LAPORAN KERJA PRAKTIK PABRIK 5 PUPUK KALIMANTAN TIMUR

Laporan Kerja Praktik Departemen Operasi Pabrik-5 PT. PUPUK KALIMANTAN TIMUR

LAPORAN KERJA PRAKTIK DEPARTEMEN OPERASI PABRIK-5 PT. PUPUK KALIMANTAN TIMUR

Oleh: Kadek Aditya Palaguna Sidi

(1331010078)

Brendayani Anggun Leksono

(1331010087)

PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL „VETERAN‟ JAWA TIMUR SURABAYA 2016

Page i


LEMBAR PENGESAHAN LAPORAN PRAKTIK KERJA LAPANGAN

Kadek Aditya Palaguna Sidi

(1331010078)


(1331010087)

Catatan/komentar:

Tempat Kerja Praktek : PT. PUPUK KALTIM , Bontang, Kalimantan Timur Periode Kerja Praktek : 21 Juli 2016 – 21 September 2016

Telah diperiksa dan disetujui, Pembimbing Lapangan

Achmad Endin

Dosen Pembimbing

Dr.Ir. Srie Muljani, MT

Kepala Bagian Utility Pabrik-5 Tanggal:

Tanggal:

Page ii


LEMBAR PENGESAHAN LAPORAN PRAKTIK KERJA LAPANGAN Kadek Aditya Palaguna Sidi

(1331010078)


(1331010087)

Laporan Praktek Kerja ini telah diperiksa dan disetujui oleh PT. Pupuk Kalimantan Timur

Bontang, xx September 2016 Mengesahkan,

Pembimbing Lapangan

Achmad Endin NPK. 0903922 Mengetahui,

Manager Departemen

Manager Departemen Diklat & Managemen Pengetahuan

Operasi Pabrik-5

Ir. Lola Karmila Rikho Dhyatmiko Arifianto, ST NPK. 9003164 NPK. 0803756

Page iii


KATA PENGANTAR

Segala puji dan syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, yang telah memberikan

rahmat dan karunia-Nya sehingga laporan kerja praktik di PT.

Pupuk Kalimantan Timur dapat diselesaikan dengan baik. Kerja praktik merupakan salah satu tugas yang harus ditempuh sebagai persyaratan menyelesaikan studi program strata 1 (S-1) di Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik Industri, Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Jawa Timur. Pada kesempatan ini, penyusun mengucapkan terima kasih kepada PT. Pupuk Kalimantan Timur, yang telah memberikan kesempatan kepada penyusun untuk melaksanakan kerja praktik selama 2 (dua) bulan sejak 21 Juli s/d September 2016. Selain itu, penyusun juga mengucapkan terima kasih kepada: 1. Ayahanda dan Ibunda tercinta yang senantiasa memberikan semangat, dukungan dan do‟a, 2. Bapak Ir. Sutiyono, MT., selaku Ketua Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknologi Industri, Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Jawa Timur. 3. Ibu Ir. Retno Dewati, MT., selaku Kepala Prodi Teknik Kimia Fakultas Teknolgi Industri, Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Jawa Timur. 4. Ibu Dr. Ir. Srie Muljani, MT., selaku Dosen Pembimbing Kerja Praktik. 5. Bapak Tathit Surya Arjanggi, S.Kom., selaku Manager Diklat & Manajemen Pengetahuan PT. Pupuk Kalimantan Timur. 6. Bapak Rikho Dhyatmiko Arifianto, ST., selaku Manager Departemen Operasi Pabrik-5. 7. Bapak Achmad Endin, selaku Kepala Bagian Utility serta pembimbing tugas khusus.

Page iv


8. Bapak Si‟in, Bapak Mas‟ud, Bapak Bambang, Bapak Arya, Bapak Rendrik, Mbak Winda, Mbak Suzanna, Mbak Ike, Mas Jhonatan dan staff Diklat & Man. Pengetahuan atas bantuan dan kerja kerasnya. 9. Bapak-bapak supervisor, formen, dan operator di Departemen Operasi Pabrik-5 yang telah membantu dalam pengerjaan tugas khusus. 10. Mas Annas selaku Process Engineering Pabrik-5. 11. Bapak-bapak driver bus dan car pool di PT. Pupuk Kalimantan Timur, terimakasih atas tumpangannya. 12. Bapak-bapak Equator, terimakasih untuk konsumsi makan siangnya. 13. Teman-teman kerja praktik periode Juli-September 2016; Fira, Azmi, Mia, Khalid, Ni Made, Giska, Ika, Ida, Tata, Iwid, Ka Astrid, Arif, Mizwar, Afrian, Rizky, Riedle, Tanjung, dan masih banyak lagi, yang sudah banyak memberikan canda tawa selama Kerja Praktik. 14. Teman-teman jurusan Teknik Kimia UPN “Veteran” Jawa Timur angkatan 2012 dan 2013 yang banyak memberikan kabar, masukan, saran, dan semangat. 15. Pihak-pihak lain yang tidak dapat di sebutkan. Penyusun menyadari bahwa laporan ini jauh dari sempurna, oleh karena itu, kritik dan saran yang bersifat membangun sangat diharapkan. Akhir kata semoga laporan ini dapat memberikan manfaat bagi penulis pada khususnya dan pembaca pada umumnya.

Bontang, Agustus 2016

penyusun

Page v


DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL……………………………………………………i LEMBAR PENGESAHAN……………………………………………...ii KATA PENGANTAR…………………………………………………...iv DAFTAR ISI………………………………………………………..…vi DAFTAR TABEL………………………………………………………iix DAFTAR GAMBAR…………………………………………………….. BAB I PENDAHULUAN………………………………………………1 1.1. Latar Belakang………………………………………………….1 1.2. Tujuan…………………………………………………………….1 1.3. Ruang Lingkup……………………………………………………2 BAB II TINJAUAN PUSTAKA………………………………………...3 2.1. Sejarah dan Profil Perusahaan……………………………………3 2.2. Visi Misi dan Nilai-Nilai Perusahaan…………………………...11 2.3. Lokasi Pabrik……………………………………………………13 2.4. Lambang PT. Pupuk Kalimantan Timur………………………...14 2.5. Jenis Perusahaan………………………………………………...18 2.6. Struktur Organisasi PT. Pupuk Kalimantan Timur…………..19 2.7. Tenaga Kerja dan Waktu Kerja……………………………..…23 2.8. Fasilitas Publik…………………………………………………..24 2.9. Fasilitas dan Jaminan Sosial…………………………………….25

Page vi


2.10. Peningkatan Mutu da Pengolahan Lingkungan…………..25 2.11. Spesifikasi Produk……………………………………………..25 2.11.1. Ammonia………………………………………………25 2.11.2. Urea Prill………………………………………………..26 2.11.3. Urea Granul……………………………………………26 2.12. Pemasaran Hasil Produksi…………………………………….26 2.13. Keselamatan dan Kesehatan Kerja……………………………27 2.14. Penanganan Limbah………………………………………….29 BAB III SISTEM UTILITAS & PENGOLAHAN LIMBAH………33 3.1. Unit Sea Water Intake………………………………………….33 3.2. Unit Chlorination………………………………………………35 3.3. Sea/Sweet Cooling Water System ……………………………….36 3.3.1. Sea Water Circulation……………………………………36 3.3.2. Sweet Cooling Water……………………………………37 3.4. Unit Desalinasi…………………………………………………..40 3.5. Unit Demineralisasi……………………………………………..45 3.6. Unit Sistem Pembangkitan Tenaga Listrik……………………49 3.7. Unit Steam System……………………………………………..49 3.8. Unit Instrument Air dan Plant Air………………………………50 3.9. Unit N2 Generator……………………………………………….52 3.10. Unit Urea Formaldehyde Coating……………………………..53 BAB IV PROSES PRODUKSI PABRIK-5……………………....61

Page vii


4.1. Bahan Baku……………………………………………………...61 4.1.1. Produksi Ammonia………………………………………61 4.1.2. Produksi Urea…………………………………………….61 4.1.2.1. Ammonia…………………………………………….61 4.1.2.2. Gas CO2......................................................................62 4.2. Uraian Proses Produksi……………………………………….62 4.2.1 Unit Ammonia……………………………………………62 4.2.1.1 Feed Gas Compression and Desulfurization………65 4.2.1.2. Primary Reformer…………………………………67 4.2.1.3. Process Air Compressor…………………………….69

4.2.1.4. CO Shift Converter………………………………….71 4.2.1.5. CO2 Removal………………………………………...73 4.2.1.6. Metanasi……………………………………………..76 4.2.1.7. Syngas Drying……………………………………….77 4.2.1.8. Cryogenic Purification………………………………77 4.2.1.9. Unit Kompresi syngas……………………………….79 4.2.1.10. Unit Sintesis Ammonia…………………………….79

4.2.1.11. Refrigasi Ammonia………………………………...83 4.2.1.12. Purge Gas Ammonia Recovery…………………….84 4.2.1.13. Process Condensate Stripper………………………84 4.2.2. Unit Urea……………………………………………….85

Page viii


4.2.2.1. Unit Sintesa Urea……………………………………86 4.2.2.1.1. Unit Kompresi Ammonia dan CO2.......................86 4.2.2.1.2. Unit Sintesis Urea……………………………….88 4.2.2.1.3. Unit Purifikasi…………………………………...94 4.2.2.1.4. Unit Konsentrasi………………………………...96 4.2.2.1.5. Unit Recovery……………………………………98 4.2.2.1.6 Unit Process Condenstae Treatment.....................99 4.2.2.1.6.a. Sistem Pembangkitan Vakum……………...100 4.2.2.1.6.b. Sistem Process Condensate Treatment…….101 4.2.2.1.6.c. Unit Urea Hydrolizer……………………….102

4.2.2.2. Unit Granulasi……………………………………102 4.2.2.2.1. Unit Granulasi………………………………..102 4.2.2.2.2. Unit Recycle………………………………….105 4.2.2.2.3. Unit Dedusting dan Recovery……………….106 4.2.2.3. Sistem Steam dan Steam Condensate……………107 4.2.2.4. Sistem Cooling Water............................................108 DAFTAR PUSTAKA…………………………………………………110

Page ix


DAFTAR TABEL Tabel 1.1 Sejarah Perjalanan PT.Pupuk Kalimantan Timur…………………….4 Tabel 1.2 Data Kapasitas Produks Ammonia dan Urea PT. Pupuk Kaltim ……………….…………………………………………………….6 Tabel 1.3 Kapasitas Produksi Pabrik NPK Pelangi & Organik………………….7 Tabel

3.1

Spesifikasi Proses Kondensat dan Kondensat Steam/Turbin …………………………………………………………..................46

Tabel 4.1 Kondisi Steam Header………………………………………………...64 Tabel 4.2 Komposisi Produk Urea……………………………………………...105

Page x


DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Peta Lokasi PT. Pupuk Kalimantan Timur………………...13 Gambar 2.2 Lambang PT. Pupuk Kalimatan Timur ……………………14 Gambar 2.3 Merk Dagang Pupuk Urea Mandau………………………..14 Gambar 2.4 Merk Dagang Pupuk NPK Pelangi………………………...15 Gambar 2.5 Merk Dagang Pupuk Daun Buah…………………………..17 Gambar 3.1 Blok Diagram Sistem Water Utility di pabrik-5 ………….33 Gambar 3.2 Skema Proses Pada unit Desalinasi………………………..40 Gambar 4.1 Diagram Alir Proses Ammonia……………………………63 Gambar 4.2 Process Flow Diagram Feed Gas Compressor……………65 Gambar 4.3 Process Flow Diagram Desulfurizer………………………66 Gambar 4.4 Process Flow Diagram Primary and Secondary Reformer.67 Gambar 4.5 Process Flow Diagram CO Shift Conversion……………..71 Gambar 4.6 Process Flow Diagram Absorber…………………………73 Gambar 4.7 Process Flow Diagram Stripper…………………………..74 Gambar 4.8 Process Flow Diagram Seksi Metanasi, Drying, dan

Purifying…………………………………………………..76 Gambar 4.9 Process Flow Diagram Syn Gas Compressor dan Ammonia

Converter…………………………………………………79 Gambar 4.10 Sistem Refrigerari Ammonia Pada Ammonnia Chiller …..83 Gambar 4.11 Alur Proses Unit Urea……………………………………85

Page xi


Gambar 4.12 Unit Sintesis Urea………………………………………89 Gambar 4.13 Unit Granulasi Pabrik-5…………………………………103 Gambar 4.14 Spout-Bed Granulator………………………………..103

Page xii


BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

Sarjana teknik kimia bukan hanya dituntut untuk memahami konsep ilmu teknik kimia secara teoritis, namun disisi lain juga dituntut secara nyata untuk mengaplikasikan pengetahuan yang dimiliki untuk masalah-masalah yang bersifat praktikal di industri. Mata kuliah Kerja Praktik adalah salah satu sarana belajar yang digunakan untuk mewujudkan hal tersebut. Mahasiswa Teknik Kimia Universitas Pembangunan Nasional „Veteran‟ Jawa Timur dituntut untuk turun

langsung ke lapangan dan mengimplementasikan ilmu yang dipelajari di bangku kuliah selama ini. PT. Pupuk Kalimantan Timur merupakan produsen pupuk urea terbesar di Indonesia. Perusahaan yang berkedudukan di Bontang, Kalimantan Timur ini juga merupakan salah satu industri agrokimia yang diperhitungkan di kawasan Asia Tenggara. Produk yang dimiliki PT. Pupuk Kalimantan Timur terdiri dari pupuk urea dan NPK baiv bersubsidi maupun non-subsidi. Dengan melakukan Kerja Praktik ini menjadi sarana yang sangat baik bagi mahasiswa Teknik Kimia untuk dapat mempelajari proses kimia terutama yang berada di PT. Pupuk Kalimantan Timur. Mengingat proses produksi urea adalah salah satu proses petrokimia yang cukup kompleks dan relevan sebagai media belajar bagi calon sarjana teknik kimia. Sehingga pada saatnya terjun dalam dunia industri, sarjana teknik kimia tidak hanya mahir dalam hal berteori, namun juga mampu mengaplikasikan ilmu yang dimiliki. 1.2 Tujuan

Pelaksanaan mata kuliah Kerja Praktik bertujuan untuk: 1. Mengaplikasikan pengetahuan teoritis di bangku kuliah dalam industri; 2. Mengasah sense of engineering dan pengetahuan praktis yang diperluvan sebagai sarjana Teknik Kimia; 3. Mengetahui peran seorang Sarjana Teknik Kimia dalam industri, khususnya di PT. Pupuk Kalimantan Timur;

[Type text]

Page 1


4. Mempelajari pengetahuan empiris dan teoritis dalam industri, khususnya di PT. Pupuk Kalimantan Timur.

1.3 Ruang Lingkup

Kerja praktik penulis dilakukan di Departemen Operasi Pabrik Kaltim-5. Departemen tersebut merupakan pabrik yang baru diresmikan pada 19 November 2015 oleh Presiden RI. Dimana terdapat tiga unit yaitu unit Amoniak, unit Urea dan Unit Utlity yang digunakan sebagai pengganti unit Amoniak dan unit Urea Pabrik-1. Dalam hal ini, penulis dibimbing langsung oleh kepala bagian pabrik unit utility Kaltim-5. Atas dasar hal tersebut, segala penjelasan proses serta aspek lain yang disampaikan di laporan ini hanya dibatasi dalam lingkup dan aktivitas produksi yang berkaitan dengan pabrik Kaltim-5.

[Type text]

Page 2


BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Sejarah dan Profil Perusahaan

Pertanian merupakan salah satu sektor pembangunan di Indonesia yang mendapat perhatian besar dari pemerintah, mengingat Negara Indonesia adalah salah satu negara agraris. Selain itu, dari sektor inilah kebutuhan masyarakat akan pangan dapat terpenuhi. Dapat dikatakan bahwa pupuk memegang peranan penting dalam usaha-usaha meningkatkan hasil-hasil pertanian. Disamping digunakan pada sektor pertanian, pupuk sendiri juga dibutuhkan di sektor industri. Pupuk memegang peranan penting dalam peningkatan kualitas produksi hasil pertanian. Salah satu jenis pupuk yang banyak digunakan oleh petani adalah pupuk urea, yang memiliki fungsi sebagai sumber nitrogen bagi tanaman. Dalam peternakan, urea merupakan nutrisi makanan ternak yang dapat meningkatkan produksi susu dan daging. Selain itu, pupuk urea memiliki prospek yang cukup besar dalam bidang industry, antara lain digunakan sebagai bahan dalam pembuatan resin, produk-produk cetak, pelapis, perekat, bahan anti kusut dan pembantu pada pencelupan di pabrik tekstil. Oleh karena itu, kebutuhan pupuk urea semakin bertambah seiring berjalannya waktu. PT. Pupuk Kalimantan Timur adalah salah satu anak perusahaan dari Pupuk Indonesia Holding Company (PIHC) yang lahir untuk memenuhi kebutuhan pupuk yang semakin meningkat seiring dengan tingginya perkembangan pertanian di Indonesia. Pupuk Kaltim merupakan perusahaan penghasil Urea dan Amoniak terbesar di Indonesia. Kapasitas produksi mencapai 2,98 juta ton Urea dan 1,85 juta ton Amoniak, 350 ribu ton NPK, dan 45 ribu ton pupuk organic per tahun. Pada awalnya, proyek PT. Pupuk Kalimantan Timur dikelola oleh Pertamina sebagai unit-unit pabrik terapung yang terdiri dari 1 unit pabrik amoniak dan 1 unit pabrik urea dengan beberapa bangunan pendukungnya di pantai. Hal ini dengan pertimbangan jika sewaktu-waktu cadangan gas di Kalimantan Timur habis, maka pabrik ini dapat dipindahkan ke daerah yang memiliki sumber gas alam yang baru. Pabrik pupuk ini juga didirikan dengan adanya pertimbangan

[Type text]

Page 3


sulitnya memperoleh pupuk dari dalam negeri. Sementara pada saat itu pemerintah sedang mengupayavan program swasembada pangan. Oleh karena itu pada tahun 1973, Pertamina mencetuskan ide untuk mendirikan pabrik terapung ini. Peralatan pabrik mulai dibangun di Eropa pada tahun 1974 dengan alas an karena dana untuk pelaksanaan proyek ini didapat dari pinjaman negara-negara anggota Masyarakat Ekonomi Eropa (MEE). Berdasarkan KEPRES No. 43 Tahun 1975 dibentuk suatu tim yang bertugas meninjau dan meneliti program pembangunan pabrik terapung tersebut. Setelah meninjau dan menilai kembali konsep pabrik terapung ini, dengan memperhatikan aspek teknis dan bahan baku maka pembangunan pabrik dilanjutkan di darat. Berdasarkan Kepres No.39 Tahun 1976 dilakukan serah terima proyek ini dari Pertamina ke Departemen Perindustrian oleh Direktorat Jenderal Industri Kimia Dasar pada tahun 1976. Setelah penyelesaian proses hukum dalam rangka serah terima peralatan pabrik di Eropa, maka pada tanggal 7 Desember 1977 didirikan sebuah Persero Negara untuk mengelola usaha ini dengan nama PT. Pupuk Kalimantan Timur. Proses pemindahan lokasi pabrik ke darat memerlukan perubahan dan penyesuaian desain pabrik setelah dilakukan berbagai pengkajian dari segi teknis. Berikut sejarah perjalana PT. Pupuk Kalimantan Timur: Table 1.1 Sejarah Perjalanan PT. Pupuk Kalimantan Timur No

Tanggal

Keterangan

1.

7 Desember 1977

Berdirinya PT. Pupuk Kalimantan Timur

2.

8 Januari 1979

Penandatanganan kontrak pembangunan Pabrik-1

3.

23 Maret 1982

Penandatanganan kontrak pembangunan Pabrik-2

4.

30 Desember 1983

Produksi pertama ammoniak Pabrik-1

5. 6.

2 Februari 1984 24 Januari 1984

Pengapalan pertama ammoniak ke PT. Petrokimia Gresik Ekspor pertama Amoniak ke India

7.

15 April 1984

Produksi pertama pipik urea Pabrik-1

8.

24 Juli 1984

Pengapalan pertama pupuk urea ke Surabaya

9.

28 Oktober 1984

Peresmian Pabrik-1 dan Pabrik-2 oleh Presiden

[Type text]

Page 4


10.

28 November 1985 Penandatanganan kontrak pembangunan Pabrik-3

11.

4 April 1989

Peresmian Pabrik-3 oleh Presiden RI

12.

9 Oktober 1996

Penandatanganan kontrak pembangunan pabrik POPKA

13.

23 Desember 1998

Penandatank ganan kontrak pembangunan Pabrik-4

14.

18 Februari 1999

Produvsi pertama Urea Granul pabrik POPKA

15.

6 Juli 2000

Peresmian POPKA dan pemancangan tiang pertama Pabrik-4

16.

3 Juli 2002

Peresmian pabrik Urea unit 5 (Pabrik-4) oleh Presiden

17.

11 Februari 2003

Penugasan PT. Pupuk Kaltim untuk pendistribusian pupuk kawasan timur Indonesia

18.

17 Mei 2008

19.

21 Mei 2010

Pemancangan perdana

proyek

Pupuk

NPK Fuse

Blending

Pemancangan

tiang

pertama

pembangunan

boiler

batubara 20.

29 Juli 2011

Perancangan Program Gerakan Peningkatan Produksi Pangan Berbasis Koporasi (GP3K)

21.

13 Oktober 2011

Peluncuran Pupuk Urea Bersubsidi Berwarna/ Urea Pink

22.

18 April 2012

Penandatangan karung pupuk bersubsidi merek Pupuk Indonesia oleh Menteri BUMN

23.

25 Oktober 2012

Peresmian proyek pembangunan Pabrik-5 oleh Presiden

24.

13 Maret 2014

Pengambil alihan Pabrik Amoniak milik PT. Kaltim Pasifik Amoniak (PT. KPA) oleh PT. Pupuk Kaltim

25.

31 Maret 2014

Bergabungnya pabrik POPKA dengan Pabrik Ex-KPA menjadi pabrik 1A

26.

19 November 2015 Peresmian Pabrik-5 oleh Presiden

Saat ini PT. Pupuk Kalimantan Timur telah mengoperasikan 7 unit pabrik yaitu Pabrik-1, Pabrik-2, Pabrik-3, Pabrik-4, Pabrik-5, Pabrik 1A, Pabrik NPK, dan Boiler Batubara. Setiap pabrik terdiri tiga unit yaitu unit Utility, unit Amoniak, dan unit Urea, sedangkan Pabrik 1A yang merupakan hasil transfer asset dar PT. Kaltim Pasifik Amoniak hanya mempunyai unit Utility dan unit

[Type text]

Page 5


Amoniak. Setelah diresmikannya Pabrik-5, unit amoniak dan unit urea Pabrik-1 dihentikan operasinya sehingga sehingga hanya unit utility yang masih beroperasi. Berikut kapasitas produksi amoniak dan urea di PT. Pupuk Kalimantan Timur : Tabel 1.2 Data Kapasitas Produksi Amoniak dan Urea PT. Pupuk Kaltim Pabrik

Amoniak (Ton)

Urea (Ton)

Pabrik-2

595.000

570.000

Pabrik-3

330.000

570.000

Pabrik-4

330.000

570.000

Pabrik 1A

660.000

570.000

Pabrik-5

850.000

1.150.000

Total Produksi

2.765.000

3.430.000

Sejalan dengan perkembangan perusahaan dan dalam rangka ikut mendukung program ketahanan pangan nasional melalui penggunaan teknologi pemupukan berimbang, sejak tahun 2005 Pupuk Kaltim telah memproduksi pupuk majemuk dengan merek dagang NPK Pelangi. NPK Pelangi merupakan jenis pupuk majemuk yang mengandung unsur hara makro Nitrogen (N), Fosfor (P), dan Kalium (K) yang sangat dibutuhkan oleh tanaman yang telah terbukti dapat meningkatkan produktivitas pertanian. Pabrik pembuatan pupuk NPK dengan 2 (dua) proses yang berbeda, yaitu: 1. pabrik Pupuk NPK Blending, diproduksi dengan proses Bulk Blending, dengan tampilan produk berwarna merah, putih, hitam, dan keabu-abuan. Pupuk jenis ini dialokasikan untuk Pupuk Nonsubsidi. 2. Pabrik Pupuk NPK Compound (Fuse), diproduksi dengan proses Steam Fusion Granulation, dengan tampilan produv berwarna cokelat keabu-

abuan. Pupuk jenis ini dialokasikan untuk Pupuk Bersubsidi, tetapi tidak menutup kemungkinan dijual untuk nonsubsidi. Selain itu Pupuk Kaltim juga memproduksi pupuk organik yang resmi berproduksi pada tahun 2010 yang berlokasi di Pare-pare.

[Type text]

Page 6


Adapun kapasitas produksi NPK Pelangi dan organic tersebut disajikan pada table berikut: Tabel 1.3 Kapasitas Produkai Pabrik NPK Pelangi & Organik Pabrik

Tahun Produksi

Kapasitas Produksi (Ton)

NPK Blending

2005

150.000

NPK Fuse

2009

200.000

organik

2010

3.000

Pupuk Kaltim menjalankan operasi bisnisnya dengan tujuan untuk memenuhi kebutuhan pupuk domestik, baik untuk sektor tanaman pangan melalui distribusi pupuk bersubsidi dengan wilayah pemasaran yang meliputi seluruh Kawasan Timur Indonesia, maupun untuk sektor tanaman perkebunan dan industry untuk produksi nonsubsidi yang pemasarannya ke seluruh wilayah Indonesia serta untuk kebutuhan ekspor. Tugas ini diberikan oleh Pemerintah dan PIHC (Persero) untuk memberikan kontribusi dalam mendukung ketahanan pangan nasional. Selain Urea, NPK, Pupuk Hayati dan Pupuk Organik, Pupuk Kaltim juga menjual Amoniak untuk kebutuhan industry dalam dan luar negeri. Berikut ini adalah beberapa informasi dari setiap amoniak dan urea yang terdapat di PT. Pupuk Kalimantan Timur: 1. Pabrik-1

Keberhasilan yang dicapai dalam merekonstruksi ulang konsep desain pabrik terapung di atas kapal menjadi pabrik di darat, yang diberi nama Pabrik-1, merupakan langkah awal dari pertumbuhan dan perkembangan industry pupuk urea di wilayah Timur Indonesia. Pemancangan tiang yang pertama dilakukan oleh Menteri Perindustrian saat itu, Ir. A. R. Soehoed pada tanggal 16 November 1979. Sebagai

[Type text]

Page 7


kontraktor utama adalah The Lummus Company (Inggris) dan sub kontraktornya adalah The Lurgi Company (Jerman) dan Coppee Rust Company (Belgia). Pada Pabrik-1, pabrik amoniak menggunakan lisensi

proses Lurgi sedangkan pabrik urea menggunakan lisensi proses Stamicarbon. Setelah melalui kesulitan pabrik yang berkepanjangan dan start-up yang berulangkali akhirnya pada tanggal 24 November 1983 produksi perdana amoniak berhasil dilakukan, dimana pengapalan pertama amoniak ini dibawa ke PT. Petrokimia Gresik pada 24 Januari 1984, dan ekspor perdana amoniak ke India tanggal 2 Februari 1984. Sedangkan untuk produksi perdana urea, baru berhasil dilakukan pada tangggal 15 April 1984 dan pengapalan perdana urea prill ke Surabaya pada tanggal 24 Juli 1984. Desain awal terhadap kapasitas produksi pabrik Pabrik-1 adalah untuk produksi pabrik amoniak 1.500 ton per hari dan pabrik urea 1.700 ton per hari. Untuk mendapatkan hasil yang optimal dari performance pabrik, maka pada tahun 1995 telah dilakukan beberapa perbaikan melalui Proyek Optimalisasi Pabrik-1 sehingga kapasitas desain produksi pabrik amoniak dapat dioptimalkan menjadi 1.800 ton per hari dan urea menjadi 2.125 ton per hari. 2. Pabrik-2

Pembangunan pabrik-2 dilakukan karena kebutuhan akan pupuk nasional masih belum terpenuhi seluruhnya dan juga sekaligus untuv menyangga keberadaan

pabrik-1.

Penandatanganan

kontrak

pembangunan

pabrik

dilakukan pada tanggal 23 Maret 1982 yang diwakili Ir. Nanang S. Soetadji dan Drs. Nurdin Nawas. Sebagai kontraktor utama adlah MW Kellogg dengan sub kontraktornya adalah Toyo Menka Keisha (Jepang). Pabrik amoniak memakai

proses

Kellogg

sedangkan

ureanya

menggunakan

proses

Stamicarbon. Pemancangan tian yang dilakukan oleh Menteri Perindustrian, Ir. A. R. Soehoed, pada tanggal 24 April 1982. Produksi perdana amoniak dilakukan pada tanggal 6 September 1984 sedangkan produksi urea prill tanggal 15 September 1984. Peresmian pabrik Pabrik-1 dan Pabrik-2 dilakukan oleh Presiden Soeharto pada tanggal 28

[Type text]

Page 8


Oktober 1984. Saat ini, pabrik Pabrik-2 memiliki kapasitas produksi untuk pabrik amoniak sebesar 1500 ton per hari dan untuk pabrik urea sebesar 1.725 ton per hari. 3. Pabrik-3

Pada tahun 1986 disetujui kembaloi perluasan areal industry PT. Pupuk Kaltim dengan menambah satu pabrik lagi dengan nama pabrik-3. Konsep yang digunakan untuk pembangunan pabrik-3 adalah konsep pabrik hemat energy. Interkoneksi antar alat penukar pans sudah terjalin rapi, sehingga lebih hemat

dalam

pemakaian

sumber

energy.

Penandatangan

kontrak

pembangunan pabrik-3 dilaksanakan pada tanggal 28 November 1985 antara PT. Pupuk Kalimantan Timur dengan konsorsium PT. Rekayasa Industri (Persero), Chiyoda Chemical Engineering & Construction, Co. serta Mitsubishi Corp. untuk pabrik ammonia, lisensi yang digunakan adalah Haldor Topsoe dan untuk urea menggunakan proses Stamicarbon. Selain itu, pabrik-3 juga dilengkapi dengan sebuah unit Hydrogen Recovery Unit (HRU). Bila dioperasikan unit ini dapat memberi tambahan produksi ammonia sebesar 180 ton/hari. 4. Pabrik-4

Pembangunan pabrik-4 dilakukan sebagai upaya untuk mengantisipasi kebutuhan pupuk urea nasional yang terus meningkat da sekaligus bertujuan untuk replacement pabrik-pabrik yang sudah tua, ssehingga pada tahun 1999 pemerintah telah menyetujui pembangunan baru pabrik pupuk urea di PT. Pupuk Kalimantan Timur, Bontang, yaitu pabrik-4. Pabrik-4 dibangun oleh kontraktor utama PT. Rekayasa Industri dengan Mitsubishi Heavy Industry (Jepang) sebagai sub kontraktornya yang ditandatangani tanggal 23 Desember 1998 dan pemancangan tiang pertama dilaksanakan pada tanggal 6 Juli 2000. Peresmian pabrik Pabrik-4 dilakukan oleh Presiden Megawati Soekarnoputri. Dan pada tanggal 1 Mei 2002, Pabrik-4 berhasil melakukan produksi pertama dari pabrik ureanya. Hingga

[Type text]

Page 9


saat ini, pabrik Pabrik-4 ini memiliki kapasitas desain produksi amoniak sebesar 1.000 ton per hari dan urea granul sebesar 1.725 ton per hari. Teknologi proses produksi yang digunakan untuk pabrik Pabrik-4 adalah proses Haldor Topsoe (dari Denmark) untuk pabrik amoniak, sedangkan untuk pabrik urea lisensi yang digunakan adalah Snamprogetti (untuk unit sintesa) Hydro Agri (untuk unit granulasi). Selain itu, pada pabrik Pabrik-4 ini dilengkapi pula dengam unit urea formaldehide yang juga menggunakan proses Haldor Topsoe (dari Denmark). 5. Pabrik 1A

Departemen Operasi Pabrik 1-A adalah gabungan dari Pabrik

hasil

transfer asset dari PT. Kaltim Pasifik Ammonia dan Pabrik POPKA (Proyek Optimasi Pupuk Kaltim). Pada awalnya pembangunan pabrik urea unit-4 ini bertujuan untuk mengintensifkan produktivitas PT. Pupuk Kalimantan Timur, sebagai produsen pupuk, dalam rangka menghadapi kondisi pasar urea granul untuk Asia Pasifik yang masih terbuka sehingga dapat meningkatkan daya saing sebagai produsen pupuk di wilayah ini, serta untuk memanfaatkan kelebihan (excess) amoniak yang berasal dari unit amoniak Pabrik-1 dan Pabrik-2. Proyek pembangunan pabrik urea unit-4 PT. Pupuk Kalimantan Timur. ini dikenal dengan nama POPKA (Proyek Optimasi Pupuk Kaltim), dengan kapasitas produksi urea granul 1.725 ton per hari. Teknologi yang diterapkan pada pabrik urea unit-4 POPKA ini adalah teknologi DCS (Distributed Control System) yang dioperasikan secara otomatis dan ramah lingkungan karena didukung unit dust scrubber, hydrolizer, dan neutralization yang dapat mengurangi zat polutan (zat

penyebab polusi). Penandatanganan kontrak dengan konsorsium kontraktor dilaksanakan pada tanggal 9 Oktober 1996. Kontraktor utama adalah PT. Rekayasa Industri dan sub kontraktornya Chiyoda Chemical Engineering & Construction Co. dengan menggunakan lisensi dari Stamicarbon untuk

[Type text]

Page 10


proses urea sedangkan granul mengunakan lisensi dari Hydro Agri. Produksi pertama urea granul POPKA dilakukan pada tanggal 18 Februari 1999 dan peresmiannya dilakukan pada tanggal 6 Juli 2000 oleh Presiden KH. Abdurrahman Wahid. Semenjak tahun 2013 POPKA (Proyek Optimasi Pupuk Kaltim) bergabung dengan KPA menjadi Departemen Operasi 1-A. 6. Pabrik-5

Pabrik-5 merupakan pabrik terbaru yang dimiliki oleh PT. Pupuk Kalimantan Timur. Pabrik ini mulai didirikan pada tanggal 12 Oktober 2012 dan diresmikan oleh Presiden Joko Widodo pada tanggal 19 November 2015. Pabrik-5 dibangun oleh konsorsium kontraktor utama PT. Inti Karya Persada Teknik dan Toyo Engineering (Jepang) sebagai sub kontraktor. Pabrik ini mulai memproduksi amoniak tanggal 12 Januari 2015 dan urea pada tanggal 24 Januari 2016. Teknologi proses yang digunakan untuk produksi amoniak adalah Kellog Purifier (USA). Sementara itu teknologi Toyo (Jepang) digunakan untuk produksi Urea. Untuk unit utilitas, pabrik 5 menggunakan system yang sama seperti pabrik-1, yaitu Reverse Osmosis (RO) untuk pengolahan air. 2.2 Visi Misi dan Nilai-Nilai Perusahaan

Visi dan misi PT. Pupuk Kalimantan Timur adalah sebagai berikut: Visi

“Menjadi perusahaan di bidang industri pupuk, kimia dan agribisnis kelas dunia yang tumbuh dan berkelanjutan.” Misi

1. Menjalankan bisnis produk-produk pupuk, kimia serta portofolio investasi di bidang kimia, agro, energy, trading, dan jasa pelayanan publik yang bersaing tinggi; 2. Mengoptimalkan nilai perusahaan melalui bisnis inti dan pengembangan bisnis baru yang dapat meningkatkan pendapatan dan menunjang Program Kedaulatan Pangan Nasional;

[Type text]

Page 11


3. Mengoptimakan utilisasi sumber daya di lingkungan sekitar mauoun pasar global yang didukung oleh SDM yang berwawasan internasional dengan menerapkan teknologi terdepan; 4. Memberikan manfaat yang optimum bagi pemegang saham, karyawan dan masyarakat serta peduli pada lingkungan. Untuk mencapai Visi dan Misi, Perusahaan membangun Budaya Perusahaan (Active) yang secara terus menerus disosialisasikan kepada pegawai. Budaya kerja tersebut meliputi: 

Achievement Oriented

Insan Pupuk Kaltim tangguh dan professional dalam mencapai sasaran perusahaan dengan menegakkan nilai-nilai : professional dan tangguh 

Customer Focus

Insan Pupuk Kaltim selalu berusaha memberikan pelayanan terbaik dan berkomitmen pada kepuasan pelanggan dengan menegakkan nilainilai : Perhatian dan Komitmen 

Teamwork

Insan Pupuk Kaltim harus menjalin sinergi dan bersatu dalam bekerja dengan mengutamakan nilai-nilai : Sinergi dan Bersatu 

Integrity

Insan Pupuk Kaltim menjunjung tinggi kejujuran dan bertanggung jawab dengan menjunjung nilai-nilai : Jujur dan Tanggung Jawab

[Type text]

Page 12




Visionary

Insan Pupuk Kaltim selalu berpikir jauh kedepan dan siap menghadapi perubaahan dinamika usaha dengan memperhatikan nilai-nilai : Inovatif dan Adaptif 

Environmentally Friendly

Insan Pupuk Kaltim peduli terhadap lingkungan dan memberi manfaat bagi masyarakat luas untuk keberlanjutan perusahaan dengan memperhatikan nilai-nilai : Peduli dan Berkelanjutan 2.3 Lokasi Pabrik

Lokasi pabrik PT. Pupuk Kalimantan Timur terletak di wilayah pantai Kota Bontang, kira-kira 121 km sebelah utara Samarinda, ibukota propinsi Kalimantan Timur yang ditunjukkan pada Gambar 2.1. Secara geografis terletak o o pada 0 10‟46,9” LU dan 117 29‟30,6” BT. Pabrik tersebut terletak pada areal seluas 493 ha, di sebelah selatan lokasi pabrik (sekitar 10 km) terdapat lokasi pabrik pencairan gas alam PT. Badak NGL Co. Lokasi perumahan dinas karyawan terletak sekitar 6 km sebelah barat pabrik seluas 765 ha. Pada daerah tersebut juga terdapat perumahan BTN untuk karyawan. Untuk kebutuhan transportasi ke daerah Bontang dapat digunakan jalan darat, laut, maupun udara. Jalur udara menggunakan pesawat PT. Pupuk Kalimantan Timur dari Balikpapan yang terbang dengan jadwal rutin sekali setiap hari. Transportasi udara tersebut memakan waktu 45 menit

[Type text]

Page 13


Gambar 2.1 Peta Lokasi PT. Pupuk Kalimantan Timur

Dasar pertimbangan lokasi pabrik : a) Lokasi dekat dengan sumber bahan baku berupa gas alam. b) Lokasi dekat dengan pantai sehingga memudahkan pengangkutan. c) Lokasi berada ditengah daerah pemasaran pupuk untuk ekspor maupun pemasaran dalam negeri. d) Pemetaan Zone Industry. e) Peluang untuk perluasan pabrik karena luasnya lahan yang dimiliki. 2.4 Lambang PT. Pupuk Kalimantan Timur

Gambar 2.2 Lambang PT. PUPUK KALTIM (sumber: PT. Pupuk Kaltim)

Makna dari Lambang PT. Pupuk Kalimantan Timur: 1. Segi lima, melambangkan Pancasila merupakan landasan idiil perusahaan. 2. Daun dan Buah, melambangkan kesuburan dan kemakmuran.

[Type text]

Page 14


3. Lingkaran putih kecil, melambangkan letak lokasi Bontang dekat Khatulistiwa. 4. Tulisan PUPUK KALTIM, melambangkan keterbukaan perusahaan memasuki era globablisasi. 5. Warna jingga, melambangkan semangat sikap kreativitas membangun dan sikap profesional dalam mencapai kesuksesan usaha. 6. Warna biru, melambangkan keluasan wawasan Nusantara dan semangat integritas untuk membangun bersama serta kebijaksanaan dalam memanfaatkan sumber daya alam.

Gambar 2.3 Merk Dagang Pupuk Urea Mandau

Arti merk dagang Pupuk Mandau : 1. Daun sebanyak 17 melambangkan kemaVmuran sebagai salah satu cita-cita kemerdekaan. 2. Mandau alat untuk membuat lahan pertanian yang dipergunakan penduduk asli Kalimantan, melambangkan kepeloporan perusahaan dalam mengembangkan usaha pertanian. 3. Mandau berjumbai lima melambangkan Pancasila. [Type text]

Page 15


4. Mandau bitu melambangkan keluasan wawasan pemasaran. 5. Warna merah melambangkan dinamika kewiraswastaan.

Gambar 2.4 Merk Dagang Pupuk NPK Pelangi

Arti Merk dagang Pupuk NPK Pelangi : 1. Logo terdiri dari simbolisasi pelangi yaitu tiga bidang lengkung dengan warna dasar unsur cahaya Merah, Hijau dan Biru (RGB). 2. Daun buah mewakili perusahaan Pupuk Kaltim yang sudah dikenal. 3. Daun hijau melebar dan mengembang melambangkan kesuburan, hasil yang bermanfaat serta kemakmuran. 4. Tulisan Pupuk Kaltim berwarna biru menampilkan identitas produsen untuk melengkapi ikon daun buah yang sudah ada. 5. Pemilihan tipografi/huruf tanpa kaki untuk mengesanka modern, terbuka, dan responsive terhadap perkembangan. 6. Warna merah menggambarkan dinamika dan kecerahan harapan.

[Type text]

Page 16


7. Warna

hijau

menggambarkan

karakter

sejuk,

kesuburan,

dan

kemakmuran sesuai dengan esensi pupuk yang memberi kesuburan tanah. 8. Warna biru menggambarkan kemajuan dan manfaat teknologi.

Gambar 2.5 Merk Dagang Pupuk Daun Buah

Arti Merk dagang Pupuk Daun Buah : 1. Logo diolah melalui penggabungan simbol daun buah yang sudah menjadi symbol/ikon dari Pupuk Kaltim dengan ilustrasi stilasi daun. 2. Simbol daun buah mewakili perusahaan Pupuk Kaltim yang sudah dikenal. 3. Daun hijau melebar dan mengembang melambangkan kesuburan, hasil yang bermanfaat serta kemakmuran. 4. Warna merah menggambarkan dinamika dan kecerahan harapan. 5. Warna hijau menggambarkan karakter sejuk, kesuburan, dan kemakmuran sesuai dengan esensi pupuk yang memberi kesuburan tanah. [Type text]

Page 17


6. Warna biru menggambarkan kemajuan dan manfaat teknologi. 2.5 Jenis Perusahaan

Pada saat ini PT. Pupuk Kalimantan Timur, mengoperasikan 5 buah pabrik yaitu Pabrik-2, Pabrik-3, Pabrik-4, Pabrik-5, dan POPKA. Setiap pabrik terdiri dari tiga unit yaitu unit Utility, Unit Ammonia, Unit Urea, sedangkan POPKA hanya mempunyai Unit Utility dan Unit Granul. Selain menghasilkan ammoniak dan urea, pabrik PT. Pupuk Kalimantan Timur juga menghasilkan produk sampingan berupa nitrogen, oksigen, dan karbondioksida. Selanjutnya untuk perkembangan produk selain produk tersebut, maka dibuka beberapa anak perusahaan sebagai berikut : 1. PT. Kaltim Nusa Etika (KNE) 2. PT. Kaltim Multi Boga Utama (KMBU) 3. PT. Daun Buah 4. PT. Kaltim Cipta Yasa (KCY) 5. PT. Kaltim Adhiguna Dermaga (KAD) 6. PT. Kaltim Bahtera Adhiguna (KBA) 7. PT. Katim Industrial Estate (KIE) 8. PT. Kaltim Adventure Tours and Travel (KATT) Selain itu juga didirakan juga beberapa perusahaan patungan dengan perusahaan besar Nasional dan Internasional, seperti: 1. PT. Kaltim Methanol Industri 2. PT. DSM Kaltim Melamine 3. PT. Kaltim Pama Industri

[Type text]

Page 18


2.6 Struktur Organisasi PT. Pupuk Kalimantan Timur

Struktur

organisasi

perusahaan

dibentuk

untuk

mempersatukan

dan

menggalang semua aktivitas yang ada untuk mencapai tujuan. Bentuk perusahaan adalah Perseroan Terbatas swasta dibawah naungan Badan Usaha Milik Negara (BUMN) PT. Pupuk Indonesia, PT. Pupuk Kalimantan Timur dengan sistem organisasi mengikuti garis dan staf yang terdiri dari Dewan Direksi, General Manager, Manager, Superintendent, Kepala Seksi, Kepala Regu dan Pelaksana. Dewan Direksi terdiri dari seorang Direktur Utama dan empat orang Direktur yaitu Direktur Teknik dan Pengembangan, Direktur Komersil, Direktur Produksi serta Direktur Sumber Daya Manusia dan Umum. Dewan Direksi bertanggung jawab kepada dewan komisaris yang mewakili pemerintah sebagai pemegang saham, adapun tanggung jawab dan wewenangnya adalah sebagai berikut: 1. Direktur Utama, memimpin organisasi perusahaan dan bertanggung jawab atas kelancaran jalannya perusahaan kepada Dewan Komisaris. 2. Direktur Teknik & Pengembangan, memimpin di bidang pengembangan dan penelitian serta rancang bangun, perekayasa dan pengadaan dan bertanggung jawab kepada Direktur Utama. 3. Direktur Komersil, memimpin dibidag keuangan dan pemasaran produk yang dihasilkan perusahaan serta bertanggung jawab kepada Direktur Utama. 4. Direktur Produksi, bertanggung jawab atas kelancaran produksi dan bertanggung jawab kepada Direktur Utama. 5. Direktur Sumber Daya Manusia & Umum, memimpin di bidang pengembangan sumber daya karyawan dan dibidang umum dan bertanggung jawab kepada Direktur Utama.

[Type text]

Page 19


Selain itu terdapat juga unsur bantuan yang terdiri dari beberapa Kompartemen dan unit Departemen yang masing-masing dipimpin oleh General Manager untuk masing-masing kompartemen dan Manager untuk masing-

masing Departemen. Adapun unsur bantuan itu adalah sebagai berikut : Kompartement terdiri atas: 1. Kompartemen SPI 2. Kompartemen Sekper 3. Kompartemen SDM 4. Kompartemen Umum 5. Kompartemen PKBL 6. Kompartemen Penjual 7. Kompartemen Administrasi Keuangan 8. Kompartemen Operasi I 9. Kompartemen Operasi II 10. Kompartemen Teknik & Pengadaan 11. Kompartemen Pengadaan Bisnis 12. Kompartemen Pemeliharaan 13. Kompartemen Teknologi Departemen meliputi : 1. Departemen Wastern 2. Departemen Renanval 3. Departemen Hukum

[Type text]

Page 20


4. Departemen Kesekretariatan 5. Departemen Humas 6. Departemen K&MR 7. Departemen sispro 8. Departemen Diklat & MP 9. Departemen Kesra & Hubind 10. Departemen Bangrir & Kinerja 11. Departemen Pelayanan Umum 12. Departemen Kamtib 13. Departemen Perwakilan JKT 14. KA Balikpapan 15. KA Perwakilan Samarinda 16. Departemen Penjualan PSO 1 17. Departemen Penjualan PSO 2 18. Departemen Distribusi 19. Departemen Penjualan Non PSO 20. Departemen Pelabuhan & Pengapalan 21. Departemen Promosi & Pelayanan 22. Departemen Pengadaan Jasa Distribusi & Pemasaran 23. Departemen Anggaran 24. Departemen Keuangan

[Type text]

Page 21


25. Departemen Akuntansi 26. Departemen Operasi Pabrik 1 27. Departemen Operasi Pabrik 1A 28. Departemen Operasi Pabrik 2 29. Departemen Operasi Pabrik 3 30. Departemen Operasi Pabrik 4 31. Departemen Operasi Pabrik 5 32. Departemen Operasi Pabrik 6 33. Departemen Operasi Pabrik 7 34. Departemen Proses & Pengelolaan Energi 35. Departemen Laboratorium 36. Departemen ISTEK 1 37. Departemen ISTEK 2 38. Departemen Keselamatan & Kesehatan Kerja 39. Departemen Lingkungan Hidup 40. Departemen Perancanaan & PengendalianTurn Around 41. Departemen Pemeliharaan Listrik 42. Departemen Pemeliharaan Instrumen 43. Departemen Pemeliharaan Mekanik Lap.1 44. Departemen Pemeliharaan Mekanik Lap.2 45. Departemen Bengkel

[Type text]

Page 22


46. Departemen keandalan Pabrik 47. Departemen Teknik & Kontrol Kualitas 48. Departemen Bisnis & Administrasi 49. Departemen Pengadaan Barang 50. Departemen Perencanaan Penerimaan & Pergudangan 51. Departemen Perekayasaan & Konstruksi 52. Departemen Pengadaan Jasa 53. Departemen Teknologi Informasi & Telekomunikasi 54. Departemen Penelitian & Pengembangan Bisnis 55. Departemen Manajemen Anak Usaha 56. Departemen Kontrak Bisnis 57. Departemen Manufacturing Logam Berikut ini struktur organisasi di PT. Pupuk Kalimantan Timur 2.7 Tenaga Kerja dan Waktu Kerja

PT. Pupuk Kalimantan Timur memiliki tenaga kerja sebanyak 2544 orang yang tersebar di departemen-departemen yang ada di PT. Pupuk Kaltim. Waktu kerja bagi karyawan PT. Pupuk Kalimantan Timur dibagi dua, yaitu karyawan shift dan non-shift. Untuk pembagian kerja karyawan shift, terdiri dari 3 shift

yang masing-masing bekerja selama 8 jam setiap shift. Adapun ketiga shift tersebut adalah: Day shift

: pukul 07.00 – 15.00 WITA

Swing shift

: pukul 15.00 – 23.00 WITA

Night shift

: pukul 23.00 – 07.00 WITA

[Type text]

Page 23


Sedangkan pembagian kerja untuk karyawannon-shift adalah: a. Senin –Kamis

: pukul 07.00 – 16.00 WITA

Jam istirahat b. Jum‟at

: pukul 12.00 – 13.00 WITA : pukul 07.00

Jam istirahat

– 17.00 WITA

: pukul 11.30 – 13.30 WITA

2.8 Fasilitas Pabrik

Untuk menunjang kelancara operasi pabrik, PT. Pupuk Kaltim mempunyai sarana pendukung sebagai berikut : 1. Pelabuhan 

Dermaga I (Contruction Jetty) untuk kapal sampai 6.000 DWT



Dermaga II (Production Jetty) untuk kapal sampai 40.000 DWT (ammonia dan urea)





Dermaga III (Tursina Jetty) untuk kapal sampai 20.000 DWT Dermaga Quadran Arm Loader untuk kapal sampai 40.000 DWT (urea)

Untuk operasi pelabuhan dipergunakan tiga tugboat dengan total kekuatan 4.700 HP dan rambu-rambu laut sepanjang 12 km. Sedangkan untuk fasilitas muat barang; urea curah: 1.000 ton/jam, urea kantong: 125 ton/jam, ammonia: 500 ton/jam. 2. Gudang 

Urea Curah

: 70.000 ton



Urea Kantong

: 10.000 ton





Ammonia : 52.000 ton Gudang Spare Part dan Chemical

3. Unit Pengantongan Berkapasitas 2500 ton/hari 4. Laboratorium Uji Mutu yang hasilnya telah mendapat pengakuan dari Badan Sertifikasi Internasional, ISO 17025 5. Industri Peralatan Pabrik (IPP)

[Type text]

Page 24


6. Fasilitas Pemeliharaam Pabrik dan Pengadaan Suku Cadang ( Spare Parts) 7. Unit Pembangkit Listrik (GTG) 2.9 Fasilitas dan Jaminan Sosial

Karyawan PT. Pupuk Kalimantan Timur menerima fasilitas dan jaminan sosial sebagai berikut: 1. fasilitas hunian dan kebutuhan rumah tangga 2. program pension 3. jaminan atas keselamatan kerja 4. Fasiitas rumah sakit dan tempat ibadah 5. Program tabungan hari tua 6. Fasilitas pendidikan: TK, SD, SMP, dan SMU 7. Fasilitas olahraga 8. Fasilitas perbelanjaan meliputi: supermarket dan pusat perbelanjaan 2.10 Peningkatan Mutu dan Pengolahan Lingkungan

PT. Pupuk Kalimantan Timur berupaya meningkatkan mutu dan pengelolaan lingvungan. Hasil yang dicapai adalah keberhasilan merasi ISO 9002 pada tahun 1996, ISO 14001 pada 1997, dan ISO 17025 pada tahun 2000. ISO 9002 merupakan pengakuan dibidang system manajemen produksi dan instalasi ISO 14001 pada bidang manajemen lingkungan dan ISO 17025 dibidang laboratorium uji mutu. 2.11 Spesifikasi Produk 2.11.1 Ammonia

Spesifikasi produk ammonia dapat dinyatakan sebagai berikut: 1. Kandungan air

: 0.1% (max weight)

2. Kandungan NH3

: 99.9% (min weight)

3. KaKndungan minyak : 5 ppm (max weight) 4. Insoluble gas [Type text]

: 500 ppm (max weight) Page 25


5. Temperatur

: -33

(ke storage),

(ke urea)

2.11.2. Urea Prill

Spesifikasi produk urea dapat dinyatakan sebagai berikut: 1. Kandungan ammonia : 46.3% (min weight) 2. Moisture

: 0.5% (max weight)

3. Biuret

: 1% (max weight)

4. Fe

: 0.1 ppm (max weight)

5. Ammonia Free

: 150 ppm (max weight)

6. Ukuran partikel

: 95% lolos antara 6-8 US mesh, 100% lolos dari

6% US mesh 2.11.3. Urea Granul

Spesifikasi produk urea dapat dinyatakan sebagai berikut: 1. Nitrogen

: 46% (min weight)

2. Biuret : 1% (max weight) 3. Kandungan air : 0.5% ( max weight) 4. Besi


5. Ammonia bebas: 150 ppm ( max weight) 6. Debu


7. Temperatur

: 50

( max)

8. Ukuran produk: 90% (min weight) untuk 2mm-4mm 9. Bentuk

: granul

2.12 Pemasaran Hasil Produksi

a. Pemasaran Pupuk Urea Produk pupuk urea PT. Pupuk Kalimantan Timur didistribusikan untuk memenuhi kebutuhan di Indonesia bagian timur dan tengah yang meliputi daerah: 1. Jawa Timur 2. Bali

[Type text]

Page 26


3. Kalimantan Timur 4. Kalimantan Tengah 5. Sulawesi Tengah, Sulawesi Selatan, Sulawesi Tenggara dan Sulawesi Utara 6. NTB dan NTT 7. Maluku 8. Papua Untuk pemasaran pupuk ke luar negeri yang dilayani oleh PT. Pupuk Kalimantan Timur berdasarkan kuota dari APPI meliputi: 1. Malaysia 2. Vietman 3. Jepang 4. China 5. Srilangka 6. Philipina b. Pemasaran Ammonia Produk ammonia sebagian besar diekspor ke luar negeri, antara lain: 1. Korea Selatan 2. India 3. Yordania 4. Tanzania 5. Spanyol 6. Thailand 7. Malaysia 2.13 Keselamatan dan Kesehatan Kerja

Keselamatan adalah salah satu aspek penting dalam operasional pabrik kimia. Kebanyakan masalah proses dan kerusakan peralatan dapat diatasi atau diperbaiki dimana penanganannya membutuhkan perhatian adalah antisipasi terhadap tingkat bahaya yang dapat mengancam

[Type text]

keselamatan

Page 27


personal

dan

peralatan.

Sikap

dan

perhatian

para

operator

merupakan factor penting untuk menjalankan pabrik dengan aman. Usaha kesehatan dan keselamatan kerja PT. Pupuk Kalimantan Timur mempunyai sasaran umum dan sasaran khusus. Sasaran umum yang ingin dicapai adalah sebagai berikut: 1. Perlindungan terhadap karyawan yang berada di tempat kerja agar selalu terjamin keselamatan dan kesehatannya sehingga dapat diwujudkan peningkatan produksi dan produktivitas kerja. 2. Perlindungan terhadap setiap orang yang berada ditempat kerja agar selalu dalam keadaan aman dan sehat. 3. Perlindungan terhadap bahan dan peralatan produksi agar dapat dipakai dan digunakan secara aman dan efisien. Sedangkan secara khusus usaha keselamatan dan kesehatan kerja antara lain: 1. Mencegah dan atau mengurangi kecelakaan, kebakaran, peledakan dan penyakit akibat kerja. 2. Mengamankan mesin, instalasi, pesawat, alat kerja, bahan baku dan bahan hasil produksi. 3. Menciptakan lingkungan dan tempat kerja yang aman, nyaman, sehat dan penyesuaian antara pekerjaan dengan manusia atau manusia dengan pekerjaan. 4. Menciptakan kondisi perusahaan sesuai dengan standar ISO 14001 Secara khusus setiap karyawan dan tamu yang akan memasuki kawasan pabrik harus melewati prosedur sebagai berikut: 1. Mengikuti

Pengisian

Data

Pribadi

dan

Evaluasi

(PDPE)

yang

dilaksanakan oleh Departemen KAMTIB. 2. Mengikuti pengarahan Keselamatan dan Kesehatan Kerja (K3) yang diselenggarakan oleh Biro K3LH.

[Type text]

Page 28


3. Memiliki Badge dengan warna Merah untuk lingkungan pabrik yang dikeluarkan oleh Departemen KAMTIB. 4. Menggunakan kelengkapan keselamatan, yaitu safety shoes, earplug, earmuff, dan helm untuk tingkat kebisingan >90 db (khusus dikawasan

compressor house). 2.14 Penanganan Limbah

Salah satu kegiatan lingkungan yang dilakukan adalah melaksanakan Sistem Manajemen ISO 14001/9002, yang di audit secara internal dan eksternal untuk mendapatkan cara yang lebih baik lagi untuk mengontrol bahan pencemar. Kegiatan lainnya meliputi monitoring rutin agar tidak ada bahan pencemar yang mengalir ke laut. Hasil dari monitoring kehidupan laut di perairan Pupuk Kaltim menunjukkan hasil tetap sama dengan keadaan sebelumnya. Monitoring terhadap gas buangan juga dilakukan untuk menjaga standar kualitas yang ditetapkan oleh Menteri Lingkungan Hidup. Monitoring bulanan terhadap polusi suara juga dilakukan untuk mencapai batas toleransi. Limbah yang dihasilkan dari proses produksi ammonia dan urea adalah: 1. Limbah Cair Buangan tersebut berasal dari: a. Unit utility yang berupa air yang tidak terkontaminasi dan yang terkontaminasi b. Pabrik ammonia dan urea yang berupa air terkontaminasi c. Mesin-mesin dan penampang pelumas yang berupa air dengan kandungan minyak yang sangat tinggi Pengolahan air buangan dilakukan dalam sebuah bak yang disebut Neutralization Pond. Air buangan tersebut berupa larutan regeneran dan regenerasi resin penukar ion, buangan benfield, buangan dari penampungan asam dan basa serta dari buangan unitammonia dan urea dengan kandungan

[Type text]

Page 29


CO2 yang tinggi. Pengolahan dilakukan dengan penambahan asam dan basa untuk netralisasi. Kondensat-kondesat airdari berbagai proses kondensasi, absorpsi atau scrubbing mengandung sejumlah urea, ammonia dan karbon dioksida terlarut.

Kondensat-kondensat tersebut megalir turun melalui kaki barometric dan dikumpulkan dalam tangki air ammonia. Ammonia dan CO 2 terlarut dalam air tersebut dikeluarkan dengan proses desorpsi. Urea dihidrolisa terlebih dahulu, agar menjadi ammonia dan CO2. Air dan tangki air ammonia setelah mengalami pemindahan panas (pemanasan) dimasukkan ke kolom desorpsi. Dalam kolom ini bertemu langsung dengan aliran gas/uap daro hasil hidrolisa dan desorpsi tahap ke dua. Aliran gas membawa NH3 dan CO2 yang terlarut, sejumlah air keluar dari kolom desorpsi dan mengalir ke kondensor karbamat dengan tekanan rendah, untuk selanjutnya mengikuti proses daur ulang. Hidrolisa berlangsung pada tekanan 17 kg/cm2 abs dan dipanasi dengan steam tekanan tinggi. Uap/gas dari hidrolisa diteruskan untuk desorpsi pada kolom ke satu. Air yang keluar dari kolom hidrolisa diekspansi dalam pemindah panas untuk diteruskan ke kolom desorpsi ke dua. Pada kolom desorpsi ke dua, ammonia dan CO 2 sisa yang terbentuk pada hidrolisa dikeluarkan dengan menggunakan steam tekanan rendah. Uap atau gas yang keluar dari kolom ini diumpankan ke kolom desorpsi pertama. Air yang telah dibebaskan dari zat terlarut (dari desorpsi kedua) dilewatkan pemindah panas untuk memanaskan air-ammonia yang masuk ke kolom desorpsi pertama dan panas untuk memanaskan air-ammonia yang masuk ke kolom desorpsi pertama dan seterusnya didingankan. Air yang diperoleh diharapkan hanya mengandung 100 ppm Urea dan 50 ppm Ammonia.

[Type text]

Page 30


2. Limbah Gas Berupa gas NH3 dan CO2 yang dihasilkan dari proses kondensasipada Condensate Stripper di pabrik ammonia. Limbah ini dimanfaatkan kembali untuk

meningkatkan efisiensi bahan baku dan mengurangi pencemaran lingkungan. 3. Limbah Padat Debu urea yang lolos ke atmosfer dari system dust chamber pada unit prilling towe diminimalisir dengan menghembuskan kembali ke prillinng tower

dan

ejector debu.

[Type text]

Page 31


BAB III UNIT UTILITY PABRIK 5

Unit utilitas merupakan unit penunjang untuk kelancaran proses di unit ammonia dan unit urea. Oleh karena itu, unit utility menyediakan system utilitas untuk menghasilkan dan mendistribusikan kebutuhan air laut ( sea water), air pendingin (sweet cooling water), air tawar (desalinated water), air demin (demineralized water), nitrogen, udara pabrik/instrumentasi (plant air/instrument air), serta menghasilkan dan mendistribusikan tenaga listrik ( electric power)

termasuk emergency power. Utility terbagi menjadi beberapa unit/system, yaitu:

1. Unit Sea Water Intake (SWI) 2. Unit Klorinasi 3. Sistem Cooling Water (sweet Cooling Water and Sea Cooling Water) 4. Sistem Desalinasi 5. Sistem Demineralisasi 6. Sistem Pembangkit Tenaga Listrik 7. Sistem Steam 8. Sistem Plant Air dan Instrument Air (PA/IA) 9. Sistem Nitrogen Generation 10. Sistem Pengolahan Air Buangan

[Type text]

Page 32


lok diagram di Unit Utility Pabrik-5 adalah sebagai berikut:

Gambar 3.1 Blok Diagram Sistem Water 3.1 Unit Sea Water

Utility di Pabrik – 5

I ntake

Unit ini berfungsi untuk menyalurkan kebutuhan air laut untuk bahan baku unit

desalinasi, klorin dan make up cooling water. Intake head ditempatkan di dasar laut pada kedalaman EL-10 meter dari rata-rata level air laut (Mean Seal Level/MSL). Kemudian dihubungkan oleh pipa sub-marine yang tertimbun, ke intake basin yang diletakkan di tepi laut. Dengan demikian akan didapatkan kualitas sea water yang lebih baik karena minyak dan debu urea tidak akan terbawa kesea water intake. Sea water dipompakan ke unit desalinasi dengan laju alir sebesar 930 m 3/jam,

unit klorinasi sebesar 51 m3/jam dan sebagai make up sea water cooling tower sebesar 2233 m3/jam. Sistem Sea Water Intake (CP 1201) terdiri dari: 

1x100% Sea Water Intake Head (CP-CP1211) dengan kapasitas 3.800 m3/jam. Sea water intake head (GP-CP1211) berfungsi untuk menarik air laut yang telah

bersih secara terus-menerus ke sea water intake basin. Sea water intake head dilengkapi dengan saringan (bar screen) yang berfungsi untuk mencegah masuknya [Type text]

Page 33


padatan dan kotoran-kotoran yang cukup besar dari air laut ke SWI basin. Larutan klorin (sodium hypochlorite) dari pabrik eksisting diinjeksikan ke SWI head dan SWI basin dengan tujuan untuk mencegah dan menghambat pertumbuhan mikroorganisme di system SWI head dengan konsentrasi chlorine di air laut sebesar 0.2 ppm. Diasumsikan flow sodium hypochlorite adalah 6 kg/jam. 

Saluran injeksi klorin dari pabrik eksisting yang bertujuan untuk mencegah pertumbuhan mikroorganisme dengan kadar residual dijaga sebesar 0,2 ppm.



1x40” pipa Sea Water Intake (SWI).

Saluran utama sea water intake terdiri dari single line dengan diameter 40” fiberglass reinforced plastic (FRP) yang menghubungkan outlet SWI head ke dalam inlet SWI basin. Air laut mengalir dari SWI head ke SWI basin menggunakan sistem

bejana berhubungan. 

Sea Water Intake Basin Sea water intake basin didesain dengan kapasitas air laut 3.800 m 3/jam. Terdapat 2 inlet kanal yang sama dengan kapasitas 2 x 3.800 m3/jam, agar dapat dilakukan

pengalihan aliran air laut selama pemeliharaan/perbaikan salah satu kanal dan travelling screen. Material yang digunakan pada basin ini merupakan material concrete dan dilapisi dengan coating khusus yang cocok untuk air laut sehingga

tahan akan korosi. 

Travelling Band Screen (CP-FD1211A/B) sejumlah 2 x 100% dengan

kapasitas masing-masing 3.800m3/jam yang berfungsi untuk menangkap atau menyaring kotoran kecil melayang yang lolos, serta organisme laut yang berukuran kurang dari 6 mm. 

Stop

log

berfungsi

untuk

pemeliharaan/perbaikan

dengan

cara

memungkinkan penghentian sementara suplai air laut. 

2x100% Screen Wash Pump (CP-GA1216A/B) untuk membersihkan travelling screen. 2x100% Sea Water Pump (GA1201A/B) untuk mendistribusikan air



make-up ke cooling tower basin, Unit Klorinasi dan Unit Desainasi.

[Type text]

Page 34


3.2 Unit Klorinasi

Sistem injeksi klorin bertujuan untuk menghambat pertumbuhan mikroorganisme (bakteri, lumpur dan alga) serta makro organisme (kerang, tiram dll) yang dapat menyebabkan pembentukan deposit di tube condenser, peralatan dan perpipaan di system pendingin air laut ( sea cooling water system). Satu unit klorinasi (CX-1201) dibangun dekat dengan cooling water basin (AP1203). Unit ini berfungsi untuk menginjeksi larutan sodium hypochlorite (NaOCl) untuk mencapai sisa konsentrasi klorin dalam sirkulasi air larut sebesar 0.4 ppm di sea water (sw) circulation return header.

Unit ini didesain untuk menghasilkan 60 kg/jam ekuivalen klorin dan memiliki kemampuan dosing untuk 120% dari kebutuhan normal pada dosing rate yang direkomendasikan. Unit klorinasi menghasilkan larutan sodium hypochlorite (NaOCl) melalui proses elektrolisa air laut. Reaksi elektrokimia yang terjadi sebagai berikut: 1) Reaksi primer di Anoda

2) Reaksi primer di Katoda

3) Reaksi sekunder

Sodium hypochlorite (NaCl) yang diperoleh dari reaksi sekunder efektif untuk

mencegah pertumbuhan biota laut seperti kerang laut, rumput laut dll. yang dapat melekat di perpipaan, tube condenser, dan filter. Larutan Sodium hypochlorite yang dihasilkan oleh unit klotinasi diinjeksikan terus menerus ke dalam basin sedangkan injeksi klorin di pipa sea water intake (SWI) berasal dari unit klorinasi pabrik-4 dan POPKA. Dengan adanya injeksi klorin, maka system air laut di pabrik akan terlindungi dari masalah melekatnya pertumbuhan organisme laut. Berbeda dari

[Type text]

Page 35


system injeksi gas klorin, system elektroklorinasi dapat menguraikan chlorine yang berupa cairan (liquid). Dengan demikian, penanganan akan sangat mudah dan tidak perlu kuatir terjadi kebocoran gas berbahaya . 3.3 Sea/Sweet Cooling

Water System

Cooling water system digunakan sebagai media pendingin untuk proses maupun

utilitas. Cooling water system terdiri dari 2 sistem: sea cooling water dan sweet cooling water yang panas karena telah dipergunakan sebagai pendingin fluida-fluida

yang ada di pabrik. Sedangkan sea cooling water digunakan untuk mendinginkan sweet cooling water yang panas karena telah dipergunakan untuk mendinginkan

fluida-fluida di pabrik. Sea cooling water juga di pergunakan di surface condenser untuk mengkondensasikan saturated steam yang berasal dari outlet steam turbine. 3.3.1 Sea Water Circulation Air laut yang berasal dari intake basin dikirim ve cooling tower basin (AP1203) sebagai make-up sea cooling water dengan menggunakan control flow FV-2220 untuk menjaga agar flow make-up tetap konstan. Cooling tower basin (AP1203) di desain untuk dapat menampung cadangan sea cooling water selama 10 menit apabila sea cooling water yang disirkulasikan sebanyak 59.000 m3/jam dan tanpa make-up. Chemical injection package untuk sea cooling water (CW1201) yang

meliputi beberapa chemical injection system dipersiapkan untuk sistem tersebut. Chemical injection package didesain untuk beroperasi menginjeksikan asam

sulfaat, dipersant, dan shock dosing bromine. Untuk injeksi asam sulfat dan dipersant dilakukan secara kontinu sedangkan shock dosing bromine dilakukan

dengan konsentrasi sekitar 10 ppm selama 30 menit secaraintermitten. Sistem ini berbeda dari pabrik-pabrik lain yang ada di PT. Pupuk Kalimantan Timur, karena air laut yang digunakan terus menerus disirkulasi dan ketika dibuang ke laut sudah berada pada suhu yang mendekati suhu air laut pada saat itu. Sedangkan pada pabrik lain, air laut setelah digunakan akan dibuang

[Type text]

Page 36


langsung ke laut dalam keadaan suhu sedikit diatas suhu air laut. Sistem sirvulasi ini digunakan oleh Pabrik-5 untuk menjaga kondisi lingkungan air laut tetap terjaga. 3.3.2 Sweet Cooling Water Sweet cooling water system merupakan sistem yang tertutup, disirkulasikan

oleh sweet water circulation pump (GA1202A/B/C/D). Sweet cooling water merupakan pendingin yang umumnya digunakan di berbagai alat penukar panas di unit Utilitas, Ammonia, dan Urea. Sweet cooling water merupakan air demin yang digunakan sebagai pendingin. Untuk menjaga rate sirkulasi sweet cooling water yang hilang akibat adanya penguapan ketika proses pendinginan, maka perlu ditambahkan make-up sweet cooling water yang berasal dari tangki penyimpananDemin water.

Sama seperti air laut, sweet cooling water juga diinjeksikan chemical untuk menjaga kualitas air pendingin. Chemical yang diinjeksikan adala anti-bakteri untuk membunuh mikroorganisme serta alga yang dapat menyebabkanfouling di perpipaan atau peralatan dan juga untuk mencegah terjadinya korosi. Untuk menjalankan sistem diatas, dibutuhkan beberapa peralatan pendukung, antara lain: 1.

Sea Water Cooling Tower

Salah satu peralatan utama di dalam sistem air pendingin adalah sea water cooling tower (EF1201) dengan tipe induced water cooling tower

(IDCT) yang memiliki beberapa ruang pendingin/ cooling cell yang berjumlah 16 cell. Masing-masing cell dapat di operasikan secara manual dan terpisah. Kapasitas desain cooling tower ini sebesar 59.000 m3/jam atau setara dengan 125% kapasitas total cooling tower. Meskipun satu cell dalam kondisi tidak beroperasi, cooling tower masih mampu memenuhi kebutuhan maksimum untuk sea water cooling. [Type text]

Page 37


Induced draft fans / kipas pendingin terletak di bagian paling atas

dari sea water cooling tower yang berfungsi untuk menarik udara melalui filling / bahan isian (sebagai media penukar panas) dan keluar di titik

tertinggi yaitu fan stack di atas masing-masing cooling cell. Aliran balik air panas yang berasal dari alat penukar panas salah satunya MPHE (Marine Plate Heat Exchanger) dialirkan menuju sistem distribusi air diatas tiap-tiap ruang dari masing-masing cooling cell, dimana air tersebut dipancarkan ke semua permukaan bahan isian penukar panas, maksimum drift loss adalah 0,0005% dari laju alir desain. Air akan mengalami proses

pendingin selama mengalir ke bawah melalui permukaan dari bahan isian penukar panas. Air dingin yang keluar dari sisi bawah bahan isian ditampung didalam sea water cooling tower basin terletak di bagian dasar sea water cooling tower. Kanal dari beton akan mengalirkan air laut dingin menuju

tempat penampungan untuk selanjutnya dihisap oleh pompa dsn diresikulasi menuju alat penukar panas dan surface condenser. 2.

Chemical Injection Package untuk Sea Cooling Water Chemical injectuin package dibuat dalam satu lokasi dan tidak

terpisah dengan unit sea water cooling tower untuk memudahkan injeksi asam sulfat, bromine dan dispersant. a. Asam sulfat digunakan untuk mengatur pH air laut sehingga berada pada range 7 – 7.8 b. Dispersant injection system disediakan sebagai scale control agent dan suspended matter di cooling system. Scale / kerak

muncul di cooling water system dikarenakan adanya mineral yang melebihi ambang batas kelarutannya di dalam air. Kerak yang terbentuk umumnya adalah calcium carbonate, calcium phosphate, magnesium silicate dan lain-lain. Dispersant

[Type text]

Page 38


diinjeksikan ke sistem untuk menghilang mineral yang mengerak sehingga kandungan mineral dibawah 4.000 ppm. c. Injeksi senyawa bromine diperuntukkan sebagai desinfektan didalam cooling water system. Senyawa bromine

memiliki

efek biocide yang sama dengan senyawa chlorine. Shock dosing

bromine

dengan

konsentrasi

sebesar10

ppm

berlangsung selama minimal 30 menit secara intermitten. 3.

Chemical Injection Package untuk Sweet Cooling Water

a. Anti bacterial injection system Anti bacterial injection system dipergunakan di dalam sweet cooling system untuk mencegah pertumbuhan bakteri, mikroorganisme dan

lumut. Anti bakteri diinjeksikan sebesar 600 liter/jam satu kali sebulan selama satu jam untuk menkjaga pertumbuhan bakteri tetap di bawah 10.000 cfu/ml. b. Nitrite injection system Nitrite injection system dipergunakan di sweet water cooling system untuk mencegah terjadinya proses korosi di perpipaan. Konsentrasi

nitrit yang diinjeksikan sebesar 300 lpm secara kontinu agar konsentrasi ion nitrit dalam bentuk NaNO 3 berada dalam range 450600 ppm sehingga fouling factor tetap berkisar 0,0001 h-m2- /Kcal diperpipaan di peralatan. 4.

Side Stream Filter Side Stream Filter dugunakan untuk menyaring air laut dan sweet cooling water . masing-masing memiliki ukuran saringan sebesar 25

mikron. 5.

Marine Plate Heat Exchanger (MPHE)

Alat penukar panas yang dipergunakan untuk memindahkan panas dari sweet cooling water menuju air laut adalah Plate & Frame Heat Exchanger (EA1201A-J) yang berjumlah 10 dengan mode operasinya 9

beroperasi dan 1 stand by. Tipe alat tersebut memiliki beberapa

[Type text]

Page 39


keuntungan dibandingkan tipe

tradisional seperti shell & tube heat

exchanger, antara lain desain dan ukuran yang lebih kecil, breat yang

ringan, memiliki luas perpindahan panas yang lebih besar serta lebih muda dalam hal perawatan maupun perbaikan. 3.4 Sistem Desalinasi

Sistem desilinasi pabrik 5 menggunakan sistem Reverse Osmosis (RO) yang terdiri dari seksi pre-reatretment dan dua main pass RO yang dinamakan Sea Water Reverse Osmosis (SWRO) dan Brackish Water Reverse Osmosis (BWRO).

Sistem RO untuk Pupuk Kaltim hanya digunakan di Pabrik 1 dan Pabrik 5. Sumber bahan baku unit desalinasi tipe Reverse Osmosis (CL1401) adalah air laut yang berasal dari Sea Water Intake Basin (API1201). Unit desalinasi (CL1401) mempunyai kapasitas produksi 2 x 150 m3/jam air tawar (BWRO product) dan 60 m3 dari total produk SWRO di gunakan sebagai potable water . Produk air dari unit desalinasi mempunyai kualitas TDS<1000 ppm untuk produk

SWRO dan

TDS<10ppm untuk produkBWRO. Secara garis besar, proses yang terjadi didalam unit desalinasi adalah sebagai berikut:

Gambar 3.2 Skema Proses Pada Unit Desalinasi

[Type text]

Page 40


Berikut merupakan penjelasan beberapa sub unit dalam unit desalinasi: 1. Pre-treatment Pada saat normal operasi, air laut dari unit sea water intake basin dipompakan masuk unit pre‐treatment menggunakan pompa sea waterpumps (GA1201

A/B).

Unit

pre‐treatment

bertujuan

untuk

meminimalkan

pembentukan fouling pada membrane RO dan mengurangi downtime akibat Cleaning In Place (CIP) pada membrane. Air umpan RO setelah melewati

proses pre-treatment harus memounyai nilai SDI (Salt Density Index) dibawah 3. Unit Pre-treatment terdiri dari peralatan sebagai berikut: a. UF Booster Pump (CL-GA1417 A/B/C) UF booster pupmp berfungsi untuk mengalirkan air laut yang berasal

dari sea water intake pump ke UF system. b. Automatic Strainer (CL-FD1412 A/B) Air laut dari unit sea water intake pertama kali akan melewati automatic strainer dengan ukuran screen 200 mikron. Biota laut seperti

ikan, kerang dan partikel besar yang adak di sea water akan tertangkap pada strainer. c. Ultra Filtration (UF) membrane System (UF001 A/B/C) Ultra Filtration berfungsi untuk menghilangkan partikel koloid suspended solid dan bakteri yang terkandung dalam air laut outlet dari automatic strainer, UF system terdiri dari 4 train, dimana masing-masing train terdiri dari 100 UF modul yang terpasang. Satu UF modul

didalamnya terdapat 7 membrane UF. Produk ultra filtration memiliki SDI yang rendah (pada umumnya 3) dan turbidity yang rendah (umumnya < 0.2 NTU). PengaplikasianUF padka proses di pabrik mampu menghilangkan bahan kimia berupa koagulan untuk proses pre-treatment.

[Type text]

Page 41


d. UF Permeate Tank UF Permeate Tank berfungsi untuk menampung produk air permeate

keluaran UF membrane. Kapasitas tangki sebesar 300 m 3. Outlet tangki ini akan dialirkan ke SWRO system. 2. Reverse Osmosis Desalinasi air laut menggunakan dua tingkatan membrane RO yaitu Sea Water Reverse Osmosis (SWRO) dan Brackish Water Reverse Osmosis (BWRO), dengan

produk desalinasi sebanyak 7,2 megaliteres per day (MLD) atau sama dengan 7.200 m3 /hari. Alat yang terdapat pada subunit reverse osmosis ini adalah: a. SWRO Feed Pump (GA1419 A/B/C) Terdapat tiga buah SWRO feed pump dengan mode pengoperasian dua pompa stand by . Pompa ini berfungsi untuk mengalirkan air dari UF permeate tank

ke sistem SWRO. b. SWRO High Pressure Pump (GA1411 A/B/C) Dua SWRO high pressure pump dengan turbo-charger (ER-1411A/B) digunakan untuk menyuplai kecukupan tekananfeed di sitem SWRO. c. SWRO Transfer Pump (GA1411 A/B/C) Dua pompa SWRO transfer pump dengan mode pengoperasian 1 pompa running dan 1 pompa stand by , digunakan untuk mengalirkan produk SWRO tank untuk penggunaan umum ( portable water).

d. Energy Recovery System Tipe energy recovery system yang digunakan didesalinasi RO adalah turbocharger. Reject SWRO yang masih bertekanan tinggi dimanfaatkan

energinya di energy recovery system (ERS) sebelum dialirkan kembali ke laut. Energy yang ter-recovery tersebut dimanfaatkan untuk menaikka tekanan umpan SWRO. e. Sea Water Reverse Osmosis (SWRO) Membrane Produk UF pertama kali ditransfer ke sistem SWRO. Ada 2 train SWRO yang akan dioperasikan pada kapasitas maksimal pada tekanan sekitar 50 kg/cm2G. Train SWRO terdiri dakri 56 modul SWRO yang disusun secara parallel.

[Type text]

Page 42


Masing-masing modul terdapat 7 elemen/ membrane SWRO. Produk UF dipompa untuk diumpankan ke membrane SWRO, yang akan membuat pure water

melewati membrane

menghasilkan

permeate

ke

dengang

sisi

yang

bertekanan

TDS<1000

ppm.

rendah

yang

Sebagian

besar

pengotor/impurities pada umpan akan tertinggal menjadi reject dan dialirkan kembali ke laut. Sebagian produk SWRO akan digunakan sebagai raw material untuk memproduksi potable water, dan sisanya akan diumpankan ke system BWRO untuk dilakukan treatment lanjutan.

f. SWRO Product Tank Satu SWRO Product Tank dengan kapasitas 130 m3 digunakan untuk menampung produk SWRO. 3. Brackish Water Reverse Osmosis (BWRO) Permeate SWRO ditampung di tangki produk SWRO sebelum diumpankan

ke BWRO sehingga menghasilkan produk desal seperti yang diharapkan. Masing-masing train BWRO terdiri dari 18 module SWRO yang disusun secara parallel. Masing-masinng module terdapat 7 membrane BWRO. Reject BWRO akan di recycle kembali ke tangki UF filtrate. a.

BWRO feed pump

Pompa ini berfungsi untuk mengalirkan air dari SWRO product tank ke sistem BWRO. b.

BWRO membrane

Pemilihan BWRO membrane didasarkan pada tingkat salinitas produk air SWRO. Sistem BWRO mempunyai dua train dengan total module sebanyak 252 buah membrane module. Masing-masing train terdiri dari 126 membran module yang berada di dalam 18 pressure vessel (module). Kapasitas dari sistem membrane BWRO ini sebesar 300

m3/jam. 4. Reserve Osmosis Clean In Place Dikarenakan sistem Membrane RO tidak memiliki sistem backwash, maka untuk proses pembersihannya membutuhkan chemical cleaning membrane secara periodic. CIP umumnya dilakukan tiap 3-6 bulan sekali tergantung

[Type text]

Page 43


kualitas umpan air laut, pressure drop membrane, flow permeate atau kualitas permeate

yang

telah

melewati

batas

minimal.

Chemical

cleaning

menggunakan asam (untuk fouling inorganic) atau alkaline (untuk fouling organic). Limbah chemical dari proses CIP akan dialirkan ke neutralizer,

sehingga pH pada limbah yang bervariasi antara 1-11 akan menjadi netral dengan menggunakan asam maupun basa sebelum dibuang keoutfall. 1.

CIP untuk UF Selama CIP, larutan chemical disirkulasi dan diikuti dengan soaking pada modul UF. Ditambah dengan air scouring, yang diperlakukan sama dengan saat backwash, dan juga dilakukan air scouring selama proses soaking. Hal ini menghasilkan mechanical agitation, yang akan meningkatkan efektifitas dari CIP. Selama proses chemical cleaning, bahan penyebab fouling akan larut atau terlepas dan terbawa larutan kimia. Maintenance cleaning (MC) train UF membutuhkan waktu 1,5 sampai 2 jam dilakukan setiap satu (1) minggu sekali sesuai rekomendasi vendor dan RC selama 3 sampai 4 jam dilakukan setiap satu (1) bulan sekali. Kebutuhan waktu cleaning bervariasi tergantung kondisi fouling pada membrane. Keberhasilan cleaning ditentukan dari kebutuhan tekanan umpan untuk menghasilkan sejumlah filtrate. Didalam prosedur cleaning, cleaning dianggap berhasl apabila tekanan umpan turun 10% dari tekanan umpan sebelum di-cleaning

2.

CIP untuk RO CIP membrane RO dilakuka dengan sirkulasi larutan kimia pada membrane RO, serta dengan flushing menggunakan air sebelum dan

sesusdah proses chemical cleaning. Selama proses chemical cleaning, fouling akan larut atau terlepas dan terbawa larutan kimia. CIP membrane RO membutuhkan watu 1 sampai 3 jam dan mungkin

membutuhkan tambahan waktu untuk soaking/perendaman dari 2 hingga 24 jam tergantung dari jenis fouling-nya. Keberhasilan cleaning akan mengakibatkan pressuredrop modul membrane flow rate permeate reject akan kembali ke semula ( start off run-nya). Perlu

[Type text]

Page 44


dicatat bahwa sifat membrane RO akan mengalami penurunan performa setelah bertahun-tahun, dan hal ini harus diperhitungkan ketika mengevaluasi keberhasilan prosedur cleaning. b.

Chemical Dosing System

Sistem ini terdiri dari beberapa chemical dosing pump dan tangki bahan kimia yaitu: 1. Sodium hidroksida berguna untuk mengatur pH agar berada di kisaran 7. 2. Asam klorida berguna untuk mengatur pH agar berada di kisaran 7. 3. Anti Scalant; mencegah pembentukan kerak pada membran RO. 4. Sodium bisulfit; menghilangkan kadar klorin dalam air karena klorin dapat mengoksidasi membrane RO yang mengakibatkan kerusakan. 3.5

Sistem Demineralisasi

a. Proses Demineralisasi Unit demineralisasi berfungsi mengolah

proses kondensat dari unit

ammonia, urea, kondensat steam turbin dan air desalinasi menjadi air demin yang kemudia diproses lebih lanjut menjadi boiler feed water (BFW) untuk menghasilkan steam 110 Kg/cm2 di Pabrik Ammonia dan steam 80 Kg/cm2 di Boiler OEP. Unit demineralisasi memproduksi air demin 2 x 480 m3/jam dengan 1 unit posisi stand by. Unit ini memiliki acid storage drum (FA1501) dan caustic storage drum (FA1502)

yang masing-masing mempunyai kapasitas

penyimpanan selama 8 hari dari total kebutuhan untuk proses regenerasi. Mode proses regenerasi untuk ion kation dan anion didasarkan padka arah alirannya,

yaitu

proses

counter-current

untuk

aliran

regenerasi

menggunakan asam dan proses co-current untuk aliran regenerasi menggunakan caustic. Proses kondensat dan kondensat steam/turbine yang dikirim ke unit demineralisasi mempunyai spesifikasi sebagai berikut:

[Type text]

Page 45


Tabel 3.1 Spesifikasi Proses Kondensat dan Kondensat Steam/Turbin

Parameter Amoniak Metanol Total CO2 Silika(as S) Urea TDS Total Iron Bicarbonate Carbonate

Air Proses Satuan Amoniak ppmwt Max 10 ppmwt Max 50 ppmwt ppmwt ppmwt ppmwt ppmwt ppmwt ppmwt

Max 10 Max 0,01 0,5 0,35 Max 10

Urea Max 1 -

Kondensat steam/turbin Amoniak Urea Utilitas 2 2 2 -

Max 0,02 Max 1 0,5 0,35 -

0,1 0,01 4 0,3 0,1

0,1 0,01 4 0,3 0,1

Sedangkan untuk produk demin memiliki spesifikasi sebagai berikut: Table 3.2 Spesifikasi Produk Demineralisasi

Product Requirement Spesification

Quality

Unit

Konduktivitas (pada 25oC)

Max 0,02

u/cm

Total tembaga (as Cu)

Max 0,003

ppm

Total besi, (as Fe)

Max 0,02

ppm

Silika (as SiO2)

Max 0,02

ppm

Na + K

Max 0,01

ppm

Cr

Max 0,02

ppm

Process CondensateTreatment

-

Kondensat proses yang telah diolah di unit ammonia dan urea di kirim ke microfiltration automatic system (CM-FD1511) yang mempunyai kapasitas pengolahan sebesar 180 ton/jam. Alat ini bertujuan untuk mengurangi atau menghilang kan kadar suspended solid yang terkandung di proses kondensat. Sistem pennyarinngan ini dapat

[Type text]

Page 46

0,1 0,01 4 0,3 0,1


memisahkan semua padatan yang terlarut dengan menggunakan filter ukuran 5 micron dan mempertahankan tingkat kebersihan kondensat proses. Hasil penyaringan proses kondensat kemudian dimasukkan ke desalinated water tank (FB1401). Kondensat steam/turbine

-

Di pabrik 5, steam bertekanan tinggi dari OEP digunakan untuk menggerakkan steam turbin generator-1 (GT 1601) dan steam keluaran dari turbin dikondensasikan semua di surface condenser (EA 1601). Kondensat steam tersebut yang dikumpulkan di bagian cylindrical hotwell fitted pada bagian bawah dari surface condenser sisi shell

kemudian dikirim ke desalinated water tank (FB1401) menggunakan steam condensate pump (GA 1601 A/B). Kemudian, steam bertekanan

sedang (Medium Pressure Steam) digunakan untuk menggerakkan turbin dari sea water circulation pump (GT 1203 A/B/C), sweet water circulation (GT 1202 A/B/C) dan pompa sejenisnya. Tipe steam turbin

yang menggerakkan masing-masing pompa tersebut adalah tipe condensing, dimana kondensat steam turbin setelah didinginkan di surface condenser, dikumpulkan di bagian clyndrical hot well fitted yang

terletak di bagian bawah dari masing-masing surface condenser sisi shell-nya.

b.

Mikrofiltrasi Proses kondensat disaring dengan menggunakan m icro filter untuk menghilangkan suspended solid -nya. Micro filtration akan menghilangkan partikel padatan dengan ukuran lebih 5 micron. Selama filtrasi, kotoran akan terperangkap pada screen dan mengakibatkan pressure drop pada filter akan naik. Pressure drop menunjukkan perbedaan tekananinlet dan outlet micro filtration. Apabila kotoran yang terperangkap pada screen

cukup banyak, maka tekanan outlet akan turun. Ketika pressure drop naik 0.5 kg/cm2, sinyal pressure drop akan dikirim ke controller untuk melakukan backwash.

[Type text]

Page 47


c. Mixed Bed Polisher Proses kondensat yang telah defiler bergabung dengansteam kondensat dan produk desal untuk selanjutnya di proses dalam mixed bed polisher (CMFA1512 A/B/C), yang berisi resin kation dan anion menggunakan MBPfeed pump(GA 1401 A/B/C).

Resin kation berfungsi untuk menghilangkan

kation (seperti natrium, kalsium dan magnesium) dengan menggantikan kation tersebut dengan ion hydrogen yang ada padaresin cation exchange. Resin anion berfungsi menghilangkan anion (seperti klorida, sulphate, silica dan bicarbonate) dengan menggantikan anion tersebut dengan ion hidroksida yang ada di resin anion exchange. d.

Regenerasi Air demin (produk dari mixed bed polisher) ditampung dan juga digunakan sebagian untuk proses regenerasi mixed bed polisher. Sebagai zat yang meregenerasi digunakan asam sulfat 98% untuk meregenerasi kation, dan caustic soda 40% untuk meregenerasi anion. Pemasukan chemical dalam

proses regenerasi menggunakan ejector yang dilengkapi alat ukur flow dab pengenceran chemical. e. Netralisasi Limbah dari proses regenerasi mixed bed polisher langsung mengalir ke netralization pond. Netralization pond di desain untuk menampung limbah chemical dari unit demineralisasi dan desalinasi. Asam dan caustic (basa)

dari proses regenerasi akan saling menetralkan. Namun, masih dibutuhkan chemical untuk mengatur pH pada range 7.0-8.0 agar memenuhi standar

untuk dikirim ke outfall. 3.6 Sistem Pembangkit Tenaga Listri k

Kebutuhan energy listrik Pabrik 5 disuplai dari steam turbine generator-1 (STG-1) berkapasitas 37.000 kVA (30 MW), 11kV dan 50 Hz.STG-1 terintegrasi melalui trafo (00-TTR-101) 33/11kV dengan existing di pabrik lain PT. Pupuk Kaltim. Perlu diketahui bahwa trafo 00-TR-101 juga difasilitasi neutral ground resistant (00-NGR-101).

[Type text]

Page 48


1. STG-1 STG-1 berlokasi di area Pabrik-5 yang sistem kelistrikan mampu beroperasi parallel secara kontinu antara Pabrik-5 dengan sistem integrasi 33 kV yang menggunakan transformer Wye-delta dan transformer ini mempunyai fasilitas On Load Tap Changer (OLTC) 2. STG-2 STG-2 berlokasi di area Kaltim-1 yang sistem kelistrikannya mampu beroperasi parallel secara kontinyu antara Pabrik-5 dengan sistem integrasi 33kV. STG-2 menggunakan transformer Wye-delta dan transformer ini mempunyai fasilitas On Load Top Changer (OLTC). 3.7 Steam System

Beberapa sumber utama steam yang digunakan di Pabrik-5 antara lain disuplai dari: 1. Boiler Batubara yaitu steam SH dengan tekanan 80,5 kg/cm2G dan suhu 480 2. Pabrik ammonia yaitu steam SHH dari waste heat boiler 3. Pabrik Urea yaitu Steam SL. Kegunaan utama steam SH adalah untuk power generator (STG-1 dan STG-2), serta CO2 compressor di Pabrik Urea. Steam SM dengan tekanan 46kg/cm2G dan temperature 385

yang disuplai dari pabrik ammonia

dipergunakan untuk menggerakkan peralatanrotating di unit utility seperti turbin dari sweet water circulation pump (GT 1202 A/B/C), turbin dari sea water circulation pump (GT 1203 A/B/C) dan peralatan pendukung lainnya

yang digerakkan oleh turbin. Steam SHH (123 kg/cm2G dan 150 ) dihasilkan dari unit waste heatboiler di pabrik ammonia digunakan untuk menggerakkan masing-masing turbin synthesis gas compressor dan refrigerant compressor. Sedangkan kelebihan steam SHH akan di-letdown menjadi steam SM. Steam SM di pabrik ammonia digunakan untuk menggerakkan turbin dari peralatan rotating seperti process air compressor, BFW pump,feed gas compressor serta sebagai media pemanas untuk alat

penukar panas. [Type text]

Page 49


Di unit Urea Pabrik-5, turbin CO2 compressor menggunakan steam SH dari OEP dan ektraksi steam SML ( Medium Low Pressure Steam). Steam SML didistribusikan ke beberapa alat penukar panas yang memerlukan proses pemanasan Kondensat steam dari semua pengguna didinginkan, dikmpulkan dan dikembalikan ke sistem dan digunakan kembali sebagai boiler feed water setelag dilakukan pengolahan di unit demineralisasi. 3.8 Unit Instrument Air dan Plant Air

Udara sebagai bahan baku utama untuk proses di unit instrument air dan plant air berasal dari process air compressor (101-J). Emergency air compressor

digerakkan oleh diesel dengan kapasitas 2300 Nm3/jam, secara otomatis akan running untuk menyuplai kebutuhan udara di unit instrument air dan plant air . Hal

ini terjadi ketika air compressor di unit ammonia shutdown secara mendadak dan gagal dalam mensuplai udara ke unit tersebut. Udara sebagai bahan baku di unit N 2 Generator juga berasal dari process air compressor 101-J dan sebagai back upjuga dilengkapi dengan portable air compressore (CT-GB-1811) yang termasuk dalam satu paket N 2 Generator. Dalam

kondisi process air compressor shut down secara mendadak, maka portable air compressor (CT-GB-1811) akan secara otomatis running oleh interlock untuk

menjaga agar unit N2 Generator tetap beroperasi. Pada unit instrument air terdapat sebuah air receiver (FA-1801) yang berfungsi untuk memastikan kecukupan kebutuhan instrument air kesemua pengguna ketika sistem air compressor dalam kondisi upset. Air receiver ini dirancang mampu mempertahankan kebutuhan instrument air selama 30 menit dari kapasitas, desain unit instrument air. Dari air receiver ini, udara akan didistribusikan untuk kebutuhan plant air dan instrument air. Instrument air dryer (FF 1802 A/B/C/D) berfungsi untuk mengeringkan udara

yang memenuhi spesifikasi dari instrument air. Udara bertekanan dimasukkan melallui sebuah pre-filter untuk memisahkan partikel-partikel padat yang berukuran kecil. Sebuah desiccant bed di dalam dryer vessel berfungsi memisahkan

[Type text]

Page 50


kandungan uap air dalam aliran udara bertekanan untuk mencapai spesifikasidew pount sesuai syarat. Udara kering dryer vessel kemudian masuk ke sebuah afterfilter untuk memisahkan partikel-partikel yang lolos dan desiccant lembut yang

terbawa oleh udara kering. Sistem instrument air diranvang untuk menjaga tekanan udara pada kondisi normal berkisar 7.0 Kg/cm2G dengan batas maksimum dan minimunya masingmasing sebesar 10.5 Kg/cm2 dan 3.5 Kg/cm2G. Begitu juga dengan plant air disuplai ke pengguna dengan tekanan 8.0/Kg/cm 2 dan tekanan maksimum sebesar 10.5 Kg/ cm2G. 3.9 Unit Nitrogen Generator

Unit PSA di desain untuk menghasilkan 500 Nm3/jam gas nitrogen dengan kemurnian 0,001% oksigen (max. 10 ppmv). Linde plant didesain untuk mengambil nitrogen dari udara ambient atau plant air dengan menggunakan proses PressureSwing-Adsorption (PSA).

Pressure-Swing-Adsorption (PSA) , memisahkan nitrogen dari udara dengan proses adsorpsi/desorpsi oksigen dan komponen gas-gas atmosfer lainnnya. Adsorbers menggunakan sistem bed berlapis, ketika udara bertekanan masuk,

oksigen diserap dan nitrogennya diambil sebagai produk. Sebelum jenuh dengan oksigen, bed adsorber

diregenerasi dengan mengurangi tekanan yang

mengakibatkan gas buang yang kaya dengan oksigen terlepas menuju vent. Feed gas adkalah udara bertekanan, disuplai dari stasiun air compressor dan

biasanya dilengkapi dengan water drains dan air receiver. Fungsi utama air receiver untuk memenuhi permintaan beban tertinggi selama proses pressurization

dan untuk menyesuaikan secara tepat suplai udara untuk bermacam-macam permintaan PSA, selain itu juga air receiverse sebagian bagian dari instalasi juga akan menghilangkan sebagian besar air kondensat.Drain di berikan pada komponen ini untuk menghilangkan air kondensat yang terkumpul. Unit ini juga dilengkapi dengan Switch valve direct feed air , produk gas, dan gas buang ke dan dariadsorber

[Type text]

Page 51


beds. Unit PSA menghasilkan dua aliran gas keluar aliran produk gas nitrogen

secara kontinyu dan gas buang yang tidak kontinyu dihembuskan ke atmosfer. Secara spesifik produk buffer digunakan untuk menjaga pemakaian gas secara tetap oleh pengguna sepanjang siklus PSA. Elemen utama dari unit PSA terdiri dari valve skid assembly, adsorber, buffer vessel, blow off silencer dan product filter. Salah satu keuntungan unit LINDE PSA adalah metode pengoperasian yang sangat

mudah. Dapat di lakukan start dan stop hanya dengan menekan sebuah tombol dan menghasilkan produk dengan kapasitas dan kualitas yang ditentukan dalam beberapa menit saja. Plant ini dirancang untuk beroperasi tanpa pengawasan, akan tetapi disarankan melakukan pemeriksaan berkala setiap shift 3.10 Unit Urea F ormaldehide Coating

Unit urea formaldehyde coating (UFC) bergun untuk menyediakan campuran urea dan formaldehide 85%wt (60%wt formaldehide, 25%wt urea) yang berguna untuk coating urea granul. Croating urea berguna untuk mencegah menempelnya butiran urea yang satu dengan yang lain akibat sifat urea granul yang higroskopis. Berikut merupakan proses-proses yang dilakukan di unit ini: 1.

Persiapan feed ke reaktor Udara proses disaring melalui filter udara FD-801, sebelum dicampur dengan recycle gas. Campuran udara dan recycle gas dikompresikan direcirculation blower GB-801 untuk dinaikkan tekanannya sekitar 0,51

kg/cm2. Methanol cair pada suhu ambient diterima dari existing dan disimpan di

tangki penyimpanan methanol GB-801, kemudian methanol di pompa dengan methanol feed pump GAA-801 A/B ke methanol evaporator EA801. Fungsi methanol evaporator adalah untuk menguapkanmethanol. Gas methanol dicampur dengan gas proses darirecirculation blower GB801. Campuran reaksi (gas methanol dan gas proses dari recirculation blower) memiliki kandungan methanol 8.4% mol, kandungan oksigen

10.0% mol, argon 0.88% mol, karbon dioksida 0,03% mol, karbon

[Type text]

Page 52


monoksida 0,93% mol, dimetil eter 0,05% mol, formaldehyde 0,01% mol, formic acid 14 ppm, nitrogen 73,39% mol dan air 6,31% mol. Gas proses

dikirim ke formaldehyde reactor DC-801, setelah dipanaskan di-process gas heater EA-802 menjadi 202 .

2.

Oksidasi methanol menjadi formaldehid Dalam formaldehyde reactor DC-801, gas proses melewati tube yang berisi katalis Topsoe metal oksida tipe FK-2. Oksida methanol menjadi formaldehyde mengikuti persamaan reaksi sebagai berikut:

CH3OH(g) + ½ O2(g)

HCHO(g) + H2O (g) + Q

Sebagian formaldehyde dalam jumlah terbatas akan teroksidasi lebih lanjut menjadi karbon monoksida oleh reaksi samping sebagai berikut: HCHO(g) + ½ O2 (g)

CO(g) + H2O(g) + Q

Juga terbentuk sejumlah kecil dimethylether dan Asam formiat. Reksireksi ini sangat eksotermis, dalam rangka untuk menjaga kondisi suhu optimal dan untuk membatasi terbentuknya produk samping, panas reaksi harus dikendalikan. Hal ini dilakukan melalui transfer panas dari tube katalis ke panas thermal oil yang mempunyai boiling point stabil di bath. Gas keluaran formaldehyde reactor mempunyai komposisi sebagai berikut: a. Formaldehyde

: 8,32% wt

b. Methanol

: 0,14% wt

c. Oksigen

: 6,43% wt

d. Argon

: 1,25% wt

e. Karbon dioksida

: 0,04% wt

f. Karbon monoksida g. Dimetil eter

: 1,34% wt : 0,11% wt

h. Asam formiat

: 85 ppm

i. Nitrogen

: 72,8% wt

j. Air

:9,56% wt

[Type text]

Page 53


Gas yang mengandung formaldehyde akan dilewatkan ke absorber formaldehyde DA-801, yang mana formaldehyde akan diserap oleh urea solution. Temperature gas formaldehyde outlet reactor di dinginkan

menjadi 130

di after cooler EA-804 sebelum memasuki formaldehyde

absorber DA-801.

3.

Pemanasan awal feed inlet reactor dan pendingin produk Penguapaan methanol di methanol evaporator EA-801, pemanasan gas proses di dalam process gas heater EA-802, dan pendinginan di aftercooler E-804 dilakukan melalui proses perpindahan panas heat ( transfer) dengan cara mensirkulasikan thermal oil menggunakan oil circulation pump GA-802 A/B. thermal oil dipanaskan menjadi 240 after cooler (E A-804), kemudian didinginkan menjadi 150

di

dalam

process gas heater (EA-802) dan selanjutnya didinginkan menjadi 100

di methanol evaporator EA-801. Methanol evaporator EA-801 menerima panas dan disirkulasi thermal oil dan juga dari steam tekanan rendah (SL), ini memastikan suplai panas dan juga sebagai control temperature. 4.

Penyerapan formaldehyde Di formaldehyde absorber DA-801, gas formaldehyde diserap dengan larutan urea secara counter current. Produk Urea formaldehyde menuju absorber di bagian bawah gas sisa (gas yang tidak terserap) meninggalkan formaldehyde absorber DA-801, dari atas dibagi menjadi:

a. Recycle gas, yang setelah di pisahkan dari kondensatnya di recycle gas separator FA-802, kemudian dicampur dengan udara proses dan

dikembalikan ke reactor oler recirculation blower GB-801. b. Tail gas, yang di-vent setelah mengalami pemurnian lebih lanjut dalam incineration reactor DC-802. Gas yang tidak terserap di top formaldehyde absorber mempunyai komposisi sebagai berikut:

[Type text]

Methanol

: 0,11% wt

Air

: 4,66% wt

Page 54


5.

Oksigen

: 7,47% wt

Nitrogen

: 84,56% wt

Argon

: 1,45% wt

Asam formiat

: 23 ppm

Karbon dioksida

: 0,05% wt

Formaldehyde

: 0,02% wt

Karbon monoksida

: 1,55% wt

Dimetil eter

: 0,12% wt

Desain absorber Untuk menghindari korosi dan untuk mendapatkan kemurnian produk yang maksimum, peralatan-peralatan berikut ini terbuat dari bahan stainless steel :

a. Formaldehyde Reactor b. Semua peralatan antara reaktor danformaldehyde absorber c. Formaldehyde Absorber Formaldehyde absorber DA-801, terbagi menjadi beberapa tray section dan tiga packed bed. Masing-masing packed bed dilengkapi

dengan external cooler circuit untuk menghilangkan panas sensible dan laten reaksi gas dan juga panas dari larutan urea. 6.

Proses produksi urea formaldehide di absorber a. Bed bagian bawah: Gas proses masuk dari bawah absorber DA-801 kemudian melewati packed bed bagian bawah UFC-85 yang dihasilkan dari bed

ditampung di bagian bawah absorber, dan dipompa oleh product circulation pump GA-805 A/B. Sebagian dari produk UFC-85

didinginkan di product circulation cooler EA-807 dan sekitar 50% urea solution perlu ditambah sebelum disirkulasikan ke sisi atas packed

bed bagian bawah. Sebagian dari produk UFC-85

didinginkan hingga 40

dalam product cooler EA-808, dan dikirim

ke Battery Limit. Komposisi produk UFC -85 adalah sebagai berikut:

[Type text]

Page 55


i. Formaldehyde

: 60,1% wt

ii.

Urea

: 25% wt

iii.

Air

: 14% wt

iv.

Asam fosfat

: 0,02% wt

v.

Methanol

: 0,19% wt

vi.

Dimetil Eter

: 0,01% wt

vii.

Nitrogen + Argon

: 7 ppm

viii.

Oksigen

: 1 ppm

Gas formaldehyde yang lolos dari bed bagian bawah diserap di bed selanjutnya dan di bagian tray absorber. b. Bed bagian tengah Pada packed bed bagian tengah, larutan yang dihasilkan dari bagian bawah bed tersebut dikembalikan menuju ke sisi atas bed dengan absorber circulation pump GA-804 A/B, setelah di dinginkan di absorber circulation cooler EA-806. c. Bagian tray

Bagian tray ditempatkan diatas packed bed bagian tengah. Gas formaldehyde dan methanol dipisahkan dari campuran gas dengan

proses penyerapan secara counter-current dengan: 1.) Larutan urea solution dimasukkan dari atas tray ke 14. 2.) Air demin dari packed bed atas ditambahkan ke tray paling atas. d. Bed bagian atas Tujuan utama dari bed bagian atas adalah untuk menyerap sisa gas formaldehyde yang tidak terserap di tray section. Di packed bed atas,

larutan dari bagian bawah bed tersebut dikembalikan ke bagian atas bed oleh absorber top circulation pump GA-803 A/B, setelah

didinginkan di absorber top circulation cooler EA-805. Excess water sebagian sebagian digunakan untuk make up tray bagian atas dan

[Type text]

Page 56


sebagian dikirim menuju BL (Exces water yang memiliki konsentrasi MeOH kecil/rendah aman dikirim ke chemical pond). 7.

Netralisasi dengan larutan NaOH Asam formiat adalah produk samping dalam proses pembentukan gas formaldehyde.

penyerapan

Asam

formiat harus

dinetralisir

pada

saat proses

formaldehyde dalam urea solution dengan tujuan untuk

mencegah pengendapan senyawa molekul tinggi dari campuran urea formaldehyde.

Spesifikasi produk yang terbentuk oleh penyerapanformaldehyde dalam urea solution tergantung dari temperature, residence time dan pH dari larutan ( pH monitor antara = 7,5– 8,5). pH harus dimonitor tidak hanya dalam sirkulasi, tetapi juga pada masing-masing tray di bagian atas kolom. NaOH yang ditambahkan oleh pompa injeksi NaOH, GA-809 digunakan untuk kontrol pH (normal konsentrasi NaOH = 10% wt). Pada kondisi ini, proses penyerapan akan menghasilkan produk urea formaldehyde dengan berat molekul berbeda sebagai berikut: I. Methyloldiurea II. Methylol Urea III. Dimethylol Urea Di bagian bawah absorber, jika formaldehyde berlebih, reaksi (III) akan mendominasi. Di bagian kolom tray. Jika urea berlebih, reaksi (I) kemungkinan akan lebih mendominasi. Jika terjadi kondisi asam, akan menghasilkan reaksi samping sebagai berikut: NH2CONH2(g) + HCHO(g)

[Type text]

NH2.CON:CH2(g) + H2O(g) + Q

Page 57


Methylene urea. Dibawah ini kondisi agak asam, complex transparent resin akan terbentuk, tetapi di dalam kondisi asam kuat, produk yang tidak terlarut akan terendapkan dari campuran urea. Ada risiko pembentukan Asam formiat selama penyimpanan larutan urea formaldehyde dalam jangka waktu yang lama menurut reaksi Canizzaro: 2HCHO(g) + H2O(g)

CH3OH(g) + HCOOH(g) + Q

Oleh karena itu pH larutan dalam penyimpanan dimonitor secara berkala, dan dalam kasus pH turun NaOH harus ditambahkan. 8.

Rasio urea formaldehyde Apabila rasio molar urea formaldehyde di atas 1:4 larutan menunjukkan kecenderungan keruh setelah beberapa jam atau beberapa hari berlangsung. Rasio dalam produk UFC-85 sebesar rasio 1:4.8. Pada rasio ini tidak ada risiko kecenderungan keruh. Juga tidak ada resiko apapun dalam proses sirkulasi penyerapan hingga menjadi produk. Dibagian atas dari tray rasio molar urea formaldehyde di atas 1:4. Oleh karena waktu tinggal untuk formaldehyde dalam bagian ini sangat terbatas, pH harus dikendalikan (monitor kisaran pH=6-8) sehingga tidak akan ada kekeruhan.

9.

Produk Off Spec. Produk dari start-up awal dibuang ke Off Spect Product Tank FB-803. Sebagian kecil dari produk off spec. diinjeksikan di suction absorber circulation pump GA-804 A/B dan product off spec. dikembalikan ke absorber

10.

DA-801. Katalitik Incinerator Tail gas dari absorber dipanaskan sampai sekitar 250

EA-809.

Untuk

meminimalkan

polusi,

tail

gas

di tail gas heater ini

dilewatkan

incinceration reactor DC-802, dimana semua kandungan seperti CO,

CH3OH, HCHO dan (CH3)O terbakar dengan O2 yang ada dalam tail gas [Type text]

Page 58


dan dikonversi menjadi sekitar 420-480

karena panas pembakaran di

reactor incinerator DC-802 dan kemudian di-venting ke atmosfer.

11.

Heat Transfer Oil System

Panas dari proses eksotermis di formaldehyde reactor didinginkan oleh thermal oil yang mendidih, vapor thermal oil dipisahkan di oil separator

FA-801 dan kemudian dikondensasikan dalam waste heat boiler EA-803, yang mana panas ini digunakan untuk memproduksi steam. Kondensasi thermal oil dikembalikan ke reaktor melalui oil separator. Oil separator FA-801 terdapat packed bed kecil. Di packed separator,

cairan thermal oil dipanaskan oleh vapor thermal oil dari reactor untuk mencegah cairan dingin thermal oil tidak masuk ke reactor. Dengan mengonttrol tekanan thermal oil, secara otomatis temperatur thermal oil juga terkontrol. Tekanan thermal oil dikontrol dengan cara

mengatur control valve thermal oil PIC-818 di inlet waste heat boiler . Sirkulasi thermal oil berdasarkan gravitasi. Pengaturan tekan vapor thermal oil (antara 0,2 dan 1,2 kg/cm2) didasarkan pada kemampuanheat transfer oil di formaldehyde reactor sehingga didapatkan kisaran

temperature operasi reactor yang diinginkan. Tangki thermal oil FB-804 berfungsi untuk penyimpanan thermal oil. Selama start up, reactor formaldehyde dipanaskan oleh sirkulasi thermal oil panas dari oil start up heater EA-812 menggunakan oil start up pump GA-808.

Sistem heat transfer oil juga dilengkapi dengan oil vent condenser EA113 yang akan mengkondensasikanvapor oil yang berasal dari venting oil separator FA-801 ketika safety valve-nya terbuka.

12.

Steam System Steam kondensat dari baterai limit dikirim ke dearator FA-803, yang mana steam kondensat di-daerasi menggunakan steam LP dari waste heat boiler EA-803. Boiler feed water dari daerator FA-803 dipompa melalui

BFW pump GA-807 A/B dan dikirim ke waste heat boiler EA-803. Di waste heat boiler EA-803, panas yang dihasilkan dariformaldehyde reactor DC-801 (panas vapor thermal oil) digunakan untuk menghasilkan

[Type text]

Page 59


steam 5,5 kg/cm2. Continuous blow down dari waste heat boiler EA-803 di

lakukan untuk mempertahankan tingkat kualitas dalam boiler.

[Type text]

Page 60


BAB IV PROSES PRODUKSI PABRIK-5 4.1 Bahan Baku 4.1.1 Produksi Ammonia

Komposisi gas alam sebagai umpan masuk (inlet) adalah sebagai berikut : Umpan Masuk (mol %) 1. N2

: 0,08 %

2. CH4

: 83,72 %

3. C2H6

: 5,40 %

4. C3H8

: 2,88 %

5. iC4

: 0,55 %

6. nC4

: 0,62 %

7. iC5

: 0,21 %

8. nC5

: 0,14 %

9. C6

: 0,12%

10. C7

: 0,15%

11. CO2

: 6,13 %

12. S

: 5 ppmv (normal / 50 ppmv (max) total S sebagai H2S

13. Moisture

: 20 lbs/MMSCF

14. Hg

: 300 ppv vol (perkiraan)

4.1.2 Produksi Urea 4.1.2.1 Ammonia

1. Bau

:Tajam

2. Formula

:Liquid

3. Warna

: Tidak berwarna

4. Densitas (kg/m3)

: 617

5. Korosif

: Korosif terhadap (Cu) alloy tembaga

[Type text]

Page 61


6. Kandungan air

: 0,1% (max weight)

7. Kandungan NH3

: 99,9% (min weight)

8. Kandungan minyak


9. Insoluble gas


10. Temperatur

: 20-38 oC

4.1.2.2 Gas CO2

1. Warna : Tidak berwarna 2. Bau : Berbau agak tajam 3. Densitas : Gas 1,977 g/L pada 00C 4. Korosifitas : Larutan karbonat adalah korosif terhadap carbon steel 5. B.M : 44,01 6. Titik leleh : -56,60C 7. Titik didih : -78,50C 4.2 Uraian Proses Produksi 4.2 1 Unit Ammonia

Ammonia Plant Kaltim-5 mempunyai kapasitas 2.500 MTPD ammonia pada

kondisi normal operasi dengan kapasitas desain 2.700 MTPD. Ammonia dan karbon dioksida dari ammonia plant akan digunakan sebagai bahan baku untuk urea plant yang berada di luar dari batterylimit ammonia plant . Pada kondisi normal, 1.978 MTPD hot ammonia akan dikirim ke urea plant dan 522 MTPD cold ammonia akan di-transfer ke storage. Ketika beroperasi pada kondisi 2.700

MTPD maka sebanyak 722 MTPD cold ammonia akan di-transfer ke storage. Kelebihan karbondioksida akan di-venting. Ammonia plant didesain dapat beroperasi secara kontinu dengan rate 60% atau 100% dari kapasitas normal.

[Type text]

Page 62


Ammonia plant menggunakan proses KBR Purifier dengan diagram blok

sebagai berikut:

4.1 Gambar Diagram Alir Proses Amonia

Sehingga secara umum, langkah-langkah prosesnya adalah sebagai berikut: 1. Feed gas compression dan desulfurisasi 2. Primary reforming 3. Process air compressor 4. Secondary Reforming 5. Carbon monoxide shift conversion 6. Carbon dioxide (CO2) removal 7. Methanasi 8. Synthesis gas drying 9. Cryogenic purification 10. Synthesis gas compression [Type text]

Page 63


11. Ammonia synthesis 12. Loop purge ammonia recovery 13. Ammonia refrigeration 14. Process condensate stripper 15. Steam system 16. Cooling water system 17. Other facilities Semua kompresor pada Unit Amoniak adalah centrifugal compressor. Process air compressor, feed gas compressor, synthesis gas compressor dan refrigeration compressor semuanya menggunakan penggerak dengan steam turbine. HP flash gas compressor di onsite, memiliki penggerak motor. Satu dari

dua pompa high pressure BFW juga menggunakan penggerak steam turbine sedangkan pada pompa kedua menggunakan penggerak motor yang pada kondisi normal akan digunakan sebagai spare untuk kehandalan operasional. Pabrik amoniak menggunakan tiga tingkat steam. Header steam medium pressure (SM) dihubungkan ke steam system pabrik secara keseluruhan. Kondisi steam header adalah: Tabel 4.1. Kondisi Steam H eader o

Header

Tekanan, kg/cm G

Suhu, C

High Pressure (SHH)

123,1

510

Medium Pressure (SM)

46

385

Low Pressure (SL)

3,5

228

[Type text]

Page 64


Proses pembuatan amoniak terdiri dari beberapa tahap, yaitu : 4.2.1.1 F eed Gas Compression and Desulfurization

a. Feed gas compression

Gambar 4.2 Process

Flow Diagram F eed Gas Compressor

Gas alam untuk feed dan fuel disuplai dari Pertamina Gas dialirkan menuju 174-D Knock Out Drum (K.O.Drum) pada tekanan 23 Kg/cm2. A dan suhu 30oC. K.O. drum didesain untuk proses pada tekanan sedikit dibawah tekanan aliran,

sehingga sebagian komponen gas yang berada pada kondisi jenuh mengalami kondensasi. Hal ini bertujuan agar nantinya ketika gas masuk ke kompresor tidak terjadi kerusakan yang disebabkan oleh cairan yang terjebak atau terdapat pada kompresor. Kemudian sebelum masuk kompresor, aliran terbagi 2, dimana sebagian aliran gas alam menjadi fuel atau bahan bakar burner di primary reformer pada radiant section, sedangkan sebagian lainnya menjadi feed untuk reaksi di primary reformer. Pada aliran masukkan K.O. Drum terdapat jalur pipa yang berisi Nitrogen. Jalur ini berfungsi sebagai purging pada saat start up untuk menaikkan tekanan pada kompresor. Pada K.O drumjalur bottom atau kondensat pada saat normal operasi, valve dalam keadaan tertutup. Terdapat level indikator [Type text]

Page 65


didalam K.O. drum yang memantau kenaikan level kondensat di dalam K.O. drum. Setelah mencapai level yang diharapkan makabottom valve akan terbuka

mengeluarkan kondensat dari dalam tangki. Keluar dari 174-D bagian overhead, aliran gas alam menuju suction 102-J feed gas compressor, yang digerakkan steam turbin, menggunakan SM steam. Pada kompresor tersebut, tekanan natural gas dinaikkan hingga 48,8 Kg/cm 2.G.

b. Desulfurisasi

Gambar 4.3 Process

Flow Diagram Desulfurizer

Unit desulfurisasi berfungsi menghilangkan sulfur yang terdapat dalam aliran gas alam dikarenakan dapat menjadi racun bagi katalis pada proses berikutnya. Kandungan normal dari total sulfur di natural gas sebagai H2S ialah 5 ppmv dengan jumlah maksimum 50 ppmv. Pada kondisi normal, feed gas dicampur dengan sedikit hydrogen recycled dari syn loop dan dipanaskan hingga 0

360 C di feed preheat coil didalam convection section di primary reformer 101-B. Proses desulfurisasi darifeed gas ini kemudian dilakukan dalam dua langkah. Langkah pertama, yaitu hydrotreater, atau proses terjadinya reaksi pengubahan sulfur organik menjadi sulfur anorganik (H2S). Reaksi hidrotreater [Type text]

Page 66


terjadi pada suhu tinggi karena merupakan reaksi endotermis dan dengan dibantu katalis cobalt-molybdenum. Pengubahan sulfur organik menjadi sulfur anorganik bertujuan untuk memudahakan penghilangan sulfur, karena sulfur yang berbentuk organik sulit untuk dihilangkan pada unit desulfurisasi. Reaksi yang terjadi:  + 2 →  + 2

Selanjutnya aliran gas proses menuju desulfurizer . Terdapat 2 unit desulfurizer (108-DB dan 108-DC) yang di operasikan secara seri pada kondisi normal, namun secara pemasangan dapat di operasikan secara paralel atau stand by one. Sehingga memungkinkan untuk melakukan penggantian katalis ketika

pabrik beroperasi normal. Di dalam desulfurizer terdapat bed berisi Zinc Oxide yang mampu mengikat H2S sesuai reaksi berikut:  + 2 →  + 2

Dengan demikian, desulfurizer akan menghasilkan aliran effluent yang mengandung kurang dari 0,1 ppmv sulfur. 4.2.1.2 Pr imary

Reformer

Gambar 4.4 Process

[Type text]

Flow Diagram Primary and Secondary Reformer

Page 67


Feed Gas yang telah didesulfurisasi hingga kandungan sulfurnya kurang

dari 0,1 ppmv (part per million volume) dicampur dengan Medium Pressured (MP) steam yang sebagian berasal daristeam overhead stripping proses kondensat

pada kolom 103-D untuk mendapatkan rasio efektif dari Steam/Carbon sebesar 2.7. Flow feed gas dikontrol oleh rasio dari flow steam tersebut sehingga mampu melindungi katalis reformer dari kondisi kehilangan steam. Campuran reaktan ini 0 2 masih memiliki temperatur 345,9 C dan tekanan 45,2 kg/cm .G. Sebelum bereaksi pada radiant section, aliran gas bercampur steam dilewatkan pada mixed feed coil di primary convection section. Panas yang diberikan pada aliran

merupakan aliran udara panas pada burner dibagian radiant section. Setelah mengalami preheat, temperatur aliran mencapai 525

0

C dan tekanan 44,2

2

kg/cm .G. Aliran reaktan kemudian masuk ke reaktor 101-B primary reformer dengan terlebih dahulu dibagi menjadi 6 aliran dan masing masing aliran memiliki o

48 tube yang berisi katalis. Reaksi berlangsung pada suhu 715 C dan tekanan 40,6 kg/cm2.G. Untuk mencapai suhu tersebut primary reformer dilengkapi burner yang berjumlah 7 aliran terpisah dan berada di antar tube reaktor. Di dalam masing-masing tube reaktor terdapat bed katalis yuang berisikan katalis Nikel (Ni). Pada tahap awal dari reforming, hidrokarbon berat akan terkonversi menjadi methane. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut: 

+ 2 ↔ 4 + 2

Sedangkan reaksi reforming yang utama adalah mengonversikanmethane menjadi hidrogen dan karbon monoksida: 4

+ 2 ↔ 32 + 

Terjadi pula reaksi shift yang mampu mengonversikan karbon monoksida menjadi karbon dioksida dan lebih banyak hidrogen: 

+ 2 ↔ 2 + 2

Effluent gas meninggalkan radiant section pada 713oC dan 41.6 Kg/cm2.A,

mengandung sekitar 28.7 % mol ( dry) methane yang tidak bereaksi pada kondisi [Type text]

Page 68


normal atau 29% mol (dry) untuk kondisi desain yang kemudian dikirim ke top secondary reformer (103-D).

Panas konveksi pada convection section digunakan untuk: a. Combustion air preheater b. Cold process air preheat c. Feed gas preheater d. Cold SHH steam superheater e. Hot SHH steam superhater f. Hot process air preheater g. Mixed feed preheater Selain

burner

convectionsection

section,

radiant

dilengkapi

dengan

furnace

primary

superheater

dan

reformer tunnel

dan

burner,

untukmengontrol temperatur outlet convection coil. Steam attemperatordisediakan diantara hot dan cold leg dari steam superheater coil untukmencegah kenaikan temperatur steam superheater yang berlebihan. 4.2.1.3.

Process air compressor

Proses pembuatan amoniak membutuhkan N2 sebagai salah satu bahan baku, dan cara yang paling mudah untuk mendapatkannya adalah dari udara. Agar dapat bereaksi dan masuk dalam aliran, maka udara perlu ditekan hingga mencapai tekanan proses. Process air compressor, 101-J, menyediakan udara untuk Secondary Reformer,serta menyuplai 4.695 Kg/hrudara sebagai instrument air dan plant air pada kondisi normal operasi. Air compressor dikontrol untuk menjaga pressure drop yang melalui control valve udara proses tetap konstan. Pada kondisi

operasi turndown, udara yang terkompresi di-venting secukupnya untuk menjaga beban minimum dari compressor dan mencegah terjadinyakondisi surge. Proses kompresi udara ini menggunakan kompresor bertingkat denganstage sebanyak 4 buah. Pada setiap stage, tekanan udara di naikkan hingga pada rasio kompresi 3. Antar stage dilakukan proses cooling, karena pada setiap proses kompresi selalu berakibat kenaikan temperatur. Proses pendinginan kemudian dilanjutkan dengan proses pemisahan flash, sehingga komponen yang telah jenuh

[Type text]

Page 69


dapat terkondensasi. Karena apabila terkondensasi pada kompresor stage selanjutnya, dapat mengakibatkan abrasi pada kompresor.Process air compressor menggunakan penggerak steam turbine 101-JT. Turbin ini menggunakan steam SM dan SL sebagai sumber penggerak dengan exhaust yang menuju condenser

101-JTC. 1. Secondary Refomer Setelah bereaksi di dalam primary reformer, gas masuk ke 103-D secondary reformer untuk mereaksikan gas CH4 yang belum habis bereaksi di primary reformer dan tempat memasukkan udara sebagai sumber gas N2 pada

pembentukan amonia. Udara berasal dari kompresor 101-J dan sebelum masuk secondary reformer, bercampur dengan steam medium kemudian mengalami preheating pada convection section, sehingga kondisi akhir aliran 0

2

udara pada temperatur 497 C dan tekanan 39,5 kg/cm G. Udara dimasukkan ke dalam secondary reformer dan oksigen yang ada akan bereaksi dengan H2 sesuai reaksi berikut: 22 + 2 → 22

Selain itu methane yang belum bereaksi pada primary reformerakan bereaksi dengan oksigen susai reaksi berikut: 4 +

22 → 2 + 22

Gas campuran kemudian mengalir turun melewati bed yang berisikatalis nikel di bagian bawah. Panas yang dikeluarkan olehreaksi combustion diatas mengkonversi banyak methane sehingga kandungan methane dari effluent gas pada secondary reformer sekitar 1,64% mol pada

kondisi normaldan 1,74% pada kondisi desain berdasarkan dry gas basis. Pada

secondary

reformer

yang

konvensional,

jumlah

udara

dikontroluntuk menghasilkan rasio H2:N2 sebesar 3:1. Dengan prosespurifier, sekitar 50% udara ekstra digunakan. Ini akan menghasilkan rasio H 2:N2 sekitar 2:1 pada inlet purifier.Udara ekstra menyediakan tambahan panas reaksi di secondaryreformerdan juga membantu mengimbangi Nitrogen [Type text]

Page 70


dalam bahan bakudengan menjaga temperaturoutlet radian primary reformer rendah. Sebagai tambahan, methane leak yang dihasilkan jauh lebih banyak jikadibandingkan dengan desain konvensional yang sekitar 0,2-0,3%. Lebih jauh lagi hal ini akan mempengaruhi kesederhanaan proses reformingdan o

menurunkan outlet temperatur secondary reformer menjadi 895 C. Semua methane beserta kelebihan nitrogen dan sebagian besar argon,nantinya dihilangkan sebagai waste gas di cryogenic purifier dalam rangkaian proses dan dikirim menuju sistem fuel. Effluent dari secondary reformer didinginkan dengan membangkitkan superheater high pressure steam di 101-C dan 102-C. Raw syngas kemudian dikirim ke CO shift pada o

temperatur 371 C. 4.2.1.4 CO shift converter

Gambar 4.5. Process Flow Diagram CO Shift Conversion

Reaksi pada reformer menghasilkan produk antara yaitu karbon monoksida. Karbon monoksida ini akan di ubah menjadi karbon dioksida, dan pada tahap selanjutnya akan dipisahkan dan dikirim untuk menjadi bahan baku [Type text]

Page 71


urea. Reaksi konversi karbon monoksida menjadi karbon di oksida terdiri dari 2 tahap yaitu HTS (High Temperature Shift) dan LTS (Low Temperature Shift). Suhu rendah akan menyebabkan konstantakeseimbangan naik tetapi kecepatan reaksi menjadi lambat. Oleh karena itu digunakan suhu tinggi untuk mempercepat kecepatan reaksi dan suhu rendah untuk memperoleh keseimbangan reaksi yang lebih tinggi. Reaksi yang terjadi pada CO shift converter adalah sebagai berikut:  + 2 ↔ 2 + 2 Δ = −10 /

Sebagian besar reaksi terjadi di high temperatur shift (HTS) converter ,104D1, yang mengandung Copper (Cu) dengan basis katalis Fe. Katalis ini berbiaya rendah dan tahan lama, dan kecepatan reaksinyapun tinggi pada suhu operasi yang 0

tinggi pula. Temperatur normal operasi adalah371 C pada inlet converter. Sekitar 70% Carbon monoxide terkonversididalam HTS Converter. Kandungan CO di HTS effluent adalah sekitar 3,33% mol (dry basis). Gas yang meninggalkan HTS 0

converter pada temperatur 429 C didinginkan dengan membangkitkan steam dan

memanaskan Boiler Feed Water di heat exchanger 103-C1/C2. Shift reaction mendekati kesetimbangan pada reaksi berikutnya di Low Temperatur Shift (LTS) Converter , 104-D2A/D2B, dimana terdapat katalis Copper (Cu) dan Zinc (Zn). Temperatur operasi pada inlet converter sekitar 0

0

211 C. Gas meninggalkan LTS Converter pada232 C dan sisa CO yang terkandung di effluent ialah sekitar 0,32% mol (dry basis). Panas dikembalikan dari gas proses outlet dari LTS converter melalui 0

empat exchanger. Pertama, LTS effluent didinginkan menjadi 165 C melewati 131-C1/C2 secara seri dan memanaskan High Presure Boiler Feed Water (HP 0

BFW). Kemudian, LTS effluent didinginkan menjadi 137 C dengan menyediakan

panas reboiler untuk CO20stripper (122-D2) lalu melewati 105-C dan terakhir didinginkan menjadi 70 C dengan memanaskan demin water didalam exchanger(106-C). Air terkondensasi dari gas proses pada temperatur ini

dihilangkan dengan Raw gas separator (142-D1) dan dipompa dengan121-J/JA ke Process gas stripper (130-D).

[Type text]

Page 72


Dari 142-D1, raw syngas masuk dari bagian bawah CO2absorber (121-D) untuk menghilangkan CO2. 4.2.1.5 CO2 removal

Gambar 4.6. Process

Flow Diagram Absorber

Pada umumnya proses pemisahan CO 2 menggunakan teknik absorbsi, yaitu mengontakkan larutan absorben dengan aliran gas. Karena menggunakan absorben yang dapat menyerap CO2, maka CO2 akan terserap. Kemudian aliran gas akan menuju overhead dan aliran larutan berada di bottom kolom. Selanjutnya dengan merubah tekanan pada flash drum bertingkat, CO 2akan teruapkan dan larutan absorben akan terpisah. Larutan absorben akan terus menerus dapat digunakan hingga larutan jenuh. o

Gas proses masuk dari bagian bawah dari CO 2 absorber (121-D) pada 70 C. Gas ini akan dikontakkan dengan semi-lean aMDEA solution. Gas kemudian lewat kebagian atas dari absorber, dimana akan dikontakkan dengan lean aMDEA. Gas kemudian melewati c ondensate wash section , demister pad, dan [Type text]

Page 73


masuk

ke

CO2absorber

Overhead

knockout

drum

(142-D2)

untuk

menghilangkanaMDEA solution yang terbawa oleh gas proses tersebut. Gas meninggalkan top absorbermengandung 0,05% mol dari carbon dioxide (CO2). Gas proseskemudian dikirim ke unit selanjutnya yaitu unit methanasi.

Gambar 4.7. Process Flow Diagram Stripper

Rich aMDEA solution dari bottom absorber melewati hydraulic turbine(107-

JAHT). Power yang dikembalikan dari turbin ini digunakan untuk menggerakkan salah satu dari pompa semi lean solution (107-JA, 107-JB) yang beroperasi secara normal operasi. Sementara itu, 107-JC dengan penggerak motor listrik dalam posisi stand-by. Rich solution kemudian dikirim ke HP Flash Column (163-D) dimana sebagian besar impurities di-flashing/ di-degassingdari rich solution untuk memastikan high purity dari produk CO2. Sebagai tambahan, impurities (kotoran) yang di-flashing mengandung sekitar 60% CO2 (dry basis). Flashed gas dari 163-D mengalir ke 191-Cdimana vapor 0

didinginkan menjadi 42 C sebelum memasuki HP Flash Compressor Suction Drum (191-D). Vapor dari 191-D mengalir ke HP Flash Gas compressor (191-J),

dimana vapor dikompresikan dan dikembalikan ke inlet dari 121-D untuk di-

[Type text]

Page 74


recovery lebih lanjut dari setiap hydrogen sisa. Cairan yang dipisahkan di 191-D

di pompakeinlet CO2 stripper reflux drum (153-D). Rich solution dari 163-D masuk

dibagian

top

dari

LP

flash

column

(122-D1).

LP

flash

2

columndipertahankan pada 1,9 Kg/cm .A.Liquid yang masuk ke LP flash columndi-strip (dilucuti) dengan overhead gas dari CO2stripper (122-D). Hal

iniakan menghilangkan sebagian besar CO2 dari rich solution. Semi lean solution diambil dari bottom LP flash column (122-D1). Lebih dari 80% larutan semi lean dipompa oleh pompa semi lean solution(107-JA/B/C), dua beroperasi dan satu stand by, dialirkan ke bagian tengah CO2 Absorber (121-D) sedangkan sisanya

dipompa dengan pompa semi lean circulating (117-J/JA), kemudian dipanaskan di lean/semi lean exchanger (112-C) dan dialirkan ke CO2stripper (122-D2). „Slip stream‟ dari semi lean solution dikirim ke filter larutan aMDEA (104-LL) untuk

menghilangkan semua partikel yang terikut. Semi lean aMDEA solution diubah menjadi lean solution yang mengalir

menuruni CO2stripper dan dikontakkan dengan steam stripping yang dihasilkan oleh CO2 stripper reboiler (105-C) dengan pemanas dari LTS effluent. CO2 yang ter-strip (terlucuti) mengalir keatas stripper dan melewati LPflash column. Lean solution pertama kali didinginkanoleh heat exchanger dengan umpan stripper di

112-C, diikuti oleh leansolution/ demin water exchanger (109-C) dan dengan cooling water di lean solution water cooler (110-C). Lean solution kemudian

dipompakanke top dari absorber dengan pompa lean solution (108-J/JA). Aliran CO2 dari top LP flash column didinginkan di LP flash column overhead condenser 107-C. Liquid yang terbentuk di LP flash column overhead reflux drum (153-D) dikembalikan ke 122-D1 dengan pompa LP flash column reflux (110-J/JA). Sejumlah kecil demin water ditambahkan untuk menjaga water balance di aMDEA system. Kelebihan CO2yang tidak terserap akan di-venting ke

atmosfer. System

injeksi

aMDEA

antifoam

(109-L)

dapat

digunakan

untuk

menginjeksikan larutan antifoam pada beberapa tempat di system aMDEA jika

[Type text]

Page 75


terjadi foaming. aMDEA solution storage tank (114-F) disediakan untuk menyimpan seluruh persediaan dari solution ketika plant sedang turn around. Solution dimasukkan ke aMDEA system dengan menggunakan pompatransfer aMDEA (111-J). Drain system dan aMDEA solution pump (115-F) disediakan

untuk mengembalikan larutan yang tumpah. Recovered solution dimasukkan ke 114-F dengan aMDEA pump (115-J)melewati aMDEA sump filter 115-LL. aMDEA solution mixer 110-LMdan 115-F disediakan untuk mencampur makeup solution. 4.2.1.6 Metanasi

Gambar 4.8. Process

Flow Diagram Seksi Metanasi, Drying , dan

Purifying Metanasi bertujuan untuk mengonversi gas CO dan CO 2 yang tidak dapat diserap maupun di konversi di HTS, LTS dan CO2 removal, menjadi metan di methanator dengan menggunakan katalis Ni. Hal ini dilakukan karena CO dan

CO2 merupakan racun bagi katalis Fe pada Ammonia Converter. Reaksi yang terjadi adalah: 

+ 32 ↔ 4 + 2 Δ = −49,3 /

2

+ 42 ↔ 4 + 22 Δ= −39,5/

Reaksi di atas sangat eksotermis, kenaikan suhu yang terlalu tinggi akan mematikan katalis Ni dalam metanator. Kandungan CO dan CO 2 keluar [Type text]

Page 76


0

Methanator maksimal 5 ppmv.Clean gas keluar CO2 removal yang bersuhu 50 C 2

dan 35,6 Kg/cm .G dipanaskan sampai 312

0

C di methanator feed/effluent

exchanger. Kemudian dipanaskan lagi di methanator start up heater dengan 0

steam SHH untuk menjaga suhu masuk methanator 316 C. Selanjutnya gas 2

dimasukkan ke dalam methanator sehingga terjadi reaksi methanasi CO dan CO di Bed katalis Ni. Karena reaksi tersebut menimbulkan panas, maka suhu gas 0

keluar methanator menjadi 345 C.

4.2.1.7 Syngas Drying Syn gas keluar methanator didinginkan di feed/effluent exchanger dan 0 dengan cooling water hingga suhunya turun menjadi 42 C. Kemudian didinginkan lebih lanjut dengan ammonia refrigerant sehingga suhunya turun 0 menjadi 4 C. Kondensat yang terbentuk dipisahkan di methanator effluent separator. Syn gas kemudian dikeringkan di molecular sieve dryer menggunakan zeolite untuk menghilangkan ammonia, CO2 sisa, dan air dari flow total syngas

dalam 24 jam siklus drying. Dalam proses drying ini diharapkan agar tidak ada kandungan air yang masuk ke proses selanjutnya, karena air akan membeku pada unit purifikasi dan mengakibatkan tersumbatnya aliran.

4.2.1.8 Cryogenic Purification Pada unit purifikasi ini, syn gas yang keluar unit methanasi dan drying akan dipisahkan dengan methane, 50 % argon, dan sekitar 24 % nitrogen dengan cara mencairkan gas di purifier dan menyesuaikan rasio H2/N2 = 3 (umumnya 2,7). Proses ini dilakukan untuk meminimalkan impurities syn gas dan mengurangi beban synthesis gas compressor. Paket lengkap purifier ini terdiri dari :purifier feed/effluent exchanger, expander, purifier rectifier, dan rectifier condenser. Dry raw syngas dari dryer (109-DA/DB), pertama kali didinginkan

dibagian top dari purifier feed/effluent exchanger (132-C) dengan cara pertukaran panas dengan purifier waste gas dan purified syngas. Gas kemudian mengalir melewati purifier expander (131-JX) dimana energi akan dilepaskan untuk

[Type text]

Page 77


menghasilkan pendinginan yangdibutuhkan oleh purifier. Energi expander direcovery dengan membangkitkan listrik di 131-JG. Expander effluent lebih lanjut

didinginkan dan dikondensasikan sebagian di bagian bawah dari 132-Cdan masuk ke purifier rectifier (137-D). Liquid dari bottom rectifier dievaporasikan sebagian pada pressure yang diturunkan di sisi shelldari purifier rectifier condenser (134C). Rectifier bottom mengandung excess nitrogen, sebagian besar metanadan sekitar 60% dari argon. Liquid yang sebagian ter-evaporasimeninggalkan sisi shell dari rectifier , dipanaskan dan di-vaporized olehexchanger dengan purifier feed dan kemudian meninggalkan sebagaipurifier vent gas. Gas vent digunakan untuk meregenerasi dryer molecular sieve dan kemudian dibakar sebagai fuel di primary reformer. Make-up gas sintesis dari atas kondensor rectifier purifier dipanaskanoleh feed purifier dengan penambahan panas sekitar 1,8 °C dan dikirimke kompresor gas sintesis. Pengoperasian Purifier dikendalikan oleh sebuah analisis hidrogen pada gas sintesis dalam rangka menjaga rasio yang tepat tiga banding satu antara hidrogen dan nitrogen yangdiperlukan untuk loop gas sintesis. Satu-satunya kontaminan yang tersisa dalam make-up gas sintesis adalah sekitar 0,3 mol% argon. Syngas dari dryer didinginkan dengan heat integration di feed/effluent exchanger. Gas kemudian mengalir ke expander dimana energi akan dilepaskan

untuk menghasilkan pendinginan yang dibutuhkan oleh purifier. Energi expander untuk membangkitkan listrik. Gas keluar expander didinginkan lebih lanjut, dan masuk ke purifier rectifier . Di dalam purifier rectifier terjadi pemisahan antara overhead dan bottom rectifier. Liquid bottom rectifier mengandung metana dan

60% argon, yang sebagian di evaporasikan padapressure yang diturunkan di sisi condenser untuk mendinginkan rectifier overhead dan membangkitkan reflux

untuk rectifier .

[Type text]

Page 78


4.2.1.9 Unit Kompersi Syngas

Gas sintesis yang sudah dimurnikan kemudian dikompresi dalam dua 2

tahap sampai tekanan 145 kg/cm A oleh synthesis gas compressor (103-J). Recycle gas ditambahkan ke gas sintesis sebelum masuk stage kedua dan aliran 2

gabungan meninggalkan compressor pada tekanan 157 kg/cm A. Kompresor ini digerakkan dengan penggeraksteam turbine. Turbinnya ini merupakan kombinasi extraction-condensing turbine. 4.2.1.10 Unit Sintesis Ammonia

Gambar 4.9. Process

Flow Diagram Syn Gas Compressor dan Ammonia Converter

Unit ini berfungsi untuk mereaksikan gas nitrogen (N 2) dan gas hidrogen (H2) menjadi ammonia (NH3). Reaksi pembentukan ammonia adalah: 32 + 2 ↔ 23

Reaksi

bersifat

eksotermis

sehingga

secara

umum

konstanta

kesetimbangan reaksi akan besar pada suhu rendah, akan tetapi kecepatan reaksi o

akan menjadi lambat. Suhu optimum yang dapat digunakan antara 171,3-350 C

[Type text]

Page 79


2

pada tekanan 152 Kg/cm G yang juga sesuai dengan suhu aktif katalis. Temperatur masuk bed pertama yaitu 171,3 C dan keluar konverter sebesar 439,8 C yang kemudian didinginkan sampai 41,5 dengan caraheat integration dengan feed converter dan pembangkit steam.

Reaksi berlangsung dengan bantuan katalis besi dan bersifateksotermis, namun dibatasi oleh reaksi kesetimbangan. Ammonia diproduksi dalam converter horisontal fixed-bed, 105-D. Converter inimemiliki tiga stage dan intercooler. Stage ketiga dibagi menjadi dua bedsecara seri, sehingga converter berisi total

empat bed. Setiap bed diisi dengan katalis iron promoted, bentuk granul ukuran 36mm pada 10% bed bawah dan 1,5-3 mm pada bed diatasnya. Make-up dan gasrecycle dari kompresor gas sintesis dipanaskan terhadap effluentconverter di Ammonia Converter Feed / Effluent Exchanger, 121-C.Syngas kemudian mengalir

ke converter. Konsentrasi ammonia dalam umpan ke converter adalah sekitar 1,80% mol. Effluent dari bed pertama didinginkan dengan pertukaran panas dengan umpan ke converter. Panas di-recover dari effluent bed kedua denganpemanasan

umpan ke bed pertama. Konsentrasi ammonia akhirmeninggalkan converter adalah sekitar 19,8% mol. Effluent

converter

didinginkan dengan pembangkitan

steam

dan

pemanasan air umpan boiler di 123-C1/C2.Setelah recovery panas dalam 123o

C1/C2, effluent converter didinginkan dari 220 C sampai 104°C dengan cara bertukar panas dengan make-up gas sintesis dari discharge kompresor gas sintesis di ammonia converter feed / effluent exchanger, 121-C. Effluent converter selanjutnya didinginkan sampai 41°C dengan air pendingin di ammoniaconverter effluent cooler, 124-C. Karena konversi yang tinggi diperolehdi ammonia converter, titik embun dari effluent converter bernilaibeberapa derajat di atas

temperatur cooler, yang menyebabkan kondensasiammonia di 124-C. Gas effluent converter selanjutnya didinginkan dan dikondensasikan di ammonia unitized chiller 120-C. Exchanger ini dirancang khusus untuk

[Type text]

Page 80


menyediakan pendinginan effluent converter melalui pertukaran panas dengan gas sintesis yang kembali dari separator ammonia 146-D, danmendidihkan ammonia 0

0

0

cair pada empat tingkat temperatur yang berbeda (16.7 C, -2.2 C, -17.8 C dan 0

33.0 C) dalam satu shell tunggal. Secara mekanis, unitized chiller 120-C, terdiri dari multipel tabung konsentris, yang melintasi kompartemen ammonia mendidih. Gas sintesis kembali dari downstream 146-D melewati center tube secara counter-current ke effluent converter dan mengalir melalui ruang annular antara tube. Dengan demikian, effluent converter didinginkan dari tube bagian luar yang lebih besar dengan

mendidihkan ammonia dan dari dalam tube oleh uap recycle dingin dari 146-D. o

Temperatur effluent converter 120-C adalah -17,8 C. Sekitar 2,7% vapor pada 146-D akan dihilangkan dari synthesis loop untuk membersihkan dari argon, yang terkandung dalam gas make-up. Flow purge gas tekanan tinggi ini disesuaikan untuk mempertahankan tingkat gas inert dalam feed gas ammonia converter ke sekitar 3,5% mol dan diarahkan ke seksi purge gas recovery.

Mayoritas

vapor

dari

146-D,

mengandung

sekitar

ammonia,dipanaskan dalam unitized chiller 120-C, hingga 35

2,6% 0

mol

C seperti

dijelaskan di atas. Vapor recycle reheated diarahkan ke synthesis compressor gas 103-J, dan disirkulasikan untuk digunakan kembali sebagai feed ke converter. Ammonia liquid dari separator Ammonia 146-D, di-depress dan di-flashke tekanan

21,2 kg/cm2A di Ammonia Letdown Drum 147-D. Vapor yang ter-flash, terutama yang terdapat pada gas sintesis, dicampur dengan purge gas refrigeration system dari ammonia refrigerant receiver 149-D, dan dikirim ke ammonia scrubber 124D. Aliran washedgas keluaran 124-D dikirim ke sistem fuel atau dapat di-recycle keeffluent methanator di 115-C1/C2. Flow juga dapat dikirim ke inlet 108DA/DB sebagai sumber hidrogen alternatif. Ammonia liquid dari 147-D dikirim ke ammonia refrigerant receiver 149-

D atau 113-J/JA, dengan mem-by-pass 149-D. Produk ammonia hangat dapat diambil dari 149-D atau dari 147-D. Sejumlah kecil ammonia cair dari discharge

[Type text]

Page 81


113-J/JA dikirim sebagai reflux ke ammonia distillation column 125-D. Ammonia cair yang tersisa dari 147-D dikirim ke 120-CF1-CF4 dalam sistem ammonia refrigeration.

Aliran purge gas dari 146-D dikirim ke ammonia scrubber 124-D, untukrecovery ammonia. Gas bebas ammonia dari overhead kolom dibagi menjadi dua bagian. Salah satudi-recycle ke front end pabrik sebagai hidrogen recycle untuk hydrotreater/ desulfurizers (108-DA/DB/DC).

Bagian lain di-recycle ke inlet 115-C untuk bercampur dengan effluent methanator upstream dryer, untuk me-recover hidrogen dan nitrogen. Di dalam ammonia scrubber, ammonia di-recover sebagai larutan aqueous ammonia.

Larutan aqua ammonia diumpankan ke ammonia distillation column 125-D, yang dipanaskan oleh steam SM di reboiler160-C. Uap ammonia yang ter-recover dari 125-D overhead diarahkan ke discharge ammonia refrigeration compressor 105J, yang akan dicampur dengan aliran utama ammonia dan dikondesasikan direfrigerant condenser 127-C.

[Type text]

Page 82


4.2.1.11 Refrigerasi Ammonia

Gambar 4.10. Sistem Refrigerasi Amoniak pada

Ammonia Chiller

Amoniak dipisahkan dengan cara didinginkan oleh unitized chiller kemudian dipisahkan di separator untuk memisahkan ammonia dari gas sintesa yang belum terkonversi. Unitized chiller terdiri dari multiple tabung konsentris yang dirancang untuk menyediakan pendingin effluent converter melalui pertukaran panas dengan gas sintesa yang kembali dari separator ammonia dan mendidihkan ammonia cair pada empat temperatur yang berbeda dalam satu shell. Uap amonia yang terbentuk diarahkan ke kompresor untuk ditekan sampai 20 2

kg/cm G, kemudian dikondensasikan dan dialirkan ke ammonia refirgerant receiver sebagai media pendingin effluent converter. Selanjutnya ammonia yang

[Type text]

Page 83


diperoleh dari ammonia refrigerant receiver disimpan di dalam tangki penyimpan o

ammonia (522 MTPD cold ammonia -33 C) dan sebagian dikirim ke unit urea o

sebagai bahan baku (1978 MTPD hot ammonia 38 C). Sedangkan noncondensable gas dialirkan ke unit recovery ammonia dimana ammonia dicuci

dengan air.

4.2.1.12

Purge Gas Ammonia Recovery

Non-condensable gas unit pemisahan amoniak di atas dialirkan kebagian

bawah ammonia scrubber untuk memisahkan ammonia dengan syngas yang akan di recycle dengan cara mengontakkannya dengan ammonia cair dari ammonia o

destillation coumn yang ditekan sampai 38kg/cm2G (T=19,5 C) pada scrubber feed pump. Overhead srubber yang kaya akan H2 dan N2 di-recycle ke gas

keluaran methanator. Sedangkan bottom effluent scrubber dipanaskan sampai o

160 C pada ammonia distillation column feed/effluent exchanger , kemudian dialirkan ke ammonia distillation column untuk me-recover ammonia yang berupa uap sebagai refrigerant dan ammonia cair sebagai scrubber agent di ammonia 2

scrubber. Kondisi operasi distillation column bertekanan 19,4 kg/cm G dan o

bersuhu 160,1 C.

4.2.1.13

Process Condensate Stripper

Proses kondensat dari raw gas separator 142-D1, yang meliputi kondensat dari 144-D melalui 122-J/JA, dipanaskan dalam condensatestripper feed / effluent exchangers, 188-C1/C2/C3, dan dikirim ke process condensate stripper 130-D, di

mana karbon dioksida, metanol dan ammonia terlarut dihilangkan. Proses kondensat yang ter-stripping meninggalkan bottom stripper dan didinginkan terhadap feed condensate stripper. Kondensat yang ter-stripping selanjutnya didinginkan oleh cooling water di 174-C sebelum dikirim ke offsite. Media stripping untuk process condensate stripper adalah steam proses yang menuju ke primary reformer. Steam yang meninggalkan stripper dicampur dengan feed gas upstream dari primary reformer.

[Type text]

Page 84


4.2.2

Unit Urea

Unit Urea Pabrik-5 dirancang untuk memproduksi 3.500 MTPD urea granul dengan high energy efficiency menggunakan Proses ACES 21 dan teknologi Spout-Fluid Bed Urea Granulation di bawah lisensi TOYO.Unit Urea dapat

dibagi menjadi tujuh sub unit, yaitu Unit Ammonia dan CO2 Compressor, Unit Sintesis, Unit Purifikasi, Unit Konsentrasi, Recovery, Process Condensate Treatment dan Granulasi. Hubungan antara masing masing bagian digambarkan

dalam diagram blok pada Gambar.

Gambar 4.11 Alur Proses Unit Urea

[Type text]

Page 85


4.2.2.1 Unit Sintesa Urea 4.2.2.1.1 Unit Kompresi Amoniak dan CO2

Urea disintesis dari ammonia dan CO2yang disuplai dari unitAmoniak Pabrik-5. Sebelum masuk ke Unit Sintesa, bahan baku ini dinaikkan tekanannya terlebih dahulu. Makeup ammonia cair dengan maksimum tekanan 25 kg/cm2G dan temperatur 38oC dimasukkan dari Unit Amoniak kemudian disimpan pada Ammonia Reservoir (FA104) yang dioperasikan pada tekanan 18 kg/cm2G.

Selanjutnya, ammonia dinaikkan tekanannya oleh Ammonia Boosted-up Pump (GA103-A/B) menjadi 25 kg/cm2G. Ammonia cair kemudian dipompa hingga tekanan 200 kg/cm2G dengan Ammonia Feed Pump (GA101-A/B) lalu dipanaskan hingga temperatur 75oC pada Ammonia Preheater (EA102) dengan menggunakan LP Steam Condensate. Selanjutnya, amoniak dipanaskan lagi hingga mencapai temperatur 140 oC pada Ammonia Preheater (EA103) dengan menggunakan LP steam, barulah kemudian diumpankan ke Unit Sintesa. Amoniak cair dari discharge GA101-A/B di-recycle ke EA104 bila diperlukan untuk mempertahankan laju alir suction agar lebih dari minimum flow. Amoniak cair recycle didinginkan hingga temperatur 38oC pada Ammonia Bypass Cooler(EA104) dengan menggunakancooling water untuk mencegah peningkatan

temperatur berlebih selama pengoperasian kick-back GA 101-A/B. Sementara itu, gas CO2 pada tekanan minimum 0.7 kg/cm2G dan temperatur maksimum 40oC dari Unit Ammonia disuplai ke First Stage Suction Separator CO2 Compressor (FA111) dimana kondensat yang terbawa pada aliran

gas CO2 dipisahkan. Gas CO2yang bebas kondensat kemudian dihisap oleh suction CO2 Compressor (GB101) yang merupakan kompresor tipe sentrifugal dengan 2 casing dan 4 stage. Sebagian kecil CO2 (sekitar 4.5% dari total flowrate) diekstrak 2

dari discharge kompresor stage pertama dari aliran gas CO untuk disuplai ke LP Decomposer (DA202) di Unit Purifikasi kemudian sisanya didinginkan hingga temperatur 42oC dengan menggunakan cooling water di First Stage Intercooler Compressor CO2(EA111). Air yang terkondensasi oleh pendinginan dipisahkan di SecondStage Suction Separator CO 2Compresor (FA112). Udara passivasi

ditambahkan ke aliran gas CO 2sebelum memasuki tingkatkedua.Larutan urea

[Type text]

Page 86


bersifat korosif sehingga perlu dilakukan pasivasi untuk mencegah terjadinya korosi pada alat maupun piping meskipun sudah dilengkapi dengan coating. Sementara itu, gas CO2yang keluar dari tingkat kedua diumpankan ke Dehydrogen Column (DC151) karena gas CO2 dari Unit Ammonia mengandung 0.8% vol

(maksimum) hidrogen. Untuk mencegah timbulnya bahaya peledakan di Unit Urea, hidrogen dihilangkan di DC151 yang mengandung katalis Platinum atau Palladium dengan reaksi pembakaran secara katalitiksebagai berikut: 2H2(g) + O2(g)  2H2O(g) Q = 242 kJ/mol (1) Berdasarkan reaksi diatas, terlihat bahwa 1 mol oksigen mengkonsumsi 2 mol hidrogen sehingga laju alir udara passivasi yang ditambahkan ke stream second stage suction harus diatur sehingga CO2mengandung sekitar 0.5% vol O2

setelah didehidrogenasi di DC151, yang cukup untuk menjagapassive film pada permukaan bagian dalam material konstruksi di Unit Sintesa. Karena reaksi pembakaran katalitik tersebut bersifat eksotermis, maka temperatur gas CO 2 akan naik dari 151oC menjadi 191oC saat keluar dari DC151 berdasarkan pada kandungan hidrogen dalam gasCO2. Setelah didehidrogenasi di DC151, gas CO2 didinginkan hingga temperatur 42oC dengan cooling water di Second Stage Intercooler CO2 Compressor (EA112). Sebagian besar air yang terbentuk akibat reaksi

pembakaran hidrogen terkondensasi di EA112 dan dipisahkan di Third Stage Suction Separator CO2 Compressor (FA113). Gas CO2 keluar dari FA113

kemudian memasuki Third Stage SuctionCO2 Compressor .Gas CO2 keluar dari thirdstagedischarge CO2 Compressor didinginkan ke temperature 50oC dengan cooling water di Third Stage Intercooler CO2Compressor (EA113). Temperatur

CO2 masuk ke Fourth Stage Suction CO2 Compressor harus dikontrol sedemikian untuk menghindari pencairan CO2 atau pembekuan air di GB101. Air yang terkondensasi di EA113 dipisahkan di Fourth Stage Suction Separator CO2Compressor (FA114). Gas CO2 kemudian masuk ke Fourth Stage Suction CO2Compressor .

Pada Fourth Stage Suction CO 2Compressor, CO2 akhirnya ditekan sampai 160 kg/cm2G untuk dimasukkan ke Unit Sintesa. Monitoring kandungan H2 dan

[Type text]

Page 87


O2 dengan analisa online secara kontinyu pada Fourth Stage Suction CO2Compressor dilakukan untuk membantu pengoperasian yang aman dan handal

di Unit Urea.Antisurge Controller dipasang untuk mengatur pengoperasian CO2Compressor yang mudah dan aman dengan susunan: - Dua recycle loop antisurge - Dua antisurge controller - Performance control dengan antisurge controller - Alat pengukur aliran untuk masing-masing antisurge controller

4.2.2.1.2 Unit Sintesis Urea

Bahan baku untuk Unit Sintesis Urea berupa amoniak cair dan gas CO2 disuplai dari Unit Amoniak, sementara recycle larutan karbamat disuplai dari Unit Recovery. Sintesis Urea dijalankan pada Reaktor (DC101), Stripper (DA101) dan Carbamate Condenser (EA101) yang disebut sebagai “ Urea 2

Synthesis Loop”. Synthesis Loop ini dioperasikan pada tekanan 155 kg/cm G

yang tekanannya dikontrol oleh pressure controller berupa PCV dipasang pada line gas overheadEA101.

Larutan Rich Carbamate mula-mula disuplai ke Carbamate Feed Pump (GA102-A/B) dari Carbamate Boost-up Pump (GA401-A/B) di Unit 2

Recovery kemudian dinaikkan tekanannya menjadi 160 kg/cm Glalu ditransfer

ke bagian atas EA101.

[Type text]

Page 88


Gambar 4.12. Unit Sintesis Urea

Amoniak cair dengan tekanan 200 kg/cm2G dan temperatur 138oC dari Second Ammonia Preheater (EA103) dari unit persiapan bahan baku mula-mula

diumpankan ke HP Carbamate Ejector (EE101). EE101 menarik larutan UreaCarbamate dari EA101. Pada EE101, tekanan berlebih dari amoniak cair digunakan sebagai tenaga penggerak untukmensirkulasikan urea di sintesa loop

serta rasio molar NH3/CO2dinaikkan dari 2.9 (Outlet EA101) ke 3.7 (Inlet DC101) untuk meningkatkan reaksi sintesis urea. Larutan Ammonia-UreaCarbamate dari discharge EE101 selanjutnya diumpankan ke DC10.

Campuran larutan Urea-Carbamate dan amoniak cair keluar dari EE101 masuk ke bagian bawah reaktor. Sebagian kecil gas CO 2(sekitar 18% dari total CO2 yang diumpankan ke Unit Sintesa) dari CO2 Compressor (GB101) pada unit kompresi amoniak dan CO2 disuplai ke DC101 bersamaan dengan udara passivasiuntuk menaikkan temperatur Reaktor ke 182-184

oC

serta untuk

mendukung reaksi dehidrasi ammonium carbamate membentuk urea seperti ditunjukkan pada reaksi kimia berikut: 2 NH3 (g) + CO2(g)

NH4COONH2(s)

+ H2O(l) Q = + 157.5

kJ/mol (2) (AmmoniumCarbamate)

[Type text]

Page 89


NH4COONH2(s )

NH2CONH2(s)

+ H2O(g) Q = -26.4

kJ/mol (3) (Urea) Reaksi pertama (persamaan (2)) untuk membentuk Ammonium Carbamate (atau“Carbamate”) dari Ammonia dan CO2 berlangsung sangat cepat (konversi

100%) dan bersifat ekostermissementara reaksi kedua (Persamaan (3)) yaitu dehidrasi Ammonium Carbamate untuk membentuk urea bersifat endotermis dan berjalan sangat lambat. Karena 46% CO2 (dalam bentuk Carbamate dalam fase liquid) pada campuran Ammonia-Urea-Carbamate dari EA101 sudah terkonversi

menjadi urea, DC101 berperan selanjutnya untuk melakukan dehidrasiAmmonium Carbamate membentuk urea dengan temperatur yang lebih tinggi (182- 184oC)

dan rasio umpan NH3/CO2sebesar 3,7 sementara EA101 berfungsi sebagai reaktor kedua. DC101 merupakan vertical bubble column reactor yang dilengkapi dengan lima baffle plate. Kelebihan ammonia bebas bereaksi dengan CO2 membentuk Ammonium Carbamate, panas reaksinya digunakan untuk menaikkan temperatur

untuk selanjutnya dimanfaatkan pada reaksi dehidrasi Ammonium Carbamate membentuk urea ketika campuran Ammonia-Urea-Carbamate mengalir perlahan keatas bersama dengan bubbling gas CO2 dari bagian dasar ke atas DC101. Konversi CO2 menjadi urea yang diperoleh tergolong tinggi, yakni sekitar 6364% di mana terdapat 32%wt Urea pada outlet DC101. Larutan sintesa urea yang meninggalkan bagian atas DC101 diumpankan ke bagian atas DA101. Sebagian besar gas CO2 terkompresi (sekitar 82% dari total CO2yang dimasukkan ke Unit Sintesa) dengan udara passivasi dari tingkat keempat GB101 dimasukkan melalui bagian bawah DA101. DA101 adalah heat exchanger tipe Shell & Tube Vertical Heat Exchanger. Pada bagian atas DA101,

fraksi uap mula-mula dipisahkan dan kemudian larutan Sintesa urea yang mengandung urea, kelebihan amoniak, Ammonium Carbamate dan airdipisah secara merata pada masing- masing tube dengan “Swirl” yang dipasang pada masing masing bagian ujung tube bagian atas DA101, yang membentuk lapisan liquid film pada dinding interior tube dengan aliran liquid melingkar. Larutan

[Type text]

Page 90


sintesa Urea kemudian mengalir kebawah sebagai lapisan film tipis pada interior tube, kontak secara counter-current dengan gas CO2 yang mengalir keatas dalam tube. Ammonium Carbamate yang tidak bereaksi terdekomposisi menjadi

Ammonia dan CO2 melalui reaksi pada persamaan (2) pada temperatur yang tinggi. Saturated steam bertekanan 20 kg/cm2G pada sisi shell yang panasnya digunakan untuk untuk mendekomposisi Ammonium Carbamate di sisi tube akan mengkondensasi di Saturation Drum (FA101). Ammonia dan CO2 yang terdekomposisi ditransfer ke fase uap dibantu gas CO 2 sebagai media stripping. Sebagian besar Ammonium Carbamate dan ammonia yang terkandung di larutan sintesa urea terdekomposisi dan dipisahkan di DA101, menghasilkan larutan Urea yang terdiri atas 49% Urea, 12,9% Ammonia dan 12,7% CO 2. Proses stripping dikontrol dengan mengatur tekanan pada FA101. Off gas yang telah mengalami stripping dikirimke bagian bawah EA101.

EA101 terdiri dari 2 seksi utama, yaitu seksi kondensasi-reaksi dan seksi scrubbing di bagian atas. Packed bed disediakan pada seksi scrubbing pada

bagian atas untuk meng-absorb Ammonia dan gas CO2 yang tidak terkondensasi dari seksi kondensasi-reaksi ke dalam larutan Carbamate Recycle yang dikirim dari GA102-A/B pada bagian atas packed bed. Overhead gas dari seksi scrubbing bagian atas dikirim ke HP Absorber (EA401) di Unit Recovery untuk me-recovery Ammonia dan gas CO2 lebih lanjut. Sebagian kecil overhead gas EA101 (25 kg/cm2G) dikirim ke HP Decomposer (DA201) pada Unit Purifikasi yang memanfaatkan oksigen di overhead gassebagai udara passivasiuntuk DA201. Larutan Carbamate yang telah digunakan untuk mengabsorb Ammonia dan CO2yang tidak terkondensasi di packed bed dialirkan ke bagian bawah seksi kondensasi-reaksi melaluipipa internal down-flow secara gravitasi. Seksi kondensasi-reaksi dilengkapi dengan bundle U-tube vertical dan 9baffle plate. Seksi ini dioperasikan pada temperatur 180-182oC di mana campuran amoniak dan gas CO2dari DA101 dimasukkan ke bagian bawah sisi shell untuk kontak dengan larutan Carbamate dari seksi Scrubbing yang akan

menghasilkan Ammonium Carbamate(persamaan (2)). Selanjutnya, Ammonium Carbamate didehidrasi membentuk Urea (persamaan (3)). Sekitar 46% CO2, via

[Type text]

Page 91


Ammonium Carbamate sebagai intermediate product, dikonversi menjadi Urea

sepanjang aliran keatas di sisi shell, kemudian akhirnya larutan Urea Carbamate tertarik dari lorong overflow, setelah Ammonia, CO2 dan inert yang tidak terkondensasi dipisahkan untuk dimasukkan ke DC101 melalui EE101. Parameter operasi EA101, EE101, dan DC101 antara lain; Kondisi outletEA101

- Konsentrasi Urea

:26%wt

- Rasio molar NH3/CO2

:2.9%

Kondisi operasiEE101

- Tekanan Ammonia cair

:195 kg/cm2G

Kondisi operasiDC101

- Rasio molar NH3/CO2

:3,7

Boiler water disirkulasikan oleh Steam Condensate Circulation Pump

(GA109- A/B) pada sisi tube, dimana panas reaksi pembentukan Ammonium Carbamate pada sisi shell dimanfaatkan untuk membangkitkan steam tekanan 5

kg/cm2G. LP steam yang dihasilkan bersama dengan boiler water tersirkulasi dimasukkankedalam Steam Drum (FA102) dimana saturated steam 5 kg/cm2G dipisahkan dari boiler water. Peralatan yang digunakan pada proses ini antara lain: 1. Reaktor Urea (DC101) 3dan Urea diproduksi dengan reaksi yang sangat eksotermik dari NH

CO2membentuk ammonium carbamate (selanjutnya disebut sebagai carbamate) diikuti oleh dehidrasi sedikit endotermik dari Carbamate untuk membentuk Urea. Reaksi kimia yang terjadi di Reaktor (DC101) adalah dalam dua tahap: 2NH3 + CO2

NH2COONH4 +Q kkal (4.1)

NH2COONH4

NH2CONH2 + H2O –Q kkal (4.2)

Pertimbangan kondisi selanjutnya adalah, temperatur operasi 182 oC, H2O/CO2mol rasio adalah 0,58; NH3/CO2mol rasio adalah 3,7 dan tekanan 155 kg/cm2Gdengan konversi CO2 mencapai 63%. 2. Stripper (DA101) Stripper berfungsi untuk menyerap dan mendekomposisi sisa karbamat

yang tidak bereaksi di reaktor urea. Reaksi dekomposisi ammonium carbamate yang terjadi adalah sebagai berikut: NH2COONH4

[Type text]

2NH3 + CO2 - Q kkal (4.3)

Page 92


Proses dekomposisi berlangsung dengan adanya pemanasan dengansteam jenuh bertekanan 22 kg/cm2G dan stripping oleh penguapan ekses NH3. Gas-gas yang terdekomposisi dan teruapkan akan berkontak dengan larutan dari reaktor secara counter current di dalam tube-tube Stripper. Reaksi dekomposisi merupakan reaksi bolak-balik dan endotermis, sehingga reaksi tersebut akan semakin baik pada tekanan yang lebih rendah, atau dengan penambahan panas. Selama dekomposisi dan proses stripping di Stripper (DA101), reaksi hidrolisis Urea menjadi faktor penting karena akanmenentukan efisiensi sintesis Urea. Reaksi hidrolisis Urea dinyatakan oleh persamaan berikut. NH2CONH2(s) + H2O(l) 2NH3(g) + CO2(g) Reaksi hidrolisa memerlukan Urea, yang merupakan produk yang diinginkan sehingga kondisi harus dikontrol ketat untuk meminimalkan kerugian dari produk. Hidrolisis lebih dipilih pada temperatur tinggi, tekanan rendah dan waktu tinggal yang lama. Pembentukan Biuret merupakan faktor lain yang harus dipertimbangkan untuk desain dan operasional Stripper (DA101). Pada tekanan parsial NH 3 rendah dan temperatur di atas 110oC, Urea terkonversi membentuk NH3 dan Biuret seperti yang ditunjukkan oleh keseluruhan reaksi di bawah ini. NH2CONH2(s) NH2CONHCONH2(s) + NH3(g) Reaksi di atas dapat dikurangi dengan menyediakan NH 3 dalam jumlah berlebih. Kandungan Biuret tidak boleh melebihi 1,0% wt yang dianjurkan untuk pupuk Urea pada umumnya. Hal ini sangat penting karena kandungan Biuret yang tinggi dapat menyebabkan kerusakan tanaman. Dengan desain dan kontrol proses dari langkah-langkah pengolahan, kandungan Biuret dalam produk Urea di Pabrik-5 berada di bawah 0,8%wt pada kondisi operasi normal. 3. Carbamate Condenser Kondenser ini berfungsi untuk mengkondensasikan gas-gas dari stripper dengan cara melarutkannya dengan larutan carbonate (istilah untuk larutan karbamat encer) dari MPSection. Campuran gas panas dari Stripper (DA101) dialirkan ke bagian bawah Carbamate Condenser (EA101), di mana campuran gas dikondensasikan dan

[Type text]

Page 93


diserap ke dalam larutan absorber untuk membentuk Carbamate untuk kemudian menjadi Urea oleh reaksi dehidrasi Carbamate di sisi shell. Panas yang dihasilkan dalam Carbamate Condenser (EA101) oleh pembentukan Carbamate dan kondensasi NH3digunakan untuk menghasilkan steam tekanan rendah di sisi tube. Tekanan operasi secara substansial sama

dengan

tekanan

sintesisUrea.Tekanan

steam

yang

dihasilkan

di

sisi

tubeCarbamate Condenser (EA101) disesuaikan dengan temperatur larutan keluar Carbamate Condenser (EA101) yakni sekitar 180oC, sehingga diharapkan

tekanan steam mencapai 5 kg/cm 2G pada normal operasi100%. Carbamate Condenser (EA101) dioperasikan pad N/C rasio 2,9, yang

memberikan tekanan uap minimum pada sintesis Ureasolution. Waktu tinggal di kondenser sekitar 20 menit yang memungkinkan reaksi sintesis urea mengikuti reaksi pembentukan karbamat. 4. Carbamate Separator(FA101) Separator berfungsi untuk memisahkan gas-gas dari campuran larutan karbamat keluar Carbamate Condenser. 4.2.2.1.3 Unit Purifikasi

Larutan Urea yang mengandung 49%wt Urea, 12,9%wt amoniak dan 12,7%wt CO2 dari bagian bawah Stripper(DA101) diolah di Unit Purifikasi, dimana Ammonium Carbamate dan ekses Ammonia yang terkandung di larutan Urea terdekomposisi dan dipisahkan dengan cara penurunan tekanan dan pemanasan. Larutan Urea dimurnikan hingga mencapai konsentrasi Urea 68%wt dengan residual Ammonia 0,5%wt pada outlet Flash Separator (FA202), untuk dikirim ke UnitKonsentrasi. Dua tahap dekomposisi, yakni pada 16,5 kg/cm2G dan 2,6 kg/cm2G diterapkan untuk menghilangkan Ammonium Carbamate dan excess NH3dari larutan Urea, sebelum diumpankan ke Unit Konsentrasi. Konsentrasi larutan Urea di outlet Flash Separator (FA202) adalah sekitar 68% berat. Setelah menurunkan tekanan dari 155 kg/cm 2G menjadi 16,5 kg/cm2G, flash dimasukkan larutan Urea dari DA101 bersama dengan uap yang ter-

kebagian atas HP Decomposer (DA201) yang dioperasikan pada tekanan 16,5

[Type text]

Page 94


kg/cm2G. DA201 adalah alat penukar panas tipe vertikal, dimana sisi shell dipartisi menjadi seksi upper dan lower. Pada bagian channel atas, uap ter-flash dipisahkan dan hanya fase liquid yang mengandung Urea, ekses ammonia, Ammonium Carbamate dan air dibagi secara merata ke masing- masing tube dengan “Swirl” yang dipasang pada masing - masing top end tube, yang

membentuk lapisan film liquid pada dinding interior tube dengan aliran liquid melingkar. Larutan Urea kemudian mengalir ke bawah sebagai lapisan film tipis pada dinding interior tube, dipanasi dengan LP steam dan steam kondensat MP dari bagian luar tube. Ammonium Carbamate yang tidak bereaksi terdekomposisi menjadi Ammonia dan CO2melalui reaksi balik pada persamaan (2). Panas kondensasi steam bertekanan 4,5 kg/cm2G di seksi upper dari sisi shell dan panas sensible kondensat MP pada seksi lower dimanfaatkan untuk mendekomposisi Ammonium Carbamate pada sisi tube. Temperatur bagian bawah DA201 harus

dikontrol dengan hati-hati antara 152 dan 153 oC untuk mencegah pembentukan biuret. Larutan Urea kemudian dimurnikan agar mengandung 60%wt Urea, 8%wt Ammonia dan 3%wt CO2 kemudian dikumpulkan pada bagian bawah level control. Larutan Urea meninggalkan bagian bawah DA201 kemudian dikirim ke LP Decomposer (DA202) dengan penurunan tekanan menjadi 2,6 kg/cm 2G.

Larutan kemudian dimurnikan agar mengandung residual Ammonia sebesar 0,7%wt. DA202 merupakantoweryang dilengkapi dengan empat tingkat tray section pada sisiupper, shell&tube heater section pada bagian tengah, dan packed bed section pada sisi lower. Larutan Urea dari DA201 dimasukkan ke bagian atas

DA202 dimana uap ter-flash pertama kali terpisahkan. Selanjutnya, larutan Urea dimasukkan ke empat tingkat tray section dimana sebagian besar residual Ammonium Carbamate dan ekses ammonia terdekomposisi.

Panas untuk mendekomposisi Ammonium Carbamate dan distilat campuran larutan Urea-Ammonia-Carbamate pada tray section disuplai dengan kondensasi uap air yang terkandung dalam campuran gas dikirim dari bagian atas Process Condensate Stripper (DA501) di unit Process Condensate Treatment.

Distilat larutan Urea meninggalkan tray section memasuki seksi heater. Pada sisi

[Type text]

Page 95


heater, larutan Urea dibagi secara merata dengan “ Swirl” ke masing-masing heating tube membentuk lapisan film liquid di dalam dinding tube. Pada tube, Ammonium Carbamate yang tersisa, secara termal terdekomposisi dan dipisahkan

sebagai campuran Ammonia dan gas CO2 kemudian dipanaskan sampai temperature 135-138oC dengan steambertekanan 4 kg/cm2G. Campuran Ammonia dan gas CO2 dipisahkan di bagian bawah heater section dan dimasukkan ke bagian top section. Larutan Urea meninggalkan heater section memasuki packed bed section dimana residual Ammonia bebas di-stripping oleh gas CO2yang diambil

dari discharge tingkat pertama GB101 pada unit persiapan bahan baku (kompresi Ammonia dan CO2). Setelah itu, larutan Urea dimurnikan agar mengandung 67%wt Urea, 0,7%wt Ammonia dan 0,4%wt CO 2 di packed bed section lalu dikumpulkan pada bagian bawah DA202 sebagai level control. Campuran ammonia dan gas CO2meninggalkan bagian atas DA202 dikirim ke LP Absorber (EA402) di Unit Recovery, sementara larutan Urea meninggalkan bagian bawah DA202 dikirim ke FA202 (beroperasi pada 430 mmHgA), dimana residual ammonia dan CO 2 dipisahkan lebih lanjut dengan adiabatic flash dibawah tekanan vakum. Uap ter flash dikirim ke Flash Gas Condenser (EA506) di Unit Process Condensate Treatmentkemudian larutan Urea

dikumpulkan di small compartment pada Urea Solution Tank (FA201) atmosferik via pipa seal leg. Larutan Urea mengandung 68%wt Urea dan 0.5%wt Ammonia

ditransfer ke Unit Konsentrasi selanjutnya dengan Urea Solution Pump (GA201A/B).Sebagian larutan Urea dibagi pada discharge GA201-A/B untuk dikirimkan ke unit UFC sebagai bahan baku. 4.2.2.1.4 Unit Konsentrasi

Setelah Ammonia dan CO2tidak terkonversi (dalam bentukCarbamate) terdekomposisi dan dipisahkan dari larutan Urea pada Unit Purifikasi, larutan Urea 68%wt dipekatkan hingga mencapai konsentrasi 96%wt melalui satu tingkat evaporasi dibawah tekanan vakum di Unit Konsentrasi sebelum dikirimkan ke Unit Granulasi. Meskipun pemekatan Urea dilakukan pada konsentrasi relatif tinggi dan ketidakadaan Ammonia, reaksi pembentukan Biuret dari Urea yang ditunjukkan padapersamaan (4) tidak dapat dihindari. Hal ini dapat ditekan

[Type text]

Page 96


dengan membatasi waktu tinggal pada sistem dan membatasi temperatur evaporasi air dibawah tekanan vakum. Oleh sebab itu, operasi dijalankan pada tekanan vakum agar titik didih air menjadi lebih rendah sehingga suhu operasi menjadi rendah. 2NH2CONH2(s)

NH2CONHCONH2(s)+ NH3(g)

Q=+116

kJ/mol (4) (Urea)

(Biuret)

Larutan Urea dari Unit Purifikasi pertama kali dimasukkan ke channel bagian bawah Evaporator (EA301), dimana sisi tube dioperasikan pada tekanan 250 mmHgA, dan dipanaskan hingga temperature 132oC untuk dipekatkan ke konsentrasi 96%wt dengan menguapkan air dibawah tekanan vakum. Panas yang dibutuhkan untuk penguapan air disuplai dengan panas absorbsi dan kondensasi uap ammonia dan CO 2 dari HP Decomposer (DA201) dan panas kondensasi dari LP steam di sisi shell EA301. Larutan Lean Carbamate sebagai absorbent dispray kedalam aliran gas dari DA201 sebelum memasuki EA301 sisi shell. Pada

EA301 sisi shell, gas Ammonia dan CO2di-absorb kedalam larutan Lean Carbamate membentuk Ammonium Carbamate sampai panas reaksi absorbsi seimbang dengan panas evaporasi air di sisi tube. Larutan Urea 96%wt bersama dengan air teruapkan keluar dari sisi tube EA301 masuk ke Final Separator (FA301) dimana inlet nozzle secara langsung terhubung dengan outlet EA301. Pada FA301, air teruapkan dipisahkan dari larutan Urea kemudian larutan Urea dikumpulkan di bagian bawah FA301 sebagailevel control. Larutan Urea 96%wt kemudian dikirim ke Granulator (MA601) di Unit Granulasi dengan Urea Feed Pump (GA301-A/B). UF85 ditambahkan ke larutan Urea 96%wt pada suction

GA301-A/B dengan tujuan: - Meningkatkan crushing strength produkUrea - Mencegah pembentukan debu di unitGranulasi

Air yang teruapkan bersama dengan sejumlah kecil ammonia dan debu Urea dimasukkan ke First Surface Condenser (EA501) di Unit Process Condensate Treatment. Larutan Carbamate dan campuran Ammonia dan gas

[Type text]

Page 97


CO2yang tidak terkondensasi meninggalkan bagian bawah shell EA301 dikirim ke HP Absorber (EA401) di Unit Recovery untuk treatment lebih lanjut. 4.2.2.1.5 Unit Recovery

Gas ammonia dan CO2yang dipisahkan di Unit Purifikasi di-absorb dan direcover pada dua tingkat tekanan operasi, yaitu LP Absorption pada tekanan 2,4 kg/cm2G dan HP Absorption pada tekanan 15,8 kg/cm2G, dengan absorbent yang recycle ke Unit Sintesa sebagai digunakan adalah proses kondensat yang akan di-

larutanCarbamate. Overhead gas dari LP Decomposer (DA202) Unit Purifikasi diumpankan

ke bagian bawah sisi shell LP Absorber (EA402), yakni alat penukar panas shell&tube horizontal dan dioperasikan pada tekanan 2.4 kg/cm 2G dan temperatur

45oC. Proses Kondensat dari seksi upper packed beddi Washing Column (DA401) disuplai ke bagian bawah EA402 sebagai absorbent Ammonia dan CO2. EA402didinginkan dengan cooling water untuk menghilangkan panas absorbsi dan menjaga temperatur pada 45oC atau kurang. Pada EA402, sebagian besar Ammonia dan CO2dalam mixed gas di-absorb kedalam proses kondensat menjadi larutan Lean Carbamate. Larutan Lean Carbamate disuplai ke seksi lower packed bed DA401 sebagai absorbent dengan HP Absorbent Pump (GA402-A/B). Gas inert dengan trace ammonia di-purging dari bagian atas EA402 ke Final Absorber

(DA503) di unit Process Condensate Treatment untuk treatment lebih lanjut. Larutan Carbamate dan campuran ammonia dan gas CO2yang tidak terkondensasi dari bagian bawah Shell Evaporator (EA301) di Unit Konsentrasi dimasukkan kebagian bawah HP Absorber (EA401) yang dioperasikan pada tekanan 15,8kg/cm2G dan temperature 106 oC.EA401adalah alat penukar panas shell & tube horizontal. Larutan Lean Carbamate dari bagian bawah DA401

disuplai ke bagian bawah EA401 melalui Second HP Absorbent Pump (GA404A/B). Sirkulasi Tempered Water dengan temperature control TV-402 dipasang pada line cooling water return untuk mendinginkan EA401 agar menghilangkan panas absorbsi dan mencegah kristalisasi Carbamate. Larutan Rich Carbamate yang terbentuk di EA401 dikirim ke Carbamate Feed Pump (GA102-A/B) di Unit Sintesa dengan Carbamate Boost-up Pump

[Type text]

Page 98


(GA401- A/B).Campuran ammonia dan gas CO2yang tak terkondensasi meninggalkan bagian atas EA401 dimasukkan ke bagian bawah DA401 dimana terdapat bottomcooling coil dan dua bed packing. Di bagian bawah DA401, sebagian ammonia dan sebagian besar CO 2di-absorb kedalam larutan Lean Carbamatekemudian dimasukkan ke dalam lower packed bed. Panas absorbsi

dihilangkan dengan cooling water.Sebagian larutan Lean Carbamateyang telah digunakan untuk meng-absorb ammonia dan CO2di bagian bawah DA401 ditransferke EA401 lalusisanya ditransfer ke EA301 di Unit Konsentrasi sebagai absorbent dengan menggunakan GA404-A/B. Ammonia yang tidak ter-absorb

bersama dengan gas inert meninggalkan bottom section memasuki lower packed bed dimana larutan Lean Carbamate disuplai ke bagian atas dengan GA402-A/B

dan sebagian besar ammonia ter-absorb. Ammonia dan inert gas yang tidak terabsorb meninggalkan lower packed bed memasuki upper packed bed dimana raw

proses kondensat dari unit Process Condensate Treatment disuplai ke bagian atas untuk meng-absorb ammonia selanjutnya. Larutan Lean Carbamate yang meninggalkan upper packed bed diakumulasikan di dalam chimney tray dan turun ke EA402 setelahtekanannya diturunkan. Ammonia dan gas inert yang tidak ter-absorb meninggalkan bagian atas DA401 dibakar denganContinuous Flare Stack(BJ701). 4.2.2.1.6 Unit Process Condensate Treatment

Uap air yang teruapkan ketika memekatkan larutan Urea di Unit Konsentrasi dikondensasikan dalam Surface Condenser di sistem Vacuum Generation bersama dengan debu urea, gas ammonia dan CO2menjadi Process Condensate. Proses kondensat kemudian dikirim ke sistem Process Condensate Treatment dimana Urea dihidrolisis menjadi ammonia dan CO 2. Kondensat yang

telah mengalami treatment (clean processcondensate) dikeluarkan dari unit ini lalu sebagian dikirim ke Unit Granulasi sebagai make-up water dan sisanya dikirim keluar battery limit Unit Urea. Gas Ammonia dan CO2 kemudian distripping dari proses kondensat kemudian di-recycle ke Unit Purifikasi untuk recovery.

[Type text]

Page 99


4.2.2.1.6.a Sistem PembangkitanVakum

Uap air bersama dengan trace ammonia, CO2dan debu urea dari Final Separator (FA301) Unit Konsentrasi diumpankan ke First Surface Condenser

(EA501) untuk dikondensasikan pada tekanan 240 mmHgA dan temperatur 47 oC membentuk process condensate. Process condensate kemudian ditampung dalam Process Condensate Tank (FA501). Uap air yang tidak terkondensasi diarahkan

ke Second Surface Condenser (EA502) dengan First Ejector(EE501). Uap yang ter-flash dari Flash Separator (FA202) dari Unit Purifikasi dimasukkan ke FlashGasCondenser(EA506) untuk dikondensasikan pada tekanan 400 mmHgA dan temperature 54oC menggunakan air dingin. Kondensat ditampung di FA501. Uap yang tidak terkondensasi diumpankan keEA501. Uap yang tak terkondensasi dari EA501 dinaikkan tekanannya dengan EE501 sehingga uap masuk ke EA502 dapatterkondensasi pada tekanan 400 mmHgA dan temperature 45oC. Air kondensat ditampung di FA501. Sementara itu, uap yang tidak terkondensasi dari EA502 masuk keFinal Surface Condenser (EA509) melalui Second Ejector (EE502) untuk dikondensasikan pada temperature 40oC dan tekanan atmosferis. Air yang terkondensasi ditampung di FA501. Uap air tidak terkondensasi bersama dengan gas bebas amoniadan gas inert yang meninggalkan EA509 dibakar di BJ701 bersama dengantop gas Final Absorber (DA503). DA503 merupakan packed bed tower yang beroperasi pada

tekanan atmosferis dan menerimaoff gas dari EA402 Unit Recovery, venting gas dari tangki atmosferis pada bagian bawah dan process condensate dari Process Condensate Pump (GA501-A/B). Process condensate digunakan untuk mengabsorb uap ammonia. Process condensate lalu meninggalkan DA503 packed bed

setelah meng-absorb Ammonia ditampung dibagian bawah lalu dimasukkan kedalam FA501. Sebagian kondensat dari EA506, EA501, EA502 dan EA509 ditampung di FA501 dimasukkan ke upper packed bed DA401 di Unit Recovery sebagai absorbent dengan LP Absorbent Pump (GA503-A/B) lalu sisanya dikirim ke Process Condensate Pump (GA501-A/B) ke UnitProcess Condensate Treatment

melalui Preheater Process Condensate Stripper (EA504).

[Type text]

Page 100


4.2.2.1.6.b Sistem Process

CondensateTreatment

Process Condensate ditampung di FA501 dimasukkan ke bagian atas Process Condensate Stripper (DA501) setelah dipanaskan di EA504 dengan

pompa GA501-A/B. DA501 dioperasikan pada tekanan 3 kg/cm2G (pada bagian atas). Pada seksi upper, sebagian besar ammonia dan CO 2pada proses kondensat di-stripping dengan LP Steam . Overhead gas dari DA501 mengandung ammonia, CO2dan uap air dikirim ke LP Decomposer (DA202) di Unit Purifikasi untuk merecover Ammonia dan CO2.

Proses kondensat yang berhasil di-strippingterutama yang meninggalkan seksi upper ditampung di sebuah chimney tray sebagai level control lalu dikirim ke Urea Hydrolyzer (DA502) dengan Urea Hydrolyzer Feed Pump (GA502-A/B), melalui Preheater untuk Urea Hydrolyzer (EA505) yang dioperasikan pada tekanan 23 kg/cm2G dan temperatur 210oC. DA502 merupakan vertical tower yang dipartisi menjadi dua bagian; seksi primary hydrolysis dan seksi secondary stripping. Seksi primary hydrolysis dilengkapi dengan 22 baffle plate untuk mencegah backmixing di fase liquid dan untuk menghasilkan distribusi gas uniform kedalam fase liquid. Preheated Process Condensate dari EA505 pertama

kali memasuki seksi primary hydrolysis dari bagian bawahnya dan bergerak perlahan keatas dengan diinjeksikan HP steam, dimana sebagian besar Urea dihidrolisis menjadi Ammonia dan CO2 sesuai reaksi: NH2CONH2(g)+ H2O(g) 2NH3(g)+ CO2(g) Q= -131,1 kJ/mol (5) Sebagian besar Ammonia dan CO2yang terbentuk melalui reaksi hidrolisis urea mentransfer fase uap untuk dipisahkan pada bagian atas DA502. Proses kondensat yang digunakan untuk memisahkan sebagian besar ammonia dan CO 2 kemudian masuk ke seksi secondary stripping dan mengalir kebawah untuk kontak secara counter-current dengan HP steam yang diinjeksikan ke bagian bawah. Pada seksi secondary stripping, urea trace yang tersisa secara sempurna terhidrolisis menjadi kurang dari 1 ppm, sementara ammonia dan CO2yang terbentuk di-stripping menjadi fase uap. Campuran ammonia dan gas CO2dipisahkan dari fase liquid di bagian atas DA502 lalu dikirim ke seksi upper

[Type text]

Page 101


DA501 sebagai pressure control DA502. Proses kondensat bebas dari urea diekstrak dari bagian bawah seksi secondary stripping dan dimasukkan ke Preheater Urea Hydrolyzer sebagai recovery panas untuk memanaskan umpan

proses kondensat, kemudian memasuki seksi lower DA501 dimana residual ammonia dan CO2yang terbentuk dengan reaksi hidrolisis urea di DA502 secara sempurna di-stripping dibawah 1 ppm dengan LP steam yang diinjeksikan kedalam bagian bawah DA501. Clean process condensate yang masih tersisa di bagian bawah DA501

ditransfer ke Unit Granulasi untuk recovery panas dengan Treated Process Condensate Pump(GA507-A/B). Clean process condensate setelah bertukar panas

di Unit Granulasi kembali ke EA504 untuk bertukar panas denganfeed process condensate. Clean process condensate meninggalkan EA504 didinginkan kembali

hingga temperature 50oC di Process Condensate Cooler (EA508) lalu dipisah menjadi dua aliran: - Make-up Dust Scrubber (DA601) di Unit Dedusting danRecovery - Return Process Condensate ke fasilitas water treatment di luar batterylimit.

4.2.2.1.6.c Unit Urea Hydrolizer

Larutan dari stage terbawah di bagian atas Process Condensate Stripper (DA502) yang mengandung sekitar 1,1% wt urea dikirim ke Urea Hydrolyzer (DA502) melalui Preheater for Urea Hydrolyzer (EA505) untuk menghidrolisis Urea menjadi NH3 dan CO2 dengan reaksi: NH2CONH2(g)+ H2O(g)

2NH3(g)+ CO2(g)

Seperti yang sudah disebutkan sebelumnya, reaksi ini berlangsung pada temperatur tinggi dan waktu tinggal yanglama. Dalam pabrik ini, kondisi pengoperasian Urea Hydrolyzer (DA502) adalah 210oC di bawah tekanan 23 kg/cm2G di bagian bawah dan waktu tinggal 50 menit untuk menghilangkan kandungan urea hingga lebih rendah dari 1 ppm berat. 4.2.2.2 Unit Granulasi 4.2.2.2.1 Unit Granulasi

Gambar 4.13 menunjukan proses granulasi Urea dari lisensi TOYO yang digunakan

[Type text]

Page 102


di Pabrik 5.

Gambar 4.13. Unit Granulasi Pabrik 5

Sementara itu, gambar 4.13 menunjukkan diagram skematik TOYO‟s spout-fluid bed granulator (MA601), yang terdiri dari spouted beds dan fluidized bed diatas perforated plate, spray nozzle dan manifold saluran udara. Setiap spouted bed memiliki satu spray nozzle. Recycle urea granule diperbesar saat melewati tempat spouted beds dan fluidized bed. Larutan Urea (96%wt) di spray

ke dalam spouted bed dengan tekanan spraynozzle.

Gambar 4.14. Spout-Bed Granulator

UF85 ditambahkan ke aliran inlet Urea Feed Pump (GA301-A/B) sehingga Urea produk granulator final mengandung 0,45-0,6%wt formaldehyde. Larutan Urea 95%wt ini, yang telah ditambahkan UF85 diumpankan ke

[Type text]

Page 103


Granulator (MA601) pada tekanan 8-10 kg/cm2G dengan GA301-A/B di Unit Konsentrasi. Partikel Urea berisikan granul undersize di Screen (FD601-A/B/C/D) dan partikel yang dihancurkan di Crusher (FH601-A/B) direcycle dari d/s pengoperasian unit Granulasi disuplai ke MA601 sebagai seed. Larutan Urea dispray diatas permukaan seed Urea recycle tersuspensi dengan udara dalam “Spouting Bed” di MA601 melalui spray nozzle (10 header). Seed Urea secara

berangsurangsur membesar di multistage spouting bed ketika berada di fluidized bed melingkupi spouting bed. Larutan Urea di-spray keatas permukaan seed Urea

di spouting bed dimana air yang terkandung di larutan Urea menguap secara simultan dengan mengutilisasi panas solidifikasi Urea. Forced Fan Spouting Air (GB601) menyuplai spouting air ke MA601 melalui Heater Spouting Air (EA601) membentuk spouting bed. Forced Fan Fluidizing Air(GB602) menyuplai fluidizing air ke MA601 melalui First Heater Fluidizing Air (EA602) dan Second Heater Fluidizing Air (EA603) membentuk fluidizingbed.

Tekanan operasi MA601 upper section adalah -20 mmH2Og dimana kondisinya sedikit vakum untuk menghindari debu menyebar didalam Granulation Building Granulator. Balance udara dapat dikontrol dari control room dengan HIC-641 (Suction Dumper GB603). Spouting Air dipanaskan hingga temperatur 130oC di EA601 dengan

proses kondensat dan LP steam secara seri. Temperatur fluidizing air dikontrol di EA602 untuk memanaskan udara ke bed pertama MA601, dan EA603 untuk memanaskan udara ke bed kedua dan ketiga MA601 dengan LP steamsehingga temperatur bed dikontrol dalam range 100 dan 120oC yang efektif untuk pendinginan secara simultan dan pengeringan urea granul. Sebagian besar urea granul kemudian didinginkan hingga temperatur 90 oC pada After Cooler Fluidized bed MA601. Granul kasar yang keluar dari Granulator After-cooler diekstrak

dengan Vibrating Feeder Outlet Granulator (JF603-A/B). Kedalaman bed di dalam Granulator dapat dijaga dengan plate pada outlet MA601 dengan mengubah kekuatan vibrasi JF603-A/B.

[Type text]

Page 104


4.2.2.2.2 Unit Recycle

Granulator Outlet Weigher (JF602-A/B) mentransfer granul kasar keluar

JF603- A/B ke inlet Bucket Elevator (JD601-A/B). Granul kasar kemudian disekop keatas dengan JD601-A/B lalu masuk ke FD601-A/B/C/D yang berfungsi untuk mengklasifikasikan granul kasar menjadi empat ukuran: i. Lump ii. Oversize iii. ProductSize iv. UnderSize

Urea lump jatuh ke bawah ke Dissolving Pit (FA601) melalui sebuah Chute, kemudian larut menjadi larutan Urea.Granul oversize yang dimasukkan ke Oversize Cooler tipe fluidized bed (EC602-A/B) didinginkan hingga temperatur

60oC dengan udara yang disuplai oleh Forced Fan Product Cooler (GB605). Granul oversize yang didinginkan masuk ke FH601-A/B untuk dihancurkan menjadi partikel kecil lalu menjadi bagian recycle seed untukMA601. Sementara itu, granul product size dikirim ke Product Cooler tipe fluidized bed (EC601) untuk didinginkan menjadi kurang dari 50oC dengan udara yang disuplai dengan GB605 lalu kemudian dikeluarkan dari battery limit dengan Product Weigher (JF601) dan Product Bucket Elevator (JD602). Udara dari

GB605 dibagi menjadi dua aliran; satu aliran langsung disuplai ke front-half EC601 dan lainnya disuplai ke back-half EC601 setelah didinginkan sampai temperatur 12oC di Chiller Product Cooler (EA604) dengan memanfaatkan panas penguapanammonia cair yang disuplai dari Unit Ammonia. Kualitas produksi Urea yang diinginkan: Tabel 4.2. Komposisi Produk Urea No.

Parameter

Total

1

Nitrogen

46%wtmin.

2

Biuret

0.9%wtmax.

[Type text]

Page 105


3

Moisture

0.3%wtmax.

4

Fe

1 ppm wtmax

5

Ash

15 ppm wtmax.

6

Crushing Strength

2.5 kg min for 2,8 mmdiameter

7

Temperatur

50 C max.

o

2 mm ~4.76mm: 94.9 %wtmin. 8

Ukuran Partikel

<1mm: 0.1 %wtmax.

1 mm ~2m: 4 %wtmax. >4.76mm: 1 %wtmax.

Uap Ammonia dari Liquid Ammonia Flash Drum (FA604) dikembalikan ke Unit Ammonia. Semua granul undersize di-recycle ke MA601 sebagai seed. Sebagain kecil granul product size dikirim ke FH601-A/B melaluiVibrating Feeder Oversize Cooler (JF605-A/B) sebagai tambahanseed pada MA601 apabila

dibutuhkan. Recycle seed yang terdiri dari crushed particle dari FH601-A/B dan granul undersize dari FD601-A/B/C/D disuplai ke MA601 pada rasio ( recycle seed terhadap umpan larutan urea) 0,5 sampai 1,0 yang dapat diatur dengan

menvariasikan laju umpan FH601-A/B. 4.2.2.2.3 Unit Dedustingdan Recovery

Dust Collection Blower (GB604) menampung debu urea dengan

menghisap udara dari lokasi dimana debu urea mungkin terbentuk pada proses penanganan padatan, seperti Screen, Crusher dan Bucket Elevator.Akan tetapi, pada JD602, independent blower (Dust Collection Blower JD602 (GB606))

[Type text]

Page 106


disediakan untuk menampung debu urea, karena JD602 tidak dipasang pada bangunan granulasi utama tetapi di bagian pengantongan. Line discharge GB606 dihubungkan ke line dischargeGB604.Udara yang mengandung debu urea dari MA601, EC601, EC602-A/B dan GB604/606 di-scrub di Dust Scrubber (DA601), dimana sebagian besar debu urea dihilangkan secara counter-current berkontak dengan 45%wt larutan urea di Packed Bed Dust Scrubber (FD602). Circulation Pump Dust Scrubber (GA602-A/B) bersirkulasi pada jumlah yang cukup sehingga

larutan urea dapat membasahi packed bed. Dua tingkat demisting pad, Demister Dust Scrubber (Lower) (FD604) dan Demister DustScrubber(Upper) (FD603), dipasang diatas packed bed. Lower demister secara kontinyu dicuci dengan clean process condensate yang

menangkap debu urea halus yang keluar packed bed dan kabut larutan urea yangdi-spray. Upper demister menangkap debu urea halus dan kabut yang lolos dari lower demister sampai turun kurang dari 30 mg/Nm3. Akhirnya, udara

dikeluarkan ke atmosfer dengan Induce Fan Dust Scrubber (GB603) melalui Vent Stack (BI601). Clean process condensate yang diolah dari unit Process Condensate Treatment dibuat untuk mengatur konsentrasi scrubbing larutan urea. Larutan

Urea pada DA601 ditampung di bagian bawah pit dan ditransfer ke FA601 dengan GA602-A/B. Larutan urea pada FA601 kemudian dikirim ke Urea Solution Tank (FA201) pada Unit Purifikasi untuk recovery. 4.2.2.2 Sistem Steam dan Steam Condensate

Lima tingkat steam diutilisasi di unit urea, yaitu 80 kg/cm2G, 46 kg/ cm2G, 21 kg/cm2G, 5 kg/ cm 2G (saturated), dan 2.5 kg/cm2G (saturated). Steam bertekanan 80 kg/ cm2G, temperatur 480oC disuplai dari luar Battery limit, OEP 2(GT101) yang bertipe dimanfaatkan untuk menggerakkan turbin kompresor CO

extraction-admission-condensing

turbine.

Steamexhaust

dari

FT101

mengkondensasi di Turbine Condenser (EA105). Kondensat turbin (steam kondensat dari EA105) ditampung dalam pot EA105 sebagai level control lalu dikirim ke luar battery limit dengan Return Condensate Pump(GA107-A/B).

[Type text]

Page 107


Sementara

itu,

steam

bertekanan

46

kg/

cm2G

disuplai

ke

Urea

Hydrolyzer(DA502). Steam bertekanan 21 kg/ cm2G diekstraksi dari GT101 untuk menyuplai

panas ke Stripper (DA101) setelah jenuh di Steam Saturation Drum (FA101). Steam kondensat dari FA101 kemudian dikirim ke Steam Drum (FA102). Di

FA102, saturated steam bertekanan 5 kg/ cm2G dibangkitkan dengan me-recover panas dari Carbamate Condenser(EA101). Steam bertekanan 5 kg/ cm2G yang dibangkitkan dikirim ke header LP steam lalu digunakan untuk mengutilisasi panas Ammonia, purifikasi, konsentrasi, process condensate treatment dan Unit Granulasi dengan hanya memonitor konduktifitas untuk mendeteksi kebocoran. Kualitas lain dari kondensat, seperti pH, Cl¯ dan lainnya, tidak perlu dimonitor.Kelebihan steam bertekanan 5 kg/ cm2G diutilisasi sebagai admission keGT101. Steam kondensat disuplai ke FA102 dari LP Steam Flash Drum (FA105)

dengan Steam Condensate Make-up Pump (GA110-A/B) sebagai make-up. Sistem blowdown steam kondensat disediakan untuk FA102 untuk mencegah akumulasi mineral danklorida. LP steam kondensatbertekanan 5 kg/cm2G ditampung di FA105 dimana steambertekanan 2.5 kg/cm2G dibangkitkan dengan reduksi tekanan untuk

diutilisasi pada Chiller Product Cooler (EA604).Sebagian besar steam condensateyang telah digunakan untuk me-recoversteamdengan tekanan 2.5

kg/cm2G kemudian dikirim ke Steam Condensate Tank (FA103) oleh GA110-A/B melewati First Ammonia Preheater (EA102) dimana panas sensible dari steam kondensat secara menyeluruh diutilisasi. Steam kondensat sisa dari FA105 digunakan sebagai make-up FA102. Steam kondensat yang ditampung di FA103 dikirim keluar battery limit dengan Steam Condensate Pump (GA106-A/B) setelah didinginkan mencapai 50oC di Steam Condensate Cooler (EA701) dengan coolingwater. 4.2.2.3 Sistem Cooling

Water

Turbine Condenser (EA105) secara langsung didinginkan dengan sea water yang disuplai dari luar battery limit (Fasilitas Utility). Temperatur supply

[Type text]

Page 108


dan return berturut-turut adalah 32,5oC dan 42,5oC. Semua alat penukar panas lainnya didinginkan dengan sweet cooling water yang disuplai dari luar battery limit (Fasilitas Utility). Pada sistem cooling water, temperatur supply dan return

berturut-turut adalah 36oC dan 45,6oC. Beberapa pendingin proses diatur secara seri untuk didinginkan dengan dua tingkat temperature cooling water, fresh cooling water dengan tempeartur 36oC dan secondary cooling water pada temperature 41,5 sampai 43oC, berdasarkan pada kebutuhan temperatur pendingin.

[Type text]

Page 109


DAFTAR PUSTAKA

Anonim,2009, „Technological Process for PKT’s 2 x 100000 TPY NPK

Compound Fertilizer Productiom Unit, Part 1 Operating Manual’.

Shanghai Research Institute of Chemical Industry:China Biro Pengembangan SDM. 2016. „Buku Panduan Kerja Praktek‟. PT. Pupuk

Kalimantan Timur, Bontang, Kalimantan Timur. th

Perry, R.H. and Green, D.W., 1999. „ Perry’s Chemical Engineers Handbook, 7

ed‟. Mc Graw-Hill, New York. Team Start Up. 2015. „Petunjuk Manual Operasi Pabrik Ammonia Pabrik-5’. PT.

Pupuk Kalimantan Timur, Bontang, Kalimantan Timur. Team Start Up. 2015. „Petunjuk Manual Operasi Pabrik Urea Pabrik-5’. PT.

Pupuk Kalimantan Timur, Bontang, Kalimantan Timur. Team Start Up. 2015. „ Petunjuk Manual Operasi Pabrik Utility Pabrik-5’. PT.

Pupuk Kalimantan Timur, Bontang, Kalimantan Timur. Thulukkanam, K, 2013.‟Heat Exchanger Design Handbook’. Boca Raton,

Florida:CRC Press.

[Type text]

Page 110


LAPORAN KERJA PRAKTIK DEPARTEMEN OPERASI PABRIK-5 PT. PUPUK KALIMANTAN TIMUR

Tugas Khusus: EVALUASI DAN METODE PEMBERSIHAN FOULING pada MEMBRAN UF dan SWRO UNIT UTILITY PABRIK-5 (21 Juli 2016 - 02 September 2016)

Disusun Oleh: Kadek Aditya Palaguna Sidi

(1331010078)


(1331010087)

PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL ‘VETERAN’ JAWA TIMUR SURABAYA 2016

Page i


BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

Kebutuhan air untuk keperluan hidup manusia maupun untuk keperluan proses aktivitas industry, semakin lama semakin meningkat sejalan dengan meningkatnya populasi penduduk dan juga berkembangnya bisnis industry tersebut. Peningkatan kebutuhan akan air dapat dilihat dari dua hal, dimana satu sama lain saling berkaitan, yaitu sisi kuantitas dan kualitas. Dari sisi kuantitas, jumlah air relatif tidak berubah dari waktu ke waktu. Namun dari sisi kualitas, ada kecenderungan terjadinya penurunan kualitas air dikarenakan beberapa persoalan lingkungan yang sedang dihadapi saat ini, seperti hujan asam yang semakin bertambah, kekeringan, perubahan iklim, rusaknya lapisan ozon, pencemaran laut, limbah dan polusi. Permasalahan-permasalahan tersebut berujung pada suplai ketersediaan air untuk berbagai keperluan, sebagai contoh kebutuhan air sebagai bahan baku pembuatan steam dalam produksi suatu industri yang semakin lama semakin meningkat sejalan dengan berkembangnya industry tersebut. Penggunaan air tanah sebagai salah satu sumber air untuk keperluan industri sudah mulai diperketat ijin pemanfaatannya dengan alasan issue lingkungan serta dampak yang ditimbulkan dikemudian hari. Salah satu dampak dari peningkatan pemanfaatan air bawah tanah adalah lambat laun akan menyebabkan penurunan muka air tanah dan terjadi amblasan tanah. Begitu pula suplai air berasal dari sungai, danau dan waduk untuk kehidupan hidup, juga mengalami penurunan kualitas sebagai dampak dari pencemaran air yang sedang terjadi. Satu-satunya sumber suplai air yang masih dan tetap melimpah yaitu air laut. Namun pada pengolahan air laut menjadi air tawar atau yang dikenal dengan desalinasi ini membutuhkan proses pengolahan yang membutuhkan suatu teknologi proses, dimana sejalan dengan berjalannya waktu, teknologi proses pengolahan air laut juga semakin berkembang. Hingga saat ini, terdapat dua teknologi utama yang umum digunakan untuk sebuah proses desalinasi. Dua teknologi tersebut adalah Desalinasi Thermal dan Desalinasi Reverse Osmosis (RO). Pabrik 5 PT. Pupuk Kalimantan Timur menggunakan Desalinasi Reverse Osmosis ( RO) pada unit utility dan merupakan satu-satunya pabrik dalam PT. Pupuk Kalimantan Timur yang menggunakan sistem Desalinasi Reverse Osmosis (RO). Membrane RO sendiri harus dilindungi dari fouling yang berasal dari suspended solid atau pertumbuhan biota, untuk melindungi dari fouling , maka digunakanlah pretreatment dengan metode pengontrolan kerak (Scalling ), kontrol sumbatan (plugging ), kontrol koloid (Colloid Fouling), kontrol chemical fouling, serta kontrol biofouling . Kelemahan pada proses desalinasi dengan menggunakan membran adalah pada penggunaan dan pemilihan membran yang tepat dan terjadinya fouling dan polarisasi konsentrasi serta umur membran. Oleh karena itu, pada kesempatan kerja praktik ini, kami Page ii


melakukan evaluasi fouling membrane RO pada unit Utility pabrik-5 yang diharapkan dapat digunakan untuk meningkatkan kinerja dan effisiensi pada unit tersebut. 1.2 Perumusan Masalah

Desalinasi

Reverse

Osmosis

merupakan teknologi pemisahan dengan

menggunakan membran yangdan menawarkan keunggulan seperti energi yang rendah, sederhana ramah lingkungan. Tetapi prosespemakaian desalinasi dengan menggunakan membran memiliki kelemahan, yaitu terjadinya fouling . Sehingga dapat meyebabkan terjadinya penyumbatan dari waktu ke waktu yang disebabkan oleh pertumbuhan alga atau selaput-biologis bakteri, serta dapat merusak daya hantar membran tersebut, sehingga dapat menyebabkan hambatan transport ion melewati membran tersebut. 1.3 Tujuan

Tujuan dari pelaksanaan tugas khusus ini antara lain: 1. Mengevaluasi kinerjadan effisiensi pada unit desalinasi Reverse Osmosis 2. Dapat memberikan rekomendasi berdasarkan hasil evaluasi

Page iii


BAB II TINJAUAN PUSTAKA II.1 Desalinasi

Desalination atau desalinasi adalah proses untuk menghilangkan kadar garam berlebih dalam air untuk mendapatkan air yang dapat dikonsumsi. Metode yang paling banyak digunakan saat ini adalah Reverse Osmosis. II.2 Teknologi Membran Membran secara umum dapat didefinisikan sebagai lapisan tipis semipermiabel yang berfungsi sebagai alat pemisah berdasarkan sifat fisiknya. Hasil pemisahan berupa retentate atau disebut konsentrat (bagian dari campuran yang tidak melewati membran) dan permeate (bagian dari campuran yang melewati membran). Proses pemisahan pada membran pada hakekatnya merupakan perpindahan materi secara selektif yang disebabkan oleh gaya dorong yang berhubungan dengan parameter penentu antara dua media yang dipisahkan seperti perbedaan potensial listrik (ΔE), gradien tekanan (ΔP), gradien

konsentrasi(ΔC) dan gradien temperatur (ΔT) seperti yang tertera pada gambar 2.1.

(Mulder, 1990) Gambar 2.1 skema pemisahan membrane

Page iv


II.2.1 Klasifikasi Membran Jenis proses pemisahan dengan membran dapat dibedakan berdasarkan beberapa kriteria yaitu antara lain, gaya dorongnya, bentuk susunan modul, struktur dan prinsip pemisahan. II.2.1.1 Jenis membran berdasarkan gaya dorongnya. Membran ditinjau dari gaya dorongnya dapat dikelompokkan dalam

beberapa golongan antara lain seperti pada Tabel 2.1. di bawah ini. Tabel 2 1. Klasifikasi proses membran berdasarkan gaya dorongnya, ukuran partikel dan jenisnya. organik koloid

Gaya Dorongnya

ion suspensi

solids

Makromolekul

ΔC

Dialisis membran cair pervavorasi

ΔE

Elektrodialisis

ΔP

Reverse

ΔT 0,1

Osmosis,Nanofiltrasi, Ultrafiltrasi, Mikrofiltrasi

Distilasi membran 1

Nanometer

10

100

1

10

100

Ukuran Partikel Micrometer

II.2.1.2 Jenis membran berdasarkan struktur dan prinsip pemisahan Terdapat tiga golongan membran berdasarkan struktur dan prinsip pemisahan : a. Membran berpori, yaitu membran dengan prinsip pemisahan didasarkan pada perbedaan ukuran partikel dengan ukuran pori membran. Selektivitas pemisahan ditentukan oleh ukuran pori dan hubungannya dengan ukuran partikel yang

Page v


akan dipisahkan. Membran jenis ini biasanya digunakan untuk proses mikrofiltrasi dan ultrafltrasi. Definisi pori ada 3 jenis yaitu ; a. makropori > 50 nm b. mesopori 2 < ukuran pori > 50 nm c. mikropori < 2 nm Dari data di atas maka membran mikrofiltrasi termasuk makropori sedangkan membran ultrafiltrasi termasuk makropori dan mesopori. b. Membran tak berpori, yaitu membran yang mampu memisahkan molekulmolekul yang memiliki ukuran sangat kecil dan tidak dapat dipisahkan dengan membran berpori. Prinsip pemisahannya berdasarkan perbedaan kelarutan dan atau kemampuan berdifusi. Sifat intrinsik bahan polimer membran menentukan tingkat selektivitas dan permeabilitas. Metode sederhana untuk karakteristik membran nonpori adalah menentukan permeabilitas terhadap gas dan liquid. c. Membran cair, yaitu membran yang pemisahannya tidak ditentukan oleh membrannya ataupun bahan pembentuk membran tersebut, tetapi oleh sifat molekul pembawa yang sangat spesifik. Media pembawa merupakan cairan yang terdapat dalam pori-pori membran berpori. Permeselektivitas terhadap suatu komponen bergantung terutama pada kespesifikan molekul pembawa. Secara skematik jenis membran tersebut digambarkan pada gambar 2.2

Membran Berpori Membran Tak Berpori Membran Cair Gambar 2.2 Jenis membran berdasarkan struktur dan prinsip pemisahan II.2.1.3 Jenis membran berdasarkan penyusunan modul a. Penyusunan Modul Unit operasi tunggal atau unit terkecil membran yang memiliki luas tertentu dimana membran tersebut dirancang secara teknis untuk digunakan disebut sebuah modul. Modul membran merupakan bagian inti dari suatu instalasi membran.

Page vi


Modul terdiri atas membran, struktur penahan tekanan, inlet feed, outlet permeate dan outlet rententate. Modul Umpan Permeate Gambar 2.3 Skema Modul Membran b. Tujuan perancangan modul ada tiga, yaitu : 1. Untuk menjaga pada level membran, sirkulasi fluida yang diolah dapat berjalan dengan baik dan tidak tergantung oleh adanya polarisai konsentrasi dan endapan partikel. 2. Untuk menghasilkan modul yang kompak, sehingga diperoleh pertukaran luas permukaan maksimum per satuan volume. 3. Untuk menghindari kebocoran-kebocoran antara bagian umpan dan permeate. Dalam perencanaan harus diperhatikan beberapa aspek penting yaitu kerapatan pemasangan (packing density) yang tinggi, biaya pembuatan yang efektif, kemudahan yang tinggi, biaya pembuatan yang efektif, kemudahan pembersihan membran, kemudahan penggantian membran, dan hold – up volume yang rendah. c. Macam-macam Tipe Modul Membran 1. Tubular Modul tubular merupakan membran lurus yang dikelilingi oleh lapisan pendukung berpori (porous sublayer) dan tube penyangga. Umpan mengalir dibagian dalam sepanjang tube dan permeate melalui membran ke dalam lapisan pendukung berpori (porous support tube) dan lubang-lubang pada porous support tube. Diameter dalam tube ini berkisar antara 6 – 40 mm.

Gambar 2.4 Skema Modul Turbular 2. Plate and Frame Modul ini terdiri atas lembaran membran dan plat penyangga (support plate). Membran dan plat disegel dengan menggunakan gasket atau dapat juga direkatkan langsung dengan heating seal (menggunakan panas) atau perekat tertentu untuk membentuk suatu elemen membran yang menyatu. Beberapa elmen / plat ini

Page vii


kemudian disusun membentuk suatu tumpukan (stack) dan membentuk suatu modul yang lengkap. Jarak antar plat biasanya sekitar 0,5 – 3 mm.

Gambar 2.5 Skema Modul Plate and Frame 3. Spiral Wound Desain modul ini menyerupai susunan sandwich yang terdiri dari beberapa membran datar (flat sheet),spacer, dan material berpori yang dililitkan mengelilingi suatu saluran pengumpul permeate (permeate collecting tube). Larutan umpan mengalir aksial sepanjang modul dalam celah yang terbentuk antara spacerdan membran atau masuk pada permukaan silindris dari elemen dan keluar secara aksial.

Gambar 2.6 Skema Modul Spiral Wound 4.Hollow Fiber Modul hollow fiber merupakan konfigurasi modul yang memiliki packing density paling tinggi yaitu sekitar 1000 – 10000 m 2 /m 3 . Modul ini terdiri dari susunan serat yang sangat halus yang disusun menjadi suatu bundel dalam suatu shell silindris, dimana dalam satu bundel terdapat 5-10000 serat. Diameter luar serat berada dalam kisaran 80-200µm dengan ketebalan dinding 20µm.

Page viii


Gambar 2.7 Skema Modul Hollow Fiber

Modul hollow fiber dapat dioperasikan dengan aliran umpan kedalam serat (inside-out) atau aliran umpan dari luar serat (outside-in). Pada umumnya dioperasikan dengan aliran umpan kedalam serat dengan permeate mengalir secara radikal keluar melalui dinding serat (inside-out), dan hal ini memungkinkan alat untuk dioperasikan pada tekanan lintas membran yang lebih tinggi karena membran jenis MF dan UF memiliki stabilitas struktural yang tinggi. II.2.1.4 Berdasarkan penyusunannya membran terbagi atas tiga bagian, yaitu : a.Batch / Sekali Proses Membran dengan sekali proses, dimana selama proses berlangsung tidak terdapat

input ataupun output. b. Continuous / Proses Berkelanjutan Membran dengan proses berkelanjutan, dimana selama proses berlangsung terdapat input dan output c. Tapered Casde / Proses Berkelanjutan Dengan Katub Membran dengan proses berkelanjutan / Continuous dengan dilengkapi katub, yang berguna apabila concentrate masih bisa digunakan dan dapat dikembalikan dengan tanpa mengulang atau mengembalikannya dari awal. Dengan cara menutup katub keluaran, sehingga concentrate dapat di recycle lagi. II.2.2 Bahan Membran Bahan membran yang secara komersil tersedia dipasaran, dapat dilihat pada tabel 2.3 di bawah ini : Tabel 2.3 Bahan membran komersil yang tersedia dipasaran No Proses Membran Material

1

Reverse Osmosis

Celulosa acetat, Polyamide, Thin film Composite

2

Nanofiltrasi

Celulosa acetat, Polyamide, Thin film Composite

3

Ultrafiltrasi

Celulosa acetat, Regenerated Celulosa, Polyamide,

Page ix


Poly acrilonitril, Polysulfon, Polyvinilideneflouride, Thin film composite 4

Mikrofiltrasi

Celulosa acetat, Polypropylene, Polyvinilideneflouride

Ceramic, Polycarbonat, Polytetrafloroethylene,

5

Elektrodialisi

Membran kation dan membran anion

II.2.4 Beberapa jenis proses membran II.2.4.1 Ultrafiltrasi Ultrafiltrasi adalah suatu proses membran yang sifatnya terletak antara hiperfiltrasi ( atau osmosis berlawanan / kebalikan ) dan mikrofiltrasi. Membran ultrafiltrasi termasuk membran berpori yang mampu menyaring partikel – partikel dengan ukuran 0,01 – 1 mikron. Dimana mampu memisahkan koloid, makro molekul, mikroorganisme, dan partikel penerima yang akan mengalami pengaruh muatan. Mekanisme pemisahan pada proses ultrafiltrasi adalah penyaringan berdasarkan ukuran molekul dengan menggunakan perbedaan tekanan antarmembran sebagai gaya dorong. Aliran dari dan ke membran dapat terjadi karena adanya perbedaan tekanan dikedua permukaan membran.Ultrafiltrasi dioperasikan dengan tekanan 1 – 10 atm.

Gambar 2.8 Desain sistem :(a) Sistem Dead-End, (b) Sistem Cross-flow (Wenten, 2001) a. Sistem Dead-End Pada sistem operasi ini, arah aliran umpan yang digunakan tegak lurus terhadap membran. Sistem ini memiliki kelemahan karena sangat cepat sekali mengakibatkan fouling yang sangat tinggi, karena arah aliran yang demikian dapat mengakibatkan terbentuknya lapisan cake dipermukaan membran pada sisi

Page x


umpan.Ketebalan cake terus meningkat terhadap waktu sehingga flux yang dihasilkan terus menurun hingga mencapai nilai nol dapat dilihat pada gambar 2.8

Gambar 2.9 Penurunan Flux Pada Sistem Dead-end b. Sistem Cross-Flow Sistem ini merupakan metode penyaringan yang berkembang dengan pesat untuk saat ini dalam aplikasi dimana sistem dead-end tidak sesuai untuk diterapkan : untuk filtrasi partikel yang sangat halus dan filtrasi suspensi encer tanpa penambahan flokulan atau filter-aid, dalam kasus dimana dibutuhkan filtrat dengan kemurnian tinggi, ketika recovery solid tidak terlalu dibutuhkan. Pada sistem ini, umpan dialirkan dengan arah aksial (sejajar) dengan permukaan membran. Karena arah aliran tersebut, mengakibatkan terbentuknya cake yang terjadi sangat lambat karena tersapu oleh gaya geser yang disebabkan oleh aliran cross-flow. Pada setiap operasi dengan menggunakan sistem ini, kecepatan aliran umpan sangat menentukan besarnya perpindahan massa dalam modul. Effisiensi pembersihan oleh cairan yang dialirkan meningkat dengan bertambahnya kecepatan. Kelemahan proses Ultrafiltrasi Kelemahan pada proses ultrafiltrasi adalah : a. Fouling Salah satu masalah besar yang sering terjadi pada masalah ultrafiltrasi, khususnya ultrafiltrasi dengan umpan multi komponen, adalah fouling . Fouling adalah suatu fenomena yang disebabkan oleh deposisi dan akumulasi secara irreversible dari partikel – partikel submikron pada permukaan membran dan atau kristalisasi serta presipitasi dari partikel – partikel yang berukuran kecil pada permukaan atau di dalam membran – membran itu sendiri.

Page xi


Gambar 2.9 Fouling Pada Membran Nilsson, 1990, menyebutkan proses terjadinya fouling pada membran meliputi tiga tahap antara lain, tahap pertama, yang biasa disebut dengan polarisasi konsentrasi, adalah peningkatan lokal konsentrasi solut pada permukaan membran. Pada polarisasi konsentrasi ini, fluks mengalami penurunan karena adanya peningkatan pada tahanan hidrodinamika pada lapisan batas serta akibat kenaikan tekanan osmotik lokal. Polarisasi konsentrasi merupakan peristiwa yang dapat dibalikkan ( reversibel ), karena efeknya dapat dikurangi atau dihilangkan

dengan menurunkan tekanan operasi atau menurunkan konsentrasi umpan. Tahap kedua terjadinya fouling adalah perpindahan solut dari permukaan membran ke dalam material membran, dalam hal ini adalah pori – pori membran, hingga antara solut yang satu dengan yang lain benar – benar teradsorpsi atau melewati serangkaian langkah desorpsi atau adsorpsi yang reversibel dalam pori – pori membran.Tahap terakhir adalah proses adsorpsi solut pada pori membran sehingga terjadi pemblokiran ataupun penyempitan ukuran pori membran. Kedua tahap terakhir inilah yang disebut fouling , karena mengakibatkan penurunan fluks yang tidak dapat dibalikkan ( irreversibel ). Penurunan fluks permeat ini mungkin terjadi dalam satu atau lebih tahap, bergantung pada sistem, namun biasanya berlangsung cepat pada menit – menit awal operasi untuk kemudian diikuti dengan penurunan fluks secara perlahan. Proses terjadinya fouling membran dan penurunan fluks yang diakibatkan oleh adanya fouling membran dapat dilihat pada gambar di bawah ini :

Page xii


Gambar 2.10 (a) Complete pore blocking (b) Intermediet pore blocking (c) Internal pore blocking (d) Cake filtration ( Sumber : I. G. Wenten, 2001 ) Mekanisme penyumbatan atau penyempitan pori membran pada peristiwa fouling ini dapat dibedakan menjadi empat macam seperti gambar 2.9, antara lain : a. Complete pore blocking Jenis fouling seperti ini dapat terjadi jika ukuran partikel solut tepat menyumbat lingkaran pori membran sehingga pori membran tertutup total. b. Intermediate pore blocking Jika ukuran partikel – partikel solut lebih kecil dari partikel membran, maka akibat terakumulasinya partikel – partikel solut di permukaan membran, pori membran menjadi terlapisi oleh hamparan partikel – partikel tersebut. c. Internal pore blocking Bentuk yang lain dari fouling , jika ukuran partikel solut lebih kecil dari ukuran diameter pori membran, adalah penyempitan ukuran pori membran akibat teradsorpsi atau terdeposisinya partikel – partikel disekeliling bagian dalam pori membran. Penyempitan diameter pori – pori efektif membran ini menyebabkan tahanan membran ( Rm ) meningkat. d. Cake filtration Fouling jenis ini terjadi jika ukuran – ukuran partikel – partikel solut sangat kecil dan memiliki sifat – sifat gel jika berada dalam keadaan terakumulasi. Cake filtration ini dapat meningkatkan tahanan hidraulik ( Rg ) secara kontinyu. Sekilas Mengenai Trans Membrane Pressure (TMP)

Salah satu parameter yang dijadikan patokan untuk mengetahui kondisi membran apakah dalam kondisi bersih atau kotor adalah dengan melihat nilai TransMembrane Pressure (TMP). Parameter ini menunjukkan nilai perbedaan tekanan antara sisi air umpan (feed) dengan sisi produk (permeate). Semakin naik nilai

Page xiii


Trans-Membrane Pressure (TMP) menunjukkan semakin banyak akumulasi endapan dipermukaan membran sehingga mengakibatkan flow produk akan turun. Dengan rumus :

Batasan maksimal nilai TMP untuk membrane UF ini adalah 2,0 kg/cm 2, artinya jika sudah diatas nilai tersebut, membrane harus dilakukan program backwash dan cleaning.

II.2.4.2 Reverse Osmosis Reverse osmosis adalah proses pemisahan dengan membran berdasarkan gaya dorong tekanan. Digunakan untuk memisahkan zat terlarut yang memiliki berat molekul yang rendah seperti garam anorganik. Prinsip Dasar Reverse Osmosis

Gambar 2.10 Prinsip dasar proses reverse osmosis Bila membran semipermiabel ditempatkan di antara air dan larutan garam, maka air akan bergerak melalui membran ke arah larutan garam secara alami. Fenomena ini disebut osmosis (gambar 2.10a) yaitu perpindahan pelarut dari larutan yang lebih encer (potensial kimia rendah) ke larutan yang lebih pekat (potensial kimia tinggi). Pergerakan air ke arah larutan garam disebabkan oleh adanya perbedaan potensial kimia antara dua bagian tersebut, dengan potensial kimia air lebih besar daripada potensial kimia larutan garam. Pergerakan ini akan berhenti bila kesetimbangan potensial kimia telah tercapai (gambar 2.10b). Pada keadaan

kesetimbangan, perbedaan tekann antara dua bagian cairan di sisi membran sama dengan tekanan osmotik larutan garam. Jadi besarnya tekanan yang harus diberikan pada bagian larutan garam untuk menghentikan aliran atau fluks air murni adalah sebesar tekanan osmotiknya. Apabila tekanan yang diberikan pada bagian larutan garam lebih besar daripada tekanan osmotiknya, maka arah aliran air akan berbalik. Peristiwa ini disebut Reverse Osmosis (RO) atau Hiperfiltrasi

Page xiv


(Gambar 2.10c). Untuk melewatkan air melalui membran, tekanan yang diberikan harus lebih besar dari tekanan osmotik (tekanan osmotik air laut sekitar 25 bar). Water Recovery Rate Pada sistem RO, kita perlu memonitor secara rutin untuk memastikan sistem membran bekerja dengan baik. Salah satu parameter untuk mengukurnya dengan menghitung tingkat pemulihan air (water recovery rate), dengan rumus sebagai berikut:

Semakin tinggi persentase tingkat pemulihan (recovery rate) maka semakin kecil konsentrasi air yang keluar membran (semakin murni pada permeate), hal ini dapat juga disebabkan garam-garam terlarut mengendap dan meningkat konsentrasinya diatas permukaan membran. Sistem membran RO untuk SWRO biasanya didesign memiliki tingkat pemulihan 45%. II.2.4.3 Dasar-Dasar Proses Pengendapan

Dalam kegiatan pengoperasian Desalinasi tipe Reverse Osmosis (RO), problem atau kendala yang sering dijumpai adalah permasalahan mengenai scaling dan fouling yang merupakan akumulasi endapan di atas permukaan membran RO. Sehingga kita perlu memahami dasar-dasar dari proses terbentuknya jenis endapan ini serta teknik atau cara antisipasi menghindari terbentuknya endapan serta solusi jika memang endapan tersebut benar-benar telah terbentuk.

Scale merupakan endapan mineral keras ( Hard Mineral Deposit ) meliputi Calcium Carbonate, Calcium Sulfat, Calsium Fluoride, Calcium Phospat, Barium Sulfat dan Silica. Berbeda dengan istilah Fouling, dimana merupakan jenis endapan berasal dari senyawa organik di alam meliputi lumpur/pasir, tanah liat, zat-zat yang termasuk dalam ukuran koloid ( colloidal & suspended matter), oksida metal, manganese (Mn), aluminium, biological growth (bakteri, alga/ganggang), Sulphide dan sulphur. Fouling yang disebabkan oleh alga dan bakteri biasanya terjadi pada air umpan yang berasal dari air permukaan. Bakteri akan menempel dan tumbuh diatas permukaan membran dan membentuk biofilm membentuk bioufuling yang dapat menyebabkan problem dalam pengoperasian membran RO. Page xv


II.3 Sistem UF dan RO Pada Unit Desalinasi di Departemen Operasi Pabrik5 II.3.1 Sistem UF Ultra Filtration berfungsi untuk menghilangkan partikel koloid, suspended solid dan bakteri yang terkandung dalam air laut outlet automatic strainer. Produk ultra filtration mempunyai SDI yang rendah (umumnya < 3) dan turbidity yang

rendah (umumnya < 0,2 NTU). Pengaplikasian UF pada proses di pabrik menghilangkan pemakaian koagulan untuk proses pre‐treatment. UF didesain sendiri oleh Hyflux dengan seri KristalTM. UF system terdiri dari 4 train, dimana masing‐masing train terdiri dari 100 UF modul yang terpasang. Satu UF Modul didalamnya terdapat 7 membrane UF. Data Spesifikasi dari UF membrane system adalah sebagai berikut : Parameter

Satuan

Spesifikasi

-

Hyflux

Jumlah Train

Ea

4

Jumlah Module Tiap Train

Ea

100

Fabrikator

Total Jumlah UF Module Ea Dimensi (Diameter x Panjang)

400 Mm/inch

216 x 2000

M2/Ft2

50/538

Pure Water Flux

LMH/GFD

190/112

Material Housing

-

PVC

Material End Caps

-

PVC

Luas Area

II.3.2 Sistem Reverse Osmosis Desalinasi air laut menggunakan dua tingkatan membrane RO yaitu SWRO dan BWRO, dengan produk desalinasi sebanyak 7,2 megaliteres per day (MLD) atau sama dengan 7.200 m3 /hari. II.3.2.1 Seawater Reverse Osmosis (SWRO) Membrane Produk UF pertama kali ditransfer ke sistem SWRO. Ada 2 train SWRO yang akan dioperasikan pada kapasitas maksimal, beroperasi pada tekanan sekitar 50 kg/cm2G. Train SWRO terdiri dari 56 modul SWRO yang disusun secara

Page xvi


pararel. Masing‐masing modul terdapat 7 elemen/membrane SWRO. Produk UF dipompa untuk diumpankan ke membrane SWRO , yang akan membuat pure water melewati membrane ke sisi yang bertekanan rendah yang menghasilkan permeate dengan TDS < 1000 ppm. Sebagian besar pengotor/impurities pada umpan akan tertinggal menjadi reject dan dialirkan kembali ke laut. Sebagian produk SWRO akan digunakan sebagai raw material untuk memproduksi potable water, dan sisanya akan diumpankan ke system BWRO untuk dilakukan treatment lanjutan. Sistem SWRO mempunyai 2 train dengan total module sebanyak 392 buah membrane module. Masing‐masing train terdiri 196 membrane module yang berada di dalam 28 pressure vessel (module). Kapasitas dari sistem membrane SWRO ini sebesar 437 m3/jam. Data spesifikasi dari membrane SWRO sebagai berikut : Parameter

Satuan

Spesifikasi

-

Toray

Jumlah Train

Ea

2

Jumlah Module Tiap Train

Ea

196

m3/Jam/Train

218

inch/inch

8 x 40

Ea

28

Tipe Membran

-

Spiral Wound

Recovery Rate

%

45

Pressure

Psi

1000

Fabrikator

Flow Permeate

Dimensi (Diameter x Panjang) Jumlah Pressure Vessel/Train

II.3.2 BWRO Membrane Pemilihan BWRO membrane didasarkan pada tingkat salinitas produk air SWRO. Sistem BWRO mempunyai dua train dengan total module sebanyak 252 buah membrane module. Masing‐masing train terdiri 126 membran module yang berada di dalam 18 pressure vessel (module). Kapasitas dari sistem membrane BWRO ini sebesar 300 m3/jam. Data Spesifikasi membrane BWRO sebagai berikut :

Page xvii


Parameter

Fabrikator

Satuan

Spesifikasi

-

Toray

Jumlah Train

Ea

2

Jumlah Membran tiap

Ea

126

m3/jam/train

150

Inch/inch

8 x 40

Ea

9

Tipe Membran

-

Spiral Wound

Recovery Rate

%

85-90

Train

Flow Permeate Dimensi (Diameter x Panjang) Jumlah Pressure Vessel/Train

II.4 Parameter yang harus dijaga di unit UF 1. Kandungan chlorine <0,1 ppm sebagai Cl 2 2. Turbidity < 1 (umumnya <0,3) 3. SDI15 < 3-5 4. TMP (trans membrane pressure) 1,4 kg/cm 2 5. Flow produk 220-240 m 3/jam II.5 Parameter yang harus dijaga di unit SWRO 1. SDI15 < 3 2. Kandungan chlorine <0,1 ppm sebagai Cl 2 3. Jaga nilai ORP air umpan < 280 mv 4. Delta pressure membran<1,5 kg/cm2 5. Flow Produk 218 m3/h 6. Recovery Rate 45%

Page xviii


BAB III METODOLOGI III.1

Teknik Pengambilan Data Data-data diperoleh berdasarkan pengamatan pada unit yang bersangkutan serta beberapa data-data laboratorium pada unit utilitas Pabrik-5. Data-data yang digunakan dalam pengkajian masalah merupakan data yang diambil pada tanggal 20, 21, 22 Agustus 2016.

III.2

1. 2. 3. 4. 5. 6.

Adapun langkah-langkah yang dilakukan untuk mengerjakan tugas khusus ini adalah sebagai berikut : Pengambilan data laporan analisa laboratorium sea water in UF dan SWRO train A Pengambilan data logsheet control room berupa flow permeate dan reject flow pada SWRO train A Pengambilan data logsheet control room berupa pressure inlet dan pressure outlet pada UF train A dan C. Menghitung nilai Trans-Membrane Pressure (TMP) pada UF train A dan C Menghitung recovery rate SWRO Train A Studi Literatur mengenai cara membersihkannya kotoran pada membran

Page xix


BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN IV.1 Data Percobaan 4.1 Tabel Data Operasi UF

Tanggal UF Train A

UF Train C

Aliran Pressure Inlet Pressure Outlet Aliran Pressure Inlet Pressure Outlet

Unit 20/08/2016 21/08/2016 22/08/2016 kg/cm2 1,408 1,453 1,471 kg/cm2 0,267 0,266 0,267 Tanggal Unit 20/08/2016 21/08/2016 22/08/2016 kg/cm2 1,335 1,365 1,351 kg/cm2 0,267 0,266 0,267

4.2 Tabel Data Operasi SWRO Train A Aliran SWRO Train A

Unit

Tanggal 20/08/2016 21/08/2016 22/08/2016

Permeate Flow

m3/h

184,996

184,995

185,136

Reject Flow

m3/h

202,143

202,071

202,273

ORP

mV

148,27

132,4

121,39

4.3 Tabel Data Analisis Laboratorium Tanggal Sea Water In UF 20/08/2016 21/08/2016 22/08/2016 (ppm) Cl2 0,05 0,2 0,3 Turbidity (NTU) 1,76 1,69 1,71 Tanggal SWRO A 20/08/2016 21/08/2016 22/08/2016 (ppm) Cl2 0,01 0,01 0,01 IV.2 Hasil dan Pembahasan

Berdasarkan data tabel 4.1 didapatkan hasil perhitungan nilai Trans Membrane Pressure (TMP) pada tanggal 20, 21 dan 22 Agustus 2016 sebesar 1,2745 kg/cm2, 1,32 kg/cm2, 1,3375 kg/cm2. Batasan maksimal TMP yaitu 1,4 kg/cm2, jika batasan maksimal TMP tidak diperhatikan maka akan membawa dampak negatif selain menurunnya kualitas produk air, dengan berjalannya waktu akan merusak membran dikarenakan membran secara terus menerus terbebani pressure yang tinggi. Hal ini menunjukkan membran tidak terlalu kotor karena Semakin naik nilai Trans-Membrane Pressure (TMP) menunjukkan semakin

Page xx


banyak akumulasi endapan dipermukaan membran sehingga mengakibatkan flow produk akan turun. Artinya jika sudah diatas nilai maksimal TMP, membran harus dilakukan program backwash dan cleaning. Berdasarkan data tabel 4.2 didapatkan hasil perhitungan water recovery rate pada tanggal 20, 21, 22 Agustus 2016 sebesar 47,79 %, 47,79%, 47,78%. Data design waterpemulihan recovery (recovery rate padarate) SWRO 45 kecil %. Semakin tinggi persentase tingkat makayaitu semakin konsentrasi air yang keluar membran (semakin murni pada permeate), hal ini dapat juga disebabkan garam-garam terlarut mengendap dan meningkat konsentrasinya diatas permukaan membran. Untuk nilai Oxidation Reduction Potential (ORP) masih dibawah 280 mV, ketika nilai ORP melebihi 280 mV injeksi sodium metabisulfit (SMBS) dilakukan. Parameter tersebut untuk melindungi membrane RO dari konsentasi chlorine yang melebihi 0,1 ppm. Dari tabel 4.3 Cl 2 sea water in UF masih diatas sesuai parameter yang ditetapkan yaitu <0,1 ppm dan turbidity yang tidak sesuai dengan parameter yang ditetapkan yang menyebabkan terjadinya penumpukan kotoran pada membran UF, sedangkan pada SWRO train A kandungan Cl 2 hanya sedikit dibawah parameter yang ditetapkan yaitu <0,1 ppm Cl 2. Dari hasil diatas tersebut kita bisa mengetahui masih adanya kotoran pada membran, metode pembersihan pada membran UF dilakukan dengan Teknik pencucian balik merupakan teknik yang paling umum digunakan dalam proses penghilangan zat pengotor (fouling ) yang terakumulasi dipermukaan membran. Teknik pencucian balik pada umumnya dilakukan dalam 2 cara, yaitu : a. Pembilasan balik (back flushing) dengan menggunakan permeat b. Rangkaian pencucian yang terdiri dari penghembusan udara yang melalui membran dan membilasnya dengan larutan umpan. Teknik cleaning ini dilakukan setiap rentang 25-35 menit sekali terhadap masing-masing unit UF membran. Meskipun sistem cleaning backwash mampu menghilangkan sebagian besar partikel/padatan yang menempel pada permukaan membran, namun masih diperlukan cleaning membran menggunakan bahan kimia untuk menghilangkan senyawa organik dan senyawa anorganik secara periodik yang dikenal dengan istilah Chemical In Place (CIP). Jika polutan yang dominan terdapat di dalam air umpan adalah senyawa organik maka bahan kimia yang digunakan adalah larutan alkalin-chlorine (pH dijaga stabil 11-12 selama cleaning berlangsung) dengan konsentrasi NaOCl 300 ppm, dan jika polutan yang mendominasi merupakan senyawa anorganik, digunakan larutan asam (HCl pH ± 2). Pada membran SWRO Scaling dan Fouling yang merupakan akumulasi endapan di atas permukaan membran RO. chemical cleaning sangat diperlukan untuk mengembalikan perfomance membrane. Jenis larutan kimia yang digunakan untuk chemical cleaning tergantung dari jenis foulingnya. Cleaning pada pH rendah ( pH sekitar 2) umumnya digunakan untuk menghilangkan fouling seperti

Page xxi


scale mineral, sedangkan cleaning dengan pH tinggi (pH sekitar 11-12) untuk menghilangkan foulants seperti mikroorganisme dan senyawa organik. Secara umum untuk pH rendah digunakan chemical berikut ini; Citric Acid pada pH 4 untuk menghilangkan iron, garam garam calcium carbonate, calcium sulfate, barium sulfate. Hydrochloric Acid (0,2%) untuk menghilangkan iron, manganese, garam inorganic, koloid inorganik. Ascorbic Acid (Vitamin C) sangat efective untuk penghilangan Besi dan Mangan. Chemical cleaning dilakukan dengan metode sirkulasi larutan kimia pada membran, dengan flushing menggunakan air sebelum dan sesudah proses chemical cleaning. Selama proses chemical cleaning, fouling akan larut atau terlepas dan terbawa larutan kimia. Perlu dicatat bahwa sifat membran RO akan mengalami penurunan performa setelah bertahun-tahun, dan hal ini harus diperhitungkan ketika mengevaluasi keberhasilan dari prosedur cleaning, selain parameter pressure drop membran (ΔP> 1,5 kg/cm 2) dan Flow produk < design. BAB V KESIMPULAN DAN SARAN V.1 Kesimpulan 1. Trans-Membrane Pressure (TMP) pada membran UF Salah satu parameter yang dijadikan patokan untuk mengetahui kondisi membran apakah dalam kondisi bersih atau kotor. Batasan maksimal nilai TMP adalah 1,4 kg/cm2. 2. Pada sistem RO, kita perlu memonitor secara rutin untuk memastikan sistem membran bekerja dengan baik. Salah satu parameter untuk mengukurnya dengan menghitung tingkat pemulihan air (water recovery rate), yaitu pada SWRO 45%. V.2 Saran 1. Pada membran UF agar selalu memperhatikan parameter seperti pressure , TMP, kandungan Cl2 dan flow produk, melakukan cleaning secara tepat waktu dan tepat sasaran sesuai prosedur. 2. Pada membran RO agar selalu memperhatikan parameter seperti pressure, flow produk , recovery rate, ORP dan kandungan Cl2.

Page xxii


DAFTAR PUSTAKA Cheryan M.. 1986. Ultrafiltration Handbook. Technomic Publishing Co. Inc. Lancaster. Redjeki S, 2004. Kajian Perlakuan Awal desalinasi air laut dengan proses Mikrofiltrasi. Seminar Nasional Teknik Kimia”Kejuangan” 2004, Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknologi Industri UPN

“Veteran”Yogyakarta. Simon G.P., (1986). “Desalination”, 59, August. Departemen Teknik Kimia ITB. 2006. Desalinasi Air Payau dengan Membran Reverse Osmosis (RO) Tekanan Rendah . http://library.its.ac.id.

Page xxiii


LAMPIRAN Rumus perhitungan Trans-Membrane Pressure (TMP) :

Rumus perhitungan Recovery Rate :

Page xxiv

LAPORAN KERJA PRAKTIK PABRIK 5 PUPUK KALIMANTAN TIMUR

Recommend Documents