BAB III PROSES PRODUKSI PABRIK
3.1 Manajemen Perencanaan, Pengendalian, dan Produki 3.1.1 Manajemen Produksi Manajemen produksi terdiri dari dua kata yang masing-masing kata mengandung
pengertian tersendiri. Manajemen adalah kegiatan atau usaha yang dilakukan untuk mencapai tujuan dengan menggunakan atau mengkoordinasikan kegiatan-kegiatan lain. Dalam pengertian tersebut, terdapat tiga unsur yang saling berhubungan yaitu adanya orang jumlahnya lebih dari satu, adanya tujuan yang ingin dicapai, dan adanya orang yang bertanggung jawab terhadap pencapaian tujuan tersebut. Produksi adalah suatu kegiatan menciptakan, menambah guna, atau melipatgandakan suatu barang atau jasa sehingga membutuhkan faktor-faktor produksi adalah bahan baku, tenaga kerja, mesin-mesin, metode atau teknologi, dan modal. Penggabungan dari kedua kata yang telah dijelaskan sebelumnya memberikan pengertian tersendiri, yaitu kegiatan untuk mengatur faktor-faktor produksi secara efektif dan efisien untuk menciptakan dan menambah kegunaan suatu produk barang, jasa, maupun ide. Fungsi utama manajemen adalah membuat keputusan untuk jangka pendek maupun jangka panjang untuk mencapai tujuan organisasi. Manajemen produksi bertujuan untuk mengatur faktor-faktor produksi sehingga proses produksi dapat berjalan dengan lancar. 3... Produksi dan Proses Produksi Produksi adalah metode, cara dan tehnik yang digunakan untuk meciptakan atau menambah kegunaan suatu produk dengan mengoptimalkan sumber daya produksi !tenaga kerja, mesin, bahan baku dan dana". #erdasarkan proses untuk menghasilkan
output, proses produksi dibagi menjadi dua yaitu Proses Produksi $ontinyu ! Continuos Process" dan Proses Produksi %erputus !Intermitten Process/Discrete System" $arakteristik dari proses produksi kontinyu ! Continuous Process" adalah sebagai berikut & - Produk yang dihasilkan dalam jumlah besar
-
Menggunakan sistem penyusunan peralatan berdasarkan urutan pengerjaan
-
dari produk yang dihasilkan Menggunakan mesin khusus ! Special Purpose Machines" Pengaruh indi'idual operator terhadap produk yang dih asilkan sangat kecil (pabila salah sa tu mesin)peralatan terhenti atau rusak, maka seluruh proses
-
produksi akan terhenti *umlah tenaga kerja sedikit Membutuhkan ahli pemeliharaan yang sangat berpengalaman
- Menggunakan peralatan handling yang tetapProcess" !fixed path equipment $arakteristik proses produksi terputus ! Intermitten adalah sebagai" berikut & - Produk yang dihasilkan dalam jumlah kecil dengan 'ariasi yang sangat besar -
dan didasarkan atas pesanan !M%+" Penyusunan peralatan berdasarkan fungsi dalam proses produksi Menggunakan mesin yang bersifat umum dan dapat menghasilkan bermacam-
-
Machines" Pengaruh indi'idual operator terhadap produk yang dih asilkan sangat besar Proses produksi tidak akan mudah terhenti %erdapat pekerjaan yang bermacam-macam Persediaan bahan baku tinggi Menggunakan peralatan handling yang fleksibel !varied path equipment"
macam produk dengan 'ariasi yang hampir sama ! General Purpose
3... Manajemen Produksi Departemen Produksi truktur organisasi pada Departemen Produksi adalah sebagai berikut &
Departemen Produksi I
Pengawas Shift
Bagian Candal Produksi I
0ambar 3. truktur +rganisasi Bagian #erdasarkan gambar 3., dapat diketahui bahwaDepartemen kedudukanProduksi bagian /andal Produksi
Bagian ZA
Bagian
Bagian
Pengantongan I
danbagian Produk I/III dan ASP Bagian .Urea merupakan staf dari Utilitas $epala I Manajer Amoniak Departemen Produksi Fungsi dari Samping
/andal Produksi adalah untuk merencanakandan mengendalikan produksi. Dalam bidang perencanaanpengendalian, bagian ini bertanggung jawab menyusun alternatif
rencana produksi. Dalam bidang perencanaan, bagian ini bertanggung jawab untuk memonitor jalannya proses produksi dan member meikan saran serta usulan pengendalian kepada $epala Departemen Manajer Produksi . 3.1.!
Manajemen Perencanaan dan Pengendalian !/andal" Perencanaan dan pengendalian !candal" produksi adalah penentuan atau penetapan
kegiatan produksi yang akan dilakukan untuk mencapai tujuan perusahaan dan pengendalian kegiatan pelaksanaan proses dan hasil produksi. /andal produksi merupakan bagian penting dalam kegiatan produksi untuk mencapai tujuan perusahaan. /andal produksi mengkoordinasi bagian 1 bagian yang terkait dalam pelaksanaan proses produksi, mulai dari suplai bahan baku, suplai energi, kapasitas alat 1 alat proses , kestabilan kualitas produk, sampai tingkat biaya produksi. ecara umum, maksud dan tujuan kegiatan candal adalah agar perusahaan dapat mengusahakan hal 1 hal sebagai berikut & . #erproduksi pada tingkat efisiensi dan efekti'itas tinggi. . Menggunakan sumber daya yang ada seoptimal mungkin. 3. Menguasai pasar yang luas denga n cara berpr oduksi dengan biaya yang rendah sehingga produk berharga jual rendah dan mampu bersaing dengan competitor serta menjual produk dalam jumlah banyak sehingga memperkecil biaya produksi dan perusahaan bisa memperluas pangsa pasar. 2. Memperluas lapangan kerja sesuai dengan perkembangan dan kemajuan perusahaan. . Memperoleh keuntungan yang cukup besar bagi pen gembangan dan kemajuan perusahaan. %ugas dari kegiatan candal produksi di P% Petrokimia 0resik diantaranya & . Memonitor pelaksanaan rencana produksi dan mengendalikannya bila terjadi penyimpangan !membuat laporan produksi dan kinerjanya". . Mengestimasi dan merencanakan jumlah produk si serta kebutu hannya sebagai fungsi waktu. 3. Memonitor persediaan bahan baku dan penolo ng untuk kebut uhan produksi serta meminta proses pembeliannya. 2. Merencanakan dan melakukan progr am e'alua si produksi dengan dasar- dasar statistik.
Diagram kegiatan /andal Produksi di P% Petrokimia 0resik ditunjukkan pada gambar 3..
0ambar 3.. Diagram $egiatan /andal Produksi !/andal Dep. Prod. , 4"
3... Perencanaan Produksi Perencanaan produksi adalah perencanaan dan pengorganisasian bahan baku, mesin, peralatan, tenaga kerja, modal, dan lain 1 lain untuk melaksanakan kegiatan produksi pada periode tertentu di masa yang akan datang. %ujuan dari perencanaan produksi adalah & . . 3. 2.
Mencapai tingkat produksi yang diinginkan. Mengusahakan agar perusahaan dapat beroperasi pada tingkat efisiensi tertentu. Mengoptimalkan penggunaan fasilitas yang ada di perusahaan. Mempertahankan dan mengusahakan agar kesem patan kerja yang ada tetap pada tingkatnya dan berkembang. Dalam membuat perencanaan produksi, terdapat hal 1 hal yang harus
diperhatikan agar perencanaan dapat berjalan dengan baik, yaitu & . Masalah internal, yaitu masalah yang berasal dari dalam perusahaan !masih dalam kekuasaan pemimpin perusahaan". /ontohnya & mesin yang digunakan, buruh yang dikaryakan, bahan yang diperlukan, dan lain 1 lain. Pada dasarnya kemampuan pabrik ditentukan oleh beberapa faktor yang biasa disebut sebagai M, yaitu & i" Man #manuia", yaitu masalah yang berkaitan dengan ketrampilan tenaga kerja. Pada saat pengembangan pabrik, ketrampilan kerja perlu mendapatkan perhatian untuk menghindari kendala-kendala yang mungkin timbul karena adanya kesalahan operasi, kesalahan perbaikan alat, keterlambatan start-up,
keterlambatan perbaikan, dan lain-lain. kurang terampilnya tenaga kerja akan dapat menimbulkan kendala-kendala tersebut. 5ambatan tersebut akan berpengaruh pada jumlah hari operasi ii" Materials #ma$erial", yaitu tingkat kualitas dan kuantitas yang harus ditangani oleh Departemen Pengadaan iii" Method #me$ode" i%" Machine #mein". 5al-hal yang akan mempengaruhi kemampuan produksi adalah jam kerja mesin efektif !umur mesin, kualitas mesin" dan kapasitas mesin !adanya penyimpangan pada suatu alat seperti bocornya 56, penyumbatan katalispenurunan kemampuan katalis, dll" %" Money #modal" . Masalah eksternal, yaitu masalah yang berasal dari luar perusahaan !diluar kekuasaan pemimpin perusahaan". /ontohnya & inflasi, deflasi, keadaan politik, dan lain 1 lain. 7ntuk merencanakan jumlah produksi, bagian perencanaan harus mempertimbangkan seberapa banyak kebutuhan pasar !konsumen". nformasi yang digunakan untuk mengetahui banyaknya kebutuhan pasar yang diperoleh pada bagian pemasaran. Dari informasi yang diperoleh tersebut, bagian candal produksi bertugas untuk menggabungkan data 1 data dari kondisi pasar untuk menyusun rencana produksi. (da dua hal yang mungkin terjadi dalam penyusunan rencana produksi ini, yaitu & i" $ebutuhan pasar lebih besar dari kapasitas produksi (pabila kebutuhan pasar lebih besar dari kapasitas produksi, maka langkah yang diambil oleh bagian candal adalah melakukan upaya pemaksimalan produksi atau melakukan peningkatan kapasitas produksi. ii" $ebutuhan pasar lebih kecil dari kapasitas produksi (pabila kebutuhan pasar lebih kecil dari kapasitas produksi, maka langkah yang diambil oleh bagian candal adalah melakukan rapat dengan bagian 1 bagian yang terkait !misalnya bagian pemasaran, akuntan, bagian gudang" untuk mengambil langkah 1 langkah yang perlu dilakukan sehingga hasil produksi tetap dapat terserap pasar dan rencana produksi yang dibuat tetap dapat menghasilkan keuntungan bagi pabrik. 8angkah umum yang biasa diambil bila terjadi kondisi seperti ini adalah penurunan production rate dari pabrik.
Dalam bebrapa kasus diatas, perlu diadakan rapat koordinasi antara pihakpihak yang bersangkutan seperti Departemen Pemasaran, #iro Departemen (kuntansi, dan lain-lain untuk mendapatkan rencana produksi yang maksimal, #erdasarkan waktu perencanaan produksinya, perencanaan produksi dibagi menjadi jenis yaitu perencanaan produksi jangka panjang dan perencanaan produksi jangka pendek. Perencanaan produksi jangka pendek adalah penentuan kegiatan produksi yang direncanakan untuk jangka waktu tahun atau kurang, misalnya seperti mengatur jumlah produksi tahun deoan dimana pada bulan tertentu akan dilakukan
turn around, yaitu akan dilakukan pengecekan pabrik sehingga akan terjadi pemberhentian sementara pabrik. Perencanaan jangka panjang adalah penentuan kegiatan produksi yang direncanakan untuk jangka waktu tahun atau lebih, biasanya adalah tahun. /ontohnya yaitu merencanakan ekspansi pabrik, pengembangan produk, dan pertumbuhan kapasitas peralatan. 3... Pengendalian Produksi Pengendalian produksi adalah kegiatan untuk mengkoordinasi akti'itas pengelolaan produksi sehingga jumlah produksi dapat dicapai sesuai rencana dengan standar mutu dan waktu yang tepat. Perencanaan produksi yang telah dibuat harus diikuti dengan tindakan pengendalian produksi. Pengendalian produksi dijalankan dengan tujuan agar kegiatan produksi dilaksanakan sesuai dengan rencana yang telah ditetapkan. Pengendalian produksi meliputi 3 unsur, yaitu & . $ualitas $ualitas produk sangat penting dalam penjualan pasar. Penyimpangan kualitas dapat diketahui dari hasil monitor yang dikerjakan oleh bagian proses di lapangan dan laboratorium. (pabila penyimpangan tersebut disebabkan kesalahan operasi dan alat, biasanya dapat langsung diketahui dan selanjutnya diperbaiki oleh petugas lapangan. 9amun, pada kasusu tertentu penyimpangan tidak dapat segera diketahui penyebabnya sehingga perlu diadakan pengamatan secara khusus. . $uantitas $uantitas dalam pengendalian yaitu bagaimana memproduksi dalam jumlah yang banyak dan efisien. Penyimpangan kuantitas dipengaruhi oleh kerusakan alat 1 alat, keterlambatan perbaikan, dan efisiensi alat yang rendah. Penyimpangan tersebut perlu
diidentifikasi penyebabnya dan diadakan e'aluasi yang selanjutnya dilakukan
replaning atau perencanaan kembali sesuai dengan keadaan yang ada. 3. :aktu Pengendalian waktu sangat penting dalam pabrik pupuk, karena jika pupuk tidak dihasilkan tepat waktu dan tidak sampai ke konsumen tepat waktu maka akan terjadi kelangkaan pupuk dan naiknya harga pupuk. Dari hal tersebut, perlu dilakukan pengendalian dalam hal distribusi dan waktu produksi. ecara tercapainya umum fungsi pengendalian adalah & . Membantu operasi produksiproduksi yang efisien dalam suatu perusahaan, agar dicapai pengeluaran yang minimum, efisiensi yang optimum, serta keuntungan perusahaan maksimal. . Membantu merencanakan prosedur pekerjaan agar tida k terlalu ru mit dan lebih sederhana. Dengan demikian pekerjaan lebih mudah dilaksanakan, sehingga pekerja lebih senang untuk bekerja dan untuk menaikkan moral pekerja. 3. Menjaga agar tersedia pekerjaan atau kerja yang dibutuhkan pada titik minimum, sehingga bisa dilakukan penghematan dalam peng gunaan bahan
baku atau
penolong dan tenaga kerja. Prinsip 1 prinsip yang digunakan dalam pengendalian produksi dalam P% Petrokimia 0resik adalah & . Menyusun rencana yang dapat digunakan sebagai tolak ukur bagi realisasi. . dentifikasi arah atau jeni s dan juml ah penyimpangan dan memon itor kegiatan produksi. 3. Menge'aluasi penyimpangan hasil kegiatan dari rencana. 2. Menyusun informasi untuk mengendalikan penyimpangan dan alternati'e tindakan pada perencanaan berikutnya. (dapun kriteria yang digunakan dalam menge'aluasi penyimpangan adalah & . . 3. 2. . ;.
%ercapainya tingkat produksi. #iaya produksi yang relati'e murah. +ptimalisasi in'estasi dalam ketersediaan bahan baku atau penolong. Mencapai tingkat stabilitas kegiatan produksi. Fleksibel terhadap perubahan permintaan. Menghilangkan timbulnya biaya ya ng tidak perlu.
3...3 istem Pelaporan Dalam melaksanakan pengamatan proses produksi dan penyusunan informasi, bagian /andal Produksi menerbitkan laporan-laporan, yaitu &
. Pengamatan produksi harian 8aporan ini berisikan & - Produksi harian - Produksi yang telah dicapai pada bulan berjalan dan tahun berjalan - $ekurangan produksi pada bulan berjalan dan tahun berjalan untuk mencapai target - Persediaan produk setengah jadi !sebagai bahan rapat pagi atau harian" . 8aporan prolem operasi dan hasil rdapat harian 8aporan ini berisikan masalah operasi harian yang akan digunakan untuk bahan rapat pagi !penyedi annya dibantu pegaw ai shift". 8aporan ini dilampiri notulen hasil rapat pada hari sebelumnya. 3. 8aporan produksi harian 8aporan ini berisikan & a. Produksi & - Produk - produk utama - Produk - produk dasar - Produk- produk samping - #ahan - bahan utilitas b. Distribusi produk dasar dan produk setengah jadi c. Persediaan produk dasar dan produk-produk utama d. 6fisiensi pemakaian bahan e. Pengamatan garansi kualitas produk 2. 8aporan produksi bulanan 8aporan ini berisikan & a. b. c. d. e.
$ualitas dan kuantitas produksi yang dicapai dalam bulan Distribusi produk dasar %ingkat efisiensi pemakaian bahan baku *umlah pemakaian bahan baku, bahan penolong, serta bahan utilitas 5ambatan pada saat ope rasi, baik yan g menyebabkan pabrik mati maup un
yang menyebabkan pemotongan production rate. . 8aporan produksi triwula dan semester 8aporan ini merupakan rekapitulasi laporan bulanan ;. 8aporan tahunan 8aporan ini berisikan & a. *umlah produksi selama tahun b. Performa kualitas produksi rata-rata c. 6fisiensi pemakaian bahan baku dan bahan penolong utama d. *umlah pemakaian bahan baku, bahan penolong, dan utilitas lengkap dengan distribusinya e. Produksi tertinggi f. 5ambatan operasi
3.! Proe Produki Ammonia
Pabrik merupakan salah satu pabrik di P% Petrokimia 0resik yang menghasilkan produk berbasis nitrogen yaitu& ammonia, pupuk urea dan pupuk <(. elain produk tersebut, pabrik juga menghasilkan produk lain seperti /+ cair dan dry ice. alah satu bahan baku yang digunakan pabrik ini adalah gas alam yang diambil dari $abupaten umenep di Pulau Madura.
!eed gas alam yang didapatkan memiliki kandungan methana !/5 2" sebesar =2 >. $ondisi operasi feed yang digunakan adalah pada suhu ,;
o
/, tekanan =,3 kg)cm g dan
kandungan sulfur ppm. $andungan sulfur harus dihilangkan menggunakan unit
desulfuri"er karena dapat menjadi racun bagi katalis. $andungan gas alam dapat berbeda sesuai dengan lokasi dan pengambilannya. Pada feed P% Petrokimia 0resik terdapat kandungan sulfur yang cukup tinggi, namun pada bebera pa sumber gas alam lain dapat mengandung 5g, dll yang juga dapat menjadi racun untuk katalis. *enis gas alam yang mengandung 5g umumnya di- treatment dengan menggunakan unit selain desulfuri?er. (monia digunakan sebagai bahan utama pembuatan beberapa jenis produk seperti pupuk urea, <( -, <( , produk pabrik ( dan #. Proses sintesa amonia juga menghasilkan produk samping /+ yang dibutuhkan pada pembuatan pupuk urea, /+ cair dan dry ice . ebagian hasil produksi ammonia dijual secara langsung apabila terjadi kelebihan produksi. Proses yang digunakan pada pembuatan ammonia adalah @ SteamSteam Methane
#eforming$ dari M: $ellog. Pembuatan ammonia dilakukan dengan beberapa tahap, yaitu pembuatan gas sintesa, pemurnian gas sintesa, sintesa ammonia, refrigerasi dan reco'ery purge gas. #lok diagram keseluruhan pembuatan ammonia pada P% Petrokimia ditunjukkan pada gambar 3.3.
0ambar 3.3. Diagram proses produksi amoniak !Dep. Prod. , 4"
3..
Pembuatan 0gas sintesa #ahan baku yang digunakan dalam pembuatan ammonia adalah gas alam,
steamsteam, dan udara. 0as alam dipasok dari P% $angean 6nergy 8td. 0as alam tersebut sebagian besar merupakan senyawa metana !/5 2". $ebutuhan gas alam P% Petrokimia 0resik adalah sebesar 2,= A 4
;
ft3)hari. 8aju alir serta kandungan dari gas alam selalu
dikontrol oleh P% Petrokimia 0resik untuk menghasilkan produk ammonia yang berkualitas baik. elain digunakan sebagai bahan baku, gas alam juga digunakan sebagai bahan bakar untuk pembangkit steamsteam dan pemasok panas. pesifikasi gas alam yang digunakan oleh P% Petrokimia 0resik terdapat pada tabel 3..
%abel 3.. pesifikasi gas alam yang digunakan oleh P% Petrokimia 0resik
Kandungan Metana !/52" 6tana !/5;" Propana !/35B" i-#utana n-#utana / $arbondioksida !/+" 9itrogen !9" 5idrogen sulfida !5"
Kom&oii#'" B,B2 3,C3 , 4, 4,;3 4,B ,= MaA.ppm
umber & Departemen Produksi P% Petrokimia 0resik
elain gas alam, bahan baku lain yang digunakan adalah steamsteam dan udara . teamSteam dihasilkan oleh boiler #-4 yang terdapat pada ser'ice unit atau unit utilitas. 7dara memiliki komposi si 9 sebesar CB,4B> mol, +
sebesar 4,=> mol, (r sebes ar
4,=32> mol dan sisanya sedikit /+ dan air.
!lo%sheet pembuatan gas sintesa terdapat pada gambar 3.2.
0ambar 3.2. !lo%sheet pembuatan gas sintesis !Dep. Prod. , 4"
a
$ompresi dan persiapa n !eed 0as (lam dan !eed 7dara
0as alam mula-mula dialirkan ke dalam feed gas &noc' (ut Drum dengan tekanan C,3 kg)cmg dan suhu 34 o/ untuk memisahkan fraksi berat yang masih terbawa dalam gas alam. Fraksi berat ini kemudian dialirkan menuju Process Condensate !lash )an' untuk diolah lebih lanjut. Fraksi ringan yang keluar melalui bagian atas $+ Drum kemudian dipecah kembali menjad i dua aliran. ebagian dari gas alam tersebut digunakan sebagai bahan bakar dalam Primary #eformer , sedangkan sebagian lainnya digunakan sebagai bahan baku pembentukan gas 5 di Primary #eformer dan
Secondary #eformer. 0as alam yang dialirkan menuju steamsteam reformer terlebih dahulu dikompresi di da lam !eed Gas Compressor sehingga gas umpan yang keluar dari kompresor memiliki tekanan sebesar 2,C kg)cm g dan suhu sebesar 43
o
/. 0as 9
yang
dibutuhkan diambil dari udara. 7dara mula-mula dilewatkan pada *ir !ilter untuk menghilangkan kandungan debu, kemudian dikompresi pada kompresor tiga tingkat sehingga tekanan akhirnya menjadi 24 kg)cm g dengan suhu 42
o
/. selama proses
kompresi, udara didinginkan oleh *ir Cooler+ dimana kondensatnya dikirim ke Process
Condensate.
b
Desulfurisasi Desulfurisasi adalah proses penghilangan senyawa sulfur di dalam feed gas alam.
Proses ini dilakukan dengan memas ukkan feed gas alam ke desulfuri?er.
7ntuk
mengoptimalkan proses desulfurisasi, maka dibutuhkan suhu yang tinggi, yaitu sekitar 244o/. Panas tersebut didapat kan dari panas yang dihasilkan oleh primary reformer. Eeaktor desulfurisasi yang digunakan oleh P% Petrokimia berjumlah dua buah reaktor yang disusun secara seri. Pada kedua reaktor tersebut diisi katalis berupa katalis /o-
Mo dan
3
dan 3,2 m 3. $atalis tersebut memiliki
lifetime selama dua tahun dengan dasar kandungan 5 yang masuk sebesar , ppm. enyawa ulfur dalam gas alam dibagi menjadi dua jenis, yaitu senyawa reaktif dan senyawa non-reaktif. enyawa sulfur reaktif !5 " dapat langsung dihilangkan oleh katalis
c
SteamSteam #eforming SteamSteam #eforming adalah proses untuk menghasilkan gas sintesa. Proses
tersebut terjadi dalam dua tingkat reaksi katalitik , yaitu pada primary reformer !PE" dan secondary reformer !E". 0as alam yang bebas dari sulfur selanjutnya dimasukkan dalam primary reformer atau steamsteam reformer. Proses reforming memiliki tujuan utama untuk memecah /5 2 dan /+ menjadi gas sintetis !5
dan /+ ". istem ini
menggunakan dua proses untuk mereaksikan /52 secara sempurna menjadi 5 maupun /+ untuk digunakan di proses berikutnya. Eeaksi yang terjadi adalah& /52 5+ /+ 5+
↔
↔
/+ 35 !endotermis" /+ 5 !eksotermis"
Proses ini menggunakan katalis nikel pada tekanan 24,; kg)cm dan suhu ; o/. teamSteam ditambahkan ke dalam reaktor pada pipa aliran gas alam. Eeaksi dalam primary reformer adalah reaksi endotermis sehingga membutuhkan panas. Primary
reformer merupakan reaktor yang di dalamnya terdapat banyak
tubetue untuk
menukar panas dari aliran gas alam- steamsteam dengan sumber panas. Panas tersebut disuplai dari pembakaran gas alam dengan suhu mencapai B44
o
/. Produk gas yang
keluar dari PE memiliki kandungan 9 sebesar 4,B>, /+ sebesar 4,3>, 5 sebesar ;,C;>, /52 sebesar ,C>, dan /+ sebesar ,;>. #eberapa 'ariabel yang berpengaruh pada Primary #eformer !PE" adalah &
uhu $etika suhu gas yang keluar dari PE dinaikkan, maka kesetimbangan reaksi akan bergeser ke arah kanan sehingga menurunkan kadar /5 2 dan /+, sedangkan kadar /+ dan 5
akan naik. (kan tetapi, apabila suhu diturunkan, maka akan
terjadi efek sebaliknya. %ekanan %ekanan dalam PE harus diatur agar tetap tinggi karena apabila tekanan
3
diturunkan, maka reaksi akan bergeser ke arah kiri. 8aju (lir SteamSteam *umlah steamsteam yang masuk ke PE harus cukup agar pembentukan karbon di katalis tidak terjadi. $arbon yang terbentuk pada katalis dapat menyumbat poripori katalis.
Produk dari primary reformer kemudian diali rkan ke secondary reformer untuk memecah /52 yang belum bereaksi. Proses yang digun akan adal ah auto-thermal
reforming, yaitu mereaksikan 5 dengan udara untuk membentuk uap air. 7ap air akan bereaksi dengan /5 2 secara langsung membentuk gas /+ dan 5.
↔
↔
↔
5+ !eksotermis" /+ 35 /+ 5
Eeaksi pertama dan ketiga menghasilkan panas !eksotermis" merupakan pembentukan uap air, sedangkan reaksi kedua membutuhkan panas. Panas yang
dihasilkan dari reaksi pertama digunakan reaksi kedua dan produk reaksi kedua digunakan pada reaksi ketiga. %iga reaksi tersebut berlangsung pada reaktor packing yang menggunakan katalis nickel pada suhu operasi =4 o/ dan tekanan 33 atm. +ksigen disuplai dari udara yang ditekan dengan kompresor yang mengandung inert nitrogen. 7ap air akan bereaksi dengan /5
2
membetuk /+, selanjutnya akan
terkon'ersi menjadi /+. /+ harus diubah ke dalam /+
karena dapat mengganggu
kerja dari katalis. elain itu proses ini sengaja digunakan agar dihasilkan /+ berguna pada proses lainnya.
yang
Proses secondary reforming menghasilkan komposisi luaran 9 3,3>H /+ 3,B3>H 5 2,3>H /5 2 4,33>H dan /+ C,=3>. $andungan /+ tidak diharapkan ada pada proses karena dapat mengganggu katalis sehingga ditambahkan proses shift con'erter yang akan mengubah semua /+ menjadi /+ . Proses ini dilakukan melalui dua tahap, yaitu 5igh %emperature hift-/on'erter !5%" dan 8ow %emperature hift/on'erter !8%".
d
/+ Shift Converter Eeaksi pada shift-conver eter sama seperti reaksi ketiga pada secondary reformer.
Eeaksi berlangsung secara bolak-balik dan eksoterm is sehingga untuk menghasilkan kon'ersi yang tinggi diperlukan suhu rendah. %etapi, pada tahap awal digunakan 5% !suhu tinggi". uhu tinggi menyebabkan reaksi bergerak ke kiri karena reaksi yang eksoterm, namun hal ini tidak berpengaruh besar karena komposisi produk dalam 5% sangat kecil. uhu tinggi justru meningkatkan laju reaksi pembentukan /+ . Diagram proses /+ Shift Converter ditunjukkan oleh gambar 3..
0ambar 3.. Diagram &roe &ada )O Shift Converter !Dep. Prod. ,
Produk yang dihasilkan dari 5% masih mengandung gas /+. 0as ini kemudian direaksikan lebih lanjut pada unit shift-con'erter yang menggunakan suhu rendah atau 8%. Eeaksi yang terjadi pada 8% sama dengan pada 5%, namun karena sebelumnya terjadi pembentukan /+ maka komposisi tersebut cenderung menggeser reaksi ke arah kiri. Eeaksi balik ini dapat diatasi dengan menggunakan suhu rendah. $arena reaksinya eksotermis, maka reaksi akan bergeser ke kanan. Penggabungan dua tahap ini mampu meningkatkan kon'ersi sekalig us meningkatkan laju pembentukan /+ karena reaks i selalu cender ung ke kanan. Pabrik pupuk lain seperti Pupuk $altim menggunakan tiga rangkaian seri shift-con'erter dengan susunan 5%-8%-8%. $on'ersi pada rangkaian ini jauh lebih tinggi karena proses kon'ersi lebih panjang.
1.! Pemurnian (a Sin$e$i
3.. Pemurnian 0as intesa
Produk yang keluar dari 8% mengandung /+ , /+, 5 +, /5 2, (r, 5 dan 9 , sedangkan yang dibutuhkan untuk membentuk 95 3 hanyalah 5 dan 9 . +leh karena itu gas selain 5 dan 9 harus dihilangkan. %erutama gas /+ dan /+
harus dihilangkan
seminimal mungkin karena gas tersebut merupakan racun bagi katalis amoniak con'erter.
0as /5 2 dan (r tidak bisa dihilangkan karena merupakan gas inert, tetapi dapat dihindari akumulasinya dengan melakukan purging gas. 5+ dihilangkan atau dikurangi dengan cara kondensasi kemudian dipisahkan sebagai proses kondensat, sedangkan gas /+ dan /+
dipisahkan dengan melalui proses /+
removal dan metanasi. Diagram
proses untuk pemurnian gas sintesis ditunjukkan oleh gambar 3.;2.
Gambar 1. Flowsheet proses pemurnian gas sintetis.
0ambar 3.;. Diagram proses pada unit /+ hift /on'erterpemurnian gas sintesa
/+ removal pada gas sintesis utama dilakukan dengan metode absorbsi dan
stripping. Proses pertama adalah absorbsi dengan menggunakan larutan #enfield. #enfield digunakan sebagai agen penyerap /+
karena biaya operasi yang rendah dan
tingginya kecepatan reaksi sehingga memerlukan panas regenerasi sedikit. elain itu, benfield juga merupakan media scruing yang tidak mudah menguap, sehingga menjamin dapat ditiadakan hilangnya 5 karena sedikit sekali kemungkinan kelarutan 5 pada larutan scrubber. (bsorber menggunakan jenis 'essel bernama Pall ring yang bertujuan untuk mengurangi pressure drop pada saat proses absorbsi.
8arutan #enfield sebagian besar terdiri dari $ /+3 dengan konsentrasi sebesar 34>. elain $ /+3, kandungan lain dalam larutan #enfield adalah dietanolamine sebanyak 3-> untuk menaikkan jumlah penyerapan dan untuk mengatur target operasi 4,4; - 4,4> /+ keluar dari absorber, dan inhibitor korosi berupa I + sebanyak 4, 1 4,;> untuk membentuk lapisan pelindung pada dinding-dinding dalam absorber sehingga proses korosinya dapat terhambat.
*enis larutan #enfield berdasarkan kandungannya yang terdapat pada unit
scruer adalah&
-
,ean enfield Solution, yaitu larutan yang kandungan $/+3 nya paling tinggi dan merupakan larutan yang sudah tergenerasi sempurna. 8arutan ini miskin /+ , sehingga digunakan untuk mengabsorbsi /+ pada kolom scrubber.
-
Semi Lean Benfield Solution, *ai$u laru$an *ang $ela+ $eregenerai eagian dan mai+ mengandung ediki$ kalium ikarona$ #K-)O 3". aru$an ini di&erole+ dari )O! $ri&&er melal ui /la+ $ank dan di&ergunakan un$uk men*era&an eagian ear )O! di )O! aorer.
-
Rich Benfield Solution, *ai$u laru$an *ang ka*a )O ! karena $ela+ men*era& kandungan )O! &ada ga in$ei di kolom cruer. aru$an en/ield ini memiliki kandungan K-)O3 *ang $inggi dan kemudian akan diregenerai kemali di )O! $ri&&er.
8arutan #enfield tersebut akan menangkap kandungan /+
dalam gas dengan
reaksi berikut& $/+3 5+ /+ G $5/+3 8arutan #enfield akan dikontakkan dengan gas secara counter current+ dimana larutan akan dialirkan dari atas absorber, sedangkan gasnya akan dimasukkan melalui bagian bawah absorber. 0as yang telah bebas dari /+ kemudian dialirkan ke methanator, sedangkan larutan #enfield dialirkan ke unit stripping. uhu operasi absorber sebesar C4o/ dan tekanan operasinya sebesar B-3 kg)cm g. $omposisi gas yang keluar dari absorber adalah gas 9 sebanyak ,34>H 5 sebanyak C3,=>H /52 sebanyak 4,3;>H /+ sebanyak 4,3>H (r sebanyak 4,3>H dan /+ sebanyak 4,4;>.
Pada unit stripping, larutan #enfield akan dikontakkan dengan steamsteam sehingga /+ akan ter serap ke dal am steamsteam. %ekanan dan suhu operasi pada
stripping adalah sebesar 4,- kg)cmg dan 44-34 o/. uhu pada absorber lebih rendah daripada suhu stripper karena kelarutan /+ dalam larutan #enfield akan meningkat ketika suhu operasinya diturunkan, sehingga larutan benfield akan lebih mudah menyerap kandungan /+ . 7ntuk meningkatkan efisiensi larutan #enfield , diletakkan flash drum diantara stripper dan absorber yang berguna untuk lebih memurnikan larutan sehingga
proses absorbsi berjalan lebih baik. $etika larutan #enfield sudah terlalu encer atau pekat, maka akan digunakan larutan #enfield ma'e-up yang baru.
Eeaksi yang terjadi pada stripper adalah& $5/+3 G $/+3 /+ 5+ uhu operasi pada stripper adalah ;, o/, dan tekanan operasinya sebesar 4,B kg)cm g. $adar /+ yang dihasilkan dari proses /+ remo'al sebes ar =B, >. /+ tersebut digunakan pada pembuatan pupuk urea, serta pada pabrik /+ cair. /+ yang dipisahkan dalam unit ini kemudian disalurkan ke beberapa unit lain untuk memproduksi produk lainnya seperti pupuk urea, /+ cair, dan dry ice. elain penghilangan /+ proses pemurnian gas juga meliputi methanasi, yatu proses perubahan senyawa /+ dan /+ menjadi /5 2. $andungan /+ dan /+ tersebut harus benar-benar dihilangkan karena menjadi racun untuk katalis 9ikel. Proses diagram pada methanator terdapat pada gambar 3.C.
Gambar 2. Alur proses unit methanator. Gambar 3. Alur proses unit methanator.
0ambar 3.C. Diagram proses pada unit /+ hift /on'ertermethanator !Dep.
Methanator berupa reaktor pac'ed dengan katalis 9ikel. $atalis ini memiliki 'olume B,C m3 dan pada umumnya memiliki lifetime ;-4 tahun. Eeaksi berlangsung pada tekanan 3 kg)cmg dengan suhu operasi sebesar 3
o
/. Eeaksi yang terjadi pada methanator adalah
sebagai berikut& /+ 35
↔
G /52 5+ ↔
/+ 25 G
/52 5+
Eeaksi yang terjadi sangat bersifat eksotermis, sehingga kenaikan /+ dan /+
sedikit
saja bisa menaikkan suhu dengan cepat. etiap mol /+ dapat menaikkan suhu sebanyak C2 o/, dan setiap mol /+
akan menaikkan suhu sebanyak ;4
o
/. 0as /5
2
yang
dihasilkan pada methanator bersifat inert terhadap katalis. $omposisi gas yang keluar dari methanator yaitu ,;> 9 , C3,3> 5 , 4,B> (r, dan /+ dan /+ maksimal 4 ppm. uhu gas yang keluar dari methanat or bersuhu =B o/. 0as tersebut diturunkan suhunya pada Methanator ffluent Cooler hingga suhuny a mencapai 3C o/ dan Methanator o
ffluent hingga suhu akhi rnya mencapai 4 /. etelah itu, gas sintesis !yn 0as" masuk ke dalam Syn Gas Compressor Suction Drum !42-F" untuk memisahkan kondensat berupa air. $ondensat yang keluar dari bagian bawah dialirkan menuju 4-F di unit P0E7. yn-gas yang keluar dari bagian atas 42-F dengan tekanan 3, kg)cm g kemudian masuk ke Syn Gas Compressor 43-*. /+ yang dipisahkan dalam unit ini kemudian disalurkan ke beberapa unit lain untuk memproduksi produk lainnya seperti pupuk urea, /+ cair, dan dry ice.
3..3 intesis 0as (moniak
1.3 Sin$ea Ammonia
Pembentukan ammonia amoniak berlangsung pada unit *mmonia Converter. Proses flow diagram yang menunjukkan proses sintesis ammonia dan unit refrigerasinya terdapat pada gambar 3.BC.
Gambar 4. Alur proses pada unit NH3 Converter dan Refrigerasi.
Gambar 5.3.B. Alur Diagram proses pada unit pada NH3 Converter Refrigerasi. 0ambar proses /+ hiftdan /on'erter(lur
%ujuan dari proses sintesa amoniakmonia adalah untuk mereaksikan gas 5 dengan 9 sehingga diperoleh produk berupa gas am oniakmonia. yn gas yang berasal dari Syn
Gas Compressor Suction Drum 42-F dialirkan menuju ke kompresor 2 tingkat 43-*. Pertama-tama, syn gas dikompresi di kompresor 8P 43-*. $eluaran dari kompresor 43-* kemudian masuk ke Syn Gas Compressor Cooler 34-/ untuk menurunkan suhu syn gas. etelah itu, gas akan masuk ke Syn. Gas Comp. Separator 4-F yang berfungsi untuk memisahkan kondensat 5 +. Syn Gas yang keluar melalui atas 4-F masuk lagi ke dalam kompresor 8P 43-* tingkat sehingga tekanannya menjadi 4 kg)cm g dan bersuhu o/. Syn Gas kemudian didinginkan oleh Syn Gas Comp. nd Stg. Cooler !;/" dan Syn. Gas Comp. Interstage Chiller =-/ sehingga suhunya turun menjadi 2,2 o/.
Syn. Gas kemudian dimasukkan lagi ke dalam Syn. Gas Comp. Separator 4-F untuk memisahkan kondensat 5+ nya.
Dari =-/4-F, aliran gas dibagi menjadi dua aliran. (liran pertama masuk ke Molecular Sieve Dryer 4=-D()D#. , sedangkan alira n kedua masuk ke PE 4-# sebagai bahan bakar. Molecular Sieve Dryer 4=-D()D# berfungsi untuk mengikat gas 5+, /+ , dan /+ yang masih terdapat dalam Syn Gas agar tidak masuk ke dalam Syn.
,oop !sirkulasi dari Syn. Ga s di kompresor, 012 converter+ dan *mmonia Chiller ". $omposisi Syn. Gas yang keluar dari 4=-D yaitu 9 2,;2>H 5 C2,4>H /52 4,B=>H (r 4,23>. Syn. Gas kemudian dikompresi dalam kompresor tingkat 3 sehingga tekanannya naik menjadi C=, kg)cm g dan bersuhu 2 o/. Syn. Gas keluar dari kompresor 43-* bersama dengan aliran recycle syn. Gas dari *mmonia 3tili"ed Chiller !4-/" yang masuk ke kompresor tingkat 2. Syn. Gas gabungan ini kemudian dipanaskan dalam 95
xchanger
-/
sehingga
suhunya
meningkat
menjadi
3
o
3
/
/. $eluar dari -/ , gas kemudian dialirkan ke *mmonia Synthesis Converter 4-D. Eeaktor ini berbentuk hori?ontal dan terdapat katalis Fe 3+2 yang ditata menjadi 3-
pac'ed. 0as sintesis akan dikon'ersi menjadi amoniakmmonia dengan reaksi berikut & 9 35
↔
953
uhu operasi dari ammonia converter adalah sebesar 24-44 o/ dan tekanannya sebesar C=
kg)cm g.
#erdasarkan
reaksi
kesetimbangan
sebelumnya,
didapatkan
amoniakammonia dengan kon'ersi sebesar C>. 7ntuk meningkatkan kon'ersi tersebut digunakan prinsip pada grafik kon'ersi 's suhu pada gambar 3.=C.
Gambar 6. iagram hubungan la!u "onversi dan suhu operasi.
0ambar 3.=. Diagram hubungan laju kon'ersi dan suhu Gambar #. iagram hubungan la!u "onversi dan suhu operasi.
%itik ( merupakan titik awal dimana reaktan belum bereaksi pada suhu yang telah ditentukan, sehingga kon'ersiny a 4. $etika suhu dinaikkan, reaktan berupa 9 dan 5 akan bereaksi membentuk 953 hingga mencapai kon'ersi maksimal pada titik # yang ditunjukkan oleh titik D. $on'ersi maksimal tersebut adalah sebesar C>. 9ominal tersebut dapat dinaikkan dengan cara menurunkan suhu reaksi. Penurunan suhu tersebut dilakukan di dalam 1eat xchanger jenis Shell and )ue)ue yang terdapat di dalam
*mmonia Converter. uhu reaksi diturunkan ketika garis reaksinya belum menyentuh kur'a kesetimbangan ammonia. etelah dilakukan penurunan suhu hingga suhu tertentu,
suhu reaksi dinaikkan kembali hingga mencapai titik 6 dengan kon'ersi lebih tinggi yang ditunjukkan oleh titik F.
0as produk yang mengandung 95 3 keluar melalui sebuah no""le menuju 953
Converter ffluent/SteamSteam Generator !3-/ dan 3-/". Syn. Gas yang keluar dari 4-D memiliki tekanan CC, kg)cm g dan suhu 2B,=
o
/. Syn. Gas ini kemudian
dimanfaatkan untuk menghasilkan steamsteam pada 953 /on'. 6ff. ) SteamSteam Generator 3/)/ sehingga suhu syn. Gas menjadi 3 o/. Syn. Gas juga digunakan untuk memanaskan syn. Gas umpan reaktor ammonia di -/ sehingga suhu syn. Gas keluar menjadi =,= o/.
3..2 Eefrigerasi 0as (moniak
1.0 Re/rigerai
Eefrigerasi adalah proses pengembunan atau pendinginan gas ammonia sehingga terpisah dari gas sintesis dan menghasilkan produk ammonia. istem refrigerasi ini terdi ri dari kompresor, chiller+ flash drum+ dan refrigerant condenser. istem ini beroperasi pada empat macam le'el suhu yang berbeda, yaitu 3,3 o/, -4,; o/, -,C o/, dan -3 3 o/ dengan tekanan ; kg)cm g, 3,3 kg)cm g, ,B kg)cm g, dan 4,4 kg)cm g. (mmonia keluaran dari unit refrigerasi memiliki fase uap dan fase cair. (mmonia fase uap digunakan untuk produksi pupuk <( ), sedangkan ammonia fase cair digunakan untuk produksi pupuk urea.
3.. #ecovery Purge Gas
1. Reco%er* Purge (a
#ecovery Purge Gas terdiri dari unit 1ydrogen #ecovery 3nit !5E7" dan Purge Gas #ecovery 3nit !P0E7". Fungsi dari 5E7 adalah untuk mendapatkan kembali gas 5 dan P0E7 untuk mendapatkan kembali gas 95 3. etelah 95 3 dan 5 berpisah dengan gas inert lainnya !/5 2, 5e, dan (r", kemudian 95
3
akan dialirkan kembali ke
*mmonia Converter, dan 5 dapat menjadi produk gas yang dikirim ke pabrik lain. 0as
inert yang telah di- recovery kemudian bergabung dengan sistem fuel gas pada primary
reformer. istem P0E7 dan 5E7 terdiri dari unit pemurnian 5 , ammonia scruer+ dan ammonia stripper.
Proses diagram dari unit #ecovery ditunjukkan pada gambar 3.4B.
Gambar . Alur proses unit $urge Gas Re%over& '$GR() Gambar *. Alur proses unit $urge Gas Re%over& '$GR()
0ambar 3.4. Diagram proses unit recovery purge gas !Dep. Prod. ,
3.3 Proe Produki 2A IIII 3.3. Pupuk <( )
Pupuk <( adalah pupuk kimia buatan yang bertujuan untuk memberi tambahan unsur hara seperti nitrogen dan belerang pada tanaman. <( ! 4%al"ure amonium " adalah bahasa #elanda dari ammonium sulfat !!95 2"!+2". Pupuk ini bersifat tidak higroskopis, mudah larut dalam air, senyawa kimianya stabil sehingga tahan disimpan dalam waktu yang lama, dapat dicampur dengan pupuk lain, serta memperbaiki rasa dan warna dari hasil panen. Pabrik <( pada P%. Petrokimia 0resik memiliki kapasitas produksi sebesar 44.444 ton)tahun. pesifikasi pupuk ammonium sulfat atau yang dikenal sebagai pupuk <( ini adalah sebagai berikut & . . 3. 2. . ;. C. B. =.
#entuk :arna #erat Molekul #erat *enis $adar 9itrogen $adar #elerang $adar (ir $adar (sam #ebas 7kuran $ristal
& $ristal & Putih !non subsidi" dan orange !subsidi" & 3 g)mol & ,CC g)cm3 & Minimal 4,B> & 3,B> & Maksimal > & Maksimal 4,> !sebagai 5+0" & ;B> tertinggal pada screen
3.3. #ahan #aku #ahan baku yang digunakan untuk pembuatan pupuk <( adalah ammonia dalam bentuk uap dan asam sulfat dalam bentuk cair. (moniak cair disuplai dari pabrik amoniak di Pabrik sendiri, sedangkan asam sulfat diambil dari Pabrik . (moniak yang diambil dari unit amoniak masih dalam bentuk cair, sehingga memerlukan proses 'aporisasi lebih lanjut dengan mengg unakan vessel yang dil engkapi deng an coil pemanas. spesifikasi bahan baku pembuatan <( adalah sebagai berikut & . (sam ulfat $adar & =B,4 1 =B,> uhu & 32o/ %ekanan & ,4 kg)cmg . 0as amoniak $adar & ==, 1 44> uhu & > %ekanan & 3, 1 , kg)cmg 3.3.3 Produksi Pupuk <( ) P% Petrokimia 0resik memiliki tiga unit produksi <(, yaitu , dan . Proses pada <( dan berada pada Pabrik dengan proses yang sama sedangkan <( berada di Pabrik 3 dengan proses yang berbeda. Perbedaan pada kedua proses terdapat pada feed
yang digunakan sehinga membutuhka n proses yang berbeda. #lok diagram dan proses pembuatan <( ditunjukkan pada gambar 3.a dan 3.b.
0ambar 3.a. #lok diagram proses produksi <( ) !Dep. Prod. ,
Proses pembuatan pupuk <( dibagi lagi menjadi dua tahap besar, yaitu tahap netralisasi dan purifikasi produk. %ahap netralisasi adalah tahap reaksi antara feed yang dimasukkan ke dalam saturator seperti yang terlihat pada gambar.
!eed yang digunakan
untuk produksi <( - untuk pertama kali adalah asam sulfat, ammonia, udara, dan air pendingin. Eeaksi netralisasi bertujuan untuk mereaksikan gas amoniak dengan asam sulfat, sedangkan reaksi kristalisasi bertujuan untuk memekatkan hasil reaksi !(mmonium ulfat" yang terbentuk. $edua reaksi tersebut berlangsung dalam saturator E-34 (#/D. $etika sudah terbentuk mother liquor pupuk <(, maka feed mother liquor tersebut dikembalikan lagi ke dalam saturator untuk mempercepat reaksi. (sam sulfat yang digunakan adalah larutan dengan konsentrasi =B,=B> yang diproduksi dari pabrik 3 yang disimpan dalam dua tangki penyimpan 5 +2 !%$ 24 (#". (mmonia yang digunakan adalah dalam fasa gas yang dialirkan langsung dari unit produksi ammonia di pabrik , namun, apabila produksi ammonia tersebut tidak mencukupi terdapat e'aporator untuk menguapkan ammonia cair.
0ambar 3.b. !lo%sheet proses produksi <( ) !Dep. Prod. ,
P-305
Proses pada <( - masing-masing terdiri dari empat tangki saturator yang 0ambar 3.. !lo%sheet proses unit netralisasi pada saturator !Dep. Prod. , bekerja dengan prinsip serupa. Prinsip kerja saturator adalah mencampurkan asam sulfat, ammonia, dan mother liquor !produk saturator yang tidak mengkristal" dengan pengadukan dengan udara bertekanan. 7ap amoniak masuk melalui sparger, asam sulfat
masuk dari atas dan kemudi an bercampur denga n mother liquor. $edua bahan tersebut masuk ke dalam saturator secara kontinyu. 0ambar 3.a menunjukkan aliran-aliran feed+ yaitu mother liquor yang dialirkan dari P-34 (, asam sulfat yang dialirkan dari tanki penyimpan asam sulfat %$-44 (#, dan uap ammonia yang dialirkan dari 'apori?er 6-342 (#. %angk i penyimpan ammonia cair ditunjukkan oleh alat bernomor P-4. #erdasarkan gambar 3.b, terdapat lima buah feed yang masuk ke dalam saturator. (liran berwarna merah adalah aliran asam sulfat, warna biru adalah aliran kondensat, warna hijau adalah aliran uap ammonia, warna merah muda adalah aliran mother liquor, dan warna hitam adalah aliran udara pengaduk.
!eed tersebut dimasukkan ke dalam reaktor dan diaduk dengan menggunakan udara pengaduk bertekanan yang dibuat di unit pada gambar 3.c. 7dara bebas pertama kali akan disaring melalui filter Fil-34 (#/ untuk menghilangkan partikel-partikel padatan yang terkandung di dalam udara. etelah itu udara akan ditekan dengan kompresor /-343 (#/ hingga mencapai tekanan , kg)cm g. ebelum dimasukkan ke dalam saturator, udara yang telah disaring dan ditekan tersebut terlebih dulu dihilangkan kandungan minyak dan air pada D-34B dan D-34. 0as yang sudah siap untuk dialirkan kemudian ditampung dalam compressed air drum D-342. %iap saturator dilengkapi dengan kondensor 6-34 (#/D untuk mengkondensasi uap air yang terbentuk. 7ap air tersebut mengandung pupuk <( cair ! mother liquor" yang harus dipisahkan lebih lanjut. Steam akan keluar melalui cerobong, sedangkan kondensat yang mengandung <( dialirkan menuju tangki penampungan kondensat %$-34 dan kemudian akan dialirkan kembali menuju unit scruer dust. $ondensat yang dimasukkan merupakan hasil pengembunan campuran uap air, sisa ammonia dan sebagian <(. $onsentrasi <( pada kondensat kurang lebih 4>. #ahan yang menguap didinginkan dengan cooling water secara counter-current. #ahan yang mengembun lalu ditampung di dalam tangki kondensat sebelum dialirkan lagi ke saturator. Produk <( akan keluar melalui bagian bawah saturator dalam bentuk slurry. aturator memil iki tutup atas standart dish dengan tutup bawah conicle yang bagian dalamnya terdiri dari sparger, input uda ra, dan baffle. Sparger merupakan alat untuk memasukkan sekaligus mencampurkan amo niak, kond ensat dan mother liquor . (sam sulfat akan dicampurkan pada saluran yang berbeda karena sifatnya yang asam dan
sangat reaktif. $ondisi operasi yang digunakan adalah suhu 44-4 o/ dengan tekanan atm. Pada saat awal start-up, waktu tinggal di dalam saturator adalah selama B-4 jam, sedangkan ketika larutan mother liquor sudah ditambahkan, waktu tinggalnya akan berkurang menjadi 2- jam. aturator menghasilkan output berupa campuran mother
liquor dan kristal <( dengan konsentrasi 4>. Eeaksi yang terjadi di dalam saturator adalah & 953 5!+0 G !950"!+0 panas uhu pada saat terjadi reaksi adalah sebesar 4-4 o/. %ingkat keasaman pada slurry pupuk <( harus berada pada rentang 4, 1 > berat, sedangkan konsentrasi kristal yang terbentuk memiliki rasio 2> - 4> dari keseluruhan
slurry. Dari reaksi tersebut, akan
didapatkan ammonium sulfat yang berfase liJuid. 7ntuk mendeteksi kadar asam pada slurry <(, dapat dilakukan titrasi dengan menggunakan cair an 9a+5. ampel slurry diambil dari aliran <( yang keluar dari saturator dengan menggunakan gelas ukur. 7ntuk titrasi, sebagian kecil dari sampel diambil dan diletakkan ke dalam labu erlenmeyer, kemudian ditambahkan dengan metil oranye. etelah bercampur, larutan akan menunjukkan warna merah kekuningan. /airan 9a+5 diteteskan sedikit demi sedikit hingga larutan dalam erlenmeyer berubah menjadi warna kuning. *umlah 9a+5 yang terpakai kemudian dicatat. etelah proses netralisasi, proses selanjutnya adalah purifikasi produk. Eangkaian proses purifikasi tersebut terdapat pada gambar 3.3. Produk tersebut dialirkan melalui bagian bawah saturator dan akan diarahkan oleh hopper D-34 (# menuju ke sentrifugal separator M-34 (#. entrifugal separator berfungsi untuk memisahkan mother liquor dan kristal <( yang terbentuk. 7ntuk mencegah pembentukan ca'e pada kristal <(, ditambahkan bahan kimia anti ca'ing ketika telah berada pada %et elt c on'eyor M-343.
*nti ca'ing dengan konsentrasi > ditambahkan pada <( dengan dosis K 4 ppm)ton untuk mencegah penggumpalan <( di dalam dryer.
Mother liquor yang berasal dari M-34 selanjutnya dialirkan ke tangki penampung D-34 (# dan dikembalikan ke saturator sedangkan kristal <( akan masuk ke scre% conveyor M-34C menuju ke rotary dryer M-34.
#otary dryer tersebut
menggunakan sumber panas yang dihasilkan oleh heat exchanger finned tue 6-34.
#otary dryer menggunakan tekanan atmosfer untuk menghilangkan kandungan air dari
kristal <(. 7dara pengering dialirkan secara co-current dengan arah bahan untuk menghasilkan pengeringan maksimal dan menjaga struktur bahan agar tidak hancur. $ondisi operasi yang digunakan adalah suhu masuk 34-3 o/, suhu keluar 4-;4 o/ pada tekanan atm. Pemanas yang digunakan adalah lo% pressure steam dengan tekanan 4 kg)cmg dan suhu CB 1 B4 o/.
TK-303
0ambar 3.3. !lo%sheet finishing pada produksi <( ) !Dep. Prod. ,
7dara yang keluar dari dryer masih mengandung debu <( yang ikut tersedot ke blower /-34 (#. (liran udara ini dilewatkan ke dua kali alat scrubber untuk melarutkan debu tersebut agar <( tidak terbuang ke udara secara langsung. crubber melewatkan aliran udara bercampur <( ke aliran kondensat sehingga debu <( akan terperangkap di dalamnya dan membentuk mother liquor . Mother liquor tersebut akan ditampung di tangki pelarutan mother liquor D-34C untuk kemudian dialirkan ke dalam tangki mother
liquor D-34 #. Proses ini membuat udara dapat dibuang langsung ke lingkungan melalui exhaust fan /-34. +perasi pada tangki mother liquor !D-34 (#" dan kondensor didasarka n pada hal-hal sebagai berikut &
-
8e'el pada tangki larutan mother liquor dan tangki kondensat dijaga agar tetap
-
konstan (pabila terjadi masalah kekurangan kondensat, dapat diatasi dengan penambahan air dari unit utilitas ke dalam tangki kondensat !%$-34". (liran air
pendingin
di
dalam
kondensat
dapat
diatur
sehingga
diperoleh
keseimbangan sirkulasi kondensat dalam sistem. Masing masing saturator !E-34 (#/D" dilengkapi dengan kondensor !6-34
-
(#/D" untuk mengondensas ikan uap yang terbentuk. 7ap tersebut kemudian dikembalikan ke saturator sebagai condensat return melalui pompa P-34 (#/.
Condensat return ini berfungsi mengontrol konsentrasi kristal pada saturator. Produk <( yang telah kering selanjutnya ditampung dan diangkut menggunakan
uc'et elevator M-34; men uju ke
dry belt con'eyor M-34= dan M-;; (# untuk
diangkut pada bagian pengantongan atau pengemasan. $andungan pupuk <( yang dihasilkan adalah 4,B> 9itrogen, asam bebas 4,>, kelembaban > dan 7resoft 4444 ppm. <( yang telah kering dan siap dikemas kemudian masuk ke unit pengantongan produk !agging". Pupuk <( dikemas dengan menggunakan karung goni dengan berat tiap karungnya sebesar 4 kg. pupuk kemasan tersebut kemudian dibawa ke ul' storage sebagai pupuk <( curah.
3.3.2 pesifikasi (lat 7nit produksi <( ) di P%. Petrokimia 0resik mempunyai dua jenis alat, yaitu alat utama dan alat pendukung. pesifikasi alat utama dan alat pendukungnya adalah sebagai berikut & A. Ala$ U$ama . aturator !E-34 (#/D " *umlah & 2 buah Fungsi & 7ntuk mereaksikan uap 953 dengan cairan 5+2 Material %ipe
Material handling Desain alat %ekanan uhu
pekat menjadi (mmonium ulfat !<(" & ( ; %i & Conical drum & 5+0 dan 953 & atm !tekanan atmosfer" & 4 - 4 o/
Diameter silinder & 324 mm %inggi silinder & 34 mm %inggi cone & B44 mm . $ondensor !6-34 (#/D" *umlah & 2 buah Fungsi & 7ntuk mengondensasikan steam $onstruksi Material & ( ; %i )ue & ( 3; %i Lϕ ,ength L ==2 mm hell & ( 3; hell /o'er & ( 3; %i%i ϕ in)out L ;C2 mm thic'ness 0asket & (sbestos $ondisi +perasi & uhu masuk !o/" & 34 ! )ue side", 4; !Shell side" o uhu keluar !/" & 2,3 ! )ue side", B= !Shell side" %ekanan operasi & 3, atm Desain & %ipe kondensor & Shell and )ue Surface per shell & CB, m Surface per unit & 31!,4 m! $alori yg ditukar & C44 kal)h %ransfer & 32= kal)h m o/ )ue Side Shell Side %ekanan !kg)cm & g" C. uhu ! o/"& 44 4 Fluida 8aju alir air !kg)h" & & 8aju alir gas !kg)h" & 9on kondensat !kg)h" & Fluida kondensat
air pendingin B,; &
-
gas ;,4= 3,C3 3,4B
3. entrifugal eparator !M-34 (#" *umlah & buah Fungsi & 7ntuk memisahkan kristal dari larutannya !mother liq." $onstruksi Material & Stainless steel 3; %i %ipe & %ipe < 4 kraus Maffei 9o. erial & 9o. C; 1 ;; tahun =;C $ondisi +perasi & $apasitas & M%)* $ebutuhan +li & ;44 8iter Iiskositas +li & 2 1 6 pada 4o/ uhu +perasi +li & 4 1 ;4o/ Penggantian +li & etelah 44 kali operasi Desain %ipe
& & < 4
$apasitas
& M%)h
Driving pump motor & 3C $wh n L 3444 rpm #erat centrifuge
& C44 kg
%ipe coupling
& Iolth %urbo /oupling %ri 2
2. #otating Dryer #M536!" *umlah & buah Fungsi && ( 7ntuk3; mengeringkan kristal <( $onstruksi material 8 $ondisi +perasi & o uhu udara in !/" & BB uhu udara out !o/" & B uhu <( out !o/" & o/ $adar 5+ <( in & > berat $adar 5+ <( out & 4,> berat Desain & %ipe dryer & #otary hori"ontal co-current $apasitas & 4 M%)h kristal <( pada C4o/ $apasitas min. & 4 M%)h kristal <( pada =4 o/ #erat silinder min. & C.444 kg #erat silinder maks. & .444 kg #erat trunion roll & ;.=44 kg #eart trush roll & B44 kg Panjang dryer Diameter luar !+D" & .44 & .23B mm mm Diameter dalam !D" & .2B mm $emiringan dryer & 3,2= > uhu <( in !o/" & ; 1 C4 %ekanan operasi & edikit 'akum !karena pengaruh xhaust fan /-34" %ransfer & 32= kal)h m o/ $adar 5+ <( in & > berat $adar 5+ <( out & 4,> berat Power motor & 34 5p $ec. putar motor & .2;4 rpm $ec. putar dryer & 3 rpm . Mother ,iquor )an' #D5361" *umlah & buah Fungsi & 7ntuk menampung mother liquor dari sentrifugal $onstruksi material !lange manhole 1andling material
separator, lalu dikembalikan lagi ke saturator & ( 3; %i & ( =2 & Mother liquor
$ondisi +perasi Desain %ekanan #erat kosong #erat air %inggi tangki Diameter tangki
& #ekerja pada tekanan atmosfer & atm !tekanan atmosfer" & ;;4 kg & .;;4 kg & .44 mm & .44 mm
;. Condensate Storage )an' !%$-34" *umlah Fungsi
&& buah menampung menampung kondensat dari 6-34 7ntuk
dan dikembalikan lagi ke saturator $onstruksi material & ( 3; %i !lange manhole & (g 2 1andling material & (ir kondensat $ondisi +perasi & %ekanan & atm !atmosfer" uhu ! o/" =4& Desain & %ekanan & atm !tekanan atmosfer" o uhu fluida & KB4 / #erat kosong & CB4 kg #erat air & 4.CB4 kg %inggi tangki & .444 mm Diameter tangki & .44 mm B. Ala$ Pendukung . Pompa (sam ulfat !P-34 (#" *umlah & buah Fungsi & 7ntuk memompa asam sulfat menuju ke tiap saturator $onstruksi material & ( 3; 8 Desain & $apasitas & C m3)jam %ekanan suction & atm %ekanan discharge & ,23 kg)cmg uhu & uhu ambien !suhu lingkungan" Spesific gravity & ,B3 %otal head & 4 m $ec. putar & .24 rpm Motor Power motor & 5p
(mp. Iolt Frekuensi /os N
& 3 & 3B4 & 4 5? & 4,B;
$ec. putar
& .24 rpm
. %angki Penampung 7dara $ompresi !D-342" *umlah & buah Fungsi & 7ntuk menampung udara yang telah terkompresi $onstruksi material & (J 2 Material handling & 7dara bertekanan %ipe alat & %angki bertekanan Desain alat o
uhu udara ! /" g" 4 &&, %ekanan !kg)cm Diameter & .44 mm %inggi & .34 mm 3. (il !ilter Drum !D-34B (#/" *umlah & 3 buah Fungsi & 7ntuk menghilangkan kandungan minyak dalam udara $onstruksi material & (J 2 Material handling & 7dara bertekanan %ipe alat & %angki bertekanan Desain alat uhu udara /" !o & 4 %ekanan !kg)cm g" & , 2. Pompa $ondensat !P-34 (#" *umlah Fungsi
buah memompa air kondensat dari %$-34 menuju ke && 7ntuk
saturator $onstruksi material & ( 3; 8 Desain & $apasitas & , m3)jam %ekanan suction & atm %ekanan discharge & , kg)cmg o uhu ! /" & =4 Spesific gravity & , %otal head & 3C, m $ec. putar & .=44 rpm Motor Power motor & 4 5p (mp. & , Iolt & 3B4 Frekuensi /os N $ec. putar
& 4 5? & 4,B; & .B;4 rpm
. Separator 1opper !D-34 (#" *umlah & buah Fungsi & 7ntuk menerima dan menyalurkan slurry dari saturator $onstruksi material Material handling %ipe Desain Panjang
menuju ke sentrifugal separator M-34 (# & ( 3; %i & $ristal dan mother liquor <( & Mix 5 split hopper & & C=4 mm
8ebar & ;4 atm %inggi & 3; mm o uhu operasi! /" & 4 - 4 %ekanan & atm ;. Pompa Mother ,iquor !P-34 (#" *umlah & buah Fungsi & 7ntuk memompa mother liquor dari tangki mother
liquor menuju ke saturator $onstruksi material & ( 3; 8 Desain & $apasitas & 2 m3)jam %ekanan suction & atm %ekanan discharge & 3C, kg)cmg uhu !/"o & 44 - 4 Spesific gravity ,32 %otal head && ;4 m $ec. putar & .2;4 rpm Motor Power motor & 24 5p (mp. & ;, Iolt & 3B4 Frekuensi & 4 5? /os N & 4,B; $ec. putar & .2;4 rpm C. *nti Ca'ing System !%$-343" *umlah & buah Fungsi & 7ntuk menampung senyawa anti-ca'ing !armoflo" $onstruksi material & Caron steel Material handling & (rmoflo dan air %ipe alat & %angki 'ertikal berbentuk kerucut !cone" Desain alat uhu operasi & (mbien %ekanan operasi & (mbien Dmensi tangki
Diameter %inggi silinder %inggi cone B. 1eater #E536!" *umlah Fungsi $onstruksi Material )ue
& .444 mm & .444 mm & C44 mm
& buah & 7ntuk memanaskan dryer & & Caron steel
hell +D & BB4 Panjang & 4 mmA ; mm %ebal dinding & mm $ondisi +perasi & o uhu steam in !/" & = %ekanan steam & 4 kg)cmg Desain & %ipe kondensor & Shell and )ue )ue Side Shell Side Fluida & udara steam 8aju alir air !kg)h" & C.;44 ;4 #erat molekul & = uhu operasi ! o/" BB & 34 $ecepatan !m)s" & 3; Pressure drop & 4 mm 5 + =. 6et elt Conveyor #M-343" *umlah & buah Fungsi & 7ntuk memasukkan kristal <( basah ke scre%
conveyor kemudian ke dalam dryer $onstruksi material elt & $aret polyester Iddlers & ( 3; Supporting frame & Caron steel 7jung elt & ( 3; Desain alat $apasitas & 32 ton)jam uhu ! o/" <( & =4 $adar 5 +<( > & $ecepatan elt & 4,C m)s 8ebar elt & ;44 mm Panjang elt & 3.44 mm !center-to-center" lope Power motor Power (mpere
& dengan garis hori?ontal & 4 5p & ,C
Iolt Frekuensi /os N $ec. putar
& 3B4 & 4 5? & 4,B & .234 rpm
4. Dry elt Conveyor #M5367" *umlah & buah Fungsi & 7ntuk memasukkan kristal <( dari uc'et elevator menuju ke conveyor M ;; ( $onstruksi material elt & $aret polyester Iddlers & ( 3; Supporting frame & Caron steel 7jung elt & ( 3; Desain alat $apasitas & 32 ton)jam o uhu !/" <( & $adar 5 + <( & 4,> $ecepatan elt & 4,B m)s 8ebar elt & ;44 mm Panjang elt & C.444 mm !center-to-center" Power motor Power & C, 5p (mpere & ,C Iolt & 3B4 $ec. putar
& .24 rpm
. Product Conveyor #M544! AB" *umlah & buah Fungsi & 7ntuk memasukkan kristal <( dari conveyor M-34= menuju ke &engantongan $onstruksi material elt & $aret polyester dan ( 3; Desain alat $apasitas & 32 ton)jam o uhu !/" <( & $adar 5 + <( & 4,> $ecepatan elt & 4,B m)s 8ebar elt & ;44 mm Panjang elt & 3;.244 mm !center-to-center" Panjang total & B.444 mm Power motor Power & 4 5p ) 3,BC k: (mpere & ,C Iolt & 3B4
$ec. putar
& .24 rpm
. Scre% Conveyor #M5368" *umlah & buah Fungsi & 7ntuk memasukkan kristal <( dari conveyor M-343 $onstruksi material Desain alat $apasitas
menuju ke dryer & Stainless steel 3; 8 & 4 M%)h kristal
o uhu ! /" <( & C4 - =4 $adar 5 + <( & maks. > Densitas ul' & 4,C kg)dm3 $ec. putar scre% & 4 mm Scre% pitch & 4 mm Scre% flight & 344 mm Panjang scre% & 2.24 mm D & 32 mm +D & 34 mm Power motor Power & ,3 -& (mpere & 3 Frekuensi & 4 5? /os N & 4,B $ec. putar & .24 rpm
3. 7irate !eeder #M-34B" *umlah & buah Fungsi & 7ntuk memasukkan kristal <( dari dryer M-34 ke
uc'et elevator $onstruksi material $ontak dgn material & ( 342 $eseluruhan
& ( 3; 8
Desain alat $apasitas & 32 ton)jam o uhu ! /" <( & - ;4 $adar 5 + <( & 4,> 8ebar & ; mm Panjang & .24 mm $etebalan & 3 mm o lope & Maks. 34 Power motor Power & , 5p ) C, k: (mpere &
Iolt Frekuensi $ec. putar
& 3B4 & 4 5? & .44 rpm
2. *ir Compressor #)5363 AB" *umlah & buah Fungsi & 7ntuk memampatkan udara yang akan masuk ke saturator $onstruksi material
Casing & Cast iron #otor dan shaft & !orged steel 7aries & #einforced plasctics $ondisi operasi gas %ekanan suction & atm %ekanan discharge & normal, kg)cm g $ondisi operasi cooling %ater uhu masuk ! o/" & 34 o uhu keluar ! /" & 2; !maksimal" %ekanan masuk & kg)cm g %ekanan keluar & , kg)cm g Desain %ipe & #otary compressor %ith sliding vanes $apasitas & ;44 9m)h Manuf aktur & M.P.E tipe B4 9o. sluge & Coupling Comp. sharp Motor driver #earing Motor Motor driver Manufaktur . xhaust !an #)536" *umlah Fungsi
& Direct+ fleksibel 67P6O & C3 rpm & C3 rpm & %ipe roller & 5p & /06 %ipe Iolts)Phase)/yclus 3B4)3)4
& buah & 7ntuk menarik 'apor dan steam dari centrifuge M-34
$onstruksi material
(# & ( 3;
$ondisi operasi
&
%ekanan suction
& 44 mm 5 +
Diff. press. )otal
& 344 mm 5+
Desain alat
%ipe 8aju alir Power listrik Iolt)fase)cycle Manufaktur %ipe ncaluse Power $ec. putar
& $ompresor tipe radial & B444 m 3)h & 3B4)3)4 & /06 & / ;4 8 2 & %6 F/ & 4 5p & .24 rpm
!an )kipas %ipe dan ukuran & %8 B3 #5P desain & 3, 5P Diameter impeller & B34 mm %ipe coupling & 67P6O # Dimensi suction & 4 !aksial" Dimensi discharge & 4 !hori?ontal" %ipe radial earing & roller $F %ipe thrush earing & roller $F 8ubikasi & Grease !an and ase plate & 2C4 kg ;. uc'et levator #M5364" *umlah & buah Fungsi & 7ntuk memasukkan kristal <( dari M-34B menuju ke
conveyor M-34= $onstruksi material & ( 3; dan polyester Desain alat $apasitas & 32 ton)jam o uhu !/" <( & $adar 5 + <( & 4,> $ecepatan elt & 4,B m)s 8ebar elt & mm Panjang elt & =.444 mm !center-to-center" Power motor Power & 5p (mpere & 3 Iolt & 3B4 Frekuensi & 4 5? /os N & 4,B $ec. putar & .24 rpm Iolume)uc'et & liter *umlah uc'et
& ;
uc'et
C. Collecting 1opper !D-34; (#" *umlah & buah
Fungsi & 7ntuk menerima kristal <( dari uc'et elevator $onstruksi material #ahan & ( 3; 8 %ipe & Conical vertical drum Material handling & $ristal <( Desain uhu operasi ! o/" &;4 Diameter & .444 mm %inggi silinder & 44 mm %inggi cone
& 44 mm
B. Dissoluting Drum ! D-34C" *umlah & buah Fungsi & 7ntuk melarutkan debu <( keluaran dari cyclone untuk kemudian dimasukkan ke dalam tangki D-34 # $onstruksi material #ahan & ( 3; 8 %ipe & 7ertical drum Material handling & <( dan air Desain $apasitas & 3.444 kg)jam o uhu operasi !/" & 44 1 4 %ekanan & atm Diameter & .34 mm %inggi silinder
& .C44 mm
=. DryCyclone !D-343" *umlah & buah Fungsi & 7ntuk memisahkan kandungan debu <( dari dryer $onstruksi material #ahan & ( 3; 8 %ipe & Single cyclone Material handling & Debu kering dari M-34 Desain $apasitas & ;.B44 kg)jam o uhu operasi !/" & =4 Pressure drop & -4,2 kg)cm Diameter & .24 mm %inggi silinder & 2.=;4 mm %inggi cone & .24 mm 4. 6et Cyclone !D-34=" *umlah
& buah
Fungsi
& 7ntuk memisahkan kandungan debu <( dari dry
cyclone $onstruksi material #ahan & ( 3; 8 %ipe & Single cyclone Material handling & Debu kering dari dry cyclone Desain $apasitas & ;.B44 kg)jam o uhu operasi !/" & =4
Pressure drop Diameter %inggi silinder %inggi cone
& -4,2 kg)cm & .24 mm & 2.BB mm & .24 mm
. 7apori"er #E5360" *umlah & buah Fungsi & 7ntuk menguapkan feed 953 cair $onstruksi material #ahan & ( 3; Material handling & 953 cair Desain Shell/tue side & (moniak) steam 8aju alir 'apor & ;.C24 kg)jam !shell" 8aju alir 'apor & C. kg)jam !tue" uhu tue !o/" & 34 %ekanan shell & 3,2 kg)cm g %ekanan tue & 4 kg)cm g Panas yg ditransfer & ,3 A 4 ; kkal)jam
3.0 Proe Produki Urea
7rea merupakan salah satu jenis pupuk yang di produksi di pabrik P% Petrokimia 0resik. *enis pupuk ini memiliki rumus kimia 95 /+95 dengan kandungan nitrogen 2;> sehingga bermanfaat untuk membuat bagian tanaman lebih hijau, mempercepat pertumbuhan serta meningkatkan kandungan protein pada hasil panen. Pupuk urea memiliki karakter kimia yang higroskopis sehingga mudah larut dalam air. $omposisi yang harus dikontrol dari produk yang dihasilkan adalah kadar air !harus kurang dari 4, >" dan kandungan biuret !harus kurang dari >". #iuret merupak an proses samping reaksi pembentukan urea dan apabila digunakan di tanaman dapat menyebabkan warna kekuningan pada tanaman. %eknologi yang digunakan dalam proses produksi urea menggunakan desain dari %6/ !%oyo 6ngineering /orporation" salah satu perusahaan asal *epang. Proses yang digunakan adalah (/6 yang juga digunakan pada beberapa perusahaan pupuk lain di ndonesia seperti P% Pupuk riwidjaya dan P% Pupuk skandar Muda. Proses produksi urea mengguna kan feed berupa amoniak cair dan /+ gas. (moniak !953" dan /+ merupakan hasil dari proses produksi plant amoniak. $edua bahan memiliki kriteria tertentu seperti yang tertera pada tabel 3. dan 3.3. %abel 3.0ambar 3.. $riteria bahan baku amoniak .
Kri$eria $adar (monnia !953" 5 + %ekanan %emperatur
9umla+ ==, > > 4, 4 kg)cmg =,3 o/
umber & Dep. Prod. P% Petrokimia
%abel 3.30ambar 3.. $riteria bahan baku
Kri$eria $adar /+ $adar hidrogen !5"
9umla+ == > > 4,B
%ekanan %emperatur
kg)cm g 3 o/
umber & Dep. Prod. P% Petrokimia
Proses produksi urea termasuk proses yang sederhana dimana reaksi pembentukan urea dilakukan dengan mengontakkan ammonia cair dan /+
secara co-current di dalam sebuah
reaktor khusus. Dalam proses ini selanjutnya terjadi dua reaksi yang menghasilkan produk intermediet berupa ammonium karbamat dan urea. 8uaran dari reaktor menghasilkan campuran kedua produk tersebut sehingga perlu dilakukan pemisahan agar ammonium carbamate yang belum menjadi urea dapat di -recycle. Proses ini terdapat pada proses sintesa seperti dapat dilihat pada gambar 3.2.
0ambar 3.2. (lur proses produksi urea !Dep. Prod. ,
Produk urea yang dihasilkan dari proses sintesa selanjutnya dialirkan menuju ke unit purifikasi, unit konsentrasi, dan unit prilling untuk menghasilkan produk pupuk sesuai persyaratan. 7nit-unit lain juga digunakan untuk memroses bahan-bahan lainnya selain urea. Proses yang lebih detail akan dijelaskan pada bagian berikut.
3.2. 7nit intesa
0ambar 3.. (lur proses pada unit sintesa !Dep. Prod. ,
7nit sintesa merupakan unit terpenting pada pembuatan pupuk 7rea. Fungsi utama dari unit sintesa adalah untuk mereaksikan 95
3
dan /+ agar terbentuk urea sesuai
dengan yang diinginkan. Fungsi lain dari unit ini adalah untuk merecycle gas yang belum bereaksi membentuk urea. 7nit sintesa terdiri dari buah reaktor !D/-4", buah
stripper dan scruer !D(-4 dan D(-4", serta buah caramate condenser !6(-4 dan 6(-4". (lat-alat utama yang digunakan dalam unit ini antara lain& a. Eeaktor !D/-4" Eeaktor yang digunakan adalah reaktor yang memiliki sembilan sieve tray untuk mengontakkan larutan 95 3 dengan campuran gas /+ dan 95 3. 8arutan 95 3 yang dimpompa lalu dipanaskan dengan heat exchanger hingga mencapai suhu ;o/ lalu dimasukkan melalui bagian bawah reaktor. 8arutan tersebut memenuhi reaktor hingga batas pipa o'erflow, lalu turun ke stripper sebagai campuran urea, carbamate, 953, /+, dan air. 5asil kontak antara dua aliran tersebut menghasilkan dua reaksi, yaitu reaksi pembentukan carbamate dan reaksi dehidrasi. 953 /+
↔
95/++952
!pembentukan carbamate"
↔
95/++952
95/+95 5+
!dehidrasi"
$edua reaksi tersebut termasuk reaksi kesetimbangan sehingga dibutuhkan kontrol untuk mencapai kon'ersi yang optimal, yaitu sebesar ;B>. Iariabel yang perlu dikontrol adalah suhu, tekanan, waktu reaksi, dan perbandingan molar antara amoniak dengan /+. $ondisi optimum dapat dicapai dengan mempertahankan tekanan !C kg)cm", suhu !C2-C o/ pada sisi bawa h dan B2-B;
o
/ pada bagian atas " dan rasio
953)/+)5+ !2))4,;C". %ekanan tersebut dicapai dengan memompa 95 0( 4 dan 0( 43 serta untuk /+
3
dengan
menggunakan kompresor bertingk at 0% 4.
%emperatur dapat ditingkat kan dengan memanfaat kan medium pressure steam dan
steam condensate. (pabila suhu terlalu tinggi, maka akan terjadi penambahan 'olume gas di dalam reaktor sehingga menurunkan pembentukan urea sintetis. $on'ersi ammonium karbamat menjadi urea dapat berlangsung pada fasa cair sehingga diperlukan tekanan tinggi untuk mengubah /+ menjadi gas. (pabila
tekanan terlalu tinggi, maka akan timbul dampak kerusakan peralatan.
ebaliknya,
ketika tekanan terlalu rendah, maka prosentase pembentukan ureanya akan menurun. 7ntuk mencapai homogenitas rekasi diperlukan reaktan dengan konsentras i tinggi. Di antara kedua reaktan !95
3
dan /+ ", 95 3 lebih mudah dipisahkan dari
aliran gas daripada /+ . 7ntuk memisahkan 95 3 dari aliran gas dapat dilakukan dengan absorpsi menggunakan air. 7ntuk excess reaktan digunakan excess 953. Perbandingan 953)/+ desain alat adalah 2. Perbandingan ini berfun gsi untuk menjaga kon'ersi. Perbandingan rendah akan menurunkan laju pembentukan urea dan menam bah beban pada stripper. 8arutan urea yang terbentuk di dalam reaktor keluar melalui do%n pipe dan ma suk ke
stripper secara gra'i tasi dan gas yang
terbentuk mengalir ke scruer 0as campuran merupakan hasil kondensasi gas dari hasil reaksi di stripper yang dilewatkan ke carbamate condensor. 0as ini mengandung 3=,3> 95 3H 2,2> /+H ,B> 5+H dan 4, > urea.
b. Stripper !D(-4" (lat ini berfungsi untuk memisahkan larutan karbamat yang tidak terkon'ersi dan memisahkan amoniak dari /+
dan larutan urea. Produk dari reaktor masih banyak
mengandung ammonia, /+ dan karbamat sehingga diperlukan proses pemisahan untuk meningkatkan kon'ersi pembentukan urea. ebagian karbamat yang terbentuk pada reaktor selanjutnya dapat terurai dengan reaksi berikut& 95/++952
↔
/+ 95 3
Eeaksi ini merupakan reaksi balik dari reaks i pembentukan caramate yang dapat terjadi dengan adanya penambahan panas !endotermis" dan stripping. Proses stripping akan menghilangkan kandungan /+ dan 953 dari larutan urea sehingga terjadi reaksi penguraian atau reaksi bergeser ke kanan. Pada stripper juga diinjeksikan udara yang berfungsi sebagai anti korosi pada perlatan proses. Stripper beroerasi pada suhu C CC o/ !bagian bawah" dan =, 1 =3 o/ !bagian atas" Proses stripping juga berfungsi untuk memisahkan gas-gas yang belum bereaksi agar dapat diproses kembali dengan memanfaatkan gas /+
. Stripper memanfaatkan
sistem falling film untuk melepaskan kandungan gas eAcess dalam lar utan. Liquid
distributor dan sirl digunakan agar larutan mengalir secara merata . 8arutan akan mengalir perlahan ke bawah membentuk lapisan tipis di permukaan bagian dalam setiap tue !falling film" dalam stripper sehingga menghasilkan luas permukaan yang besar sehingga gas lebih mudah lepas dari larutan. #agian luar tue mendapatkan pemanasan dari medium pressure steam. (pabila gas yang digunakan bertekanan tinggi, maka akan panas yang ditambahkan akan semakin besar. 5al ini dapat memicu terjadinya penguraian urea dan pembentukan biuret. #iuret merupakan proses samping reaksi dan apabila digunakan di tanaman dapat menyebabkan warna kekuningan pada tanaman. 9amun, apabila
steam
bertekanan rendah akan menyebabkan efisiensi stripper berkurang akibat kebutuhan panas tidak tercukupi. 0as yang terlepas dari larutan kemudian terdesak keluar dari falling film ke bagian tengah pipa hingga menyebabkan kondisi yang jenuh. 0as tersebut diikat oleh /+
yang dialirkan dari bawah sehingga mengalirkan keluar ke bagian atas stripper. (liran gas yang kaya 953 dan /+ ini lalu dialirkan ke carbamate condenser. 8arutan urea yang mengalir ke bagian bawah lalu diekspansi hingga mencapai tekanan C, kg)cm dengan suhu 33 1 3C o/. $onsentrasi urea harus ditingkatkan sesuai kebutuhan sehingga diperlukan proses lanjutan yaitu di unit purifikasi dimana larutan tersebut dipanaskan dan diturunkan tekanannya.
c. Caramate condenser !6(-4 dan 6(-4" Peralatan ini berfungsi untuk mengembunkan uap dari stripper agar dapat dimasukkan kembali ke reaktor serta menghasilkan steam untuk proses pada unit konsentrasi. (lat ini terdiri dari dua unit !6( 4 dan 6( 4" yang memiliki fungsi sama namun dengan dua input yang berbeda. Didalam 6(-4 dan 6(-4 gas dari D(-4 dikondensasikan dan diabsorbsi oleh larutan karbamat recycle dari ta hap recovery. $e dua condenser dioperasikan tekanan C4 - C kg)cm dan temperatur C - =4 o/. ebagian besar larutan karbamat terbentuk pada bagian ini.
953
/+
↔
952/++95
6(-4 berfungsi mengabsorp gas menggunakan larutan karbamat dari
scruer
dan memanfaatkan panas reaksi untuk menghasilka n steam. 8arutan karbamat yang terbentuk dialirkan ke reaktor. (pabila temperatur 6(-4 tinggi maka temperatur pada reaktor meningkat dan sebaliknya. Steam yang dihasilkan diperlukan kontrol terhadap tekananya. Peningkatan tekanan steam akan menurunkan kalor yang diserap dari 6(-4, dan hal ini akan mengakibatkan peningkatan pada temperatur bawah reaktor. 6(-4 berfungsi mengabsorp gas menggunakan laruta n karbamat recycle dan panas reaksi dimanfaatkan untuk memanaskan larutan urea sebelum masuk ke 5P
decomposer. 8arutan karbamat yang terbentuk diproses lebih lanjut pada reaktor membentuk urea. 8arutan urea dipanas kan pada bagian shell, dengan pemanasan ini karbamat yang tersisa akan terurai menjadi amoniak dan /+ .%emperatur reaksi perlu dikontrol, karena proses ini mempengaruhi kondisi proses pada reaktor dan 5P
decomposer. (pabila temperatur rendah maka temperatur reaktor dan 5P decomposer turun. Penurunan temperatur pada 5P decomposer akan menambah beban pada tahap purifikasi. 8arutan urea yang dipanaskan pada bagian shell 6(-4 dialirkan ke tahap purifikasi
d. Scruer !D(-4" Peralatan ini berfungsi untuk mengembunkan uap dari D( 4 serta mengadsorb gas tersebut untuk membentuk karbamat. Eeaksi yang terjadi adalah sebagai berikut & 953 /+
↔
95/++952
(lat ini terdiri dari dua unit !6( 4 dan 6( 4" yang beroperasi pada suhu C=4 o/ dengan tekanan C kg)cm
g. 6( 4 menghasilkan panas yang digunakan
untuk menghasilkan steam untuk unit digunakan pada unit konsentrasi, sedangkan pada 6( 4 digunakan untuk memanaskan larutan urea sebelum dipompa ke 5P Decomposer. e. /+ compressor !0#-4" (lat ini berfungsi untuk meningkatkan tekanan /+ yang diali rkan dari unit produksi ammonia dari 4,B kg)cm g menjadi C kg)cm g. Proses ini menggunakan
kompresor dengan empat tingkat kompresi yang menggunakan aliran udara bertekanan. Proses yang terjadi pada kompresor /+ dapat dilihat pada gambar 3.;.
0ambar 3.;. (lur proses pada unit kompresi /+ !Dep. Prod. ,
Output CO2,
(liran /+ input sebelumnya masuk ke kompresor dan meningkatkan tekanan gas. $ompresi menyebabkanGambar jarak antar partikel gas menjadi semakin kecil sehingga antar 1!. Alur proses "ompresi C+ . ,
partikel gas sehingga menaikan suhu gas. 0as yang telah dikompres pada kompresor tingkat lalu akan melewati tingkat , namun sebelumnya dilakukan pendinginan untuk mengurangi suhu gas. Pengurangan suhu akan menurunkan jarak partikel lebih jauh lagi, hal ini akan menambah jumlah gas yang dapat dikompresi karena semakin kecil jarak antar partikel gas maka akan menambah ruang yang dapat diisi oleh partikel gas. Proses selanjutnya berlangsung dengan metode yang sama hingga didapatkan tekanan C kg)cm g.
f. 953 pump !0(-4 (#" Pompa ini digunakan untuk meningkatkan tekanan pada larutan 95
3
cair untuk
dapat memenuhi kebutuhan tekanan yang dibutuhkan pada reaktor. %anpa tekanan yang tinggi 953 cari tidak akan dapat dimasukkan ke dalam reaktor.
g. Caramate pump !0(-4" Pompa 0(-4 digunakan untuk memompa larutan dari 5P /ondenser ke scruer dan carbamate condenser.
3.2. 7nit Purifikasi Fungsi utama dari unit ini adalah untuk memecah sisa karbamat yang masih terlarut ke dalam larutan urea sekaligus menguapkan ammonia yan belum bereaksi. (lur proses purifkasi dan reco'ery dapat dilihat pada gambar 3.C. Peralatan utama yang digunakan pada unit purifikasi adalah 1igh Pressure
Decomposer dan ,o% Pressure Decomposer. 8arutan urea hasil sintesis dimasukkan ke unit purifikasi dimana ammonium karbamat dan amoniak berlebih yang terkandung di dalamnya diuraikan dan dipisahkan sebagai gas dari larutan urea dengan penurunan tekanan dari ; 1 C kg)cmg menjadi 3 kg)cm!g.
0ambar 3.C. (lur proses pada unit recovery dan purifikasi !Dep. Prod. ,
a. 5P Decomposer !D(-4" 8arutan urea dari stripper yang bertekanan C, kg)cm melewati 6( 4 dialirkan melalui bagian atas 5P ! !igh "ressur e" #ecomposer. 8arutan tersebut melalui liquid
distributor dan mengalir ke tue dengan kandungan ,C=> 953 dan 3,3B> /+.
Prinsip kerja 5P Decomposer adalah dengan meningkatkan suhu !dari o/ menjadi B o /" serta menurunkan tekanan larutan menjadi 3 kg)cm . Pengubahan kondisi ini dapat mengurangi kelarutan gas di dalam larutan sehingga menyebabkan pelepasan gas 953 dan /+ . $arena konsentrasi gas di dalam larutan menurun serta terjadi penambahan panas, karbamat yang masih berada di larutan akan terurai sesuai dengan reaksi berikut& 95/++952
↔
/+ 95 3
elain reaks i dekomposisi, pada 5P decomposer juga terjadi reaksi pembentukan biuret, yaitu 95/+95!
↔
95/+95/+95! 953
8aju dekomposisi akan meningkat dengan penurunan tekanan operasi dan sebaliknya. (kan tetapi, tekanan yang terlalu rendah akan menurunkan suhu operasi. D(-4 beroperasi pada tekanan C kg)cm g dengan suhu B 1 = o/ di bagian atas dan 1 ; o/ di bagian bawah. 0as-gas yang terlepas dari larutan kemudian dialirkan ke 1P *sorer. b. 8P Decomposer !D(-4" Dekomposer kedua beroperasi pada tekanan yang lebih rendah yaitu , kg)cm
.
/ara kerja unit persis dengan 5P Decomposer tetapi menggunakan sumber pemanas yang berbeda yaitu lo% pressure steam . elain itu pada unit ini juga dilakukan penambahan /+ untuk menstripping sisa amoniak yang masih terdapat di larutan. Penambahan gas /+ pada D(-4 berfungsi untuk mempercepat proses dekomposisi karbamatdan pemisahan gas-gas yang terlarut. (liran gas /+ yang rendah akan menur unkan kemampuan dari decomposer. (kan tetapi, laju /+
yang
terlalu tinggi akan meningkatkan kadar /+ dalam larutan sehingga suhu solidifikasinya akan meningkat. $enaikan suhu solidifikasi menyebabkan urea dapat membentuk kristal pada suhu yang lebih tinggi, sehingga aliran tersebut sulit untuk dialirkan. 8aju alir /+ dijaga pada laju 4 1 ;4 9m 3)jam. Proses ini menghasilkan larutan urea dengan konsentrasi ;C,=> dengan kandungan gas excess kurang dari >. 0as-gas yang terlepas dari larutan selanjutnya dialirkan ke 8P (bsorber. c. 5P dan 8P (bsorber !6(-24 (# dan 6(-24"
(bsorber berfungsi untuk mengikat gas-gas sisa yang tidak bereaksi agar dapat diumpankan kembali ke reaktor. *enis absorben yang digunakan adalah larutan karbamat, steam kondensat, dan larutan ammonia. 3.2.3 7nit $onsentrasi !0ambar 3.B " $onsentrasi produk yang diharapkan untuk urea adalah produk berbentuk prill dengan kadar air 4,>. $onsentrasi ini dapat dicapai dengan menggunakan
triple effect
evaporator yang menggunakan kondisi 'akum. $ondisi 'akum digunakan untuk menghemat energi, dimana pada kondisi tersebut titik didih larutan menjadi minimal.
0ambar 3.B. (lur proses pada unit konsentrasi dan prilling !Dep. Prod. , 7nit ini berfungsi untuk memekatkan larutan urea dari C4> sampai dengan ==,C>
dengan penguapan secara 'acuum. %ahap ini terdiri atas dua alat utama yaitu & a. 7acuum Concentrator !F(-4 (#" 8arutan urea dari F(-4 dipompakan ke dalam F(-4#. 8arutan urea di'akumkan menggunakan steam e8ector hingga ke'akuman -B mm5g !kondisi desain 4 mm5g" Dengan pem'akuman akan menurunkan titik didih air. Panas untuk penguapan diperoleh dari panas reaksi pada 5P asorer !6(-24#". 7ntuk proses penguapan air dapat berjalan dengan baik diperlukan kontrol terhadap suhu dan tingkat
ke'akumannya.Pada tekanan 'akum 4 mm5g air memiliki titik didih B4 o/. Dengan penurunan titik didih air akan mempermudah pemisahan air dari larutan. %emperatur operasi dijaga di atas titik didih air. %emperatur operasi pada B-Bo/. $ondisi 'akum mempengaruhi densitas kristal. %ingkat ke'akuman rendah akan meningkatkan temperatur dan densitas kris tal menurun. %ingkat ke'akuman tinggi menurunkan titik didih air sehingga banyak air yang menguap dan densitas kristal meningkat. Peningkatan kristal terlalu tinggi dan menyebabkan penyumbatan pada pipa. 8arutan dari F(-4# dengan kepekatan sekitar B2> berat selanjutnya dipanaskan pada heater for F(-4 !6(-4" menggu nakan steam tekanan rendah hingga temperatur 33-32o/. 8arutan selanjutnya dimasukkan ke dalam vacuum concentrator upper !F(-4(". Di dalam alat ini larutan urea dipekatkan lebih lanjut hingga mencapai konsentrasi =C,C> berat. %emperatur operasi berkisar 33-32 o/. %emperatur terlalu rendah akan menyebabkan terjadinya cho'ing !penyumbatan pada pipa karena pembentukkan kristal urea". %emperatur terlalu tinggi akan mendorong terbentuknya biuret. Produk dari konsentrator kedua selanjutnya dialirkan ke heat eAchanger 6( 4B untuk dikontakkan dengan lo% pressure steam . 8arutan yang telah dipanaskan lalu dimasukkan ke dalam final concentrator F( 43. %ingkat ke'akuman operasi sama dengan F(-4#. %ingkat ke'akuman yang tinggi akan meningkatkan konsentrasi urea, tetapi apabila terlalu tinggi dapat menyebabkan cho'ing pada pipa aliran. %ingkat ke'akuman rendah akan menurunkan konsentrasi urea dan menambah beban pada final concentrator !F(-43". karakteristik produk yang dihasilkan dari vacuum concentrator ditunjukkan pada %abel 3.2 dan %abel 3..
%abel 3.2. $arakteristik produkvacuum concentrator 9 !Dep. Prod. , 4"
KondiiO&erai %ekanan
:ilai 24-B4mm5g
%emperatur $omposisi produk &
B-B /
o
a. 7rea b. (ir
B3,; >
c. #iuret
> ; 4,2 >
%abel 3.0ambar 3.. $arakteristik produk vacuum concentrator : !Dep. Prod. ,
KondiiO&erai %ekanan %emperatur $omposisi produk & a" #" $"
7rea (ir #iuret
:ilai 24-B4mm5g 34-3 o/
=;,= > , > b. !inal
4,; >
Concentrator !F(-43" Pada bagian ini larutan urea dipekatkan hingga konsentrasi ==,C>. Pemekatan dilakukan dengan cara pemanasan pada
!inal Concentration !6(-4" dan
pem'akuman di F(-43. 8arutan urea dari F(-4( dipana skan pada 6(-4 menggunakan steam tekanan rendah hingga temperatur 3B,-24 o/. (pabila temperatur rendah dari rentang ini akan menyebabkan pembentukkan padatan)kristal uera pada pipa dan
vessel, karena titik leleh urea pada tekanan desain alat adalah 3B o/. %etapi temperatur terlalu tinggi akan meningkatkan pembentukkan biuret. %ekanan operasi F(-43 3;-2C mm5g 5+. %ingkat ke'akuman yang rendah akan menyebabkan kadar uap air dalam urea prill meningkat. :aktu pemekatan dalam F(43 diatur dengan ketinggian le'el bawah vessel. 8e'el operasi pada C4-B;> dan ini tergantung pada kapasitas produksi. 8e'el yang terlalu tinggi akan menyebabkan peningkatan pembentukkan biuret. 8arutan urea dikirim ke tahap pembutiran. $arakteristik produk yang dihasilkan F(-43 dapat dilihat pada tabel 3.;.
%abel 3.;0ambar 3.. $arakteristik produk final concentrator !F( 43" !Dep.
KondiiO&erai %ekanan %emperatur
$omposisi produk & a. 7rea b. (ir c. #iuret
:ilai 34-24mm5g 3B-24 o/
=B,=C > maA 4, > 4,; >
3.2.2
7nit "rilling 8arutan urea dengan konsentrasi ==,C> berat dilairkan ke dalam prilling to%er
dengan pompa 0( 42, sedangkan uap air yang dihasilkan ditampung dalam F( 4 untuk diproses dalam unit Process Condensate )reatment !P/%". Di dalam prilling to%er larutan urea di spray, didinginkan dan dipadatkan untuk memperoleh urea prill. Dalam tahap ini terdiri atas beberapa bagian yaitu & a. 1ead )an' !F(-34" dan Distributor !F*-34(-" 1ead tan' merupakan bag ian prilling to%er yang berfungsi untuk mengatomisasi larutan urea sebelum didinginkan. Proses atomisasi dilakukan dengan bantuan distributor berupa accoustic granulator, yaitu alat yang terdiri dari piringan logam yang berlubang dan filter untuk menyaring kotoran. 0ranulator yang digunakan pada prilling tower terdiri dari sembilan unit yang bekerja secara bersamaan. Eentang suhu operasi yang digunakan adalah 3= 1 24 o/. Penggunaan suhu di bawah rentang suhu terseb ut akan menyebabkan cho'ing karena larutan urea akan lebih cepat membentuk kristal. #utiran urea yang disemprotkan pada accoustic granulator !F*-34(-" akan jatuh secara perlahan dari prilling tower yang memiliki ketinggian B4 m dari atas permukaan tanah. 8e'el tangki pada F(-34 perlu dijaga pada 4-C4> agar kualitasnya tidak menurun.
Partikel dengan ukuran yang sesuai akan melayang ke bawah tower un tuk didinginkan. Pendinginan menggunakan udara pendingin yang disemprotkan oleh
lo%er dari bagian bawah. Partikel larutan yang didinginkan akan membentuk granul yang selanjutnya akan ditampung di bagian bawah tower. Padatan tersebut akan terakumulasi di bagian bawah.
b. !luidi"ing Cooler !FD-34" %etesan urea dari accoustic granulator didinginkan pada fluidi"ing cooler !F/-34" menggunakan udara dari lo%er !0#-34" yang terlebih dahulu dipanaskan air heater !6/-34" menggunakan steam. uhu adalah 'ariabel yang perlu dikendalikan. uhu operasi rendah akan menghasilkan produk urea prill dibawah temperatur lingkungan. $etika produk keluar dari proses pembutiran akan kontak dengan lingkungan, temperatur produk akan naik mencapai temperatur lingkungan. Peningkatan temperatur diikuti dengan absorpsi uap air dari udara. %emperatur tinggi pendinginan tidak merata pada urea prill dan terbentuk aglomerasi. #utiran urea akan disaring menggunakan ar screen, butiran dengan ukuran diameter lebih besar dari ,C mm akan dilarutkan kembali di F(-34 dicampur dengan larutan pencuci dari dust chamer !F/-34". Produk yang berwarna putih terkumpul di bawah selanjutnya dialirkan dengan
elt conveyor
untuk
ditambahkan bahan aditif !pewarna dan anti-caking". Pewarnaan hanya diberikan untuk produk pupuk urea bersubsidi yaitu menggunakan pewarna makanan berwarna merah muda. $nti-caking yang digunakan adalah armoflo yang berfungsi untuk mencegah terjadi penggumpalan produk saat proses distribusi. $edua aditif ditambah dengan meneteskan produk dengan alat khusus. Produk yang sudah jadi selanjutnya dialirkan ke unit pengantongan dengan sebelumnya dilewatkan besi penghalang untuk mencampur bahan aditif sehingga dapat lebih merata. 3.2.
7nit P/% !"rocess Condensate %reatment"
%ahap ini berfungsi untuk mengambil urea, gas 95 3 dan /+ yang terikut dalam uap air yang terdapat pada tahap pemekatan. %ahap ini terdiri atas dua bagian yaitu & a. !inal *sorer !D(-43" 7ap air yang terbentuk di tahap e'aporasi ditarik oleh steam e8ector !66-4, 4)3" dan dikond ensasikan di surface condenser !6(-4))3". 7ap air yang terkondensasi ditampung di dalam process condensate tan' !F(-4". 7ap yang tidak terkondensasi ditarik oleh second e8ector !66-4" dan dimasukkan ke dalam final asorer !D(-43". Di dalam absorber gas dikontakkan dengan kondensat proses dari F(-4. Dengan pengontakkan ini uap air akan terkondensasi dan 95 3 dan /+ terkon'ersi menjadi karbamat dan aJua amoniak. 0as-gas yang tidak terabsorb di venting ke atmosfer dan membentuk karbamat dan aJua amoniak & 953
/+
953
5 + G
G 952/++95 952+5
$ondensat ditampung dalam F(-4.
b. Process Condensate Stripper !D(-4" dan 3rea 1ydroly"er !D(-4" Di dalam kon densat proses terdapat kar bamat, urea dan aJua amoni ak. ebelum dikirim ke utilitas, senyawa-senyawa ini harus dipisahkan. $ondensat proses dari F(-4 dipompakan ke kolom atas. Pada kolom atas larutan distripping menggunakan gas keluaran urea hydroli"er !D(-4" dan pemanasan dengan steam. $arbamat dan aJua amoniak akan terurai menjadi 95 3, /+ dan 5+. 952/++95 G 953 /+ 952+5
G
953 5+
0as yang terbent uk dari proses stripping dikirim ke 8P Decomposer !D(4". $ondensat keluaran kolom atas dimasukkan ke bagian bawah kolom D(4. Di dalam kolom kondensat dikontakkan dengan steam dan urea yang terkandung di dalamnya akan terhidrolisis & 95/+95 5+ G 953 /+
0as dari proses diali rkan ke kolom atas D(-4 dan kondensat dialirkan ke
preheater for D(-4 !6(-4" untuk memanaskan kondensat masukan D(-4. $ondensat selanjutnya dialirkan ke kolom bawah D(-4 dan kontak dengan
steam untuk menguraikan dan memisahkan sisa-sisa urea, aJua amoniak dan karbamat. $ondensat keluar melalui bagian bawah kolom dan didinginkan pada
preheater for D(-4 !6(-42" menggunakan kondensat masukkan D(-4. $ondensat sebagian digunakan sebagai scruer di prilling to%er dan sebagian lagi dialirkan ke F(-34. 3.2.;
7nit #ecovery 0as 95 3 dan /+ yang terlepas dari tahap purifikasi diabsorpsi dalam tahap
recovery menggunakan kondensat proses sebagai absorben. 0as 953 dan /+ diabsorpsi membentuk karbamat dan aJua amoniak & 953 /+ G 953
5 +
952/++95
G
952+5
(bsorpsi gas dilaksanakan dalam tiga alat yaitu & a. 5P *sorer !6(-24 (#" 0as /+ dan 95 3 keluaran 5P Decomposer !D(-4" dikontakkan dengan absorben berupa larutan karbamat dari 6(-24. (liran gas dimasukkan pada bagian bawah dan didistribusikan melalui no""le dan absorben dialirkan dari bagian atas. Pengontakkan menghasilkan reaksi pembentukkan karbamat dan aJua amoniak, kedua senyawa ini terlarut di dalam absorben. Proses absorpsi menghasilkan panas dan dimanfaatkan untuk pemanasan larutan urea di
vacuum
concentrator !F(-4(" dan produksi air panas. 0as yang tidak terabsorp dialirkan ke %ashing column !D(-24" untuk di scrubb dengan proses kondensat dan larutan karbamat di 8P absorber lebih lanjut. 8e'el larutan dalam 6(-24 menentukkan waktu kontak antara absorben dan gas. 8e'el rendah akan menghasilkan proses absorpsi yang tidak efisien. 8e'el tinggi akan menyebabkan sebagian absorben terbawa aliran gas. 8e'el operasi ;C>.
Proses absor psi bersifat eksotermis, sehingga tempe ratur tinggi akan menurunkan efisiensi absorpsi dan aliran gas ke D(-24 meningkat. Dengan adanya pembentukkan karbamat dalam absorben, temperatur absorben harus dijaga agar tidak terjadi pembentukkan kristal karbamat. Pembentukkan kristal terjadi temperatur rendah dan ini akan menyumbat aliran larutan karbamat. %emperatur operasi dijaga pada B-=B o/. 8arutan karbamat dipompa dengan
caramate pump menuju scruer !D(-4" dan caramate condenser !6(-4". b. 8P *sorer !6(-24" 0as 95
3
dan /+
keluaran 8P decomposer diabsorbsi dengan larutan
absorben dari D(-24 kolom atas. Proses absorpsi sama dengan proses di 5P
asorer. %emperatur operasi dijaga di atas 24 o/. Pada temperatur ini akan terjadi pembentukkan padatan karbamat. 7ntuk menjaga efisiensi absorpsi diperlukan waktu kontak yang mencukupi. 8e'el operasi ;2-B>, pada le'el ini waktu kontak untuk absorpsi mencukupi. 0as yang tidak terabsorp diali rkan ke final asorer !D(-43" untuk diabsorp lebih lanjut. 8arutan absorben dialirkan ke D(-24 bagian bawah.
c. 6ashing Column !D(-24"
6ashing column berfungsi mengabsorbsi gas-gas yang tidak terabsorp di 6(24. D(-24 terbagi atas dua kolom. $olom bawah berfungsi mengabsorp gas keluaran 6(-24( dengan menggunakan absorben dari 6(-24 dan kolom atas berfungsi mengabsorp gas dari kolom bawah menggunakan kondensat proses. 0as-gas yang tidak terabsorb dibuang ke atmosfer. Dalam proses absorpsi perlu dikontrol suhu atas kolom serta tekanannya. %emperatur atas yang terlalu tinggi akan menyebabkan gas yang keluar mengandung banyak 95 3 dan /+ . %ekanan operasi rendah akan menyebabkan gasifikasi larutan karbamat.
3. U$ili$a
7nit utilitas merupakan unit penunjang bagi unit-unit lain pada P%. Petrokimia 0resik baik untuk Pabrik maupun Pabrik dan Pabrik . 7nit penunjang yang dimaksud adalah unit penyedia air, steam, maupun listrik yang berguna bagi berjalannya suatu proses. Fungsi masing-masing unit tersebut adalah & . 7nit Penyediaan (ir, yaitu unit yang menyediakan berbagai macam air seperti air proses, air minum, air hydrant, air demineralisasi, air service, dan air pendingin . 7nit Penyediaan Steam, yaitu unit yang berfungsi untuk menggerakkan pompa turbin dan kompresor turbin, sebagai media penukar panas pada heat exchanger, dll 3. 7nit Penyediaan 8istrik, yaitu unit yang menyediakan listrik untuk menggerakkan motor listrik, pemanas, instrumen-instrumen pada pabrik, pompa, kompresor, dll
0ambar 3.=. (lur proses pendistribusian utilitas pabrik !Dep. Prod. ,
0ambar 3.= menunjukkan interdependensi antara pabrik (mmonia, 7rea, dan 7tilitas. #ahan baku yang diperlukan pada unit utilitas adalah air baku, udara, bahan bakar !berupa
solar, gas, 8F+", dan gas alam. Pabrik utilitas akan mengolah bahan-bahan tersebut untuk dijadikan sumber listrik, uap, air demin dan air pendingin yang kemudian disalurkan menuju pabrik amonia dan urea. (ir kondensat yang dihasilkan dari pabrik ammonia dan urea kemudian dikembalikan lagi ke pabrik utilitas sehingga dapat diproses kembali. 3.. 7nit Penyediaan dan Pengolahan (ir 3... 7nit &ater 'ntake P%. Petrokimia 0resik menggunakan dua sumber air untuk kebutuhan air pada pabrik utilitas, yaitu air dari ungai #engawan olo di #abat ! 6ater Inta'e #abat" dan ungai #rantas 0unungsari ! 6ater Inta'e Gunungsari" dengan masing-masing debit aliran 24 dan C4 m 3)jam. Pada %ater inta'e di ungai #engawan olo, air didistribusikan melalui perpipaan dengan diameter pipanya sebesar inchi. ebelum dialirkan melalui pipa, air harus diproses terlebih dahulu agar tidak menimbulkan kerak pada pipa. pesifikasi air %ater inta'e 0unungsari setelah diproses adalah sebagai berikut& -
*enis %urbiditas $esadahan p5 Eesidual /hlorine
& 1ard %ater & Maksimal 9%7 & Maksimal 4 ppm !sebagai /a/+3" & C, 1 B, & maksimal 4, ppm
ilika
& Maksimal 44 ppm
Pada %ater inta'e #abat, pipa yang dipakai untuk mengambil air dari jarak K; km memiliki diameter sebesar 2 inchi. Debit air yang diambil setiap jamnya adalah B44 m3. etelah diproses, air tersebut memiliki sepesifikasi sebagai berikut & *enis & 1ard %ater - %urbiditas & Maksimal 9%7 - $esadahan & Maksimal 4 ppm !sebagai /a/+ 3" - p5 & C, 1 B, - Eesidual /hlorine & Maksimal 44 ppm - ilika & Maksimal 44 ppm %ahapan pengolahan air pada 6ater Inta'e #abat ditunjukkan pada gambar 3.4.
0ambar 3.4. %ahapan pengolahan air pada %ater inta'e #abat !Dep. Prod. ,
%ahap-tahap pengolahan air di #abat secara umum adalah & a. Peng+ia&an, yaitu proses pengambilan air pada sumbernya dengan menggunakan pompa yang 'akum. Fungsi penggunaan pompa adalah untuk mempercepat aliran air menuju kawasan pabrik. elain itu, pemakainan pompa juga disebabkan oleh ketinggian permukaan air yang tidak tetap. b. Screening, adala+ &roe &en*aringan air ungai e+ingga ko$oran *ang erukuran ear da&a$ $er$a+an &adascreen. c. Koagulai dan ;lokulai, *ai$u &roe un$uk mengenda&kan u&eni *ang $erda&a$ &ada air. Air akan di$ama+kan a+an kimia e&er$i klorin,lime( $a
pengendapannya. $lorin berfungsi sebagai desinfektan untuk membunuh mikroorganisme serta menghi langkan rasa dan bau, lime er/ungi eagai &enga$ur
&-,
$a
eagai
agen
un$uk
mem&erce&a$
&roe
&e&engenda&an e+ingga &ar$ikeln*a muda+ ja$u+ ke daar $angki, dan &olielek$roli$ er/ungi eagai /lokulan un$uk mem&erear ukuran /lok e+ingga men*em&urnakan &engenda&an sludge a$au lum&ur. Air *ang uda+ di$ama+ a+an5a+an $ereu$ kemudian dialirkan kedua ara+, *ai$u menuju "re-Settling %ank dan menuju "ulsator Clarifier. Pada "re-
Settling %ank( akan $eren$uk gum&alan5gum&alan ear *ang ak+irn*a mengenda& &ada daar $angki. Air *ang $ela+ eri+ dialirkan ecara
overflo un$uk dikemalikan lagi ke $angki &encam&uran. Pada "ulsator
Clarifier, $erda&a$ &om&a *ang er/ungi un$uk menda&a$kan /lok *ang $idak mengenda& &ada &roe eelumn*a. d. )ilter* Se$ela+ melalui "ulsator Clarifier( air dialirkan menuju /il$er *ang memiliki &om&a %akum un$uk mem&erce&a$ &roe /il$rai. ;il$er *ang digunakan adala+ &air ilika un$uk men*aring &ada$an $eru&eni dalam air. Semakin an*ak &ar$ikel *ang $er$a+an, maka emakin ear &ula
pressure dropn*a. -al $ereu$ men*eakan naikn*a le%el air. Pada kondii $er$en$u, medium /il$er &erlu dieri+kan dengan carabackash.
3... ,ime Softening 3nit #SU" 87 adalah unit yang digunaka n untuk mengolah hard %ater yang berasal dari tangki air baku menjadi soft %ater dengan menambahkan larutan kapur serta polielektrolit. Proses-proses yang terdapat pada 87 ditunjukkan pada gambar 3..
0ambar 3.. (lur proses 87 ! ,ime Softening 3nit" !Dep. Prod. , 4"Diagram
(ir yang telah diambil dan diproses kemudian dialirkan ke dua tangki yaitu %$-= yang berkapasitas .444 m 3 dan %$-43 yang berkapasitas C.444 m 3 dan %$-= 3
yang berkapasit as B.444 m . (ir dari %$-= dipompak an ke Circulator Clarifier E4 menggunakan pompa P-4 (#/, sedangkan air dari %$-43 dipompakan menuju beberapa tempat seperti Pabrik , 7nit 5ydrant, $ebun Percobaan, Petrosida,
$ayaku, dll. (ir yang berasal dari %$-= tersebut dipompakan melalui bagian bawah
clarifier. Pada ba gian difusser !bagian tengah clarifier", air akan dicampur dengan larutan lime !/a!+5"" 3> wt. dan larutan polielektrolit !Fe/l 3.;5+" 4> wt. Pada bagian bawah clarifier terdapat no""le atau lubang untuk menghisap lumpur atau
sludge yang telah terendapkan. Mineral-mineral penyebab kesadahan yang diikat oleh bahan kimia tersebut adalah mineral /a dan Mg yang terdapat dalam bentuk /a!5/+ 3" dan Mg!5/+3" di dalam air. Eeaksi pengikatan mineral tersebut adalah & /a!+5" /a!5/+3" G /a/+3 5+ /a!+5" Mg!5/+ 3" G /a/+3 Mg!+5" 5+ Penginjeksian larutan elektrolit berfungsi untuk membentuk flok-flok yang lebih besar sehingga dapat mudah mengendap. Polielektrolit yang bermuatan negatif akan mengikat partikel-partikel yang bermuatan positif karena pada kondisi basa ion-ion yang terlarut dalam air cenderung bermuatan positi f. Sludge yang terbentuk akan di-
lo%do%n ketika sudah mencapai 4> padatan. Sludge tetap dijaga pada konsentrasi ;B> dan dibuang secara otomatis setiap 34 menit sekali selama 4 detik waktu pembuangan. $ondisi fisik sludge yang terbentuk pada clarifier ditunjukkan pada gambar 3..
3.. $ondisi fisik pada sludge clarifier pada clarifier Prod. , (ir 0ambar yang telah melalui proses akan!Dep. keluar secara overflo% melalui
bagian atas clarifier dan kemudian dialirkan menuju filter F-4-B4. Filter pada unit 87 ini berjumlah ; buah dan masing-masing menggunakan pasir silika sebagai media penyaring. Pasir silika tersebut memili ki tiga lapisan yang ukurannya berbeda. $erikil besar !gravel+ -C mm" digunakan pada bagian dasar dan di atas gravel terdapat pasir berukuran lebih kecil yaitu 3- mm. Pada bagian paling atas filter terdapat pasir
yang ukurannya paling kecil, yaitu sebesar 4,; 1 mm. lustrasi susunan filter pada unit 87 ditunjukkan pada gambar 3.3, sedangkan bentuk fisik dari medium penyaring ditunjukka pada gambar 3.2.
0ambar 3.3. usunan filter pada unit 87 !Dep. Prod. ,
0o""le !seperti dapat dilihat pada gambar 3.2" terbuat dari plastik yang memiliki celah-celah kecil yang berfungsi untuk jalur air. /ela h no++le menyesuaikan ukuran bahan penyaring sehingga bahan penyaring tidak akan ikut ke aliran air.
0ambar 3.2. 9o??le !kiri" dan jenis pasir silica berdasar ukuran !kanan" !Dep. Prod. ,
Filter dilengkapi alat 'acuum yang berfungsi untuk mempercepat laju alir filtrat agar proses filtrasi berjalan dengan lebih cepat. (lat ini terdiri dari pipa berbahan dasar PI/ yang disetting seperti huruf 7 terbalik yang memiliki saluran 'entilasi udara di atasnya. (ir yang melewati filter selanjutnya mengalir melalui pipa PI/ dari bagian bawah ke atas atau tepat di lengkungan. (ir akan mengalir turun memenuhi bagian pipa tersebut akibat adanya gaya gra'itasi sehingga menyebabkan udara terhisap ke bawah. %arikan udara ini menyebabkan udara di lengkungan pipa menjadi 'acuum sehingga mampu menghisap air dan menghasilkan proses filtrasi yang lebih cepat. Media filtrasi dapat menjadi jenuh karena penyumbatan pori, oleh karena itu harus dilakukan pencucian atau ac'%ash. ac'%ash adalah proses penghembusan udara
kompresi melalui bagian bawah filter sehingga partikel yang menyebabkan penyumbatan tersebut dapat lepas dan jatuh ke saluran pembuangan. Pompa yang menghembuskan udara kompresi adalah pompa P-4 (#. Proses
ac'%ash
dilakukan selama - menit. Penampang luar filter yang digunakan ditunjukkan pada gambar 3..
0ambar 3.. %ampak luar unit filtrasi !Dep. Prod. , 4"Diagram etelah melalui filter, soft %ater kemudian dipompa ke reser'oir E-4. Dari E-
4, soft %ater dipompa oleh P-4; (#/ ke tangki penyimpanan air %$-4 dengan kapasitas .444 m3 dan %$-4 dengan kapasitas 444 m 3. Soft %ater memiliki p5 = dan total kesadahan maksimal B4 ppm. (ir yang ditampung pada %$-4 akan disalurkan ke pabrik dan 3. kema pembagian aliran output dari E-4 ditunjukkan pada ga,bar 3.;.
0ambar 3.;. kema pembagian aliran output E-4 !Dep. Prod. ,
3...3 Cooling )o%er Cooling )o%er merupakan unit yang berfungsi untuk menyediakan air pendingin dengan suhu K 3o/ untuk unit utilitas dan proses. $apasitas produksi keseluruhan adalah 3.444 m3 yang dibagi menjadi 3 cooling to%er, yaitu & a. Cooling )o%er % 4 (, yaitu cooling to%er terdiri dari ; sel !sel (, #, /, D, 6 dan F" yang didesain untuk keperluan po%er station existing . 9amun karena saat ini
po%er
station
existing tidak beroperasi, maka
cooling to%er
(
diinterkoneksikan dengan cooling to%er amoniak untuk membantu penurunan suhu cooling %ater dengan flo% sirkulasi 3444 m3)jam b. %-( cooling %ater (moniak dengan flo% sirkulasi 444 m3)jam. c. %- b cooling %ater 7rea dengan flo% sirkulasi 444 m 3)jam. Cooling %ater dipompa dengan dua pompa. Pompa P ; (#/ ke po%er station dan sebagian lagi ke filter 43 (#. Pompa P (#/ ke seluruh unit Produksi yang meliputi <( , <( , /+ plant, serta untuk kebutuhan (/ di kantor 1 kantor. %erdapat dua jenis sistem yang digun akan pada cooling tower, yaitu sistem dengan aliran counter current dan cross-flo%. Pada cooling to%er %-4, sistem yang digunakan adalah counter current. (ir dari sirkulas i proses dengan suhu
±
24 1 23 4/
masuk ke menara pendingin di bagian atas, lalu jatuh ke dalam basin melalui distributor dan bilah pemercik dalam bentuk butiran hujan. 7dara luar masuk melaui sirip 1 sirip kayu yang terhisap oleh fan yang berada di punc ak cooling to%er dan terkontak langsung dengan air yang turun ke basin, sehingga temperatur air turun sampai B 1 34
4
/. (ir pendingin dalam basin harus memenuhi syarat bebas korosi,
bebas kerak, bebas jamur, dan bebas bakteri. 7ntuk itu perlu diinjeksikan beberapa bahan kimia berikut & a" b"
2 5+ untuk menjaga C,sebagai 1 B,. desinfektan untuk membunuh lumut 1 /l sebanyak 4, 1 4,p5 ppm
c" d"
lumut. 9alco C32 untuk mengendalikan kadar P+ 2 agar terjaga antara 1 C ppm. 9alco C3= dan 9alco C343 untuk membunuh mikroorganisme dan untuk menjaga agar mikroorganisme dan jamur yang mati tetap melayang dan tidak melekat pada tue, ?at ini diinjeksikan setiap minggu sekali.
Penambahan bahan-bahan kimia tersebut menyebabkan terbentuknya busa yang melayang pada permukaan air keluaran cooling %ater. #usa-busa tersebut juga dapat memenuhi dasar dari menara pendingin sehingga harus dibersihkan secara berkala. 0ambar 3.C menunjukkan pembentukan busa pada cooling to%er.
0ambar 3.2. Pembentukan busa pada cooling %ater !Dep. Prod. ,
Pada cooling to%er ) ::99+ jenis alirannya adalah cross flo%. (ir yang berasal dari sirkulasi proses dengan suhu 24-23 o/ dimasukkan pada bagian atas tower yang kemudian dikontakkan dengan udara yang lewat dari bagian samping sehingga terjadi aliran menyilang antara udara yang masuk dengan air yang turun ke bawah. emakin ke bawah, suhu air semak in menurun hingga mencap ai 34-3
o
/. $eunggulan dari
cooling to%er %-4 adalah proses penurunan suhu airnya lebih baik daripada %-, tetapi energi yang dibutuhkan lebih besar karena memerlukan kipas yang membutuhkan energi besar. 3...2 7nit Demineralisasi 7nit demineralisasi adalah unit yang bertujuan untuk mengubah soft %ater dari tangki %$ 4 menjadi air demineralisasi !air yang tidak mengandung mineral" untuk digunakan sebagai air proses dan air umpan boiler !#F:". %erdapat tahap yang digunakan pada unit demineralisasi untuk menghilangkan mineral penyebab kesadahan di dalamnya, yaitu pada filter F-4 (#/D, 'ation-exchanger D-4B (#/D, degasifier D-, anion-exchanger D-4= (#/D, dan mixed ed exchanger D-4 (#/. %ahap-tahap tersebut ditunjukkan pada gambar 3.B.
0ambar 3.B. (lur proses unit demineralisasi !Dep. Prod. ,
(ir yang berasal dari tangki %$-4 dialirkan menuju F-4 (#/D oleh pompa P-43 (#/. Pada F-4, air akan dilewatkan pada ;uart"ite !ilter. (lat ini berisi gra'el dan pasir yang berfungsi untuk menurunk an )uridity atau kekeruhan dari soft
%ater hingga menjadi sekitar 9%7. $apasitas desain tiap 'essel adalah 3 m
3
)jam.
3
9amun dalam operasi dapat ditingkatkan menjadi ; m )jam. ndikator kejenuhan filter dapat dilihat dari kenaikan hilang tekan dan )uridity air. etelah F-4, soft %ater dapat dilewatkan pada 'essel yang berisi karbon aktif. Fungsinya adalah untuk menghilangkan warna serta bau dari soft %ater . (ir yang keluar dari F-4 memiliki p5 =, dengan total kesadahan sebesar C2 ppm, dan kadar i+ sebesar 3= ppm. etelah melalui filter, soft %ater selanjutnya masuk ke cathion exchanger !/6" D4B (#/D dimana mineral penyebab kesadahan yang bermuatan positif dapat dihilangkan. /6 menggunakan resin sebagai media penukar ionnya. Eeaksi yang terjadi adalah sebagai berikut & E-5 9a/l G E9a 5/l E-5 /a/+3 G E/a 5/+3 E-5 #a/l G E#a 5/l :aktu operasi dari /6 adalah K ; jam. etelah K 3; jam, resin akan jenuh sehingga kondukti'itas anion, FM( ! !ree Mineral *cid", dan p5-nya akan meningkat. $etika resin sudah jenuh, maka perlu dilakukan proses regenera si dimana regenerant yang
digunakan adalah asam sulfat !5 +2". %ahap-tahap regenerasi pada /6 adalah sebagai berikut & . 8e'el discharge selama menit. . ac'%ash selama 4 menit dengan menggunakan air dari quart"ite filter. 3. 8e'el discharge selama menit. 2. Eegenerasi menggunakan 5+2 > 'olume !kemurnian =B >" dan densitas ,4 gr)ml selama 3 menit dengan laju alir 2C m3)jam. . Eegenerasi menggunakan 5 +2 2 > 'olume dan densitas ,4 gr)ml selama menit dengan laju alir 3 m3)jam. ;. Pencucian menggunakan air quart"ite filter dengan laju alir 3 m 3)jam selama 24 menit. C. Pencucian menggunakan air quar"ite filter dengan laju alir C, m
3
)jam
selama jam Eeaksi yang terjadi selama proses regenerasi di tahap 2 dan adalah sebagai berikut & E9a 5+2 G E5 9a+2 E/a 5 +2 G E5 /a+2 E#a 5 +2 G E5 #a+2 (ir yang keluar dari /6 memiliki p5 K C dengan nilai FM( yang konstan. Pada tahap ini, jumlah kesadahan total sudah berkurang hingga mendekati 4 ppm. Soft %ater yang telah melalui /6 D-4B kemudian dialirkan ke unit degasifier !D-" untuk dihilangkan gas-gas terlarutnya !terutama /+ " dengan cara mengontakkan air dengan udara secara counter current. (ir yang berasal dari /6 akan di-spray dari atas dan kemudian dikontakkan dengan udara yang dihasilkan oleh blower. etelah melalui degasifier, air dialirkan ke anion exchanger !(6" D-4= (#/D untuk dihilangkan kandungan ion-ion bermuatan negatif dengan menggunakan resin anion. Eeaksi pengikatannya adalah sebagai berikut & E-!+5" 5+2 G E+2 5+ E-!+5" 5/l G E/l 5+ E-!+5" 5/+3 G E/+3 5+ :aktu operasi (6 adalah selama ; jam. #erbeda dengan /6, regenerasi (6 menggunakan soda kaustik !9a+5" dengan reaksi sebagai berikut & E-+2 9a+5 G E!+5" 9a+2 E-/l 9a+5 G E!+5" 9a/l E-/+3 9a+5 G E!+5" 9a/+3 +utput air yang telah melewati (6 memiliki kondukti'itas maksimal s, p5 minimal C, dan kandungan silika maksimal 4, ppm. Prosedur regenerasi resin pada
anion exchanger adalah sebagai berikut &
a" b" c" d"
8e'el discharge selama menit. ac'%ash selama menit dengan menggunakan air demin. 8e'el discharge selama menit. Preheating selama menit dengan menggunakan air demin yang dilewatkan
pada heat exchanger hingga mencapai temperatur 4 4/. e" Eegenerasi dengan menggunakan larutan 9a+5 2 > selama ;4 menit dengan laju alir m3)jam. f" Pencucian dilakukan selama ;4 menit dengan menggunaka n air jenuh demin dengan laju alir 3 m3)jam. g" Pencucian dilakukan selama =4 menit dengan menggunakan air jenuh demin dengan laju alir , m3)jam. etelah melalui (6, air kemudian masuk ke Mixed ed xchanger D-4 !M#6". (lat ini berfungsi untuk mengikat sisa-sisa anion dan kation yang masih terkandung dalam air setelah dipros es di cation dan anion exchanger . Dalam tangki tersebut berisi campuran resin kation dan anion dengan resin anion berada dilapisan atas dan resin kation berada di lapisan bawah karena densitas resin kation lebih besar dari resin anion. Eesin yang bekerja dapat mengalami kejenuhan setelah beroperasi selama kurang lebih 3 bulan dengan indikasi kondukti'itas yang naik terus, kadar silika lebih besar dari 4,, kesadahan total lebih besar dari 4 dan p5 cenderung naik atau turun terus. Eeaksi pengikatan ion dan regenerasi yang terjadi pada Mixed ed xchanger ini sama seper ti yang terjadi pada *nion dan Cation xchanger . Proses regenerasi pada Mixed ed xchanger adalah sebagai berikut & . 8e'el discharge selama 4 menit. . ac'%ash selama 4 menit dengan menggunakan air demin. 3. 8e'el discharge selama menit. 2. Eegenerai resin anion dengan menggunakan larutan 9a+5 2 > selama ;4 menit dengan laju alir B,C m 3)jam. . Pencucian dilakukan dengan menggunakan air demin selama ;4 menit dengan laju alir C,; m3)jam. ;. Pencucian dilakukan dengan menggunakan air demin selama 34 menit dengan laju alir m3)jam. C. Eegenerasi resin anion dengan menggunakan larutan 5 3
+2 2 > selama
menit dengan laju alir ; m )jam. B. 8e'el discharge selama menit. =. Pencucian dengan menggunakan air demin selama 2 menit dengan laju alir ; m3)jam.
4. Pencucian dengan menggunakan air demin selama menit dengan laju alir m3)jam. . 8e'el mixing resin selama menit. . Pencucian akhir dilakukan dengan menggunakan air demin selama ;4 menit dengan laju alir 34 m3)jam. +utput air yang keluar dari D-4 memiliki kondukti'itas maksimal , p5 sebesar ;-B, dan kandungan silika maksimal 4, ppm. (ir yang telah keluar dari M#6 ada yang dialirkan ke unit Demineralisasi , dan ada pula yang dipompa menuju %$-4; !kapasitas =4 m 3". Pada unit Demineralisasi , proses pengolahan airnya hampir sama seperti pada unit Demineralisasi . alah satu perbedaannya adalah adanya Polisher pada unit Demineralisasi . Polisher memiliki fungsi yang hampir sama dengan M#6, yaitu mengikat ion-ion bermuatan yang masih terdapat dalam soft %ater. etelah melalui polisher, air yang keluar memiliki kandungan silika lebih sedikit yaitu K 4 ppb dan kandungan ion-ion bermuatan yang hampir mendekati 4. ecara keseluruhan, sistem penyediaan air dirangkum dalam gambar 3.= berikut ini.
0ambar 3.=. (lur proses distribusi air dari %ater inta'e #abat hingga ke
3.. 7nit Pembangkit Steam dan Pemangki$ =enaga i$rik 3... 0as %urbine 0enerator !0%0"
Pabrik P% Petrokimia 0resik berbasis nitrogen yang disuplai dari udara. $omponen lain yang dibutuhkan dalam proses pembuatannya adalah 5
yang
merupakan hasil sintesa dari gas alam. 0as alam yang tersedia dalam jumlah yang besar dapat dimanfaatkan selain untuk proses juga dalam pemenuhan energi seperti untuk menghasilkan listrik. 0as alam dapat dimanfaatkan untuk menghasilkan listrik dengan menggunakan perangkat 0as %urbine 0enerator !0%0". 0%0 memanfaatkan gas hasil pembakaran gas alam untuk menggerakkan turbin. Proses 0%0 secara sederhana dapat dilihat pada gambar 3.34.
0ambar 3.34. (lur proses Gas )urine Generator!0%0" !Dep. Prod. ,
/ara kerja 0%0 adalah dengan memanfaatkan ekspansi gas hasil pembakaran pembakaran natural gas dengan udara bertekanan untuk memutar turbin. 7dara yang telah disaring dimasukan dalam kompresor untuk memberikan tekanan !-". 5asil reaksi pembakaran akan menggerakkan turbin sehingga memutar generator dengan kecepatan tertentu yang akan menghasilkan listrik !3". 0as yang telah melewati turbin mengalir keluar dari turbin ke unit waste heat boiler sebagai eAhaust gas !2". 0%0 berbeda dengan motor bakar pada umumnya dari pengubahan energi yang dilakukan. Dalam 0%0 pemberian panas dilakukan secara kontinyu dalam ruang bakar, hal ini berbeda dari motor bakar lain yang berlangsung secara periodik. Pada motor bakar lain bahan bakar akan disemprotkan ke ruang bakar untuk proses pembakaran sehingga menggerakan piston yang memutar mesin. pesifikasi 0%0 yang digunakan pada pabrik dapat dilihat pada tabel 3.C. %abel 3.C. 0ambar 3.. pesifikasi 0%0 pada service unit
S&ei/ikai Produsen
Ke$erangan 0eneral 6lectric, 7(
umber & Dep. Prod. Petrokimia 0resik0ambar
%ahun eri)%ipe +utputpower #ahanbakar $ecepatanturbin $ompresor %urbin Euangbakar
==3 M;44 33M: gasalam,solar 44rpm C tingkat 3tingkat 4buah
%erdapat beberapa bagian dari 0%0, antara lain !gambar 3.3" & Ke$erangan > 1. Air /il$er !. Air com&reor 3. (a $urine dan ruang akar 0. (enera$or . ;an cadangan 4. Ruang akar u$ama dan cadangan 8. Saluran ga
0ambar 3.3. #agian-bagian pada Gas )urine Generator!0%0" !Dep. Prod. ,
a. (ir filter (lat ini memiliki fungsi untuk menyaring udara luar yang akan dimasukan ke kompresor agar partikel pengotor yang dapat menyebabkan keausan mesin dapat dihilangkan. 7nit filter memiliki sistem lo%ing otomatis dengan 22B filter yang mampu mencapai kapasitas C.=4C.44 9M3. 7nit air filter terdiri dari beberapa bagian, yaitu filter housing , air duct dan inlet plenum. %ampak luar dari air filter ditunjukkan pada gambar 3.3.
0ambar 3.3. %ampak luar dari air filter !Dep. Prod. , b. $ompresor aksial 7dara yang dimasukkan ke dalam ruang bakar adalah udara bertekanan yang
dimampatkan menggunakan kompresor khusus. $ompresor dalam unit 0%0 adalah kompresor aAial dengan C stage rotor yang memiliki system 'nlet ,uide ane yang dapat mengatur suhu gas buang tetap pada 424 oF. 7dara yang keluar dari kompresor memiliki tekanan C-B kg)cmg. c. Euang bakar (da 4 ruang bakar yang dipasang secara radial diantara discharge compressor dan inlet no??le. 5anya ada ruang bakar yang dipasangi busi) ignitor, sedang ruang bakar lain terbakar karena ada cross fire tue yang menghubungkan masing- masing ruang bakar. Pada masing- masing ruang bakar dilengkapi dengan comustion liner yang berguna sebagai pengatur aliran udara bakar dan udara pendingin. usunan ruang bakar dapat dilihat pada gambar 3.33.
0ambar 3.33. usunan ruang bakar pada 0%0 !Dep. Prod. ,
Di ruang bakar ini temperature gas hasil pembakaran naik drastis menjadi 44
o
/.
$enaikan temperatur yang drastic menyebabkan gas mengalami ekspansi sehingga digunakan untuk mendorong turbin. d. %urbin aksial #erfungsi
sebagai
penggerak
shaft
compressor dan
generator.
%urbin
mengkon'ersikan energi yang dihasilkan oleh pembakaran menjadi energi gerak. %erdiri dari 3 tingkat. Masing-masing tingkat dilengkapi dengan no++le yang berfungsi mengarahkan gas hasil pembakaran untuk mendorong perputaran turbin.
0ambar 3.32. %urbin aksial !Dep. Prod. ,
e. 0enerator pesifikasi generator yang digunakan dapat dilihat pada tabel 3.B. 0ambar 3.. Diagram &roe &ada /+ hift /on'erter
S&ei/ikai Produsen %ipe Ioltase $ecepatanturbin (rus uhu inding Pendingin
Ke$erangan DetroitDiesel :-I,+utdoorenclosure , kI 3444rpm ; ( 2o/ 7dara
0ambar 3.. Diagram &roe &ada /+ hift
0ambar 3.3. 0enerator, a" tampak luarH b" tampak dalam !Dep. Prod. ,
3... :aste 5eat #oiler !:5#" Perangkat ini digunakan untuk memanfaatkan gas sisa pembakaran di 0%0 untuk menghasilkan steam yang dapat digunakan pada beberapa unit produksi urea. Produksi urea mendapatkan medium pressure steam dalam prosesnya. Metode yang digunakan :5# untuk menghasilkan steam dapat dijelaskan oleh gambar 3.3;.
HP
de
drum
aerator
HP evaporat
LP evaporat
0ambar 3.3;. Eangkaian alat pada :5# ! 6aste 1eat oiler" !Dep. Prod. ,
(ir demin dari %$ dipompa oleh P dikirim ke deaerator untuk menghilangkan + dengan menginjeksi 9 52 sebanyak 4,43 ppm, injeksi amin untuk
mengatur p5 B 1 =., pressure diatur 4, kg)cmQ, le'el dijaga C4 1 B4 > sehingga down corner dan tue dapat terisi semua. #oiling feed water dari deaerator dipompa P- ()# di kirim ke 5P drum melalui conomi"er 5P s)d tue dan do%n comer terisi semua. 8e'el 5p drum di jaga C4 >, di 5p drum diinjeksi P+
2
untuk menjaga p5 =, 1 4,. (ir demin yang
dipompa menuju 5P drum sebagian menguap karena proses pemanasan bertahap o
dengan 8P dan 5P e'aporator. 8P e'aporator menggunakan suhu operasi 4 / sedangkan 5P e'aporator ;4 o/. (ir demin yang berubah fase lalu dialirkan ke high pressure steam heater dan untuk dipanaskan lebih lanjut hingga mencapai suhu C44 o/. Steam yang dihasilkan selanjutnya dikirim ke unit produksi urea dengan karakteristik seperti pada tabel 3.=. 0ambar 3.. Diagram &roe &ada /+ hift
S&ei/ikai %emperatur %ekanan 8aju alir a. 9ormal b. Maksimum
Ke$erangan C44o/ ;kg)cm
; ton)jam =4 ton)jam
0ambar 3.. Diagram &roe &ada /+ hift
Pada perang kat :5# terdapat vent cadangan untuk mengendalikan gas buang dari 0%0.
3...3 #oiler Pembuatan 953 pada pabrik membutuhkan steam pada tekanan yang rendah.
Steam yang dihasilkan pada :5# tidak memenuhi kriter ia yang dibutuhkan karena terlalu tinggi !; kg)cm " sehingga digunakan unit boiler # 4. (lur proses pada boiler dapat dilihat pada gambar 3.3C.
WATER IN BOILER
C-11021 Stack
P
: 10
pH
P
: 9.2–10,2 : 43 D-110212 D-110211 FD T-11021 FAN
0ambar prosesdipompa pada unitoleh oiler !#-4" Prod.ke, deaerator untuk (ir demin3.3C. dari (lur %$ 4; P-3 /)D!Dep. dikirim
proses stripping dengan steam. Proses lainnya adalah injeksi 9 52, injeksi amin untuk mengatur p5 B 1 =,H pressure di atur 4, kg)cmQg, le'el di jaga C4 1 B4 > sehingga down cor ner dan tue sudah terisi semua. (ir demin yang bebas +
selanjutnya
dialirkan ke bagian atas steam drum menggunakan pompa P-43 ()#)/. Proses pembentukan steam pada #-4 terjadi karena adanya pemanasan air demin yang mengalir pada tue yang menghubungkan antar a steam drum dengan
ater drum oleh gas hasil pembakaran yang mengalir dari ruang bakar ke stack. Pemanasan mengakibatkan air membentuk uap pada steam drum yang akan mengalir melewati tue ke 6-4 dimana steam akan dipanaskan lagi secara langsung hingga mencapai suhu 3B4o/ dengan tekanan 23 kg)cmg.
3.1 Proe Produki 2A IIII 3.! Proe Produki Urea 3.3 U$ili$a
