KP Teknik Kimia Candal Dept. 3 a Evaluasi Triple Effect Evaporator UNDIP

LAPORAN KERJA PRAKTEK

PT. PETROKIMIA GRESIK BAGIAN PERENCANAAN DAN PENGENDALIAN DEPARTEMEN DEPARTEMEN PRODUKSI III A

Periode : 3 Juli – 31 31 Juli 2017

Disusun Oleh: Aprilia Pratama Putri

21030114120087 21030114120087

Cahya Puji Lestari

21030114120071 210301141200 71

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG 2017



Periode: 3 Juli – 31 31 Juli 2017


21030114120087 21030114120087

Cahya Puji Lestari

21030114120071 21030114120071


i



Periode: 3 Juli – 31 31 Juli 2017


21030114120087 21030114120087

Cahya Puji Lestari

21030114120071 21030114120071


i

LAPORAN KERJA PRAKTEK 2017 BAGIAN CANDAL DEPARTEMEN PRODUKSI III A PT.PETROKIMIA GRESIK


ii


KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat d an karunia – Nya sehingga penyusun diberi kekuatan dan kesehatan untuk terselesaikannya kegiatan kerja praktek di PT. Petrokimia Gresik Departemen Produksi III A pada periode 1 Juli sampai 31 Juli 2017. Laporan Kerja Praktek ini disusun untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam menyelesaikan program studi Teknik Kimia Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro. Laporan ini disusun berdasarkan hasil pengamatan dan pengumpulan data di lapangan selama kegiatan kerja praktek. Dalam melakukan kerja praktek dan penyusunan laporan ini, penyusun dibantu dari berbagai pihak, baik secara moriil maupun materiil. Oleh karena itu, diucapkan terima kasih kepada: 1. Ibu Tjaturtjitra Suhitarini, S.E., M.M., selaku Manager SDM PT. Petrokimia Gresik. 2. Bapak Ir. Jauhar Arifin, M.M, selaku Manager Produksi III A PT. Petrokimia Gresik. 3. Bapak M. Faishal Ma’arif, S.T., selaku pembimbing selama kegiatan Praktik Kerja di PT. Petrokimia Gresik. 4. Segenap pimpinan beserta staf dan karyawan PT. Petrokimia Gresik yang turut membantu dalam kegiatan Praktik Kerja. 5. Bapak Dr. Siswo Sumardiono, ST, MT, selaku Ketua Departement Teknik Kimia Universitas Diponegoro. 6. Bapak Ir. Danny Soetrisnanto, M. Eng, selaku dosen pembimbing Praktik Kerja Lapangan. 7. Keluarga kami yang telah mendukung pelaksanaan Praktik Kerja di PT. Petrokimia Gresik. 8. Teman-teman yang membantu pelaksaan Praktik Kerja di PT. Petrokimia Gresik. Penyusun menyadari bahwa laporan kerja praktek ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu, saran dan kritik yang membangun sangat penyusun harapkan. Semoga laporan kerja praktek ini dapat bermanfaat bagi semua pihak, para DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG 2017

iii


pembaca, bahkan penyusun sendiri dan menambah wawasan mengenai PT. Petrokimia Gresik.

Gresik,

Juli 2017

Hormat kami,

Penyusun


iv


DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL .................................................................................................. i LEMBAR PENGESAHAN ....................................................................................... ii KATA PENGANTAR .............................................................................................. iii DAFTAR ISI ............................................................................................................. v DAFTAR TABEL ................................................................................................... vii DAFTAR GAMBAR.............................................................................................. viii BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Pendirian Pabrik ......................................................................1 1.2Lokasi dan Tata Letak ................................................................................ 6 1.3 Bahan Baku dan Produk........................................................................... 10 1.3.1 Kompartemen Pabrik I .......................................................................... 10 1.3.2 Kompartemen Pabrik II ......................................................................... 12 1.3.3 Kompartemen Pabrik III ....................................................................... 15 1.4 Struktur Organisasi .................................................................................. 18 1.4.1 Bentuk Perusahaan ................................................................................ 18 1.4.2 Logo Perusahaan dan Arti ..................................................................... 19 1.4.3 Struktur Manajemen dan Organisasi PT Petrokimia Gresik Ketenagakerjaan ............................................................................................. 21 1.4.4. Manajemen Produksi .......................................................................... 23 1.4.5Fungsi Sosial dan Ekonomi Perusahaan ................................................ 26 1.4.6 Koperasi Kesejahteraan Karyawan Petrokimia Gresik (K3PG) ........... 27 1.4.7 Anak-anak Perusahaan PT Petrokimia Gresik.................................. 27 1.5 Keselamatan dan Kesehatan Kerja ............................................................ 29 1.5.1 Kebijakan K3 .................................................................................... 30 1.5.2 Alat Pelindung Diri ........................................................................... 30 1.6 Penanganan Limbah .................................................................................. 31 1.6.1 Pengolahan Limbah Cair .................................................................. 32 1.6.2 Pengolahan Limbah Gas ...................................................................33 1.6.3 Pengolahan Limbah Padat ................................................................33 DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG 2017

v


BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Deskripsi Proses ........................................................................................ 34 2.1.1 Proses Produksi Unit Asam Phospat ............................................... 34 2.1.2 Proses Produksi Unit Asam Sulfat ................................................... 35 2.1.3 Proses Produksi Unit Alumunium Fluorida .................................... 36 2.1.4 Proses Produksi Unit Cement Retarder ............................................ 37 2.1.5 Proses Produki ZA II ........................................................................ 38 2.2 Spesifikasi Bahan Baku dan Produk ......................................................... 39 2.2.1 Spesifikasi Bahan Baku .................................................................... 39 2.2.2 Spesifikasi Bahan Pembantu ............................................................ 40 2.2.3 Spesifikasi Produk ............................................................................ 41 2.3 Konsep Proses ........................................................................................... 41 2.4 Langkah Proses ......................................................................................... 43 2.4.1 Alur Proses ....................................................................................... 43 2.5 Diagram Alir Proses ................................................................................. 58 BAB III SPESIFIKASI ALAT 3.1 Spesifikasi Alat Utama .............................................................................. 59 3.2 Spesifikasi Alat Pendukung ...................................................................... 66 BAB IV UTILITAS 4.1 Penyediaan Air dan Udara Tekan ............................................................. 96 4.2 Penyediaan Uap dan Tenaga Listrik ......................................................... 96 BAB V LABORATORIUM 5.1 Program Kerja Laboratorium .................................................................... 89 5.1.1 Struktur Organisasi ........................................................................... 90 5.1.2 Tugas Pokok Laboratorium .............................................................. 90 5.2 Alat-Alat Laboratorium ............................................................................. 92 5.3 Prosedur Analisa ........................................................................................ 93 BAB VI PENUTUP 6.1 Kesimpulan ............................................................................................... 96 6.2 Saran .......................................................................................................... 97 DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................... 98 DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG 2017

vi


TUGAS KHUSUS LAMPIRAN


vii


DAFTAR TABEL

Tabel 5.1 Kualitas Raw Water .................................................................................. 83 Tabel 7.1 Analisis Produk Pabrik Asam Sulfat ...................................................... 100


viii


DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1 Peta Kabupaten Gresik ......................................................................... 15 Gambar 1.2 Peta Lokasi PT. Petrokimia Gresik ....................................................... 17 Gambar 1.3 Plant Layout PT. Petrokimia Gresik..................................................... 17 Gambar 1.4 Logo PT. Petrokimia Gresik ................................................................. 27 Gambar 1.5 StrukturOrganisasi PT. Petrokimia Gresik ........................................... 28 Gambar 2.1 Blok Diagram PembuatanAsam Fosfat ................................................ 41 Gambar 2.2 Blok Diagram PembuatanAsam Sulfat ................................................. 42 Gambar 2.3 Blok Diagram Pembuatan Alummunium Florida ................................ 43 Gambar 2.4 Blok Diagram Pembuatan Ammonium Sulfat Ii (Za Ii) ....................... 44 Gambar 2.5 Blok Diagram PembuatanCement Retarder ........................................ 45 Gambar 2.6 Langkah Proses Pembuatan ZA di Unit ZA II...................................... 50 Gambar 2.7 PFD Carbonation Section ..................................................................... 51 Gambar 2.8 PFD Reaction Section ........................................................................... 53 Gambar 2.9 PFD Filtration Section .......................................................................... 57 Gambar 2.10 PFD Neutralization Section ................................................................ 59 Gambar 2.11 PFD Evaporation Section ................................................................... 61 Gambar 2.12 PFD Sistem Vakum ............................................................................ 63 Gambar 2.13 PFD Centrifuge ................................................................................... 63 Gambar 2.14 PFD Drying and Cooling Section ....................................................... 64 Gambar 3.1 Carbonation Tower Unit Produksi ZA II` ............................................ 66 Gambar 3.2 Reaction Vessel Unit Produksi ZA II ................................................... 67 Gambar 3.3 Filter Unit Produksi ZA II .................................................................... 68 Gambar 3.4 Neutralizer Tank Unit Produksi ZA II .................................................. 69 Gambar 3.5 Evaporator Unit Produksi ZA .............................................................. 71 Gambar 3.6 Centrifuge Unit Produksi ZA II ............................................................ 72 Gambar 3.7 Dryer Cooler Unit Produksi ZA II ........................................................ 73 Gambar 3.8 Steam Chiller Unit Produksi ZA II ...................................................... 74 Gambar 3.9 Kompresor CO2 Unit Produksi ZA II ................................................... 75 Gambar 3.10 Skema ZA Chalk Setler pada Unit Produksi ZA II ............................ 77 DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG 2017

ix


Gambar 3.11 Chalk Setler Unit Produksi ZA II ....................................................... 77 Gambar 3.12 Furnace Unit Produksi ZA II ............................................................. 80 Gambar 3.13 Skema Belt Conveyor Unit Produksi ZA II ....................................... 81 Gambar 3.14 Belt Conveyor Unit Produksi ZA II .................................................. 82 Gambar 4.1 Blok diagram Demineralized Water ..................................................... 87 Gambar 4.2 Blok Diagram Instrument Air and Plant Air ........................................ 88 Gambar 4.3Blok Diagram Cooling Tower ............................................................... 89 Gambar 4.4 Blok Diagram Steam Turbine Generator .............................................. 90 Gambar 4.5 Blok Diagram Boiler Feed Water ......................................................... 92 Gambar 4.6 Flow Diagram Steam System ............................................................... 93 Gambar 4.7 Proses Pendinginan di Condenser......................................................... 95


x


BAB 1 PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Pendirian Pabrik

PT. Petrokimia Gresik merupakan salah satu anak perusahaan dari PT. Pupuk Indonesia yang merupakan Badan Usaha Milik Negara (BUMN) dan produsen pupuk terlengkap di Indonesia yang memproduksi berbagai macam pupuk, seperti: Urea, ZA, SP-36, NPK Phonska, DAP, NPK Kebomas, ZK dan pupuk organik yaitu Petroganik. PT. Petrokimia Gresik juga telah memproduksi produk non pupuk seperti Asam Sulfat, Asam fosfat, Amoniak, Dry Ice, Aluminum Fluorida, Cement Retarder (CR), CO2 cair, Gypsum, Petro Biofertil, Petro Fish, Petro Chili, dll. Keberadaan PT. Petrokimia Gresik adalah untuk mendukung program Pemerintah meningkatkan swasembada pangan nasional. Pada mulanya perusahaan ini berada di bawah Direktorat Industri Kimia Dasar, tetapi sejak tahun 1992 berada di bawah Departemen Perindustrian dan pada awal tahun 1997 PT. Petrokimia Gresik berada dibawah naungan Departemen Keuangan. Latar belakang pendirian PT. Petrokimia Gresik didasarkan pada kondisi wilayah Indonesia yang merupakan negara agraris dan memiliki sumber daya alam yang sangat melimpah sehingga titik berat pembangunan terletak pada sektor pertanian. Salah satu usaha intensifikasi pertanian yang dilakukan adalah dengan cara mendirikan pabrik pupuk untuk memenuhi kebutuhan pupuk nasional, salah satu diantaranya adalah pabrik pupuk PT. Petrokimia Gresik. Secara kronologis, sejarah singkat perkembangan PT. Petrokimia Gresik adalah sebagai berikut: 

Tahun 1960

Berdasarkan Ketetapan MPRS No.II/MPRS/1960 dan Keputusan Presiden No. 260 tahun 1960 direncanakan pendirian “ Projek Petrokimia Surabaja”. Proyek ini merupakan proyek prioritas dalam Pola Pembangunan Nasional Semesta Berencana Tahap I (1961-1969).

1 DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG 2017




Tahun 1962

Badan Persiapan Proyek-Proyek Industri (BP3I) yang bernaung di bawah Departemen Perindustrian Dasar dan Pertambangan melakukan survei lokasi untuk proyek di Jawa Timur yaitu di daerah Tuban, Pasuruan, dan Gresik. Daerah Gresik akhirnya ditetapkan sebagai lokasi yang paling sesuai. 

Tahun 1964

Pembangunan pabrik ini dilaksanakan berdasarkan Instruksi Presiden No. 01/Instr/1963 dan diatur dalam Keputusan Presiden No. 225 tanggal 4 Nopember 1964. Pelaksanaan pembangunan ini dilaksanakan oleh Cosindit SpA dari Italia yang ditunjuk sebagai kontraktor utama. 

Tahun 1968

Pada masa ini kegiatan berhenti dikarenakan krisis ekonomi yang berkepanjangan, sehingga jalannya produksi harus berhenti. Dampak dari krisis tersebut menyebabkan perusahaan mengalami krisis juga. Bia ya operasi yang tinggi dimana biaya produksi tidak sesuai dengan hasil penjualan menyebabkan perusahaan mengalami kerugian. Oleh karena itu, perusahaan membutuhkan suntikan dana dari Pemerintah pusat. 

Tahun 1971

Status badan usaha dari ‘ Projek Perokimia Surabaja’ diubah menjadi ‘ Perusahaan Umum’ (Perum) berdasarkan Peraturan Pemerintah No. 55 Tahun 1971. 

Tahun 1972

Perusahaan ini diresmikan oleh Presiden Soeharto pada tanggal 10 Juli 1972. Selanjutnya tanggal tersebut diperingati sebagai hari jadi PT. Petrokimia Gresik. 

Tahun 1975

Status badan usaha PT. Petrokimia Gresik diubah menjadi Perusahaan Perseroan berdasarkan Peraturan Pemerintah No. 14 tahun 1975. 

Tahun 1997

PT. Petrokimia Gresik melakukan holding dengan PT. Pupuk Sriwijaya (Persero) sebagai induknya berdasarkan PP No. 28 tahun 1997.



Tahun 2012



PT. Pupuk Indonesia Holding Company (Persero), disingkat PIHC, merupakan perusahaan induk untuk Badan Usaha Milik Negara dalam bidang pupuk di Indonesia. Perusahaan ini berkedudukan di Jakarta. PT. Petrokimia Gresik merupakan salah satu anak perusahaan PT. Pupuk Indonesia bersama dengan PT. Pupuk Sriwidjaja Palembang (PSP), PT. Pupuk Kalimantan Timur (PKT), PT. Pupuk Kujang Cikampek (PKC), PT. Pupuk Iskandar Muda (PIM), PT. Rekayasa Industri (REKIND), dan PT. Mega Eltra (ME). Dalam perkembangan selanjutnya, PT. Petrokimia Gresik telah mengalami Sembilan belas (19) kali perluasan. Bentuk perluasan yang telah dilakukan adalah: 1.

Perluasan pertama (29 Agustus 1979) Pembangunan pabrik pupuk TSP I oleh Spie Batignoles (Perancis) dilengkapi dengan pembangunan prasarana pelabuhan dan unit penjernihan air di Gunungsari serta booster pump di Kandangan untuk meningkatkan kapasitas menjadi 720 m 3/jam.

2.

Perluasan kedua (30 Juli 1983) Pembangunan pabrik TSP II oleh Spie Batignoles serta perluasan pelabuhan dan unit penjernihan air di Babat dengan kapasitas 3000 m 3/jam.

3.

Perluasan ketiga (10 Oktober 1984) Pembangunan pabrik asam phospat dan produk samping yang meliputi pabrik asam sulfat, pabrik cement retarder , pabrik aluminium fluorida, pabrik ammonium sulfat, pabrik kalium sulfat, dan unit utilitas. Perluasan ini dilakukan oleh kontraktor Hitachi Zosen Jepan g .

4.

Perluasan keempat ( 2 Mei 1986) Pembangunan pabrik pupuk ZA III oleh tenaga-tenaga PT. Petrokimia Gresik mulai dari studi kelayakan sampai pengoperasiannya.

5.

Perluasan kelima (29 April 1994) Pembangunan pabrik amoniak dan pabrik urea baru dengan teknologi proses Kellog Amerika dan ACES Jepang. Konstruksinya ditangani oleh PT. Inti Karya Persada Teknik (IKPT) Indonesia. Pembangunan dimulai awal tahun 1991. Dan ditargetkan beroperasi pada Agustus 1993. Pabrik ini mulai beroperasi mulai 29 April 1994. 3



6.

Perluasan keenam (Januari 1995) Pembangunan pupuk Fosfat 1. Pabrik ini memproduksi super phosphate-36 dimana semulanya pupuk TSP dengan kapasitas produksi 500.000 ton/ tahun (Triple Super Phosphat e).

7.

Perluasan ke tujuh Pembangunan pupuk NPK berkapasitas 300.000 ton/tahun dengan nama “PHONSKA”. Konstruksi ditangani PT. Rekayasa Industri dengan teknologi INCRO dari Spanyol. Pabrik ini telah diresmikan oleh Presiden Republik Indonesia, Abdurrahman Wahid pada tanggal 25 Agustus 2000.

8.

Perluasan delapan (1 Oktober 2003) Pembangunan pupuk NPK Blending dengan kapasitas produksi sebesar 60.000 ton/tahun.

9.

Perluasan ke sembilan (22 Maret 2005 ) Pembangunan pabrik

pupuk kalium sulfat (ZK) dengan kapasitas 10000

ton/tahun. Pabrik ini menggunakan proses Mannheim (Eastern Tech). 10. Pembangunan RF0-PFI (Phonska II) Sebagai pengembangan pabrik PF I. Kemudian disebut RFO ( Rehabilitasi Flexibelitas Operasional ). Pabrik ini memproduksi Super Phosfat – 36 (SP-36) bisa juga memproduksi phonska dengan kapasitas produksi 600.000 ton/ tahun. 11. Pembangunan pabrik

pupuk NPK

berkapasitas 69.000 ton/tahun.

granulasi I (Desember 2005) baru

Pabrik

ini memproduksi 3 macam produk

yaitu TSP, Phonska, dan Kebomas. 12. Pembangunan pabrik pupuk NPK granulasi II (April 2008) dengan kapasitas produksi 100.000 ton/ tahun. 13. Pembangunan pabrik pupuk NPK granulasi III/IV (April 2008) dengan kapasitas produksi yang juga 100.000 ton/tahun. Beroprasi sejak Februari 2009.

14. Perluasan pabrik Phonska III Pabrik phonska III merupan pengembangan dari pabrik PF II menjadi RFO. PF 1 atau pabrik Phonska III dengan kapasitas produksi 600.00 ton /tahun. 15. Perluasan Pabrik Phonska IV 4 DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG 2017


Pembangunan pabrik phonska IV dirancang untuk kapasitas produksi 600.000 ton /tahun. Pabrik ini beroprasi pada tahun 2011. 16. Pembangunan Unit Utilitas Batubara Batubara digunakan sebagai bahan bakar, sistem tungku pembakaran yang mempunyai karakteristik efisiensi bahan bakar tinggi , berkapasitas tinggi, polusi terhadap lingkungan kecil, dan manfaat ekonomis yang besar. Unit ini diresmikan pada 15 November 2010. 17. Perluasan pada tahun 2011 Perluasan yang terjadi yaitu, tangki amoniak (amoniak tank ), ekspansi pabrik Phonska IV. 18. Perluasan Dermaga Perluasan

dermaga

bertujuan

untuk

mempermudah

transportasi

dan

meningkatkan pelayan kepada konsumen seta transport bahan baku. 19. Perluasan terakhir yaitu (2014-2015) Inovasi baru yang dilakukan yaitu joint venture Petrokimia Jordan Abadi (PJA), Revamping asam fosfat, dan perluasan untuk pabrik kalium sulfat III (ZK III), IPA gunung sari, penambahan IPA gunung Sari, dan Tangki amoniak dengan 20.000 MT double wall . Saat ini proyek yang dijalankan yaitu, pengembangan ZA IV, program penggemukan sapi, dan semen Sulfat.

1.2 Lokasi dan Tata Letak Pabrik

Daerah Gresik dipilih sebagai lokasi pabrik pupuk berdasarkan hasil studi kelayakan pada tahun 1962 oleh Badan Persiapan Proyek-Proyek Industri (BP3I) yang dikoordinir oleh Departemen Perindustrian Dasar dan Pertambangan. Gresik dianggap ideal dengan pertimbangan sebagai berikut: 1. Cukup tersedianya lahan yang kurang produktif. Hal ini seperti diketahui sebelumnya bahwa Gresik merupakan salah satu daerah di Jawa Timur yang kurang subur, sehingga Pemda Jatim saat itu berkeinginan untuk menjadikan Gresik sebagai kawasan Industri dan salah satunya adalah PT. Petrokimia Gresik. 2. Tersedianya sumber air dari aliran sungai Brantas di daerah Gunungsari (Surabaya) dan Bengawan Solo di daerah Babat, Lamongan. 5 DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG 2017


3. Dekat dengan daerah konsumen pupuk terbesar, yaitu perkebunan dan petani tebu. 4. Dekat dengan pelabuhan sehingga memudahkan untuk mengangkut peralatan pabrik selama masa konstruksi, pengadaan bahan baku, maupun pendistribusian hasil produksi melalui angkutan laut. 5. Dekat dengan Surabaya yang memiliki kelengkapan yang memadai, antara lain tersedianya tenaga – tenaga terampil. PT. Petrokimia Gresik menempati lahan kompleks seluas >450 hektar di Area Kawasan Industri Gresik. Areal tanah yang ditempati berada di tiga kecamatan yang meliputi 11 desa, yaitu: 1. Kecamatan Gresik, antara lain: Desa Ngipik, Desa Tlogopojok, Desa Sukorame, Desa Karang Turi., dan Desa Lumpur. 2. Kecamatan Kebomas, antara lain: Desa Tlogopatut, Desa Randuagung, dan Desa Kebomas. 3. Kecamatan Manyar, antara lain: Desa Pojok Pesisir, Desa Romo Meduran, dan Desa Tepen.



Untuk lebih jelasnya, berikut peta lokasi Kabupaten Gresik :

Gambar 1.1 Peta Kabupaten Gresik

Gambar 1.2 Peta Lokasi PT. Petrokimia Gresik

Dasar pemilihan lokasi PT. Petrokimia Gresik berdasarkan atas pertimbangan keuntungan teknis dan ekonomi yang optimal, yaitu:



a. Karakteristik Lokasi

Pabrik ini menempati tanah yang tidak subur untuk pertanian sehingga tidak mengurangi areal pertanian, sehingga Pemda Jatim saat itu berkeinginan untuk menjadikan Gresik sebagai kawasan industri dan salah satunya adalah PT. Petrokimia Gresik. b. Ketersediaan Pasar

Pabrik berada ditengah-tengah daerah pemasaran pupuk dan terbesar. PT. Petrokimia Gresik diharapkan mampu membantu untuk memenuhi kebutuhan pupuk terutama untuk kawasan industri bagian timur yang juga terkenal sebagai daerah pertanian dan juga sebagian daerah pulau Jawa yang merupakan pasar berpotensi besar. c. Fasilitas Transportasi

Pabrik ini dekat dengan pelabuhan sehingga dapat mempermudah untuk bongkar pasang pada saat pembangunan konstruksi maupun bahan baku saat operasi maupun juga untuk pemasaran produknya. d. Ketersediaan Tenaga Kerja

Dekat dengan kota Surabaya yang merupakan pusat tersediannya tenaga terampil dan peralatan. e. Ketersediaan Air

Cukup dekat dengan sumber air dari aliran sungai Brantas dan sungai Bengawan Solo.



Gambar 1.3 Plant Layout PT. Petrokimia Gresik



PT. Petrokimia Gresik juga mempunyai dua kantor pusat, yaitu : a. Kantor Pusat

Kantor pusat PT. Petrokimia Gresik terletak di Jalan Ahmad Yani Gresik 61119. b. Kantor Cabang

Kantor cabang PT. Petrokimia Gresik terletak di Jalan Tanah Abang III No.16 Jakarta Pusat 10160.

1.3 Bahan Baku dan Produk

Pada saat ini PT. Petrokimia Gresik memiliki tiga unit pabrik, yaitu: 

Kompartemen Pabrik I-Pabrik Pupuk Nitrogen

Terdiri dari 2 pabrik ZA, yaitu 1 pabrik Ammonia, dan 1 pabrik Urea. 

Kompartemen Pabrik II-Pabrik Pupuk Fosfat dan Pupuk NPK

Terdiri dari 1 pabrik Fosfat (TSP/SP-36), 4 pabrik PHONSKA, 4 pabrik NPK Kebomas, dan 1 pabrik ZK. 

Kompartemen Pabrik III-Pabrik Asam Fosfat

Terdiri dari 5 pabrik yaitu : H 3PO4, H2SO4, AlF3, CR, dan ZA II.

1.3.1 Kompartemen Pabrik I

Kompartemen pabrik I membawahi Departemen Produksi I dengan unit produksi terbagi menajadi beberapa unit produksi, yaitu: A. PRODUK UTAMA: 1. Pabrik Amoniak

Bahan baku

: Gas alam dan Udara

Kapasitas produksi : 445.000 ton/tahun Spesifikasiproduk amoniak (SNI 06-0045-1987) : -

Kadar Amoniak

: min. 99,5%

-

Impuritis H2O

: maks. 0,5%

-

Minyak

: maks. 10 ppm

Bentuk

: cair

-



2. Pabrik Urea

Bahan baku

: NH3 dan CO2

Kapasitas Produksi : 460.000 ton/tahun Spesofikasi produk urea SNI 2801-2010: -

Kadar Nitrogen

: min. 46%

-

Impuritis H2O

: maks. 0,5%

-

Kadar Biuret

: maks. 1,2%

-

Bentuk

: butiran (prill)

-

Warna

: merah muda (subsidi) Putih (non-subsidi)

Ukuran

-

: 1-3,35mm

3. Pabrik ZA I/III

Bahan baku

: NH3 dan H2SO4

Kapasitas produksi : 410.000 ton/tahun Spesifikasi produk ZA I/III (SNI 02-1760-2005): -

Kadar Nitrogen

: min. 20,8%

-

Kadar Belerang

: min. 23,8%

-

Asam Bebas

: maks. 0.1%

Sebagai H2SO4 -

Bentuk

: Kristal

-

Warna

: orange (subsidi) Putih (non-subsidi)

B. PRODUK SAMPING

Selain produk utama juga menghasilkan bahan baku dan produk samping, yaitu: 1. CO2 Cair (SNI 06-2603-1992)

Kapasitas

: 16.600 ton

Kadar CO2

: min. 99,9%%



2. CO2 Padat/Dry Ice (SNI 06-0126-1987)

Kapasitas

: 4.000 ton/tahun

Kadar CO2

: min. 99,7%

3. Nitrogen (N2)

Kapasitas

: 500.000 Nm3/tahun (sebagai N2 Gas)

Kapasitas

: 250.000 ton/tahun (sebagai N2 cair)

4. Oksigen (O2)

Kapasitas

: 600.00 NCM/tahun (sebagai O2 gas)

Kapasitas

: 3.300 ton/tahun (sebagai O2 cair)

1.3.2 Kompartemen Pabrik II

Kompartemen pabrik II membawahi bidang produksi : 1. Pabrik Pupuk SP-36

Bahan Baku

: Batuan Fosfat, H3PO4, dan H2SO4

Kapasitas

: 1.000.000 ton/tahun

Kegunaan

: Sumber unsur hara Fosfat bagi tanaman

No SNI

: (SNI 02-3769-2005)

Spesifikasi produk

: Kadar P2O5 total : min. 36% Kadar P2O5 larut dalam asam sitrat 2% : min. 34% Kadar P2O5 larut dalam air : min. 30% Kadar Belerang sebagai S : min. 5% Kadar asam bebas sebagai H3PO4 : maks. 6% Kadar air : maks. 5% Bentuk : butiran Warna : keabu-abuan

2. Pabrik Pupuk NPK Phonska

Bahan Baku

: H3PO4, NH3, dan KCl

Kapasitas

: 2.180.000 ton/tahun

Kegunaan

: Sumber unsur hara Fosfat,Nitrogen, Kalium dan Belerang bagi tanaman 12



No SNI

: (SNI 02-2803-2000)

Spesifikasi produk

: Kadar Nitrogen : 15% Kadar P2O5 : 15% Kadar K2O : 15% Kadar air : maks. 2% Bentuk : butiran Warna : merah muda (subsidi)

3. Pabrik Pupuk NPK Kebomas

Kapasitas

: 200.000 ton/tahun

Bahan Baku

: Tergantung formula N-P-K + kombinasi (Mg/Zn/Cu/Be/Fe)

Kegunaan

: Sumber unsur hara fosfat, Nitrogen, Kalium, Magnesium, Copper , Besi, dan Zink bagi tanaman.

No SNI

: NPK padat (SNI 02-2803-2000)

Spesifikasi produk

: Kadar Nitrogen : disesuaikan Kadar P2O5 : disesuaikan Kadar K2O : disesuaikan Kadar air : maks. 2% Bentuk : powder/granule

4. Pabrik DAP (Diammonium Phosphate)

Bahan Baku

: H3PO4 dan NH3

Kapasitas

: Tergantung Pemesanan

Kegunaan

: Sumber unsur hara Fosfat dan Nitrogen bagi tanaman

No SNI

: SNI 02-2858-2005

Spesifikasi Produk : Kadar N

: min. 18% berat adbk

Kadar P2O5

: min. 46% berat adbk

Air

: maks. 2%

Impuritas logam

: Kadmium (Cd) maks. 100 ppm Timbal (Pb) maks. 500 ppm



Raksa (Hg) maks. 10 ppm Impuritas Arsen

: maks. 100 ppm

Bentuk

: Padat, Granular

Warna

: Putih

5. Pabrik Pupuk ZK (Kalium Sulfat)

Bahan Bak

: H2SO4, dan KCl

Kapasitas

: 10.000 ton/tahun

Kegunaan

: Sumber unsur hara Kalium dan Belerang bagi tanaman

No SNI

: SNI 02-2809-2005

Spesifikasi produk : Kadar Kalium sebagai K2O : min. 50% Kadar belerang : min. 17% Kadar asam bebas sebagai H2SO4 : maks. 2,5% Kadar KCl : maks. 2,5% Kadar air : maks. 1% Bentuk : powder Warna : putih

6. Pabrik HCl

Bahan Baku

: H2SO4, dan KCl

Kadar Grade A

: min. 32%, bentuk cair, tidak berwarna

Kadar Grade B

: min. 31%, bentuk cair, warna agak kekuningan

Sisa pemijaran

: maks. 0,1%

7. Pabrik Pupuk Petroganik

Bahan baku

: bahan organik

Kapasitas

: 10.000 ton/tahun

Pupuk ini berfungsi untuk meningkatkan kesuburan tanah pertanian akibat penggunaan pupuk anorganik yang berlebihan serta sumbr unsur hara Karbon organik dan Nitrogen bagi tanaman. Spesifikasi produk: C-Organik : min. 15% 14 DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG 2017


C/N ratio

: 15 – 25

pH

: 4 – 9

Kadar air

: maks. 2%

Bentuk

: granule

Warna

: coklat kehitaman

1.3.3 Kompartemen Pabrik III

Kompartemen pabrik III

untuk

bidang

produksi

membawahi

Departemen Produksi III. Departemen Produksi III terdiri atas beberapa unit: 1. Pabrik Asam Phospat

Bahan Baku

: Batuan fosfat dan H2SO4

Kapasitas

: 200.000 ton/tahun

Kegunaan

: Digunakan untuk pembuatan pupuk TSP/SP-36

No SNI

: SNI 06-2575-1992

Spesifikasi produk : KadarP2O5 : min. 50% Impuritas : SO3maks.4%, CaO maks.0,7% MgOmaks.1,7%, Fe2O3 maks. 0,6% Al2O3 maks.1,3% Cl maks. 0,04% F maks. 1% Suspended solid : maks. 1% o Specific gravity: min. 1,7% (15 C) Warna

: coklat sampaihitamkeruh

Bentuk:cair

2. Pabrik Asam Sulfat

Bahan Baku

: Belerang padat

Kapasitas

: 560.000 ton/tahun



Kegunaan

: Digunakan untuk pembuatan pupuk ZA, SP 36, SP18 Pembuatan Bahan kimia (Asam Fosfat, Tawas, PAC, Serat Rayon, Alkohol, Detergen) Industri makanan (bumbu masak, MSG, Lysine,dll) Industri Tekstil, spiritus, utilitas pabrik, danpertambangan

No SNI

: SNI 06-0030-1996

Spesifikasi produk : KadarH2SO4 : min. 98% Impuritas : Chlorida (Cl) maks.10ppm Nitrate (NO3) maks.5ppm Besi (Fe) maks.50ppm Bentuk:cair

3. Pabrik ZA II

Bahan Baku

: NH3, CO2, dan gypsum

Kapasitas

: 250.000 ton/tahun

Kegunaan

: Digunakan untuk pembuatan pupuk ZA, SP 36, SP18

No SNI Spesifikasi produk

: SNI 06-0030-1996 Kadar Nitrogen

: min. 20,8%

Kadar Belerang

: min. 23,8%

Asam Bebas

: maks. 0.1%

Sebagai H2SO4 Bentuk

: Kristal

Warna

: orange (subsidi) Putih (non-subsidi)

4. Pabrik Cemen Retarder

Bahan Baku

: Gypsum

Kapasitas

: 440.000 ton/tahun

Kegunaan

: Bahan baku pembuatansemen



No SNI

: SNI15-0715-1989

Spesifikasi produk : Kadar Ca2SO4.2H2O : min. 91% Impuritas P2O5 : 0.5% P2O5 Ws maks. 0,02% Kadarairbebas: maks.8% Fluor : maks.0,5% SO3 : min.42% AirKristal :min.19% Bentuk :butiran

5. Pabrik Alumunium F lourida

Bahan Baku

: Al(OH)3 dan H2SiF6

Kapasitas

: 12.600 ton/tahun

Kegunaan

: Bahan penurun titik lebur pada industri peleburan bijih alumunium

No SNI

: SNI06-2603-1992

Spesifikasi produk : KadarAlF3 : min.94% Impuritas: Silikat (SiO2) maks.0,20% P2O5 maks. 0,02% Besi(Fe2O3) : maks.0,07% Air : maks.0,35% Untampeddensity :0,7mg/ml AirKristal :min.19% Hilang pijar110 - 500C: maks.0,85%

1.4 Struktur Organisasi 1.4.1 Bentuk Perusahaan

PT. Petrokimia Gresik bergerak dalam bidang pengadaaan pupuk, bahan kimia dan jasa engineering . Dalam perkembangannya PT. Petrokimia Gresik telah mengalami perubahan bentuk perusahaan. Dari sebuah perusahaan umum menjadi sebuah perusahaan perseroan dan kini holding dengan PT Pupuk 17 DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG 2017


Indonesia (persero), yang merupakan salah satu Badan Usaha Milik Negara (BUMN) di bawah koordinasi Menteri Negara BUMN.

1.4.2 Logo Perusahaan dan Arti

Gambar 1.4 Logo PT Petrokimia Gresik

Logo PT Petrokimia Gresik mempunyai tiga unsur utama, yaitu: 1. Kerbau dengan warna kuning emas yang mengandung arti:  Penghormatan terhadap daerah tempat perusahaan berada, yaitu

Kecamatan Kebomas.  Sifat positif kerbau yang dikenal suka bekerja keras, ulet dan lo yal.  Warna kuning emas melambangkan keagungan.

2. Daun hijau berujung lima yang mengandung arti:  Daun hijau melambangkan kesuburan dan kesejahteraan.  Lima melambangkan kelima sila Pancasila.

3. Tulisan PG berwarna putih yang mengandung arti:  PG merupakan singkatan dari Petrokimia Gresik.  Warna putih melambangkan kesucian.

Secara keseluruhan logo perusahaan tersebut mempunyai makna: ”Dengan hati yang bersih dan suci berdasarkan kelima sila Pancasila,

Petrokimia Gresik berusaha mencapai masyarakat yang adil dan makmur menuju keagungan bangsa.”



1.4.3Struktur

Manajemen

dan

Organisasi

PT.

Petrokimia

Gresik

Ketenagakerjaan

PT. Petrokimia Gresik mempunyai tiga pabrik yang masing-masing mempunyai unit produksi berbeda-beda. Berikut adalah struktur organisasi dari Direktorat Produksi PT. Petrokimia Gresik.

Gambar 1.5 Struktur Organisasi Keterangan: 1. Direktur Produksi membawahi 4 kompartemen dan 1 Biro, yaitu: - GM Pabrik I, II, III bertanggung jawab kepada Direktur Produksi dalam pengaturan faktor produksi dan pemeliharaan peralatan di Pabrik I, II, dan III agar bisa mencapai target produksi di masing-masing unit pabrik PT. Petrokimia Gresik yang telah diterapkan oleh manajemen. - GM Teknologi bertanggung jawab kepada Direktur Produksi dalam pengendalian proses dan pengelolaan lingkungan serta mempersiapkan 19 DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG 2017


suku cadang yang akan digunakan untuk mendukung kegiatan produksi di seluruh unit pabrik PT. Petrokimia Gresik. 2. Kompartemen Pabrik I, II, III masing-masing membawahi Departemen Produksi dan Pemeliharan: - Departemen Produksi I, IIA/IIB, dan IIIA/IIIB bertanggung jawab kepada GM Pabrik I, II, dan III dalam pengaturan faktor produksi agar bisa mencapai target produksi dari masing-masing unit pabrik I, II, dan III. - Departemen Pemeliharan I, II, dan III bertanggung jawab kepada GM Pabrik I, II, dan III dalam pengaturan faktor produksi agar bias mencapai target produksi dari masingmasing unit pabrik I, II, dan III. 3. Kompartemen Teknologi membawahi 3 Departemen, yaitu: - Manager Proses dan Pengelolaan Energi bertanggung jawab kepada GM Teknologi dalam pengendalian proses dan melakukan analisa produksi bahan baku dan parameter operasi untuk mendukung pencapaian target produksi dari pabrik I, II, dan III. - Manager Lingkungan dan Keselamatan dam Kesehatan Kerja bertanggung jawab kepada GM Teknologi dalam hal pengelolaan lingkungan di seluruh unit pabrik PT. Petrokimia

Gresik

dan

memonitor, menyiapkan peralatan keselamatan kerja bagi karyawan PT. Petrokimia Gresik. - Managaer Inspeksi Teknik bertanggung jawab kepada GM Teknologi dalam memeriksa material dari peralatan pabrik untuk mendukung kegiatan produksi di seluruh unit pabrik PT. Petrokimia Gresik. Jumlah tenaga kerja di PT. Petrokimia Gresik berdasarkan data yang diperoleh dari Departemen Tenaga Kerja PT. Petrokimia Gresik periode akhir Juli 2014 berjumlah 3.312 orang, yaitu: a. Berdasarkan Jabatan  Direksi

: 5 orang

 Kakomp/Staf Utama (Eselon I)

: 26 orang

 Kadep/Karo/Kabid/Staf Utama Muda (Eselon II) : 73 orang



 Kabag/Staf Madya (Eselon III)

: 214 orang

 Kasi/Staf Muda (Eselon IV)

: 667 orang

 Karu/Staf Pemula (Eselon V)

: 1137 orang

 Pelaksana

: 1185 orang

 Bulanan Percobaan

: 5 orang

b. Berdasarkan Pendidikan Akhir  S-2

: 97orang

 S-1

: 579 orang

 D III

: 47 orang

 SLTA

: 2.437 orang

 SLTP

: 163 orang

 SD

: 0 orang

1.4.4 Manajemen Produksi

PT Petrokimia Gresik yang memproduksi pupuk Urea, ZA, dan bermacammacam pupuk majemuk, yang diproses secara kimia menetapkan dasar bagi rekruitmen operator pabrik dengan modal pendidikan minimum SLTA,

karena

masing-masing

operator

harus sudah memiliki bekal

pengetahuan ilmu kimia yang baru diajarkan oleh sekolah kepada siswa SLTA. Diharapkan dengan bekal ilmu pengetahuan yang sesuai, para karyawan mulai dari tingkat

operator

mempunyai

kesadaran

yang

tinggi

tentang

keselamatan kerja dan mengetahui bahaya dari bahan kimia yang dikelola oleh unit kerjanya.Selain itu, dengan urutan proses produksi yang kontinyu, maka PT Petrokimia Gresik mengatur jam kerja karyawannya dengan sistem shift, ini biasanya berlaku untuk karyawan yang bertugas di Unit Produksi dan Laboratorium, dengan pembagian jam kerja sebagai berikut: 1. Shift I : 07.00-15.00 2. Shift II : 15.00-23.00 3. Shift III : 23.00-07.00



Untuk mengatur jam kerja agar sesuai dengan peraturan Depnaker maka karyawan shift dibagi dalam 4 grup (grup A sampai grup D), yang jadwal kerjanya diatur dalam schedule shift. Schedule shift tersebut diatur oleh Biro Personalia PT Petrokimia Gresik dan diterbitkan setahun sekali dengan menyesuaikan hri yang berlaku di Indonesia.Disamping karyawan shift, ada juga karyawan yang bekerja non shift (normal day), ini biasanya berlaku untuk karyawan yang bekerja di kantor, dengan jam kerja: 1. Hari Senin s/d Kamis

: 07.00-16.00 (istirahat 12.00- 13.00)

2. Hari Jumat

: 06.00-16.00 (istirahat 11.00-13.00)

3. Hari Sabtu dan Minggu

: Libur

Manajemen perencanaan dan pengendalian (Candal) produksi adalah salah satu cabang dari manajemen produksi. Dengan meningkatnya kegiatan produksi maka selayaknya diikuti dengan kegiatan perencanaan dan pengendalian agar dapat menghindari penyimpangan-penyimpangan yang tidak terkendali. Kegiatan perencanaan sangat erat kaitannya dengan kegiatan pengendalian yang mana perencanaan merupakan tolak ukur kegiatan operasional, sehingga penyimpangan yang terjadi pada kegiatan dapat diketahui dan dikendalikan ke arah yang sesuai denganrancangan. Adanya keterkaitan antara pabrik I dengan pabrik II dan III, maka untuk mengatur balance produk- produk setengah jadi dari masing-masing pabrik agar sesuai dengan kebutuhan

pabrik yang lain maka diperlukan Bagian

Perencanaan dan Pengendalian Produksi dar imasing- masing pabrik. Dalam perencanaan dan pengendalian produksi, seluruh bagian candal produksi saling bekerja sama sesuai dengan area pabrik masing-masing. Untuk bagian candal produksi III bertugas merencanakan dan mengendalikan produksi di pabrik III yang mempunyai keterkaitan antar unit yang cukupkompleks. Kedudukan bagian Candal Produksi adalah merupakan staf dari Kepala Departemen Produksi. Bagian Candal produksi bertugas untuk menentukan atau menetapkan kegiatan produksi yang akan dilakukan guna mencapai tujuan perusahaan dan pengendalian proses dan hasil produksi. Tujuannya adalah menggunakan sumber daya yang seoptimal mungkin, 22 DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG 2017


berproduksi pada tingkat efisiensi dan efektivitas tinggi, berproduksi dengan biaya rendah dan menghasilkan dengan jumlah yang banyak. Tugas dan kegiatan Candal Produksi adalah: 1. Memonitor pelaksanaan rencana produksi dan mengendalikan bila terjadi penyimpangan (membuat laporan produksi dan performancenya) 2. Mengestimasi dan merencanakan jumlah produksi serta kebutuhannya sebagai fungsi waktu (menyusun target rekap tahunan) 3. Memonitor persediaan bahan baku dan bahan penolong untuk kebutuhan produksi serta meminta proses pembeliannya. 4. Merencanakan dan melakukan program evaluasi produksi dengan dasardasar statistik. Candal produksi merupakan perencanaan dan pengendalian produksi. Dalam bidang perencanaan, bagian ini bertanggung jawab menyusun alternatif rencana produksi. Dalam bidang pengendalian, bagian ini bertanggung jawab memonitor jalannya proses produksi dan memberikan saran serta usulan pengendalian kepada Kepala Departemen Produksi. Perencanaan produksi dibedakan berdasarkan jangka waktu perencanaan yaitu: 1. Perencanaan produksi jangka pendek Perencanaan penentuan kegiatan produksi dalam jangka waktu satu tahun atau kurang. Meliputi target produksi bulanan yang berisi target produksi masing-masing unit produksi, stream days, down time, concumption rate, rencana pembinaan tenaga kerja yang berisi rencana pendidikan dan latihan teknis dan manajemen, rencana perbaikan operasi, dan rencana peningkatan produktivitas efisiensi. 2. Perencanaan produksi jangka panjang Perencanaan produksi jangka panjang merupakan penentuan kegiatan produksi dalam jangka waktu lebih dari satu tahun biasanya lima tahun mendatang dengan tujuan untuk merencanakan pertumbuhan kapasitas peralatan, ekspansi pabrik dan pengembangan produk.



Di dalam menyusun rencana produksi ada 2 hal yang dijadikan pertimbangan yaitu kemampuan pasar dan kemampuan pabrik. Bagian Candal Produksi bertugas memadukan antara kemampuan pasar dan kemampuan pabrik dengan menyusun beberapa alternatif rencana produksi. Pengendalian produksi adalah kegiatan untuk mengkoordinir aktivitas pengelolaan produksi sehingga jumlah produksi dapat dicapai sesuai rencana dengan sesuai standar mutu yang tepat waktu. Suatu proses produksi agar berjalan dengan baik perlu pengendalian yang cermat. Kegiatan proses produksi diharapkan akan menghasilkan produk yang berkualitas sesuai standar, dalam jumlah tertentu yang sesuai rencana dan pada waktu yang tepat. Berdasarkan hal tersebut diatas maka pengendalian produksi juga harus meliputi ketiga unsur tersebut yaitu kualitas, kuantitas, dan waktu.

1.4.5 Fungsi Sosial dan Ekonomi Perusahaan

Sebagaiholding company PT. Pupuk Indonesia (BUMN), PT Petrokimia Gresik mempunyai fungsi sosial dan fungsi ekonomi. Hal ini tampak dalam Tri Misi BUMN , yaitu: 1. Sebagai suatu unit ekonomi yang produktif, efisien, dan menguntungkan. 2. Sebagai stabilisator ekonomi yang menunjang program pemerintah. 3. Sebagai unit penggerak pembangunan untuk wilayah sekitarnya. Fungsi sosial yang diemban adalah menampung tenaga kerja, membina sistem bapak angkat, mengadakan loka latihan ketrampilan, membangun sarana ibadah dan mendirikan koperasi karyawan, membina mahasiswa kerja praktek, penelitian, tugas akhir dan sebagainya. Adapun fungsi ekonomisnya adalah menghemat dan menghasilkan devisa sebagai sumber pendapatan negara serta sebagai pelopor pembangunan daerah Gresik yang tangguh dalam upaya menunjang industri nasional.

1.4.6 Koperasi Kesejahteraan Karyawan Petrokimia Gresik (K3PG)



K3PG adalah badan usaha yang berbentuk koperasi, didirikan pada tanggal 13 Agustus 1983. Fungsi dari K3PG adalah:  Sebagai salah satu anggota dari Petrokimia Gresik Group yang banyak

bergerak di bidang perkoperasian.  Sebagai sarana Petrokimia Gresik Group dalam membina ketenangan kerja.  Membuka lapangan kerja bagi masyarakat.

Bidang usaha K3PG adalah: 1. Unit pertokoan 2. Unit apotek 3. Unit kantin 4. Unit pom bensin (SPBU) 5. Unit simpan pinjam 6. Jasa cleaning service/house keeping 7. Servis AC, photo copy, jasa pelayanan umum, dan jasa persewaan mobil

1.4.7 Anak-anak Perusahaan PT. Petrokimia Gresik

PT. Petrokimia Gresik mempunyai beberapa anak perusahaan dan juga perusahaan patungan yang membantu keberlangsungan produksi di PT. Petrokimia Gresik. Berikut beberapa anak perusahaan dan perusahaan patungan dari PT. Petrokimia Gresik: 1. PT. PETROKIMIA KAYAKU

Pabrik formulator pestisida ini hasil kerjasama PT. Petrokimia Gresik (60%) dengan Nippon Kayaku dan Mitsubishi Corp. yang masing-masing memiliki saham (20%). Pabrik beroperasi pada tahun 1977 dengan hasil produksi sebagai beikut: 

Pestisida cair dengan kapasitas 3.600 ton/tahun.



Pestisida butiran dengan kapasitas 12.600 ton/tahun.



Pestisida tepung dengan kapasitas 1.800 ton/tahun.

2. PT. PETROSIDA



Perusahan ini menghasilkan bahan aktif pestisida, dan saham PT. Petrokimia Gresik sebesar 99,9 %. Beroperasi mulai tahun 1984 dan dimaksudkan untuk memasok bahan baku PT. Petrokimia Kayaku. Jenis produk yang dihasilkan adalah sebagai berikut: 

BPMC

: 2.500 ton/tahun



MIPC

: 700 ton/tahun



Diazinon

: 2.500 ton/tahun



Carbofuron

: 900 ton/tahun



Carboxyl

: 200 ton/tahun

3. PT. PETRONIKA

Merupakan perusahaan patungan antara PT. Petrokimia Gresik (20%) dengan Nippon Indonesia Kazosai (80%). Beroperasi mulai tahun 1985, dengan hasil produksinya Diocthyl Phthalate (DOP) dengan kapasitas 30.000 ton/tahun.

4. PT. PETROWIDADA

Perusahaan ini merupakan hasil patungan dari PT. Petrokimia Gresik dengan saham (1,47 %). Beroperasi sejak tahun 1990, dengan hasil produksi:  Phthalic Anhydride

:

30.000 ton/tahun

 Maleic Anhydride

: 1.200 ton/tahun

5. PT. PETROCENTRAL

Perusahaan ini merupakan hasil patungan antara PT. Petrokimia Gresik (9,8%), PT. Kodel Jakarta (10,83%), PT. Supra Veritas (6,37%), PT. Salim Chemical (6,37%), PT. Fosfindo Surabaya (12,74%), dan PT. Unggul I.C (53,89%). Mulai beroperasi tahun 1988dengan hasil produksinya adalah: a. Phthalic Anhydride dengan kapasitas produksi 70.000ton/tahun. b. Meleic Anhydride dengan kapasitas produksi 3.200ton/tahun. 26 DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG 2017


6. PT. KAWASAN INDUSTRI GRESIK

Perusahaan ini merupakan patungan antara PT. Petrokimia Gresik dan PT. Semen Gresik dengan saham masing-masing 35% dan 65%. Perusahaan ini menyiapkan kavling industri siap pakai seluas 135 ha, termasuk Export Processing Zone (EPZ).

7. PT. PUSPETINDO

Perusahaan patungan antara PT. Petrokimia Gresik dengan kepemilikan saham sebesar 33,18 % dan perusahaan lain sebesar 66,82 %, yang bergerak di bidang: Pressure Vessels, Heat Exchanger, Tower .

1.5 Keselamatan dan Kesehatan Kerja

PT Petrokimia Gresik adalah sebuah perusahaan besar dengan ribuan tenaga kerja. Keselamatan dan kesehatan tenaga kerja merupakan salah satu hal utama yang harus dijaga agar produktivitas kerja tetap tinggi. Oleh karena itu, prinsip-prinsip Keselamatandan Kesehatan Kerja (K3) diterapkan di PT Petrokimia Gresik dalam seluruh kegiatannya. Pelaksanaan K3 di PT Petrokimia Gresik merupakan penjabaran dari Undang-Undang No. 1/1970 tentang Keselamatan Kerja dan Peraturan Menteri Tenaga Kerja: PER/05/MEN/1996 tentang Sistem Manajemen K3.

1.5.1 Kebijakan K3

Sesuai dengan nilai-nilai dasar tersebut, Direksi PT Petrokimia Gresik menetapkan kebijakan K3 sebagai berikut: 1. Direksi berusaha untuk selalu meningkatkan perlindungan K3 bagi setiap orang yang berada di tempat kerja serta mencegah adanya kejadian dan kecelakaan yang dapat merugikan perusahaan. 2. Perusahaan menerapkan UU No. 1/70 tentang K3, PERMEN No. 05/MEN/1996 tentang SMK3 serta peraturan dan norma di bidang K3.



Setiap pejabat dan pimpinan unit bertanggung jawab atas dipatuhinya ketentuanK3 oleh setiap orang yang berada di unit kerjanya. 3. Setiap orang yang berada di tempat kerja wajib menerapkan serta melaksanakan ketentuan K3. 4. Dalam hal terjadi keadaan darurat dan/bencana pabrik, seluruh karyawan wajib ikut serta dalam melakukan tindakan penanggulangan.

1.5.2 Alat Pelindung Diri

Alat pelindung diri bukan merupakan alat untuk melenyapkan bahaya di tempat kerja tetapi hanya suatu usaha pencegahan dan mengeliminir kontak antara bahaya dan tenaga kerja sesuai dengan standar kerja yang ditetapkan. Sesuai dengan UU No. 1 tahun 1970, penyediaan alat pelindung diri menjadi kewajiban dan tanggung jawab bagi pengusaha atau pimpinan perusahaan. Macam-macam alat pelindung diri: 1. Topi Keselamatan, alat pelindung mata (eye google) 2. Pelindung muka ( face shield ),pelindung telinga,pelindung pernapasan 3. Kerudung kepala,sarung tangan,sepatu pengaman 4. Baju pelindung

1.6 Penanganan Limbah

Perusahaan yang bererak dalam industry kimia, PT. Petrokimia Gresik sadar dalam memperhatikan masalah lingkungan baik yang bersifat teknis maupun sosial, sehingga keberadaan perusahaan ini tidak menimbulkan dampak yang negatif terhadap lingkungan sekitarnya. Komitmen PT. Petrokimia Gresik sebagai perusahaan pemerhati lingkungan di perteas dengan terbentuknya Biro Lingkungan dibawah koordinasi Direktorat Penelitian dan Pengembangan. Unit ini bertugas menawasi segala kegiatan yang ada di kompleks industri PT. Petrokimia Gresik yan berkaitan dengan masalah lingkungan, sehingga diharapkan masalah lingkungan dapat ditangani denan baik. Mendukung program “Industri Berwawasan Lingkungan” setiap unit produksi sudah dilengkapi dengan peralatan untuk menangani limbahj., baik limbah cair, padat 28 DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG 2017


maupun gas. Limbah yang dihasilkan Pabrik ZA II sendiri menghasilkan 3 jenis limbah yaitu: 1. Limbah cair 2. Limbah gas 3. Limbah padat Sumber-sumber limbah antara lain: 1. Limbah cair Limbah cair ini berasal dari air bekas penyemprotan kebutuhan mesin akibat endapan kristal ZA. Limbah cair ini mengandung kandungan Fe yang berasal dari seksi netralisasi yaitu penambahan H2SO4 98%. 2. Limbah gas Limbah gas yang terdapat pada pabrik ZA II ini berasal dari dryer cooler. Limbah gas ini berupa debu ammonium sulfat yang berterbangan saat dilakukan pengeringan kristal di dryer coler. 3. Limbah padat Limbah ini merupakan hasil samping dari ZA II, limbah ini berupa padatan kapur (CaCO3) yang berasal dari unit filtrasi.

1.6.1 Pengolahan Limbah Cair

Limbah cair ini mengandung kristal ammonium sulfat. Limbah cair yang dihasilkan dialirkan di bak penampung. Di bak penampung, limbah cair di tambhakan larutan aslam fosfat (H3PO4) untuk dihilangkan kandungan besinya. Limbah cair tanpa kandungan Fe tersebut di alirkan ke tangki penampung sementara (D 302). Limbah cair tanpa Fe tersebut dapat digunakan sebagai cadangan mother liquor bila supply liquor dari tangki mother liquor (D 301) tidak mencukupi. Reaksi : Fe2O3 + 2H3PO4 2FePO4 + 3H2O Bila limbah cair yan dihasilkan berlebihan dan tidak dapat tertampung lagi di tangki D 302 maka limbah cair tanpa kandungan Fe di alirkan ke bak iso. Bak iso dilengkapi dengan coil yang berfungsi untuk mengikat NH 4+. Uraian Proses: 29 DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG 2017


Limbah cair dialirkan kedalam bak iso kemudian ditambahkan NaOH sehingga pHnya minimal diatas 6. Limbah cair tersebut dihilangkan ion NH 4+ dengan member aliran listrik pada coil . Limbah cair yang dihasilkan adalah limbah cair asam yang mengandung asam sulfat, kemudian limbah cair dialirkan ke instalasi Pengolahan Air Limbah (IPAL) terpadu. Didalam IPAL limbah cair yang bersifat asam dinetralkan dengan dialirkan ke kolom aqualizer untuk diendapkan residunya dengan penambahan Ca(OH) 2. Endapan yang dihasilkan adalah endapan CaSO4 yang kemudian di recovery kembali sebagai bahan baku pupuk SP-36.

1.6.2 Pengolahan Limbah Gas

Limbah gas ditambah udara panas yang telah dilewatkan filter. Udara panas dan uap air tersebut ditarik ke udara dengan bantuan exhaust fan (C 302). Dengan adanya debu ammonium sulfat yang terikut dalam udara maka pada exhaust fan (C 302) dilengkapi denan wet cyclone (D 303) dan wet Cyclone (D 309) untuk menangkap debu tersebut. Didalam wet cyclone debu panas dari rotary dryer disemprot dengan H2O sehingga debu ammonium sulfat tersebut menjadi basah, lalu debu basah turun secara gravitasi dan ditampung ke tanki (D 307) untuk dilarutkan kembali kemudian dialirkan ke tangki mother liquor (D 301) untuk direcycle kembali sebagai larutan mother liquor di dalam saturator. Uadar dari wet cyclone cukup bersih dan dihisap oleh exhaust fan (C 302) untuk dibuan ke atmosfer.

1.6.3 Pengolahan Limbah Padat

Limbah padat yang berasal dari pemisahan antara ammonium sulfat dan kapur terjadi di unit filtrasi. Limbah kapur yang tidak digunakan lagi dalam proses maka akan ditampung di storage dan langsun masuk bagging dan siap untuk dipasarkan. Kadar kapur yang masih mengandung ammonium sulfat 2% maka dapat dijual ke petani. Petani yan menggunakan limbah kapur ZA II salah satunya adalah petami di daerah Madura.



BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Deskirpsi Proses

Departemen Produksi III A merupakan unit pabrik Asam Fosfat, unit ini beroperasi sejak 1984 yang terdiri dari 5 pabrik, yaitu Pabrik Asam Fosfat (100% P2O5), Pabrik Asam Sulfat, Pabrik Aluminium Fluorida, Pabrik Cement Reta rder, dan Pabrik ZA II. Berikut adalah deskripsi proses dari seriap pabrik yang ada di Departemen Produksi III A:

2.1.1 Proses Produksi Unit Asam Phospat (H 3PO4)

Pabrik Asam Phospat berkapasitas 610 ton P 2O5/hari. Teknologi proses yang digunakan adalah Nissan C Process. Proses ini diklasifikasikan dalam kategori pembuatan PA dengan proses hemyhidrate-dyhidrate.

Gambar 2.1 Blok Diagram Unit Asam Fosfat (H 3PO4) Uraian Proses : Phosphaterock sebagai bahan baku utama pada pembuatan asam fosfat dihancurkan dalam grinder yang kemudian dihaluskan dengan screen and ball mill untuk umpan reaksi.Proses reaksi antara phosphate rock dengan asam sulfat menjadi fosfat terjadi dalam reaktor dengan suhu 90-104 oC. Reaksi

: Ca3(PO4)2 + 3H2SO4 + 6H2O 3CaSO4.2H2O + 2 H3PO4

Selanjutnya dilakukan penyerapan SiF 4 dan HF dengan menggunakan larutan H2SiF6 encer sehingga menjadi H 2SiF6 dengan konsentrasi 18-20%. 31 DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG 2017


Hemyhidrate slurry melalui proses filtrasi dimana filtrat dari filtrasi kedua digunakan sebagai returnacid . Kemudian dilanjutkan dengan proses hidrasi hemyhidrate

cake dengan

asam

sulfat.

Filtrat

dari

proses

filtrasi

dehydrateslurry digunakan untuk pencucian pada hemyfilter sedangkan cake dijadikan produk berupa phosphogypsum. Hasil filtrat yang awalnya memiliki kadar P2O5 45% dipekatkan menjadi asam fosfat pekat 54%.

2.1.2 Proses Produksi Unit Asam Sulfat (H 2SO4)

Pabrik asam sulfat di PT Petrokimia Gresik (Gambar 1.1) beroperasi satu stream dengan kapasitas 1800 ton/hari melalui proses Hitachi Zosen/ T.J. Browder doublecontact dan doubleabsorbtion (DC/DA).

Gambar 2.2 Blok Diagram Asam Sulfat (H 2SO4) Uraian Proses : Belerang dicairkan dengan melter dengan tekanan steam ditambahkan kapur bubuk untuk menetralkan freeacid . Kemudian mereaksikan sulfur dengan oksigen/udara. Sulfur cair yang masuk ke sulphur furnace di- spraykan melalui sulphur burner dan direaksikan dengan udara kering dari dryingtower menjadi gas SO2. Suhu outletfurnace sekitar 1050oC. Reaksi : S + O 2 SO2 + 70.96 x 10 3

kcal

/kgmol

Proses yang mengandung gas SO 2 dengan temperatur 430 oC masuk ke converterbed 1 yang mana sekitar 60% dari gas SO 2 diubah menjadi SO 3 dengan katalis V2O5. 32 DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG 2017


Reaksi : SO2 + 1/2O2 SO3 + 23.49 x 10 3kcal/kgmol Udara dari atmosfer dihisap melalui air blower lalu menuju ke drying tower untuk dikontakkan dengan H 2SO4 pekat 98,5%. Reaksi

: SO3 + H2O

 H2SO4 + 32.8

kcal

/kgmol

2.1.3 Proses Produksi Unit Alumunium Fluorida (AlF3)

Pabrik AlF3 mampu menghasilkan kristal alumunium fluorida anhidrit sebanyak 41 ton/day. Kemurnian produk minimum adalah 96%, produk berupa kristal warna putih dengan diameter antara 45-150 m, dan tidak higroskopis.

Gambar 2.3 Blok Diagram Aluminium fluorida (AlF 3) Uraian proses : H2SiF6 yang merupakan hasil samping dari pembuatan asam fosfat, kemudian dipanaskan sampai suhu 65-70 oC kemudian direaksikan dengan aluminium hidroksida. Reaksi berlangsung secara eksotermis selama 11-13 menit. Reaksi

: 2 Al(OH)3 + H2SiF62AlF3 + SiO2 + 4H2O

Pemisahan SiO2 menggunakan centrifuge untuk menghilangkan precipitated silika dari AlF3 supersaturated .Sedangkan pengkristalan AlF 3 dilakukan dalam crystalizer dengan temperatur 95oC dan waktu kristalisasi 4-5jam. Free moisture dan dihidratedwater (air kristal) dalam aluminium fluorida dihilangkan dengan pemanasan pada calciner . Reaksi

: AlF3.3H2OAlF3 + 3H2O



Selanjutnya dilakukan pendinginan sampai 40 oC dalam cooler dan akhirnya dilakukan pengantongan.

2.1.4Proses Produksi Unit CementRetarder

Pabrik cement retarder mempunyai kapasitas sebesar 1700 ton/hari dalam bentuk granul. Kegunaan cement retarder ini merupakan bahan mentah pabrik semen yang berfungsi sebagai penunda dalam setting time. Pemakaian cement retarder dalam pabrik 4-5% per produk semen.

Gambar 2.4 Blok Diagram Cement Retarder Uraian proses : Impuritas dihilangkan dari phosphogypsum menjadi purifiedgypsum kemudian diencerkan dengan kosentrsi 35%. Purified gypsum dikeringkan terlebih dahulu untuk selanjutnya dikalsinasi. Sebelum masuk calciner ditambahkan kapur terlebih dahulu untuk menetralkan gypsum. Berikutnya yaitu proses granulasi dengan menambah steam dan air panas. Setelah berbentuk granul, dilakukan screening agar produk memiliki bentuk dan ukuran yang seragam. Sebelum Cemen Retarder dikirim ke user dilakukan curing selama 3 hari untuk menambah kekerasan/kekuatan dan untuk menurunkan kadar air.

2.1.5 Proses ProduksiZA II



Pabrik ZA II ( ZwevelzulreAmmonia II) didesain dengan kapasitas 1000 ton/hari. Proses yang digunakan adalah proses ICI/Chemico untuk tahap reaksinya dan SSIC untuk evaporator kristaliser.

Gambar 2.5 Blok Diagram ZA II Uraian Proses: Suhu gas CO 2 yang terdapat didalam tube di turunkan sampai 27 C sedangkan amonia cair diubah menjadi gas dengan memasukkanya ke sisi shell kemudian masuk dalam Carbonation tower . Reaksi utamanya

:2NH3 (g) + CO2 (l) + H2O (l)  (NH4)2CO2 (l)+ Q

CarbonateLiquor dan posphogypsum membentuk reaction magma dan gas srubber menyerap gas NH3 dan CO 2 yang lolos di seksi Carbonation, Reaction, Filtration dan Neutralization. Selanjutnya pada primary filter larutan ZA dipisahkan filtrat ( strong liquor ) sebagai produk filter dan cake yang dilarutkan dengan weak liquor untuk diumpankan ke secondary filter.Pada tahapan netralisasi, kelebihan NH3 dan ammonium karbonat dinetralkan dengan H2SO4 menjadi ZA tambahan, sedangkan CO 2 terlepas. Proses evaporasi dilakukan dalam tiga evaporator. Evaporator pertama untuk memekatkan larutan sampai jenuh, evaporator kedua berfungsi memekatkan larutan menjadi lewat jenuh hingga terbentuk kristal. Proses pada evaporator III mirip dengan evaporator II. Sebelum dilakukan pengeringan, slurry dipompa ke centrifuge 35 DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG 2017


untuk menaikkan kosentrasi 25% menjadi 40%. Kristal basah dikeringkan dengan hembusan udara panas furnace pada bagian Drying sedangkan bagian cooler kristal didinginkan dengan udara dari cooler air feed fan.Produk kristal selanjutnya dikirim ke pengantongan.

2.2 Spesifikasi Bahan Baku dan Produk 2.2.1 Spesifikasi Bahan Baku

Bahan baku pembuatan ZA II ini antara lain adalah aminia, karbondioksida, phospo gypsum dan asam sulfat. Spesifikasinya sebagai berikut: 1. Ammonia (NH3) Bentuk

: Cair, Gas

Suhu

: -33oC (Cair), 35-45 oC

Tekanan

: Atmosferik (Cair), 1.2 – 1,3 kg/cm2

Kandungan

: 99%-99.5%

Sumber

: Departemen I (gas dan cair), Departemen II (cair)

2. Karbondioksisa (CO2) Bentuk

: Gas

Suhu

: 35oC

Tekanan

: 0.44 kg/cm2

Kandungan

: 99% min

Sumber

: Departemen I

3. Asam Sulfat Bentuk

: Cair

Suhu

: 34oC

Tekanan

: atmosferik

Kandungan

: 98.5%

4. Fosfo Gypsum Bentuk

: Padat

CaSO4.2H2O

: 97% min

F total

: 0.69% min 36



P2O5 Total

: 0.33% min

CaO

: 3.69% min

2.2.2 Spesifikasi Bahan Pembantu

Selain bahan utama yang telah disebutkan diatas, terdapat bahan pembantu yang membantu dalam terbentuknya produk sesuai dengna yang diharapkan. Bahan pendukung yang digunakan yaitu: 1. Anti Cacking ( AFFA / Anti Free Flowing Agent ) Zat ini di gunakan dalam dyer karena larutan ini akan melapisi tiaptiap molekul kristal sehingga Kristal ammonium sulfat tidak akan menggumpal walaupun disimpan dalam waktu 6 bulan. Sifat fisika: -

Bentuk

: Padatan

-

Ketampakan

: Kuning-Coklat

-

SG (Spesific Gravity)

: 0.800-0,950 (700 C)

-

Viskositas

: 50 cps pada 700C

-

Titik leleh

: 600C (PT Petrosida Gresik)

Pengugunaanya dengan cara pengenceran yaitu 1 liter larutan dilarutkan dengan 20 liter air pada anti cacking tank (TK 303). 2. Pewarna Penambahan zat pewarna pada unit ZA II ini digunakan untuk membedakan produk ZA yang bersubsidi dan non subsidi. Pewarna ini merupakan produk dari PT. Petrosida. Warna yang digunakan adalah warna orange.

2.2.3 Spesifikasi produk

Spesifikasi produk yang dihasilkan dari unit ZA II yaitu Kristal ZA (ammonium sulfat) dengan pesifikasi sebagai berikut: 1. Bentuk

: Padatan (Kristal)

2. Mesh

: 30 Mesh min 55% 37



3. Asam Bebas

: 0.1% max

4. Nitrogen

: 20.8%

5. H2O

: 1,0% max

2.3 Konsep Proses

Unit ZA II ( Zwavelzur amomniak II) merupakan salah satu unit produksi di Departemen Produksi II, dimana unit ini memiliki kapasitas produksi lebih besar dari pada ZA I/III yang ada di Department produksi I. Awalnya kapasitas unit produksi pupuk ZA II ini adalah 810 ton/hari (kristal ZA) karena permintaan pasar yang semakin besar maka,saat ini desain proses produksi ZA II ditingkatkan kapasitasnya menjadi 1000 ton/hari. Proses yang digunakan dalam unit produksi ZA II adalah ICI (CHEMICO) untuk reaksinya dan SSIC untuk evaporatornya. Pembuatan ZA II terdiri dari bagian inti proses, yaitu Carbonation, Reaction, Filtration, Neutralizer, Evaporation, Drying & Cooling dan Bagging . Pembuatan pupuk ZA dimulai dengan mereaksikan NH 3, H2O dan CO2 sehingga terbentuk amonium karbonat (NH 4)2CO3. Amonium karbonat kemudian akan direaksikan dengan fosfo gypsum CaSO4.2H2O yang akan menghasilkan larutan pupuk ZA (NH4)2SO4 dan kapur CaCO3. Kapur dan larutan ZA akan dipisahkan kemudian ditambahkan asam sulfat sebagai reaktan murni , karena adanya kenaikan kapasitas produksi,maka ditambahkan 2 reaktor. Berkenaan dengan penambahan reaktor maka , neutralization tank berfungsi sebagai pumping tank. Selanjutnya hasil dari netralisasi tersubut atau Neutralization Liqour (NL) di pekatkan hingga membentuk kristal dalam evaporator,kemudian dikeringkan dan didingankan, barulah kristal ZA siap dikemas. Reaksi yang terjadi pada unit ZA II adalah sebagai ber ikut: 2NH3 + CO2 + H2O (NH4)2CO3 + CaSO4.2H2O

(NH4)2CO3 (NH4)2 SO4 + CaCO3 + 2H2O

2.4 Langkah Proses

Proses pada unit ZA II di Departemen Produksi III berlangsung seperti alur pada gambar berikut:



Gambar 2.6 Langkah proses pembuatan ZA di unit ZA II

2.4.1 Alur Proses

Seperti yang sudah dijelaskan sebelumnya, proses pembuatan ZA di unit ZA II ini terdiri dari enam inti proses, yaitu Carbonation, Reaction, Filtration, Neutralizer, Evaporation, dan Drying and Cooling . Pada bagian ini akan dijelaskan secara terperinci mengenai masing-masing inti proses tersebut. 1. Seksi 5100 (Carbonation Section)

Pada seksi ini akan direaksikan ammonia (NH3) vapor dengan karbondioksida (CO 2 ) uap dan air (H2O) sebagai scrubber liquor yang 39 DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG 2017


menghasilkan ammonium karbonat (NH 4)2CO3 atau biasa disebut carbonat liquor (CL) yang terjadi dalam carbonation tower . Berikut reaksi yang berlangsung : Reaksi Utama:2NH3 + CO2 + H2O

(NH4)2CO3 Q =+ 22080 Kj/mol

Reaksi Samping: NH3 + CO2 + H2O

NH4HCO3

Q = + 14100 K/mol

Selengkapnya proses pada seksi ini dapat dilihat dalam PFD berikut: U. 5100 CARBONASI REIVSI LINE DARI NH3 PLANT BARU

Gas keT-5201

Scrabbber Liq from P-5203 AB

P-5207AB

LPS

CO2 gas 35 C

CW E-5104

1.2 Kg/Cm2

T-5101

E-5101

LPS

CW

E-5103 TK-5103

NH3 Liq -33 C 5 Kg/Cm2

CL

C-5101 D-7301

P-5101AB

CO2 Cond ke C5302A/B P-7302AB

Gambar 2.7 PFD Carbonation Section Untuk mencapai produk yang diinginkan, ada beberpa hal yang perlu diperhatikan pada seksi ini yaitu: 1. NH3 dibuat excess dengan rasio feed /jam CO2 : NH3 = 1,3 - 1,35 Perbandingan ini sangat penting dalam pembentukan produk yang diinginkan yaitu ammonium karbonat, karena bila terlalu banyak CO 2 akan membentuk ammonium bikarbonat. Rasio yang tinggi akan menyebabkan kenaikan tekanan parsial dari CO2. Naiknya tekanan parsial CO2 di dalam Carbonation Tower akan mengakibatkan terjadinya foaming ,seperti minuman berkarbonasi, yang akan berimbas pada buntunya nozzle vent . Sedangkan apabila rasionya berkurang maka akan



meningkatkan tekanan parsial NH 3 yang berimbas pada naiknya lime terlarut yang akan menyebabkan larutan akan susah di evaporasi. 2. Tekanan operasi = atmosferik – 1,3 kg/cm. 3. Temperature operasi = 40-65oC. Sebelum masuk kedalam carbonation tower , bahan bakuharus mendapatkan pretreatment lebih dahulu. Untuk bahan baku pertama yaitu NH3 (ammoniak). Ammoniak di supply dari Department I dengan suhu 35450C dengan tekanan 1,2-1,3 kg/cm 2, kondisi ammoniak ini dapat langsung di feeding dari bagian bawah carbonation tower dan sisanya dialirkan menuju reaktor R-5401, R-5403, dan R-5501. Namun, apabila ammoniak yang didapatkan berfase uap maka harus dicairan terlebih dahulu. Biasanya Ammoniak cair dengan suhu -30 oC dari TK 801 dipompa dengan P7301 AB dimasukkan ke shellside dari E 5103. LPS (Low Pressure Steam) dengan tekanan 2 kg/cm2 dari tube side E5103 menyebabkan ammoniak menguap menjadi gas (4oC). Gas ammoniak dari E 5103 dipanaskan lagi dengan steam di E5104 (ammoniak superheat er) hingga suhu 27 oC kemudian dimasukkan ke T5101 (carbonation tower ). CO2 diambil dari ammoniak plant (Departemnet 1), karena kondisi CO 2 yang sudah tidak mengandung air, maka selanjutnya dikompresi dalam kompresor hingga bertekanan 1,2 kg/cm2 dengan suhu kurang lebih 80 0C. CO2 yang sudah mempunyai tekanan 1,2 kg/ cm 2akan dimasukkan dalam carbonation tower . Sedangkan air sebagai scrubber liquor adalah proses kondensat (uap hasil evaporator II dan III yang sudah dicairkan), sehingga mengandung ammoniak dan CO 2 terlarut. Scrubber Liquor diperoleh dari unit scrubber T-5201. Di Scrubber terjadi proses scrubbing exhaust gas dari berbagai unit oleh process condensate. Produk T-5201 akan dialirkan menuju bagian atas carbonation tower untuk direaksikan dengan ammonia dan CO 2. Carbonated Liquor (CL) atau (NH4)2CO3 keluar dari bagian bawah carbonation tower dengan suhu sekitar 65 oC. CL yang keluar akan didinginkan kembali sampai suhunya menjadi 51 oC di E-5102. Setelah keluar dari E-5102, CL disirkulasi kembali ke dalam carbonation tower 41 DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG 2017


dan sebagian lagi dipompa dengan P-5101 A/B menuju Storage Tank TK5103.

Dari TK-5103, CL akan dipompa menuju seksi reaksi untuk

direaksikan dengan gypsum. Sedangkan gas CO 2, NH3,dan uap air yang lolos dari T-5101 akan dialirkan ke scrubber untuk di- scrub dengan proses kondensat.

2. Seksi 5200 (Reaction Section) U. 5200 REACTION & GAS SCRUBBER

ATM GYPSUM Reaction Magma ke Fil5301 AB

D 5204 M-5212 WQ-5205

GAS EX T-5101 GAS EX M-5311 GAS EX Filter

M-5213

GAS EX R-5402 D-5201 A

D-5201 B

CW E 5201

Lic C F

CL

LPS

R-5201 A

R-5201 B

R-5201 C

T 5201 R-5201 D

P 5201

P 5203AB

C 5201

P-5202 AB

Scrubber liq. ke P 5207AB COND RETURN KE D-5501

PROC COND FROM T-5501

LC-5202

Gambar 2.8 PFD Reaction Section Pada seksi ini akan direaksikan antara gypsum (CaSO4.2H2O) dan Carbonated Liquor ((NH4)2CO3) dari storage tank TK-5103. Hasil dari reaksi di seksi ini adalah kapur dan larutan Ammonium Sulfat atau ZA. Pada seksi ini juga terdapat proses scrubbing exhaust gas dari berbagai unit oleh scrubber T5201. A. Reaction Gypsum yang direaksikan dalam tahap ini berasal dariby product pabrik PA (Phosphate Acid). Gypsum yang baik mempunyai nilai pH min 1,7. Kurang dari nilai tersebut, maka akan terjadi foaming dan akan menghambat aliran keluar dari reaktor.



Feedinggypsum ke reaktor bisa langsung dari pabrik asam fosfat atau dari open storage di ZA II. Gypsum dari PA diangkut dengan sistem conveyor sampai ke damper M7119-1-2. Damper ini mengatur jumlah bagian yang ke reaktor dan ke openstorage. Conveyor yang digunakan ke reaktor antara lain: M7119-2, M5212, dan M5213. Bila gypsum diambil dari openstorage, maka dengan payloader dimasukkan ke hopper D5204 yang terletak di atas M5212. Pada M5213 terdapat pengukur flowgypsum (weigher ) WQ 5201. Di atas reaktor pertama (A atau B) terdapat vortexmixer D5201AB. Gypsum yang masuk ke vortexmixer dicampur dengan slurry dari pompa sirkulasi P5202. Flow CL (amonium karbonat) diatur dengan FCV 5105 yang di- cascade-kan dengan WQ 5201. Di atas reaktor A dan B, R.5201 A dan B terdapat vortex mixer . Vortex mixer ini berguna untuk melancarkan proses masuknya padatan gypsum karena ada gaya sentrifugal atau pemusing. Terbaru saat ini gypsum

hanya

dimasukkan

ke

reaktor

A karena lebih

efisien.

Carbonated liquor akan diumpankandari arah samping. Reaksi yang terjadi dalam reaktor adalah: (NH4)2CO3 + CaSO4.2H2O

(NH4)2SO4 + CaCO3 + 2H2O Q = -2.7 kkal/mol

Reaktor tempat terjadinya reaksi di atas merupakan reaktor berpengaduk (CSTR) dan disusu seri. Konversi keseluruhan dari reactor ini dapat mencapai 30%. Produkkeluaran reaktor disebut sebagai slurry magma. Untuk mendapatkan konversi yang lebih tinggi, carbonated liquor (CL) dibuat berlebih. Kelebihan CL diatur berdasarkan kandungan NH3 sisa yang terkandung dalam larutan yang keluar dari reaktor terakhir. Reaksi dapat dipercepat atau diperlambat dengan pengaturan kelebihan CL, namun hal yang perlu diperhatikan bahwa kelebihan CL dapat menimbulkan foaming pada slurry magma apabila kondisi CL terlalu basa (NH 3 dalam CL terlalu tinggi). Foaming akan menghambat kerja dari pompa. Suhu reaktor pertama dijaga di sekitar 65 oC sedangkan di reaktor berikutnya 70-73oC, hal ini karena reaksi di atas meyerap energi atau membutuhkan panas. Menjaga suhu tersebut agar tetap 65 oC maka dibutuhkan steamke dalam heating coil yang terdapat di dalam reaktor. Waktu tinggal



keseluruhan dari semua senyawa yang ada di dalam reaktor adalah 6 jam dengan kecepatan pengadukan 15 rpm. Lebih dari waktu tersebut dapat menimbulkan kelebihan kapur dalam SM sehingga membuatnya sulit dipompa. Aliran slurry magma dari reaktor pertama menuju reaktor lainnya menggunakan system overflow yang memanfaatkan gaya gravitasi sehingga dalam transportasinya reaktor tidak dilengkapi dengan pompa. Pada awal perancangan, reaktor dibuat dalam lima susunan. Yang terbaru saat ini reaktor yang difungsikan

hanya tiga. Reaktor R-5201D saat ini hanya

difungsikan sebagai tanki penampungan SM yang dilengkapi pompa P-5201 untuk mentransportasikan SM ke seksi filtrasi. Penggunaan 3 reaktor dimaksudkan untuk menecegah pembentukan chalk cake yang terlalu halus sehingga akan mengurangi efesiensi dari unit filtrasi. B. Scrubbing Gas scrubbing berguna untuk menangkap kembali gas-gas yang lolos dari berbagai unit dan digunakan kembali pada unit lain, dalam hal ini adalah carbonation tower. Gas yang di-scrub adalah gas dari carbonation tower,vacuum pump, bagian netralisasi, reaktor dan bagian filtrasi. Saat ini exhaust gas yang ikut diserap untuk dialirkan ke gas srubber juga berasal dari seksi #5400 pada reaktor R-5401, R-5403 dan R-5501. Exhaust gas

dimasukkan melalui bawah scrubber, sedangkan larutan yang akan

menangkap gas tersebut yaitu proses kondensat dari evaporator akan di-spray dari bagian atas. Larutan yang telah menangkap gas-gas tersebut, scrubber liquor , akan dilewat di dalam cooler . Hal ini karena terjadi reaksi eksotermis meskipun tidak dominan yang ada pada scrubber :

NH3+ CO2 + H2O  (NH4)2CO3 (encer) Hasil dari scrubber

adalah scrubber liquor dengan spesifikasi

berikut: NH3 1,9%; CO 2 2,4%; H2O sisanya, SG 1,04, dan temperatur 36 oC.

3. Seksi 5300 (F iltration Section)

SM dari reaktor akan dipisahkan antara chalk cake (kapur) dan filtrate berupa strong liquor . Terdapat dua tahap filtrasi yang digunakan setelah



tahap, yaitu primary filtration dan secondary filtration. Selain itu terdapat tahap tambahan yaitu setlling yang dilakukan pada settler . PFD dari seksi ini dapat dilihat sebagai berikut: U. 5300 FILTRASI ML dari # 5500 RL dari # 5600 Proces Cond. Dr.T-5501. RM dr P5201AB

TK-5308

E-5301 LPS

D-5304

T C

Gas ke C-5201 Fil-5301AB

Fil-5302 AB Gas ke T-5201 M-5321 M-5320 M-5309

D-5302 Chalk pile

D-5305

Lc

D-5309 M-5303

M-5311

Air filter

Ke R-5201

Lc

P-53037AB

TK-5303 P-5302 AB C-5301 AB

P-5303 AB TK-5307

PC Return

C-5302 AB

Ke TK 5401

P-5305 AB P-5308 AB

P-5306 AB P-5301 AB

Gambar 2.9 PFD Filtratin Section A. Primary Filter Primary filter mempunyai dua belt filter discharge dan dilengkapi dengan chalk repulper. Reaction magma akan masuk ke primary filter melalui dua portal yang dipakai untuk mengatur aliran magma ke dalam filter . Pada tahap Form atau pembentukan, cake akan menempel pada cloth dari filter akibat tekanan vakum kemudian drum diputar. Langkah selanjutnya adalah initial dry dimana akibat adanya sistem vakum, maka filtrat akan terambil. Setelah agak kering, cake akan disirami dengan weak liquor (hasil filtrasi pada filtrasi sekunder) untuk mencuci sisa-sisa dari larutan ammonium sulfat yang mungkin masih tersisa. Setelah cake terlepas dari filter cloth melalui bagian discharge, filter cloth akan dicuci menggunakan spray washer dan kemudian berputar kembali dan hasil 45 DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG 2017


filtrasi akan ditampung di filtrate receiver D-5302. Filtrat ini merupakan filtrat strong liquor yang akan dipompa ke settler D-5309. B. Secondary Filter Cake yang terlepas pada primary filter akan difiltrasi kembali pada secondary filter . Pada secondary filter ini akan menghasilkan weak liquor yang nantinya digunakan sebagai washing pada primary filter . Slurry cake yang terlepas akan dialirkan ke tangki penampung TK5303 kemudian dialirkan ke secondary filter Fil.5302A/B. Prinsip kerja dari filtrasi pada secondary filter adalah sama dengan primary filter , hanya saja

penyaring

yang

digunakan

berbeda. Setelah cake terbentuk,

pencucian dilakukan dengan kondensat yang dipanaskan dengan steam sampai suhu 95oC untuk menghilangkan sisa ammonium sulfat. Cake yang sudah kering, dalam hal ini CaCO 3, akan dikirim melalui belt conveyor untuk dikemas menjadi kapur pertanian (kaptan). Sedangkan weak liquor akan dialirkan ke primary filter sebagai washer . C. Settler Strongliquor dari primary filter masih mengandung solid ± 2000 ppm dengan ukuran di bawah 20 mikron. Di dalam settler ini solid mrngendap ke dasar, digaruk dengan settlerrake sehingga mengumpul ke tengah dan dipompa dengan ke reaktor terakhir sebagai sludge yang mengandung ± 10% solid . Overflow dari settler megandung kurang dari 200 ppm solid . Produk strongliquor ini dipompa ke strongliquor storage tank TK 5401. Ke dalam settler ini juga dimasukkan remelt liquor dari seksi 5600 dan sebagian motherliquor dari seksi 5500. 4. Seksi 5400(Neutralizer Section)

Seksi neutralisasi digunakan untuk menghilangkan kadar NH 3 sisa dan juga mengurangi pH dari strong liquor . Untuk menetralkan kelebihan NH3 maka strong liquor ditambahkan larutan asam sulfat. Penambahan ini akan menurunkan pH dan dapat meningkatkan yield ZA. Larutan yang dinetralisasi pada unit ini adalah berasal dari settler (strong liquor) dan juga 46 DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG 2017


dari mother liquor pada bagian seksi 5500. Asam sulfat 98.5% didapat dari pabrik Asam Sulfat II. NH3 + H2SO4  (NH4)2SO4 (NH4)2CO3 + H2SO4 (NH4)2SO4 + H2O + CO2 NH4HCO3 + H2SO4 (NH4)2SO4 + 2 H2O + CO2

Hasil dari reaksi tersebut membentuk amonium sulfat tambahan. Sedangkan gas CO 2 yang dilepas dihisap dengan C5201 untuk dimasukkan ke scrubber T5201. Larutan amonium sulfat hasil reaksi ini (NL) mempunyai kondisi sebagai berikut: pH 3-4, temperatur 62 oC, dan SG 1,21. PFD seksi ini dpat dilihat sebagai berikut: U. 5400 NEUTRLIZATION

Untuk flushing #5200/5300 ML dari P-5516 M 5401

Strong Liquor dr. P-5306AB

Ke/Dari D-5501/02/03 SA NH3

NL Gas ke C-5201 TK 5401 E 5401

E 5403

CW

CW

R 5501

P 5402 AB CW CW

NL ke D 5501

P 5401 AB

LC

ML dari P-5513 AB

TK 5403 PHR

CW

FC

FC

H2SO4 dari SA II

NH3 NH3

TK 5404AB

R 5402

R 5401

R 5403 LI

LI P 5403 AB

P 5405A/B

P 5404 AB

Gambar 2.10 PFD Neutralization section Sejak adanya tuntutan untuk meningkatkan kapasitas, seksi #5400 banyak berubah. Saat ini seksi #5400 dilengkapi dengan reaktor R-5401, R5403, dan R-5501 yang digunakan untuk mereaksikan antara reaktan murni NH3 dan asam sulfat bersama dengan strong liquor . Tujuannya untuk meningkatkan produk ZA dalam larutan. Sebelum penambahan reaktan murni, produk ZA dalam larutan hanya bisa mencapai 35%. Setelah adanya inovasi untuk menambahkan reaktan murni pada strong liquor , produk ZA dalam larutan dapat meningkat sekitar 40-45%. Penambahan reaktan murni pada strong liquor menimbulkan terjadi panas reaksi sehingga memicu



terjadi penguapan solvent pada reaktor, maka suhu dijaga 1000C agar kristal tidak terbentuk dalam reaktor.

5. Seksi 5500(E vaporation Section)

Bagian Evaporation atau juga disebut dengan Evaporation and Crystalization bertujuan untuk memekatkan cairan mother liquor dan neutralizer liquor (NL) serta mengkristalkan ammonium sulfat. Campuran Kristal dan larutanya akan dipisahkan melalui centrifuge. Evaporator yang digunakan pada pabrik ini adalah Multiple effect Evaporator. Multiple effect evaporator adalah tiga evaporator yang digabung untuk membentuk sistem triple-effects. Hubungan ini dibuat agar uap yang berasal dari evaporator pertama dibuat menjadi media pemanas untuk evaporator selanjutnya, begitupun seterusnya sampai evaporator yang terakhir atau ketiga. Sistem vakum pada evaporator ini menggunakan barometric condenser. Dapat dilihat pada PFD dibawah ini: U. 5500 EVAPORATION & CRYSTALIZATION

Ke TK 5517 D 5502

D 5501

D 5503 Ke Syst Vaccum

LPS Dari P-5513 AB E 5501 E 5502

E 5503

D 5505

D 5504

D 5506

NL

Ke R5402

P5501

P5508

P5502

P5509

P5505AB

P5510

P5503

P5511

P5506AB

P5512

Ke TK 5511 KeS U Ke E 5001

P5504AB P5520AB

Gambar 2.11 PFD Evaporation Section

A. Evaporator pertana Fungsi evaporator pertama adalah untuk memekatkan NL sampai mendekati jenuh.Pompa D5501 mensirkulasikan larutan melewati tube 48 DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG 2017


side dari Calandria I (heatexchanger E 5501). Sebagai pemanas adalah LPS2 kg/cm 2 masuk ke shellside E 5501. NL diumpankan ke line sirkulasi dengan 1 st circulation pump. Tekanan D5501 dibuat vakum 707 torr (0,93 kg/cm2A). Uap dari pompa (113,36 oC) dipakai sebagai pemanas untuk evaporator kedua. B. Evaporator Kedua Evaporator kedua berfungsi memekatkan larutan dari evaporator pertama menjadi lewat jenuh sehingga terbentuk kristal. Sebagai pemanas adalah uap hasil evaporator pertama. Suhu larutan keluar calandria II (E5502) sebesar 85,5 oC. Tekanan D 5502 dibuat vakum sebesar 327 torr (0,43 kg/cm2.A). Campuran kristal dan larutan dikeluarkan dari salt catcher di bagian bawah D 5502 dengan pompa menuju slurrytank . Larutan yang telah lepas dari kondisi lewat jenuh mengalir ke bagian atas untuk disirkulasikan kembali dengan pompa. Overflow dari larutan dikirim ke evaporator ketiga. C. Evaporator Ketiga Evaporator ketiga fungsinya sama dengan evaporator kedua. Hanya saja larutan yang masuk ke evaporator tiga akan jauh lebih pekat dibandingkan dengan evaporator kedua. Sehingga hasil kristal di evaporator ketiga lebih banyak. Selain itu, karena adanya vacuum condenser juga akan menyebabkan proses pengkristalan lebih cepat karna titik didih larutan yang turun di evaporator ketiga.Slurry kristal amonium sulfat basah yang dihasilkan memiliki komposisi (NH 4)2SO4 99% dan H2O 1%. Uap hasil evaporator pertama dikirim ke sistem vakum. Kondensat (proses kondensat) yang terbentuk di E5503 juga E 5502 dikirim ke process condensate storage tank . Proses kondensat yang dihasilkan mengandung 300 ppm NH 3 dalam bentuk (NH 4)2SO4 dan dibuang melewati effluent treatment . D. Sistem Vakum Sistem vakum berguna untuk menarik uap dari evaporator agar kristal mudah cepat terbentuk, hal ini disebabkan sistem vakum dapat 49 DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG 2017


menurunkan

titik didih dari suatu campuran sehingga kristal dapat

terbentuk lebih cepat. Sistem vakum ini memanfaatkan uap dari evaporator ketiga yang dimasukkan ke barometric condenser E-5220. Air pendingin yang berasal dari condensate cooling tower masuk dengan suhu 31oC dengan tekanan 3 kg/cm 2. Kondensat yang keluar akan ditampung oleh hot well D-5521 yang selanjutnya dikirim ke kondensatcooling tower untuk

didinginkan. Tekanan vakum diatur

dengan pembukaan udara yang dimasukkan ke line uap ke ejector J-5501. Selanjutnya ,setelah kristal yang diinginkan terbentuk kristal dikirim kecentrifuge namun sebelum ke centrifuge terlebih dahulu dilewatkan ke Thickener D-5511A/D

U. 5500 VACCUM SYSYEM LP Staemkg/cm2

untuk menaikkan konsentrasi kristal

31 C

dari 25% ke 40%. Kemudian di Gas dariD5503 J5501 E5520

centrifuge agar terpisah antara kristal

J5502 E5522

dan larutannya. Kristalnya akan di Air Buangan Lewat# 6670

kirim

41 C

ke

dryer-cooler

M-5601,

PC dariP5506

sedangkan larutannya akan dikirim ke PC Return

Mother Liquor Storage Tank untuk TK 5511

P5514AB

diumpankan kembali ke Evaporator.

P5519ABCB

D 5521

P5518ABCD T 5501 PC



Gambar 2.12 PFD sistem vakum

Gambar 2.13 PFD Centrifuge

6. Seksi 5600(Drying and Cooling Section)

Pada bagian ini kristal(NH4)2SO4 atau ammonium sulfat akan dikeringkan denganmenguapkan sisa H 2O yang masih menempel. Sebelum itu, pada saat kristal berada di atas conveyor M-5502 menuju ke dryer cooler , kristal diberi dengan anti-cacking agent yang berguna untuk mencegah agar kristal yang masih mengandung H 2O tidak menggumpal. Selain itu saat di conveyor pula kristal ammonium sulfat diberikan pewarna sesuai dengan permintaan Pemerintah akan pupuk ZA yang bersubsidi harus diwarna dengan warna orange. Berikut flow diagram pada seksi ini: ATM

U. 5600 DRYING & COOLING

C 5601 C 5603

D 5601

D 5602ABCD

PC

Anti caking M5606

D 5605AB D 5604 V 5604

V 5605 AB

T 5601 RL KE D 5309 TK5606

P 5604

TK 5603

P 5601 WQ 7129 M 7123-2

M 5502

M 7123-1

NAT. GAS

B 5601

LSFO

M 7125-2-1

M 7124-1 M 5601

M 5602 TK5604

P5604AB

C5605

C 5602

D5604

M 7125-1

C 5604

Gambar 2.14 PFD Drying and Cooling Section

Pada seksi ini media pemanas pada dryer – cooler adalah udara panas berasal dari furnace, sedangkan bahan bakar furnace sendiri berasal dari gas alam. Gas alam dengan tekanan 20 lbs/in2 diturunkan menjadi 1.2 lbs/in 2 yang kemudian dimasukkan ke dalam furnace. Udara pembakaran didapat dari Furnace Combustion AirFan C-5605. Suhu pembakaran di dalam furnace bisa mencapai 600oC. Gas panas furnace hasil pembakaran 51 DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG 2017


didinginkan dengan udara dari Furnace Dilution Air Fan C-5602 sampai suhunya mencapai 162 oC. Udara panas keluar dari furnace akan dimasukkan ke bagian drying di Rotary Dryer Cooler M-5601. Kristal yang berasal dari evaporator masih dalam kondisi basah, untuk itu harus dilakukan proses pengeringkanarena efek pengeringan ,kristal harus didinginkan. Pendingiananya menggunakan udara pendingin diperoleh dari hembusan udara cooler air feed fan C-5604. Proses pengeringan dan pendingan ini berlangsung dalam satu alat yaitu Rotary Dryer Cooler M-5601. Debu Kristal yang halus dalam Rotary Dryer Cooler M-5601 terikut pada udara keluar, sedangkan produk kristal akan diangkut oleh sistem konveyor ke bagian pengantongan. Debu kristal tadi ditangkap dengan Dryer Cyclone D-5601 agar dapat di-recycle di Remelt Tank . Di dalam Remelt Tank sisa-sisa debu diserap oleh kondensat proses.

7. Seksi 5700(B agging Section)

Seksi ini adalah proses akhir dari unit ZA II, bagian pengantongan terdiri dari tiga bagging machine, tiga sewing machine, conceyor , dan air compressor. Kristal ZA yang akan dikantongi dengan bagging machine M5701 A/C yang setiap kantongnya berisi 50 kg kristal ZA, kemudian dijahit dengan sewing machine. Setelah dijahit, kantong-kantong akan ditempatkan di gudang penyimpanan melalui conveyor .

2.5 Diagram Alir Proses

Diagram alir proses pembuatan pupuk ZA II atau ammonium sulfat II dapat dilihat pada lampiran 1.



BAB III SPESIFIKASI ALAT

3.1 Spesifikasi Alat Utama 1. Carbonation Tower

Fungsi

: Sebagai tempat mereaksikan gas NH3, CO2 dan H2O menjadi Ammonium Carbonat atau Carbonated Liquor

Tipe

: Vertical Cylindrical, packed tower

Ukuran

: Φ ID 2600 x 8900 mm (bawah) Φ ID 2600 x 1600 mm (tengah) Φ ID 1000 x 4400 mm (atas)

Packing

: 304 SS RashingRing

Suhu

: 95 oC

Tekanan

: 2.1 Kg/cm2

Material

: Shell (304 L.SS), Internal (304L.SS), Bottom (4850 mm, 316 L.SS)



Gambar 3.1 Carbonation Tower Unit Produksi ZA II (Sumber : Pengamatan Langsung di Pabrik ZA II PT. Petrokimia Gresik)

2. Reaction Vessel

Fungsi

: Sebagai tempat mereaksikan gypsum dengan CarbonateLiquor

Tipe

: CSTR

Ukuran

: Φ ID 3632 x 7000 mm (R.5201 A -B) Φ ID 3632 x 7000 mm (R.5201 C -D)

Kapasitas

: R.5201 A-B : 72.5 m 3 R.5201 C-D : 62.5 m 3

Suhu

: 70oC

Tekanan

: ATM

Material

: Shell, Bottom, Roof, Nozzle, Flange (304 L.SS)



Gambar 3.2 Reaction Vessel Unit Produksi ZA II (Sumber : Pengamatan Langsung di Pabrik ZA II PT. Petrokimia Gresik)

3. F ilter  Primary Filter

Fungsi

: Memisahkan Reaction Magma menjadi cake dan Strong Liquor

Tipe

: Rotary Drum Belt

Ukuran

: Φ ID 3000 x 4800 mm

Luas

: 45 m2

Kapasitas

: 63,4 Ton/Jam/Cm

Suhu

: 70oC

Tekanan

: Vacuum (-360 torr)

Material

: 304 L.SS

 Secondary Filter

Fungsi

: Memisahkan repulper (cake dari primary filter ) dari repulping tank menjadi cake dan weak liquor

Tipe

: Rotary Drum Knife Dischare

Ukuran

: Φ ID 3000 x 4800 mm

Luas

: 32 m2

Kapasitas

: 3.4 Ton/Jam/cm

Suhu

: 70oC

Tekanan

: Vakum (-360 torr)

Material

: 304 L.SS



Gambar 3.3 Filter Unit Produksi ZA II (Sumber : Pengamatan Langsung di Pabrik ZA II PT. Petrokimia Gresik)

4. Neutralizer Tank

Fungsi

: Menetralkan kelebihan NH3 dalam strong liquor dengan H2SO4

Tipe

: CSTR (20 RPM)

Ukuran

: Φ ID 10.000 x 10.000 m

Luas

: 32 m2

Kapasitas

: 30 m3 (max)

Suhu

: 95oC

Tekanan

: - (Full Fluid)

Material

: 316 L.SS (tebal 11-5 mm)

Gambar 3.4 Neutralizer Tank Unit Produksi ZA II 56 DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG 2017


(Sumber: Pengamatan Langsung di Pabrik ZA II PT. Petrokimia Gresik)

5. E vaporator

Fungsi: Memekatkan larutan Ammonium Sulfat dengan system pemanasan dan penguapan 



Evaporator I Tipe

: Vertical Cylindrical with Conical Bottom

Ukuran

: Φ ID 4000 x 7800 mm (Total Height )

Suhu

: 150oC

Steam

: Low Pressure Steam 2 kg/m 3.

Tekanan

: 1.5 kg/cm2-Vacuum

Material

: 316 L.SS

Evaporator II Tipe

: Crystal Vertycal Cylindrical

Ukuran


Suhu

: 84-120oC

Tekanan

: Vacuum

Material

: 316 L.SS

Tebal

: Dinding suspension container Bottom



: 15 mm

: 17 mm

Dinding Evaporator

: 10 mm

Top Evaporator

: 14 mm

Evaporator III Tipe

: Crystal Vertycal Cylindrical

Ukuran


Suhu

: 84-120oC

Tekanan

: Vacuum

Material

: 316 L.SS

Tebal

: Dinding suspension container Bottom Dinding Evaporator

: 15 mm

: 17 mm : 13 mm 57



Top Evaporator

: 17 mm

Gambar 3.5 Evaporator Unit Produksi ZA II (Sumber: Pengamatan Langsung di Pabrik ZA II PT. Petrokimia Gresik)

6.Centrifuge

Fungsi

: Memisahkan ZA dengan larutan utama

Kriteria

: Basket Speed

: 800 RPM

Stroke Frequency

: 40 RPM

Push Stroke

: 60 mm

Oil Press.

: 15 kg/cm2

CW inlet

: 31oC

CW inlet flow : 1m3/jam Material

: Basket And Screen

: SUS.316L.SS

Basket Shaft

: SF.45 + SUS.316.SS

Pusher Shaft

: S.25C + SUS.316.SS



Gambar 3.6 CentrifugeUnit Produksi ZA II (Sumber: Pengamatan Langsung di Pabrik ZA II PT. Petrokimia Gresik)

7. Dryer Cooler

Fungsi

: Mengeringkan kristal produk ZA dengan udara panas dari furnace dan mendinginkan kristal yang telah kering dengan udara ambient

Tipe

: Roto-Louvre type Dryer Cooler

Ukuran

: Φ ID 3500 x 9150 mm ( Dryer Side) Φ ID 3500 x 7320 mm ( Cooler Side)

Design

: Inlet moisture

: 1%

Discharge Moisture : 0.1% Inlet temp. product

: 72oC

Outlet temp. product : 55oC Putaran

: 6.2 RPM

Kapasitas

: Product Inlet

: 39 Ton/jam

Product Outlet : 38.84 Ton/Jam Hot Air

: 412 m3/min temp. 162oC-200oC

Cool Air

: 1000 m3/min temp. 33oC

Dust Exhaust Dryer : 346.2 m 3/min temp. 82oC Dust Exhaust Coole Material

: 1197 m3/min temp. 56.6 oC

: 304 SS ( Dryer Side) 59



CS (Cooler Side)

Gambar 3.7 Dryer Cooler Unit Produksi ZA II (Sumber : Pengamatan Langsung di Pabrik ZA II PT. Petrokimia Gresik)

3.2 Spesifikasi Alat Pendukung 1. Steam Chiller

Berfungsi

untuk

mengkondensasikan steam dengan

menguapkan

NH3liquid dari pabrik amonia di area pabrik I. NH 3liquid harus diuapkan karena proses pada ZA II membutuhkan amonia dalam bentuk gas, yaitu reaksi dengan CO2 di carbonation tower . Steam chiller berbentuk seperti heat exchanger biasa. Spesifikasi alat sebagai berikut: • Tube

: Steam 2 Kg/cm2

Shell

: NH3 liq.

• Desain

: Shell side

Tube side

• Dimensi

: Pressure

: 6,5 kg/cm2

Temperature

: 35 - 65oC

Kapasitas

: 9344 kg/jam

: Pressure

: 1,8 kg/cm2

Temperature

: 120oC

Kapasitas

: 12320 kg/jam

: Shell diameter Ф : 1800 > 1100 mm P : 5165 mm 60



• Material

: Tube 304L. SS Tube sheet 304L. SS Shell CS Channel 304L. SS

• Safety

: PSV5103 ( Pressure Safety Valve ) setting 6,5 kg/cm2

• HE type

: Horizontal, Kettle Surface area ± 180 m 2

Gambar 3.8 Steam Chiller Unit Produksi ZA II (Sumber : Pengamatan Langsung di Pabrik ZA II PT. Petrokimia Gresik)

2. CO 2 Compressor

Berfungsi untuk munyuplai gas CO 2 ke carbonation tower T-5101. Kompressor akan menaikkan tekanan CO 2 dari 0,3 kg/cm2 menjadi 2,1 kg/cm 2 sehingga gas CO2 dapat mengalir ke tower.  Desain

P. Discharge

: 2.1 kg/cm2

P. Suction

: 0.3 kg/cm2

Temperature

: 80oC

Kapasitas

: 7200 Nm3/jam

Motor speed

: 3000 RPM, 6000 V, 200 KW

Speed

: 17400 RPM

 Material

Casing

: SCS-13 61



Impeller

: SCS-24

Shaft

: CS. (S-45-C)

 Safety

– Anti surging prevention system (pengaman bila terjadi tekanan balik, bentuknya adalah anti surging valve). – Heavy trouble trip (alarm mematikan kompresor), yang meliputi : a) PB 11 emergency stop ditekan o PSLL C5101-5 bertindak saat tekanan oli pelumas sangat rendah ( < 0.5 kg/cm 3 ) b) TISHH C5101-20 bertindak saat temperatur gas pada discharge tinggi (>1600C) c) XAHH C5101-32 bertindak saat getaran kompresor tinggi (> 0.75 cm/s)

Gambar 3.9 Kompresor CO 2 Unit Produksi ZA II (Sumber : Pengamatan Langsung di Pabrik ZA II PT. Petrokimia Gresik)

Kompresor ini memiliki dua discharge pipe. Yang utama digunakan untuk mengalirkan CO 2 ke menara karbonasi (carbonation tower ), dan yang satunya menuju udara luar serta hanya dibuka saat start-up awal. Ketika menara karbonasi menjalani persiapan untuk melakukan reaksi karbonasi, kompresor harus dalam mode siaga ( standby) terlebih dahulu karena aliran CO 2 tidak langsung stabil begitu kompresor dinyalakan. Dalam mode siaga ini, dischargeyang menuju udara luar yang akan dibuka karena discharge kompresor tidak boleh tertutup, tentu valve tidak terbuka 100%. Setelah menara



karbonasi siap, baru discharge yang menuju menara dibuka sesuai laju alir yang diinginkan dan discharge menuju udara luar ditutup.

3. Vacuum Pump

Berfungsi untuk membuat tekanan vakum pada primaryfilter dan secondary filter sehingga dapat menyedot filtrat. Spesifikasi pompa vakum yang digunakan adalah : ▪ Tipe

: Liquid Ring Rotary Vacuum Pump

▪ Desain

: P inlet

: -500 mmHg

P disch

: 0,1 kg/cm 2

Kapasitas

: 120 m3/jam

▪ Material

: Casing , impeller SCS. 13, Shaft SNCM. 447

4.Chalk Settler

Berfungsi untuk membuat tekanan vakum pada primary filter dan secondary filter sehingga dapat menyedot filtrat. Spesifikasi pompa vakum yang digunakan adalah : ▪ Tipe

: Liquid Ring Rotary Vacuum Pump

▪ Desain

: P inlet

: -500 mmHg

P disch: 0,1 kg/cm2 Kapasitas ▪ Material

: 120 m3/jam

: Casing , impeller SCS. 13, Shaft SNCM. 447



Gambar 3.10 Skema Chalk Settler pada Pabrik ZA II (Sumber : Buku Panduan ZA II, 2007)

Gambar 3.11Chalk Settler Unit Produksi ZA II (Sumber : Pengamatan Langsung di Pabrik ZA II PT. Petrokimia Gresik)

Masalah yang biasa terjadi di alat settler ini adalah agitator yang mengalami

trip akibat

beban

kapur

yang

terlalu

banyak.

Pada

normalnya,kandungan kapur yang masuk ke settler ini sekitar 2000 ppm, namun jika terjadi kerusakan pada filter (kain filter bocor) maka kandungan kapur pada strongliquor yang masuk ke settler pun menjadi sangat banyak. Saat beban kapur semakin banyak dan hampir melebihi kapasitasnya, agitator akan naik satu tingkat. Hingga jika sudah tidak mampu lagi memutar, agitator akan naik ke tingkat tertinggi dan tidak lagi berputar. Jika hal ini sudah sampai terjadi,



maka penyelesaiannya adalah dengan membuka drainvalve pada settler , yang berarti proses akan sementara berhenti. Untuk mencegah proses berhenti berjalan, dibutuhkan penanggulangan yang cepat saat peringatan kenaikan agitator pertama kali terjadi. Drainvalve akan sedikit dibuka untuk mengurangi endapan kapur selagi kain filter yang bocor satu-satu diganti.

5. Strong Liquor Storage Tank

Berfungsi untuk menampung larutan strong liquor setelah melewati settler . Keberadaan tangki penampungan strong liquor diperlukan untuk menjaga kestabilan aliran produksi. Jika terjadi masalah pada alat yang berada sebelum tangki ini yang menyebabkan alat itu harus dimatikan, maka produksi tetap bisa berjalan dengan mengambil bahan dari tangki ini selagi menunggu perbaikan alat secepatnya. Begitu juga jika alat yang rusak adalah alat setelah tangki ini, maka proses produksi dari alat-alat di belakangnya tetap bisa dilakukan dengan mengisi tangki selagi menunggu alat yang rusak tadi diperbaiki secepatnya. Maka dengan adanya tangki ini satu sistem pabrik tidak berhenti total jika hanya beberapa alat yang butuh perbaikan. • Desain

: Pressure

: Full. Liquid

Temperature

: 120oC

Kapasitas

: 700 m3

Max Kapasitas : 740 m3 • Dimensi

• Material

:Ф

: 10.000 mm

P

: 10.000 mm

: shell , bottom, roof : 316L. SS ( tebal 11 – 5 mm )

Tangki penyimpanan ini juga dilengkapi dengan agitator berkecepatan 20 RPM. Fungsi agitator di sini adalah untuk menjaga agar tidak ada kristal ZA yang terbentuk di tangki ini dan kemudian mengendap.

6. Wet Type Dryer Cooler Scrubber

Berfungsi untuk menangkap debu ZA yang keluar dari dryer cooler (M5601) dengan menggunakan air kondensat dan kemudian dikembalikan ke 65 DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG 2017


tangki penyimpanan strong liquor . Penangkapan debu ZA ini selain akan lebih mengurangi material losses juga berfungsi mengurangi emisi limbah ke udara luar. • Tipe

: Wet approach ventury scrubber

• Desain

: Diff. Press

: 350 mmH2O

Temp

: 63,2oC

Flow gas inlet : 103 m3/jam ▪ Dimensi

: Bottom

: Diameter

: 3200 mm

Tinggi : 9900 mm Top

▪ Material

: Diameter

: 1496 mm

Tinggi

: 30097 mm

: Bottom shell : 304 SS with RL Stack

: CS with RL

7. F urnace

Berfungsi untuk menghasilkan udara panas dari hasil pembakaran fuel oil /gas alam yang digunakan untuk mengeringkan kristal ZA di unit dryer M5601. ▪ Desain

: Pressure

: 200 mmH2O

Temperature

: 1200oC

Kapasitas ▪ Dimensi

• Material

: 1 jt kcal/jam

: Diameter shell

:1800 mm

Innershell

:1650 mm

Refractory

:1150 mm

: Shell / Inner

: SS.41

Oilgun

: SCS.13 / STPG.38

Diffuser

: SCH.21

Refractory

: SCH.21

Insulation

: LC-165 / LC-12N



Gambar 3.12 Furnace Unit Produksi ZA II (Sumber : Pengamatan Langsung di Pabrik ZA II PT. Petrokimia Gresik)

8.Belt Conveyor

Belt conveyor adalah alat untuk memindahkan barang tertentu dari satu tempat ke tempat yang lain. Pada pabrik ZA II Petrokimia Gresik, belt conveyor digunakan untuk memindahkan gipsum selaku bahan baku dan butiran ZA produk.

Gambar 3.13 Skema Belt Conveyor Unit Produksi ZA II Sabuk berputar pada belt conveyor terbuat dari karet yang digerakkan oleh sebuah motor. Belt conveyor dilengkapi dengan V-roll yang berfungsi menyangga sabuk agar tetap berjalan di jalurnya. Speed switch berfungsi untuk menghentikan motor secara otomatis jika ban terdeteksi putus. Counterweight berfungsi untuk mengencangkan ban dan menjaga keseimbangannya. Masalah yang biasa terjadi di belt conveyor adalah motor yang macet. Hal ini dapat diakibatkan oleh sabuk yang miring dan tidak sesuai jalur sehingga beban motor akan sangat berat dan hingga titik tertentu akan mati untuk 67 DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG 2017


menjaga keselamatan alat. Pengamanan laju motor belt conveyor juga menggunakan sistem logika, jika proses di depannya berhenti, maka motor conveyor juga akan berhenti. Di pabrik ZA II ada dua sistem conveyor :  Sistem conveyor Gypsum

Sistem conveyor gypsum adalah sistem conveyor yang membawa bubuk gypsum. Mulai dari conveyor yang membawa gypsum dari pabrik asam fosfat, lalu masuk ke storage jika tidak ingin langsung digunakan atau langsung ke reaktor jika ingin langsung digunakan. Selain dari pabrik asam fosfat, gypsum juga dapat berasal dari impor.  Sistem conveyor Product

Sistem conveyor produk adalah sistem conveyor yang membawa butiran-butiran ZA. Mulai dari ZA basah keluaran centrifuge, kemudian ke pewarnaan, lalu masuk unit pengering dan pendingin, lalu langsung ke bagian pengantongan atau jika butiran ZA tidak memenuhi spesifikasi maka akan masuk ke storage terlebih dahulu.

Gambar 3.14 Belt Conveyor Unit Produksi ZA II (Sumber: Pengamatan Langsung di Pabrik ZA II PT. Petrokimia Gresik)

BAB IV



UTILITAS

Utilitas Produksi III A merupakan unit pendukung operasional proses pembuatan bahan pupuk dimana sebagian besar bahan baku disuplai dari unit ini. Uraian proses utilitas III A adalah sebagai berikut:

4.1 Penyediaan Air dan Udara Tekan

Water Treatment Plant di pabrik III A berfungsi sebagai unit pengolah Raw Clarified Water menjadi Demin Water (air bebas mineral) untuk Boiler Feed Water di Sulfuric AcidPlant .

Tabel 5.1 Kualitas Raw Water No

I tem

1

pH

at 25 C

7.5 – 8.5

2 3 4 5

Conductivity SuspendedSolid TDS BOD -5

Micro S/cm at 25 O C Max AVG Short Period Ppm ppm as O

368 4 166

ppm as O Ppm

-

Unit O

Raw/I ndustrial Water

-

6 7 8 9 10

COD ( Mn) Total Iron P – Alkalinity M- Alkalinity Ionic Silica

ppm as CaCO3 ppm as CaCO3 Ppm

11 12 13 14 15

Total Hardness CaHardness Cl SO4 NO5

ppm as CaCO3 ppm as CaCO3 Ppm Ppm Ppm

Max,220 Max,180 62

16 17

PO4 Residual chlorine

Ppm Ppm

0,1 004

0,04 -

Max,250 34,1

-

Nil

Unit Water Treatment terdiri dari 3 seksi, yaitu: 69 DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG 2017


1. DemineralizedUnit

Demineralized Unit berfungsi untuk menghilangkan garam-garam terlarut, ion-ion positif dan negatif yang terkandung didalam Raw Clarified Water/Industrial Water sehingga menghasilkan air bebas mineral (Demin Water ). Demineralized Unit terdiri dari 2 Train yang mempunyai kapasitas 2 x 50 m 3, dengan flow rate masing-masing 50m3/h. Tipe yang digunakan pada Demineralized Unit ini adalah Ultra Filtration Reverse Osmosis dan Mixed bed dimana water treatment flow berlawanan arah dengan regeneration flow. Flow water treatment dialirkan dari bawah sedangkan flow regeneration dialirkan dari atas. Keuntungan menggunakan tipe Ultra Filtration Reverse Osmosis dan Mixed bed adalah: 1.

Menghemat pemakaian bahan kimia untukregenerasi.

2.

Water Press losseskecil.

3.

Menghemat pemakaian air untuk prosespencucian.

4.

Waktu regenarasi relatifpendek. Raw water dipompa masuk ke Multi Media Filter dengan tekanan 4

kg/cm2 dan laju alir 50 m3/hr. Multi Media Filter berfungsi untuk menyerap bahan organik, klorin dan suspended solid . Air yang keluar dari Multi Media filter ditampung di MMF Water Tank , selanjutnya dipompa masuk ke Unit Ultra Filtration. Unit Ultra Filtration berfungsi untuk mengurangi kandungan bakteri dan virus yang terlarut dalam air, mengurangi padatan terlarut dalam air, mengurangi tingkat kekeruhan air, menstabilkan kualitas air, dan meringankan beban membran semi permiable pada proses reverse osmosis. Air dari tangki ultra filtration dipompa menuju Reverse Osmosis Package. Prinsip dari proses Reverse Osmosis atau osmosis berbalik adalah dengan memberikan tekanan tinggi (dengan pompa tekanan tinggi) pada larutan yang berkadar garam tinggi (Concentrated Solution) supaya terjadi aliran molekul air menuju larutan dengan kadar garam rendah (Dilute solution). Pada proses ini, molekul garam tidak bisa menembus membran semi permiable, sehingga yang bisa menembus hanya aliran molekul air saja. Melalui proses RO ini kita mendapatkan air murni yang dihasilkan dari larutan berkadar garamtinggi 70 DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG 2017


Dari RO Package, air masuk ke MMF Back Wash Tank dan Deaeration Tower. Di dalam Deaeration Tower terjadi proses pelepasan CO2 dari Asam Karbonat (H2CO3) yang terbentuk. Air di MMF Back Wash Tank berfungsi untuk melakukan back wash, sedangkan air yang masuk ke Deaeration Tower dihembus dengan Deaeration Tower Blower yang berfungsi untuk menghilangkan kandungan CO 2 dalam air, kemudian dipompa masuk ke Mixed bed Exchanger. Mixed Bed Exchanger ini berfungsi mengikat kandungan ion-ion negatif dan positif dalam air sehingga air bersifat netral. Reaksi penyerapan Anion di Anion tower: H2 SO4 + R= N –OH →

R= N – SO4 + H2O

HCl + R = N – OH

R= N - Cl + H2O

→

H2SiO3 + R = N –OH → R= N – SiO3+H2O H2CO3 + R = N – OH →

R= N – HCO3 +H2O

Spesifikasi Air yang keluar dari Mixed bed Exchanger: Conductivity : < 10 µs/cm 2 SiO2

: < 0,2 ppm

Ditampung di Demineralized water Tank dengan kapasitas 2 x 400m 3. Apabila air yang keluar dari Mix-Bed Exchanger memiliki konduktivitas mencapai 10 µs/cm2 atau terdapat kandungan SiO 2 maka secara otomatis unit akan diberhentikan kemudian dilakukan regenerasi. Resin yang digunakan untuk proses regenerasi adalah NaOH 2%. Proses regenerasi bisa dimulai secara manual atau otomatis. Mix Bed Exchanger perlu dilakukan Regenerasi dengan “Double Regenerant” apabila : 1.

Regenerasi pertama pada Resinbaru

2.

Setelah dilakukan Back Wash pada resinKation/Anion.

3.

Turunnya kualitas Treatedwater.

4.

Over production padaair.

5.

Setelah diadakan penambahan resinbaru.

6.

Unit berhenti pada waktu yang lama (lebih dari 2 hari). Reaksi pada proses Regenerasi: Cl

NaCl 71



SO4

Na2SO4

R = N – SiO3 +NaOH

→

R = N – OH +Na2SiO3 HCO3 NaHCO3

Setelah Regenerasi Resin Anion aktif kembali dalam bentuk R = N – OH Resin yang digunakan adalah “LEWATIT S -100 WS“ (Strong Acid Cation Exch)Resin Cation (R-SO3H ). Didalam air terjadi disosiasi: RSO3H

 RSO3

-

+ H+

Reaksi penyerapan cation di Cation Tower: Ca(HCO3)2 a.

Ca

Mg(HCO 3)2 + R.SO3H  R.SO3 - Mg + H2CO3 NaHCO3

Na

CaCL2 b.

MgCl2 + R.SO3H

Ca 

R.SO3 - Mg + Hcl

NaCl

Na

CaSO4 c.

Ca

MgSO4 + R.SO3H  R.SO3 - Mg +H2SO4 Na2SO4

d.

Na2 SiO3 + R. SO3H

Na  R.

SO3 - Mg + H2SiO3

Air dari Kation Exchanger bersifat asam dengan pH 2,8 – 3,5. Jenuhnya resin kation akan ditandai dengan lolosnya ion Na yang akan dideteksi pada keluaran Anion Tower, konduktivitas air yang keluar dari Anion Tower akan naik sampai 10 µS/cm 2. Oleh karena itu, Kation Exchanger perlu diregenerasi dengan menggunakan H2SO4 2% dan 4%.



Gambar 4.1 Blok Diagram Demineralized Water



2. Instrument Air And Plant AirUnit Untuk memenuhi kebutuhan Instrument Air dan Plant Air disediakan 4 buah Compressor Reciprocating Single Acting yaitu 30-C-6301-AB dan 30-C6302-AB. 30-C-6301-AB digunakan untuk “Plant Air “ sedangkan 30-C-6302AB digunakan untuk “ Instrument Air “ dengan kapasitas masing-masing 215 Nm3/h dan tekanan 8,5 Kg/cm 2. Sebelum didistribusikan, Plant Air lebih dulu ditampung di Plant Air Receiver , sedangkan Instrument Air ditampung di Instrument Air Receiver yang mempunyai kapasitas masing-masing 30 m 3. Untuk Instrument Air sebelum masuk ke tangki penampungan, terlebih dahulu masuk ke dalam Air Dryer untuk mengurangi kandungan airnya dan masuk ke dalam filter. Kebutuhan Instrument Air seluruh Plant adalah ± 197 Nm3/h. Kebutuhan Service Air seluruh Plant adalah ± 165 Nm3/h.

Gambar 4.2 Blok Diagram Instrument Air And Plant Air Unit

3. Cooling TowerUnit Cooling Tower System terdiri dari 2unit, yaitu: 1. 30-T-6511 No. 1 Cooling Tower untuk Sulphuric Plant Cap: 7200 m 3/h 2. 30-T-6521 No. 2 Cooling Tower untuk Sevice Unit Capasitas:7200m3/h 74 DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG 2017


Secara umum Cooling Tower system dibagidalam 2 jenis system berikut: A. Once

Through Cooling Watersystem

B. Recirculating

Cooling Watersystem

Sistem ini terdiri dari tiga tipe sebagai berikut: 1.

Open Recirculating Cooling Watersystem

2.

Closed Recirculating Cooling Watersystem

3. Brinesystem

Pada sistem Open Recirculating , air menyerap panas setelah melalui Heat melalui Heat Exchanger sehingga temperatur akan naik dan kemudian didinginkan kembali didalam Menara Pendingin oleh udara. Selama Proses pendinginan berlangsung sebagaian air pendingin akan menguap. Konsentrasi garam-garam terlarut naik dan akan lebih tinggi dari konsentrasi Make Up Water . Perbandingan derajat konsentrasi dari Circulating Water dengan konsentrasi Make Up Water disebut “CycleConcentration“.

Gambar 4.3 Blok Diagram Cooling Tower

4.2 Penyediaan Uap dan Tenaga Listrik

Unit Power Generation merupakan pembangkit pembangkit listrik tenaga uap yang ada di pabrik III A. Fungsi utamanaya adalah menyuplai kebutuhan uap dan listrik yang



ada di sekitar plant sekitar plant . Pabrik III A memiliki 2 produk yang dihasilkan dari Unit Power Generation yaitu 17,5 MW dan 12,5MW.

Gambar 4.4 Blok Diagram Steam Turbine Generator

1. Boiler 1. Boiler Feed Water System Bahan yang masuk pada Boiler Feed Water (BFW) (BFW) System adalah air demin dari Water Treatment, Chemical Boiler Water , kondensat dari Plant dari Plant Asam Sulfat, Asam Fosfat, dan Turbine Condensor . Kondensat masuk ke Condensate Drum (30-D-6201) untuk dipisahkan antara campuran steam dan kondensatnya menggunakan gaya gravitasi yang mengakibatkan kondensat jatuh ke bawah dan ditampung di Condensate Tank (03TK-6201), sedangkan steam bergerak ke atas keluar melalui venting. Kondensat dari Turbin Kondenser dan air demin dipompa masuk ke tangki kondensat (Tk6201). Air yang ada ada di dalam tangki kondensat kondensat dipompa menuju Deaerator. Fungsi Deaerator adalah untuk mengurangi kandungan oksigen, gas CO 2 terlarut dalam BFWdan menghilangkan gelembung dipermukaan air, menaikkan temperatur air umpan, serta sebagai tangki penyimpanan air untuk menyuplai kebutuhan BFW . Produk dari BFW yang bebas oksigen dan CO 2 terlarut ditampung di Deaerator dan dimasukkan ke Plant ke Plant Asam Sulfat dan Desuperheater dan Desuperheater Steam.



Pada BFW perlu ditambahkan bahan kimia unyuk meminimalisir terbentuknya kerak (scale) dan (scale) dan terjadinya korosi. Bahan kimia yang ditambahkan ditambahkan adalah: a.

Oxsigen Scavenger (Na2SO3): Untuk membersihkan sisa-sisa oksigen yang tidak bisa dihilangkan atau lolos darideaerator

b. b.

Amine:

untuk

mengatur

derajat

keasaman

BFWdiinjeksikan

pada

outletdeaerator . c.

PO4: sebagai scale inhibitor yang berfungsi untuk mencegah pertumbuhan unsur penyebabkerak.

d.

Anionic polymer : sebagai dispersant atau penyebar mikro flok agar tidak menempel pada tube boiler. tube boiler. Selanjutnya dilakukan blowdown untuk membuang floktersebut.

Gambar 4.5 Flow Diagram Boiler Diagram Boiler Feed Water System



2.

SteamSystem Boiler Feed Water dari Deaerator dipompa masuk ke SA Plant dengan ditambahkan oksigen scavenger (corrotion inhibitor) dan scale inhibitor . Kemudian masuk ke Economizer ke Economizer pertama pertama (30-E-1203) (30-E-1203) dan Economizer dan Economizer kedua (30E-1204) untuk menaikkan temperatur BFW dan masuk ke Steam Drum (30-B1104). Kalori untuk memanaskan BFW dihasilkan dari panas reaksi antara sulfur dengan udara di dalam dalam Furnace Furnace (30-B-1101). Reaksi : S (s) + O2 (g)  SO2 (g) + 70960 kcal/kgmol Temperatur reaksi : 1042 0C

Gambar 4.6 Flow Diagram Steam System



Gas SO2 dalam keadaan panas masuk ke Tube (30-B-1104) untuk memanasi BFW di dalam lower drum sehingga menjadi steam saturated dan terjadi sirkulasi down comer ke upper drum. Kapasitas produk steam sebesar 91 ton/jam. Steam saturated tersebut masuk ke Steam Superheater (30-E-1102) untuk dipanasi menjadi steam superheated . Resiko bila steam saturated masuk ke turbin adalah blade atau suhu turbin bisa terkikis atau terjadi abrasif. Produk dari Superheater

memiliki

tekanan 36 kg/cm2 dan

temperatur

Steam 405

0

C

kemudiandimasukkan ke unit Power Generation untuk menggerakkan Steam Turbine Generator dengan kapasitas 17,5 MW. 3.

TurbineGenerator Turbin adalah mesin penggerak yang komponen utamanya berupa baling baling atau kincir yang digerakkan oleh fluida kerja berupa air, uap air, atau gas di mana energi fluida kerja dipergunakan langsung untuk memutar roda turbin. Bagian turbin yang berputar dinamai rotor atau roda turbin, sedangkan bagian yang tidak berputar dinamai casing atau rumah turbin. Roda turbin terletak di dalam rumah turbin dan roda turbin memutar poros daya yang menggerakkan atau memutar bebannya (generator listrik, pompa, kompresor, baling-baling atau me sin lainnya). Di pabrik produksi III A memiliki 2 turbin yang termasuk turbin uap, bertingkat, dan turbin reaksi, yaitu: a. Extraction and Condensing Turbine ( 30-TP-6101) b. Admission BackPressure Turbine ( 30-TP-6301) Untuk kebutuhan Steam Turbine Extraction dan Condensing dengan kapasitas 17,5 MW membutuhkan Steam 71,3 t/h, jadi kebutuhan 1 MW = 4,2 t/h. Sedangkan untuk kebutuhan steam pada Admission Back Pressure Turbine dengan kapasitas 12,5 MW membutuhkan steam 127,4 t/h, jadi kebutuhan 1 MW= 9,9 t/h.

4.

Generator Generator listrik adalah sebuah alat yang memproduksi energilistrik dari sumber energi mekanik, biasanya dengan menggunakan induksi elektromagnetik. Proses ini dikenal sebagai pembangkit listrik.



Generator mendorong muatan listrik untuk bergerak melalui s ebuah sirkuit listrik eksternal, tapi generator tidak menciptakan listrik yang sudah ada di dalam kabel lilitannya. Hal ini bisa dianalogikan dengan sebuah pompa air, yang menciptakan aliran air tapi tidak menciptakan air di dalamnya. Bahan yang masuk ke dalam generator berasal dari Extraction and Condensing Turbine (30-TP-6101) dan Admission Back Pressure Turbine (30-TP-6101). Generator menghasilkan power sebesar 17,5 MW dan 12,5 MW. 5.

Condenser Condenser adalah perangkat penukar panas ( Heat Exchanger ) yang gunanya untuk mendinginkan uap yang lepas setelah memutar turbin dan masuk ke condenser untuk dirubah ke bentuk cair melalui pipa-pipa kecil (tube) yang didinginkan dengan menggunakan aliran air secara langsung ( once through) atau menggunakan cooling water (closed cooling system). Uap yang telah berubah menjadi air kembali akan ditampung ke dalam Hotwell untuk kemudian dipompa melalui Vacum Unit Condenser (30-E-6103) sebelum masuk ke Condensate Tank (30-TK-6201) sekaligus berfungsi sebagai pendingin dari steam untuk menarik Vacum Condenser yang keluar dari ejector (30-J-6101 AB, 30-J-6102 AB, 30-J6103 dan 30-J-6104). Hasil kondensasi di Vacum Unit Condenser masuk kembali ke Turbin Condenser sebanyak 73,3 ton/jam.



Gambar 4.7 Proses Pendinginan di Condenser



BAB V LABORATORIUM

Laboratorium merupakan bagian yang sangat penting dalam menunjang kelancaran proses produksi dan menjaga mutu produk. Peran yang lain adalah dalam mengendalikan pencemaran lingkungan, baik udara maupun limbah cair. PT Petrokimia Gresik mempunyai dua jenis laboratorium sebagai sarana pemantauan kualitas terhadap bahan baku yang digunakan, serta pemantauan selama proses produksi berlangsung. Kedua Laboratorium itu adalah: 1. Laboratorium UjiKimia 2. Laboratorium Produksi, dibawah Direktorat produksi dan merupakan bagian dari Biro Pengendalian Proses dan Laboratorium, terdiri dari : 

Bagian Laboratorium Produksi I



Bagian Laboratorium Produksi II



Bagian Laboratorium Produksi III

Tugas dari masing-masing laboratorium antara lain: 1. Laboratorium Uji Kimia 

Meneliti dan memeriksa bahan baku dan bahan pembantu yang akan dibeli dan yang akan digunakan olehpabrik.



Meneliti dan memeriksa produk yang akandipasarkan.



Meneliti untuk mendapatkan alternatif bahan baku atau bahan penolong dalam rangkaeffisiensi.

2. Laboratorium Produksi 

Melakukan analisa mutu bahan baku, bahan penolong yang akan digunakan dalam prosesproduksi.



Melakukan pemantauan terhadap performance proses produksi melalui analisa bahan setengah jadi, produk utama dan produk samping serta buangan padatan, cair dangas.



Melakukan penelitian yang berhubungan dengan pengembangan proses produksi dan penelitian lain yang bersifatinsidental.



5.1 Program Kerja Laboratorium 5.1.1 Struktur Organisasi

Laboratorium produksi III berada pada biro proses. Laboratorium ini melaksanakan kerja 24 jam sehari dibagi dalam kelompok kerja atau shift dan non shift. 1. Kelompok Kerja Non Shift Tugas kelompok ini adalah: a. Menyiapkan reagen untuk analisa laboratorium unit. b. Melakukan alanisa bahan baku, bahan pembantu ser ta kontinyu. c. Melakukan analisa bahan buangan penyebab polusi linkungan, baik padat cair maupun gas. d. Melakukan penelitian atau percobaan-percobaan untuk membantu kelancaran proses produksi. 2. Kelompok Kerja Shift Kelompok kerja ini melakukan tugas analisa bahan baku, bahan pembantu dan bahan produksi. Dalam melakukan tugasnya kelompok ini menggunakan system berilir, yaitu kerja shift selama 24 jam, masing-masing bekerja selama 8 jam, yaitu:  Shift I

: jam 07.00-16.00

 Shift II

: jam 16.00-23.00

 Shift III

: jam 23.00-0700

5.1.2 Tugas Pokok Laboratorium

Tugas pokok laboratorium adalah melakukan analiasa atau kegiatan pemantauan kualitas terhadap bahan baku dan bahan pendukung yang digunakan, serta pemantauan kualitas selama proses berlangsung. Beberapa tugas laboratorium antara lain: 

Melakukan tugas pemantauan terhadap performance proses produksi dengan

menggunakan

analisa

terus-menerus

terhadap

pencemaan

lingkungan meliputi polusi udara, limbah cair, atau padat yang dihasilkan oleh unit-unit produksi. 83 DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG 2017




Melakukan pemantauan/ analisa terhadap mutu air proses, air pendingin, umpan ketel, air minum, dan lain-lain yang berkaitan langsung dengan proses produksi.

Sedangkan tugas pokok dari laboratorium adalah sebagai berikut: 

Hubugan kerja dengan peminta jasa lain Hubungan laboratorium denan peminta jasa lain selain dengan unitunit di Departemen Produksi III juga memberikan bantuan pelayanan jasa analisa kepada anak-anak perusahaan lainnya atas dasar permintaan melalui departemen pemasaran jasa, laboratorium produksi III juga memberikan fasilitas bagi mahasiswa PKL, analis, STM kimia maupun mahasiswa melalui diklat PT. Pertrokimia Gresik.



Penanganan sampel Dalam menganalisa bahan baku harus diperhatikan juga jenis sampel yang akan diambil dan bahaya-bahaya yang ada pada saat pengambilan sampel. Sampel yang akan diperiksa untuk dianalisa terbagi menjadi 3 bentuk, yaitu:

a. Gas Cara pengambilan dalam bentuk gas biasanya dilaksanakan langsung di tempat atau di unit proses atau biasa dilakukan dengan pengambilan sampel dengan botol gas yang selanjutnya dibawa ke laboratorium untuk dianalisa. Pengambilan sampel dalam bentuk gas harus diperhatikan segi keamanannya terlebih dahulu bila gas yang harus dianalisa sangat berbahaya, alat pelindung diri harus disesuaikan dengan sifat sampel yang akan diambil. Arah angin juga harus diperhatikan yaitu kita harus membelakangi arah angin. b. Cairan Untuk melakukan analisa dalam bentuk cairan, terlebih dahulu sampel harus didinginkan bila sampel yang akan diuji panas. Untuk cairan yang berbahaya diupayakan tidak tertelan atau masuk ke mulut.



c. Padatan Untuk mengambil sampel dalam bentuk padatan, dilakukan dengan cara acak dan disimpan dalam tempat yang tertutup rapat. Sampel padatan disimpan dalam container atau karung. Jumlah sampel yang harus diambil adalah akar dari jumlah container atau karung yang ada. Sedangkan pengambilan sampel padatan dalam conveyor yang berjalan dengan titik pengambilan, yaitu dua titik di pinggir atau satu titik di tenggah.

5.2 Alat-Alat Laboratorium

Alat – alat laboratorium yang digunakan adalah: a. Oven b. Alat titrasi c. Spectrofotometer d. Neraca Analisis e. Hidrometer/ specific grafity f. Termometer

5.3 Prosedur Analisa a. Analisa Pabrik AsamSulfat

Analisa dilakukan terhadap: 1.

Belerang padat, yaitu belerang padat yang masuk ke melter diperiksa kadar air dan keasamannya. Untuk keasamannya dianalisa dengan AsamSulfat.

2.

Belerang cair, yaitu belerang yang diperoleh dari filter 10001 A/B. Analisa untuk kadar air, keasamannya dianalisa sebagai H 2SO4 dan abu. Semua dihitung dalam persenberat.

3.

Gas masuk reaktor R1201, analisanya meliputi SO 2, O2, dalam persen volume.

4.

Gas keluar reaktor, meliputi SO 2 danO2.

5.

Asam sulfat produk yang dianalisa adalah berat jenis, kadar Fe, kemurnian H2SO4 serta suhumaksimalnya.

6.

Air dalam boiler, meliputi pH, konduktivitas, kadar silika, fosfat, sulfit dan klorit dalamppm. 85



Tabel 7.1Analisis Produk Pabrik Asam Sulfat Obyek

Parameter

Frekuensi

Standar Mutu

Bahan Baku - Belerang

Kadar air

1 / 24 jam

2,6 %W max

Keasaman

1 / 24 jam

0,52%W max

Kadar abu

1 / 24 jam

500 ppm max

Kemurnian

1 / 24 jam

97,0%W min

- SO2 Inlet Reaktor

Kadar

3 / 24 jam

10,5%V max

- SO2 out stack

Kadar

3 / 24 jam

0,03%V max

Produk - H2SO4

Kadar

3 / 24 jam

98 % min

Densitas

3 / 24 jam

1,820-1,826

Besi Jumlah

3 / 24 jam

50 ppm max

Proses

b. Analisa Pabrik Asam Fosfat(H 3PO4)

Analisa dilakukanterhadap: 1.

Phosphate rock , analisa kadar air, P2O5, CaO, SO3, SiO2, F, organic carbon, Cl-, danCO2.

2.

Asam sulfat dengan %berat

3.

Cairan digester I, analisa kadar CaO danH 2SO4.

4.

Cairan seal tank , analisa kadarP2O5

5.

Padatan seal tank, analisa kadar CaO dan P 2O5, F, C, H 2O, dan surface area.

6.

Cairan hidration No. 1, analisa kadar H 2SO4 dan P2O5 dan beratjenisnya.

7.

Padatan hidration No. 2, analisa kadarair.

8.

Return acid D-2337, analisa kadar H 2SO4, P2O5, dan beratjenis.

9.

Filtrate I di TK-2351, analisa kadar H 2SO4, P2O5, F, dan beratjenis.

10.

Asam fosfat produk, analisa kadar P 2O5, % padatan dan % sludge.

11. Phosphor

gypsum, analisa kadar H2O bebas P2O5, CaO, F, danSO 3.



c. Analisa Pabrik PurifiedGypsum

Analisa dilakukanterhadap: 1.

Phospho gypsum dan purified gypsum, analisa kadar P 2O5, total P2O5 ws, CaO, SO3, H2O bebas, dan H2OKristal

2.

Granul gypsum, analisa kadar P 2O5, total P2O5 ws, CaO, SO3, H2O bebas, H2O Kristal, danF.

3.

Phosphor gypsum, analisa ukuran Kristal(mesh).

d. Analisa Service Unit (Utilitas)

Analisa yangdilakukan: 1.

Air lunak proses kapur dan air proses penjernihan, analisa pH, silica sebagai SiO2, Ca sebagai CaCO3, sulfur sebagai SO42-, klor sisa sabagai Cl2, dan dissolved solid.

2.

Penukar anion, analisa kesadahan sebagai CaCO 3 dan silica sebagaiSiO.

3.

Air bebas mineral, analisanya sama dengan penukarion

4.

Air minum, analisa pH, Cl- sisa, dankekeruhan

5.

Air umpan boiler, analisa pH, kesadahan, jumlah dissolved oksigen dan kadarFe.

6.

Air dalam boiler, analisa pH, jumlah zat padat, kadar Fe, CaCO 3, SO 3, PO4, dan SiO2.

7.

Kondensat turbin, analisa pH, konduktivitas, kesadahan dan kadarFe.

8.

Kondensat proses balik, analisa pH, konduktivitas, kesadahan dan kadar Fe.

9.

Gas cerobong asap, analisa kadar CO 2 danO2.

10. Instrument 11.

air , analisa titik embun dan kadarair.

Air pendingin (air sirkulasi), analisa pH, konduktivitas, suhu, kebasahan P, kebebasan M, kesadahan Ca, kadar silikat, fosfat, klorida, klor sisa, besi, kekeruhan, zat padat terlarut, kurizet S-113 dan kurizetS-611.

e. Analisa Unit E ffluentTreatment

Analisa yang dilakukan: 1.

Air di D-6616, meliputi pH, F, P, suspended solid , Cl, kesadahanCa. 87



2.

Overflow TK-6616, meliputi pH, F, suspended solid ,Cl.

3.

Treated water TK-6660, meliputi pH, F, P, suspended solid,Cl-.

4.

Cake dari Fil-6614, meliputi kandunganH 2O.

5.

Air buangan ke laut, meliputi pH,F.

BAB VI



PENUTUP

6.1 Kesimpulan

1. PT Petrokimia Gresik merupakan Badan Usaha Milik Negara dalam lingkup Departemen Perindustrian dan Perdagangan. 2. PT Petrokimia Gresik memilki 3 unit produksi, yaitu Unit Produksi I yang menghasilkan dua macam pupuk nitrogen (ZA dan Urea). Unit Produksi II yang menghasilkan pupuk TSP/SP-36, pupuk DAP, pupuk majemuk (NPK), dan Phonska. Serta Unit Produksi III yang menghasilkan asam fosfat, asam sulfat, semen retarder, pupuk ZA, dan alumunium florida. 3. Proses produksi ZA II berbeda dengan ZA I dan ZA III di lingkungan Departemen I. Jika ZA I dan III dalam pembuatannya menggunakan bahan baku reaktan murni yaitu Asam Sulfat dan Ammonia, ZA II menggunakan bahan baku Ammonia dan by product unit produksi lain yaitu CO2 dari unit produksi Ammonia dan Fosfo Gypsum dari unit produksi Asam Fosfat. Saat ini Unit ZA II melakukan peningkatan kapasitas produksi dari 810 ton per hari menjadi 1000 ton per hari dengan penambahan reaktan murni asam sulfat dan amonia pada prosesnya. 4. Alat utama yang digunakan pada produksi ZA II diantaranya Carbonation Tower, Reaction Vessel, Filter, Neutralizer Tank, Evaporator, Sentrifuge, dan Dryer Cooler . Selain itu terdapat alat pendukung seperti Steam Chiller, CO2 Compressor, Vacuum Pump, Chalk Settler, Strong Liquor Storage Tank, Wet Type Dryer Cooler Scrbber, Furnace, serta Belt Conveyor. 5. Utilitas yang digunakan di Unit Asam Sulfat dan Utilitas Departemen Produksi III PT.Petrokimia Gresik meliputi unit penyediaan dan pengolahan air, penyediaan tenaga listrik, penyediaan uap/ steam, dan penyediaan bahan bakar.

6.2 Saran



Demi peningkatan penyelenggaraan Kerja Praktek di masa yang akan datang berikut ini beberapa saran dari penyusun agar Kerja Praktek dapat berjalan lebih efektif 1. Perlu dilakukan pengawasan dan penanganan lebih serius dalam mengatasi kebocoran peralatan pabrik yang sering terjadi, sehingga tidak membahayakan pekerja pada khususnya dan masyarakat pada umumnya dimana nantinya efisiensi produksi dapat ditingkatkan. 2. Perlu adanya perawatan dan pergantian peralatan yang sudah tua sehingga efisiensi produksi dapat ditingkatkan serta terjaminnya kesehatan dan keselamatan kerja. 3. Treated water TK 6660, meliputi pH, F, P, SS, Cl. 4. Filter primer dan sekunder sebiknya diberi penutup untuk mengurangi emisi amonia yan mebuat mata menjadi perih. Tutup tersebut sebaiknya yag mudah dibuka dan ditutup sehingga inspeksi rutin kain yang sobek dapat mudah dilakukan.

DAFTAR PUSTAKA



Geankoplis, J. C, and Bacon, 1983, “ Transport and Unit Operation”, 2nd edition, The Ohio University, Inc, Tokyo. Kern, D.Q., 1950, “ Process Heat Transfer ”, Mc Graw-Hill Kogakhusa Ltd, Tokyo. Perry, RH, and Green DW, 1997, “ Perry’s Chemical Engineers’ Handbook ”, 7 th edition USA MC Graw Hill Book Co, New York. Team ZA II.2007. Buku Panduan ZA II . Gresik: PT Petrokimia Gresik. Ulrich, G.D,1984, “A Guide to Chemical Engineering Process Design and Economical” , 1st ed., John Wiley and Sons, New York.


LAPORAN TUGAS KHUSUS EVALUASI EKONOMI EVAPORATOR PABRIK ZA II PT. PETROKIMIA GRESIK

PT. PETROKIMIA GRESIK BAGIAN PERENCANAAN DAN PENGENDALIAN DEPARTEMEN PRODUKSI III A

Periode: 3 Juli – 31 Juli 2017


21030114120087

Cahya Puji Lestari

21030114120071


i


INTISARI

Evaporator merupakan salah satu alat penting di pabrik ammonium sulfat II. Hal ini dikarenakan evaporator berfungsi untuk memekatkan larutan ammonium sulfat encer sehingga terbentuk larutan ammonium sulfat yang lebih pekat. Tujuan dari penyusunan tugas khusus ini adalah untuk mengetahui perbandingan antara kondisi alat evaporator triple effect sekarang dengan kondisi alat evaporator triple effect saat desai awal terkait dengan keekonomisannya. Evaporasi dilakukan dengan menguapkan sebagian pelarut untuk membuat cairan menjadi lebih pekat. Evaporasi berbeda dengan proses pengeringan karena hasil prosesnya berupa ciaran (yang biasanya sangat pekat) alih-alih suatu padatan. Berdasarkan jumlah evaporator yang digunakan, evaporator dibedakan menjadi dua jenis yaitu single effect evaporator dan multiple effect evaporator. Data yang digunakan dalam perhitungan analisa ekonomi evaporator didapatkan berdasarkan pengamatan langsung ke lapangan dan studi literatur. Berdasarkan hasil yang diperoleh, ekonomi evaporator saat ini lebih rending dibandingkan saat rancangan awal dikarenakan adanya kerak pada evaporator dan sistem vakum pada evaporator yang terganggu.


ii


DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL .......................................... ................................................................ ............................................ ....................................... ................. i INTISARI ............................................ .................................................................. ............................................ ............................................ ............................... ......... ii DAFTAR ISI ........................................... ................................................................. ............................................ ............................................. .......................... ... iii DAFTAR TABEL .......................................... ................................................................ ............................................ .......................................... .................... v BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Masalah........................................... .................................................................. ........................................ ................. 1 1.2 Rumusan Masalah .................................................... .......................................................................... ........................................ .................. 1 1.3 Tujuan ........................................... ................................................................. ............................................ ............................................ ...................... 2 1.4 Manfaat .......................................... ................................................................ ............................................ ............................................ ...................... 2 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Prinsip Dasar Evaporator .................................................... ........................................................................... ............................. ...... 3 2.1.1 Penggunaan Perbedaan Evaporator ......................................... ............................................................... ...................... 3 2.2 Dasar-Dasar Evaporator .......................................... ................................................................. ........................................ ................. 4 2.2.1 Pemilihan Evaporator ......................... ................................................ .............................................. .................................... ............. 4 2.2.2 Sistem Operasi Evaporator Berdasarkan Jumlah Evaporator ....................... 5 2.2.3 Keekonomisan Uap (Steam ( Steam Economy) Economy )............................................ .......................................................... .............. 7 BAB IIIMETODOLOGI 3.1 Cara Memperoleh Data ................................................... .......................................................................... ................................. .......... 8 3.2 Cara Mengolah Data ............................................ .................................................................. ............................................ ...................... 8 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Hasil ........................................... .................................................................. ............................................. ............................................. ....................... 11 4.2 Pembahasan............................................... ..................................................................... ............................................ ............................... .........11 BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan ........................................... .................................................................. ............................................. .................................. ............ 14 5.2 Saran........................................... Saran.................................................................. ............................................. ............................................. .......................14 DAFTAR PUSTAKA ..................................... ........................................................... ............................................ ......................................... ................... 16 LAMPIRAN


iii


DAFTAR TABEL

Tabel 4.1 Steam dan Jumlah Air yang Menguap pada Data Design ............................. ............................. 11 Tabel 4.2 Ekonomi Evaporator pada Data Design dan Data Aktual ............................. ............................. 11


iv


BAB 1 PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Masalah

Evaporator merupakan salah satu alat penting di pabrik ammonium sulfat II. Hal ini dikarenakan evaporator berfungsi untuk memekatkan larutan ammonium sulfat encer sehingga terbentuk larutan ammonium sulfat yang lebih pekat. Larutan ammonium sulfat pekat ini lah yang mengandung kristal-kristal ammonium sulfat yang lebih dikenal dengan nama pupuk ZA II. Untuk

memekatkan

larutan

ammonium

sulfat

tersebut,

evaporator

membutuhkan panas agar air pada larutan ammonium sulfat menguap sehinga larutan ammonium sulfat akan semakin pekat dan terbentuk kristal-kristal ammonium sulfat. Kebutuhan panas ini dapat diperoleh dengan mengalirkan steam atau LPS (Low Pressure Steam) ke dalam alat penukar panas. Larutan ammonium sulfat sebagai aliran dingin masuk ke dalam alat penukar kalor dan bertemu dengan LPS sebagai aliran paans. Adanya perbedaan temperatur tersebut, maka akan terjadi perpindahan kalor dari LPS menuju larutan ammonium sulfat. Pada evaporator, kebutuhan steam sangat mempengaruhi keekonimisan dari evaporator itu sendiri. Keekonomisan disini maksdunya adalah seberapa afisien evaporator bekerja dengan mempertimbangkan panas dari steam yang masuk dengan yang keluar. Kondisi operasi evaporator sekarang berbeda dengan kondisi umpan sekarang memiliki konsentrasi lebih tinggi dari pada desain awal. Pernedaan ini tentu mempengaruhi keekonomisan dari evaporator. Selain itu, waktu pemakaian juga turut memepengaruhi keekonomisan dari evaporaot.

1.2 Perumusan Masalah

Pengerjaan tugasn ini hanya dibatsi untuk membandingkan ekonomi evaporator saat desain awal dengan kondisi sekarang.


1


1.3 Tujuan

Mengetahui perbandingan antara kondisi alat evaporator triple effect sekarang dengan kondisi alat evaporator triple effect saat desai awal terkait dengan keekonomisannya.

1.4 Manfaat

Dengan membandingkan keekonomisan dari kondisi evaporator sekarang dengan kondisi saat awal desain, maka dapat mengetahui seberapa efisien e vaporator bekerja untuk saat ini. Selain itu, juga dapat mengetahui modifikasi apa yang dapat diberikan terhadap evaporator sehingga dapat meningkayan efisiensinya. Untuk meningkatan efisiensinya, tidak hanya modifikasi alat yang perlu dilakukan, namun menentukan kondisi operasi optimum seperti apa yang dapat djalankan pada evaporator sesuai dengan kondisi sekarang, sehingga menghasilkan produk yang optimum dengan losses yang rendah.


2


BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Prinsip Dasar Evaporasi

Evaporasi adalah operasi pendidihan dimana terjadi peristiwa perpindahan panas daalam cairan yang mendidih. Pada operasi ini perpindahan panas terjadi dari media pemanas ke larutan, serta perpindahan massa dan panas secara simultan dimana massa dan panas ditansfer dari fase cair ke fase uap. Tujuan dari evaporasi adalah untuk memekatkan larutan yang terdiri dari zat terlarut yang tidak mudah menguap dan pelarut yang mudah menguap. Dalam banyak kasus evaporasi, pelaurt berupa air. Evaporasi dilakukan dengan menguapkan sebagian pelarut untuk membuat cairan menjadi lebih pekat. Evaporasi berbeda dengan proses pengeringan karena hasil prosesnya berupa ciaran (yang biasanya sangat pekat) alih-alih suatu padatan. Evaporasi berbeda dengan distilasi karena biasanya zat diuapkan hanya satu komponen saja dan tidak ada proses untuk memisahkan komponen pada uap hasil evaporasi dalam unit prosesnya.

2.1.1 Penguanaan Perbedaan Temperatur

Gaya pendorong proses evaporasi adalah perbedaan temperatur. Tujuan dasar dari desain evaporator adalah untuk mebuat sebanyak-banyaknya perbedaan temperature yang tersedia agar proses oeroindahan kalor secara ekonmonis dapat terjadi. Salah satu hal yang dapat menyebabkan berkurangnya perbedaan perbedaan temperatur yang tersedia adalah boiling point rise (BPR), yaitu kenaikan titik didih larutan akibat bertambahnya konsentrasi zat terlarut. Hal ini bisa diminimalisasi dengan mengurangi tekanan system sehingga titik didih larutan dapat berkurang, atau dengan menggunakan pemanasan awal cairan umpan menngunakan cairan residu.

2.2 Dasar-dasar Evaporator


2


Evaporator adalah Evaporator merupakan alat yang digunakan untuk mengubah sebagaian atau keseluruhan pelarut dari sebuah larutan cair menjadi uap sehingga dihasilkan produk yang lebih pekat. Prinsip kerja dari Evaporator yaitu pemekatan larutan berdasarkan perbedaan titik didih yang besar antara masingmasing zat. Evaorator bekerja pada kondisi suhu yang lebih rendah dibandingkan dengan titik didih normalnya. Tekanan mempengaruhi tinggi rendahnya titik didih cairan murni. Titik didih cairan dipengaruhi oleh tekanan dan kadar air pada at yang tidak mudah menguap. Pada efek awal diperlukan pemansan suhu yang lebih tinggi. Sistem evaporator pada industri umumnya terdiri dari: a. Sebuah

penukar kalor untuk memasok kalor sensible dan kalor laten penguapan

pada umpan. Umumnya uap jenuh digunakan sebagai medium pemanas. b. Sebuah c. Sebuah

separator yang didalamnyauap dipisahkan dari fasa cair kentalnya. kondensor untuk penghasil kondensasi uap dan pembuangan dari sistem.

Dapat dihilangkan jika sistem bekerja pada kondisi atmosfer.

2.2.1 Pemilihan Evaporator

Dalam

pemilihan

dan

perancangan

evaporator

ada

beberapa

karakteristik yang harus diperhatikan dari cairan yang akan diuapkan, yaitu: 1. Konsentrasi Saat kondisi larutan masih encer, cairan tersebut masih banyak memiliki sifat seperti air. Namun saat larutan tersebut semakin pekat, sifat larutan tersebut menjadi semakin individualistic. Densitas dan viskositas naik seiiring dengan akan terbentuknya solid di dalamnya hingga larutan menjadi sangat jernih atau cairan menjadi sangat viskos untuk terjadinya perpindahan panas yang memadai. Pemanasan yang terus berlanjut pada larutan yang jenuh akan menyebabkan terbentuknya kristal. Titik didih cairan juga dapat naik dengan adanya kandungan solid di dlamnya untuk tekanan yang sama. 2. Kepekatan terhadap Suhu Banyak zat kimia, terutama produk farmasi dan makanan yang mudah rusak jika dipanaskan secara berlebihan dalam waktu yang cukup singkat. DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG 2017

3


Pemansan zat tersebut membutuhkan teknik khusus yntuk mencegah kerusakan material. 3. Pembentukan Busa Beberapa material khususnya senyawa organic dapat membentuk busa selama proses evaporasi. Busa yang terbentuk ini dapat menyebabkna zat terlarut dapat ikut naik bersama uap (entrainment). 4. Pembentukan Kerak Beberapa larutan dapat membentuk kerak pada permukaan kontak pemanas, sehingga menyebabkan berkurangnya koefisien perpindahan panas yang berarti

proses

pemanasan

tidak

akan

berjalan

optimal.

Untuk

mengembalikan kondisi menjadi seperti awal, kerak tersebut harus dihilangkan yang berarti peralatan harus dimatikan. 5. Korosi Untuk larutan-larutan yang dapat menyebabkan korosi perlu dipilih pemakian material yang sesuai, misalnya seperi bahan tahan karat, Cu, Ni, Al, Pb.

2.2.2Sistem Operasi Evaporator Berdasarkan Jumlah Evaporator

a. Sistem penguapan Tungal (Single Effect Evaporator) Sistem ini hanya menngunakan satu buah evaporator untuk menguapakna larutan. Meskipun system ini sederhana, namun sistem ini boros energi, karena panas laten dari uap yang keluar tidak digunakan lagi melainkan langsung dibuang. Keekonomisan dari system evaporator tunggal pasti memiliki nilai kurang dari 1.


4


. Gambar 2.1 Diagram Single Effect Evaporator (Sumber: Price, 2003)

b. Sistem Penguapan Berganda (Multiple Effect Evaporator) Sistem ini menggunakan lebih dari satu evaporator yang dirangkai, sehingga uap yang keluar dari evaporator pertama digunakan untuk memanaskan evaporator selanjutnya. Dengan sistem ini, penggunaan steam menjadi lebih efisien dan penggunaan energi yang dapat dihemat.

Gambar 2.2 Diagram Multiple Effect Evaporator DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG 2017

5


Ada beberapa jenis multiple effect evaporator, yaitu: 1. Forward

Feed Multiple EffectEvaporator

Digunakan jika larutan pekat sangat peka dengan panas. Forward feeding merupakan sistem multiple effect evaporator dimana umpan masuk pada efek pertama dengan suhu yang paling tinggi. Kemudian umpan akan terkondensasi dimana air akan menguap dan konsentrat akan masuk ke efek kedua sebagai umpan dengan suhu yang sedikit lebih rendah. Efek kedua menggunakan panas dari uap yang terbentuk dari efek pertama sebagai sumber panas. Kombinasi dari suhu yang rendah dan viskositas tinggi mendukung kondisi yang baik untuk pemanasan produk

yang

sensitif seperti enzim dan protein. Dalam penggunaannya diperlukan peningkatan luas permukaan panas pada efekberikutnya. 2. Backward

FeedMultiple Effect Evaporator

Digunakan bila larutan pekat sangat viskos. Umpan masuk pada efek terakhir dengan suhu paling rendah dan berpindah dari efek ke efek dengan suhu yang semakin meningkat. Kondensat akhir terkumpul pada efek dengan suhu paling tinggisehingga memberikan manfaat yaitu produk sangat viskos pada efek terakhir sehingga member ikan perpindahan panas lebih baik.

2.2.3 Keekonomisan Uap (Steam E conomy)

Performa steam ekonomi diukur dengan basis keekonomisan uap (steam economy), yaiut kilogram pelarut yang terevaporasi per kilogram uap air (steam) yang digunakan. Semakin tinggi nilai keekonomisan uap pada suatu sistem evaporator, semakin baik kinerja sistem tersebut dan semakin hemat steam yang digunakan. Dalam evaporator, kalor digunakan untuk: a. Menaikkan temperatur umpan hingga ke titik dididihnya. b. Menyediakan energi termodinamika yang cukup untuk memisahkan cairan pelarut dari larutan umpan. c. Menguapkan pelarut. DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG 2017

6


Cara yang paling baik untuk meningtkan keekonomisan uap adalah dengan menggunakan lagi pelarut yang menguap sebagai pemanas. Cara ini dilakukan pada multiple effect evaporator , dimana uap pelarut dari evaporator pertama digunakan untuk memanaskan evaporator selajutnya yang titik didih larutan didalam evaporator kedua sudah diturunkan. Cara yang lain untuk menaikkan keekonomisan penggunaan energi adalah dengan menngunakan thermocompression evaporator , diamna uapa dikompresi sehingga uapa tersebut akan terkondensasi pada temperatur yang cukup tinggi untuk digunakan sebagai medium pemanas pada evaporator yang sama.

BAB III METODOLOGI DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG 2017

7


3.1 Cara Memperoleh Data

Data yang dibutuhkan untuk menganalisa kekurangan dan kelebihan proses produksi ZA II dan ZA I/III antara lain adalah data power / tenaga yang digunakan dimasing-masing unit operasi, utilitas (laju alir steam dan air), kapasitas, produk yang dihasilkan, serta untuk mengetahui ekonomi evaporator. Data tersebut diperoleh dengan dua cara yaitu pengamatan langsung dan studi literatur. Data pengamatan secara langsung di lapangan diperoleh dari: 1. Central Control Room (CCR) pabrik ZA II 2. Log sheet CCR ZA II 3. Pengamatan langsung ke unit proses ZA Studi literatur dilakukan untuk memperoleh teori pendukung termasuk datadata sekunder yang diperlukan untuk menghitung neraca panas. Data – data yang dibutuhkan atara lain

laju alir feed dan steam, tekanan dalam evaporator, boiling

point larutan dalam evaporator, temperature feed dan specific heat larutan untuk menghitung ekonomi evaporator.

3.2 Cara Mengolah Data

Data yang diperoleh dapat langsumg digunakan untuk menunjukkan kekurangan dan kelebihan dari proses produksi ZA II dan ZA1/III. Data yang lain harus dioleh terlebih dahulu untuk menunjukkan ekonomi evaporator dari kedua proses: Ekonomi evaporator didefinisikan sebagai kg air yang diuapkan setiap pemakain satu kg steam pemanas. 1. Menghitung ekonomi Evaporator

η =

 

untuk sistem single effect

++ η = 

untuk sistem triple effect

dimana :

η : ekonomi evaporator DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG 2017

8


 : Komsumsi steam (lb/ hr)  : air yang diuapkan (lb/hr) (D.Q .Kern ,1983) Untuk menghitung ekonomi evaporator terlebih dahulu menyusun neraca panas (heat Balance) sesuai berikut: Forward Feed TripleEffect Evaporator Neraca panas effect 1: Ws λs + Ws  ( −  )+   (  -  ) =



Neraca panas effect 2 :

  + ( -  )  ( −  )    ( −  ) =   Neraca panas effect 3:

  + ( -  − )  ( −  )    ( −  ) =   Keterangan :



: specific heat of feed , kj/(kg)( ℃)



: temperature of feed , ℃



: temperature superheated steam , ℃



: temperature saturted steam , ℃



: feed, kg/ h

Ws

: Steam of first effect, kg/h



: return from neutralization tank, kg/h



: specific heat of return , kj/(kg)( ℃)



: temperature of return, ℃

 , 

: specific heat of liquor in effect , kj/(kg)( ℃)

 ,  , 

: boiling point of liquor in effect 1-3,

℃

 ,  ,  : water remove in effect 1-3 ,kg/h λs

: latent heat of steam , kj/ kg

λ  , λ  , λ 

: latent heat of vapor , kj /kg

Dengan asumsi: 1. Laju pembentukan kristal diabaikan


9


2. Hanya air yang teruapkan di dalam evaporator. Ekonomi evaporator ini penting dalam hubungannya dengan biaya operasi evaporator atau biaya steamnya. Ekonomi evaporator tinggi biaya steam rendah, dengan demikian biaya operasi turun.

BAB 1V HASIL DAN PEMBAHASAN DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG 2017

10


4.1 Hasil

Tabel 4.1 Steam dan Jumlah Air yang Menguap pada Data Design dan Aktual Komponen

Design

Aktual

(kg/h)

(kg/h)

S

30117.98

16203.7



28885.22

13754.55



25425.85

9967.05



23480.91

5752.01

Tabel 4.2 Ekonomi Evaporator pada Data Design dan Data Aktual

 Design

2.58

Aktual

1.82

4.2 Pembahasan

Dari tabel 4.2 diatas dapat dilihat bahwa ekonomi evaporator pada kondisi aktual atau sekarang lebih rendah daripada saat rancangan atau design awal. Pada awal rancangan, nilai ekonomi evaporatornya sebesar 2.58, sedangkan kondisi keekonomisan evaporator sekarang turun menjadi 1,82. Hal ini disebabkan karena adanya kerak yang diakibatkan deposit ZA pada dinding evaporator dan kurang optimalnya sistem vakum yang ada pada evaporator. Deposit ZA terjadi karena larutan ZA tidak dapat mengkristal karena penguapan yang yang terlalu cepat, sehingga kristal yang terbentuk berkurang sangat kecil. Ukuran kristal yang kecil inilah, menyebabkan terjadinya pengerakan pada dinding evaporator. Adanya kerak pada dinding evaporator tersebut akan mengganggu proses perpindahan panas yang terjadi di dalam evaporator. Sehingga proses evaporasi yang terjadi kurang maksimal. Penyebab lain yang mempengaruhi turunnya ekonomi evaporator adalah sistem vakum yang tidak bekerja optimal. Hal ini disebabkan karena kinerja pompa vakum (P 5818 A) yang kurang maksimal pada evaporator kedua. Pompa vakum DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG 2017

11


bekerja hanya pada evaporator kedua dan ketiga. Kurang maksimalnya kinerja pompa vakum tersebut karena menurunnya kapasitas pompa. Penurunan tersebut dise babkan oleh motor pompa yang sudah aus dan berumur tua sejak pabrik pertama ka li berdiri. Oleh karena itu, ekonomi evaporator lebih kecil dibandingkan dengan design awal.

BAB V PENUTUP

5.1 Kesimpulan DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG 2017

12


Kesimpulan yang data diambil dari tugas khusu yang telah diberikan sebagai berikut: 1.

Ekonomi evaporator pada pabrik ZA II PT. Petrokimia Gresik saat ini menurun dibandingkan kondisi rancangan awal. Hal ini disebabkan oleh adanya kerak pada evaporator dan sistem vakum pada evaporator yang bekerja kurang maksimal.

5.2 Saran

Selama masa penyelesaian tugas khusus kerja praktek di PT.Petrokimia Gresik yang berkaitan dengan evaluasi kinerja evaporator, terdapat beberapa kendala tertama untuk mengumpulkan data primer dari lapangan. Oleh karena itu kami mengajukan beberapa saran: 1.

Ada baiknya jika dilakukan pemasangan alat pengukur laju alir massauntuk umpan dan steam yang digunakan juga dipasang pada keluaran atau evaporator terakhir. Karena laju alir ini sangat penting untuk mengetahui efisiensi proses yang terjadi pada suatu alat. Ditakutkan terdapat loses karena steam yang dimasukkan terlalu besar.

2.

Sebaiknya alat thermometer pada keluaran evaporator, serta pada flow masuk saat kondisi operasi selalu dikalibrasi agar kondisi operasi dapat dijaga sesuai design sehingga dapat bekerja secaraefisien.

3.

Agar sistem vakum beroperasi dengan maksimal sebaiknya sirkulasi air pada kondensor selalu dijaga jumlahnya, serta selalu mengontrol ejector agar steam yang masuk dapat terjaga sesuai dengan kebutuhanpula.

4.

Untuk menjaga efisiensi alat yang tinggi sebaiknya evaporator dibersihkan secara rutin. Sehingga tidak terjadi scalling yang mengakibatkan transfer panas yang tidap dapatoptimal.

5.

Analisi kandungan kimia tiap keluaran evaporator agar produk yang dihasilkan sesuai dengan yang diinginkan, karena jika keluara evaporator tidak sesuai dengan yang diininkan maka dapat dilakukan evaluasi pada evaporator baik kondisi operasi maupun spesifikasi umpan sebaai bahan bakunya. Dengan demikian tiap evaporator bekerja maksimal sesuai denganseharusnya.

6.

Untuk mencegah scalling dapat dilakukan dengan memasang alat pengukur DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG 2017

13


konsentrasi pada neutralizer sehingga dapat diketahui berapa konsentrasi asam sulfat yang harus di tambahkan. Selain itu, perlu adanya alat pengukur konsentrasi pada umpan masuk evaporator 1, sehingga dapat menghindari konsentrasi larutan ZA yang berlebih dievaporator.

DAFTAR PUSTAKA

Budavari, Susan. 1966. The Merck Index, 12th edition. Merck and Co, Inc. New York. Geankoplis, C.J. 1997. Transport Process and Unit Operation 3rd Edition. New Delhi: Prentice Hall of India. DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG 2017

14


Kern, D.Q. 1950. Process Heat Transfer . Mc Graw-Hill Kogakhusa Ltd, Tokyo. Perry, R.H. and Don Green. 1998. Perry’s Chemical Engineer’s Handbook , 6th ed., McGraw-Hill, New York. Smith, J. M., Van Ness, H. C., and Abbott, M. M.. 2005. Introduction To Chemical Engineering Thermodynamics, Seven Edition. McGraw-Hill Book Company Japan Ltd: Tokyo Japan. Team ZA II.2007. Buku Panduan ZA II . Gresik: PT Petrokimia Gresik.

LEMBAR PERHITUNGAN

Perhitungan Data Design

Steam Ws = 27052 Nm 3/h = 310117.998 kg/h Ps = 2 kg/cm2 = 196 kPa



Dari Steam Table didapat λs = 2165,44 kJ/kg


15


Ts = 133 oC Cps = 2.1981 kJ/kg. oC Feed Wf = 88479 kg/h

Cp(NH ) SO = 2.5879 kJ/kg. oC Cp

Tf = 109oC

= 4.2 kJ/kg.oC

λ 1 = 2193.75 kJ/kg

Cpf = 39.4% ×2.5879 + 60.6% × 4.2 = 3.564 kJ/kg. oC T BPR 1 = 121.8 oC  Evaporator 1 Neraca Panas

Ws × λ s  Ws × CPs × (Ts − Ts )  Wf × CPf × (Tf − TBPR  ) = W × λ  30117.98 × 2165,44  30117.98 × 2.1981 × (133 − 100)  88479 × 3.564 × (109 − 121.8) = W × 2193.75 633669949.8 W = = 28885.2197 kg⁄h 2193.75 Neraca Massa

Wf = WL  W 88479 = WL  28885.2197 WL = 59593.7803 kg⁄h Tf 2 = 85.8 oC

Cpf= 3.4667 kJ/kg. oC

T BPR 2 = 107,5 oC

CpR = 3.4438 kJ/kg. oC

λ 2 = 2293.64 kJ/kg

T R = 62 oC

WR = 48663 kJ/kg

 Evaporator 2 Neraca Panas

W × λ   WL × CPf × (TBPR  − TBPR  )  WR × CPR × (TR − TBPR  ) = W × λ  28858.2197 × 2193.75  59593.7803 × 3,4667 × (121.8 − 107.5)  48663 × 3.4438 × (62 − 107.5) = W × 2293.64 DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG 2017

16


W =

58317739.46 = 25425.846 kg⁄h 2293.64

Nearaca Massa

Wf  WR = W  WL  WK 59593,7803  48663 = 25425.846  WL  64884 WL = 17946.934 kg⁄h T BPR 3 = 88.23 oC

Cpf= 3,47036 kJ/kg. oC

λ 3 = 2355,665 kJ/kg

WR = 55795 kJ/kg


W . λ   WL . CPf . (TBPR  − TBPR )  WR . CPR . (TR − TBPR  ) = W . λ  25425.846 × 2293.64  17946.934 × 3.47036 × (107.5 − 88.23)  55795 × 3.4438 × (62 − 88.23) = W × 2355.665 W = 23480.91 kg⁄h Neraca Massa

WL  WR = W  WK 17946.934  55795 = 23480.91  WK WK = 50261.024 kg⁄h Total Evaporation Water = ΣW = W  W  W = 77791.975 kg⁄h Sehingga ekonomi evaporator = ᶯ =

∆ 

=

. = .

2.58

Perhitungan Data Aktual

Steam Ws = 16203,7 kg/h λs = 2203,32 kJ/kg Ts = 119oC Cps = 2.1237 kJ/kg. oC DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG 2017

17


Feed Wf = 15080 kg/h

Cp(NH ) SO = 2.5879 kJ/kg. oC Cp

Tf = 109oC λ 1 = 2193.75 kJ/kg

= 4.2 kJ/kg.oC

Konsentrasi ZA 41%

Cpf = 41% ×2.5879 + 60.6% × 4.2 = 3.555 kJ/kg. oC T BPR 1 = 123 oC  Evaporator 1 Neraca Panas

Ws × λ s  Ws × CPs × (Ts − Ts )  Wf × CPf × (Tf − TBPR  ) = W × λ  16203.7 × 2203.32  16203.7 × 2.1237 × (119 − 100)  158080 × 3.555 × (112 − 123) = W × 2193.75 30174044.06 W = = 13754.55 kg⁄h 2193.75 Neraca Massa

Wf = WL  W

W1 = 13754.55 kg /h T BPR 2 = 107,5 oC

158080 = WL  13754.55 WL = 144325.45 kg⁄h Cpf= 3.5026 kJ/kg. oC CpR = 3.4438 kJ/kg. oC

λ 2 = 2275.4 kJ/kg

T R = 62 oC

WR = 96501 kJ/kg

WK = 91213.6844 kJ/kg


W × λ   WL × CPf × (TBPR  − TBPR  )  WR × CPR × (TR − TBPR  ) = W × λ  13754.55 × 2193.75  144325.45 × 3,5026 × (121.8 − 107.5)  96501 × 3.4438 × (62 − 107.5) = W × 2275.4 22679025.57 W = = 9967.05 kg⁄h 2275.4 Neraca Massa

Wf  WR = W  WL  WK 144325.45  96501 = 9967.05  WL  91213.6844 DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG 2017

18


WL = 139645.72 kg⁄h T BPR 3 = 88.23 oC

Cpf= 3,452 kJ/kg. oC

λ 3 = 2341.24kJ/kg

WR = 206152.48 kJ/kg


W . λ   WL . CPf . (TBPR  − TBPR )  WR . CPR . (TR − TBPR  ) = W . λ  9967.05 × 2275.4  139645.72 × 3.452 ×(107.5 − 88.23)  206152.48 × 3.4438 × (62 − 88.23) = W × 2341.24 W = 5752.01 kg⁄h Neraca Massa

WL  WR = W  WK 139645.72  206152.48 = 5752.01  WK WK = 340046.19 kg⁄h Total Evaporation Water = ΣW = W  W  W = 29473,6 kg⁄h Sehingga ekonomi evaporator = ᶯ =

∆ 

,

= , = 1.819


19

KP Teknik Kimia Candal Dept. 3 a Evaluasi Triple Effect Evaporator UNDIP

Recommend Documents