MAKALAH TEKNIK PENGOLAHAN AIR INDUSTRI

PENGOLAHAN AIR PADA INDUSTRI PETROKIMIA PT.TRANS-PACIFIC PETROCHEMICAL INDOTAMADigunakan Untuk Memenuhi Tugas Teknik Penyediaan Air Industri

Disusun Oleh :

Devya Nurul Amalia

210301110601002011 BPROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNIK KIMIA

PROGRAM DIPLOMA FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS DIPONEGORO2013BAB I

PENDAHULUAN1.1 Sejarah Berdirinya Pabrik Gula

PT. Trans Pasific Petrochemical Indotama (PT. TPPI) - Tuban merupakan perusahaan industri petrokimia hulu terpadu yang pembangunannya dilakukan sejak 1995. PT. TPPI ini mulai memproduksi produk aromatik dan bahan bakar minyak secara komersial setelah pembangunan industri petrokimia hulu mengalami penundaan sejak 1998. Adapun beberapa produk yang dihasilkan oleh PT TPPI terdiri atas produk light naphtha, produk aromatik parasylene, benzene, toluene, orhoxylene. Selain itu juga, PT. TPPI-Tuban sebagai salah satu perusahan petrokimia yang kini juga bekerja sama dengan PT. PERTAMINA (Persero) untuk memasok Premium RON 88 untuk keperluan distribusi di Jawa Timur.PT. Trans-Pacific Petrochemical Indotama mempunyai beberapa unit utilitas untuk memenuhi kebutuhan tenaga listrik, tenaga uap, air pendingin, bahan bakar dan sebagainya. Berikut adalah beberapa Unit Utilitas di PT. Trans-Pacific Petrochemical Indotama:

1. Penyediaan Air2. Penyediaan Steam3. Penyediaan Listrik4. Penyediaan Udara Tekan5. Penyediaan Nitrogen6. Penyediaan Bahan Bakar1.2 Pengertian Air

Air merupakan kebutuhan dasar yang sangat penting bagi manusia dan makhluk hidup lainnya. Tidak semua daerah mempunyai sumberdaya air yang baik. Wilayah pesisir pantai, di muara sungai dan pulau-pulau kecil atau di tengah lautan lepas merupakan daerah-daerah yang sangat miskin akan sumber air bersih, sehingga timbul masalah pemenuhan kebutuhan air bersih.Air adalah zat atau materi atau unsur yang penting bagi semua untuk kehidupan yang dikeahui sampai saat ini d bumi, tetapi tidak di planet lain.Air menutupi hampir 71% permukaan bumi. Terdapat 1,4 triliun kilometer kubik (330 juta mil3) trsedia dibumi.

Molekul air tersusun atas dua atom hidrogen dan satu atom oksigen (H2O). Dalam keadaan cair, molekul-molekul air saling bertautan membentuk polimer via ikatan hidrogen. Karena ikatan inilah air mempunyai panas latent penguapan yang besar serta daya pelarutan yang tinggi.

Air untuk industri akhir-akhir ini menjadi isu besar dan menjadi salah satu kriteria dalam menentukan lokasi suatu industri akan dibangun, pada era 80-an sumber-sumber air mudah didapat namun kondisi saat ini jauh berbeda, sumber air semakin susah ditemukan ini ditengarai air permukaan yang kualitas dan kuantitasnya semakin terbatas. Belum lagi isu lingkungan turut menjadi pertimbangan dalam pemberian ijin eksploitasi sumber air untuk industri.

Tentunya bagi industri yang banyak melakukan kegiatan ekspor impor pasti akan memilih lokasi dekat dengan pelabuhan guna memudahkan kegiatan operasi mereka, termasuk didalamnya industri berbasis minyak sawit termasuk pabrik minyak dan lemak makanan, oleochemical dan biodiesel. Industri berbasis minyak sawit ini menjadi efisien apabila kriteria pokok pendirian pabrik dapat dipenuhi termasuk utilitas, process water, energi serta jaringan transportasi yang memadai untuk menunjang kegiatan produksi serta ekspor produk.Air pendingin adalah air yang digunakan untuk menyerap panas yang berlebihan pada reaktor untuk menghasilkan listrik. Karakteristik dari air pendingin yaitu air tawar yang tahan terhadap radiasi, dan kapasitas panas tinggi. Air yang digunakan untuk air pendingin yaitu air berat karena mempunyai kapasitas panas tinggi, tahan radiasi tinggi pada hal ini digunakan pada reaktor yang menggunakan uranium alam sehingga tampang lintang air kecil. Air laennya yang digunakan yaitu air bertekanan tinggi dan air biasa.

Kebutuhan akan air pendingin (cooling water) bisa di kategorikan kebutuhan umum dalam setiap mesin penggerak, pengolahan air pendingin biasanya kurang diperhatikan oleh operator pabrik karena persepsi yang salah dimana setiap air bersuhu rendah bisa digunakan. Tetapi mereka lupa bahwa air pendingin disalurkan melalui pipa-pipa yang diameternya terkadang cukup kecil, panjang dan melingkar-lingkar sehingga rawan terhadap karat dan sumbatan tentunya.Air proses atau biasa kita kenal sebagai process water memiliki fungsi yang berbeda satu sama lainnya, oleh karena itu karakter serta spesifikasi air yang diperlukan juga berbeda satu dengan yang lain, misalnya standar air untuk boiler tentu berbeda dengan standar air untuk produksi hydrogen.Air proses (Process Water) untuk hydrolysis, boiler dan destilasi. Kebutuhan process water untuk boiler, hydrolisis serta produksi H2, dimana diperlukan air yang terlebih dahulu melalui ion exchange untuk meminimalisir timbulnya karat serta sumbatan pada pipa api dan jalur distribusi uap dan kondensatnya. Produk air yang dihasilkan melalui ion exchange kemudian disebut sebagai soft water bahkan untuk produksi hydrogen diperlukan demineralized water (demin water) agar H2 yang diproduksi betul-betul 99,9 % murni.1.3. Perumusan MasalahBerdasarkan uraian di atas, muncul permasalahan sebagai berikut :

Darimana sumber air PT TRANS-PACIFIC PETROCHEMICAL INDOTAMA?

Bagaimana proses pengolahan air tersebut untuk menjadi air industri?

Apakah karakteristik air untuk digunakan dalam industri?

Digunakan untuk apa saja air tersebut dalam industri?

1.4. Tujuan Perumusan Makalah Untuk mengetahui sumber air di PT TRANS-PACIFIC PETROCHEMICAL INDOTAMA Untuk mengetahui proses pengolahan air tersebut

Untuk mengetahui karakteristik air dalam industri

Untuk mengetahui digunakan untuk apa saja air dalam industry

BAB II

PEMBAHASAN2.1. Penyediaan AirPenyediaan air untuk proses produksi di PT. Trans-Pacific Petrochemical Indotama di suplay dari unit utilitas. Pada Unit utilitas sumber air Utama PT.TPPI berasal dari laut yang digunakan untuk keperluan service water, fire water, cooling water, dan boiler feed water.

2.1.1 Pengambilan Air Laut

Merupakan suatu proses yang memanfaatkan air laut sebagai sumber air utama, media pendingin dan back-up fire water system dalam keadaan darurat dimana ketersediaan fire water tidak tercukupi.Tabel 51. Spesifikasi Air LautParameterHasil Analisa

Total Kation (ppm)29,717

Total Anion (ppm)29,710

Total Dissolved Solids (S)34,483

Hardness (ppm CaCO3)6,237

Alkalinity (ppm)115

Conductivity (ppm)52

pH8

(Laboratory PT. TPPI, 2012)

Sistem pengambilan air laut (Sea water intake) didesign untuk mendapatkan air laut yang bersih, bening, dan dingin. Hal tersebut dicapai dengan mendesain kecepatan aliran masuk air laut < 0.2 m/det agar endapan besar tidak terikut dan mengendap di bawah kanal. Sea Water Intake adalah sistem pengambilan air laut yang dimaksudkan untuk proses kebutuhan pabrik. Sistem in dilengkapi dengan bar screen, traveling screen, sea water pump (3 running 1 standby) dan electroclinator sebagai injeksi.

Gambar 26. Blok Diagram Pengambilan Air Laut (Sea Water Intake)

(PT. Trans-Pacific Petrochemical Indotama, 2012)

1. Bar dan Traveling ScreenBar screen digunakan untuk mencegah binatang laut yang besar seperti ikan, ubur-ubur masuk ke Sea Water Pump Basin. Sampah atau binatang laut yang bisa melintas di bar screen diharapkan bisa tertangkap oleh traveling screen dan dibuang ke tempat sampah.2. Sea Water Pump Basin (SPB)Sea Water Pump Basin (SPB) dengan kedalaman 9 m dibawah permukaan laut diperlukan untuk menyediakan suction head yang cukup agar Sea Water Pump tidak terkena problem kavitasi saat permukaan air laut turun. Kebutuhan air laut dengan keperluan sebesar 23600 m3/jam dipompa oleh 3 pompa dengan kapasitas masing-masing 7870 m3/jam pada 3 kg/cm2G. Ketiga Sea Water Pump digerakkan oleh 6 kVAC motor, sedangkan 1 pompa digerakkan oleh HP Steam Turbine back presuure type dengan takanan steam sebesar 42 kg/cm2G. Setiap pompa beserta penggeraknya dilengkapi dengan lubrication system, integral cooling dan vibration monitoring system.3. Electrochlorination Unit

Electrochlorination unit menghasilkan Natrium Hipoklorit (NaOCl) dari air laut secara elektrolisis. Sebagian air laut dari main cooling water system dialirkan ke electrochlorination unit melalui bar screen dan traveling screen yang dapat menyaring kotoran dalam air laut. Selanjutnya aliran air laut dilewatkan melalui dua buah elektroda yang akan mengelektrolisa natrium klorida menjadi natrium hipoklorit. Natrium Hipoklorit digunakan sebagai desinfektan yang mematikan dan mencegah pertumbuhan mikroorganisme laut pada air laut yang digunakan sebagai pendingin, karena organisme tersebut menyebabkan pengotoran, fouling, serta penyumbatan pada alat penukar panas dan pipa-pipa pendistribusi sehingga dapat menurunkan efektifitas alat penukar panas.4. Automatic Backwash Filter (ABF)

Automatic Backwash Filter digunakan untuk mengambil partikel-partikel yang berukuran > 2 mm dengan tujuan mencegah terjadinya plugging dalam PFHE. Seawater yang membawa impurity/kotoran masuk ke dalam ABF menuju ke ruang dalam/inner chamber. Seawater kotor mengalir ke atas dan menembus strainer element. Impurity ditahan oleh permukaan datar strainer element, sedangkan seawater yang sudah tersaring mengalir menuju ruang luar dan keluar. Selama backwash, cycle motor/gear reducer akan terhubung dan menggerakkan element untuk mengambil impurity yang tertahan. Backwash control valve kemudian membuka dan sebagai akibatnya impurity akan terbawa keluar. Aliran balik terjadi akibat isapan air yang mengalir melalui lubang lengan pipa dan menghisap kotoran/impurity. Keadaan ini berlangsung sampai backwash cycle selesai.

5. Plate and Frame Heat Exchanger (PFHE)

Sea water dingin masuk ke PFHE mengambil panas dari cooling water keluar, sedangkan seawater panas sebelum keluar PFHE mengambil panas dari cooling water yang masuk (counter current).2.1.2 Pengolahan Air Laut

Sistem pengolahan air laut dirancang untuk memproses air laut menjadi air tawar dengan menggunakan teknologi Reverse Osmosis dari METITO sebagai lisensor. Air laut yang dipompakan dengan Sea Water Pumps ke PFHE, sebagian (573 m3/jam) dialirkan ke Water Treatment Plant untuk diproses menjadi air tawar yang selanjutnya dipergunakan untuk keperluan air pendingin, air service, dan air umpan boiler.

Berikut adalah rangkaian proses pengolahan air laut di PT. Tran-Pacific Petrochemical Indotama:

Gambar 27. Blok Diagram Pengolahan Air Laut (Sea Water Treatment)(PT. Tran-Pacific Petrochemical Indotama, 2012)1. Clarifier

Fungsi dari clarifier ini adalah untuk memisahkan air dengan suspended solid yang terdapat dalam material air tersebut. Air laut sebanyak (573 m3/jam) di tambahkan dengan koagulan ferri chlorit (FeCl3) yang berfungsi untuk mengikat kotoran dalam air. Di dalam clarifier ditambah koagulan aid (Polymer Anionic Base) yang berfungsi mempercepat untuk mengikat kotoran dalam air menjadi gumpalan (flok-flok) yang nantinya akan menjadi sludge dengan air produk yang berupa over flow dan sludge (lumpur) nya dibuang melalui sludge tank. Produk yang berupa over flow tersebut dialirkan ke clarified water tank.2. Multi Media Filter

Fungsi dari alat ini adalah untuk menyaring atau memisahkan air yang masih terdapat suspended solid, sehingga menjadi jernih dengan menggunakan media filter dalam suatu bejana. Setelah dari multi media filter ini akan diperoleh 80-90% pengurangan impuriti yang ada pada air akan di alirkan ke Bag Filter dan Cartidge Filter.3. Bag Filter

Dari MMF masuk ke Bag filter. Bag filter merupakan media penyaring yang didalamnya terdapat 6 kantong penyaringan dengan ukuran pori-pori 25 micron yang ditengah-tengahnya terdapat aliran feed.4. Catridge Filter

Fungsi dari catridge filter ini pada prinsipnya sama dengan bag filter yaitu untuk menyaring dan juga memisahkan suspended solid akan tetapi dengan ukuran yang lebih kecil yaitu kurang lebih sekitar 5 mikron.

5. Sea Water Reverse Osmosis (SWRO)Fungsi dari alat ini adalah untuk menurunkan kandungan konductivity dan mengurangi beban ion exchange yang ada pada air tersebut. Sebelum dialirkan ke Sea Water Reverse Osmosis (SWRO), air dari catridge harus di injek beberapa chemical antara lain:

H2SO4 98% untuk menurunkan pH dengan tujuan menurunkan LSI agar menjadi negative sehingga tidak menjadi scalling di membran RO nya.

SMBS (Sodium Metabisulfit) yang berfungsi untuk menghilangkan Chlorine, karena adanya Chlorine dapat merusak membran karena membran terbuat dari bahan selulosa base. Reaksi yang terjadi yaitu:

Na2S2O5 + H2O 2NaHSO32NaHSO3 + 2HOCl H2SO4 + 2 HCl + Na2SO4 Anti scalant untuk mencegah pengendapan dari garam kalsium dan Magnesium.Pada Sea Water Reverse Osmosis (SWRO), kita harus mengetahui tentang teori osmosis adalah perpindahan larutan dari konsentrasi rendah ke konsentrasi tinggi tanpa memerlukan adanya tekanan, dalam hal ini yang berpindah adalah pelarutnya. Pada SWRO ini perpindahan larutan dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah dengan menggunakan tekanan. Perpindahan tersebut terjadi di dalam membran yang ada di dalam alat SWRO ini. Reverse Osmosis menggunakan teknologi tekanan yang lebih tinggi dari tekanan osmosis untuk mendorong air murni melalui membran semipermeabel dari larutan air garam. Proses ini berlawanan dengan osmosis biasa, yaitu air mengalir melalui membran dari larutan yang lebih encer kedalam larutan yang lebih pekat. Reverse osmosis ini menjadi proses yang lebih ekonomis karena berhasilnya pengembangan membran khusus. Bahan yang digunakan sebagai membran biasanya berupa selulosa asetat (lebih cocok untuk daerah payau) dan poliamida (untuk daerah laut). Jika air yang mengandung garam dimasukkan ke satu sisi dan air murni disisi yang lain, air akan terserap ke larutan garam melalui membran. Ketika air melalui membran, tekanan air murni berkurang dan pada saat yang sama tekanan air garam bertambah. Aliran air murni menuju air garam tersebut terus berlangsung hingga mencapai kesetimbangan. Proses tersebut dikenal sebagai Osmosis.

Perbedaan hidrostatis yang dicapai setara dengan tekanan osmosis netto. Tekanan osmosik tergantung pada konsentrasi larutan garam dan temperatur. Jika tekanan yang lebih besar dari tekanan osmosik dikenakan pada bagian atas sisi larutan garam arah air akan terbalik yaitu kembali ke sisi air murni. Peristiwa tersebut dikenal sebagai Reverse Osmosis.Laju alir air melalui membran berbanding lurus dengan beda tekanan antara tekanan yang digunakan dengan tekanan osmosis. Kemurnian akan air produk tergantung pada konsentrasi garam air uapan dan konstanta penyerap garam dan membran yang digunakan.Sea Water Reverse Osmosis (SWRO) yang merupakan media filter dengan melewatkan feed kedalam membran semi permeabel yang mempunyai pori sebesar 0.1 micron. Permeate dari SWRO ini sebesar 35% dari feed yang masuk dan nantinya akan menuju ke Service Water and Fire water tank dan BWRO, sedangkan sebagian sebesar 65% akan direject menuju Back Wash Tank yang dipergunakan untuk backwash dari Multi Media Filter

Produk yang masuk ke Service water and Fire water tank sebelum masuk ke tank ditambahkan CaCl2 yang berfungsi untuk mengurangi kesadahan dari air sehingga air tidak bersifat korosif (karena air dari produk RO bersifat korosif) dan ditambahkan juga ZnPO4 yang berfungsi sebagai corrosion inhibitor di system perpipaan dari service water.Tabel 5.2. Spesifikasi Service water dan Fire water

ParameterSyarat Baku MutuHasil Analisa

pH7 - 97,5

Turbidity (NTU)3540

Total Hardness (ppm)>6069,41

Zinc (ppm)0,3 - 21,29

Chloride (ppm)