TERHADAP COOLING WATER

PENGARUH pH, SILIKA (SiO2) DAN ORTOFOSFAT (O-PO4) TERHADAP COOLING WATER TREATMENT UREA-1 (63-EF2101) PT. PUPUK ISKANDAR MUDA

KARYA ILMIAH

INDRA NUGRAHA 062409037

PROGRAM STUDI DIPLOMA-III KIMIA INDUSTRI DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2009

Indra Nugraha : Pengaruh pH, Silika (SiO2) Dan Ortofosfat (O-PO4) Terhadap Cooling Water Treatment Urea-1 (63-EF2101) PT. Pupuk Iskandar Muda, 2009.

PENGARUH PH, SILIKA (SiO2) DAN ORTOFOSFAT (O-PO4) TERHADAP COOLING WATER TREATMENT UREA-1 (63-EF2101) PT. PUPUK ISKANDAR MUDA KARYA ILMIAH

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Ahli Madya

INDRA NUGRAHA 062409037

PROGRAM STUDI DIPLOMA-III KIMIA INDUSTRI DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2009


PERSETUJUAN

Judul

Kategori Nama Nomor Induk Mahasiswa Program Studi Departemen Fakultas

: PENGARUH PH, SILIKA (SiO2) DAN ORTOFOSFAT (O-PO4) TERHADAP COOLING WATER TREATMENT UREA-1 (63-EF-2101) PT. PUPUK ISKANDAR MUDA : KARYA ILMIAH : INDRA NUGRAHA : 062409037 : D-3 KIMIA INDUSTRI : KIMIA : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Disetujui di Medan,

Juli 2009

Diketahui / Disetujui Oleh Departemen Kimia FMIPA USU

Pembimbing

Ketua,

Dr. Rumondang Bulan, MS NIP: 131 459 466

Dra. Nurhaida Pasaribu, MSi NIP: 131 653 993


PERNYATAAN PENGARUH PH, SILIKA (SiO2) DAN ORTOFOSFAT (O-PO4) TERHADAP COOLING WATER TREATMENT UREA-1 (63-EF-2101) PT. PUPUK ISKANDAR MUDA TUGAS AKHIR

Saya mengakui bahwa tugas akhir ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.

Medan,

Juli 2009

(Indra Nugraha) NIM : 062409037


PENGHARGAAN

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, maha Pengasih dan Maha Penyayang, atas berkat dan rahmat-Nya penulis dapat menyelesaikan karya ilmiah ini tepat pada waktunya. Karya ilmiah ini merupakan salah satu syarat bagi mahasiswa untuk menyelesaikan program studi D-3 Kimia Industri F.MIPA USU. Penulis menyadari sepenuhnya bahwa Karya Ilmiah ini banyak kekurangan maupun kekeliruan baik dari segi isi maupun penyusunan kata. Oleh karena itu, penulis dengan rendah hati mengharapkan segala kritik dan saran yang membangun untuk menyempurnakan karya ilmiah ini. Penyusunan karya ilmiah ini dilakukan berdasarkan pengamatan penulis selama melaksanakan Praktek Kerja Lapangan (PKL) di PT.PUPUK ISKANDAR MUDA Aceh Utara dengan judul : PENGARUH PH, SILIKA (SiO2) DAN ORTOFOSFAT (O-PO4) TERHADAP COOLING WATER TREATMENT UREA-1 (63-EF-2101) PT. PUPUK ISKANDAR MUDA Selama penulisan karya ilmiah ini penulis banyak mendapatkan dorongan, bantuan dan petunjuk dari semua pihak, maka pada kesempatan ini dengan segala kerendahan hati penulis ingin menyampaikan penghargaan dan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada:

1. Ibu Dra.Nurhaida Pasaribu,MSi selaku dosen pembimbing yang telah banyak memberikan arahan dan bimbingan untuk meyelesaikan karya ilmiah ini. 2. Bapak Hasinuddin selaku pembimbing selama melaksanakan PKL. 3. Ibu DR.Rumondang Bulan, MS selaku Ketua Departemen Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. 4. Bapak Prof.Dr.Harry Agusnar, M.Sc, M.Phil, selaku Ketua Program Studi Kimia Industri Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. 5. Ayahanda Syamsul Hidayat dan Ibunda Duriani tercinta yang telah bersusah payah tanpa pamrih berbuat yang terbaik demi kemajuan anak-anaknya baik material maupun spiritual sehingga penulis dapat menyelsaikan karya ilmiah ini. 6. Abangku Rizky Kurniawan dan Adikku tersayang Ryan dary Hidayat yang telah memberikan doa dan dukungannya dalam penyelsaian karya ilmiah ini. 7. Teman baikku Nufridha Raisya yang telah memberikan dorongan semangat.


8. Kepada rekan satu PKL, Faisal,Awaluddin dan ricky Hidayat serta rekan-rekan Kimia Industri angkatan 2006 yang telah membantu dalam penyelesaian karya ilmiah ini. 9. Grup Band Wali melalui album mereka yang telah memberikan semangat dan inspirasi dalam penyelsaian karya ilmiah ini. 10. Seluruh dosen khususnya dosen-dosen kimia industri serta para staf tata usaha kimia industri. 11. Seluruh pihak PT.PUPUK ISKANDAR MUDA yang telah membantu, dan mengarahkan penulis selama pengerjaan karya ilmiah ini.

Akhir kata, penulis mengharapkan karya ilmiah ini bermanfaat bagi para pembaca dalam meningkatkan wawasan pengetahuan di bidang Ilmu Pengetahuan Alam.

Medan,

Juni 2009 Penulis

( Indra Nugraha)


ABSTRAK

Cooling water merupakan system pendingin di pabrik urea PT.Pupuk Iskandar Muda. Kandungan silika yang terdapat didalam cooling water berkisar <200 ppm, sedangkan kandungan ortofosfat antara 4-6 ppm dan pH berkisar 7-9. Diluar batas kendali tersebut dapat menyebabkan korosi dan kerak pada menara pendingin.


THE INFLUENCE OF PH, SILICA (SiO2) AND ORTOFOSFAT (O-PO4) AGAINST COOLING WATER TREATMENT UREA-1 (EF-63-2101) PT. PUPUK ISKANDAR MUDA

ABSTRACT

Cooling water system is a refrigerator factory in the urea PT.Pupuk Iskandar Muda. Silica matrix that is in the range of cooling water <200 ppm, while the womb ortofosfat between 4-6 ppm and the pH range 7-9. Outside the control limits can cause corrosion and scaling in the tower.


DAFTAR ISI

Halaman PERSETUJUAN ......................................................................................... i PERNYATAAN .......................................................................................... ii PENGHARGAAN ....................................................................................... iii ABSTRAK................................................................................................... v ABSTRACT ................................................................................................ vi DAFTAR ISI ............................................................................................... vii DAFTAR TABEL ....................................................................................... ix

BAB I

BAB II

PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang ................................................................... 1.2. Perumusan Masalah ............................................................ 1.3. Tujuan ................................................................................ 1.4. Manfaat ..............................................................................

1 3 3 3

TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Sistem Operasi Cooling Tower ............................................ 2.1.1. Blowdown ................................................................. 2.1.2. Evaporasi/Penguapan ................................................. 2.1.3. Make up Water/Air Penambah ................................... 2.1.4. Cycle of Concentration .............................................. 2.1.5. Chemical Treatment ................................................... 2.2. Problem Utama Pada Cooling Tower ................................... 2.3. Analisa Karakteristik Cooling Tower ................................... 2.4. Perawatan Cooling Tower ....................................................

4 4 5 5 5 6 6 11 13

BAB III BAHAN DAN METODE 3.1. Alat-alat ............................................................................... 3.2. Bahan-bahan ........................................................................

14 14

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. Data ..................................................................................... 4.2. Pembahasan .........................................................................

15 17

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN


5.1. Kesimpulan ............................................................................ 5.2. Saran ......................................................................................

19 19

DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN


DAFTAR TABEL

Halaman Tabel 4.1 Data Cooling Water Urea-1 ........................................................... Tabel 4.2 Parameter Kontrol Sistem Air Pendingin Urea ...............................

16 18


BAB 1 PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang Kegunaan air dalam proses industri sangat banyak sekali, selain sebagai air baku pada industri air minum dan pemutar turbin pada pembangkit tenaga listrik, juga sebagai alat bantu utama dalam kerja pada proses – proses industri. Selain itu juga air digunakan sebagai sarana pembersihan ( cleaning ) baik itu cleaning area atau alat – alat produksi yang tidak memerlukan air dengan perlakuan khusus atau cleaning dengan menggunakan air dengan kualitas dan prasyarat tertentu yang membutuhkan sterilisasi dan ketelitian yang tinggi. Dalam hal ini pembahasan difokuskan pada air sebagai penghasil energi kalor dan sebagai penyerap energi kalor ( pendingin ) dalam industri pada umumnya.

Colling tower atau menara pendingin adalah suatu sistem pendinginan dengan prinsip air yang disirkulasikan. Air dipakai sebagai medium pendingin, misalnya pendingin condenser, AC, diesel generator ataupun mesin – mesin lainnya.

Jika air mendinginkan suatu unit mesin maka hal ini akan berakibat air pendingin tersebut akan naik temperaturnya, misalnya air dengan temperature awal ( T1 Indra Nugraha : Pengaruh pH, Silika (SiO2) Dan Ortofosfat (O-PO4) Terhadap Cooling Water Treatment Urea-1 (63-EF2101) PT. Pupuk Iskandar Muda, 2009.

) setelah digunakan untuk mendinginkan mesin maka temperaturnya berubah menjadi ( T2 ). Disini fungsi cooling tower adalah untuk mendinginkan kembali T2 menjadi T1 dengan blower / fan dengan bantuan angin. Demikian proses tersebut berulang secara terus menerus.

(http://smk3ae.wordpress.com/2008/07/08/air-dan-fungsinya-sebagai-umpan-boilerdan-cooling-tower/)

Air untuk pendingin (Cooling Water) pada cooling tower, mesin, heat exchanger, condenser dll. Kebutuhan akan air pendingin (cooling water) bisa di kategorikan kebutuhan umum dalam setiap mesin penggerak, pengolahan air pendingin biasanya kurang diperhatikan oleh operator pabrik karena persepsi yang salah dimana setiap air bersuhu rendah bisa digunakan. Tetapi mereka lupa bahwa air pendingin disalurkan melalui pipa-pipa yang diameternya terkadang cukup kecil, panjang dan melingkar-lingkar sehingga rawan terhadap karat dan sumbatan tentunya. Sumber air baku industri yang memerlukan pembahasan lebih lanjut adalah kebutuhan air dan sifat yang diperlukan untuk keperluan proses dan sebagai pendingin pada cooling tower di pabrik.Ion Exchange untuk Process dan Cooling.

Kebutuhan untuk air proses dan pendinginan sangat mendominasi kebutuhan air untuk pabrik karena lebih dari 80% kebutuhan akan air di pabrik dikonsumsi oleh kedua proses tersebut, sementara untuk kebutuhan domestik relatif kecil.

Penggunaan kolom atau tabung ion exchange untuk air baku untuk boiler (boiler feed water)dan sistim pendinginan (cooling system) akan meningkatkan efisiensi kedua sistim peralatan tersebut dengan cara membebaskan pipa-pipa saluran air dan uap pada Indra Nugraha : Pengaruh pH, Silika (SiO2) Dan Ortofosfat (O-PO4) Terhadap Cooling Water Treatment Urea-1 (63-EF2101) PT. Pupuk Iskandar Muda, 2009.

sistem tersebut dari karat dan endapan yang mengganggu yang dapat menimbulkan kebocoran maupun tersumbatnya saluran pada kedua sistim tersebut.

(http://politeknikcitrawidyaedukasi.wordpress.com/2009/01/09/pengolahan-air-denganion-exchange-di-industri/)

1.2 Perumusan Masalah

Fungsi cooling tower dalam sistem pendinginan adalah untuk menghilangkan panas dari peralatan proses produksi. Pendinginan alat produksi terjadi dengan meningkatnya suhu media pendingin ( air ). Dalam interaksinya sistem media sangat dipengaruhi oleh kenaikan suhu dan beberapa variabel.

Masalah yang berpotensial muncul dalam sistem pendinginan adalah : Korosi, deposit kerak, dan pertumbuhan mikrobiologi ( jamur dan lumut ).

1.3 Tujuan

-

Untuk mengetahui masalah-masalah yang terjadi pada cooling tower (menara pendingin) akibat pengaruh dari pH, Silika (SiO2) dan Ortofosfat (O-PO4).

-

Untuk mengetahui kegunaan dari cooling water (air pendingin) di PT.Pupuk Iskandar Muda.

1.4. Manfaat -

Untuk mengetahui faktor-faktor yang terjadi pada system pendingin pabrik.

-

Sebagai masukan untuk pengembangan proses produksi pabrik.


BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

2.1

Sistem Operasi Cooling Tower

Pengoperasian cooling tower terdiri atas : -

Blowdown

-

Evaporasi

-

Air penambah/make up

-

Cycle of Concentration, dan

-

Chemical treatment

2.1.1 Blowdown Blowdown atau disebut juga bleed-off merupakan pembuangan air yang dilakukan secara continiu mencegah konsentrasi zat padat terlarut menjadi sedemikian tinggi. Blowdown digunakan untuk mengurangi suspended solid (padatan terlarut) dari titik konsentrasi dimana suspended solid akan membentuk kerak. Indra Nugraha : Pengaruh pH, Silika (SiO2) Dan Ortofosfat (O-PO4) Terhadap Cooling Water Treatment Urea-1 (63-EF2101) PT. Pupuk Iskandar Muda, 2009.

2.1.2 Evaporasi/Penguapan Evaporasi adalah proses dimana air yang kembali dari heat exchanger, melepaskan panas ke udara luar, karena kontak langsung dengan udara, sebahagian kecil air akan terbawa udara dan menguap. Pada cooling tower tersedia kondisi ideal untuk penguapan ini, yaitu : -

Memecahnya air menjadi butir-butir air, sehingga mempercepat penguapan.

-

Kecepatan udara yang tinggi.

2.1.3 Make up Water / Air Penambah Air make up adalah air penggganti yang dibutuhkan untuk menggantikan air yang hilang karena evaporasi, drift loss, dan blowdown.

2.1.4 Cycle of Concentration Hanya air murni, H2O yang menguap, tidak ada mineral yang ikut menguap. Jika terjadi kehilangan air dalam sistem, jumlah mineral akan semakin besar dalam sistem, sehingga dibutuhkan cycle of concentration sebagai batas pembentukan kerak. Cycle of concentration yaitu rasio dissolved solid pada air sirkulasi dengan dissolved solid pada Indra Nugraha : Pengaruh pH, Silika (SiO2) Dan Ortofosfat (O-PO4) Terhadap Cooling Water Treatment Urea-1 (63-EF2101) PT. Pupuk Iskandar Muda, 2009.

air make up. Setiap terjadi kenaikan dissolved solid sebesar dissolved solid awal yang ada, maka kita katakan kenaikan 1 cycle. contoh : jika dissolved solid air make up 500 ppm, dalam air sirkulasi cooling tower 1000 ppm, maka cycle of concentration adalah 1000 : 500 = 2.

2.1.5 Chemical Treatment Chemical treatment pada air sirkulasi pada beberapa kasus tidak diperlukan jika laju blowdown tinggi dan dijaga, namun beberapa kasus lainnya chemical treatment diperlukan untuk mencegah terbentuknya kerak dan korosi. Asam Sulfat atau poliphosfat adalah yang paling umum digunakan untuk mengontrol terbentuknya kerak calsium carbonat. Penambahan material yang mengandung cromat, phosfat atau campuran lainnya juga sering digunakan untuk mengontrol korosi. Air setelah beberapa waktu lama, akan tumbuh mikroorganisme seperti bakteri, fungi, alga dan protozoa. Mikroorganisme ini akan berkembang terus dan menyebabkan masalah berupa biological fouling yang mengurangi transfer panas pada cooling tower dan menghambat laju alir air. Pengontrolan mikroorganisme harus dilakukan pada cooling tower. Ada banyak pengolahan kimia untuk mengontrol mikroorganisme, namun campuran yang mengandung copper tidak direkomendasikan. Campuran yang mengandung chlorin atau bromin merupakan campuran yang efektif untuk mengontrol mikroorganisme, tetapi penggunaan yang berlebihan dapat merusak material bangunan cooling tower. Untuk pemeliharaan free residual clorin harus dijaga pada batas tertinggi 1 ppm.( Mathie, Alton J. 1988)


2.2 Problem utama pada Cooling Tower 1. Korosi / corrosion Adalah mekanisme dimana logam kembali kebentuk alamnya yaitu oksida logam. Sistem air pendingin menyediakan lingkungan yang ideal untuk kembalinya logam kebentuk oksidanya. Proses korosi adalah proses elektrokimia dimana pada anoda, besi mulai terurai ketika kontak dengan air pendingin dengan reaksi : 2Fe 2Fe2+ + 4eLangkah ini menghasilkan elektron, kemudian elektron bergerak melalui logam menuju katoda. Pada katoda terjadi reaksi kimia antara elektron dan oksigen yang dibawa air pendingin. Reaksi ini menghasilkan hidroksida. H2O + O2 + 4e- 4 OHIon hidroksida akan berkombinasi dengan kation besi memproduksi ferro hidroksida Fe2+ + 2OH- Fe(OH)2 Ferro hidroksida sangat rendah kelarutannya dalam air, sehingga secara cepat akan mengendap sebagai flok-flok putih di antara permukaan metal – air. Plok tersebut secara cepat akan teroksidasi menjadi ferri hidroksida. Fe(OH)2 + O2 + H2O 4 Fe(OH)3 Dehidrasi produk Fe(OH)3 akan membentuk korosi secara normal yang terlihat pada permukaan besi Fe(OH)3 Fe2O3 (oksida besi = korosi) + 3H2O

2. Kerak/ Scale


Pembentukan kerak adalah merupakan penumpukan dari presipitat solid. Pada permukaan heat exchanger, material solid ini akan menurunkan effisiensi perpindahan panas dan juga sebagai penghalang aliran pada cooling tower dan filler. Kerak umumnya adalah calsium carbonat (calsium dan bikarbonat alkalinity) yang mempunyai batas kelarutan rendah dan akan membentuk kristal padat calsium karbonat sehingga akan mengendap pada permukaan yang kritikal, seperti pada pipapipa kondensor.

Faktor berikut adalah penyebab kerak : -

Konsentrasi mineral : Jika terdapat jumlah mineral yang lebih banyak daripada yang dapat ditangani oleh air dalam bentuk larutan maka akan terbentuk kerak. Kondisi ini disebut Saturation / lewat jenuh.

-

Suhu air: Ketika suhu air meningkat, zat pembentuk kerak yang umum akan semakin tidak stabil dan dapat mengendap.

3. Fouling Adalah akumulasi zat padat, selain kerak, yang mengganggu kerja peralatan atau menyebabkan kerusakan. Bahan fouling dihasilkan dalam air pendingin berasal dari : -

air make up : debu, pasir, lumpur, dan besi

-

udara : debu dan kotoran

-

kontaminan internal : kontaminan proses, minyak, produk korosi, dan pertumbuhan mikroba


Semua zat tersebut adalah zat padat tersuspensi, mempunyai tendensi melekat satu sama lain dan akhirnya mengendap. Jika hal ini terjadi terbentuklah deposit pada permukaan logam yang akan mempengaruhi aliran air dan perpindahan panas dalam proses. (Betz Laboratories, 1991)

Metode yang dilakukan untuk mencegah terjadinya pembentukan kerak antara lain : 1. Menghambat kerak dengan mengontrol pH Dalam keadaan asam lemah ( kira – kira pH 6,5 ). Asam sulfat yang paling sering digunakan untuk ini, memiliki dua efek dengan memelihara pH dalam daerah yang benar dan mengubah kalsium karbonat, ini memperkecil resiko terbentuknya kerak kalsium sulfat. Ini memperkecil resiko terbentuknya kerak kalsium karbonat dan membiarkan cycle yang tinggi dari konsentrasi dalam sistem.

2. Mengontrol kerak dengan bleed off

Bleed off pada sirkulasi air cooling terbuka sangat penting untuk memastikan bahwa air tidak pekat sebagai perbandingan untuk mengurangi kelarutan dari garam mineral yang kritis. Jika kelarutan ini berkurang kerak akan terbentuk pada penukar panas.

3. Mengontrol kerak dengan bahan kimia penghambat kerak.


Bahan kimia umumnya berasal dari organic polimer, yaitu polyacrilik dan polyacrilik buatan. -

Masalah mikrobiologi

Microorganisme

juga

mampu

membentuk

deposit

pada

sembarangan

permukaan. Hampir semua jasad renik ini menjadi kolektor bagi debu dan kotoran lainnya. Hal ini dapat menyebabkan efektivitas kerja cooling tower menjadi terganggu.

-

Masalah kontaminasi

Keadaan cooling tower yang terbuka dengan udara bebas memungkinkan organisme renik untuk tumbuh dan berkembang pada sistem, belum lagi kualitas air make up yang digunakan. (Mathie, Alton J. 1988)

a.

Pengelolahan dengan Fosfat

Untuk ini digunakan berbagai macam fosfat, bisanya berkaitan dengan salah satu proses yang diuraikan di atas. Proses ini digunakan untuk pengelolahan intern air ketel, di satu pihak, dan di lain pihak untuk pengelolahan air pendingin dan air proses. Ortofosfat,

seperti

trinatrium

fosfat,

dan

fosfat

kompleks,

seperti

natrium

heksametafosfat, keduanya digunakan di dalam ketel uap untuk mengendapkan sisa ion kalsium yang masih ada di dalam air ketel setelah pengelohan pertama atau karena kebocoran di dalam kondensor. Natrium heksametafosfat sangat berguna bila air ketel itu bersifat terlalu alkali, sebab zat ini mengurangi kelebihan alkalinitas dengan jalan kembali ke ortofosfat asam di dalam ketel. Pengolahan air pendingin dan air proses Indra Nugraha : Pengaruh pH, Silika (SiO2) Dan Ortofosfat (O-PO4) Terhadap Cooling Water Treatment Urea-1 (63-EF2101) PT. Pupuk Iskandar Muda, 2009.

dengan beberapa ppm natrium heksametafosfat sangat bergantung pada sifat-sifat lain fosfat kompleks ini. Zat ini dapat mencegah pengendapan pada air yang biasanya mengendapkan kalsium karbonat kalau terlalu alkali atau karena dipanaskan. Natrium heksametafosfat banyak digunakan untuk mengurangi korosi dan penyerapan besi oleh air di dalam sistem sirkulasi pendinginan, sistem distribusi air pabrik, dan di dalam sistem air minum perkotaan.

b.

Penyingkiran Silika.

Silika tidak dapat disingkirkan dengan pertukaran kation-hidrogen atau pertukaran natrium zeolit, dan biasanya hanya tersingkir sebagian di dalam proses gamping-soda, dingin maupun panas. Silika merupakan ketakmurnian yang sangat tidak dikehendaki, karena dapat menyebabkan pembentukan kerak yang melekat sangat kuat. Silika dapat di singkirkan dari air ketel dengan menggunakan gaming dolomite atau magnesia aktif di dalam pelunak. Jika menggunakan koagulasi dan pengendapan sebelumnya, sebagian silika dapat disingkirkan dengan koagulat feri. Zat ini sangat cocok bila konsentrasi silika tinggi di dalam air penambah. Metode ini tidak dapat membuang seluruh silika yang larut, tetapi dapat menurunkan konsentrasinya sampai cukup rendah sehingga pembuangan cuci (blowdown) ketel dapat mencegah pembentukan kerak di dalam ketel bila dilakukan dengan baik. Cara yang paling umum digunakan untuk menghasilkan air yang hanya mengandung sedikit silika ialah demineralisasi. (Austin,George T,1996}


2.3

Analisa Karekteristik Cooling Tower 1. OrtoFosfat

Ortofosfat merupakan inhibitor anodik yang mengeser kurva-kurva polarisasi anodik ke atas dan bersenyawa dengan ion-ion Ca serta ion-ion Zn untuk membentuk lapisan film pelindung yang tidak larut dalam air pada permukaan logam. Lapisan film yang terbentuk antara ortofosfat dengan ion Ca2+ akan berperan besar dalam proses inhibisi.

Ortofosfat akan berperan sebagai penghambat terbentuknya endapan CaCO3 (kapur) dengan jalan berikatan dengan Ca2+ membentuk kalsium fosfat (CaSO4). Pembentukan lapisan kalsium fosfat akan mudah terbentuk pada katoda-katoda setempat dari baja karbon. Penambahan garam-garam Zn yang mudah larut dalam sistem pendingin juga berperan penting dalam proses inhibisi karena akan menambah kemampuan ortofosfat dalam menghalangi proses korosi/perkaratan.

2. Hardness / Kesadahan Hardness adalah nilai kesadahan dari calsium dan magnesium yang membuat air “susah dicuci”. Hardness harus dikontrol secara teratur karena mineral ini dapat menyebabkan kerak yang sangat keras pada heat exchanger. Hardness dinyatakan dengan satuan mg/l CaCO3 dan dibagi kedalam dua macam,yaitu :


-

Kesadahan carbonat, yaitu kesadahan yang berasal dari senyawa-senyawa metal dengan HCO3-

-

Kesadahan non carbonat, yaitu kesadahan yang berasal dari senyawa-senyawa metal dengan SO42-, Cl-, dan NO3Kesadahan non carbonat = Total Kesadahan – Alkalinity

3. Alkalinity Alkalinity adalah komponen air yang penting, jika terlalu tinggi dapat terbentu deposit kerak. Jika terlalu rendah air cenderung korosif. Dua bentuk alkalinity yang penting : carbonate alkalinity dan bicarbonate alkalinity. Pada kondisi tertentu calsium dan carbonat bereaksi membentuk calsium carbonat, yang disebut “deposit kapur”.

4. pH / Derajat Keasaman pH merupakan faktor penting yang harus dikontrol sesuai batas kontrol yang ditentukan agar program treatment dapat bekerja dengan baik. Jika pH turun maka air akan bersifat asam dan korosif, sebaliknya jika pH naik maka air akan bersifat basa dan potensi kerak semakin besar.

5. Dissolved Solid Merupakan jumlah padatan terlarut yang berasal dari material-material terlarut yang umumnya merupakan senyawaan clorida, sulfat dan silika. (Kurita Kōgyō Kabushiki Kaisha.1985)


2.4 Perawatan Cooling Tower

Perawatan cooling tower pada prinsipnya adalah perawatan sistem pendingin, mulai dari tandon air, perpipaan, cooling tower sampai pada cooling point ( pendingin alat produksi ).

Perawatan dengan bahan kimia harus diperhatikan aspek keseimbangan antara mencegah pembentukan kerak dengan keberhasilan menahan / mencegah terbentuknya korosi.

Penentuan dosis chemical didasar pada total volume system, make up / air yang dikonsumsi, jenis cooling tower, tata letak dan system perpipaan serta analisa air yang dipakai.

Adakalanya terbentuk endapan yang berlebihan, hal ini terjadi karena kondisi solid dalam air yang terlalu tinggi. Bila pembentukan lumpur terbentuk pada system terbuka pada bagian sisi dari cooling tower, maka perawatan cukup dengan membersihkan lumpur yang mengendap secara manual.

(Society of Chemical Industry, 1966)


BAB 3 ALAT DAN BAHAN

3.1. Alat-alat - Menara Pendingin - pH meter

3.2. Bahan-bahan - Klorin - Silika - Ortofosfat Indra Nugraha : Pengaruh pH, Silika (SiO2) Dan Ortofosfat (O-PO4) Terhadap Cooling Water Treatment Urea-1 (63-EF2101) PT. Pupuk Iskandar Muda, 2009.

BAB 4 DATA DAN PEMBAHASAN

4.1 Data

Berikut ini adalah sebagian data Cooling Water Urea-1 Periode Juni 2008 yang diperoleh selama melaksanakan Praktik Kerja Lapangan (PKL) di PT.Pupuk Iskandar Muda . Data ini diambil khusus untuk melihat treatment dari cooling water Urea-1 Tabel 4.1 Data Cooling Water Urea-1

Cooling Water Urea-1 Cycle Date

01 Juni

Time

pH

Turb

O-PO4

n

8,4

5,05

9,79

d

8,5

4,65

11,69

s

8,5

3,89

8,24

20:00

8,5

SiO2 57,59

Ca.Hard

Ca. MU

Si. MU

Ca. Hard

SiO2

T.Res

FAH

0,6

4

142,57

5 3 0,1

2


NH3 39,63

2 Juni

3 Juni

4 Juni

5 Juni

6 Juni

7 Juni

n

8,6

2,32

7,75

d

8,7

2,61

8,32

2,71

6,09

s

8,4

20;00

8,6

n

8,5

2,5

5,23

d

7,5

2,7

8,19

2,96

8,04

s

6,8

20:00

7,4

n

7,5

2,5

9,12

d

8,5

2,96

6,13

s

8,3

2,82

6,35

20;00

8,7

0,2 52,51

133,66

n

8,5

2,7

6,52

8,5

2,96

6,13

s

8,3

2,82

6,35

20:00

8,7

n

8,5

2,7

6,52

d

7,9

2,67

5,81

s

8,4

1,79

5,91

20:00

8,3

146,71

2

0,2

4

490,07

5

n

8,5

2,7

6,13

8,5

3,66

5,35

s

8,1

2,96

5,71

20:00

8,2

310,1

3

78,59

0,2

2

0,3

4

40,65

9

54,44

173,75

3 0,4 78,59

173,75

2 4 5

54,44

3

69,45

0,1

2

0,4

4

189,35

5

64,54

3 0,5

d

34,91

3 0

0,1

d

4 5

0,4 90,04

200,48

2 4 5 3

0,1

2

4.2. Pembahasan Pengamatan korosi sangat penting pada sistem pengoperasian cooling water, seperti penanggulangan korosi yang sering terjadi dan dapat melemahkan pipa-pipa atau vessel yang akhirnya mengakibatkan gangguan.

Sistem injeksi Inhibitor dan Asam sulfat dibutuhkan untuk menolah air yang disirkulasikan untuk mencegah terbentuknya scale dan korosi. Chlorine diinjeksikan juga untuk mencegah terbentuknya algae atau mengurangi pertumbuhan bakteri.

Penyaringan menggunakan side filter adalah suatu cara penyaringan untuk memisahkan sebahagian dari total suspended solid pada air yang disirkulasikan. Indra Nugraha : Pengaruh pH, Silika (SiO2) Dan Ortofosfat (O-PO4) Terhadap Cooling Water Treatment Urea-1 (63-EF2101) PT. Pupuk Iskandar Muda, 2009.

65,82

Pada periode 1-7 juni 2008 Cooling Water System beroperasi secara normal (tidak kondisi preservasi). Pada periode ini kondisi parameter control adalah sebagai berikut :

-

pH Periode Juni 2008 parameter pH terkendali dengan baik 77,2% masuk dalam

batas kendali 22,8% berada diluar batas kendali. pH tertinggi 8,7 terendah 6,1 dengan rata-rata 7,45. Kenaikan pH atau penurunan pH diluar batas kendali 7 – 9, kemungkinan hal ini disebabkan oleh konsentrasi NH3 content yang disaat awal terkontaminasi akan menaikkan pH yang selanjutnya dapat menurunkan pH akibat terkonversi menjadi Asam Nitrat hasil dari aktivitas Nitrifying Bacteria.

-

O-PO4 Untuk O-PO4 tidak memuaskan, periode yang sama 31,1% berada didalam batas

kendali 68,9% berada diluar batas kendali. O-PO4 tertinggi 13,78 ppm terendah 4,63 ppm dengan rata-rata 7,88 ppm. Hal ini disebabkan kurang terkontrolnya sewaktu penginjeksian disaat awal.

-

SiO2 SiO2 periode ini sangat memuaskan yang masuk batas kendali 100% dan tidak

ada yang berada diluar batas kendali. SiO2 tertinggi 155,83 ppm dan terendah 52,51 dengan rata-rata 113,18 ppm.


Berikut adalah parameter control system air pendingin urea yang dipakai selama pelaksanaan Praktik Kerja Lapangan (PKL) di PT.Pupuk Iskandar Muda.

Tabel 4.2 Parameter control system air pendingin urea PARAMETER

RANGE LIMIT KONTROL

pH

7–9

Turbidity (ppm)

<10

O-PO4 (ppm)

4–6

SiO2 (ppm)

<200

Ca.Hard

<450

T.Residual Cl2

0,5 – 1,5

NH3

<100

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

Berdasarkan data pengamatan dan hasil pembahasan, maka dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut : 1. Periode Juni 2008 parameter pH terkendali dengan baik 77,2% masuk dalam batas kendali 22,8% berada diluar batas kendali. pH tertinggi 8,7 terendah 6,1 dengan rata-rata 7,45.


2. Untuk O-PO4 tidak memuaskan, periode yang sama 31,1% berada didalam batas kendali 68,9% berada diluar batas kendali. O-PO4 tertinggi 13,78 ppm terendah 4,63 ppm dengan rata-rata 7,88 ppm. 3. SiO2 periode ini sangat memuaskan yang masuk batas kendali 100% dan tidak ada yang berada diluar batas kendali. SiO2 tertinggi 155,83 ppm dan terendah 52,51 dengan rata-rata 113,18 ppm. 4. pH, silica dan ortofosfat apabila tidak dikontrol dengan baik akan menyebabkan korosi dan kerak pada cooling tower.

5.2 SARAN 1. Optimalisasi control parameter lebih ditingkatkan agar kemungkinan terjadinya proses korosi dan scaling dapat diminimalkan terutama pH dan pengaturan cycle.

2. Waktu dan dosis chlorinasi perlu ditambah agar T.Res Cl2 masuk dalam batas kendali dengan tetap memonitor pH dan perlu diadakan perbaikan pada system chlorinasi sehingga desinfektan dapat dilakukan secara optimal.


DAFTAR PUSTAKA

http://politeknikcitrawidyaedukasi.wordpress.com/2009/01/09/pengolahan-air-denganion-exchange-di-industri/. Diakses pada tanggal 12 juni 2009 pukul 12:15 WIB http://smk3ae.wordpress.com/2008/07/08/air-dan-fungsinya-sebagai-umpan-boilerdan-cooling-tower/. Diakses pada tanggal 12 Juni 2009 pukul 11:15 WIB Austin, George T.1996. Industri Proses Kimia. Edisi kelima, Jilid 1, Erlangga, Jakarta. Betz Laboratories, 1991. Betz Handbook of Industrial Water Conditioning, The 9th Edition, Betz Laboratories,Inc.


Kurita Kōgyō Kabushiki Kaisha.1985. Kurita Handbook of Water Treatment. Kurita Water Industries . Mathie, Alton J. 1988. Chemical Treatment For Cooling Water. Fairmont Press. Society of Chemical Industry, 1966.Chemistry and Industry.

Society of Chemical

Industry. Toyo Engineering Coorporation,Tehnical for Urea Plant,Japan, 1958


LAMPIRAN

LAMPIRAN

DATA COOLING WATER-UREA 1 Cooling Water Urea-1 Cycle Date

Time

pH

Turb

O-PO4

n

8,4

5,05

9,79

d

8,5

4,65

11,69

s

8,5

3,89

8,24

01 Juni

20:00

8,5

2 Juni

n

8,6

2,32

7,75

SiO2

57,59

Ca.Hard

Ca. MU

Si. MU

Ca. Hard

SiO2

T.Res

FAH

0,6

4

142,57

5 3 0,1

2

0,2

4


NH3

39,63

3 Juni

4 Juni

5 Juni

6 Juni

7 Juni

8 Juni

9 Juni

10 Jun

11 Juni

12 Juni 13 Juni

d

8,7

2,61

8,32

s

8,4

2,71

6,09

20;00

8,6

n

8,5

2,5

5,23

d

7,5

2,7

8,19

s

6,8

2,96

8,04

20:00

7,4

n

7,5

2,5

9,12

d

8,5

2,96

6,13

s

8,3

2,82

6,35

20;00

8,7

n

8,5

2,7

6,52

d

8,5

2,96

6,13

s

8,3

2,82

6,35

20:00

8,7

n

8,5

2,7

6,52

d

7,9

2,67

5,81

s

8,4

1,79

5,91

20:00

8,3

52,51

133,66

5 3

146,71

0

2

0,2

4

490,07

5

n

8,5

2,7

6,13

8,5

3,66

5,35

s

8,1

2,96

5,71

20:00

8,2

n

8,2

78,59

0,2

2

0,3

4

40,65

9

54,44

173,75

3

78,59

0,1

2

0,4

4

173,75

5

2:30

8,2

d

4,75

8,2

3,33

5,64

s

7,8

3,53

6,05

20:00

7,8

n

7,8

3,39

5,97

d

8,1

4,05

5,71

s

7,6

4,16

6,19

20:00

7,5

n

8,4

4,62

5,77

d

8,5

4,05

6,12

s

7,5

5,47

5,74

20:00

7,3

n

7,5

4,83

5,69

d

7,7

5,79

6,12

s

7,5

5,1

5,61

20:00

7,3

n

7,5

5,09

5,59

d

7,5

5,64

6,1

s

7,5

5,09

6,19

20:00

7,2

n

7,3

69,45

0,1

2

0,4

4

189,35

5

5,92

64,54

3

0,4 90,04

200,48

2 4 5

65,82

3 2 3 0,1

5,41

54,44

3

0,1 3,33

310,1

3

0,5

d

34,91

78,05

222,76

2 5

61,67

3

84,35

0

2

0

4

218,3

5

65,96

3

85,71

0,1

2

0,1

4

218,3

5

53,86

3

85,23

0,4

2

0,2

4

222,76

5

60,23

3

136,86

0,1

2

0,1

4

291,82

5 3 0,3

2

0,4

4


88,85

14 Juni

15 Juni

16 Juni

17 Juni

18 Juni

19 Juni

d

7,4

6,09

5,58

s

7,4

5,79

6,1

20:00

7,2

n

7,2

5,97

5,99

d

7,4

5,27

5,64

s

7,3

5,54

5,79

20:00

7,2

n

7,2

5,54

6,79

d

7,3

5,65

4,63

s

7,2

4,35

5,61

20:00

6,6

0,3

2

22:00

7,1

0,3

2

n

7,4

4,79

5,74

d

7,2

4

5,53

s

7,6

4,44

5,77

20:00

7,5

n

7,4

4

5,79

d

7,7

4,02

5,69

s

7,6

4,22

6,4

20:00

7,4

n

7,4

4,29

5,16

d

7,3

4,3

4,99

s

7,1

4,39

7,32

20:00

6,7

n

7,2

2,18

7,39

d

7,3

3,18

6,4

s

7,6

3,15

6,63

20:00

6,8

n

7,6

2,68

6,6

d

7,5

3,18

6,87

s

7,2

3,04

6,83

20 Juni

20;00

6,9

21 Juni

n

7,2

3,66

7,61

d

7,3

3,89

7,07

s

7,3

3,66

7,39

20:00

6,5

n

6,5

3,96

8,32

d

7

3,75

8,54

s

7

3,89

8,17

20:00

6,2

n

6,7

2,77

9,37

d

6,8

3,36

9,56

s

6,8

3,96

9,64

20:00

6,5

n

6,3

22 Juni

23-Jun 24 Juni

140,59

289,59

5 3

122,36

0,3

2

0,4

4

300,73

5

10,62

201,37

3

111,46

0,2

2

0,4

4

281,02

5

254,66

3

0,3 114,38

291,81

4 9

258,24

3

107,92

0,3

2

0,3

4

354,19

5

206,78

3

124,01

0,2

2

0,2

4

365,33

5

187,92

3

131,14

0,2

2

0,3

4

358,64

5

163

3

127,04

0,2

2

0,1

4

356,42

9

187,8

3 0,2

3,03

95,86

0,1 129,07

2 4 9

351,96

191,36

3

155,83

0,4

2

0,3

4

403,2

9

24,19

3

150,41

0,4

2

0,3

4

409,88

5 3 0,3

2

0,1

4


87,5

25 Juni

26 Juni

27 Juni

28 Juni

29 Juni

30 Juni

d

6,5

2,93

12,41

s

6,1

3,25

12,97

20:00

6,2

n

6,5

3:00

6,6

d

7,5

2,81

13,17

s

7,4

2,42

13,19

20:00

7,3

n

7,5

3,36

11,66

d

7,7

3,58

12,36

s

7,8

3,66

13,46

20:00

7,6

n

6,7

2,73

11,42

d

7,2

1,89

11,27

s

7

2,16

12,44

20:00

6,6

n

7

2,82

11,34

d

7,3

3,36

13,29

s

6,9

4,2

13,61

20:00

6,7

n

6,8

3,09

11,45

d

6,7

2,37

10,42

s

6,5

3,39

13,49

20:00

6,2

3,36

121,83

441,06

5

10,13

3

13,78

0,2

2

0,3

4 1

100,27

414,33

5

131,79

0,2

2

0,3

4

383,15

9

0,2 155,18

409,87

7

2,81

10,04

6,9

4,2

9,72

s

7

3,58

9,56

20:00

6,8

AVG

7,45

3,7

7,88

2 4 5

130,46

3 0,2

d

207,96

3 0,2

n

81,81

3

2 3

155,18

414,33

9

130,46

3

129,92

0,3

2

0,2

4

389,83

9

185,6

3

143,23

0

2

0,2

4

356,41

9

76,71

3

113,18

308,3107

0,1

2

0,23

3,7

118,6

MIN

6,1

1,79

4,63

52,51

133,66

0

10,13

MAX

8,7

6,09

13,78

155,83

490,07

0,6

310,1


TERHADAP COOLING WATER

Recommend Documents