BAB III

DISKRIPSI PROSES VCM-1 PLANT

PT Asahimas Chemical memiliki dua buah pabrik Vinyl Chloride Monomer

yang diberi nama VCM-1 dan VCM-2. Pabrik VCM-1 dibangun pada Agustus 1989

sedangkan pabrik VCM-2 dibangun pada Oktober 1997 pada pembangunan phase III

step 2 pada Oktober 1997. Pabrik VCM-2 berbeda dengan pabrik VCM-1 karena

telah terdapat beberapa inovasi baru dalam rangkaian sistem pemroses sehingga

sistem produksinya lebih ekonomis.

Pabrik VCM-1 bertujuan untuk membentuk ethylene dichloride (EDC) dan

vinyl chloride monomer (VCM) sebagai bahan baku poly vinyl chloride (PVC).

Departemen VCM dibagi menjadi dua bagian yaitu bagian EDC dan VCM. Dalam

pengoperasiannya, pabrik VCM-1 dibagi menjadi beberapa seksi, yaitu:

a. Seksi 2100 : Ethylene System

b. Seksi 2200 : OHC-EDC (oxyhydrochlorination – ethylene dichloride)

Plant

c. Seksi 2300 : LP-EDC (liquid phase – ethylene dichloride) Plant

d. Seksi 2400 : VCM (vinyl chloride monomer) Plant

e. Seksi 2500 : VCM tank yard

f. Seksi 8100 : Incinerator

g. Seksi 8200 : WWT (Waste Water Treatment)

3.1. Deskripsi Umum Proses pada Pabrik Vinyl Chloride Monomer-1 (VCM 1)

Proses produksi VCM dari ethylene merupakan rangkaian dari beberapa seksi

proses. Pada seksi pertama, ethylene di-klorida (EDC) dihasilkan dari klorinasi

langsung (Direct Chlorination) ethylene di dalam fasa cair atau disebut dengan seksi

liquid phase-ethylene dichloride (LP-EDC) Plant. Pada seksi ke dua, EDC dihasilkan

dari ethylene melalui oxyhydrochlorination, direaksikan bersama HCl dan oksigen.

26

DirectChlorination

VCM DistillationEDCCracking

EDCDistillation

Klorine

Ethylene

VCM

OxygenOxychlorination HCl By Product Recovery

Liquid + GasBy Product

EDC FF

Recycle EDC

27

Kedua reaksi tersebut merupakan reaksi eksotermis. Seksi ini disebut dengan

oxyhydrochlorination-ethylene dichloride (OHC-EDC). EDC yang terbentuk dari

kedua proses di atas lalu dimurnikan melalui tahapan distilasi (distilasi EDC).

Pada seksi ketiga EDC direngkah (cracked) membentuk VCM dan HCl

dengan konversi 50-55%. Reaksi perengkahan ini merupakan reaksi endotermis.

VCM disimpan di dalam tangki dan HCl yang terbentuk dikirim ke unit oksiklorinasi

sedangkan EDC yang tidak bereaksi dikembalikan ke seksi pemurnian EDC (distilasi

EDC). Diagram di bawah ini menunjukkan masing-masing seksi dari keseluruhan

proses produksi VCM.

h.

i.

Gambar 3.1. Diagram Proses Produksi VCM-1

3.2. Ethylene System (Seksi 2100)

Tujuan ethylene system adalah untuk mempersiapkan etilen agar kondisinya

mendekati dengan kondisi reaktor LP-EDC dan reaktor OHC-EDC pada plant VCM-

1 serta menangani BOG (boil of gas) etilen yang menguap dari tangki etilen. BOG

akan digunakan sebagai umpan reaktor VCM-2.

3.2.1. Penyimpanan dan Pemanfaatan Etilen

Etilen disimpan pada satu storage tank yang dijaga pada temperatur -104oC

dan tekanan 620 mmH2O agar tetap berada pada fasa cair. Tangki etilen berbentuk

28

anular dimana di antara diameter dalam dan diameter luar ditempatkan isolasi berupa

pearlite (CaCO3). Pearlite harus diganti 10 tahun sekali/ direngkah kembali karena

dalam jangka waktu tertentu pearlite akan memadat dan mengendap sehingga bagian

atas tangki tidak terisolasi. Tangki penyimpanan etilen pada VCM-1 plant terhubung

dengan tangki penyimpanan etilen pada VCM-2 plant. Jika tangki sedang

dikosongkan, etilen yang digunakan pada VCM-1 plant akan akan diambil dari

storage VCM-2 plant.

Etilen pada storage dipompakan menggunakan pompa yang memiliki tiga

belas impeller agar etilen bertekanan tinggi (± 40kG). Tekanan tinggi ini berguna

sebagai driving force ejektor pada plant OHC-EDC. Pada keluaran pompa dipasang

flow indicator control yang akan terbuka pada saat supply etilen sedikit (minimal 11

m3) sehingga etilen akan dikembalikan ke storage tank untuk mencegah agar pompa

tidak rusak.

3.2.2. Brine System

Temperatur rendah etilen bisa dimanfaatkan sebagai media pendingin pada

brine system. Etilen akan dilewatkan pada heat exchanger-B pada sisi tube sedangkan

freon pada sisi shell sebagai penerima dingin. Pada heat exchanger-B, freon akan

dialirkan pada sisi shell dan brine pada sisi tube. Freon bisa mengalir tanpa driving

force karena adanya perbedaan temperatur – freon akan menguap pada heat

exchanger-A dan mengalami pendinginan pada heat exchanger-B.

Freon dibutuhkan pada brine system karena etilen tidak memungkinkan untuk

dikontakkan langsung dengan brine; Jika brine yang berupa campuran 50% etilen

glikol dan 50% air dikontakkan langsung dengan etilen, brine akan membeku

sehingga tidak bisa mengalir. Brine akan ditampung pada satu storage tank yang

dihubungkan dengan dua pompa, satu pompa untuk memompakan brine

bertemperatur 2oC ke heat exchanger pada OHC-EDC plant sedangkan pompa yang

lainnya akan memompakan brine bertemperatur -16oC ke heat exchanger-A. Keluaran

29

heat exchanger-A juga digunakan sebagai pendingin pada heat exchanger yang

terdapat pada LP-EDC plant dan VCM plant.

Etilen hasil pendinginan dari brine system digunakan untuk refrigerant

system. Refrigerant system terdiri dari dua heat exchanger yang sisi shell-nya

dialirkan etilen sedangkan freon dialirkan pada sisi tube. Sistem ini memiliki sistem

kompresor yang berguna sebagai driving force freon untuk kondensasi lalu di-flash

sehingga bertemperatur rendah. Freon berguna untuk mendinginakan EDC pada

sistem distilasi.

3.2.3. Umpan Reaktor LP-EDC dan Reaktor OHC-EDC

Etilen yang dipompakan dari storage tank ada yang tidak dialirkan menuju

brine system tetapi menuju heat exchanger yang berfungsi sebagai preheater.

Keluaran heat exchanger bertekanan 32,5 kG dan memiliki 2 jalur. Jalur pertama

akan mengalirkan etilen menuju PIC yang akan menurunkan tekanan menjadi 3,5 kG.

Setelah itu, etilen akan dialirkan melewati FIC yang berupa cascade control sebelum

masuk reaktor LP-EDC. Jalur kedua akan mengalirkan etilen menuju PIC dengan

tekanan keluaran sebesar 28 kG dan memasuki ke preheater dengan keluaran ±150oC.

Etilen akan diumpankan ke reaktor OHC-EDC yang bertekanan ± 2 kG sehingga

tekanan etilen sebesar 28 kG akan digunakan untuk menggerakkan ejektor untuk

pembuangan gas dari overhead reaktor.

3.2.4.Penanganan BOG (Boil of Gas)

Sebagian etilen pada storage tank menguap sehingga perlu disirkulasi agar

bisa digunakan kembali. Etilen dari storage tank akan mengalir ke heat exchanger

yang bertemperatur 99oC lalu menuju KO drum untuk memisahkan etilen gas dari

etilen cair. Etilen gas dialirkan ke kompresor dan umpan kompresor harus dipastikan

terbebas dari cairan karena akan mengakibatkan surging. Tekanan kompresor harus

dijaga pada tekanan positif.

30

Kompresor akan menaikkan tekanan etilen dan selanjutnya sebagian etilen

akan dialirkan ke reaktor LP-EDC dan sisanya akan dialirkan kembali ke heat

exchanger untuk menaikkan temperatur etilen yang mengalir dari storage tank.

Temperatur keluaran kompresor ±99-100oC sedangkan input reaktor LP-EDC

bertemperatur ±30oC. Temperatur gas etilen setelah keluar dari kompresor harus

diturunkan sehingga gas etilen dialirkan ke heat exchanger agar panasnya bisa

dimanfaatkan.

Pada saat reaktor LP-EDC shut down, etilen akan dialirkan ke kompresor lain

yang akan mengarahkan etilen ke jalur yang lain. Pada jalur tersebut, terdapat heat

exchanger yang juga berfungsi sebagai KO drum yang keluarannya akan menuju ke

vessel. Vessel tersebut diatur pada tekanan 18kG dan temperatur -32oC. Keluaran

vessel akan menuju heat exchanger tetapi terbagi dua jalur, jalur pertama menuju sisi

shell heat exchanger dan jalur kedua akan menuju sisi tube heat exchanger.

Pada bagian shell, terjadi flash (penurunan tekanan dari 19kG menjadi 3,5kG)

sehingga seluruh etilen akan menjadi gas. Gas etilen akan dialirkan kembali untuk

diumpankan ke kompresor. Etilen pada sisi tube akan mengalami penurunan

temperatur secara drastis sehingga etilen cair akan bertemperatur sangat rendah

sehingga dikembalikan ke storage tank. Heat exchanger ini juga berfungsi sebagai

KO drum agar input kompresor dipastikan berupa gas. Jika kompresor kemasukan

cairan, kompresor akan shutdown secara otomatis.

3.3. OHC-EDC Plant (Seksi 2200)

Tujuan dari OHC-EDC plant adalah membentuk ethylene dichloride dengan

mereaksikan etilen, asam klorida (HCl) dan oksigen. Reaksi berlangsung secara

eksotermal dengan menggunakan katalis alumina tembaga klorida (Copper Chloride

Alumina) dalam reaktor fluidisasi. Reaksi berlangsung pada suhu 200 – 2300C.

Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut :

C2H4+ 2HCl + ½ O2 katalis C2H4Cl2 + H2O + 238 kJ

31

Produk dari OHC-EDC plant akan disalurkan seluruhnya ke reaktor pada LP-

EDC plant.

3.3.1. Sintesis EDC

Pada reaktor OHC-EDC, terdapat reaksi pembentukan EDC dari etilen, asam

klorida dan oksigen. Reaktor ini merupakan reaktor terfluidisasi yang menggunakan

katalis. Di dalam reaktor terdapat tubing untuk mengalirkan cooling water berupa

BFW yang bertemperatur ±100oC dan dijaga agar tidak terlalu dingin supaya

perbedaan temperatur dengan reaktor tidak terlalu drastis. Tubing pada reaktor

dihubungkan dengan steam drum yang bisa digunakan pada LP-EDC plant.

Pada saat start-up reaktor, katalis sudah dimasukkan ke dalam reaktor.

Reaktor dipanaskan dengan furnace sampai mencapai temperatur ±250oC karena

katalis akan bekerja sempurna pada temperatur tersebut. Umpan reaktor dimasukkan

dengan urutan asam klorida, etilen lalu oksigen dimana ketiga umpan dipanaskan

terlebih dahulu menggunakan heater sebelum memasuki reaktor. Pada saat startup,

blower digunakan untuk proses fluidisasi sampai reaktor berjalan karena proses

fluidisasi akan dilanjutkan dengan mengalirkan nitrogen. Temperatur reaktor pada

bagian bottom dijaga pada temperatur 280oC dan pada bagian top pada temperatur

>150oC.

3.3.2. Pengendapan Katalis

Gas hasil reaksi akan keluar dari reaktor dan mengalir ke cyclone separator

yang berguna untuk menangkap katalis yang terbawa. Katalis mengandung air atau

EDC yang terkondensasi sehingga disebut slurry. Cylone menggunakan steam jacket

yang berguna untuk pemanasan agar cyclone tetap panas. Pemanas tersebut berguna

untuk menjaga agar katalis tetap kering karena bila tidak bisa mengakibatkan

plugging (mampet) jika basah. Katalis yang mengendap akan di pindahkan ke

catalyst charge pot untuk menampung katalis. Dumping katalis dilakukan seminggu

sekali dan didapatkan katalis sebanyak dua drum sedangkan make up katalis

32

dilakukan sebanyak satu drum/hari. Cyclone separator kurang efektif mengendapkan

katalis sehingga keluarannya masih mengandung katalis.

3.3.3. Kondensasi EDC

Gas keluaran cyclone separator didinginkan oleh empat heat exchanger seri

yaitu primary condenser, secondary condenser, tertiary condenser dan refrigerated

condensor dengan fluida keluaran masing-masing bertemperatur 80oC, 30oC, ±20oC

dan 5oC. Primary, secondary dan tertiary condenser menggunakan medium

pendingin air laut sedangkan refrigerated condenser menggunakan medium

pendingin brine yang berasal dari ethylene system.

Keluaran refrigerated condenser sebagian berfasa cair dan berfasa gas yang

masih mengandung banyak etilen (± 40%) sehingga setelah ditampung pada reactor

condenser entrainment separator, gas akan di-recycle menuju umpan reaktor atau

dialirkan ke VCM-2 plant. Keluaran refrigerated condenser yang berfasa cair akan

dialirkan ke reactor degasser.

3.3.4. Pemisahan EDC

Reactor degasser akan mengalirkan fluida ke flasher sehingga fluida gas akan

mengalir ke vent header sedangkan fluida cair akan mengalir ke intermediate crude

EDC drum. Pada EDC drum, proses pemisahan antara EDC dengan air akan terjadi.

EDC akan berada di bawah sedangkan air akan berada di atas. Saat drum semakin

penuh, air akan mengalami overflow dan mengalir ke aqueous surge drum yang

berada di bawahnya. EDC pada bagian bawah EDC drum akan dipompakan ke

chloral treatment phase separator.

Sebelum memasuki chloral treatment phase separator, EDC akan melewati

chloral treatment reactor (piping item) yang diinjeksikan demineralized water dan

kaustik agar chloral terbunuh karena keberadaan chloral akan menyulitkan proses

stripping. Pada bagian ini, pH dijaga agar tetap pada kondisi basa. Setelah chloral

treatment, EDC akan dipompakan ke drying still feed tank yang akan menjadi umpan

drying still.

33

3.3.5. Drying still

Pada drying still akan dilakukan proses penghilangan air dari EDC sampai

konsentrasinya dibawah 100 ppm. Chloral dan etil klorida juga dikontrol

konsentrasinya. Umpan still akan melewati drying still feed bottoms economizer

karena bottom tower digunakan untuk memanaskan umpan tower. EDC yang

mencapai tingkat kemurnian yang diinginkan akan dialirkan ke drying still bottom

tank. Pada saat EDC diperlukan pada reaktor LP-EDC, EDC akan dipompakan dari

tank sebagai umpan reaktor.

3.3.6. Pengolahan Terakhir

Air yang overflow dari aqueous surge drum masih mengandung slurry yang

berupa wet catalyst dan masih mengandung organik dengan konsentrasi rendah.

Kaustik diinjeksikan melalui dua tahap aqueous effluent mixer (in-line) agar katalis

mengendap. Proses ini dikontrol agar pH berkisar 10-13. Jika terlalu basa, endapan

katalis akan bayak dan akan terjadi plugging. Air akan mengalir ke phase separator

dimana cairan akan terdapat pada bagian atas dan endapan di bawah. Dumping

dilakukan secara manual dengan blow dari bawah. Endapan sebanyak satu drum akan

dibakar di incinerator. Slurry akan dialirkan ke waste water treatment.

Slurry (wet catalyst) ditampung pada incinerator vessel yang memiliki sekat.

Slurry dimasukkan ke salah satu bagian vessel sehingga dalam jangka waktu tertentu,

katalis akan mengendap sedangkan organik akan overflow ke bagian vessel di

sebelahnya lalu ke tower. Pada tower, terjadi stripping organik (air, EDC,

chloroform, dll.). EDC akan dikembalikan ke vessel-8 sedangkan air akan dialirkan

kembali ke WWT. Kadar maksimum organik yang boleh mengalir ke WWT adalah

10 ppm. Tower membutuhkan waktu 2 minggu sekali untuk cleaning agar bisa

stripping organik dengan baik. Setiap tahun, katalis yang mengendap berjumlah

kurang lebih tiga ratus drum.

34

3.4. LP-EDC Plant (Seksi 2300)

Tujuan dari LP-EDC Plant adalah mempersiapkan EDC dengan kemurnian

tinggi untuk dialirkan ke VCM plant sebagai bahan baku pembentukan VCM.

Dalam proses Klorinasi langsung EDC dihasilkan melalui reaksi antara

Ethylene dan khlorin dalam phase EDC cair, melalui reaksi:

C2H4 + Cl2 katalis C2H4Cl2 (EDC) + 180 kJ

3.4.1. Sintesis EDC pada Reaktor LP-EDC

Reaktor LP-EDC memiliki banyak umpan, yaitu gas etilen, gas klorin, recycle

EDC serta dehidrat yang berasal dari VCM-2 plant. EDC yang berasal dari OHC-

EDC plant dan mengandung katalis Fe3+ sebanyak 5000-7000 ppm dijadikan cairan

mother liquor. Reaktor LP-EDC dilengkapi dengan sparger untuk menyebarkan

umpan, boiling bed untuk meningkatkan turbulensi gas serta demister untuk

mencegah adanya cairan keluar dari reaktor.

Sebelum start-up, mother liquor dimasukkan terlebih dahulu ke dalam

reaktor. Setelah reaksi akan dimulai, etilen dimasukkan terlebih dahulu dan

dilanjutkan dengan klorin karena kontrol dilakukan terhadap rasio etilen per klorin

dengan excess etilen. Pada keadaan normal, rasio dijaga pada 1,05 dengan batas

terkecil adalah 0,75.

Mother liquor berguna sebagai media reaksi karena reaksi spontan etilen dan

klorin bisa mengakibatkan ledakan. Pada prosesnya, sebagian EDC pada reaktor ada

yang mengendap. Oleh karena itu, diperlukan suatu kontrol untuk menjaga level

reaktor agar tidak kurang dari 48%. Selain itu, mother liquor juga berfungsi untuk

menjaga temperatur reaksi.

Overhead reaktor akan dialirkan ke separator yang mengandung packing

rashic ring dimana proses scrubbing klor dilakukan oleh cairan dari primary bottoms

drum. Cairan tersebut juga bisa digunakan sebagai refluks reaktor. Jika level reaktor

turun, LIC harus dibuka agar ada aliran masuk reaktor (biasanya 65%). Keluaran

separator memiliki standar F-Cl2 maksimum 10 ppm dan akan menjadi input primary

35

still. Kandungan EDC pada primary bottoms drum minimal 50% dan akan menjadi

top tower heavies still.

3.4.2. Pemurnian EDC

3.4.2.1. Primary Still

Primary still merupakan tahap distilasi pertama yang memiliki 53 tray. Pada

primary still terjadi pemisahan antara EDC dengan komponen ringan dimana

komponen ringan akan naik ke overhead tower dan mengalir ke primary still reflux

drum sedangkan bottom tower akan mengalir ke primary bottoms drum. Produk

utama yang mengandung EDC 99% terdapat pada tray 40 yang akan dialirkan ke

product drum. Pada product drum seharusnya mengandung EC maksimum 70 ppm

tetapi sulit untuk mencapai konsentrasi tersebut.

3.4.2.2. Lights Still

Liquid light component pada primary still reflux drum akan dialirkan ke lights

still yang terdiri dari 56 tray. Hasil stripping light component akan dialirkan ke lights

still condenser lalu ke lights still refluks drum. Jika lights still refluks drum masih

banyak mengandung EDC, maka aliran akan dikembalikan lagi ke light still. EDC

pada bottom tower minimal 98% untuk mencegah light still condenser terlalu panas.

EDC akan dipompakan ke primary still sedangkan light component akan dikirimkan

ke vent scrubber.

Primary still reflux drum yang masih mengandung banyak gas etilen akan

didinginkan oleh vent condenser dengan pendingin brine lalu dialirkan ke vent knock-

out drum. Gas yang terkondensasi akan dikembalikan ke primary still reflux drum

sedangkan gas yang tidak terkondensasi akan dialirkan ke EDC vent compressor. Gas

tersebut mengandung etilen dan oksigen sehingga sebelum memasuki kompresor, gas

etilen harus disuntikkan dengan HCl dari VCM plant agar konsentrasi oksigen

menurun. Kandungan oksigen di kompresor harus kurang dari 7% karena akan

menimbulkan segitiga api. Keluaran kompresor akan dialirkan ke reaktor OHC-EDC.

36

3.4.2.3. Heavies Still

Pada heavies still, produk bottom berupa tar (cairan hitam) diharapkan

mengandung EDC kurang dari 15%. Tar nantinya dialirkan ke storage tank pada

incinerator. Overhead heavies still berupa EDC yang akan dialirkan ke heavies still

overhead tank dan nantinya akan dialirkan lagi ke reaktor bersamaan dengan EDC

pada primary bottoms drum. Heavies still reboiler akan diganti pada saat tar banyak

mengandung EDC.

3.4.2.4. Stripper

EDC pada product drum memiliki dua jalur yaitu menuju stripper atau

furnace feed tank yang akan dialirkan ke furnace VCM plant. Stripper berfungsi

untuk memurnikan EDC dan memroduksi EDC saleable sebagai bottom product.

EDC saleable akan ditampung pada sales day tank untuk dianalisis. Jika spec sesuai,

akan dialirkan ke storage pada tank yard. Namun, VCM-1 plant kekurangan EDC

sehingga EDC saleable yang konsentrasi EC-nya hampir tidak ada akan digunakan

untuk mengencerkan EDC yang konsentrasi EC-nya lebih tinggi dari yang

diharapkan. Keberadaaan EC terlarut dalam EDC akan mengakibatkan terbentuknya

butadiene pada VCM plant. Kandungan EC pada EDC maksimal 70 ppm. Overhead

stripper akan dialirkan ke stripper overhead drum untuk dialirkan ke incinerator.

3.5. VCM Plant (Seksi 2400)

VCM plant bertujuan untuk membentuk VCM dari EDC dengan proses EDC

cracking secara endotermis pada suhu ±5000C sehingga terbentuk VCM dan HCl.

Panas yang digunakan berasal dari pembakaran bahan bakar LPG dan gas Hidrogen.

Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut :

C2H4Cl2 Heat C2H3Cl + HCl

Produk dari VCM plant berupa VCM yang akan dijadikan bahan baku

pembuatan PVC.

37

3.5.1. EDC Cracking dan Quenching

3.5.1.1. Furnace

EDC yang berasal dari storage LP-EDC plant akan dipompakan sampai

bertekanan 2 kG. Temperatur awal storage berkisar antara 40-60oC. EDC akan

mengalir ke heat exchanger-11 untuk dipanaskan sampai 110oC. Keluaran heat

exchanger akan dialirkan ke preheater agar dipanaskan 150oC tetapi saat ini

preheater tidak diaktifkan.

VCM plant memiliki dua furnace yang masing-masing memiliki dua pass

sehingga seluruhnya furnace memiliki empat pass. Pada umpan furnace terdapat FIC

yang berguna untuk menjaga agar flow rate tidak kurang dari 3,4 m3/jam. Pada

keadaan normal flow rate umpan adalah 14 m3/jam. Pada bagian bawah furnace,

terdapat input hidrogen yang didapat dari hasil elektrolisis C/A-1 plant dan natural

gas.

Umpan furnace masuk ke sisi konveksi yang bertemperatur 220oC. Bagian

konveksi berutujuan untuk memastikan bahwa EDC berfasa gas sebelum memasuki

bagian radiant. Bagian radiant bertemperatur 350oC yang merupakan temperatur

mulai cracking. Pada keadaan normal, bagian radiant diatur pada temperatur 490-

510oC. Jika temperatur berada dibawah 300oC maka cracking tidak terjadi. Pada

proses ini, oksigen dijaga hanya 2-4%.

Furnace dilapisi bata tahan api agar shell furnace tidak terbakar. Selain itu,

api yang ada di dalam furnace dikontrol agar tidak menyentuh tube karena bisa

mengakibatkan terjadinya hotspot sehingga pipa bisa bocor dan cepat terbentuk coke.

Furnace dibuat vakum sehingga gas bisa mengalir masuk ke furnace tanpa driving

force. Keluaran furnace berupa HCl dan VCM serta EDC yang tidak terkonversi

bertekanan 11kG dan akan menjadi umpan quenching tower.

3.5.1.2. Quenching Tower

Masukan quenching tower berupa 50% EDC yang tidak mengalami cracking,

VCM dan HCl yang bertemperatur ±500oC. Temperatur bottom tower diatur pada

38

150oC dan temperatur top tower lebih kecil dari bottom tower ±5oC. Pada proses

furnace cracking pasti terbentuk karbon/coke sehingga bottom tower yang mengalir

ke vessel perlu diberikan treatment.

Karbon yang mengalir ke vessel masih mengadung EDC dan VCM yang bisa

di-recover. Bottom vessel akan dibuang ke storage incinerator. Overhead vessel akan

dialirkan ke KO drum, dipanaskan oleh heat exchanger lalu dialirkan ke vessel untuk

penampungan. Sebagian gas yang ditampung akan disaring karbonnya oleh filter saat

refluks ke quenching tower.

Overhead quenching tower bertekanan 8,5kG mengalir ke economizer lalu

dialirkan ke kondensor parsial dan ditampung vessel. Sebagian isi vessel digunakan

sebagai refluks quenching tower sedangkan uapnya akan mengalir ke absorber. Tube

economizer berasal dari bottom stripper.

3.5.2. Pemurnian VCM

3.5.2.1. Absorber Tower

Abosorber tower berguna untuk memisahkan VCM dari HCl dengan

melarutkan VCM dengan lean oil (EDC). Tower memiliki sistem intercooler yaitu

pendinginan bertahap menggunakan empat heat exchanger. Sistem intercooler

mengakibatkan banyaknya refluks untuk kontrol temperatur pada bagian-bagian

tower. Overhead tower banyak mengandung HCl namun sedikit EDC dan VCM dan

bertemperatur 15oC serta bertekanan 7,5 kG. HCl akan mengalir ke heat exchanger

untuk didinginkan brine sampai ±-10oC lalu ditampung pada vessel. HCl kemudian

akan dialirkan ke heat exchanger-12. Bottom tower berupa EDC yang mengandung

VCM dan sedikit HCl dialirkan sebagai umpan stripping tower.

3.5.2.2. Stripping Tower

Stripping tower berguna untuk stripping HCl dari campuran EDC dan VCM.

Bottom stripping tower diharapkan perbandingan EDC : VCM = 1:3 dengan

konsentrasi HCl kurang dari 20ppm. Jika perbandingan tidak sesuai, absorber tower

akan terpengaruh dimana tower bisa memanas jika bottom stripping tower banyak

39

mengandung EDC. Overhead stripping tower akan dialirkan ke bottom absorber

tower sedangkan bottom stripping tower akan dialirkan sebagai umpan product still

tower. Reboiler stripping tower tidak menggunakan steam namun menggunakan

panas overhead quenching tower.

3.5.2.3. Product Still Tower

Umpan product still tower merupakan campuran antara EDC dan VCM

dengan sedikit HCl. Lean oil (EDC) sebagai bottom tower akan dialirkan ke empat

heat exchanger dengan medium pada shell dan tube adalah sebagai berikut :

Tabel 3. 1 Umpan sisi shell dan tube pada beberapa heat exchanger

Heat exchanger Shell Tube

11A feed furnace EDC

11B feed furnace EDC

12 HCl EDC

13 EDC sea water

Sumber : VCM-1 Department

Lean oil 160oC dialirkan ke tube heat exchanger-11A dan heat exchanger-11B

sebagai medium pemanas feed furnace lalu dialirkan ke tube heat exchanger-12

sebagai medium pemanas HCl yang berasal dari penampungan overhead absorber

tower. HCl dipanaskan untuk keperluan heat exchanger dan tower pada OHC-EDC

plant, VCM-2 plant, incinerator pada startup/shutdown dan sebagai M-HCl pada C/A

plant.

Keluaran tube heat exchanger yang bertemperatur ±50oC, terbagi dua aliran

yaitu sebagai lean oil merupakan absorber pada absorber tower dan dialirkan ke

VCM-2 plant, reaktor LP-EDC sebagai EDC recycle. Pada startup/shutdown, EDC

akan dialirkan ke storage tank dan sebelumnya didinginkan oleh heat exchanger.

Produk VCM bisa didapatkan dari overhead tower yang dikontrol

bertemperatur kurang dari 50oC. VCM akan mengalir ke heat exchanger-9 dimana

40

produk akan didinginkan dengan seawater. Keluaran heat exchanger-9 akan dialirkan

ke vessel-9 keluarannya terbagi dua aliran, sebagian sebagai refluks ke product still

tower dengan rasio 1:1 sedangkan sebagian dialirkan humidifier. Umpan product still

tower yang berasal dari bottom stripping tower masih mengandung sedikit HCl

sehingga perlu ditambahkan WD (tergantung analisis) agar reaksinya dengan kaustik

pada neutralizer lebih cepat. Injek WD dilakukan pada vessel-10, saat dibutuhkan

diinjek nitrogen agar mengalir ke humidifier.

3.5.2.4. Neutralizer

Neutralizer merupakan batch kaustik yang terdiri dari flake kaustik yang

offspec dari C/A plant (±97%). Neutralizer tidak boleh banyak mengandung HCl

karena akan cepat rusak. Pada keadaan normal, keluaran neutralizer akan mengalir ke

filter yang dibersihkan empat jam sekali lalu menuju shift tank. Saat shift tank penuh,

VCM akan disirkulasi dan dianalisa. VCM yang sudah sesuai kualitasnya, akan

dialirkan ke ball storage pada VCM tank yard yang dijaga pada tekanan 3,5kG dan

temperatur ruang.

Jika humidifer atau neutralizer mengandung Fe hasil korosi HCl, setiap empat

bulan sekali kaustik harus diganti dan dilakukan dumping kaustik. Kaustik yang

awalnya ditampung pada vessel akan dialirkan ke pit. Pada saat diperlukan, kaustik

akan dipompakan ke storage untuk dialirkan kembali ke OHC-EDC plant sebagai

kaustik line mixer.

3.6. Incinerator (Seksi 8100)

Incinerator berguna untuk mengolah tar yang banyak mengandung klorin

dengan proses pembakaran agar bisa dimanfaatkan kembali dan bisa diolah pada

pengolahan limbah.

3.6.1. Furnace

41

Pada incinerator terdapat dua storage umpan furnace yaitu storage-1 yang

menampung heavies (karbon, coke, dll.) dari VCM plant, tar dengan kandungan EDC

<15% dari heavies still pada LP-EDC plant serta storage-6 yang menampung

keluaran vessel pada LP-EDC plant yang banyak mengandung Fe. Kandungan Fe

yang tinggi akan mengakibatkan produk incinerator tidak dapat dikirim ke C/A plant.

Kedua isi sotrage akan dialirkan ke furnace secara bergantian atau bersamaan

(bergantung pada komposisi limbah). Sebelum memasuki furnace, filter-2 akan

mensirkulasi aliran kembali ke storage sedangkan filter-1 akan membawa tar ke

furnace.

Sebelum memasuki furnace, tar dipersiapkan berbentuk kabut dengan proses

atomizing air oleh kompresor. Tar mengandung 80%-berat klorin dan organik dimana

reaksi pembakaran pada 1250oC yang terjadi adalah sebagai berikut :

tar liquid + pembakaran Cl2 + CO2 + H2O

Cl2 yang terbentuk akan bereaksi dengan H2O membentuk HCl. Namun, jumlah H2O

hasil reaksi masih kurang untuk bereaksi dengan Cl2 sehingga steam diinjek pada

masukan furnace.

Furnace menggunakan blower untuk combustion air, LPG digunakan untuk

proses heating-up dan memiliki dua jalur sebagai pilot dan main burner. Bagian pilot

akan selalu menyala untuk menjaga agar api tetap ada sedangkan main burner akan

menyala tergantung temperatur furnace.

Panas pembakaran yang dihasilkan furnace dimanfaatkan heat exchanger

yang terhubung dengan steam drum yang akan dialirkan ke steam middle pressure

header. Input heat exchanger berupa BFW yang telah mendapatkan treatment

sehingga mengandung fosfat, silica, dll. untuk melindungi boiler. BFW harus rutin

di-blow karena dapat menyebabkan scaling pada heat exchanger.

3.6.2. Quencher

42

Pada quencher terdiri proses quenching oleh cairan dari bottom vessel dan

dipompakan ke top. Cairan ini bertemperatur 60oC digunakan untuk mendinginkan

keluaran heat exchanger yang bertemperatur 200oC. Side cut quencher mengandung

HCl, uap air, CO2, N2, dll. yang bertemperatur kurang dari 97oC akan mengalir ke

bottom tower-1. Pada tower-1, absorpsi dilakukan dengan WD dan produk keluar

melalui sidecut bertemperatur 60oC Produk merupakan HCl 19% ±2% yang akan

mengalir ke storage-2.

Pada saat startup/shutdown, HCl akan mengalir ke storage-4 lalu dibuang

sebagai waste acid (produk yang buruk kualitasnya saat awal pembakaran). Keluaran

storage-2 akan dipompakan sebagian ke tower-1 sebagai control level quencher,

sebagian ke heat exchanger untuk didinginkan oleh cooling water menjadi ±40oC.

Keluaran heat exchanger akan dibagi dua, sebagian menuju filter dan

sebagian ke storage-5. Filter berisi karbon aktif untuk adsorpsi Fe3+ atau Cl2 lalu

dialirkan ke storage-3 untuk dianalisis. Jika hasil analisis sesuai, HCl akan

dipompakan ke C/A plant sebagai M-B HCl. HCl yang dialirkan ke storage-5 akan

terbag dua jalur yaitu ke C/A mud (sekarang tidak digunakan lagi) yang memerlukan

HCl sebagai pelarut dan pit pada WWT. Refluks quencher sebagian mengalir ke

storage-5 yang merupakan pembuangan waste HCL dan akumulasi Fe di bawah

quencher.

HCl dan Cl2 sisa tower-1 akan mengalami scrubbing pada tower-2

menggunakan WI (juga digunakan sebagai pelarut), natirum tiosulfit dan kaustik 20%

dari C/A plant. Free chlorine akan membentuk NaClO yang akan dinetralisir natrium

tiosulfit sedangkan HCl akan dinetralisir oleh kaustik. Reaksi yang terjadi adalah

sebagai berikut:

HCl + NaOH NaCl + H2O

NaClO + Na2S2O3 Na2SO4 + NaCl

Bottom tower akan mengalir ke WWT dan dikontrol pHnya berkisar antara 8-10.