BAB II

URAIAN PROSES

Unit produksi pada PT Pupuk Iskandar Muda yang mengolah bahan baku

menjadi pupuk urea dibagi menjadi tiga unit yaitu unit Utility, unit Ammonia, dan

unit Urea.

2.1 Utility-1

Unit Utility merupakan sarana penunjang yang menyediakan kebutuhan

operasional pabrik, khususnya yang berkaitan dengan penyediaan bahan baku dan

bahan pembantu lainnya.

Unit Utility pabrik PIM-2 tidak berbeda jauh dari Utility PIM-1.

Perbedaannya terletak pada kapasitas produksinya. Utility PIM-1 memproduksi

polish water, filter water, dan potable water. Kapasitasnya dapat mencukupi

pabrik Ammonia, urea PIM-1, dan kompleks perumahan. Sedangkan Utility PIM-2

hanya memproduksi polish water untuk kebutuhan pabrik Ammonia dan urea

PIM-2. Unit Utility sendiri terdiri dari beberapa bagian antara lain:

1. Stasiun pengisian gas alam (Gas metering station)

2. Unit pengolahan air (Water treatment)

3. Unit penyediaan air bebas mineral (Demin plant water)

4. Sistem pendinginan air (Cooling water system)

5. Unit penyediaan udara pabrik dan udara Instrumen (Plant and instrument

air)

6. Sistem pembangkit tenaga listrik (Electric power generation system)

7. Sistem pembangkit steam (Steam generation system)

14

15

Keterkaitan antara unit utilitas dengan unit Ammonia dan urea

ditampilkan pada gambar berikut:

Gambar 2.1 Keterkaitan unit utilitas dengan pabrik Ammonia dan urea

2.1.1 Unit Water Intake

Sumber air untuk pabrik, perkantoran dan perumahan PT Pupuk Iskandar

Muda diambil dari sungai Peusangan (Kabupaten Bireuen) yang jaraknya sekitar

25 km dari lokasi pabrik. Luas daerah aliran sungai Peusangan adalah 2.260 km2

dan sebagian besar terletak di kabupaten Aceh Tengah. Air ini dipompa dengan

laju air normalnya sekitar 700-800 ton/jam pada tekanan minimum 2 kg/cm2.G.

Pada unit ini terdapat tiga unit pompa, dimana setiap pompa memiliki kapasitas

1.250 ton/jam.

Pada fasilitas Water Intake terdapat 3 unit pompa, dimana setipa pompa

memiliki kapasitas 1.250 ton/jam dan dilengkapi dengan:

a. Water Intake Channel, merupakan suatu kolam yang disekat sehingga

berbentuk saluran (channel) serta dilengkapi dengan bar screen yang

berfungsi untuk menyaring benda-benda kasar terapung yang mungkin

ada di tempat penyadapan terutama di bagian bangunan sadap sungai,

agar tidak mengganggu proses pengolahan air berikutnya.

b. Intake Pond, merupakan suatu kolam dengan ukuran 27,9 x 7,6 m2 yang

berfungsi untuk menampung air yang telah disadap dari sumber dan

16

digunakan sebagai bahan baku. Air tersebut dialirkan ke Settling Basin

(bak pengendapan) dengan menggunakan pompa.

c. Settling Basin, berfungsi untuk mengendapkan partikel-partikel kasar

secara gravitasi dan mengatur aliran yang akan ditransmisikan, basin

dibagi menjadi lima saluran dan secara bergantian sebuah saluran

dibersihkan dan diambil lumpurnya.

Air yang berasal dari Unit Water Intake ini kemudian dialirkan ke instalasi

pengolahan air di PT. Pupuk Iskandar Muda.

2.1.2 Unit Pengolahan Air (Water Treatment Plant)

Kebutuhan air di pabrik diperlukan untuk bahan baku dan bahan pembantu

proses yaitu dalam bentuk filter water dan demin water (polish water). Disamping

itu diproduksi pula potable water sebagai air minum. Pengolahan air baku

menjadi air seperti tersebut diatas dapat dijelaskan menggunakan bagan proses

berikut ini:

WATER INTAKE

SAND FILTER

FILTERWATER

CLARIFIER

CATIONTOWER

DEGASIFIER

RECYCLEWATER TANK

MIXBEDPOLISHER

DEAERATORPOLISHWATER TANK

WASTEHEAT BOILER

PACKAGE BOILER

ACTIVEDCARBON FILTER

ANIONTOWER

POTABLEWATER

WATER INTAKE

SAND FILTER

FILTERWATER

CLARIFIER

CATIONTOWER

DEGASIFIER

RECYCLEWATER TANK

MIXBEDPOLISHER

DEAERATORPOLISHWATER TANK

WASTEHEAT BOILER

PACKAGE BOILER

ACTIVEDCARBON FILTER

ANIONTOWER

POTABLEWATER

WATER INTAKE

SAND FILTER

FILTERWATER

CLARIFIER

CATIONTOWER

DEGASIFIER

RECYCLEWATER TANK

MIXBEDPOLISHER

DEAERATORPOLISHWATER TANK

WASTEHEAT BOILER

PACKAGE BOILER

ACTIVEDCARBON FILTER

ANIONTOWER

POTABLEWATER

Ga

mbar 2.2 Blok Diagram Utility-1

17

2.1.2.1 Clarifier

Clarifier (53-FD-1001) berfungsi sebagai tempat pengolahan air tahap

pertama yaitu proses penjernihan air untuk menghilangkan zat padat dalam bentuk

suspensi dengan jalan koagulasi, flokulasi dan pengendapan. Clarifier mempunyai

kapasitas 1330 ton/jam sedangkan kebutuhan air baku masuk clarifier adalah 600-

800 ton/jam (normal). Pada bagian masuk clarifier diinjeksikan bahan-bahan

kimia yaitu alum sulfat, chlorine, caustic soda, sedangkan coagulant aid

ditambahkan belakangan ke dalam clarifier karena jika dimasukkan secara

bersamaan dapat menggumpalkan bahan kimia yang diinjeksikan sebelumnya.

Adapun fungsi dari bahan-bahan kimia tersebut adalah:

a. Alum Sulfat (Al2(SO4)3)

Berfungsi untuk membentuk gumpalan dari partikel yang tersuspensi

dalam air. Bila alum dikontakkan dengan air maka akan terjadi hidrolisa yang

menghasilkan alumunium hidroksida (Al2(SO4)3) dan asam sulfat. Reaksi yang

terjadi adalah:

Al2(SO4)3 . 18 H2O + 6 H2O 2 Al(OH)3 + 3H2SO4 + 18 H2O

Gumpalan Al(OH)3 yang berupa koloid akan mengendap bersama kotoran

lain yang terikut ke dalam air dan H2SO4 akan mengakibatkan air bersifat asam.

Penambahan alum tergantung pada kekeruhan (turbidity) dan laju alir air umpan

baku. Musim hujan kekeruhan air lebih tinggi dibandingkan musim kemarau.

b. Caustik Soda (NaOH)

Berfungsi untuk menetralkan asam akibat reaksi pada proses sebelumnya,

Konsentrasi caustik soda yang ditambahkan bergantung pada keasaman larutan.

pH diharapkan antara 6-8. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut :

H2SO4 + 2 NaOH Na2SO4 + 2 H2O

c. Clorine (Cl2)

Tujuan penambahan clorine adalah untuk mematikan mikroorganisme

dalam air, disamping itu juga untuk mencegah tumbuhnya lumut pada dinding

clarifier yang dapat mengganggu proses selanjutnya.

18

d. Coagulant Aid (Polymer)

Berfungsi untuk mempercepat proses pengendapan, karena penambahan

bahan ini akan mengikat partikel-partikel yang menggumpal sebelumnya menjadi

gumpalan yang lebih besar (flok) sehingga lebih mudah dan cepat mengendap.

Clarifier dilengkapi dengan agitator dan rake (sikat) keduanya bekerja

secara kontinyu. Pengaduk berfungsi untuk mempercepat terjadinya gumpalan

lumpur dan bekerja dengan kecepatan 1,05 – 4,2 rpm. Sedangkan rake berfungsi

mencegah agar gumpalan lumpur tidak menumpuk di dasar clarifier. Rake bekerja

dengan kecepatan 0,033 rpm. Kotoran-kotoran yang mengendap bersama lumpur

dikeluarkan dari bawah clarifier sebagai buangan, sedangkan over flow akan

diolah lebih lanjut.

2.1.2.2 Saringan Pasir (Gravity Sand Filter)

Overflow dari clarifier dialirkan ke Gravity Sand Filter (53-FD-1002)

secara gravitasi. Gravity Sand Filter (53-FD-1002) terdiri atas 6 (enam) unit yaitu

lima beroperasi dan satu unit stand by. Pasir merupakan media penyaring pada

unit ini yang disusun berdasarkan pada ukurannya. Pasir ukuran yang besar pada

bagian atas, selanjutnya yang lebih kecil pada bagian bawah. Saringan pasir

bekerja secara berulang-ulang, jika kemampuan penyerapan sudah berkurang

(jenuh), dilakukan pencucian (back wash) dan selama back wash proses dialihkan

pada unit stan by, proses ini dilakukan terus menerus secara berkala.

2.1.2.3 Filter Water Reservoir

Air dari Gravity sand filter (53-FD-1002) ditampung di dalam Filter

Water Reservoir (53-FB-1006) dengan kapasitas 215 m3, menggunakan Pompa

GA 1001 ABC didistribusikan kedalam tiga tangki yaitu:

a. Potable Water Tank (53-FB-1002)

Di sini ditambahkan clorine dengan tujuan untuk mematikan mikroorganisme

yang ada dalam air, sehingga memenuhi persyaratan air minum. Kemudian

air ini didistribusikan ke perumahan, kantor, kapal dan emergency shower.

b. Filter Water Tank (53-FB-1001)

19

Digunakan sebagai air pemadam, penambah air pendingin dan pembersihan.

c. Recycle Water Tank (53-FB-1008)

Digunakan sebagai air umpan demin. Air ini diproses lebih lanjut untuk

menghasilkan air yang bebas mineral sebagai umpan Boiler.

Karakteristik air dari proses diatas diharapkan sesuai dengan design seperti pada

table dibawah ini

Table 2.1 Karakteristik Air Filter

Spesifikasi Kuantitas SatuanTekanan umpan 7,7 Kg/cm2 GTemperatur umpan 29 0CAlalinitas 15 pm sebagai CaO3

Klorida 60 ppm sebagai CaO3

Sulfat 41 ppm sebagai CaO3

Total anion 62 ppm sebagai CaO3

Kalsium 9 ppm sebagai CaO3

Magnesium 4 ppm sebagai CaO3

Na + K 49 ppm sebagai CaO3

Total kation 62 ppm sebagai CaO3

Klorin 0,5 ppm sebagai ClSilika 36 ppm sebagai SiO2

pH 6,5-7Konduktivitas 100 MM ohm/cmBesi 0,1 ppm sebagai FeBahan organik 5 ppm wtTurbiditas 3 ppm (max)Warna 20 Ppm sebagai hazen unit

Sumber: Toyo Engineering Coorporation, 1980

2.1.2.4 Saringan Karbon Aktif (Activated Carbon Filter)

Air dari Recycle Water Tank (53-FB-1008) dialirkan ke dalam Activated

Carbon Filter (53-FD-1003) untuk menyerap CO2 terlarut dalam air dan zat-zat

organik yang ada dalam filter water, serta residu klorin dari air sebelum masuk ke

sistem Deionisasi (Demineralizer).

20

2.1.2.5 Demineralizer

Unit ini berfungsi untuk membebaskan air dari unsur-unsur silika, sulfat,

chloride (klorida) dan karbonat dengan menggunakan resin. Unit ini terdiri dari :

a. Cation Tower (53-DA-1001)

Proses ini bertujuan untuk menghilangkan unsur-unsur logam yang berupa

ion-ion positif yang terdapat dalam air dengan menggunakan resin kation R-SO3H

(tipe Dowex Upcore Mono A-500). Proses ini dilakukan dengan melewatkan air

melalui bagian bawah, dimana akan terjadi pengikatan logam-logam tersebut oleh

resin. Resin R-SO3H ini bersifat asam kuat, karena itu disebut asam kuat cation

exchanger resin.

Reaksi yang terjadi adalah:

CaCl + 2R – SO3H (R – SO3)2Ca + 2 HCl

MgCl + 2R – SO3H (R – SO3)2Mg + 2 HCl

NaCl + 2R – SO3H (R – SO3)2Na + 2 HCl

CaSO4+ 2R – SO3H (R – SO3)2Ca + 2 H2SO4

MgSO4+ 2R – SO3H (R – SO3)4Mg + 2 H2SO4

NaSO4+ 2R – SO3H (R – SO3)4Na + 2 H2SO4

Na2SiO4+ 2R – SO3H (R – SO3)4Na + 2 H2SiO4

CaCO3+ 2R – SO3H (R – SO3)4Ca + 2 H2CO3

Dan untuk memperoleh resin yang aktif kembali dilakukan Regenerasi

dengan menambahkan H2SO4 pada resin tersebut, sedangkan back wash pada resin

dilakukan 1 bulan sekali dan Back Wash for Cation Resin Tank (FA-1017).

b. Degasifier (53-DA-1002)

Degasifier berfungsi untuk menghilangkan gas CO2 yang terbentuk dari

asam karbonat pada proses sebelumnya, dengan reaksi sebagai berikut:

H2CO3 H2O + CO2

Proses Degasifier ini berlangsung pada tekanan vakum 740 mmHg dengan

menggunakan steam ejektor, tangki ini terdapat netting ring sebagai media untuk

memperluas bidang kontak antara air yang masuk dengan steam bertekanan

21

rendah yang diinjeksikan. Sedangkan keluaran steam ejektor dikondensasikan

dengan injeksi air dari bagian atas dan selanjutnya ditampung dalam seal pot

sebagai umpan Recovery Tank.

c. Anion Tower (53 -DA-1003)

Air dari degasfier dipompakan kedalam anion tower (53 -DA-1003)

melalui bagian bawah yang bertujuan untuk mendapatkan kualitas air bebas asam

dengan menggunakan resin anion R = NOH. Anion Tower berfungsi untuk

menyerap atau mengikat ion-ion negatif yang terdapat dalam air yang keluar dari

Degasifier. Resin pada anion tower adalah R = NOH (tipe dowex upcore mono

C-600).

Reaksi yang terjadi adalah:

H2SO4 + 2 R = N – OH (R = N)2SO4 + 2 H2O

HCl + R = N – OH R = N – Cl + H2O

H2SiO3 + 2 R = N – OH (R = N)2SiO3 + 2 H2O

H2CO3 + R = N – OH R = N – CO3 + H2O

HNO3 + R = N – OH R = N – NO3 + H2O

Reaksi ini menghasilkan H2O, oleh karena itu air demin selalu bersifat

netral. Air keluar tangki ini memiliki pH 7,5 sampai 8,5. Konduktifitas kurang

dari 3µΩ. Untuk mendapatkan resin yang aktif kembali harus dilakukan

regenerasi dengan menambahkan NaOH pada resin anion tersebut.

d. Mix Bed Polisher (53-DA-1004)

Berfungsi untuk menyerap sisa-sisa ion yang lolos dari proses sebelumnya,

sehingga diharapkan air yang keluar dari Mix Bed Polisher telah bersih dari anion

dan kation. Pada Mix Bed Polisher terdapat resin kation dan resin anion untuk

menghilangkan sisa kation dan anion, terutama natrium dan sisa asam sebagai

senyawa silika, dengan reaksi sebagai berikut:

Reaksi Kation:

Na2SiO3 + 2 R – SO3H 2 RSO3Na + H2SiO3

Reaksi Anion:

H2SiO3 + 2 R = N – OH 2 RSO3Na + H2SiO3

22

Untuk mendapatkan resin yang aktif kembali, dilakukan regenerasi dengan

menggunakan H2SO4 dan NaOH.

Reaksi:

R – SO3Na + H2SO4 R – SO3H + Na2SO4

R ≡ N – SiO3 + NaOH R ≡ N – OH + Na2SiO3

Air yang telah bebas mineral tersebut dimasukkan ke Polish Water Tank

(53-FB-1004) dan digunakan untuk air umpan boiler. Karakteristik Air demin

yang diharapkan sesuai dengan desain adalah.

Table 2.2 Karakteristik Air DeminSpesifikasi Kuantitas Satuan

Keluaran penukar kation 0,5 ppm TDS (max)

Keluaran penukar anion 0,1 ppm TDS (max)

Silika 0,05 Ppm silika (max)

Sumber: Laboratorium Utility PT.PIM,2008.

Gambar 2.3 Demineralized Water Unit Utilitas-1

2.1.3 Unit Pembangkit Steam

Steam sangat diperlukan untuk operasi pabrik. Kegunaan steam

diantaranya adalah:

a. Penggerak turbin-turbin pada pompa atau kompresor

b. Sumber panas proses

c. Media pelucut

d. Pembantu system pemvakuman

23

Pembangkit steam (kukus) pada unit utilitas ini terdiri dari Package Boiler

(53-BF-4001) dengan sumber panas dari pembakaran fuel gas dan Waste Heat

Boiler (53-BF-4002) dengan pemanfaatan panas buangan General Main Electric.

Air dari Polish Water Tank (53-FB-1004) dimasukkan kedalam Deaerator (53-

EG-4001) untuk menghilangkan CO dan O2 terlarut dengan menginjeksikan

hydrazine (N2H4) untuk mencegah korosi. Reaksinya adalah sebagai berikut:

N2H4 + O2 2 H2O + N2

Pada outlet Deaerator juga diinjeksikan Ammonia yang berfungsi untuk

menaikkan pH dari boiler feed water. Prinsip kerja dan komponen penyusun

Package boiler dan WHB pada dasarnya sama, hanya berbeda pada sumber panas

yang diperoleh.

Pembangkit steam didesain oleh MACCHI, yang dilakukan dengan

membakar bahan bakar gas didalam ruang pembakaran sehingga menghasilkan

panas untuk water tube. Keistimewaan dari water tube boiler adalah waktu yang

singkat dibutuhkan untuk menaikkan tekanan uap, fleksibel terhadap perubahan

beban dan fleksibel pada operasi beban tinggi dari pembangkit uap. Sistem

operasinya adalah air yang dari Deaerator masuk ke Economizer lalu dialirkan ke

Steam Drum, dalam Steam drum diinjeksikan Na3PO4 untuk mengikat komponen

hardness serta untuk menaikkan pH air boiler. Sirkulasi antara Steam Drum dan

coil-coil pemanas berlangsung secara alami karena perbedaan berat jenis air

dalam pipa.

Steam Drum juga dilengkapi Cyclone Separator yang berguna untuk

memberikan pemisahan tingkat pertama dari uap dan air dengan pemisahan

tambahan screen sebelum uap meninggalkan Steam Drum. Steam yang dihasilkan

oleh unit utilitas diantaranya:

a. Steam bertekanan sedang, dengan tekanan 44 kg/cm2 G dan temperatur

390 ± 5 oC, diproduksi dari Waste Heat Boiler (WHB) dan Packed Boiler

(PB) untuk melayani pabrik urea, offsite dan untuk start-up pabrik

Ammonia. Package Boiler pada PIM-2 mampu menyediakan superheated

24

steam pada temperatur 390 ± 5 oC dan tekanan 44 kg/cm2G dengan

kapasitas sebesar 120 ton/jam.

b. Steam tekanan rendah, dengan tekanan 3,5 kg/cm2G dan temperatur 220 oC, dihasilkan dari blow down flash drum, letdown valve, dan keluaran

turbin di unit utilitas yang digunakan untuk Deaerator, Instrument Air

Dryer, unit Stripper Ammonia dan peralatan lainnya yang memerlukan

panas.

c. Steam jenuh bertekanan rendah, dengan tekanan 3,5 kg/cm2G dihasilkan

dari Desuperheater yang digunakan untuk Ammonia heater dan water

heater.

2.1.4 Unit Pembangkit Listrik

Untuk memenuhi kebutuhan listrik, pabrik PT Pupuk Iskandar Muda

mensuplai listrik dan beberapa generator sebagai sumber tenaga pembangkit

listrik yang dapat diklasifikasikan sebagai berikut:

a. Main Generator-2 (63-EG-7001)

Generator ini merupakan generator utama sumber tenaga listrik di unit

utilitas-2 yang digerakkan dengan turbin berbahan bakar gas alam, fungsinya

adalah untuk menyalurkan listrik ke seluruh pabrik dan perumahan.

Daya : 20MW

Tegangan : 13,8 K

b. Main Generator-1 (53-GI-7001)

Generator ini merupakan generator utama sumber tenaga listrik di utilitas-1

yang digerakkan dengan turbin berbahan bakar gas alam, fungsinya sama

dengan main generator-2 dan hanya salah satu main generator saja yang

beroperasi.

Daya : 15 MW

Tegangan : 13,8 KV

25

c. Standby Generator (53-GI-7002)

Generator ini hanya dioperasikan apabila terjadi gangguan pada main

generator. Sebagai bahan bakarnya dapat menggunakan solar atau gas alam.

Daya : 1,5 MW

Tegangan : 2,4 KV

d. Emergency Generator (53-GH-7001)

Merupakan generator cadangan, yang dipakai dalam keadaan mendadak

apabila terjadinya gangguan pada main generator dan pada saat peralihan ke

standby generator.

Daya : 350 Kw

Tegangan : 480 V

e. Uninterrupted Power Supply (UPS)

UPS merupakan unit yang bekerja pada saat keadaan gawat. UPS berfungsi

untuk mencegah arus listrik tidak terputus bila ada gangguan terhadap power

supply pada line normal. Pada normal operasi, UPS mengambil power dari

suatu line power normal breaker. Jika terjadi perbaikan, UPS dapat

diposisikan sebagai by pass. UPS hanya mampu menyuplai listrik ke sistem

selama 90 menit tanpa bantuan dari breaker normal. Peralatannya yaitu

baterai basah berfungsi untuk menyuplai listrik ke sistem selama GTG

mengalami gangguan, Rectifier yang berfungsi untuk mengubah arus AC ke

arus DC, serta Inverter yang dapat mengubah arus DC menjadi AC.

Daya : 350 Kw

Tegangan : 480 V

2.1.5 Unit Udara Instrumen dan Udara Pabrik

Kompresi udara pada saat start up pabrik dan emergency menggunakan

Compressor (53-GB-5001) sedangkan pada saat beroperasi digunakan

Compressor Ammonia (51-101-J) dengan tekanan 35 kg/cm2G. Udara melewati

dryer untuk menghilangkan kandungan H2O dengan menggunakan silika alumina

gel (silica gel).

26

Fungsi dari udara instrument adalah menggerakkan pneumatic control

valve, pembersihan di boiler dan pembilasan (flushing) di turbin. Fungsi dari

udara pabrik, antara lain ialah flushing jaringan pipa, mixing tangki kimia

pengantongan urea dan pembakaran di burning pit. Kareakteristik udara yang

diharapkan sesuai dengan desain seperti pada Tabel 2.3.

Tabel 2.3 Karakteristik Udara Pabrik

Komponen Kuantitas (% mol)

Nitrogen (N2) 78,084

Oksigen (O2) 20,947

Sumber: Toyo Engineering Coorporation, 1980

2.1.6 Unit Pemisahan Udara

Unit pemisahan udara (N2 dan O2) ini bekerja berdasarkan titik cairnya.

Udara yang dimampatkan setelah melalui filter udara dengan kompresor

bertekanan 41 kg/cm2 untuk memisahkan moisture (kandungan air) dari udara,

pendinginan dilanjutkan dalam Precooler Unit sampai suhu 5 oC. Udara yang

telah mengembun dikeluarkan lewat Drain Separator dan dialirkan ke MS

Adsorben untuk menyerap CO2 dan H2O, kemudian udara ini dialirkan ke dalam

Cool Box. Pada Cool Box N2 dan O2 dipisahkan dengan empat macam mode

pilihan yaitu:

- Mode I adalah produksi N2 gas, maksimal 300 Nm3/hr

- Mode II adalah produksi N2 cair, maksimal 50 Nm3/hr

- Mode III adalah produksi O2 gas, maksimal 75 Nm3/hr

- Mode II plus adalah produksi N2 gas dan cair

Masing- masing mode tersebut dijalankan sesuai dengan kebutuhan.

2.1.7 Unit Pengukur Gas

Berfungsi untuk memisahkan fraksi berat (hidrokarbon berat dan air) dan

fraksi ringan (hidrokarbon ringan) dalam gas alam pada Knock Out Drum. Fraksi

berat tersebut tidak digunakan sehingga dibuang ke burning pit untuk dibakar.

Fraksi ringan digunakan sebagai gas proses di unit Ammonia dan sebagai gas

27

pembakar di unit utilitas dan Ammonia. Indikasi pengukur laju alir gas alam

terdapat di lapangan dan diruang kontrol yang mengukur laju alir, tekanan, suhu,

dan densitas.

2.1.8 Unit Pengolahan Air Buangan

Menghindari pencemaran terhadap lingkungan, buangan dari proses

produksi diolah terlebih dahulu. Unit penampungan air limbah ini terdiri dari

Waste Water Pond (WWP) dan Kolam Penampung dan Pengendalian Limbah

(KPPL).

2.1.8.1 Kolam Air Limbah (WWP)

Kolam air limbah ini merupakan unit penampungan limbah yang berasal

dari :

a. Tangki netralisasi pada unit demineralizer

b. Tangki slurry pada unit pengolahan air

c. Pabrik Ammonia

d. Pabrik Urea

Air limbah tersebut dinetralkan dengan menambah acid atau caustic soda

sampai mencapai pH 6 sampai 8. Setelah pH air buangan netral kemudian

dialirkan ke laut.

2.1.8.2 Kolam Penampung dan Pengendalian Limbah

Kolam Penampung dan Pengendalian Limbah (KPPL) mempunyai

kapasitas 5.250 m3. Fungsi dari KPPL adalah untuk mengatur komposisi air

limbah dan kecepatan buangannya, untuk mengurangi jumlah padatan terlarut

dengan cara pengendapan padatan yang masih terkandung dalam air dan

melepaskan Ammonia yang terlarut dalam air limbah.

2.2 Ammonia Plant-2

Pada pabrik Ammonia-2, proses pembuatan Ammonia menggunakan

teknologi Kellog Brown and Root (KBR) dari Amerika Serikat. Bahan baku yang

digunakan untuk memproduksi Ammonia adalah gas alam, steam (uap air) dan

udara. Proses produksi Ammonia terdiri dari lima unit utama, yaitu:

28

1. Unit Persiapan Gas Umpan Baku (Feed treatment)

a. Pemisahan Sulfur Organik

b. Pemisahan Merkuri

c. Pemisahan Awal CO2

d. Pemisahan Akhir Sulfur

2. Unit Pembuatan Gas Sintesa

a. Primary Reforming

b. Secondary Reforming

c. Shift Converter

3. Unit Pemurnian Gas Sintesa (Syn gas purification)

a. Main CO2 Removal Unit

b. Methanator

4. Unit Sintesa Ammonia (Ammonia synthesis loop)

a. Kompresi Gas Sintesa

b. Sintesa Ammonia (Syn loop)

5. Unit Pendinginan Ammonia

6. Unit Daur Ulang Ammonia

7. Unit Daur Ulang Hidrogen

2.2.1 Unit Persiapan Gas Umpan Baku

Gas alam dari PT. Arun NGL dengan tekanan 32 kg/cm2G dan suhu 260C

dialirkan ke dalam Fuel and Feed Gas Knock Out Drum (KO-Drum) (61-200-F)

untuk memisahkan senyawa hidrokarbon berat yang digunakan sebagai bahan

bakar dan bahan baku proses.

Sistem persiapan gas umpan baku terdiri dari beberapa tahapan proses,

yaitu penghilangan sulfur, penghilangan mercury dan penghilangan CO2. Sulfur

(dalam bentuk organik dan sulfur anorganik) merupakan racun bagi katalis di

Primary Reformer, secondary reformer, LTS, Methanathor dan Ammonia

Converter. Mercury (Hg) merupakan racun bagi katalis HTS dan LTS.

Karbondioksida (CO2) yang tinggi dapat mengakibatkan rendahnya konversi gas

metan menjadi gas sintesa di unit reforming. Sedangkan hidrokarbon fraksi berat

29

(heavy hidrokarbon, HHC) dapat menyebabakan pembentukan deposit karbon di

katalis reformer pada suhu tinggi. Namun karna gas yang disuplai dari PT. ARUN

merupakan gas yang telah mendapatkan treatment, gas tersebut hanya dilewatkan

pada sistem untuk memastikan tidak ada lagi kandungan impuruties didalamnya.

2.2.1.1 Desulfurizer

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 gas 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. Reaksi yang terjadi adalah:

Fe2O3 + 3H2S Fe2S3 + 3H2O

Operasi dilakukan dalam keadaan jenuh dan basa (pH antara 8,0 sampai 8,5) pada

temperatur 35°C. Keadaan jenuh dimaksudkan untuk H2S dapat teradsorbsi oleh

air dan kemudian bereaksi dengan Fe2O3, sedangkan kondisi basa diperlukan

karena sponge iron bersifat basa. Untuk mencapai keadaan tersebut maka

diinjeksikan Na2CO3 sebanyak 4 sampai 10 % wt secara berkala.

Gambar 2.4 DCS Feed Gas Treating dan unit Desulfurizer

30

2.2.1.2 Mercury Guard Vessel (61-202-D)

Gas dari Desulfurizer mengalir ke Mercury Guard Vessel (61-202-D) yang

berisi 6,7 M3 katalis Sulfur Impregnated Activated Carbon berfungsi untuk

menyerap Hg yang terdapat dalam gas alam. Mercury dirubah menjadi senyawa

Mercury Sulfida dan kemudian diserap pada permukaan karbon aktif. Reaksi yang

terjadi adalah:

Hg + H2S HgS + H2

Diharapkan kandungan Hg dalam gas setelah penyerapan adalah lebih kecil dari

160 ppm.

2.2.1.3 CO2 Pretreatment Unit (CPU)

CO2 Removal bertujuan untuk mengurangi beban energi di Primary

Reformer dengan mengurangi kandungan CO2 dari gas umpan. Gas alam yang

mengandung CO2 sekitar 23% diturunkan konsentrasinya di CO2 Pretreatment

Unit (CPU) hingga kandungan CO2-nya sekitar 4% dengan menggunakan larutan

50% Wt aMDEA (activated Methyl Diethylamine) sebagai zat penyerap.

Penyerapan berlangsung pada temperatur 70 sampai 79oC di menara Absorber

(61-201-E) dan tekanan sistem.

Reaksi yang terjadi adalah:

CO2 + H2O → H2CO3

H2CO3 + aMDEA ↔ (MDEAH) + (HCO3)-

Gas masuk ke Absorber dari bagian bawah dan larutan aMDEA dari

bagian atas sehingga terjadi kontak langsung antara keduanya. Larutan yang telah

mengikat CO2 diregenerasi di Stripper (61-202-E) selanjutnya di vent ke udara.

Selain mengikat CO2, larutan aMDEA juga mampu mengikat hidrogen sulfida

sehingga produk CO2 hasil regenerasi di CPU tidak dapat digunakan sebagai

produk samping dikarenakan pada proses berikutnya di pabrik urea memerlukan

CO2 murni yang tidak mengandung hidrogen sulfida dan impurities lainnya.

Dalam penyerapan dan pelepasan CO2, temperatur dan tekanan sangat

berpengaruh karena penyerapan (absorpsi) berlangsung baik pada temperatur

rendah dan tekanan tinggi, sedangkan pelepasan (stripping) bekerja dengan baik

31

pada temperatur tinggi dan tekanan rendah. Pada kondisi inilah kedua reaksi

berlangsung optimum.

2.2.1.4 Final Desulfurizer

Final Desulfurizer (61-108-D) merupakan vessel yang berisi dua bed

katalis, bed bagian atas berisi katalis Nickel Molibdate yang berfungsi untuk

mengubah sulfur organik yang terdapat di dalam gas umpan menjadi sulfur

anorganik (H2S) dengan mereaksikannya dengan hidrogen dan bed bagian bawah

berisi katalis ZnO yang berfungsi untuk menyerap H2S yang terbentuk dari bed

pertama. Reaksinya adalah:

RSH + H2 → RH + H2S

H2S + ZnO → ZnS + H2O

Sebelum masuk ke Final Desulfurizer, tekanan gas dinaikkan menjadi 39

sampai 44 kg/cm2G dengan Feed Gas Compressor (61-102-J). Temperatur gas

yang masuk ke Final Desulfurizer adalah sebesar 371°C. Bila temperatur lebih

kecil dari 371°C yaitu pada temperatur 320°C, maka akan terjadi reaksi metanasi

yang menyebabkan kenaikan temperatur di Final Desulfurizer sendiri dan bila

temperatur diatas 371°C yaitu pada temperatur 400°C akan terbentuk karbamat

karena terdapat kandungan NH3 dalam gas H2 recycle dan CO2 dalam gas umpan.

Umur ZnO lebih kurang 5 tahun dengan keluaran dari Final Desulfurizer

(61-108-D) diharapkan kandungan H2S di dalam gas < 0.1 mgram/m3 .

2.2.2 Unit Pembuatan Gas Sintesa (Reforming)

Unit ini bertujuan untuk mengubah gas yang berasal dari sistem persiapan

gas umpan baku menjadi gas CO, CO2 dan H2 melalui tahapan proses sebagai

berikut:

2.2.2.1 Primary Reformer

Gas proses masuk ke Primary Reformer bersama dengan superheated

steam dengan perbandingan steam dengan karbon 3,2 : 1 untuk mengubah

hidrokarbon menjadi CO, CO2 dan H2. Bila rasio steam lebih kecil dari 3,2 akan

menyebabkan terjadinya reaksi karbonasi (carbon formation atau carbon

cracking) yang mengakibatkan ketidakaktifan katalis karena pemanasan setempat.

32

Ada dua jenis katalis yang digunakan untuk kelangsungan reaksi

reforming pada Primary Reformer, yaitu katalis nikel (ICI – 57 – 4) pada bagian

atas dan nikel (ICI – 24 – 5) pada bagian bawah. Untuk melindungi katalis nikel

dari deposit karbon, diisi dengan potash. Reaksi yang terjadi di Primary Reformer

adalah sebagai berikut:

Reaksi pembakaran : CH4 + O2 → CO2 + H2O + Q

Reaksi konversi : HHC + H2O → CH4 + CO2

Reaksi reformasi : CH4 + H2O → CO + 3H2 (endotermis)

CO + 2H2O → CO2 + 2H2 (eksotermis)

Reaksi pada Primary Reformer berlangsung secara endotermis (menyerap

panas). Sumber panas dihasilkan dari 80 burner dengan tipe pengapian ke bawah

untuk memanaskan 128 tube katalis. Temperatur gas inlet reformer sebesar

490°C. Temperatur reaksi dijaga 823°C pada tekanan 41 kg/cm2G. Jika

temperatur lebih rendah maka reaksi akan bergeser ke arah kiri (reaktan).

Primary Reformer (61-101-B) terdiri dari dua seksi, yaitu seksi radiasi dan seksi

konveksi. Pada seksi radian merupakan ruang pembakaran dimana terdapat tube

katalis dan burner. Tekanan di Primary Reformer dijaga -7 mmH2O supaya

perpindahan panas lebih efektif dan api tidak keluar. Untuk menjaga kevakuman,

dipakai Induct Draft Fan (61-101-BJ1T). Sedangkan udara pembakaran untuk

burner disuplai dari oleh Force Draft Fan (61-101-BJ2T). Seksi konveksi

merupakan ruang pemanfaatan panas dari gas buang hasil pembakaran di radian

oleh beberapa coil, yaitu:

a. Mix feed coil (61-101-BCX).

b. Process air preheat coil (61-101-BCA).

c. HP steam superheat coil (61-101-BCS1).

d. HP steam superheat coil (61-101-BCS2).

e. Feed gas preheat coil (61-101-BCF).

f. BFW preheat coil (61-101-BCB).

g. Burner fuel heater coil (61-101-BCP).

h. Combution air preheat coil (61-101-BLI).

33

2.2.2.2 Secondary Reformer

Untuk menyempurnakan reaksi reforming yang terjadi di Primary

Reformer (61-101-B), gas dialirkan ke Secondary Reformer (61-103-D) yang juga

berfungsi untuk membentuk gas H2, CO dan CO2. Aliran gas ini dicampurkan

dengan aliran udara dari Air Compressor (61-101-J) yang mengandung O2 dan N2.

Gas, steam dan udara mengalir ke bawah melalui suatu unggun yang berisi katalis

nikel tipe C14-2RR dan CI4-4GG, sehingga mengakibatkan suhu gas sebelum

masuk katalis bertambah tinggi. Reaksinya adalah sebagai berikut:

2H2 + O2 2H2O

CH4 + H2O CO + 3H2 + Q

CO + H2O CO + H2 + Q

Reaksi utama Secondary Reformer juga merupakan reaksi endotermis,

dengan memanfaatkan sumber panas yang dihasilkan dari pembakaran H2 dan O2.

Secondary Reformer beroperasi pada suhu 1287oC dan tekanan 31 kg/cm2G. Panas

yang dihasilkan dari pembakaran H2 dan O2 dimanfaatkan oleh Secondary

Reformer Waste Heat Boiler (61-101-C) dan High Pressure Steam Superheater

(61-102-C) sebagai pembangkit steam (Boiler Feed Water). Gas yang keluar dari

Secondary Reformer setelah didinginkan oleh dua buah Waste Heat Exchanger

tersebut suhunya menjadi 371oC.

2.2.2.3 Shift Converter

Gas CO dalam gas proses yang keluar dari Secondary Reformer diubah

menjadi CO2 pada Shift Converter yang terdiri atas dua bagian yaitu:

a. High Temperature Shift Converter (61-104 –D1)

b. Low Temperature Shift Converter (61-104 –D2)

High Temperature Shift Converter (HTS) (61-104-D1) beroperasi pada

suhu 350 sampai 420 oC dan tekanan 30 kg/cm2G berisi katalis besi yang

berfungsi mengubah CO dalam proses menjadi CO2 dengan kecepatan reaksi

berjalan cepat namun tingkat konversinya rendah. Reaksi yang terjadi adalah

sebagai berikut:

CO + H2O CO2 + H2 + Q

34

Gas proses yang keluar dari HTS (61-104-D1), sebelum masuk ke Low

Temperature Shift Converter (LTS) (61-104-D2) yang berisi katalis Cu diturunkan

suhunya di dalam alat penukar panas. Proses yang terjadi pada LTS (61-104-D2)

sama dengan proses yang ada di HTS. Kondisi operasi pada LTS yaitu pada

tekanan 33 kg/cm2G dan suhu 246 oC dengan kecepatan reaksi berjalan lambat

namun tingkat konversinya tinggi.

2.2.3 Unit Pemurnian Gas Sintesa

Sistem unit ini CO dan CO2 dipisahkan dari gas sintesa, karena CO dan

CO2 dapat meracuni katalis di Ammonia Converter (61-105-D). Proses pemurnian

gas sintesa ini terdiri dari dua tahap proses, yaitu:

2.2.3.1 Main CO2 Removal

Tujuan dari CO2 Removal adalah untuk menyerap CO2 yang terbentuk

dari Primary dan Secondary Reformer serta hasil konversi di Shift Converter. CO2

merupakan produk samping (by product) dari pabrik Ammonia dan digunakan

sebagai bahan baku pabrik urea. Kemurnian produk CO2 pada seksi ini adalah

99,9 %vol. Unit ini merupakan unit kedua dari proses activated MDEA pada PT.

Pupuk Iskandar Muda.

Peralatan utama main CO2 Removal terdiri dari:

a. CO2 Absorber (61-101-E)

b. CO2 Stripper (61-102-E)

Gas umpan dialirkan ke Absorber dan dikontakkan langsung dengan

larutan activated MDEA (Methyl-Diaethanol Amine) dengan konsentrasi 40 % wt.

CO2 dalam aliran gas di serap secara proses fisis dan kimia. Kemudian larutan

aMDEA diregenerasi pada tekanan rendah dan temperatur tinggi di Stripper.

Gas dengan temperatur 70oC masuk ke Absorber melalui inlet sparger dan

mengalir keatas melalui packed bed. Larutan lean dari atas tower mengalir ke

bawah melalui packed bed dan terjadi kontak antara gas dengan lean solution

sehingga CO2 dapat terserap ke larutan. Gas sintesa yang bebas dari CO2 keluar

dari bagian atas tower dengan temperatur 48oC masuk ke bagian unit Synthesa

Loop dengan komposisi CO2 yang terikut adalah 0,1% vol.

35

CO2 yang telah terlucuti mengalir ke atas melalui bagian direct contact

cooler yang dilengkapi tray untuk didinginkan menggunakan air yang

disirkulasikan dari pompa, sehingga temperatur CO2 di bagian atas Stripper

menjadi 40oC. Fungsi tray di direct contact cooler adalah untuk memperluas area

kontak antara dua fluida sehingga didapatkan hasil yang optimum. Selanjutnya

CO2 tersebut dialirkan ke unit Urea untuk diproses lebih lanjut.

Proses penyerapan CO2 di Main Co2 Removal juga dilakukan pada tekanan

tinggi dan temperatur rendah sedangkan pelepasan dilakukan pada tekanan rendah

dan temperatur tinggi.

2.2.3.2 Methanator

Fungsi dari Methanator (61-106-D) adalah untuk merubah gas CO dan

CO2 yang masih lolos dari Main Co2 Removal (MCR) menjadi CH4 yang bersifat

inert (tidak bereaksi). Methanator merupakan suatu bejana yang diisi dengan

katalis nikel terkalsinasi. Reaksi yang terjadi adalah:

CO + 3H2 CH4 + H2O + Q

CO2 + 4H2 CH4 + 2H2O + Q

Methanator beroperasi pada tekanan 26,7 kg/cm2G dan suhu 330oC.

Karena panas yang dihasilkan dari reaksi ini, maka temperatur gas sintesa naik

menjadi 366oC. Gas sintesa yang keluar dari methanator mempunyai batasan

kandungan CO dan CO2 maksimum 10 ppm.

2.2.4 Unit Sintesa Ammonia

Gas sintesa murni dengan perbandingan volume H2 dan N2 sebesar 3 : 1,

sebelum dialirkan ke Ammonia Converter (61-105-D) terlebih dahulu tekanannya

dinaikkan dengan Syn Gas Compressor (61-103-J) sampai tekanan 150 kg/cm2G.

Compressor ini bekerja dengan dua tingkatan kompresi dengan penggerak turbin

uap (steam turbine). Tingkatan pertama disebut Low Pressure Case (LPC) dan

tingkatan kedua disebut High Pressure Case (HPC).

Gas sintesa masuk ke LPC dengan temperatur 38oC dan tekanan 24,1

kg/cm2G, kemudian dikompresikan menjadi 63,4 kg/cm2G dan temperatur 67,4oC.

Sedangkan pada bagian HPC, gas sintesa bercampur dengan gas recycle dari

36

Ammonia Converter. Gas sintesa umpan memasuki Ammonia Converter dengan

temperatur 141oC dan tekanan 147 kg/cm2G melalui bagian bawah reaktor.

Ammonia Converter ini merupakan bejana bertekanan tinggi yang disebut reaktor

shell.

Reaktor ini dibagi menjadi dua bagian berdasarkan fungsinya, yaitu ruang

katalis atau ruang konversi dan ruang penukar panas (heat exchanger).

Reaksi yang terjadi pada Ammonia Converter adalah sebagai berikut:

N2 + 3H2 2NH3 + Q

Ammonia Converter menggunakan katalis Fe (Promoted Iron) dan

dioperasikan pada temperatur 480°C dan tekanan 150 kg/cm2G.

Gambar 2.5 Diagram DCS Ammonia Converter

2.2.5 Sistem Pendinginan Ammonia

Untuk mendinginkan Ammonia diperlukan suatu sistem pendinginan untuk

mengkondensasikan Ammonia yang ada dalam gas sintesa, gas buang, serta gas

pada interstage compressor gas sintesa. Sistem pendinginan dilakukan dalam tiga

tahap yaitu:

37

1. Memberi pendinginan untuk mengkondensasikan Ammonia yang ada

dalam sintesa loop.

2. Memberi pendinginan untuk mengkondensasikan Ammonia yang ada

dalam gas buang.

3. Mendinginkan gas pada interstage compressor gas sintesa.

Uap Ammonia didinginkan dan dikondensasikan terlebih dahulu pada

Ammonia Unitized Chiller ( 61-120-C ) sebelum masuk ke Refrigerant Reservoir

(61-109-F). Uap yang tidak terkondensasi dikembalikan ke sistem dan zat yang

tidak bereaksi dari chiller dikirim ke unit Ammonia Recovery. Uap Ammonia yang

terbentuk pada berbagai chiller, flush drum, dan storage tank dimasukkan dalam

Centrifugal Refrigerant Compressor (61-105-J). Compressor ini bekerja

berdasarkan sistem pemampatan bertingkat untuk memanfaatkan Ammonia

sebagai media pendingin. Compressor ini dioperasikan untuk memenuhi

kebutuhan tekanan pada Stage Flush Drum (61-120-CF). Disamping itu juga

dapat menaikkan tekanan dari aliran Ammonia yang mengalami flushing, sehingga

memungkinkan Ammonia terkondensasi setelah terlebih dahulu didinginkan

dalam Refrigerant Condenser (61-127-C).

Produk Ammonia yang dihasilkan terdiri dari dua jenis yaitu produk dingin

dan produk panas. Produk dingin yang mempunyai suhu -33oC dikirim ke tangki

penyimpanan Ammonia. Sedangkan produk panas dengan suhu 30oC dikirim ke

pabrik urea.

38

Gambar 2.6 Diagram DCS Ammonia Refrigerant System Unit

2.2.6 Unit Daur Ulang Ammonia

Unit ini berfungsi untuk menyerap NH3 yang terkandung didalam gas

buang sehingga diperoleh effisiensi produk Ammonia yang lebih tinggi.

Penyerapan kandungan Ammonia yang ada dalam campuran gas buang dilakukan

dalam dua packed Absorber dengan sirkulasi yang berlawanan arah antara gas-gas

dengan air.

HP Ammonia Scrubber (61-104-E) menyerap Ammonia yang terikut dalam

purge gas tekanan tinggi dari sintesa loop dengan temperatur 28,8oC. Gas-gas

yang keluar dari menara Absorber ini dikirim ke Unit Daur Ulang Hidrogen

(HRU). LP Ammonia Scrubber (61-103-E) menyerap Ammonia yang terikut di

dalam purge gas dari Ammonia Letdown Drum (61-107-F) dan Refrigerant

Receiver (61-109-F) yang bertemperatur -17 oC. Gas-gas yang keluar dari menara

Absorber ini dikirim ke Primary Reformer sebagai bahan bakar.

Larutan aquas Ammonia dari HP Ammonia Scrubber dan LP Ammonia

Scrubber serta kondensat dari HRU dipanaskan sampai 165oC di Ammonia

Stripper Feed/Effluent Exchanger (61-141-C) lalu dialirkan ke Ammonia Stripper

39

(61-105-E). Pada column ini terjadi pelepasan Ammonia dari aquous Ammonia,

Ammonia yang telah dipisahkan dikirim kembali ke refrigerant system. Untuk

menjaga temperatur Ammonia keluar dari top column di spray Ammonia cair dari

produk panas melalui inlet sparger di top column. Untuk memberi panas ke

column digunakan Ammonia Stripper Reboiler (61-140-C) dengan menggunakan

steam.

2.2.7 Unit Daur Ulang Hidrogen

Unit daur ulang hidrogen (Hydrogen Recovery Unit) merupakan unit

tambahan di pabrik Ammonia sehingga dengan adanya unit ini diharapkan akan

dapat menaikkan nilai tambah dari gas buang di pabrik Ammonia yang selama ini

hanya dimanfaatkan untuk gas bakar. Prinsip kerja Hydrogen Recovery Unit

(HRU) adalah pemisahan gas proses (H2) dari campuran gas buang di dalam

membran Fibre Prism Separator yang diproduksi oleh Air Product USA, untuk

selanjutnya digunakan kembali pada proses pembuatan Ammonia.

Masukan HRU adalah gas buang yang bertekanan tinggi yang berasal dari

Purge Gas Separator (51-108-F). Gas buang masuk ke unit prism separator pada

suhu -23°C dengan laju alir 11,459 Nm3/hr dan tekanan 140 kg/cm2G. Untuk

menghindari pembekuan di dalam scrubber (51-201) suhu dinaikkan menjadi

-5°C di Preheater (51-215). Gas buang yang telah dipanaskan mengandung 2,1%

Ammonia yang diserap di scrubber untuk mengurangi kandungan Ammonia.

Aqua Ammonia dengan kandungan 30% dikirim ke stripper (51-162-E)

untuk dipisahkan dari campurannya dan dikirim ke Flush Drum (51-110-F). Gas

buang bebas Ammonia yang keluar dari scrubber dimasukkan ke feed heater (51-

203), disini gas buang yang telah jenuh dipanaskan sampai suhu 5°C diatas titik

embun untuk mencegah terkondensasinya cairan di dalam Fiber Prism Separator.

Proses kondensasi ini akan mengurangi kemampuan daur ulang. Kemudian gas

yang telah dipanaskan dialirkan ke First Stage Prism Separator (51-204) yang

didalamnya terdapat saringan yang dapat memisahkan H2 dari gas yang masuk ke

Separator.

H2 yang telah terpisah dikirim ke HPC (103-J) syngas compressor. Gas

proses yang masih memiliki sedikit kandungan H2 dikirim ke second stage prism

40

separator. Prism separator ini terdiri dari lima prism separator. H2 yang terpisah

lalu dikirim ke LPC (103-J). Kemudian gas yang telah terbebas dari H2 dialirkan

ke reformer sebagai bahan bakar. Kemurnain H2 yang keluar diharapkan bisa

mencapai lebih besar dari 99,7 %.

Gambar 2.7 Diagram DCS Pure Gas dan Condensate Recovery Unit

2.3 Urea Plant-1

Unit urea ini akan memproses Ammonia dan karbondioksida yang

dihasilkan oleh pabrik Ammonia menjadi urea. Pabrik ini didesain untuk

memproduksi 1.725 ton/hari urea. Proses yang dipakai adalah proses Mitsui

Toatsu Total Recycle C Improved. Proses ini dipilih karena mempunyai beberapa

kemudahan dan keuntungan antara lain:

a. Pengoperasiannya mudah

b. Biaya konstruksi rendah

c. Biaya operasi rendah

d. Kualitas produksi tinggi

41

Secara besar pabrik urea terdiri dari 4 unit yaitu sebagai berikut:

a. Unit Sintesa

b. Unit Purifikasi

c. Unit Recovery

d. Unit Kristalisasi dan Pembutiran

2.3.1 Unit Sintesa

Gas CO2 dikirim dari pabrik Ammonia. Air yang terkandung didalam CO2,

dipisahkan di Suction separator CO2 Booster Compressor (52-GB-101). Udara anti

korosi ditambahkan sebanyak 2500 ppm dari Air Compressor (52-GB-201) ke

sistem setelah suction tingkat tiga Booster Compressor. Gas CO2 ditekan dari 0,7

Kg/cm2 menjadi 30 Kg/cm2 dengan menggunakan CO2 Booster Compressor (52-

GB-101) dengan tipe multi-stage centrifugal yang digerakkan oleh steam turbin

(52-GB-101T). Selanjutnya CO2 ditekan sampai 250 Kg/cm2 dengan

menggunakan Compressor CO2 (52-GB-102) dengan tipe two stages

reciprocating yang digerakkan oleh steam turbin (52-GB-102T) dan kemudian

dialirkan ke bawah reaktor.

Ammonia cair dari Ammonia Reservoir (52-FA-401) bercampur dengan

Ammonia yang berasal dari Ammonia condenser. Gas inert yang terkandung

dalam make up Ammonia cair, dipisahkan oleh gas releaser. Ammonia cair

selanjutnya dipompa dengan Ammonia Booster Pump (52-GA-404) untuk

menaikkan tekanan dari 17 kg/cm2G menjadi 24 kg/cm2G, kemudian dipompa lagi

sampai tekanan mencapai 250 kg/cm2G, dengan menggunakan pompa Liquid

Ammonia Feed Pump (52-GA-101 A/B). Sebelum dimasukkan ke reaktor urea

(52-DC-101), Ammonia tersebut dilewatkan preheater (52-EA-101 dan 52-EA-

102), untuk dipanaskan sampai temperatur 80oC dengan menggunakan air panas

yang berasal dari Hot Water Tank (52-FA-703) setelah terlebuh dahulu melalui

High Pressure Absorber Cooler (52-EA-401) dan steam condensate dari flush

drum (52-FA-701) dengan tujuan menyuplai tambahan panas untuk menjaga

temperatur top reactor (52-DC-101) sekitar 200°C. Laju alir Ammonia cair

dikontrol untuk menjaga perbandingan mol yang tepat antara Ammonia dan CO2.

42

Di samping CO2 dan NH3, ke dalam reaktor juga dimasukkan recycle carbamat

dari High Pressure Absorber (52-DA-401).

Reaksi yang terjadi dalam reaktor adalah:

2NH3 + CO2 NH2COONH4 + Q (1)

NH2 COONH4 NH2CONH2 + H2O - Q (2)

Selama proses sintesa, selain reaksi di atas juga terjadi reaksi samping,

yaitu terbentuknya biuret dari urea. Reaksi tersebut adalah:

2NH2 CONH2 NH2CONHCONH2 + N2

Reaksi tersebut di atas adalah reaksi reversible, variabel utama yang

mempengaruhi reaksi adalah temperatur, tekanan, komposisi feed dan waktu

reaksi.

Konversi ammonium karbamat menjadi urea berlangsung pada fase cair,

sehingga dibutuhkan temperatur dan tekanan tinggi. Temperatur dan tekanan

tinggi menambah konversi pembentukan urea, apabila temperatur rendah

menyebabkan konversi Ammonia karbamat menjadi urea akan berkurang, yang

akhirnya akan menaikkan larutan Recycle Carbamate. Kenaikkan Recycle

Carbamate ini akan meyebabkan kenaikan beban dekomposisi dan penyerapan di

Unit Recovery yang selanjutnya mengurangi konversi.

Sintesa urea ini berlangsung dalam bejana bertekanan tinggi yaitu Reaktor

Urea. Waktu tinggal (Residence Time) dalam reaktor adalah 25 menit pada

kapasitas design. Kondisi reaksi yang optimum pada temperatur 200oC dan

tekanan 250 kg/cm2G. Baik reaktan maupun produk dari reaksi ini bersifat

korosif. Oleh karena itu bagian reaktor yang bersentuhan dengan campuran

larutan dilindungi dengan lining yang terbuat dari titanium. Namun dengan

menambahkan sejumlah kecil oksigen akan membuat permukaan stainless steel

dan titanium menjadi pasif, sehingga pemakaian lining dapat menjadi lebih lama.

Pada sisi lain bila temperatur pada reaktor melebihi 200oC, akan mempercepat laju

korosif pada reaktor. Dan juga tekanan kesetimbangan dari campuran reaksi

melebihi tekanan aktual di reaktor. Kondisi ini juga akan menyebabkan turunnya

konversi carbamate menjadi urea.

43

Karena reaksi total pembuatan urea bersifat eksotermis, maka temperatur

reaktor harus dikontrol benar. Pengontrolan temperatur dapat diatur dengan:

- Mengatur kelebihan Ammonia yang akan masuk reaktor.

- Mengatur jumlah larutan recycle yang akan masuk reaktor.

- Memanaskan Ammonia yang akan masuk reaktor.

Pada kondisi normal hasil reaksi yang keluar dari reaktor terdiri dari urea, air,

ammonium carbamate dan Ammonia berlebih yang semuanya berada dalam fasa

cair. Campuran tersebut diflash melalui Let Down Valve (PVC-101-1) ke High

Pressure Decomposer (52-DA-201) yang beroperasi pada 17 kg/cm2G. Panas

sensible dari cairan digunakan untuk menguapkan sebagian besar Ammonia

berlebih dan menguraikan ammonium carbamate menjadi Ammonia dan CO2.

Campuran dengan temperatur akhir sekitar 123oC (urea, air, ammonium

carbamate, Ammonia terlarut, gas Ammonia dan gas CO2) masuk ke High

Pressure Decomposer (52-DA-201).

Gambar 2.8 PFD Unit Sintesa

44

2.3.2 Unit Purifikasi

Produk dari hasil reaksi sintesa terdiri dari urea, biuret, air, Ammonia

carbamate dan Ammonia berlebih (excess Ammonia). Proses selanjutnya

diperlukan untuk memisahkan urea dan produk reaksi yang lain. Pemindahan

dilakukan dengan menurunkan tekanan sehingga ammonium carbamate terurai

menjadi gas-gas Ammonia dan CO2.

a. Reaksi Dekomposisi Amonium Carmbamate

NH2 COONH4 2NH3 + CO2

Reaksi berlangsung pada temperatur 151oC – 165oC. Pengurangan tekanan

akan menaikkan temperatur sehingga akan memperbesar konversi. Selama

dekomposisi reaksi, hidrolisa urea merupakan faktor penting yang harus

diperhatikan, karena hidrolisa menyebabkan berkurangnya urea yang dikehendaki

sebagai produk.

b. Reaksi hidrolisa urea

NH2 CONH2 + H2O CO2 + 2NH3

Hidrolisa mudah terjadi pada suhu tinggi, tekanan rendah dan residence

time yang lama. Oleh karena itu perlu pengontrolan kondisi operasi yang baik.

c. Reaksi Pembentukan Biuret

Phenomena lain yang terjadi dan perlu diperhatikan pada proses

dekomposisi adalah terbentuknya biuret. Pada tekanan persial Ammonia yang

rendah dan temperatur diatas 90°C, urea berubah menjadi Ammonia dan biuret,

melalui reaksi:

2NH2 CONH2 NH2CONHCONH2 + NH3

Reaksi ini bersifat reversible yang dipengaruhi oleh temperatur kondisi

Ammonia dan residence time. Laju pembentukan biuret didalam larutan semakin

tinggi apabila larutan pekat dan konsentrasi Ammonia rendah. Hal ini berbeda

pada proses sintesa, Ammonia berlebih akan mengurangi pembentukan biuret.

Jumlah biuret yang terbentuk juga dipengaruhi oleh residence time yang lama.

Kadar biuret yang dianjurkan dalam produk urea < 1 %, karena biuret yang tinggi

akn merusak tanaman. Dekomposisi berlangsung pada saat larutan keluar dari top

reaktor urea (52-DC-101) dengan temperatur 126oC melalui kerangan ekspansi

45

(suction expantion) yang disebut let down valve. Dekomposisi dilakukan dalam

tiga tingkat tekanan, yaitu 17 kg/cm2G, 2,5 kg/cm2G dan atmospheric.

Konsentrasi urea hasil dekomposisi yang masuk ke crystallizer kira-kira 14%.

Campuran dari reaktor urea pada temperatur 123oC masuk ke High

Pressure Decomposser (HPD) (52-DA-201). Gas yang flash dipisahkan,

sedangkan cairan mengalir kebawah melalui empat buah sieve tray pada HPD.

Pada sieve tray, cairan yang mengalir kebawah kontak dengan gas bertemperatur

tinggi yang berasal dari Reboiler (52-EA-201) dan Falling Film Heater. Panas

sensible dan panas kondensasi uap air digunakan untuk menguapkan Ammonia

berlebih dan menguraikan ammonium carbamate. Melalui proses ini penguapan

menjadi minimal, sehingga konsumsi steam menjadi rendah dan memungkinkan

untuk menjaga kandungan minimum air didalam larutan Recycle Carbamat.

Selanjutnya, cairan dipanaskan di Reboiler HPD (52-EA-210) yang

menggunakan steam bertekanan sedang (12 kg/cm2G) sebagai media pemanas.

Disini sebagian besar sisa Ammonia berlebih dan ammonium carbamate

dilepaskan sebagai gas. Temperatur pada bagian tengan HPD dikontrol pada 151 oC. Kemudian larutan mendapat tambahan panas dari Falling Film Heater

sehingga temperaturnya naik menjadi 165oC. Temperatur dikontrol pada 165oC

dan dikontrol levelnya. Penggunaan Falling Film Heater dimaksudkan untuk

meminimalkan residence time larutan di heater, untuk mengurangi pembentukan

biuret dan hidrolisa urea. Pada sisi lain, tekanan dikontrol pada 17 kg/cm2G yang

terletak pada top Ammonia Recovery Absorber (52-EA-405) melalui Ammonia

Condenser dan High Pressure Absorber (52-DA-401).

Udara diinjeksikan sebanyak 2500 ppm ke bagian bawah Reboiler HPD

dan HPD sebagai anti korosi dengan menggunakan Air Compressor (52-GB-201).

Gas yang keluar pada bagian atas HPD mengalir ke High Pressure Absorber

Coler (HPAC) (52-EA-401). Sedangkan larutan yang keluar pada bagian bawah

masuk ke bagian atas Low Pressure Decomposser (LPD) (52-DA-202) setelah

terlebih dahulu didinginkan di Exchanger LPD (52-EA-203).

LPD terdiri dari empat sieve tray dan package bed. Flashing lanjutan

terjadi pada saat tekanan turun dari 17 kg/cm2G ke 2,5 kg/cm2G sewaktu

46

memasuki bagian atas LPD. Pada bagian ini juga dimasukkan larutan dari Off Gas

Absorber (52-DA-402) melalui LPA Pump (52-GA-403). Proses pada sieve tray

sama dengan proses yang terjadi pada bagian atas HPD. Pada bagian bawah

package bed diinjeksikan CO2 dari Booster Compressor (52-GB-101) untuk

membuang sisa Ammonia.

Larutan LPD dipanaskan dengan steam bertekanan sedang (7 kg/cm2G).

temperatur pada LPD dikontrol 2,5 kg/cm2G dan temperatur 235oC. Sebagian

besar Ammonia berlebih dan ammonium carbamate dipisahkan dari larutan yang

mengalir ke Gas Separator (52-DA-203).

Gas separator (52-DA-203) terdiri dari dua bagian, bagian atas

dioperasikan pada temperatur 107oC, dengan tekanan 0,3 kg/cm2G dan bagian

bawah merupakan package bed dioperasikan pada 92oC dan tekanan atmosfir.

Sisa sejumlah kecil Ammonia dan CO2 dipisahkan dengan penurunan tekanan.

Panas sensible larutan dari LPD cukup untuk menguapkan gas dibagian atas. Pada

bagian bawah udara yang mengandung sedikit Ammonia dan air dihembuskan

dengan Off Gas Circulation Blower (52-GB-401) kebawah package bed melalui

distributor untuk mengeluarkan sisa sebagian kecil Ammonia dan CO2 dalam

larutan. Gas pada bagian atas dan bawah digabung dan kemudian dialirkan ke Off

Gas Condenser (52-EA-406). Larutan larutan dengan konsentrasi 70 sampai 75%

kemudian dikirim ke unit Kristalisasi. Temperatur bagian bawah Gas Separator

dikontrol pada 92°C dengan menggunakan steam bertekanan rendah (4,0kg/cm2G)

dari Flash Drum (52-FA-701).

47

Gambar 2.9 PFD Unit Purifikasi

2.3.3 Unit Recovery

Campuran gas yang berupa Ammonia, karbondioksida serta sedikit uap air

yang dihasilkan dari pemisahan urea yang terbentuk di dalam reaktor pada seksi

dekomposisi dikembalikan sebagai gas. Larutan atau slurry untuk selanjutnya

digunakan sebagai umpan reaktor urea karena tidak ekonomis untuk membuang

gas-gas tersebut ke udara luar atau memasukkannya ketempat pembuangan, di

samping akan menyebabkan pencemaran lingkungan. Di dalam seksi recovery

gas-gas tersebut diserap dengan larutan urea. Larutan urea yang digunakan di sini

digunakan sebagai cairan induk dari seksi kristalisasi dan pembutiran.

Gas dari Gas Separator (52-DA-203) masuk ke Off Gas Condenser (52-

EA-406) dan didinginkan sampai 61°C dan selanjutnya masuk kebagian bawah

Off Gas Absorber (OGA) (52-DA-402).

Di Off Gas Condenser sebagian besar gas dikondensasikan dan digabung

dengan air segar di Off Gas Absorber (OGA) (52-FA-403). Kemudian larutan

tersebut didinginkan di Off Gas Absorber Cooler (52-FA-408) sampai mencapai

suhu 36°C dan dikirim ke top OGA (52-DA-402). Off Gas Absorber (OGA)

terdiri dari dua package bed. Di package bed sejumlah Ammonia dan CO2 diserap

dengan larutan recycle yang didinginkan di Off Gas Absorber Cooler dan

kemudian dikondensasikan.

48

Udara dari top OGA dicampur dengan udara segar dan dihembuskan ke

Gas Separator dengan menggunakan Off Gas Circulation Blower. Tekanan

dikontrol pada discharge dan level dikontrol dengan cara mengalirkan sebagian

larutan ke LPD. Larutan dari OGA dipompakan oleh LPA Pump (52-GA-403) ke

top package bed LPA dengan tujuan menyerap gas di package bed. Gas dari LPD

dikondensasikan seluruhnya dan diserap di LPA dengan membubling cairan

melalui pipa sparger dibawah permukaan cairan.

Larutan induk yang di-recycle dari Mother Liquor Tank (52-FA-203)

untuk menghilangkan biuret dan ammonium carbamate yang dilarutkan dari Off

Gas Recovery System ditambah air murni yang digunakan sebagai penyerap.

Tekanan dijaga pada 2,2 kg/cm2G. untuk menyempurnakan penyerapan,

disediakan control valve. Pengontrolan tekanan di LPA sangat penting karena

apabila tekanan melebihi 2,2 kg/cm2G akan menyebabkan penguraian di LPD

menjadi tidak sempurna, sehingga memerlukan dekomposisi tambahan di Gas

Separator. Pada sisi lain, apabila tekanannya terlalu rendah, akan menyebabkan

masalah dalam proses transfer dari LPD ke Gas Separator. Larutan recycle dari

LPA dipompakan oleh HPA Pump (52-GA-402) melalui Mixing Cooler dari

bagian package dari HPA. Liquid Ammonia dicampur dengan larutan recycle di

mixing cooler yang berperan sebagai media pendingin di absorber.

Konsentrasi CO2 dalam larutan dianalisa dan dijaga sekitar 16 % berat. Di

HPAC dan HPA semua CO2 dari HPD diserap sebagai ammonium carbamate oleh

larutan recycle dari LPA dan larutan aqua Ammonia dari Ammonia Recovery

Absorber (52-EA-405). Penyerapan dilakukan dalam tiga tahap berikut:

1. Gas dari HPD dibubling melalui pipa sparger di HPAC

dimana 65% CO2 diserap.

2. Gas dari cooler mengalir ke HPA didinginkan oleh inter

cooler dan mengalir keatas melalui package colomn, dimana sisa CO2 yang

35% diserap kedalam campuran larutan dari LPA dan cairan Ammonia.

3. Gas Ammonia dari package colomn di scrap dengan

larutan aqua Ammonia yang mengalir keatas melalui Bubble Cap Tray untuk

membuang secara sempurna semua CO2 yang tertinggal. Uap dari gas

49

Ammonia dari top absorber dipisahkan oleh Drain Separator (bagian atas

HPA (52-DA-401)).

Banyaknya gas Ammonia sama dengan jumlah Ammonia berlebih yang

akan di-recycle ke reaktor dan cairan Ammonia yang akan diumpankan ke HPA.

Gas Ammonia tersebut dikondensasikan di Ammonia Condenser dan dikembalikan

ke Ammonia Reservoir. Temperatur top HPA dikontrol dibawah 50°C dengan

menguapkan cairan Ammonia pada Bubble Cap Tray dengan menggunakan

Ammonia sebagai reflux. Temperatur gas dari package colomn dikontrol sekitar

60°C dengan menguapkan cairan Ammonia yang ditambahkan ke larutan recycle

pada Mixing Cooler. Temperatur HPAC (52-EA-401) dikontrol pada 100°C

dengan mengatur flow Cooling Water dengan urea slurry yang disirkulasikan dari

Crystalizer (52-FA-201) dan dengan sirkulasi air panas dari Hot Water Tank (52-

FA-703).

Hampir 63 % panas pembentukan ammonium carbamate pada cooler

diserap oleh slurry yang disirkulasikan untuk penyediaan panas untuk penguapan

air pada Crystalizer. Kira-kira sebanyak 28 % dari panas yang diserap oleh hot

water untuk pemanasan awal cairan Ammonia di Ammonia Preheater (52-EA-

101). Sisanya sekitar 9 % panas yang diserap oleh Cooling Water. Konsentrasi

CO2 dalam larutan harus dijaga sebesar 30 sampai 35 % dengan mengatur jumlah

larutan dari LPA. Gas Ammonia dari HPA mengalir ke Ammonia Condenser

untuk dikondesasikan. Gas-gas yang tidak terkondensasi, kebanyakan innerty gas

dari gas CO2, cairan Ammonia dan udara yang diinjeksikan ke dalam reaktor dan

HPD dikeluarkan dari Ammonia Condenser dan mengalir ke Ammonia Recovery

Absorber (52-EA-405).

Ammonia Recovery Absorber (52-EA-405) terdiri dari empat buah

absorber yang disusun secara seri. Innerty gas bersama sejumlah gas Ammonia

masuk melalui pipa sparger yang berada dibawah permukaan cairan dibagian

paling bawah dari absorber dan di-vent ke atmosfer di top Final Absorber.

Sejumlah gas Ammonia dari Ammonia Converter diserap kedalam aqua Ammonia

yang didinginkan oleh Cooling Water. Gas yang tidak diserap, masuk ke absorber

berikutnya dan terjadi proses washing penyerapan yang sama. Steam condensate

50

yang dingin dari Steam Condensate Tank (52-FA-702) melalui Condensate

Cooler (52-EA-701) diumpankan ke top absorber dengan menggunakan Water

Pump (52-GA-406).

Larutan aqua ammoni yang terbentuk, 75 % berat dikeluarkan dari bagian

bawah absorber dan diumpankan ke top HPA dengan aqua Ammonia pump (52-

GA-405). Panas gas Ammonia diserap oleh cooling water dan temperatur absorber

dijaga sekitar 35°C dan tekanan dikontrol sekitar 15,5 kg/cm2G.

Gambar 2.10 PFD Unit Recovery

2.3.4 Unit Kristalisasi dan Pembutiran

Larutan urea yang keluar dari dekomposer dikristalkan secara vakum dan

selanjutnya kristal urea dipisahkan dengan Centrifuge (52-GF-201). Untuk

memanfaatkan panas kristalisasi secara efisien dan untuk menguapkan air pada

temperatur rendah digunakan Vacuum Crystallizer. Kristal urea yang terbentuk di

Crystallizer (52-FA-201), kemudian dipisahkan di centrifuge (52-GF-201) dan

51

selanjutnya dikeringkan sampai kandungan moisture kurang dari 0,3 % dengan

menggunakan udara panas. Untuk menjaga kandungan biuret sekitar 0,1 %

didalam kristal urea, sejumlah kecil mother liquor (larutan induk) yang

mengandung biuret paling banyak dikembalikan ke unit recovery sebagai larutan

absorbent untuk Ammonia dan CO2. Mother liquor yang telah menyerap Ammonia

dan CO2 selanjutnya dikembalikan ke reaktor, dimana biuret dengan adanya

kelebihan Ammonia diubah kembali menjadi urea.

NH2CONHCONH2 + NH3 2 NH2CONH2

Selanjutnya, kristal-kristal kering dibawa ke Prilling Tower melalui

Fluidizing Dryer. Kemudian dilelehkan didalam Melter (52-EA-301) yang

mengguakan steam sebagai pemanas. Urea yang meleleh kemudian mengalir ke

distributor. Untuk mengurangi biuret, unit Prilling dirancang agar urea meleleh

dengan resident time yang minimum. Kadar air dalam urea harus serendah

mungkin agar butiran menjadi keras dan menghindari pengeringan lebih lanjut

yang dapat melunakkan butiran kembali atau merusak permukaan yang mengkilat.

Kristal urea dikeringkan sampai kandungan air 0,2 sampai 0,3 % sebelum masuk

ke Melter (52-EA-301). Urea Prill yang datang dari Prilling Tower bawah diayak

untuk memisahkan produk yang over size dan kemudian dikirim ke gudang (Bulk

Storage). Udara dari dryer dan produk dari sistem pendinginan dihilangkan

debunya dengan Dedusting System yang terdiri dari Spray Nozzle dan Packed Bed

Filter. Udara yang keluar dari Dedusting System dikeluarkan ke atmosphere

melalui induce fan.

Larutan urea dari Gas Separator yang dipompakan dengan Urea Solution

Pump (52-GA-205) ke bagian bawah Crystallizer. Crystallizer terdiri dari dua

bagian, bagian atas adalah Vacuum Concentrator yang terdiri dari Vacuum

Generator (52-EE-201) yang mempunyai dua tingkat barometric condenser dan

dua tingkat steam ejector. Dibagian bawah adalah Crystallizer yang dilengkapi

dengan agitator, dimana kristal urea disuspensikan dalam urea slurry. Pada

vacuum generator yang beroperasi pada tekanan 72,5 mmHg absolut dan

temperatur 60°C, air diuapkan dan larutan urea super jenuh mengalir kebawah

melalui barometric leg masuk ke Crystallizer. Kristal urea terbentuk pada waktu

52

terjadi kontak dengan laruan urea super jenuh. Panas yang diperlukan unutk

menguapkan air berasal dari panas sensible larutan urea yang masuk, panas

kristalisasi urea dan panas yang diserap urea slurry dari HPAC. Crystallizer

dioperasikan pada tekanan atmosfir dan temperatur 60°C. Vacuum Concentrator

dioperasikan sedemikian rupa agar slurry yang keluar dari bagian bawah (bottom)

Crystallizer mengandung 30 sampai 35 % kristal urea. Slurry dari bottom

Crystallizer disirkulasikan ke HPAC dengan menggunakan Circulation Pump for

Crystallizer.

Untuk mencegah penumpukan kristal urea pada vessel atau pipa yang

dapat menyebebkan kebuntuan, maka vessel dan perpipaan dilengkapi dengan

jaket air panas.

Urea slurry dipompakan dari Crystallizer ke Centriguge menggunakan

Slurry Feed Pump (52-GA-202) melalui Prethickner (52-FD-201). Sebagian

slurry disirkulasikan kembali ke Crystallizer unutk mencegah kebuntuan line. Di

centrifuge, Kristal urea dipisahkan dari mother liquor. Kristal urea dengan sekitar

1,9% moisture dimasukkan ke Fluidizing Dryer (52-FF-301). Mother liquor yang

dipisahkan dari Prethickner (52-FD-201) dan centrifuge mengalir kebawah ke

Mother Liquor Tank (52-FA-203). Untuk mencegah terjadinya kristalisasi, disini

dilengkapi tube-tube dengan pemanas steam dan kemudian dipompakan oleh

Mother Liquor Pump (52-GA-203) ke line discharge Circulation Pump for

Crystallizer (52-GA-201).

Mother liquor (larutan induk) di recycle ke LPA sebagai penyerap untuk

mencegah akumulasi biuret. Flow rate larutan larutan induk ini adalah 11,4 t/h

pada 100%. Di fluidizing dryer, kristal dikeringkan dengan udara panas sampai

kandungan moisture mencapai 0,1 sampai 0,3%. Udara dari Force Fan for Dryer

(52-GB-301) dipanaskan di Heater for Dryer (52-EC-301) dengan menggunakan

kondensat dan steam tekanan rendah (4 kg/cm2G).

Agar kristal tidak mencair, maka temperatur udara di inlet dryer tidak

boleh lebih dari 130°C (Melting point area: 132,7°C). Bongkah-bongkah kristal

urea yang dikeringkan di fluidizing dryer, dipisahkan dan dikumpulkan oleh

agitator dan dikirimkan ke Dissolving Tank (52-FA-302) dan kemudian

53

dilarutkan. Kristal kering dibawa oleh pipa pneumatic ke top Prilling Tower (52-

IA-302) dan lebih dari 99,8 % kristal dikumpulkan si Cyclone (52-FC-301).

Kristal yang dikumpulkan tersebut dibawa oleh Screw Conveyor (52-JD-301) ke

Melter. Di melter, kristal dilelehkan dan selanjutnya urea mengalir ke Head Tank

(52-FA-301) melalui Strainer for Distributor (52-FD-301). Untuk menjaga agar

kandungan biuret minimum, sistem harus dioperasikan sedemikian rupa agar

temperatur urea yang meleleh sedikit diatas titik leleh urea (132,7°C) dan menjaga

resident time sesingkat mungkin. Urea yang meleleh dari head tank secara merata

didistribusikan ke distributor dan dari distributor jatuh ke prilling tower, disini

lelehan urea didinginkan dan dipadatkan. Pada saat lelehan urea jatuh kebawah,

terbentuk butiran yang dipanaskan oleh Air Heater for Fluidizing Cooler (52-EC-

502) yang dipasang dibagian bawah urea kemudian didinginkan dengan udara

yang dihembuskan oleh blower. Konsentrasi larutan urea dijaga sekitar 10%

(maksimal) dengan mengatur jumlah air.

Urea keluar dari bagian bawah Prilling Tower (Fluidizing Cooler) diayak

melalui Tromel (52-FD-303) untuk dipisahkan over size-nya dan yang memenuhi

spesifikasi selanjutnya dikirim ke gudang (Bulk Storage) dengan menggunakan

Belt Conveyer. Butiran urea yang over size dilarutkan di dalam disolving tank

dengan menggunakan larutan dari Dust Chamber. Selanjutnya dikirim ke

Crystalizer dan sebagian lagi dikirim ke recovery.

Debu urea dan udara bersih yang tidak terserap dibuang ke atmosfir

melalui Urethane Foam Filter. Butiran urea yang dihasilkan berkadar air yang

relatif rendah yaitu 0,3% berat maksimum.

Urea yang dihasilkan oleh PT. PIM harus memenuhi spesifikasi sebagai

berikut:

- Kadar nitrogen 46 % berat minimum

- Kadar air 0,3 % berat maksimum

- Kadar biuret 0,5 % berat maksimum

- Kadar besi 0,1 ppm maksimum

- Ammonia bebas 150 ppm maksimum

- Abu 15 ppm maksimum

54

- Fe (Iron) 1,0 ppm maksimum

Gambar 2.11 PFD Unit Kristalisasi dan Pembutiran