Laporan KP Indra Asahimas Chemical Cilegon

UNIVERSITAS INDONESIA

LAPORAN KERJA PRAKTIK

STUDI PROSES PRODUKSI POLYVINYL CHLORIDE(PVC) PADA PT. ASAHIMAS CHEMICAL CILEGON

Disusun Oleh : INDRA SAPUTRA (1206242132)

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS INDONESIA DEPOK 2015 LEMBAR PENGESAHAN I

(sudah ditandatangan)

LEMBAR PENGESAHAN II

Laporan dengan judul :

STUDI PROSES PRODUKSI POLYVINYL CHLORIDE(PVC) PADA PT. ASAHIMAS CHEMICAL CILEGON dibuat untuk melengkapi persyaratan menjadi Sarjana Teknik pada Program Studi Teknik Kimia, Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik Universitas Indonesia yang telah diperiksa dan disetujui oleh : Dosen Pembimbing Kerja Praktik Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Indonesia

Dr. Eny Kusrini, S.Si NIP. 197610232010122002 Mengetahui, Koordinator Kerja Praktik Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Indonesia

Dr. Ir. Yuliusman, M.Eng. NIP. 196607201995011001

KATA PENGANTAR Puji Syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa karena dengan karunia-Nya penulis dapat menyelesaikan laporan kerja praktik ini. Tujuan

3

penulisan laporan ini adalah untuk memenuhi proses akademik di Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Indonesia. Pada laporan ini kami memaparkan sejarah PT. Asahimas Chemical, proses produksi, bahan baku, produk, utilitas, pengolahan limbah, serta laporan tugas khusus dari tempat kerja praktik. Pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada: 1. Bapak Ir. Yuliusman selaku koordinator Kerja Praktik. 2. Ibu Eny Kusrini selaku dosen pembimbing yang telah bersedia memberikan bimbingan, serta saran perbaikan akan laporan ini. 3. Bapak Chanief Yuniatmoko selaku manajer Departemen PVC PT. Asahimas Chemical. 4. Ibu Inti dari Divisi TEO atas semua bantuan dan pelayanan dari sebelum 5. 6. 7. 8.

hinggs setelah kerja praktik ini usai. Bapak Komalul Hoer yang telah membimbing kami dengan sabar. Bapak Cipto yang membantu kami menyelesaikan tugas khusus. Keluarga penulis yang banyak memberikan dukungan moril dan materil. Agus, Maria dan Eni sebagai teman Kerja Praktik yang senatiasa

memberikan bantuan selama kegiatan ini berlangsung. 9. Semua pihak yang telah membantu dalam kegiatan Kerja Praktik ini. Penulis menyadari bahwa penulisan laporan ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu kritik dan saran sangat diharapkan untuk perbaikan selanjutnya. Semoga laporan Kerja Praktik ini mampu memberikan manfaat dan menambah wawasan pembaca. Depok, 20 November 2015

Penulis DAFTAR ISI

LEMBAR PENGESAHAN I.................................................................................ii LEMBAR PENGESAHAN II..............................................................................iii KATA PENGANTAR............................................................................................iv DAFTAR ISI...........................................................................................................v DAFTAR GAMBAR...........................................................................................viii

4


DAFTAR TABEL..................................................................................................ix BAB I PROFIL PERUSAHAAN PT. ASAHIMAS CHEMICAL......................1 1.1

Gambaran Umum....................................................................................1

1.2

Struktur Organisasi..................................................................................2

1.3

Pengaturan dan Iklim Kerja.....................................................................3

1.4

Kebijakan Perusahaan.............................................................................4

1.5

Keselamatan dan Kesehatan Kerja..........................................................4

1.6

Pengelolaan Lingkungan.........................................................................6

BAB II DESKRIPSI PROSES PRODUKSI........................................................7 2.1.

Bahan Baku dan Hasil Produksi..............................................................7

2.2.1

Chlor Alkali Plant (Pabrik C/A).......................................................9

2.2.2

EDC & VCM Plant........................................................................11

2.2.3

PVC Plant.......................................................................................13

2.3.

Proses Pendukung (Utility Plant)..........................................................14

2.3.1

Water Treatment Unit (Unit Pengolahan Air).................................14

2.3.2

Air Separation Unit........................................................................15

2.3.3

Plant Air dan Instrument Air Unit..................................................15

2.3.4

Steam Generator.............................................................................16

2.3.5

Air Pendingin (Cooling Water)......................................................16

2.3.6

Penyediaan Bahan Bakar................................................................17

2.3.7

Quality Assurance..........................................................................18

BAB III ALAT DAN INSTRUMENTASI PROSES..........................................20 3.1

Spesifikasi Alat Utama..........................................................................20

3.2

Spesifikasi Alat Pendukung...................................................................21

3.3

Instrumentasi.........................................................................................31

3.3.1

Instrumentasi yang Dikontrol di Lapangan....................................31

3.3.2

Instrumen yang Dikontrol di DCS..................................................32

3.4

Pengendalian Mutu................................................................................32

3.4.1

Program Kerja Laboratorium.........................................................33

3.4.2

Prosedur Analisis............................................................................34

BAB IV SISTEM UTILITAS..............................................................................35 4.1

Sistem Penyediaan Air...........................................................................35

5


4.1.1

Air Industri (WI)............................................................................36

4.1.2

Air Demineralisasi (WD)...............................................................37

4.1.3

Air Keperluan Rumah Tangga (Portable Water/WP).....................38

4.1.4

Air Pendingin.................................................................................38

4.1.5

Air Pemadam Kebakaran (WF)......................................................39

4.2

Sistem Penyediaan Steam......................................................................39

4.3

Sistem Penyediaan Tenaga Listrik.........................................................40

4.4

Sistem Penyediaan Udara Bertekanan...................................................40

4.4.1

Instrument Air dan Plant Air..........................................................40

4.4.2

Nitrogen..........................................................................................40

4.4.3

Cracker Purge Air..........................................................................41

BAB V PENGOLAHAN LIMBAH....................................................................42 5.1

Pengolahan Limbah Gas........................................................................42

5.2

Pengolahan Limbah Padat.....................................................................42

5.3

Pengolahan Limbah Cair.......................................................................43

5.3.1

Line 1. Air Tanah (Ground Water)..................................................43

5.3.2

Line 2. Limbah Basa Organik yang mengandung Tembaga...........43

5.3.3

Line 3. WD Regenerasi...................................................................44

5.3.4

Line 4. Limbah Cair Asam Organik...............................................44

5.3.5

Line 5 dan line 6-1 Organic Acid Waste Water...............................45

5.3.6

Line 6-2 C/A Slurry........................................................................45

5.4

Standard Effluent...................................................................................46

BAB VI TUGAS KHUSUS..................................................................................47 6.1

Latar Belakang.......................................................................................47

6.2

Rumusan Masalah.................................................................................48

6.3

Tujuan....................................................................................................48

6.4

Ruang Lingkup......................................................................................48

BAB VII TINJAUAN PUSTAKA.......................................................................49 7.1

Sistem Pendingin pada Heat Exchanger...............................................49

7.2

Air Cooled Heat Exchanger..................................................................49

7.2.1

Jenis Air Cooled Heat Exchanger..................................................50

7.2.2

Tube Bundle....................................................................................51

6


7.2.3 7.3

Jenis Fin.........................................................................................52 Kelebihan dan kekurangan ACHE.........................................................52

BAB VII DESAIN DAN ANALISIS...................................................................54 8.1

Data Desain...........................................................................................54

8.2

Hasil Perhitungan dan Desain...............................................................55

8.3

Perbandingan ACHE dan Water Cooling System..................................56

8.4

Analisis dan Pembahasan......................................................................60

BAB IX KESIMPULAN DAN SARAN.............................................................62 9.1

Kesimpulan............................................................................................62

9.2

Saran......................................................................................................63

DAFTAR PUSTAKA...........................................................................................64 LAMPIRAN..........................................................................................................65 DAFTAR GAMBAR Gambar 1. 1 Blok Diagram Proses di PT. Asahimas Chemical ...........................8Y Gambar 2. 1 Membran Elektrolisa ........................................................................11 Gambar 2. 2 Blok diagram proses produksi VCM di PT Asahimas Chemical 1 Gambar 5. 1 Diagram Penanganan Limbah ASC .................................................43 Gambar 6.1 Diagram Proses Drying-Bagging PT. ASC PVC2…………………47 Gambar 7. 1 Jenis Air Cooled Heat Exchanger ....................................................50 Gambar 7. 2 Jenis Konstruksi dari Tube Bundle ...................................................51 Gambar 7. 3 Jenis-Jenis Fin 5 Gambar 8. 1 P&ID Proses Pengeringan PVC .......................................................54 Gambar 8. 2 Desain Air Cooled Heat Exchanger .................................................56 Gambar 8. 3 Faktor Penyebab Terjadinya Korosi .................................................57 Gambar 8. 4 Biaya Air Cooled Heat Exchanger ...................................................58 Gambar 8. 5 Biaya Shell and Tube Heat Exchanger .............................................58

7


DAFTAR TABEL Tabel 1. 1 Kelompok Kerja, Hari, dan Jam Kerja ................................................3Y Tabel 2. 1 Perbandingan proses Chlor-Alkali

1

Tabel 3. 1 Spesifikasi Alat Utama pada Seksi Polimerisasi ..................................20 Tabel 3. 2 Spesifikasi Alat Utama pada Seksi Demonomer dan Drying ...............20 Tabel 3. 3 Spesifikasi Alat Utama pada Seksi VCM Recovery .............................21 Tabel 3. 4 Spesifikasi Alat Utama pada Seksi Storage dan Bagging ....................21 Tabel 3. 5 Spesifikasi Alat Pendukung pada Seksi Polimerisasi ...........................21 Tabel 3. 6 Spesifikasi Alat Pendukung pada Seksi Demonomer dan Drying .......25 Tabel 3. 7 Spesifikasi Alat Pendukung pada Seksi VCM Recovery ......................28 Tabel 3. 8 Spesifikasi Alat Pendukung pada Seksi Storage dan Bagging .............30 Tabel 3. 9 Alat Instrumentasi yang Dikontrol di DCS ..........................................31 Tabel 3.10 Instrumen yang Dikontrol di DCS

3

Tabel 4. 1 Kapasitas Bahan Baku Air pada Unit Pengolahan Air Tabel 5. 1 Kualitas Limbah

3

4

Tabel 8. 1 Data Untuk Shell Side ..........................................................................54 Tabel 8. 2 Data Untuk Tube Side ...........................................................................55 Tabel 8. 3 Spesifikasi Air Cooled Heat Exchanger ..............................................55 Tabel 8. 4 Bare Module Factor ..............................................................................60 Tabel 8. 5 Perbandingan Water Cooling System dan Air Cooler ..........................61 Tabel 8. 6 Hasil Perbandingan Water Cooling System dan Air Cooler .................61 BAB I PROFIL PERUSAHAAN PT. ASAHIMAS CHEMICAL

8


1.1 Gambaran Umum PT. Asahimas Chemical (PT. ASC) adalah perusahaan Penanaman Modal Asing (PMA) yang memproduksi beberapa jenis bahan kimia dasar untuk memenuhi kebutuhan perkembangan industri nasional (dalam negeri) agar dapat mengurangi ketergantungan pada produk impor. Didirikan pada tanggal 8 September 1986 dengan nilai investasi awal sebesar US $ 200 juta dengan lahan seluas 24 hektar, PT. ASC diresmikan oleh presiden ke-II RI, Soeharto, pada tanggal 26 Agustus 1989. Sejak itu PT. ASC secara bertahap telah melakukan pengembangan (ekspansi) beberapa kali yang menjadikan kapasitas produksinya berlipat ganda dan meningkatkan nilai investasinya sampai sebesar US $ 535 juta dengan luas lahan menjadi lebih dari 90 hektar. Saat ini PT. ASC adalah pabrik Chlor Alkali-Vinyl Chloride terpadu terbesar di Asia Tenggara. Beberapa bahan kimia dasar yang diproduksi seperti Caustic Soda (NaOH), Ethylene Dichloride (EDC), Vinyl Chloride Monomer (VCM), Polyvinyl Chloride (PVC), Hydrochloride Acid (HCI) dan Sodium Hypochlorite (NaClO) banyak dimanfaatkan oleh kalangan industri hilir. Produk-produk ini merupakan bahan baku penting bagi sejumlah sektor industri di Indonesia. Penyertaan modal PT. ASC dibentuk dengan komposisi kepemilikan modal awal sebagai berikut : 1. Asahi Glass Co.Ltd (Jepang) sebesar 52,5% 2. Mitsubishi Corporation (Jepang) sebesar 11,5% 3. PT. Rodamas Co.Ltd, (Indonesia) sebesar 18%. 4. Ableman Finance Ltd di British (Virgin Island) sebesar 18% PT. ASC berkantor pusat di Summitmas Tower I Lt.9, Jl. Jend. Sudirman Kav.61-62, Jakarta Selatan, sementara pabriknya terletak di kawasan Krakatau Industrial Estate Cilegon (KIEC), Jl. Raya Anyer Km.122 Cilegon 42447, Banten. Beroperasi selama 24 jam sehari, PT. ASC memperkerjakan lebih dari seribu orang karyawan yang mayoritas berasal dari lingkungan sekitar perusahaan, termasuk dari daerah Cilegon dan Serang, Banten. Hal ini dimaksudkan sebagai upaya mewujudkan kepedulian sosial terhadap lingkungan masyarakat secara terus menerus, di samping menjalankan program padat karya, pembangunan

2


puskesmas, pemberian beasiswa bagi siswa berprestasi, dan menyediakan kesempatan berusaha bagi pengusaha kecil, dll. Di bidang mutu PT. ASC telah meraih sertifikat ISO 9001, sedangkan di bidang lingkungan PT. ASC telah meraih sertifikat ISO 14001, dan di bidang keselamatan dan kesehatan kerja PT. ASC juga telah meraih sertifikat OHSAS 18001 serta menerapkan Sistem Manajemen K3 (SMK3). Semua pencapaian ini membuktikan

komitmen

PT. ASC

terhadap

kualitas

produknya

demi

meningkatkan kepuasan pelanggan, pelestarian lingkungan hidup demi terjaganya kualitas lingkungan di masa depan serta terhadap Keselamatan dan Kesehatan Kerja karyawan dan orang lain yang bekerja untuk dan atas nama PT. ASC. 1.2 Struktur Organisasi Untuk memastikan tercapainya tujuan perusahaan, PT. ASC menetapkan pola kendali operasi perusahaan yang tercermin dalam struktur organisasi sebagai berikut : 1. Dewan Komisaris, yang terdiri dari : a. Presiden Komisaris b. Wakil Presiden Komisaris c. Komisaris 2. Dewan Direktur, yang terdiri dari : a. Presiden Direktur b. Wakil Presiden Direktur c. Direktur, termasuk Manajer Pabrik (Plant Director) d. Deputi Direktur 3. Manajer Divisi (Division Manager) 4. Asisten Manajer Divisi 5. Manajer Departemen (Department Manager) 6. Kepala Seksi (Section Chief) 7. Staff, termasuk shift leader 8. Operator / Teknisi Pemegang jabatan di dewan komisaris & dewan direktur merupakan para wakil pemegang saham di PT. ASC.

3


1.3 Pengaturan dan Iklim Kerja Dalam pengaturan kondisi kerja, Manajemen PT. Asahimas Chemical bersama dengan Serikat Pekerja Kimia, Energi, Pertambangan Minyak, Gas Bumi dan Umum (SP-KEP Unit Kerja PT. ASC) membuat kesepakatan bersama yang menghasilkan Perjanjian Kerja Bersama (PKB). Beberapa Ketentuan Pokok yang diatur antara lain : 1. Hubungan Kerja 2. Hari Kerja, Jam Kerja dan Jam Istirahat Tabel 1. 1 Kelompok Kerja, Hari, dan Jam Kerja

Kelompok Kerja

Hari Kerja

Jam Kerja

Karyawan Daily

Senin - Jumat

Daily : 07:30 - 16:30

Karyawan Shift

Mengikuti pola Shift

Shift 1 : 22:45 – 07:00 Shift 2 : 06:45 – 15:00 Shift 3 : 14:45 – 23:00

(Sumber: ASC, 2015)

3. Perjalanan Dinas 4. Sistem Pengupahan 5. Pemeliharaan Kesehatan 6. Keselamatan dan Kesehatan Kerja 7. Jaminan Sosial Dan Kesejahteraan 8. Pendidikan Dan Latihan 9. Tata Tertib Kerja 10. Dll. yang berhubungan dengan hak dan kewajiban bekerja.

1.4 Kebijakan Perusahaan Sebagai perusahaan multinasional yang sangat peduli terhadap masalah kualitas produk, pelestarian lingkungan dan kesehatan serta keselamatan kerja seluruh karyawan, PT Asahimas Chemical mempunyai visi dan misi yang tertuang

4


di dalam Kebijakan Kesehatan & Keselamatan Kerja, Lingkungan dan Mutu sebagai berikut : 1. Mengidentifikasi resiko kesehatan dan keselamatan kerja, dampak lingkungan dan mengambil tindakan untuk mencegah kecelakaan kerja dan pencemaran lingkungan. 2. Mengelola energi dan sumber daya alam sebagai bentuk kontribusi terhadap pelestarian lingkungan. 3. Memproduksi dan menjamin produk bermutu tinggi dan layanan prima untuk memenuhi kepuasan pelanggan. 4. Memenuhi semua peraturan perundang-undangan terkait dan persyaratan lain yang berlaku. 1.5 Keselamatan dan Kesehatan Kerja PT. Asahimas Chemical merupakan pabrik petrokimia yang terpadu yang mempunyai risiko cukup besar terhadap terjadinya kebakaran karena adanya bahan-bahan kimia yang mudah terbakar di lingkungan pabrik, seperti Ethylene, VCM, EDC, Hydrogen dan LPG. Selain itu terdapat juga bahan-bahan kimia yang dapat mengganggu kesehatan dan membahayakan keselamatan manusia seperti gas Chlorine, VCM, EDC, Soda Kaustik, Asam Sulfat, Asam Klorida dan Sodium Hipoklorit (NaClO). Oleh sebab itu, upaya pencegahan terhadap kebakaran dan kecelakaan perlu dilakukan sebagai perlindungan bagi tenaga kerja maupun asset perusahaan serta lingkungan sekitarnya, seperti tertuang dalam Undang-Undang No 1 tahun 1970, tentang Keselamatan dan Kesehatan Kerja bahwa pengusaha/perusahaan wajib melindungi tenaga kerja dan orang yang berada di lingkungannya dari kecelakaan dan gangguan kesehatan serta menggunakan sumber-sumber produksi secara aman dan efisien. Untuk memenuhi Undang-undang tersebut, PT. ASC menerapkan Sistem Manajemen K3 (SMK3) yang mengacu kepada PER 05/MEN/1996 dan membentuk Panitia Pembina Keselamatan dan Kesehatan Kerja (P2K3) yang didasarkan pada PER 04/Men/1987 di mana Departemen Safety & Health bertindak sebagai sekretariatnya. Untuk itu dibuat beberapa program kegiatan keselamatan dan kesehatan kerja, yang masing-masing kegiatan mempunyai tujuan dan sasaran tertentu dan melibatkan seluruh pihak, antara lain: Safety Management Committee Meeting (SMCM) yang merupakan rapat bulanan manajemen untuk membahas laporan kecelakaan kerja serta safety performance selama sebulan dan member arahan pelaksanaan program K3;

5


Safety Coordinator Meeting yang merupakan forum komunikasi para Safety Coordinator lintas departemen untuk membicarakan hal-hal yang berkaitan dengan permasalahan K3; Joint Safety Patrol (JSP) sebulan sekali dan Regular Joint Patrol (RJP) setiap hari 2 kali (jam 10:00 & 15:00) untuk mencari tindakan tidak aman dan kondisi tidak aman di area kerja serta potensi pencemaran yang ada agar dapat diambil tindakan perbaikan; Emergency Response Drill untuk melatih keterampilan karyawan dalam menghadapi kejadian darurat, dilakukan sebulan sekali (level 1 – tingkat departemen) dan setahun sekali (level 2 – tingkat pabrik); Safety Orientation yang merupakan pemberian materi tentang safety & environment kepada Business Partner (Kontraktor), dengan agar mereka tahu bagaimana cara bekerja secara aman, mengetahui apa yang harus dilakukan bila terjadi keadaan darurat, dan dapat menilai potensi bahaya di area kerjanya serta tidak mencemari lingkungan. Dalam hal Kesehatan Kerja, juga dilakukan beberapa kegiatan yang bertujuan memantau kondisi lingkungan kerja dan kesehatan karyawan, antara lain Walk Through Survey (WTS) dengan maksud mengidentifikasi potensi bahaya fisika, kimia, dan biologi yang dapat mengganggu kesehatan pekerja di tempat kerja, Pengukuran Parameter Lingkungan Kerja, Pemeriksaan Kesehatan Karyawan tahunan (Medical Check Up), dan Pelatihan tentang Hygiene Industri untuk membangun kesadaran kepada semua karyawan untuk bekerja dengan baik dan benar,terutama dalam penanganan bahan kimia. 1.6 Pengelolaan Lingkungan Mengingat proses produksi yang dilakukan melibatkan bahan kimia yang berkategori Bahan Berbahaya dan Beracun (B3) sehingga dapat menghasilkan timbulan produk samping dan limbah berbahaya dan beracun pula sebagai hasil proses, maka perusahaan telah mengantisipasinya dengan mempersiapkan instalasi pengolah limbah sesuai jenis limbah yang timbul, seperti : 1 Instalasi Pengolahan Air Limbah (Waste Water Treatment/WWT) 2 Instalasi Pengolahan Limbah Padat (Solid Waste Incinerator/SWI) 3 Instalasi Pengolahan Limbah Gas Pengolahan limbah pabrik baik untuk limbah cair maupun limbah gas dioperasikan dan dikontrol secara seksama sesuai dengan standar yang ditentukan, sementara untuk limbah-limbah yang tidak dapat diolah sendiri, dikirimkan ke Perusahaan Pengolah Limbah yang ditunjuk pemerintah. Dengan demikian pencemaran yang berdampak buruk terhadap lingkungan dan masyarakat sekitar

6


dapat dihindarkan, sesuai prasyarat Undang-undang terkait dan Sistem Manajemen Lingkungan ISO 14001. 1.7 BAB II DESKRIPSI PROSES PRODUKSI

PT. ASC merupakan sebuah pabrik terpadu (integrated plant) dimana produk yang dihasilkan saling berkaitan dan digunakan pada proses-proses selanjutnya. PT. ASC mempunyai empat plant (pabrik) utama, yaitu: 1. Chlor Alkali Plant (tiga unit pabrik) 2. VCM Plant (dua unit pabrik) 3. PVC Plant (tiga unit pabrik) 4. Utility Plant Apabila sebagian dari plant dalam kompleks tersebut mati akibat gangguan tertentu, maka semua kompleks akan terkena dampaknya. Untuk menjelaskan metode produksi apa yang dipakai pada setiap plant, pada sub-bab berikut akan dijelaskan hasil tinjauan pustaka mengenai proses yang terjadi pada masingmasing kompleks. 2.1. Bahan Baku dan Hasil Produksi Bahan baku utama yang dibutuhkan untuk proses produksi yang dilakukan oleh PT. ASC antara lain: 1. Etilen (Ethylene), sebanyak 200.000 ton/tahun yang dipasok dari Timur Tengah dan domistik (PT. Chandra Asri) melalui pipa. 2. Garam Industri (Industrial Salt), sebanyak 630.000 ton/tahun yang dipasok dari Australia dan India. 3. Tenaga Listrik, sebesar 152 MVA yang diperoleh dari Perusahaan Listrik Negara (PLN). 4. Oksigen (Oxygen), diperoleh dari PT. Air Liquid Indonesia (Alindo) dan sebagian diproses sendiri. 5. Air Industri, diperoleh dari PT. Krakatau Tirta Industri (KTI)

7


Dari bahan baku tersebut yang telah disebutkan di atas, PT. ASC mampu menghasilkan produk bahan baku kimia dasar, antara lain: 1. Caustic Soda (NaOH); 370.000 ton/tahun. 2. Flake Caustic Soda (F-NaOH); 30.000 ton/tahun. 3. Sodium Hypochlorite (NaClO); 25.000 ton/tahun. 4. Vinyl Chloride Monomer (VCM); 400.000 ton/tahun. 5. Polyvinyl Chloride (PVC); 285.000 ton/tahun. 6. Hydrochloric Acid (HCl); 67.000 ton/tahun.

Gambar 1. 1 Blok Diagram Proses di PT. Asahimas Chemical (Sumber: ASC, 2015)

Penerimaan bahan baku dan distribusi hasil produksi, dilakukan dengan menggunakan 2 cara, yaitu :  Transportasi laut, yaitu dengan menggunakan fasilitas pelabuhan khusus (Jetty) yang masing-masing mempunyai kapasitas 50.000 DWT, 30.000 DWT, dan 4.000 DWT.

8


 Transportasi darat, yaitu dengan fasilitas antara lain stasiun-stasiun pemuatan barang dengan truk tangki serta kontainer-kontainer untuk kepentingan domestik maupun ekspor. 2.2. Proses Produksi pada Integrated Plant 2.2.1 Chlor Alkali Plant (Pabrik C/A) Garam dari penampung dilarutkan dalam tangki pelarutan garam (Salt Dissolver) dengan menggunakan air industri, sehingga terbentuk larutan NaCl ±300 g/lt. Larutan ini kemudian diumpankan ke dalam reaktor pada tahap pemurnian pertama. Dengan penambahan beberapa bahan kimia, ion-ion pengotor dalam larutan garam tersebut dinonaktifkan. Kemudian dimasukkan ke dalam tangki penjernihan (Clarifier), sehingga kotorannya mengendap dan dapat dipisahkan. Larutan garam tersebut lalu disaring dengan menggunakan saringan pasir (Sand Filter) agar diperoleh larutan yang benar-benar bebas dari pengotor. Pada tahap pemurnian kedua, larutan garam (Brine) Lalu diumpankan ke dalam Brine Resin Tower (Anion / Cation Bed) yang menggunakan Resin Chelatin (R-Na2). Resin tower ini digunakan untuk mengikat ion-ion pengotor yang masih terikut dalam larutan garam. Larutan garam yang sudah bersih ini kemudian disebut sebagai BRP (Purified Brine). Proses selanjutnya BRP direaksikan menggunakan proses elektrolisa (Electrolysis Process) dengan menggunakan Ion Exchange Membrane Technology, yang biasa disebut dengan Azec System. Azec System adalah teknologi yang dikembangkan oleh Asahi Glass Co. Ltd., dari Jepang yang mempunyai keunggulan bebas dari polusi, karena tidak menggunakan unsur merkuri dan dapat menghemat energi yang disebabkan oleh konsumsi listrik yang rendah. BRP diumpankan ke sel elektrolisa pada bagian anoda, sedangkan pada katoda diumpankan demineralized water (WD). Di dalam sel elektrolisa terdapat membran jenis monopolar yang hanya dapat ditembus (dilewati) oleh ion Na+. Proses elektrolisa ini dapat terjadi dengan adanya bantuan energi listrik. Energi listrik dari PLN diubah dari arus bolak balik

9


(AC) menjadi arus searah (DC) dengan menggunakan Rectifier sesuai dengan kebutuhan energi di sel elektrolisa. Reaksi yang terjadi pada proses elektrolisa adalah sebagai berikut:

Bagian Anoda : −¿ +¿+Cl ¿ NaCl→ Na¿ −¿ 1 ¿ −¿ → Cl +e 2 2 Cl ¿ Bagian Katoda : −¿ 1 −¿ → H 2+OH ¿ 2 H 2 O+e ¿ −¿ → NaOH +¿+OH ¿ Na¿ 1 1 NaCl+ H 2 O → H 2 + Cl + NaOH 2 2 2

Gambaran umum proses elektrolisa dapat dilihat pada Gambar 2.2. Sedangkan perbandingan proses / teknologi yang digunakan pada industri Chlor Alkali dapat dilihat pada Tabel 2.1. Hasil yang keluar dari proses elektrolisa yaitu gas Hidrogen (Hydrogen/H2), gas Klorin (chlorine/Cl2) dan cairan Soda Api (caustic soda / NaOH) dengan konsentrasi ±32 wt%. Selanjutnya gas hidrogen digunakan sebagai bahan bakar pada furnace. Gas Klorin digunakan untuk proses pembentukan Etilen di-klorida (EDC). Cairan NaOH 32 wt% kemudian diuapkan (evaporasi) kandungan airnya sehingga terbentuk cairan NaOH 48% di unit Triple Effect Evaporator. Produk yang terbentuk kemudian disimpan di dalam tangki

10


penampungan dan siap untuk dipasarkan. Sebagian dari produk larutan NaOH 48% juga dipekatkan kembali untuk mendapatkan NaOH dalam bentuk padatan (Flake) dengan konsentrasi sekitar 98%. Tabel 2. 1 Perbandingan proses Chlor-Alkali

(Sumber: ASC, 2015)

Sebagian cairan NaOH direaksikan dengan gas klorin sehingga membentuk Sodium Hypo chloride (NaClO) sebagai hasil samping. C/A plant juga menghasilkan cairan HCl 33% dengan sumber HCl gas dari VCM plant.

Gambar 2. 1 Membran Elektrolisa (Sumber: ASC, 2015)

2.2.2 EDC & VCM Plant Proses produksi VCM dari Etilen merupakan rangkaian dari beberapa seksi proses. Pada seksi pertama Etilen di-klorida (EDC) dihasilkan dari Klorinasi langsung (Direct Chlorination) Etilen di dalam 11


phase cair dan pada seksi kedua melalui Oxychlorination. Kedua reaksi tersebut adalah reaksi eksotermis. EDC yang terbentuk dari kedua proses di atas lalu dimurnikan melalui tahapan distilasi (distilasi EDC). Pada seksi ketiga EDC direngkah (Cracked) membentuk VCM dan HCl dengan konversi 50-55%. Reaksi perengkahan ini adalah reaksi endotermis. EDC yang tidak bereaksi (tidak terkonversi menjadi VCM) dipisahkan dalam unit distilasi VCM. VCM disimpan di dalam tangki dan HCl dikembalikan ke unit Oksiklorinasi sedangkan EDC yang tidak bereaksi dikembalikan ke dalam seksi pemurnian EDC (distilasi EDC). Diagram di bawah ini menunjukkan masing-masing seksi dari keseluruhan proses produksi VCM.

Gambar 2. 2 Blok diagram proses produksi VCM di PT Asahimas Chemical (Sumber: ASC, 2015)

a

Proses Klorinasi langsung (Direct Chlorination) Dalam proses Klorinasi langsung EDC dihasilkan melalui reaksi antara Etilen dan khlorin dalam phase EDC cair, melalui reaksi: C2 H 4 +Cl 2 katalis C 2 H 4 Cl 2+180 kJ →

b Proses Oksiklorinasi (Oxychlorination) Dalam proses oksiklorinasi, EDC dihasilkan melalui reaksi antara etilen, oksigen dan HCl. HCl didapatkan dari perengkahan VCM. Reaksi berlangsung secara eksotermal dengan menggunakan katalis Alumina Tembaga klorida (Copper Chloride Alumina) dalam reaktor fluidisasi.

12


Reaksi berlangsung pada suhu 200 - 300 0C C2 H 4 +2 HCl+0,5 O2 katalis C 2 H 4 Cl 2+ H 2 O+238 kJ →

Reaksi antara gas Etilen, oksigen dan HCl berlangsung di dalam reaktor berkatalis padat yang terfluidisasi. Gas tersebut diumpankan melalui bagian dasar reaktor dengan menggunakan distributor gas yang didesain secara khusus. Panas reaksi digunakan untuk menghasilkan uap panas (steam). Steam ini kemudian digunakan pada seksi yang lain sebagai media pemanas. Gas hasil reaksi dilewatkan melalui cyclone untuk memisahkan partikel katalis dan gas EDC, dimana partikel-partikel padat dikembalikan lagi ke dalam reaktor. Gas kemudian didinginkan secara mendadak (quenching), dan produk EDC akan meninggalkan quencher melalui bagian atas, kemudian di kondensasi dan dinetralisasi. Hasil dari proses ini dinamakan Crude EDC. Untuk pemurniannya Crude EDC ini dikirimkan ke unit distilasi EDC. Air yang terbentuk dari hasil reaksi diolah di Instalasi Pengolahan Air Limbah (IPAL /waste water treatment). Gas yang tidak terkondensasi dikirim kembali ke reaktor dan sebagian kecil dibakar di incinerator. Gas yang di-recycle tersebut mengandung Etilen dan oksigen yang tidak bereaksi. c

Proses Perengkahan EDC (EDC Cracking Section) EDC kemudian dikirimkan ke seksi VCM plant untuk diproses selanjutnya dengan pemecahan rantai sehingga terbentuk VCM dan HCl. o Reaksi terjadi pada suhu ±500 C. Pemanasan dilakukan dengan menggunakan bahan bakar LPG dan gas Hidrogen. C2 H 4 Cl2 Heat C2 H 3 Cl+ HCl →

EDC direngkah (Cracked) membentuk VCM dan HCl dengan konversi 50- 55% terhadap EDC. EDC yang tidak bereaksi dipisahkan dalam unit distilasi VCM. VCM disimpan di dalam tangki dan HCl dikembalikan ke dalam unit Oksiklorinasi sedangkan EDC yang tidak bereaksi dikembalikan ke dalam seksi distilasi EDC Sebagian HCl gas juga dikirimkan ke HCl plant untuk dijadikan HCl

13


33%Wt. Di ASC terdapat 3 unit HCl plant; 2 unit di C/A plant dan 1 unit di VCM plant. 2.2.3 PVC Plant Keseluruhan pabrik PVC yang ada di ASC menggunakan Proses Suspensi yang paling banyak digunakan oleh pabrik di seluruh dunia. Teknologi ini merupakan teknologi CHISSO Jepang, yang telah dikembangkan oleh CHISSO sejak 1939. Pembuatan PVC terdiri dari lima (5) seksi yaitu: a. Polimerisasi (Polymerization) VCM yang dihasilkan dari plant VCM dipolimerisasikan di dalam reaktor sistem Batch (curah). Bahan baku polimerisasi yaitu VCM, air non mineral (Deminarelized water), Katalis / Inhibitor, Suspending Agent (SA) dan bahan – bahan additive tertentu dimasukkan ke dalam reaktor bebas udara. Reaksi polimerisasi terjadi pada temperatur yang konstan, kemudian slurry (bubur PVC) dikeluarkan dari reaktor. b. VCM Striping (Demonomer) Demonomer merupakan proses pemisahan VCM yang tidak bereaksi dari bubur PVC dengan tujuan menghilangkan kandungan VCM dalam resin PVC ke batas yang dibutuhkan oleh spesifikasi. Gas VCM yang terpisahkan dikirimkan ke gas holder untuk diproses kembali di unit Recovery VCM. c. Pengeringan (Drying) PVC yang bebas VCM kemudian dikeringkan dan diayak. Kemudian dipindahkan kedalam silo untuk pengepakan dan penyimpanan. d. Recovery VCM Pada proses VCM yang tidak bereaksi baik dari seksi polimerisasi maupun seksi demonomer diproses kembali sehingga membentuk cairan VCM. Cairan VCM kemudian disimpan dan dapat digunakan kembali sebagai bahan baku. e. Pengepakan (Bagging) Pada bagian ini proses pengemasan produk PVC dilakukan kedalam

14


kantong kemasan (bag) dalam ukuran 25 kg dan 600 kg. ASC juga menyediakan kemasan curah dalam bentuk peti kemas (container). Produk PVC yang dihasilkan ASC dikenal dengan nama ASNYL. 2.3. Proses Pendukung (Utility Plant) Utility Plant adalah suatu unit produksi yang bertugas menyediakan kebutuhan material penunjang proses produksi di dalam pabrik. Terdapat beberapa unit-unit produksi dalam utility plant, yaitu: 2.3.1

Water Treatment Unit (Unit Pengolahan Air) Terdapat dua proses utama dalam utility plant, yaitu proses penyaringan (Filtration) dan proses demineralisasi. a. Unit Penyaringan Pada proses penyaringan, raw water disaring melalui sand filter (saringan pasir) untuk menghilangkan suspended solid. Air kemudian dialirkan melalui carbon active untuk mengurangi kandungan organik dan menghilangkan sisa Klorine bebas (residual free Chlorine). Produk dari unit ini berupa Industrial Water (WI) yang disimpan dalam tangki atmospherik. b. Demineralizer Unit Air hasil unit penyaringan (industrial water) digunakan sebagai bahan baku pada proses ini. Terdapat tiga unit resin penukar ion di dalam proses demineralization, yaitu cation exchange tower, vacuum degassifier dan anion exchange tower. Produk dari unit ini adalah demineralize Water (WD) dan disimpan dalam tangki khusus WD. Baik filtration unit maupun demineralizer unit perlu dilakukan proses backwash dan regenerasi untuk mempertahankan daya gunanya. Di samping dua produk air diatas, Utility Plant juga mensuplai Portable Water (WN). Portable Water (WN) digunakan untuk kebutuhan sanitasi (MCK) dan juga menyediakan kebutuhan air untuk kegiatan pemadaman kebakaran (WF).

15


2.3.2

Air Separation Unit Unit ini memproduksi oksigen (O2) dan nitrogen (N2) dalam bentuk gas dan cair. Udara umpan setelah dikompresi dialirkan melalui suatu adsorber untuk menghilangkan uap air dan gas CO 2, kemudian dikirim ke unit distilasi untuk memisahkan campuran oksigen (O2) dan nitrogen (N2). Unit ini didesain mampu menghasilkan Oksigen dengan kemurnian yang tinggi sebagai salah satu bahan baku VCM plant pada reaktor OHC. Gas Nitrogen juga digunakan sebagai inert gas pada pembilasan jalur/pipa gas yang mudah terbakar atau sealing gas pada tangki-tangki EDC maupun WD. Di samping itu juga dipergunakan untuk pengujian kebocoran alat atau pipa.

2.3.3

Plant Air dan Instrument Air Unit Unit ini menghasilkan udara dengan tekanan 5–6 kg/cm 2G melalui proses kompresi udara luar. Udara tekan ini digunakan terutama untuk menghasilkan Air Instrument (AI) melalui proses adsorsi uap air dengan alumina gel (adsorbent). Air Instrument (AI) digunakan untuk menggerakan alat-alat instrumentasi (Control Valve) pada plant. Disamping untuk menghasilkan AI, udara tekan juga digunakan untuk beberapa kebutuhan lain seperti pembersihan peralatan, bubbling (aerasi) suatu pit (bak penampung), juga ada pula untuk kebutuhan proses seperti proses Air Burning di VCM Cracker, atomizer pembakaran bahan bakar di boiler atau di incinerator, dan lain-lain.

2.3.4

Steam Generator Steam (uap panas) yang dihasilkan oleh utility plant terdiri dari beberapa jenis berdasarkan tekanannya: a

Steam High Pressure (SHP), dengan tekanan 14 kg/cm2.G

b

Steam Medium pressure (SMP), dengan tekanan 11 kg/cm2.G

c

Steam Low Pressure (SLP), dengan tekanan 4 kg/cm2.G

d

Steam Low – low pressure (SLLP), dengan tekanan 2 kg/cm2.G

16


Steam tersebut dihasilkan oleh 3 buah Packed Boiler yang kapasitas operasinya tergantung dari kebutuhan pabrik pemakainya. 2.3.5

Air Pendingin (Cooling Water) Ada dua jenis cooling water yang dioperasikan di Utility, berdasarkan prosesnya, yaitu:

a. Close Cooling Water (WKS) Close Cooling water system digunakan sebagai pendingin di plant VCM II dan CA II/III. Air pendingin disirkulasikan ke user dengan menggunakan pompa sirkulasi dan panas yang diserap oleh air pendingin ini ditransfer ke pendingin air laut, melalui plate and frame heat exchanger (HE). b. Open Cooling Water (WCS) Open Cooling water didesain tersendiri dari cooling tower dan pompa sirkulasi sehingga dapat memenuhi kebutuhan air pendingin ke beberapa pabrik diantaranya untuk pendingin kompresor, pompa, dan peralatan – peralatan yang beroperasi saat power failure (listrik padam). Utility plant juga menyediakan air pendingin dari air laut (WSS/sea water supply). Pendingin air laut ini dipompa dan didistribusikani sebagai pendingin dan air laut panas setelah digunakan akan dikembalikan ke laut. 2.3.6

Penyediaan Bahan Bakar Fuel facility, berfungsi untuk menampung atau menerima bahan bakar (fuel oil) dan LPG dari lorry, menyimpan dan mendistribusikan ke semua pemakai. Ada beberapa bahan bakar yang ditangani oleh Utility department, yaitu: a. Industrial Diesel Oil (IDO) b. Heavy Oil (HVO) c. LPG IDO dan HVO digunakan sebagai bahan bakar di boiler dan LPG sebagian besar digunakan untuk VCM cracker, penggunaan lain LPG adalah di incinerator, kantin dan boiler untuk pilot burner.

17


Utiliti juga bertugas untuk mengolah dan memonitor semua limbah yang dihasilkan oleh pabrik-pabrik lainnya. Unit pengolahan limbah yang dipergunakan untuk memproses limbah tersebut sehingga aman bagi lingkungan. Selain di kontrol secara internal, dari Pemerintah melalui Badan Pembina Lingkungan secara reguler melakukan pengontrolan terhadap limbah yang dihasilkan PT.ASC. Dengan teknologi, fasilitas dan aktivitas yang telah diterapkan terjadinya pencemaran lingkungan dapat diantisipasi. Instalasi pengolahan limbah ASC terbagi menjadi beberapa bagian antara lain: a

Instalasi Pengolahan Air Limbah (WWT)

b

Instalasi Pengolahan Limbah Padat (SWI)

c

Instalasi Pengolahan Limbah Gas. Pengolahan limbah pabrik baik untuk limbah cair maupun limbah gas dioperasikan dan dikontrol secara seksama sesuai dengan standard yang ditentukan, sehingga pencemaran yang berdampak negatif terhadap lingkungan dan masyarakat sekitarnya dapat terhindarkan. Hal ini dibuktikan dengan pencapaian standard mutu lingkungan ISO 14001. Semua fasilitas produksi pabrik ASC dilengkapi dengan teknologi canggih dan mutakhir. Semua pengoperasian masing-masing dikontrol secara otomatis dengan menggunakan Distributed Control System (DCS).

2.3.7

Quality Assurance Sejak dimulainya produksi secara komersil, ASC dapat menerobos pangsa pasar baik dalam negeri maupun mengekspor ke negara-negara ASEAN, Australia, China, dan Timur Tengah. Guna memenuhi permintaan pasar serta memperkuat daya saing, ASC melaksanakan pengendalian mutu produknya secara prima. Penggendalian mutu produk ASC dilakukan dengan teknologi yang canggih dalam laboratorium berfasilitas yang modern dan lengkap. Kualitas dan Mutu diatur sebaik mungkin dan ASC telah mendapatkan standar mutu ISO 9001.

18


Quality Assurance (QA) mempunyai tugas utama untuk mendukung Divisi Produksi dalam memenuhi standar mutu. Standar mutu yang diatur berupa bahan baku dan produk akhir yang dihasilkan sebelum dikirim kepada pelanggan. Selain itu, QA juga membantu menganalisis parameter produk in-process dan memantau parameter limbah yang dihasilkan oleh PT ASC agar sesuai dengan peraturan yang berlaku. Metode analisis yang digunakan dalam QA mulai dari analisis kimiawi sederhana (seperti titrimetri, gravimetri, dan kolorimetri), sampai analisis yang menggunakan instrumen sebagai alat bantunya (seperti Spektrofotometer (UV-VIS, AAS, ICPS), Kromatografi Ion, Kromatografi Gas, dan Laser). Kemampuan deteksi alat yang dipakai beragam, bahkan ada yang sampai level ppb (part per billion, atau 1 bagian per milyar). Alat-alat ini dijaga tingkat reliabilitasnya dengan cara dikalibrasi secara periodik. Ada pun metode analisis yang digunakan juga mengacu pada metode standar nasional dan internasional yang telah diakui seperti SNI, JIS, dan ASTM. Dalam kondisi tertentu, dengan mempertimbangkan kondisi contoh, pengembangan metode analisis juga sering dilakukan sendiri. Dalam hal pelaporan hasil analisis, QA telah menggunakan sistem jaringan komputer perusahaan (APIC) sehingga hasil analisis dapat segera diketahui (real on time). Demikian juga pengendalian produk akhir yang telah menggunakan sistem komputer database AS-400, di mana QA memastikan bahwa hanya produk akhir yang telah memenuhi baku mutu produk yang dapat dikirim kepada pelanggan. Untuk meningkatkan sumber daya manusia karyawan yang ada, QA selalu berusaha mengirimkan karyawan tersebut untuk ikut dalam pelatihan baik internal ataupun external dan juga ikut dalam seminarseminar yang berhubungan dengan pekerjaan sehari-hari. Untuk meningkatkan daya saing di pasar internasional, sejak pertengahan tahun 1997 PT Asahimas Chemical telah menerapkan sistem manajemen mutu ISO 9001. Dengan demikian semua prosedur analisis kimia di QA sudah baku.

19


Supaya prosedur analisis kimia tersebut selalu up to date, prosedur tersebut di-review secara berkala apakah masih tetap valid atau tidak lalu dilakukan revisi bila dianggap perlu. Demikian juga dalam hal pemeliharaan peralatan laboratorium sudah teratur sesuai dengan sistem yang digariskan dalam ISO 9001 tersebut. Semua peralatan laboratorium sudah dibuat pengkategorian, apakah peralatan tersebut butuh kalibrasi atau tidak. Peralatan yang butuh kalibrasi dibuatkan jadwal kalibrasi dengan frekuensi sesuai dengan kebutuhan. Dan bagi peralatan yang tidak perlu dikalibrasi, dibuatkan jadwal pemeriksaan rutin dengan frekuensi sesuai dengan kebutuhan. Dari segi jumlah peralatan sudah sangat memadai, sehingga tidak pernah ada aktivitas analis kimia yang tertunda akibat dari adanya peralatan laboratorium yang mengalami masalah. Demikian juga halnya dengan ketersediaan consumable material sehari-hari untuk laboratorium, seperti chemical reagent, laboratory gas dan spare parts. Dengan hubungan yang baik antara PT Asahimas Chemical dan para vendo/ supplier, keterjaminan persediaan consumable material tersebut selalu terpenuhi. Dengan demikian, kegiatan di laboratorium tersebut dapat berjalan selama 24 jam setiap hari untuk mendukung kebutuhan divisi produksi secara umum dan divisi lainnya. BAB III ALAT DAN INSTRUMENTASI PROSES 3.1 Spesifikasi Alat Utama Secara umum, proses produksi di PVC Plant dapat dikelompokkan ke dalam empat seksi, yaitu polimerisasi, demonomer & drying, VCM recovery, serta storage & bagging. Tabel 3.1 s/d Tabel 3.4 memberikan sekilas gambaran mengenai spesifikasi dan fungsi dari masing-masing alat utama yang digunakan dalam tiap seksi. Tabel 3. 1 Spesifikasi Alat Utama pada Seksi Polimerisasi

REAKTOR Internal 3600 mm

AGITATOR Kapasitas

20

90 m3/jam


Diameter Tinggi Volume Tekanan

4500 mm 62,5 m3 7,82 kg/cm2G

Total Head Driver Tipe

30 m 18,5 kW sentrifugal mengaduk campuran

tempat reaksi Fungsi

polimerisasi VCM

bahan baku dalam

Fungsi

reaktor sehingga

menjadi PVC terjadi

homogen

(Sumber: ASC, 2015) Tabel 3. 2 Spesifikasi Alat Utama pada Seksi Demonomer dan Drying

STRIPPING COLUMN Tekanan 1,2 kgf/cm2 Suhu 120oC

DRIER Tipe

fluidized bed mengeringkan PVC

Fungsi Fungsi

memisahkan VCM yang tidak bereaksi dari slurry PVC

sampai kadar moisture

0,3% wt CENTRIFUGE Tipe sentrifugal memisahkan slurry Fungsi PVC dari air hingga kadar air 25%

(Sumber: ASC, 2015)

Tabel 3. 3 Spesifikasi Alat Utama pada Seksi VCM Recovery

VCM GAS HOLDER Tekanan 300 mmAq+LH menampung semua gas Fungsi

VCM yang tidak bereaksi

VCM COMPRESSOR Tipe nash Kapasitas 1135 m3/jam 200 mmAq Tekanan 1,8 kgf/cm2G menaikkan tekanan gas Fungsi VCM

(Sumber: ASC, 2015) Tabel 3. 4 Spesifikasi Alat Utama pada Seksi Storage dan Bagging

PRODUCT SILO Volume 200 m3 Tekanan 500 mmAq+LH Fungsi

BAGGING MACHINE Fungsi

mengepak produk

PELLETIZER

menampung bubuk

Fungsi

PVC sebelum dikemas

menyusun produk yang sudah dikemas

(Sumber: ASC, 2015)

3.2 Spesifikasi Alat Pendukung

21


Sementara spesifikasi alat-alat pendukung yang digunakan untuk menunjang kinerja dan fungsi alat utama pada tiap seksi dapat dilihat pada Tabel 3.5 s/d Tabel 3.8. Tabel 3. 5 Spesifikasi Alat Pendukung pada Seksi Polimerisasi

Suspending Agent Solution Tank ID x tinggi 2300 x 3000 mm Height 4500 mm Volume 10 m3 300 mmAg+LH (shell) Tekanan 1,5 kgf/cm2G (tube) SUS 304 (shell) Material SS 41 (tube) Fungsi tempat melarutkan SA dengan WD Solution Tank Agitator Tipe paddle Daya 15 kW Material SUS 304

SA Storage Tank ID x tinggi 2800 x 3500 mm Volume 20 m3 Tekanan 300 mmAq+LH Fungsi tempat penyimpanan SA SA Cooler 6 kgf/cm2G Tekanan 5 kgf/cm2G Material aluminium Fungsi mendinginkan SA SA Transfer Pump Kapasitas 30 m3/jam Total Head 15 m

(Sumber: ASC, 2015) Tabel 3. 5 Spesifikasi Alat Pendukung pada Seksi Polimerisasi (Lanjutan-1)

Solution Tank Agitator mengaduk campuran dalam Fungsi solution tank Solution Tank Rotary Feeder Material SUS 304 Fungsi

mengatur input suspending agent powder

SA Feed Pump Kapasitas Tipe Total Head Daya

7 m3/jam sentrifugal 40 m 5,5 kW

Material

SCS 13

Fungsi FO Tank ID x tinggi Volume Tekanan Material

SA Transfer Pump Daya

5,5 kW

Tipe Material

sentrifugal SCS 13 mengirimkan SA dari SA

Fungsi

solution tank ke SA storage

tank VCM Charge Filter ID x tinggi 660 x 1000 mm Volume 0,4 m3 Tekanan 14 kgf/cm2G Material SUS 304 menyaring VCM sebelum Fungsi masuk ke dalam reaktor

memompa masing-masing SA ke reaktor

Exhaust Blower

600 x 1000 mm 0,3 m3 300 mmAq+LH

Kapasitas Daya Tekanan Material

2520 m3/jam 7,5 kW 620 mmAq carbon steel menghisap sisa VCM dan

SUS 304

Fungsi

uap air yang ada di dalam

reaktor Additive Pump Kapasitas 1,7 m3/jam

Fungsi menyimpan FO Additive Tank

22


ID x tinggi Volume Tekanan Material Fungsi

1300 x 1500 mm 1,9 m3 300 mmAq+LH SUS 304 menyimpan zat aditif yang

Total Head Daya Tipe Material Fungsi

digunakan dalam proses

150 m 5,5 kW PL SUS 304 memompa aditif ke dalam reaktor

(Sumber: ASC, 2015) Tabel 3. 5 Spesifikasi Alat Pendukung pada Seksi Polimerisasi (Lanjutan-2)

Additive Tank Agitator Tipe paddle Daya 2,2 kW Material SUS 304 Fungsi

mengaduk aditif dalam tangki

FO Pump Kapasitas Total Head Daya Tipe Material

agar tercampur merata

Fungsi

Slurry Discharge Pump Kapasitas 150 m3/jam Total Head 25 m Daya 22 kW Tipe SD Material SCS 13 memompa slurry dari reaktor Fungsi ke blow down tank NS Tank ID x tinggi 800 x 1200 mm Volume 0,6 m3 Tekanan 300 mmAq+LH Material SUS 304 Fungsi

menyimpan NS

NS Feed Pump Kapasitas Total Head Daya Tipe Material Fungsi

0,1 m3/jam 30 m 0,4 kW gear SCS 13 memompa NR ke reaktor

0,2 m3/jam 167 m 0,75 kW SD SUS 304 memompa FO ke dalam reaktor

Poison Tank ID x tinggi Volume Tekanan Material

800 x 2000 mm 1 m3 22 kgf/cm2G SUS 304

Fungsi

tempat penyimpanan poison

Mecha Seal Tank ID x tinggi 200 x 400 mm Volume 12 L Tekanan 18 kgf/cm2G Material carbon steel tempat penyimpanan pelumas Fungsi untuk agitator reaktor Injection Water Tank ID x tinggi 1200 x 1400 mm Volume 1,5 m3 Tekanan 300 mmAq+LH Material SUS 304 menampung WD untuk Fungsi diinjeksikan ke dalam reaktor

(Sumber: ASC, 2015)

Tabel 3. 5 Spesifikasi Alat Pendukung pada Seksi Polimerisasi (Lanjutan-3)

NS Filter ID x tinggi Volume

VCM Gas Cyclone ID x tinggi 200 x 400 mm Volume 0,53 m3

170 x 330 mm 0,008 m3

23


Tekanan

7 kgf/cm2G

Material

SM 50A menyimpan slurry yang

Material

SUS 304

Fungsi

terbawa oleh gas VCM yang keluar dari reaktor

Fungsi Nitrogen Filter ID x tinggi Volume Tekanan Material Fungsi

menyaring NS sebelum

Evacuation Blower

masuk reaktor

Kapasitas Total Head Tipe

100 x 200 mm 0,002 m3 7 kgf/cm2G SUS 304 menyaring nitrogen sebelum

Tekanan Material

masuk ke reaktor

Catalyst Feed Tank ID x tinggi Volume Tekanan Material

12 inch x 400 mm 50 L 7 kgf/cm2G SUS 304 penampungan sementara

Fungsi

katalis sebelum masuk ke

Fungsi

150 m3/jam 700 mmAq turbo -300 kgf/cm2G 400 kgf/cm2G SS 400 membuang gas VCM keluar

dari reaktor ke gas holder Polymerization Vacuum Pump Kapasitas 900 m3/jam Tipe kinney Daya 22 kW Material SUS 304 Fungsi

membuang udara dari reaktor

dalam reaktor (Sumber: ASC, 2015)

Tabel 3. 6 Spesifikasi Alat Pendukung pada Seksi Demonomer dan Drying

Blow Down Tank ID x tinggi 6300 x 6500 mm Volume 200 m3 Tekanan 500 mmAq+LH Material SUS 304 menampung slurry dari Fungsi reaktor Neutralizer Tank ID x tinggi 1300 x 1500 mm Volume 2 m3 Tekanan atmosferik

Blow Down Tank Agitator Tipe paddle Daya 22 kW Material SUS 304 Fungsi

pengaduk untuk blow down tank

Demonomer Slurry Feed Pump Kapasitas 50 m3/jam Total Head 65 m Tipe sentrifugal

24


Material

SUS 304

Fungsi

menampung zat neutralizer

Slurry Transfer Pump Kapasitas 150 m3/jam Total Head 35 m Tipe sentrifugal Daya 22 kW Material SCS 13 menyalurkan slurry dari blow Fungsi down tank A ke slurry sieve Demonomer Partial Condenser Luas 10 m2 dan 20 m2 Permukaan 5 kgf/cm2G (shell) Tekanan -1 kgf/cm2G (tube) SUS 304 (shell) Material SUS 318 L (tube) mendinginkan uap air dari Fungsi stripping column

Daya Material Fungsi Slurry Sieve Daya Tekanan Material Fungsi

22 kW SCS 13 menyalurkan slurry dari blow down tank ke stripping column 22 kW 500 mmHg SUS 304 menyaring slurry sebelum masuk ke blow down tank B

Slurry Heat Exchanger Luas 108 m2 Permukaan Tekanan 10 kgf/cm2G Material Tube SUS 318 L Fungsi

mengambil panas slurry yang keluar dari stripping column

(Sumber: ASC, 2015) Tabel 3. 6 Spesifikasi Alat Pendukung pada Seksi Demonomer dan Drying (Lanjutan-1)

Demonomer Total Condenser Luas 8 m2 Permukaan 7 kgf/cm2G (shell) Tekanan -1 kgf/cm2G (tube) titanium (shell) Material SUS 318 L (tube)

Demonomer Vacuum Pump

Fungsi

Fungsi

mendinginkan gas VCM

Demonomer Vacuum Separator ID x tinggi 400 x 850 mm Volume 0,1 m3 Material carbon steel memisahkan gas VCM Fungsi

dengan air yang keluar dari nash pump

Demonomer Vacuum Cooler ID x tinggi 12 inch x 4200 mm Luas 10,5 m3 Permukaan 3 kgf/cm2G (shell) Tekanan 5 kgf/cm2G (tube)

Tipe

nash

Daya

11 kW -250 mmHg (suction) 400 mmHg (discharge) SCS 13 menyalurkan VCM ke stripping

Tekanan Material

column Demonomer Circulation Pump Kapasitas 3,6 m3/jam Total Head 16 m Tipe sentrifugal Daya 1,5 kW Material FC 20 menyuplai air yang dibutuhkan Fungsi nash pump Slurry Tank ID x tinggi 5000 x 52000 mm Volume

100 m3

Tekanan Material

300 mmAq+LH SUS 304

25


Material Fungsi

STPG -38E (shell) TTH28WD (tube) mendinginkan air dari

Fungsi

menampung slurry yang keluar dari stripping column

circulation pump

(Sumber: ASC, 2015)

Tabel 3. 6 Spesifikasi Alat Pendukung pada Seksi Demonomer dan Drying (Lanjutan-2)

Slurry Circulation Pump Kapasitas 50 m3/jam Total Head 25 m Tipe sentrifugal Daya 11 kW Material SCS 13 sirkulasi slurry dan Fungsi

menyuplai slurry ke

centrifuge Pneumatic Drying Cyclone Separator Diameter 1000 mm Tekanan 1500 mmAq Material SUS 304 memisahkan PVC & udara Fungsi sebelum masuk ke 2nd drier Pneumatic Drying Air Heater Luas 300 m3 (pre-heater) 1000 m3 (main heater) Permukaan 0,2 kgf/cm2G (shell) Tekanan 12,5 kgf/cm2G (tube) SUS 304 (shell) Material SUS 304 TB-A (tube) memanaskan udara dengan Fungsi menggunakan steam Pneumatic Drying Air Blower Kapasitas 33000 m3/jam Tipe turbo -1200 mmAq (suction) Tekanan 100 mmAq (discharge) Material SUS 304 mengirim PVC dari Fungsi pulverizer ke cyclone

Centrifuge Kapasitas Tipe Daya Material

6500 kg/jam sentrifugal 90 kW SUS 304, SUS 316 (C)

Fungsi

memisahkan slurry dari air

2nd Dust Collector Unit ID x tinggi 2700 x 5000 mm Tekanan atmosferik Material SS 400 Fungsi

menyaring debu PVC

Pneumatic Drying Pulverizer Kapasitas 700 kg/jam Daya 3,7 kW Material Fungsi

SUS 304 menghancurkan PVC cake dari centrifuge

Pneumatic Drying Rotary Feeder Kapasitas Tipe Daya Material Fungsi

10000 kg/jam rotary 0,75 kW SUS 304 mengatur flow rate bubuk PVC dari cyclone ke 2nd drier

(Sumber: ASC, 2015)

26


Tabel 3. 6 Spesifikasi Alat Pendukung pada Seksi Demonomer dan Drying (Lanjutan-3)

Drier Cyclone 4 kgf/cm2G 1000 mmAq SUS 304 memisahkan PVC dari aliran

Tekanan Material Fungsi

udara

Humidifier ID x tinggi Tekanan Material Fungsi

12 inch x 800 mm 0,1 kgf/cm2G SUS 304TP-A mencegah masalah listrik statis dengan menyuplai steam ke product sieve

Product Sieve Daya 3,7 kW Material SUS 304 Fungsi menyaring produk

Pulverizer Feeder Kapasitas 6500 kg/jam Daya 2,2 kW Material SUS 304 menghancurkan PVC cake dari Fungsi centrifuge st 1 Transfer Cyclone ID x tinggi 1300 x 15000 mm Volume 100 m3 Tekanan 300 mmAq+LH Material SUS 304 memisahkan bubuk PVC dari Fungsi aliran udara Exhaust Scrubber ID x tinggi 3000 x 4000 mm Tekanan atmosferik Fungsi menyaring debu

(Sumber: ASC, 2015) Tabel 3. 7 Spesifikasi Alat Pendukung pada Seksi VCM Recovery

WZV Tank ID x tinggi Volume Tekanan Material Fungsi WZV Pump Kapasitas Tipe Daya Material Fungsi

R-VCM Decanter ID x tinggi 1600 x 3000 mm Volume 5,5 m3 Tekanan 8 kgf/cm2G Material SM50 A Fungsi memisahkan VCM dengan air

1100 x 2500 mm 2,2 m3 200 mmAq+FV SS 41 menampung air buangan yang mengandung VCM

R-VCM Tank ID x tinggi Volume Tekanan Material Fungsi

2 m3/jam sentrifugal 2,2 kW SUS 314 memompa WZV

2900 x 4200 mm 25 m3 8,4 kgf/cm2G SM50 A menampung R-VCM liquid

(Sumber: ASC, 2015) Tabel 3. 7 Spesifikasi Alat Pendukung pada Seksi VCM Recovery (Lanjutan-1)

R-VCM Condenser ID x tinggi 650 x 6000 mm Luas Permukaan Tekanan Material Fungsi

R-VCM Vent Condenser ID x tinggi 500 x 3500 mm Luas

77 m3

Permukaa

22 m3

n 5 kgf/cm2G (shell) 8,4 kgf/cm2G (tube) SS 41 (shell) SM41 A (tube) mendinginkan R-VCM gas

Tekanan Material Fungsi

27

0,4 kgf/cm2G (shell) 8,4 kgf/cm2G (tube) SM41 A (shell) STB35-E (tube) mendinginkan R-VCM gas


dari R-VCM kompresor

dari R-VCM kompresor R-VCM Transfer Pump Kapasitas 10 m3/jam

R-VCM Cooler ID x tinggi 600 x 3600 mm Luas 35 m3 Permukaan 4 kgf/cm2G (shell) Tekanan 10,5 kgf/cm2G (tube) SS 41 (shell) Material STB35-E (tube) mendinginkan R-VCM Fungsi R-VCM Pump Kapasitas Total Head Tipe Daya Material Fungsi

Tekanan Material

200 mmAq SS 41

Tipe Daya Material

NS 1,6 kW SUS 316 mengirim R-VCM dari R-VCM

decanter ke R-VCM tank Inhibitor Solution Tank ID x tinggi 1200 x 1300 mm Volume 1,3 m3 Tekanan 300 mmAq+LH Material SS 41 Fungsi

VCM tank ke reaktor WZV Stripping Column ID x tinggi 390 x 2400 mm 0,2 m3

25 m

Fungsi

40 m3/jam 100 m NS 26,5 kW SUS 316 mengirim R-VCM dari R-

Volume

Total Head

tempat melarutkan inhibitor

WZV Heater ID x tinggi 1,5 inch x 2500 mm Luas Permukaa

2,6 m3

n Tekanan

6 kgf/cm2G (shell) 4 kgf/cm2G (tube)

(Sumber: ASC, 2015) Tabel 3. 7 Spesifikasi Alat Pendukung pada Seksi VCM Recovery (Lanjutan-2)

WZV Stripping Column memanaskan DOP dan VCM Fungsi

dari WZV sebelum dibuang

masuk ke stripping column Inhibitor Pump Kapasitas 0,022 x 2 m3/jam Total Head 105 m Tipe PL Daya 0,2 kW dan 0,4 kW Material SUS 304

ke lingkungan Seal Water Stripping Column ID x tinggi 8 inch x 3150 mm Volume 0,03 m3 Tekanan 0,1 kgf/cm2G Material STGP38-E memisahkan oksigen dari Fungsi

WZV Heater Material SGP Fungsi memanaskan WV sebelum

WCS dengan N2 untuk seal

Fungsi

memompa inhibitor

water (Sumber: ASC, 2015) Tabel 3. 8 Spesifikasi Alat Pendukung pada Seksi Storage dan Bagging

Product Bag Filter ID x tinggi 1680 x 2150 mm Tekanan atmosferik Material SUS 304

Off Grade Silo ID x tinggi 5000 x 52000 mm Volume 100 m3 Tekanan 300 mmAq+LH

28


Fungsi Packer Scale Material Fungsi

menyaring udara

Material

SUS 304 menimbang PVC untuk

Fungsi

bagging Silo Exhaust Blower Kapasitas 900 m3/jam Tipe turbo Daya 1,5 kW Material carbon steel Fungsi mengeluarkan udara dari silo

SUS 304 tempat penampungan PVC yang off grade

Off Grade Silo Bag Filter ID x tinggi 1680 x 2150 mm Tekanan atmosferik Material SUS 304 Fungsi

menyaring udara

(Sumber: ASC, 2015)

3.3 Instrumentasi Proses di PVC-3 plant menggunakan sistem kontrol dari segala instrumentasi untuk mengendalikan serta menganalis proses. Instrumentasi yang digunakan di PVC-3 plant menggunakan peralatan yang umum di pabrik kimia. Instrumentasi di PVC-3 plant dibagi menjadi dua bagian yaitu instrumentasi yang di kontrol di lapangan dan instrumentasi yang dikontrol DCS (Distrubuted Control System). Pembagian alat instrumentasi antara lapangan dan DCS bertujuan untuk membandingkan berbagai indikasi proses antara aktual di lapangan dengan indikasi DCS, sehingga didapatkan suatu indikasi yang sama atau akurat. Dengan demikian maka pengendalian dan pengontrolan proses lebih mudah dilakukan 3.3.1

Instrumentasi yang Dikontrol di Lapangan Alat-alat instrumentasi yang dapat dilakukan pengontrolan di lapangan

dapat dilihat pada Tabel 3.9 berikut : Tabel 3. 9 Alat Instrumentasi yang Dikontrol di DCS

No. 1 2 3 4 5

Kode Alat AT FCV FT LCV LG

Nama Alat Analyzer Transmitter Flow Control Valve Flow Transmitter Level Control Valve Level Gauge

29


6 7 8 9 10 11 12 13

LT PCV PG PSV PT TCV TE TG

Level Transmitter Pressure Control Valve Pressure Gauge Pressure Safety Valve Pressure Transmitter Temperature Control Valve Temperature Element Temperature Gauge

(Sumber: ASC, 2015)

3.3.2

Instrumen yang Dikontrol di DCS Alat-alat Instrumentasi yang dapat dikontrol di DCS dapat dilihat pada

Tabel 3.10 berikut: Tabel 3. 10 Instrumen yang Dikontrol di DCS

No. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

Kode Alat AI AIC FI FIC FX LI LIC LX PI PIC PX SOV TI TIC TX

Nama Alat Analyzer Indicator Analyzer Indicator Control Flow Indicator Flow Indicator Control Flow Deviation Level Indicator Level Indicator Control Level Deviation Pressure Indicator Pressure Indicator Control Pressure Deviation Shut Off Valve Temperature Indicator Temperature Indicator Control Temperature Deviation

(Sumber: ASC, 2015)

3.4 Pengendalian Mutu Pengendalian mutu produk bertujuan agar kualitas produk yang dihasilkan baik dan prima sesuai dengan permintaan pasar, selain itu untuk meningkatkan daya saing pasar dalam skala nasional maupun internasional. Agar tujuan itu dapat dicapai maka selain penggunaan teknologi dan peralatan terbaru. Pengendalian kualitas produk-produk ASC dan laboratorium yang ada ditangani terpusat oleh Departemen Quality Assurance (QA)

30


3.4.1

Program Kerja Laboratorium Latar belakang dan tujuan Departemen Quality Assurance (QA) antara lain

agar para karyawan dan staf yang lama maupun yang baru dibekali pengetahuan tentang: 1. Pentingnya departemen ini, karena semua kegiatan plant dari bahan baku sampai menjadi produk dikendalikan oleh departemen QA. 2. Adanya seksi product control yang ditugasi untuk pengendalian kualitas produk dan pemberian penyelesaian terhadap masalah/keluhan pelanggan tentang produk ASC 3. Adanya analisis limbah/buangan pabrik agar aman dibuang ke lingkungan yang dilakukan oleh departemen QA sehingga dapat diketahui bahwa kelestarian lingkungan diperhatikan. Alat-alat utama yang digunakan di laboratorium, antara lain: 1.

Gas Chromatography (GC) : Alat ini digunakan untuk analisis kemurnian gas dari EDC, VCM, HCl, dan H2.

2. Atomic Absorption Spectrophotometer (AAS) : Alat ini digunakan untuk analisis logam dan larutan brine (Ca, Mg) di CA plant dan analisis Al, Cu, K 3. Inducated Couple Plasma Spectrophotometer (ICPS) : Alat ini digunakan untuk analisis metal / logam (P, I) 4. Ion Chromatography : Alat ini digunakan analisis adanya anion dalam NaOH liquid , analisis NO2- dalam air pendingin dan analisis Ethylene Glykol. 5. Autotitrator : Alat ini digunakan untuk standardisasi dengan metoda automatis. 6. Oil Content Meter : Alat ini digunakan untuk analisis adanya minyak dalam bahan baku garam, NaOH dan pengolahan air buangan (WWT) 7. Methanizer : Alat ini digunakan untuk analisis adanya CO2 dan CO yang terkonversi menjadi CH4 dalam seksi separasi udara (Utility Department)

31


8. Moisture Meter : Alat ini digunakan untuk menganalisis kandungan air dalam produk EDC dan VCM. 3.4.2

Prosedur Analisis Seluruh analisis bahan baku, pendukung maupun produk dari berbagai plant

di ASC ditangani ole departemen QA dalam laboratorium. Dimana berbagai sampel yang akan dianalisis dikirim oleh laboratorium oleh departemen CA, VCM, PVC, Utility maupun Environment, kemudian hasilnya dikembalikan ke masing-masing departemen. Analisis Produk PVC: 1. Mean Polymerization Degree (MDP) Tujuan analisis ini agar panjang rantai PVC dapat diketahui, sehingga dapat diputuskan sesuai spesifikasi tingkatan. Metode yang digunakan adalah viskositas resin. Dimana resin murni dan nitrobenzene dicampur supaya viskositasnya dapat diketahui. Jika rantai lebih panjang maka akan semakin kental. 2. Bulk Density Tujuan analisis ini supaya densitas resin dapat diketahui dalam 1 ml terdapat beberapa gram resin. Densitas tergantung pada ukuran partikel resin 3. Volatilitas Zat Tujuan analisis ini untuk mengetahui kadar H2O, metode yang digunakan gravimetri. 4. Ukuran Partikel Tujuannya untuk mendapat partikel PVC sesuai SNI, JIS, ASTM dan ukurannya partikelnya harus lolos ayakan 42 mesh. 5. Residu VCM Tujuan analisis ini untuk mengetahui kadar VCM yang tidak bereaksi dan terikat

dalam

PVC

resin.

Metode

yang

digunakan

adalah

gas

chromatography atau metode bottle head. 6. Appearance Tujuan analisis ini untuk mengetahui warna resin. 7. Zat Magnetic Analisis impuritas berdasarkan kadar magnetnya.

32


BAB IV SISTEM UTILITAS Utility pabrik PT. Asahimas Chemical terdiri dari beberapa unit yang dirancang agar dapat memenuhi kebutuhan dari 3 plant yang ada, yaitu Chlor Alkali Plant, VCM Plant, dan PVC Plant. Utility memiliki peranan penting untuk menjaga kelangsungan proses di industri. Departemen yang berada di bawah Divisi Produksi ini menjadi pusat distribusi energi, air, steam, sarana pengolahan limbah, dan penyediaan bahan penunjang lainnya. Utility yang digunakan oleh PT.Asahimas Chemical antara lain: 4.1 Sistem Penyediaan Air Bahan baku air yang digunakan untuk memenuhi semua kebutuhan plant maupun kebutuhan rumah tangga di PT. Asahimas Chemical diperoleh dari PT Krakatau Tirta Industri (KTI), air tanah, dan air laut. Air dari sumber – sumber tersebut ditampung dan diolah di unit pengolahan air agar dapat memenuhi persyaratan yang diperlukan pabrik. Beberapa klasifikasi air yang dibutuhkan oleh PT. Asahimas Chemical adalah :     

Air Industri /Industrial Water (AI) Air Demineralisasi / Demineralized Water (WD) Air Rumah Tangga / Portable Water (WN) Air Pendingin Air Pemadam Kebakaran / Fire Water (WF)

Kondisi air yang digunakan sebagai bahan baku antara lain: a)

Laju alir maksimum 200 m3/jam

b)

Tekanan minimum 1,0 kg/cm2G

c)

Temperatur maksimum 35°C

d)

Kapasitas normal 162 ton/jam, maksimum 180 ton/jam Kualitas dan prasyarat air sebagai bahan baku meliputi:

a)

Kesadahan total maksimum 178 mg/L

b)

Kadar Ca2+ maksimum 142 mg/ L

c)

Kadar Mg2+ maksimum 36 mg/ L

d)

Kadar Na+ dan K+ maksimum 182 mg/ L

33


e)

M Alkalinitas (HCO3-) maksimum 148 mg/ L

f)

Kadar SO42- maksimum 90 mg/ L

g)

Kadar Cl- maksimum 122 mg/L

h)

pH 6,5-8,5

i)

Total Fe maksimum 36 mg/L

j)

Kadar Mn3+ maksimum 0,05 mg/L

k)

Kadar SiO2 maksimum 36 mg/L

l)

CO2 bebas maksimum 15 mg/L

m)

Residu Cl2 maksimum 0,5 mg/L

n)

COD (Mn) maksimum 10 mg/L

o)

Turbiditas maksimum 5-10 mg/L

p)

Temperatur normal 30°C, maksimum 35°C Air yang telah diolah di unit pengolahan air dibagi berdasarkan kegunaannya dengan kapasitas yang berbeda-beda seperti pada Tabel 4.1: Tabel 4. 1 Kapasitas Bahan Baku Air pada Unit Pengolahan Air

Jenis Air

Kapasitas Normal

Kapasitas Maksimum

Filtered Water WI WD WP WF

(ton/jam) 151,9 114,6 56,5 10 -

(ton/jam) 171 133,2 73 30 570

(Sumber: ASC, 2015)

4.1.1 Air Industri (WI) Kapasitas tangki penampung

: 850 m3

Persyaratan air industri

:



Turbiditas < 1 mg/L



COD (Mn) < 2 mg/L



Residu Cl2 < 0.1 mg/L

Pengolahan air sebagai air industri (WI) : Air yang disuplai dari PT. Krakatau Tirta Industri (KTI) ditampung dalam basin dan diberi koagulan. Selanjutnya bahan baku air dari basin dikirim ke

34


coagulant filter untuk menyaring suspended solid yang terkoagulasi. Lalu, gas Cl2 diinjeksikan ke dalam air untuk mengontrol pertumbuhan makhluk hidup didalamnya. Air yang sudah diinjeksikan gas Cl2 dipompakan ke dalam tangki penampungan air industri (WI) melewati carbon filter. Zat organik dan Cl2 akan diserap oleh carbon filter. Air hasil proses ini ditampung dalam tangki penampungan air industri (WI) yang kemudian digunakan untuk bahan baku air demineralisasi (WD). Jika bahan baku air industri merupakan air tanah, air dari basin dikirim ke Coagulant Filter dimana partikel-partikel solid akan terkoagukasi karena penambahan flokulan. Kemudian air dilewatkan pada karbon filter yang mengandungn Cl2 maksimum 0,1 mg/L. Air yang keluar dari filter langsung dikirim ke penampungan untuk keperluan industri dan portable water untuk keperluan rumah tangga(kantin, toilet, dll). 4.1.2 Air Demineralisasi (WD) Kapasitas Air Penampung

: 900 m3

Persyaratan Air Demineralisasi : 

Konduktifitas listrik < 5 mikro S/cm



Kadar silica < 0.1 ppm



Total Fe < 0.05 ppm



Padatan tersuspensi < 0.1 ppm



Residu Oksigen < 1 ppm Air demineralisasi merupakan air yang kandungan-kandungan pengotor dan

mineral-mineral didalamnya sudah sangat rendah. Zat-zat pengotor tersebut perlu dikurangi agar tidak menimbulkan masalah pada alat proses seperti korosi dan kerak. Bahan baku air demineralisasi adalah air industri. Air industri (WI) dimasukkan kedalam ion Exchanger yang terdiri dari 3 bagian yaitu cation exchanger, coloumn gasifier dan anion exchanger. Air yang masuk dalam cation exchanger terjadi pertukaran ion-ion positif yang ada didalam air industri. Setelah itu proses yang terjadi ialah proses penghilangan gas CO 2 terlarut dalam air. Air yang berasal dari cation exchanger, kemudian dialirkan ke coloumn gasifier. Mekanisme kerja column degasifer yaitu karbondioksida dalam

35


air dihilangkan, dimana prosesnya menggunakan ejektor (pemvakuman) yang tekanan di dalam degasifer hingga -760 mm H2O. Proses selanjutnya air akan dipompa menuju anion exchanger untuk menghilangkan ion-ion negatif dalam air. Pada umumnya air demineralisasi digunakan untuk air proses semua pabrik, untuk regenerasi dan backwash kolom resin, selain itu juga untuk air umpan boiler (BFW/Boiling feed water). 4.1.3 Air Keperluan Rumah Tangga (Portable Water/WP) Portable water merupakan air yang dimanfaatkan untuk keperluan rumah tangga yaitu kantin, toilet, dll. Bahan baku Potable water adalah air sumur (Deep weel). Pembuatan air ini relatif mudah yaitu hanya dengan menyaring air sumur dengan coagulant filter lalu menambahkan klorin 0.5 ppm ke dalam air tersebut. Kemudian, disaring dengan carbon filter untuk menyerap zat organik dan Cl2 yang terkandung di dalam air. 4.1.4 Air Pendingin Utility air pendingin bearasal dari : a.

Water Cooling System Bahan bakuwater cooling system adalah air pendingin yang telah digunakan

dan air industri (WI). Air industri yang akan digunakan sebagai air pendingin, disalurkan ke water cooling system. Air ini diproses dalam cooling tower, menjadi air pendingin. Air pendingin dari water cooling system kemudian, disirkulasikan untuk digunakan sebagai pendingin di plant yang membutuhkan. Pada cooling tower diinjeksikan chemical yaitu NaClO dan Nitrit. NaClO berfungsi membunuh mikroorganisme dan Nitrit berfungsi untuk membentuk lapisan pada bagian dalam pipa agar tidak terbentuk kerak air (scale).

b.

Sea Water Supply Air laut diambil langsung dari laut dengan menggunakan pipa yang

dihubungkan dengan pompa, kemudian disaring dengan bar sreen dan fine screen

36


untuk menyaring kotoran yang ikut bersama air laut, baik yang besar maupun kecil, seperti kayu, plastik dll. Air tersebut ditampung pada bak penampungan, lalu akan ditransfer oleh pompa sebagai media pendingin Heat exchanger di plant yang membutuhkan. 4.1.5 Air Pemadam Kebakaran (WF) Air pemadam kebakaran adalah air yang digunakan untuk memadamkan api ketika terjadi kebakaran di dalam pabrik. Air ini diambil langsung dari air sumur yang ditampung pada bak penampungan dan didistribusikan ke bagian – bagian pabrik dengan system hydrant. Selain itu jika terjadi keadaan yang mendesak air pemadam kebakaran juga diambilkan dari air laut. 4.2 Sistem Penyediaan Steam Uap air (Steam) dihasilkan oleh steam boiler unit. Bahan baku steam adalah air demineralisasi. Ada tiga unit boiler yang digunakan oleh PT. Asahimas Chemical, yaitu untuk menghasilkan steam : 1) Boiler I dengan kapasitas maksimum 45 ton/jam 2) Boiler II dengan kapasitas maksimum 17,6 ton/jam 3) Boiler III dengan kapasitas maksimum 50 ton/jam Jenis boiler yang digunakan di PT. Asahimas Chemical adalah Boiler Pipa Air. Bahan bakar yang digunakan pada boiler adalah campuran IDO (industrial diesel oil) dan heavy oil (HO). Ketiga boiler tersebut menghasilkan : 1)

Steam bertekanan tinggi (SHP), 15-17 kg/cm2G

2)

Steam bertekanan sedang (SMP), 10-12,5 kg/cm2G

3)

Steam bertekanan rendah (SLP), 4-5 kg/cm2G

4)

Steam bertekanan sangat rendah (SLLP), 1,5 kg/cm2G

Bahan bakar yang digunakan PT. Asahimas Chemical disediakan oleh departemen utility meliputi : 1. Industrial Diesel Oil (IDO) IDO digunakan sebagai bahan bakar boiler dan diesel 2. Heavy Oil (HO)

37


HO disimpan dalam dua unit dengan densitas yang berbeda. 3. Liquid Petroleum Gas (LPG) LPG digunakan untuk start up reactor OHC-EDC, cracking furnace, incinerator, start up boiler, pembuatan flake NaOH. 4.3 Sistem Penyediaan Tenaga Listrik Listrik sebagai unit utility utama di plant CA tidak ditangani oleh departemen utility melainkan langsung ditangani oleh PLN Suralaya melalui stasiun penerima khusus. Listrik yang digunakan berkapasitas 155 MW dengan tegangan 1.500 kV. Daya listrik peralatan dari unit pusat utility PT. Asahimas Chemical dipasang pada tegangan 3,3 kV dan frekuensi 50 Hz. Tegangan yang dipakai berbeda-beda tergantung pada besar penggunaannya. Selain daya listrik utama, didukung pula dengan daya listrik darurat yang disediakan oleh generator. 4.4 Sistem Penyediaan Udara Bertekanan Udara bertekanan diproses di unit pemisah udara atau Air Separation Unit (ASP). ASP terdiri dari tiga tahap, yaitu permurnian udara, pemisahan udara dan loop refrigeration. Udara dikompresi dengan kompresor hingga tekanan 8,5 kg/cm2. Udara yang terbentuk dipisahkan dan diumpankan kedalam Air Cleaner Absorber untuk pemisahan uap air dan CO2. Udara yang keluar disaring lagi untuk menghilangkan partikel-partikel padat. Udara tersebut terdiri dari : 4.4.1

Instrument Air dan Plant Air Instrument air dan plant air digunakan untuk menggerakkan peralatan-

peralatan control dan proses. Kapasitas dari instrument air adalah 1800 Nm3/jam sedangkan plant air 1.530 Nm3/jam. Instrument air disediakan oleh unit pusat utility dengan tekanan 4,5 kg/cm2G, digunakan pada control valve, rotary feeder dan mesin pengemas. Plant air yang digunakan mempunyai tekanan 3,5 kg/cm2G dan biasa dipakai pada unit drying. 4.4.2

Nitrogen Nitrogen bertekanan dan nitrogen bertekanan rendah diperoleh dari nitrogen

cair hasil pemisahan udara. Low pressure nitrogen gas (NL) digunakan untuk membilas air murni yang diumpankan ke dalam reaktor, membilas air murni yang berisi VCM, pembuatan seal water. Nitrogen yang dihasilkan memiliki tekanan 4

38


kg/cm2G. High pressure nitrogen gas (NH) mempunyai tekanan sebesar 20 kg/cm 2G. NH diperoleh dengan cara menekan Low pressure nitrogen gas (NL) menggunakan kompresor nitrogen. NH digunakan sebagai reactor sealing mekanis, poison tank bertekanan, zat kimia anti kerak dalam water sprayer yang dimasukkan ke dalam reaktor 4.4.3

Cracker Purge Air Udara ini digunakan pada proses pembakaran di furnace pada plant VCM.

Kadar uap air dikurangi dengan cara mencampur purge air berkapasitas maksimum 200 Nm3/jam dengan udara instrument. BAB V PENGOLAHAN LIMBAH Limbah yang dihasilkan PT Asahimas Chemical dibagi menjadi tiga jenis yakni jenis cair, padat dan gas. Limbah cair PT Asahimas Chemical mengandung senyawa organik, sedangkan limbah jenis padat yakni coke yang berasal dari unit cracking EDC ditemukan mengendap membentuk kerak pada furnance dan limbah tarr ditemukan dalam bentuk lumpur yang mengandung senyawa tembaga. Limbah gas biasanya mengandung senyawa klorin (Cl2) dan HCl yang harus diolah lebih lanjut dalam unit inicinerator. 5.1 Pengolahan Limbah Gas Limbah gas dihasilkan dari buangan unit operasi boiler, furnace, incinerator, dan absorber/stripper dari unit produksi dan diolah menggunakan kolom absorber. Secara lebih khusus, pengolahan limbah pada Plant PVC-2 dilakukan 600, waste water treatment dan unit incinerator pada seksi 800, dan HCl recovery. Gas klorin (limbah utama) diabsorb menggunakan cairan reflux yang mengandung NaOH untuk menjaga pH pada range 6-8 dan Na2S2O3 untuk mengabsorp kandungan klorin. Selain itu, terdapat sistem koleksi gas buang untuk mengumpulkan semua gas buang yang mengandung VCM, HCl, klorin maupun chlorinated organic dan mengirimkannya ke atmospheric vent scrubber untuk

39


menghilangkan HCl. Air laut sebagai utility unit scrubber harus cukup untuk membasahi packing agar penyerapan HCl bisa optimum. 5.2 Pengolahan Limbah Padat Tujuan pengolahan limbah ini adalah membakar tarr (chlorinated hydrocarbon) yang merupakan produk samping dari proses pabrik VCM-1 dari hasil cracking EDC. Pengolahan limbah ini dilakukan dengan mencampur tarr dengan bubuk gergaji agar tidak ada tarr. Hasil pembakaran berupa gas CO 2, H2O, HCl dan abu. Gas HCl ini kemudian diubah menjadi liquid menggunakan unit quenching. 5.3 Pengolahan Limbah Cair Limbah cair diolah dalam unit waste water treatment yang dibagi menjadi 7 line seperti pada Gambar 5.1.

Gambar 5. 1 Diagram Penanganan Limbah ASC (Sumber: ASC, 2015)

5.3.1

Line 1. Air Tanah (Ground Water)

Sumber: Limbah air yang terserap dalam tanah di sekitar pabrik dan air hujan

40


Senyawa organik yang ada berupa EDC, Tri Chloro Ethylene, VCM, dll dengan total organik

∓ 50 ppm .

Karena efek tidak begitu besar maka hanya

diatur keasamannya saja agar netral di jangkauan pH 6-9. Proses Pengolahan Limbah: Limbah dari air tanah dan air hujan dikirim ke kolam buffer , lalu ke kolam aerasi untuk menghilangkan senyawa organik. Setelah itu dikirim ke selokan untuk dicampur dengan limbah yang sudah diolah lainnya. 5.3.2

Line 2. Limbah Basa Organik yang mengandung Tembaga

Sumber: Limbah berasal dari VCM -1 yang berisi tembaga, senyawa organik, COD. Umpan yang masuk ke line 2 memiliki komposisi COD 1800 ppm, Cu 23 ppm, senyawa organik 49 ppm, SS 1037 ppm dan keasaman

∓ 12 . Kemudian

setelah melewati tahap ini komposisi sludge menjadi 10 ppm senyawa organik, 440 ppm COD, 45 ppm SS dan 0,9 ppm Cu. (Reff: ASC – WWT Project Mass Balance) Proses Pengolahan Limbah: Limbah dari VCM-1 dikirim ke kolam aerasi lalu dikirim ke tangki aerasi untuk mengendapkan SS khususnya kandungan tembaga melalui proses pengendapan flokulan. Fliltrat dialirkan ke PIT untuk mengurangi COD lagi lalu dicampur dengan lumpur lain kemudian disaring dalam filter untuk memisahkan cake. 5.3.3

Line 3. WD Regenerasi

Sumber: Limbah generasi WD Kandungan organik cukup rendah yakni sekitar

∓3 ppm dengan

kandungan COD juga sekitar

∓20 ppm .

Tingkat keasaman yang tinggi (pH

6,5 – 8,5) dan kandungan SS

∓ 1000 ppm

harus diturunkan menjadi 30 ppm.

(Reff: ASC - WWT Project Mass Balance) Proses Pengolahan Limbah: Limbah generasi WD ditampung di dalam kolam untuk dinetralisasi. Setelah kadar keasaman sesuai lalu dikeluarkan lewat selokan. Biasanya kandungan SS yang masih ada dalam limbah harus dikirim ke line 6-1 untuk dilakukan pengolahan lanjut.

41


5.3.4

Line 4. Limbah Cair Asam Organik

Sumber: Limbah dari VCM-1 lim Total limbah yang masuk memiliki kandungan senyawa organik ∓ 300 ppm , SS

∓ 265 ppm

dan COD

∓50,4 ppm

dan keasaman yang

tinggi. Keluaran yang diharapkan memiliki komposisi senyawa organik maksimal 0,005 ppm. Proses Pengolahan Limbah: Limbah asam ditampung dalam kolam untuk dinetralkan melalui penambahan NaOH hingga pH 5-7. Setelah itu limbah dikirim ke kolom destilasi untuk memisahkan limbah organiknya. Zat organiknya lalu ditransfer ke VCM-1 sedangkan sisa air sebagai refluks untuk kolom destilasi. Limbah yang sudah didestilasi lalu dikirim ke pengolahan berikutnya yakni unit netralisasi dan clarifier (line-5). 5.3.5

Line 5 dan line 6-1 Organic Acid Waste Water dan Old Incine Scrubbing

Sumber: Limbah HCl 19%, SWI (Solid Waste Incinerator), air HCl scrubbing pembakaran. Umpan limbah dengan kandungan sejumlah Fe, SS, dan Cu, dengan total ∓ 605 ppm , jumlah senyawa organik kurang dari 5 ppm. Setelah proses dari

line ini kemudian hasilnya tidak lebih dari 50 ppm dengan pH netral. (Reff: ASC - WWT Project Mass Balance) Proses Pengolahan Limbah: limbah dari pendinginan HCl 19%, SWI dan limbah dari line 5 dikirim ke kolam dan dicampur dengan limbah dari line 6-1 untuk diatur keasamannya. Kemudian limbah dikoagulasikan menggunakan polimer, dikumpulkan jadi satu dengan idari line 2 untuk diolah sebagai limbah industri melalui proses dehidrasi. Cairan ini kemudian diatur pH-nya agar sesuai. 5.3.6

Line 6-2 C/A Slurry

Sumber: Umpan limbah dengan kandungan COD (>700 ppm) dan senyawa lain berupa seperti NaCl, NaHCO3, NaSO4 dalam suasana basa. Setelah pengolahan diharapkan limbah berkurang menjadi 300 ppm dan netral.

42


Proses Pengolahan Limbah: Limbah VCM-2 dengan kandungan COD dioksidasi melalui kontrol pH dengan ditambahkan NaClO. Sisa NaClO ditangkap dengan Na2SO3 dan sebelum dibuang, diatur pH-nya menggunakan NaOH.

5.4 Standard Effluent Standar effluent dapat dituliskan dalam bentuk Tabel 5.1 Tabel 5. 1 Kualitas Limbah

Kategori pH Suspended Solid (SS) Cu Fe Biochemical Oxygen Demand (BOD) Chemical Oxygen Demand (COD) Karbon Tetraklorida (CCl4) Ethylene Dicloride (EDC) Trikloroetilen (TCE) TRI PER

Besaran 6,0-9,0 50 3 10 150 300 0,02 10 0,06 0,3 0,1

Unit mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l

(Sumber: ASC, 2015)

*dengan kandungan slurry cake adalah 50% Terdapat beberapa kriteria yang telah ditentukan BAPPEDAL (Badan Pengendalian Dampak Lingkungan) untuk diterapkan oleh Asahimas Chemical yang membuatnya memiliki kualitas effluen yang baik. Berikut peraturannya: 

Melakukan monitoring kontinyu terhadap kualitas limbah sesuai sesuai peraturan KEP 51/MEN.LH/10/1995.

43




Memiliki peralatan pengukuran debit limbah yang memenuhi syarat dan pengukuran limbah harian sesuai debit limbah seperti tercantum dalam PP



No. 20/1990 tentang polusi air. Melaporkan hasil pengamaatan sesuai poin di atas kepada BAPPEDAL

 

dan Walikota setiap 3 bulan sekali. Tidak membuang limbah ke tanah tanpa ijin sesuai PP No. 20/1990 Data pengamatan untuk poin pertama atau hasil monitoring BAPPEDAL bahwa selama 6 bulan tidak melanggar standar kualitas limbah sesuai KEP.51/MEN/LH/10/1995

BAB VI TUGAS KHUSUS 6.1 Latar Belakang Untuk memacu pertumbuhan suatu industri, peningkatan efisiensi proses diperlukan untuk menurunkan biaya operasional dari sebuah pabrik. PT. Asahimas Chemical merupakan salah satu industri yang terus melakukan pembaharuan teknologi-teknologi maupun proses yang terlibat di dalamnya. Salah satu dari pembaharuan teknologi yang dilakukan oleh PT. Asahimas Chemical ialah mengganti Heat Exchanger X206 pada Plant PVC-2 yang menggunakan Water Cooling System menjadi Air Cooled Heat Exchanger. Untuk penggunaan HEX206 dapat dilihat pada Flow Diagram pada Gambar 1.1. Gambar 6.1 Diagram Proses Drying-Bagging PT. ASC PVC-2

(Sumber : Privat, 2015) Heat Exchanger X206 tersebut merupakan alat penukar kalor yang digunakan untuk mendinginkan udara yang berfungsi meniupkan serbuk PVC menuju silo. Udara tersebut mengalami proses filtrasi untuk menghilangkan debu dan pengotor yang kemudian ditiupkan menggunakan blower. Penggunaan blower meningkatkan suhu dari udara tersebut yang dapat merusak kualitas PVC. Oleh

44


karena itu digunakan HE-X206 berjenis Fintube Heat Exchanger dengan Water Cooling System untuk menurunkan suhu udaara blower. Kelemahan penggunaan Fintube Heat Exchanger pada HE-X206 ialah terdapat kebocoran air sehingga udara dari blower membawa butiran air yang dapat membasahi serbuk PVC dan tidak dapat dijual ke pasar. Untuk mencegah kebocoran tersebut, terdapat drain valve untuk mengularkan air yang terbawa dari HE-X206. Walaupun begitu penggunaan drain valve dianggap kurang efisien karena akan ada udara blower yang ikut terbuang dan hal tersebut merupakan sebuah kerugian bagi PT. Asahimas Chemical. Kerugian berupa terjadi pressure drop dan berkurangnya kekuatan udara untuk mendorong serbuk PVC ke dalam silo yang menyebabkan terjadi plugging. Diharapkan dengan penggantian HE-X206 menjadi Air Cooled Heat Exchanger, permasalahan kebocoran tersebut dapat dieliminasi dan kehilangan tekanan pada proses blowing dapat diminimalisir sehingga meningkatkan efisiensi proses dan keuntungan PT.Asahimas Chemical. 6.2

Rumusan Masalah Berdasarkan latar belakang yang telah dijelaskan di atas, maka

permasalahan dari tugas khusus ini adalah : 1 2 3

Bagaimana Desain Air Cooled Exchanger yang digunakan? Nilai pressure drop dari Air Cooled Heat Exchanger tersebut? Berapa Daya Listrik yang dibutuhkan untuk pengoperasian Air Cooled

4

Heat Exchanger tersebut? Seberapa efektif penggantian HE-X206 menjadi Air Cooled Heat

5

Exchanger ? Bagaimana perbandingan keeskonomian pengguanan HE-X206 dengan Air Cooled Heat Exchanger?

6.3 Tujuan Tujuan dari penulisan tugas khusus ini adalah : 1. Menentukan desain Air Cooled Heat Exchanger yang sesuai 2. Mengetahui BHP dari Air Cooled Heat Exchanger 3. Membandingkan sistem pendingin Air Cooler dan Water Cooling System

45


6.4 Ruang Lingkup Batasan masalah dalam tugas khusus ini adalah : 1. Laju alir massa udara konstan karena aliran dianggap steady state 2. Panas spesifik dan viskositas bernilai konstan pada keseluruhan proses 3. Kehilangan panas diabaikan

BAB VII TINJAUAN PUSTAKA 7.1 Sistem Pendingin pada Heat Exchanger Sistem pendingin adalah proses kerja yang berfungsi untuk mendinginkan dan menjaga temperatur dari sebuah proses yang dapat menghasilkan panas, misalnya adalah mesin diesel, Heat Exchanger, kompresor, turbine dan lain-lain. Sistem pendingin dapat dibedakan berdasarkan jenis fluida yang digunakan untuk mendinginkan, dalam hal ini adalah udara(air cooling system) dan air(water cooling system). Sistem pendingin udara menggunakan udara sekitar yang dihembuskan oleh sebuah kipas untuk menurunkan temperatur, sedangkan sistem pendingin air menggunakan air sebagai material transfer panas. Prinsip kerja pendingin udara adalah dengan cara menghembuskan udara sekitar dari bawah sirip ke atas atau udara panas yang ada pada sirip dihisap dari atas keluar dengan mengunakan kipas. Berbeda dengan pendingin air yang menggunakan pompa dan sistem perpipaan untuk mengalirkan air. Pendingin udara dipilih untuk proses dimana temperatur fluida yang akan didinginkan minimal 55°C. Jika aliran fluida pada temperatur tinggi membutuhkan pendinginan di bawah temperatur ambien, kombinasi aerial cooling diikuti watercooling dapat menjadi efisien dan ekonomis karena sebagian besar panas akan dilepas sebelum air digunakan. 7.2 Air Cooled Heat Exchanger Heat Exchanger dengan udara sebagai pendingin pada prinsipnya sama dengan tipe Shell and Tube Heat Exchanger. Pada bagian tube dipasang fins untuk

46


memperluas bidang pendinginan, kemudian dialirkan udara dengan menggunakan fan. Air Cooler Heat Exchanger digunakan untuk mengkondensasikan atau mendinginkan vapor dan liquid. Biaya operasiaonal dan perawatan dari ACHE relatif lebih murah karena jenis Heat Exchanger ini memerlukan lebih sedikit perlengkapan dan utilitas dibandingkan dengan Shell dan Tube Heat Exchanger. Penggunaan udara sebagai pendingin lebih praktis daripada air karena tidak memerlukan pompa air dan sistem perpipaan. Kerusakan karena korosi juga berkurang karena tidak menggunakan air sebagai media pendinginan. Air cooler hanya dapat dipakai untuk Heat Exchanger dengan kapasitas kecil. 7.2.1 Jenis Air Cooled Heat Exchanger Klasifikasi Air Cooler Heat Exchanger dapat dibedakan berdasarkan letak Fan yang digunakan. Fan dapat diletakkan di bagian bawah (Forced Draft) atau di bagian atas (Induced Draft) tube bundle. Forced Draft Cooler memiliki kipas dibawah tube yang dihubungkan dengan motor penggerak. Pada sistem ini udara yang ada di sekitar di hembuskan ke atas sehingga menabrak tube. Induced Draft Cooler memakai kipas berpenggerak motor di bagian atas. Kipas ini menginduce aliran udara melewati kumpulan tube horizontal dan membuang udara ke atas.

47


Gambar 7. 1 Jenis Air Cooled Heat Exchanger (Sumber : www.hudsonproducts.com)

Bagian – bagian dari Air Cooler : 

Fan (kipas) untuk menaikan tekanan pada udara agar udara dapat

  

berhembus dengan cepat Fan ring untuk menjaga kipas agar cara kerja fan lebih efektif Header untuk membagi aliran gas yang ingin didinginkan Drive assembly sebagai alat pengerak kipas

7.2.2 Tube Bundle Tube bundle adalah rangkaian tabung, header, bidang frame, dan tabung penyangga seperti yang ditunjukkan pada gambar 2.2. Biasanya permukaan tabung yang terpapar dengan udara telah diperluas dalam bentuk sirip untuk mengimbangi laju perpindahan panas yang rendah dari udara pada tekanan atmosfer.

Gambar 7. 2 Jenis Konstruksi dari Tube Bundle (Sumber : www.hudsonproducts.com)

Tabung utama biasanya berbentuk bulat dan terbentuk dari jenis logam apapun yang sesuai dalam proses. Berbagai pertimbangan yang perlu diperhatikan adalah batasan tekanan, suhu, dan korosivitas. Fins berbentuk heliks atau tipe

48


plate, dan biasanya terbuat dari alumunium untuk alasan konduktivitas termal yang baik dan segi keekonomisan pembuatan. Fins dari baja sangat cocok diaplikasikan pada suhu sangat tinggi

7.2.3 Jenis Fin Pemilihan jenis fin yang akan digunakan merupakan hal yang krusial. Berbagai faktor yang mempengaruhi adalah biaya, suhu operasi, dan kondisi atmosfer. Masing-masing jenis fin memiliki laju perpindahan panas dan karakteristik pressure drop yang berbeda. Extruded finned tube memiliki proteksi yang sangat baik terhadap bagian tube dari korosi dan memiliki laju perpindahan Jenis ini lebih disukai untuk suhu operasi di atas 600°F. Embedded fin biasa digunakan untuk semua jenis pendingin dengan suhu operasi di atas 600°F dan di bawah 750°F. Wrap-on footed fin tube dapat digunakan untuk suhu operasi di bawah 250°F, tetapi sambungan antara fin dan tube tidak dapat bertahan lama sampai akhir batasan waktu pakai pendingin.

Gambar 7. 3 Jenis-Jenis Fin (Sumber : www.hudsonproducts.com)

7.3 Kelebihan dan kekurangan ACHE Kelebihan Forced Draft Cooler : 1. Memerlukan HP yang kecil meskipun udara yang digunakan sebagai media pendingin mengalir sangat panas 2. Perawatan kipas dan bearing mudah 3. Pelepasan bundle mudah saat dilakukan pengangkatan

49


Kekurangan Forced Draft Cooler : 1. Distribusi udara pendingin di bundle kurang merata 2. Tingginya kemungkinan terjadi sirkulasi udara panas karena laju udara pendingin yang cukup rendah 3. Kapasitas pendinginan yang rendah bila terjadi kegagalan fan 4. Operasi air cooler sangat dipengaruhi lingkungan Kelebihan Induced Draft Cooler : 1. Distribusi udara pendingin yang lebih baik dan merata. 2. Menghindari kemungkinan terjadinya aliran balik udara panas masuk kembali ke intake fan. 3. Mengurangi pengaruh lingkungan seperti cuaca panas atau hujan pada operasi air cooler. 4. Kapasitas pendinginan yang lebih tinggi pada saat ada kegagalan pada fan, karena efek dari natural draft yang lebih besar. Kekurangan Induced Draft Cooler : 1. Kebutuhan daya yang lebih besar karena fan berada pada area udara panas. 2. Temperatur aliran udara panas harus dibatasi pada 95

o

C untuk

menghindari kemungkinan kerusakan pada fan blade, bearing, V-belts dan komponen-komponen mekanikal yang lain. 3. Perawatan dan pemeliharaan terhadap komponen fan drive kurang baik. 4. Temperatur fluida proses dibatasi pada 175 oC, karena dapat mengakibatkan kerusakan pada komponen fan.

50


BAB VIII DESAIN DAN ANALISIS 8.1

Data Desain Jenis Heat Exchanger : HE-X206 P&ID dari Proses Pengeringan pada PVC Plant Unit 2

Gambar 8. 1 P&ID Proses Pengeringan PVC (Sumber : PT.Asahimas Chemical)

Tabel 8. 1 Data Untuk Shell Side

Fluida Laju Fluida Masuk Temperatur Masuk Temperatur Keluar Tekanan Inlet Fouling Resistance Luas Permukaan Viskositas Densitas Udara

Udara Panas 3.822 kg/h = 8.426 lb/h 88°C = 190°F 40°C = 104°F 0,54 kg/cm2G = 23,24 psig 0,0008 m2h2C/kcal 57,9 m2 0,022 cP 0,074887 lb/ft3

(Sumber : PT.Asahimas Chemical) Tabel 8. 2 Data Untuk Tube Side

Fluida Temperatur Masuk Tekanan Inlet Kalor Spesifik

Udara Dingin 30 °C = 86°F 0,54 kg/cm2G = 23,24 psig 0,24 BTU/(lb.oF) 51


0,0008 m2h2C/kcal

Fouling Resistance (Sumber : PT.Asahimas Chemical)

Spesifikasi Heat Exchanger yang Digunakan:     

8.2

Efisiensi Fan Tipe Fin Tube Tube Pitch Bubdle Layout o Passed Tube o Rows of Tube o Panjang Tube

: 70 % : Forced-Induced Draft dengan 2 fans : 1 in OD with 5/8 in high fin : 2,5 in triangular : :3 :6 : 10 ft

Hasil Perhitungan dan Desain Berdasarkan perhitungan dan pengolahan data (terlampir), maka diperoleh

spesifikasi Air Cooled Heat Exchanger adalah sebagai berikut : Tabel 8. 3 Spesifikasi Air Cooled Heat Exchanger

Spesifikasi LMTD Jumlah Tube Bilangan Reynolds Pressure Drop

Data Desain 46 105 641 6,72

Unit °F psi

Jumlah Udara Pendingin Diameter Fan Overall H.T. Coeff BHP

73.880 3,1 0,675 2

lb/h ft BTU / (h ft2 0F) HP

(Sumber : Data Pribadi)

Desain Air Cooled Heat Exchanger

52


4 ft

12 ft

Gambar 8. 2 Desain Air Cooled Heat Exchanger (Sumber : Pribadi)

8.3 Perbandingan ACHE dan Water Cooling System Beberapa parameter yang digunakan untuk membandingkan Air Cooler dengan Water Cooling System adalah :         

Kualitas Lingkungan Faktor Korosi Biaya Alat Biaya Perawatan dan Pemeliharaan Biaya Listrik Biaya Kerugian Biaya Lainnya Waktu Pendinginan

Kualitas Heat Exchanger dengan pendingin Water Cooling System mengalami kebocoran dan air tersebut dapat mempengaruhi kualitas produk PVC yang dihasilkan. Sedangkan penggunaan Air Cooler Heat Exchanger dapat memastikan bahwa kualitas produk PVC yang dihasilkan tetap terjamin. Lingkungan Pada sistem pendingin Air Cooler, udara diambil dari udara atmosfer yang tentunya tidak memiliki dampak/bahaya terhadap lingkungan. Sedangkan sistem pendingin air memerlukan senyawa kimia seperti Nitrit dan NaClO yang digunakan untuk membunuh mikroorganisme dan mencegah terbentuknya kerak dalam sistem perpipaan air. Faktor Korosi

53


Gambar 8. 3 Faktor Penyebab Terjadinya Korosi (Sumber : Jurnal Air Cooled Heat Exchanger Section 10)

Laju korosi dari sistem pendingin udara lebih rendah daripada sistem pendingin air. Air merupakan salah satu komponen yang dapat memicu dan mempercepat proses terjadinya korosi. Biaya Alat Berdasarkan pengolahan data diperoleh luas permukaan Air Cooled Heat Exchanger yang didesain adalah sebesar 4.280 ft2 dengan harga per ft2 nya sebesar USD 1,3. Maka diperoleh harga keseluruhan Air Cooled Heat Exchanger adalah USD 5.600

Gambar 8. 4 Biaya Air Cooled Heat Exchanger (Sumber : Perry’s Chemical Engineers’ Handbook, 1997)

Luas permukaan dari Heat Exchanger existing adalah sebesar 665 ft2. Harga estimasi Heat Exchanger Shell & Tube yang lama adalah USD 4.200

54


Gambar 8. 5 Biaya Shell and Tube Heat Exchanger (Sumber : Perry’s Chemical Engineers’ Handbook, 1997)

Biaya Perawatan Biaya perawatan untuk peralatan air cooler dibandingkan dengan Shell and Tube mengindikasikan bahwa biaya perawatan pendingin udara kurang lebih 0,3 atau 0,5 biaya perawatan peralatan pendingin air. Biaya Listrik Total daya yang dibutuhkan Air Cooled Heat Exchanger dengan 2 fan adalah 2 BHP atau setara dengan 1,5 kW dengan dan harga listrik yang ditetapkan PLN adalah Rp1.100 per kWh. Biaya Listrik per hari = 1,5 kW x 24 jam x 365 hari Rp1.100/kWh = Rp 14.454.000 / tahun = USD 1.030 / tahun Sedangkan untuk Heat Exchanger dengan pendingin Water Cooling System, nilai dayanya sangat kecil karena hanya menggunakan pompa dengan kapasitas yang rendah.

55


Biaya Kerugian Dengan asumsi bahwa total produksi dari PVC Plant 2 adalah 100.000 ton per tahun dan kerugian dari PVC yang basah akibat kebocoran air pada Heat Exchanger mencapai 1% per tahun maka dapat dihitung nilai cost impact nya. Cost Impact

= 0,01 x 100.000 ton x USD 900/ton = USD 900.000

Sedangkan cost impact pada Air Cooled Heat Exchanger diasumsikan bernilai 0 karena tidak mengurangi kualitas dan produksi PVC Biaya Lain-Lain Biaya lain-lain meliputi biaya instrumentasi peralatan dan instalasi(perpipaan, controller, insulasi listrik, dan pengecatan). Berdasarkan tabel Bare Module Factor dapat dilihat bahwa biaya lain-lain sistem Fin Tube Air Cooler lebih rendah dari Shell and Tube Heat Exchanger

Tabel 8. 4 Bare Module Factor

(Sumber : Perry’s Chemical Engineers’ Handbook, 1997)

56


Waktu Pendinginan Air Cooler dan Water Cooling System memiliki waktu pendinginan yang sama. Nilai koefisien perpindahan panas(U) udara lebih kecil daripada air, namun memiliki laju alir yang lebih besar. 8.4 Analisis dan Pembahasan Berdasarkan hasil pengoloahan data, dapat dilihat bahwa daya yang dibutuhkan oleh sebuah Heat Exchanger berpendingin udara adalah sebesar 1,73 HP atau setara dengan 1,3 kW. Faktor lain yang mempengaruhi kinerja dari Air Cooled Heat Exchanger adalah pressure drop. Berdasar perhitungan teoritis diperoleh nilai pressure drop untuk alat ini sebesar 5,9 psi. Biaya operasional dan perawatan dari Air Cooled Heat Exchanger relatif lebih murah karena jenis Heat Exchanger ini memerlukan lebih sedikit perlengkapan dan utilitas dibandingkan Heat Exchanger berpendingin air. Tabel 8. 5 Perbandingan Water Cooling System dan Air Cooler

Pembanding Kualitas Lingkungan Faktor Korosi Biaya Alat Biaya Perawatan Biaya Listrik Biaya Kerugian Biaya Lain-Lain Waktu Pendinginan

Water Cooling System Lebih Rendah Lebih Rendah Lebih Tinggi USD 4.200 Lebih Tinggi USD 900.000 Lebih Tinggi Sama

Air Cooler Lebih Tinggi Lebih Tinggi Lebih Rendah USD 5.600 Lebih Rendah USD 440 Lebih Rendah Sama

(Sumber : Data Pribadi) Tabel 8. 6 Hasil Perbandingan Water Cooling System dan Air Cooler

Pembanding Kualitas Lingkungan Faktor Korosi Biaya Alat Biaya Perawatan Biaya Listrik Biaya Kerugian Biaya Lain-Lain

Water Cooling System X X X √ X √ X X

57

Air Cooler √ √ √ X √ X √ √


Waktu Pendinginan

√

√

(Sumber : Data Pribadi)

Penggunaan udara sebagai pendingin lebih praktis daripada air karena tidak memerlukan pompa air dan sistim perpipaan. Kerusakan karena korosi juga berkurang karena tidak menggunakan air sebagai media pendinginan. Berdasarkan tabel perbandingan diatas, dapat dilihat bahwa Air Cooler memiliki keunggulan dari segi kualitas, lingkungan, faktor korosi, biaya perawatan, biaya kerugian, dan biaya lain-lain. Sedangkan Water Cooling System memiliki keunggulan dari segi biaya alat dan biaya listrik. BAB IX KESIMPULAN DAN SARAN 9.1

Kesimpulan Berdasarkan studi literatur dan pengamatan langsung selama mengikuti On

The Job Training di PT. Asahimas Chemical maka dapat ditarik beberapa kesimpulan: 1. PT. Asahimas Chemical adalah pabrik terintegrasi Chlor Alkali – Vinyl Chloride terbesar se-Asia Tenggara yang terus berinovasi dalam produksinya. 2. Terdapat tiga tahapan proses utama yaitu Proses Chlor – Alkali (CA), Proses Vinyl Chloride Monomer (VCM) dan Polivinyl Chloride (PVC). 3. Terdapat empat bagian dalam proses umum di plant PVC: a. Polimerisasi Proses ini mencakup pengisian air demineralisasi, pengisian SA, pengisian VCM dan inisiator yang biasa disebut katalis. b. Demonomerisasi Proses ini memisahkan VCM yang belum terpolimerisasi menggunakan stripping coloumn untuk dimasukkan ke gas holder. c. VCM Recovery Proses ini adalah pengembalian VCM ke reaktor sebagai Recovery VCM atau R-VCM. d. Drying dan Bagging Proses ini merupakan bagian pengeringan dari PVC hingga menjadi bubuk (powder) dengan ukuran tertentu dan dikemas dengan berbagai ukuran.

58


Berdasarkan hasil pengolahan data dan perancangan Air Cooled Heat Exchanger, dapat diambil beberapa kesimpulan: 1. Nilai Pressure Drop dari Air Cooled Heat Exchanger yang di desain adalah sebesar 6,72 psi. 2. BHP dari Air Cooled Heat Exchanger yang di desain adalah sebesar 1,9 HP atau setara dengan 1.300 Watt. 3. Air Cooler Heat Exchanger memiliki keunggulan dari segi kualitas, lingkungan, faktor korosi, biaya perawatan, biaya kerugian, dan biaya lain-lain. 4. Substitusi Water Cooling System menggunakan Air Cooler merupakan opsi yang tepat. 9.2 Saran Adapun saran yang dapat dijadikan pertimbangan adalah : 1. Penggunaan udara sebagai media pendingin Heat Exchanger dapat diterapkan di lapangan sebagai pengganti Water Cooling System. 2. Desain Air Cooled Heat Exchanger yang baru dilakukan dengan beberapa data asumsi dan parameter yang mungkin berbeda dengan acuan dasar lainnya. Maka perlu dilakukan perhitungan pada beberapa kondisi agar dapat diperoleh hasil yang akurat.

DAFTAR PUSTAKA

API Standard 631 M, First Edition, "Measurement of Noise from Air-Cooled Heat Exchangers," June, 1981 59


Briggs, D. E., Young, E. H., “Convection Heat Transfer and Pressure Drop of Air Flowing Across Triangular Pitch of Tubes,” Chemical Engineering Progress Symposium Series, Volume 59, No. 41, 1963. John M. Campbell Co. "Gas Conditioning and Processing, Vol. 2," Eighth Edition. Kern, D.Q. 1950. ProcessHeat Transfer. New York : McGraw Hill. Perry, R.Hand Don Green. 2008. Chemical Engineer’sHandBook 8th edition. New York: McGraw Hill. Rubin, Frank L., “Winterizing Air Cooled Heat Exchangers,” Hydrocarbon Processing, October 1980, pp. 147-149. Warren, McCabeet al.1993. Unit Operations Of Chemical Engineering 5th Ed. Singapore: McGraw Hill.

LAMPIRAN Pengolahan Data Desain Menghitung Heat Load (Q) Q

´ Cp ∆T = m

= 8.426 lb/h x 0,25 BTU/lb.F x (190-104) °F Q

= 181.159 BTU/h

Menentukan Koefisien Perpindahan Panas Keseluruhan (U) Tabel A. 1 Tipe Koefisien Perpindahan Panas Keseluruhan untuk ACHE

60


(Sumber : Jurnal Air Cooled Heat Exchanger Section 10)

Elevasi/ketinggian PT. Asahimas Chemical diasumsikan 0 meter karena lokasinya berada di dekat pantai dan tekanan udaranya sebesar 1 atm atau setara dengan 0 psig. Nilai Overall Heat Transfer Coefficient (U x) untuk Fin Tube dengan OD 1 in(1/2 by 9) dapat ditentukan dengan menggunakan interpolasi dari tabel 3.1. Ux Hydrocarbon gas coolers : 100−50 1,9−1,6 = 50−7,681 1,6−x x=1,35 Ux ACHE

= 0,5 x Ux Hydrocarbon gas coolers = 0,5 x 1,35=0,675

Nb :

Ub = Overall rate based on bare tube area Ux = Overall rate based on extended surface

Menentukan Suhu Keluaran Udara Pendingin U x +1 10

T 1 +T 2 −t 1 2

( )( ) 190,4 +104 ∆ t= −86 [ 0,675+1 ][ ] 10 2 ∆ t=

∆ t=¿ 10,25 ° F

t2 = 86 ° F

+10,25 ° F

t2 = 96,25 ° F Menghitung LMTD

61


∆ T LMTD =

( T h ,i−T c , o ) (T h, o−T c ,i )

T h , i−T c ,o T h , o−T c ,i ( 190,4−96,251 )−(104−86) ∆ T LMTD = 190,4−96,251 ln 104−86 ∆ T LMTD =46 ° F ln

Menghitung Nilai LMTD yang Sudah Terkoreksi Koreksi terhadap nilai LMTD perlu diperhitungkan bila konfigurasi tube yang digunakan adalah satu atau dua pass. Bila pass pada berjumlah tiga atau lebih maka faktor koreksi diasumsikan 1. CMTD = LMTD x Faktor Koreksi = 46 ° F x 1 CMTD = 46 ° F Menghitung Luas Permukaan yang Dibutuhkan U x x CMTD ¿ Q A x= ¿ 181.764 BTU /h A x= 0,675 x 46,250 F A x =5850,70 ft 2

Menghitung Face Area (Fa) Menggunakan Faktor APSF Tabel A. 2 Tipe Koefisien Perpindahan Panas Keseluruhan untuk ACHE

(Sumber : Jurnal Air Cooled Heat Exchanger Section 10)

62


Jumlah row pada Air Cooler yang akan didesain adalah sebanyak 4 rows, maka nilai APSF nya sebesar 91,2. Fa =

Ax APSF

Fa =

5850.70 ft 2 =36.38 ft 2 160.8

Menghitung Lebar dengan Panjang Tube yang Sudah Diasumsikan Lebar=

Fa L

36.38 ft 2 Lebar= =3,63 ft 10 ft Menghitung Jumlah Tube menggunakan faktor APF Nt=

Ax ( APF ) ( L )

Nt=

5850.708 ft 2 =105 5,58 ft 2 /ft x 10 ft

Menghitung Laju Alir Massa Udara Pendingin Gt = Gt

WtN p N t At

(inch)2 3822 kg /h x 3 1h 2,204 lb x x x 1 kg 105 x 0,5945inch 2 3600 s (0,0833 ft)2

Gt =16.23

lb 2 f t sec

Menghitung Bilangan Reynolds NR=

Di Gi μ 0,87 inch x 16.23

NR=

0,022 cP

lb f t sec 2

=641,88

Menghitung Pressure Drop di Tube Side ∆ Pt =

f Y LNp +B N p ∅

63


f adalah friction factor yang nilainya dipengaruhi oleh Bilangan Reynolds. Nilai f diperoleh dengan melihat grafik 3.1. Dari grafik tersebut diperoleh nilai friction factor(f) sebesar 0,002.

Gambar A. 1 Hubungan Bilangan Reynolds dengan Friction Factor (Sumber : Jurnal Air Cooled Heat Exchanger Section 10)

Y dan B adalah faktor koreksi yang nilainya dapat diperoleh dengan melihat grafik dibawah ini. Dari grafik tersebut diperoleh nilai Y adalah 55 psi/ft dan nilai B adalah 0,55 psi/Np

64


Gambar A. 2 Hubungan Bilangan Reynolds dengan Friction Factor (Sumber : Jurnal Air Cooled Heat Exchanger Section 10)

∅

adalah faktor koreksi untuk viskositas fluida pada tube. Dari gambar diatas

diperoleh nilai ∅ adalah 1.

Gambar A. 3 Faktor Koreksi untuk Viskositas Fluida (Sumber : Jurnal Air Cooled Heat Exchanger Section 10)

65


∆ Pt =

f Y LNp +B N p ∅ 0,0018 x 80

∆ Pt =

psi x 10 ft x 3 ft + 0,8 x 3 1

∆ Pt =6,72 psi Menghitung Koefisien Lapisan Film pada Bagian Tube Jk ht =

1

Cp μ 2 ∅ k Di

( )

Nilai J dipengaruhi oleh besarnya bilangan Reynolds dari suatu fluida. Berdasarkan grafik dibawah ini dapat diperoleh nilai J sebesar 2.500.

Gambar A. 4 Hubungan Bilangan Reynolds dengan Bilangan J (Sumber : Jurnal Air Cooled Heat Exchanger Section 10)

C μ Nilai k p k

( )

1 2

dipengaruhi oleh viskositas udara. Berdasarkan grafik dibawah

ini maka diperoleh nilai k

Cpμ k

( )

1 2

adalah 0,07

66


Gambar A. 5 Hubungan Viskositas dengan Faktor Koreksi (Sumber : Jurnal Air Cooled Heat Exchanger Section 10)

C p μ 12 Jk ∅ k ht = Di

( )

ht =

2300 x 0,0071 x 1 =18,72 0,87

Menghitung Jumlah Udara Pendingin W a= W a=

Q C p udara ∆ t a 181.764 BTU /h =73880 lb/h 0,24 BTU /lb.0 F x 10,2510 F

Menghitung Laju Alir Udara di Permukaan G a=

Wa Fa

G a=

73880 lb/hr 2 =2030.52 lb/ft . h 2 36,64 ft

67


Menentukan Koefisien Film Udara Luar

Gambar A. 6 Hubungan Laju Alir Massa dengan Koefisien Film (Sumber : Jurnal Air Cooled Heat Exchanger Section 10)

Dari grafik diatas dapat diperoleh nilai koefisien film(h a) adalah sebesar 7,5 BTU/ (h ft2 0F) Menghitung Koefisien Perpindahan Panas Keseluruhan A x AR Do 21,4 x 1 = = =24,6 Ai Di 0,87 Ax Ax 1 + r dt + r mx + Ai Ai ha

( )( ) ( )

1 1 = U x ht

1 1 1 = ( 24,6 ) +(0,001) ( 24,6 ) + U x 18,72 7,5

(

)

U x =0, 67 Nilai rmx diabaikan dari perhitungan, karena nilai tahanan logam terlalu kecil dibandingkan dengan tahanan lain. Apabila nilai Ux sama dengan atau sedikit lebih besar daripada nilai U x saat asumsi awal, maka solusi dapat diterima Menghitung Luas Area Minimum Fan

68


Fan Area Per Fan ( FAPF ) =

0,40 x F a Nf

Fan Area Per Fan ( FAPF ) =

( 0,4 ) ( 36.38 ) 2 =14.55 ft 1

Menghitung Diameter Fan 0,5 Diameter Fan=[ 4 ( FAPF ) /π ] 0,5

Diameter Fan=[ 4 ( 1 5 .1 ) /3,14 ] =4.31 ft

Menghitung Pressure Drop Udara Statis F xN ∆ Pa = p DR Fp adalah faktor pressure drop yang nilainya diperoleh dari grafik dibawah ini. Berdasarkan grafik tersebut maka diperoleh nilai Fp sebesar 0,048 inches H2O/row of tubes.

Gambar A. 7 Hubungan Faktor Pressure Drop dengan Laju Alir Massa (Sumber : Jurnal Air Cooled Heat Exchanger Section 10)

DR adalah rasio densitas yang nilainya diperoleh dari grafik dibawah ini. T +T 860 F+ 970 F T a , avg= ci co = =91,50 F 2 2 Berdasarkan grafik tersebut maka diperoleh nilai DR sebesar 0,96

69


Gambar A. 8 Hubungan Rasio Densitas dengan Suhu (Sumber : Jurnal Air Cooled Heat Exchanger Section 10)

Fpx N DR (0,06)(6) ∆ Pa = =0,38 inches of water 0,95 ∆ Pa =

Menghitung Volume Udara Masukan pada Fan Inlet Tci = 81 ° F → DR = 0,98 ACFM =

Wa 73880 lb/hr = =17305.08 D R (60)(0,0749) (0,95)(60)(0,0749)

Menghitung Total Tekanan Fan 2 ACFM PF=∆ Pa + DR 2 πD 4005 4

[

( )

]

√

ft 2. 32,15 2 .(3600) 2 g ρhot air (3600) s = =19290 pada su hu 70 ° F ρ cooling air .12 12 2 17567,28 PF=0,46+ ( 0,95 ) 2 π 4,38 19290 4 PF=0, 46 inches of water

Dimana

√

[

(

)

]

Menghitung BHP ACFM x PF BHP= 6.356 x Efisiensi

70


(17567,28)(0,4634) =1,803 HP (6356)(0,7) Daya yang dibutuhkan adalah 1,803 HP atau setara dengan 1.300 Watt. Fan motor aktual yang dibutuhkan speed reducer dengan efisiensi 92% adalah BHP=

1,803 HP/0,92 = 1,96 HP. Untuk aplikasi ini, jenis drivers yang dipilih adalah drivers dengan 2 HP. Menghitung Luas Permukaan Tambahan L= p x l x APSF L=12 ft x 4 ft x 91,2 L=4.377 ft 2

71


Laporan KP Indra Asahimas Chemical Cilegon

Recommend Documents