Laporan Kp Deppi

LAPORAN KERJA PRAKTEK

PT PUPUK KUJANG (PERSERO)

CIKAMPEK - JAWA BARAT

DISUSUN OLEH:

NAMA

: DEPPI PUJI LESTARINIM

: 2012430005JURUSAN TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNIK, UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH JAKARTAJAKARTA

DESEMBER 2015LEMBAR PENGESAHAN PENELITIAN

JUDUL PENELITIAN: LAPORAN KERJA PRAKTEK di PT PUPUKKUJANG (PERSERO)CIKAMPEK-JAWA BARAT

NAMA: DEPPI PUJI LESTARINIM

: 2012430005TELAH DIPERIKSA DAN DISYAHKAN OLEH:Jakarta, Desember 2015

LEMBAR PERSETUJUAN PENGUJI

JUDUL PENELITIAN: LAPORAN KERJA PRAKTEK di PT PUPUKKUJANG (PERSERO)CIKAMPEK-JAWA BARAT

NAMA

: DEPPI PUJI LESTARINIM

: 2012430005TELAH DIPERIKSA DAN DISETUJUI OLEH:

JAKARTA, DESEMBER 2015

ABSTRAK

PT. Pupuk Kujang (Persero) terletak di desa Dawuan, kecamatan Cikampek, Karawang, Jawa Barat. Pada tanggal 9 Juni 1975 PT. Pupuk Kujang lahir sebagai BUMN di lingkungan Departemen Perindustrian. Pembangunan pabrik dilakukan pada bulan Juli 1976 dengan kontraktor utama Kellog Overseas Coorporation (USA) dan Toyo Engineering Coorporation (Japan), kemudian diresmikan oleh presiden Soeharto pada tanggal 12 Desember 1978.

Bahan baku dalam proses produksi adalah gas alam sebagai bahan baku utama. Bahan baku pendukungnya adalah air dan udara. Gas alam tersebut berasal dari pasokan Pertamina yang sumbernya berasal dari sumber yaitu Parigi dan PHE (Pertamina Hulu Energi). Air berasal dari Waduk Curug Parung Kadali, Bendungan Curug dan Cikao, Jatiluhur. Kebutuhan listrik utama diperoleh dari Generator Solar, sedangkan cadangan listriknya adalah dari PLN, Emergency Genertor dan Uninterupted Power Supply.

Pabrik ini terdiri dari empat sub-unit, yaitu : Unit Utility yang bertugas menyediakan energi dan kebutuhan pendukung pabrik, Unit Ammonia yang bertugas mengkonversi gas alam menjadi ammonia, Unit Urea yang bertugas mengkonversi ammonia menjadi urea, Unit Bagging yang bertugas mengemas butiran urea sehingga siap didistribusikan ke pasar. Penyediaan energi dan pengolahan limbah untuk pabrik dan prasarana lainnya, dilakukan sendiri oleh unit utilitas.

Penyaluran dan pemasaran Pupuk Urea Kujang dilakukan oleh PT. Pupuk Sriwijaya (PUSRI) dengan daerah pemasaran di Jawa Barat dan bagian utara Jawa Tengah. Produk samping dipasarkan sendiri oleh PT. Pupuk Kujang ke dalam negeri maupun diekspor ke luar negeri.

KATA PENGANTARAlhamdulillahirabbilalamin dengan memanjatkan segala puji syukur kehadirat Allah SWTpenyusun dapat menyelesaikan laporan praktek kerja lapangan yang telah dilaksanakan pada tanggal 27 Juli- 27 Agustus di PT. PUPUK KUJANG CIKAMPEK-JAWA BARAT.

Kerja Praktek ini merupakan salah satu persyaratan yang harus laksanakan untuk menempuh program studi Strata I di Universitas Muhammadiyah Jakarta.

Atas tersusunnya laporan Kerja Praktek ini tidak lupa penulis ingin mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :

1. Ibu Dr. Ir. Ismiyati, MT., selaku Ketua Jurusan Teknik Kimia Universitas Muhammadiyah Jakarta.

2. Bapak Ir. H. Hardono, selaku Koordinator Kerja Praktek Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Jakarta.3. Bapak Ir. H. Hardono, selaku pembimbing Kerja Praktek, atas bimbingan yang telah diberikan.

4. Bapak Rahayu Ginanjar Siwi, ST, selaku pembimbing lapangan, atas bimbingan yang telah diberikan selama kami melaksanakan Kerja Praktek di PT. Pupuk Kujang Cikampek.

5. Orang tua dan seluruh keluarga atas doa dan dukungan yang telah diberikan kepada penulis

6. Serta pihak lain yang tidak dapat kami sebutkan satu per satu

Penulis menyadari bahwa Laporan Kerja Praktek ini masih banyak kekurangan, oleh karenanya kritik dan saran sangat diharapkan dalam meningkatkan kualitas laporan ini.

Jakarta, Desember 2015

PenulisDAFTAR ISIHalaman

LEMBAR JUDUL

iLEMBAR PENGESAHAN PENELITIAN

LEMBAR PERSETUJUAN PENGUJIiiABSTRAKiiiKATA PENGANTARivDAFTAR ISIvDAFTAR TABELviiiDAFTAR GAMBARixDAFTAR LAMPIRANxiBAB I PENDAHULUAN11.1 Latar Belakang PT. Pupuk Kujang11.2 Maksud dan Tujuan Pendirian Pabrik21.3 Sejarah PT. Pupuk Kujang21.4 Kapasitas Produksi31.5 Lokasi Pabrik4BAB II TINJAUAN PUSTAKA52.1 Produk52.1.1 Ammonia52.1.2 Urea62.2 Bahan Baku72.2.1 Gas Alam72.2.2 Udara82.2.3 Air82.3.1 Proses Pembuatan Ammonia92.3.1.1 Pembuatan Gas Sintesa92.3.1.2 Pemurnian Gas Sintesa92.3.1.3 Pembuatan Ammonia92.3.1.4 Pemurnian Produk Ammonia102.3.2 Berbagai Proses Pembuatan Ammonia102.3.2.1 Proses Haber Bosch102.3.2.2 Proses Haber Bosch Yang Termodifikasi102.3.2.3 Proses Claude102.3.2.4 Proses Casale112.3.2.5 Proses Fauser122.3.2.6 Proses Mont Cenis122.4 Faktor-faktor Yang Mempengaruhi Sintesis Ammonia122.4.1 Temperatur132.4.2 Tekanan132.4.3 Laju alir gas reaktan132.4.4 Perbandingan reaktan antara hidrogen dan nitrogen132.4.5 Jumlah gas inert142.4.6 Katalis142.5 Macam-Macam Proses Sintesis Urea142.5.1 Once-through urea process142.5.2 Solution recycle urea process142.6 Konsep Proses Sintesis Urea152.7 Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Sintesis Urea152.7.1 Temperatur152.7.2 Tekanan152.7.3 Perbandingan NH3 dan CO2152.7.4 Jumlah air16BAB III TINJAUAN PABRIK173.1 Deskripsi Proses173.1.1 Proses Ammonia PlantError! Bookmark not defined.3.2 Data Peralatan363.2.1 Sistem Pemproses363.2.2 Spesifikasi Alat Utama363.2.3 Unit Proses Steam Reforming393.2.4 Unit Proses Pengambilan CO2 (CO2 Removal)423.2.5 Unit Sintesa Ammonia473.3 Penanganan Bahan ProsesError! Bookmark not defined.3.3.1 Penanganan Bahan BakuError! Bookmark not defined.3.3.2 Bahan PenunjangError! Bookmark not defined.3.4 Utilitas513.4.1 Unit water intake523.4.2 Unit Pengolahan Air543.4.4 Unit Pembangkit Uap683.4.5 Unit Pembangkit Listrik713.5 Sistem Pengendalian Mutu753.5.1 Pengendalian Proses753.5.2 Laboratorium763.5.3 Pemilihan dan pengemasan produk773.6 Sistem Manajemen Keselamatan dan Kesehatan Kerja803.7 Lokasi dan Tata Letak Pabrik823.8 Unit Pengolahan Limbah83BAB IV86MANAJEMEN PABRIK864.1 Visi dan Misi Perusahaan864.1.1 VISI864.1.2 MISI864.1.3 ETOS KERJA864.2 Organisasi Perusahaan874.2.1 Struktur Organisasi874.2.2 Wewenang dan Tanggung Jawab884.3 Sistem Kerja924.3.1 Jenis Karyawan924.3.2 Kerja Regular atau Shift934.4 Jaminan Sosial dan kesehatan944.4.1 Gaji944.4.2 Cuti944.5 Fasilitas964.5.1 Asuransi964.5.2 Fasilitas Perusahaan964.5.3 Tanggung Jawab Sosial974.6 Ekonomi perusahaan984.6.1 Kerjasama dengan Distributor984.6.2 Jumlah Distributor Subsidi dan Non Subsidi984.6.3 Tinjauan keekonomian98BAB V100TUGAS KHUSUS100DAFTAR PUSTAKAError! Bookmark not defined.

DAFTAR TABEL

6Tabel 2.1 Sifat-sifat fisik ammonia.

6Tabel 2. 2.Sifat-sifat fisik urea

7Tabel 2.3 Sifat-sifat fisik gas alam

8Tabel 2.4 Sifat-sifat fisik air

DAFTAR GAMBAR

Error! Bookmark not defined.Gambar 3.1 Diagram proses pabrik Ammonia Kujang 1A.

Error! Bookmark not defined.Gambar 3.2 Diagram alir proses pemurnian gas (feed treating).

Error! Bookmark not defined.Gambar 3.3 Diagram alir proses steam reforming.

Error! Bookmark not defined.Gambar 3.4 Diagram alir proses CO2 removal.

Error! Bookmark not defined.Gambar 3.5 Diagram proses methanasi

Error! Bookmark not defined.Gambar 3.6 Diagram alir sintesa ammonia

Error! Bookmark not defined.Gambar 3.7 Diagram alir proses pemurnian dan refigerasi ammonia

Error! Bookmark not defined.Gambar 3.8 Diagram alir proses Hidrogen Recovery.

41Gambar 3.9 Secondary reformer

42Gambar 3.10 Shift converter

43Gambar 3.11 CO2 Absorber

45Gambar 3.12 CO2 stripper.

47Gambar 3.13Methanator.

50Gambar 3.14 Ammonia Converter

54Gambar 3.15 Unit pengolahan air

59Gambar 3.16 Unit Pengolahan air

60Gambar 3.17 Blok diagram pengolahan air.

63Gambar 3.18 Blok Diagram Proses Demineralisasi

66Gambar 3.19 Gambar blok diagram proses demineralisasi

67Gambar 3.20 Deaerator

Error! Bookmark not defined.Gambar 3.21 Cooling Tower

70Gambar 3.22 Waste Heat Boiler

71Gambar 3.23Packaged boiler.

72Gambar 3.24 Generator Hitachi

85Gambar 3.25 Blok diagram Pengelolaan lingkungan.

DAFTAR LAMPIRANError! Bookmark not defined.Lampiran 1.1 Data Pengamatan

Error! Bookmark not defined.Lampiran 1.2 Grafik Tekanan Gas

Error! Bookmark not defined.Lampiran 1.3 Langkah- langkah pembuatan

Error! Bookmark not defined.Lampiran 1. 4 Pembuatan Alat

BAB IPENDAHULUAN1.1 Latar Belakang PT. Pupuk Kujang

Pada repelita pertama sekitar tahun 1960-an pemerintah Indonesia mencanangkan pelaksanaan program peningkatan produksi pertanian di dalam usaha swasembadapangan. Demi suksesnya program pemerintah ini maka kebutuhan akan pupuk harus terpenuhi. Mengingat perkiraan produksi pupuk urea dari PT. Pupuk Sriwijaya I (PUSRII) tidak mencukupi serta menyusul ditemukannya sumber minyak dan gas alam di Cilamaya (pantai utara Jawa Barat), maka muncul gagasan untuk membangun pabrik urea di Jawa Barat.

Gagasan terealisasi dengan lahirnya PT. Pupuk Kujang pada tanggal 9 Juni 1975 yang merupakan sebuah BUMN di lingkungan Departemen Perindustrian yang mengemban tugas untuk membangun pabrik Pupuk Urea di desa Dawuan, Cikampek, Jawa Barat.Pembangunan pabrik mulai dilakukan bulan Juli 1976 dan berjalan lancar sehingga pada tanggal 7 November 1978 pabrik sudah mulai berproduksi dengan kapasitas 570.000 ton / tahun untuk produksi urea dan 330.000 ton/tahun untuk produksi ammonia. Peresmian Pembukaan pabrik dilaksanakan oleh Presiden Soeharto pada 12 Desember 1978 dan mulai beroperasi secara komersial pada 1 April 1979.

Sesuai dengan program pemerintah dalam mendukung ketahanan pangan nasional dan sesuai dengan rencana jangka panjang perusahaan, PT. Pupuk Kujang membangun Pabrik Pupuk Kujang IB ( KIB ). Pendirian pabrik KIB ini bertujuan untuk meningkatkan kemampuan PT. Pupuk Kujang dalam memasok kebutuhan pupuk di Jawa Barat, meningkatkan skala ekonomis usaha perusahaan, dan melipat gandakan efek ekonomi pada daerah disekitar perusahaan .

Pembangunan Pabrik Kujang IB ditangani oleh Kontraktor Utama Toyo Engineering Corporation ( TEC ) Jepang dan Sub Kontraktor dalam negeri yaitu PT. Rekayasa Industri sebagai detail engineering construction dan PT. Inti Persada Teknik ( IKPT ) sebagai engineering construction untuk unit servis.

Penandatanganan kontrak dilaksanakan pada 15 Maret 2001 dan konstruksi dimulai pada 1 Oktober 2003 6 September 2005, produksi ammonia perdana terjadi pada 17 Oktober 2005 dan produksi urea perdana terjadi pada 24 Oktober 2005.

Performance test untuk pabrik KIB dilaksanakan pada 17 31 Januari 2006 dimana kapasitas pabrik sama seperti pabrik yang ada yaitu kapasitas untuk pabrik ammonia sebanyak 330.000 ton / tahun dengan menggunakan teknologi Low Process Energy dan pabrik urea menggunakan teknologi ACES 21 dengan kapasitas sebanyak 570.000 ton / tahun .1.2 Maksud dan Tujuan Pendirian Pabrik

Pendirian pabrik pupuk kujang ini merupakan program pemerintah Indonesia dalam rangka mencanangkan pelaksanaan program peningkatan produksi pertanian di dalam usaha swasembadapangan. Selain itu, dari sisi sumber daya alam ditemukannya sumber minyak dan gas bumi di Cilamaya (Pantai utara Jawa Barat) sehingga dapat dimanfaatkan sebagai bahan baku pupuk.1.3 Sejarah PT. Pupuk Kujang

Tahun 1975 keluar Surat Keputusan Presiden No.16/1975 tertanggal 17 April 1975 yang mengalihkan tugas pelaksanaan Proyek Pupuk Jawa Barat dari Departemen Pertambangan kepada Departemen Perindustrian. Bulan April 1975 Menteri Perindustrian mengeluarkan Surat Keputusan No.25/M/SK/4/1975 untuk membentuk Team Penyelesaian Proyek Pupuk Jawa Barat dengan Dirjen Industri Kimia sebagai ketua tim, Ir. A. Salmon Mustafa sebagai pimpinan proyek dan Ir. Didi Suwardi sebagai pimpinan lapangan.

Sumber biaya pendirian pabrik berasal dari pinjaman pemerintah Iran sebesar US$ 200 juta dan Penyertaan Modal Pemerintah ( PMP ). Tanggal 2 Juni 1975 keluar Peraturan Pemerintah Republik Indonesia No.19/1975 yang mengatur pendirian Badan Hukum ( Persero ) PT Pupuk Kujang, dengan akte notaris Sulaeman Ardjasasmita SH No.19 dengan status Badan Usaha Milik Negara (BUMN).

Pada tanggal 30 Mei 1975 dilakukan tender internasional terbatas untuk memilih kontraktor utama pelaksanaan pembangunan proyek ini yakni :

1. Kellog Overseas Corporation dari Amerika Serikat dengan tugas-tugas desain, rekayasa, procurement, konstruksi dan star-up Pabrik Amonia dan Utilitas.

2. Toyo Engineering Coorporation dari Jepang, dengan tugas-tugas desain, rekayasa, procurement dan konstruksi Pabrik Urea.

Kontrak kerja ditandatangani pada tanggal 15 November 1975 dan mulai efektif tanggal 1 Januari 1976. Masa konstruksi Pabrik Pupuk Kujang dimulai awal Juli 1976 dan selesai awal November 1978.1.4 Kapasitas ProduksiPeresmian Pabrik Pupuk Kujang Cikampek dilakukan tanggal 12 Desember 1978. PT Pupuk Kujang mulai beroperasi tanggal 7 November 1978 dan beroperasi secara komersial pada tanggal 1 April 1979, dengan kapasitas terpasang :

1. Pabrik Amonia : 1.000 ton/hari ( 330.000 ton/tahun )

2. Pabrik Urea : 1.725 ton/hari ( 570.000 ton/tahun )

3. NH3 cair : 30 ton/hari ( 9.900 ton/tahun )

Penyaluran Pupuk Urea Kujang dilakukan oleh PT Pupuk Sriwijaya (Pusri), dengan daerah pemasarannya ditentukan di Jawa Barat dan bagian utara Jawa Tengah, sedangkan pemasaran pupuk sweeping dan kelebihan amonia dilakukan sendiri.

1.5 Lokasi PabrikLokasi pabrik PT Pupuk Kujang adalah di Desa Dawuan, Kecamatan Cikampek, Kabupaten Karawang, Jawa Barat. Adapun factor-faktor yang dipengaruhi pemilihan lokasi tersebut adalah:

a. Dekat dengan daerah pemasaran pupuk dan fasilitas transportasi yang memadai

b. Dekat dengan sumber bahan baku gas alam di Cilamaya

c. Dekat dengan sumber pembangkit listrik Jatiluhur

d. Dekat dengan sumber air tawar di Waduk Curug

e. Tersedianya fasilitas transportasi yang memadai

f. Persediaan tenaga kerja dapat dijamin keberadaannya

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA2.1 ProdukProduk-produk yang dihasilkan oleh PT. Pupuk Kujang adalah Urea sebagai produk utama dan ammonia (NH3), karbondioksida (CO2), karbonmonoksida (CO), gas hidrogen (H2), gas nitrogen (N2) sebagai produk antara.

2.1.1 Ammonia

Ammonia (NH3) merupakan bahan dasar pembuatan pupuk yang berbasis nitrogen, senyawa ini digunakan sebagai penyedia nitrogen yang siap digunakan dibandingkan dengan nitrogen bebas yang merupakan senyawa inert karena lebih mudah dikonversi oleh tanaman. Ammonia mempunyai bau yang sangat menyengat. Titik didihnya sangat rendah (-33,35oC) pada tekanan atmosfer sehingga berwujud gas yang tidak berwarna dan sangat mudah larut dalam air membentuk basa lemah Amonium Hidroksida (NH4OH).

NH3(g) + H2O(l) NH4OH

Ammonia dapat berwujud cair jika berada pada tekanan tingi yaitu sekitar 10 atm. Sifat-sifat ammonia dapat dilihat pada Tabel 2.1.

Tabel 2.1 Sifat-sifat fisik ammonia.

KarakteristikNilai

Berat Molekul (g/mol)17,03

Titik Beku (oC)-77,07

Titik didih (oC)-33,35

Densitas (g/mL)0,817 (80oC)

Viskositas (cP)-0,255 (-30oC)

Panas

Pembentukan(kJ/mol)46,2 (18oC)

Panas Penguapan (kJ/mol)23,3 (-33,3oC)

Panas spesifik (J/g oC)2,225

(Sumber: Perry, R., Perrys Chemical Engineers Handbook, 5thedition. Singapore.1999).

2.1.2 Urea

Urea adalah senyawa berbentuk serbuk putih, tidak berbau atau mengeluarkan bau ammonia, dan tidak berasa. Urea mempunyai rumus molekul NH2CONH2. Di dalam air, urea akan terhidrolisis menjadi amonium karbamat (NH2COONH4) yang selanjutnya akan terdekomposisi menjadi NH3 dan CO2.Sifat-sifat urea dapat dilihat pada Tabel 2.2

Tabel 2. 2.Sifat-sifat fisik urea

KarakteristikNilai

Titik leleh132,7oC

Indeks refraksi, np201,484;1,602

pecific gravity, d4201,335kg/cm3

Bentuk kristalinTetragonal, prisma

Energi bebas pembentukan (25oC)-42,120 cal/g mol

Panas Pembentukan60 cal/g, endotermik

KarakteristikNilai

Panas larutan, dalam air58 cal/g, endotermik

Panas kristalisasi110 cal/g, eksotermik

70% densitas bulk larutan urea0,74 g/cm2

(Sumber: Perry, R., PerrysChemical Engineers Handbook, 5thedition. Singapore.1999).2.2 Bahan Baku

Sifat fisik dan kimia dari senyawa yang akan dijadikan bahan baku dan produk yang akan dihasilkan suatu proses sangat diperlukan. Hal ini dimaksudkan untuk mengetahui perlakuan awal dan kondisi operasi apa saja yang nanti akan dilakukan sehingga didapatkan produk yang diinginkan.2.2.1 Gas Alam

Komposisi gas alam dipengaruhi oleh letak geografis sumber gas alam tersebut, sedangkan sifat gas alam dipengaruhi oleh komponen yang ada didalamnya. Sifat fisik gasalam dapat dilihat pada Tabel 2.3 Gas alam yang digunakan sebagai bahan baku di PT. Pupuk Kujang berasal dari beberapa sumber minyak yang berada di lepas pantai utara Jawa Barat.Tabel 2.3 Sifat-sifat fisik gas alam

KomponenBerat Molekul

(g/mol)Titk Didih

Normal

(F)Specific

Gravity

Cairan

(60C)Specific

Gravity

Gas

(60C)PanasPembentukan

(Kkal/mol)

Metana16,04-258,70,2480,554-17,89

Etana30,07-1270,3681,038-20,24

Propana44,09-43,70,5081,552-24,82

i-butana58,1210,90,5632,001-32,15

n-butana58,1231,10,5842,001-30,15

i-pentana72,1582,10,6252,491-36,92

n-pentana72,1582,10,6252,491-36,92

n-heksana86,17155,70,6642,975-39,96

CO244,01-164,90,8151,519-94,05

H2S34,08-76,50,7901,176-4,82

N228,02-320,40,8080,967

(Sumber: Perry, R., Perrys Chemical Engineers Handbook, 5thedition. Singapore. 1999)

2.2.2 Udara

Kandungan terbesar komposisi udara terdiri dari 79 % N2, 20 % O2 dan sisanya senyawa lain dalam jumlah kecil. Udara memiliki temperature kritis (Tc) = -140,7 C dan tekanan kritis (Pc) = 37,2 atm dan densitas kritis (c) = 350 kg/m3.

2.2.3 Air

Air (H2O) merupakan senyawa polar dan reaktif, oleh karena itu air dapat bereaksi dengan berbagai macam zat yang kepolarannya sama dan dapat menghantarkan listrik dengan baik . Air mempunyai tekanan kritis (Pc) = 218,4 atm, temperatur kritis (Tc) = 374,15C, dan densitas kritis (c) = 323 kg/cm3. Sifat-sifat air lainnya dapat dilihat pada Tabel 2.4

Tabel 2.4 Sifat-sifat fisik air

SifatAir

Berat molekul (g/mol)18,05

Titik Beku (C)0

Titik Didih (C)100

Densitas (g/mL)0,998

Viskositas (cP)0,8948

Panas pembentukan (kJ/mol)285,89 (pada 18C)

Panas penguapan (kJ/mol)40,65(pada 100C)

Panas spesifik (J/gC)4,179

(Sumber: Perry, R., Perrys Chemical Engineers Handbook, 5thedition. Singapore. 1999)2.3 Proses Produksi2.3.1 Proses Pembuatan Ammonia

Proses sintesa yang digunakan oleh Kujang ialah dengan proses Kellog, karena pada proses Kellog menggunakan bahan baku dari gas alam. Gas alam membutuhkan energi yang lebih sedikit dibandingkan dengan bahan bahan lainnya, sehingga dengan pertimbangan tersebut dapat menghemat biaya operasional. Secara umum, proses produksi ammonia di pabrik pupuk Kujang dengan berdasarkan prosses Kellog ialah sebagai berikut :

2.3.1.1 Pembuatan Gas Sintesa

Untuk gas hidrogen dapat diperoleh dari sistem reforming, sedangkan untuk gas nitrogen dapat diperoleh dengan pembakaran gas alam atau hidrokarbon lainnya dengan udara atau pencairan udara.

2.3.1.2 Pemurnian Gas Sintesa

Pemurnian gas sintesa bertujuan untuk memisahkan gas CO dan CO2 yang terkandung dalam gas alam, karena gas ini dapat merusak katalis yang digunakan. Untuk memisahkan CO2 dapat dilakukan dengan cara mengadsorpsinya dengan larutan Benfield. Untuk gas CO dapat direduksi menjadi CH4 atau dioksidasi untuk menjadi CO2.

2.3.1.3 Pembuatan Ammonia

Bahan baku ( gas alam dan udara ) yang sudah dikondisikan dimasukkan ke reaktor ammonia dengan kondisi operasi temperatur 400 500 0C, tekanan 140150 atm, dan katalis promoted iron. Tujuan dari pengkondisian pada tekanan dan temperatur tertentu ialah untuk mencapai konversi yang maksimum pada prosesnya.

2.3.1.4 Pemurnian Produk Ammonia

Setelah didapat hasilnya berupa ammonia, perlu dilakukan beberapa pengkondisian untuk mendapat ammonia dalam kadar yang lebih murni. Adapun zat zat pengotor yang masih ada dalam produk ialah : H2, Ar, N2, CH4.2.3.2 Berbagai Proses Pembuatan Ammonia

2.3.2.1 Proses Haber BoschKondisi operasi proses ini adalah pada temperatur 550 0C dan tekanan 200 350 atm. Reaksi sintesa ini memakai katalis besi berpromotor ganda dan sedikit cerium dan kromium. Pada proses ini dilakukan resirkulasi gas sintesis dan pengeluaran gas inert. Konversi dari proses ini sekitar 8%.

2.3.2.2 Proses Haber Bosch Yang Termodifikasi

Proses ini merupakan hasil modifikasi dari proses Haber Bosch asli. Modifikasi yang dilakukan antara lain :

a. Pengubahan proses penyediaan nitrogen dan hidrogen.

b. Pengubahan temperatur dan tekanan operasi.

c. Pengubahan metode recovery produk.

Proses ini menggunakan temperatur 500 0C dan tekanan 200 300 atm. Reaksi sintesa ini juga memakai katalis besi berpromotor ganda. Pada proses ini dilakukan resirkulasi gas sintesis dan pengeluaran gas inert. Penurunan konsentrasi dilakukan dengan kondensasi pada kesetimbangan pada temperatur keluaran kondensor. Ammonia yang terkondensasi dipisahkan dari sirkulasi dan gas dinaikkan tekanannya dengan kompresor sirkulasi untuk memenuhi beda tekan pada loop. Tujuan dari modifikasi tersebut adalah untuk menaikkan nilai konversi ammonia yang dihasilkan. Proses ini menghasilkan konversi ammonia sebesar 20 22%.

2.3.2.3 Proses ClaudeProses Claude menggunakan temperatur 500 650 0C dan tekanan 900 1000 atm. Reaksi sintesa ini memakai katalis besi berpromotor. Pada proses ini tidak dilakukan resirkulasi gas sintesis dan pengeluaran gas inert. Pada proses ini residu gas sintesis langsung dibuang atau hanya dimanfaatkan panasnya. Proses Claude menggunakan beberapa konverter yang disusun secara seri paralel. Katalis pada proses ini dapat diregenerasi secara eksternal melalui pendinginan dengan heat exchanger. Proses Claude menghasilkan konversi ammonia 40 85%. Pada mulanya, Claude menggunakan hidrogen murni yang berasal dari fraksionasi gas oven cake dan nitrogen dari liquifaksi udara. Kelebihan proses ini yaitu :

a. Lebih compact, simpel dan mudah pembuatannya karena pada tekanan tinggi digunakan volume gas lebih sedikit.

b. Tidak memakai pemindah panas pada operasi dengan tekanan rendah.

c. Pengambilan ammonia hanya dengan pendinginan menggunakan air.

Sedangkan kekurangan proses Claude adalah :

a. Konverter yang digunakan berumur pendek

b. Operasi dilakukan pada tekanan tinggi sehingga biaya peralatan semakin mahal dan resiko bahaya semakin tinggi.

c. Efisiensi berkurang akibat pembuangan sekitar 20 % dar make up gas.

2.3.2.4 Proses CasaleProses ini menggunakan temperatur 5000 C dan tekanan 600 atm. Reaksi sintesa ini memakai katalis besi berpromotor. Seperti di dalam proses Claude, tekanan operasi yang tinggi mengakibatkan ammonia yang tebentuk dapat direcovery dari converter dengan air pendingin. Sedangkan untuk meresirkulasi gas di sekitar synthesis loop digunakan proses yang sama dengan proses Haber. Converter pada proses ini menggunakan unggun katalis tunggal dengan permukaan pertukaran panas internal. Laju reaksi dan temperatur pada katalis dikontrol dengan pembuangan 2-3% ammonia pada umpan converter. Recycle dari gas yang tidak bereaksi dilakukan dengan system ejector yangmembutuhkan umpan gas bertekanan tinggi untuk persediaan energy. Proses Casale menghasilkan konversi sekitar 15-18%.

2.3.2.5 Proses FauserProses ini menggunakan temperature 5000C dan tekanan 200 atm. Reaksi sintesa ini memakai katalis berpromotor. Pada proses ini dilakukan resirkulasi gas sintesis dan pengeluaran gas inert. Selain itu, proses ini menggunakan hidrogen hasil elektrolisis dengan sel Fauser dan nitrogen dari unit udara cair atau unit pemurnian tail gases yang berasal dari menara absorpsi di dalam ammonia oxidation plant. Campuran hydrogen dan nitrogen dikompresi hingga tekanan 20-300 atm dan setelah melewati pemisah minyak (oil separator) akan menuju ke pembakar oksigen (oxygen burner). Di dalam pembakar oksigen, setiap oksigen yang terkandung didalam campuran gas dicampur dengan hydrogen melalui katalis tembaga sehingga air yang terbentuk dikondensasi melalui pendingin dan dikeluarkan melalui unit pemisah air (water separator). Proses Fauser menghasilkan konversi sekitar 12-23%.

2.3.2.6 Proses Mont CenisProses ini menggunakan temperature 400-4250C dan tekanan 100 atm. Reaksi sintesa ini memakai katalis besi sianida. Proses ini pada awalnya dikembangkan untuk menggunakan hydrogen yang dipisahkan dari coke oven gas melalui liquefaction. Campuran hydrogen dan nitrogen setelah ditekan hingga 100 atm, dipanaskan pada temperature 3000C di dalam interchanger dan dilewatkan melalui unit pemurnian CO. Di dalam unit pemurnian tersebut, CO dan O2 yang terkandung dalam jumlah kecil pada gas ketika dikontakkan dengan katalis Ni bereaksi dengan H2 dan membentuk gas CH4 serta air. Proses mont cenis menghasilkan konversi 9-20%.

2.4 Faktor-faktor Yang Mempengaruhi Sintesis Ammonia

Ada banyak variabel yang mempengaruhi sintesis amonia di dalam ammonia converter di antaranya adalah temperatur, tekanan, laju alir gas sintesis dan kecepatan ruang, perbandingan antara H2 dan N2, jumlah inert, serta katalis. Penjelasan dari masing-masing faktor adalah sebagai berikut :

2.4.1 Temperatur

Sesuai dengan Azas Le Chatelier Jika suatu sistem berada dalam kesetimbangan, suatu kenaikan temperatur akan menyebabkan kesetimbangan itu bergeser ke arah yang menyerap kalor (reaksi penguraian/reaksi endoterm). Dan reaksi sintesis amonia merupakan reaksi eksoterm (reaksi pembentukan) :

N2(g) + 3H2(g)

2NH3(g)

Hro = -92,22 kJ (2.14)

Sedangkan reaksi penguraian ammonia adalah reaksi endoterm :

2NH3(g)

N2(g) + 3H2(g)

Hro = 92,22 kJ(2.15)

Perubahan temperatur akan mengakibatkan bergesernya kesetimbangan reaksi.

2.4.2 Tekanan

Menurut Azas Le Chatelier, kenaikan tekanan menyebabkan reaksi bergeser ke arah mol (koefisien reaksi) yang lebih kecil (ke arah pembentukkan NH3), tetapi jika tekanan berkurang maka kecepatan tumbukan antar molekul reaktan berkurang, sehingga kecepatan reaksi pembentukkan NH3 menurun atau ke arah penguraian NH3 .

2.4.3 Laju alir gas reaktan

Sesuai dengan Azas Le Chatelier, jika komponen reaktan ditambah dan produk terus-menerus diambil/dikurangi maka reaksi kesetimbangan akan bergeser ke arah pembentukkan NH3.

2.4.4 Perbandingan reaktan antara hidrogen dan nitrogen

Menurut reaksi kesetimbangan, pembentukan amonia dalam memproduksi 1 mol gas NH3 membutuhkan 1/2 mol N2 dan 3/2 mol H2.Perbandingan N2:H2 = 1:3.

2.4.5 Jumlah gas inert

Jika terjadi peningkatan kadar gas inert dalam ammonia konverter yang terutama terdiri dari metana dan argon maka dapat mengakibatkan turunnya produksi pembentukkan amonia.

2.4.6 KatalisKatalis merupakan zat yang dapat mempercepat reaksi namun tidak ikut bereaksi. Peranan katalis adalah untuk menurunkan energi aktivasi reaksi. Sesuai dengan fasa terjadinya reaksi, maka katalis dibedakan menjadi dua jenis yaitu: katalis homogen dan heterogen. Dalam industri umumnya katalis yang dipakai adalah katalis heterogen karena lebih ekonomis. Katalis heterogen yang paling banyak digunakan adalah dalam bentuk unggun dengan keunggulan lebih mudah pengoperasiannya, mudah dalam regenerasi, dan harganya relatif lebih murah. Katalis yang digunakan untuk sintesis ammonia adalah iron promoted.

2.5 Macam-Macam Proses Sintesis Urea

Berdasarkan ammonium karbamat yang tidak terkonversi, proses sintesis urea secara komersial dapat dibagi menjadi beberapa jenis yaitu :

2.5.1 Once-through urea process

Amonium Karbamat yang tidak terkonversi menjadi urea didekomposisi menjadi gas NH3 dan CO2 dengan cara memanaskan keluaran urea synthesis reaktor pada tekanan rendah. Gas NH3 dan CO2 dipisahkan dari larutan urea dan dimanfaatkan untuk memproduksi garam amonium dengan cara mengabsorbsi NH3 dengan larutan asam nitrat atau asam sulfat sebagai absorben.

2.5.2 Solution recycle urea process

Karbamat yang tidak terkonversi didekomposisi menjadi gas NH3 dan CO2. Selanjutnya gas amonia dan karbondioksida tersebut diabsorbsi oleh air dan dikembalikan kedalam reaktor dalam bentuk larutan.2.6 Konsep Proses Sintesis Urea

Pada umumnya urea diproduksi dengan mereaksikan amonia dan CO2 pada kondisi operasi optimumnya pada temperatur 185oC dan tekanan 250 kg/cm2 sesuai dengan reaksi Bassarow sebagai berikut:

2NH3(g) + CO2(g)

NH2COONH4(g) H=-38kcal/mol(2.18)

NH2COONH4(g)NH2CONH2(g) + H2O(l) H =+7,7 kcal/mol (2.19)

Dari kedua reaksi di atas dapat dilihat bahwa reaksi pertama adalah eksoterm (mengeluarkan panas) dan yang kedua adalah endoterm (memerlukanpanas). Panas yang dihasilkan pada reaksi pertama diserap pada reaksi kedua .

2.7 Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Sintesis Urea

Ada beberapa faktor yang mempengaruhi reaksi pembuatan urea yaitu:

2.7.1 Temperatur

Reaksi sintesis urea berjalan pada temperatur optimal adalah 185 oC dengan waktu pemanasan sekitar 30 menit. Jika temperatur turun akan menyebabkan konversi amonium karbamat menjadi urea akan turun.

2.7.2 Tekanan

Untuk menghasilkan urea yang optimal, maka diperlukan tekanan tinggi yaitu 250 kg/cm2 karena konversi amonium karbamat menjadi urea hanya berlangsung pada fasa cair sehingga tekanan harus dipertahankan pada keadaan tinggi.

2.7.3 Perbandingan NH3 dan CO2Industri urea di Indonesia pada umumnya mensintesis urea dengan perbandingan NH3 dan CO2 adalah 3,5-4 mol. Hal ini dikarenakan perbandingan mol dapat mempengaruhi suhu, tekanan operasi dan jumlah amonia yang terbentuk.

2.7.4 Jumlah air

Jumlah air dalam reaktor dapat berpengaruh terhadap reaksi yang kedua yaitu penguraian amonium karbamat menjadi urea dan air. Jika terdapat air dalam jumlah yang cukup banyak, maka akan memperkecil konversi terbentuknya urea dari larutan karbamat.

BAB III

TINJAUAN PABRIK 3.1 Deskripsi ProsesGambaran umum proses di PT Pupuk Kujang dapat dilihat pada Gambar 3.1, bahan baku utama dalam proses produksi urea adalah gas alam, air, dan udara. Ketiga bahan baku tersebut diolah untuk menghasilkan Nitrogen (N2), Hidrogen (H2), Karbondioksida (CO2). Pabrik pupuk ini terdiri dari dinas ammonia dan urea. Ammonia diproduksi dalam pabrik ammonia dan merupakan hasil reaksi gas Nitrogen dan Hidrogen. Tahap selanjutnya ammonia dan karbondioksida diproses lebih lanjut di dinas urea untuk memperoleh urea butiran dengan diameter 1-2 mm.Gambar 3. 1 Diagram proses PT Pupuk Kujang

Pabrik Ammonia Kujang 1A dirancang oleh Kellogg Ovirseas Corp. dari Amerika Serikat sedangkan proses pembuatan ureanya menggunakan teknologi Mitsui Toatsu Total Recycle C-Improved dari Toyo Engineering Corporation Jepang. Pabrik ammonia 1B dibangun oleh Toyo Engineering Corporation Jepang menggunakan teknologi Reduced Energi Ammonia Process yang lisensinya dimiliki oleh Kellogg Brown & Root, Inc.(KBR). Pembuatan urea di pabrik kujang 1B menggunakan proses ACES 21 dari Toyo Engineering Corporation Jepang.Dinas Ammonia 1A dan Kujang 1B menghasilkan ammonia dengan kapasitas terpasang masing-masing sebesar 1.000 MT/hari. Selain itu dihasilkan juga produk samping berupa gas karbondioksida yang digunakan untuk bahan baku pembuatan urea.

Ammonia dan karbondioksida yang diperoleh dari dinas ammonia kemudian diproses di dinas urea. Pabrik kujang urea 1A dan 1B memiliki kapasitas terpasang yang sama yaitu masing-masing 570.000 MT/hari atau sebesar 1.725 MT/tahun.

Unit pembangkit uap di pabrik kujang 1A terdiri dari satu unit Waste Heat Boiler dengan kapasitas 97 ton/jam dan dua unit Package Boiler dengan kapasitas 100 ton/jam/unit. Unit pembangkit uap di pabrik kujang 1B terdiri dari satu unit Waste Heat Boiler dengan kapasitas 30 ton/jam dan satu unit Package Boiler dengan kapasitas 100 ton/jam.

Baik kujang 1A maupun kujang 1B masing-masing memiliki unit pembangkit listrik tersendiri. Unit pembangkit listrik di kujang 1A terdiri dari satu unit Gas Turbin Generator kapasitas 15 MW. Tiga unit Diesel Standby Generator kapasitas 750 kW/unit dan satu unit Diesel Emergency Generator kapasitas 375 kW. Unit pembangkit listrik kujang 1B terdiri dari satu unit Gas Turbin Generator kapasitas 11 MW dan satu unit Diesel Emergency Generator dengan kapasitas 1300 kW. Unit pengolahan air di unit kujang 1A mengolah air baku menjadi air bersih untuk berbagai keperluan antara alain air pendingin kapasitas 573 m2/jam; air minum kapasitas 75 m3/jam; air bebas mineral kapasitas 180 ton/jam; air bersih untuk perusahaan patungan 125 m3/jam. Sedangkan unit pengolahan air di kujang 1B memiliki kapasitas terpasang sebesar 650 m3/jam. Air yang sudah diolah kemudian dimanfaatkan atau diproses lebih lanjut antara lain untuk air pendingin kapasitas 360 m3/jam; air bebas mineral kapasitas 180 ton/jam. Selain keperluan diatas, unit pengolahan air juga memasok kebutuhan air hydran di area PT pupuk kujang.3.1.1 Unit AMMONIA

Dinas ammonia adalah dinas yang memproduksi ammonia cair (NH3), karbondioksida (CO2), yang merupakan bahan baku untuk pembuatan urea di dinas urea. Ammonia yang diproduksi selain disiapkan sebgai bahan baku pembutan urea juga ada sebagian yang dijual ke anak perusahaan PT pupuk kujang. Gambar 3.2 menunjukan proses di unit pembuatan ammonia.

Gambar 3. 2 Unit Proses Dinas Ammonia

Dalam pembutan ammonia bahan baku yang dibutuhkan yaitu gas alam, udara, dan steam. Proses teknologi pembuatan ammonia berdasarkan lisensi M.W. Kellogg adalah pengolahan gas umpan, pembuatan syngas, pemurnian syngas, reaksi sintesa ammonia dan pemisahan serta pemurnian produk.

3.1.1.1 Pengolahan Gas Umpan

Pada dinas ini bertujuan untuk memisahkan zat-zat pengotor yang berada di dalam yang dapat mengganggu jalannya proses ammonia. Tahap pengolahan adalah pemisahan debu dan fraksi berat, penghilangan mercury dan desulfurisasi. 3.1.1.2 Pembuatan Syngas

a. Primary ReformerGas umpan yang kandungan pengotor telah dipisahkan selanjutnya dicampurkan dengan steam. Temperature operasi yang diinginkan adalah sekitar 800 oC oleh karena itu campuran gas umpan sebelumnya dipanaskan di cool mixed feed pada convection section di reformer memanfaatkan panas gas buang.

Reaksi yang terjadi didalam primary reformer yaitu reaksi steam reforming, reaksinya sebagai berikut:

CH4 + 2CO2 CO2 + 2H2O H0=-49,3 kcal/mol

2H2 + O2

2H2O

H0=+9,8 kcal/mol

Katalis yang digunakan pada primery reformer yaitu nikel. Reaksi keseluruhan adalah endotermis. Panas yang dibutuhkan disuplai oleh panas pembakaran gas alam di radiant section pada refrormer. Reaksi pembakaran tersebut dituliskan sebagai berikut:

CH4 + 2O2

CO2 + 2H2O

H0=-49,3kcal/mol

Syngas hasil reksi dari manifold tube akan keluar menuju secondary reformer melalui sebuah transfer lain line yang dilengkapi oleh jacket waterb. Secondary ReformerFungsi secondary reformer untuk melanjutkan reaksi steam reforming. Reaksi yang terjadi sama dengan reaksi primary reformer. Secondary reformer terbagi atas dua bagian, yaitu bagian atas yang disebut mixing zone, dan baghian bawah reaction zone yang terdiri dari tiga buah bed katalis nikel oxide. Gas dan ludara bercampur di mixing zone, dimana terjadi reaksi pembakaran sebagai berikut:

CH4 + 2O2

CO2 + 2H2O

H0=-191,7 kcal/mol

2H2 + O2

2H2O

H0=+57,8 kcal/mol

Pemanasan pembakaran ini digunakan untuk reaksi reforming di bed katalis, suhu gas di bed sekitar 1000-12000C, dengan tekanan 31-32 kg/cm2. Kadar CH4 dalam gas yang keluar dari secondary reformer ini berkisar 0,2-0,5%. Udara yang masuk kedalam secondary reformer berfungsi juga sebagai N2, sehingga perbandingan mol udara dan gas alam harus diatur supaya gas H2 dan N2 yang keluar mempunyai perbandingan mol 3:1.

c. Shift Conventer

Shift conventer berfungsi untuk mengkonversi CO yang masih tersisa menjadi CO2. Reaksi shift conventer adalah sebagai berikut:

CO + H2O CO2 + H2

H0=-9,8 kcal/mol

Reaksi pada shift converter dibagi dalam temperature tinggi dan temperature rendah. High Temperatur Shift Converter (HTSC) berfungsi mempercepat reaksi pergeseran. Katalis yang dipakai adalah Fe-Cr suhu gas yang masuk sekitar 365-3800C dengan tekanan 31 kg/cm2. Gas keluar pada suhu 425-4400C dan tekanan 29-32 kg/cm2.

Low Temperatur Shift Conventer (LTSC) berfungsi untuk memperbesar konversi shift converter. Katalis yang digunakan adalah Cu. gas yang keluar dari LTSC suhunya berkisar 205-2400C.

3.1.1.3 Pemurnian Syngasa. CO2 Absorber

Pemurnian syngas bertujuan untuk menghilangkan sambungan-sambungan selain gas nitrogen dan hydrogen. Kondensat yang terbentuk dari penurunan suhu keluaran LTS kemudian dipisahkan dari campuran syngas di Raw Gas Separator. Selanjutnya syngas dikirim ke unit CO2 removal yang bertugas memisahkan CO2 dari syngas. Gas CO2 diperlukan dalam pembuatan urea, kemudian dilepaskan sehingga diperoleh gas CO2 yang siap untuk diumpankan ke reactor sintesa urea.

Gas yang keluar dari LTS dimasukkan ke CO2 absorber melalui separger dibagian menara. Temperature operasi dalam absorber adalah 70-1300C dengan tekanan sekitar 23-25 kg/cm2. Larutan penyerap yang digunakan adalah larutan Benfield dengan reaksi sebagai berikut:

CO2 + H2O

H2CO3

H2CO3 + CO2

2HCO32HCO3 + H2CO3

CO2 + 2KHCO3

CO2 + H2O + K2CO3

2KHCO3

Larutan yang banyak mengandung CO2 (larutan rich Benfield) keluar dari dasar absorber pada suhu 120-1300C menuju bagian atas striper. Gas yang keluar dari bagian atas absorber diharapkan kada CO2 dibawah 0,1%-volum. Temperature gas ini kira-kira 70-760C.

b. CO2 Stripper

Kondisi operasi di stripper mempunyai suhu 100-1350C dengan tekanan 0,5-0,7 kg/cm2. Untuk men-stripping CO2, digunakan proses gas otlet LTS steam bertekanan rendah didalam tiga buah reboiler. Dengan tekanan rendah 0,5-0,7 kg/cm2, suhu tinggi antara 125-1350C, dan dorongan steam keatas, maka diharapkan gas CO2 dalam larutan rich Benfield akan terlepas. Reaksi yang terjadi merupakan kebalikan dari raksi absorber, yaitu:KHCO3 K2CO3 + CO3 + H2OLarutan Benfield yang keluar dari dasar stripper dialirkan kepuncak absorber, sedangkan gas CO2 keluar dari puncak menara. Steam yang terkandung dalam gas CO2 ini cukup tinggi, yaitu sekitar 45%, sehingga sebelum diumpankan ke pabrik urea perlu dikurangi dulu kadar air dalam gas CO2, maka gas dimasukkan ke CO2 Stripper Offerhead Condensor untuk didinginkan kemudian dipisahkan kondensatnya pada CO2 Stripper Refluks Drum. Kondensat ini dimasukkan kebagian atas Stripper, sedangkan gas CO2 yang keluar siap dikirim ke pabrik urea.

c. Methanator

Gas yang keluar dari absorber masih mengandung CO dan CO2 sisa yang merupakan racun katalis ammonia converter, karena itu perlu diubah menjadi CH4 di dalam methanator. Methanator ini berisi katalis nikel oksida sebanyak 19,8 m3. Kondisi reaksi di methanator adalah suhu 270-350 oC dan tekanan sekitar 23-26 kg/cm2. Reaksi yang terjadi merupakan kebalikan reaksi di primary reformer yang dapat dituliskan sebgai berikut:

CO + 3H2

CH4 + H2O

Ho = -49,3 kcal/mol

CO2 + 4H2

CH4 + 2H2O

Ho = -39,5 kcal/molKarena reaksi yang terjadi sangat eksotermis maka methanator dilengkapi dengan sistem interlock yang akan menghentikan aliran gas bila terjadi kenaikan suhu sampai 399 oC serta menghentikan aliran boiler feed water ke methanator effluent BFW heater. Gas yang keluar dari methanator diharapkan mempunyai CO dan CO2 maksimum 10ppm.

3.1.1.3 Sintesa Ammonia

Reaksi pembentukan ammonia dari gas N2 dan H2 mengikuti persamaan berikut:

N2 + H2

2NH3

Dengan proses Kellogg, pada kondisi operasi dengan temperature 430-500 0C dengan tekanan 140 kg/cm2 digunakan kandungan ammonia yang keluar reactor adalah 12% mol, sedangkan gas-gas yang tidak bereaksi dikembalikan lagi ke reactor.

3.1.1.4 Pemurnian dan Pemisahan ProdukAdanya produk ammonia dalam aliran purge gas akan mempengaruhi kesetimbangan reaksi sehingga konversi ammonia akan berkurang, karena itu ammonia yang ada perlu dipisahkan dari aliran recycle gas yang menuju converter. Pemisahan dilakukan dengan cara mengembunkan ammonia melewati chiller.

Mula-mula gas didinginkan dengan syngas compressor after cooler, dikemudian dibagi menjadi dua aliran parallel. Aliran pertama didinginkan di feed and recycle gas 1st stage chiller dan feed and recycle gas 2nd stage chiller, sedangkan aliran kedua didinginkan di feed-recycle exchanger dengan refrigerant ammonia, yang sekaligus merupakan pemanasan gas yang keluar dari ammonia separator. Kedua aliran bergabung menuju feed and recycle gas 3nd stage chiller yang menggunakan ammonia cair dari 3nd stage chiller sudah mencapai -23oC dan tekanannya 145 kg/cm2. Selanjutnya gas ammonia dan ammonia cair dimasukkan ke secondary ammonia separator, dimana ammonia cair dari recycle gas mengembun dan terkumpul.ammonia yang keluar dari secondary ammonia separator selanjutnya di let down ke primary ammonia separator dan masih mengandung sejumlah gas H2, N2, Ar, dan CH4 karena perlu dipisahkan dengan cara flashing dalam tiga buah flash drum yaitu pada tekanan 6,6-6,7 kg/cm2, pada tekanan 1,9-2,1 kg/cm2 dan pada tekanan 0,02-0,05 kg/cm2. Uap yang terbentuk dikompresikan di ammonia refrigerant kompresor. Uap ammonia dari LP case compressor, flash drum diumpankan ke HP case compressor. Ammonia yang tertampung dalam flash drum, digunakan sebagai pendingin chiller, sedangkan keluarannya ditampung dalam flash drum. Dari flash drum sebagian ammonia dikirim produk dingin ke ammonia storage. Keluaran dari HP case compressor, gas sudah bertekanan 19 kg/cm2.

3.1.1.5 Unit Hydrogen Recovery dan Purge gas Recovery (HRU dan PGRU)Unit ini berfungsi untuk memanfaatkan kembali gas buang dari syngas pabrik ammonia yang sebagian besar mengandung gas hydrogen. Sistem pemisahan gas ini terbagi atas tiga bagian utama, yaitu penyerapan ammonia dan pemisahan hydrogen dari gas bebas ammonia dengan melewatkannya melalui membrane semi permeable yang disebut prism separato.3.1.2 Unit Urea

Urea diproduksi dengan menggunakan bahan baku ammonia dan karbondioksida yang diperoleh dari Dinas Amonia. Proses yang digunakan oleh dinas urea untuk memproduksi urea ini menggunakan Mitsui Toatsu Recycle Solution Process. Proses pembuatan urea dilakukan secara bertahap melalui beberapa unit proses, unit proses yang dimaksud dapat diklasifikasikan ke dalam lima bagian yaitu unit sintesa, unti purifikasi, unit recovery, unit kristalisai dan unit pembutiran. Proses pembuatan urea dapat dilihat pada Gambar 3.3.Gambar 3. 3 Unit Proses Dinas Urea3.1.2.1 Unit SintesaPada unit ini ammonia carir, karbondioksida, dan recycle larutan karbamat masuk ke dalam reactor dengan kondisi operasi dalam reactor berada padatekanan 200 kg/cm2 dan temperature 1850C. reaksi yang terjadi dalam reactor yaitu:

2NH3 + CO2 NH2COONH4

H=-38kcal/mol

NH2COONH4 NH2CONH2 + H2O

H= +7.7 kcal/mol

Reaksi pembentukan ammonium karbamat berlangsung secara eksotermis dan dilanjutkan dengan reaksi dehidrasi ammonium karbamat menjadi urea dan air secara endotermis. Konversi reaktan menjadi urea dapat berkurang dengan adanya air dan meningkat dengan adanya kelebihan ammonia cair pada umpan. Pada reactor ini terdapat produk samping yang tidak diharapkan yaitu biuret, oleh karena itu dilakukan control terhadap rasio umpan, waktu tinggal, temperature, dan tekanan agar mencegah terbentuknya biuret.Ammonia cair sebelum masuk kedalam reactor dipompakan terlebih dahulu oleh ammonia bosst up pump kemudian dipompakan lagi oleh pompa reciprocating. Ammonia cair keluaran pompa sudah mencapai 200 kg/cm2, setelah dipompakan ammonia cair dipanaskan oleh dua preheater, yaitu preheater menggunakan hot water dari hasil penyerapan panas high pressure absorber cooler, dan preheater menggunakan condesate steam, sehingga diharapkan temperature pada bagian atas reactor dapat dijaga 185 oC. sebgai dischanger pompa juga dialirkan ke high pressure absorber (HPA) sebagai pelarut.

3.1.2.2 Unit PurifikasiUnit purifikasi ini berfungsi untuk memisahkan urea dengan komponen lain yang terkandung dalam produk reactor. Pemisahan ini dilakukan secara bertahap dan kondisi operasi yang benar agar tidak terjadi reaksi yang tidak diinginkan. Reaksi yang tidak diharapkan tersebut adalah reaksi hidrolisa urea dan pembuatan biuret. Reaksinya yaitu :

NH2CONH2 + H2O CO2 + 2NH3(urea)

2NH2CONH2 NH2CONHCONH2 + NH3(urea) (Biuret)

Reaksi hidrolisa tidak diharapkan karena urea merupakan produk yang diinginkan membentuk biuret tidak diharapkan karena biuret dapat meracuni tanaman. Pada unit purifikasi ini, produk dari reactor akan melewati high pressure decomposer (kondisi tekanan operasi 17 kg/cm2), low pressure decomposer (kondisi tekanan operasi 2,5 kg/cm2), dan gas separator tekanan atmosfer.

a. High Pressure Decomposer

Pertama, produk reactor sintesa masuk kedalam HPD melalui bagian atas (masuk kedalam flashing section). Di dalam flashing section, terjadi dekomposisi ammonium karbamat menjadi ammonia dan karbondioksida akibat penurunan tekanan yang besar. Hal dekomposisi ammonium karbamat akan mengalir kebagian atas HPD, sedangkan campuran yang masih berada dalam fasa cair turun ke bawah dan masuk ke dalam stripping section.

Pada stripping section, gas terlarut akan kembali dipisahkan dengan cara mengontakan cairan dengan gas bertemperatur tinggi yang dihasilkan oleh reboiler for high pressure decomposer dan gas dari falling film heater. Cairan kemudian masuk kedalam reboiler dan dipanaskan oleh steam dengan tekanan 12 kg/cm2. Fasa gas akan mengalir kebagian atas HPD dan fasa cair akan memasuki falling film heater dan dipanaskan kembali oleh steam dengan tekanan 12 kg/cm2. Pemanasan pada reboiler dan falling film heater membantu proses dekomposisi karbamat sehingga hamper seluruh gas yang terlarut dalam cairan terlepas dan mengalir ke atas HDP menuju high pressure absorber cooler, dan larutan urea keluaran akhir HPD memiliki konsentrasi sekitar 65% berat, tekanan 17kg/cm2 dan temperatur165oC yang akan dimasuki ke dalam law pressure decomposer.

b. Law Pressure DecomposerPada dasarnya, LPD memiliki tujuan yang sama dengan HPD yaitu untuk mendapatkan urea dengan kandungan yang semakin besar. Larutan masuk ke dalam LPD melalui bagian atas dan akan mengalami flashing karena terjadi penurunan tekanan dari 17 kg/cm2 sampai 25 kg/cm2.

Pada bagian atas LPD, dimsukkan juga larutan produk bawah dari off gas absorber DA-402 sehingga bercampur dengan umpan yang lain. Seluruh cairan masuk ke dalam sieve try pada bagian stripping dan masuk melewati reboiler for low pressure decomposer, pada sieve try cairan akan dikontakkan dengan gas panas dari reboiler sehingga gas terlarut akan terbawa ke atas sedangkan cairan jatuh ke bawah memasuki packed bed. Di dalam packed bed CO2 diinjeksikkan sehingga terjadi kontak antara cairan dan CO2, CO2 ini berfungsi untuk mencegah terjadinya hidrolisa urea. Larutan urea yang keluar dari LPD konsentrasinya sekitar 70% berat kemudian mengalir menuju gas separator, sedangkan gas-gas yang telah dipisahkan keluar di bagian atas LPD yang selanjutnya akan masuk ke dalam low pressure absorber untuk dilakukan proses recovery.

c. Gas SeparatorGas separator terdiri dari dua bagian yaitu bagian atas yang bertekanan 0,3 kg/cm2 serta temperature 106 oC dan bagian bawah packed bed yang bertekanan atmosfer serta temperature 92oC. Pemisahan pada bagian ini dilakukan dengan cara penurunan tekanan. Panas sensible larutan dari LPD cukup untuk mengevaporasikan cairan sehingga ammonia dapat berupa fasa menjadi gas dan mengalir keluar dari bagian gas separator bagian atas untuk di recovery. Pada bagian bawah diinjeksikkan udara dari off gas absorber untuk memisahkan gas ammonia yang masih tersisa, pemisahan terjadi pada packed bed dan dipanaskan oleh steam dengan tekanan 4kg/cm2. Larutan urea yang keluar dari gas separator memiliki konsentrasi 72% yang kemudian akan dipompakan menuju unit kristalisasi.

3.1.2.3 Unit Recovery

Unit recovery berfungsi untuk menyerap gas-gas keluar dari purifikasi. Unit recovery dibagi menjadi tiga bagian yaitu recovery gas dari off gas separator, recovery gas dari low pressure decomposer dan recovery gas dari high pressure decomposer.Recovery ini berupa larutan kabarmat yang akan diumpankan kembali ke dalam reactor sintesa. Gas dari unit purifikasi adalah gas ammonia dan gas CO2 yang merupakan hasil dekomposisi dari larutan karbamat. Absorben yang digunakan adalah larutan induk, larutan karbamat, dan air sehingga pabrik tidak membutuhkan absorben dari luar yang dimana akan membebani biaya produksi. a. Unit Recovery gas dari Off Gas SeparatorPertama, gas yang berasal dari off gas separator dikondesasikan dalam off gas condenser. Kondesat yang terbentuk di dalam off gas absorber tank dan didinginkan kembali oleh off gas absorber cooler. Setelah dingin, larutan dimasukkan di dalam off gas absorber dibagian absorber sehingga melalui dua packed bed. Off Gas Absorber (OGA) merupakan kolom dengan bahan isian yang terdiri dua packed bed. Kondisi operasinya temperature 45oC dengan tekanan atmosfer. Larutan keluar dari OGA ini adalah larutan karbamat yang selanjutnya akan digunakan oleh law pressure absorber sebgai absorben. Sebagai larutan karbamat luaran off gas absorben, disirkulasikan kembali oleh absorber recycle pump kembali menuju off gas absorber dan masuk melalui bagian tengah kolom sehingga hanya akan mengabsorbsi pada bagian bawah kolom (packed bed bagian bawah).

b. Recovery gas dari law pressure decomposerRecovery gas dari law pressure decomposer dilakukan oleh low pressure absorber (LPA) dengan menggunakan larutan induk dan karbamat. Larutan induk didapatkan dari mother liquor tank yang dialirkan oleh mother liquor pump menuju bagian atas dari LPA. Sedangkan larutan karbamat didapatkan dari off gas absorber. Temperatut dari LPA dijaga konstan 45oC dengan mengendalikan laju alir sirkulasi cooling tower. Larutan induk dipakai untuk menghilangkan biuret sedangkan larutan karbamat berfungsi untuk menjaga temperatut dan tekanan pada LPA tetap sesuai dengan kondisi operasi yang ditentukan. Larutan yang sudah diabsorbsi di LPA kemudian dialirkan oleh high pressure absorben pump masuk kedalam high pressure absorben dan digunakan sebagai absorben.c. Recovery Gas dari High Pressure DecomposerGas yang berasal dari HPD dimasukkkan ke dalam High Pressure absorber cooler (HPAC) untuk didinginkan. Terdapat tiga media yang akan menyerap panas dari gas yaitu sirkulasi larutan urea yang didapatkan dari kristalizer dan dapat mengambil panas sampai 65%, air panas yang akan mengambil panas sampai 28% dan air dingin yang berasal dari air cooling tower yang dapat mengambil panas sampai 7%.

Laju alir pendingin dapat diubah sesuai kebutuhan dan diatur oleh temperature control. Temperature di HPAC dijaga 85oC dengan tekanan 17kg/cm2. Selain pendinginan, di dalam HPAC juga terjadi penyerapan gas oleh larutan karbamat yang berasal dari kick back recycle solution pump dan larutan karbamat dari high pressure absorber (HPA). Konstruksi HPAC dibuat seperti shell and tube heat exchanger. Proses penyerapan terjadi dibagian shell sedangakan media pendingin mengalir dibagian tube-tube. Disini terjadi penyerapan gas CO2 hingga mencapai 63% dari keseluruhan gas CO2 yang berasal dari HPD. Gas yang tidak terserap di HPAC dikirimkan menuju HPA melalui bagian samping bawah kolom (pendingin intercooler). Gas naik ke atas dan kontak dengan larutan absorben.

3.1.2.4 Unit KristalisasiPada unit kristalisasi larutan akan dibentuk menjadi sebuah Kristal urea. Larutan urea berasal dari produk bawa gas separato yang dipompakan menuju bagian atas kristalizer oleh urea solution pump. Larutan urea yang masuk memiliki kosentrasi sekitar72%. Kristalizer terdiri dari dua bagian yaitu bagian atas berupa vacuum concentrator dengan vacuum generator yang terdiri dari steam ejector dan barometric condenser. Bagian bawah kristalizer berupa ruang pengaduk dan disini terjadi pengadukkan slurry urea. Pertama, larutan urea kan masuk kebagian vacuum concentrator. Pada bagian ini, urea akan dipekatkan sampai memiliki kandungan air tertentu sehingga lebih mudah utnuk terbentuk Kristal urea. Kondisinya yang vacuum menyebabkan airakan mudah menguap karena titik didihnya dapat dicapai dalam temperature yang lebih rendah. Slurry urea dari vacuum concentrator masuk kesebuah ruang dibagian bawah dari kristalizer dan diaduk oleh sebuah pengaduk. Slurry urea ini juga disirkulasikan oleh sirculation pump for crystallizer kebagian atas kristalizer untuk dipekatkan kembali. Selain sebagai pendingin utnuk HPAC, slurry urea yang disirkulasikan akan membawa panas yang berguna untuk membatu pemekatkan pada vaccum concentrator. Ruang berpengaduk pada bagian bawah kristalizer ini beroprasi pada temperature 600Cdengan tekanan atmosfer.

Produk Kristal urea keluaran dari kristalizer selanjutnya masuk kedalam lima centrifuge yang bekerja secara paralle. Pada centrifuge ini, Kristal urea akan dipisahkan dari larutan induknya (mother liquor) dengan memanfaatkan gaya centrifuge yang dihasilkan centrifuge. Larutan induk yang berhasil terpisahkan dimasukkan kedalam mother liquor tank yang dilengkapi dengan steamheating tube untuk mencegah terjadinya kristalisasi. Larutan induk yang sudah tertampung disirkulasikan kembali ke kristalizer dan sebagian digunakan senagai absorber pada LPA. Kristal urea hasil centrifuge dimasukkan kedalam fluidizing dryer untuk dikeringkan. Kristal urea hasil dari centrifuge ini memiliki kadar air sekitar 2,4%. Didalam fluidizing dryer, Kristal urea dikeringkan oleh hembusan udara panas sampai kandungan air yang tersisa sekitar 0,1-0,3%. Udara panas diperoleh dengan menghisap udara yang dilakukan oleh force fun for dryer dan dipanaskan oleh condensate steam dengan menggunakan steam bertekanan 4kg/cm2. Temperaturn udara panas dijaga sekitar 120-1300C agar pada saat pengeringan tidak terjadi pelelhan Kristal urea. 3.1.2.5 Unit Pembutiran Kristal-kristal urea yang dating menuju unit pembutiran masuk kedalam empat buah cylone yang bekerja secara parallel cylone yang berfungsi untuk memisahkan debu dengan Kristal urea. Kondisi Kristal pada saat ini memiliki kadar urea sebesar 99% berat. Kristal urea selanjutnya masuk kedalam melter melalui screw conveyor untuk dilelehkan. Debu yang terpisahkan oleh cylone dimasukkan kedalam dust separator untuk di-scrub oleh air dan ditampung pada chamber. Pelelehan Kristal urea oleh melter dilakukan pada temperature 1350C dengan bantuan steam pemanas bertekanan 7kg/cm2 yang mengalir melalui tube di dalam melter. Temperature operasi ini berada sedikit diatas titik leleh urea yaitu 1320C dikarenakan apabila temperature diatur lebih tinggi, dikhawatirkan akan terbentuk banyak biuret.

Lelehan urea mengalir ke strainer for distributor kemudian head tank distributor dan akhirnya ke distributor yang berjumlah 12 buah. Constant head tank diperlukan untuk pengontolan butiran yang keluardari distributor yang berbentuk tetesan-tetesan dan akan memadat sepanjang prilling tower. Proses pembentukkan butiran urea yang terjadi sepanjang prilling tower dibantu oleh udara panas yang berasal dari bagian bawah prilling tower. Udara panas membantu lelehan urea agar tidak saling menyatu dan pembentukkan prill urea menjadi sempurna. Seluruh prill urea yang terbentuk memiliki ukuran 18 US mesh ditampung dibagian bawah prilling tower prill urea ini kemudian dikirim ke unit pengantongan menggunakan belt conveyor untuk dilalkuakan proses pengantongan.

3.2 Penanganan Bahan Proses

3.2.1 Penanganan Bahan Baku

PT. Pupuk Kujang Cikampek sebagai suatu pabrik yang memproduksi pupuk urea dan membutuhkan beberapa komponen sebagai bahan baku utamanya. Komponen komponen tersebut adalah amonia cair dan karbondioksida (CO2), yang diproduksi sendiri di dalam suatu pabrik (pabrik amonia). Proses produksi kedua komponen tersebut membutuhkan gas alam serta udara luar sebagai bahan baku utamanya. Proses produksi amonia maupun urea juga membutuhkan beberapa komponen lain seperti air dan steam disediakan oleh pabrik utilitas.

Dengan demikian, bahan baku yang dibutuhkan untuk pembuatan amonia di PT. Pupuk Kujang meliputi :

Gas Alam

Melalui pertamina gas alam diperoleh dari sumber, yaitu Laut Paragi di lepas pantai Cilamaya sekitar 70 km dari kawasan pabrik dan sumber gas alam di Pertmina Hulu Energi (PHE).

Tabel 3.1 Komposisi sumber gas alam untuk bahan baku

KomponenKomposisi

Minimal

(% mol)Maksimal (% mol)Normal

(% mol)

N21,001,501,25

CO21,005,003,00

CH470,0090,0088,36

C2H61,0012,005,00

C3H80,751,22,00

i-C4H100,102,000,24

n-C4H100,102,200,20

i-C5H120,020,600,07

n-C5H120,010,300,04

C6H140,010,10,03

C7H160,010,10,06

S (organik)-5.10-45.10-4

S (sebagai H2S)-30.10-430.10-4

Hg-2,5.10-72,5.10-7

Sumber : Proses Engineering, PT. Pupuk Kujang, 2010

Udara

Udara yang digunakan di unit amonia digunakan sebagai salah satu bahan baku utama dalam memproduksi amonia dan karbondioksida. Udara pada unit urea digunakan sebagai pembentuk lapisan pasivasi didalam alat pemroses dan juga sebagian digunakan gas pelucut (stripping gas) memiliki komposisi sebagai berikut :

Kadar nitrogen: 78%

Kadar oksigen

: 21%

Gas lain

: 1%

Bentuk penggunaan udara di pabrik meliputi 2 macam, yaitu sebagai Instrument Air dan Plant Air. Spesifikasi minimal sebagai instrument airyang harus dipenuhi adalah sebagai berikut :

Karakteristik : bebas minyak, tidak berdebu dan kering

Titik embun

: -40 oC pada tekanan atmosfer

Tekanan

: 7 kg/cm2G

Temperatur

: sama dengan temperatur lingkungan

Spesifikasi minimum air sebagai plant yang harus dipenuhi adalah sebagai berikut:

Karakteristik

: udara bersih bertekanan

Tekanan

: 7 kg/cm2G

Air Baku

Kebutuhan air baku seluruh pabrik, terdapat pada tiga sumber pengambilan air yang dioperasikan oleh PT. Pupuk Kujang, yaitu :

1. Sungai Citarum di Cikao,Jatiluhur

2. Sungai Citarum, di Parung Kadali, Curug

3. Kolam Emergency (khususnya kolam 8)

Sumber air baku utama yang digunakan oleh pabrik dalam pengoperasian sehari hari adalah Parung Kadali yang mempunyai tiga buah pompa (MP 3001 JA/JB/JC) yang berkapasitas 5500 GPM. Pengambilan air dari Cikao disediakan dua pompa dengan kapasitas 1250 m3/jam dilakukan bila turbidity air dari Parung Kadali mengalami kenaikan >200 ntu. Air baku yang berasal dari kolam emergency digunakan bila air baku dari Parung Kadali tidak dapat memasok seluruh kebutuhan air pabrik. Kolam emergency juga diadakan untuk memasok kebutuhan air baku untuk perumahan karyawan.

Penggunaan air baku yang utama didalam pabrik adalah sebagai air pendingin mempunyai spesifikasi sebagai berikut :

Turbiditas

: < 3 ppm

pH

: 6,5 7,5

Total Hardness: < 25 ppm sebagai CaCO3 Warna

: < 10 ppm sebagai unit harzen

Besi

: < 0,1 ppm sebagai Fe

Klorida

: < 8 ppm sebagai Cl

Sulfat

: < 10 ppm sebagai SO4 Minyak

: bersih

Konsumsi permanganat kurang dari 3 ppm sebagai: Nitrogen

: 0 ppm sebagai NH30 ppm sebagai urea

P-alkalinity: 0 ppm sebagai CaCO3 M-alkalinity: 12 ppm sebagai CaCO3 Padatan terlarut: < 80 ppm

Tekanan

: minimal 1,5 kg/cm2G

Temperatur: sama dengan temperatur lingkungan.

3.2.2 Bahan Penunjang

Bahan baku penunjang berfungsi membantu proses produksi namun tidak terkonversi sebagai produk. Bahan baku penunjang dalam proses pembuatan amonia adalah katalis dan larutan benfield.

a. Katalis

Katalis digunakan dalam proses di ammonia plant. Katalis berfungsi untuk mempercepat reaksi menuju kesetimbangan dan meningkatkan hasil reaksi yang dikehendaki. Jenis jenis katalis yang digunakan pada proses amonia plant disajikan pada tabel berikut iniTabel 3.2 Data KatalisUnit ProsesJenis KatalisBentukVolume Katalis (m3)Start - up

Primary ReformerNikel OksidaRasching ring18,8Agustus 2002

Secondary ReformerNikel OksidaPellet33,41Agustus 2004

HTS ConverterBesi Oksida ChrominaPellet51,2Mei 2004

LTS ConverterTembaga OksidaPellet65Agustus 2004

MethanatorNikel OksidaPellet17,64Juni 2008

Ammonia ConverterPromoted MagnetileGranular--

ZnO Guard ChamberSeng OksidaBola--

b. Larutan Benfield

Larutan benfield digunakan sebagai penyerap CO2 di unit pemurnian gas sintesis. Komposisi larutan benfield sebagai berikut :

Tabel 3.3 Komposisi Larutan BenfieldKomponenKandunganFungsi

K2CO322,1%Sebagai Absorben

Dietanol Amin (DEA)1,6%Menurunkan tekanan uap CO2 serta menaikan absorbsi dan desorbsi CO2

V2O50,65%Corotion inhibitor

Air60 70%Pelarut

3.3 Spesifikasi Peralatan Proses3.2.1 Sistem Pemproses

Sistem pemroses merupakan suatu kesatuan system yang berfungsi untuk mengakomodasikan keberlangsungan suatu proses. Sistem pemroses terdiri dari serangkaian peralatan, baik peralatan utama, peralatan pendukung dan instrumentasi yang disusun secara sistematis dan logis sehingga proses dapat berjalan sesuai dengan yang diharapkan.

3.2.2 Spesifikasi Alat Utama

a. Feed Gas Knock Out Drum (116-F)

Alat ini berfungsi untuk memisahkan hidrokarbon fraksi berat yang terdapat pada gas alam yang dipasok oleh PT. Pupuk Kujang. Spesifikasi alat ini ditunjukkan oleh tabel 3.3.

Tabel 3.4 Spesifikasi feed gas knock out drum (116 F)

SpesifikasiKeterangan

TipeVessel

PosisiVertikal

MaterialS.A.516.GR.70 (Shell & Head)

UkuranDiameter (mm)1676

Panjang total (mm)3353

Tebal shell (mm)18

Tebal Head (mm)20

Tipe HeadEllipsoidal2:1

TemperaturDesain54,4 0C

Operasi32,8 0C

TekananDesain16,52 Kg/cm2

Operasi12,66 Kg/cm2

b. Mercury Guard Chamber (109-D)

Alat ini berfungsi untuk memisahkan merkuri yang terdapat pada gas alam yang dipasok ke PT. Pupuk Kujang dengan menggunakan sulfur. Spesifikasi alat ini ditunjukkan oleh tabel 3.4.

Tabel 3.5 Spesifikasi Mercury Guard Chamber (109-D)SpesifikasiKeterangan

TipeVessel

MaterialS.A.302.BNT.3.SR (Shell)

S.A.302.BNT.2.SR (Tube)

PosisiVertikal



Tebal shell (mm)51

Tebal Head (mm)51


TemperaturDesain455 0C

Operasi399 0C


Operasi39,0 Kg/cm2

c. Cobalt-Molybdenum Hidrotreater (101-D)

Alat ini berfungsi untuk mengubah senyawa organik sulfur yang terdapat pada gas alam menjadi gas H2 dengan menggunakan katalis cobalt-molybdenum. Spesifikasi alat ini ditunjukkan oleh tabel 3.5.

Tabel 3. 6Spesifikasi Cobalt-Molybdenum Hidrotreater (101-D)SpesifikasiKeterangan

TipeVessel

PosisiVertikal

MaterialS.A.302.B (Shell & Head)



Tebal shell (mm)51

Tebal Head (mm)57



Operasi393 0C


Operasi40,7 Kg/cm2

d. ZnO Guard Chamber (108-D)

Alat ini berfungsi untuk menghilangkan gas H2S hasil dari Mercury Guard Chamber dengan menggunakan katalis ZnO pellet. Spesifikasi alat ini ditunjukkan oleh tabel 3.6.

Tabel 3.7 Spesifikasi ZnO Guard Chamber (108-D)


TipeVessel

PosisiVertikal

MaterialS.A.302.BNT.2.SR. (Shell & Head)



Tebal shell (mm)51

Tebal Head (mm)51



Operasi4008 0C


Operasi42,2 Kg/cm2

3.2.3 Unit Proses Steam Reforming

a. Primary Reformer (101-B)

Alat ini berfungsi sebagai tempat berlangsungnya reaksi steam reforming. Alat ini bertipe box dengan tube-tube konveksi yang dipasang secara horizontal. Alat ini memiliki 378 buah tube, 9 riser dan 9 baris dengan setiap baris terdiri dari42 buah tube yang dipanaskan oleh 200 arch burner yang terdiri dari 10 baris.

Tabel 3.8 Spesifikasi Primary Reformer (101-B)


TipeVessel (Reaktor kotak dengan tube-tube konveksi horisontal)

FungsiMengubah gas alam menjadi gas sintesa

KatalisNikel Oksida (NiO)

Penggunaan Katalis Bottom(50%)TipeICI-57-3

Ukuran (mm)17 x 5 x 6

Bulk Density (lb/cuft)62

Penggunaan Katalis Middle(30%)TipeICI-46-1



Penggunaan Katalis Top

(20%)TipeICI-46-1




Operasi820 0C

TekananDesain37 Kg/cm2

Operasi32,5 Kg/cm2

b. Secondary Reformer ( 103-D)

Alat ini dilapisi oleh water cooler jacket dan berfungsi untuk meneruskan reaksi steam reforming seperti yang terjadi di dalam primary reformer (mengubah gas alam menjadi gas H2 dan CO2) dengan menggunakan katalis Ni dan hexagonal fire brake reching ring. Spesifikasi alat ini ditunjukan oleh tabel 3.8.

Tabel 3.9 Spesifikasi Secondary Refomer (103-D)


TipeVessel dengan jaket air pendingin

PosisiVertikal




Tebal shell (mm)57

Tebal Head (mm)Atas40

Bawah36

Tipe HeadEllipsoidal 2:1

TemperaturAtasDesain1200 0C

Operasi1017 0C

BawahDesain999 0C

Operasi771 0C

TekananAtasDesain30-35 Kg/cm2

Operasi32,2 Kg cm2

BawahDesain34 Kg/cm2

Operasi32 Kg/cm2

Gambar 3.4 Secondary reformerc. Shift converter (104-D)

Alat ini berfungsi untuk mengubah gas CO menjadi gas CO2. Alat ini terbagi menjadi dua bagian, yaitu High Temperatur Shift Konverter (HTSC) dan Low Temperatur Shift Konverter (LTSC). HTSC berfungsi untuk meningkatkan laju reaksi pembentukan gas CO2, dan menurunkan beban LTSC dengan menggunakan katalis Fe-Cr tablet. LTSC berfungsi untuk meningkatkan konversi reaksi pembentukan gas CO2 dengan menggunakan katalis campuran Cu, ZnO, alumina (C18-7). Spesifikasi Shift Konverter ditunjukan pada tabel 3.9.

Tabel 3.10 Spesifikasi shift converter


TipeVessel

PosisiHorizontal




Tebal shell (mm)60


Bawah69


TemperaturAtasDesain371 0C

Operasi368 0C

BawahDesain302 0C

Operasi241 0C

TekananAtasDesain34,1 Kg/cm2

Operasi30,6 Kg cm2

BawahDesain29 Kg/cm2

Operasi28,8 Kg/cm2

Gambar 3.5 Shift converter

3.2.4 Unit Proses Pengambilan CO2 (CO2 Removal)

a. CO2 Absorber (1101-E)

Alat ini berfungsi untuk menyerap gas CO2 yang terkandung dalam gas sintesa yang dilakukan dengan mengontakkan gas sintesa dengan larutan absorben, yaitu larutan benfield. Gambar dan Spesifikasi CO2 absorber ditunjukkan oleh Gambar 3.11dan tabel 3.10.

Gambar 3.6 CO2 AbsorberTabel 3.11 Spesifikasi CO2 Absorber (1101-E)


TipeVessel

PosisiVertikal


UkuranDiameter (mm)Atas2590,8

Bawah3505,2

Panjang total (mm)42214,8

Tebal shell (mm)38,1

Tebal Head (mm)38.1



Operasi78 0C


Operasi27,60 Kg/cm2

IsolasiTebal (in)1,5

b. CO2 Absorber Knock Out Drum (1113-F)

Alat ini berfungsi untuk memisahkan gas sintesa yang berasal dari CO2 absorber dari larutan benfield yang kaya dengan gas CO2 (rich benfield). Spesifikasi alat ini ditunjukkan oleh tabel 3.11.

Tabel 3.12 Spesifikasi CO2 Absorber Knock Out Drum (1113-F)SpesifikasiKeterangan

TipeVessel

PosisiVertikal




Tebal shell (mm)27

Tebal Head (mm)32



Operasi71 0C


Operasi27,2 Kg/cm2

c. CO2 Stripper (1102-E)

Alat ini berfungsi untuk melepas gas CO2 yang telah berhasil diserap oleh absorber dari larutan rich benfield dengan menggunakan kukus. Spesifikasi alat ini ditunjukkan oleh tabel 3.12

Gambar 3.7 CO2 stripper.Tabel 3.13 Spesifikasi CO2 Stipper (1102-E)SpesifikasiKeterangan

TipeVessel

PosisiVertikal

MaterialS.A.285.GR.C (Shell & Head)



Tebal shell (mm)14,28

Tebal Head (mm)Atas12,7

Bawah18,95



Operasi114 0C


Operasi1,1 Kg/cm2

IsolasiTebal (in)38

d. CO2 Stripper Refluks Drum (1103-F)

Alat iniberfungsi untuk menghilangkan uap air dari CO2 yang keluar dari CO2 stripper. Spesifikasi alat ini ditunjukkan oleh tabel 3.13.

Tabel 3.14 Spesifikasi CO2 Stripper Refluks Drum (1103-F)


TipeVessel

PosisiVertikal

MaterialS.A.240.316. (Shell & Head)



Tebal shell (mm)6

Tebal Head (mm)8



Operasi37,8 0C


Operasi0,70 Kg/cm2

e. Methanator (106-D)

Alat ini berfungsi untuk merubah gas CO dan CO2 sisa menjadi gas CH4. Gambar alat ditunjukkan pada gambar3.7 dan spesifikasi alat ini ditunjukkan oleh tabel 3.14.

Gambar 3.8Methanator.

Tabel 3.15 SpesifikasiMethanator (106-D)


TipeVessel

PosisiVertikal

MaterialS.A.302.GR.S (Shell & Head)



Tebal shell (mm)49

Tebal Head (mm)43

Tipe headEllipsoidal2:1


Operasi360 0C


Operasi26,716 Kg/cm2

3.2.5 Unit Sintesa Ammonia

Sintesa amonia dilakukan setelah gas sintesa memenuhi syarat untuk terjadinya reaksi sintesa ammonia yaitu pada tekanan tinggi. Sintesa ammonia dilakukan di dalam ammonia konverter yang merupakan sebuah reaktor unggun.

Ammonia konverter memiliki empat unggun katalis dengan volume dari tiap unggun tidak sama. Volume unggun makin ke bawah makin besar, hal in dibuat untuk mengatasi reaksi pembentukkan ammonia yang sangat eksotermik. Volume tiap unggun yang berbeda diharapkan reaksi yang terjadi pada unggun yang paling atas (reaksi eksotermis yang paling cepat) dapat dibatasi sehingga temperatur dari konverter dapat dijaga sampai batas-batas yang diperbolehkan. Aliran gas quench yang fungsinya untuk mengatur temperatur konverter agar sesuai dengan temperatur yang dibutuhkan untuk reaksi.

Kondisi operasi dan katalis dari ammonia konverter adalah:

T masuk gas: 454-482 0C

P masuk gas: 140,6-147,6 Kg/cm2 Katalis

: 64,2 m3

Tabel 3.16 Distribusi Katalis Ammonia Converter

Nomor UnggunVolume (m3)Berat (Kg)Tinggi Ungun (m)

19,225,51,64

211,932,42,06

317,848,482,95

425,368,93,7

Total 64,2174,8310,35

a. Primary Ammonia Separator (107-F)

Tabel 3.17 Spesifikasi Primary Ammonia Separator (107-F)SpesifikasiKeterangan

TipeVessel

FungsiMemurnikan Ammonia

PosisiVertikal




Tebal shell (mm)15


Bawah16


TemperaturDesain-33 0C

Operasi-23 0C


Operasi17,2 Kg/cm2

b. Secondary Ammonia Separator (106-F)

Tabel 3.18 Spesifikasi Secondary Ammonia Separator (106-F)


TipeVessel

PosisiVertikal




Tebal shell (mm)108

Tebal Head (mm)54

Tipe HeadHEMISPHERE


Operasi-23 0C


Operasi147,9 Kg/cm2

c. Purge Gas Separator (108-F)Tabel 3.19 Spesifikasi Purge Separator (108-F)SpesifikasiKeterangan

TipeVessel

FungsiMembuang gas inert dari sintesa loop

PosisiVertikal

MaterialS.A.106.GR.B (Shell & Head)

UkuranDiameter (mm)325,4


Tebal Head (mm)40,5



Operasi-23 0C


Operasi140,7 Kg/cm2

d. Ammonia Konverter (105-D)

Gambar 3.9 Ammonia ConverterTabel 3.20 Spesifikasi Ammonia Converter (105-D)


TipeVessel

FungsiMensintesa gas H2 dan N2 menjadi Ammonia


PosisiVertikal

MaterialK.TEN.62.M (Shell)

S.A.516.GR.70 (Head)

Ukuran

Diameter (mm)3188


Tebal shell (mm)166

Tebal Head (mm)118



Operasi288,0 0C


Operasi146,2 Kg/cm2

3.4 Utilitas PabrikPabrik utilitas adalah pabrik yang menyediakan bahan baku dan penunjang untuk kebutuhan operasi seluruh pabrik Kujang 1A. kebutuhan operasi tersebut antara lain untuk keperluan air bersih, air pending, air proses, steam, tenaga listrik, IA/PA, nitrogen, gas dan mengolah limbah cair.

Kebutuhan air untuk keperluan pabrik sebesar 50.000 m3/hari dengan perincian sebagai berikut :

Air untuk keperluan kantor dan permukiman : 5000 m3/hari

Air pendingin : 25.000 m3/hari

Air umpan ketel : 20.000 m3/hari

Pabrik utilitas terbagi menjadi beberapa unit, yaitu:

1) Unit Water Intake2) Unit Pengolahan Air (Water Treatment)3) Unit Pembangkit Steam (Steam System and Distribution)4) Unit Pembangkit Listrik (Electrical System)5) Unit Air Pendingin (Cooling Water System)6) Instrument Air / Plant Air (IA/PA)

7) Unit Pemisahan Udara (Air Separator Plant)3.4.1 Unit Water IntakeUnit ini berfungsi untuk menyuplai kebutuhan air baku untuk seluruh kawasan pabrik PT. Pupuk Kujang. Air baku tersebut diantaranya untuk kebutuhan air proses, air pendingin, air sanitasi, air pemadam kebakaran, dan air umpan boiler. Air baku ini nantinya akan diolah oleh unit pengolahan air sehingga sesuai dengan spesifikasi dari setiap kebutuhan. Sumber air baku didapat dari tiga lokasi yaitu, Parung Kadali (Curug), Cikao (Jatiluhur), dan kolam 8.

1. Water Intake Parung Kadali (Curug)

Water Intake Parung Kadali merupakan lokasi sumber air utama bagi PT.Pupuk Kujang. Parung Kadali mempunyai empat buah pompa MP I, MP II, MP III, MP IV (Mine Pump 3001 JA/JB/JC) dengan kapasitas masing-masing pompa 5500 gpm, motor penggerak dengan daya 500 HP, dengan tegangan 2300V. Selain itu, water intake ini dilengkapi dengan dua buah pompa auxiliary (AP I dan AP II) disipkan untuk membantu apabila ketinggian sungai turun sehingga air tak dapat mengalir ke penampung. Pompa auxiliary tersebut memiliki kapasita 3700 gpm dengan daya penggerak motor 125 HP dengan tegangan 440V.

Sumber tenaga listrik yang digunakan berasal dari PLN sebesar 6000V dengan trafo step down sehingga tegangan turun menjadi 2300V. Terdapat dua buah genset dengan kapasitas masing-masing 750KW dengan tegangan 440V sebagai listrik cadangan, untuk menyesuaikan tegangan yang diperlukan maka perlu dinaikkan dengan trafo step up menjadi 2300V. Suction pompa diambil dari aliran sungai Citarum.2. Water Intake Cikao (Jatiluhur)

Water Intake Cikao beroperasi apabila kondisi di water intake Parung Kadali mengalami kenaikan turbidity > 200 NTU. Air baku dari water intake ini merupakan dari down stream dari turbin waduk jatiluhur. Pada water intake ini, disediakan dua buah pompa (MP A & B) dengan kapasitas masing-masing 1250 m3/jam dengan sumber tenaga berasal dari PLN. Pompa tersebut memiliki penggerak motor sebesar 500 HP. Stu buah generator 2008-JC dengan kapasitas 750 KW dan tangki solar dengan kapasitas 10.000 liter disiagakan pada water intake ini sebgai pengganti apabila sumber PLN tidak ada.3. Water Intake Kolam 8 (Kolam Emergency)Kolam 8 adalah kolam cadangan atau hanya digunakan dalam keadaan emergency yaitu jika pasokan dari water intake Parung Kadali dan water intake Cikao tidak mencukupi untuk proses di unit utilitas. Sumber air kolam berasal dari air hujan yang di tampung sebuang kolam dan air make up yang berasal dari air baku Parung Kadali. Kolam 8 dilengkapi dengan dua buah pompa 3003 J/JA dengan kapasitas pompa sebesar 459 m3/jam dan daya yang diperlukan 440V dan 224A.Air bahan baku yang diperoleh harus diolah terlebih dahulu agar memenuhi syarat sebagai air kebutuhan pabrik. Sehingga diperlukan unit untuk pengolahan air kebutuhan pabrik.

Tabel 3.21 Karakteristik Bahan Baku dan Karakteristik Umpan Air PabrikKarakteristik Bahan Baku AirKaraktersitik Umpan Air Pabrik

Kekeruhan antara 20 - 200 ppm

pH antara 6,5 sampai 7,7

Kadar Cl2( 0

Kesadahan 50 ppm Kekeruhan lebih kecil dari 0,5 ppm


Kadar Cl2( 0,5 ppm

Kesadahan lebih kecil dari 50 ppm

Dari tabel 3.23 terlihat bahwa air bahan baku yang diperoleh harus diolah terlebih dahulu agar memenuhi syarat sebagai air kebutuhan pabrik. Menurut karakteristik air baku, pengolahan yang harus dilakukan adalah menurunkan kekeruhan, yaitu dengan menghilangkan zat-zat yang terlarut dan tersuspensi di dalam air. Prinsip pengolahan yang perlu dilakukan adalah pengendapan zat-zat terlarut dan tersuspensi tersebut dengan bantuan koagulan. pH air juga harus disesuaikan dengan karakteristik umpan air pabrik.3.4.2 Unit Pengolahan Air

Unit pengolahan air terdiri dari 2 sub unit yakni sub unit Water Treatment,Pretreatment dan Demineralisasi.

1. Water TreatmentUnit ini mengolah air baku menjadi air bersih dengan proses ; Koagulasi, Flokulasi, Sedimentasi, dan Filtrasi sehingga menghasilkan air bersih yang mempunyai PH 7.0 7,5 dan kekeruhan maximal 2,0 ppm. Penggunan Air bersih untuk :a. Air Proses.b. Air Pendingin.c. Air Umpan Ketel.d. Air Pemadam Kebakaran ( hydrant ).e. Air minum untuk pabrik dan perumahan.Water Treatment

Gambar 3.10 Unit pengolahan air

2. Pretreatment

Pada unit ini mengolah raw water (air baku) menjadi air bersih yang siap digunakan untuk proses selanjutnya dan kebutuhan air minum. Air baku pertama diumpankan ke Premix Tank dengan laju alir antara 750 s/d 900 M3, aliran air diatur melalui LCV-2100 dan di injeksikan bahan kimia :

Alum sulfate ( Al2SO4 )3 + 6H2O sebagai Koagulan, mengikat kotoran menjadi flok-flok kecil. Proses ini terjadi di Premix Tank.Alum dossing tank: W-FA 1002, kapasitas 7,88 m3Alum dossing pump: W-GA 1015 A/B, kapasitas 0,700 m3/h

Agitator

: W-GD 1003

Di dalam tangki dipersiapkan larutan Alum Sulfate dengan perbandingan 50 kg liter air, sesuai kapasitas tangki. Dilengkapi dengan sebuah agitator yang digerakkan oleh motor sebagai pengaduk, start/stop manual di LCV. Terdapat dua buah dossing pump satu operasi dan satu stand by. -Coagulant Aid Dossing System sebagai flokulan, merupakan bahan kimia polimer berantai panjang yang dipakai untuk menggabungkan flok-flok kecil (pin floc) hasil koagulasi menjadi flok besar (aglomerat) yang bisa mengendap. Proses ini terjadi berlangsung diClarifier.

Coagulant Aid Dossing tank : W-FA 1004, kapasitas 3,20 m3

Coagulant Aid pump : W-GA 1017 A/B, kapasitas 0,300 m3/h, tekanan 3,0 kg/cm2

Agitator

: W-GD 1004

Di dalam tangki dipersiapkan larutan coagulant aid dengan perbandingan 1,0 kg liter air, sesuai dengan kapasitas tangki. Dilengkapi sebuah agitator yang digerakkan oleh motor sebagai pengaduk. Terdapat dua buah dossing pump satu operasi dan satu stand by, start/stop hanya di LCV.

- Caustic Dossing System (Soda Caustic/ NaOH) berfungsi untuk menaikkan atau memperbaiki pH air akibat injeksi Alum dan Chlor, dengan rentang pH 6,4-6,7.

Caustic Dossing tank: W-FA 1003, kapasitas 1,20 m3

Caustic Dossing pump: W-GA 1016 A/B, kapasitas 0,100 m3/h, tekanan 3,0 kg/cm2.

Di dalam tangki dipersiapkan larutan caustic 40-48%, sesuai kapasitas tangki. Dilengkapi denga dua buah dossing pump. Chlorine ( Cl2 ) sebagai bahan disinfektan, pembunuh bakteri dan memecahkan zat-zat organik yang berbentuk koloid yang susah diikat oleh alumunium sulfate.Chlorine ejector :W-EE 1020 A/B (1 duty, 1 stand by)Normal liquid capacity : 5,0 m3

1. Premix TankAir dari water intake langsung disalurkan dan masuk ke dalam premix tank (WA-FA 1005). Premix tank merupakan sebuah bak/tangki terbuka dari beton dilengkapi pengaduk (agitator) untuk mencampur bahan kimia dengan air baku agar lebih homogeny. Laju alir yang masuk ke dalam premix tank sekitar 750-800 m3 yang diatur melalui LCV-2100. Alumunium sulfat dosis 20-40 ppm diinjeksikan ke dalam premix tank sebagai koagulan untuk mengikat kotoran menjadi flok-flok kecil (pin floc). Selain itu, diinjeksikan juga chlorine (Cl2) sebagai desinfektan atau pembunuh bakteri dan dapat memecahkan zat-zat organic yang berbentuk koloid yang sulit diikat oleh alumunium sulfat. Aliran dari premix tank mengalir ke clarifier berdasarkan gravitasi.2. Clarifier

Air keluaran dari premix tank selanjutnya masuk ke clarifier melalui bagian bawah. Clarifier merupakan bak beton terbuka dengan kapasitas 1520 m3. Clarifier merupakan kelanjutan dari proses koagulasi, yaitu proses flokulasi. Pada clarifier terdapat agitator dengan putaran 6 mpr (menit per rotasi) yang berfungsi memperpanjang chemical brifging, secara fisik mengikat pin floc membentuk kelompok yang lebih besar (aglomerat), sehingga cukup berat untuk bisa mengendap (settling) pada dasar clarifier yang secara periodic akan dibuang atau blow down setiap 100.000 liter air yang masuk. Lumpur hasil blow down tersebut dibuang menuju sludge storage pit yaitu sebuah bak beton dengan kapasitas 72 m3.

Lumpur yang dihasilkan dari clarifier diolah lebih lanjut di Dewatering Unit menggunakan Filter Press. Kemudian lumpur tersebut diolah lebih lanjut di Dewatering Unit menggunakan Filter Press. Kemudian lumpur tersebut diangkut oleh truk pengangkut untuk dibuang, sedangkan air yang ada di alirkan kembali ke raw material untuk dapat diproses kembali.3. Clear WellAir yang dihasilkan clarifier ditampung di sebuah bak terbuka dengan sebuah buffle, sebelum dipompakan ke pressurized sand filter. Air bersih mengalir melalui lubang-lubang over flow dan mengalir ke clear well.

Air yang dihasilkan memiliki pH 7,0-7,6 (ditambahkan dengan NaOH jika pH tersebut tidak tercapai) dengan kekeruhan (turbidity) < 1,0 NTU serta kadar Cl2 antara 0,5-1 ppm.

4. Pressurized Sand FilterAir bersih dari clear well dipompakan menuju sand filter berkapasitas 168 m3/h. Sand filter adalah tangki yang diisi media filter yang tersusun untuk menyaring air bersih dari clear well jika kemungkinan ada partikel-partikel yang terbawa dari clear well. Pada sand filter terdapat lima pressurized sand filters dengan kondisi empat buah operasi dan satu stand by. Media filter tersusun atas anthracite, fine silica sand, silica sand, fine silica gravel, dan gravel.Backwash dan pembilasan dilakukan pada sand filter apabila sudah kotor. Air keluaran sand filter dibagi menjadi dua macam tangki yaitu Portable Water Storage dan Filtered Water Storage Tank berkapasitas 5000 m3. Air yang ditampung di Portable Water Storage digunakan untuk memenuhi kebutuhan air sehari-hari di pabrik dan di perumahan. Air yang ditampung di Filtered Water Storage Tank akan dilakukan pengolahan kembali untuk dihilangkan mineralnya dan akan sebagai make up air pendingin dan air umpan boiler.Uraian ProsesDalam premix tank dilakukan pengadukan agar terjadi percampuran yang sempurna antara zat-zat yang ditambahkan tersebut dengan air. Keluar dari premix tank, air dimasukkan ke dalam clarifier, dimana flok-flok yang terbentuk diendapkan secara gravitasi sambil diaduk dengan putaran rendah.

Untuk membantu terjadinya proses tersebut, sebelum masuk ke clarifier, air ditambah dahulu dengan koagulan aid dengan konsentrasi antara 0,15 sampai 0,3 ppm. Tujuannya adalah untuk membantu menggabungkan partikel-partikel besar sehingga dapat diendapkan dengan mudah. Lumpur hasil pengendapan diblow-down (dibuang dari bawah), sedangkan air keluar dari bagian atas.

Air keluar dari clarifier ini mempunyai karakteristik sebagai berikut : pH antara 6,5 sampai 6,8.

Kekeruhan kurang dari 1 ppm.

Kadar Cl antara 0,3 sampai 1 ppm.

Untuk memenuhi syarat sebagai air kebutuhan pabrik, pH air harus dinaikkan antara 7,0 sampai dengan 7,5 dengan menambahkan NaOH, lalu dialirkan ke clear well sebagai tempat penampungan sementara.

Atau dapat disimpulkan batasan operasinya sebagai berikut :

pH

: 6,5 - 7,7

Turbidity

: 5 - 200 ntu.

Dosis yang digunakan Alum sulfate: 20 40 ppm

Chlorine

: 0.3 - 1.0 ppm

Coagulant aid ( polymer )

: 0,15 - 0,3 ppm

Selanjutnya air diumpankan ke sand filter. Di sand filter ini air dari clear well yang kemungkinan masih mengandung partikel-partikel kotoran yang halus disaring, kemudian ditampung ke dalam dua buah tangki, yaitu :

Gambar 3.11 Unit Pengolahan air a. Filtered water storage tank, berfungsi untuk menampung air yang digunakan untuk keperluan make up air pendingin, air hidran dan umpan unit demineralisasi air.

b. Portable water storage tank, berfungsi menampung air yang digunakan untuk keperluan sehari-hari di pabrik dan pemukiman.

Gambar 3.12 Blok diagram pengolahan air.

3. Demineralisasi

Unit demineralisasi ini memproses air dari fws (filter water storage) menjadi air bebas mineral ( demineralized water ). Kebutuhan air umpan ketel adalah 180 m3 dalam setiap jam. Dari tabel 3.24. terlihat bahwa air tersaring dari filtered water storage tank belum memenuhi syarat untuk dijadikan sebagai air umpan ketel. Untuk itu harus dilakukan pengolahan dalam demin plant agar diperoleh syarat-syarat sebagai air umpan ketel.Tabel 3. 22 Karakteristik Umpan Air Pabrik &Karakteristik Air Umpan KetelKaraktersitik Umpan Air PabrikKaraktersitik Air Umpan Ketel


Kadar Cl2( 0,5 ppm

Kesadahan lebih kecil dari 50 ppm

Kekeruhan lebih kecil dari 0,5

- pH antara 9,8 sampai dengan 10,

- KonduktVitasnya (100 mmHous,

- Kadar SiO2( 0,2 ppm

- Kadar PO4 antara 15 - 20 ppm,

- Padatan terlarutnya ( 0,2 ppm,

- Kadar Fe ( 0,01 ppm

- O2 sampai kurang dari 0,007 ppm.

Demineralisasi diperlukan karena BFW harus memenuhi syarat-syarat tertentu. Hal ini dimaksudkan agar :

1. Tidak menimbulkan kerak pada kondisi uap yang dikehendaki maupun pada tube heat exchanger, jika uap digunakan sebagai pemanas. Hal ini akan mengakibatkan turunnya effisiensi operasi, bahkan bisa mengakibatkan tidak beroperasi sama sekali.

2. Bebas dari gas-gas yang mengakibatkan terjadinya korosi terutama gas oksigen dan karbondioksida.

Jadi pengolahan yang harus dilakukan adalah penghilangan mineral-mineral yang terkandung di dalam air, seperti Ca++, Mg++, Na+, HCO3-, SO42-, Cl- dan lain-lain, dengan menggunakan resin. Air yang diperoleh adalah air bebas mineral yang akan diproses lebih lanjut menjadi air umpan ketel (Boiler Feed Water / BWF).Air dari filtered water storage diumpankan ke carbon filter vertikal yang berfungsi untuk menghilangkan gas klorin, warna, bau dan zat-zat organik lainnya. Air yang keluar dari carbon filter diharapkan mempunyai pH sekitar 7,0 sampai dengan 7,5. Selanjutnya air tersebut diumpankan ke dalam cation exchanger untuk menghilangkan kation-kation mineralnya. Kemungkinan jenis kation yang ditemui adalah Mg++,Ca++, K+, Fe++, Mn++ dan Al 3+.

Cation exchanger merupakan suatu silinder baja tegak yang berisi resin R-H, yaitu polimer dengan rantai karbon R yang mengikat ion H. Reaksi yang terjadi:

Ion L+x dalam operasi akan diganti oleh ion H+ dari r

Laporan Kp Deppi

Documents

Transcript of Laporan Kp Deppi