LAPORAN KERJA PRAKTEK
SAMATOR PT. ANEKA GAS INDUSTRI TBK SURABAYA UNIT PRODUKSI AIR SEPARATION PROCESS
Disusun oleh
:
1. Anggun Cipta Pratiwi
D500130019
2. Ery Merchandani Merchandani
D500130020
Program Studi Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta 2017
F1f1 L aporan aporan K er j a Pr aktek aktek Samat Samator or PT. PT . Ane A neka ka Gas I ndustri ndustri T bk.
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Gas industri mengemban berbagai fungsi penting dalam ekonomi. Sebagian diantaranya digunakan sebagai bahan baku untuk membuat bahan kimia lain, contohnya yang terpenting terpenting adalah oksigen, nitrogen, dan argon. Meskipun oksigen bukan penyusun udara yang terbesar tetapi, oksigen adalah gas yang paling banyak dibutuhkan oleh mahkluk hidup. Di alam, oksigen terdapat dalam bentuk bebas sebagai molekul O2 yang merupakan 20% volume, dan 23,1% berat atmosfer. Selain S elain itu, oksigen juga merupakan 46,6% berat kerak bumi, dimana oksigen berada dalam sebagian besar mineral mineral silikat. silikat.
Kebutuhan industri industri akan
oksigen dari tahun ke tahun terus mengalami kenaikan. Oksigen banyak digunakan dalam industri baja, kimia, petrokimka, pengerjaan logam, kebutuhan rumah sakit, dll. Nitrogen dengan rumus kimia N2 menurut sifat fisisnya dapat terbentuk gas atau cair dalam keadaan suhu dan tekanan normal akan berwujud gas yang tidak berbau dan tidak berwarna. Nitrogen ini hanya h anya digunakan digunak an pada pembuatan ammonia, ammon ia, industri pengolahan makanan, dan industri baja. Argon merupakan gas inert (lamban), tidak berwarna, dan tidak mempunyai rasa, dengan rumus kimia Ar. Sifat fisisnya dapat terbentuk gas ataupun cair. Argon dapat digunakan dalam industri bola lampu serta sebagai sebagai gas inert inert pada pengelasan dan pemotongan logam. Untuk memenuhi kebutuhan industri tersebut, maka industri penghasil oksigen serta gas-gas industri lain memegang peranan yang penting. Salah satu
2
F1f1 L aporan aporan K er j a Pr aktek aktek Samat Samator or PT. PT . Ane A neka ka Gas I ndustri ndustri T bk.
industri tersebut adalah Samator PT. Aneka Gas Industri Tbk yang terletak di desa Beringin Bendo, Kecamatan Taman, Kabupaten Sidoarjo, Jawa Timur. 1.2 Umum
PT. Aneka Gas Industri dahulunya merupakan perusahaan Perseroan Terbatas Penanaman Modal Dalam Negeri (PMDN), tetapi sekarang PT. Aneka Gas Industri merupakan perusahaan swasta di bawah naungan Samator Group yang bergerak dalam bidang industri gas. PT. Aneka Gas Industri cabang Sidoarjo unit V merupakan salah satu cabang diantara tujuh cabang. Cabang-cabang tersebut antara lain : 1. Cabang Jakarta. Unit produksi : oksigen dan nitrogen. 2. Cabang Sidoarjo. Unit produksi : oksigen, nitrogen, argon, special gas dan N2O. 3. Cabang Semarang. Unit produksi : oksigen dan nitrogen. 4. Cabang Medan. Unit produksi : oksigen, nitrogen dan acetylene. 5. Cabang Makassar. Unit produksi : oksigen, nitrogen, karbon dioksida dan acetylene. 6. Cabang Bitung. Unit produksi : oksigen, nitrogen, karbon dioksida dan dry ice. ice. 7. Cabang Pekan Baru. Unit produksi : oksigen dan nitrogen. I.3 Sejarah Perusahaan
PT. Aneka Gas Industri Cabang Sidoarjo adalah salah satu cabang yang dimiliki oleh PT. Aneka Gas Industri di samping cabang-cabang lainnya. PT. Aneka Gas Industri yang berpusat di Jakarta semula adalah salah satu Badan Usaha Milik
3
F1f1 L aporan aporan K er j a Pr aktek aktek Samat Samator or PT. PT . Ane A neka ka Gas I ndustri ndustri T bk.
Negara (BUMN) di bawah perlindungan Departemen Perindustrian dan Perdagangan Republik Indonesia. Pada tahun 1916, sebuah perusahaan Belanda yang bernama NV WA Hoek Machine en Zuurstof membangun pabrik Oksigen di Jakarta kemudian diikuti membangun pabrik lainnya di Surabaya pada tahun 1920. Sementara itu pada tahun 1924 perusahaan Belanda lain, NV Javasche Koolzoer Fabriek, mendirikan pabrik Karbon Dioksida di Surabaya, kedua perusahaan inilah yang kemudian menjadi cikal bakal PT. Aneka Gas Industri. Pada tahunn 1950 , kedua perusahaan tersebut dinasionalisasikan oleh pemerintah Indonesia, NV WA Hoek Machine en Zuurstof menjadi PN Zat Asam dan NV Javasche Koolzoer menjadi PN Asam Arang. Tahun 1971, berdasarkan Peraturan Pemerintah Nomor 11 Tahun 1971 Perusahaan Negara Zat Asam bergabung dan statusnya berubah menjadi PT. Aneka Gas Industri (Persero) sebagai BUMN. Untuk memperkuat posisinya sebagai perusahaan utama di bidang gas industri Indonesia dan dalam mengantisipasi persaingan yang semakin tajam dalam era globalisasi, PT. Aneka Gas Industri pada tahun 1996 mengadakan kerjasama dengan Messer Griesheim GmbH dari Jerman dan PT. Tira Austenite. Bentuk kerjasama ini adalah peningkatan modal PT. Aneka Gas Industri sehingga mampu memenuhi kebutuhan pengembangan usahanya. Saham pemerintah RI sebesar 50% diprivatisasi ke Messer Griesheim GmbH (30%) dan PT. Tira Austenite (20%) dan statusnya berubah menjadi Penanaman Modal Asing (PMA). Pada tahun 1998, 50% saham pemerintah Republik Indonesia yang tersisa diprivatisasi lebih lanjut ke Messer Griesheim GmbH hingga PT. Aneka Gas Industri hanya dimiliki oleh Messer Griesheim GmbH (90%) dan PT. Tira Austenite (10%). Tahun 2003, saham Messer Griesheim GmbH dialihkan semuanya ke PT. Tira Austenite dan Arief Harsono (Direktur Utama PT. Samator Gas Industri), dan kemudian statusnya berubah lagi menjadi PMDN dengan komposisi kepemilikan PT.
4
F1f1 L aporan aporan K er j a Pr aktek aktek Samat Samator or PT. PT . Ane A neka ka Gas I ndustri ndustri T bk.
Tira Austenite (51%) dan PT. Samator Gas Industri (49%). Pada tahun 2004, seluruh saham PT. Tira Austenite dijual kepada PT. Samator Gas Industri dan sampai saat ini PT. Aneka Gas Industri masuk dalam Samator Group . LOKASI DAN TATA LETAK PABRIK I.3.1. Lokasi Pabrik
Lokasi pabrik merupakan faktor yang menentukan suksesnya suatu pabrik karena meskipun desain pabrik maupun prosesnya sangat baik tetapi jika lokasinya tidak strategis akan menyebabkan pabrik tersebut menemui kesulitan. Sebab semua tujuan dari pembuatan desain atau proyek selalu dihitung dengan cost . Sehingga pemilihan lokasi harus tepat untuk mendapatkan keuntungan. PT. Aneka Gas Industri Cabang Sidoarjo terletak di Jalan Surabaya – Surabaya – Mojokerto Km 19 Taman – Sidoarjo, yang cukup strategis bila ditinjau dari beberapa segi yaitu : 1. Trasnportasi
: Mudah dicapai karena banyaknya sarana angkutan
yang memadai. 2. Tenaga kerja
: Mudah diperoleh karena berada di kawasan industri
yang ramai. 3. Lokasi
: Areal pabrik dengan luas ± 2,5 hektar memudahkan
dalam pengangkutan produk. 4. Energi listrik dan air
: Listrik berasal dari PLN dan air berasal dari PDAM
Surabaya. I.3.2. Tata Letak Pabrik
Tata letak pabrik cukup panjang. Peralatan proses produksi dan fasilitas lainnya diatur secara efisien, sehingga pengoperasian bisa berjalan dengan cepat. Dengan kata lain, tata letak yang dibuat dapat menampung perlengkapan baru sejalan dengan kemajuan teknologi tanpa mengubah yang telah ada sebelumnya.
5
F1f1 L aporan aporan K er j a Pr aktek aktek Samat Samator or PT. PT . Ane A neka ka Gas I ndustri ndustri T bk.
6
F1f1 L aporan aporan K er j a Pr aktek aktek Samat Samator or PT. PT . Ane A neka ka Gas I ndustri ndustri T bk.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Tinjauan Umum
Gas mengemban berbagai fungsi penting dalam ekonomi. Sebagian diantaranya digunakan sebagai bahan baku untuk membuat bahan kimia lain. Contohnya ialah oksigen, nitrogen, dan hydrogen. Nitrogen digunakan untuk mempertahankan rasa makanan kemasan karena dapat mencegah reaksi kimia. Beberapa gas sangat berguna dalam pengobatan, misalnya oksigen dan helium. Dalam perkembangan industry modern, timbul suatu bidang baru dalam keteknikan yaitu kriogenika. Dengan dikembangkannya teknik-teknik kriogenika baru, biaya pencairan (likuefaksi) dapat da pat diperkecil, peralatan yang digunakan untuk penimbunan, penanganan, dan pengapalan cairan dan gas yang sangat dingin pun menjadi lebih baik dan sederhana. Oksigen dan nitrogen secara prinsip dibuat melalui likuefaksi dan rektifikasi udara. Udara adalah campuran berbagai zat, delapan diantaranya terdapat dalam konsentrasi tertentu yang tetap dan tujuh diantaranya n ilai komersial. Tabel 2.1 komposisi udara Gas
Volume (%)
Nitrogen
78,084
Oksigen
20,946
Argon
0,934
Hydrogen
0,00005
Neon
0,001921
Helium
0,0005239
Krypton
0,0001139
Xenon
0,00000087
7
F1f1 L aporan aporan K er j a Pr aktek aktek Samat Samator or PT. PT . Ane A neka ka Gas I ndustri ndustri T bk.
Karbon dioksida
0,02004
2.2 Tinjauan Khusus
Produksi gas oksigen dengan kemurnian tinggi melalui proses kriogenik. Udara yang sudah dikompresi sampai tekanan 520 kPa didalam compressor sentrifugal dan sesudah itu didinginkan. Setelah cairan yang terdapat didalamnya dipisahkan, udara dimasukkan kedalam penukar kalor pembalik (reversing heat exchanger) dan didinginkan sampai mendekati titik embunnya melalui pertukaran kalor dengan produk gas yang akan keluar. Dengan mendinginkan udara tersebut, kelembaban yang ada mengkondensasi dan membeku di dinding-dinding alur penukar kalor. Udara yang keluar dari penukar kalor pembalik sudah kering sekali dan lebih dari 99% karbon dioksidanya sudah keluar. Udara bersih kemudian diumpankan bagian bawah kolom bagian bawah dalam suatu rektifikator ganda. Rektifikator kolom ganda terdiri dari dua buah kolom destilasi yang dihubungkan secara termal pada bagian tengah sebuah penukar yang berfungsi sebagai kondensor bagi kolom bawah dan pendidih bagi kolom atas. Oleh karena itu nitrogen lebih mudah menguap dibandingkan oksigen, nitrogen akan bergerak naik didalam kedua kolom tersebut, sedangkan oksigen akan turun. Pada pendidih kolom atas terdapat satu kolom oksigen cair yang mendidih dengan kemurnia yang tinggi, sedang pada kondensor kolom bawah mengkondensasi nitrogen yang hampir murni. Titik didih normal oksigen 12,8oC lebih tnggi dari nitrogen, tekanan dikolom bawah harus cukup tinggi untuk menaikkan suhu kondensasi nitrogen secukupnya agar terdapat gaya dorong suhu positif didalam kondensor utama. Nitrogen yang sudah dikondensasi dipecah menjadi dua pada waktu keluar dari kondensor utama, satu bagian dikembalikan segai refluks dikolom bawah, dan sebagian lagi diarahkan ke kolom atas melalui pemanas lanjut nitrogen yang digunakan sebagai refluks juga. Zat yang kaya oksigen (35%) keluar ddari dasar kolom bawah dan setelah didinginkan
8
F1f1 L aporan aporan K er j a Pr aktek aktek Samat Samator or PT. PT . Ane A neka ka Gas I ndustri ndustri T bk.
didalam pemanas lanjut nitrogen, lalu dijadikan arus umpan utama untuk kolom atas. Gas yang tersisa dikeluarkan sebagai waste nitrogen berkemurnian rendah dari kolom atas. Arus nitrogen dan oksigen tersebut keduanya dipanaskan sampai kurang lebih 100 K. kemudian diteruskan kedalam penukar kalor pembalik untuk dipanaskan sampai suhu kamar dengan pertukaran kalor dengan udara masuk. Nitrogen dan oksigen berkemurnian tinggi dipanaskan didalam masing-masing penukar kalor, sedangkan waste nitrogen mengalir melalui karbondioksida padat dan campuran beku yang telah mengendap sebelumnya dari udara, sehingga endapan itu mensublimasi kedalam waste nitrogen dan dibawa keluar dari penukar kalor. Refrigasi yang diperlukan untuk mengatasi masuknya kalor kedalam proses didapatkan dengan mengekspansikan sebagian dari arus udara melalui turbin ekspansi sentrifugal. Secara ideal proses ini adalah sutu prosen isentropi dengan entalpi udara yang berekspansi berkurang dan energy dikeluarkan dari proses melalui poros turbin. Udara yang bersih dan dingin untuk turbin ditarik dari sebelah hilir absorber dan dipanakan kembali dalam aliran terpisah didalam penukar kalor pembalik sampai mencapai suhu yang tepat sebelum dimasukkan kedalam turbin. Pemanasan ulang tersebut juga diperlukan untuk mengendalikan suhu, untuk membantu mendapatkan operasi yang bersih bagi penukar kalor pembalik. Udara yang keluar dari turbin diumpankan keatas plat yang tebal didalam kolom atas. Oksigen dan nitrogen merupakan komponen utama didalam atmosfer, tetapi udara juga mengandung hampir 1% Argon, serta Neon, Krypton dan Xenon dalam jumlah yang lebih kecil. Argon, Neon, Krypton dan Xenon semuanya dihasilkan sebagai hasil sampingan dari pabrik pemisahan udara kriogenik. Untuk menghasilkan Argon digunakan kolom ganda dengan reaktifikasi samping. Oleh karena Argon mendidih pada suhu sedikit dibawah oksigen, maka konsentrasinya didalam kolom atas meningkat pada titik yang letaknya sepertiga 9
F1f1 L aporan aporan K er j a Pr aktek aktek Samat Samator or PT. PT . Ane A neka ka Gas I ndustri ndustri T bk.
jarak antar produk Oksigen dan waste nitrogen dan diumpankan kedalam kolom Argon, yang
merupakan
kolom samping. Uap umpan utama adalah campuran
argon-oksigen (dengan sedikit nitrogen) dan karena dekatnya titik didih komponenkomponen tersebut, kolom argon dioperasikan pada rasio refluks yang cukup tinggi. Refluks cair dari kolom argon dikembalikan ke kolom atas pada titik yang sama dengan tempat menarik uap. Produk argon kasar ditarik keluar dari puncak kolom argon. Kolom samping argon dijalankan oleh ketel ekspansi zat cair yang didapatkan dari dasar kolom bawah. Uap cairan ketel itu diumpankan kedalam kolom atas pada titik yang sama dengan umpan udara turbin tekanan rendah. Kondensor kolom argon biasanya mempunyai saluran kecil untuk mengalirkan zat cair ke kolom atas. Tujuannya untuk mencegah menumpuknya hidrokarbon didalam reservoir zat cair kolom argon, karena kondensor ini tidak dilindungi dengan penangkap adsorpsi hidrokarbon seperti pada kondensor utama, kecuali produk argon kasar (mentah). Argon mentah diolah lebih lanjut didalam bagian pabrik yang biasa disebut kilang argon (argon refinery). Produk argon kasar ini mengandung oksigen dan nitrogen tidak murni. Oksigen tidak murni disingkirkan dengan menambahkan hydrogen untuk kemudian dibakar secara katalitik dan gasnya dikeringkan dengan mengeluarkan airnya. Nitrogen tidak murni dikeluarkan dengan suatu langkah destilasi lagi yang menghasilkan argon dengan kemurnian 99,9999%. Argon digunakan dalam proses-proses metalurgi. Salah satunya adalah sebagai gas perisa (terhadap oksigen) dalam pengelasan logam seperti alumunium dan baja tahan karat dan dalam logam khusus sperti zirkomum, titanium, dan berbagai paduan. Selain itu sebagai gas pengisi bola lampu pijar. Proses utama dalam produksi baja tahan karat karat adalah proses “dekarburasi argonargon-oksigen” yang menggunakan oksigen dalam jumlah besar.
10
F1f1 L aporan aporan K er j a Pr aktek aktek Samat Samator or PT. PT . Ane A neka ka Gas I ndustri ndustri T bk.
BAB III PROSES PRODUKSI 3.1 Proses Produksi 1. Persiapan Bahan Baku
Dalam prosesnya bahan baku yang digunakan adalah udara di atmosfer yang dikompresi menggunakan compressor (C-100) hingga mencapai tekanan 5,6 kg/cm2, namun sebelumnya udara tersebut dilewatkan dalam filter untuk menyaring debudebu yang terdapat di udara. Filtr ini memiliki 3 lapisan yaitu washable filter, second filter, dan primary filter. Selanjutnya tekanan udara dinaikkan untuk memudakan proses pencairan dalam kolom retrfikasi. Pada proses kompresi ini suhu naik dari 32oC-94oC. namun suhu ini terlalu tinggi untuk penyerapan impuritas pada MS Absorber (V-151 A/B). oleh Karen itu, perlu dilakukan proses pendinginan terebih dahulu. Udara yang akan didinginkan dilewatkan pada unit pendingin udara yang terdiri dari 3 unit yaitu Molecular Sieve Heat Exchanger (H-157), After Cooler (H-113), dan Air Chiller (H122). Pada MS Heat Exchanger udara didinginkan oleh waste nitrogen hingga 63oC kemudian dialirkan ke After After Cooler dengan bantuan air pendingin dari unit utilitas utilitas dengan suhu udara diturunkan menjadi 42oC. Selanjutnya pendinginan kembali pada Air Chiller menggunakan air pendingin dari water chiller hingga suhu 15oC. Udara dingin kemudian dialirkan ke drain Separator (V-121) untuk dipisahkan uap airnya karena dapat mangganggu aliran udara pada Cold Box. Jika uap air terbawa dikhawatirkan terjadi pembekuan yang dapat menyumbat aliran udara. Setelah itu diatangkap oleh MS Adsorber (V-151A/B).
11
F1f1 L aporan aporan K er j a Pr aktek aktek Samat Samator or PT. PT . Ane A neka ka Gas I ndustri ndustri T bk.
2. Proses Pemurnian Udara
Proses
pemurnian
udara
berlangsung
di
MS
Absorber
(V-151A/B)
mengguakan Molecular Sieve yang berfungsi untuk menghilangkan kandungan impuritas dalam udara umpan seperti H2O dan CO2. Dalam ASP terdapat 2 MS yang bekerja secara bergantian 4 jam (saat MS-A bekerja maka MS-B beregenerasi, begtu pula sebaliknya). Proses regenerasi ini disebabkan karena penyerapan H2O dan CO2 terbatas. Adapun tahapan regenerasi adalah: a). Depressurizing Udara dalam MS Absorber (V-151A/B) diturunkan tekanannya dari 5,6 kg/cm2 menjadi 0,02 kg/cm2 dalam waktu 720 detik. Penurunan tekanan bertujuan agar gas waste nitrogen yang akan diguanakan untuk meregenerasi MS dapat masuk dan mencegah arus balik karena tekanan pada MS Absorber terlalu tinggi. Proses ini dilakukan dengan aliran terbalik menuju silencer yang mengalirkan udara bertekanan dalam MS Adsorber ke atmosfer. b). Heating Molecular sieve dipanaskan oleh waste nitrogen yang sebelumnya dipanaskan terlebih dahulu oleh MS Electric Heater (E-115). Tujuan pemanasan ini untuk menghilangkan H2O dan CO2 dalam MS. Proses ini berjalan selama 6840 detik. de tik. c). Cooling Proses ini bertujuan mengoptimalkan daya adsorbs agar dapat bekerja secara efektif pada suhu rendah. Pada tahap ini waste nitrogen dialirkan menuju MS Adsorber. MS ini didinginkan hingga suhu 12oC namun tidak boleh terlalu dingin karena air akan membeku dan akan menyumbat MS, proses ini berjalan 5400 detik. d). Pressurizing
12
F1f1 L aporan aporan K er j a Pr aktek aktek Samat Samator or PT. PT . Ane A neka ka Gas I ndustri ndustri T bk.
MS yang telah dibersihkan siap digunakan kembali namun MS Absorber harus diberi tekanan hingga mencapai 5,6 kg/cm2. Hal ini dilakukan untuk mencegah tekanan yang besar yang dapat merusak MS. Pressurizing dilakukan dengan cara mengairkan udara dari MS Absorber yang lain hingga mencapai tekanan yang sama. Tahap ini memerlukan waktu 900 detik. Setelah tekanan seimbang kedua MS Adsorber dipakai bersamaan selama 120 detik. Setelah itu MS adsorber yang lain diregenerasi dengan cara yang sama. Tabel 3.1 Tahapan Regenerasi MS Adsorber MS Adsorber
Waktu (detik)
A
B
Depressurizing
Adsorbsi
720
Heating
Adsorbsi
6840
Cooling
Adsorbsi
5400
Pressurizing
Adsorbsi
900
Adsorbsi
Adsorbsi
120
3. Tahap Pendingin Udara
Setelah melalui proses pemurnian kemudian udara umpan masuk ke Cold Box (K-200) yang didalamnya terdapat Main Heat Exchanger (K-201) alat tersebut digunakan untuk mendinginkan udara proses sebelum masuk ke kolom retrifikasi. Udara umpan yang didinginkan menggunakan 5 aliran gas dingin yaitu: a. Gas N2 dari Recifier Lower Coloumn (T-222) dengan suhu -177oC b. Gas N2 dari Sub Cooler (H-213) dengan suhu -193oC c. Gas O2 dari Recifier Upper Coloumn (T-223) dengan suhu -179oC
13
F1f1 L aporan aporan K er j a Pr aktek aktek Samat Samator or PT. PT . Ane A neka ka Gas I ndustri ndustri T bk.
d. Waste N2 dari Sub Cooler (H-213) dengan suhu -175oC e. Gas Ar dari Crude Argon Coloumn (T-241) dengan suhu -185oC sedangkan aliran udara yang didinginkan pada Main Heat Exchanger terdapat dua aliran yaitu: a. Udara proses dari MS Absorber dengan suhu 15oC menjadi -171oC b. Gas argon dari after filter dari unit Argon Purification P urification (U-500) didinginkan didingink an dari suhu 15oC menjadi -181oC. 4. Tahap Pencairan dan Pemisahan Udara
Tahap pencairan dan pemisahan udara dilakukan dalam kolom retrifikasi yang terdiri dari: a. Recifier Lower Coloumn, udara dingin dari Main HE masuk kedalam Lower Coloumn, unit ini berfungsi untuk memisahkan N2 dan udara berdasarkan titik didihnya. b. Recifier Upper Coloumn, hasil bawah dari lower kolom dimasukkan ke Upper Coloumn. Pada unit ini memisahkan secara sempurna nitrogen menguap kebagian atas Upper Coloumn, argon bagian tengah, Oksigen di bagian dasar Upper Coloumn. 5. Pemurnian Gas Argon dan Produksi Argon Cair
Dalam menghasilkan argon cair perlu melalui proses yaitu pemurnian gas Argon yang sebelumnya masih mengandung komponen lainnya seperti O2 96% dan 4% N2 serta sedikit gas Nitrogen, gas ini kemudian masuk kedalam Crude Argon Coloumn karena perbedaan titik didihnya argon menguap ke bagian atas dan oksigen mencair dibaian bawah Crude Argon Coloumn. Oksigen kemudian dipompa dan
14
F1f1 L aporan aporan K er j a Pr aktek aktek Samat Samator or PT. PT . Ane A neka ka Gas I ndustri ndustri T bk.
dimasukkan kedalam Upper Coloumn dan sebagian lagi dikembalikan ke coloumn untuk menguapkan argon yang ikut mencair. Gas Argon pada bagian Crude Argon coloumn didinginkan dengan Crude Argon Condenser oleh media cair dari Sub Cooler (H-213). Gas oksigen yang ikut menguap terkondensasi akan mencair dan turun ke bagian bawah Crude Argon Coloumn dan dipompakan ke Upper Coloumn sedangkan gas Argon dialirkan ke Main Heat Exchanger sebagai unit pendingin. Setelah melalui Main Heat Exchanger masuk ke unit yang melakuakn proses pemurnian ini disebut dengan unit Argon Purification (U-500) dimana proses yang terjadi dalam unit ini adalah Crude Argon dikontakkan dengan hydrogen secara berlebih yang akan bereaksi dan menghasilkan yaitu air (H2O). Reaksi Deoxo Purification membutuhkan suhu yang cukup tinggi oleh karena itu Crude Argon yang keluar dari Main Heat Exchanger masuk tahap persiapan yaitu Crude Argon dikompresi dari tekanan 0,6 kg/cm2 menjadi 2,7 kg/cm2 suhu 38oC di Argon compressor, kemudian diinjeksi hydrogen berlebih kemudian dipanaskan pada Preheater hingga suhu 70oC. Setelah persiapan selesai maka crude argon dan hidrogrn direakdikan kedalam Deoxidation Vessel hingga terbentuk H2O dalam bentuk uap yang perlu didinginkan agar uap air tersebut hilang dilakukan 3 tipe pendinginan yaitu: a. Air cooler Exchanger dengan media pendingianan udara b. Cooling Water Cooler dengan media pendinginan dari cooling water supplay c. Chilled Water Cooler dengan media pendingin air dari chilled water supplay.
15
F1f1 L aporan aporan K er j a Pr aktek aktek Samat Samator or PT. PT . Ane A neka ka Gas I ndustri ndustri T bk.
Setelah uap air mengembun kemudian dipisahkan dalam separator, udara dialirkan ke Dryer A/B yang bekerja secara bergantian untuk menyerap air apabila masih tertinggal dalam Crude Argon. Gas yang keluar dari Dryer inilah yang disebut gas Argon dan dilewatkan dalam After Filter untuk menyaring debu yang terbawa dari dryer. Gas Argon masuk ke Main Heat Exchanger untuk didinginkan dengan perubahan temperature yaitu dari 15oC menjadi -181oC dan dilanjutkan ke Pure Argon Reboiler (H-232) untuk didinginkan dengan media pendingin argon cair dari dasar Pure Argon Coloumn. Gas Argon yang mengembunkemudian masuk kedalam Argon Flash Drum (V-246) untuk dipisahkan argon cair dan argon yang berupa gas. Argon yang masih dalam wujud gas diproses kembali kedalam Argon Purification sedang Argo dalam wujud liquid masuk kedalam Pure Argon Coloumn , kemudian dibagi menjadi 2 aliran yaitu Pure Argon Boiler sebagai pendingin dan sebagian lagi dialirkan ke Liquid Argon Tank (LAr) sebagai produk. 6. Proses Produksi Oksigen Cair dan Nitrogen Cair
a. Proses Produksi Oksigen Cair Hasil bawah dari Lower Coloumn (T-222) dialirkan menuju Subcooler untuk diturunkan temperaturnya hingga -189oC. aliran udara ini dibagi menjadi:
Sebagian udara cair dialirkan ke Crude Argon Coloumn (T-214) sebagai media pendingin
Sebagian lagi dialirkan ke Upper Coloumn untuk dipisahkan secara sempurna berdasarkan titik didihnya dan tekanannya. Pada bagian upper coloumn nitrogen berada dibagian atas Upper Coloumn,
Argon berada dibagian tengan Upper Coloumn dan Oksigen berada dibagian bawah Upper Coloumn dan dialirkan menuju Liquid Oxygen Tank yaitu LOX I dan LOX II. 16
F1f1 L aporan aporan K er j a Pr aktek aktek Samat Samator or PT. PT . Ane A neka ka Gas I ndustri ndustri T bk.
b. Proses Produksi Nitrogen Cair Udara dingin dari Main Heat Exchanger masuk ke Lower Coloumn. Gas nitrogen masuk dan berada dibagian atas Lower Coloumn kemudian aliran ini dibagi menjadi 3 aliran utama dan selanjutnya akan dipecah kembali sebagai berikut:
Gas nitrogen dari puncak lower coloumn dialirkan ke Main Condensor (H122) di bagian Upper Coloumn. Tujuannya dialirkan gas nitrogrn ini untuk menguapkan argon dan nitrogen dari oksigen cair dibagian bawah Upper Coloumn. Gas hydrogen di kondensasi kemudian mencair karena didinginkan oleh oksigen cair yang berada dibagian bawah Upper Coloumn. Nitrogen cair kemudian dikembalikan ke Lower Coloumn agar argon dan oksigen yang ikut menguap dapat mencair dan turun kebagian bawah Lower Coloumn.
Gas Nitrogen dari bagian atas Lower Coloumn dib agi menjadi aliran yaitu: a. Sebagai media pendingin pada main Heat Exchanger (H-211) b. Media pertukaran panas pada Pure Argon Reboiler (H-232) c. Sebagai umpan pada Recycle Heat Exchanger (H-251) bersamaan dengan aliran gas N2 dari expander.
Nitrogen dan Upper Coloumn dialirkan ke Sub Cooler (H-213) yang alirannya dipecah menjadi : a. Menuju bagian atas Upper Coloumn sebagai pendingin agar argon mencair kebagian bawah Upper Coloumn. b. Menuju Argon Condensor Liquid separator (V-245) sebagai pendingin gas nitrogen yang akan digunakan untuk mengkondensasi gas argon dalam waste nitrogen dari puncak Pure Argon Coloumn(T-242) Gas nitrogen yang digunakan sebagai bahan produksi nitrogen cair adalah
aliran gas nitrogen dari Main Heat Exchanger yang kemudian dialirkan ke Recycle Compressor (C-720). Didalam kompressorgas nitrogen dinaikkan suhu dan
17
F1f1 L aporan aporan K er j a Pr aktek aktek Samat Samator or PT. PT . Ane A neka ka Gas I ndustri ndustri T bk.
tekanannya dari 31oC dan 4,7 kg/cm2 menjadi 40oC dan 31,8 kg/cm2. Gas nitrogen kemudian masuk kedalam Booster pada Expansion Turbin (X-750) dan tekanan kembali dinaikkan menjadi 44,2 kg/cm2 . gas nitrogen selanjutnya diturunkan suhunya mencapai -54oC didalam Recycle Refrigerator. Gas nitrogen kembali diturunkan suhunya menjadi -169oC pada Recycle Heat Exchanger. Gas yang telah didinginkan tersebut kemudian bergabung dengan aliran gas nitrogen dari Expansion Turbin yang telah didinginkan pada Recycle Heat Exchanger dan didinginkan kembali pada Recycle Heat Exchanger. Selanjutnya sebagian aliran gas niteogen yang keluar dekspansikan pada Ekspander dalam Ekspansion Turbin sehingga tekanannya turun -101oC dan 44,2 kg/cm2 menjadi -171oC dan 5,08 kg/cm2. Aliran dari Ekspander ini digabungkan dengan aliran gas nitrogen dari lower coloumn dan masuk ke Recycle Heat Exchanger . Sementara sebgain gas nitrogen yang tidak masuk ke Expander kembali didinginkan pada Recycle Heat Exchanger sehingga gas nitrogen mencair. Nitrogen yang telah mencair kemudian dialirkan ke Liquid Nitrogen Separator (V-261) untuk dipisahkan antara cairan dan uap nitrogen. Uap nitrogen yang terpisah digabung dengan aliran dari Lower Coloumn sebagai umpan Recycle Heat Exchanger sedangkan nitrogen cair yang terpisah sebagian kecil dialirkan kembali ke Lower Coloumn sebagi refluks refluks dan sebagian besar masuk ke Liquid Nitrogen Sub Cooler (H-255). Nitrogen cair didinginkan kembali pada Liquid Nitrogen Sub Cooler dan keluar sebagi media pendingin dan sebagian lain ditampung dalam liquid Nitrogen tank (LIN 1 dan 2) sebagai produk.
18
F1f1 L aporan aporan K er j a Pr aktek aktek Samat Samator or PT. PT . Ane A neka ka Gas I ndustri ndustri T bk.
BAB IV SPESIFIKASI PRODUK DAN LABORATORIUM 4.1 Spesifikasi Produk
1. Oksigen Symbol kimia
: O2
Berat molekul
: 32 g/mol
Titik didih
: -183.11 ℃
Titik beku
: -218.55 ℃
Suhu kritis
: -118.15 ℃
Larut dalam air
: 0.04 g/l
Sifat fisis
:
a. Dalam bentuk gas maupun liquid oxygen b. Tidak berbau c. Dalam bentuk gas tidak berwarna d. Dalam bentuk liquid oxygen berwarna putih semu kebiruan Kapasitas
: MAX Lox, Lox 2.500 m3/jam MAX LIN, Lox 600- 800 m3/jam
2. Nitrogen Symbol kimia
: N2
Berat molekul
: 28.02 g/mol
Titik didih
: -196℃
Titik beku
: -210.01℃
Suhu kritis
: -146.95℃
Densitas uap
: 0.967
Densitas gas
: 0.072
Sifat fisis
:
19
F1f1 L aporan aporan K er j a Pr aktek aktek Samat Samator or PT. PT . Ane A neka ka Gas I ndustri ndustri T bk.
a. Dalam bentuk gas maupun liquid nitrogen b. Tidak berbau c. Dalam bentuk gas tidak berwana d. Dalam bentuk liquid nitrogen berwarna putih Kapasitas
: MAX LOX, LiN 600-800 m3/jam MAX LIN, LiN 2.500 m3/jam
3. Argon Symbol kimia
: Ar
Berat molekul
: 39.95 g/mol
Titik didih
: -185.9℃
Titik beku
: -189.2℃
Suhu kritis
: 122.4℃
Densitas uap
: 1.66
Sifat fisis
:
a. Dalam bentuk gas maupun liquid argon b. Tidak berbau c. Dalam bentuk gas tidak berwarna d. Dalam bentuk liquid argon berwarna bening Kapasitas
: MAX LOX, LAr 60 m3/jam MAX LIN, LAr 60-65 m3/jam
4.2 Laboratorium
Air Separation Process Process pada PT. Aneka Gas Industri Tbk tidak memiliki laboratorium. Namun terdapat terdapat alat analyzer panel yang digunakan untuk menganalisa impurity di dalam O2, N2 dan Argon. Satuan impurity dihitung dalam ppm. Selain itu alat ini juga berfungsi sebagai indicator jika terjadi kesalahan selama proses
20
F1f1 L aporan aporan K er j a Pr aktek aktek Samat Samator or PT. PT . Ane A neka ka Gas I ndustri ndustri T bk.
pemisahan gas berlangsung. Alat ini bekerja secara otomatis dan kontinyu, gas dari plant produksi dialirkan melalui turbin dan pipa ke dalam analyzer. Alat ini juga bisa dioperasikan secara manual dengan cara menginjekkan gas yang akan dianalisa pada bagian belakang analyzer. Pada analyzer terdapat panel dan indicator untuk mengatur dew point , % Ar, % H2, dan kemurnian O2. Data yang terbaca dari analyzer di transfer ke DCS kemudian ditransferkan lagi ke monitor untuk mengetahui data-data keseluruhan selama proses produksi berlangsung. Alat analyzer ini juga perlu dikalibrasi secara berkala. Kalibrasi dilakukan 3 sampai 6 bulan sekali. Spesifikasi alat yang digunakan untuk analisa sebagai berikut. 1. Pure Oxygen Analyzer Fungsi
: mengetahui kadar kemurnian produk O2 cair
Sampel
: Outlet Rectifier Upper Column
Pabrik pembuat
: Osaka Sanso Kogyo
2. Thermal Conductivity Analyzer a. % Argon Fungsi
:
mengetahui
kadar
Argon
sebelum
masuk
ke
Purification Argon Column Sampel
: outlet dari Drier Argon
b. % Hidrogen Fungsi
: mengetahui kadar sisa H2 dalam Crude Argon
Sampel
: outlet kolom Argon cair
Pabrik pembuat
: Osaka Sanso Kogyo
3. Trace Oxygen Analyzer a. Kadar oksigen dalam produk Argon cair Fungsi
: mengetahui kadar O2 yang terkandung dalam Argon cair 21
F1f1 L aporan aporan K er j a Pr aktek aktek Samat Samator or PT. PT . Ane A neka ka Gas I ndustri ndustri T bk.
Sampel
: outlet kolom Argon dan outlet sebelum masuk ke Compressor Crude Argon
Pabrik pembuat
: Hersch/ Osaka Oxygen
b. Kadar oksigen dalam produk Nitrogen cair Fungsi
: mengetahui kadar O2 yang terkandung dalam Nitrogen cair
Sampel
: outlet Liquid Nitrogen Subcooler dan outlet puncak Rectifier Upper Column
Pabrik pembuat
: Hersch/ Osaka Oxygen
4. Servomex Tipe
: 4100 Gas Purity Analyzer
Fungsi
: mengetahui kadar CO2 dalam udara setelah keluar dari MS
Sampel
: outlet MS Adsorber
5. Dew Point Analyzer Fungsi
: menganalisa uap air dalam udara setelah MS dan dryer Argon
Sampel
: udara bebas dan argon setelah purification
22
F1f1 L aporan aporan K er j a Pr aktek aktek Samat Samator or PT. PT . Ane A neka ka Gas I ndustri ndustri T bk.
BAB V SPESIFIKASI ALAT
1. Air Compressor Unit (C-100) Fungsi
: menekan udara masuk sampai 5,6 kg/cm2
Prinsip kerja
: menaikkan tekanan udara secara bertahap sampai
dengan tekanan yang telah ditentukan Tipe
: Isothermal : Isothermal Centrifugal Compressor
Kapasitas
: 14,700 Nm3/jam
Kondisi section
: 1.023 kg/cm2, 35 oC
Motor output
: 1,500 KW
Discharge Pressure
: 5.6 kg/cm2
Pabrik pembuat
: Kobe-Cooper ( JAPAN & USA)
Jumlah
: 1 unit
2. Air Pre-Cooling System a. MS Heat Exchanger (H-157) Tipe
: Brazed : Brazed Aluminium Plate Fin Heat Exchanger
Prinsip kerja
: pertukaran panas antara udara dan Waste Nitrogen
b. Chiller Tipe
: Freon : Freon Refrigerator
Kapasitas
: 230,000 kkal/jam
Bahan
: Carbon Steel
c. Air Chiller (H-122) Tipe
: Horizontal, : Horizontal, shell and Tube
Prinsip kerja
: pendinginan sampai suhu 15 oC
Bahan
: Carbon Steel
Pabrik pembuat
: Kobe- Daikin (JAPAN)
23
F1f1 L aporan aporan K er j a Pr aktek aktek Samat Samator or PT. PT . Ane A neka ka Gas I ndustri ndustri T bk.
3. Air Pre-Purification System Waktu adsorpsi
: 3 jam
Suhu Regenerasi
: 160 oC
a. MS Adsorber (V-141 A/B) Fungsi
: penyerapan udara
Prinsip kerja
: pemurnian, menghilangkan kandungan CO2, dan hidrokarbon
Tipe
: Vertical, Cylindrical Vessel
Bahan
: Carbon Steel dan dan Stainless Steel
b. MS Electric Heater (E-155) Tipe
: Electric : Electric Heater
Prinsip kerja
: pemanasan hingga 140oC untuk menghilangkan uap air
Motor output
: 90 KW
Bahan
: Carbon Steel
Pabrik pembuat
: Union- UOP (JAPAN & USA)
4. Cryogenic Air Separation Unit (Cold Box) a. Main Heat Exchanger (H-211) Fungsi
: untuk mendinginkan udara sampai -171 oC
Prinsip kerja
:
udara
umpan
didinginkan
di
dalam
alat
ini
menggunakan aliran gas dingin Tipe
: Brazed : Brazed Aluminium Plate Fin Heat Exchanger
Jumlah
: 1 unit
b. Recylce Heat Exchanger (H-251) Fungsi
: unuk mencairkan N2 pada temperatur -169 oC
Prinsip kerja
: mendinginkan kembali gas nitrogen setelah dari Recylce Refrigerator
Tipe
: Brazed : Brazed Aluminium Plate Fin Heat Exchanger 24