BAB v Sistem Pemrosesan Dan Pengendalian Proses-PT Tripolyta

BAB V

SISTEM PEMROSES DAN PENGENDALIAN PROSES

5.1 Sistem Pemroses

Sistem pemroses pada pabrik polipropilena PT. Tri Polyta Indonesia Tbk. dapat

dikategorikan dalam beberapa bagian yaitu: tangki dan Boil of Gas System, pemurnian

bahan baku, sistem reaksi, pemurnian produk, vent recovery system, pembuatan pellet

dan pengemasan (bagging). PT. Tri Polyta Indonesia Tbk. memiliki 3 train yang

dijalankan sekaligus pada saat ini. Train I dan train II memproduksi homopolimer dan

kopolimer random, sedangkan train III memproduksi kopolimer impak. Train I dan II

memiliki unit operasi yang identik, sedangkan train III memiliki perbedaan pada sistem

reaksi dan system pemroses. Pada train III terdapat reaktor kedua yang digunakan untuk

mereaksikan homopolimer menjadi kopolimer impak.

5.1.1 Tangki dan Boil of Gas System

Spesifikasi peralatan yang termasuk pada bagian ini dapat dilihat pada Tabel 5.1.

Tabel 5.1 Spesifikasi alat pada bagian tangki dan Boil of Gas System

Alat Jenis Dimensi Kondisi operasi Fungsi

Tangki

bertekanan

rendah

Tangki silinder,

berbentuk

cembung pada

bagian atas

Diameter = 28m

Tinggi =32,6 m

Tekanan = 500 mmH2O G

Temperatur = -48C

menyimpan propilena

cair bertekanan rendah

Tangki

bertekanan

tinggi

Tangki

berbentuk bola

Diameter luar

= 20,1 m

Tekanan = 13 bar G

Temperatur = 27oC

menyimpan propilena

bertekanan tinggi

BOG

compressor

Reciprocating

compressor

Kapasitas normal = 1088

m3

/jam

Psuction = 0 barG

Pdischarge = 16,2 barG

Daya motor = 180 kW

menaikkan tekanan

propilena

58

Bab V Sistem Pemroses dan Pengendalian Proses

Laporan Kerja Praktek PT. Tri Polyta Indonesia Tbk.

Tabel 5.1 (lanjutan)


BOG

condenser

Penukar panas

tipe shell and

tube

ID shell=0,65 m

L = 6 m

Shell :

fluida = propilena

Tin = 115oC

Tout = 42,8oC

Tekanan = 16 barG Tube :

fluida = air pendingin

Tin = 32oC

Tout

= 40oC

Tekanan = 3,5 barG

Kapasitas panas = 470116

x1,2 kkal/jam

mengkondensasi uap

propilena

BOG

condensat

e drum

Tangki

penyimpanan

Diameter = 1,3m

Tinggi = 2,4 m

Tekanan = 16 barG

Temperatur = 41oC

menampung kondensat

propilena dari

kondensor

BOG

condensat

e flash

drum

Diameter =1,2 m

Tinggi = 2,3 m

Tekanan = 3,1 barG

Temperatur = -1

menurunkan tekanan

propilena secara tiba-

tiba sehingga terjadi

pemisahan antara uap

dan cair.

5.1.2 Pemurnian Bahan Baku

Bahan baku yang harus dimurnikan adalah nitrogen, hidrogen, propilena, dan

etilena.

5.1.2.1 Pemurnian Propilena


Tabel 5.2 Spesifikasi alat pada bagian pemurnian Propilena


LP

propylene

pump

Centrifugal pump Kapasitas = 33,4

m3

/jam Psuction = 0

barG Pdischarge = 28,3

barG Daya =

90kW

memompa propilena

dari tangki

bertekanan rendah

menuju unit

pemurnian propilena

Propylene

Filter

Polyesther plate

filter

Filtration area = 4

m2

Tekanan = 43,9 barG

Temperatur = 40oC

menyaring padatan

yang mungkin terikut

pada aliran propilena

59



Tabel 5.2 (lanjutan) Alat Jenis Dimensi Kondisi operasi Fungsi

Propylene

preheater

penukar panas

shell and tube

Luas permukaan =

11,9 m2

Shell :

fluida = LP steam

Tin = 150C

Tout = 150C

Tekanan = 4 barG

Tube :

fluida = propilena

Tin = -48C

Tout = 31C

Tekanan = 27 barG

memanaskan

propilena sebelum

masuk ke dalam

degassing column

Degassing

column

kolom distilasi

tipe tray dengan

kondensor parsial

dan reboiler yang

terintegrasi pada

kolom

Jumlah tray = 27

tray

Umpan masuk

pada tray ke 20

dari bawah

Tekanan = 20 barG

Temperatur top = 38,3oC

Temperatur bottom=

50,5oC

menghilangkan

kandungan gas ringan

Degassing

column

condensor

Penukar panas

tipe shell and tube

Luas permukaan

= 62,9 m2

Panjang = 2 m

Heat exchanged =

921637 kkal/jam

Shell :


Tin = 33C

Tout = 40C

Tekanan = 4 barG

Tube :

fluida = propilena

Tin = 44,9C

Tout = 38,3C

Tekanan = 20 barG

Mendinginkan

produk atas dari

degassing column

Propylene

charge

pump


m3/jam Psuction = 19

barG Pdischarge = 45

barG

Daya = 90 kW

menaikkan tekanan

propilena agar dapat

dialirkan menuju

reaktor

Sulfur

removal

vessel

menara adsorpsi

dengan unggun

seng oksida dan

alumina aktif

Diameter shell =

1,55 m

Tinggi= 7,77m

Tekanan = 19,6 barG

Temperatur = 40oC

menghilangkan

kandungan sulfur

dalam propilena

Degassing

column

reboiler

Penukar panas

tipe shell and tube

Luas permukaan =

33,7 m2

Panjang = 2 m

Heat exchanged =

1144361 kkal/jam

Shell :

fluida = propilena

Tin = 50,5C

Tout = 50,5C

Tekanan = 20,2 barG

Tube :

fluida = LP steam

Tin = 135,5C

Tout = 121C

Tekanan = 1,06 barG

Memanaskan kembali

cairan produk bawah

degassing column

60




Propylene

cooler

penukar panas

tipe shell and tube

Luas permukaan =

30,2 m2

Panjang = 3,919 m

Heat exchanged =

151171 kkal/jam

Shell :

fluida = propilena

Tin = 47,5oC

Tout = 40oC

Tekanan = 20,2barG

Tube :

Fluida = air pendingin

Tin = 33oC

Tout

= 40oC

Tekanan = 4 barG

menurunkan

temperatur propilena

yang keluar dari

degassing column

agar sesuai dengan

temperatur operasi

pada bejana pemisah

sulfur

Propylene

vaporizer

penukar panas

tipe shell and tube

Luas permukaan =

20,2 m2

Panjang = 6 m

Heat exchanged =

344795 kkal/jam

Shell : fluida = LP steam

Tin = 151oC

Tout = 151oC

Tekanan = 4 barG

Tube :

fluida = propilena

Tin

= 40oC

Tout = 125oC

Tekanan = 44 barG

menguapkan

propilena yang

digunakan sebagai

carrier katalis slurry

HP

propylene

pump


m3

/jam Psuction =

10,28 barG Pdischarge

= 27,75 barG Daya

= 75 kW

memompa propilena

dari tangki

bertekanan tinggi

menuju unit

pemurnian propilena

Propylene

dryer

Linde 13XPG

Molecular sieves

Diameter vessel =

2,3 m

Tinggi =

6,555 m

Tekanan = 19,2 barG

Temperatur = 40oC

Jumlah = 2 buah

menghilangkan

kelembaban dan

senyawa polar dalam

propilena

MAP

removal

vessel

menara adsorpsi

dengan unggun

seng oksida dan

alumina aktif

Diameter =1,1m

Tinggi = 4,015m

Tekanan = 19,4 barG

Temperatur = 40oC

menghilangkan

kandungan MAP

dalam propilena

Unit-unit operasi pada bagian pemurnian propilena ini belum ada yang mengalami

modifikasi semenjak pertama kali pabrik berproduksi. Namun, beberapa unit operasi

tidak lagi dijalankan karena tidak lagi diperlukan. Unit operasi tersebut antara lain

Sulfur removal, Arsene removal, dan MAP (Metil Asetilen Propadien) removal. Hal ini

disebaban propilena yang diterima oleh PT.Tri Polyta memiliki kandungan sulfur, arsen

dan MAP yang sangat rendah sehingga unit-unit yang disebutkan di atas tidak perlu

lagi digunakan.

61



5.1.2.2 Pemurnian Nitrogen


Tabel 5.3 Spesifikasi alat pada bagian pemurnian Nitrogen


Nitrogen

preheater

penukar panas

tipe shell and

tube

Luas permukaan

= 1,5 m2

Panjang = 1,5 m

Heat exchanged = 18,720

kkal/jam

Shell :

fluida = LP steam

Tin = 151oC

Tout = 151oC

Tekanan = 4 barG

Tube :

fluida = nitrogen

Tin = 0oC

Tout = 100oC

Tekanan= 6 barG

memanaskan nitrogen

agar sesuai dengan

kondisi deoxovessel

Deoxo

nitrogen

filter

Polyesther plate

filter

Filtration area =

2 m2

Tekanan = 5 barG

Temperatur = 40oC

Menghilangkan

partikel padat yang

mungkin terbawa

aliran

Nitrogen

compresso

r

Reciprocating

compressor

Kapasitas = 121 m3/jam

Psuction = 4 barG

Pdischarge = 46 barG

Daya = 20 kW

menaikkan tekanan

nitrogen agar menjadi

nitrogen bertekanan

tinggi

Nitrogen

dryer

linde 13XPG

Molecular

sieves

Tekanan = 5,2 barG

Temperatur = 40oC

menghilangkan

kelembaban dan

senyawa polar dalam

aliran nitrogen

Nitrogen

deoxovesse

l

menara adsorbsi

dengan unggun

tembaga

Diameter =

0,5976 m

Tinggi =2,995 m

Tekanan = 5,6 barG

Temperatur = 100oC

Nitrogen

aftercooler

penukar panas

tipe double pipe

Luas permukaan

= 2,46 m2

Heat exchanged = 11145

kkal/jam

Pipa luar :


Tin = 33oC

Tout = 43oC

Tekanan = 3,5 barG

Pipa dalam :

fluida = nitrogen

Tin = 100oC

Tout = 40oC

Tekanan = 5,2 barG

62





Nitrogen

Heater

Penukar panas

tipe double pipe

Luas permukaan

= 0,25 m2


kkal/jam

Pipa luar :

fluida = LP steam

Tin = 151oC

Tout = 151oC

Tekanan = 4 barG

Pipa dalam :

fluida = nitrogen

Tin = 0oC

Tout = 45oC

Tekanan = 0,4 barG

5.1.2.3 Pemurnian Hidrogen

Spesifikasi peralatan yang termasuk pada bagian pemurnian hidrogen ini dapat

dilihat pada Tabel 5.4.

Tabel 5.4 Spesifikasi alat pada bagian pemurnian Hidrogen


Hydrogen

dryer

linde 13XPG

Molecular

sieves

Diameter = 0,3239 m

Tinggi =3,535 m

Tekanan = 44,2 barG

Temperatur = 40oC

menghilangkan

kelembaban dan

senyawa polar

dari aliran

hidrogen

Hydrogen

filter

Filtration area = 0,5 m2 Tekanan = 43,9 barG

Temperatur = 40oC

menghilangkan

partikel padat

yang mungkin

terikut pada

aliran hidrogen

Methanator

aftercooler

penukar

panas tipe

double pipe

Luas permukaan : 1m2

Heat exchanged =

36785 kkal/jam

Pipa luar :

fluida = hidrogen Tin

= 350oC

Tout = 40oC

Tekanan = 45 barG

Pipa dalam:

fluida = air

pendingin

Tin = 33oC

Tout = 43oC

Tekanan = 4 barG

Mendinginkan

hidrogen agar

sesuai dengan

kondisi operasi

dryer

63





Methanator

heater

penukar

panas tipe

shell and tube

Shell diameter =

0,1143 m


kkal/jam

Tube :

fluida = hidrogen

Tin = 0,3 oC

Tout = 350oC

Tekanan = 46 barG

Memanaskan

hidrogen agar

sesuai dengan

kondisi

methanator

Methanator menara

adsorbsi

dengan

unggun

katalis nikel

oksida

Diameter = 0,3239 m

Tinggi =

1,855 m

Tekanan = 45,2 barG

Temperatur = 350oC

menghilangkan

CO, CO2 dan O

2

dalam aliran H2

5.1.2.4 Pemurnian Etilena


Tabel 5.5 Spesifikasi alat pada bagian pemurnian Etilena


Ethylene deoxo

preheater

penukar panas

tipe shell and tube

Luas

permukaan =

4m2

Heat exchanged =

193000 kkal/jam

Shell :

fluida = LP steam

Tin = 151oC

Tout = 151oC

Tekanan= 5,9 barG

Tube :

fluida = etilena

Tin = 0,3oC

Tout = 1100oC

Tekanan = 35 barG

mepanaskan etilena

agar sesuai dengan

kondisi operasi

deoxovessel

Ethylene filter Polyesther plate

filter Tekanan = 35 barG

Temperatur = 40oC

Menghilangkan

partikel padatan yang

terbawa pada aliran

etilena

Ethylene deoxo

aftercooler

penukar panas

tipe shell and tube

Luas

permukaan =

23 m3

Heat exchanged =

122997 kkal/jam

Shell : fluida = etilena

Tin = 100oC

Tout = 40oC

Tekanan = 35 barG

Tube : fluida = air pendingin

Tin = 33oC

Tout = 41oC

Tekanan=4,5 barG

Mendinginkan etilena

agar sesuai dengan

kondisi operasi dryer

64





Ethylene dryer linde 13XPG

Molecular sieves

Diameter =

0,914 m Tinggi

= 4,674 m

Tekanan = 35 barG

Temperatur = 40oC

Menghilangkan

kelembaban dan

senyawa polar

dalam aliran

etilena Jenis:

linde 13XPG

Molecular sieves

Ethylene deoxo

vessel

Menara adsorbsi

dengan unggun

tembaga

Diameter =

0,914 m

Tinggi = 4,42 m

Tekanan= 34,9 barG

Temperatur = 100oC

Menghilangkan

oksigen dalam

aliran etilena

Ethylene boost up

compressor

Centrifugal

compressor Kapasitas = 1268

m3/jam

Psuction = 33,83barG

Pdischarge= 43,03barG

Daya = 30 kW

Meningkatkan

tekanan etilena

agar dapat

dipompakan ke

reaktor

Aftercooler

compressor

penukar panas

tipe shell and

tube

Shell :


Tin = 33oC

Tout = 43oC

Tekanan = 4 barG

Tube :

fluida = etilena

Tin = 43oC

Tout = 40oC

Tekanan = 42,6

barG

Menurunkan

temperatur yang

terjadi akibat

kompresi

5.1.3 Sistem Reaksi

Spesifikasi peralatan yang termasuk pada bagian ini dapat dilihat pada Tabel 5.6

Tabel 5.6 Spesifikasi alat pada bagian sistem reaksi


TEAl feed pot Cylindrical

vessel

Diameter =

0,168m

Tinggi = 0,61 m

Tekanan = 2,5 barG

Temperatur= 30oC

Untuk

menampung TEAl

sebelum

diumpankan ke

dalam reaktor

TEAl charge

pump

Reciprocating

pump

Kapasitas = 0,3936

sampai 4,5L/jam

Psuction = 2,5 barG

Pdischarge = 40barG Daya

= 0,4 kW

Untuk

mengumpankan

TEAl ke dalam

reaktor

Mineral drum

pump

Reciprocating

pump

Kapasitas = 137m3/jam

Psuction = 0 barG

Pdischarge = 1,08barG

Memompa

mineral oil ke

dalam slurry feed

tank

65





Mineral oil

blow tank

Cylindrical

vessel

Diameter =

0,2731 m

Tinggi = 1,22 m

Tekanan = 7.1barG

Temperatur = 30oC

Menampung mineral

oil sebelum

diumpankan

Seal pot Cylindrical

vessel

Diameter = 0,95

m Tinggi =

1,22 m

Tekanan = 0,1barG

Temperatur = 30oC

Slurry feed

tank agitator

Tipe impeller =

3 stage 4 pitch

blade

Daya = 3.7 kW Mengaduk slurry

feed tank agar bubur

katalis tetap

tersuspensi

Slurry feed

tank

Cylindrical

vessel

Diameter = 0,65

m Tinggi =

2,335 m

Tekanan =0,28barG

Temperatur= 40oC

Menampung bubur

katalis sebelum

diumpankan ke

dalam reaktor

Drum house Cylindrical

vessel

Kapasitas = 2,27L/jam

Psuction = 0 barG


Daya = 0,75 kW

memompakan bubur

katalis ke dalam

reaktor

Reaktor 1 Tipe : reaktor

unggun

terfluidisasi

Bentuk :bejana

tekan dengan

bagian atas

yang membesar

Diameter =

(3,4+5,5) m

Tinggi = 21,180

m

Tekanan = 38 barG

Temperatur = 62,8oC

Tempat

berlangsungnya

reaksi polimerisasi

Reaktor 2

(train 3)

Tipe : reaktor

unggun

terfluidisasi

Bentuk : bejana

tekan dengan

bagian atas

yang membesar

Dkepala reaktor =

1981,2 mm

Dtabung reaktor =

2438,5 mm

Tinggi

=18796mm

Tekanan (desain)

: 23,44 barG

Temperatur (desain)

: 150C

Tempat terjadinya

crosslink block

kopolimer

Cycle gas

compressor

Centrifugal

compressor

Kapasitas =

9824m3/jam

Psuction = 37,5 barG


Daya = 520 kW

menaikkan tekanan

cycle gas

Cycle gas

cooler

penukar panas

tipe shell and

tube

Luas permukaan

= 392 m2

Panjang = 9,116

m

Shell :


Tin

= 33oC

Tout

= 69oC

Tekanan= 4 barG

Tube :

fluida = cycle gas

Tin = 69oC

Tout = 64,5oC

Tekanan = 39,9 barG

memindahkan panas

yang dihasilkan

reaksi

Product

chamber

Conical vessel Diameter = 1,1

m Tinggi = 1,525

m

Tekanan = 0 38,7 barG

Temperatur = 67oC

menerima resin

produk dari reaktor

66



5.1.4 Pemurnian Produk


Tabel 5.7 Spesifikasi alat pada bagian pemurnian produk


Product blow tank Conical vessel Diameter =

1,25 m Tinggi

= 3,275 m

Tekanan = 0 38,7 barG

Temperatur = 70C

menerima resin dari

product chamber

Product recevier Conical vessel Diameter =

(2+2,2)m

Tinggi

= 8,925 m

Tekanan

= 0,2-0,9 barG

Temperatur

=65oC

menerima produk

resin dari product

discharge system dan

menghilangkan gas

yang terbawa resin

Product recevier

dust collector

Pulse jet Tekanan =

0,16barG

Temperatur =60oC

menyaring debu resin

agar tidak terbawa

aliran gas

Mechanical

delumper

Pipe line

delumper

Tekanan = 0,4barG

Temperatur =60oC

Daya = 2,2 kW

mengalirkan resin

menuju product purge

bin

Product purge bin Conical vessel Diameter

= 4,9 m

Tinggi

= 11,735 m

Tekanan = 0,04 barG

Temperatur =65oC

Mendeaktivasi katalis

dan menghilangkan

gas yang masih terikut

dalam resin

Product purge bin

filter

Pulse jet Tekanan = 0,07 barG

Temperatur =60oC

menyaring agar resin

tidak ikut terbawa

aliran gas dan kukus

Product purge bin

rotary feeder

Kapasitas = 6 - 11 ton Mengalirkan produk

resin menuju

pembuatan pellet

5.1.5 Vent Recovery System


Tabel 5.8 Spesifikasi alat pada bagian Vent Recovery System


Compressor

suction guard filter

Polyesther plate

filter

Filtration area

= 22,4 m2

Tekanan

= 0,18-0,88 barG

Temperatur = 60oC

menyaring aliran gas

yang berasal dari

product receiver dari

resin yang terikut

Reactor vent guard

filter

Polyesther plate

filter

Filtration area

= 2 m2

Tekanan

= 12 barG

Temperatur = 87oC

menyaring aliran gas

yang berasal dari

reaktor dari resin yang

mungkin terikut

67





Vent

recovery

surge tank

tangki

penyimpanan

Diameter

=3,1m

Tinggi

=7.62 m

Tekanan = 0,9 barG

Temperatur = 50oC

menampung gas dari

compressor suction guard

filter dan reactor vent

guard filter untuk

mencegah fluktuasi

tekanan yang disebabkan

aliran gas secara mendadak

pada saat sistem reaksi

mengeluarkan produk

Product

receiver vent

cooler

penukar panas

tipe shell and

tube

Luas

permukaan

= 38,9 m2

Panjang

= 5 m


kkal/jam

Shell :

fluida = air

pendingin

Tin = 33oC

Tout = 43oC

Tekanan = 3,5 barG

Tube :

fluida = hidrokarbon

Tin = 52,3oC

Tout = 40oC

Tekanan = 0,2 barG

Mendinginkan gas yang

berasal dari product

receiver

Vent

recovery

compressor

intercooler 1

penukar panas

tipe shell and

tube

Luas

permukaan

= 58 m2

Panjang

= 4.485 m


kkal/jam

Shell :

fluida = mixed propylene

Tin = 104,5oC

Tout = 40oC

Tekanan = 4,3 barG

Tube :


Tin = 33oC

Tout = 40oC

Tekanan = 4 barG

Menurunkan temperatur

gas yang meningkat akibat

kompresi tahap pertama

pada vent recovery

compressor

Vent

recovery

compressor

intercooler 2

penukar panas

tipe shell and

tube

Luas

permukaan

= 57,7 m2

Panjang =

4,471 m


kkal/jam

Shell :

fluida = mixed propylene

Tin = 100oC

Tout = 40oC

Tekanan = 14,5 barG

Tube :

fluida= air pendingin

Tin = 33oC

Tout = 40oC

Tekanan = 4 barG

Menurunkan temperatur

gas yang meningkat akibat

kompresi tahap kedua pada

vent recovery compressor

68





Recovery column

degassing pot

Flash drum Diameter shell

= 0,8 m

Tinggi=2,895m

Tekanan = 24,7 barG

Temperatur = 30oC

memisahkan gas

dari cairan dari

compressor

aftercooler/cond

enser dan dari

refrigeration

interchanger

Recovery column

boost pump

Centrifugal

pump


Psuction = 3,1 barG

Pdischarge = 4,99barG

Daya = 5,5 kW

Memompakan

air pendingin ke

dalam recovery

column

condensor

Recovery column kolom distilasi

jenis tray

tower

Diameter =

(1,4+ 0,850) m

Tinggi=19,76m

Tekanan =22,6 barG

Temperatur = 60oC

memisahkan gas

untuk digunakan

kembali

Compressor

aftercooler /condenser

penukar panas

tipe shell and

tube

Luas

permukaan =

127 m2

Panjang =7,2m

Heat exchanged =

419738 kkal/jam Shell

:

Fluida=air pendingin

Tin = 33oC Tout

= 43oC Tekanan =

3,5 barG Tube :

fluida =hidrokarbon

Tin = 116,3oC

Tout

= 40oC

Tekanan= 41,9 barG

Menurunkan

temperatur gas

yang meningkat

akibat kompresi

pada vent

recovery

compressor

Vent recovery

compressor

Reciprocating

compressor

Kapasitas = 3709,5

kg/jam


Pdischarge = 41.8barG

Daya = 520 kW

mengkompresi

gas sebelum

dialirkan menuju

refrigeration

interchanger

Refrigeration

interchanger

Shell and tube Diameter =

0,273 m

Tinggi=1,150m

Tekanan

= 1,6 barG

Temperatur = -55oC

menukarkan

panas dari dan ke

aliran-aliran

fluida yang

melaluinya

Vent recovery

separator

Flash drum Diameter = 1 m

Tinggi =2,5 m

Tekanan = 26,4barG

Temperatur = -45oC

memisahkan

cairan dan uap

dari refrigeration

interchanger

dengan sistem

flash

69




Recovery column

reboiler

penukar panas

tipe shell and

tube

Luas

permukaan

=15,5 m2

Panjang =1,4 m

Heat exchanged =

489548 kkal/jam

Shell :


Tin = 58,5oC

Tout = 58,7oC

Tekanan= 28,1 barG

Tube :

fluida = kukus

Tin = 135,5oC

Tout = 121oC

Tekanan = 1,06barG

memisahkan gas

untuk digunakan

kembali

Recovery column

condensor

penukar panas

tipe shell and

tube

Luas

permukaan =

257 m2

Panjang =

5.972 m

Heat exchanged =

463260 kkal/jam

Shell :

fluida = air

pendingin

Tin = 33oC

Tout = 43oC

Tekanan = 3,5 barG

Tube :

fluida = gas

Tin = 54,3oC

Tout = 40oC

Tekanan = 22,2barG

Mendinginkan

gas yang melalui

tray paling atas

recovery column

Recovered propylene

pump

Centrifugal

pump



Pdischarge = 45,99

barG

Daya = 30 kW

Memompakan

propilena yang

berhasil diambil

kembali ke

dalam sistem

reaktor

Propylene popover

cooler

penukar panas

tipe double

pipe

Luas

permukaan:

3,36 m

Heat exchanged =

13307 kkal/jam

Pipa luar :

fluida = air

Pendingin

Tin = 33oC

Tout = 40oC

Tekanan = 4 barG

Pipa dalam:


Tin = 46oC

Tout = 40oC

Tekanan = 45,7barG

Mendinginkan

kembali

propilena

berlebih yang

berhasil diambil

kembali

Nitrogen surge tank Tangki

penyimpanan

Diameter

=1,6m

Tinggi =3,96 m

Tekanan

= 24,3-25,3 barG

Temperatur = 30oC

menampung

nitrogen yang

dihasilkan

sebagai produk

atas recovery

column

70



Beberapa peralatan di vent recovery system telah mengalami penurunan kinerja

jika ditinjau dari temperatur operasi aktual saat ini. Beberapa diantaranya adalah vent

recovery separator dan refrigeration interchanger. Vent recovery separator dirancang

untuk bekerja pada -45C, akan tetapi aktualnya alat ini bekerja pada -40C. Hal yang

sama juga terjadi pada refrigeration interchanger yang keluarannya bersuhu -40C dari

yang seharusnya -55C.

5.1.6 Pembuatan Pellet dan Pengemasan


Tabel 5.9 Spesifikasi alat pada bagian pembuatan pellet dan pengemasan


Mastermix resin

cooler

penukar panas

tipe shell and

tube

Tekanan shell = 0,3barG

Tube:

fluida =air pendingin

Tin = 33oC

Tout = 43oC

Tekanan = 3,5 barG

mendinginkan resin

sebelum memasuki

mastermix blender

Mastermix

feeder

Kapasitas minimum

= 16,2 kg/jam

Kapasitas maksimum

= 154,8 kg/jam

Tekanan = 0,007 barG

Temperatur= 30oC

Mengumpankan resin

menuju mastermix

blender

PCW tank Tangki

penampungan

Kapasitas =

10m3

menampung air

pendingin pelet

Mastermix

blender

Kapasitas = 4 m3/batch

Daya = 16kW

mencampur resin

dengan aditif secara

manual

71





Additive drum

pump

Kapasitas =1,44 m3/jam

Psuction = 0 barG


memompakan aditif

ke dalam mastermix

blender

Additive feed

pot

Diameter =

0,65 m

Tinggi = 0,94 m

Tekanan = 44,7 barG menampung aditif

yang akan

diumpankan ke dalam

mastermix blender

Continuous

mixer

Kapasitas = 11,1

ton/jam

Kecepatan rotor = 500

rpm

Daya = 2813 kW

mencampur aditif

Diverter valve Kapasitas = 11,1 m3/jam

Psuction =0,4-4 barG

Pdischarg e =24,5-31,5barG

Daya motor = 300kW

Screen charger multibucket

slide plate

Jumlah screen

pack = 12

Pressure drop:

100 mesh = 469 psi

200 mesh = 811 psi

325 mesh = 1038 psi

Menyaring

berdasarkan ukuran

partikel

Die plate heat channel Jumlah lubang

= 650

Diameter

lubang = 2,3

mm

melelehkan resin dan

membentuk batangan

panjang yang siap

dipotong

Pelleter underwater

pelleter

Jumlah pisau =

16

Daya = 90kW memotong batangan

yang berasal dari die

plate menjadi pellet

Agglomerate

removal

centrifugal

dryer

Udara pengering

= 115 Nm3/jam

Daya drye r = 11 kW

Daya drying fan=5,5kW

menghilangkan air

yang terbawa resin

72





PCW pump

Centrifugal

pump

Kapasitas = 200m3/jam

Psuction = 0,1 barG


Daya = 30 kW

memompakan air

pendingin pelet

(PCW) ke dalam

PCW cooler

PCW cooler penukar panas

jenis shell and

tube

Luas

permukaan

= 69,8 m2

Kapasitas panas = 2 x 106

kkal/jam

Shell :


Tin = 33oC

Tout = 43oC

Tekanan = 3,5 barG Tube :


pelet (PCW)

Tin = 70oC

Tout = 60oC

Tekanan = 2,5 barG

mendinginkan air

pendingin pelet

Pellet screener horizontal

vibrating screen

Daya = 3,7 kW menyaring pelet yang

sesuai dengan ukuran

yang diinginkan

Product rotary

feeder

Kapasitas = 11 ton/jam

Kecepatan putar = 40 rpm

Daya motor = 1,1 kW

mengalirkan produk

menuju silo

penyimpanan

sementara

Transition bin

dan aim grade

bin

Silo conical

vessel

Diameter

=4,3 m

Tinggi = 15

m

Tekanan = 0 barG

Temperatur = ambient

menyimpan produk

sementara (produk

transisi pada

transition bin, produk

yang sesuai dengan

spesifikasi pada aim

grade bin)

73





Utility bin Silo conical

vessel

Diameter = 3 m

Tinggi = 14,2 m

Tekanan = 0 barG


menyimpan produk

yang jauh dari

spesifikasi

Rotary feeder

untuk transition

dan aim grade

bin


Kecepatan putar = 17

rpm

Daya = 2,2 kW

mengalirkan produk

dari silo penyimpanan

menuju product

storage bin

Rotary feeder

untuk utility bin


Kecepatan putar = 40

rpm

Daya = 1,1 kW

mengalirkan produk

dari silo penyimpanan

menuju product

storage bin

Product storage

bin

Silo conical

vessel

Diameter =4,3 m

Tinggi = 15 m

Tekanan = 0 barG


menyimpan produk

sebelum dikemas

Bagging

machine

Kapasitas: = 600

kantong/jam, dimana 1

kantong = 25 kg

Mengemas produk

Flecon Packer Kapasitas = 20

supersack/jam

1 supersack = 600 kg

Mengemas produk

5.2 Sistem Pengendalian Proses

Sistem pengendalian yang digunakan di PT. Tri Polyta Indonesia Tbk. terdiri

dari tiga tingkatan pengendalian, yaitu sistem pengendalian terdistribusi (DCS

:Distributed Control System), sistem pengendalian SCS (Supervisory Control System),

dan PLC (Programmable Logic Control). Pelaksanaan dari sistem pengendalian

tersebut menggunakan perangkat kendali yang beroperasi secara pneumatik dan

elektronik. Variabel-variabel yang dikendalikan antara lain temperatur, tekanan, laju

alir, dan arus cairan.

74



DCS merupakan sistem pengendalian tingkat pertama. Sistem ini berguna untuk

mengamati dan mengendalikan variabel proses serta mengatur bermacam-macam

aktuator dan instrumen yang berhubungan langsung dengan proses seperti valve,

pengukur laju alir, dan penghitung (counting). Dengan DCS, aplikasi besar dapat dibagi

menjadi beberapa subsistem yang lebih kecil. Tiap bagian ini menangani sebagian

aplikasi dan dapat berhubungan satu sama lain. DCS juga bertindak sebagai interpreter

antara instrumen tingkat rendah dengan sistem pengendalian SCS.

SCS merupakan sistem pengendalian tingkat dua. Sistem ini mengkoordinasi

kegiatan DCS meliputi koordinasi kegiatan satu DCS atau lebih. Sistem ini dapat

menyediakan ringkasan operasi seluruh pabrik atau laporan sejarah proses seluruh

pabrik.

Beberapa kemampuan yang dapat dilakukan oleh sistem pengendalian SCS

adalah sebagai berikut :

1. Kalkulasi termodinamik, seperti production rate dengan perhitungan mass

dan heta balance, menghitung dew point, dan menghitung persentase

kondensat.

2. Memprediksi sifat resin dan kontrol, seperti melt flow, xylene soluble, dan

kadar etilen. Hasil prediksi ini kemudian digunakan untuk menghitung

setpoint baru yang dikirim ke DCS. Melt flow dikendalikan dengan

temperatur rasio Al(TEAL)/ SCA, sedangkan kadar etilen dikendalikan

dengan rasio C2

/ C 3 .

3. Menyimpan history data. Kapasitas memory dari SCS jauh lebih besar

daripada DCS sehingga dapat menyimpan jumlah data yang banyak untuk

jangka waktu yang lama.

Jenis komputer yang diguanakan untuk pengendalian SCS adalah MicroVax

3300 untuk train I dan train II serta Microvax 4000 untuk train III.

Untuk mengontrol peralatan-peralatan di lapangan digunakan Programmable

Logic Control (PLC). PLC menerima sinyal input dari peralatan diskrit atau analog

(sensor). Modul input mengidentifikasikan serta mengubah sinyal dalam bentuk

tegangan yang sesuai dan mengirimnya ke CPU. Sinyal input tersebut kemudian diolah

75



dan dikirim ke modul output berdasarkan program yang telah disimpan di CPU. Bentuk

sinyal output diubah juga menjadi tegangan yang sesuai dan digunakan untuk

menjalankan peralatan luar (actuator). Contoh peralatan lapangan yang dikendalikan

oleh PLC adalah Prax air, Genset train III, bagging, dan vent filter.

Perhitungan matematis yang rumit dan kompleks dilakukan dengan Supervisor

Control System (SCS). SCS merupakan sebuah program yang dibuat menggunakan

program FORTRAN, yang mampu melakukan:

1. Kalkulasi laju produksi, dew point gas dan derajat kondensasi gas.

2. Prediksi sifat resin dan mengendalikannya.

Sifat resin ini meliputi melt flow, xylene soluble dan kadar etilena dalam

resin. Prediksi inilah yang digunakan untuk menghitung set point baru yang

dikirim ke DCS. Pengendalian melt flow dilakukan dengan mengendalikan

rasio hidrogen dengan propilena. Xylene soluble dikendalikan dengan

mengendalikan rasio TEAL dengan SCA. Kadar etilena dalam resin

dilakukan dengan mengendalikan rasio Etilena dengan propilena.

3. Menyimpan data untuk jangka panjang.

SCS memiliki kapasitas memori yang lebih besar dari pada DCS sehingga

mampu menyimpan data dengan jangka waktu yang lebih lama.

Susunan pengendalian DCS dan SCS dapat dilihat pada Gambar 5.1.

Gambar 5.1 Hierarki sistem SCS dan DCS

Pengendalian ini meliputi empat tingkatan kebutuhan informasi dan sistem

pengendalian. Model hirarki ini disebut dengan Computer Integrated System (CIS)

76



dicapai dengan pengkoordinasian dan penggunaan secara efektif aliran informasi

melalui seluruh tingkatan. Model hirarki ini dapat dilihat pada Tabel 5.10.

Tabel 5.10 Tingkatan kebutuhan informasi dan sistem pengendalian

Tingkatan Fungsi

1. Regulatory and

Sequential Control

Memonitor, mengendalikan dan mengatur aktuator dan

perangkat yang berhubungan langsung dengan proses.

2. Supervisory Control

System

1. mengkoordinasikan kegiatan antara satu atau lebih DCS

tingkat 1.

2. menyediakan plantwide summary dan plantwide process

overview.

3. Sistem informasi

yang dibutuhkan oleh

Local Plant

Management

Mengatur operasi tiap hari seperti penjadwalan produk,

pemantauan operasi laboratorium jaminan kualitas,

akumulasi data produksi-biaya, dan tracking shipment.

4. Management

Information System

Mengkoordinasi informasi keuangan, penjualan dan

pengembangan produk di tingkat perusahaan.

Sistem DCS memakai perangkat Honeywell TDC 3000. TDC 3000 ini

merupakan evolusi dari tiga jenis sistem komunikasi jaringan yang berbeda. Jenis

jaringan ini adalah data high way, local control network (LCN), dan universal Control

Network (UCN). Elemen penyusun TDC 3000 dapat dilihat pada Tabel 5.11 dan Peran

setiap jenis jaringan sistem komunikasi dapat dilihat pada Tabel 5.12

Tabel 5.11 Elemen-elemen penyusun TDC 3000

Elemen Fungsi

Process Connected Devices Mengakuisisi data dan kendali proses dasar.

Processing Module Advance Control, History Collection, Computing.

Gateway dan Interface Module Menghubungkan jaringan komunikasi proses dan

komputer ke dalam sistem jaringan komunikasi

utama.

77



Tabel 5.12 Sistem komunikasi jaringan dalam TDC 3000

Sistem Definisi Fungsi

Data

Highway

Jaringan komunikasi yang

menghubungkan PCD-PCD

yang tersebar

Sebagai saluran komunikasi bagi

peralatan akuisisi data dengan peralatan

kendali dari proses yang sedang

berlangsung

Local

Control

Network

LAN yang menghubungkan

Universal Studio dengan

modul-modul lainnya

Menghubungkan rangkaian modul-modul

untuk menyediakan tingkat pengendalian

yang lebih tinggi, penyimpanan data

dengan kapasitas besar, dan analisis yang

lebih rumit

Universal

Control

Netwrok

LAN yang menghubungkan

Proceess Manager (peralatan

kendali dan akuisisi data,

melakukan fungsi pengaturan

dan logik)

Sebagai saluran komunikasi bagi

peralatan akuisisi data dengan peralatan

kendali dari proses yang sedang

berlangsung

Pengendalian terhadap variabel proses dilakukan dengan dua cara yaitu dengan

sistem pengendalian pneumatik dan elektronik. variabel-variabel yang dikendalikan ini

berupa tekanan, temperatur dan laju alir. Pengendalian variabel lainnya dilakukan pada

bagian-bagian proses. Alat ukur variabel utama ini dapat dilihat pada Tabel 5.13

Tabel 5.13 Alat ukur variabel utama

Variabel Alat Ukur

Temperatur Termokopel

Tekanan Pressure Gauge

Laju alir Orrificemeter, Venturymeter, Vortex

Coriolismeter, Rotating Vanemeter

Aras Float Level Device

5.3 Pengendalian Proses yang dijelaskan lebih lanjut

Variabel yang dikendalikan dalam reaktor adalah temperatur reaktor, tekanan

degassing column, laju alir masuk dan keluar (kolom distilasi, aliran cycle gas, pompa

dan gas inert) dan ketinggian (tangki penampungan, reaktor, vent recovery dan resin

degassing).

78



5.3.1 Pengendalian Temperatur Reaktor

Reaksi polimerisasi polipropilena merupakan reaksi yang bersifat eksoterm.

Energi yang dihasilkan selama reaksi berkisar antara 86-104 kJ/mol resin yang

dihasilkan. panas reaksi yang dihasilkan ini bergantung pada jenis propilena yang

diproduksi. Panas yang dihasilkan ini dapat menyebabkan meningkatnya temperatur

unggun. Temperatur ini perlu dijaga agar tidak terlalu tinggi. Jika temperatur reaktor

melebihi temperatur pelelehan polipropilena, maka resin dalam unggun dapat saling

melekat dan dapat membentuk lembaran yang dapat menyebabkan keseluruhan unggun

polipropilena menjadi sebuah gumpalan padat (chunk). Chunk ini dapat terjadi pada

temperatur 80oC.

Panas yang dihasilkan reaksi dipindahkan ke gas sirkulasi dalam unggun

fluidisasi. Gas ini meninggalkan reaktor pada temperatur rata-rata unggun. Temperatur

unggun rata-rata ini dikendalikan pada nilai di antara 60-80oC. Hasil pengukuran

menunjukkan bahwa temperatur rata-rata unggun seragam dengan deviasi sekitar 1 atau

2 oC dari teinggian 0,3048 m (1 ft) di atas distribution plate.

Temperatur diukur dengan menggunakan termokopel yang tersebar dalam

unggun. Temperatur unggun ini dikendalikan dengan mendinginkan gas yang keluar

dari reaktor dalam sebuah pendingin air yang terletak di luar reaktor. Pengendalian ini

dilaksanakan dengan sebuah sistem pump back yang mampu mensirkulasikan air

seluruhnya dengan sebuah control valve pada air pendingin pada air pendingin keluar

cooler. Selama proses start-up dan periode generasi panas rendah lainnya, cycle gas

dipanaskan dengan menggunakan panas kompresi dan penambahan kukus secara

langsung.

Temperatur di dalam reaktor dikendalikan antara 65-67oC. Temperatur operasi

ditentukan berdasarkan kebutuhan operasi dalam reaktor dan biasanya jauh di bawah

temperatur pelelehan resin yang diproduksi di dalam reaktor untuk memungkinkan

dilakukannya penghentian reaksi akibat kegagalan sistem kompresi atau proses

pendinginan.

Pengendalian temperatur di dalam reaktor dikendalikan dengan cycle gas cooler.

Laju alir air pendingin cycle gas cooler bergantung dari temperatur reaktor. Jika

temperatur reaktor meningkat maka valve pada bagian cooling water return ditutup dan

79



dipompakan kembali ke dalam cycle gas cooler. Jika temperatur reaktor turun, maka

valve tersebut akan membuka dan air pendingin tersebut dialirkan keluar. Diagram alir

pengendalian temperatur reaktor ini dapat dilihat pada Gambar 5.2

Gambar 5.2 Pengendalian temperatur dalam reaktor

5.3.2 Pengendalian Tekanan Propylene Degassing Column

Degassing column dalam pemurnian propilena digunakan untuk memisahkan

O2, CO dan CO2. Proses ini terlaksana dengan mengontakkan fasa uap dan fasa cair

dalam beberapa tahap. Propilena cair yang mengandung pengotor dimasukkan pada

bagian tengah kolom.

Pada bagian bawah kolom terdapat sebuah reboiler tipe kettle dengan media

pemanas berupa kukus. Reboiler ini digunakan untuk menguapkan sebagian cairan yang

ada pada bagian bawah kolom. Uap yang terbentuk dari reboiler bergerak ke atas dan

cairan yang tidak teruapkan dikeluarkan dari bagian bawah kolom sebagai propilena

yang telah dimurnikan.

Uap yang mencapai bagian atas kolom didinginkan dan dikondensasi menjadi

cairan dalam overhead condenser. Cairan ini bergerak ke bagian bawah kolom. Bagian

yang tidak terkondensasikan meninggalkan bagian atas kolom dan menuju menara

pembakaran.

CWS

CWR

Cycle gas

compressor

Cycle

gas

cooler

TIC

80



Kemudahan pemisahan senyawa kimia dalam kolom distilasi bergantung pada

volatilitas relatif dari berbagai senyawa yang terdapat di dalamnya. Volatilitas relatif ini

dipengaruhi oleh tekanan dan temperatur. Tekanan di dalam degassing column dijaga

agar tetap konstan. Tekanan di dalam kolom diatur dengan kontroler tekanan. Kontroler

ini mengendalikan laju alir kukus pada reboiler.

Ketika tekanan di dalam reaktor turun, kontroler meningkatkan laju alir kukus

masuk ke dalam reboiler. Peningkatan laju alir kukus ini mengakibatkan semakin

banyak propilena yang menguap sehingga tekanan di dalam kolom meningkat. Ketika

tekanan dalam kolom meningkat, laju alir kukus ini akan diturunkan sehingga

mengurangi laju pembentukan uap sehingga tekanan dalam kolom dapat diturunkan.

Diagram alir pengendalian tekanan dalam propylene degassing column dapat dilihat

pada Gambar 5.3.

Gambar 5.3 Pengendalian tekanan pada Propylene Degassing Column

5.3.3 Pengendalian Laju Alir

Alat ukur yang digunakan untuk mengendalikan laju aliran adalah orificemeter

dan venturimeter. Data yang diukur oleh alat dikonversi oleh transducer dan

disampaikan oleh transmitter ke DCS berupa sinyal elektronik. Pengukuran laju alir

terutama dilakukan di aliran masuk-keluar kolom distilasi, aliran cycle gas, pompa, dan

gas inert.

propilena

Degassing

column

Light gas

to flare

Propilena

Mediu

m Steam

kondensat

PI

C

81



5.3.4 Pengendalian Level (Ketinggian)

Pengendalian ini dilakukan di tangki penampungan, reaktor, vent recovery, dan

resin degassing dengan menggunakan alat yang disebut dengan float level device.

5.3.5 Pengendalian Kualitas

Pengendalian kualitas produk dilakukan oleh Unit Production Quality and

Environmental Department. Departemen ini bekerja dalam suatu laboratorium. Layanan

yang diberikan oleh departemen ini adalah :

1. Pengujian bahan baku.

2. Pengujian kualitas air dan air buangan.

3. Pengujian kualitas produk polipropilen.

4. Pengembangan produk.

5. Pelayanan konsumen.

Bahan baku yang diterima secara import dan dari PT Chandra Asri juga diuji

kualitasnya sebelum digunakan. Parameter yang diukur adalah,

1. Kandungan propilen

2. Kadar air

3. Kadar gas-gas (seperti propana, karbon dioksida, dan senyawa olefin lain).

Pengukuran ini dilakukan dengan menggunakan kromatografi gas, moisture

analyzer dan oxygen analyzer.

Air yang diterima PT. Tri Polyta Indonesia Tbk. diuji kualitasnya sebelum

masuk ke unit pengolahan air. Parameter yang diuji meliputi warna, tingkat kekeruhan,

alkalinitas, kesadahan, kandungan klorin, sulfat, dan silika. Air terdemineralisasi yang

dihasilkan unit demineralisasi juga diuji oleh departemen ini. Parameter yang diuji

adalah pH, konduktivitas, dan kandungan silika (SiO2). Pada air umpan boiler

diperlukan pengukuran kadar :

1. Hydrazine

2. Amonia

3. Ion Fosfat

82



Produk yang dihasilkan pabrik diharapkan mampu memenuhi kualitas yang

diinginkan konsumen. Oleh karena itu diperlukan pengujian sifat-sifat produk antara

lain :

1. Melt Flow ( viskositas )

Mengukur berat polimer yang melewati die plate dengan diameter dan panjang

tertentu selama 10 menit pada temperatur dan tekanan konstan. Melt flow dapat

dikorelasikan dengan berat dan panjang rantai polimer. Pengukuran melt flow

dilakukan terhadap sampel resin keluaran reaktor, pellet, dari extruder dan pellet

dari bagian pengemasan.

2. Xylene soluble

Untuk mengetahui kadar ataktik dalam polimer. Cara pengukuran adalah dengan

melarutkan sejumlah resin ke dalam larutan xylene, komponen isotaktik akan

mengendap, komponen ataktik akan larut. Prinsip pengukuran dengan cara

gravimetri atau dengan menggunakan peralatan spektrofotometer resonansi inti

magnet.

3. Yellowness index

Untuk mengetahui warna polimer. Karena polimer yang baik adalah putih.

Perubahan warna polimer terjadi karena produktivitas yang kurang baik dan

adanya oksidasi terhadap polimer. Pengujian yellowness index dilakukan

terhadap sampel dari reaktor, extruder dan pengemasan. Alat yang digunakan

adalah Colorimeter gardner.

4. Kandungan residu katalis yang menandakan produktivitas katalis. Semakin

banyak kandungan residu katalis, produktivitas katalis semakin rendah.

Pengujian ini dilakukan pada sampel dari reaktor, extruder, dan pengemasan.

5. Distribusi ukuran partikel atau ukuran partikel rata-rata. Pengujian ini dilakukan

untuk sampel dari extruder.

6. Fines and Oursize, dilakukan untuk memonitor jalannya pelleting dan keperluan

spesifikasi produk. Alat yang digunakan adalah satu seri ayakan.

7. Kandungan SCA, dilakukan dengan menggunakan UVSpectrofotomer.

83



8. Kandungan etilen, fraksi kopolimer dan kadar kopolimer total dilakukan dengan

menggunakan FTIR Spectrometer.

9. Gel Count, khusus untuk aplikasi film.

10. Spec on/ in. Spec on adalah kotoran yang menempel pada polipropilen yang

dapat hilang dengan ditiup atau digosok. Spec in adalah yang tidak dapat hilang

dengan digosok atau ditiup.

11. Tail and married. Tail adalah bentuk pelet polipropilen yang tidak sesuai standar

(memiliki ekor) yang mungkin disebabkan oleh ketidaktajaman pisau memotong

maupun sebab-sebab yang lain. Married merupakan istilah untuk pellet yang

saling melekat satu sama lain yang mungkin disebabkan oleh suhu yang tidak

sesuai dengan temperatur proses.

BAB v Sistem Pemrosesan Dan Pengendalian Proses-PT Tripolyta

Documents

Transcript of BAB v Sistem Pemrosesan Dan Pengendalian Proses-PT Tripolyta