

from 131-C

To Water Treatment

61-114-C

Syn. Gas Compressor (61-103-J)

To 103-J

NG KO Drum

(61-200-F)

Sponge Iron Vessel

(61-201-DA/B/C)

Mercury Guard

Chamber(61-202-D)

Pretreatment CO2

Absorber(61-201-E)

Pretreatment LP Flash Column

(61-202-E) Feed Gas KO Drum

(61-144-F)

Feed Gas Compressor(61-102-J) Primary

Reformer(61-101-B)

Secondary Reformer

(61-103-B)

Steam Drum(61-101-F)

101-C

HT Shift Converter(61-104-D1)

LT Shift Converter(61-104-D2)

CO2 Stripper(61-102-E)

CO2 Absorber(61-101-

E)

Methanator(61-106-D)

Molecular Sieve Dryer (61-109-DA/

DB)

Ammonia Synthesis Converter (61-105-D)

Refrigerant Receiver

(61-109-F)

Warm NH3 Product Pump

(61-113-J)

Ammonia Unitized Chiller

(61-120-C)

Cold NH3 Product Pump(61-124-J/JA)

NH3 Separator(61-106-F)

NH3 Let Down Drum

(61-107-F)

61-127-C

NH3 to Storage

cw

61-201-C

steam

cw

Convection section

radiant section

Desulfurizer vessel

(61-108-D)

CF1 CF2 CF3 CF4

61-128-C61-167-C CO2 to Urea Plant

61-106-C

NH3 to Urea Plant

To Ammonia Recovery To Ammonia

Recovery

PROCESS FLOW DIAGRAM AMMONIA-2 PT. PUPUK ISKANDAR MUDA

NATURAL GAS

200-F201-DA/DB/DC 202-D 201-

E

202-E

144-F

102-J

108-D 103-D

101-F

104-D1

104-D2

105-C

101-E

102-E106-D

104-F

109-DA/DB123-C1/

C2

121-C

124-C

105-D

109-F

113-J/JA

107-F

106-F

124-J/JA

105-J

Pretreatment Feed gas Cooler

(61-201-C)

Pretreatment Rich

sol.Heater(61-201-C)

Pretreatment Start up Cooler

(61-205-C Secondary Reformer

Waste Heat Boiler(61-101-C) HP Steam Superheater

(61-102-C)

HTS Eff. Stream Generation

(61-103-C1/C2)

LTS Eff./BFW Exchanger(61-131-C)

CO2 Stripper Reboiler

(61-105-C)

HTS Eff./LP BFW Exchanger(61-106-C)

Lean/Semi Lean Sol. Exchanger

(61-112-C)

Lean Sol. BFW Exchanger(61-109-C)

Lean Sol. Cooler

(61-110-C)

Lean Sol. Pump(61-107-JA/JB/JC)Methanator

Feed/Eff. Exchanger(61-114-C)

Methanator Eff. Cooler

(61-115-C)

Syn. Gas Comp. Suct. Drum(61-104-F)

61-115-C

61-112-C61-109-C61-110-C

61-131-C

61-107-JA/JB/JC

61-172-C

steam

Methanator Preheater(61-172-C)


LAMPIRAN III Diagram alir sederhana pembuatan urea pada PIM-1


LAMPIRAN IV Data Sulfur Pick-Up Oleh Sponge IRON Vessel 61-201-DA

Life Time

FIQ-1872

FI-1028 FRC

H2S In H2S Out

Sulfur P/U ( Kg )

Sulfur P/U

Akumulatif

ppm pH

1 18000 8000 10000 0.24 7.8 0.18 0.02 0.02 2 33200 11800 21400 0.62 6.8 0.13 0.36 0.38 3 40100 14300 25800 3.49 6.8 0.1 3.02 3.40 4 39900 13790 26110 5.18 7.1 0.15 4.53 7.93 5 40100 13020 27080 7.85 7.0 0.15 7.19 15.12 6 36100 12410 23690 3.58 7.3 0.05 2.88 18.00 7 33200 11510 21690 4.1 7.3 0.01 3.06 21.06 8 34500 12040 22460 3.7 7.2 0.17 2.73 23.79 9 39000 12850 26150 4.52 7.9 0.15 3.94 27.73

10 40000 12290 27710 5.52 7.6 0.18 5.10 32.83 11 40800 12870 27930 3.85 7.5 0.15 3.56 36.40 12 42500 14060 28440 4.13 7.7 0.1 3.95 40.35 13 42600 14110 28490 4.71 7.5 0.15 4.48 44.83 14 42200 13920 28280 3.26 7.5 0.17 3.01 47.84 15 42400 14030 28370 3.94 7.4 0.19 3.67 51.51 16 42400 14230 28170 4.59 7.0 0.31 4.16 55.66 17 42600 14330 28270 4.38 Dry 0.08 4.19 59.86 18 42600 14290 28310 4.31 Dry 0.09 4.12 63.97 19 42300 14280 28020 4.95 Dry 0.19 4.60 68.57 20 42000 14330 27670 4.68 Dry 0.15 4.32 72.90 21 41100 14360 26740 4.26 Dry 0.09 3.84 76.74 22 41100 14330 26770 4.68 Dry 0.13 4.20 80.94 23 40600 14290 26310 6.53 Dry 0.2 5.74 86.68 24 40700 14200 26500 6.67 Dry 0.4 5.73 92.41 25 40600 14180 26420 7.26 Dry 0.37 6.28 98.69 26 40600 14190 26410 6.16 7.8 0.3 5.34 104.02 27 40200 14060 26140 6.33 7.4 0.18 5.54 109.57 28 40200 14060 26140 7.84 7.3 0.24 6.85 116.41 29 41300 14520 26780 5.28 7.4 0.18 4.71 121.12 30 41500 14550 26950 11.41 dry 0.36 10.27 131.39 31 41500 14550 26950 12.91 Dry 0.43 11.60 142.99 32 41400 14520 26880 18.24 Dry 0.72 16.24 159.22 33 41300 14520 26780 20.84 Dry 0.47 18.81 178.03 34 41300 14550 26750 20.25 Dry 0.82 17.92 195.95 35 41200 14500 26700 20.43 Dry 0.77 18.10 214.05 36 41300 14540 26760 19.3 7.6 0.8 17.07 231.12 37 41400 14590 26810 22.05 Dry 0.75 19.69 250.81 38 41300 14440 26860 24.87 Dry 1.11 22.00 272.81 39 41200 14450 26750 24.33 Dry 1.14 21.39 294.20 40 41200 14480 26720 14.47 Dry 1.51 11.94 306.14 41 41300 14470 26830 23.29 Dry 1.71 19.96 326.10 42 41400 14450 26950 31.87 Dry 1.13 28.56 354.67 43 41000 14370 26630 39.22 Dry 1.29 34.83 389.49 44 41100 14370 26730 29.33 Dry 1.47 25.68 415.17 45 40400 14330 26070 39.22 7.3 2.21 33.27 448.44 46 41300 14510 26790 37.97 Dry 1.91 33.31 481.74


47 41100 14420 26680 42.19 Dry 1.67 37.27 519.02 48 40600 14090 26510 45.96 Dry 1.76 40.40 559.42 49 41300 14520 26780 47.44 Dry 2.06 41.90 601.32 50 41300 14510 26790 50.03 Dry 1.65 44.69 646.01 51 41400 14500 26900 47.66 Dry 3.48 40.98 686.98 52 41400 14480 26920 51.21 Dry 2.25 45.44 732.42 53 41300 14440 26860 51.41 Dry 2.19 45.58 778.01 54 41300 4420 36880 57.88 7.5 2.41 70.53 848.54 55 40700 14270 26430 62.9 Dry 2.47 55.07 903.61 56 41400 14350 27050 62.07 Dry 3.14 54.96 958.57 57 41100 14370 26730 76.67 Dry 3.4 67.53 1026.09 58 41200 13830 27370 77.46 Dry 3.88 69.44 1095.53 59 41300 14350 26950 72.04 Dry 3.27 63.90 1159.43 60 41200 14410 26790 73.91 Dry 3.55 64.99 1224.42 61 41300 14380 26920 81.91 Dry 3.86 72.44 1296.86 62 41300 14440 26860 91.9 Dry 3.31 82.04 1378.91 63 41200 14420 26780 79.34 Dry 4.32 69.27 1448.17 64 41200 14390 26810 91.62 7.6 5.46 79.64 1527.82 65 41100 14420 26680 86.74 Dry 5.06 75.14 1602.95 66 41100 14350 26750 95.72 Dry 5.66 83.06 1686.02 67 41200 14480 26720 94.29 Bnt 5.02 82.24 1768.26 68 41300 14470 26830 89.85 Bnt 7.1 76.55 1844.81 69 41300 14340 26960 97.4 Bnt 8.76 82.39 1927.20 70 41100 14410 26690 101.98 Bnt 8.22 86.28 2013.48 71 41500 14430 27070 125.52 Bnt 5.79 111.75 2125.23 72 41100 14300 26800 111.9 Bnt 8.72 110.10 2235.33 73 41200 14370 26830 110.13 7.8 9.85 92.76 2328.09 74 29100 10370 18730 110.13 7.8 9.85 64.76 2392.85 75 14000 5860 8140 430.57 Dry 0.44 120.72 2513.57 76 34500 12760 21740 430.57 Dry 4.03 319.72 2833.29 77 39300 13450 25850 430.57 Dry 6.28 378.16 3211.45 78 40700 14300 26400 430.57 Dry 16.77 376.65 3588.10 79 40600 14210 26390 430.57 Dry 18.03 375.36 3963.46 80 40900 14250 26650 331.25 Bnt 22.02 284.14 4247.60 81 40900 14300 26600 331.25 Bnt 23.59 282.16 4529.76 82 40700 14300 26400 331.25 Bnt 22.04 281.45 4811.22 83 40400 13890 26510 379.6 7.7 27.77 321.58 5132.80 84 41800 14390 27410 379.6 7.7 25.81 334.35 5467.15 85 42600 14520 28080 379.6 7.5 28.75 339.68 5806.82 86 42900 14510 28390 331.91 7.4 28.97 296.53 6103.35 87 43200 14500 28700 331.91 7.4 30.27 298.48 6401.84 88 43500 14530 28970 331.91 8.2 29.24 302.32 6704.16 89 44100 14750 29350 331.91 7.4 30.77 304.74 7008.89 90 44600 14860 29740 331.91 7.4 43.61 295.62 7304.51 91 44500 14770 29730 331.91 7.5 44.1 295.02 7599.53 92 44700 14770 29930 331.91 7.5 40.83 300.38 7899.91 93 44700 14780 29920 331.91 7.6 40.51 300.61 8200.51 94 44400 14800 29600 331.91 7.4 54.06 283.56 8484.08 95 44400 14750 29650 331.91 7.4 43.61 294.73 8778.80 96 43600 14670 28930 331.91 7.3 51.07 280.13 9058.93 97 42700 14620 28080 331.91 7.2 55.14 267.96 9326.89


98 43000 14710 28290 331.91 7.3 65.12 260.23 9587.11 99 42900 14710 28190 331.91 7.3 60.44 263.85 9850.97 100 42500 14700 27800 331.91 Dry 67.95 253.01 10103.97 101 42000 14510 27490 332.89 8.9 74.48 244.92 10348.90 102 42400 14670 27730 332.89 7.5 78.08 243.62 10592.52 103 42700 14660 28040 332.89 7.7 73.18 251.08 10843.60 104 42100 14470 27630 332.89 7.8 90.16 231.23 11074.83 105 42600 14580 28020 332.89 Dry 97.51 227.40 11302.23 106 42500 14520 27980 332.89 7.5 101.3 223.42 11525.65 107 42400 14390 28010 332.89 7.5 101.38 223.58 11749.23 108 42300 14290 28010 332.89 7.4 107.48 217.69 11966.91 109 42100 14280 27820 332.89 7.4 118.04 206.08 12173.00 110 41900 14240 27660 332.89 7.4 116.14 206.71 12379.70 111 42700 14310 28390 332.89 7.4 130.67 197.94 12577.65 112 42900 14410 28490 332.89 7.3 145.06 184.50 12762.15 113 42800 14490 28310 332.89 7.8 131.82 196.26 12958.41 114 42900 14440 28460 332.89 7.4 131.62 197.50 13155.91 115 43100 14450 28650 367.89 7.4 133.45 231.58 13387.49 116 42900 14600 28300 367.85 7.4 133.9 228.27 13615.76 117 43200 14720 28480 367.89 7.5 126.86 236.68 13852.44 118 43000 14660 28340 367.85 7.5 128.28 234.09 14086.53 119 42900 14490 28410 367.85 Dry 163.67 200.00 14286.53 120 43000 14670 28330 367.85 7.7 173.47 189.87 14476.40 121 43300 14750 28550 367.85 7.6 177.39 187.48 14663.88 122 42700 14620 28080 366.91 Dry 169.22 191.39 14855.27 123 43500 14800 28700 366.91 7.5 150.93 213.72 15068.99 124 43700 14780 28920 366.91 Dry 165.63 200.70 15269.69 125 43300 14680 28620 366.91 7.5 119.64 244.00 15513.69 126 43300 14800 28500 366.91 7.5 125.88 236.84 15750.54 127 43300 14800 28500 366.91 7.6 181.63 182.06 15932.60 128 43200 14720 28480 366.91 7.6 157.46 205.67 16138.27 129 43500 14720 28780 365.58 7.6 187.19 177.01 16315.28 130 43400 14730 28670 365.58 Dry 186.21 177.31 16492.59 131 43600 14770 28830 365.58 7.5 194.05 170.50 16663.09 132 43500 14810 28690 365.58 Dry 190.13 173.55 16836.65 133 43500 14820 28680 365.58 Dry 206.14 157.66 16994.31 134 43500 14770 28730 365.58 7.6 161.71 201.95 17196.25 135 43500 14810 28690 365.58 Dry 180 183.57 17379.83 136 43600 14800 28800 355.76 7.4 161.38 193.02 17572.84 137 43500 14830 28670 355.76 7.6 209.75 144.33 17717.17 138 43500 14700 28800 355.76 7.6 153.21 201.13 17918.30 139 43600 14770 28830 365.56 7.5 183.27 181.20 18099.50 140 43400 14750 28650 365.56 7.9 193.4 170.06 18269.56 141 43500 14750 28750 365.56 7.5 210.38 153.82 18423.38 142 43500 14810 28690 365.56 7.5 195.03 168.69 18592.07 143 43800 14890 28910 365.56 7.5 211.69 153.37 18745.44 144 43800 14830 28970 365.56 7.6 237.17 128.24 18873.68


Sulfur P/U (Kg/Day) = , ,,,-.-..,,-.,-.,-.,-.. ,-. ,,-.-,-. ,,,-.-..

09E02841.pdf

Documents

Transcript of 09E02841.pdf