Praktek Kerja Lapangan PT Pupuk Kaltim

PRAKTEK KERJA LAPANGAN LAPANGAN PT. PUPUK KALIMANTA KALIMAN TAN N TIMUR KALIMANTAN TIMUR LAPORAN Oleh: RISALI ADDINI 1209065002

FAKULTAS FAKULTAS TEKNIK T EKNIK UNIVERSITAS UNIVE RSITAS MULAWARMAN MULAWARMAN SAMARINDA 2015

PRAKTEK KERJA LAPANGAN LAPANGAN PT. PUPUK KALIMANTA KALIMAN TAN N TIMUR KALIMANTAN TIMUR LAPORAN Diajukan sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan pendidikan pada Program Studi Strata 1 Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Mulaarman

Oleh: RISALI ADDINI 1209065002

2


LEMAR PENGESA!AN LAPORAN KERJA PRAKTEK LAPANGAN DEPARTEMEN OPERASI PARIK"2 PT. PUPUK KALIMANTAN TIMUR

!aporan kerja praktek lapangan ini telah diperiksa dan disetujui oleh PT" Pupuk Kalimantan Timur #ontang, $ September %&1'

Mengetahui, Pembimbing (akil Kepala #agian Unit Urea

U#$%#& S%h'($)

Mengesahkan,

Manager Dept" )perasi Pabrik*$

Laporan Kerja Praktik

Manager Dept" Diklat dan Manajemen Pengetahuan

2


LEMAR PENGESA!AN LAPORAN KERJA PRAKTEK LAPANGAN DEPARTEMEN OPERASI PARIK"2 PT. PUPUK KALIMANTAN TIMUR

!aporan kerja praktek lapangan ini telah diperiksa dan disetujui oleh PT" Pupuk Kalimantan Timur #ontang, $ September %&1'

Mengetahui, Pembimbing (akil Kepala #agian Unit Urea

U#$%#& S%h'($)

Mengesahkan,

Manager Dept" )perasi Pabrik*$


Manager Dept" Diklat dan Manajemen Pengetahuan

3

I(. R)*e($ S'(+','- MT.

I(. L)l' K'(/l'

PRAKTEK KERJA LAPANGAN LAPANGAN PT. PUPUK KALIMANTA KALIMAN TAN N TIMUR )leh+

R/'l/ A/#/ 1%&&-'&&%

Telah disetujui pada % September %&1' dan dinyatakan telah memenui syarat Samarinda, 1 )ktober %&1' Disahkan oleh+ Pembimbing PK!,

A(/ S%'# S'#+''- ST- MT ./P" ./P" 10&$1 %&1&1% 1 &&1

Mengetahui, Ketua Program Studi S1 Teknik Teknik Kimia Fakultas Teknik, Universitas Mulaarman,

N)3 P('l/' P%$(/- ST- M.E#&

./P" ./P" 1111&% 1111&% %&&1% % &&1

KATA PENGANTAR Puji syukur kehadirat Tuhan 2ang Maha 3sa yang telah memberikan rahmat*.ya sehingga sehingga laporan Praktek Praktek Kerja Kerja !apanga !apangan n 4PK!5 4PK!5 di PT" PT" Pupuk Pupuk Kaliman Kalimantan tan Timur Timur dapat dapat


4

diselesaikan dengan baik" Praktek Kerja !apangan merupakan syarat ajib bagi mahasisa yang bertujuan menyelesaikan pendidikan pada Program Studi Strata 1 dan juga bertujuan agar dapat pengaplikasian teori*teori yang telah diperoleh selama kuliah" Penulis mengu6apkan terima kasih yang sebesar*besarnya kepada semua pihak yang telah membantu kami sehingga dapat menyelesaikan Praktek Kerja !apangan dan menyusun laporan ini" Se6ara khusus penulis mengu6apkan terima kasih kepada+ 1" #apak /r 7obert Sarjaka, MT", selaku Manager )perasi Pabrik*$ %" #apak /mam Maarie8 selaku Kepala #agian Urea Pabrik*$ dan #apak Untung Suharto $"

selaku (akil Kepala #agian Urea Pabrik*$ #apak Mo6h" Muin S9 selaku Kepala #agian :mmonia Pabrik*$ dan #apak Muhammad

;"

/sa selaku (akil Kepala #agian ammonia Pabrik*$ #apak Syai8ul :ri8 selaku Kepala #agian Utilitas Pabrik*$ dan #apak Sidi< Purnama

'" -"

selaku (akil Kepala #agian Utilitas Pabrik*$ /bu /r" !ola Karmila, selaku Manager Diklat dan Manajemen Pengetahuan Supervisor dan operator*operator Utilitas, :mmonia, dan Urea di Pabrik*$ dan seluruh

0" "

sta8 administrasi Kaltim Pabrik*$ #apak :ri Susandy Sanjaya, ST, MT selaku dosen pembimbing Praktek Kerja !apangan Keluarga, teman*teman dan orang*orang ter6inta atas semua semangat dan dukungannya" Penyusun menyadari baha laporan ini masih jauh dari sempurna" )leh karena itu,

kritik dan saran yang bersi8at membangun sangat kami harapkan" :khir kata, semoga laporan ini dapat memberi man8aat" #ontang, &$ September %&1'

Penyusun

DAFTAR ISI halaman !'l''# J%%l"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""i !'l''# Pe#&e'h'# PT. P%4%, K'l/'#$'# T/%( """"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""iii !'l''# Pe#&e'h'# A,'e/, """"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""iv K'$' Pe#&'#$'( """"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""v D'$'( I/ """""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""" vi D'$'( G'*'( """""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""" viii D'$'( T'*el""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""i= D'$'( I$/l'h"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""= A*$(', """"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""=i A I PENDA!ULUAN """"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""1


5

1"1 !atar #elakang"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""1 1"% 7umusan Masalah """""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""1 1"$ Man8aat """"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""" """"""% 1"; Tujuan"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""% 1"' 7uang !ingkup"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""% 1"- Sistematika Penulisan"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""% A II PROFIL PT. PUPUK KALIMANTAN TIMUR """""""""""""""""""""""""""""""""""""";

%"1 Sejarah PT" Pupuk Kalimantan Timur """""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""; %"% Tujuan, >isi, Misi, dan #udaya PT" Pupuk Kalimantan Timur""""""""""""""""""""""""""""' %"%"1 Tujuan""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""' %"%"% >isi"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""" """"%"%"$ Misi""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""" """"%"%"; #udaya PT" Pupuk Kalimantan Timur"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""%"$ !ogo dan Merk Dagang PT" Pupuk Kalimantan Timur"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""%"$"1 !ogo PT"Pupuk Kalimantan Timur""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""" %"$"% Merk Dagang PT" Pupuk Kalimantan Timur"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""0 %"; !okasi Pabrik""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""" %"' Sarana Pendukung Pabrik"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""" %"0 Struktur )rganisasi PT" Pupuk Kalimantan Timur"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""1& %" Tenaga Kerja dan (aktu Kerja"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""1; %" Peningkatan Mutu dan Pengolahan !ingkungan""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""1; A III TINJAUAN PUSTAKA """"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""1'

$"1 Unit Utilitas""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""1' $"1"1 Sea Water Intake"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""1' $"1"% Unit Klorinasi""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""1$"1"$ Unit Sea dan Sweet Cooling Water """""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""1 $"1"; Unit Desalinasi"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""" 1 $"1"' Unit Demineralisasi"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""%1 $"1"- Unit Power Generation"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""%; $"1"0 Unit Pembangkit Steam"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""%' $"1" Unit Deaerasi"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""%$"1" Unit Waste Heat Boiler """"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""%0 $"1"1& Unit Plant Air dan Instrument Air """""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""% $"1"11 Tie in Kaltim*$""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""$& $"% Unit :mmonia""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""$& $"%"1 Konsep Proses """""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""" $& $"%"% Unit Desuliri!er """"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""$1 $"%"$ Unit "eorming """"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""$$"%"; Unit Con#erter """""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""";; $"%"' Unit ?)% "emo#al """""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""'& $"%"- Unit $ethanator """"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""'; $"%"0 Unit Ammonia %oo&""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""' $"%" Unit "erigeration %oo&""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""-$ $"$ Unit Urea""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""-0 $"$"1 Konsep Proses """""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""" -0 $"$"% Unit Persiapan #ahan #aku""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""-


'

$"$"$ Unit Sintesa Urea""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""0& $"$"; Unit 7esikulasi"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""" 0 $"$"' Unit 3vaporasi"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""% $"$"- Unit Prilling dan (inishing """""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""' $"$"0 Unit Waste Water Treatment """""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""" $"$" Steam S)stem dan Kondensat """""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""% $"; Prilling Tower """""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""; $"' Perpindahan Panas"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""' $"'"1 Pendinginan Urea $elt """"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""' $"'"% Perubahan Fase Urea """"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""$"'"$ Pendinginan Urea Prill """""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""$"- Mekanisme Pergerakan Partikel dalam Fluida """""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""0 A IV ANALISA DAN PEMA!ASAN """"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""

;"1 Metode Pengambilan Data""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""" ;"1"1 Data Primer """""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""" ;"1"% Data Sekunder """"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""  ;"% Metode Pengolahan Data"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""1&& ;"%"1 Perhitungan Terminal *elo+it) ,rea Prill """"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""1&& ;"%"% Perhitungan .era6a Panas """"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""1&1 ;"$ 9asil dan Pembahasan""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""1&' ;"$"1 9asil Perhitungan""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""1&' ;"$"% Pembahasan"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""1&0 A V PENUTUP """""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""1&

'"1 Kesimpulan""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""1& '"% Saran"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""1& D'$'( P%$','""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""=ii

DAFTAR GAMAR @ambar %"1 !ambang PT" Pupuk Kalimantan Timur """"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""; @ambar %"% Merk Dagang Pupuk Urea Mandau""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""' @ambar %"$ Merk Dagang Pupuk .PK Pelangi"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""' @ambar %"; Merk Dagang Pupuk Daun #uah"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""@ambar %"' Peta !okasi PT" Pupuk Kalimantan Timur""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""" @ambar %"- Struktur )rganisasi Departemen )perasi Kaltim*$""""""""""""""""""""""""""""""" @ambar $"1 (low Diagram Sea Water Intake"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""1@ambar $"% (low Diagram Unit Chlorination"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""1 @ambar $"$ (low Diagram Unit Sweet dan Sea Cooling Water """"""""""""""""""""""""""""""""1 @ambar $"; (low Diagram Unit Desalinasi"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""%1 @ambar $"' Proses Unit Demineralisasi""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""%' @ambar $"- (low Diagram Waste Heat Boiler """""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""%0 @ambar $"0 (low Diagram Unit /: dan P:""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""";


-

@ambar $" (low Diagram Desuluri!er """"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""' @ambar $" @ra8ik 9ubungan T, P, dan 7asio SteamAkarbon """""""""""""""""""""""""""""""""""-1 @ambar $"1& @ra8ik 7eaksi pada Unit Shit Con#erter """""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""-1 @ambar $"11 (low Diagram Unit Shit Con#erter """""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""-1 @ambar $"1% (low Diagram ?)% "emo#al """""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""-% @ambar $"1$ (low Diagram Unit Metanasi"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""- @ambar $"1; (low Diagram Unit :mmonia %oo& """"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""01 @ambar $"1' Diagram Siklus "erigerant """""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""0% @ambar $"1- (low Diagram "erigerant """""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""0$ @ambar $"10 Uraian Proses di Unit Sintesa"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""0 @ambar $"1 Uraian Proses di Unit 7esirkulasi""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""& @ambar $"1 Uraian Proses di Unit 3vaporasi""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""& @ambar $"1 Uraian Proses di Unit Prilling """"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""& @ambar $"1 Uraian Proses di Unit ((T""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""& @ambar $"%% Kesetimbangan @aya pada #utiran Urea"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""& @ambar ;"1 @ra8ik 9ubungan Suhu dan Ketinggian Prilling Tower """""""""""""""""""""""""& @ambar ;"% @ra8ik Pengaruh Massa Umpan Prilling Tower terhadap Urea Prill " """"&

DAFTAR TAEL Tabel $"1 Kisaran :nalisa Gas .utlet Unit Primar) "eormer """"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""$Tabel $"% Kisaran :nalisa Gas .utlet Unit Se+on/ar) "eormer """""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""$0 Tabel $"$ Komposisi (uel Gas dari Unit 97U"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""$0 Tabel $"; Spesi8ikasi Gas .utlet Unit Primar) "eormer """""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""";1 Tabel $"' Spesi8ikasi Gas .utlet Unit Se+on/ar) "eormer """"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""";$ Tabel $"- Persentase Komposisi @as Keluaran "eormer """"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""";; Tabel $"0 Spesi8ikasi Gas .utlet Unit 9TS?""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""";0 Tabel $" Spesi8ikasi Gas .utlet Unit !TS?""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""; Tabel $" Spesi8ikasi Gas .utlet dari ?)% "emo#al """""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""'; Tabel $"1& Spesi8ikasi Gas .utlet dari Metanasi""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""'0


0

Tabel $"11 Spesi8ikasi Gas Inlet pada Ammonia Con#erter """""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""-% Tabel 3.12 Spesifkasi Gas pada Purge Gas

6

Tabel $"1$ Kandungan !arutan Karbamat pada %*>*$&1"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""& Tabel $"1; Komposisi !arutan Urea Pada Tangki""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""1 Tabel $"1' Standar #aku Mutu Produk Urea""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""Tabel $"1- Komposisi !arutan Karbamat .utlet %*>*&1""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""1 Tabel ;"1 9asil Perhitungan Distribusi Suhu Urea di Prilling Toer """"""""""""""""""""""""""""""""""""  Tabel ;"% 9asil Perhitungan h dan T Urea Prill Keluar terhadap Kapasitas Produksi"""""""""""" 


1

DAFTAR ISTILA! F?( F@ @T@ 9P?? 97U 9S 9TS /: !P?? !S !TS MS P: P@ P/ PK@ 7( S( S(/ (9# ((T

(resh Cooling Water (lash Gas Gas Turine Generator High Pressure Caramate Con/enser H)/rogen "e+o#er) ,nit High Steam High Tem&erature Shit Instument Air %ow Pressure Caramate Con/enser %ow Steam %ow Tem&eratur Shit $e/ium Steam Plant Air Purge Gas Pressure In/i+ator Pa+kage Boiler "aw Con/ensate Sea Water Sea Water Intake Waste Heat Boiler Waste Water Treatment




ASTRAK PT Pupuk Kalimantan Timur sudah berdiri sejak 0 Desember 100 dan menjadi salah satu perusahaan pupuk terkenal karena kapasitasnya merupakan salah satu yang terbesar didunia" PT Pupuk Kalimantan Timur mempunyai empat &lant dan tiap &lant terdiri dari tiga unit utama, yaitu unit utilitas, unit ammonia, dan unit urea" Setiap unitnya memiliki 8ungsi yang berbeda*beda" Unit utilitas mempunyai peran untuk memproduksi +ooling water dari air laut yang digunakan sebagai air pendingin diperalatan proses" :ir laut yang telah diolah dan diturunkan kadar mikroorganisme, salinitas, dan mineralnya untuk men6egah s+alling dan korosi di pipa*pipa dan peralatan proses" Unit utilitas juga memproduksi steam &lant , air instrument dan &ower generation" Unit ammonia memproduksi ammonia dan gas ?)% dari s)n gas yang disuplai oleh PT Pertamina" :mmonia dan ?)% akan digunakan sebagai reaktan di unit urea" ?)% sebenarnya merupakan produk sampingan dari proses produksi ammonia" @as*gas ?)% didapat dari penyerapan ?)%" Produk akhir dari unit ammonia adalah ammonia 6air" :mmonia akan dikirim ke unit urea bersama dengan gas ?)%" Di unit urea ?)% dan ammonia akan bereaksi dan menghasilkan ammonium karbamat" !alu ammonium karbamat akan mengalami dehidrasi di reaktor dan menjadi urea" Setelah itu urea akan diubah menjadi urea &rill di &rilling tower " Tugas khusus dari Praktek Kerja !apangan 4PK!5 ini adalah Penentuan a&asitas .&timum /i Prilling Tower " Prilling tower menpunyai 8ungsi utama untuk mengubah urea melt menjadi urea &rill " Urea &rilling tower mempunyai tinggi -' meter" Di &rilling tower urea melt dimasukkan sebagai umpan melalui bagian atas dan meleati &rilling u+ket " Dibagian ini urea melt akan berubah menjadi butiran*butiran" !alu butiran*butiran itu akan kontak dengan udara yang dihisap oleh an yang ada dibagian atas &rilling tower " Dari PK! ini diketahui baha &rilling tower berada dalam per8orma yang baik" Kapasitas optimum dari &rilling tower dengan temperatur urea &rill yang keluar dari &rilling tower pada -&B? adalah 1%& C berat dari kapasitas desain"


A I PENDA!ULUAN 1.1

L'$'( el','#& Pupuk urea adalah salah satu jenis pupuk nitrogen yang paling banyak digunakan

dalam pertanian dengan kandungan nitrogen ;-,$ C" Pupuk urea dapat digunakan dalam bentuk &rill , granul, maupun larutan" #entuk urea &rill merupakan bentuk yang lebih disukai karena mudah penanganannya dan mudah mengalir daripada bentuk kristal" Urea &rill banyak digunakan untuk tanaman pangan dan industri" Pabrik urea Kaltim*$ memproses urea dalam bentuk prill dengan sistem menara pembutir

4 &rilling tower 5" Pembutiran dilakukan terhadap urea melt dengan 6ara

mendistribusikan tetesan*tetesan ke6il urea melt dibagian atas menara yang jatuh dan kontak dengan udara yang bergerak keatas sehingga saat sampai dibagian baah menara dalam keadaan keras dan kuat" Kapasitas merupakan ukuran kemampuan 8asilitas dalam menghasilkan produk ataupun jasa dalam interval aktu tertentu" Pada masa yang akan datang diharapkan kapasitas optimum urea melt yang masuk ke &rilling tower dapat diketahui" )leh karena itu perlu diketahui pengaruh peningkatan kapasitas terhadap suhu urea &rill yang keluar dari &rilling tower untuk mengantisipasi kelebihan beban pendinginan pada (lui/i!e/ Be/ Cooler 4F#?5" Suhu urea &rill dibagian baah menara yang masih tinggi menyebabkan beban gundukan urea di F#? bertambah dan gundukan urea yang memadat pada bagian atas s+ra&&er " Tumpukan yang semakin tinggi akan menambah beban s+ra&&er sehingga diperlukan pembersihan" Semakin tinggi suhu urea dibagian baah menara akan berakibat semakin 6epat gundukan tersebut terbentuk sehingga pembersihan harus lebih sering dilakukan" Salah satu 6ara untuk mengetahui kapasitas produksi optimum adalah dengan mengetahui hubungan beberapa variabel operasi pada &rilling tower " >ariabel tersebut antara lain adalah laju alir dan suhu urea melt yang ada di prilling toer" Untuk mengestimasinya maka diperlukan parameter koe8isien perpindahan panas konveksi 4h5 antara udara dan urea"

1.2

Pe(%%'# M''l'h Permasalahan yang dibahas disini adalah menghitung koe8isien perpindahan panas

konveksi 4h5 dan distribusi suhu urea &rill dan udara pendingin sepanjang &rilling tower dengan dasar perhitungan nera6a panas pada &rilling tower " Sehingga dapat ditentukan kapasitas optimum dari &rilling tower "

1.

M'#''$

Dengan Dengan diketahu diketahuinya inya nilai h dari dari &rilling tower pabrik urea Kaltim*$, maka Departemen )perasi Kaltim*$ dapat mengestimasi pengaruh dan perubahan variabel operasi operasi terhadap terhadap kinerja kinerja &rilling &rilling tower " Sehingga Departemen )perasi Kaltim*$ dapat mengatur kondisi operasi dengan tepat agar dihasilkan produk urea dengan kualitas baik dan hasil yang optimum" 1.7

T%+%'#

*

Meng Menget etah ahui ui kapa kapasi sita tass opt optim imum um di &rilling di &rilling tower

* * *

Mengetahui Mengetahui harga harga koe8isien koe8isien perpindahan perpindahan panas konveksi konveksi 4h5 antara antara urea urea dan dan udara udara Menge engeta tahu huii per8 per8or orm ma &rilling tower Meng Menget etah ahui ui hubung hubungan an kapasit kapasitas as umpan umpan denga dengan n temp temper erat atur ur keluar keluaran an urea urea &rill di &rilling tower

1.5

R%'# R%'#& & L/# L/#&, &,%4 %4 P(', P(',$e $e, , Ke( Ke(+' +' L'4' L'4'#& #&'# '# Praktek Kerja !apangan ini dilaksanakan pada tanggal %$ uli %&1' E %% September

%&1' di Departemen )perasi Pabrik*$ PT" Pupuk Kalimantan Timur, ln" ames Simandjuntak .o"&1 #ontang, Kalimantan Timur 0'$1$"

1"-

S/$e'$/,' Pe#%l/'# :dapun sistematika penulisan laporan ini adalah sebagai beikut+

A I

A II

PENDA!ULUAN #ab / Pendahuluan berisikan latar belakang, tujuan, ruang lingkup praktek kerja

lapangan, serta sistematika penulisan laporan Praktek Kerja !apangan 4PK!5" GAMARAN UMUM PT. PUPUK KALIMANTAN TIMUR #ab // )rganisasi PT" Pupuk Kalimantan Timur berisikan sejarah terbentuknya

perusahaan, visi dan misi, hasil h asil produksi perusahaan, perusah aan, dan lain*lain" A III TINJAUAN PUSTAKA #ab /// Tinjauan Pustaka berisikan tentang teori*teori mengenai unit utilitas, unit A IV

ammonia, unit urea serta penjelasan teori mengenai &rilling mengenai &rilling tower " ANALISA DAN PEMA!ASAN #ab #ab /> :nalis nalisaa dan dan Pemb Pembaha ahasan san berisi berisikan kan metod metodol ologi ogi pengam pengambil bilan an data data,, pengolahan data, hasil perhitungan dan pembahasan atas tugas khusus yang

A V

dilakukan" PENUTUP #ab > Penutup berisikan kesimpulan dan saran yang diperoleh dari pengamatan selama Praktek Kerja !apangan 4PK!5"

A II ORGANISASI PT. PUPUK KALIMANTAN TIMUR 2.1 Se+'('h PT. P%4%, P%4%, K'l/'#$'# T/%( Pertanian merupakan salah satu sektor pembangunan yang mendapatkan perhatian besar dari pemerintah karena sebagian besar masyarakat /ndonesia adalah petani" Selain itu, dari sektor sektor inilah inilah kebutuha kebutuhan n masyraka masyrakatt akan pangan pangan dapat dapat terpenuh terpenuhi" i" Pupuk Pupuk memegan memegang g peranan penting dalam da lam usaha*usaha meningkatkan meningk atkan hasil*hasil pertanian" p ertanian" Disamping digunakan digun akan pada sektor pertanian, pertan ian, pupuk juga dibutuhkan dibu tuhkan di sektor indus tri" Pupuk Pupuk meme memega gang ng peran peranan an penti penting ng dalam dalam pening peningkat katan an kualit kualitas as produk produksi si hasil hasil pertanian" Salah satu jenis pupuk pup uk yang banyak digunakan oleh petani adalah pupuk urea, yang yan g ber8ungsi sebagai sumber nitrogen bagi tanaman" Dalam peternakan, urea merupakan nutrisi makanan ternak yang dapat meningkatkan produksi susu dan daging" Selain itu, urea memiliki prospek yang 6ukup 6uk up besar dalam bidang b idang industri, ind ustri, antara an tara lain sebagai bahan dalam pembuatan pembu atan resin, produk*produk 6etak, pelapis, perekat, bahan anti kusut dan pembantu pada pen6elupan di pabrik tekstil" )leh karena itu, kebutuhan urea semakin bertambah seiring berjalannya aktu" Proyek PT" Pupuk Kalimantan Timur lahir untuk memenuhi kebutuhan pupuk yang semakin meningkat tersebut" Pada mulanya proyek PT" Pupuk Kalimantan Timur dikelola oleh Pertamina sebagai unit*unit pabrik terapung yang terdiri dari 1 pabrik ammonia dan 1 unit pabrik urea dengan beberapa bangunan pendukungnya di pantai" Setelah meninjau dan menilai kembali konsep pabrik terapung ini, dengan memperhatikan aspek teknis dan bahan baku maka pembangunan pabrik dilanjutkan dilanjutka n di darat" #erda #erdasar sarkan kan Kepre Kepress .o" $ tahun tahun 1010- dila dilakuk kukan an serah serah terim terimaa proye proyek k ini ini dari dari Pertamina ke Departemen Perindustrian dalam hal ini Direktorat enderal /ndustri Kimia Dasar Dasar pada tahun 10-" 10-" Setela Setelah h penyeles penyelesaia aian n proses proses hukum dalam rangka rangka serah serah terima terima peralatan pabrik di 3ropa, maka pada tanggal 0 Desember 100 didirikan sebuah Persero .egara untuk mengelola usaha ini dengan nama PT" Pupuk Kalimantan Timur" Timur" Proses pemindahan lokasi pabrik p abrik ke darat memerlukan perubahan p erubahan dan pen yesuaian desain pabrik" Menurut jadal, masa konstruksi yang dimulai pada bulan Maret 10 diperkirakan akan berlangs berlangsung ung selama selama $- bulan, bulan, namun namun pelaksan pelaksanaann aannya ya mengala mengalami mi banyak banyak kesulit kesulitan an sehingga sehingga start start u& baru u& baru dapat dilakukan pada bulan uni 1%, produksi ammonia pertama dihasilkan dihasilkan pada tanggal %& Desember 1$ dan produksi pupuk urea pertama dihasilkan pada tanggal 1' :pril 1;" Dalam tahun 11 diadakan persiapan pembangunan pabrik PT" Pupuk

Kalimantan Timur yang kedua yang kontrak pembangunnya ditandatangani pada tanggal %$ Maret Maret 1%" 1%" Masa konstru konstruksi ksi Kaltim*% Kaltim*% dimulai dimulai pada bulan Maret 1$ dan start dan start u& u& dari utilit) dimulai utilit) dimulai pada bulan :pril 1;, produksi ammonia pertama dihasilkan pada tanggal September 1; dan produksi urea pertama dihasilkan pada tanggal 1' September 1;" Dari proyeksi suplai demand pupuk urea nasional diprediksi, diprediksi, baha mulai tahun 10 indone indonesia sia akan akan menga mengala lami mi kekur kekuran angan gan dan akan akan terus terus menin meningka gkatt pada pada tahun* tahun*ta tahun hun berikutnya" Sehubungan dengan hal tersebut maka pemerintah telah memutuskan perlunya dibangun pabrik*$ yang berlokasi berdampingan dengan pabrik*%,yang beroprasi komersil sejak april 1'" Sejalan dengan perkembangan aktu dan permintaan ammoniadan urea terus terus meni meningk ngkat at maka maka PT" PT" Pupuk Pupuk Kalim Kalimant antan an Timur imur dalam dalam ' tahun tahun terak terakhir hir ini tela telah h menambah pabrik baru lagi yaitu Pabrik*1: yang dulu disebut P)PK: 4Urea @ranul5 dan pabrik*;" Pabrik*% merupakan pabrik yang menghasilkan urea prill untuk tujuan memenuhi jumlah kebutuhan akan pupuk indonesia, sedang pabrik*; pada tahun %&&% telah dapat memproduksi urea dan diren6anakan pada tahun %&&$ telah dapat menghasilkan ammonia" Sampai saat ini PT" Pupuk Kalimantan Timur merupakan pabrik pupuk terbesar dalam satu lokasi dengan lima pabrik ammonia, yaitu Pabrik*1, Pabrik*%, Pabrik*$, dan Pabrik*;, dan lima lima pabrik pabrik urea, yaitu Kaltim Kaltim*1, *1, Kaltim* Kaltim*%, %, Kaltim Kaltim*$, *$, P)PK:, P)PK:, dan Kaltim Kaltim*;" *;" Dari seluruh pabrik tersebut, maka kapasitas produksi se6ara keseluruhan keseluruhan adalah 1"'&"&&& ton ammonia dan %"&"&&& ton urea per tahun"

2.2 T% T%+%'#+%'#- V//- M//- '# %'' PT. P%4%, K'l/'#$'# T/%( 2.2.1 T%+%'# Melakukan usaha di bidang industri, perdagangan, dan jasa perpupukan, petrokimia dan kimia lainnya, serta peman8aatan sumber daya perseroan untuk menghasilkan barang danAatau jasa yang bermutu tinggi dan berdaya saing kuat untuk mendapatkanA mengejar keuntungan guna meningkatkan nilai Perseroan dengan menerapkan prinsip*prinsip Perseroan Terbatas"

2.2.2 V// Menjadi Korporasi :gro*Kimia yang memiliki reputasi prima di kaasan :sia"

2.2. M//

1" Menyediakan pupuk, produk kimia, produk agro dan jasa pemeliharaan pabrik dengan menerapkan standard internasional dan kaidah o&erational e6+ellen+e serta berorientasi pada peningkatan kepuasan pelanggan %" Menunjang Program Ketahanan Pangan .asional dan meningkatkan nilai korporasi dengan memperhatikan kepentingan pemegang saham $" Memberikan man8aat bagi karyaan, masyarakat dan peduli pada lingkungan"

2.2.7 %'' PT. P%4%, K'l/'#$'# T/%( 1" %" $" ;" '"

/ntegritas 4Integrit)5 Kebersamaan 4Team Work 5 Unggul 4 76+ellen+e A+hie#ement 5 Kepuasan pelanggan 4Customer Satisa+tion5 Tanggap 4 Proa+ti#e5

2. L)&) '# Me(, D'&'#& PT. P%4%, K'l/'#$'# T/%( 2..1 L)&) PT. P%4%, K'l/'#$'# T/%(

@ambar %"1 !ambang PT" Pupuk Kalimantan Timur

Makna dari lambang PT" Pupuk Kalimantan Timur+ 1" %" $" ;"

Segi lima melambangkan Pan6asila, merupakan landasan idiil perusahaan" Daun buah melambangkan kesuburan dan kemakmuran" !ingkaran ke6il putih melambangkan letak lokasi #ontang dekat khatulistia" Tulisan PUPUK K:!T/M melambangkan keterbukaan perusahaan memasuki

era globalisasi" '" (arna biru melambangkan keluasan aasan nusantara dan semangat integritas untuk membangun bersama serta kebijaksanaan dalam meman8aatkan sumber daya alam" -"

(arna jingga melambangkan semangat sikap kreativitas membangun dan sikap pro8esional dalam men6apai kesuksesan usaha"

2..2 Me(e, D'&'#& PT. P%4%, K'l/'#$'# T/%( A. P%4%, U(e' M'#'%

@ambar %"% Merk Dagang Pupuk Urea Mandau

:rti merk dagang Mandau+

1" Daun sebanyak 10 melambangkan kemakmuran sebagai salah satu 6ita*6ita kemerdekaan" %" Mandau alat untuk membuat lahan pertanian yang dipergunakan penduduk asli Kalimantan, melambangkan kepeloporan perusahaan dalam mengembangkan usaha pertanian" $" Mandau berjumbai lima melambangkan Pan6asila" ;" Mandau biru melambangkan keluasan aasan pemasaran" '" (arna merah melambangkan dinamika keirasastaan" . P%4%, NPK Pel'#&/

@ambar %"$ Merk Dagang Pupuk .PK Pelangi

:rti Merk dagang Pupuk .PK Pelangi + 1" !ogo terdiri dari simbolisasi pelangi yaitu tiga bidang lengkung dengan arna dasar unsur 6ahaya, Merah, 9ijau, dan #iru 47, @, #5" %" Daun buah meakili perusahaan Pupuk Kaltim yang sudah dikenal" $" Daun hijau melebar dan mengembang melambangkan kesuburan, hasil yang berman8aat serta kemakmuran" ;" Tulisan Pupuk Kaltim berarna biru menampilkan identitas produsen untuk melengkapi ikon daun buah yang sudah ada" '" Pemilihan tipogra8i A huru8 tanpa kaki untuk mengesankan modern, terbuka, dan responsi8 terhadap perkembangan" -" (arna merah menggambarkan dinamika dan ke6erahan harapan" 0" (arna hijau menggambarkan karakter sejuk, kesuburan, dan kemakmuran sesuai dengan esensi pupuk yang memberi kesuburan tanah" " (arna biru menggambarkan kemajuan dan man8aat teknologi" 8. P%4%, D'%# %'h

@ambar %"; Merk Dagang Pupuk Daun #uah

:rti Merk dagang Pupuk Daun #uah + 1" !ogo diolah melalui penggabungan simbol daun buah yang sudah menjadi simbolAikon dari Pupuk Kaltim dengan ilustrasi stilasi daun" %" Simbol daun buah meakili perusahaan Pupuk Kaltim yang sudah dikenal" $" Daun hijau melebar dan mengembang melambangkan kesuburan, hasil yang berman8aat serta kemakmuran" ;" (arna merah menggambarkan dinamika dan ke6erahan harapan" '" (arna hijau menggambarkan karakter sejuk, kesuburan, dan kemakmuran sesuai dengan esensi pupuk yang memberi kesuburan tanah" -" (arna biru menggambarkan kemajuan dan man8aat teknologi"

2.7 L),'/ P'*(/, !okasi pabrik PT" Pupuk Kalimantan Timur terletak di ilayah pantai Kota #ontang, kira*kira 1%1 km sebelah utara Samarinda, ibukota propinsi Kalimantan Timur" Se6ara geogra8is terletak pada &o1&G;-,H !U dan 110o%G$&,-H #T" Pabrik tersebut terletak pada areal seluas ;$ 9a, di sebelah selatan lokasi pabrik 4sekitar 1& km5 terdapat lokasi pabrik pen6airan gas alam PT" #adak .@! ?o" !okasi perumahan dinas karyaan terletak sekitar km sebelah barat pabrik seluas 0-' 9a" Pada daerah tersebut juga terdapat perumahan #T. dan #ukit Sekatup Damai untuk karyaan" Dasar pertimbangan lokasi pabrik+ a" !okasi dekat dengan sumber bahan baku 4gas alam5, yaitu muara badak yang berjarak -& km dari lokasi pabrik" b" !okasi dekat dengan pantai sehingga memudahkan pengangkutan maupun transportasi" 6" !okasi berada di tengah*tengah daerah pemasaran pupuk untuk ekspor maupun pemasaran dalam negeri 4untuk kaasan indonesia bagian timur5" d" Peluang untuk perluasan pabrik karena luasnya lahan yang dimiliki"

@ambar %"' !okasi Pabrik PT" Pupuk Kalimantan Timur

2.5 S'('#' Pe#%,%#& P'*(/, Untuk menunjang kelan6aran operasi pabrik, PT" Pupuk Kalimantan Timur memiliki sarana pendukung+ 1" Pelabuhan+ * Dermaga / 4Constru+tion 8ett)5 untuk kapal sampai -"&&& D(T * Dermaga // 4 Pro/u+tion 8ett)5 untuk kapal sampai ;&"&&& D(T 4:mmonia dan Urea5 * Dermaga /// 4Tursina 8ett)5 untuk kapal sampai %&"&&& D(T * Dermaga 9ua/rant Arm %oa/er untuk kapal sampai 4;&"&&& D(T5 4Urea5" Untuk operasi pelabuhan digunakan $ tugboat dengan total kekuatan ;0&&9P dan rambu* rambu laut sepanjang 1% km, sedangkan 8asilitas muat barang 1&&& tonAjam untuk urea 6urah 1%' tonAjam untuk urea kantong '&& tonAjam untuk ammonia" %" @udang+ * Urea ?urah + 0&&&& ton * Urea Kantong + 1&&&& ton * :mmonia + '%&&& ton * @udang S&are Part dan Chemi+al $" ;" '" -" 0"

Unit Pengantongan berkapasitas %'&& tonAhari !aboratorium /ndustri Peralatan Pabrik 4/PP5 Unit Pembangkit !istrik Fasilitas Pemeliharaan Pabrik

2.6 S$(%,$%( O(&'#/'/ PT. P%4%, K'l/'#$'# T/%( Struktur organisasi perusahaan dibentuk untuk mempersatukan dan menggalang semua aktivitas yang ada, untuk men6apai tujuan" #entuk perusahaan adalah perseroan terbatas #adan Usaha Milik .egara dengan nama PT" Pupuk Kalimantan Timur dengan sistem organisasi mengikuti garis dan sta8 yang terdiri dari Dean Direksi, Kepala Kompartemen, Kepala Departemen, Kepala #agian, Kepala Seksi, Kepala 7egu dan Pelaksana" Dean Direksi terdiri dari seorang Direktur Utama dan empat orang Direktur yaitu Direktur Teknik dan Pengembangan, Direktur Produksi, Direktur Komersiil, dan Direktur Sumber Daya Manusia dan Umum" Dean direksi bertanggung jaab kepada dean komisaris yang meakili pemerintah sebagai pemegang saham, adapun tanggung jaab dan eenangnya adalah sebagai berikut + 1" Direktur Utama, memimpin organisasi perusahaan dan bertanggung jaab atas kelan6aran jalannya perusahaan kepada Dean Komisaris" %" Direktur Teknik I Pengembangan, memimpin dibidang pengembangan dan peneltian serta ran6ang bangun, perekayasa dan pengadaan dan bertanggung jaab kepada Direktur Utama"

$" Direktur Produksi, bertanggung jaab atas kelan6aran produksi dan bertanggung jaab kepada Direktur Utama" ;" Direktur Sumber Daya Manusia dan Umum, memimpin dibidang pengembangan sumber daya karyaan dan dibidang umum dan bertanggung jaab kepada Direktur Utama" '" Direktur Komersiil, memimpin di bidang keuangan dan pemasaran produk yang dihasilkan perusahaan serta bertanggungjaab kepada Direktur Utama" Selain itu terdapat juga unsur bantuan yang terdiri dari beberapa Kompartemen dan Departemen yang masing*masing dipimpin oleh Kakom untuk masing*masing kompartemen dan Kadep untuk masing*masing Departemen" :dapun unsur bantuan itu adalah sebagai berikut+ Kompartemen terdiri atas+ * Kompartemen SP/ * Kompartemen Sekper * Kompartemen SDM * Kompartemen Umum * Kompartemen Penjualan * Kompartemen :dministrasi Keuangan * Kompartemen )perasi / * Kompartemen )perasi // * Kompartemen Teknologi * Kompartemen Pemeliharaan * Kompartemen Teknik I Pengadaan * Kompartemen Pengembangan #isnis Departemen, meliputi + * Departemen (astern * Departemen 7enanval * Departemen 9ukum * Departemen Kesekretariatan * Departemen 9umas * Departemen PK#! * Departemen K I M7 * Departemen Sispro * Departemen Diklat I MP * Departemen Kesra I 9ubind * Departemen #angrirja * Departemen Pelayanan Umum * Departemen Kamtib * Departemen Perakilan KT * Departemen Penjualan PS) 1 * Departemen Penjualan PS) % * Departemen Distribusi * Departemen Penjualan .on PS) * Departemen Pelabuhan I Pengapalan * Departemen Promosi I Pelayanan * Departemen Pengadaan asa Distribusi I Pemasaran * Departemen :nggaran * Departemen Keuangan

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *

Departemen :kuntansi Departemen )perasi Pabrik 1 Departemen )perasi Pabrik % Departemen )perasi Pabrik $ Departemen )perasi Pabrik ; Departemen )perasi Pabrik Departemen )perasi Pabrik 0 Departemen )perasi Pabrik 1: Departemen Proses I Pengelolaan 3nergi Departemen !aboratorium Departemen /ST3K 1 Departemen /ST3K % Departemen Keselamatan I Kesehatan Kerja Departemen !ingkungan 9idup Departemen Peren6anaan I Pengendalian Turn Aroun/ Departemen Pemeliharaan !istrik Departemen Pemeliharaan /nstrumen Departemen Pemeliharaan Mekanik !apangan 1 Departemen Pemeliharaan Mekanik !apangan % Departemen #engkel Departemen Keandalan Pabrik Departemen Teknik I Kontrol Kualitas Departemen $anua+turing !ogam Departemen #isnis I :dministrasi Departemen Pengadaan #arang Departemen Peren6anaan Penerimaan I Pergudangan Departemen Perekayasaan I Konstruksi Departemen Pengadaan asa Departemen Teknologi /n8ormasi I Telekomunikasi Departemen Penelitian I Pengembangan #isnis Departemen Manajemen :nak Usaha Departemen Kontrak #isnis Pada Departemen )perasi Pabrik*$, yang memimpin )perasi Pabrik*$ adalah seorang

koordinator operasi yang membaahi unit utilitas, ammonia dan urea" Setiap bagian dipimpin oleh seorang kepala bagian yang membaahi beberapa regu shit " Setiap regu shit dipimpin oleh seorang oreman" Selain itu terdapat juga unsur bantuan yang terdiri dari beberapa Departemen yang masing*masing dipimpin oleh General $anager untuk beberapa Departemen dan Manager untuk masing*masing Departemen" Struktur organisasi yang perlu diamati lebih lanjut adalah yang dibaahi oleh direktur produksi" Direktur Produksi dibantu oleh seorang kepala kompartemen operasi yang mengatur departemen E departemen operasi 4/, //, ///, />5 dan departemen pemeliharaan" Pada departemen operasi Kaltim*$, yang memimpin operasi Kaltim*$ adalah seorang koordinator operasi yang membaahi bagian E bagian 4unit5 utility, ammonia, urea serta P)PK:" Setiap bagian dipimpin oleh seorang kepala bagian yang membaahi beberapa regu shi8t" Setiap regu shi8t dipimpin oleh seorang 8oreman" Untuk

lebih jelasnya dapat dilihat pada @ambar 1"% tentang struktur organisasi departemen operasi Kaltim*$"

@ambar %"- Struktur )rganisasi Departemen )perasi Kaltim*$

2. Te#'&' Ke(+' '# W',$% Ke(+' (aktu kerja bagi karyaan PT" Pupuk Kalimantan Timur dibagi dua, yaitu karyaan shit dan non shit " Untuk non shit , lama jam kerja adalah  jam sehari, seminggu lima hari, mulai pukul &0"&& E 1-"&& (/T: untuk hari Senin sampai Kamis sedangkan hari umat mulai pukul &0"&& E 10"&& (/T:" Sedangkan untuk shit , terdapat pembagian kerja sebagai berikut+ Da) shit

+ &0"&& E 1'"&& (/T:

Swing shit

+ 1'"&& E %$"&& (/T:

:ight shit

+ %$"&& E &0"&& (/T:

2. Pe#/#&,'$'# M%$% '# Pe#&)l'h'# L/#&,%#&'# PT" Pupuk Kalimantan Timur berupaya meningkatan mutu dan pengelolaan lingkungan" 9asil yang di6apai adalah keberhasilan meraih /S) &&% pada tahun 1-, /S) 1;&&1 pada 10 dan /S) 10&%' pada tahun %&&&" /S) &&% adalah pengakuan dibidang sistem manajemen produksi dan instalasi, /S) 1;&&1 pada bidang manajemen lingkungan dan

/S) 10&%' dibidang laboratorium uji mutu" Selain itu PKT juga menerapkan standar mutu untuk K$ yaitu Sistem Manajemen Keselamatan dan Kesehatan Kerja 4SMK$5"

A III TINJAUAN PUSTAKA .1 U#/$ U$/l/$' Unit utilitas merupakan salah satu unit bagian dari Departemen Pengendalian )perasi Kaltim $ yang ber8ungsi untuk menyediakan bahan penunjang proses utama pada pabrik Kaltim $" Sub*unit yang tersedia pada unit utilitas sebagai berikut+ 1" %" $" ;" '" -"

Unit ?ooling (ater Unit Desalinasi Unit Demineralisasi Unit Poer @eneration Unit Steam @eneration Unit Udara /nstrumen dan Udara Proses

.1.1 Sea Water Intake Pabrik Kaltim*$ memiliki sumber utama kebutuhan air berasal dari air laut yang diambil disekitar kaasan Pabrik Pupuk Kaltim*$" :ir laut yang diperoleh di treatment sebelum digunakan dalam proses pabrik Kaltim*$ agar sesuai dengan spesi8ikasi yang ditentukan" Sea water intake merupakan sub*unit aal penyediaan air dalam unit utilitas yang ditunjukkan pada gambar %"1" :ir laut mengalir masuk pada ujung sea water asin 41%*T*1&15 mengalami penyemprotanApen6ampuran dengan so/ium h)&o+hlori/e 4normal /ossing  &&m5 untuk menghilangkan A mengurangi dan pen6egahan pertumbuhan adanya ganggang laut, karang, tumbuhan laut dan mikroorganisme, maka dilakukan injeksi kontinyu" Kemudian air laut melalui penyaringan pertama di ar s+reen 41%*J*1&1 :A#5 untuk menyaring kotoran memiliki ukuran relati8 besar" Bar s+reen dilengkapi dengan tra#ersing trash rake 41%*J*1&%5 beroperasi se6ara berkala dengan sistem manual ber8ungsi untuk mengangkut kotoran*kotoran yang tersangkut di ar s+reen" Selanjutnya air laut akan tersaring di rotar) s+reen 41%*J*1&$ :A#5 yang bekerja se6ara kontinyu dengan 6ara berputar untuk menyaring material berukuran ke6il yang lolos dari bar s6reen" Dengan menyemprotkan air di bagian dalam rotar) s+reen kotoran yang menepel dalam saringan bisa terlepas dan mengalir sehingga terkumpul pada trash asket 41%*J*1&'5" Unit ini dilengkapi dengan stop log 41%*J*1&; :A#5 yang ber8ungsi untuk menahan aliran masuk ke sea water intake asin saat dilakukan pembersihan"

:ir laut yang telah meleati proses penyaringan terkumpul pada water asin lalu dipompa menggunakan pompa 41%*P*1&1 :A#A?5 dengan kapasitas masing*masing pompa adalah 1&0-& m$Ajam, tekanan ; kgA6m% @, poer setiap pompa 1,' M(, dan #oltage setiap pompa -,- k>" Pada kondisi normal, pompa dijalankan dua unit dan satu unit stand by auto start" :ir dialirkan melalui sea water hea/er " Selama injeksi .a)?l kontinyu ada beberapa mikroorganisme yang semakin kebal maka dilakukan juga injeksi se6ara sho6k dosing dengan konsentrasi 1& ppm di sea ater header, yaitu setiap 1% jam sekali selama $& menit atau saat larutan :atrium H)&o+hlorite yang dihasilkan pada tangki penampung men6apai ketinggian tertentu"

@ambar $"1 (low Diagram Sea Water Intake

.1.2 U#/$ Kl)(/#'/ Unit klorinasi pada gambar %"% memproduksi larutan so/ium h)&o+hlori/e 4.a)?l5 memiliki 8ungsi sebagai pembunuh dan men6egah melekatnya mikroorganisme air laut yang masuk kedalam sistem sea water intake dan peralatan lainnya" Produksi .a)?l menggunakan metode elektrolisa air laut" /on klorida dalam air laut akan mengalami oksidasi menjadi klorin, sedang air akan tereduksi menjadi ion hidroksil dan gas hidrogen" Dengan adanya ion hidroksil ini, klorin akan mengalami disproporsionasi menjadi ion klorida dan hipoklorit" :ir laut masuk unit klorinasi disaring dalam sea water strainer 41%*F*1&1 :A#5 lalu dialirkan ke ank sel elektrolisa 41%*J*111 :A#5 dengan debit aliran %- m$Ajam" Sea water strainer ber8ungsi men6egah kotoran masuk ke dalam +ell ank " Kaltim*$ mempunyai % buah +ell ank , tiap +ell ank terdiri dari 1& buah +ell yang disusun se6ara seri, sel terdiri dari

anoda dan katoda disusun se6ara paralel" Sumber arus D? disuplai dari travo dan re+tiier memiliki arus maksimum %& :mpere dan tegangan '& >olt" 7eaksi yang terjadi pada proses klorinasi adalah + .a?l  9%) → .a)?l  9% :noda + %?l* → ?l%  %e* Katoda + %.a  9%)  %e* → 9% 7eaksi di elektroliser + %)9*  ?l%

→ %)?l*  9%

%.a  )?l* → .a)?l !arutan +hlorine yang dihasilkan unit klorinasi adalah $&,' kgAjam dengan konsentrasi 110$*1%&& ppm yang dikirim ke h)&o+hlori/e storage /rum 41%*>*1&15 dengan kapasitas 1%0 m$" Tangki ini dilengkapi dengan bloer udara 41%*K*1&15 untuk menurunkan konsentrasi gas hidrogen yang terbentuk sehingga konsentrasinya dibaah ambang peledakan 4dibaah ;C volume5" !arutan klorin hasil elektrolisa diinjeksikan melalui pompa sho+k /osing 41%*P*1&$ :A#5 ke sea water hea/er sebesar 1& ppm dan +ontinous /osing 41%*P*1&% :A#5 ke sea water intake sebesar 1 ppm" :pabila total #oltage yang digunakan lebih dari '' >olt maka dilakukan pembersihan sel menggunakan a+i/ +leaning 9?l $'C"

@ambar $" (low Diagram Unit Khlorinasi

.1. U#/$ Sweet and Sea Cooling Water Unit Sweet Cooling Water 4S?(5 merupakan sistem aliran tertutup" S?( digunakan untuk mendinginkan proses yang ada pada bagian ammonia dan urea" S?( panas ditambahkan make u& menggunakan air demin melalui e6&ansion /rum unit amonia 41%*>* %&15 dan unit urea 41%*>*%115 lalu didinginkan menggunakan air laut 4sea +ooling water 5 di marine &late heat e6+hanger 4MP935" $arine Plate 76+hanger 4MP35 yang terdapat pada utilitas Kaltim*$ terdiri dari - unit MP93" MP93 digunakan untuk unit amonia sebanyak $ unit 41%*3*%&1 :A#A?5, % unit untuk bagian urea 41%*3*%11 :A#5 dan 1 unit stan/ ) 41%*3* %&1 D5" Dapat ditunjukkan pada gambar %"$" Sirkulasi S?( di bagian ammonia dilakukan oleh pompa 41%*P*%&1 :A#5 yang mampu memompa dengan kapasitas $;-& m$Ajam dan tekanan ;,- kgA6m%, sedangkan sirkulasi di bagian urea dilakukan oleh pompa 41%*P*%11 :A#5 yang bekerja dengan kapasitas 1;& m$Ajam dan tekanan ;,00 kgA6m%" Pada normal operasi, kedua sirkulasi ini dilakukan oleh pompa dengan penggerak steam turine 4!P steam5, sedangkan steam hasil ekstraksi turbin diembunkan di sura+e +on/enser 41%*3*%&%5" Dilengkapi dengan pompa emergen+) dengan kapasitas $ m$Ajam dengan tekanan ',%0 kgA6m%" Untuk menghindari aktivitas metabolisme mikroorganisme yang menghasilkan asam serta menurunkan p9, gas*gas terlarut seperti )%, dan ?)% dalam air dan slime 4lendir5, sehingga akan menyebabkan korosi pada sistem maka diinjeksikan 6orrotion inhibitor 4sumber nitrit5" Konsentrasi nitrit ini dikontrol pada kisaran ;&& E -&& ppm" Slime 4lendir5 yang diproduksi bakteri ber8ungsi untuk pertumbuhan koloni yang melekat pada dinding peralatan sehingga mengakibatkan ouling " Untuk men6egah pertumbuhan bakteri, bahan kimia berupa io+i/e diinjeksi se6ara intermittenAberkala sesuai banyaknya jumlah bakteri yang ada 4kondisi normal 1&&& koloni, maksimum '&&& koloni5"

@ambar $"% Flo Diagram ,nit Sweet an/ Sea Cooling Water

.1.7 U#/$ De'l/#'/ Unit desalinasi ber8ungsi memperoleh air yang bebas garam dengan penguapan air laut kemudian uap yang diperoleh dikondensasikan dengan pendinginan" :ir laut diinjeksi dengan antioam untuk menghindari terjadinya buih didalam evaporator lalu mengalir kedalam $ulti Stage (lash 7#a&oration 41;*S*&&1 :A#5 memiliki %& stage keseluruhan" Stage pertama mempunyai tekanan sistem tertinggi, kemudian stage kedua lebih rendah tekanannya dan berkurang terus tekanannya sampai stage terakhir paling rendah" Keadaan vakum dapat dipertahankan dengan menggunakan ejektor yang ditarik oleh MP steam ;& kgA6m% dan dilengkapi dengan kondenser ejektor" :ir laut sebagai resh ee/ dipompa menggunakan ooster sea water &um& 41;*P*&&1 :A#5 hingga tekanan ','- kgA6m% dengan debit -& m$Ajam kemudian diinjeksi

dengan

antioam" Selanjutnya resh ee/ masuk $ulti Stage (lash 7#a&oration 41;*S*&&1 :A#5 melalui tube hingga &reheater 41;*3*&&1 :A#5 untuk mengambil panas dari uap yang terbentuk" Selanjutnya resh ee/ mengalir menuju stage pertama dan berikutnya, pada setiap stage terjadi proses penguapan air yang terkondensasi dengan resh ee/ didalam e#a&orator " Pola aliran yang terdapat dalam e#a&orator merupakan aliran +ounter +urrent , sehingga dapat menghemat penggunaan !P steam" (resh ee/ yang keluar dari tue pada stage 1, dipanaskan hingga temperatur sekitar 11& o?" :ir laut selanjutnya dialirkan kembali ke $ulti Stage (lash 7#a&oration pada bagian lash +hamer stage 1" Uap yang terbentuk di setiap stage didinginkan oleh air laut yang meleati tue +on/enser dan mengembun menjadi air

desalinasi" Untuk menjaga material padatan dari garam tidak terbaa uap air, maka pada tiap stage evaporator dilengkapi dengan /emister " Produk distilat 4air desalinasi5 pada masing E masing stage dikumpulkan dalam adah penghubung dan mengalir menuju stage penampungan terakhir dan akhirnya dikirim ke tangki raw +on/ensate 41'*T*1&15 dengan menggunakan pompa distilat water 41;*P*&&% :A#5" :ir yang tidak teruapkan dibuang menggunakan pompa low /own 41;*P*&&$ :A#5 melalui outall " :ir desalinasi yang keluar dikontrol laju alirnya oleh kontrol le#el pada adah /esalinate/ water dan konduktivitas dimonitor se6ara kontinyu oleh +on/u+ti#it) meter " Konduktivitas air dijaga tidak melebihi dari 11 LsA6m%" Produk air desalinasi sekitar % m$Ajam" Perorman+e unit desalinasi dapat dilihat dari harga @)7, yield, dan konsumsi steam, yaitu + 1" 9arga @)7, merupakan ratio antara jumlah distilat yang dihasilkan terhadap jumlah steam yang dipakai untuk memanaskan air laut" %" 9arga yield 4distilat A sea ater5, semakin tinggi harga yield, menunjukkan kinerja unit desalinasi semakin baik" $" Konsumsi steam sangat tergantung dari suhu !P steam" Semakin tinggi suhu steam, maka jumlah steam yang dibutuhkan akan semakin ke6il untuk mendapatkan suhu outlet rine heater yang sama" Untuk men6egah terjadinya s+ale 4kerak5 dalam tue heat trans8er, ke dalam rine diinjeksikan #elgard 3>. sebagai anti s+ale 4%,-; gr A m$ rine5" Sedangkan untuk men6egah terjadinya oam A buih di lash +hamer , diinjeksikan #ellite M* sebagai anti oam 4&,& gr A m$ rine5 &,&$$ m$Ajam" Keduanya diinjeksikan sebelum air laut masuk evaporator"

@ambar $"$ Flo Diagram Unit Desalinasi

.1.5 U#/$ De/#e('l/'/ Untuk memeuhi kebutuhan umpan boiler 4 Boile/ (ee/ Water;B(W 5 dan air pendingin 4 (resh Cooling Water 5, air yang berasal dari proses stri&&ing unit amonia kondensat steam dan air desalinasi serta tie in Kaltim*% diproses terlebih dahulu agar memenuhi persyaratan" Salah satu perlakuan tersebut diantaranya adalah dengan 6ara demineralisasi" :da $ bagian utama dalam unit demineralisasi ini, yaitu Cation 76+hanger , Degasiier , dan $i6e/ Be/ Polisher "

@ambar $"; Flo Diagram Peoses Demineralisasi

A. 8'$/)# E;?

:ir Proses yang berasal dari amonia masuk pada bagian atas dan keluar pada bagian baah tangki ?ation 3=6hanger untuk mengikat ion positi8 yang masih terlarut berupa lain Fe% dan .9;, kemudian ditampung dalam "aw Con/ensate Tank A7? Tank 41'*T*1&15" 7eaksi yang terjadi disepanjang unggun resin+ " − H + $

+

⇔

" − $ + H

+

/on logam M 4kation5 dari air umpan akan diikat oleh resin dan melepaskan ion 9" 7esin jenuh diregenerasi memakai larutan 9%S); % C" 7egenerasi dilakukan bila total volume proses kondensat yang telah diolah ter6apai 41; m$5 atau p9 kondensat telah men6apai '" 7eaksi yang terjadi selama regenerasi resin adalah sebagai berikut+

%.9;7  9%S);

4.9;5%S);  %79



Tahap*tahap regenerasi kation se6ara automatik adalah sebagai berikut + 1

Pen6u6ian #alik 4 su;sura+e wash5 #ertujuan untuk melepaskan lapisan partikel yang tak diinginkan yang mungkin terkumpul selama siklus produksi dipermukaan unggun resin penukar kation"

2

Drain Pada tahap ini, air yang tertampung di penampung regeneran 4kolektor5 dibuang melalui rinse outlet #al#e" Proses ini dibantu dengan memasukkan udara melalui bloer pen6ampur udara"

$

/njeksi :sam :ir yang sudah bebas kation dan gas dimasukkan ke dalam bagian dasar tangki penukar kation oleh injeksi asam" :ir ini mengalir ke atas melalui unggun resin penukar kation dan akhirnya keluar dari penampung regeneran ke kolam netralisasi"

;

Pembuangan :sam atau Pembilasan #ertujuan untuk membuang sisa asam dengan menutup valve tangki outlet asam dan dibantu oleh aliran udara"

'

Pengisian Kembali Penghentian kegiatan di atas, yaitu penutupan valve*valve aliran udara dan pemasukan airAraw water "

-

Pengisian Tangki :sam

0

Pembilasan

. Degasifier =15"V"102?

:ir proses yang telah melalui ?ation 3=6hanger dialirkan ke /egasiier bertujuan untuk menghilangkan gas*gas terlarut 4terutama ?)%5" :ir dikontakkan dengan udara yang dihembuskan menggunakan Degasiier (an 41'*K*1&1:A#5" Dalam /egasiier terdapat &lastik &all ring ber8ungsi untuk memperluas bidang kontak" 9asil yang keluar dari degasi8ier dikirim ke 7? Tank menggunakan Degasiier Water Pum& 41'*P*1&1 :A#5 dan ber6ampur dengan steam kondensat dan air desalinasi" 8. Mixed Bed Polisher =15"V"201 A>?

Prinsip kerja $i6e/ Be/ Polisher 4M#P5 identik dengan Cation 76+hanger , akan tetapi digunakan resin penukar kation dan anion" :ir yang terdapat dalam tangki raw kondensat dialirkan menuju unit M#P dengan menggunakan $i6e/ Be/ (ee/ Pum& 41'*P*%&1 :A#5"

Keluar dari M#P, air mengalir menuju ke tangki demineralisasi 41'*T*%&15" :ir demin yang dihasilkan 4$&& m$Ajam5 per unit" 7eaksi didalam M#P+ 7eaksi resin penukar kation + " − H + $

+

⇔

" − $ + H

⇔

"

+

7eaksi resin penukar anion + "

−

.H + A

−

− A +

.H

−

7esin M#P dikatakan jenuh pada kondisi konduktivitas melebihi &,% µsA6m" 7egenerasi resin pada M#P dilakukan saat jumlah air yang diproses telah men6apai nilai total gallon 4%&"&' m$5" 7egenerasi dilakukan dengan menambahkan 9%S); $ C untuk regenerasi resin kation dan .a)9 ; C untuk regenerasi resin anion" 7esin M#P dikatakan jenuh pada kondisi konduktivitas air yang telah diproses melebihi &,% µsA6m" 7eaksi regenerasi + % " − $ + H % S. ; ⇔ $ % S. ; + % " − H

Kation resin

+

" − A + :a.H ⇔ :aA + " − .H :nion resin

+

Kualitas air demin adalah sebagai berikut +

- p9

+ -,% E -,'

-

+ &,% µsA6m

Konduktivitas

- .a dan K 

+ &,&1 ppm

-

Klorida 4?l*5

+ &,&% ppm

-

Total Fe

+ &,&% ppm

-

Total ?u

+ &,&&$ ppm

+ &,&% ppm - Si)% .1.6 U#/$ Power Generation Sistem pembangkit tenaga listrik terdiri dari pembangkit tenaga listrik normal 4@T@ :lsthom5 dan pembangkit tenaga listrik emergen+)< A. Te#'&' L/$(/, U$''

Pembangkit tenaga listrik utama diran6ang untuk memberikan tenaga listrik pada saat operasi normal, yaitu unit gas turbin generator" @as alam ber8ungsi sebagai bahan bakar masuk ke kno+k out /rum untuk memisahkan kondensat, selanjutnya gas alam dipanaskan di &reheater " Untuk mengatur tekanan dan jumlah gas masuk agar sesuai dengan beban @T@ digunakan S7> 4Sto& "atio *al#e5 dan @?> 4Gas Control *al#e5"

S7> ber8ungsi untuk mengatur tekanan gas alam menuju @?> sehingga memungkinkan @?> bekerja dengan baik, selain itu juga menghentikan aliran gas alam pada saat @T@ shut don" Pengaturan jumlah gas alam masuk turbin ditentukan oleh @?> sesuai beban @T@" Spesi8ikasi @T@ adalah sebaga i berikut+

-

)utput

 $& M(

-

>oltage

 11 k> $ phase '& 9N

-

Fuel

 natural gas

-

Start aal

 dengan mesin diesel

-

7ate panas

 1%"10& KAK(9

. Te#'&' L/$(/, Emergency

Peralatan pembangkit tenaga listrik emergen+) diran6ang untuk memberikan dayaAtenaga listrik emergen+) pada saat sumber daya utama padam" 9al ini untuk mengamankan shut /own &lant " Peralatan emergen6y terdiri dari &a+ke/ mesin diesel penggerak generator, dengan spesi8ikasi+ )utput  1&&& k( 4ma=5 >oltage  '%' >, $ &hase, '& 9N Pengerak  Mesin diesel Sistem kerja  Autostart 3ksitasi  Brushless 76+iter Tenaga listrik emergen+) ini hanya dipergunakan untuk menjalankan peralatan tertentu saja, seperti pompa E pompa lue oil, lampu penerangan, pompa emergen+) +ooling water dan ele+tri+ +ontrol " C. ninterr!"ta#le Power S!""ly

Unit ini menyediakan &ower su&&l) untuk panel kontrol dan lokal panel, apabila @T@ mengalami troule" Seluruh proses di Kaltim*$ dikendalikan di panel kontol dan lokal panel" Karena kontrol ini merupakan 8ungsi yang sangat vital, maka poer untuk kontrol ini tidak boleh terputus" UPS mempunyai tegangan 11& > dan disuplai atter) yang mampu memberikan arus selama $& menit dan disiapkan &ower untuk pengganti atter)" Prinsip utama pembangkit listrik pada generator turbin gas adalah pembakaran gas alam dan udara pada uel no!!le untuk menghasilkan gas panas" @as panas ini diman8aatkan untuk menggerakkan turbin, selanjutnya turbin akan menggerakkan generator pembangkit listrik" @as buang dari turbin kemudian digunakan untuk pemanasan steam boiler 4(9#5" @as alam dipakai sebagai bahan bakar masuk ke kno+k out /rum untuk dipisahkan kondensatnya, selanjutnya gas alam dipanaskan" Untuk mengatur tekanan dan jumlah gas masuk sesuai dengan beban @T@ digunakan sto&=ratio #al#e 4S7>5 dan gas +ontrol #al#e

4@?>5" Udara yang diperlukan untuk pembakaran dan pendingin rame diatur dengan inlet gui/e #al#e 4/@>5 dengan sensing tem&erature e6haust " Putaran turbin dipertahankan '"1&& rpm untuk memperoleh 8rekuensi yang sesuai" Spesi8ikasi @T@ sebagai berikut+ .ut&ut

 $% M( 4ma=5

*oltage

 11 k>, $ &hase, '& 9N

(uel

 natural gas

3nergi listrik yang dihasilkan dari @T@ kemudian ditransmisikan ke sustation 4SS5 sebagai pembagi beban untuk kemudian dialirkan ke tra8o*tra8o penurun tegangan hingga ke peralatan yang menggunakan tegangan -,- k>, '&& >olt, dan $& >olt"

.1. U#/$ Pe*'#&,/$ Steam Unit ini memproduksi steam untuk menunjang proses pembuatan ammonia dan urea" Produksi steam dilakukan dengan 6ara mengolah air demineralisasi pada Waste Heat Boiler " Panas yang digunakan pada boiler ini berasal dari gas buang Gas Turine Generator 4@T@5 pembangkit listrik"@as buang yang dihasilkan oleh @T@ mempunyai temperatur yang sangat tinggi, sehingga tidak memungkinkan untuk dibuang langsung ke lingkungan" Untuk itu gas buang ini diturunkan temperaturnya terlebih dahulu dengan memberikan panasnya pada Boiler (ee/ Water 4#F(5" Sumber panas lain (9# adalah dari pembakaran gas alam yang dilakukan

pada au6iliar) iring " Steam yang akan dihasilkan adalah su&erheate/ steam,

sebanyak 1;& tonAjam dengan tekanan % kgA6m% dan temperatur ;&O?" Unit pembangkit steam terdiri dari unit /eaerator dan unit Waste Heat Boiler 4(9#5"

.1. U#/$ De'e('/ Unit /eaerator ber8ungsi untuk menghilangkan kandungan gasEgas yang masih terdapat dalam aliran air demineralisasi, seperti ?) dan )% ")% dan ?) dapat bereaksi dengan besi 4Fe5 membentuk padatan yang mengendap 4Fe%)$ dan Fe4)95%5" Padatan*padatan tersebut dapat memi6u terjadinya korosi" Penghilangan gas*gas dilakukan dengan dua metode yaitu metode stripping pada deaerator dan injeksi h)/ra!ine 4.%9;5" Stri&&ing dilakukan di dalam deaerator dengan mengontakkan aliran air dengan !P steam" :danya pengontakan tersebut menyebabkan ?)% dan )% di dalam aliran air ikut terbaa oleh aliran steam" .%9; bertugas untuk menghilangkan kandungan )% yang masih terbaa oleh aliran air

demineralisasi setelah keluar /eaerator " 7eaksi yang terjadi pada proses penghilangan )% dengan h)/ra!ine adalah sebagai berikut+  %  ;  %   %  %  %

Selain kedua hal tersebut di atas, upaya lain yang dilakukan untuk mengurangi risiko terjadinya reaksi adalah injeksi amonia ke dalam aliran #F(" :monia dibutuhkan untuk membuat p9 aliran #F( menjadi sekitar ,'E,'" Dengan demikian derajat keasaman #F( menjadi rendah" Sebagaimana diketahui derajat keasaman yang tinggi juga menjadi salah satu sebab terjadinya korosi" :ir demineralisasi dari /emin water tank 41'*T*%&15 dipompa menuju deaerator dengan /emin water &um& 410*P*1&1:A#5" :liran ini dipanaskan terlebih dahulu sebelum memasuki unit /eaerator untuk mengurangi kebutuhan steam yang dibutuhkan di deaerator" :ir ini dipanaskan di low/own +ooler 410*3*%&15 dan B(W &reheater 410*3*1&15" Pada low/own +ooler air demineralisasi mengambil panas dari aliran +ontinuous low/own dari steam /rum, yang memang perlu didinginkan agar memenuhi persyaratan untuk dibuang ke saluran outall , sedangkan di &reheater B(W memperoleh panas dari aliran keluaran deaerator" Dari B(W Preheater , air demineralisasi menuju ke /eaerator 410*>*1&15" Setelah keluar dari deaerator ke dalam air demineralisasi diinjeksikan h)/ra!ine dan amoniak" Setelah proses deaerasi dan injeksi ini air demineralisasi dapat disebut sebagai Boiler (ee/ Water 4#F(5" Spesi8ikasi #F( yang dihasilkan ditunjukkan pada tabel %"1" #F( ini dipompa oleh #F( Pump 410*P*%&1:A#A?5 menuju ke (9# 410*9*%&15"

Tabel %"1 Spesi8ikasi Boiler (ee/ Water N) 1 % $ ; ' 0

.1.9 U#/$ Waste $eat Boiler

P'('e$e( p9 )% terlarut ?l* Total ?u Total Fe .a, K Si)%

N/l'/ ,' * ,' &,&&0 ppm &,&% ppm &,&&$ ppm &,&% ppm &,&1 ppm &,&% ppm

#F( sebelum dipompa menuju steam /rum 410*9*%&15 dipanaskan terlebih dahulu di e+onomi!er 410*3*%&15 yang meman8aatkan panas sisa dari gas buang sebelum dibuang ke atmos8er" Dalam steam /rum, #F( dipanaskan hingga menjadi saturate/ steam dengan meman8aatkan gas buang pembakaran" Saturated steam yang terjadi kemudian dialirkan ke &rimar) su&erheater hingga suhunya ;0o? dilanjutkan ke se+on/ar) su&erheater sampai temperaturnya ;&o?, dimana untuk pengontrolan temperatur ini dipakai /esu&erheater " Untuk menghindari terbentuknya kerak maka pada steam drum diinjeksikan anti kerak, yaitu larutan triso/ium &hos&at dan /iso/ium &hos&at " Kualitas air #F( adalah sebagai berikut+

- p9

+ ,' E 1&,'

-

Total alkali

+ '& E & ppm

-

Total /isol#e/ soli/

+ $&& ppm

-

Konduktivitas

+ 1'& µsA6m

- Phos&at

+ 1* - ppm

-

Silika

+ % ppm

-

Klorida

+ %& ppm

Steam /rum dilengkapi 8asilitas kontinyu low/own dan intermitten low /own" "ate kontinyu low /own sebesar 1C dari low steam yang dihasilkan dan menuju ke +ontinuos low /own tank 410*S*%&15 untuk diman8aatkan sebagai penghasil !P steam" Sedangkan rate intermitten low /own adalah 'C dari steam yang dihasilkan dan dilakukan apabila analisa boiler water melampaui batas*batas yang telah ditentukan" Distribusi steam di pabrik Kaltim* $ dapat dibagi dalam+ 

%

$

,tilit)

-

9P steam hea/er 4& kgA6m%@5

-

MP steam hea/er 4$,' kgA6m%@5

-

!P steam hea/er 4; kgA6m%@5

:mmonia

-

11& K steam hea/er

-

MP steam hea/er

-

%& K steam hea/er

-

!P steam hea/er

Urea

-

9P steam hea/er

-

MP steam hea/er

-

%& K steam hea/er

-

!P steam hea/er

-

$,% steam hea/er

@ambar $"' Flo Diagram Unit Waste Heat Boiler

.1.10 U#/$ Instr!ment %ir =IA? '# Plant %ir =PA? Unit 1&& adalah yang menyediakan kebutuhan udara pabrik 4P:5 dan udara instrumen 4/:5" Udara pabrikA &ro+ess air digunakan dalam segala proses yang membutuhkan udara, sedangkan udara instrumenAinstrument air digunakan hanya untuk keperluan alat*alat instrumen berpenggerak udara 4 &neumati+5" Flo diagram unit 1&& dapat terlihat pada gambar %"0" A. Instr!ment %ir =U'(' I#$(%e#?

Udara keluar dari air re+ei#er 41*>*1&15, masuk ke pre 8ilter, kemudian dimasukkan ke dalam instrument air /r)er 41*D*%&1 :A#5 yang berisi Allumina a+ti#e, untuk menyerap kandungan air dalam udara" Keluar dari /r)er ke ater ilter , untuk menghilangkan debu yang mungkin masih tersisa" /nstrument air ini digunakan untuk kontrol alat E alat proses pada pabrik ammonia dan urea, seperti pembukaanApenutupan #al#e" Kualitas udara dari instrument air + *

Tekanan

*

9%)

*

Flo rate udara

+ 0,' kgA6m% + ma=" 1%' ppm + %1&& .m$Ajam

:pa bila suplai instrument air di baah batas low rate minimum yang diijinkan, maka dapat digantikan oleh gas .% yag berasal dari Air Se&arator ,nit 4:SU5 di Kaltim*1"

. Plant %ir =U'(' P()e?

Selama normal operasi, &lant air diperoleh dari kompresor udara 41*K*;&%5 di unit ammonia, kemudian dialirkan ke air re+ei#er 41*>*1&15 dan dijaga pada tekanan  kgA6m%@, penampung udara atau air re+ei#er dilengkapi dengan water tra& untuk mengeluarkan kondensat yang terjadi" #ila kompresor udara tri&, udara dapat diperoleh dari kompresor emergen+) 41*K*1&15 atau tie;in dari Kaltim*%" Kompresor udara 41*K*1&15 terdiri dari kompresor, 8ilter udara inter+ooler , ater+ooler , Water Se&arator , Set Cooling Water Sistem, %ue oil Sistem (uel .il Tank dan /iesel engine" Setelah unit air re+ei#er , udara didistribusikan melalui dua jalur yaitu sebagai udara proses dan menuju proses untuk udara instrument " Plant air ditampung kemudian disuplaikan ke user melalui hea/er &lant air distribusi, menuju+ *

@T@, untuk membersihkan 8ilter udara

;

,tilit) station

* Ba+k washing ilter larutan karbonat di bagian ammonia *

See/ing s)stem di bagian urea

@ambar $"- Flo Diagram Udara Proses dan Udara /nstrumen

.1.11 T/e I# K'l$/"

Tie in merupakan interkoneksi antar departemen berguna untuk memenuhi kekurangan departemen lain" Tie in di Kaltim*$ untuk utilitas adalah +

-

Sea water tie in dengan K*% dan P)PK:

-

Chlorine tie in dengan K*% dan P)PK:

- "aw +on/esate tie in dengan K*1, K*%, dan P)PK: - Demin water tie in dengan K*1, K*%, dan P)PK: -

Steam tie in dengan K*1,K*%, ke P)PK: hanya bisa kirim

- Power tie in dengan K*% - Plant air tie in dengan K*% dan P)PK: .2 U#/$ A)#/' .2.1 K)#e4 P()e Unit ammonia Kaltim*$ memproduksi ammonia anhi/rous, yang digunakan sebagai bahan baku di unit urea sedangkan sisanya dikirim ke storage" 9asil sampingnya berupa ?)% yang merupakan bahan baku proses pembuatan urea" Kapasitas produksi ammonia adalah 1&&& MTPD yang merupakan rate produksi 1&& C ammonia tanpa 97U 4 H)/rogen "e+o#er) Unit5" Unit ini dapat memproduksi 11& MTPD ammonia jika menerima hidrogen dari 97U" Se6ara umum proses ammonia dihasilkan dari reaksi katalitik antara gas hidrogen 49%5 dan nitrogen 4.%5 dengan perbandingan 9% + .%  $ + 1 dengan persamaan reaksi +

: % ( g )

+ $ H %( g ) ⇔ % :H $( g )

∆ H = −,%%&& 8 A mol

4M" Smith >, 1015 7eaksi sintesa ammonia di atas adalah reaksi kesetimbangan yang bersi8at eksotermis" 9idrogen diperoleh dari reaksi hidrokarbon 4gas alam5 dengan steam 4reorming 5 dan nitrogen diperoleh dari udara bebas" 7eaksi reorming antara gas alam dengan steam adalah sebagai berikut +

C n H m

+ % H % . → C n −1 H m − % + $ H %

CH ;

+ H % .

⇔

C. + H % . ⇔

C. + $ H %

C.%

+

H %

Kualitas produk ammonia 6air yang dihasilkan sebesar , C berat ammonia dan impuritas &,1 C berat" Sedangkan produk samping ?)% memiliki kualitas , C volume ?)% dan impuritas berupa 9%, .%, ?9;, ?), :r maksimum &,1 C volume" Proses yang dipakai adalah Hal/or To&soe A=S , Denmark"

.2.2

U#/$ De%l%(/'/

Proses /esulurisasi adalah proses yang ber8ungsi untuk mengubah sul8ur organik yang terkandung dalam natural gas menjadi sul8ur anorganik serta menyerap sul8ur anorganik tersebut hingga kurang dari &,1 ppm" Proses desul8urisasi berguna untuk menghilangkan A mengurangi senyaa sul8ur yang terkandung didalam gas alam yang merupakan ra6un pada katalis nikel di seksi reorming " @as alam pada umumnya mengandung sul8ur dalam bentuk 9%S A sul8ur anorganik dan sul8ur organik seperti merkaptan yang rumus molekulnya 7S9" Kandungan sul8ur yang ada di dalam suplai gas alam unit ammonia Kaltim*$ biasanya sebesar Q &,% E &,$ ppm" Senyaa sul8ur yaitu 9 %S, ?)S, dan 7S9 merupakan ra6un pada katalis pabrik ammonia" Desul8urisasi terdiri dari % buah #essel yang bekerja se6ara seri" Pada setiap #essel di lapisan atas terdapat katalis ?oMo yang ber8ungsi untuk mengubah sul8ur organik menjadi anorganik" Sedangkan di baah katalis ?oMo terdapat adsorbent Rn) yang ber8ungsi untuk menyerap sul8ur anorganik" Material dasar yang ada didalam desul8uriNer adalah Rn) 4katalis produksi Topsoe type 9TR E $5" Senyaa sul8ur merupakan ra6un bagi katalis E katalis yang berada pada+ 1" 9%S dapat mera6uni K %?)$ pada larutan Beniel/ yang ber8ungsi mengabsorb ?)% pada ?)% remo#al " K %?)$ akan lebih suka bereaksi dengan 9%S sehingga ?)% tidak teradsorb dengan baik" %" 9%S juga dapat mera6uni unit steam reorming dengan katalis .i) dengan menempelnya senyaa hasil reaksi 9%S dan .i) pada permukaan katalis sehingga reaksi gas alam tidak berlangsung" Pe('l'$'# %$'' '#& /&%#','# / %#/$ Des!lf!risasi ''l'h e*'&'/ *e(/,%$: 1" :atural gas . /rum 41*S*1&15 Fungsi + untuk memisahkan hidrokarbon berat 4?n9m5 yang terkandung dalam

gas proses" Tipe + #erti+al /D = T! * T! + 1&'& mm = %'1& mm = 1&&& mm Temperatur + -&O? Tekanan + ;% kgA6m%@ %" Con#e+tion se+tion pada Primar) "eormer - :atural Gas Preheater 41*3*1115 Fungsi + untuk memanaskan gas proses sebelum masuk ke sul8ur adsorber dengan proses kondensat" Tipe

+ +oil D

T!

+ 11$&& mm

Sura+e area + 1'1; m% Temperatur + &O? - Seksi konveksi 41*3*1&; :A#5 Fungsi + untuk memanaskan gas proses yang akan diumpankan ke unit desul8uriNer dengan lue gas" $" Desuluri!er 41*7*1&1 :A#5 Fungsi + mengubah sul8ur organik menjadi sul8ur anorganik serta menyerap sul8ur yang terkandung dalam gas alam" Tipe + vertikal /D = T!*T! + 1&& mm = ;-&& mm = 1'&& mm Temperatur + ;&&O? Tekanan + $,% kgA6m%@ a"

Katalis

?oMo

4+oalt;mol)/enum5

di

bagian

atas

sebagai

katalis

hidrogenator, absorben Rn) 49TR*$5 di bagian tengah sebagai penyerap sul8ur dan katalis ?u) di bagian baah 4terdapat di /esuluri!er #5 sebagai penyerap sul8ur organik dan anorganik yang masih lolos" b"

Data Katalis Rn) 49TR E $5 +

-

#entuk

+ 76trusion

-

>olume

+ 0,- = % m$

-

Tekanan inlet

+ $,% KgA6m%@

-

Temperatur in=out

+ ;&&o? * $&o?

Si8at*si8at katalis Rn) antara lain+ a" Tidak bereaksi dengan )% dan tidak bersi8at &)ro&hori+ b" Terhidrasi oleh 9%), dengan reaksi sebagai berikut + Rn S4S5  9%)4g5



Rn) 4S5  9%S4g5

6" #ereaksi dengan h)/rogen suli/e 49%S5 dan +aronil sul&hi/e 4?)S5" d" Steam tidak boleh dimasukkan ke sul8ur absorber karena !in+ o6i/e akan terhidrasi" #ed pertama pada bagian desul8uriNer disebut bed hidrogenator" Sul8ur organik yang terkandung dalam gas alam sebelumnya diubah lebih dahulu menjadi sul8ur anorganik dengan menggunakan injeksi gas h)/rogen 49%5 serta dengan bantuan katalis ?oMo 4+oalt; mol)/enum5 di bagian atas sebagai katalis hidrogenator" Dikatalis ?oMo+ - Temperatur operasi + %%' E ;'&O? - Tidak boleh kontak dengan hidrokarbon tanpa adanya 9% pada temperatur diatas $$&O? karena akan menyebabkan terjadinya deposit karbon - %ie time Q %,' tahun - Parti+le si!e , mm ' ring 7eaksi yang terjadi adalah sebagai berikut+ 7S9  9 % → 79  9 %S 7 1SS7 %  $ 9% → 7 19  7 %9  %9%S 7 1S7 %  %9% → 7 19  7 %9  9%S

415 4%5 4$5

4?95;S  ;9% → ?;91&  9%S 4;5 ?)S  9 % → ?)  9%S 4'5 Keterangan+ 7 + h)/ro+aron ra/i+al 7S9 + ?9;S meth)l mer+ha&tane 7 1SS7 % + ?%9-S% meth)l /esulie/ 7 1S7 % + ?%9-S eth)l mer+ha&tane 4?95;S + trio&hene ?)S + +aron)l suli/e Sedangkan bed kedua pada desul8uriNer adalah sul8ur absorber" :lat ini ber8ungsi untuk menyerap 9%S dalam gas alam yang keluar dari e/ pertama sebelum masuk &rimar) reormer< Pada bagian ini, terdapat katalis Rn) yang ber8ungsi untuk mengadsorb senyaa sul8ur anorganik dari e/ sebelumnya jika konsentrasi ee/ melebihi dari keseimbangan yang dapat di6apai oleh reaksi" Salah satu penyebab senyaa sul8ur bisa lolos adalah adanya kandungan 9%) yang menyebabkan terhidrasinya RnS membentuk ?)S serta kurangnya kadar gas 9% di inlet h)/rogenator sehingga proses reaksi perubahan senyaa sul8ur organik menjadi anorganik terhambat" Si8at*si8at adsorben Rn) antara lain + a" Tidak bereaksi dengan )% dan tidak bersi8at &)ro&hori+ b" #ereaksi dengan h)/rogen suli/e 49%S5 dan +aronil sul&hi/e 4?)S5 Rn)  9%S RnS  9%) Rn)  ?)S RnS  ?)% 



6" Steam 9%) tidak boleh dimasukkan ke sulur asorer karena !in+ o6i/e akan terhidrasi RnS4s5  9%)>g? Rn)>s?  9%S>g? 

De,(/4/ P()e

@as alam untuk proses pada tekanan ;' kgA6m%@, $& &? dimasukkan ke proses :atural Gas . Drum 41*S*1&15 yang ber8ungsi untuk memisahkan hidrokarbon berat yang terkandung dalam gas proses" (low @as :lam diatur oleh F7*110 pada rate 1&&C sebesar %;" .m$Ajam" @as proses dipanaskan di :G Preheater 41*3*1115 sehingga men6apai suhu &O?" Kemudian ditambahkan 9% re+)+le /ari seksi sintesa ammonia >Hi/rogen "e+o#er) ,nit=H",? sejumlah 'C dari total gas untuk selanjutnya dipanaskan sampai 1%& O? di .@ Preheater 41*3*1&; #5 yang terletak di seksi Waste Heat "e+o#er) Primar) "eormer 41*9* 1&15" dan ;&& O? di seksi konveksi 41*3*1&; :5" Penambahan 9% re+)+le dari 97U ini dimaksudkan untuk merubah sul8ur organik menjadi sul8ur anorganik" 7eaksinya adalah sebagai berikut+ 9%  79S  9%S  79

@ambar $" (low Diagram Unit Desul8urisasi

Untuk mendapatkan absorbsi sul8ur yang terbaik, gas harus dipanaskan terlebih dahulu hingga men6apai temperatur sekitar $&& E ;&&O?" :pabila temperatur kurang dari ;&&o?, maka reaksi absorb sul8ur anorganik oleh Rn) tidak akan berlangsung" Sedangkan apabila temperatur lebih dari ;'&o? dapat terjadi +ra+king h)/ro+aron yang dapat menyebabkan terjadinya deaktivasi katalis akibat tertutupnya sisi akti8 katalis" Kemampuan Rn) untuk menyerap sul8ur sangat tergantung pada temperatur" Pada temperatur ;1&O?, tetapan kesetimbangan,  akan naik menjadi dua kali lipat dari  pada temperatur $&O?" Sedang pada temperatur ambient 4sekitar $&O?5 kemampuan Rn) hanya %& C dari kemampuannya dibandingkan pada temperatur ;&&O?" Kesetimbangan penyerapan sul8ur+ P H S K P ( T )= =2,5 x 10−6 pada 380 o C P H O 2

2

P H S =5,0 x 10−6 pada 410o C K P ( T )= P H O 2

2

Sampai tingkat tertentu Sulur Asorer ini mampu menyerap sul8ur organik dengan 6ara merubah sul8ur anorganik menjadi 9%S yang selanjutnya diserap oleh Rn)" )leh karena itu selama normal operasi ke dalam Sulur Asorer diinjeksikan 9% sejumlah 'C dari total gas proses" 9% ini akan mengkonversi sul8ur organik menjadi 9%S" #ila jumlah sul8ur organiknya banyak, maka sul8ur organik harus terlebih dahulu dihidrogenasi dengan katalis

?oMo sebelum sul8urnya diserap oleh Rn)" :bsorben Rn) ini lama E kelamaan akan jenuh dengan sul8ur" !amanya aktu operasi untuk menjadi jenuh sangat tergantung pada banyaknya sul8ur yang masuk" @as proses keluar seksi konveksi 41*3*1&; :A#5 masuk ke dalam Sul8ur :bsorber 41* 7*1&1 :A#5 untuk diserap kandungan sul8urnya" @as alam masuk ke Sul8ur :bsorber 41*7* 1&1:A#5 pada tekanan $,% kgA6m%"@ dan temperatur ;&&°?" Kandungan sul8ur dalam gas yang keluar dari desul8uriNer selalu kurang dari &,1 ppm" Didalam desul8uriNer terjadi reaksi sebagai berikut+ Rn)  9%S

RnS  9%)



Selain itu juga, pada temperatur normal katalis juga bereaksi dengan 6arbonyl sulphide" 7eaksinya adalah sebagai berikut+ Rn)  ?)S

RnS  ?)



7eaksi tersebut diatas bersi8at endotermis" Tekanan keluaran /esul&huri!er dikendalikan agar bernilai Q $,- kgA6m%@ dan temperatur $& °?" ika tekanan keluaran meningkat sampai melebihi nilai set &oint , pengendali akan mengatur dan mengembalikan tekanan ke nilai set&oint dengan 6ara membuang sebagian gas melalui #ent ke atmos8er"

.2.

U#/$ &eforming

Tujuan dari proses re8orming adalah untuk memperoleh gas 9% dan .% sebagai bahan baku yang digunakan dalam reaksi sintesa ammonia, yang didapat melalui suatu reaksi katalitik re8orming antara hidrokarbon dengan steam" 7eaksi re8orming berlangsung dalam dua tahap, yaitu di Primar) "eormer 41*9*1&15 dan di Se+on/ar) "eormer 41*7*1&%5" Kebutuhan panas di kedua reaktor ini disuplai dengan 6ara yang berbeda" Di Primar) "eormer 41*9*1&15, panas disuplai se6ara tidak langsung melalui iring 4panas pembakaran dari (uel :G5, sedangkan di Se+on/ar) "eormer 41*7*1&%5, panas berasal dari reaksi pembakaran sebagian gas h)/rogen 49%5 dengan o6)gen 4)%5 yang berasal dari udara" Peralatan utama yang digunakan di unit reorming adalah sebagai berikut+ %. Primary &eformer

Fungsi

+ tempat terjadinya reaksi re8ormasi menghasilkan gas 9% dengan mereaksikan gas alam dengan steam untukmenghasilkan gas sintesa"

Tipe

+ To&soe T)&e

Temperatur

+ inlet '%0O? outlet 0O?

(lowrate

+ -'' kgAhour

Spesi8ikasi

+

a" umlah tue 1- pasang yang dipasang di dua ra/iant +hamer b" umlah urner $; ra/iant urner yang dipasang dalam - tingkat di dua sisi tiap +hamer 6" Dilengkapi oleh dua ID an 41*K*1&1 :A#5, dengan kapasitas 0&C dari total rate lue gas Primar) reormer ber8ungsi sebagai tempat terjadinya reaksi reorming , yaitu reaksi pembentukan 9% sebagai bahan baku yang digunakan dalam pembuatan ammonia" Primar) "eormer merupakan @In/u+e/ Draught o6 heater@ " Primar) "eormer 41*9*1&15 mempunyai tube sebanyak 1- buah yang dipasang di dua radian +hamer " "eormer diisi dengan 1',- m$ katalis 7*-0 dan -,; m$ katalis 7*-0*7 dalam bentuk ring, dengan diameter 1-A mm dan tinggi 1- mm" Kedua katalis ini berbasis .i)" Di seksi re8orming ini, 6ampuran steam MP 4tekanan $ kgA6m%@, temperatur $0'&?5 dan Pro6ess .@ dipanaskan terlebih dahulu sampai temperatur '%0 &?" kemudian dileatkan ke baah melalui tue vertikal yang berisi katalis" Tue  tue ini ditempatkan didalam 8ire heater dalam Primar) "eormer 41*9* 1&15" Disini, panas hasil pembakaran 8uel .@ ditrans8er ke tue katalis melalui radiasi yang dihasilkan dari $; urner " Kebutuhan panas pada Primar) "eormer disuplai dari pembakaran uel gas di urner yang berasal dari natural gas atau 6ampuran natural gas dengan &urge=lash gas dari loo& sintesa atau 6ampuran natural gas dan uel o gas dari H)/rogen "e+o#er) ,nit 4Unit $&&5" Fuel gas ini terlebih dahulu dipanaskan sampai temperatur &O? 41*Thi*1';5 pada &reheater 41*3*11&5" Panas hasil pembakaran dari urner ditrans8er ke tue;tue katalis se6ara radiasi dan se6ara konveksi oleh lue gas" Sedangkan sisa panasnya diman8aatkan sebagai lue gas untuk memanaskan gas proses dan steam di 1*3*1&1, udara proses di 1*3*1&% :A#, 9P Steam Su&erheater di 1*3*1&$, :atural Gas Proses di 1*3*1&; :A#, 9P #F( di 1*3*1&' dan !P #F( di 1*3*1&-, yang semuanya dilakukan se6ara konveksi di &reheater +oil " (lue gas keluar dari ra/iant +hamer di Primar) "eormer pada temperatur sekitar 1"&%&O? 41*T7*11 dan 1* T7*1%15" (lue gas dikeluarkan ke atmos8ir oleh dua lue gas an 41*K*1&1* :A#5" Kedua lue gas an ini berkapasitas masing*masing 0&C dari total rate lue gas" Kegunaan ID (an ini adalah untuk menurunkan tekanan urna+e sedikit dibaah atmos8ir untuk mengarahkan aliran lue gas" Penghisapan di urna+e reormer dikontrol oleh 1*P/?*1&; yang mengoperasikan lue gas /am&er " @ra8ik dibaah ini adalah pengaruh temperatur, tekanan dan rasio Steam;Caron 4SA?5 terhadap konsentrasi ?9; outlet reormer " Terlihat baha konsentrasi ?9; outlet

berbanding terbalik dengan temperatur dan rasio SA?, namun sebanding dengan tekanan" Semakin tinggi temperatur dan rasio SA? maka ?9; leak akan semakin rendah"

@ambar $" @ra8ik 9ubungan Temperatur, Tekanan dan 7asio Steam=Caron Terhadap Konsentrasi ?9; leak

@as proses dari sul8ur absorber sebesar %0"$&& .m$Ajam ber6ampur dengan MP steam pada tekanan $ kgA6m%@ sebesar %"'&& kgAjam" :liran steam ini diatur dengan rasio steam=+aron 4SA?5  $+1" Kemudian 6ampuran dipanaskan di +on#e+tion se+tion &rimar) reormer 41*3*1&15 sampai suhu '%0O?" Sebelum kemudian dimasukkan ke &rimar) reormer 41*9*1&15" 7eaksi yang terjadi pada &rimar) reormer adalah + 1" 7eaksi hidrokarbon berat menjadi hidrokarbon ringan, ?n9m >g?  %9%)>g? ?n;9m;2>g?  $9%>g?  ?)% %" 7eaksi hidrokarbon ringan, ?9;>g?  % 9%) >g? ?)% >g? ;9% >g? 3< Shit Con#ersion 



?)  9%)



>g?

9%o?  $1,; k6alAmol 9%o?  $,; k6alAmol

?)%  9%

Untuk meyakinkan baha penyalaan uel gas sempurna, maka harus dioperasikan dengan udara ekses 4ekses ' C5" Udara untuk pembakaran diatur dari bukaan /am&er dan bukaan P:7 4 &rimar) air register 5 dan S:7 4 se+on/ar) air register 5 yang diatur se6ara manual" @as proses 4 Pro+ess :G5 meninggalkan &rimar) reormer 41*9*1&15 pada temperatur 0;- ?, dan tekanan $% kgA6m%@ untuk kemudian menuju Se+on/ar) "eormer 41*7*1&%5" Kandungan hidrokarbon 4metan5 setelah keluar Primar) "eormer 41*9*1&15 ini 1&,; C mol 4basis kering5" (lue gas dikeluarkan ke atmos8ir oleh dua lue gas an 41*K*1&1* :A#5"

Kedua lue gas an ini berkapasitas masing*masing 0&C dari total rate lue gas" Kegunaan ID (an ini adalah untuk menurunkan tekanan urna+e sedikit dibaah atmos8ir untuk mengarahkan aliran lue gas" Penghisapan di urna+e reormer dikontrol oleh 1*P/?*1&; pada tekanan *1& mm9%) yang mengoperasikan lue gas /am&er " Controller ini dilengkapi dengan high dan low alarm 1*P/?*1&; :A# A P:9*1&; & mm9%) A P:!*1&; *%& mm9%)5" Selanjutnya high &ressure swit+h PS99*1& juga dipasang yang akan mengakibatkan Primar) "eormer total tri& 4/*15 jika tekanan di dalam urna+e naik melebihi set &oint * nya4$ mm 9%)5" Faktor konversi pada unit Primar) "eormer sangat bergantung pada temperatur, tekanan operasi serta rasio steamA+aron" Untuk mendapatkan konversi yang tinggi, maka temperatur operasi harus tinggi dengan tekanan rendah serta rasio steam=+aron tinggi" Pada temperatur tinggi, reaksi akan bergeser ke arah produk mengingat reaksi pada unit ini merupakan reaksi endotermis" .amun apabila temperatur operasi terlalu tinggi akan menyebabkan terbentuknya deposit karbon yang akan menempel pada sisi akti8 katalis maupun pada bagian luar" Deposit karbon pada bagian sisi akti8 katalis akan menyebabkan deaktivasi katalis, sedangkan deposit katalis pada bagian luar akan menyebabkan naiknya &ressure /ro& reaktor" Deposit katalis dapat terjadi melalui reaksi berikut+ ?n92n2



%?)

n?  4n159%



?)  9%



?  )% ?  9%)

Tabel $"1 Spesi8ikasi Gas .utlet Unit Primar) "eormer Se#'@' ?)% ?) 9% ?9; .% :r

 V)l%e =D( '/? 11,$0 1&,-1 -0,& 1&,; &,;' &,&

B. Secondary &eformer

Fungsi + untuk melanjutkan reaksi reorming ?9; dengan panas hasil pembakaran uel oleh udara dan untuk menyediakan .%" Tipe + #erti+al /D = T! = T! + 1''& mm = ;;&& mm = 1%$& mm Temperatur + && E 1&&&O? Tekanan + $%,& kgA6m%@ Data Katalis .i) #entuk + "ing

Ukuran Bulk /ensit)

+ 1& D = 1 /D = 1 9 + 1&0& kgAm$

Toperasi

+ 1&&&O?

#ahan yang digunakan pada unit ini + 1"

@as :lam 4 Pro+ess Gas5 Tabel $"; Kisaran :nalisa Gas .utlet Unit Primar) "eormer K)4)#e#

De'/# = 3)l.?

K/'('# = 3)l.?

?)% ?) 9% ?9; .% :r

1&,- 1&,;-,;0 1&,% &,1 &

1&,- E 1$,& ,' E 1&,; -&,& E 0&,& ,0 E 1;,& & E 1,' & E &,%

A,$%'l = 3)l.? =2>05>2011? 11,1% ,11 --,$ 11,0 &,1; &,&1

Tabel $"' Kisaran :nalisa Gas .utlet Unit Se+on/ar) "eormer

%"

K)4)#e#

De'/# = 3)l.?

K/'('# = 3)l.?

?)% ?) 9% ?9; .% :r

0,1$,%' '','0 &"; %%,;0 &,%0

0,& E 1&,& 1%,$ E 1; '& E -& &,1 E 1,' %&,& E %',& &,% E &,'

A,$%'l = 3)l.? =2>05>2011? 0,$ 1%,%$ ',10 &,$%1,1 &,%$

(uel Gas dari 97U Tabel $"' Komposisi (uel Gas dari Unit 97U K)4)// 9% 4mol C5 .% 4mol C5 :r 4mol C5 ?9; 4mol C5 .9$ 4mol C5 Temperatur o? Tekanan 4kgA6m%@5 Mol low 4kg molAh5

$"

110 T>D =SOR? 1&,& ;$,1 1%,;' $$,10 &,$ %' $,' '%;,1

110 T>D =EOR? 1&,%1 ;;,%0 11,1 $$,%$ $$,%$ %' $,' ';,$'

9P Steam 11& K Spesi8ikasi steam yang digunakan untuk proses adalah sebagai berikut+

-

Konduktivitas 4 %'o?5 ma6

+ &"% Ls A6m

-

Sili+a ma6"

+ &"&% ppm 4berat5

-

Fe total ma6"

+ &"&% ppm 4berat5

-

.a  K ma6"

+ &"&1 ppm 4berat5

-

?u total ma6"

+ &"&&$ ppm 4berat5

;"

Udara

-

'"

Komposisi + .itrogen

+ 0,&; C volume

)ksigen

+ %&, C volume

?)%

+ &,&$ C volume

:r

+ &,; C volume

Katalis reormer + a"

Data Katalis Primar) reormer .i) 47*-07 A 7*-05 +

-

#entuk

+ "ing

-

Umur

+ $ E ' tahun

-

>olume

+ -,; A 1',- m$

-

Tekanan inlet

+ $', KgA6m%@

-

Temperatur inAout

+ '%&o? * 11o?

b"

Data Katalis Se+on/ar) reormer .i) 47KS * %5 +

-

#entuk

+ "ing

-

Umur

+ - * 1& tahun

-

>olume

+ %- m$

-

Tekanan inlet

+ $% KgA6m%@

-

Temperatur inAout

+ * o? E 1&&& o?

-

Tinggi e/

+ %, m

Pada dasarnya 8ungsi se+on/ar) reormer adalah sama dengan &rimar) reormer< Prinsipnya adalah untuk memperoleh gas .% dan melanjutkan reaksi reorming sisa metan menjadi 9%" 7eaktor yang digunakan berbentuk bejana yang berisi unggun partikel dan gabungannya dengan &rimar) reormer dinamakan sistem reormer primer*sekunder" )ksigen yang terkandung di dalam udara akan membakar ?), sisa methane dan hidrogen dan memasok energi tambahan yang diperlukan untuk reaksi reorming di dalam se+on/ar) reormer ini"

Dengan demikian kita tidak memerlukan lagi pembakaran tambahan gas bumi seperti di &rimar) reormer " Keuntungan lain dengan adanya se+on/ar) reormer ini, sebagai alat pemasukan nitrogen adalah akan memperke6il volume &rimar) reormer dibandingkan dengan apabila diinginkan konversi sempurna di dalam reaktor &rimar) reormer terseut , reaksi pembakaran di dalam se+on/ar) reormer adalah sebagai berikut+ %9%  )% → % 9%)

9  * 11',- kkalAmol 9%

%?)  )% → %?)%

9  * 1$',$ kkalAmol ?)

Di dalam Se+on/ar) "eormer 41*7*1&%5, adanya reaksi pembakaran akan mengakibatkan temperatur yang tinggi di ruang kosong bagian atas" 7eaksi "eorming metan akan menurunkan temperatur sepanjang katalis" Se6ondary 7e8ormer 41*7*1&%5 berisi %- m$ katalis tipe 7KS*% berbasis .i) dengan tinggi bed %, m" Katalis berbentuk ring dengan ukuran diameter 1A mm dengan tinggi 1 mm" Untuk itu metan harus tersedia agar reaksi tersebut dapat berlangsung karena panas yang dihasilkan dapat diserap maka suhu keluaran &ro+ess gas tidak terlalu tinggi sekitar 1&&&*1&1%o?, hal ini mempunyai alasan ekonomis karena material yang ada tidak dapat menahan suhu yang lebih tinggi dan dapat berakibat kerusakan" Pada Se+on/ar) "eormer 41*7*1&%5, sebagian gas 9% bereaksi dengan udara" Sebelum bereaksi dengan 9% di Se+on/ar) "eormer 41*7*1&%5, udara proses terlebih dahulu dikompresi dengan Air Com&ressor 41*K*;&%5 berpenggereak turin 4steam $K5 sampai tekanan $$ kgA6m% 4temperatur 1%O?5 kemudian dipanaskan di dalam Pro+ess Air Preheater 41*3*1&% :A#5 di seksi Waste Heat "e+o#er) dari Primar) "eormer 41*9*1&15" Pada Pro+ess Air Preheater 1*3*1&% #, 9% dipanaskan sampai $&&O? dan selanjutnya dipanaskan di 1*3* 1&% : sampai temperatur ''&O? 4tekanan $% kgA6m% @5" 7eaksi antara 9% dan udara ini berlangsung pada ruang kosong bagian atas dari Se+on/ar) "eormer 41*7*1&%5" 7eaksi pembakaran sebagian gas 9% ini akan mengakibatkan adanya kenaikan temperatur, reaksi spontan" Dari ruang kosong ini gas meleati e/ katalis Se+on/ar) "eormer 41*7*1&%5, dimana reaksi reorming disempurnakan yang se6ara simultan akan mendinginkan gas proses" Temperatur outlet dari Se+on/ar) "eormer 41*7* 1&%5 ini sekitar 1&&&O?, dengan kandungan metan &,%- C mol 4basis kering5" Selain itu juga, gas outlet dari seksi reorming ini mengandung sekitar 1; C mol ?) dan  C mol ?) %" Temperatur gas keluar Se+on/ar) "eormer masih tinggi sekitar 1&&&O? dan tekanan $1,' kgA6m% @ sehingga diman8aatkan untuk membangkitkan steam 9P" @as outlet dari Se+on/ar) "eormer didinginkan di .o" 1 9P (9# 41*3*1&5 sampai temperatur sekitar ''&O?" Pendinginan gas dilanjutkan di 9P Steam Presu&erheater 41*3*1&5 sampai temperatur $-&O?" Setelah keluar

dari seksi reorming , @as Proses selanjutnya masuk ke Seksi Pemurnian @as 4konversi ?), C.2 remo#al , dan Metanasi5" Se6ara teoritis ada kemungkinan terbentuknya karbon deposit dengan mengikuti persamaan reaksi #oundouard berikut ini+ %?) → ?)%  ? 4soot5 :danya +aron ormation ini mengakibatkan+

-

Kenaikan &ressure /ro& di katalis Pembentukan karbon deposit pada permukaan katalis sehingga menurunkan aktivitas dan me+hani+al strength katalis

- Hots&ot pada tue katalis Untuk men6egah terjadinya deposit karbon, dapat dilakukan dengan +

-

Menaikkan suhu untuk memperke6il harga &

-

Memperbesar steam;+aron ratio sehingga akan membentuk ?)% lebih banyak daripada ?) Pada kondisi yang sudah dipilih, reaksi hanya berlangsung dibaah &$O? karena alas

an kesetimbangan dan pada temperatur diatas -'&O? karena laju reaksi, dimana laju reaksi yang sangat rendah dibaah temperatur -'&O?" Karena itu range temperatur ini harus dilalui dengan 6epat, dan kontak antara gas dan permukaan panas harus dihindari pada range temperatur ini" Se6ara termodinamis, pembentukan karbon tidak mungkin terjadi pada kondisi tersebut" ika kesetimbangan dapat di6apai pada setiap tahap" ika katalis tera6uni oleh sul8ur, akti8itas katalis berkurang dan karbon deposit makin mudah terbentuk" Karbon deposit ini biasanya terbentuk oleh hidrokarbon berat seperti ole8in, aromati6s, atau napthene yang terkandung dalam hidrokarbon umpan" Pada rasio steamAkarbon yang rendah, se6ara termodinamis karbon deposit akan terbentuk, khususnya dibagian dalam katalis" ika katalis tidak 6ukup tereduksi, atau teroksidasi sebagian tanpa dilakukan reduksi lebih lanjut, maka pembentukan karbon deposit akan terjadi" Tabel $"- Spesi8ikasi Gas .utlet Unit Se+on/ar) "eormer Se#'@' ?)% ?) 9% ?9; .%

 V)l%e =D( '/? ,&1 1$,0 '',&; &,%%%,$

:r

.2.7

&,$$

U#/$ Con'erter

Tujuan adanya seksi pemurnian gas adalah untuk memurnikan @as sintesa keluaran re8orming sehingga mengandung 9% dan .% dalam perbandingan $ + 1 dan disamping itu hanya mengandung gas inert seperti methane dan argon dalam konsentrasi serendah mungkin" Untuk memurnikan gas sintesa 9% dan .% maka kandungan ?) dan ?)% harus dihilangkan karena dapat pula menjadi ra6un bagi katalis di .9$ +on#erter , sedangkan :r dan ?9; dapat menjadi inert di reaksi konversi .9$" Senyaa ?) tidak dapat dipisahkan oleh larutan eniel/ yang digunakan pada ?)% asorer " )leh karena itu ?) diubah terlebih dahulu menjadi ?)% pada unit shit +on#erter " @as keluar dari reorming mempunyai komposisi seperti sebagai berikut 4dalam C vol gas kering5+

Tabel $"- Persentase Komposisi @as Keluaran "eormer Se#'@'

K)4)/ K/'('# =?

H)/rogen >H 2 ?

''"&;

Caron $ono6i/e >C.?

1$"0

Caron Dio6i/e >C. 2 ?

"&1

:itrogen >: 2 ?

%%"$

:rgon >Ar?

&"$$

$ethane >CH 4 ?

&"%-

7eaksi yang terjadi pada shit +on#erter adalah sebagai berikut+ ?)  9%)



?)%  9%

9%o?  *,$ k6alAmol

7eaksi shit merupakan reaksi eksotermis" Untuk men6apai konversi yang tinggi, reaksi harus berlangsung pada temperatur yang rendah agar kesetimbangan bergeser ke arah pembentukan ?)%" .amun, pada temperatur yang rendah ke6epatan reaksi akan rendah" )leh karena itu, berdasarkan pertimbangan kinetis dan ekonomis maka reaksi shit dibagi menjadi % 4dua5 tahap yaitu High Tem&eratur Shit Con#erter dan %ow Tem&eratur Shit Con#erter "

@ambar $"1& @ra8ik 7eaksi pada Unit Shit Con#erter

@ambar $"11 Flo Diagram Unit Shit Con#erter

A. U#/$ $igh (em"erat!re Shift Con'erter Spesi8ikasi alat

-

Tipe /D = T! = T! Temperatur Tekanan

+ >erti6al + ;%&& mm = ;%;& mm = $&&& mm + ;&O? + $$, kgA6m%@

Data Katalis Fe$);

- >olume - Tinggi bed - Bulk /ensit)

+ '' m$ + $0& mm + 1&'& kgAm$

-

+ $-& E ;$$O?

Temperatur operasi

Tahap pertama dilakukan di 9TS +on#erter 41*7*%&15 yang ber8ungsi mengubah gas ?) menjadi ?)% dan 9% pada temperatur tinggi" 9TS berisi katalis Chromium )ksida &romote/ /ron oksida dengan jumlah '' m$" 7eaksi yang terjadi pada reaktor ini berlangsung pada temperatur tinggi dengan konversi rendah, tetapi ke6epatan reaksinya tinggi" Kondisi operasi temperatur $-&O? E ;&&O?, namun karena adanya reaksi menyebabkan kenaikan temperatur sekitar -$O?" Temperatur outlet sekitar ;$$O?" Katalis yang dipakai merupakan katalis tipe SK*%&1 dan SK*1% yang lebih kuat pada temperatur yang lebih tinggi dibanding dengan katalis yang digunakan di tahap !TS" .amun selama proses suhu tidak boleh lebih dari '&&O? karena ada kemungkinan terjadi kristalisasi" Metana tidak dianggap sebagai inert terhadap katalis alaupun ia bereaksi pada temperatur dibaah $&&O?" Methan akan bertindak sebagai pereduksi sehingga bila reduksi terjadi, katalis kemungkinan akan tertimbun oleh karbon deposit" Katalis yang belum tereduksi tidak boleh kontak dengan 9% dan ?)% ke6uali dalam keadaan dingin, karena hal ini akan merusak katalis" Katalis yang akan digunakan harus diakti8kan dimana Fe%)$ direduksi menjadi Fe$);" 7eduksi akan terjadi pada temperatur diatas %'&O?, tetapi selama reduksi temperatur tidak boleh lebih dari '&&O?, agar tidak mengurangi keakti8an katalis" Pertama katalis di heating;u& dengan nitrogen dan setelah itu dengan steam sampai temperatur reduksi men6apai %'&O? ter6apai" Kemudian sejumlah ke6il gas proses dari re8ormer ditambahkan ke dalam steam" Katalis pada High Tem&erature Shit sangat sensiti8 terhadap garam*garam yang kemungkinan terbaa bersama steam" Kandungan klorin dalam gas harus dibaah &,1 ppm" Katalis tidak terpengaruh oleh sul8ur dalam jumlah yang ada di &lant ini" Pada umumnya katalis tidak teroksidasi oleh steam saja, tetapi harus dioksidasi dengan penambahan sejumlah ke6il udara dalam steam karena dalam keadaan tereduksi katalis sangat &hro&hori+" Setelah bereaksi, kandungan ?) dalam gas &,$ C vol" Sebagian dari ?) setelah bereaksi akan menaikkan jumlah 9%, yang terbentuk bersamaan dengan terbentuknya ?)% yang dengan mudah dapat dipisahkan" Setelah gas didinginkan dan sebagian besar air dalam gas terkondensasi, ?)% dipisahkan di Seksi ?)% 7emoval sampai kandungan ?)% kurang dari &,1 C mol 4basis kering5" Meskipun ?) dan ?) % yang tersisa sedikit, namun gas ini merupakan ra6un bagi katalis sintesa ammonia" )leh karena itu, konsentrasi dari ?) dan ?)% tersebut diturunkan sampai hanya beberapa ppm" 9al ini dilakukan dalam Methanator 41*7*$&15, dimana reaksi yang terjadi merupakan reaksi kebalikan dari re8orming" 7eaksinya adalah sebagai berikut+

-?)

 $ 9%

?9;  9%)



 Panas

-?)%  ; 9%



?9;  % 9%)  Panas

@as yang mengandung sedikit ?) maupun ?)% yang keluar dari methanator 41*7* $&15, siap masuk ke seksi sintesa" Seksi pemurnian gas terdiri dari seksi konversi shi8t 4 9TS dan !TS +on#erter 5, absorpsi ?)% 4?)% removal5, dan Methanasi 4 $ethanator 5"

K)#3e(/ shift 8O

Konversi ?) adalah proses yang berguna untuk menghilangkan atau mengurangi gas ?) yang merupakan ra6un bagi katalis konverter sintesa amonia" @as ?) sulit untuk dipisahkan sehingga senyaa ini dikonversikan menjadi ?)% dalam % konverter shit yaitu High Tem&erature Shit 49TS5 dan %ow Tem&erature Shit 4!TS5" 7eaksi shit yang terjadi di konverter shit 1*7*%&1 dan 1*7*%&% adalah sebagai berikut+

-

?)  9%)



?)%  9%

 Panas

7eaksi akan terjadi karena adanya kontak dengan katalis" Kesetimbangan akan semakin baik apabila temperatur lebih rendah dan kandungan air lebih banyak, sementara temperatur yang tinggi akan memper6epat reaksi" 7eaksi akan menghasilkan kenaikan temperatur sehingga apabila panas tidak segera diambil sebelum konversi berakhir, kesetimbangan yang tidak diharapkan akan terjadi, oleh karena itu konversi dilakukan dalam dua tahap" Tahap pertama dilakukan di 9TS Con#erter 41*7*%&15 yang berisi '' m$ katalis ?hromium )kside promoted Iron .ksi/e dengan tipe SK*1% Kandungan ?) dalam gas diturunkan dari 1; C ke $,% C vol 4 basis kering5" Sebagian besar reaksi terjadi di 9TS Con#erter ini, sehingga menyebabkan temperatur naik sekitar -$ &

?, temperatur outlet sekitar ;$$ &?" @as proses keluar dari 9TS Con#erter dileatkan

$ethanator Trim Heater 41*3*%&$5 dimana selama normal operasi tidak ada pertukaran panas karena tidak adanya aliran gas yang melalui e6+hanger ini" @as proses outlet 9TS kemudian masuk .o"% Waste Heat Boiler 41*3*%&15 yang membangkitkan 9P steam di shell ide 1*3*%&1 akhirnya gas didinginkan di 9P #F( Preheater 41*3*%&%5 sampai %1& &?" kemudian gas masuk ke !TS Con#erter " Setelah gas proses keluar 9TS didinginkan hingga temperatur %1&O? sebelum masuk ke seksi %ow Tem&eratur Shit Con#erter< Tabel $"% Spesi8ikasi Gas .utlet Unit 9TS? Se#'@' 9% ?)% .% :r ?)

 V)l%e =D( '/? ',% 1-,0& %&,% &,$& $,%1

?9;

&,%$

. U#/$ )ow (em"erat!re Shift Con'erter Spesi8ikasi alat

-

Tipe /D = T! = T! Temperatur

+ *erti+al + ;;&& mm = -' mm = $&&& mm + %0&O?

-

Tekanan

+ $$, kgA6m%@

Data Katalis

-

-

#ed :tas

+ ?u), Rn, ?r

>olume

+ - m$

Tinggi bed

+ $' mm

#ed #aah

+ ?u), Rn

>olume

+ - m$

Tinggi bed

+ $' mm

#er8ungsi untuk mengubah gas ?) menjadi ?)% dan 9%" Pada temperatur rendah %&&o? untuk mendapatkan konversi lebih tinggi tetapi ke6epatan reaksi yang didapat lebih rendah" Panas proses gas dari 9TS diman8aatkan untuk 9P #F( Preheater< Konverter !TS terdiri dari dua bagian, bagian atas berisi - m$ katalis !SK dengan berbasis ?u), Rn), dan ?r %)$ dengan tinggi bed $' mm dan - m$ katalis berbasis ?u) dan Rn) tipe !K*&1 dan terdiri dari % e/ dengan tinggi e/ ;';& mm" tujuan dibuat dua bed pada bagian baah !TS ini adalah untuk memudahkan pergantian e/ " Kedua katalis ini sangat sensiti#e terhadap sul8ur yang masuk tidak hanya dari 9TS tetapi juga dari seksi rea+tor) se+on/ar) reormer selama periode pertama operasi" Con#erter !TS harus di )&ass selama periode ini sampai gas bebas sul8ur" Disamping sul8ur, +hlorine dan gas*gas senyaa Si adalah ra6un yang keras" Katalis diakti8kan dengan reduksi pada temperatur 1%&o? sampai %%&o? dengan .% yang mengandung 1*$C 9idrogen" Selama reduksi ?u) bereaksi dengan 9% dan membentuk +oo&er bebas" Temperatur keadaan normal operasi adalah antar %1& dan %;&o?" :pabila katalis dipanaskan pada $&&o? dalam aktu singkat akan menimbulkan akibat yang berbahaya bagi katalis" Dalam keadaan normal operasi, temperatur harus dijaga serendah mungkin" Tetapi pada temperatur /ew &oint , akti8itas katalis akan turun karena adanya kondensasi kapiler dalam katalis, yang mengakibatkan berkurangnya permukaan bebas oleh karena itu temperatur harus dijaga tidak kurang dari %&o? diatas de point gas" Katalis yang tereduksi adalah &h)ro&hori+ dan harus dioksidasi dulu sebelum +on#erter dibuka"

@as keluar !TS didinginkan, kemudian untuk memisahkan kondensat yang terbaa gas dilakukan pada proses se&arator 41*S*%&15, kemudian didinginkan pada 8eed #F( &reheater 41*3*%&-5 sedangkan panasnya diman8aatkan untuk memanaskan air demin dari 8eed #F( &reheater 41*3*$&;5, selanjutnya gas masuk proses kondensat se&arator 41*S*%&%5"

Tabel $"$ Spesi8ikasi Gas .utlet Unit !TS? Se#'@' 9% ?)% .% :r ?) ?9;

.2.5

 V)l%e = Dry '/? -&,;% 1,&$ 1,01 &,% &,$% &,%$

U#/$ C*+ &emo'al

Proses ini ber8ungsi untuk memisahkan gas ?)% yang dihasilkan pada seksi konversi shit " Sedangkan gas ?)% dibutuhkan untuk pembuatan urea, sehingga gas ini diambil dengan 6ara diserap oleh larutan 9P? 4 Hot Potasium Caronat 5" Peralatan utama yang digunakan di unit C.2 "emo#al adalah sebagai berikut+ 1

Kolom :bsorber 41*?*$&15 Fungsi

+ adalah tempat terjadinya penyerapan 4absorsi5 ?)% oleh larutan K %?)$

%

Tipe

+ Pa+king

/D = T! = T!

+ %"%&A$"$'& mm = $-";&& mm = 1"0&& mm

Temperatur

+ 1;O?

Tekanan

+ $1,% kgA6m%@

Kolom Stri&&er 41*?*$&%5 Fungsi

+ kolom stri&&er juga bisa disebut kolom regenerator " Fungsinya untuk melepas kembali ?)% yang terserap oleh larutan di kolom absorber"

Tipe

+ Pa+king

/D = T! = T!

+ $"-& mm = '1"-&& mm = 1;"$&& mm

Temperatur

+ 1'-O?

Tekanan

+ %,' kgA6m%@

$

;

Pompa Sirkulasi 9P? Solution 41*P*$&1 :A#5 Fungsi

+ untuk mensirkulasikan larutan dari kolom stri&&er ke kolom absorber

Tipe

+ sentri8ugal

Kapasitas

+ 1"&%' m$Ajam

9ead

+ %& m

Tekanan

+ $;,0% kgA6m%@

Dri#er

+ Hi/ro T motor

:lat Penukar Panas 4heat e6+hanger 5 Fungsi

+ se6ara umum heat e6+hanger ber8ungsi untuk menukarkan panas 4menaikkan atau menurunkan panas5 dua buah 8luida baik berupa gas maupun 6air 4liui/ 5" Di unit ?) % remo#al , umumnya dapat dijumpai dua atau tiga tipe 93, yaitu+

a

7eboiler Fungsi

+ untuk memanaskan dan menjaga larutan di stripper tetap pada titik didihnya" Panas yang diperoleh bisa dari gas proses atau dari steam"

9P? "eoiler 41*3*$&15



Tipe

+ #KU

Dimensi

+ 1"%'& mm = ;"'&& mm

Temperatur

+ 1'-O?

Tekanan

+ %,' kgA6m%@

Heat 76+hanger Fungsi

+ sebagai alat penukar panas dalam larutan yang disirkulasikan, misalnya larutan keluar stri&&er didinginkan oleh larutan yang akan masuk ke stri&&er "

(ee/ #F( Preheater 41*3*$&;5

+

Tipe

+ #KU

Dimensi

+ 1"'&& mm = -"&&& mm

Temperatur

+ 1;1O?

Tekanan

+ %,' kgA6m%@

Cooler Fungsi

+ untuk mendinginkan larutan dengan menggunakan media+ooling water dari s)stem utilitas

9P? Solution Cooler 41*S*$&15 Tipe

+ #3U

d

Dimensi

+ 1"%&& mm = ;"&&& mm

Temperatur

+ &O?

Tekanan

+ -,; kgA6m%@

?)% Separator 41*S*$&15 Fungsi

+ merupakan sebuah bejana 4#essel=/rum5 yang ber8ungsi untuk memisahkan kondensat air dengan gas proses"

e

Tipe

+ >ertikal

Dimensi

+ %"%&& mm = $"-'& mm = $"'&& mm

Temperatur

+ 0&O?

Tekanan

+ $,' kgA6m%@

(lash Drum 41*>*$&15 Fungsi

+ untuk melepaskan ?)% yang terserap oleh larutan dengan 6ara lashing atau penurunan tekanan"

Tipe

+ 9oriNontal

Dimensi

+ $"1& mm = "0&& mm

Temperatur

+ 1'-O?

Tekanan

+ %,' kgA6m%@

8 7Ee+tor (lash Drum 41**$&15 Dimensi

+ %"$1& mm

Kapasitas

+ ;"0' kgAh

Tekanan

+ - kgA6m%@

Temperatur

+ %$O?

Driver

+ !P Steam

@ambar $"1% Flo Diagram Unit ?) % "emo#al

7eaksi yang terjadi+ 1

7eaksi absorbsi K %?)$  ?)%  9%)

%

%K9?)$



7eaksi desorbsi %K9?)$



K %?)$  ?)%  9%)

#entuk dari kolom adalah Single Stage "egenerator dan S&lit T)&e Asorer " Pada seksi absorbsi gas masuk absorber 41*?*$&15 meleati tumpukan slote/ ring $;$A "ing yang tersusun dalam $ e/ " Be/ paling atas mempunyai tinggi 1'& mm dengan diameter %"%& mm dan berisi $0,0 m$ M*P:K 7ing dan % e/ dibaah mempunyai tinggi masing* masing 1'&mm dan diameter $$'&mm dan berisi 1-1,$ m$" @as proses ini diturunkan suhunya pada 9P #F( &reheater 41*3* %&5, !P Steam Generator 41*3*%&;5 dan 9P? "eoiler 41*3*$&15" 7eaksi absorbsi, gas proses mengalir dari bagian baah ke atas berlaanan arah dengan aliran 9P?" Di unit Kaltim $ ini, 9P? terdiri dari+

-

K %?)$ %C dimana ada sebagian terkonversi menjadi K9?)$ sebagai Nat pengabsorbsi"

- Diethanolamine 4D3:5 %,C sebagai a+ti#ator -

>%)' &,0C berat sebagai penghambat anti oam

Didalam larutan >%)' akan bereaksi dengan K %?)$, dimana Fe$); akan menghambat korosi berikutnya" 7eaksi yang terjadi+

%K %?)$  >%)'  %?)% $Fe 9%



Fe$); %>%);  ;K9?)$  %9%

Ditambahkan juga anti oaming dari &ol)g)eol 4U?).5" (oaming dalam larutan yang akan menyebabkan terhalangnya penyerapan ?)% oleh larutan 9P? serta meningkatkan &ressure /ro& dalam kolom penyerap" Sedangkan proses absorbsi terbagi dua tahap, yaitu+ 1

Pada bagian atas dengan temperatur tinggi 0&o? dimana laju adsorbsi tinggi"

%

Pada bagian baah dengan temperatur 11'o? dimana ke6epatan adsorbsi tinggi Ke6epatan reaksi dipertahankan tinggi dengan menggabungkan e8ek dari temperatur

tinggi dan aktivator" !arutan 9P? yang kaya akan ?)% keluar dari baah absorber dan gas sintesa dengan kandungan ?)% rendah keluar pada atas" Proses desorpsi di dalam Stri&&er , selanjutnya disebut proses regenerasi larutan 9P?, berlangsung pada temperatur tinggi dan tekanan rendah, oleh karena itu perlu disuplai panas" Panas dari generator diperoleh baik se6ara langsung oleh steam !P dari eEektor 1**$&1A$&; maupun tidak langsung oleh panas gas dan uap dari proses +on/ensat /egasiier pada 9P? "eoiler 41*3*$&15 dan Au6illar) "eoiler 41* 3*$&%5" Menara regenerator terdiri dari bed $;PA "ing yang masing*masing e/ memiliki tinggi 1'& mm dengan diameter $-& mm" "i+h solution masuk ke regenerator 41*?*$&%5 sebagian melalui H)/rauli+ Turin 41*TJ*$&15 sehingga tekanannya turun" Tekanan yang tinggi dari larutan dipergunakan untuk memutar pompa melalui h)/rauli+ turin sehingga menghemat listrik" Setelah melalui regenerator , larutan 9P? dialirkan ke (lash Drum 41*>* $&15 dimana penambahan steam untuk regenerator diperoleh dengan jalan lashing lean solution pada tekanan yang lebih rendah daripada tekanan regenerator" 1*>*$&1 mempunyai ; ruangan yang masing*masing ruangan di vakumkan oleh eEektor 41**$&1A$&;5 dengan memakai steam regenerasi sebagai penggeraknya" Tekanan pada ruangan pertama &,$ kgA6m% yang lebih rendah dari tekanan regenerator dan tekana ruangan ke empat merupakan ruangan dengan tekanan paling rendah yaitu &,;- kgA6m%" (lash steam dari tiap ruangan di hisap oleh eEektor 1**$1&A$&; dan dikembalikan ke baah 1*?*$&% bersamaan dengan e6haust steam sebagai pemanas regenerasi" !arutan yang telah diregenerasi dan di lash, dipompa dengan 9P? solution Pum& 41*P*$&1 :A#5 ke 1* ?*$&1 dimana sebagian didinginkan ke 0&o? dan dimasukkan kebagian atas 1*?*$&1 sementara sebagian besar lainnya dimasukkan ke atas e/ bagian baah" @as ?)% melalui bagian atas didinginkan pada 41*3*$&;5 #F( dan pada 41*3* $&'5 oleh air laut" Steam yang terikut dipisahkan oleh ?)% se&arator 41*S*$&15 dan steam kon/ensat dikirim ke /egasiier untuk diolah dan dikirim ke utilit)" @as ?) % yang dilepas dikirim ke urea"

Tabel $" Spesi8ikasi @as .utlet dari ?)% "emo#al Se#'@' 9% ?)% .% :r ?) ?9;

,.+.-

 V)l%e = Dry '/? 0$,01 &,% %;,0& &,$1 &,$% &,-0

nit Methanator

Unit terakhir pada tahap pemurnian gas sintesis adalah methanator" Unit ini bertugas mengubah gas ?) dan ?)% yang masih tersisa pada gas proses menjadi ?9;, sehingga reaksi pembentukan ammonia tidak terganggu oleh kehadiran ?) dan ?)%" 9al ini dilakukan karena ?) dan ?)% merupakan ra6un bagi katalis Ammonia Con#erter 41*7*'&15" 7eaksi yang berlangsung adalah reaksi methanasi yaitu sebagai berikut+ ?)  $9% ?)%  ;9%





?9;  9%)

V9%  W;,$ k6alAmol

?9;  %9%)

V9%  W1$$,' k6alAmol

Kedua reaksi di atas bersi8at eksotermis" Setiap 1C mol ?) dapat menaikkan temperatur sistem sebesar 0%O? dan setiap 1C mol ?)% dapat menaikkan temperatur sebesar -1O?" Untuk men6egah kenaikan temperatur sistem se6ara ekstrem, temperatur inlet unit methanator serta kadar ?) dan ?) % inlet harus selalu dijaga" Katalis yang digunakan dalam unit methanator adalah katalis berbasis .i) dengan tipe PK*', sama dengan katalis yang digunakan pada reormer " 9al ini disebabkan reaksi yang berlangsung pada unit methanator pada dasarnya kebalikan dari reaksi yang terjadi di dalam unit reormer " :gar kesetimbangan reaksi di atas bergerak ke arah ?9;, unit methanator harus beroperasi pada temperatur rendah" 7eaksi di dalam methanator dijalankan pada temperatur $%&o?" Pada kondisi operasi normal, e8ekti8itas katalislah yang mempengaruhi e8isiensi methanator " Pada temperatur ini katalis dapat digunakan karena telah teraktivasi dengan baik" ika temperatur terlampau tinggi, umur katalis tidak akan lama, yang disebabkan oleh /eakti#asi katalis" Sebaliknya, jika temperatur terlampau rendah katalis belum teraktivasi dengan baik sehingga menurunkan akti8itas katalis yang berpengaruh pada reaksi tidak terbentuk sesuai dengan keinginan" Katalis sangat sensiti8 terhadap sulur dan +hlorine" Steam dan h)/rogen tidak diperbolehkan digunakan sebagai pemanas, pendingin, atau &urging " Dalam kondisi normal katalis diakti8asi dengan heating u& menggunakan gas proses" Kandungan ?) dan ?)% dalam gas yang dipakai untuk mengakti8asi katalis harus serendah mungkin" Disarankan lebih

rendah dari 1C mol untuk menjaga temperatur serendah mungkin" Katalis methanator tidak boleh dioperasikan diatas '&&&? untuk aktu yang lama karena akan menyebabkan naiknnya laju pembentukan kristal"

@ambar $"1$ Flo Diagram Unit Metanasi

Peralatan utama yang digunakan di unit Metanasi adalah sebagai berikut+ 

2

3

$ethanator Fungsi Tipe /D=T!=T! Tekanan

+ merupakan tempat terjadi reaksi metanasi dari ?) dan ?)% menjadi ?9; + Pa6king + $"-& mm = '1"-&& mm = 1;"$&& mm + $1,% kgA6m%@

Temperatur

+ 1'-o?

$ethanator Heat 76+hanger Fungsi + merupakan alat penukar panas yang ber8ungsi untuk mendinginkan gas yang telah melalui proses methanasi dengan memanaskan gas proses yang akan memasuki methanator " Tipe

+ #3M 41*3*$&-5

/D=T!

+ 1"$&& mm = -"&&& mm

Tekanan

+ $1,% kgA6m%@

Temperatur

+ ;-&o?

(inal Cooler Fungsi Tipe /D=T! Tekanan

+ merupakan heat e6+hanger untuk mendinginkan gas yang telah di metanasi dengan menggunakan 6ooling ater dari unit utilitas" + #3M 41*3*$&-5 + && mm = -"&&& mm + %0,- kgA6m%@

Temperatur

+ &o?

4

(inal Se&arator Fungsi + merupakan #essel yang ber8ungsi untuk memisahkan air dari gas proses" Kondensat yang diperoleh dari kondensasi air dari gas proses disebut proses kondensat" Tipe + *erti+al 41*S*$&$5 /D=T!=T! + 1"-'& mm = $"&0' mm = 1"&&& mm Tekanan + $1,% kgA6m%@ Temperatur

5

$ethanator Trim Heater Fungsi + untuk memanaskan gas proses yang akan memasuki methanator menjadi $%&o? dengan meman8aatkan panas dari aliran produk unit ?) shi8t 6onverter alat 9TS 6onverter" Tipe + ?JU 41*3*%&$5 /D=T! + 0'& mm = $"'&& mm Tekanan + $$, kgA6m%@ Temperatur

-

+ 0&o?

+ ;&o?

Kompresor Sintesa @as Fungsi + untuk menaikkan tekanan gas sintesa sebelum masuk sintesa loo&" Tipe + Centriuge 41*K*;&$5 Flo rate + 11"$%' .m$Ajam Tekanan + %4S5 kgA6m%@ dan 1%4D5 kgA6m%@ Temperatur

+ ;& 4S5o? dan ,'4D5o?

De,(/4/ P()e

@as proses yang keluar dari unit ?)% remo#al dan telah dipisahkan dari kondensatnya di separator 41*S*$&%5 dan telah dipanaskan kembali pada $ethanator Heat 76+hanger 41*3* $&-5 hingga suhu $%&&?" Dalam keadaan tertentu,yaitu ketika methanator 41*7*$&15 mulai di* heating u& dari kondisi dingin sesudah shut*don,atau bila kandungan ?) dan ?)% dalam gas rendah,dan pertukaran panas di $ethanator Heat 76+hanger 41*3*$&-5 tidak memadai, maka untuk memperoleh temperatur inlet sesuai dengan yang diinginkan diperlukan tambahan panas dar i 76+hanger 41*3*%&$5" Di lain keadaan yaitu ketika kandungan ?)% tinggi, gas dingin akan memperoleh panas terlalu banyak di $ethanator Heat 76+hanger 41*3*$&-* :A#5"Pendinginan dilakukan dengan mem*)&ass $ethanator Heat 76+hanger 41*3*$&-* :A#5" @as panas outlet $ethanator 41*7*$&15 didinginkan di 1*3*$&-*:A# yang bertukar panas dengan gas dingin inlet methanator masuk ke $ethanator 41*7*$&15 pada bagian atasnya" @as proses yang telah mengalami reaksi metanasi keluar dari methanator pada temperatur Q$'%O? dan tekanan %0,- kgA6m%@" @as ini diharapkan mengandung ?) dan ?)% maksimal 1& ppm" Selanjutnya gas ini didinginkan kembali di $ethanator Heat 76+hanger

41*3*$&-5 oleh aliran gas masuk ke methanator dan di (inal Cooler 41*3*$&05 oleh +ooling water " Setelah didinginkan pada kedua alat penukar panas ini, gas proses dialirkan ke (inal Se&arator 41*S*$&$5 untuk dipisahkan dari kondensatnya" Selanjutnya gas proses, dengan temparatur Q;&O?, dikirim ke unit sintesis ammonia" Tabel $"; Spesi8ikasi Gas .utlet dari Metanasi

.2.

Se#'@'

 V)l%e = Dry '/?

9%

0%,0

?)%

*

.%

%',$-

:r

&,

%$?)

*

?9;

1,$'

U#/$ A)#/' )oo"

Tahap inilah yang menjadi inti dari proses pembuatan ammonia" 7eaksi antara 9% dengan .% menjadi ammonia terjadi pada tahap ini" 7eaksi sintesis tersebut adalah sebagai berikut+ $9%  .%



%.9$

V9%  W11 k6alAmol

9anya sekitar 1'C 9% dan .% yang terkandung dalam gas sintesa inlet konverter menjadi ammonia setiap kali leat e/ katalis" @as sintesa yang tidak terkonversi menjadi .9$ disirkulasi kembali ke konverter sehingga membentuk loo& sintesa" :kan tetapi ke6epatan reaksi sangat banyak dipengaruhi oleh temperatur tinggi" )leh karena itu, perlu kom&romi antara konversi teoritis dan Xa&&roa+h to euiliriumH pada saat meleati katalis" Dari hubungan ini dapat diketahui temperatur optimum yang menjadikan produksi maksimum bisa diperoleh" Pada temperatur tinggi prosentase kesetimbangan akan terlalu rendah sementara itu pada temperatur rendah ke6epatan reaksi rendah" Seksi sintesa ammonia dibuat untuk tekanan 1'' kgA6m%@ dan tekanan normal operasi 1$$*1;$ kgA6m%@" Temperatur bed katalis adalah $-&&? sampai '%&&? dimana nilai ini mendekati

temperatur

optimum

reaksi

sintesis ammonia

yang

merupakan

reaksi

kesetimbangan" Kondisi optimal reaksi ter6apai jika reaksi dilangsungkan pada temperatur rendah dan tekanan tinggi" Selain itu, terdapat 8aktor lain yang mempengaruhi jalannya reaksi, yaitu katalis dan rasio 9%A.%" Peralatan utama yang digunakan di unit Ammonia %oo& adalah sebagai berikut+

1 Ammonia ?onverter Fungsi

+ merupakan tempat berlangsungnya reaksi antara 9% dengan .% dari gas sintesa untuk menjadi .9$ dengan bantuan katalis Fe 4besi5"

Tipe /D=T!=T!

2

3

+ >ertikal 41*7*'&15 + %"&& mm = %"01& mm

Tekanan

+ 1'' kgA6m%@

Temperatur

+ $0&*'1&o?

$ake ,& Gas Se&arator Tipe

+ >ertikal 41*S*;$;5

/D=T!=T!

+ 1"%&& mm = %"&& mm = 1"&&& mm

Tekanan

+ 1'' kgA6m%@

Temperatur

+ *%&*'&o?

Ammonia Se&arator Tipe

+ >ertikal 41*S*'&15

/D=T!=T!

+ %"--& mm = $"0& mm = %"%&& mm

Tekanan

+ 1'' kgA6m%@

Temperatur

+ *%& sampai '&o?

; Ammonia Chiller Fungsi

+ merupakan pendingin gas outlet 6onverter dengan menggunakan ammonia sebagai media pendinginnya" :mmonia yang menerima panas

akan

menguap

dan

kemudian

uap

ammonia

tersebut

dikompresikan oleh kompresor dan didinginkan kembali menjadi liui/ ammonia"

5

Tipe

+ DKU 41*3*'&-5

/D=T!

+ %"$&& mm = -"''& mm

Sur8a6e :rea

+ 1%,' m%

Tekanan

+ 1'' kgA6m%@

Temperatur

+ *%&*0&o?

Purge Gas Chiller Tipe

+ #KU 41*3*'1%5

/D=T!

+ 1"''& mm = %"$& mm

Sur8a6e :rea

+ $-,; m%

Tekanan

+ 1'' kgA6m%@

Temperatur

+ *$$o?

'

(lash Gas Chiller Tipe

+ #KU 41*3*'1$5

/D=T!

+ 1"''& mm = %"$& mm

Sura+e Area

+ $, m

Sintesis ammonia dilakukan dalam ammonia +on#erter yang terdiri dari dua buah e/ , Ammonia +on#erter ini merupakan jenis +on#erter radial dimana gas meleati % e/ katalis dengan arah radial" Ammonia +on#erter seri %&& ini juga dilengkapi dengan satu internal heat e6+hanger " Be/ pertama terletak di bagian atas, beroperasi pada temperatur tinggi dengan tujuan meningkatkan laju reaksi, sedangkan bed kedua terletak di bagian baah, beroperasi pada temperatur yang lebih rendah untuk memberikan konversi reaksi yang tinggi" Katalis yang digunakan pada sintesis ammonia adalah katalis berbasis Fe%)$ yang direduksi terlebih dahulu menjadi bentuk akti8 Fe" Se6ara teoritis, perbandingan stoikiometrik 9%A.% pada reaksi adalah $+1" .amun, Pada prakteknya perbandingan 9%A.% yang diterapkan dalam proses sintesis ini berkisar antara %,0* %,0" 9al ini menunjukkan jumlah .% yang diumpankan berlebih" Tujuan diumpankan .% se6ara berlebih adalah untuk meningkatkan laju asor&si .% pada permukaan katalis"

@ambar $"1; Flo Diagram Unit Ammonia %oo&

De,(/4/ P()e

@as sintesis yang telah dimurnikan pada tahap sebelumnya, dialirkan oleh S)n Gas Com&ressor 41*K*;&$5, menuju ke tahap sintesis ammonia" Kompresor ini terdiri dari tiga tingkat" @as sintesis masuk kom&resor dengan tekanan sebesar %0 kgA6m%@ dan keluar dari tingkat ke*$ kompresor men6apai 1%0 kgA6m%@" Sebelum masuk kom&resor , gas sintesis dipisahkan dari kondensat E kondensatnya di dalam Su+tion Se&arator 41*S*;$15" Sedangkan

gas sintesis yang telah dikompresi dileatkan ke Ater Cooler 41*3*;$$5 dan $ake ,& Gas Chiller 41*3*;$;5 untuk didinginkan, kemudian dipisahkan lagi dari kondensatnya di $ake ,& Gas Se&arator 41*S*;$;5" @as dari separator inilah yang kemudian dipakai sebagai gas make;u& tahap sintesis ammonia" @as make;u& dialirkan ke bagian u&stream 2n/ Ammonia Chiller 41*3*'&5 dan ber6ampur dengan gas yang keluar dari +on#erter ammonia, yang sebagian telah menjadi 6air" ?ampuran ini mengalir ke Ammonia Se&arator 41*S*'&15" Ammonia 6air dipisahkan dari 6ampuran gas sintesis di se&arator " Dari separator ini 6airan ammonia dialirkan menuju ke bagian rerigerasi ammonia, sedangkan gas sintesis dialirkan menuju ammonia +on#erter " Sebelum masuk ammonia +on#erter , gas sintesis dipanaskan terlebih dahulu di 2 Col/ Heat 76+hanger 41*3*'&05 dan  Col/ Heat 76+hanger 41*3*'&'5" Selanjutnya gas tersebut dikompresi oleh "e+)+le Gas Com&ressor 41*K*;&;5 dan dipanaskan lagi di Hot Heat 76+hanger 41*3*'&$5" Dari sini gas sintesis dengan temperatur Q%0%&? dan tekanan Q1$$ kgA6m%@ masuk ke Ammonia Con#erter 41*7*'&15" Di reaktor ini gas sintesis bereaksi membentuk gas ammonia" @as masuk reaktor melalui dua saluran yaitu aliran gas utama dan aliran +ol/ shot " Kedua aliran kemudian bertemu pada e/ pertama di dalam reaktor" Temperatur inlet aliran di e/ pertama adalah Q$0-o? dan keluar pada temperatur Q;0'O?"Sebelum masuk e/ kedua, gas sintesis didinginkan oleh aliran +ol/ shot di dalam internal heat e6+hanger , sehingga temperatur inlet e/ II menjadi Q;&'o?" :liran gas yang mengandung ammonia sebagai hasil reaksi dan gas E gas lain yang belum bereaksi keluar dari +on#erter pada temperatur ;$o?" @as ammonia keluaran reaktor mengalami delapan kali pendinginan sehingga didapatkan ammonia 6air yang kemudian dikirim ke unit re8rigerasi ammonia" @as tersebut turun temperaturnya selama pendinginan tersebut, yaitu dari Q;$O? menjadi Q*'O?" Pendinginan gas ammonia terjadi pada unit E unit S)n %oo& WHB 41*3*'&15, S)n %oo& B(W Pre Heater 41*3*'&%5, Hot Heat 76+hanger 41*3*'&$5, Water Cooler 41*3* '&;5, st

Col/ Heat 76+hanger 41*3*'&'5, st Ammonia Chiller 41*3*'&-5,2n/ Col/ Heat

76+hanger 41*3*'&05, dan 2n/ Ammonia Chiller 41*3*'&5" Untuk menghindari akumulasi inert, dilakukan &urging di bagian /ownstream 2n/ Col/ Heat 76+hanger , sebelum gas make; u& dimasukkan" Purge gas sebagian dikirim ke H)/rogen "e+o#er) ,nit >H", dan sebagian lagi digunakan sebagai bahan bakar untuk pembakaran di &rimar) reormer " Tujuan memasukkan &urge gas adalah untuk menyerap gas ?)% yang masih terkandung dalam gas make u& oleh

ammonia 6air yang terjadi pada outlet +ol/ 41*3*'&05 sehingga terbentuk karbamat yang mudah larut dalam air" Di bagian u&stream 2n/ ammonia +hiller aliran produk reaktor ber6ampur dengan gas make;u&" Dari 2n/ Ammonia Chiller aliran ini mengalir ke Ammonia Se&arator 41*S*'&15" Ammonia 6air dipisahkan dari 6ampuran gas sintesis di separator ini, kemudian dialirkan menuju ke bagian re8rigerasi ammonia" Ammonia 6air ini mempunyai temperatur *'O?" Tabel $"' Spesi8ikasi Gas Inlet pada Ammonia Con#erter Se#'@'

9% ?9; .% :r .9$

 V)l = Dry '/? Make " Gas &ecycle Sintesa Gas 0;,1% -$,1 &,0 0,1%;,0$ %1,%0 &,$$,;; & ;,

%$Katalis yang dipakai adalah jenis &romote/ iron yang mengandung sejumlah ke6il oksida yang tak tereduksi 4non re/u+ile o6i/es5" Sejumlah panas akan dilepas selama reaksi 4Q0'& K6alAkg .9$5, panas tersebut digunakan untuk memproduksi 9P steam dan untuk memanaskan 9P Boiler (ee/ Water " >olume e/ katalis pertama %0,-1m dan di bed kedua 1,;;m" Katalis ini memiliki diameter nominal 1,'*$ mm dengan aktivitas yang tinggi" Keistimeaan dari Con#erter ra/ial ini adalah memungkinkan untuk menggunakan bentuk katalis ke6il tanpa menaikkan &ressure /ro&" #ed pertama +on#erter ammonia diisi dengan &rere/u+e/ 6atalyst KM/7" Katalis ini adalah katalis ammonia normal >$?, yang telah direduksi dan distabilkan dengan 6ara su&eri+ial o6i/ation selama pembuatannya 4kandungan oksigen Q%C berat katalis5" Katalis akan stabil di udara pada temperatur di baah 1&&&? di atas 1&&&? katalis akan bereaksi se6ara spontan dengan udara dan melepas panas" Katalis diakti8kan dengan 6ara mereduksi lapisan luar 4la)er 5 besi oksida menjadi besi bebas" 7eduksi ini biasanya dilakukan dengan sirkulasi gas sintesa" #ed kedua diisi dengan unre/u+e/ +atal)st , tipe KM1" :kti8itas katalis pelan*pelan akan berkurang selama normal operasi" Selain umur katalis, ra6un katalis seperti 9%), ?), ?) % juga dapat mengurangi akti8itas katalis"

Tabel $"- Spesi8ikasi Gas pada Purge Gas Se#'@'

 V)l = Dry '/ ?

9% ?9; .% :r .9$

',' 1$,1 %&,- $,- $,'

Tekanan operasi pada seksi sintesa tidak dapat dikontrol se6ara langsung karena hal ini tergantung pada kondisi proses lainnya, yakni laEu &ro/uksi Eumlah inert konsentrasi :H 3 /i inlet +on#erter rasio H 2 =: 2 /an aktiitas katalis< "ate produksi akan bertambah dengan naiknya tekanan dan untuk suatu kondisi yang ditetapkan, tekanan akan mengikuti dengan sendirinya sehingga rate produksi akan sesuai dengan jumlah gas make u& yang masuk ke loo&" Tekanan loop akan naik dengan naiknya low make u&, turunnya sirkulasi, bertambahnya inert, naiknya konsentrasi ammonia inlet +on#erter , perubahan rasio, dan menurunnya akti8itas katalis" Sebagai tambahan baha komposisi gas sintesa akan berubah se6ara perlahan bila dilakukan sedikit pengaturan di gas make up dan diperlukan aktu yang 6ukup bagi sistem untuk men6apai kesetimbangan yang baru sebelum dilakukan koreksi lebih lanjut" Pabrik ammonia Kaltim*$ menggunakan reaktor ammonia jenis 6onverter redial tipe S*%&& dengan dua bed katalis+ *

#ed tipe KM/7 4 &rere/u+e5, base material Fe$);

*

#ed tipe KM/ 4unredu6e5, base material Fe$);

.2.

U#/$ &efrigeration )oo"

Tahap terakhir proses pembuatan ammonia di Pabrik Ammonia Kaltim*$ ini bertugas menghasilkan ammonia 6air dengan kemurnian tinggi 4sesuai dengan persyaratan5 dan mengirimnya ke pabrik urea serta ke bagian penyimpanan ammonia 6air" Ammonia 6air yang dikirim ke Pabrik Urea mempunyai temperatur Q $- O?, sedangkan yang menuju ke penyimpanan mempunyai temperatur Q *$$ O?" Proses re8rigerasi terdiri dari proses E proses kompresi, kondensasi, ekspansi, dan evaporasi" Kompresi gas ammonia terjadi pada kompresor gas ammonia, yang terdiri dari tiga tingkat kompresi" Tekanan gas ammonia yang masuk ke dalam kompresor adalah &,&% kgA6m%g, 1, kgA6m%g, dan ',0 kgA6m%g" Sedangkan tekanan gas ammonia keluaran kompresor sebesar 1 kgA6m%g" Selanjutnya gas ammonia

yang telah dikompresi dikondensasi menjadi ammonia 6air di dalam kondenser ammonia oleh aliran air pendingin" 3kspansi ammonia 6air terjadi pada #al#e  #al#e yang terletak pada bagian /ownstream alat E alat penukar panas" Tahap berikutnya adalah tahap evaporasi, yaitu tahap di mana aliran ammonia yang telah menjadi 6air dipanaskan sehingga terbentuk kembali uap ammonia"

@ambar $"1' Diagram Siklus "erigerant

Panas yang diperoleh aliran ammonia ini berasal dari aliran ammonia produk reaktor" Dengan demikian, tahap evaporasi bagi aliran ammonia di seksi re8rigerasi menjadi tahap pendinginan dan kondensasi bagi aliran ammonia produk reaktor" Sistem re8rigerasi terdiri dari - +hiller yang mempunyai $ tingkat tekanan operasi yaitu+ 1

(irst ammonia +hiller 41*3*'&-5, $ake u& gas +hiller 41*3*;$;5, Inert gas +hiller 41*3*'&5"

Dioperasikan pada temperatur didih ammonia 1$o? pada tekanan ', kgA6m%@" %

41*3*'&5 Se+on/ ammonia +hilller 41*3*'&5 Dioperasikan pada temperatur didih ammonia 1&&? pada tekanan 1, kgA6m%@"

$

Purge gas gas +hiller 41*3*'1%5 41*3*'1%5 dan lash dan lash gas +hiller 41*3*'1$5 41*3*'1$5 Dioperasikan pada temperatur didih ammonia *$&&? dan tekanan &,1 kgA6m%@"

@ambar $"1- Flo Diagram Unit "erigerant Unit "erigerant %oo&

De,(/4/ P()e

Ammonia 6air Ammonia 6air dari Ammonia dari Ammonia Separator Separator 41*S*'&15, 41*S*'&15, dengan temperatur temperatur *'O?, mengalir menuju menuju !et !et Don >e >essel 41*S*'&% 41*S*'&%5" 5" Di sini sini ammonia ammonia 6air kembali dipisahkan dari 8asa uapnya yang mungkin terbentuk selama perjalanan 6airan" Uap yang berhasil dipisahkan menjadi lash menjadi lash gas" gas" Sebelum diolah lebih lanjut, 8lash gas terlebih dahulu mengalir ke (lash ke (lash Gas Chiller 41*3*'1$5 41*3*'1$5 dan Inert dan Inert Gas . Drum 41*S*'&;5" Drum 41*S*'&;5" Sementara itu, 8asa 6air larutan ammonia yang ammonia yang keluar dari let/own #essel digunakan digunakan sebagai media pendingin aliran ammonia keluaran +on#erter " Peristia perpindahan perpindahan panas tersebut terjadi di  st Ammonia Chiller 41*3* 41*3* '&-5" :kiba :kibatt penye penyerap rapan an panas panas pada pada 6hille 6hillerr terse tersebut but,, sebag sebagian ian dari dari larut larutan an ammonia menguap" Uap ammonia tersebut ammonia tersebut dialirkan ke 3r/ Stage Su+tion . Drum 41*S*;'%5" Drum 41*S*;'%5" Setelah itu itu uap ammonia ammonia masuk ke 7e8rigera 7e8rigeratio tion n Ammonia Com&ressor 41*K*;&'5 tingkat ketiga

untuk dikompresi, dikompresi, dari tekanan Q ',0 kgA6m%g menjadi Q1 kgA6m%g" Setelah dikompresi, uap ammonia, dengan n temper temperat atur ur Q 1; O?, mengal mengalir ir ke Ammonia Con/enser 41*3*'1&5 ammonia, denga untuk untuk dikonden dikondensasi sasi menjadi menjadi ammonia 6air" ammonia 6air" Temperatur aliran hasil kondensasi ini Q ;'O?" Selanjutnya ammonia 6air ammonia 6air mengalir ke Ammonia ke Ammonia A++umulator 41*>*'&15" 41*>*'&15" Dari sini ammonia 6air 6air menuj enuju u "erigerator Ammonia Cooler 41*3*'115" 41*3*'115" Setelah mengalami mengalami prosesEproses prosesEproses tersebut, ammonia 6air dikirim ke Pabrik Urea Kaltim*$ dengan tekanan Q 10,' kgA6m%@ dan temperatur Q $ O? sebagai bahan baku pembuatan urea" Sementara itu, 6airan ammonia yang ammonia yang keluar dari  st ammonia +hiller mengalir mengalir ke $ake ke $ake ,& Gas Chiller 41*3*; 41*3*;$;5 $;5"" Di alat alat penuka penukarr panas panas ini 6airan 6airan ammonia ammonia mendinginkan gas make*up yang masuk ke unit sintesis ammonia" ammonia" :kibat penyerapan penyerapan panas ini, 6airan ammonia kembali kembali menguap sebagian" sebagian" Uapnya Uapnya menuju menuju 3r/ stage su+tion . /rum pada /rum pada tekanan ', kgA6m%g, untuk selanjutnya mengalami mengalami proses kompresi kompresi dan kondensasi kembali" ?airannya ?airannya mengalir ke 2n/ Ammonia Chiller 41*3*'&5 41*3*'&5 yang juga untuk mendinginkan aliran ammonia keluaran keluaran 6onverte 6onverter" r" Sebagian Sebagian ammonia kembal kembalii mengu menguap ap"" Uap ammo ammoni nia a dari 6hiller 6hiller ini menuj menuju u ke 2n/ Stage

Su+tion

.

Drum 41*S*;'15, tekanan 1, kgA6m%g, dikompresi

kembal kembalii oleh oleh kompre kompresor sor ammonia tingk tingkat at kedua kedua samp sampai ai berte bertekan kanan an Q 1 kgA6m kgA6m%g dan kemudian dikondensasi" dikondensasi" ?airan ammonia dari ammonia dari 6hiller mengalir ke (lash ke (lash *essel *essel 41*S*'&$5" 41*S*'&$5" Di dalam vessel ini juga terbentuk terbentuk dua 8asa ammonia" ammonia" Fasa gas yang terbentuk, dengan tekanan Q &,&% &,&% kgA6m kgA6m%g, langs langsun ung g menga mengali lirr ke kompre kompresor sor ammonia tingkat tingkat pertama" pertama" @as hasil kompresi dengan tekanan Q1,kgA6m%g,

dialirkan dialirkan ke % stage su6tion K) drum, kemudian

kembali masuk ke kompresor ammonia

4pada tingkat kedua5" @as hasil kompresi kompresor

ammonia ting tingka katt dua dua ini ini sela selanj njut utny nyaa diko dikond nden ensa sasi sika kan n di dala dalam m kond konden ense serr ammonia" ammonia" Sementara itu, aliran ammonia 6air dari lash #esse langsung dialirkan ke unit penyimpanan ammonia 6air dari lash ammonia 6air, ammonia 6air, dengan temperatur *$$ O?" :monia 6air monia 6air dari ammonia a++umulator , setelah didinginkan di rerigerator ammonia 6ooler, 6ooler, selain dialirka dialirkan n ke Pabrik Pabrik Urea, Urea, dipe6ah dipe6ah aliranny alirannyaa untuk untuk mending mendinginka inkan n beberapa beberapa aliran proses" :liran pertama mengalir ke  st ammonia +hiller sebagai sebagai media pendingin bagi alira aliran n ammonia ammonia

keluar keluaran an ammonia +on#erter< +on#erter< :liran :liran berikutnya berikutnya menuju menuju ke Inert Gas

Cooler 41*3*'&5 41*3*'&5 untuk mendinginkan gas E gas dari hasil kompresi yang tidak terkondensasi ada kondenser ammonia" ammonia" Setelah digunakan untuk mendinginkan, aliran ammonia menuju ammonia menuju 3r/ stage su+tion . /rum, /rum, untuk selanjutnya dikompresi kembali" :liran ammonia ammonia dari re8rigerator ammonia +ooler yang selanjutnya menuju ke lash ke lash mendinginkan lash gas dari ke (uel Purge gas +hiller untuk mendinginkan lash gas dari let don #essel ammonia, ammonia, serta ke (uel Gas Chiller 41*3*'1%5 41*3*'1%5 untuk mendinginkan purge gas dari unit sintesis ammonia" ammonia" Dari kedua

6hiller ini ammonia menuju ammonia menuju ke 8lash vessel, yang sebagaimana dijelaskan di atas, 8asa uapnya menuju ke kompresor tingkat pertama, sedangkan 8asa 6airnya menuju unit penyimpanan ammonia"

. U#/$ U(e' U(e' Pabrik urea merupakan salah satu bagian dari Departemen )perasi Kaltim*$ yang bertugas memproduksi urea &rill urea &rill " Pabrik urea Kaltim*$ diran6ang dengan kapasitas produksi sebesar 10%' tonAhari urea &rill urea &rill " Proses yang digunakan adalah stami+aron adalah stami+aron total re+)+le ?) re+)+le ?)% stri&&ing dari #> @eleen 9olland" #ahan baku untuk pembuatan urea adalah ammonia dan ammonia dan ?)%" Kemurnian .9$ adalah ,C berat disuplai dari unit ammonia Kaltim*$ 4bahan baku utama5" Disamping itu dapat juga disuplai ammonia ammonia dari 97U dan Kaltim*1 sebagai tambahan" #ahan baku utama ?)% berasal dari Kaltim*$, disamping itu dapat juga disuplai dari Kaltim*% sebagai tambahan" Kemurnian ?)% adalah C #olume" #olume"

.. ..1 1 K)# K)#e4 e4 P() P()e e Proses Proses pembuat pembuatan an urea didasark didasarkan an pada reaksi reaksi pengurai penguraian an ammonium ammonium karbamat karbamat"" :mmonium :mmonium karbamat dibuat dari ammonia 4.9$5 dan karbon dioksida 4?)%5 menurut reaksi berikut + %.9$  ?)%

.9%?)).9;  ∆9  *%,' kkalAmol 415



7eaksi ini merupakan reaksi eksoterm yang berlangsung 6epat 4mengeluarkan panas dan kesetimbangan karbamat 6epat ter6apai5" 7eaksi penguraian ammonium karbamat bersi8at sedikit endoterm 4membutuhkan panas5 dan berlangsung lebih lambat" .9%?)).9;



.9%?).9%  9%)  ∆9  $ * - kkalAmol 4%5

7eaksi yang dibutuhkan reaksi 4%5 dapat dipenuhi dari sebagian panas yang dihasilkan dihasilkan reaksi 415" Selama pembentukan urea, biuret sebagai hasil samping terjadi menurut reaksi sebagai berikut + %.9%?)).9%



.9%?).9?).9%  .9$  ∆9%  ;,% kkalAmol 4$5

7eaksi ini berlangsung lambat dan memerlukan panas 4endotermis5" Dari persamaan reaksi tersebut jelas baha biuret 6enderung terjadi pada konsentrasi urea yang tinggi, konsentrasi .9$ rendah dan suhu tinggi" #iuret tidak diinginkan karena merupakan ra6un bagi tanaman"

Se6ara garis besar proses pembuatan urea dibagi dalam lima unit, yaitu+ 1" %" $" ;" '"

Unit Sintesa Unit 7esirkulasi Unit 3vaporasi Unit (inishing Unit Waste Water Treatment >WWT?

@ambar $"10 #lok Diagram Proses Pembuatan Urea

..2 U#/$ Pe(/'4'# 'h'# ',% @as ?)% mengandung sekitar &,C volume 9% pada temperatur ;&o? dengan tekanan &, kgA6mY dari atter) limit dan udara yang diinjeksikan sebesar 1%&& .m$Ajam yang dikontrol oleh %*F/?*1&% mengalir melalui kno+k out /rum4%*S*1&15 menuju su+tion C.2 +om&ressor " :dapun 8ungsi dari injeksi udara diatas adalah untuk memasukkan )% ke dalam sistem untuk mengikat 9% di H 2 +on#enter dan sebagian lagi untuk passivasi atau melindungi material peralatan sintesa dari korosi" Suplai udara ini normalnya dilakukan dari kompresor udara di pabrik ammonia" /ndikasi )% ke sintesa ditunjukkan oleh %*:7*1&1" . /rum ini ber8ungsi untuk melindungi C.2 +om&ressor terhadap 6airan yang terbaa dari pabrik ammonia atau kondensat dari saluran perpipaan yang dilalui" Kondensat dipisahkan melalui drain yang diatur melalui pengontrol level %*!/?*1&1" Kompresi ?)% dilakukan dalam C.2 Com&ressor Centriugal $ulti Stages 4%*K*1&%5 yang dilengkapi inter+ooler;inter+ooler sampai tekanan sekitar 1'& kgA6mY 4%*P/*1;&5 dan temperatur 1$&&? 4%*T9/*1$5" Kompresor ini digerakkan oleh steam turin" Setelah meleati kompresor, ?)% masuk ke dalam H 2 +on#erter " Sistem ini ber8ungsi untuk menghilangkan atau menurunkan kandungan 9% dan bahan*bahan yang mudah terbakar lainnya didalam gas ?)% untuk menghindari kemungkinan terjadinya ledakan didalam operasi s6rubbing di HP S+ruer " @as ?) % ini dimasukkan ke dalam H 2 +on#enter 4%*7*1&15 yang mengandung katalis platina 4Pt5 dengan penyangga :l%)$" @as ?)% ini akan bereaksi se6ara

katalitik dengan )% membentuk uap air" 7eaksi ini adalah eksotermis, sehingga temperatur gas ?)% yang keluar dari konverter akan naik" Kandungan 9idrogen didalam umpan gas ?)% setelah melalui reaktor ini normalnya lebih rendah dari '& ppm" Keluar H 2 +on#erter temperatur gas naik hingga 1';o? 4%*T7*1&15" @as ?)% selanjutnya didinginkan di +ooler ater H 2 +on#erter 4%*3*1&05 hingga temperatur 1%&o? 4%* T7*11%5 dan tekanan 1;' kgA6m% 4%*P/*11-5" %*F7*1&1 menunjukkan 8lo gas sebesar %1' .m$Ajam masuk ke HP Stri&&er 4%*3*%&15" Tekanan gas masuk HP Stri&&er dijaga 1;' kgA6m% 4%*P/?*1&%5" Pada outlet dari 6ooler %*3*1&0 dipasang anal)!er untuk mengetahui kandungan 9% 4%*:7*1&'5 dan )% 4%*:7*1&15" 9al yang perlukan diperhatikan antara lain, )% keluar dari H 2 +on#erter dijaga &,-*&,-' C volume" :pabila kandungan )% kurang, maka dapat terjadi korosi akti8" :pabila kandungan )% berlebih, maka jumlah inert di dalam sistem akan terlalu banyak, sehingga beban inert di dalam HP S+ruer akan berlebih" :kibat dari tekanan sintesa naik, maka banyak .9$ yang terbuang karena #al#e pembuangan gas inert akan dibuka penuh" 9al ini dapat diindikasikan dari meningkatnya temperatur outlet inert gas 4%*T7*%1$5" Kandungan 9idrogen didalam umpan gas ?)% setelah melalui reaktor ini normalnya lebih rendah dari '& ppm" Kandungan 9% yang terlalu tinggi di dalam ?)% setelah H 2 +on#erter dapat disebabkan oleh+ 1"

Kandungan )% pada outlet H 2 +on#erter terlalu rendah yang bisa disebabkan oleh naiknya kandungan 9% pada inlet H 2 +on#erter atau turunnya 8lo udara ke line su+tion kompressor"

%"

Temperatur inlet H 2 +on#erter rendah" :gar H 2 +on#erter ber8ungsi baik, temperatur inlet harus dijaga tidak kurang dari 1&&o? 4%*T/*1&-5"

$"

:kti8itas katalis di dalam H 2 +on#erter rendah yang disebabkan oleh tera6uninya katalis" Sehingga katalis perlu diganti"

;"

Kesalahan anal)!er gas setelah H 2 +on#erter "

Z?atatan+ ika kandungan 9% pada outlet H 2 +on#erter di atas 1&& ppm, pabrik mati" Perbedaan temperatur di antara inlet dan outlet 9% 6onverter normalnya sekitar '&o?A1C 9%" #eda temperatur yang terlalu rendah bisa disebabkan karena+ 1"

Kandungan 9% di dalam gas ?)% rendah"

%"

Kandungan )% pada inlet +on#erter terlalu rendah 4dapat dilihat dari analyNer5"

$"

Temperatur pada inlet +on#erter terlalu rendah, sehingga reaksi tidak terjadi"

;"

Kera6unan pada katalis"

#eda temperatur yang terlalu tinggi disebabkan oleh naiknya kandungan 9% di dalam gas ?)%" #ila temperatur outlet H 2 +on#erter melebihi %-&o? 4%*T7*1&15, segera shut /own seksi Sintesa untuk men6egah kerusakan pada H 2 +on#erter " Perbedaan tekanan setelah H 2 +on#erter normalnya sekitar &,% kgA6m% 4%*PDT*1115" .aik turunnya tekanan dapat disebabkan rusak atau han6urnya katalis.

.. U#/$ S/#$e/ U(e' Unit ini ber8ungsi untuk mereaksikan .9$ 6air dan gas ?)% menjadi karbamat dan reaksi penguraian karbamat menjadi urea"

@ambar $"1 Uraian Proses pada Unit Sintesa

Peralatan utama yang digunakan di unit sintesa adalah sebagai berikut+ ;" HP Caramate Con/enser >2;7;22? Fungsi + untuk mengkondensasikan gas menjadi +aramate sebelum diumpankan ke reaktor" Tekanan + Shell  kgA6m%@ Tube 1' kgA6m%@ Temperatur + Shell 1-;[? Tube 1&[? Sura+e Area + %-$ m%

'" HP Stri&&er >2;7;2? Fungsi + untuk memisahkan reaktan*reaktan yang tidak terkonversi menjadi Tekanan

urea di dalam reaktor dan mengembalikannya ke unit sintesa" + % kgA6m%@

Temperatur Sura+e Area

Tue 1' kgA6m%@ + %%'[? Tube %%'[? + %1$;, m%

-" 7eaktor 4%*7*%&15 Fungsi + sebagai tempat terjadinya pembentukan urea dari karbamat" Tekanan + 1' kgA6m%@ Temperatur

+ 1$[?

0" HP S+ruer >2;7;23? Fungsi + untuk mengkondensasikan gas .9$ dan ?)% yang tidak terkonversi di dalam reaktor menjadi +aramate, kemudian dialirkan ke 9P?? Tekanan Temperatur Sura+e Area

bersama*sama dengan umpan ammonia" + Shell 1%,' kgA6m%@ Tue 1' kgA6m%@ + Shell 1&[? Tue 1&[? + 1-,- m%

Sintesa urea terjadi menurut reaksi berikut+ %.9$  ?)% .9%?)).9; .9%?)).9; .9%?).9%  9%) 



415 4%5

7eaksi pertama merupakan reaksi pembentukan karbamat bersi8at eksotermis yang berjalan dengan 6epat dan mudah men6apai kesetimbangan" Kesetimbangan ini kemudian disebut dengan kesetimbangan karbamat" Sedangkan reaksi yang kedua merupakan reaksi penguraian karbamat, bersi8at endotermis yang berjalan sedikit lebih lambat sehingga membutuhkan aktu yang 6ukup lama untuk men6apai kesetimbangan" Kesetimbangan yang kedua ini kemudian disebut kesetimbangan urea" Kedua reaksi ini terjadi dalam ; alat yang membentuk Fs)nthesis loo& yaitu High Pressure Caramat Con/enser 49P??5, 7eaktor, HP s+ruer , d an HP stri&&er " 7eaksi sintesis ini berkerja pada tekanan yang sama yaitu sekitar 1;' kgA6m%@" >ariabel E variabel proses sintesis yang penting adalah+ 1" Molar ratio .9$A?)% 48ase gas5 optimum pada outlet gas dari reaktor yang berkisar antara $,& E $,$ yang mana sesuai dengan rasio .A? 48ase 6air5 optimum dari 6airan di dalam reaktor yang berkisar antara %, E $,&" 7asio ini diperlukan untuk pembentukan urea yang optimum" %" Tekanan s)nthesis yang berkisar 1;' kgA6m%@" Pada kondisi yang seperti itu akan diperoleh+ 1" Konversi ?)% menjadi urea di dalam rea6tor antara ' C * -& C" %" 38isiensi stri&&ing dalam stripper sekitar ',%C"

Molar rasio .9$A?)% harus dijaga karena apabila lebih rendah atau lebih tinggi komposisi 6airan di dalam reaktor akan menyimpang dari komposisi optimumnya" Pada kondisi seperti itu temperatur outlet reaktor tidak akan maksimum sehingga konversi .9$ dan ?)% menjadi urea di dalam reaktor akan rendah" Semua .9$ dan ?)% yang tidak terkonversi akan dire6y6le 9P Stripper 4%*3*%&15 dan unit resirkulasi" Kesalahan rasio .9$A?)% akan membuat konsumsi Steam di 9P Stri&&er lebih tinggi dan lebih banyak +aramate yang di re+)+le dari unit resirkulasi, sehingga konversi .9$ dan ?)% akan turun lagi karena lebih banyak air yang dimasukkan ke unit sintesa" Selama normal operasi, kondisi ini dapat dijaga dengan memperhatikan temperatur to& reaktor 41$o?5 dan tekanan sintesa 41$' * 1;' kgA6m%5" Disamping itu dapat juga diambil sampel dari outlet reaktor" %. $igh Press!re Car#amate Condeser =!P88? 9P Caramate Con/eser adalah sebuah alat penukar panas 4 shell an/ tue heat e6+hanger 5 dengan posisi vertikal, proses gasA6air pada tue si/e dan oiler ee/ water pada si/e" Panas yang dilepaskan selama kondensasi .9$ dan ?)% di dalam 9P?? dipakai untuk membangkitkan steam" Dalam 9P?? terjadi reaksi kondensasi karbamat dari ammonia dan karbon dioksida menurut reaksi+ %.9$  ?)%



.9%?)).9;  V9  *%,' k6alAmol

Kondisi proses + a" b" 6" d" e"

A/Euste/ %S #ersus rate operasi !S bervariasi $,; E $,' kgA6m% sebagai produk Temperatur keluar 10&o? !uas kontak panas %-$ m% Tue si/e + larutan +aramate , ammonia \ dan ?)% + Con/ensate dan steam saturate/ si/e ?ampuran umpan .9$ dengan larutan karbamat bersama*sama 6ampuran gas dari HP

Stri&&er masuk kebagian atas 9P?? melalui dua line yang berbeda" Dalam 9P?? &C gas dikondensasikan membentuk karbamat" Merubah tekanan pada !P steam /rum 4 su&&l) dingin untuk 9P?? agar T terjaga, dan &C mengembun5 berarti merubah titik didih dari oiler water " 9al ini berarti juga merubah beda temperatur antara dan tue dalam 9P??, yang juga berpengaruh pada perpindahan panas" Dengan demikian akan mempengaruhi proses reaksi sehingga menentukan berapa bagian .9$ dan ?)% yang tidak terkondensasi" Panas kondensasi yang dihasilkan diman8aatkan untuk membangkitkan steam S!! 4$,% K5 di %P steam /rum 4%*>* &;:A#5"

Fase larutan dan gas yang keluar dari 9P?? dikirim ke reaktor melalui % line yang terpisah untuk menjamin umpan ke reaktor yang stabil dan menurunkan &ressure /ro&" Temperatur dari kedua line ini sekitar 1-o?" Tujuan kondensasi parsiil di 9P?? adalah+ 1" Menjaga temperatur 6ampuran masuk ke reaktor relati8 tinggi" Sebaiknya temperatur outlet 9P?? ke 7eaktor tidak lebih dari 1&o? 4desain5, pada suhu ini mulai terbentuk #iuret" Kenaikan temperatur 1o? merupakan kenaikan yang ekstrim di reaktor" %" @as yang tidak terkondensasi sekitar %&C akan menjamin suplai panas dalam reaktor" Sistem Pengontrolan Proses HPCC 1" Tekanan steam %*P/?*&% dijaga $,; E ;, KgA6m%, karena tekanan ini akan mengatur tekanan s)nthesa" %" !arutan 6ampuran karbamat keluar dari HPCC menuju reaktor pada temparatur 1-' E 101O?" . Re',$)( .9$ dan ?)% yang tidak terkondensasi akan membentuk karbamat didalam reaktor" /ni diperlukan untuk memberikan panas reaksi pembentukan urea" /ndikasi rate kondensasi yg tepat di dalam 9P?? yang tepat adalah temperatur to& reaktor %*T7*%& dan kandungan inert didalam 9P s+ruer " ?ampuran 8ase larutan dan gas dari 9P?? masuk ke reaktor melalui % line yang terpisah yaitu line gas 4%&C5 dan 6air 4&C5 untuk menjamin umpan ke reaktor stabil" Komposisi kondensasi ini diatur oleh tekanan di dalam Steam drum 4%*>*&;:A#5 sekitar $,' * ;,' kgA6m% 4%*P/?*&%5, dimana apabila tekanan di dalam Steam drum terlalu tinggi, maka gas yang terkondensasi terlalu banyak, sehingga panas yang dibutuhkan untuk reaksi pembentukan urea terlalu rendah yang mengakibatkan konversi menjadi turun" Pada kedua aliran ini memiliki temperatur sekitar 1-o? 4%*T7*%15" Sebagian gas ini akan terkondensasi membentuk karbamat, panas yang dihasilkan diman8aatkan untuk reaksi pembentukan urea dan menaikan temperatur Nat*Nat yang ada dalam reaktor" 7eaksi yang terjadi didalam reaktor adalah sebagai berikut+ %.9$  ?)%

.9%?)).9 ;



.9%?)).9;

 V9  *%,' k6alAmol

.9%?).9%  9%)  V9  $ * - k6alAmol



7eaksi pembentukan urea bersi8at endotermis maka semakin tinggi temperature konversi akan naik" Dalam hal ini perlu dijaga temperature yang optimum, karena temperature yang sangat tinggi akan mengakibatkan peruraian karbamat menjadi reaktan sehingga terjadi penurunan konversi" :gar terjadi reaksi kesetimbangan urea yang endotermis diperlukan panas yang diperoleh dari pembentukan 6arbamate dan aktu tinggal tertentu" (aktu tinggal yang

diperlukan ini diperoleh dengan memakai #olume reaktor yang 6ukup besar" 7eaktor didesain dengan dilengkapi 1& buah sie#e tra) dan jumlah lubang yang makin keatas makin sedikit" Sie#e tra) ini juga untuk men6egah a+k mi6ing " Di dalam reaktor sekitar -&C ?)% diubah menjadi urea" ?ampuran hasil reaksi yang terjadi di dalam reaktor mengalir melalui line o#er low ke HP Stri&&er 4%*3*%&15 pada temperatur 1$o?" %ine o#erlow ini diran6ang sedemikian sehingga terdapat satu li
reaktor

juga bisa memberikan

indikasi yang

baik untuk

memperkirakan komposisi gas" ika temperatur to& reaktor 1&*1$o?, maka kandungan inert pada outlet reaktor akan sekitar -*C #olume" %" Tekanan dijaga %*P/?*1&%  1;; E 1; kgA6m% 4tergantungrate produksi5" $" !evel reaktor dijaga minimal 1 meter di atas 6orong line o#erlow, maka tidak akan terjadi re#erse low gas E gas dari HP stri&&er sehingga menjamin kestabilan operasi" !evel dalam reaktor dikontrol dengan menggunakan sebuah #al#e manual pada line o#erlow reaktor di dekat HP Stri&&er " Peristia ini dinamakan re#erse/ +aron /io6i/a low" Penyimpangan aliran ini bisa dikarenakan+ a" Tidak adaAhilangnya li
?ampuran hasil reaksi dari reaktor masuk ke HP Stri&&er melalui line o#er low yang diran6ang sedemikian sehingga dapat dibentuk liui/ le#el seal diantara reaktor dan HP Stri&&er , tujuannya adalah menghindari re#erse low 6ampuran gas dari %*3*%&1" Temperatur

masuk stri&&er 1%o?, gas ?)% dileatkan se6ara berlaanan arah, sedang larutan urea dengan konsentrasi $&*$0C dileatkan dari bagian atas" ?ampuran larutan masuk dari bagian atas %*3*%&1 kemudian didistribusikan ke tue; tue oleh liui/ /e#i/er yang mempunyai empat lubang dan dipanaskan oleh steam jenuh dari HP Steam /rum 4%*>*&'5 di *nya 4berasal dari Steam %& kgA6m%5, sehingga karbamat akan terdekomposisiAterurai menjadi gas .9$ dan ?)%" !arutan +aramate dan gas yang terlarut dari reaktor ini akan berkontak dengan gas ?)% dari bagian baah tue;tue se6ara +ounter +urrent menyebabkan tekanan parsiil .9$ akan turun sehingga akan menambah laju peruraian menjadi gas .9$ dan ?)% yang selanjutnya dikembalikan ke 9P??" Kondisi proses + a" b" 6" d" e" 8" g"

Temperatur .utlet Temperatur ?)% Tue si/e si/e !uas kontak panas Konsentrasi .9$A?)%AUrea out 388isiensi Stri&&ing

+ 1-0 E 10o? + 1;'o? + larutan +aramate, .9$  larutan urea , dan ?)% + Con/ensate dan steam saturate/ + %1$;, m% + 0,A1&,1A'' Ct + ',% C

Dapat dikatakan 8ungsi C.2 stri&&ing adalah+ 1" Sebagai gas +arrier 4oksigen5 untuk &assi#asi peralatan unit sintesa" %" Membaa reaktan yang tidak terkonversi kembali ke 9P??" $" Mendinginkan larutan dari ottom HP Stri&&er , sehingga mengurangi laju pembentukan biuret dan hidrolisis urea" ;" Menurunkan tekanan parsial .9$ di dalam larutan dari reaktor sehingga membantu penguraian sebagian besar karbamat 4menaikkan tingkat penguraian karbamat5" !arutan keluar dari HP Stri&&er temperaturnya 1-'o? menuju "e+ti)ing Column" Komposisi urea keluar HP Stri&&er sekitar 'C" !evel larutan dikontrol oleh !>*%&$ yang juga ber8ungsi untuk menurunkan tekanan dari 1;;,0 menjadi $,% kgA6m%@" 2ang harus dijaga dari HP stri&&er adalah suhu, agar tidak terbentuk biuret" Mekanisme kontak dalam HP Stri&&er yaitu 6airan yang turun melalui dinding tue, membentuk lapisan 8ilm dan di bagian tengah tue merupakan gas ?)% yang dikontakkan se6ara +ounter +urrent " Suhu ?)% adalah 1;'o?, suhu larutan turun di dinding tue bagian atas adalah 1$o?, sehingga selama larutan yang turun terjadi penurunan suhu larutan dari 1$ menjadi 1-'o?" Sistem Pengontrolan Proses HP Stri&&er 1" Tekanan steam di dalam HP stri&&er harus dikontrol 4%&*%$ kgA6m%5sehingga e88isiensi stripping optimum" ika tekanan terlalu rendah akan mengakibatkan panas yang disupplay terlalu rendah, sehingga proses stripping tidak optimum"9al ini akan mengakibatkan

outlet ottom HP stri&&er terlalu banyak mengandung .9$ dan ?)% yang berada di dalam 6airan sebagai 6arbamat, sehingga beban unit resirkulasi akan berlebih 4o#erloa/ 5" ika tekanan Steam terlalu tinggi, maka bahaya korosi meningkat" %" Temperatur larutan urea yang keluar dari HP Stri&&er dijaga pada 1-' E 1-O? 4%*T7* %1-5 dan temperatur gas sebesar 10o? 4%*T7*%15" Kenaikan temperatur bisa 6epat atau lambat" Kenaikan yang 6epat terjadi bila level di dalam bottom stripper terlalu tinggi yang berakibat e8isiensi stripping turun" Kenaikan temperatur yang lambat 4beberapa jamAhari5 dapat terjadi karena beberapa sebab" ika kenaikan lebih dari 'o? di atas harga normal, maka harus diperiksa+ a" 7asio 9%)Aurea" Setiap kenaikan &,1 dari rasio ini akan membuat temperatur larutan pada outlet HP Stri&&er naik %o? di atas normal" b" !evel di dalam HP Stri&&er " ika level di dalam bagian ottom naik sedemikian tinggi sehingga 6airan masuk ke dalam tube, sebagian suplay ?)% ke dalam tube bisa tertahan" 6" Tekanan unit sintesa naik"

$" !evel di bagian ottom HP stri&&er dijaga serendah mungkin" !evel yang tinggi akan menaikkan aktu tinggal larutan, sehingga menaikkan pembentukan biuret dan reaksi hidrolisa" Selain itu apabila level di dalam bagian ottom naik sedemikian tinggi sehingga 6airan sampai masuk ke dalam tube, maka suplai ?)% ke dalam tube bisa tertahan sehingga tube tidak banyak menerima oksigen 4menjaga &assi#asi la)er 5 yang dapat mengakibatkan tue terkorosi" ika level terlalu rendah, maka dapat terjadi C.2 sli&&ing , yaitu ?)% megalir melalui bagian baah HP Stri&&er menuju ke unit resirkulasi tanpa melalui 9P??" 9al ini dapat diketahui dari tekanan resirkulasi yang naik dengan 6epat" D. $igh Pres!!re Scr!##er HP S+ruer merupakan salah satu alat utama dalam unit sintesa urea yang ber8ungsi untuk mengkondensasikan .9$ dan ?)% yang tidak terkonversi di reaktor" HP S+ruer terdiri dari $ bagian, yaitu+ 1" Sebuah bola pelindung 4lanketing s&here5, dimana gas dari hasil atas reaktor dileatkan" %" #agian penukar panas, yang dilengkapi dengan sebuah /own +omer pada pusatnya untuk meleatkan 6airan yang masih mengandung gas mengalir turun" Distributor gas dipasang pada ottom" $" #agian pembersih 4 s+ruing 5 , dimana gas*gas yang tinggal di* s+ru dengan larutan karbamat en6er dan hampir semua .9$ dan ?)% dikondensasikan" Kondisi proses +

a" b" 6" d" e"

Pressure Temperatur gas in=out Temperatur li
+ 1;; bar + 10,'A1$$,'o? + 1--,'o? + 11A1$;o? + ??( + ?)% , ammonia , larutan +aramate dan inert + 1-,- m%

Fase gas dari reaktor yang mengandung .9$, ?) %, dan inert dikirim ke HP S+ruer untuk dikondensasikan" Panas kondensasi .9$ dan ?)%, sekitar 1%&o? diambil oleh Cir+ulating Cooling Water dan sebagian lagi untuk memanasi larutan karbamat en6er dengan temperatur &*'o? dan tekanan 1-' kgA6m% 4%*P/?*$&'A$&-5, yang masuk dari %P Caramat Con/enser 4%*3*$&$5 pada unit resirkulasi" Pada kondisi normal, temperature gas masuk ke 9P S+ruer adalah 1&*1$o? 4%*T7*%&5"Kenaikan temperatur CCW 0*1&o? tergantung beban panas pada HP S+ruer , dimana hal ini tergantung pada jumlah inert di dalam umpan ?)%" Sehingga temperatur CCW keluar 1$%o? 4%*T7*%&-5" Flo ??( sebesar ;&&m$Ajam 4%* F/*%&;5" @as inert dari 9P S6rubber yang mengandung sedikit .9$ dan ?)% di venting ke atmos8ir melalui inert vent 4%*J*&15 dengan temperature sekitar 1&&*11&o? 4%*T7*%1$5" Temperatur yang tinggi menunjukkan banyak .9$ dan ?)% yang terbuang bersama*sama inert" !arutan karbamat dari 9P S6rubber o#erlow ke HP 7Ee+tor 4%**%&15 kemudian dibaa oleh .9$ 6air ke 9P??" Temperatur over8lo karbamat ke HP eEe+tor 1-' o? 4%*T7*%1'5 dan tekanan 1;% kgA6m% 4%*P/*%&;5" .9$ 6air dari %*3*1&; :A# akan bertemu dengan larutan karbamat dari HP S+ruer di HP 7Ee+tor 4%**%&15 untuk kemudian bersama*sama masuk ke HPCC pada temperatur 1%'o? 4%*T7*%1;5 < .9$ 6air masuk ke HP 7Ee+tor pada tekanan 1-1 kgA6m% 4%*P7*%&05 dan temperatur &o? 4%*T/?*1&5" @as .9$ dan ?)% dan sedikit uap air dari reaktor masuk ke bola pelindung 4langketing s&here5 dan memenuhi ruangan tersebut kemudian didistribusikan bersama dengan karbamat en6er dari !P?? ke bagian baah s+ruer untuk dikondensasikan" ?ampuran gasA6air naik masuk ke tue;tue alat penukar panas" Dengan 6ara ini sirkulasi bisa e8ekti8 dan menaikkan e88isiensi perpindahan panas" Disini sebagian besar gas dari reaktor terkondensasikan" Di dalam bagian s+ruing , komposisi dari gas*gas inert dengan sedikit .9$ dan ?)% bisa berada dalam batas* batas peledakan" ika terdapat bahan*bahan yang mudah terbakarAmenyala, tekanan dari 6ampuran yang terbakar ini akan meme6ahkan bagian s6rubbing di dalam bola pelindung" Kenaikan tekanan ini akan menjadi ke6il dan tidak akan terjadi kerusakan yang berat dalam HP sruer "

/ndikasi aillure di dalam HP s+ruer ini terdeteksinya dengan adanya kenaikan tekanan dan beda temperatur antara inlet;outlet dari CCW HP S+ruer adalah nol" Sistem pengontrolan proses HP S+ruer dengan 6ara temperatur larutan outlet HP S+ruer 4%*T7*%1'5 dijaga 1-' E 101O?, dihisap 9P 3je6tor %**%&1 dan bersama dengan umpan :mmonia masuk 9P??"

..7 U#/$ Re/(,%l'/ Pada unit 7esirkulasi ini Produk Urea dimurnikan" Prinsip pemurniannya adalah dengan menguraikan karbamat menjadi .9$ dan ?)% dengan menggunakan ekspansi panas yang berasal dari larutan itu sendiri dan Steam" .9$ dan ?)% akan dikondensasikan menjadi karbamat yang kemudian dikirim ke unit sintesa untuk dijadikan produk" Urea yang telah dihilangkan kandungan karbamatnya ditampung dalam tangki kemudian di proses di unit selanjutnya"

@ambar $"1 Uraian Proses pada Unit 7esirkulasi

?iri utama !P Se+tion A resirkulasi stami6arbon antara lain + 1" %" $" ;"

Terdapat penambahan ammonia resh di !P?? .A? rasio dalam !P?? %,% E %,$ !arutan urea keluaran !P se+tion -5wt Caramate dipompakan dari !P se+tion langsung ke 9P s)nthesis se+tion

Peralatan utama yang digunakan di unit resirkulasi adalah sebagai berikut+ A. &ectifying Col!mn +/C/,0+? '# 1lash tank =2"S"07?

!arutan urea yang masih terdapat gas proses dan reaktan didalamnya diambil dengan menggunakan "e+ti)ing Column" Untuk memperluas permukaan kontak, re+ti)ing +olumn diisi dengan &all ring " Sebelum masuk ke dalam re+t)ing +olumn larutan dengan konsentrasi ','C diekspansi dari 1;' kgA6m%@ menjadi ;,% kgA6m%@ 4%*P/*$&%5, sehingga sebagian karbamat akan terurai menjadi .9$ dan ?)%" Panas penguraian ini diambil dari larutan itu sendiri sehingga temperaturnya turun dari 1-'&? 4%*T7*%1-5 menjadi 1%&&? 4%*T/*$&;5" ?ampuran larutan dari 9P Stri&&er kemudian di s&ra) ke &a+ke/ e/ dari bagian atas re+ti)ing +olumn< @as akan keluar dari bagian atas kolom pada temperatur 11,0o? 4%*T/* $&$5 sedangkan 6airan akan turun dan dipanaskan diheater re+ir+ulation 4%*3*$&%5 dari temperatur 1%%o? 4%*T/*$&'5 menjadi 1$o? 4%*T/?*$&15 dengan menggunakan %P steam $,% K sehingga karbamat yang ada akan terurai kembali" Temperatur outlet liui/ re+ti)ing +olumn ini diatur oleh tekanan %P Steam $,% K 4%*P/?*$&15" ?ampuran larutan gas ini keluar dari heater menuju ke se&arator resirkulasi 4%*S*$&$5 dimana gas dan 6airan akan dipisahkan" !arutan urea akan mengalir dari bagian baah se&arator resirkulasi menuju lash tank 4%*S*$&;5 untuk dipisahkan sebagian gasnya dengan 6ara menurunkan tekanannya menjadi &,; kgA6m%@ sehingga temperaturnya menjadi 0o?, sedangkan konsentrasi urea naik menjadi 0'C"Dari lash tank larutan mengalir ke tangki urea 4%*T*$&%5" @as yang keluar dari bagian atas separator dengan suhu sekitar 1$o? mengalir melalui &a+ke/ e/ berisi &all ring dan kontak dengan larutan urea yang lebih dingin, sehingga gas proses terbaa ke atas dan keluar dari kolom dengan suhu 11,0o? 4%*T/*$&$5" Sistem Pengontrolan Proses "e+ti)ing Column dan (lash tank 1" Tekanan operasi normal di dalam re+ti)ing +olumn adalah ;,% kgA6m%" :pabila tekanan terlalu tinggi bisa disebabkan karena+ a" !evel di dalam HP Stri&&er terlalu rendah yang menyebabkan ?)% slip ke resirkulasi" b" Terlalu sedikit supply air ke !P??, sehingga larutan menjadi jenuh sebelum semua ammonia dan ?)% dikondensasikan " 6" Temperatur CCW yang masuk ke %PCC terlalu rendah yang menyebabkan kristalisasi lokal pada tube air pendingin, sehingga panas hasil pembentukan karbamat tidak terambil dan mengakibatkan kondensasi tidak terjadi" d" Kesalahan rasio .9$A?)% akan menghalangin kondensasi yang optimum" e" 38isiensi stri&&ing di HP Stri&&er terlalu rendah yang berarti terlalu banyak .9$ dan ?)% di dalam 6airan dan beban unit resirkulasi akan berlebih"

Tekanan di unit resirkulasi dijaga tidak turun terlalu rendah sehingga air yang dimasukkan ke %PCC akan menjadi sangat banyak sehingga akan merugikan e8isiensi konversi" %" Temperatur outlet liui/ re+ti)ing +olumn ini dijaga antara 1$&*1;&o?" ika temperatur berada di baah batasan tersebut, maka terlalu banyak .9$ yang tertinggal di dalam larutan yang akan dikirim ke lash tank " Temperatur yang terlalu tinggi dapat mengakibatkan terbentuknya biuret" Temperatur yang terlalu rendah dapat disebabkan oleh e88isiensi stripping yang terlalu rendah, sehingga beban dan kapasitas heater resirkulasi berlebih" Selain itu dapat disebabkan juga oleh tekanan steam pada heater resirkulasi terlalu rendah" $" Tekanan di dalam 8lash tank akan mengatur temperature di dalam tangki larutan urea" Temperatur larutan urea dari lash tank harus diantara '*&o? 4%*T7*$1$5" ika temperatur terlalu rendah, akan berakibat terjadi kristalisasi di dalam tangki larutan urea 4%*T*$&%5" ika temperatur terlalu tinggi, maka terlalu banyak biuret yang akan terbentuk dan juga menyebabkan vapour lo6king pada pompa larutan urea 4%*P* $&$:A#5" . )ow Press!re Car#amate Condenser =2"E"0? '# )e'el (ank =2"V"01?

%PCC 4%*3*$&$5ber8ungsi untuk mengkondensasikan gas*gas yang keluar dari bagian atas re+ti)ing +olumn dengan menggunakan +ooling water yang dipompa oleh +ir+ulation water &um& 4%*P*$&-:A#5" !arutan karbamat yang terbentuk pada temperatur %o? 4%*T7*$1&5 se6ara o#er low menuju le#el tank 4%*>*$&15 dan selanjutnya dipompakan dengan pompa karbamat untuk kembali ke unit sintesa" !arutan ini dikirim ke HP S+ruer 4%*3*%&$5, melalui pompa karbamat 4%*P*$&1 :A#5" @as yang tidak terkondensasi diserap di %P Asorer 4%*?*$&'5 dengan memakai proses kondensat" Sehingga semua gas akan diserap oleh proses kondensat dan 6airannya akan kembali ke tangki proses kondensat" Pengendalian Proses %PCC dan %e#el Tank 1" Tekanan di le#el tank dijaga $,$ kgA6m% oleh %*P/?*$&; dengan mengatur bukaan aliran 8lo CCW outlet %PCC " %" Temperatur di le#el tank , dijaga oleh temperatur CCW inlet %PCC sebesar -&o? 4%*T/?* $&%5" $" !arutan +aramat solution di%*>*$&1 dijaga sbb+ Tabel $"1$ Kandungan !arutan Karbamat pada %*>*$&1

K)4)#e# :mmonia ?)% .A?

K/'('# % E $$C $'E ;%C *

Design $&,'C $,;C %,&-

8. )ow Press!re %#sor#er =2"8"05?

Digunakan untuk mengkontakan gas*gas proses dengan kondensat proses" Dengan demikian gas proses yang masih terkandung dalam kondensat akan terserap sehingga dapat diman8aatkan lagi untuk pembentukan urea" D. rea Sol!tion (ank =2"T"02?

Sebagai penampung produk urea dengan kemurnian 0'C" Tangki ini dibagi dua yaitu ig +om&artment tank untuk menyimpan kelebihan 4o#er low5 dan small +om&artment tank " Dalam keadaan normal,ig +om&artment tank dalam keadaan level minimum, sedangkan small +om&artment tank dijaga levelnya sekitar 1'C" 9al ini dimaksudkan agar biuret tidak terbentuk" Tangki beroperasi dengan tekanan atmos8erik, temperatur%*T/*$&0 dan %*T/*$&  & E &O? dan komposisi dijaga+ Tabel $"1; Komposisi !arutan Urea Pada Tangki K)4)#e# Urea :mmonia ?)% #iuret

K/'('# 0% E 0C &,; E &,C &,% E &,0C ma= &,-C

Design 0',&C &,-C &,%C &,;C

..5 U#/$ E3'4)('/ Pada tahap ini larutan urea dengan konsentrasi masih 0'C dari tahap sirkulasi dinaikkan konsentrasinya menjadi ,0C >,rea $elt?, kemudian urea melt tersebut dibuat menjadi berbentuk &rill " Pemekatan larutan urea dari tangki larutan urea menjadi urea melt dilaksanakan di dalam evaporator dua tingkat" Sementara itu, pengubahan urea dari bentuk melt ke bentuk &rill dilaksanakan di dalam &rilling tower " Selanjutnya urea dalam bentuk &rill dikirim ke bagian penyimpanan dan siap untuk dijual" Peralatan utama yang digunakan di unit evaporasi adalah sebagai berikut+ 1"  st Stage 7#a&orator 4%*3*;&1 :A#5 Fungsi

+ untuk menaikkan konsentrasi urea sampai ' C pada temperatur 1$&&? dan tekanan *&,-$ kgA6m%"

Tipe Sura+e Area

+ (i6 + ;0',; m%

%" 2n/ Stage 7#a&orator 4%*3*;&%5 Fungsi

+ untuk menaikkan konsentrasi urea sampai ,0 C pada temperatur 1;&o? dan tekanan *&, kgA6m%"

Tipe

+ (i6

Sura+e Area

+ '- m%

$" Ammonia Water Tank 4%*T*0&$5 Fungsi

+ sebagai tempat menampung uap air dari evaporator untuk proses kondensat

Tipe

+ Cone roo

Temperatur

+ &o?

;" ,rea $elt Pum& 4%*P*;&1 :A#5 Tipe

+ "e+i&ro+ating

Kapasitas

+ - m$Ajam

Tekanan

+ 11,; kgA6m%@

Hea/

+  m

@ambar $"1 Uraian Proses pada Unit 3vaporasi

Dalam Unit 3vaporasi ini larutan urea dengan konsentrasi 0'C menjadi ,0C dalam dua tahap evaporasi yaitu evaporator tingkat / 4%*S*;&15 dan evaporator tingkat // 4%*S*;&%5 yang masing*masing dilengkapi dengan pemanas dan penurunan tekanan dengan bantuan eEe+tor "Sistem vakum pada evaporator tingkat / dilakukan oleh eEe+tor %**0&% sedangkan

pada evaporator tingkat // sistem vakum terdiri dari ooster 4%**0&$5, kondenser*kondenser tingkat % 4%*3*0&$ dan %*3*0&;5 serta eEe+tor %**0&; dan %**0&'" Pemekatan urea menggunakan evaporasi dua tahap untuk menghindari terjadinya solidi8ikasi di evaporator"

ika dilakukan evaporasi dengan menggunakan satu evaporator 4:*#G5, maka akan masuk kedalam kurva solidi8ikasi sehingga urea akan terkristalisasi sebelum masuk prilling toer" Pemekatan dengan dua tahap dilakukan dengan menaikkan temperatur pada tekanan tetap 4:*?5 kemudian dilakukan penurunan tekanan 4?*D5 sehingga diperoleh urea melt dengan konsentrasi ,0C"

:" 1irst Stage E'a"orator !arutan urea dipompakan ke bagian baah evaporator tingkat / untuk meman8aatkan panas CCW dari HP S+ruer melalui Tangki !arutan Urea, kemudian dipanaskan dengan %P steam hingga suhunya menjadi 1$&o? 4%*T/?*;&15" Konsentrasi larutan pada tahap ini akan naik menjadi 'C dengan temperatur 1%'*1$&o? dan tekanan &,$*&,$' kgA6m%: 4%*P7*0&15" Tekanan dan temperatur dijaga supaya tidak terjadi pengkristalan urea 4tekanan atau temperatur rendah5 dan pembentukan biuret 4tekanan atau temeperatur tinggi5" Uapnya dikondensasikan di dalam +on/ensor e#a&orator tingkat I 4%*3*0&%5 sedangkan li
%" Tempera emperatur tur %*T/? %*T/?*;&1 *;&1 dijaga dijaga 1$& 1$& E 1$0O?" 1$0O?" B. Second Stage E'a"orator

Pada evaporat evaporator or tingkat tingkat //, konsentr konsentrasi asi larutan larutan urea ditingk ditingkatka atkan n menjadi menjadi ,0C ,0C dengan dengan suhu 1$ * 1;&o? 4%*T/?*; 4%*T/?*;&%5 &%5 dengan dengan mengguna menggunakan kan Steam Steam  kgA6m% dan tekanan &,&$; kgA6m%: 4%*P7*;& 4%*P7*;&;5" ;5" Di dalam dalam separato separatorr evaporat evaporator or tingkat //, 8ase uap dan liui/ dipisahkan" dipisahkan" Uapnya dikirim ke +on/ensor e#a&orator tingkat // 4%*S*;&%5 dengan ooster dengan ooster 4%* 4%* *0&$5 untuk dikondensasikan kemudian kondensat dikirim keammonia ke ammonia water tank 4%*T*0&$5" 4%*T*0&$5" ,rea melt dengan dengan konsentrasi ,0C dipompa menuju &rilling menuju &rilling u+ket 4%*@*-&%5 4%*@*-&%5 pada mena menara ra pemb pembut utir ir 4 &rilling &rilling tower 5 %*@* %*@*-& -&1 1 deng dengan an pomp pompaaurea melt 4%*P*;&1 4%*P*;&1 :A#5" :A#5" Temperatur urea melt dijaga dijaga pada temperatur 1;&o?, dengan menggunakan steam menggunakan steam Ea+ket %,kgA6m%4%*P/?*1'5 guna menghindari kristalisasi" Pengendalian Proses Se+on/ stage 7#a&orator 1" Tekanan ekanan normal normal operasi operasi harus harus dibaah dibaah &,&$; KgA6m%: KgA6m%: 4%*P 4%*P7*; 7*;&;5 &;5 untuk menaikkan menaikkan konsentrasi konsentrasi di dalam produk akhir sampai ,0C berat" ika tekanan naik melebihi batas, maka terlalu sedikit air yang teruapkan melt akan akan mempunyai mempunyai kandungan air yang terlalu banyak" ika tekanan terlalu rendah, dapat menaikkan jumlah urea yang meluap 4+arr) o#er 5 %" Tempera mperatu turr %*T/ %*T/?*; ?*;&% &% dijag dijagaa 1$ E 1;&O? 1;&O?"" Urea Urea akan akan mengk mengkris ristal tal pada temper temperatu atur r 1$%,-o? dan pada temperatur lebih dari 1;&o?, pembentukan iuret akan akan tinggi" )leh )leh karena karena itu, line melt di antara antara evapora evaporato torr tingk tingkat at // dan &rilling dan &rilling tower dilengkapin dengan steam dengan steam Ea+ket %, %,- kgA6m%"

..6 U#/$ Prilling '# '# 1inishing Tahap ahap ini merupakan merupakan perlakua perlakuan n akhir akhir terhadap terhadap urea melt adalah pembutiran pada menar menaraa pembut pembutir ir"" Peral Peralat atan an utama utama yang yang diguna digunakan kan di unit unit &rilling dan inishing adalah sebagai berikut+ 1" Prilling Tower 4%*@*-&15 Tower 4%*@*-&15 Fungsi

+ untuk mengubah urea melt dari dari evaporator menjadi urea &rill urea &rill "

%" Prilling Bu+ket 4%*@*-&%5 4%*@*-&%5 Fungsi

+ untuk mengalirkan urea melt ke baah menara melalui lubang* lubang ke6il dengan gaya +entriugal "

$" S+ra&er 4%*#*-&;5 4%*#*-&;5 Fungsi

+ untuk mengumpulkan urea &rill di tengah menara pembutir

dan dialirkan menuju (lui/ menuju (lui/ Be/ Cooler " ;" (lui/ Be/ Cooler 4%*J*-115 4%*J*-115 Fungsi

+ untuk mendinginkan urea &rill sampai sampai '&o? dan dipisahkan dari debu*debu urea yang ada dengan udara kering"

Tipe

+ (lui/ e/

Kapasitas

+ 0 tonAjam

@ambar $"%& Uraian Proses pada Unit Prilling Unit Prilling dan (inishing dan (inishing

Perlakuan akhir terhadap urea melt adalah adalah pembutiran pada &rilling pada &rilling tower 4%*@*-&15" 4%*@*-&15" ,rea melt dengan dengan konsentrasi ,0C dan temperatur 1;&o? dimasukkan ke &rilling ke &rilling u+ket 4%* 4%* @*-& @*-&%5 %5 pada pada &rilling tower " Prilling u+ket berbentuk keru6ut dan mempunyai lubang E lubang ke6il, dan diputar dengan putaran %'& E $&& rpm 4%*S/*-&%5 disesuaikan dengan ukuran partikel yang dikehendaki, karena gaya +entriugal maka maka urea melt akan terdistribusi terdistribusi dalam dalam bentuk bentuk butirEb butirEbuti utirr 4/ro&let 5 se6ara se6ara merat merataa ke seluru seluruh h penam penampan pang g melin melinta tang ng dari dari menara menara pembuti pembutir" r" Selama Selama jatuh jatuh droplet droplet tersebut tersebut berkonta berkontak k dengan dengan debuEdeb debuEdebu u urea yang yang ber8ungsi sebagai see/ sebagai see/ atau atau inti dan udara yang dihisap dari bagian baah menara oleh ID oleh ID (an 4%*K*-&$ :A#A?AD5, dengan demikian /ro&let tersebut tersebut akan mengeras membentuk prill yang homogen, karena panas kristalisasinya diserap oleh udara yang masuk pada bagian baah menara hingga suhunya suh unya turun hingga -& - &o? 4%*T9/*-%05"

Urea &rill Urea &rill yang yang terkumpul di dasarEdasar menara, dimasukkan ke parit oleh s+ra&&er oleh s+ra&&er 4%*#*-&;5 lalu menuju lui/ menuju lui/ e/ +ooler 4%*J*-1 4%*J*-115 15 dan elt +on#e)or 4%*!*-&15" (BC (BC >(lui/ Be/ Cooler? adalah Cooler? adalah unit yang ber8ungsi untuk menurunkan temperatur urea &rill urea &rill menjadi menjadi ;'o? dan memisahkan debuEdebu urea dengan menggunakan hembusan udara kering" Udara Udara kering kering didapatk didapatkan an dari udara di atmos8i atmos8irr yang diserap diserap oleh lower lower 4%*K*-115 dan dihembuskan ke dalam (BC dalam (BC " Sebelum dipergunakan, udara atmos8ir tersebut didinginkan dahulu di (BC di (BC Air Chiller 4%*3*-115, 4%*3*-115, dengan menggunakan menggunakan ammonia 6air, agar uap air yang terkandung di dalam udara tersebut dapat terkondensasi" Kemudian udara tersebut dipanaskan dengan dengan menggun menggunakan akan Steam Steam pada pada (BC Air Heater 4%*3*-1%5 sehingga udara kering yang dipergunakan temperaturnya sekitar %$o? 4%*TT*-%15" Debu urea dari (BC dari (BC dihisap oleh (BC oleh (BC 76haust 76 haust (an 4%*K*-1%5 (an 4%*K*-1%5 melalui +)+lone 4%*S* +)+lone 4%*S* -1%5" Pada +)+lone ini debu urea terpisahkan, terpisahkan, partikel yang berukuran lebih besar akan turun ke /ust /esol#ing /rum 4%*>*-&$5, /rum 4%*>*-&$5, sedangkan partikel yang berukuran ke6il, dikembalikan ke &rilling tower 4%*@* 4%*@*-&1 -&155 sebaga sebagaii see/ing " Dalam /ust /esol#ing /esol#ing /rum ini urea tersebut tersebut di6ampu di6ampurr dengan dengan urea segar segar dari dari urea solution tank 4%*T*$&%5 4%*T*$&%5 melalui pompa %*P*$&$ :A# dan kemudian kemudian dikirim ke urea solution tank " Dengan (BC Dengan (BC ini ini urea yang dikirim ke gudang penyimpanan mempunyai kadar k adar debu yang lebih rendah dan temperaturnya temperaturn ya sekitar ;'&?" Pengendalian Proses Unit (inishing Unit (inishing 1" Prilling tower ber8ungs ber8ungsii untuk untuk membuti membutirkan rkan urea dengan pendingi pendingin n udara" udara" Sebelum Sebelum dibutirk dibutirkan an urea urea diinjek diinjeksi si dengan dengan larutan larutan ,rea (ormal/eh)/ Consentrate Consentrate 4UF?5 untuk menambah kekuatannya" Urea produk dijaga sesuai standar yaitu + Tabel Tabel $"1' Standar #aku Mutu Produk Urea V'(/'*el "ate Total .itrogen #iuret Kadar air Kadar #esi .9$ 8r 8ree Temperatur Ukuran butiran SiNe no" Ukuran butiran SiNe no"1 Ukuran butiran SiNe no"$' Crushing strength Kadar UF 49?9)5

Design 1&&C Min" ;-,$C Ma=" 1,&C Ma=" &,'C Ma=" 1,&ppm Ma=" 1'& $ ' E ' 'O ? &C Min" ' C * Min 1 KgA6m% &,& E &,$' C 46oated5

%" (BC ber8ungsi ber8ungsi mendinginkan urea &rill urea &rill dari &rilling dari &rilling tower dari dari temperature -&O? menjadi ;& E '&O? '&O? dikont dikontrol rol oleh oleh %*T/? %*T/?*-% *-%1 1 dengan dengan menga mengatu turr low steam inlet %*3*-1% dan

memisahkan debu urea yang terbaa oleh produk dan dikembalikan ke &rilling tower sebagai see/ing "

.. U#/$ Waste Water (reatment =WWT? Unit ini ber8ungsi untuk mengolah kembali proses kondensate dari unit kondensasi untuk mendapatkan kembali reaktan .9$ dan ?)%, selain itu juga men6egah pen6emaran lingkungan" Pengolahan air buangan ini dilakukan dalam ; langkah yaitu+ 1" .9$ dan ?)% serta yang terkandung dalam proses kondensate didesorp 4dilepas5 dengan proses stripping menggunakan uap panas pada desorber tingkat 1" %" Urea yang terkandung dalam proses kondensate diuraikan menjadi karbamat, .9$, dan ?)% dengan proses hidrolisa menggunakan uap panas di hidroliser" $" Karbamat, .9$, dan ?) % hasil dari hidroliser dilepas kembali di desober tingkat % dengan menggunakan uap panas" ;" ?ampuran gas dan uap air keluaran dari desorber tingkat 1 dikondensasikan pada re8lu= 6ondenser dengan menggunakan 6ooling ater" Selanjutnya larutan yang terjadi 4karbamat en6er5 dikirim ke unit resirkulasi" 7eaksi yang terjadi di unit ini adalah+ 1" 7eaksi penguraian karbamat .9%?)).9;



%.9$  ?)%  E ]

%" 7eaksi hidrolisa urea .9%?).9%  9%)

.9%?)).9;   ]



:dapun peralatan yang digunakan dalam tahap ini, antara lain+ 1" Ammonia Water Tank 4%*T*0&$5 Fungsi + untuk menampung Tipe Tekanan Temperatur

semua

proses

kondensat

dari Con/enser

7#a&orator yang masih mengandung .9$, ?)% dan urea" + Cone roo + 1&& E '& mm9%) + &&?

%" Desor&tion Column / 4%*?*&15 Fungsi

+ untuk menurunkan kandungan .9$ dengan jalan pengontakan antara kondensat dengan uap panas dari Desorber // dan h)/roli!er sehingga temperatur naik sampai 1$0o? dan tekanan %, kgA6m%"

Tipe

+ Sie#e tra)

Tekanan

+ ' kgA6m%@

Temperatur

+ 10&?

$" Desor&tion Column // 4%*?*&%5 Fungsi + untuk melu6uti gas E gas dari

%*T*0&$ dengan 6ara memanaskan

larutan dari desorber / dengan larutan dari hidroliser sehingga temperatur

larutan

hidroliser

ini

turun

sampai

1;o?

dan

mengontakkan dengan Steam $,%K" Tipe + Sie#e tra) Tekanan + ' kgA6m%@ Temperatur + 10&? ;" H)/roli!er 4%*?*&$5 Fungsi

+ untuk menghidrolisa proses kondensat dari desorber / dengan 6ara memanaskan kondensat dari desorber / dengan menggunakan Steam %&K sebagai pemanas sehingga temperaturnya naik sampai 1&o?"

Tipe

+ Sie#e tra)

Tekanan

+ 10 kgA6m%@

Temperatur

+ %&&&?

'" "elu6 Con/enser 4%*3*&;5 :dalah alat untuk menkondensasikan o;gas dari desorber yang nantinya akan dikembalikan ke unit resirkulasi" Semua proses kondensat yang berasal dari +on/enser e#a&orator yang mengandung .9$, ?)%, dan urea dikumpulkan dan ditampung di Ammonia Tank 4%*T*0&$5, sedangkan semua gas*gas yang di #ent dari beberapa tempat 4diabsorb5 di dalam !P :bsorber 4%*?*$&'5 untuk diambil sisa .9$ nya" Karbamat en6er yang di dapat pada relu6 +on/enser 4%*3*&;5 dikembalikan ke resirkulasi melalui pompa relu6 4%*P*&%5" Sedangkan air buangan meninggalkan waste water +ooler 4%*3*&15 dibuang ke sewer " Ammonia Water Tank dibagi menjadi $ bagian, yaitu 1 bagian yang besar dan % bagian yang ke6il" Kondensat dari +on/enser pertama evaporator tingkat % 4%*3*0&$5 dimasukkan kedalam bagian ke6il yang pertama, karena kondensat dengan kandungan urea yang tinggi ini terutama dipakai di !P?? 4%*3*$&$5" Pompa proses kondensat 4%*P*0&05 mengalirkan kondensat yang diperlukan ke !P?? melalui %*F/?*$&" %ine proses kondensat ini juga dihubungkan ke evaporasi untuk 8lushing sekat*sekat dan booster" Kondensat dari % kondenser lainnya %*3*0&% dan %*3*0&; dimasukkan ke bagian ke6il kedua" Dari bagian ke6il yang kedua ini proses kondensat dipakai untuk sirkulasi ke !P :bsorber %*?*$&' melalui Asorer (ee/ Cooler %*3*$& dengan memakai pompa umpan absorber %*P*0&;" :liran yang diperlukan dapat diatur dengan %*F/?*0&%" Dari bagian ke6il

tangki ini, proses kondensat juga dikirim ke desorber tingkat 1, %*?*&1, %*F01' dengan memakai pompa umpan desorber %*P*0&$" Sebagian tambahan /rain;/rain dari beberapa tempat di dalam pabrik dihubungkan ke bagian besar tangki" Kelebihan proses kondensat dari bagian yang besar ini mengalir ke salah satu bagian yang ke6il melalui sebuah lubang pada penyekat 4ales5" #agian yang besar mempunyai indikasi level %*!/*0&1" Umpan ke desorber tingkat 1 4%*?*&15 dimasukkan melalui desorber heat e6+hanger dengan %*F/?*&1" Di dalam desorber heat e=6hanger 4%*3*&%5, temperatur proses kondensat dinaikkan dari sekitar 'o? menjadi sekitar 11%o?" Di dalam %*?*&1 memiliki 1' tra)s, 6airan yang mengalir turun dipanasi sampai 1$0o? pada tekanan sekitar $,kgA6m% dengan uap yang mengalir naik dari desorber tingkat % ke desorber tingkat 1, 6airan yang masih mengandung sejumlah umpan h)/roli!er melalui h)/roli!er heat e6+hanger 4%*3*&$5" Di dalam alat penukar panas ini umpan ke h)/roli!er dipanasi sampai sekitar 1&o? 4%*T/*1;5 oleh 6airan yang keluar dari h)/roli!er " Temperatur h)/roli!er dinaikkan dengan su&&l) 9P"Steam" %*T/?*& mengatur setting dari pengontrol aliran %*F/?*&" Di dalam h)/roli!er dipasang 1 tra)s dengan lubang*lubang untung memperoleh kontak yang baik antara proses kondensat dan Steam" Selama tinggal lebih dari 1 jam, urea terurai menjadi .9$ dan ?)%" @as*gas yang men6apai bagian atas dialirkan ke desorber tingkat 1 melalui %*P/?*&; dan tekanan dikontrol pada 1- kgA6m%" ?airan dialirkan dari bagian baah ke bagian atas desorber tingkat % 4%*?* &%5 melalui h)/roli!er heat e6+hanger 4%*3*&$5 dengan memakai %*!/?*&-" Di dalam alat penukar panas ini temperatur turun sampai 1;o?" Dalam desorber tingkat % dengan %1 sie#e tra)s terjadi kontan antara 6airan yang mengalir turun dengan Steam yang naik, sehingga menurunkan kandungan .9$ di dalam 6airan sampai kurang dari ' ppm" :ir dari bagian baah desorber tingkat % yang mengandung tidak lebih dari ' ppm .9$ dan ' ppm urea serta mempunyai tempertaur 1;$o? dikirim ke sewer melalui %*3*&%, ammonia &reheater 4%*3*1&;5 dan waste water +ooler 4%*3*&15" Selama start u& dapat dilakukan sirkulasi melalui tangki proses kondensat" !evel di dalam dilakukan ke desorber tingkat % dikontrol oleh pengontrol level %*!/?*&;" Controller low steam ke desorber tingkat % 4%*F/?*&05 dikontrol dalam bentuk perbandingan ratio steam dengan umpan ke desorber tingkat 1" Tekanan outlet gas serta temperatur dengan memakai %*FF2*&1" "atio ini tergantung pada kandungan .9$ di dalam umpan biasanya sekitar ',1 4berat5"

Uap*uap dari bagian atas desorber tingkat 1 dikirim ke relu6 +on/enser 4%*3*&;5 untuk dikondensasikan semua" Sejumlah proses kondensat dari pompa proses kondensat 4%*P* 0&05 dapat ditambahkan ke relu6 +on/enser melalui %*F/0&1 untuk menaikkan e88isiensi" Kondensat ini merupakan bagian dari kondensat yang ditambahkan langsung ke !P?? melalui %*F/?*$&" Untuk tujuan yang sama, sejumlah relu6 dikembalikan ke relu6 +on/enser melalui %*F)*11" ?airan dari relu6 +on/enser o#erlow ke dalam relu6 +on/enser le#el tank %*>*&1" Tekanan sistem desorpsi diatur oleh pengatur tekanan %*P/?*&', yang akan menggerakkan #al#e air pendingin outlet dari relu6 +on/enser atau %*P>*&'" *al#e ini terletak pada line outlet gas dari %*>*&14le#el tank untuk relu6 +on/enser 5 ke absorber" "elu6 dari le#el tank dikirim ke !P?? dengan memakai pompa relu6 melalui pengontrol level %*!/?*&1" Sistem Pengontrolan Proses + 1" Proses kondensat yang telah dimurnikan dan dibuang ke sewer mengandung maksimum ' ppm berat .9$ dan ' ppm berat urea" Kondisi ini dapat di6apai dengan su&&l) sedikit steam ke desorber tingkat % dan hidroliser, diperoleh temperatur bagian baah dari desorber tingkat % berada pada tekanan yang sesuai dengan titik didih air, yaitu ; kgA6m% dan temperature sekitar 1;$o? %" Untuk menghemat konsumsi !P Steam dipakai alat penukar panas di antara inlet ke desorber tingkat 1 dan outlet dari desorber tingkat %" $" Untuk menghemat 9P Steam dipakai alat penukar panas di antara inlet dan outlet hidroliser" ;" Kandungan air di dalam uap yang mengalir dari desorber tingkat 1 ke relu6 +on/enser harus dijaga sekitar ;C" /ndikasinya adalah temperatur bagian atas desorber 1 yang dikontrol pada 11-o?, $,-kgA6m%" #ila kandungan air rendah, maka air dalam gas*gas tersebut sedikit, sehingga konsentrasi di dalam relu6 +on/enser akan lebih tinggi" :liran Steam ke deorber tingkat % se6ara auto akan bertambah dan akan menaikkan temperatur top desorber tingkat1" '" Di desorber tekanan dijaga konstan" :gar hidroliser ber8ungsi dengan baik maka temperatur dijaga pada 1&o? dan tekanan sekitar 1- kgA6m% untuk men6apai kadar urea ' ppm di dalam air buangan ke sewer " -" Tekanan relu6 +on/enser dikontrol pada $ kgA6m%" ika tekanan lebih tinggi maka konsentrasi .9$ dan ?)% di dalam tangki proses kondensat tinggi"

0" ika pendinginan kurang atau temperatur terlalu tinggi maka terbentuk s+aling pada tue +on/enser karena kristalisasi hal ini menyebabkan kebuntuan pada #ent;#al#e atau #ent line" !arutan +aramat solution outlet %*>*&1 dijaga sebagai berikut+ Tabel $"1- Komposisi !arutan Karbamat )utlet %*>*&1 K)4)#e# :mmonia ?)%

De/&# $$,'C %-,'C

@ambar $"%1 Flo Diagram Proses Unit Waste Water Treatment

.. Steam S$e '# K)#e#'$

Di pabrik urea dipakai $ ma6am steam dengan tekanan yang berbeda yaitu+ 1" 9P Steam pada %1 kgA6m% dari atter) limit , let /own $ K dan ekstraksi ?)% kompresor" %" MP Steam jenuh pada  kgA6m% $" !P Steam jenuh ;,' kgA6m% 4produk steam /rum5 Steam bertekanan tinggi 4sekitar & kgA6m%5 dari battery limit diekspansikan di dalam turbin penggerak 6ompressor ?)%, sehingga tekanannya menjadi sekitar %' kgA6m% abs 4maksimum5" Setelah ekspansi ini, sejumlah besar uap diekstraksi dikirim ke pabrik urea untuk proses yang dikehendaki, sisanya diekspansikan di dalam turbin sampai &,1% kgA6m%

abs" e6haust steam ini dikondensasikan dalam Sura+e *a+uum Con/enser , kondensatnya dipompakan untuk dieksport" Steam ekstraksi dari turbin ini sebagian besar diekspansikan tekanannya menjadi %1 kgA6m% abs dan dijenuhkan di dalam 9P Steam Saturator 4%*>*&'5 melalui %*P/?*&', sisanya langsung dipakai di dalam h)/roli!er , untuk make u& MP Steam dan untuk keperluan gas +romathogra&h" Steam yang dijenuhkan pada tekanan %1 kgA6m% abs di dalam 9P Steam Saturator diatur langsung di dalam shell si/e HP Stri&&er , disini steam tersebut dikondensasi menjadi kondensat" Kondensat ini kembali lagi ke HP Steam Saturator yang dan dari sini dikirim ke MP Steam Saturator 4%*>*&5" !evel dikontrol oleh %*!/?*&$" %*9/?*&% dipasang pada 9P Steam Saturator untuk menurunkan tekanan se6epat mungkin jika pabrik shut/own< 9P kondensat diturunkan tekanannya sampai  kgA6m% di dalam MP Steam Saturator " Saturator 4penjenuh5 ini dilengkapi dengan pengontrol tekanan %*P/?*&$, 1 7 %, yang akan menggerakkan salah satu dari %*P/?*&$" 1 MP inlet Steam, atau %*P/?*&$" % outlet MP Steam ke sistem !P Steam MP Steam diperlukan untuk evaporator tingkat % 4%*3*;&%5 dan untuk tra+ing di dalam unit sintesa" Kondensat dari MP Steam saturator dikirim ke !P Steam /rum melalui pengontrol level %*!/?*&%" Seperti yang telah dijelaskan di dalam unit sintesa, !P Steam pada tekanan sekitar ;,' kgA6m% dibangkitkan di dalam 9P??" Disamping kondensat dari MP Steam Saturator $ake ,& air dari #F( +olle+ting /rum %*>*&$ dikirim ke steam /rum melalui %* F7*&; dengan memakai pompa #F( %*P*&'" (low ini dikontrol oleh %*!/?*&1" Produk steam /rum !P Steam dimasukkan ke dalam sistem !P Steam" Sebagian dari !P"Steam dipakai di dalam heater resirkulasi, evaporator tingkat 1, desorpsi, eEe+tor;eEe+tor dan tra+ing di dalam bagian bertekanan rendah" Kelebihannya dipakai a/mission ?)% Com&ressor " Tekanan di dalam system !P"Steam diatur oleh %*P/?*&%" ika jumlahnya terlalu banyak, sehingga tekanan naik %*P>*&%"1 akan membuka" Pada tekanan yang terlalau rendah, make up Steam akan mengisi ke !P Steam /rum melalui %*P>*&%"%" %*P>*&% : dipasang pada !P Steam drum untuk menurunkan tekanan se6epat mungkin bila terjadi shut/own" !P Steam /rum mempunyai kontinyu drain melalui %*F/*&'" :liran /rain tergantung pada kualitas dari air boiler, kadar +hlori/e harus lebih rendah dari &,% ppm" ?ontoh dapat diambil dari line /rain" ika ?l* terlalu tinggi, /rain harus dibuka lebar" !P Steam untuk eEe+tor;eEe+tor di evaporasi dimasukkan ke dalam suatu hea/er " Steam yang diperlukan untuk Ea+ket pada line melt juga diturunkan sampai tekanan yang lebih

rendah, yaitu $, kgA6m% melalui %*P/?*1'" /ni untuk membatasi pembentukkan biuret di dalam outlet dari evaporator tingkat %" Semua Steam kondensat dari beberapa pemanas dan tra+ing dikumpulkan di dalam tangki Steam kondensat dan #F( +olle+ting /rum" (lash Steam dari hea/er kondensat dikondensasikan di dalam lash steam +on/enser 4%*3*&15" Sebagian dari kondensat dipakai sebagai oiler ee water untuk !P Steam Drum dan sebagai lush water " Sisa kondensat di ekpor melalui %*P*&1 dan %*!/?*&; ke luar atter) limit " (low ekspor ini dapat diukur dengan %*F7*1%" ika terjadi kebo6oran .9$ ke dalam steam kondensat, konduktivitas akan naik di line kondensat ekspor terlihat dari %*::9*&%" 9P (lush Water Cir+uit yang telah disebut dalam unit sintesa dimasukkan oleh &om&a lush water %*P*&%, dimana su+tionnya dihubungkan dengan line /is+harge pompa steam kondensat"

,.2 Prilling (ower

Proses akhir dari proses pembuatan urea adalah pembutiran" Untuk mengubah urea melt menjadi urea padat digunakan menara pembutir yang disebut &rilling tower " Prilling tower sendiri merupakan menara yang terbuat dari semen dengan ; buah &rilling tower an 4%*K*-&$ :A#A?AD5 dipun6ak menara" (an ini berguna untuk menghisap udara kedalam menara sehingga pendinginan dapat terjadi se6ara merata diseluruh menara" Didalam &rilling tower akan terjadi proses pemadatan urea menjadi butiran &rill " Panas yang dilepas oleh urea akan diserap oleh udara yang dimasukkan dari bagian baah menara" Proses yang terjadi adalah sebagai berikut, larutan urea melt dipompakan dari Se+on/ Stage 7#a&orator oleh ,rea $elt Pum& 4%*P*;&1 :A#5 masuk ke Prilling Bu+ket 4%*@*-&%5" Urea dibentuk menjadi prill dengan 6ara memutar urea melt yang masuk kedalamnya" Didalamnya terdapat lubang*lubang sebagai tempat keluar urea" Urea yang telah menjadi butiran*butiran ini jatuh dan kontak dengan udara untuk mendinginkannya" Setelah

men6apai dasar menara ini

urea disapu dengan

menggunakan S+ra&&er 4%*#*-&;5 yang selalu bergerak" Urea yang terbentuk kemudian masuk kedalam F#? untuk lebih didinginkan dan dipisahkan dari debu" Debu halus yang terbentuk dire+)+le kedalam menara sedangkan debu kasar akan dilarutkan dengan urea solution dari urea solution tank dan dire+)+le ke dalam

urea solution tank " Urea dari F#? ini kemudian menuju proses pengemasan dengan menggunakan konveyor" Urea melt yang kedalam &rilling u+ket diputar dengan putaran %&&*$&& rpm disesuaikan dengan ukuran partikel yang diinginkan" :kibat gaya sentri8ugal maka urea akan terdistribusi dalam bentuk butiran*butiran se6ara merata keseluruh penampang melintang dari &rilling tower " Selama proses jatuh butiran tersebut berkontak dengan debu*debu see/ing dan udara yang dihisap dari bagian baah &rilling tower oleh an" #utiran tersebut mengeras dan membentuk &rill yang homogen karena panas kristalisasinya diserap oleh udara yang masuk dari bagian baah &rilling tower hingga suhunya turun menjadi -&B?" Selama proses jatuhnya urea ini terjadi perpindahan panas dari urea ke udara yang menyebabkan temperatur urea turun dan men6apai perubahan 8ase" Pada keadaan ini urea tidak mengalami perubahan temperatur namun akan mengalami perubahan 8ase dari 6air ke padat, setelah urea padat temperatur urea akan turun kembali"

.5 Pe(4/#'h'# P'#' Proses yang terjadi di dalam &rilling tower adalah proses perubahan 8ase urea melt menjadi urea prill dan proses pendinginan" Sebagai pendingin adalah udara yang mengalir berlaanan arah dengan jatuhnya urea" Selama urea jatuh di dalam &rilling tower proses perpindahan panas urea ke udara meliputi $ bagian yaitu +

.5.1

Pe#/#&/#'# %(e' melt

Pendinginan urea melt dalam hal ini adalah penurunan temperatur urea melt dari temperatur inlet 41;&o ? desain5 sampai dengan temperatur perubahan 8asenya, yaitu 1$%,0o ?" Panas yang diserap merupakan panas sensibel" #esarnya panas tersebut adalah +

Q = M L x Cp L x ( T 1−T 2) dengan + ]

 Panas yang dilepas urea

M!

 Massa urea

?p!

 Kapasitas panas urea melt

T1

 Temperatur urea melt masuk ke &rilling tower

T%

 Temperatur perubahan 8ase urea melt

.5.2

Pe(%*'h'# 'e %(e'

Perubahan 8ase dimulai sejak saat aal urea melt mengalami perubahan 8ase dari melt sampai keseluruhan bentuknya menjadi padat 4&rill 5 pada temparatur yang sama, yaitu 1$%,0o?" panas yang dilepaskan merupakan panas laten" #esarnya panas laten yang dilepas adalah +

Q = M L x dengan +

.5.

]


M!

 Massa urea

λ

 Panas !aten

Pe#/#&/#'# %(e' "rill

Pendinginan urea &rill dalam hal ini adalah penurunan temperatur urea &rill dari temperatur 1$%,0o? sampai dengan temperatur outlet &rilling tower 4-&o? desain5" Panas yang diserap merupakan panas sensibel" #esarnya panas tersebut adalah +

Q = M s x Cp s x ( T 2−T 3 ) dengan + ]


MS

 Massa urea

?pS

 Kapasitas panas urea &rill

T%

 Temperatur perubahan 8ase

T$

 Temperatur outlet &rilling tower

Selama proses perubahan urea melt hingga menjadi urea prill diambilkan asumsi*asumsi sebagai berikut + 1" Kapasitas panas perubahan urea melt dan urea prill bukan merupakan 8ungsi suhu" %" Ukuran butir yang sangat ke6il sehingga distribusi suhu dalam butir diabaikan" $" #utir urea terdistribusi seragam sepanjang menara, urea tidak pe6ah" Proses pendinginan dilakukan dengan mengkontakkan urea dengan udara dari baah menara yang dialirkan

berlaanan arah dengan aliran urea" Selama proses pendinginan

terjadi penyerapan panas sepanjang menara" Panas yang dilepas oleh butiran E butiran urea ini akan diterima oleh udara pendingin dalam bentuk panas konveksi" #esarnya panas yang

dipindahkan ini dapat dinyatakan dengan hukum .eton tentang perpindahan panas konveksi antara permukaan padatan dan 8luida, yaitu +

Q =−h x A x ( T 2−T 1 ) dengan + ]

 Panas konveksi yang dipindahkan

h

 Koe8isien perpindahan panas konveksi urea dengan udara

:

 !uas perpindahan panas konveksi

T%

 Temperatur urea

T1

 Temperatur udara

Tanda 4*5 tidak menunjukkan harga mutlak tetapi menunjukkan baha panas tersebut besarnya sama dengan yang diberikan oleh urea tetapi arahnya berlaanan"

.6 Me,'#/e Pe(&e(','# P'($/,el 'l' Fl%/' ika ditinjau dari kesetimbangan gaya, maka gaya yang bekerja pada satu butir urea yang bergerak dalam 8luida adalah + 1"

@aya luar, gravitasi atau sentri8ugal

%"

@aya apung, gaya yang bekerja sejajar dengan gaya luar tetapi pada arah yang berlaanan"

$"

@aya gesek, gaya yang bekerja melaan arah gerakan"

Fa F D

FG @ambar $"%% Kesetimbangan @aya pada #utiran Urea

F G =❑s x V s x g F D =0,5 f x x A s x g x v F A =❑g x V s x g dengan + F@  gaya gravitasi

2

FD  gaya gesek F:  gaya apung

ρs  massa jenis urea ρg  massa jenis udara >s  volume urea :s  proyeksi luas permukaan butir urea   8aktor gesek g  konstanta ke6epatan gravitasi

A IV ANALISA DAN PEMA!ASAN

7.1 Me$)e Pe#&'*/l'# D'$' Dalam penyusunan tugas khusus ini, data yang digunakan meliputi data primer

dan data sekunder" 7.1.1

D'$' 4(/e( Merupakan data yang diperoleh dari pengamatan dan pengukuran besaran operasi alat

yang bersangkutan se6ara langsung dilapangan dan juga data spesi8ikasi alat" Frekuensi pengambilan data sebanyak % kali pada tanggal ' dan 1& :gustus %&1'" a" Temperatur urea melt keluar dari evaporator 4T!5 b" Temperatur urea &rill didasar &rilling tower 4TS5 6" Flo urea melt keluar dari evaporator 4F5 7.1.2

D'$' e,%#e(

Merupakan data yang diperoleh dari literatur umum maupun dari unit di Kaltim*$" Data*data sekunder antara lain+ a" b" 6" d" e" 8" g" h" i" j" k" l" m" n" o"

!aju alir udara 4@5 !aju alir urea melt 4U5 Temperatur udara masuk &rilling tower 4Tgin5 Massa jenis urea &rill 4 ρ P5 Massa jenis udara 4 ρ g5 >iskositas udara 4µ5 Panas spesi8ik urea melt 4?p!5 Panas spesi8ik urea &rill 4?ps5 Panas spesi8ik udara 4?pg5 Panas laten urea 4λ5 Tinggi &rilling tower 4!5 Diameter &rilling tower 4D5 Diameter urea &rill 4d5 Temperatur urea masuk 4TUin5 Temperatur urea prill keluar 4TUin5

+ 00%"-' kgAjam + 1&%";-,-% kgAjam + $'B? + 1"$$' kgAm$ + 1,%' kgAm$ + 1,0 = 1&*' kgAm"s + &,-$ k6alAkgB? + 1,''' k6alAkgB? + &,%;&$ k6alAkgB? + -& k6alAkg + -' m + 1 m + 1,0 = 1&*$ m + 1;&B? + -&B?

7.2 Me$)e Pe#&)l'h'# D'$' 7.2.1 Pe(h/$%#&'# $e(/#'l 'elocity !rea "rill Ke6epatan butir*butir urea melt yang jatuh disepanjang menara sampai tepat

diatas F#? dapat di6ari dari nera6a keseimbangan gaya pada sebutir urea melt jatuh" @aya tersebut adalah gaya luar, gravitasi atau sentri8ugal, gaya apung, dan gaya gesek" ∆ v t

Pada ke6epatan terminal 4vt5 

∆ t  &  sehingga+

F G = F D x F A

❑s x V s x g =0,5 f x ❑g x A s x g x v 2+❑g x V g x g (¿ s−❑g ) x V s x g =0,5 f x ❑g x A s x v t 2 ¿ dengan

4

V s= ❑ d s 6

3

dan

A s = ❑ d s 4

2

didapat +

(¿s−❑g ) x d s x g 3 x f x ❑g 2 v t =¿

Dengan, vt  terminal velo6ity partikel 4mAs5 ρ s  massa jenis urea &rill 4kgAm$5 ρ g  massa jenis udara 4kgAm$5 g

 konstanta gravitasi 4mAs%5

ds  diameter partikel 4m5 

 8aktor gesek

Faktor gesek dipengaruhi oleh bilangan 7eynolds 47e5+  D   = 47e5

ℜ=

❑g x d s x v ❑

Dengan, 7e  bilangan 7eynolds  viskositas udara 4kgAm"s5

Dilakukan asumsi baha aliran udara pendingin adalah aliran laminar dan didapat persamaan+

f =

24

ℜ

Dari persamaan*persamaan tersebut diperoleh persaman sebagai berikut +

(¿ s−¿ g) x d 2 x g 18 x

¿ vt =¿ Dengan persamaan diatas dapat ditentukan terminal #elo+it) untuk butiran yang jatuh disepanjang &rilling tower " Didapat vt  ;%;"-',1- mAjam" (aktu tinggal urea 4θ 5 dalam menara +

¿

L v t

Dengan tinggi &rilling tower adalah -' m" Maka nilai

adalah &,&&&1' jam"

7.2.2 Pe(h/$%#&'# #e('<' 4'#' Perpindahan panas yang terjadi diprilling toer dibagi menjadi $ Nona+ a" Rona 1 + trans8er panas dari urea melt ke udara pendingin pada titik leleh urea" b" Rona % + trans8er panas dari urea ke udara pendingin pada titik leleh urea sampai terjadi perubahan dari 8asa 6air menjadi 8ase padat" 6" Rona $ + trans8er panas dari urea padat pada titik leleh hingga tepat jatuh diatas s+ra&&er " Pendekatan yang digunakan untuk mengetahui distribusi temperatur diprilling toer dilakukan dengan menganggap prilling toer diisi seragam oleh butiran*butiran urea, demikian juga pembatas yang se6ara imajiner disusun oleh butir urea" Perpindahan panas urea dan udara hanya terjadi se6ara konveksi" Ke6epatan jatuh butir urea sangat tinggi sehingga aktu tinggal suatu butir urea sangat ke6il yang mengakibatkan panas yang hilang dari butir urea ke dinding prilling toer sangat ke6il, sehingga dapat diabaikan" Dasar perhitungan urea terdiri dari+ B)#' 1 :

m! = ?p! = T! |N E m! = ?p! = T! |N  ∆N E h = a = : = 4T! E Tg5 ∆N  & m! = ?p! 4T! |N  ∆N E T! |N5  * h = a = : = 4T! E Tg5 ∆N untuk nilai a dapat ditentukan dengan persamaan berikut+

a=

6 x F x

❑s x d s x L x A

Dengan memasukkan persamaan diatas maka akan didapat persamaan sebagai berikut+

m x C p L x

dT 6 x F x = x ( T −T g ) dz ❑s x d s x L

dT 6 x F x = x ( T −T g) dz m x C p L x s x d s x L

B)#' 2 :

Dimana Ts|N  Ts|N∆N

dT =0 dz

B)#'  :

m! = ?p! = T! |N E m! = ?p! = T! |N  ∆N E h = a = : = 4T! E Tg5 ∆N  & m! = ?p! 4T! |N  ∆N E T! |N5  * h = a = : = 4T! E Tg5 ∆N

m x C p L x

6 x F x dT = x ( T −T g ) dz ❑s x d s x L

6 x F x dT x ( T −T g) = dz m x C p L x s x d s x L

Persamaan*persamaan di88erensial yang terdapat pada Nona 1, %, dan $ dapat diselesaikan dengan metode 7unge Kutta" Dasar perhitungan metode ini adalah +

dy =f 1 ( x , y , z ) dx

Persamaan di88erensial

dz = f 2 ( x , y , z ) dx

9arga*harga aal+ =  =& y  y& N  N& Penyelesaian diaali dengan pendekatan+ =n1  =n∆= yn1  yn∆= Nn1  Nn∆= Dengan menggunakan metode 7unge Kutta orde ;, maka diambil harga ∆= tertentu, selanjutnya harga ∆y dan ∆N dapat dihitung" Dari hasil perhitungan diperoleh distribusi suhu sepanjang urea &rilling tower "

 1 + 2  2 + 2  3+  4

∆ )

1

¿ ¿

5

6

! 1+ 2 ! 2 + 2 ! 3 + ! 4

∆ !

1

¿ ¿

5

6

 1= f 1 ( x " + y " + z " ) x ! 1=f 2 ( x" + y " + z ") x

+  1 x  2= f 1 ( x " + , y " ,z 2

2

!

+ 1 ) x "

2

+  1 !1 x ! 2= f 2( x" + , y " , z + ) x 2

2

"

2

+  2 !2 x  3 =f 1 ( x " + , y " , z + ) x 2

2

"

2

+  2 !2 x ! 3= f 2 ( x "+ , y " , z + ) x 2

2

"

+  3 x  4= f 1 ( x "+ , y " ,z 2

2

2

!

+ 3 ) x "

2

+  3 !3 x ! 2= f 2( x" + , y " , z + ) x 2

2

"

2

!angkah perhitungan+ Trial koe8isien trans8er panas konveksi urea*udara

:o Perhitungan dengan data desain pabrik+ murea  1&%";-,-% kgAjam, Turea in  1;&B?

Turea out  -&B? Tudara out  &B?

es >ariasi rate melt masuk &rilling tower

Persamaan diNona 1 + 6 x F x dT = x ( T − T g) dz m x C p L x s x d s x L

Persamaan diNona % +

dT =0 dz Persamaan diNona $ + 6 x F x dT = x ( T − T g) dz m x C p L x s x d s x L

9asil perhitungan

7. !'/l '# Pe*'h''# 7..1 !'/l 4e(h/$%#&'# Dengan menggunakan data desain diperoleh nilai h  ;"%$' k6alAm%AhAB?, sehingga dapat diketahui distribusi suhu sepanjang &rilling tower seperti pada tabel dibaah ini+ Tabel ;"1 9asil Perhitungan Distribusi Suhu Urea di Prilling Tower J'(', =? &,&&

S%h% %(e' =C 8? 1;&,&&

S%h% %'(' =C 8? &,&&

&,1-

1$,-%

0,$

&,'0

1$"-

0,'$

&,

1$0,0'

0,%1

1,$

1$-,%

0,

1,&

1$',1

0,'-

%,%1

1$',&1

0,%;

%,-%

1$;,11

00,$

$,&$

1$$,%$

00,-%

$,0%

1$%,0&

00,&-

-,%&

1$%,0&

0',1

,-;

1$%,0&

0$,%;

11,&0

1$%,0&

01,%$

1$,'1

1$%,0&

-,1'

1','

1$%,0&

-0,&&

1,$

1$%,0&

-;,0

%&,$

1$%,0&

-%,;

%%,0

1$%,0&

-&,-&

%,&-

11,&

'',0;

$$,$$

1&-,1

'1,;

$,-1

-,%%

;0,0'

;$,

-,;

;;,;

';,;;

01,0&

$,1%

',0%

-',;-

$-,%

-',&&

-&,&&

$',&&

Untuk hubungan suhu dan ketinggian &rilling tower ditunjukkan dengan gra8ik dibaah ini+ Di s t r i b u s i s u h ut er ha d a ppa n j an gpr i l l i n gt o wer 1 4 0

1 2 0

1 0 0 C , u h 8 0 u S

6 0

4 0

2 0 0

1 0

20

3 0 4 0 Pa nj a n gp r i l l i n gt o we r , m

5 0

6 0

7 0

@ambar ;"1 9ubungan suhu dan ketinggian &rilling tower

9asil perhitungan koe8isien trans8er panas dan suhu urea prill keluar terhadap variasi kapasitas produksi ditunjukkan dengan tabel dibaah ini+ Tabel ;"% 9asil Perhitungan h dan Suhu Urea Prill Keluar terhadap >ariasi Kapasitas Produksi

K'4'/$' =? 1&& 1&$ 1&;

h =,<'l>h>C 8? $,- $,- $,-

T %(e' )%$ =C 8? -&,&&& -%,1%; -,--

B)#' 1 =? $,%0 $,%0 $,%0

B)#' 2 =? 1,'& %%,11 %,%'

B)#'  =? ;%,%% $,-% $%,;

Untuk hubungan suhu dan kapasitas &rilling tower ditunjukkan dengan gra8ik dibaah ini+ 1%& 11' 11&

U4'# %(e' = ?

1&' 1&& ' & '

-&

-%

-;

--

-

0&

Te4e('$%( =8?

@ambar ;"% Pengaruh Massa Umpan Prilling Tower terhadap Temperatur Urea Prill

7..2 Pe*'h''# #erdasarkan hasil perhitungan dapat diketahui distribusi suhu terhadap ketinggian &rilling tower 4N5 dan digambarkan pada gra8ik pertama" Pada Nona 1 4Nona pendinginan urea melt 5 merupakan Nona yang paling ke6il diantara dua Nona lainnya" Pada Nona ini diketahui suhu target dari urea melt menjadi urea &rill adalah pada range 1;&B? sampai kurang dari sama dengan 1$%,0B?" Pada Nona ini dibutuhkan ketinggian &rilling tower yaitu $,%0 meter dari atas menara" !alu Nona selanjutnya adalah Nona %, di Nona ini terjadi perubahan 8ase urea melt menjadi urea &rill " Perubahan 8ase dari urea 6air menjadi urea padat" Proses yang terjadi di Nona % ini membutuhkan &rilling tower dengan ketinggian 1,'& meter" Kemudian pada Nona $ terjadi proses pendinginan urea &rill dengan range temperatur sesuai temperatur desain yaitu dari 1$%,0B? hingga -&B?" pada Nona ini dibutuhkan prilling toer dengan ketinggian

;%,%% meter" Dari hasil perhitungan diperoleh nilai koe8isien trans8er panas 4h5 adalah $,- k6alAm%AhAB?" nilai h ini merupakan koe8isien trans8er panas konveksi se6ara teoritis" Dengan menggunakan permodelan yang sama dan data aktual untuk laju alir aktual dari produksi harian di Departemen )perasi Pabrik Kaltim*$, maka dapat diketahui range Nona distribusi temperatur di &rilling tower " 9asil simulasi untuk beberapa data aktual diketahui baha

temperatur urea &rill yang keluar meningkat sebanding dengan peningkatan kapasitas produksi" Temperatur urea &rill desain di s+ra&&er adalah -&B? dan keluar dari F#? adalah

'&B?" Sehingga delta suhu pendinginan di F#? adalah 1&B?" Suhu urea &rill aktual berdasarkan kisaran parameter operasi keluar F#? adalah ;'*-&B?, maka suhu urea &rill di s+ra&&er maksimum adalah 0&B?" Dengan menggunakan gra8ik hubungan massa umpan &rilling tower dengan suhu yaitu 0&B? maka diperoleh kapasitas optimumnya adalah 1%& C terhadap kapasitas desain"

A V PENUTUP

5.1 Ke/4%l'# Dari hasil perhitungan yang dilakukan dapat diambil beberapa kesimpulan

sebagai berikut+ 1" Kapasitas optimum dari &rilling tower adalah 1%& C dari kapasitas desain" %" .ilai koe8isien perpindahan panas 4h5 yang didapatkan dengan menggunakan data desain 4rate 1&& C5 adalah $,- k6alAm%AhAB?" $" Prilling tower masih dalam per8oma yang baik karena perbedaan temperatur urea yang keluar dari &rilling tower dengan temperatur desain tidak signi8ikan" ;" Semakin banyak jumlah massa umpan urea melt yang masuk ke &rilling tower temperatur urea &rill juga akan semkin meningkat" 5.2 S'('# Untuk meningkatkan kapasitas produksi hingga dikapasitas optimum produksi

urea di &rilling tower perlu diperhatikan suhu urea melt yang masuk sebagai umpan ke &rilling tower serta jumlah arus udara pendingin dan suhunya yang masuk ke &rilling tower sehingga tidak menambah beban F#? dalam proses pendinginan urea &rill dan menghindari penggumpalan pada s+ra&&er agar proses produksi berjalan dengan baik"

DAFTAR PUSTAKA

#iro Pengembangan SDM, H Buku Pan/uan erEa Praktek H, %&&0, PT" Pupuk Kalimantan Timur" Departemen )perasi Kaltim*$, H Diktat Bahan Ba+aan Ammonia /alam "angka Pelatihan .&erator H, %&&%, PT" Pupuk Kalimantan Timur" Departemen )perasi Kaltim*$, H Diktat Bahan Ba+aan ,rea ,nit;4 >P.PA?H, 1, PT" Pupuk Kalimantan Timur" Departemen )perasi Kaltim*$, H Proses ,mum Parik ,tilit)H, PT" Pupuk Kalimantan Timur" Kern, D" ]", 1'&, Pro+ess Heat Transer  st e/ , M6@ra 9ill /nternational #ook ?o, :u6kland" Mukhlis, K" Sulthoni, %&1%, %a&oran erEa PraktekJ De&artemen .&erasi altim 3 PT< Pu&uk alimantan Timur , Universitas @ajah Mada, 2ogyakarta" Smith, ulian ?", 1$, ,nit .&eration o Chemi+al 7ngineering 5 th e/ , M6@ra 9ill /nternational #ook ?o, :u6kland" Team Start Up, H PetunEuk .&erasi Parik Ammonia altim;3 Bagian H, 1, PT" Pupuk Kalimantan Timur" Team Start Up, H,raian Proses Parik ,rea altim;3H, 1, PT" Pupuk Kalimantan Timur"

LAMPIRAN

1. Pe(h/$%#&'# Te(/#'l 3elocity P'($/,el Data yang diketahui+ Massa jenis urea &rill 4 ρ s5  1"$$' kgAm$ Massa jenis udara 4 ρ g5  1,%' kgAm$ Diameter urea &rill 4ds5  &,&&10 m >iskositas udara 4µ5  &,&&&&10 kgAm"s @ravitasi 4g5  ,1 mAs% Dengan menggunakan persamaan terminal #elo+it) partikel dilakukan perhitungan sebagai

berikut+

(¿ s−¿ g) x d 2 x g 18 x

¿ vt =¿ ( 1.335 g / m 3−1,25 g / m3 ) x ( 0,0017 m )2 x 9,81 m / s2 vt = 18 x 0,0000178 g / m# s vt =118,02

m s x 3600 s $am

vt = 424.865,2

m $am

2. Pe(h/$%#&'# W',$% J'$%h P''$'# Data yang diketahui+ Tinggi &rilling tower 4!5  -' m Terminal #elo+it) 4#t 5  ;%;"-',% mAjam Untuk mengetahui aktu jatuh padatan dihitung dengan menggunakan persamaan berikut+

¿ ¿

L v t 65 m 424.865,2

m $am

¿ 0,00015 $am x 3600

s $am

¿ 0,5508 s

. Pe(h/$%#&'# K)e//e# T('#e( P'#' K)#3e,/ De'/#

function risali clc;clear all %data desain h=2604; L1=1; L2=55; L3=9; s=[L1 L2 L3 h]; [x fval] = finsearch !"#t$s$[] function fin=#t!s L1=s!1;L2=s!2;L3=s!3;h=s!4; [&1$'1]=ode45!"#rill&one1$[0 L1]$[140 (0]$[]$h [&2$'2]=ode45!"#rill&one2$[L1 L1)L2]$[132*+ '1!end$2]$[]$h [&3$'3]=ode45!"#rill&one3$[L1)L2 !L1)L2)L3]$[132*+ '2!end$2]$[]$h #lot!&1$'1$&2$'2$&3$'3!,$1$&1$'1$&2$'2$&3$'3!,$2 title!-.istri/usi suhu terhada# #anan #rillin toer-  xla/el!-anan #rillin toer$- $la/el!-uhu$- t3data=35; '1data=132*+; '2data=132*+; '3data=60; Ldata=65; f1=!a/s!'1!end$17'1data82; f2=!a/s!'2!end$17'2data82; f3=!a/s!'3!end$17'3data82; f6=!a/s!'3!end$27t3data82; Lsiu=L1)L2)L3; f+=!a/s!Lsiu7Ldata82; fin=f1)f2)f3)f6)f+; function d'd&=#rill&one1!&$$h .=1(; d=1*+10873; :/=3*14d82; rho=1335; u=1024(6*62; =++2(65*00; #u=0*63(; #=0*2403; /=!3*146!d83rho; v=424(65*16; #=65; :=3*14.; tet=#v;
.=1(; d=1*+10873; :/=3*14d82; rho=1335; u=1024(6*62; =++2(65*00; #u=0*63(; #=0*2403; /=!3*146!d83rho; v=424(65*16; #=65; :=3*14.; tet=#v;
7. Pe(h/$%#&'# Te4e('$%( Kel%'( 4'' U4'# U(e' 10  '(/ K'4'/$' N)('l function risali clc;clear all %data desain

L1=1; L2=55; L3=9; s=[L1 L2 L3]; [x fval] = finsearch !"#t$s$[] function fin=#t!s L1=s!1;L2=s!2;L3=s!3; [&1$'1]=ode45!"#rill&one1$[0 L1]$[140 (0]

[&2$'2]=ode45!"#rill&one2$[L1 L1)L2]$[132*+ '1!end$2] [&3$'3]=ode45!"#rill&one3$[L1)L2 !L1)L2)L3]$[132*+ 60*5956] 'ureaout=!357'3!end$2)'3!end$1 #lot!&1$'1$&2$'2$&3$'3!,$1$&1$'1$&2$'2$&3$'3!,$2 title!-.istri/usi suhu terhada# #anan #rillin toer-  xla/el!-anan #rillin toer$- $la/el!-uhu$- t3data=35; '1data=132*+; '2data=132*+; Ldata=65; f1=!a/s!'1!end$17'1data82; f2=!a/s!'2!end$17'2data82; f6=!a/s!'3!end$27t3data82; Lsiu=L1)L2)L3; f+=!a/s!Lsiu7Ldata82; fin=f1)f2)f6)f+; function d'd&=#rill&one1!&$ .=1(; d=1*+10873; :/=3*14d82; rho=1335; u=1055+0*4+; =++2(65*00; #u=0*63(; #=0*2403; /=!3*146!d83rho; v=424(65*16; h=3969*9; #=65; :=3*14.; tet=#v;
d'=!7h:/
5. Pe(h/$%#&'# Te4e('$%( Kel%'( 4'' U4'# U(e' 117  '(/ K'4'/$' N)('l function risali clc;clear all %data desain

L1=1; L2=55; L3=9; s=[L1 L2 L3]; [x fval] = finsearch !"#t$s$[] function fin=#t!s L1=s!1;L2=s!2;L3=s!3; [&1$'1]=ode45!"#rill&one1$[0 L1]$[140 (0] [&2$'2]=ode45!"#rill&one2$[L1 L1)L2]$[132*+ '1!end$2] [&3$'3]=ode45!"#rill&one3$[L1)L2 !L1)L2)L3]$[132*+ 60*5956] 'ureaout=!357'3!end$2)'3!end$1 #lot!&1$'1$&2$'2$&3$'3!,$1$&1$'1$&2$'2$&3$'3!,$2 title!-.istri/usi suhu terhada# #anan #rillin toer-  xla/el!-anan #rillin toer$- $la/el!-uhu$- t3data=35; '1data=132*+; '2data=132*+; Ldata=65; f1=!a/s!'1!end$17'1data82; f2=!a/s!'2!end$17'2data82; f6=!a/s!'3!end$27t3data82;

Lsiu=L1)L2)L3; f+=!a/s!Lsiu7Ldata82; fin=f1)f2)f6)f+; function d'd&=#rill&one1!&$ .=1(; d=1*+10873; :/=3*14d82; rho=1335; u=116904*62; =++2(65*00; #u=0*63(; #=0*2403; /=!3*146!d83rho; v=424(65*16; h=3969*9; #=65; :=3*14.; tet=#v;

Praktek Kerja Lapangan PT Pupuk Kaltim

Recommend Documents