Laporan KP Daftar Isi,Daftar Gambar,Daftar Tabel

154
LAPORAN KERJA PRAKTEK DI P.T PUPUK SRIWIDJAJA PALEMBANG DINAS OPERASI PUSRI I-B (23 Juli 2012 – 31 Agustus 2012) Laporan Ini Disusun Untuk Memenuhi Persyaratan Mata Kuliah Kerja Praktek Pada Jurusan Teknik Kimia Oleh : Mochammad Yadi H. 0610 3040 0326 Taufik Hidayat Putra 0610 3040 0333 POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA

description

mmmm

Transcript of Laporan KP Daftar Isi,Daftar Gambar,Daftar Tabel

LAPORAN KERJA PRAKTEK

DI P.T PUPUK SRIWIDJAJA

PALEMBANG

DINAS OPERASI PUSRI I-B

(23 Juli 2012 – 31 Agustus 2012)

Laporan Ini Disusun Untuk Memenuhi Persyaratan Mata Kuliah Kerja

Praktek Pada Jurusan Teknik Kimia

Oleh :

Mochammad Yadi H. 0610 3040 0326

Taufik Hidayat Putra 0610 3040 0333

POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA

PALEMBANG

2012

KATA PENGANTAR

Alhamdulillahirabbill’alamin, segala puji dan syukur kepada Allah SWT,

atas segala rahmat dan karunia yang dilimpahkan-Nya, sehingga dapat

terselesainya laporan kerja praktek yang berjudul “Evaluasi Koefisien

Perpindahan Panas terhadap Kinerja Heat Exchanger 115-C dan 202-C di

Unit Purification dan Feed Treating pada Ammonia Plant PUSRI – IB.”.

Shalawat beriring salam dikirimkan kepada Allah SWT, agar disampaikan kepada

Nabi besar Muhammad SAW.

Tujuan diadakannya kerja praktek adalah untuk memenuhi syarat mata

kuliah kerja praktek serta memberikan kesempatan kepada mahasiswa agar dapat

menerapkan teori yang didapat selama menduduki bangku kuliah. Dengan

demikian mahasiswa diharapkan tidak hanya sekedar mengetahui teori saja, tetapi

dapat memahami aplikasinya di lapangan.

Dalam kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada

Ir. Yerizam,M.T dan Ir. Leila Kalsum,M. T sebagai pembimbing kerja praktek

yang memberikan bantuan moril dalam penyelesaian Laporan Kerja Praktek ini,

terutama kepada :

1. Bapak R.D. Kusumanto, ST.,M.T. selaku Direktur Politeknik Negeri Sriwijaya

beserta jajarannya;

2. Bapak Ir. Robert Junaidi,M.T. selaku Ketua Jurusan Teknik Kimia Politeknik

Negeri Sriwijaya;

3. Bapak Zulkarnain S.T,M.T. selaku Sekretaris Jurusan Teknik Kimia

Politeknik Negeri Sriwijaya;

4. Bapak Khairul Anwar, sebagai Plant Manager PUSRI IB atas kesempatan

yang diberikan untuk Kerja Praktek di PUSRI IB;

iii

5. Bapak Zulyan Imansyah, S.T, sebagai Super Intenden di PT Pupuk Sriwidjaja

IB bagian Ammonia atas bimbingan dan bantuannya;

6. Bapak fikri Agustian, sebagai Super Intenden di PT Pupuk Sriwidjaja IB

bagian Utilitas atas bimbingan dan bantuannya;

7. Bapak Bistok Benry A. Silalahi,S.T, sebagai Super Intenden di PT Pupuk

Sriwidjaja IB bagian Urea atas bimbingan dan bantuannya;

8. Staf dan Karyawan PT Pupuk Sriwidjaja di PUSRI IB serta Seluruh jajaran

staf Dinas Teknik Proses yang telah membantu memberikan bekal ilmu selama

kerja praktek dan data-data dan informasi yang berkaitan dengan laporan ini ;

9. Yang kami sayangi orang tua, Kakak,dan adik-adik yang telah memberi

dukungan baik moril dan materil serta do’a yang tulus untuk keberhasilan

penulis;

10. Teman-teman Teknik Kimia 2010 POLSRI yang KP di PT. PUSRI seperti

Randi,evi,yeyen,indah,hevin,della,lely,desi,monita,dwi,puput,dian,aliyah,dan

Rani(STT Telkom),serta Riris dan Ari(UNDIP).

Penulis menyadari bahwa laporan kerja praktek ini masih banyak

kelemahan- kelemahan. Oleh karena itu, penulis mengharapkan saran maupun

kritik yang membangun untuk penyempurnaan isi dan penyajian dimasa yang

akan datang.Semoga laporan ini dapat memberikan manfaat bagi seluruh

pembaca.

Palembang, agustus 2012

Penulis

iv

DAFTAR ISI

Halaman

KATA PENGANTAR..........................................................................................iii

DAFTAR ISI...........................................................................................................v

DAFTAR TABEL................................................................................................vii

DAFTAR GAMBAR.............................................................................................ix

DAFTAR LAMPIRAN..........................................................................................x

BAB I. PENDAHULUAN......................................................................................1

1.1 latar belakang...............................................................................................1

1.2 Sejarah Perusahaan....................................................................................1

1.3 Perluasan Pabrik...........................................................................................6

1.4 Lokasi dan Tata Letak

Pabrik....................................................................10

1.5 Pengembangan Usaha................................................................................13

1.6 Pendistribusian dan Pemasaran........................................................................13

1.7 Penelitian dan Pengembangan...................................................................14

1.8 Pendistribusian dan Pemasaran..................................................................14

1.9 Bahan Baku dan Produk yang Dihasilkan.................................................15

1.10.Keselamatan dan Kesehatan Kerja.................................................19

1.11.Struktur Organisasi......................................................................21

v

BAB II. DESKRIPSI PROSES...........................................................................29

2.1 konsep proses.............................................................................................29

2.1.1 Konsep proses Ammonia........................................................................29

2.1.2 konsep proses urea..................................................................................49

2.2. Produk dan Pemasaran....................................................................58

2.2.1. Produk Pabrik Ammonia..............................................................58

2.2.2 Produk Pabrik Urea..........................................................................60

2.2.3 pemasaran produk...................................................................................61

BAB III. SPESIFIKASI ALAT.....................................................................66

3.1Spesifikasi Alat Unit Amonia .......................................................................66

3.2 Spesifikasi Alat Unit Urea ..........................................................................70

BAB IV. UTILITAS.......................................................................................77

4.1 Water treatment.......................................................................................77

4.2 Demineralized water treatment........................................................81

4.3 Cooling water system.....................................................................83

4.4 Plant Air dan Instrument Air...........................................................86

4.5 Steam System.................................................................................87

4.6 Gas Matering Station......................................................................89

4.7 Electric Power Generation System...................................................90

4.8 pengolahan lingkungan ..........................................................................91

Bab V. TUGAS KHUSUS....................................................................................96

A. HEAT EXCHANGER 115-C..................................................................96

vi

Judul.................................................................................................................96

5.2 Latar belakang............................................................................................96

5.3 Tujuan........................................................................................................96

5.4 Perumusan Masalah .................................................................................97

5.5 Ruang Lingkup dan Batasan Masalah......................................................97

5.6 Manfaat.....................................................................................................97

5.7 Tinjauan Pustaka......................................................................................97

5.8 Data dan Perhitungan ............................................................................102

5.9 Pembahasan...........................................................................................116

5.10 Kesimpulan dan Saran..........................................................................117

B. HEAT EXCHANGER 202-C................................................................118

5.1 Judul........................................................................................................118

5.2 Latar belakang.........................................................................................118

5.3 Tujuan.....................................................................................................119

5.4 Manfaat...................................................................................................119

5.5 Perumusan Masalah................................................................................119

5.6 Tinjauan Pustaka.....................................................................................120

5.7 Alat Penukar Kalor.................................................................................122

5.8 Pemecahan Masalah. ..............................................................................127

5.9 Perhitungan.............................................................................................130

5.10Pembahasan...........................................................................................146

5.11Kesimpulan dan Saran...........................................................................146

Bab IV. PENUTUP............................................................................................147

6.1 Kesimpulan .......................................................................................... 147

6.2 Saran..................................................................................................... 148

vii

DAFTAR PUSTAKA.........................................................................................149

LAMPIRAN........................................................................................................150

DAFTAR TABEL

Tabel Halaman

1. Logo PT PUSRI Palembang................................................................................4

2. Karakteristik dan Komposisi Gas Alam............................................................15

3. Komposisi Udara Kering................................................................................... 17

4. Kondisi Optimum Pembuatan NH3....................................................................30

5. Komposisi dan Karakteristik Gas Alam Pertamina...........................................31

6. Komposisi Gas Outlet........................................................................................41

7. Spesifikasi Ammonia Cair.................................................................................50

8 Spesifikasi Gas CO2........................................................................................ 51

9. Spesifikasi Ammonia Produk PT PUSRI..........................................................59

10. Spesifikasi CO2 Produk PT PUSRI..................................................................59

11. Sifat-Sifat Fisik Urea.......................................................................................60

12. Kualitas Produk Urea P-IB..............................................................................61

13. Spesifikasi Bahan Baku Air Sungai Musi........................................................78

14. Parameter Proses Demint Plant........................................................................82

viii

DAFTAR GAMBAR

Gambar Halaman

1. Logo PT PUSRI Palembang................................................................................4

2. Lokasi dan Tata Letak P.T. PUSRI....................................................................11

3. Struktur Organisasi PT. PUSRI Palembang.......................................................22

4. Tata Distribusi Pupuk Dalam Negeri.................................................................63

5. Tata Distribusi Pupuk Import.............................................................................63

6. Diagram Alir Ammonia.....................................................................................64

7. Diagram Alir Urea.............................................................................................65

8. Diagram Demin Water Plant..............................................................................83

9. Diagram Cooling Tower....................................................................................86

10. Diagram Alir Utilitas.......................................................................................95

ix

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran Halaman

1. Blok Diagram Pabrik Ammonia P-IB..............................................................151

2. Flowsheet Urea P-IB........................................................................................152

3. Data Tabel ......................................................................................................153

4. Data Grafik.......................................................................................................161

4. Data Spesifikasi Desain Heat Exchanger.........................................................167

x

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Sejarah dan Perkembangan Pabrik

Sebagai negara agraris, Indonesia menaruh perhatian yang besar terhadap

perkembangan sektor pertanian. Salah satu cara yang dilakukan untuk

mendukung peningkatan produksi hasil pertanian adalah dengan penyediaan

pupuk. Seiring dengan perkembangan sektor pertanian, kebutuhan pupuk di

Indonesia juga semakin meningkat. Sebagai solusi dari peningkatan kebutuhan

pupuk nasional, pemerintah membangun pabrik pupuk khususnya pabrik urea

untuk memenuhi kebutuhan pupuk dalam negeri.

Rencana pembangun pabrik urea ini tercantum dalam REPELITA-1(1956-

1960), dengan Biro Perancang Negara sebagai pelaksana. Namun dalam

perkembangan selanjutnya, pembangunan proyek pabrik pupuk urea ini

dilimpahkan kepada Departemen Perindustrian dan Pertambangan dengan nama

Proyek Pupuk Urea-I. PT. Pupuk Sriwidjaja (Persero) yang lebih dikenal sebagai

PT. PUSRI merupakan Badan Usaha Milik Negara (BUMN) yang bergerak di

bidang produksi dan pemasaran pupuk. Secara legal, PT. PUSRI resmi didirikan

berdasarkan akte Notaris Eliza Pondang nomor 177 tanggal 24 Desember 1959

dan diumumkan dalam Lembaran Berita Negara Republik Indonesia No. 46

tanggal 7 Juni 1960.

PT. PUSRI yang memiliki Kantor Pusat dan Pusat Produksi yang

berkedudukan di Palembang Sumatera Selatan merupakan produsen pupuk urea

pertama di Indonesia. Namun Sriwidjaja sebenarnya diambil dari nama sebuah

kerajaan Sriwidjaja yang dahulu sangat terkenal armada lautnya, kerajaan ini

terletak di Sumatera Selatan. Pemilihan Provinsi Sumatera Selatan khususnya

Palembang sebagai lokasi pabrik didasarkan pada ketersediaan bahan baku berupa

xi

gas alam dan letak kota Palembang di tepian Sungai Musi yang tinggi debit

airnya.

PT. PUSRI telah mengalami dua kali perubahan bentuk badan usaha.

Perubahan pertama berdasarkan Pengaturan Pemerintah (PP) No. 20 Tahun 1964

yang mengubah statusnya dari persero terbatas (PT) menjadi perusahaan negara

(PN). Perubahan kedua terjadi berdasarkan Peraturan Pemerintah (PP) No. 20

Tahun 1969 dan dengan akte Notaris Soeleman Ardjasasmita pada bulan Januari

1970, statusnya dikembalikan ke Perseroan Terbatas (PT).

Selain itu, dari aspek permodalan PT. PUSRI juga mengalami perubahan

seiring perkembangan industri pupuk di Indonesia. Berdasarkan Peraturan

Pemerintah No. 28 tanggal 7 Agustus 1977 ditetapkan bahwa seluruh saham

pemerintah pada industri pupuk PT. Pupuk Kujang, PT. Pupuk Iskandar Muda,

PT. Pupuk Kalimantan Timur Tbk, dan PT. Petrokimia Gresik sebesar Rp.

1.829.290 juta diahlikan kepemilikannya kepada PT. Pupuk Sriwidjaja (persero).

Struktur modal PT. PUSRI diperkuat lagi dengan adanya pengalihan

saham pemerintah sebesar Rp. 6 Milyar di PT. Mega Eltra kepada PT. PUSRI

serta tambahan modal disetor sebesar Rp. 728.768 juta dari hasil rekapitulasi laba

dari PT. Pupuk Kaltim Tbk. Dengan demikian keseluruhan modal disetor dan

ditempatkan PT. PUSRI per 31 Desember 2002 adalah Rp. 3.634.768 juta.

Pabrik pertama yang dibangun PT. PUSRI adalah Pusri I yang diresmikan

pada tanggal 4 November 1960 dengan kapasitas terpasang sebesar 180

Amoniak/hari dan 300 ton urea/hari. Produksi perdana Pusri I pada tanggal 16

Oktober 1963.

Perluasan pabrik PT. PUSRI mulai direncanakan pada tahun 1965 melalui

penandatanganan perjanjian kerjasama antara Departemen Perindustrian dan

Perusahaan Toyo Engineering Corp dari Jepang. Namun rencana tersebut

menemui kegagalan, akibat terjadi pemberontakan G30S/PKI. Pada tahun 1968

kembali dilakukan perencanaan pembangunan dengan diadakannya studi

kelayakan bersama Jhon Van Der Volk & Associate dari Amerika Serikat. Pada

tahun 1972 mulai didirikan pabrik Pusri II dengan kapasitas terpasang 660 ton

Amoniak/hari dan 1150 ton urea/hari, dan pembangunan selesai pada tahun 1974.

xii

Pendirian pabrik tersebut dikerjakan oleh kontraktor M. W Kellog Overseas Corp

dari Jepang. Pada tahun 1992 dilakukan optimalisasi terhadap kapasitas pabrik

PUSRI II menjadi 570.000 ton urea/tahun, karena kebutuhan akan pupuk di

Indonesia meningkat dengan pesat, maka pada waktu yang relative bersamaan

dibangun pabrik PUSRI III dan PUSRI IV.

Pabrik PUSRI III dibangun pada tanggal 21 Mei 1975 dengan kapasitas

terpasang 1000 ton Amoniak/hari dengan menggunakan proses Kellog dan

kapasitas produksi urea 1725 ton/hari atau 570.000 ton/tahun dengan proses

Mitsul Toatsu Total Recycle (MTTR) C-Improved. Pembangunan pabrik PUSRI

III dikerjakan oleh Kellog Oveseas dan Enginnering Corp, lima bulan setelah

pembangunan pabrik PUSRI III, pabrik PUSRI IV mulai didirikan dengan

kapasitas terpasang dan proses yang sama.

Pada tahun 1985 pabrik PUSRI I dihentikan operasinya karena dinilai

tidak efisiensi lagi, sebagai penggantinya didirikan pabrik PUSRI IB pada tahun

1990 dengan kapasitas terpasang 446.000 ton Amoniak/tahun dengan

menggunakan proses Kellog dan 570.000 ton urea/hari dengan menggunakan

proses Advenced Process For Cost and Energy Saving (ACES) dari TEC.

Konstruksi pabrik ini dikerjakan oleh PT. Rekayasa Industri (Indonesia).

Adanya tuntutan efisien produsi dan penghematan bahan baku membuat

PT. PUSRI melakukan proyek optimalisasi proses yang diberi nama Ammonia

Optimalization Proect (AOP) pada tahun 1992 dan melakukan kerjasama dengan

Imperial Chemical Industry (ICI), melalui proyek ini kapsitas produksi dapat

ditingkatkan dengan penghematan pemakaian gas alam sebesar 10%. Proses

optimalisasi dan modifikasi telah membuat PT. PUSRI mampu memproduksi total

2.280.000 ton urea/tahun dan 1.149.000 ton Amoniak/tahun.

Tabel 1. Data Pabrik PT. PUSRI

Pabrik Tahun

Mulai

Operasi

Licensor Proses Kapasitas

Terpanjang

Pelaksanaan

Konstruksi

PUSRI

II

1974 Kellog MTC

Total

- 218.000 ton

Amoniak/tahun

Ellog

Overseas

xiii

Recycle C.

Improved

- 570.000 ton

Urea/tahun

Corp. (AS)

PUSRI

III

1976 Kellog MTC

Total

Recycle C.

Improved

- 330.000 ton

Amoniak/tahun

- 570.000 ton

Urea/tahun

Keloog

Overseas

Corp. (AS)

PUSRI

IV

1977 Kellog MTC

Total

Recycle C.

Improved

- 330.000 ton

Amoniak/tahun

- 570.000 ton

Urea/tahun

Kellog

Overseas

Corp. (AS)

PUSRI

IB

1995 Kellog Advanced

Process For Cost

and Energy

Saving (ACES)

Toyo Engineering

Corp Of

- 446.000 ton

Amoniak/tahun

- 570.000 ton

Urea/tahun

PT. Rekayasa

Industri

(Indonesia)

Sumber : HUMAS PT. PUSRI, 2003

1.1.1. PUSRI I

Studi Kelayakan Ekonomi : Gass dan Bell

Pelaksana Konstruksi : Marrison Knudsen of Asia, Inc.

Penandatangan Kontrak : 1 Maret 1961

Mulai Konstruksi : Oktober 1961

Selesai Konstruksi : Agustus 1963

Produksi Perdana : 16 Oktober 1963

Biaya : US $ 33 Juta

Sumber Dana : Bank Exim RI

Jenis Prosek : Turn Key + Cost Plus

Kapasitas Terpasang : Urea 300 ton/hari

Amoniak 180 ton/hari

Proses Pembuatan : Amoniak-Gidler

Urea-MTC Total Recycle B

xiv

Kebutuhan Gas Alam : 12.50 MMCR/MBTU

Kapasitas Gudang : 25.000 MT

Fasilitas Angkut Pupuk : Pupuk dalam kantong ke kapal oleh

truk

Sumber Gas Alam : Stanvac

Pabrik PUSRI I ini terdiri dari 2 bagian adalah sebagai berikut:

1. Pabrik ammonia dengan kapasitas 8000 MT ammonia per

hari,menggunakan proses Gridler yang berasal dari Nitrogen

Engineering Corporation (USA).

2. Pabrik urea berkapasitas 100.000 per tahun. Pabrik ini menggunakan

Mitsui Toatsu process(Jepang).

Secara mbuiat Biuret maks : 0,5 %

a. Kadar Air maks : 0,3 % (Berat)

b. Kadar Abu maks : 15 ppm

c. Besar Butir : 6-8 mesh minimum 95 %

Lolos 25 US mesh maks 2% berat

Karena proses waktu yang cukup lama maka kapasitas produksi PUSRI I

mulai menurun. Maka diadakanlah modernisasi pabrik secara bertahap adalah

sebagai berikut :

a. Pembuat unit Granulasi urea sebagai pengganti menara pendingin yang

harus dirobohkan karena sudah tidak efisiensi lagi.

b. Modifikasi pada daerah sintesa dengan mengubah proses dari recycle B

proses menjadi recycle semi C proses.

c. Untuk menjaga selama periode konstruksi operasi terus berjalan, maka

dipasang transfer line yang berfungsi untuk mengirim larutan urea dari

pabrik PUSRI IB,PUSRI II, PUSRI III, dan PUSRI IV untuk dibutirkan

secara total dipandang sudah tidak ekonomis lagi.

1.1.2. PUSRI II

Studi Kelayakan Ekonomi : Jhon Vander Valk

xv

Pelaksana Konstruksi : Kellog Overseas Corp. (AS)

Toyo Engineering Corp. (JP)

Penandatangan Kontrak : 1 Agustus 1972

Mulai Konstruksi : 7 Desember 1972

Selesai Konstruksi : 6 Agustus 1974

Produksi Perdana : 6 Agustus 1974

Biaya : US $ 86 Juta

Sumber Dana : USAID, OECF, IDA BANK Asia, RI

Jenis Prosek : Cost Plus Fixed Fee

Kapasitas Terpasang : Urea 1150 ton/hari

Amoniak 660 ton/hari

Proses Pembuatan : Amoniak - Kellog

Urea-MTC (Total Recycle C-Improved)

Kebutuhan Gas Alam : 40.000 MMCR/MBTU

Kapasitas Gudang : 15.000 MT

Fasilitas Angkut Pupuk : Pupuk curah dari gudang ke kapal dengan

ban berjalan (Belt Conveyor)

Sumber Gas Alam : Pertamina / Stanvac

PUSRI II terdiri dari dua pabrik utama, disamping fasilitas pembantu

lainnya, yaitu :

1. Amoniak dengan kapasitas 660 MT, setelah Ammonia Optimalization

Project (OAP) menjadi 1100 MT dengan menggunakan M. W Kellog Corp

(USA).

2. Pabrik Urea yang mempunyai kapasitas 1150 MT, setelah Urea

Optimalization Project (UOP) menjadi 1750 MT, dengan menggunakan

Mitsui Toatsu Total Recycle C-Improved, milik Mitsui Toatsu Chemical

Inc. (Jepang)

Fasilitas pembantu yang dibangun dibangun untuk pabri PUSRI II ini

adalah:

xvi

1. Pembangkit tenaga listrik/generator dengan penggerak gas turbin dengan

kapasitas 15 MW.

2. Pembangkit listrik cadangan berupa dua generator cadangan dan generator

darurat.

3. Pembangit steam bertekanan 1500 psig dan 625 psig.

4. Unit Water Treatment yang menyediakan air untuk kebutuhan proses dan

air pendingin.

5. Cadangan penyimpanan pupuk curah berkapasitas 15.000 MT.

1.1.3. PUSRI III

Tahun Pendirian : 21 Mei 1975

Pelaksanaan Kontruksi : Kellog Overseas Cor. (AS)

Toyo Engineering Corp. (JP)

Produksi Perdana : Desember 1976

Biaya : US $ 192 Juta

Sumber Dana : Bank Dunia, RI

Kapasitas Terpasang : Urea 1725 ton/hari

Amoniak 1000 ton/hari

Proses Pembuatan : Amoniak-Kellog

Urea-MTC (Total Recycle C-Improved)

Kebutuhan Gas Alam : 40.000 MMCR/MBTU

Kapasitas Gudang : 15.000 MT

Fasilitas Angkut : Pupuk Curah dari gudang ke kapal

dengan ban berjalan (Belt Conveyor)

Sumber Gas Alam : Pertamina / Stanvac

1.1.4. PUSRI IV

Tahun Pendirian : 25 Oktober 1975

Pelaksanaan Kontruksi : Kellog Overseas Cor. (AS)

Toyo Engineering Corp. (JP)

xvii

Produksi Perdana : Desember 1977

Biaya : US $ 186 Juta

Sumber Dana : Dana Pembangunan Saudi Arabia, RI

Jenis Proyek : Cost Plus Fixed Fee

Kapasitas Terpasang : - Urea 1725 ton/hari

Amoniak 1000 ton/hari

Proses Pembuatan : Amoniak-Kellog

Urea-MTC (Total Recycle C-Improved)

Sumber Gas Alam : Pertamina / Stanvac

Berdasarkan pertimbangan teknis, maka PUSRI III dan PUSRI IV

dibangun secara berdampingan dengan menggunakan proses dan desain

yang sama dengan masing-masing terdiri dari dua pabrik, yaitu :

1. Pabrik Urea dengan kapasitas produksi 1725 MTD

2. Pabrik Amonia dengan kapasitas produksi 1000 MTD

Fasilitas pembantu tambahan yang dibangun dalam rangka proyek PUSRI

III dan PUSRI IV adalah :

1. Unit steam generator masing-masing terdiri dari Waste Heat Boiler

(Kapasitas rangka proyek PUSRI III dan PUSRI IV)

2. Dua unit turbin generator (Hitachi) dengan apasitas 15 MW

3. Faslilitas tempat pengantongan dan gudang penyimpanan pupuk

dengan kapasitas 1000 MT.

4. Pembangunan pabrik Oksigen dan Nitrogen cair dengan kapasitas

masing-masing 500 MT.

1.1.5. PUSRI IB

Studi Kelayakan Ekonomi : PT. PUSRI (April 1985 direvisi 1988)

Mulai Konstruksi : Agustus 1990

Produksi Perdana : Tahun 1994

Pelaksana Konstruksi : PT. Rekayasa Industri yang bekerja

berdasarkan Process Engineering Design

Package (PEDP)

xviii

Biaya : US $ 297 Juta

Sumber Dana : USAID, OECF, IDA BANK Asia, RI

Jenis Proyek : Cost Plus Fixed Fee

Kapasitas Terpasang : - Urea 1725 ton/hari

Amoiak 1350 ton/hari

Proses Pembuatan : Ammonia-Kelog dan Urea-ACES

Kebutuhan Gas Alam : 50 MMSCFD/MBTU

Fasilitas Angkut Pupuk : Pupuk curah dari gudang ke kapal dengan

ban berjalan (Belt Conveyor)

Sumber Gas Alam : Pertamina / Stanvac

Fasilitas pembantu yang dibangun untuk PUSRI IB adalah :

1. Dua unit turbin generator (Hitachi) dengan apasitas 90.700 kg/jam

steam

2. Dua unit water treatment untuk penyediaan demineralized dan

kebutuhan air pendingin.

3. Dua unit steam generator, yang masing-masing terdiri dari :

a. Waste heat boiler dengan kapasitas 90.700 kg/jam steam

b. Package boiler berkapasitas 102.060 kg/jam steam

4. Fasilitas tempat pengantongan dan gudang penyimpanan pupu dengan

kapasitas 1000 MT.

5. Memperpanjang dermaga dan fasilitas-fasilitas pengangkut pupuk

yang memakai ban berjalan (Belt Conveyor) untuk dimuat langsung ke

kapal.

1.2 Visi, Misi, Tata Nilai dan Budaya Perusahaan

Berdasar SK Direktur PT Pupuk Sriwidjaja Palembang

No.SK/DIR/207/2012 tanggal 11 Juni 2012 :

1.2.1 Visi Perusahaan

xix

"Menjadi Perusahaan Pupuk Terkemuka Tingkat Regional "

1.2.2 Misi Perusahaan

"Memproduksi serta memasarkan pupuk dan produk agribisnis secara efisien,

berkualitas prima dan memuaskan pelanggan

Makna Perusahaan

"Pusri untuk Kemandirian Pangan dan Kehidupan yang lebih Baik"

1.2.3 Tata Nilai (value) :

1. Menempatkan kepuasan pelanggan sebagai prioritas utama.

1. Bekerja secara professional untuk menghasilkan produk dan

memberikan pelayanan yang prima.

2. Mengutamakan keselamatan dan kesehatan kerja, pelestarian

lingkungan serta memberdayakan masyarakat lingkungan.

I.2.4. Budaya Perusahaan :

1. Disiplin

Bekerja sesuai rencana kerja yang telah ditetapkan atau disepakati,

tepat waktu (masuk dan pulang kerja serta tidak menunda pekerjaan), tidak

memanfaatkan jam kerja diluar kepentingan perusahaan, serta

menggunakan fasilitas, sarana dan prasarana perusahaan sesuai

peruntukannya dan sesuai aturan yang berlaku.

2. Kerja keras

Melaksanakan tugas secara maksimal sehingga pekerjaan dapat selesai

lebih cepat dari rencana, tidak malas berkerja, berusaha mencapai hasil

yang lebih baik, gesit, cekatan dan ikhlas dalam bekerja.

3. Kreatif

xx

Melakukan inovasi untuk perubahan yang lebih baik, berusaha

mempelajari hal-hal yang baru, terus berusaha mencari & menggali

ilmu untuk meningkatkan kompetensi, serta mengusulkan dan

mengupayakan perbaikan prosedur kerja, lingkungan kerja maupun

komunikasi baik kepada atasan, bawahan dan teman sejawat.

1.3 Lokasi dan Tata Letak Pabrik

PT. Pupuk Sriwidjaja (PT. PUSRI) berlokasi sekitar 7 km dari pusat

Kota Palembang, di wilayah perkampungan Sungai Selayur, Kecamatan Ilir

Timur II, Kotamadya Palembang. Adapun faktor teknis dan faktor eonomi

yang menunjang studi kelayakan untuk membangun Pabrik Pupuk Urea

PUSRI Palembang seperti berikut :

a. Keadaan geografis Sumatera Slatan yang memiliki gas alam sebagai bahan

baku utama dalam jumlah yang cukup banyak. Dekat dengan sumber

bahan baku gas alam, yaitu Prabumulih dan Pendopo yang terletak sekitar

100-500 km dari pabrik.

b. Dekat dengan Sungai Musi yang tidak pernah kering sepanjang tahun,

merupakan salah satu sarana penting untuk sumber air, sarana

pembuangan limbah dan sebagai sarana transportasi.

c. Dekat dengan sarana pelabuhan dan kereta api.

d. Dekat dengan Tambang Bukit Asam yang tida jauh dari kota Palembang,

yang banyak mengandung batubara dan dapat dijadikan sebagai cadangan

bahan baku yang sangat potensial seandainya persediaan gas bumi sudah

menipis.

Luas tanah yang digunakan untuk lokasi pabrik 20,472 hektar, ditambah

untuk lokasih perumahan karyawan seluas 26,7695 hektar. Disamping itu

lokasi sebagai cadangan disiapkan tanah seluas 41,7965 hektar yang

dimaksudkan untuk persediaan perluasan komple pabrik dan perumahan

karyawan dikemudian hari.

Gambar tata letak PT. PUSRI dapat dilihat pada Gambar 1.

xxi

xxii

I.4. Lambang PT. Pupuk Sriwidjaja Palembang

Kerajaan Sriwidjaja adalah kerajaan Hindu besar pertama di Indonesia

yang terletak di daerah Sumatra Selatan dan berdiri pada abad ke-7. Pada masa

keemasannya, kerajaan Bahari ini amat berkuasa dan berpengaruh yang dipimpin

oleh raja-raja keturunan dinasti Syailendra. Nama sriwidjaja diabadikan pada

perusahaan yang baru tumbuh ini, untuk mengenang kembali kejayaan kerajaan

Indonesia pertama yang telah termasyhur di segala penjuru dunia. Di samping itu

penggunaan nama Sriwidjaja merupakan penghormatan bangsa Indonesia kepada

leluhurnya yang pernah membawa Nusantara ini ke puncak kegemilangan pada

sekitar abad ke tujuh yang silam. Logo PT. Pupuk Sriwidjaja

Palembangditampilkan pada Gambar 1.2. Sedangkan, makna dari masing-masing

bagian pada logo dijelaskan pada Tabel 1.2.

Gambar 2. Logo PT. Pupuk Sriwidjaja Palembang

Tabel 1. Logo PT. Pupuk Sriwidjaja Palembang (Persero)

Lambang Pusri yang berbentuk huruf “U” melambangkan

singkatan ‘Urea’, lambang ini telah terdaftar di Ditjen Haki

Dep Kehakiman & HAM no 021391

xxiii

Setangkai padi dengan jumlah butiran 24 melambangkan

tanggal akte pendirian PT Pusri.

Butiran-butiran urea berwarna putih sejumlah 12,

melambangkan bulan Desember pendirian PT Pusri.

Setangkai kapas yang mekar dari kelopaknya, butir kapas yang

mekar berjumlah 5 buah kelopak yang pecah berbentuk 9

retakan ini melambangkan angka 59 sebagai tahun pendirian

PT Pusri.

Perahu Kajang merupakan ciri khas kota Palembang yang

terletak di tepian Sungai Musi.

Kuncup teratai yang akan mekar, merupakan imajinasi

pencipta akan prospek perusahaan dimasa datang.

Komposisi warna lambang kuning dan biru benhur dengan

dibatasi garis-garis hitam tipis (untuk lebih menjelaskan

gambar) yang melambangkan keagungan, kebebasan cita-cita,

serta kesuburan, ketenangan, dan ketabahan dalam mengejar

dan mewujudkan cita-cita itu.

I.5. Distribusi dan Pemasaran

Sebagai bentuk komitmen PT. Pupuk Sriwidjaja Palembang untuk

memenuhi kebutuhan pupuk urea nasional guna mendukung program

pembangunan pertanian yang ditujukan pada penguatan ketahanan pangan secara

nasional, PT. Pupuk Sriwidjaja Palembang melakukan pendistribusian dan

xxiv

pemasaran dengan memegang 6 prinsip tepat yaitu : Tepat Waktu, Tepat Jumlah,

Tepat Tempat, Tepat Jenis, Tepat Kualitas, dan Tepat Harga.

Pada tahun 1979 PT. Pupuk Sriwidjaja Palembang ditetapkan sebagai

perusahaan yang bertanggung jawab dalam pengadaan dan penyaluran seluruh

jenis pupuk bersubsidi oleh pemerintah. Baik pupuk yang berasal dari dalam

negeri maupun pupuk impor untuk memenuhi kebutuhan program intensifikasi

pertanian (Bimas/Inmas). Namun setelah pabrik-pabrik pupuk Badan Usaha Milik

Negara (BUMN) lainnya berdiri, pada tahun 1997 pemerintah membentuk

Holding BUMN Pupuk di Indonesia dan menunjuk PT. Pupuk Sriwidjaja

Palembang sebagai induk perusahaannya.

Kemudian pada tanggal 1 Desember 1998, pemerintah mengeluarkan

kebijakan penghapusan subsidi dan tata niaga seluruh jenis pupuk, baik pupuk

yang diproduksi dalam negeri maupun pupuk impor. Namun kebijakan ini lalu

direvisi pada tanggal 14 Maret 2001 melalui Kepmen Perindag RI No.

93/MPP/Kep/3/2001 yang mengatur kembali tata niaga pupuk. Kebijakan ini

menetapkan bahwa unit niaga produksi dan atau produsen melaksanakan

penjualan pupuk di lini III (tingkat Kabupaten), sedangkan dari kabupaten sampai

ke tangan konsumen/petani dilaksanakan oleh distributor (BUMN, swasta,

koperasi). Revisi kebijakan distribusi pupuk dilakukan kembali pada tanggal 11

Februari 2003 melalui Kepmen Perindag No. 70/MPP/2003 tentang tata niaga

pupuk yang bersifat rayonisasi. Hal ini berarti PT. Pupuk Sriwidjaja Palembang

tidak lagi bertanggung jawab untuk pengadaan dan penyediaan pupuk secara

nasional tetapi dibagi dalam beberapa rayon.

Sarana yang dimiliki PT. Pupuk Sriwidjaja Palembang untuk mendukung

pendistribusian dan pemasara pupuk adalah:

a. 8 Unit Kapal Pengangkut Urea Curah

b. 1 Unit Kapal Pengangkut Amoniak

c. 5 Unit Pengantongan Pupuk (UPP)

d. 595 Unit Gerbong Kereta Api

e. 23 Kantor Pemasaran PUSRI Daerah (PPD)

xxv

f. 180 Kantor Pemasaran PUSRI Kabupaten (PPK)

g. 4 Kantor Perwakilan PUSRI di Produsen Pupuk

h. 376 Unit Gudang Persediaan Pupuk.

I.6. Struktur Organisasi dan Manajemen Perusahaan

PT. Pupuk Sriwidjaja (PT. PUSRI) adalah Badan Usaha Milik Negara

(BUMN) yang menggunakan Sistem Line and Staff Organization dengan

bentuk perseroan terbatas (PT) dalam pengolahan pabrik berasal dari

pemerintah. Proses Manajemen PT. PUSRI berdasarkan Total Quality

Control Manajemen (TQCM) yang meilbatkan seluruh pimpinan dan

karyawan dalam rangka peningkatan mutu secara kontinyu.

Oraganisasi PT. PUSRI dipimpin oleh Direktur Utama dan dibantu oleh

lima orang Direksi. Dalam kegiatan operasionalnya, direksi dibantu oleh staf

dan Kepala Departemen. Direksi bertanggung jawab kepada Dewan

Komisaris, dimana Dewan Komisaris terdiri dari wakil-wakil pemegang

saham yang bertugas menentukan kebijaksanaan umum yang harus

dilaksanakan oleh direksi, juga bertindak sebagai pengawas atas semua

kegiatan dan pekerjaan yang telah dilakukan oleh Dewan Direksi. Dewan

Komisaris terdiri dari wakil-wakil pemerintah, yaitu sebagai berikut :

a. Departemen Pertanian

b. Departemen Keuangan Direktorat Jendral Moneter Dalam Negeri

c. Departemen Perindustrian Direktorat Jendral Industri Kimia Dasar

d. Departemen Pertambangan dan Energi

Struktur organisasi PT. PUSRI (Gambar 2) berdasarkan Surat

Keputusan Direksi No. SK/DIR/109/1998, tanggal 1 September 1998 adalah

sebagai beriut :

1. Direktur Utama

2. Direktur Produksi

3. Direktur Pemasaran

4. Direktur Teknik dan Pembangunan

5. Direktur Keuangan

xxvi

6. Direktur SDM dan Umum

Direktur produksi sebagai salah satu bagian penting di dalam

perusahaan yang membawahi beberapa departemen, yaitu :

1. Departemen Produksi-I

2. Departemen Produksi-II

3. Departemen Pemeliharaan

4. Departemen Teknik Produksi

5. Departemen Teknik Keandalan dan Jaminan Kualitas

Departemen Produksi-I dan Produksi-II, Pemeliharaan, Tenik Produksi

serta Departemen Teknik Keandalan dan Jaminan Kalitas berada dibawah

Kompartemen Produksi yang dikepalai oleh seseorang General Manajer yang

bertanggung jawab kepada direktur produksi. Gambar struktur organisasi

direktorat produksi dapat dilihat pada Gambar. 3. Struktur Organisasi PT.

PUSRI ditentukan oleh dewan direksi yang meliputi :

1. General Manajer

General Manajer berkedudukan dibawah direktur yang membawahi

beberapa manajer. General Manajer bertugas sebagai pimpinan disuatu

kompartemen yang meliputi kompartemen produksi, kompartemen

pemasaran, kompartemen jasa teknik dan pengembangan usaha,

kompartemen keuangan, kompartemen SDM dan umum. General manajer

bertanggung jawab kepada direktur.

2. Manajer

Manajer berkedudukan di bawah seorang general manajer dan

bertanggung jawab kepada general manajer. Manajer memimpin suatu

departemen, misalnya departemen Produksi-I.

3. Asisten Manajer

Seorang asisten manajer berkedudukan langsung di bawah seorang

manajer dan bertanggung jawab kepada manajer. Asisten manajer

memimpin suatu dinas tertentu, misalnya dinas operasi PUSRI-IB.

4. Superintenden

xxvii

Superintenden berkedduan di bawah seorang asisten manajer dan

bertanggung jawab kepada manajer dan memimpin suatu bagian di dalam

dinas tertentu.

5. Asisten Superintenden

Asisten superintenden bertugas untuk membantu kinerja seorang

superintenden dan mewakili tugas superintenden apabila superintenden

tidak berada di lokasi. Asisten superintenden bertanggung jawab kepada

asisten manajer.

6. Senior Foreman

Senior foreman bertanggung jawab kepada superintenden dan

bertugas untuk memimpin suatu seksi tertentu. Senior foreman

membawahi beberapa foreman.

7. Foreman

Foreman atau kepala regu bertugas untuk mengkoordinir regu yang

sedang bertugas pada shift kerja tertentu dan membantu kinerja seorang

senior foreman.

8. Koordinator Operatori

Koordinator operasi bertugas untuk mengkoordinir operator yang

bertugas di lapangan. Koordinator operator bertanggung jawab kepada

senior foreman.

9. Operator

Operator bertugas untuk melaksanakan suatu operasi pada pabrik

dan bertanggung jawab kepada senior foreman.

xxviii

I.7. Struktur Organisasi Dinas Operasi PUSRI-IB.

Secara struktur organisasi perusahaan Dinas Operasi PUSRI-IB (Gambar

4) termasuk ke dalam Departemen Produksi-I, tugas departemen ini adalah

mengkoordinasikan jalannya PUSRI-IB dan PUSRI II mellaui Dinas Operasi

PUSRI-IB dan Dinas Operasi PUSRI II, sedanga untuk PUSRI III dan IV

dikoordinasikan dibawah Departemen Operasi II.

Pabrik PUSRI IB dipimpin oleh seorang Asisten Manajer Dinas Operasi

PUSRI-IB yang bertanggung jawab terhadap operasional pabrik PUSRI-IB secara

keseluruhan. Asisten Manajer Dinas Operasi P-IB dibantu oleh 3 orang

Superintenden, yaitu :

1. Superintenden Utilitas

2. Superintenden Amoniak

3. Superintenden Urea

Setiap Superintenden dibantu oleh asisten superintenden yang membawahi

langsung :

1. Senior Foreman

2. Kepala Regu/Foreman

3. Operator Senior (panel)

4. Operator Lapangan

Setiap unit pabrik terdapat senior foreman yang bertugas sebagai

koordinator antar unit pabrik dan sebagai penanggung jawab teknis pada sore dan

malam hari. Pembagian kerja terdiri dari empat grup shift dimana tiga grup

melakukan shift sedangkan satu grup libur (off). Setiap grup dikepalai oleh Senior

Foreman shift. Pengaturan jam kerja untuk tiap shift adalah :

1. Day shift : pkl. 07.00 – 15.00 WIB

2. Swing shift : pkl. 15.00 – 23.00 WIB

3. Nigh shift : pkl. 23.00 – 07.00 WIB

xxix

Setiap operator dan karyawan lapangan yang dibutuhkan selama 24 jam

sehingga jadwal kerjanya dibagi per-shift, terdapat pula karyawan non-shift untuk

pegawai administrasi dan jabatan setingkat kepala bagian ke atas dengan jadwal

kerja :

1. Senin – Kamis : pkl. 07.30-16.30 diselingi istirahat pada pkl. 12.00-13.30.

2. Jumat : pkl. 07.30-17.00 diselingi istirahat pada pkl. 11.30-13.30

3. Sabtu – Minggu : Libur

xxx

STRUKTUR ORGANISASI

DINAS OPERASI PUSRI 1B

xxxi

Kepala Dinas

WakabagWakabag

Tata Usaha

Kabag UtilitasKabag UreaKabag Ammonia

Kasi A

Wakabag

Foreman A

Kasi EKasi DKasi CKasi B

Operator

Foreman DForeman CForeman B

OperatorOperatorOperator

STRUKTUR ORGANISASI

DINAS OPERASI PUSRI – IB

xxxii

MANAJER PRODUKSI - 1

SHIFT SUPERVISOR P-IB

ASS MANAJER P-IIASS MANAJER P-IB

SENIOR FOREMANUTILITAS P – IB

SPR-INTENDEN UTILITAS P-IBASS SPR INTD UTILITAS P-IB

SPR-INTENDEN UREA P-IBASS SPR INTD UREA P-IB

SPR-INTENDEN AMMONIA P-IBASS SPR INTD AMMONIA P-IB

SENIOR FOREMANUREA P – IB

SENIOR FOREMANAMMONIA P – IB

FOREMAN SHIFT UT P-IBKOORD OPERATOR UTILITAS

P-IB

FOREMAN SHIFT UT P-IBKOORD OPERATOR UREA

P-IB

FOREMAN SHIFT UT P-IBKOORD OPERATOR

AMMONIA P-IB

OPERATOR UTILITAS P-IB OPERATOR AMMONIA P-IB OPERATOR UREA P-IB

BAB II

TINJAUAN UMUM

2.1. Bahan Baku

2.1.1. Bahan Baku Pabrik Ammonia

a. Gas Alam

Penyediaan kebutuhan gas alam PT. PUSRI di suplai oleh PT. Pertamina

melalui sistem jaringan pipa dan kompresor. Gas alam ini mengandung kotoran-

kotoran yang dapat mengakibatkan gangguan selama operasi berlangsung.

Kotoran-kotoran tersebut sebagian berupa: ammonia, zat-zat padat, air, heavy

carbon, senyawa-senyawa fosfor dan karbondioksida. Gas alam yang dialirkan

oleh PT. Pertamina diatur aliran dan tekanannya di Gas Matering Station (GMS)

sesuai dengan kebutuhan. Adapun komponen utama yang dibutuhkan yaitu unsur

C, H, dan O. Unsur H dibutuhkan untuk reaksi pembentukan ammonia (NH3).

Sedangkan unsur C dan O dibutuhkan sebagai sumber energy pembakaran untuk

proses dan pembangkit steam. Komposisi gas alam yang digunakan PT. PUSRI

tercantum pada table 2.

Table 2. Komposisi Gas Alam

No. Parameter Analisa Hasil Analisa

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9

CH 4

C2 H 5

C3 H 8

i−C4 H 10

n−C4 H 10

i−C5 H 12

n−C5 H 12

C6 H 14

CO2

80,45

5,83

3,96

0,72

0,85

0,30

0,21

0,18

7,50

Sumber : Laboratorium Analytical Report Natural Gas PT. PUSR

Sifat-sifat fisik gas alam dapat dilihat pada Table 3.

Table 3. Sifat-sifat Fisik Gas Alam

xxxiii

No. Komponen Berat Molekul Titik Didih (℉ ¿ Panas Pembakaran

(Btu/ft3)

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

CH 4

C2 H 5

C3 H 8

i−C4 H 10

n−C4 H 10

i−C5 H 12

n−C5 H 12

C6 H 14

CO2

16,04

30,07

44,09

58,12

58,12

72,15

72,15

86,17

44,01

-258,7

-127,5

-43,7

10,9

31,1

82,1

96,9

155,7

-164,9

911

1631

2353

3094

3101

3698

3709

4404

Sumber : Perry’s Chemical Engineering Hand’s Book, 1996

Impurities :

Hidrogen sulfida(H2S) dan organik sulfur.................................................. = 3,4 ppm

Dew point................................................................................................... = 28°C

Heating value LHV basis............................................................................ = 9405 kcal/NM3

(pada 0°C, 1.03 kg/cm2A dan dry basis )

Adapun sifat kimia gas alam, yaitu :

1. Tidak berwarna

2. Tidak berbau

3. Mudah terbakar

4. Merupakan campuran hidroarbon yang terdiri dari 60-90% hidrokarbon ringan

dan hidrokarbon berat serta gas pengotor/inert.

b. Air

Kebutuhan air PT. PUSRI diperoleh dari Sungai Musi, air tersebut

diproses untuk menghilangkan kation dan anion yang terdapat pada air, sehingga

mempunyai kemurnian H2O yang sangat tinggi atau disebut dengan demin water

xxxiv

dan mencegah kerusakan peralatan, seperti : korosi, deposition, scalling, dan lain-

lain. Sifat-sifat air dapat dilihat pada Table 4.

Table 4. Sifat-sifat Fisik Air

No. Sifat Nilai

1.

2.

3.

4.

5.

6.

Titi Didih

Titik Beku

Temperatur Kritis

Tekanan Kritis

Densitas Kritis

Visositas pada 20

100

0

374

218,4 atm

324 kg/m3

0,01002 Poise

Sumber : Perry’s Chemical Engineering Hand’s Book, 1996

Adapun sifat kimia air, yaitu :

1. Rumus molekul : H2O dan mempunyai berat moleul 18 gr/mol

2. Merupakan pelarut yang paling umum digunakan

3. Tida berwarna, tida berbau, dan tidak berasa

4. Merupakan cairan non polar dengan konstanta dielektrik tinggi

5. Mempunyai sifat elektrolit yang lemah.

c. Udara

Udara pada pabrik amoniak dibutuhkan untuk reaksi oksidasi di Secondary

reformer, udara tersebut berasal dari ambient (sekeliling) yang kemudian masuk

ke dalam Compressor, Compressor digunakan dengan tujuan untuk menaikkan

tekanan udara agar udara masuk ke dalam alat proses yang bertekanan tinggi.

Kandungan N2 dari udara sangat dibutuhkan dalam membentuk produk ammonia.

Sifat-sifat fisik udara dapat dilihat pada Table 5.

Table 5. Sifat-sifat Fisik Udara

xxxv

No. Sifat Nilai

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

10.

Densitas pada 0

Temperatur kritis

Tekanan kritis

Densitas kritis

Entalpi pada 120

Panas Jenis pada 1000 , 281,65 K dan 0,89876 bar

Faktor kompresibilitas

Berat Molekul

Viskositas

Koefisien perpindahan panas

1292,8 kg/m3

-140,7

37,2 atm

350 kg/m3

1278 kJ/kg

0,28 kal/gr

1000

28,964

1,76 E-5 Poise

2,94 E-M/m.K

Sumber : Perry’s Chemical Engineering Hand’s Book, 1996

Adapun sifat kimia udara, yaitu :

1. Mempunyai sifat yang tidak mudah terbakar, tetapi dapat membantu proses

pembakaran

2. Terdiri dari 79% mol N2 dan 21% O2 dan larut dalam air

2.1.2. Bahan Baku Pabrik Urea

a. Ammonia (NH 3)

Tabel 6. Sifat-Sifat Fisik Ammonia

Sifat Nilai

Titik didih

Titik beku

Temperatur kritis

Tekanan kritis

Tekanan uap cairan

Spesifik volume pada 70oC

Spesifik gravity pada 0oC

Panas pembentukan pada:

-33,4oC

-77,70oC

133,25oC

1657 psi

8,5 atm

22,7 ft3/lb

0,77

xxxvi

1oC

25oC

Kelarutan dalam air pada 1 atm (% berat)

0oC

20oC

60oC

Panas spesifik pada 1 atm

0oC

100oC

200oC

-9,37 kkal/mol

-11,04 kkal/mol

42,80

33,10

14,10

0,5009

0,5317

0,5029

Sumber: Perry’s Chemical Engineering Hand’s Book. 1996

Sifat kimia ammonia adalah :

a. Pada suhu kamar (25oC, 1 atm), ammonia merupakan gas tidak bewarna

yang mempunyai bau tajam (Pringent).

b. Lebih ringan dari udara.

c. Sangat mudah larut dalam air (710 volume NH3 larut dalam 1 volume air).

d. Apabila terhirup dapat menimbulkan air mata, dalam jumlah yang besar

dapat menyebabkan sesak nafas (Suffocation).

b. Karbondioksida (CO2)

Tabel 7. Sifat-sifat Fisik Karbondioksida

No

.

Sifat Nilai

1.

2.

3.

4.

5.

Titik didih

Titik beku

Temperature kritis

Tekanan kritis

Panas Penguapan

-57,5

-78,4

38

0,6 kg/cm3

6030 kal/mol

Sumber: Perry’s Chemical Engineering Hand’s Book. 1996

xxxvii

Sifat kimia karbondioksida, yaitu :

1. Pada suhu kamar (25 , 1 atm) berupa gas tidak berwarna

2. Rumus molekul : CO2 dan mempunyai berat molekul 28 gr/mol

3. Mempunyai bau dan rasa yang lemah

4. Tidak beracun

5. Larut dalam air

6. Apabila terhirup dapat menimbulkan efek sesak nafas dan gangguan terhadap

keseimbangan badan.

2.2. Proses Produksi

2.2.1. Proses Pembuatan Ammonia

Ammonia merupakan salah satu bahan kimia dasar terbesar yang

diproduksi di dunia. Hal ini disebabkan fungsinya sebagai produk akhir maupun

produk sementara (setengah jadi) sangat besar. Sebagian besar produksi ammonia

dipergunakan sebagai bahan baku pupuk yang langsung ditaburkan ke tanah, di

samping produk-produk lain seperti ammonia sulfat, ammonia nitrat, dan

ammonia phospat.

Pabrik ammonia PUSRI-1B menggunakan proses MW. Kellog (KBR

Kellog, Brown & Root), mempunyai kapasitas terpasang 1350 ton per hari. Pabrik

ammonia mulai konstruksi pada tahun 1991 dan beroperasi pada tahun 1994.

Adapun proses pembuatan ammonia dapat dibagi dalam 6 area/seksi, yaitu

sebagai berikut :

1. Feed treating

2. Reforming

3. Purifikasi

4. Sintesis

5. Pemurnian Produk

6. Purge gas recovery unit

xxxviii

2.2.1.1. Feed Treating Unit

Bahan baku natural gas (NG) yang berasal dari Pertamina mengandung

beberapa unsur yang tidak diinginkan, yaitu:

Sulfur anorganik (H2S)

Gas karbondioksida (CO2)

Sulfur organik (R-S-R)

Sulfur harus dipisahan dari NG karena akan meracuni katalisator di

primary reformer, secondary reformer, LTS, metanator dan ammonia converter,

sedangkan konsentrasi CO2 yang tinggi di dalam NG akan menyebabkan konversi

reaksi steam reforming menjadi rendah.

Semua unsur yang terkandung di dalam NG yang tidak diinginkan

seperti H2S, CO2 dan R-S-R harus dipisahan dari gas alam dengan cara sebagai

berikut :

a. Pemisahan Sulfur Anorganik (H2S)

Gas alam yang tersedia di battery limit mempunyai tekanan 14,1 kg/cm2

g dan temperature 28 . Gas akan melewati Knock-Out drum (1-200-F) yang

dilengkapi demister untuk menangkap cairan (minyak, gas alam cair dan air) yang

akan dialirkan ke burning pit di utilitas. Gas alam keluar dari demister dengan

kondisi pada temperature 38 dan tekanan 28 kg/cm2. Gas alam akan dibagi

menjadi dua aliran. Aliran pertama digunakan sebagai fuel gas (gas bakar) untuk

pembakaran yang digunakan di pabrik ammonia, yang sebelumnya dikirim

terlebih dahulu ke fuel gas preheat coil (1-101-BC6) yang berada di primary

reformer convention system. Fuel gas yang panas kemudian digunakan untuk arch

burner (1-101-BBA), sedangkan aliran lain menuju bagian feed treating

berikutnya.

Proses desulfurisasi bertujuan untuk menghilangkan senyawa hydrogen

sulfide (H2S) anorganik yang terdapat dalam bahan baku gas alam (natural gas).

Hal ini dikarenakan senayawa H2S dapat meracuni larutan Benfield di dalam

proses penyerapan CO2, selain itu H2S bersifat korosif dan dapat meracuni katalis

pada ammonia conventer. Proses ini berlangsung dalam alat desulfurizer (1-201-

xxxix

D) yang diisikan 37,7 m3 sponge iron. Media sponge iron ini terbuat dari serpihan

kayu oak yang dicampur dengan besi oksida (iron oxide). Selanjutnya reaksi

antara campuran sulfur anorganik dan gas alam dengan senyawa besi oksida (iron

oxide). Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut :

Fe2 O36 H 2 O+3 H2 S→ Fe2 S3 .6 H 2O+3 H 2 O

6 NaOH+Fe2 S3 .6H 2O →3 Na2 S+Fe2O3 .6 H 2O+3 H 2O

Kondisi operasi pada alat ini bekerja pada temperature 35-38 dan pH

8-9 (dalam suasana alkali). Untuk menjaga suasana alkali dalam kelembaban, ke

dalam desulfurizer ini diinjeksikan NaOH dengan konsentrasi 3-5% berat pada

laju alir tertentu dari tangi 1-204-L. Sebelum gas memasuki desulfurizer, gas

dilewatkan pada line heater untuk menaikan temperature sampai 38 ,

disemprotkan dengan air dan larutan NaOH. Jika temperature kurang 38 , reaksi

menjadi lambat sedangkan jika lebih dari 40 , air akan menguap dari spnge iron.

Air harus diinjeksikan untu menjenuhkan gas alam. Disamping itu, uap air juga

diperlukan untuk menyerap H2S, sedangkan larutan NaOH diperlukan untuk

menjaga kondisi operasi yang sedikit basa. Gas dengan kandungan sulfur rendah

kemudian dipanaskan sampai temperature 82 di shell side dari feed gas

pretreatment dan masuk ke bottom dari CO2 absorber.

Desulfurizer Sponge Iron di unit feed treating pabrik ammonia berfungsi

untuk memisahkan kandungan sulfur anorganik (H2S) dalam gas alam. Sponge

iron merupakan media penyerap dalam jangka waktu tertentu, sponge iron akan

mengalami kejenuhan sehingga tidak mampu lagi mengikat komponen yang

terdapat di dalam gas alam. Apabila tidak ikut terserap maka akan menunggu

kelancaran proses karena bersifat korosif dan akan terikut dalam produk CO2

benfield. Berdasarkan kondisi actual ini yang diperoleh dari operasional pabrik

PUSRI-1B, konsentrasi H2S keluaran. Desulfurizer mengalami kenaikan sebesar

10 ppm sehingga mengakibatkan umur teknis sponge iron di P-1B menjadi 60 hari

untuk mencapai H2S keluaran desulfurizer maksimum 1 ppm. Berdasarkan

kondisi tersebut dilakukan suatu evaluasi kemungkinan penggantian sponge iron

dengan alternative desulfurizer removal lain yang lebih baik yaitu Unycat.

xl

Evaluasi yang dilakukan yaitu secara teknis dan ekonomis, maka dilakukan

pergantian media pemisah, adapun tahapan-tahapannya adalah sebagai berikut :

1) Desulfurizer sponge iron

Desulfurizer sponge iron merupakan desulfurizer sulfur removal yang

berfungsi memisahkan H2S dalam gas alam dengan iron oxide yang diimpregnasi

dalam tatal kayu sebagai komponen utamanya. Temperature operasional berkisar

32-40 . Untuk menjaga kondisi proses (suasana basa dan lembab) maka

diinjeksikan larutan NaOH 5-10% wt ke dalam desulfurizer. Penurunan tekanan

berkisar 0,5 kg/cm2 dan bulk density sponge iron sebesar 0,76-0,87 kg/l.

Konsentrasi H2S dalam gas alam sebesar 5 ppm akan diserap maksimum menjadi

1 ppm selama life time 1 tahun (actual 3-6 bulan). Konsentrasi actual dalam gas

alam yang masuk desulfurizer sponge iron pada saat ini rata-rata 10 ppm dengan

keluaran mencapai 1 ppm dalam waktu 60 hari.

2) Desulfurizer Unycat

Desulfurizer unycat merupakan desulfurizer H2S removal yang berfungsi

menyerap H2S, COS, merupakan (R-S-H dan R-S-R). Komponen utama adalah

active ZnO dan metal oxide. Unycat tersebut beroperasi efektif pada temperature

minimum 30 . Pengoperasian unycat akan mencapai 2 tahun dengan penurunan

tekanan desulfurizer sebesar 0,1 kg/cm2 dan kapasitas penyerapan sufur 8-10% wt

dari evaluasi tersebut, maka jika unycat dibandingkan sponge iron di pabrik

ammonia P-1B secara teknis lebih baik. Kapasitas penyerapan H2S unycat sebesar

11% wt lebih besar dari sponge iron yang hanya 3,15% wt. Dengan demikian life

time Unycat akan mencapai 2 tahun sementara sponge iron hanya mencapai 60

hari. Selain itu penurunan tekanan (pressure drop) unycat lebih kecil

dibandingkan sponge iron sehingga kompresor mengalami penurunan beban

sebesar 31,33 Kwatt. Dengan penggunaan unycat maka tidak perlu menggunakan

jacket heater sehingga menghemat penggunaan steam pada saat gas alam amsuk

desulfurizer. Penggunaan unycat juga tidak menggunakan chemical dalam proses

xli

penyerapan H2S sehingga tidak memerlukan pompa untuk penginjeksian

chemical, dengan denikian dapat menghemat biaya operasional.

b. Pemisahan CO2

Proses menghilangkan CO2 ini dimaksudkan untuk meringankan beban

pada seksi desulfurizer sulfur organik, unit persiapan bahan baku gas sintesa, dan

unit permurnian gas sintesis. Gas keluaran diharapkan hanya mengandung 1%

volum CO2 untuk mencegah terjadinya reaksi metanasi pada katalis Co-Mo dan

guard vessel. Proses penghilangan CO2 ini melibatkan unit absorber, stripper dan

feed treatment solution flash tank dengan menggunakan benfield sebagai larutan

penyerap. Reaksi penyerapan gas CO2 oleh larutan benfield berlangsung pada

temperature rendah (95-125 ) dan tekanan tinggi (27,2 kg/cm2).

Penyerapan ini terjadi secara kimia dengan reaksi sebagai berikut :

CO2+H 2O → H 2 CO3

H 2 CO3+K2 CO3 →2 KHC O3

Secara keseluruhan, reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut :

K2 CO3+H 2 O+CO2 →2 KHCO3

Pada absorber 1-201-E gas umpan mengalir ke atas melalui dua buah

packing bed berkontak dengan larutan lean benfield yang mengalir turun dan

terjadi proses penyeraan CO2. Larutan benfield dipompa dari feed treatment

solution flash tank (1-201-F) melewati distributor di top absorber adalah 93,3 .

Larutan bienfield yang kaya akan CO2 keluar dari bottom absorber pada

temperature 95,6 . Larutan yang kaya CO2 mengalir bottom absorber 1-201-E ke

stripper 1-202-E, dimana terjadi penurunan tekanan. Penurunan tekanan dan

penambahan steam akan menyebabkan CO2 terlepas dari larutan dan keluar dari

puncak stripper 1-202-E, sedangkan larutan benfield mengalir ke bawah untuk

diregenerasi.

Pada stripper, larutan benfield yang dihasilkan mengalir dari bawah pada

125 ke feed treatment solution flash tank 1-201-F dimana larutan mengalami

flash secara bertahap pada tekanan 1,95 lalu 1,82 kemudian 1,69 dan 1,56 kg/cm2

xlii

untuk memisahkan CO2 yang masih tersisa. Pemisahan cepat CO2 dibantu dengan

ejector dan dikembalikan ke stripper 1-102-E.

Larutan lean keluar dari feed treatment solution flash tank 1-201-F pada

116 didinginkan di cooler 1-205-C kemudian mengalir kembali ke top tower

absorber 1-201-E.

Karobondioksida dilepaskan dan keluar dari puncak stripper 1-202-E

dalam jumlah tertentu dan digunakan sebagai tambahan umpan utama ke pabrik

urea, setelah sebelumnya didinginkan di cooler 1-208-C dan dipisahkan

kandungan airnya dalam make-up CO2 produk KO drum. Larutan benfield terdiri

dari :

1. K2CO3 (potassium carbonat) 30% berat sebagai penyerap CO2

2. DEA (diethanol amin) 2-3% berat sebagai activator

3. V2O5 (vanadium pentoxide) 0,8% berat sebagai korosi inhibitor

Ke dalam larutan benfield biasanya ditambahkan anti foaming agent

(UCON 500 HB) untuk mencegah pembentukan busa CO2 hasil pemisahan pada

tahap ini sebenarnya dapat juga sebagai bahan baku pembuatan urea, namun perlu

dicermati kandungan sulfurnya terlebih dahulu.

c. Pemisahan Sulfur Organik

Pemisahan Sulfur Organik berfungsi menghilangkan kundungan sulfur

organic dalam gas proses agar tidak meracuni katalis nickel pada unit reforming.

Sulfur organic dalam senyawa merkaptan (R-S-R) tidak dapat dipisahkan

langsung dari gas alam umpan oleh proses desulfurisasi sebelumnya (tahap 1)

sehingga harus diolah kembali dengan mereaksikan gas proses dengan bantuan

katalis Co-Mo (cobalt-molybdenum). Kandungan sulfur organic dalam senyawa

merkaptan terlebih dahulu diubah menjadi H2S dengan bantuan katalis Co-Mo

(cobalt-molybdenum). Pada bagian ini senyawa sulfur organic terurai dan

terhidrogenasi menjadi H2S (Kondisi H2 berlebih dari katalis Co-Mo) sesuai

reaksi:

RSR+2 H 2→ 2 RH +H 2 S (katalis Co−Mo )

xliii

Sebelum masuk ke guard vessel Co-Mo/Zn-O, gas umpan digabung

dengan gaya akan kaya H2 dari gas sintesa, yang telah dipanaskan pada preheater

coll (1-101-BC5). Seluruh senyawa sulfur organic dalam gas keluaran guard

vessel Co-Mo telah dikonversikan menjadi H2S. Selanjutnya terjadi reaksi antara

ZnO menurut reaksi :

H 2 S+ZnO →ZnS+H 2O(katalis ZnO)

Kedua reaksi tersebut berlangsung dalam temperature 371-399 dan

tekanan 44,7 kg/cm2 di dalam suatu alat hydrotrator. Diharapkan senyawa sulfur

yang keluar dari hydrotrator maksimum 0,1 ppm (vol) dan H2S 0,005 ppv

2.2.1.2. Reforming Unit

Tujuan dari tahap Reforming ini adalah menghasilkan gas sintesa (N2

dan H2) sebagai bahan baku pembuatan ammonia dan CO2 sebagai produk

samping, unit ini terdiri dari :

a. Primary Reformer (I-101-B)

Sesudah komponen sulfur dihilangkan, untuk mengubah feed gas dengan

steam dan katalis pada temperature dan tekanan tertentu di Primary Reformer.

Gas proses yang telah bebas pengotor dicampurkan dengan steam bertekanan

menengah (medium steam) pada tekanan 42,3 kg/m2 sebelum mengalir ke bawah

melalui buluh-buluh (tube-tube) berkatalis nikel oksida di dalam primary steam

radiant section. Dalam buluh-buluh beratalis nikel oksida tersebut, gas proses

bereaksi dengan steam pada temperature sekitar 823 dan tekanan 37,2 kg/cm2.

Reaksi yang terjadi adalah :

CH 4+H 2 O⇆CO+3 H 2 (endotermis )

CO+ H 2O⇄CO2+ H 2(eksotermis)

Yang diinginkan adalah reaksi overall yaitu :

CH 4+H 2 O⇄CO2+4 H 2

Akan tetapi CO yang terdapat pada reaksi pertama masih ada dalam

jumlah yang cukup banyak dalam gas yang keluar reformer. Untuk

meminimalisirkannya reaksi disempurnakan lebih lanjut pada secondary reformer.

xliv

Variable operasi yang harus dijaga sedemikian rupa sehingga mencegah

terjadinya cooking (pembentukan karbon) melalui reaksi :

CH 4⇄C+2H 2

CO2⇄C+O2

Variable yang mempengaruhi reaksi di reformer adalah :

Temperatur

Tekanan

Laju alir steam (steam rate)

Distribusi katalis

Keberadaan sulfur

Kandungan karbon

Gas sisa pembakaran (fuel gas) akan mengalir ke bawah melalui

radinant section dan masuk ke dalam terowongan yang merupakan penghubung

antara radiant section dan convection section. Selain itu, fuel gas yang dialirkan

ke convection section primary reformer dapat dimanfaatkan untuk memanaskan

beberapa pemanas (coil/heater) pada proses pembuatan ammonia sebelum

akhirnya dilepas keluar melalui cerobong pada temperature 115 . Fan yang

dibutuhkan untuk mengalirkan fuel gas di peroleh dengan menggunakan induced

draft fan (ID – Fan) yang terletak di bawah cerobong.

Udara yang dibutuhkan dalam pembakaran didapat dari udara atmosfir

yang ditarik dan dihembuskan ke dalam primary reformer. Udara pembakaran

dialirkan melewati primary reformer convertion section untuk dipanaskan oleh

flue gas yang panas. Proses ini dilakukan agar udara dapat lebih mudah terbakar.

Dapur pembakaran dirancang beroperasi dengan udara berlebih sebesar 15%.

Reformer ini akan mengkonversikan sekitar 80% metana dalam gas umpan.

Tekanan reformer diatur dengan mengatur aliran steam ke turbin ID – Fan.

b. Secondary Reformer (I-103-D)

xlv

Gas yang telan mengalami reformasi sebagian di primary reformer

masuk ke secondary reformer (I-103-D) untuk melanjutkan reaksi agar konversi

lebih sempurna. Gas masuk ke bagian atas secondary reformer melalui jacketed

transfer line (I-107-D). Temperatur masuk ke secondary reformer adalah 824

dan aliran gas tersebut akan bertemu dengan campuran udara dan steam di dalam

ruang pembakaran. Kondisi ini memberikan campuran yang baik antara udara dan

gas proses, sehingga terjadi pembakaran secara cepat dan membagi panas

pembakaran ke seluruh permukaan katalis. Selain itu, pencampuran gas dengan

udara juga bertujuan untuk mendapatkan nitrogen bebas. Gas panas dari bagian

combustion secondary reformer mengalir ke bawah melalui packing yang berisi

katalis nikel yang disangga oleh alumina dan membuat reaksi reforming menjadi

lebih sempurna. Gas dari primary reformer mengalir ke bagian atas secondary

reformer dan diarahkan ke bawah melewati diffuser ring untuk masuk ke zona

pembakaran reactor. Dalam zona ini terjadi pembakarancepat antara gas proses

dengan udara panas yang masuk melalui burner nozzle sehingga menghasilkan

panas yang besar. Aliran udara menyuplai kebutuhan nitrogen yang diperlukan

dalam sintesis ammonia sehingga jumlah udara yang disuplai ditentukan oleh

kebutuhan N2. Perbandingan antara hydrogen dari primary reformer dengan N2

dari udara harus dijaga untuk menghindari kesulitan di ammonia converter.

Selanjutnya gas dilewatkan melalui bed katalis nikel dalam secondary reformer

untuk menyempurnakan reaksi reforming sampai kandungan metana tersisa

maksimal 0,35% mol berat kering (desain). Reaksi-reaksi yang terjadi adalah

sebagai berikut :

1) Zona Pembakaran (Combustion Zone)

H 2+12

O2

⇄ 3 H 2O(eksotermis )

2) Zona Reaksi (Reaction Zone)

CH 4+H 2 O⇄ 3 H 2+CO (endotermis)

CO+ H 2O⇄CO2+ H 2(endotermis)

Gas yang keluar dari bagian bawah reformer ini disebut gas sintesis

mentah (Rows syn gas). Gas sintesis mentah ini masih sangat panas dengan

xlvi

temperature 1002,5 . Gas sintesa ini kemudian masuk ke dalam shell side dari

waste heat boiler (WHB) untuk didinginkan sehingga temperature turun menjadi

733,9 . Gas meninggalkan WHB kemudian didinginkan oleh hight pressure (HP)

steam superheater (I-102-C) sehingga mencapai temperature 371 yang

seterusnya masuk ke hight temperature shift converter (HTSC). Penurunan

temperature menunukkan pemberian panas di WHB dan HP steam superheater

kepada boiler feed water yang mengalir melalui tube side dari WHB dan HP

steam superheater. Steam yang dihasilkan oleh WHB di secondary reformer ini

m4enjadi salah satu sumber utama steam di pabrik ammonia.

2.2.1.3. Purifikasi Unit

Gas dari secondary reformer akan mendapat perlakuan pemurnian dan

diharapkan mempunyai komposisi outlet (untuk kapasitas desain 1350 MTD)

sebagai berikut :

Table 8. Komposisi Gas Outlet

Komposisi gas sintesa % Vol (Basis Kering)

H 2

CO

CO2

N2

Ar

CH 4

54,70

13,60

7,94

23,08

0,30

0,34

Sumber : Ammonia PUSRI-IB

Tahap pemurnian (purifikasi) ini bertujuan untuk mempersiapkan agar

perbandingan komposisi H2 dan N2 adalah 3 : 1 (pada PUSRI-1B = 3,2)

sedangkan argon dan CH4 dalam jumlah yang sedikit (traces). Untuk mencapai

tujuan tersebut, CO yang masih terikut gas sintesa akan dikonversi menjadi CO2

di dalam shift converter dan kemudian akan dipisahkan di dalam CO2 benfield

removal. Setelah CO dipisahkan, ternyata masih terdapat CO2 sebanyak 0,1% mol

CO2, karena CO dan CO2 merupakan racun katalis ammonia converter, maka

xlvii

yang lolos dari CO2 merupakan racun di katalis ammonia converter, maka yang

lolos dari CO2 removal diubah menjadi metan di metanator.

a. High Temperature Shift Converter (HTSC)

Reaksi utma yang terjadi pada bagian ini bertujuan mengubah gas CO2

menjadi CO dengan bantuan katalis prometed iron/chromium oxide (Fe2O3/Cr2O3)

menurut reaksi eksotermis berikut :

CO+2H 2 O⇄CO2+2 H 2(eksot ermis)

HTSC merupakan tangki yang berisi katalis besi oksida dengan volume

65,7 m3. Gas sintesis mentah dari steam masuk ke bagian atas HTSC pada suhu

371 dan akan bereaksi pada permukaan katalis. Gas akan keluar dari bagian

bawah HTSC dan kemudian masuk ke shell side HTSC effluent WHB

I-103-C1/C2 dan kemudian mengalir menuju low temperature shift converter

(HTSC). Setelah melewati I-103-C dipakai untuk membangkitkan steam dari

BFW menjadi steam HP, dan steam akan mengalir ke I-101-F. Operasi HTSC

pada temperature tinggi bertujuan untuk mempercepat reaksi sehingga kondisi

kesetimbangan cepat tercapai. Kandungan CO pada saat masu HTSC adalah

13,66% mol dan keluar dari HTSC menjadi 3,53% mol.

b. Low Temperature Shift Converter (LTSC)

Dari HTSC, gas masuk ke LTSC melalui bagian bawah LTSC. Di dalam

LTSC, reaksi berlangsung pada temperature rendah agar konversi pada saat

kesetimbangan tinggi. Pada tekanan normal, temperature inlet yang dianjurkan

sebesar 190 dan akan dinaikan bila katalis di LTSC sudah mulai jenuh (tua).

Untuk mempertahankan reaksi dan untuk menjaga kadar CO supaya tetap rendah,

temperature maksimum yang diperbolehkan untuk katalis LTSC adalah 260 .

Reaksi shift di LTSC dibantu oleh katalis copper zinc oxide (Cu/ZnO). Gas

keluaran LTSC masih mengandung sekitar 0,3% mol CO (Maksimumnya 0,5%

mol). Kadar CO yang diinginkan adalah rendah untuk mengurangi beban

metanator dan tidak meracuni ammonia converter.

xlviii

Hot shift gas dari bagian atas LTSC didinginkan di shell side HTSC

effluent/BFW exchanger (I-131-C) sebagai sumber panas untuk BFW. Dari BFW

exchanger gas sintesis mengalir melalui tube side dari CO2 stripper process gas

reboiler (I-105-C) sebagai sumber panas untuk aliran dari CO2 stripper (I-102-E).

Selanjutnya langsung ke CO2 stripper condensate reboiler I-113-C, memberikan

tambahan panas ke benfield solution. Dari I-113-C proses gas mengalir ke tube

side LTSC effluent/Lp BFW exchanger (I-106-C) untuk memanaskan demin

water dari aerator (I-101-U). Di dalam I-105-C, I-113-C, dan I-106-C semua uap

air yang ada dalam aliran gas sintesis proses akan terkondensasi dan dilepaskan

dalam row gas separator (I-102-F1) bagian bawah. Proses selanjutnya, gas

sintesis mentah keluar melalui bagian atas separator I-102-F1 dialirkan ke CO2

absorber sebagai tahap pertama penurunan gas sintesis CO2.

c. Penghilangan Gas CO2 (CO2 Removal Section)

Sistem yang digunakan adalah sistem benfield CO removal secara

counter current. Proses ini yang dijalankan adalah absorbsi dan pelucutan

(stripping) dengan menggunakan absorben laruten benfield. Pada sistem ini, CO2

yang terkandung dalam gas sintesis mentah akan diserap agar tidak meracuni

katalis di ammonia converter. Penghilangan CO2 dilakukan sebelum masuk ke

daerah loop. CO2 yang terserap dapat digunakan sebagai bahan baku pembuatan

urea.

Pemisahaan dilakukan dengan cara penyerapan secara counter-current

dengan larutan potassium carbonate (benfield) di CO2 absorber. Gas sintesis

mentah yang telah ebbas dari air mengalir langsung ke CO2 absorber melalui

sebuah distributor yang terletak di atas menara. Gas sintesis mengalir ke atas

melalui 3 packaged bed dari packing ring carbon steel dan stainless steel

sehingga memberikan kontak yang baik diantara gas sintesis dengan aliran lean

dan semilean benfield yang mengalir turun. Larutan benfield menyerap hampir

seluruh CO2 akan keluar melalui demiaster guna menghindari terbawanya larutan

benfield oleh gas temperature 70 . Diharapkan kandungan CO2 pada gas sintesis

yang keluar dari absorber tidak melebihi 0,1% volum.

xlix

Dari absorber, rich solution eluar melalui dasar menara pada temperature

sekitar 120 menuju flash drum I-133-F dengan menurunkan tekanan dari 13,75

menjadi 8,1 kg/cm2. Untuk memisahkan gas yang terbawa larutan benfield, CO2

dialirkan ke puncak stripper I-102-E untu dilucuti. Stripping CO2 ini dilakukan

dengan cara flashing. Stripper beroperasi pada tekanan rendah, sehingga larutan

rich benfield mengalir turun dan gas CO dilucuti oleh uap air akan naik ke atas.

Gas CO2 meninggalkan puncak stripper untuk dikirim ke pabrik urea atau

dilepaskan ke udara bebas (jika dibutuhkan pabrik urea berlebih).

Sistem penyerahan CO2 dimodifikasi menjadi sistem yang hemat energy

atau benfield low-heat process. Sistem ini menggunakan semilen solution flash

tank (I-132-F). Larutan semilan diuapkan secara bertingkat dengan penurunan

tekanan bertingkat dari 1,83 lalu 1,69 kemudian 1,54 hingga 1,4 kg/cm2. Flash

steam yang teruapkan dikembalikan lagi ke stripper mellaui ejector steam.

Sedangkan larutan semilian dari I-132-F pada 111 dipompakan ke bagian atas

bed kedua tower absorber. Pada lower section, larutan semilian cendrung

menyerap sebagian besar CO2 dari gas yang mengalir e atas. Sedangkan lean

benfield dihisap dari dasar CO2 stripper pada 126 dan didinginkan menjadi 70

oleh pertukaran panas dengan BFW di lean solution LP BFW exchanger I-109-C

kemudian dipompakan ke bagian atas absorber I-101-E dengan menggunakan

pompa I-108-J/JA, kemudian larutan lean ditambahkan antifoam dari Benfield anti

foam injection system I-109-L sebelum memasuki absorber.

d. Metanasi

Metanasi bertujuan untuk menghilangkan kandungan CO dan CO2 yang

masih terdapat dalam gas proses melalui reaksi pembentukan inert metana

(metanasi) di dalam metanator (I-106-D). Penyempurnaan proses penghilangan

oksida-oksida karbon dari gas sintesis sangat penting karena merupakan racun

bagi katalis di converter ammonia.

Mula-mula gas proses yang hanya mengandung 0,06% mol CO2 dan

kira-kira 1,3% mol CO dialirkan ke overhead KO drum I-1-2-F2 untuk

l

menghilangkan kandungan air. Air harus dihilangkan karena katalis metanator

yang panas akan rusak jika kontak dengan cairan, kemudian gas sintesis menuju

metanator feed heater I-114-C untuk dipanaskan hingga mencapai temperature

316 dan masuk ke top inlet metanator. Aliran gas di dalam metanator mengalir

ke bawah melewati katalis nikel, dimana CO dan CO2 terkonversi menjadi CH4

menurut reaksi :

CO+3H 2→ CH 4+H 2O(eksoterm)

CO2+4 H 2 →CH 4+2 H 2 O(eksoterm)

Pada kondisi normal, dengan kadar CO 0,37% mol dan CO2 0,06% mol

dalam gas masuk maka kenaikan temperature yang diprediksikan sekitar 31

sehingga temperature outlet gas kira-kira 347 .

Gas sintesis meninggalkan metanator pada bagian bawah untuk masuk

tahapan sintesis ammonia. Tetapi sebelumnya aliran gas ini didinginkan dalam

cooler I-114-C dan I-105-C untuk mengembunkan uap air yang terbawa. Air yang

terkondensasi itu akan dipisahkan dalam syn-gas compression suction drum (I-

104-F). Gas proses yang keluar dimurnikan dan dinaikkan tekananya dari 32,6 kg/

cm2 menjadi 100 kg/cm2

pada temperature 37 .

2.2.1.4. Unit Sintesis Ammonia

Proses ini merupakan tahap paling penting dalam pembuatan ammonia.

Gas sintesis yang mengadung H2 dan N2 bebas dari racun dan pengotor

direaksikan untuk membentuk NH3. Unit ini terdiri dari beberapa tahap proses,

yaitu :

a. Penekanan Umpan Gas Sintesis dan Pmenisahan Air

Gas sintesis yang telah dimurnikan itu dinaikkan tekanan dari dari 32,6

kg/cm2 menjadi 100 kg/cm2 pada first case syn-gas (I-103-J) dan kemudian

didinginkan dalam dua tingkatan pendingin . Pertama dengan cooling water di I-

103-C sampai temperature 37 , lalu sesudah keluar dari tingkat kedua pada case

li

pertama didinginkan dengan cooling water di I-116-C dan dengan ammonia di

ammonia refrigeration (I-129-C)

Pendingin terakhir di ammonia refrigenaration chiller akan menurunkan

temperature hingga 4 dab mengembunkan hampir seluruh air yang terdapat

dalam gas, yang dipisahan di I-105-F2. Gas sintesis yang berkadar air rendah dari

I-105-F2 menuju moleculer sieve drier I-109-D, dimana seluruh sisa air diserap.

Gas sintesis yang kering kemudian mengalir ke second cas syn-gas compressor (I-

103-J) cdan tekanannya dinaikkan menjadi kira-kira 177,5 kg/cm2. Dikompresikan

case kedua ini, gas sintesis digabung dengan gas reccle yang mengandung

ammonia yang berasal dari refrigerant flash drum (I-102-CF) dan selanjutnya

gabungan gas ini masuk ke synthesis loop.

b. Konversi Umpan Gas Sintesis Menjadi Ammonia

Gas sintesis sebelum masuk ammonia analysis converter dinaikkan

temperaturnya samapai 232 pada I-121-C. Kemudian diinjesikan ke bagian atas

bed pertama, gas keluar mengalir ke interchanger (I-122-C), sebelum dialirkan ke

bed kedua.

Converter gas sintesis menjadi ammonia terjadi di dalam ammonia

synthesis converter (I-106-D) yang berisi kira-kira 77,1 m3 katalis prooted iron.

Reaksi berlangsung pada temperature antara 454-482 dan tekanan 173-177 kg/

cm2G. Reaksi yang terjadi adalah :

N2+3 H 2⇄ 2 NH 3

Konsentrasi ammonia di dalam gas yang keluar dari converter adalah

17,2% mol. Gas panas yang keluar dari converter didinginkan di converter

effluent/steam generator I-123-C1-C2 dan ammonia converter feed/effluent

exchanger (I-121-C) dan ammonia unitized chiller (I-120-C). Di dalam I-120-C,

ammonia didinginkan secara bertingkat (4 tingkat) hingga -32,8 dan produk

ammonia akan terkondensasi pada suhu -17,6 di liquid ammonia separator (I-

106-F). Gas yang keluar dari I-106-F (masih mengandung ammonia) akan

lii

mengalir lagi ke I-120-C sebelum di recycle kembali ke converter oleh kompresor

I-103-J. Sebagian gas dikeluarkan secara kontinyu dari system loop sintesa untuk

menghindari cair mengalir menuju Let Drawn Drum (I-107-F) untuk melalui

proses pemurnian produk.

Setelah mengalami penurunan tekanan menjadi 17, kg/cm2, ammonia

cair akan terpisah dari gas pengotor dan terbagi menjadi beberapa aliran yang

masuk ke I-120-C dan refrigerant receiver (I-109-F).

Bila sedang mengirim hot product, ammonia dari I-109-F akan langsung

mengalir ke hot product pump (I-113-J/JA). Bila sedang mengirim cold product (-

33,8℃¿, semua ammonia akan mengalir ke I-120-C dan keluar sebagai cold

ammonia melalui pompa I-124-J/JA.

2.2.1.5. Unit Pemurnian Produk

Ammonia harus terus-menerus dipanaskan dari recycle gas yang menuju

converter ammonia karena keberadaannya yang cepat menumpuk dalam reaktor

sintesis akan mempengaruhi kesetimbangan reaksi. Hal ini dilakukan dengan jalan

mendinginkan aliran recycle gas sintesis melalui beberapa pendingin, chiller-

chiller dan separator untuk menghasilkan produk ammonia yang dihasilkan.

Pemurnian produk ammonia yang dilakukan dengan memanfaatkan

sistem refigerasi ini, mempunyai dua macam kegunaan, yakni :

a. Memnguapkan cairan ammonia secara terus menerus pada batas tekanan

rendah untuk melepaskan gas-gas terlarut dan kemudian langsung

mengirimnya ke sistem bahan bakar gas.

b. Dalam sistem refrigenerasi, proses pendingin akan mengambil panas dari

loop gas sintesis untuk mendinginkan sebagian gas guna mendapatkan

pemisahan dan pengambilan hasil ammonia yang memuaskan dari loop

sintesis.

Pada primary ammonia separator I-106-F, ammonia terpisah dari gas

sintesis akibat pendinginan (tekanan 140 kg/cm2 dan temparatur -250C.

Pendinginan ini menyebabkan sejumlah gas-gas inert (H2, N2, CH4, dan Air) yang

ikut bersama cairan ammonia terpisah dari cairan ammonia. Kemudian dialirkan

liii

kembali ke ammonia converter melalui I-120-C. Penghilangan gas-gas tersebut

dilakukan melalui penurunan tekanan dan temperatur secara refrigerasi.

Pada secondary ammonia separator (I-107-F) yang terjadi adalah

pemisahan gas-gas inert yang dilakukan dengan cara flashing yaitu dengan

menurunkan tekanan sampai 14,3 kg/cm2. Flash gas yang meninggalkan I-107-F

selanjutnya ke sistem gas bahan bakar (fuel gas system). Ammonia cair yang

terkumpul dibagian dasar I-107-F dialirkan keluar menuju dua arah. Aliran yang

satu diturunkan tekanannya (let down) ke refrigerasi I-22-C.

Uap ammonia yang bercampur dengan gas inert dalam refrugerant flash

drum dihisap oleh compressor refrigerant, selanjutnya didinginkan dan

dipisahkan di dalam NH3 seal gas separator (I-121-L), kemudian dialirkan

melalui kompresor I-105-J dan ditampung dalam refrigerant receiver I-109-F. Di

dalam I-109-F ini, gas-gas inert yang terpisah akan dibuang ke sistem bahan bakar

(fuel gas system) sedangkan ammonia panas dipompa oleh I-113-J/JA sebagai

produk ammonia untuk dikirim ke pabrik urea.

2.2.1.6. Purge Gas Recovery Unit

a. Ammonia Recovery Unit (ARU)

Unit ini berfungsi untuk mengambil kembali NH3 gas yang terkandung di

dalam purge gas yang terdiri dari dari LP purge gas dan HP purge gas. LP purge

gas adalah gas yang berasal dari refrigerant receiver dan refrigerant flash drum

yang berfungsi sebagai pengatur panas pada refrigerant system. HP purge gas

adalah sebagian gas sintesis yang belum terkonversi menjadi ammonia, yang

berasal dari ammonia separator yang kembali ke tingkat akhir kompresor

(I-103-J).

b. Hydrogen Recovery Unit (HRU)

Unit ini berfungsi untuk mengambil atau memisahkan CH4 dari

campuran gas H2, N2 dan Ar yang keluar dari bagian top HP ammonia scrubbber.

Gas sintesa dari ammonia scrubber melewati water KO drum untuk dipisahkan

cairannya lalu masuk ke adsorber. Disini gas melewati resin yang akan menyerap

liv

dan membebaskan syn-gas dari larutan ammonia, karena di unit cold box, air dan

ammonia akan membeku pada temperatur yang sangat rendah sehingga gas

metana akan terkondensasi dan masuk ke H2O separator, selanjutnya di flash dari

tekanan 53,6 menjadi 5,2 kg/cm2G, sehingga liquid metana menjadi gas dengan

temperatur yang sangat rendah. Gas ini akan digunakan sebagai fuel gas di

primary reformer. Sebagian gas metana sebelum menuju primary reformer

dipanaskan untuk meregenerasi salah satu absorber dengan aliran counter current

dari operasi normal, pemanasan ini menggunakan steam medium.

2.2.2. Proses Pembuatan Urea

Berbagai proses pembuatan urea dikembangkan untuk mengatasi masalah

proses, korosi dan mencapai tingkat ekonomi yang diinginkan. Pabrik urea di

PT. Pupuk Sriwidjaja (PT. PUSRI) menerapkan teknologi ACES (Advanced

Process For Cost and Energy Saving) proses, dimana proses ACES kembali dan

dikembangkan lagi menjadi ACES 21.

Toyo Enginnering Corporation (TEC) telah mengembangkan proses urea

bersama PT. Pupuk Sriwidjaja (PT. PUSRI) Indonesia dengan nama ACES 21

sebagai penyempurnaan dan kemajuan proses ACES untuk abad ke-21. Toyo

Enginnering Corporation (TEC) adalah salah satu pemilik proses urea ACES 21

dengan menggunakan pilot plant.

PT. PUSRI salah satu produsen ammonia dan urea yang terbesar di dunia

dalam melakukan konstruksi dan mengoperasikan pilot plant yang beralokasi di

pabrik urea PUSRI-1B. Toyo Enginnering Corporation (TEC) dan PT. PUSRI

bekerjasama melakukan evaluasi data dari Pilot Plant. Dengan pengalaman yang

ada dan kerja sama yang baik sehingga menghasilkan proses ACES 21. Proses

yang dihasilkan tersebut sudah lengkap dari semua aspek desain dan enginnering,

pabrik peralatan, pengoperasian pabrik, performance proses, pengolahan limbah

dan kondtruksi untuk pabrik urea skala komersil sehingga menghasilkan produk

urea yang sesuai dengan standar dan dengan mutu yang baik serta tidak terjadi

pencemaran lingkungan.

Adapun proses pembuatan urea terdiri atas lima unit utama, yaitu :

a. Unit Sintesa

lv

b. Unit dekomposisi / purifikasi

c. Unit kristalisasi dan pembutiran

d. Unit recovery

e. Unit pengolahan kondensat

2.2.2.1. Unit Sintesa

Seksi ini membentuk urea dengan mereaksikan liquid ammonia gas CO2

yang dikirim dari pabrik ammonia dan larutan recycle karbonat dari seksi

recovery. Urea dihasilkan dari reaksi yang sangat eksotermis dari NH3 dan CO2

yang akan menghasilkan ammonia carbonat. Selanjutnya ammonia carbamat

secara dehidrasi endotermis berubah menjadi urea.

Make up liquid NH3 (tekanan 20 kg/cm2) dan suhu 300C dikirim ke

pabrik urea kemudian dimasukkan ke dalam ammonia reservoir. Liquid NH3 dari

ammonia reservoir di bost up dengan boost up pump kemudian NH3 dipompakan

menjadi 183 kg/cm2G dan masuk ke reaktor melalui ammonia preheater

memanaskan NH3 ke reaktor dengan mengambil panas dari sirkulasi hot water.

Gas CO2 pada 0,6 kg/cm2 dan temperatur 380C dikirim ke pabrik urea dan

masuk ke suction separator tingkat pertama. Gas dari suction separator tingkat

pertama dikompresikan menjadi 176 kg/cm2G dan temperatur 119,70C dengan

penggerak steam turbine. Sejumlah gas CO2 dikirim ke stripper bagian bawah

sebagai CO2 stripping. Larutan karbamat recycle datang dai seksi recovery

dinaikkan tekanannya menjadi 185 kg/cm2 dengan pompa karbamat dan dikirim

ke scrubber serta karbamat kondensor No. 1 dan karbamat kondensor No. 2.

Larutan urea syntesa setelah mencapai konversi CO2 70% dalam reaktor

mengalir secara overflow pipa ke bagian bawah reaktor dan masuk ke stripper

secara gravitasi melalui HC 101, laju aliran diatur untuk menjaga level reaktor

mantap.

Di bagian atas stripper, larutan urea syntesa dari reaktor berhubungan

dengan gas yang dipisahkan dari bagian bawah melalui sieve trays. Di bagian

bawah stripper, ammonium karbamat dan kelebihan ammonia yang terkandung

dalam urea syntesa diuraikan dan dipisahkan oleh CO2 stripping dan steam

lvi

pemanas. Setelah di stripping oleh CO2 di dalam stripper, larutan tersebut dikirim

ke seksi purifikasi.

Kondensat dari saturation drum dikirim ke steam drum, kemudian ke

karbamat kondensor No. 1 steam yang dihasilkan di karbamat kondesor No. 1

kembali ke steam drum bersama-sama dengan kondensat yang dipisahkan dan

dikeluarkan oleh pengatur tekanan ke low pressure steam system. Dalam karbamat

kondensor, gas NH3 dan gas CO2yang keluar dari stripper dicampur dengan

larutan karbamat recycle di bagian atas dan panas penyerapan dimanfaatkan untuk

membentuk steam 5,5 kg/cm2G pada karbamat kondensor No. 1 dan untuk

pemanas larutan urea yang keluar dari stripper di karbamat kondensor No. 2

menjadi 1560C.

Gas dan larutan pada bagian bawah karbamat kondensor dimasukkan ke

reaktor gas yang tidak bereaksi dan terkondensasi akan bereaksi dengan NH3

dalam reaktor untuk memberikan panas yang diperlukan dalam pembentukan urea.

Gas dibagian atas reaktor mengandung sedikit NH3 dan CO2 yang dikirim ke

scrubber untuk direcoveri. Dalam scrubber NH3 dan CO2 di-recover pada

recovaration 45-50% menggunakan larutan karbamat kemudian larutan turun

bersama dengan larutan karbamat yang keluar dari karbamat kondensor No. 1 dan

karbamat kondensor No. 2 masuk ke bottom pressure decomposition. Reaksi-

reaksi yang terjadi di dalam reaktor:

Pembentukan Karbamat

2 NH3+CO2⇄NH2 COONH 4(eksoterm)

Dehidrasi

NH 2COONH 4⇄NH 2COONH 2+H 2O(endoterm )

2.2.2.2. Unit Dekomposisi / Purifikasi

Unit dekomposisi merupakan bagian yang bertujuan untuk memisahkan

urea dari senyawa-senyawa lain sehingga diperoleh larutan urea dengan

konsentrasi yang lebih tinggi. Proses pemisahan ini dilakukan dengan cara

pemanasan dan penurunan tekanan. Dengan perlakuan demikian maka ammonium

lvii

karbamat akan terurai menjadi gas –gas ammonia dan karbondioksida. Reaksi

penguraian tersebut adalah sebagai berikut :

NH 2COONH 4⇄CO2+2NH 3

Selain itu dalam kolom juga terjadi hidrolisis urea. Karena itu, kondisi

operasi perlu diatur sedemikian rupa sehingga kehilangan produk dapat ditekan.

Hidrolisis urea mudah terjadi pada temperatur tinggi, tekanan rendah dan waktu

tinggal yang lama. Hidrolisis urea berlangsung menurut reaksi:

CO ( NH 2 )2+H 2O⇄NH 2 CONHCONH2+NH3

Untuk mengatasi pembentukan biuret dan menekan laju hidrolisis urea

maka dimasukkan ammonia berlebih dan dekomposisi dilakukan bertahap

sebanyak tiga kali. Tahapan dalam proses dekomposisi adalah:

a. Hight Pressure Dekomposer (HPD)

Hight Pressure Dekomposer (HPD) terdiri dari sieve tray pada setengah

bagian atas dan falling heater pada bagian bawahnya. Di dalam HPD, produk dari

reaktor masuk dari bahu HPD dan di flash sehingga tekanannya menjadi 16,5

kg/cm2G dengan temperatur 1210C. Akibat penurunan tekanan ini ammonium

karbamat akan terurai dan kelebihan ammonia akan terlepas dari larutan.

Pada sieve tray larutan dikontakkan dengan gas-gas bertemperatur tinggi

yang berasal dari reboiler. Reboiler berada pada bagian bawah sieve tray dan

berfungsi memanaskan larutan yang masih kaya akan karbamat dan kelebihan

ammonia sehingga terjadi peristiwa dekomposisi dan penguapan. Panas sensibel

gas hasil penguapan oleh reboiler digunakan untuk menguapkan kelebihan

ammonia dan menguraikan ammonium karbamat yang sedang jatuh melalui tray-

tray yang ada diatasnya, dalam reboiler ini temperatur dijaga pada 1510C.

Selanjutnya larutan turun ke bagian bawah HPD dan dipanaskan lebih

lanjut dalam failing film heater hingga temperatur 1600C. Penggunaan failing film

heater dimasukkan untuk meminimalkan waktu tinggal larutan. Failing film

heater merupakan mekanisme manipulasi aliran zat cair sehingga membentuk

aliran seperti lapisan film yang menempel pada bagian dalam annulus. Bagian

luar dari annulus tersebut dipanasi oleh MS yang akhirnya keluar dari HPD

lviii

sebagai kondensat. Diharapkan dengan adanya pemanasan ini terjadi dekomposisi

ammonium karbamat. Metode failing film heater sendiri digunakan agar

temperatur pemanasan tidak terlalu tinggi dan waktu pemanasan tidak terlalu

lama untuk mencegah terjadinya pembentukkan biuret.

Gas yang keluar dari atas HPD selanjutnya masuk ke dalam hight

pressure absorber cooler sedangkan larutannya keluar melalui bagian bawah dan

mengandung 65,78%. Larutan ini selanjutnya dialirkan menuju low pressure

decomposer (LPD).

b. Low Pressure Dekomposer (LDP)

LPD terdiri atas sieve tray dan kolom isian dengan rashing ring pada

bagian bawah. Larutan masuk ke dalam LPD bagian atas di flash hingga

tekanannya mencapai 2,4 g/cm2G dan temperatur 1170C.

Pada sieve tray terjadi penguapan ammonia dan penguraian ammonium

karbamat seperti yang terjadi pada HPD. Setelah melalui sieve tray, larutan

dialirkan menuju kolom isian. Pada kolom isian gas-gas yang masih terkandung

dalam larutan dilucuti oleh gas karbondioksida yang berasal dari kompresor CO2.

Larutan yang turun pada sieve tray di LPD tidak hanya dari HPD namun juga

larutan karbamat dari sistem off gas recovery.

Terdapat 2 buah reboiler pada LPD yang terletak dibagian bawah sieve

tray dengan fungsi yang sama sebagaimana pada HPD. Reboiler dimanfaatkan

panas larutan umpan LPD dan reboiler menggunakan low pressure steam sebagai

media pemanas.

2.2.2.3. Unit Kristalisasi dan Pembutiran

Larutan urea yang berasal dari low pressure decomposer dipompakan ke

bagian bawah vaccum crystallizer. Bagian bawah crystallizer ini beroperasi pada

tekanan temperatur 700C dan tekanan atmosferik. Selain itu, unit ini juga

dilengkapi dengan pengaduk untuk mencegah kebutuhan dan menjaga

kehomogenan kristal urea. Bagian atas crystallizer beroperasi pada temperatur 68-

700C. Pada bagian ini terjadi penguapan air karena kondisinya vakum, tujuan

lix

dibuat vakum agar proses evaporasi dapat berlangsung pada temperatur rendah

sehingga mencegah pembentukkan biuret.

Kristal urea yang terbentuk dalam crystalizer kemudian dipisahkan dari

larutan uk menggunakan centrifuge kemudian kristal dikirim ke dalam fluidized

dryer, sedangkan larutan induknys yang masih mengandung urea dikembalikan ke

dalam vaccum crystalizer atau mother liquor tank. Media pemanas yang

digunakan dalam dryer adalah udara panas. Temperaturnya dryer dijaga pada

1100C. Pada temperatur urea kristal pada inlet siklon menjadi 710C.

Kristal yang keluar dari dryer dihisap dengan menggunakan induced fan

dan juga didorong dari bawah dengan blower menuju siklon di atas prilling tower

untuk melepaskan udara. Selanjutnya kristal urea dilelehkan dalam sebuah melter

pada temperatur sedikit di atas temperatur lelehnya. Pemanas yang digunakan

dalam melter ini adalah steam bertekanan 7 kg/cm2 dan 1850C. Lelehkan kristal

urea ditampung dalam sebuah head tank.

Urea cair yang keluar dari head tank dialirkan ke 12 buah acoustic

granulator yaitu sprayer yang berfungsi untuk membentuk butiran urea. Untuk

membantu proses pembutiran maka pada prilling tower dihembuskan udara dari

bagian bawah.

Untuk mengurangi debu urea yang terbuang maka pada puncak menara

prilling dilengkapi dengan sprayer yang dipasang di atas dust chamber. Bagian

atas dust chamber dilengkapi dengan 6 unit urethane filter dan sprayer untuk

melarutkan sehingga mencegah debu-debu urea ke atmosfer. Hasil penyerapan

debu tersebut masuk ke dust chamber kemudian akan mengalir ke mother liqour

tank dan dikirim kembali ke vaccum crystallizer.

Urea yang jatuh dan telah membeku dalam prilling tower kemudian

dikeringkan dalam sebuah fluidizing bed sebelum kemudian dimasukkan ke dalam

kantong atau disimpan dalam bentuk curah. Temperatur butiran urea tersebut

berkisar antara 45-500C.

2.2.2.4. Unit Recovery

lx

Seksi recovery bertujuan untuk memisahkan kandungan ammonia dan

CO2 yang dihasilkan dari seksi dekomposisi untuk dapat digunakan kembali dalam

sistem urea. Seksi recovery ini terdiri dari beberapa unit, yaitu:

a. Hight Pressure Absorber Cooler (HPAC)

Gas-gas yang dihasilkan dari HPD yang mengandung CO2 dan NH3

dimasukkan melalui pipa berlubang ke dalam bagian bawah HPAC dan terjadilah

gelembung-gelembung gas dalam larutan HPAC. Larutan dalam HPAC

merupakan hasil pencampuran larutan produk dari HPA dengan gas CO2 dan NH3

dari HPD. Larutan HPAC ini disirkulasi terus dari bagian bawah ke atas. Kondisi

ini terjadi sebagian dari larutan yaitu sekitar 65%. Larutan karbamat dan

ammonia yang telah menyerap CO2 ini kemudian dikirim ke reaktor urea untuk

menghasilkan urea kembali sedangkan gas-gas yang tidak dapat diserap akan

dimasukkan ke HPA. Suhu pada HPAC dikontrol pada suhu 1000C oleh :

Air pendingin

Urea slurry yang disirkulasi dari crystallizer

Sirkulasi air panas dari hot water tank

b. Hight Pressure Absorber (HPA)

HPA terdiri dari kolom isian buble cup trays dan intercooler. HPA

berfungsi untuk menyerap gas-gas yang tidak dapat diserap oleh HPAC. Gas-gas

tersebut kemudian naik melalui kolom isian dimana sisa kandungan CO2 sebesar

35% yang terdapat dalam campuran gas tersebut diserap oleh larutan adsorbent

berupa larutan ammonia dari ammpnia recovery reservoir dan campuran larutan

LPA.

Gas-gas karbondioksida dari kolom isian akan kontak kembali dengan

larutan ammonia yang turun dari ammonia recovery absorber dan ammonia

recovery resevoir melalui empat bubble cup tray agar sisa-sisa karbondioksida

dapat dihilangkan dengan sempurna (bereaksi dengan ammonia membentuk

karbamat).

lxi

Suhu pada puncak HPA dikontrol di bwah 470C oleh adanya penguapan

ammonia cair pada bubble cup tray. Suhu gas dari kolom isian dikontrol pada

kira-kira 600C oleh penguapan ammonia cair yang ditambahkan pada larutan

recycle. Gas yang keluar dai HPA kaya dengan NH3 kemudian akan dilewatkan

ke ammonia condenser, sedangkan larutan produk dari HPA digunakan sebagai

absorben kembali di HPAC. Tekanan HPA ± 16,4 kg/cm2.

c. Low Pressure Absorber (LPA)

Gas-gas yang keluar dari LPD akan dikondesasikan di LPA, diserap dan

bereaksi dengan absorben. Yang dipergunakan sebagai absorben adalah:

Larutan absorben pekat

Larutan karbamat encer dari system off gas recovery ditambah air murni

Suhu dipertahankan pada kira-kira 450C dengan mengatur air pendingin,

tekanan dijaga konstan pada 2,2 kg/cm2. Larutan recycle dari LPA ditarik dengan

pompa yang disebut hight pressure absorber pump dan masuk ke dalam HPA

bagian bawah (diatas packed bed).

2.3. Produk dan Pemasaran

2.3.1. Produk Pabrik Ammonia

Produk yang dihasilkan oleh pabrik ammonia adalah karbondioksida

(CO2) dan ammonia (NH3). Karbondioksida dan ammonia digunakan sebagai

bahan baku dalam pembuatan urea, selain digunakan sebagai bahan baku,

ammonia juga merupakan produk yang langsung dapat dipasarkan. Penampungan

produksi ammonia dilakukan di refrigerant receiver I-109-F dan NH3 cold

storage. Ammonia yang dihasilkan terbagi menjadi 2 jenis, yaitu:

a. Produk Ammonia Panas (300C)

Produk ini diambil langsung dari penampungan ammonia I-109-F yang

dipompa oleh pompa ammonia (I-125-J/JA) dan dicampur dengan aliran dari I-

lxii

120-CF1 melalui pompa I-125-J/JA sebagai bahan baku pabrik urea. Aliran

ammonia dingin dari I-120-CF1 ditujukan untuk mengatur temperatur ammonia

yang dikirimkan ke pabrik urea.

b. Produk Ammonia Dingin (-300)

Untuk memproduksi jenis ammonia ini, sebagian aliran ammonia dingin

dari I-120-CF1 dialirkan melalui pompa I-124J/JA menuju ke ammonia cold

storage (4-101-F). Spesifikasi ammonia dapat dilihat pada tabel 9.

Tabel 9. Spesifikasi Ammonia Produk PT. PUSRI

Spesifik Jumlah Keterangan

Komposisi (%wt)

1. NH3

2. H2O

3. Oil/Kandungan minyak

Fasilitas loading :

1. Kecepatan manual

2. Panjang vessel (LOA) yang diijinkan

3. Vessel draft

4. Jenias vessel yang dapat digunakan

99,5%

0,5%

5 ppm (b/b)

300 metrik ton/jam

190 meter

6,5 meter

Semi/full

refrigerated vessel

Minimum

Maksimum

Maksimum

Minimum

Maksimum

Sumber : Dinas Teknik Proses Pusri

Tabel 10. Spesifikasi CO2 Produk Ammonia PT. PUSRI

Spesifikasi Detail Keterangan

CO2 (dry basis)

Gas inert

Sulfur

H2O

98% berat

2% volum

1 ppm (vol)

Jenuh

Minimum

Maksimum

Maksimum

Sumber : Dinas Teknik Proses PUSRI

lxiii

2.3.2. Produk Pabrik Urea

Produk yang dihasilkan oleh pabrik urea adalah urea prill. Urea

(NH2CONH2) adalah senyawa yang berbentuk kristal putih dan tidak berbau. Bila

bercampur air, dapat terhidrolisa menjadi senyawa ammonium karbamat dan

terdekomposisi menjadi ammonia dan CO2. Urea larut dalam air, alkohol, dan

benzene. Daya racunnya rendah, tidak mudah terbakar, tidak meninggalkan residu

garam setelah dipakai untuk tanaman. Urea prill pada PT. PUSRI mempunyai

sifat fisika dan standar komposisi yang dapat dilihat pada tabel 11.

Tabel 11. Sifat-sifat Fisika Urea

No Sifat Nilai

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

10.

11.

12.

Titik didih

Titik leleh

Spesifik gravity

Indeks bias

Bentuk kristal

Panas pembentukan pada 250C

Panas difusi

Panas pelarutan dalam air

Panas kristalisasi

Densitas curah

Panas spesifik (500C)

Kelarutan dalam air (200C)

1320C

132,70C

1,335

1,484

Tetragonal

-47,12 kkal/mol

60 kkal/mol

60 kkal/gr

58 kkal/gr

0,74 gr/cm2

0,397

51,6

Sumber : Perry’s Chemical Enginnering Hand’s Book 1996

Kapasitas produksi pabrik urea P-IB adalah 1725 ton/hari. Adapun kualitas

produk yang dihasilkan pada tabel 12.

Spesifikasi Detail Keterangan

Komposisi (% wt)

1. Nitrogen 46% Minimum

lxiv

2. Biuret

3. Kandungan air (moisture)

4. NH3 bebas

5. Debu (pan)

6. Fe

Ukuran (Prill Size)

1. 6-8 US mesh

2. > 25 US mesh

Penampilan

Kecepatan Muat (loading rate)

Ukuran vessel draft pembuatan

0,5%

0,5%

150 ppm (b/b)

15 ppm (b/b)

1 ppm (b/b)

95%

2%

Putih butiran (prilled), free

flowing, tidak mengandung

bahan berbahaya

10000 metrik ton/jam

2000 metrik ton/jam

6,5 meter

Maksimum

Maksimum

Maksimum

Maksimum

Maksimum

Minimum

Maksimum

Urea dalam

kantong urea

curah

Sumber : Dinas Teknik Proses PUSRI

2.3.3. Pemasaran Produk

PT. PUSRI memiliki system distribusi sebagaimana dapat dilihat pada

Gambar 7 dan 8 baik untuk tata niaga pupuk produksi dalam negeri maupun

pupuk impor. Sarana distribusi dan pemasaran yang dimiliki PT. PUSRI, yaitu :

1. Satu buah kapal ammonia : MV. Sultan Machmud Badarudin II

2. Tujuh kapal pengangkutan pupuk curah dan satu kapal sewa berdaya muat

masing-masing 66.500 ton, yaitu MV. Mochtar Prabunegara, MV. Julianto

Mulio Diharjo, MV. Ibrahim Zahier dan MV. Otong Kosasih.

3. Empat inti pengantongan pupuk di Belawan, Cilacap, Surabaya dan

Banyuwangi serta 1 UPP (Unit Pengantongan Pupuk) sewa di Semarang.

4. 595 buah gerbang kereta api.

5. 107 unit gudang persediaan pupuk dan 261 unit gudang sewa.

6. 25 unit pemasaran PUSRI Daerah (PPD) di ibukota propinsi

lxv

7. 180 kantor pemasaran PUSRI Daerah (PPD) di ibukota propinsi.

8. Empat unit kantor perwakilan PUSRI di produsen pupuk, yaitu:

a. PT. Pupuk Kujang

b. PT. Petrokimia Gresik

c. PT. Pupuk Iskandar Muda

d. PT. Pupuk Kalimantan Timur

Pada tanggal 1 Desember 1998, pemerintah menghapuskan tata niaga

pupuk, baik produksi dalam negeri maupun impor. Keputusan pemerintah tersebut

membuat pabrik pupuk untuk memasarkan sendiri produknya di Indonesia, namun

untuk mencegah persaingan yang tidak sehat, pemerintah menentukan daerah-

daerah penyaluran untuk setiap pabrik pupuk yang ada.

Sebagai contoh pemenuhan kebutuhan pupuk provinsi Bali merupakan

kewajiban dari PT. Pupuk Kalimantan Timur (Pupuk Kaltim), namun apabila

terjadi kekurangan supplai di Bali, produsen yang lain dapat memberikan ini

hanya berlaku pada tata niaga nasional dan tidak mempengaruhi status PT. PUSRI

sebagai holding company.

Pupuk Kantongan

lxvi

Produsen Pupuk :PT. PUSRIPT. Pupuk KujangPT. Petrokimia GresikPT. Pupuk Iskandar MudaPT. Pupuk Kalimantan Timur

Gudang Lini II

Gudang Lini III

UPP

Koprasi / KUD Penyalur

Pengecer

Pupuk Curah

Sumber : Humas PUSRI, 2003

Gambar 5. Tata Distribusi Pupuk Dalam Negeri

Sumber : Humas PUSRI, 2003

Gambar 6. Tata Distribusi Pupuk Import

2.4. Utilitas

Dalam suatu pabrik kimia unit penunjang/utilitas merupakan unit

pendukung yang bertugas mempersiapkan kebutuhan operasional pabrik ammonia

dan urea, khusunya yang berkaitan dengan penyediaan dalam bahan baku dan

bahan pembantu. Selain itu juga menerima buangan dari pabrik ammonia dan urea

lxvii

Petani

Importir Pupuk yang Ditunjuk

Gudang Lini II

Komprasi / KUD Penyalur

Petani

Pengecer

Gudang Lini III

untuk diolah sehingga dapat dimanfaatkan lagi atau dibuang agar tidak

mengganggu lingkungan.

Unit utilitas di PT. Pupuk Sriwidjaja (PT. PUSRI) khususnya pada Dinas

Operasi P-IB terdiri dari :

1. Water treatment

2. Demineralized water treatment

3. Cooling water system

4. Plant Air dan Instrument Air

5. Steam System

6. Gas Matering Station

7. Electric Power Generation System

8. Buring Pit

2.4.1. Water Treatment

Sungai musi merupakan sumber utama ait yang sering digunakan oleh PT.

PUSRI. Namun, sebelum digunakan air tersebut harus mengalami beberapa

perlakuan agar memenuhi standar yang sudah ditetapkan. Water Treatment Plant

adalah pabrik yang mengolah air sungai menjadi bersih (filtered water). Proses

pengolahan pada Water Treatment meliputi koagulasi, flokulasi, sedimentasi dan

filtrasi. Air bersih (filtered water) yang dihasilkan digunakan untuk make-up

cooling water, bahan baku demin water, air minum dan service water. Secara

garis besar persyaratan air yang dipakai di pabrik utilitas untuk Water Treatment

adalah sebagai berikut :

a. Bahan Baku (Air Sungai)

Tabel 13. Spesifikasi Bahan Baku Air Sungai Musi

Kondisi Operasi Rata-rata Maksimum

Tekanan (kg/cm2)

Temperatur (0C)

Turbidity sebagai SiO2

P alkalinitas sebagai CaCO3

-

28,5

49

Nil

2,25

30

7,6

65

lxviii

M alkalinitas sebagai CaCO3

Klorin sebagai Cl (ppm)

Sulfat sebagai SO4

Ammonia sebagai NH3

Ca Hardness sebagai CaCO3

Mg hardness sebagai MgCO3

Iron sebagai Fe (ppm)

Silica sebagai SiO2 (ppm)

Suspended solid (ppm)

BOD5 (ppm)

Organic matter (ppm)

Minyak (ppm)

Ammonia bebas (ppm)

pH

19,4

3,4

4,2

3,9

8,5

6,4

1,6

20,5

42

50

18,7

7,7

2,2

6,9

Nil

38,5

6,4

7

11,3

18,4

13,8

4,2

40,1

94

70

105

30

7,6

Sumber : Utilitas P-1B, 2006

b. Air Filter

Kualitas air filter yang diinginkan dari proses ini adalah :

1. pH antara 6,5-7,5

2. Turbidity lebih kecil dari 3 ppm

3. Total kation kurang dari 50 ppm equivalent CaCO3

4. Warna maksimum 20 ppm

5. Residual clhorine konsentrasinya harus positif an kurang dari 0,5 ppm

Spesifikasi water treatment plant meliputi:

1. Kapasitas desain : 1000 m3/jam

2. Normal operasi : 660-720 m3/jam

3. Kondisi operasi

a. Sungai musi : memiliki pH 7-9, turbidity 20-80 ppm dan kandungan Sio

10-25 ppm

b. Flouilator, pada pH 5,5-6,2, turbidity < 3,0

lxix

c. Filtered Water Storage : pH 7,0-7,5 turbidity < 10 ppm

Peralatan utama pada proses Water Treatment adalah :

1. Pompa sungai (2 buah)

2. Premix-Tank (Flocculator)

3. Clarifier (Floctreactor)

4. Clearwell

5. Pompa Transfer (3 buah)

6. Sand Filter (6 buah)

7. Filter Water Storage

8. Sistem injeksi bahan kimia

9. Pompa make-up Demin Plant (2 buah)

10. Pompa make-up Cooling Water (2 buah)

Semua air berasal dari alam mengandung bermacam-macam jenis dan

jumlah bahan pengotor (impurities). Bahan pengotor ini berupa:

1. Padatan terlarut : CaCO3, CaSO4, NaCl, Silika dan lain-lain

2. Gas-gas terlarut : CO2, O2.

3. Padatan tak terlarut

4. Limbah industri rumah tangga

5. Mikroorganisme, alage, lumut

6. Pengotor lainnya dalam bentuk turubidity (kekeruhan), warna, tanah,

endapan, mineral, minyak, dll.

Partikel tersuspensi berukuran besar dapat dihilangkan dengan

penyaringan (filtrasi), tetapi senyawa koloidal tersuspensi harus dihilangkan

dengan proses clarification (penjernian). Partikel-partikel halus ini dinyatakan

sebagai turbidity (kekeruhan). Untuk meyempurnakan proses flokulasi dan

penjernian, digunakan bahan kimia koagulasi yaitu alum dan coagulant acid.

Zat-zat pengotor dalam bentuk senyawa suspensi koloidal tersusun dari

ion-ion bermuatan negative yang saling tolak-menolak. Aluminium Sulfat dalam

air akan larut membentuk ion Al3+ dan OH- serta menghilangkan asam sulfat

sebagai berikut :

Al2 ( SO4 )3+6 H2 O→2 Al3+¿+6 OH −¿+3 H2 SO4 ¿¿

lxx

Ketika ion yang bermuatan positif dalam koagulan (Alum, Al3+)

bertemu/kontak dengan ion negatif tersebut pada kondisi pH tertentu maka akan

terbentuk flog (butiran gelatin). Butiran partikel flog ini akan terus bertambah

besar dan berat sehingga cenderung akan mengendap. Proses pembentukan flog,

pH cendrung turun (asam) karena terbentuk juga H2SO4. Pembentukan flog untuk

air sungai Musi paling baik terjadi pada pH 5,5 karenanya untuk menjaga rentang

pH ini diinjeksikan NaOH. Proses pencampuran bahan kimia ini dilakukan di

Premix Tan / Flocculato pada Clarifier.

Lapisan lumpur ini juga berfungsi menahan flog yang baru terbentuk, oleh

karena itu harus tetap terjaga. Untuk menahan supaya lumpur merata dan tidak

terlalu padat dilakukan pengadukan lambat. Level lapisan lumpur dijaga dengan

melakukan blow down.

Proses filtrasi menyaring pengotor tersuspensi yang masih lolos dari tahap

penjernian. Pengotor yang disaring seperti: senyawa organik, partikel halus,

senyawa warna, dan mikroorganisme. Proses filtrasi dilakukan di Sand Filter

yang berisi media pasir. Apabila Sand Filter sudah jenuh dan pressure dropnya

tinggi, maka dilakukan back wash untuk membersihkan kembali media pasir dari

kotoran.

2.4.2. Demin Water (Air Bebas Mineral)

Untuk keperluan proses, tidak cukup hanya air bersih. Oleh karena itu, air

tersebut masih perlu diperlakukan lebih lanjut yaitu penghilangan kandungan

mineral yang berupa garam-garam terlarut. Garam terlarut dalam air berkaitan

dalam bentuk ion positif (cation) dan negatif (anion). Ion-ion tersebut dihilangkan

dengan cara pertukaran ion di alat penukar ion (Ion Exchanger).

Air Demin adalah air yang sudah tidak mengandung mineral, baik berupa

kation maupun anion. Air Demin biasanya dipakai sebagai bahan baku pembuatan

uap air. Mineral yang terkandung dalam air diambil dengan cara menggunakan air

pengikat resin pengikat ion.

Mula-mula air bersih (filtered water) dialirkan ke carbon filter (CF) yang

didalamnya terdapat activated carbon untuk pengikat zat organik dan

lxxi

penghilangan bau/warna. Dari CF, air mengalir ke cation exchanger yang diisi

resin cation yang akan mengikat cation dan melepaskan ion H+. Selanjutnya air

mengalir ke anion exchanger dimana anion dalam air bertukar dengan ion OH-

dari resin anion.

Air demin kemudian disimpan ditangki penyimpanan (demin water

storage). Setiap periode tertentu, resin yang dioperasikan untuk pelayanan

(service) akan mengalami kejenuhan dan tidak mampu mengikat cation/anion

secara optimal, pengaktifan kembali dengan cara regenerasi. Regenerasi resin

dilakukan dengan proses kebalikan dari operasi service.

Resin cation diregenerasi menggunakan larutan H2SO4, sedangkan resin

anion menggunakan larutan NaOH. Reaksi-reaksi yang terjadi di Ion Exchanger

antara lain:

1. Reaksi pengikatan cation pada resin H-Z :

Cation (aq) + Anion (aq) + H-Z (s) Cation-Z + 2H+ (aq) + Anion (aq)

2. Reaksi regenerasi cation:

Cation-Z(s) + H2SO4 (aq) H-Z (s) + Cation-SO4 (aq)

3. Reaksi pengikatan anion pada resin R-OH :

2H+ (aq) + Anion (aq) + R-OH (s) R-Anion (s) + H2O (l)

4. Reaksi regenerasi anion:

R-Anion (s) + NaOH (aq) R-OH (s) + Na-Anion (aq)

Diagram Demin Plant dapat dilihat pada Gambar 7.

Parameter Proses Demint Plant

Proses pengolahan air di demin plant dianggap berhasil jika air hasil

pengolahan melalui parameter berikut :

No Parameter Nilai batas Satuan

Kation Anion

1.

2.

3.

4.

5.

pH

Iron

Silica

TDS

Suspended Solid

Maks 5

< 0,03

-

< 100

< 5

> 7

< 0,03

< 5

< 100

< 5

Units

as ppm Fe

as ppm SiO22+

ppm

ppm

lxxii

6. Total Hardness < 2 - as ppm CaCO3

a. pH

pH menyatakan derajat keasaman suatu zat, efek yang terjadi bila nilai pH

terlalu rendah atau asam adalah terjadi korosi pada pipa-pipa boiler

sedangkan jika pH terlalu tinggi maka akan terjadi pengapuran.

b. Iron

Kandungan Fe dalam air dpat menyebabkan korosi dan dapat merusak

peralatan mahal, mengakibatkan down-time pabrik karena peralatan yang

rusak dan menyebabkan terjadinya gangguan produksi.

c. Silica

Kandungan silica yang terlarut dalam air dapat menyebabkan kemungkinan

terjadi carry over.

d. TDS

TDS menyatakan jumlah padatan terlarut yang terdapat dalam air bila terlalu

tinggi akan menyebabkan kerak.

e. Suspended Solid

Kandungan padatan yang tidak terlarut dalam air

f. Total Hardness

Hardness menyatakan jumlah ion kalsium dan magnesium yang terkandung,

jika melebihi standar kemungkinan terjadi kerak dalam pipa-pipa boiler.

lxxiii

Sumber : Utilitas P-1B, 2008

Gambar 7. Diagram Demin Water Plant

2.4.3. Cooling Water System (Sistem Air Pendingin)

Sistem air pendingin merupakan sistem yang menyediakan air pendingin

dengan kualitas dan kuantitas tertentu yang diperlukan untuk pendinginan proses

di pabrik.

Cooling water tretment dibagi menjadi 3 bagian sistem operasi, yaitu :

a. Open Recirculating System

Air pendingin yang sudah dipakai yang keluar dari HE akan didinginkan

lagi dalam suatu menara dengan cara penguapan partial dan pelepasan panas

latent penguapan kemudian air tersebut disirkulasi kembali.

b. Closed Recirculating System

Air pendingin yang sudah dipakai yang keluar dari HE akan didinginkan

lagi seluruhnya dalam suatu HE yang lain dengan suatu media pendingin

kemudian air tersebut disirikulasi kembali..

c. Onc Through System

lxxiv

Air pendingin yang sudah dipakai yang keluar dari HE langsung

dikeluarkan dari sistem tanpa sirkulasi kembali.

Tipe sistem air pendingin di PUSRI yaitu open recirculating atau sistem

air sirkulasi terbuka, dimana sirkulasi maksudnya air yang telah mendinginkan

proses disirkulasi untuk dipakai kembali dan terbuka maksudnya sistem

berhubungan dengan lingkungan luar.

Keberhasilan dari Cooling water treatment tergantung dari beberapa faktor

yaitu:

a. Jenis treatment yang digunakan

b. Kontrol yang baik terhadap parameter-parameter yang ditetapkan

c. Adanya pengertian dan penguasaan dari personil yang menangani treatment

tersebut.

Teknologi yang dipakai adalah treatment NALCO untuk urea P-IV, Offsite

P-III dan urea P-III, treatment BETZ untuk offsite P-IV, Offsite P-II dan urea P-II

serta treatment KURITA untuk P-1B.

Peralatan utama pada sistem air pendingin di PUSRI-1B meliputi:

a. Cooling Tower

b. Basin

c. ID Fan

d. Pompa sirkulasi air pendingin

e. Sistem injeksi bahan kimia

Pada pabrik utilitas PUSRI-1B tipe cooling toweryang digunakan adalah

aliran lawan arah jujut mekanis (counter flow – mechanical draft) sedangkan pada

PUSRI II, PUSRI III, dan PUSRI IV tipe cooling tower yang digunakan adalah

aliran silang jujut mekanis (crossflow – mechanical draft).

Proses pendinginan di cooling tower yang telah menyerap panas proses

pabrik dialirkan kembali ke cooling tower untuk didinginkan. Air dialirkan

kebagian atas cooling tower kemudian dijatuhkan ke bawah dan akan kontak

langsung dengan aliran udara yang dihisap oleh Induced Draft (ID) Fan. Akibat

kontak dengan aliran udara terjadi proses pengambilan panas dari air oleh udara

lxxv

dan juga terjadi proses penguapan sebagian air dengan melepas panas laten yang

akan mendingikan air yang jatuh ke bawah.

Air yang telah menjadi dingin tersebut dapat ditampung di Basin dan dapat

dipergunakan kembali sebagai cooling tower. Pada proses pendinginan di cooling

tower sebagian air akan menguap dengan mengambil panas laten. Oleh karena itu

harus ditambahkan air make-up dari Water Treatment Plant.

Sistem pengolahan air pendingin menggunakan sistem pendingin terbuka

(open recirculating system)

Pada sistem pendingin jenis ini, air tidak langsung dibuang melainkan

dipergunakan kembali setelah didinginkan melalui pendingin. Kebutuhan air

make-up juga akan berkurang dari pada jika dibandingkan dengan sistem sekali

pakai yang langsung dibuang.

Keuntungan :

a. Kebutuhan air make-up berkurang

b. Jumlah bahan kimia yang digunakan lebih sedikit

c. Kontrol bahan kimia yang dipergunakan juga lebih mudah

Kerugian :

a. Modal awal besar

b. Membutuhkan biaya operasional

c. Perbedaan antara suhu panas dan suhu dingin besar

lxxvi

ID FAN

Cooling Water

Heat Exchanger

Evaporation Loss

Make Up Water

Chemical Injection

Sumber : Utilitas P-1B, 2008

Gambar 8. Diagram Cooling Tower

2.4.4. Plant Air dan Instrument Air (PA/IA)

Plant Air atau udara pabrik adalah udara bertekanan yang digunakan untuk

berbagai keperluan pabrik. Udara Instrument adalah udara bertekanan yang telah

dikeringkan atau dihilangkan kandungan airnya.

Udara pabrik digunakan untuk udara purging, mesin pengantongan pupuk

(bagging), udara pembersihan area, pengadukan dan peralatan lain seperti

snapper. Sumber udara pabrik secara normal adalah kompresor udara 101-J pabrik

ammonia dan sumber tambahan adalah kompresor udara standbly. Tekanan udara

pabrik adalah 5 kg/cm2 pada temperatur ambient.

Udara instrument digunakan untuk menggerakkan peralatan instrumentasi

(pneumatic) seperti control valve dan transmitter. Sumber dari udara

instrumentasi adalah kompresor 101-J ammonia plant dan kompresor udara

standby. Tekanan udara isntrument adalah 7 kg/cm2 (100 psig) dengan temperatur

ambient dan dewpoint -400C. Proses pembuatan udara instrument yaitu dimana,

udara dari 101-J masuk ke Instrument air receivier untuk dipisahkan kandungan

airnya dan sebagai penampung udara sementara pada tekanan 8,0 kg/cm2. Dari

receiver masuk ke filter inlet untuk menyaring kotoran-kotoran dan minyak yang

terbawa. Kemudian masuk melalui 4-way valve ke salah satu dryer (A atau B)

yang berisi silica gel.

Kandungan air di udara (moisture) akan diserap oleh silica gel atau actived

aluminasi yang bersifat higroskopis. Keluar dari dryer udara yang telah kering di

lxxvii

Blow Down Water

saring kembali di filter outlet. Udara instrument keluar dari dryer pada tekanan 7,0

kg/cm2 dan mempunyai titik embun (dew point) – 40.

2.4.5. Steam System

Steam (uap air bertekanan), di pabrik umumnya digunakan sebagai

penggerak turbin-turbin yang akan menggerakkan pompa atau kompresor,

pemanas di heater atau reboiler, media stripping. Alat pembangkit steam disebut

boiler. Bahan baku pembuatan steam adalah air bebas mineral (air demin).

Steam yang dihasilkan di pabrik utilitas terdiri dari dua jenis sebagai

berikut:

a. Steam bertekanan menengah (medium steam) dengan spesifikasi :

1. Tekanan : 42 kg/cm2

2. Temperatur : 3900C

3. Dihasilkan dari boiler (WHB dan P, Boiler)

b. Steam tekanan rendah (low steam) dengan spesifikasi :

1. Tekanan : 3,5 kg/cm2

2. Temperatur : 1500C

Peralatan penghasil steam adalah boiler. Boiler pada PT. PUSRI

khsuusnya di pabrik utilitas PUSRI-1B terdiri dari dua macam, yaitu:

Waste Heat Boiler (WHB)

WHB memiliki kapasitas (desain) 90 ton/jam, tekanan steam 42,5 kg/cm2,

temperatur steam 400C. Bahan bakar yang digunakan adalah gas alam dengan

sumber panas berasal dari exhaust GTG dan supplemental burner (grid type duct

burner).

Adapun proses pengolahan air umpan boiler yang dimana air demin

sebelum menjadi air umpan boiler harus dihilangkan dulu gas-gas terlarutnya

terutama oksigen dan CO2 melalui proses deaerasi. Oksigen dan CO2 dapat

menyebabkan korosi pada perpipaan dan tube-tube boiler.

Proses deaerasi dilakukan dalam Daerator dalam 2 tahap, yaitu:

1. Mekanis dimana proses stripping dengan steam LS. Proses ini dapat

menghilangkan oksigen sampai 0,007 ppm.

lxxviii

2. Kimia dimana reaksi dengan N2H4 dapat menghilangkan sisa oksigen (traces)

dengan reaksi :

N2H4 + O2 N2 + H2O

N2H4 juga bereaksi dengan besi :

N2H4 + 6Fe2O3 4Fe3O4 + 2H2O + N2

Pada proses daerasi air demin dan condensate return dihilangkan

kandungan O2 dan gas-gas terlarut (CO2) melalui proses stripping dengan LS dan

reaksi dengan hydrazine (N2H4) dan pH dinaikan tekanannya sampai 60 kg/cm2

dan dikirim ke WHB dan Package Boiler.

Proses pembangkitan steam pada WHB dan PB dimana, BFW masuk ke

boiler terlebih dahulu dipanaskan di economizer dengan memanfaatkan panas gas

buang boiler. Dari economizer masuk steam drum dan ke evaporator tube dan

terjadi proses pembentukan steam (jenuh) di steam drum akibat pemanasan. Di

steam drum diinjeksikan senyawa phosphate (Na3PO4) untuk menjaga pH dan

mengendapkan senyawa Ca dan SiO2 dan untuk menghilangkan endapan/kotoran

di boiler dilakukan blow down.

Reaksi yang terjadi pada pengikat dengan phospat adalah :

3 CaCO3+2 Na3 PO4⟶Ca3 ( PO4 )+3 Na2CO3

3 MgCO3+2Na3 PO4⟶Mg3 ( PO4 )+3 Na2 CO3

Steam jenuh dari steam drum dialirkan ke superheater untuk dilewati

kejenuhannya dengan menaikkan temperaturnya di atas temperature jenuhnya.

Produk steam memiliki 42 kg/cm2 dan temperatur 4000C.

2.4.6. Gas Matering Station (GMS)

Gas alam untuk proses dan untuk bahan bakar disebabkan oleh Pertamina

melalui Gas Matering Station. Penggunaan gas alam antara lain sebagai bahan

baku pembuatan ammonia, bahan bakar di Primary Reformer dan Auxiliary Boiler

pabrik ammonia, bahan bakar Gas Turbine Generator, bahan bakar Waste Heta

Boiler, dan bahan bakar Package Boiler.

Gas alam dari Pertamina memiliki karakteristik tersendiri. Tekanan 28-32

kg/cm2 (400-454 psig), temperature ambient, gas yang mudah sekali terbakar,

lxxix

tidak berwarna, bila terbakar berwarna biru, bau khas (harum), kadar CO2 dan H2S

yang rendah, tidak mengandung mercury (Hg) dan berasal dari lapangan gas

daerah Pendopo dan Prabumulih.

Gas alam adalah campuran dari bermacam-macam gas yang diperoleh dari

perut bumi yang sebagian besar terdiri dari gas metana dan sebagian

komposisinya (susunannya) terdiri dari metana (CH4), etana (C2H6), propane

(C3H8), i-butane (i-C4H10), karbondioksida (CO2), i-pentana (i-C5H12), heksana

(C6H14), karbondioksida (CO2), nitrogen (N2), hydrogen sulfide (H2S) dan

carbonyl sulfide (COS).

Gas Matering Station (GMS) berfungsi untuk memisahkan cairan (HHC)

dan KO Drum, menyaring debu-debu dan kotoran di Filter Scrubber, mengatur

tekanan gas alam sesuai dengan kebutuhan masing-masing pabrik menggunakan

pressure control valve, dan mengukur laju alir gas alam mengunakan flowmeter

Pertamina dan PUSRI, GMS berjumlah 4 unit masing-masing untuk P-1B, P-II, P-

III dan P-IV. Opersional dilaksankan oleh Utilitas P-II.

Aliran Proses di GMS dimana, Gas alam dari Pertamina masuk ke KO

Drum Central Pertamina. Dari KO Drum Central Pertamina dibagi untuk

keempat GMS P-1B, P-II, P-III, dan P-IV lalu masuk ke KO Drum Upstream

untuk dipisahkan kandungan liquid HHC ke Filter Scrubber untuk menghilangkan

kotoran-kotoran serta juga liquid HHC. Lalu diturunkan dan diatur tekanannya

melalui dua buah control valve dan masuk ke KO Drum Down Stream untuk

dipisahkan kembali kandungan liquid HHC. Setelah itu KO Drum PUSRI untuk

dipisahkan kembali kandungan liquid HHC. Liquid HHC dikirim sebagai

tambahan bahan bakar di Package Boiler P-III dan sisanya dibakar di Burning Pit.

2.4.7. Electric Power Generation System (EPGS)

Dalam penggadaan tenaga listriknya PT. PUSRI mempunyai pembangkit

yang dikelola sendiri. Lsitrik yang dihasilkan oleh Pembangkit (GTG) PUSRI

dikonsumsi sendiri oleh Pabrik PUSRI (total 35 MW) dan kelebihan daya dikirim

ke PLN (12MW max).

lxxx

Di PT. PUSRI listrik digunakan sebagai sumber energi untuk

menggerakkan motor-motor listrik, penerangan (lampu), peralatan kendali dan

instrumentasi, perlatan bengkel, peralatan perkantoran dan peralatan-peralatan

lainnya.

Sistem pembangkit tenaga listrik PT. PUSRI merupakan sistem

pembangkit tersendiri yang terdiri dari dua jenis sistem pembangkit yaitu

pembangkit utama dan pembangkit emergency.

1. Pembangkit Utama

Pembangkit utama berupa Gas Turbine Generator (GTG), Bahan Bakar

GTG berasal dari gas alam yang berfungsi melayani kebutuhan tenaga listrik

utama pabrik, perbengkelan, perkantoran, perumahan dan lainnya. Bahan bakar

GTG berasal dari gas alam dengan spesifikasi 13,8 kV, 50 Hz dan 3 phase.

2. Pembangkit Emergency

Pembangkit emergency terdiri dari emergency diesel generator yang

berfungsi melayani beban-beban yang sangat kritis di pabrik apabila pembangkit

utama mengalami gangguan dan uninteruptible power supply (UPS) yang

berfungsi melayani beban-beban listrik yang tidak boleh terputus supply

listriknya, seperti power supply untuk panel kendali (control room).

2.5. Pengolahan Lingkungan

Limbah yang dihasilkan PT. PUSRI pada umumnya berupa limbah cair

dan gas yang mengandung ammonia.

a. Limbah Cair

Limbah cair yang dihasilkan sebagian besar akibat adanya pembuangan:

1. Air suspensi dengan padatan tinggi (blow down) yang dihasilkan pada

sistem pendingin, air ketel dan lain-lain.

2. Oli yang tumpah pada rotating equipment seperti pompa dan kompresor

3. Larutan atau bahan dari bocoran pompa

lxxxi

4. Lumpur yang mengandung bahan kimia pada proses penjernihan air

b. Limbah Gas dan Debu

Limbah gas dan debu sebagian besar berupa sisa pembakaran gas alam

untuk proses produksimaupun untuk bahan penggerak generator listrik dan

dibuang melalui cerobong. Sumber lain penyebab pencemaran adalah :

1. Bocoran gas proses yang berupa ammonia dan CO2

2. Emisi debu urea dari cooling tower

c. Limbah Padat

Limbah padat yang ada sebagian besar merupakan limbah B3 yang berupa:

1. Limbah katalis bekas

2. Limbah bekas kemasan bahan kimia

3. Limbah tumpahan bahan kimia

4. Limbah bahan sisa proses

5. Limbah bahan kimia yang kadaluarsa

6. Limbah sisa bahan kimia laboratorium

7. Limbah dari Rumah Sakit PT. PUSRI

2.5.1. Pengolahan Limbah Cair

Limbah cair dari pabrik ammonia dan urea diolah di instalasi pengolahan

air limbah yang dikenal sebagai Pusri Effluent Treatment (PET). PET yang ada di

unit utilitas terdiri dari 3 unit kolam, diantaranya yaitu :

a. Unit Kolam Limbah

Kolam limbah yang terdapat di PT. PUSRI berukuran 100 m x 25 m x 4,5

m, unit ini mengolah limbah yang berasal dari saluran buangan terbuka (open

sewer) yang menggunakan bakteri dan merupakan sistem pengolahan limbah

sekunder yang pada umumnya didahului dengan pengolahan limbah secara fisik

dan kimia. Perlakuan tersebut dimaksudkan agar limbah cair tidak merusak

sistem pengolahan limbah biologis dan pengoperasian unit pengolahan.

lxxxii

Pada unit ini bakteri berperan sebagai pengurai atau penitrifikasi senyawa

organik berupa ammonia. Untuk menguraikan ammonia tersebut bakteri

memerlukan oksigen. Oleh karena itu, unit ini dilengkapi dengan aerator yang

berfungsi untuk menyuplai O2 untuk bakteri.

Kolam limbah berfungsi :

1. Menguraikan ammonia yang dihasilkan dari hidrolisa urea dan senyawa

yang mengandung nitrogen menjadi senyawa nitrit.

2. Menguraikan senyawa-senyawa yang sulit mengendap atau mengendapkan

lumpur biologi yang terbentuk selama proses aerasi dan pengendapan pada

bak akhir.

b. Unit Pengambilan Lumpur (sludge removal facility)

Unit ini akan mengolah lumpur yang ada pada kolam limbah. Lumpur

akan dipompakan ke thickener, di sini lumpur dikumpulkan dan diaduk perlahan

agar lumpur tidak mengeras di bagian bawah thickner, dari thickner dialirkan ke

sludge reservoir dengan menambahkan polimer yang bertujuan untuk

memperkuat ikatan pada proses pencetakan lumpur di bagian filter press sehingga

diperoleh lumpur yang padat.

Hasil cetakan lumpur ini bisa dimanfaatkan untuk green barrier yaitu

bukit-bukit lumpur yang ditanami pohon-pohon yang berfungsi sebagai

penghambat polusi suara bising dapat dikurangi.

c. Hydrolizer Stripper Unit

Unit ini digunakan untuk mengolah limbah yang berasal dari saluran

pembuangan tertutup (chemical sewer). Air limbah yang telah dikumpulkan dalam

collecting pit di pabrik urea PUSRI 1B, II, III, dan IV dipompakan ke buffer tank.

Dari buffer tank kemudian dipompakan ke hidrolizer stripper unit.

Air limbah dari buffer tank yang mengandung ammonia encer dan urea

dipompakan melalui hidrolizer feed pump langsung ke hidrolizer yang

sebelumnya telah dipanaskan pada preheater sebagai pemanasan awal. Pada

menara hidrolizer semua larutan urea dihidrolisis menjadi NH3 dan CO2 pada

lxxxiii

temperatur 2100C dan tekanan 26 kg/cm2. Untuk proses hidrolisa tersebut

diinjeksikan medium steam bertekanan 42 kg/cm2 dan temperatur 4000C. Larutan

yang keluar dari atas hidrolizer mengandung urea kurang dari 5 ppm.

Larutan keluar dari bawah hidrolizer dialirkan ke stripper, dimana untuk

memisahkan kandungan ammonia dari larutan, dengan menggunakan steam

stripping pada tekanan 6 kg/cm2 sehingga kandungan ammonia dari bawah

stripper kurang dari 5 ppm.

Uap dari puncak stripper dikirim ke overhead condenser dan kondensat

dikumpulkan ke dalam condensate reservoir untuk dipompakan kembali ke

puncak stripper sebagai reflux. Uap dikirim ke LPD di pabrik urea.

2.5.2. Pengolahan Limbah Gas dan Debu

Pengolahan limbah gas dan debu di PT. PUSRI adalah sebagai berikut :

a. Purge gas yang mengandung NH3, H2, N2, Ar, dan H2O

Pemanfaatan limbah ini dapat melalui proses pengolahan purge gas di

pabrik ammonia yang disebut purge gas recovery unit

b. Karbondioksida (CO2)

CO2 dapat diolah menjadi es kering melalui proses pembentukan kembali

di dry ice plant. Dry ice plant menerima dan memproses gas dari pabrik

ammonia.

c. Debu Urea

Untuk mengatasi masalah debu urea yang berterbangan di sekitar unit

gudang pengantongan pupuk, maka gudang ini dilengkapi alat penangkap

debu (dust collector). Lalu debu urea yang terkumpul dalam jumlah yang

tertentu akan dikembalikan ke pabrik urea untuk di proses kembali.

Pengolahan debu urea yang timbul di atas prilling tower, dilaksankan

dengan pemasangan urea filter.

2.5.3. Pengolahan Limbah Padat

lxxxiv

Limbah padat yang berupa katalis biasanya diolah dengan beberapa cara,

yaitu antara lain dengan cara lain dengan cara penimbunan (land fill), pembakaran

(unsineration) atau dibuat sebagai bahan pengganti koral pada pembuatan cone

BAB III

TUGAS KHUSUS

A. Tugas Khusus Cooling Tower

3.1. Judul

Menghitung Neraca Panas dan Massa Pada Cooling Tower di unit utilitas

di P.T PUSRI IB

3.2. Latar Belakang

Cooling Tower yang telah menyerap panas proses pabrik dialirkan

kembali ke cooling tower untuk didinginkan. Air dialirkan ke bagian atas cooling

lxxxv

tower kemudian dijatuhkan ke bawah dan akan kontak dengan aliran udara yang

dihisap oleh Induce Draft (ID) Fan. Akibat kontak dengan aliran udara terjadi

proses pengambilan panas dari air oleh udara dan juga terjadi proses penguapan

sebagian air dengan melepas panas laten yang akan mendinginkan air akan jatuh

ke bawah. Air yang telah menjadi dingin tersebut dapat ditampung di Basin dan

dapat dipergunakan kembali sebagai cooling water.

Air dingin dari basin dikirim kembali untuk mendinginkan proses

di pabrik menggunakan pompa sirkulasi cooling water. Pada proses pendinginan

di cooling tower sebagian air akan menguap dengan mengambil panas laten, oleh

karena itu harus ditambahkan air make-up dari Water Treatment Plant.

3.3. Tujuan

Adapun tujuan dari tugas khusus ini adalah :

1. Mengetahui dan mempelajari kinerja Cooling Tower pada unit utilitas di

PUSRI IB.

2. Menghitung Neraca panas dan massa pada Cooling Tower pada unit utilitas di

PUSRI IB.

3.4. Manfaat

Adapun manfaat dari perhitungan neraca panas yang terdapat pada Cooling

Tower :

1. Dapat mengetahui efisiensi pada Cooling Tower

2. Menenrukan panas yang masuk dan panas yang keluar pada Cooling Tower

Perumusan Masalah

Pada penyelesaian tugas khusus yakni mengetahui komponen yang masuk

ke cooling tower ialah sirkulasi air, flow udara, dan air make up serta komponen

yang keluar cooling tower ialah evaporasi, blow down, dan windage loss.

lxxxvi

Pemecahan Masalah

Dengan metoda pengambilan data yang meliputi data primer dan data

sekunder. Data primer adalah data yang diperoleh dari lapangan langsung

sedangkan data sekunder adalah data yang diperoleh dari panel dan log sheet.

Pembahasan

Dari hasil perhitungan neraca massa dan panas pada cooling Tower di unit

utilitas sebagai berikut:

Tabel Neraca Massa

KOMPONEN INPUT (TON/H) OUTPUT(TON/H)

Sirkulasi air 20425  

Make Up 466,35

Flow udara 22733,06 22733,06

Cooling water 20425

lxxxvii

Evaporation Loss   353,900

Blow Down   71,600

Windage Loss   40,850

Total 43624,41 43624,41

Tabel Neraca Panas

KOMPONEN INPUT (BTU/H) OUTPUT(BTU/H)

Sirkulasi air 821251974,4  

Make Up 339437,7

Flow udara 2305814845

Cooling water 2271058699

Evaporation Loss   856340296

Blow Down   7262,4

Total 3127406257 3127406257

Pada cooling Tower air sirkulasi yang masuk sebesar 20425 Ton/h,

air make up 466,35 Ton/h dan flow sebesar 22733,06 Ton/h. Maka akibat adanya

kontak antara air sirkulasi dan udara maka terdapat evaporasi sebesar 353,900

Ton/h. Untuk menjaga level dilakukan blow down sebesar 71,600 Ton/h. Pada

cooling Tower hal yang membuat berkurangnya air pendingin ialah ketika air

yang dijatuhkan dari atas cooling Tower terjadinya Windage Loss sebesar

40,850 Ton/h.

lxxxviii

Pada perhitungan neraca panas dengan menggunakan data actual panas

yang terdapat pada air sirkulasi sebesar 821251974,4 btu/h, panas pada air make

up sebesar 339437,7 btu/h, panas pada flow sebesar 2305814845 btu/h. Pada

penentuan panas saat evaporasi disebut juga panas laten, evaporasi yang didapat

merupakan gabungan antara evaporasi ammonia dan urea sebesar

856340296 btu/h. Panas yang terdapat pada cooling water adalah

2271058699 btu/h.

Dengan mengetahui panas yang masuk dan keluar maka, dapat diketahui

efisiensi pada cooling Tower sebesar 72,6179 %. Hal ini menunjukkan bahwa alat

cooling Tower masih dalam keadaan baik sehingga dapat mendinginkan air

dengan media udara. Hal yang menyebabkan efisiensi pada cooling Tower sebesar

72,6179 %. Adalah pemakaian terhadap alat tersebut yang sudah lama tetapi

kemampuan dari alat ini masih baik hal ini terlihat dari temperatur air yang masuk

dan keluar memiliki beda temperatur 10 oC (ΔT =10 oC) .

B. Tugas Khusus Demin Plant

3.1 Judul

Menghitung Rasio Pemakaian Bahan Kimia Pada Saat Regenerasi di Unit

Demin Plant.

lxxxix

3.2 Tujuan

Adapun tujuan dari tugas khusus ini adalah :

1. Mengetahui dan mempelajari proses regenerasi pada unit demin plant di

PUSRI IB.

2. Mengetahui jumlah bahan kimia yang dibutuhkan untuk meregenerasi resin

pada two bed dan mixed bed.

3.3 Manfaat

Dapat mengetahui efisiensi pemakaian bahan kimia pada unit Demin Plant

3.4 Latar Belakang

Utilitas atau unit penunjang merupakan unit pendukung yang bertugas

menyiapkan kebutuhan operasional Pabrik Ammonia dan Urea, khususnya yang

berkaitan dengan penyediaan bahan baku dan bahan pembantu. Selain itu juga

menerima buangan dari pabrik ammonia dan urea untuk diolah sehingga dapat

dimanfaatkan lagi atau dibuang agar tidak menggangu lingkungan. Berkaitan

dengan tugasnya sebagai penyedia bahan baku dan bahan penunjang maka utilitas

memiliki berbagai unit, salah satunya adalah unit Demin Plant.

Unit Demin Plant mengolah filter water untuk mendapatkan air yang bebas

dari kendungan mineral, baik ion positif maupun ion negatif. Hal ini dikarenakan

air tersebut akan digunakan sebagai umpan boiler pada pembangkit tenaga uap

tekanan tinggi di Ammonia Plant, umpan WHB dan Package Boiler di offisite

yang harus bebas dari mineral untuk menghindari terbentuknya kerak atau korosi

pada logam.

Filter water dipompakan dari filter water tank dengan tekanan 5 kg/cm2

menuju ke unit Demin Plant. Tahapan pertama filter water menuju ke carbon filter

yang berfungsi untuk menyaring kotoran yang terikat pada filter water dan

mengurangi zat organik, seperti ion nitrat serta chrome. Zat-zat tersebut

xc

dihilangkan karna akan merusak resin kation. Dari karbon filter air dipompakan di

Kation Exchanger untuk menghilangkan ion-ion (+) seperti K+, Na+, Mg2+, dan

Ca2+ yang dihilangkan kation resin (Dolite C-225). Bila kation resin telah jenuh,

maka akan dilakukan regenerasi dengan membalik arah aliran air yang masuk

kedalam Exchanger. Regenerasi dilakukan dengan menambahkan H2SO4 (98%).

Selanjutnya menuju ke Degasifier yang bersisi packing ring dari plastik yang

berguna untuk menghilangkan gas CO2 sehingga beban Anion Exchanger lebih

ringan, pada anion exchanger ion-ion negatif seperti Sulfat, Sulfit, Nitrat, Nitrit

dan Clorida dihilangkan dengan anion resin dan sebagai regenerasi ditambahkan

larutan NaOH (45%). Air dari Anion Exchanger masuk ke Mixed Bed Exchanger

yang berisi campuran resin kation dari anion. Bila telah jenuh Mixed Bed perlu di

regenerasi dengan H2SO4 dan NaOH. Setelah itu ditampung di Demineralized dan

siap digunakan sebagai Make Up Dearator untuk kebutuhan Ammonia Plant dan

Urea Plant.

3.5 Permasalahan

Resin berfungsi untuk membersihkan air dari kandungan ion-ion positif dan

negatif, namun apabila semakin lama aktifitas resin semakin berkurang sampai

resin mengalami kejenuhan maka diperlukan regenerasi untuk mengktifkan resin

kembali. Dalam melakukan regenerasi ini diperlukan bahan kimia yaitu H2SO4

(98%) untuk resin kation dan NaOH (45%) untuk resin anion.

Pada tugas khusus ini akan dihitung pemakaian bahan kimia terhadap air

demin yang dihasilkan di unit Demin plant yang kemudian dilakukan

perbandingan antara hasil perhitungan aktual dan desainnya dan menghitung

efisiensi pemakaian bahan kimia.

3.6 Metode Pendekatan

Pada tugas khusus ini, untuk menghitung rasio pemakaian bahan kimia

terhadap air demin dan efisiensi pemakaian bahan kimia dengan menggunakan

xci

data desain dan data bulanan penggunaan bahan kimia di unit Demin Plant yaitu

bulan Januari dan Februari 2010.

DATA DESAIN :

1 cm H2SO4 (98%) Tangki 5003-F = 127,57 kg/cm

1 cm NaOH (48%) Tangki 5009-F = 97,5 kg/cm

Rasio pemakaian bahan kimia terhadap air demin (kg/ton)

RASIO H2 SO4 (98% )AIR DEMIN ( Kg / ton)

= 0 ,250

RASIO NaOH (45 % )AIR DEMIN ( Kg / ton)

= 0 , 254

DATA AKTUAL :

Produk Air Demin Bulan Januari 2010 = 164427 kg/ton

Produk Air Demin Bulan Februari 2010 = 182784 kg/ton

Regenerasi Pada Bulan Januari

TWO

BED

REGEN

ANION

REGEN

KATION TG HC

A 20 19 16 3

xcii

B 20 18 18 0

C 19 18 18 0

TOTAL 59 55 52 3

MIXED

BED

JUMLAH

REGEN

A 1

B 2

TOTAL 3

3.5 Perhitungan Pada Bulan Januari

Jumlah Regenerasi Bulan Januari

Penyebab Regenerasi :

1. Total Gallon (TG) = 53 kali

2. High Silica (HS) = -

3. High Conductivity (HC) = 3 kali

Produk Air Demin Bulan Januari = 164427 kg/ton

Jumlah Regenerasi pada Two Bed = 59 kali

Pemakaian H2SO4 pada Two Bed = (59 x 6 cm) x 127,57 kg/cm

= 45159,78 kg

Pemakaian NaOH pada Two Bed = (55 x 12 cm) x 97,35 kg/cm

xciii

= 64251 kg

Jumlah Regeneasi pada Mixed Bed = 3 Kali

Pemakaian H2SO4 pada Mixed Bed = (3 x 3 cm) x 127,57 kg/cm

= 1148,13 kg

Pemakaian NaOH pada Mixed Bed = (3 x 6 cm) x 97,35 kg/cm

= 1752,3 kg

Total Pemakaian H2SO4 = 45159,78 kg + 1148,13 kg

= 46307,91 kg

Total Pemakaian NaOH = 64251 kg + 1752,3 kg

= 66003,3 kg

Dari Perhitungan di atas didapatkan :

RASIO H 2SO498% )AIR DEMIN ( Kg / ton)

= 46307 , 91 kg164427 kg / ton

= 0 ,28

= 98 % x 0 , 28= 0 , 274

xciv

RASIO NaOH (48 % )AIR DEMIN ( Kg/ ton)

= 66003 ,3 kg164427 kg / ton

= 0,4

= 45 % x 0,4= 0 , 18

Tabel 2. Regenerasi Bulan Februari 2010

Tangga

l

Two Bed Mixed Bed Counte

r

Penyeba

bA B C A B

1 Regen 3001 TG

2 Regen Regen Regen 3001 TG

3 Regen 3001 TG

4 Regen Regen 3001 TG

5 Regen Regen 3001 TG

6 Regen Regen 3001 TG

7 Regen 3001 TG

8 Regen Regen 3001 TG

9 Regen Regen 3001 TG

10 Regen 3001 TG

11 Regen Regen 3001 TG

xcv

12 Regen Regen 3001 TG

13 Regen Regen 3001 TG

14 Regen 3001 TG

15 Regen Regen 3001 TG

16 Regen Regen 3001 HC

17 Regen 3001 HC

18 Regen Regen 3001 TG

19 Regen Regen 3001 TG

20 Regen Regen 3001 TG

21 Regen Regen 3001 TG

22 Regen Regen 3001 TG

23 Regen 3001 TG

24 Regen Regen 3001 TG

25 Regen 3001 TG

26 Regen Regen 3001 TG

27 Regen Regen 3001 TG

28 Regen Regen       3001 TG

3.6 Perhitungan Pada Bulan februari

Jumlah Regenerasi Bulan Febuari Sebanyak 49 kali

Penyebab Regenerasi :

xcvi

1. Total Gallon (TG) = 47 kali

2. High Silica (HS) = 1 kali

3. High Conductivity (HC) = 1 kali

Produk Air Demin Bulan Januari = 182784 kg/ton

Jumlah regenerasi pada Two Bed = 47 kali

Pemakaian H2SO4 pada Two Bed = (47 x 6 cm) x 127,57 kg/cm

= 35974,74 kg

Pemakaian NaOH pada Two Bed = (47 x 12 cm) x 97,35 kg/cm

= 54905,4 kg

Jumlah regeneasi pada Mixed Bed = 3 Kali

Pemakaian H2SO4 pada Mixed Bed = (3 x 3 cm) x 127,57 kg/cm

= 1148,13 kg

Pemakaian NaOH pada Mixed Bed = (3 x 6 cm) x 97,35 kg/cm

= 1752,3 kg

Total Pemakaian H2SO4 = 35974,74 kg + 1148,13 kg

= 37122,87 kg

Total Pemakaian NaOH = 54905,4kg + 1742,3 kg

= 56647,7 kg

xcvii

Dari Perhitungan di atas didapatkan :

RASIO H 2SO498 % )AIR DEMIN ( Kg / ton)

= 37122 ,87 kg153881 kg / ton

= 0 , 24

= 98 % x 0 , 24= 0 , 236

RASIO NaOH (48% )AIR DEMIN ( Kg / ton )

= 56647 ,7 kg1153881 kg / ton

= 0 ,36

= 45 % x 0 ,36= 0 , 162

3.7 Pembahasan

Setelah melakukan perhitungan rasio seperti diatas, dapat diketahui bahwa

Rasio pemakaian bahan kimia terhadap air demin (kg/ton) :

DATA DESAIN :

RASIO H2 SO4 (98% )AIR DEMIN ( Kg / ton)

= 0 ,250

xcviii

RASIO NaOH (45 % )AIR DEMIN ( Kg / ton)

= 0 , 254

Jika rasio yang dihasilkan dari data aktual pada bulan januar dan februari

2010 dibandingkan dengan data rasio aktual, dapat kita lihat bahwa terdapat

sedikit perbedaan. Banyak hal yang mempengaruhi terjadinya perbedaan tersebut.

Salah satu alasannya yaitu PT.PUSRI IB mencoba untuk menghemat pemakaian

bahan kimia pada saat regenerasi di Unit Demin Plant. Proses penghematan dapat

dilakukan asalkan tidak mempengaruhi kinerja dari air Demin plant yang

dihasilkan, yaitu boiler feed water yang bebas dari ion-ion dan mineral-mineral

berbahaya yang dapat mempengaruhi kinerja alat dan dapat menyebabkan korosi

pada alat-alat lain yang menggunakan air hasil dari unit Demin Plant.

xcix

BAB IV

KESIMPULAN DAN SARAN

4.1. Kesimpulan dan Saran (Cooling Tower )

Setelah melakukan Kerja Praktek (KP) di PT. Pupuk Sriwidjaja

selama 2 bulan maka dapat disimpulkan bahwa :

1. Dalam prosesnya, pembuatan pupuk urea PT. PUSRI dilakukan dalam tiga

unit pengolahan yaitu :

Unit Utilitas

Unit ini menyediakan bahan-bahan pendukung untuk kelancaran

operasional proses pembuatan ammonia dan urea.

Unit Ammonia

Unit ini menyediakan bahan baku ammonia dan karbondioksida untuk

pembuatan pupuk urea.

Unit Urea

Unit ini mengolah bahan baku yang diperoleh dari seksi utilitas dan

ammonia menjadi produk yang berupa area prill.

2. Cooling Tower merupakan alat yang digunakan untuk mendinginkan air

dengan menggunakan media udara.

3. Efisiensi pada cooling Tower sebesar 72,6179 %.

4. Untuk meminimkan Windage Loss pada Cooling Tower adalah dengan

menambahkan sekat pada pinggiran pada Cooling Tower dan mengganti sekat

yang sedang rusak. Sehingga air dapat masuk kembali ke basin.

c

4.2 Kesimpulan dan Saran ( Demin plant )

Dari perhitungan yang dihasilkan dapat disimpulkan bahwa penggunaan

bahan kimia pada saat regenerasi di unit Demin Plant berlangsung dengan baik

dan dengan dosis pemakaian yang baik, adanya sinkronisasi antara rasio desain

PT.PUSRI IB dan rasio dari perhitungan aktual. Penggunaan bahan kimia di unit

Demin Plant ini berfungsi untuk meregenerasi kembali resin yang telah jenuh

sehingga dapat kembali bekerja dengan baik untuk menukarkan ion-ion, baik

positif dan negatif.

ci

DAFTAR PUSATAKA

________ Ammonia Optimalization Project PUSRI IB Book, PT.PUSRI,

Palembang

________ Buku Petunjuk Operasi Urea IB, PT. PUSRI, Palembang

________ Manual Book Offsite IB, PT. PUSRI, Palembang,

Mc Cabe, Smith, Harriot E Jasifi. 1986. “ Operasi Teknik Kimia “. Edisi kesatu.

Erlangga; Jakarta

Kern. 1974. “ Procces Heat Transfer “. Second Edition.

Perry’s. 1999. “ Chemical Engineering Hand Book Series “. Seventh Edition. Mc

Graw Hill, New York.

cii

LEMBAR PENGESAHAN

(22 FEBRUARI 2010 – 22 APRIL 2010)

MENGHITUNG NERACA PANAS DAN MASSA

PADA COOLING TOWER

ciii

DISUSUN OLEH:

NIKU VESTORIKA

0607 3040 1041

Palembang, 22 April 2010

Menyetujui,

Kepala Bagian Utilitas P-IB

Agus Mulyadi, S.T

Badge 00.0381

civ

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, karena atas bekah,

rahmat dan ridhoNya, laporan kerja praktek ini dapat selesai pada waktunya.

Laporan ini disusun berdasarkan hasil orientasi selama kerja praktek di Dinas

Opersi Pusri-1B, mulai tanggal 22 Februari – 22 April 2010. Penulis menyadari

sepenuhnya bahwasanya dalam pentusunan laporan ini masih banyak ditemukan

kekurangan, oleh karena itu kritik, saran, dan sumbangan fikiran yang

membangun sangatlah diharapkan untuk kesempurnaan laporan ini.

Dalam kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-

besarnya kepada yang terhormat :

1. Bapak R.D. Kusumanto, ST.,M.T. selaku Direktur Politeknik Negeri

Sriwijaya beserta jajarannya;

2. Bapak Ir. Irawan Rusnadi,M.T. selaku Ketua Jurusan Teknik Kimia

Politeknik Negeri Sriwijaya;

3. Bapak Ir. Robert Junaidi,M.T. selaku Sekretaris Jurusan Teknik Kimia

Politeknik Negeri Sriwijaya;

4. Meliyanti, S.T, Pembimbing Kerja Praktek

5. Asisten Manajer Pendidikan dan Pelatihan Pusri

6. Ir. Filius Yuliandi, M.M. Plant Manajer Operasi PUSRI – 1B

7. Zulyan Imansyah, ST., Superintenden Ammonia P-1B, dan Asisten

Superintenden Ammonia P-1B

8. Ir. Kms. M. Amin, Superintenden Urea P-1B, dan Asisten Superintenden

Urea P-1B

9. Agus Mulyadi,ST., Superintenden Utilitas P-1B, dan Asisten

Superintenden Utilitas P-1B, serta sebagai pembimbing kami.

10. Karyawan dan staf Inspeksi di Dinas Operasi P-1B

cv

11. Segenap karyawan PT PUSRI khususnya di Dinas Operasi P-1B.

12. Orang tua, saudara, sahabat.

13. Segenap Dosen Teknik Kimia Politeknik Negeri Sriwijaya Palembang

14. Teman – teman kami di Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Sriwijaya

Palembang Angkatan 2007.

15. Rekan – rekan Kerja Praktek di PT. Pusri.

16. Dan semua pihak yang telah membantu kami selama kami melaksanakan

Kerja Praktek yang tidak dapat kami sebutkan semuanya.

Terima kasih kami ucapkan dan semoga bantuan yang telah diberikan

mendapatkan pahala yang setimpal dari Allah S.W.T. Amin. Akhirnya dengan

segala kerendahan hati, penulis mempersembahkan laporan ini dengan harapan

semoga bermanfaat bagi kita semua.

Palembang, April 2010

Penulis

cvi

LEMBAR PENGESAHAN

(22 FEBRUARI 2010 – 22 APRIL 2010)

MENGHITUNG RASIO PEMAKAIAN BAHAN KIMIA

PADA UNIT DEMINT PLANT

DISUSUN OLEH:

GAWANG ARDIANSAH

0607 3040 1028

Palembang, 22 April 2010

cvii

Menyetujui,

Kepala Bagian Utilitas P-IB

Agus Mulyadi, S.T

Badge 00.0381

cviii