bab ii fx

7/25/2019 BAB II fx

http://slidepdf.com/reader/full/bab-ii-fx 1/24

15

BAB II

URAIAN PROSES

2.1 Bahan Baku

2.1.1 Bahan Baku Pembuatan Ammonia

2.1.1.1 Bahan Baku Utama

Bahan baku utama yang diperlukan pada proses pembuatan Ammonia

terdiri atas gas alam, air dan udara.

a. Gas Alam

Komponen utama yang terdapat pada gas alam adalah Metana (CH4). as

alam yang dibutuhkan dipenuhi oleh !". !ertamina dari sumur gas di !rabumulih.

!roses pengiriman gas dilakukan melalui pipa ba#ah tanah ber$arak ± 1%& km.

as alam yang dikirim dari !ertamina ini memiliki spesi'ikasi seperti yang

ditun$ukkan oleh "abel 1. di ba#ah ini.

"abel 1. Karakteristik dan Komposisi as lam

Komposisi Kuantitas (Mol)as alam

Metana (CH4)

*tana (C%H+)

!ropana (CH-)

so/Butana (i/C4H1&)

0omal/Butana (n/C4H1&)

so/!entana (/C5H1%)

0omal/!entana (n/C5H1%)

Heksana (C+H14)

Karbon ioksida (C2%)

0itrogen (0%)

34,5

+,33

5,+

&,-%

1,&-

&,%

&,%%

&,1-

1&,&

&umber6 7nit 2perasi !/, %&1&

b. Air

!ada pabrik Ammonia, air digunakan sebagai air umpan Boiler ( Boiler

feed water ) dan air pendingin (cooling water ). Kebutuhan air umpan Boiler dan

air pendingin tersebut masing/masing adalah 4,3 m8$am dan &, M"8M" 0H.

7/25/2019 BAB II fx


1+

Kebutuhan kedua $enis air tersebut disediakan oleh unit utilitas. Bahan baku air ini

berasal dari sungai Musi. 9umlah air sungai Musi yang digunakan di unit utilitas

sebanyak 31% m8$am dengan pH sekitar +,5 : 3,5.

Karakteristik dan komposisi air sungai Musi yang diproses di unit utilitas

disa$ikan pada "abel %.

"abel %. Karakteristik dan Komposisi ir ungai Musi

Komponen Kuantitas

"urbiditas 4

! alkalinitas sebagai CaC2 &

M alkalinitas sebagai CaC2 1,4

Cl% sebagai Cl/ ,4

ul'at sebagai 24%/ 4,%

moniak sebagai 0H ,

Kesadahan Ca%; sebagai CaC2 5,5

Kesadahan Mg%; sebagai CaC2 +,4

Besi sebagai <e %,&+

ilika sebagai i2% 15 / +4

!adatan tersuspensi 4%

!adatan terlarut +4

Material organik 1-,3

umber6 7tilitas !/, %&1&

c. Udara

7dara pada pabrik !". !7= digunakan sebagai udara instrumen dan

udara proses. 7dara proses digunakan sebagai sumber gas nitrogen dalam

pembuatan amoniak. 7dara instrumen digunakan untuk keperluan seperti aerasi,

udara >ampuran dan lainnya. 7dara diperoleh dari lingkungan sekitar pabrik.

Komposisi udara yang diambil dari alam disa$ikan pada "abel .

"abel . Komposisi 7dara

Komponen Kuantitas (mol)

0itrogen (0%) 3-,&-4

7/25/2019 BAB II fx


13

2ksigen (2%) %&,43

rgon (r) &,4

umber6 7tilitas !/, %&11

9umlah udara instrumen yang digunakan untuk unit Ammonia sebanyak

5, 0m8$am. 7dara instrumen yang diambil dari udara bebas dengan Kompresor

memiliki spesi'ikasi seperti disa$ikan pada "abel 4.

"abel 4. pesi'ikasi 7dara nstrumen

pesi'ikasi Kuantitas atuan

"ekanan 3 kg8>m

"emperatur %- °C

Kualitas Bebas minyak

umber6 7tilitas !/, %&1&

2.1.1.2 Bahan Baku Penunjan

Bahan baku penun$ang yang digunakan pada proses pembuatan Ammonia

terdiri atas Hidrogen, katalis, dan bahan/bahan kimia lainnya.a. !idr"en

Hidrogen digunakan untuk keperluan start-up pada !7=/B. as ini

disuplai dari !7= , , dan ?. "ekanan dan temperatur untuk masing/masing

gas tersebut adalah +3 kg8>m% dan 133oC. 9umlah gas Hidrogen yang digunakan

adalah sebanyak 1&1,44 0m8$am.

b. #atalis

Katalis digunakan pada pabrik Ammonia karena pada pabrik 7rea tidak memerlukan katalis dalam reaksinya. 9enis katalis yang digunakan pada pabrik

Ammonia dapat dilihat pada "abel 5.

"abel 5. 9enis/9enis Katalis !ada !abrik Ammonia

0ama Katalis @okasi !enggunaan

Co/Mo (Cobalt-Molybdenum) Hydrotreater

An2 Guard chamber

7/25/2019 BAB II fx


1-

0i2 Reformer , Methanator

<e24 8 Cr %2 H"C

Cu 8 An2 @"CBesi berpromotor Konerter amoniak

umber6 Ammonia !/, %&1%

2.1.2 Bahan Baku Pembuatan Urea

2.1.2.1 Bahan Baku Utama

a. Ammonia $air

pesi'ikasi Ammonia >air yang digunakan pada pabrik 7rea disa$ikan pada

"abel +. berikut ini.

"abel +. pesi'ikasi Ammonia Cair ebagai Bahan Baku !abrik 7rea


"ekanan %& (min. 1-) kg8>m%

"emperatur %5 : & oC

9umlah 4&,3 M"8$am umber6 mmonia !/, %&&+

b. Gas $O2

pesi'ikasi gas Karbon ioksida (C2%) yang digunakan pada pabrik 7rea

disa$ikan pada "abel 3. berikut ini.

"abel 3. pesi'ikasi as C2% ebagai Bahan Baku !abrik 7rea


"ekanan &,+ kg8>m%

"emperatur - oC

Komposisi

C2% (dry basis)

H%2

Belerang total

- (min)

$enuh

1 (maks)

berat

ppm ol umber6 7rea !/, %&&+

2.1.2.2 Bahan Baku Penunjan

a. #ukus % Steam&

pesi'ikasi kukus yang digunakan disa$ikan pada "abel -.

"abel -. pesi'ikasi Steam !abrik 7rea


"ekanan (Steam tekanan sedang) 4% kg8>m%

"emperatur (Steam tekanan sedang) oC

ouling factor &,&&&1 m%

$amo

C8kkal

7/25/2019 BAB II fx


1

9umlah +3,-% M"8$am umber6 7tilitas !/, %&&+

b. Air 'emin

pesi'ikasi air demin yang digunakan disa$ikan pada "abel .

"abel . pesi'ikasi ir emin !abrik 7rea


"ekanan 5, kg8>m%

"emperatur %- oC

9umlah 1& M"8$am

i2% &,&5 (maks) ppm

"otal padatan terlarut &,5 (maks) ppm

umber6 7rea !/, %&&5

c. Air Pendinin

pesi'ikasi cooling water yang digunakan disa$ikan pada "abel 1&.

"abel 1&. pesi'ikasi Cooling !ater !abrik 7rea


"ekanan 4 kg8>m%

"emperatur % oC

<aktor fouling &.&&&% m% $am oC8kkalnhibitor &/5& ppm

pH +.5 : 3.5

"urbidity (maks) ppm

"otal hardness %5 (maks) ppm sebagai CaC2

arna 1& (maks) sebagai harDen unit

<e &.1 (maks) ppm

Cl% - (maks) ppm

ul'at 1& ppm sbg 24

Minyak "ra>e

"otal #issol$ed

Solid

-& (maks) !pm

umber6 7tilitas !/, %&&+

d. Udara Instrumen

pesi'ikasi udara instrumen yang digunakan disa$ikan pada "abel 11.

"abel 11. pesi'ikasi 7dara nstrumen !abrik 7rea


"ekanan (di pipa header udara instrumen) 3 kg8>m%

"emperatur %- oC

9umlah %&& 0m

8$am

7/25/2019 BAB II fx


%&

#ew point :4& oC

Kualitas Bebas Minyak

umber6 7tilitas !/, %&&+

e. Air Um(an Boiler

pesi'ikasi air umpan Boiler untuk #esuperheater dilihat pada "abel 1%.

"abel 1%. pesi'ikasi ir 7mpan Boiler !abrik 7rea


"ekanan 5-.1 kg8>m%

"emperatur 11 oC

"otal solid &.%5 ppm sebagai CaC2

Kadar i2% &.& (maks) ppm sebagai i2%

Konduktiitas elektrik 1 mi>ro ohm8>m umber6 7tilitas !/, %&&+

f. Nitr"en

pesi'ikasi 0itrogen sebagai bahan baku disa$ikan pada "abel 1.

"abel 1. pesi'ikasi 0itrogen yang igunakan !ada !abrik 7rea


"ekanan 4 Kg8>m%

"emperatur %- oC

Komposisi 02E

2%

1& (maks)

&& (maks)

ppm

ppm umber6 7rea !/, %&&3

g. )istrik

a) Motor

1) i atas 15&& k 6 ,- k?, 'asa dan 'rekuensi 5& HD.

%) i atas 11& k/15&& k 6 %, k?, 'asa dan 'rekuensi 5& HD.

) ntara &.5 k/11& k 6 44& k?, 'asa dan 'rekuensi 5& HD.4) i ba#ah &.5 k 6 115 atau %5&, 1 'asa dan 'rekuensi 5& HD.

tau 44& k, 'asa dan 'rekuensi 5& HD.

b) !enerangan

pesi'ikasinya %%& ?, 1 'asa dan 'rekuensi 5& HD

>) istem pengontrol

pesi'ikasinya 11& ?, tegangan C.

d) nstrumentasi

7/25/2019 BAB II fx


%1

pesi'ikasinya 11& ?, 1 'asa dan 'rekuensi 5& HD.

2.2 Pr"ses Pr"duksi

2.2.1 Pr"ses Pr"duksi Ammonia

dapun proses pembuatan amonia dapat dibagi dalam + area8seksi, yaitu

sebagai berikut 6

%& eed "reating

'& Reforming

& )urifi*asi

4. intesis

5. !emurnian !roduk !roses pembuatan amonia se>ara sederhana dapat dilihat pada ambar %.1

berikut.

ambar %.1. iagram Blok !abrik Ammonia !7=/

2.2.1.1 *aha( Pen+ia(an Gas Um(an %Feed Treating &

Berdasarkan battery limit , gas alam yang dipasok dari !ertamina 7!

!la$u memiliki spesi'ikasi temperatur pada %- oC dan tekanan 14,1 kg8>m%.

Bahan baku gas alam yang diterima dari !ertamina tersebut masih mengandung

beberapa Dat yang tidak diinginkan, seperti6

1) ul'ur (anorganik dan organik)

7/25/2019 BAB II fx


7/25/2019 BAB II fx


%

C2% ; H%2 H%C2

H%C2 ; K %C2

%KHC2

c. *aha( Penhilanan Sul,ur Oranik

ul'ur organik harus dipisahkan pada tahap feed treating karena dapat

men$adi ra>un katalis pada proses/proses berikutnya. =eaksi penghilangan ul'ur

organik dapat dituliskan sebagai berikut.

=H ; H% ↔ =H ; H% (Katalis CoMo)

H% ; An2 ↔ An ; H%2 (Katalis An2)

Kedua reaksi tersebut berlangsung di satu unit 0essel , yaitu 0essel Co/

Mo8An2 Guard Chamber yang berisi katalis 3,5 m Co/Mo dan 15 m An2.

isini ul'ur organik berubah men$adi Hidrogen ul'ida dan diserap dengan An2

membentuk eng ul'ida.

2.2.1.2 *aha( Pr"duksi Gas Sintesa % Syn-Gas Production&

as proses tersebut selan$utnya diproses di area reforming atau area

pembuatan gas sintesis untuk mendapatkan gas sintesis yang dibutuhkan dalam

pembuatan Ammonia, yaitu gas H% dan gas 0%. !roses pembuatan gas sintesis ini

berlangsung dalam dua unit yaitu unit primary reformer dan unit secondary

reformer&

a. Primary Reformer

as proses yang telah ber>ampur dengan steam selan$utnya akan

diumpankan ke unit primary reforming radiant section dengan steam to carbonratio sekitar ,% untuk dihasilkan gas sintesis. )rimary reformer ini terdiri atas 4

buah baris dengan masing/masing baris berisi 5+ tabung berkatalis 0ikel 2ksida&

=eaksi steam re'orming ini ter$adi pada temperatur 3-&/-%&oC dan se>ara

keseluruhan bersi'at endotermis, sehingga diperlukan pasokan panas dari luar.

dapun reaksi steam re'orming yang ter$adi pada primary reformer unit

tersebut adalah6

CH4 ; H%2↔

C2 ; H% / F

7/25/2019 BAB II fx


%4

C2 ; H%2 ↔ C2% ; H% ; F

b. Secondary Reformer

7ntuk menyempurnakan reaksi steam re'orming (peme>ahan gas metana

men$adi C2, C2% dan H%) diperlukan proses lan$utan di secondary reformer . as

yang telah mengalami reforming sebagian di primary reformer akan masuk ke

secondary reformer dengan mele#ati 1ac*et transfer line. "emperatur masuk ke

secondary reformer sekitar -%4oC. liran gas ini akan bertemu dengan >ampuran

steam dan udara di ruang bakar. ebelum masuk ke secondary reformer , tekanan

dan temperatur udara dinaikkan.

=eaksi di secondary reformer berlangsung pada temperatur yang lebih

tinggi daripada di primary reformer , yaitu sekitar &&/1%&&oC. e>ara keseluruhan

reaksi bersi'at endotermis, sehingga memerlukan panas dan kebutuhan panas

untuk berlangsungnya reaksi reforming tersebut dipasok sendiri dari panas hasil

reaksi Hidrogen (dari aliran gas) dengan 2ksigen (dari aliran udara). 2ksigen

untuk keperluan reaksi tersebut berasal dari udara yang diin$eksikan dari

#ischarge Compressor . =eaksi ini menggunakan katalis 0ikel untuk

memper>epat la$u reaksi dan meningkatkan perolehan produk. dapun reaksi

yang ter$adi adalah sebagai berikut 6

%H% ; 2% %H%2

2.2.1.3 *aha( Pemurnian Gas Sintesa % Syn-Gas Purification&

a. ig! Tem"eratur S!ift #on$erter %!*S$&

7nit H"C ber'ungsi sebagai =eaktor konersi C2 men$adi C2 % dengan

bantuan Katalis )romoted 2ron ,id e (<e248Cr %2) pada temperatur tinggi

(sekitar 5&/4%&oC) dengan reaksi yang ter$adi adalah sebagai berikut.

%H% ; 2% ↔ %H%2 ; F

CH4 ; H%2 ↔ H% ; C2 / F

C2 ; H%2 ↔ H% ; C2% ; F

C2 ; H%2 ↔ H% ; C2% ; F

7/25/2019 BAB II fx


%5

H"C merupakan reaktor unggun tetap berisi katalis Besi 2ksida dengan

olume katalis ++ m. "ipikal reaksi yang ter$adi pada unit H"C adalah la$u

reaksinya >epat tetapi konersinya rendah. as keluaran H"C masuk ke shell

side H" effluent HB untuk memberikan panas ke air umpan Boiler . etelah

meninggalkan HB gas mengalir ke @"C. liran antara dilengkapi dengan

pembuangan ($ent3 untuk membuang kelebihan gas proses.

b. %o& Tem"eratur S!ift #on$erter %)*S$&

7nit ini ber'ungsi mengubah C2 men$adi C2% yang belum terkonersi di

unit H"C dengan bantuan katalis "embaga .inc lumina (Cu8An28l%2). as

dari H"C masuk ke @"C melalui unggun katalis @" dengan temperatur masuk

%&+GC dan keluar melalui bagian ba#ah @". =eaksi ini berlangsung pada

temperatur rendah (1-&/%+&oC), bersi'at eksotermis, dan konersinya yang >ukup

tinggi.

c. Unit Pemisahan #arb"n 'i"ksida %$O2 Absorber dan Stri""er &

!ada prinsipnya, pemisahan C2% pada unit ini sama dengan pemisahan

C2% di bagian feed treating . 7ntuk memisahkan C2% digunakan larutan Benfield .

=eaksi yang ter$adi adalah sebagai berikut.

C2% ; H%2 H%C2

H%C2 ; K %C2 %KHC2

as sintesa keluaran dari @"C dialirkan ke Absorber C2% melalui

distributor internal di bagian ba#ah menara. as keluaran Absorber kemudian

dialirkan ke produk atas Absorber C2% lalu menu$u K2 #rum untuk

menghilangkan larutan Benfield yang terba#a oleh gas. as proses akan

meninggalkan bagian atas K2 #rum dan dile#atkan melalui shell side

methanator feed4effluent echanger sebelum dimasukkan ke Methanator . =eaksi

proses yang ter$adi di Stripping adalah sebagai berikut6

%KHC2 H%C2 ; C2% ; H%2

&

2.2.1.' -etanasi

7/25/2019 BAB II fx


%+

!roses puri'ikasi yang ter$adi pada tahap Shift Con$ersion dan C2%

Remo$al tidak berlangsung sempurna sehingga masih terdapat gas C2 maupun

C2% sisa dalam $umlah ke>il. alaupun demikian, kandungan C2 dan C2% dalam

$umlah ke>il ini dapat merusak katalis di Ammonia Con$erter . 7ntuk itu, C2 dan

C2% perlu diubah men$adi CH4 di Methanator sehingga total C2 dan C2% inlet

Ammonia Con$erter 1& ppm. =eaksi Metanasi ter$adi pada temperatur %-&/

+&oC dengan menggunakan katalis 0ikel lumina. =eaksi Metanasi berlangsung

menurut persamaan reaksi berikut.

2.2.1.( *aha( Sintesis Ammonia

a. *aha( #"m(resi Gas % Syn-Gas #om"ression&

as proses yang akan disintesis di Ammonia Con$erter terlebih dahulu

akan dimampatkan di dalam Kompresor gas sintesis. Syn-Gas Compressor terbagi

men$adi % segmen yaitu 5ow )ressure Case Compressor dan High )ressure Case

Compressor . Masing/masing segmen tersebut memiliki dua tingkatan kompresi.

Syn-Gas Compressor memiliki empat tingkat kompresi.

as dingin yang telah kering dimasukkan ke H) Case Compressor pada

tekanan -,-- kg8>m%. as tersebut kemudian dikompresi hingga tekanannya

men>apai 13, kg8>m% pada Kompresor tingkat ketiga. as tersebut kemudian

ber>ampur dengan gas daur ulang dan dikompresi hingga tekanannya men>apai

13,1 kg8>m%

pada Kompresor tingkat keempat.

b. *aha( Sintesis )""(

as sintesis bertekanan tinggi keluaran dari Kompresor akan diumpankan

menu$u Separator minyak. =eaksi yang berlangsung di dalam Ammonia

Con$erter ini hanya menghasilkan perolehan produk Ammonia sebesar 13 mol.

2leh karena itu, untuk mendapatkan hasil yang banyak, gas yang belum bereaksi

C2 ; H% ↔ CH4 ; H%2 ; F

C2% ; 4H% ↔ CH4 ; %H%2 ; F

7/25/2019 BAB II fx


%3

di/recycle se>ara terus/menerus agar bisa bereaksi kembali. !roduk 0H yang

diperoleh ber#u$ud gas dengan temperatur relati' tinggi (sekitar 45&oC).

ehingga, panas yang terba#a produk diman'aatkan untuk mengolah B< dan

memanaskan gas proses yang akan masuk ke Ammonia Con$erter . =eaksi sintesis

Ammonia berlangsung menurut persamaan reaksi berikut.

0% ; H% % 0H ; F

etelah itu, produk Ammonia akan diolah di bagian refrigeration system

untuk diolah men$adi produk Ammonia >air yang $auh lebih murni. edangkan

gas/gas yang tidak bereaksi8inert (seperti CH4, r, dan gas lainnya) dibuang

se>ara terus/menerus supaya tidak ter$adi akumulasi yang dapat mengganggu

proses pada Ammonia Con$erter . as yang dibuang ini akan diolah di bagian

reco$ery unit untuk diambil gas/gas yang masih potensial untuk diman'aatkan.

2.2.1. *aha( Pendininan dan Pemurnian Pr"duk

Ammonia yang terbentuk dalam Ammonia Con$erter dipisahkan dari

komponen yang lain dengan >ara pendinginan bertahap karena temperatur titik

embun Ammonia lebih besar dari komponen yang lain, sehingga Ammonia akan

mengembun terlebih dahulu dan dapat dipisahkan dari komponen yang lain.

"ahap refrigeration system pada dasarnya adalah mendinginkan gas

keluaran Ammonia Con$erter yang diikuti proses pemurnian dengan Separator

dan flashing 8let down system sehingga diperoleh produk Ammonia yang murni dan

gas/gas yang terlarut dilepaskan men$adi inert refrigeration. !roduk Ammonia

(hot product ) dikirim ke pabrik 7rea sebagai bahan baku pembuatan 7rea dan

sisanya (cold product ) dikirim "angki !enyimpan Ammonia (0H Storage).

2.2.2 Pr"ses Pr"duksi Urea

!roses sintesis 7rea pada pabrik !". !upuk ri#i$aya !alembang

menggunakan dua proses sintesis 7rea yaitu "otal Recycle C-2mpro$e ("=C) dan

Ad$ance Cost 6nergy and 6nergy Sa$ing (C*). !embagian proses sintesis yang

terdapat pada pabrik !". !upuk ri#i$aya !alembang adalah sebagai berikut6

7/25/2019 BAB II fx


%-

a. !7=/B 6

Menggunakan proses Ad$ance Cost 6nergy and 6nergy Sa$ing (C*).

b. !7=/ 6Menggunakan proses C* di seksi sintesa sa$a, sementara bagian lainnya

menggunakan proses "otal Recycle C-2mpro$e ("=C).

>. !7=/ dan !7=/? 6

epenuhnya menggunakan proses "=C.

0amun #alaupun menggunakan teknologi proses yang berbeda, se>ara

garis besar proses produksi urea dapat dibagi men$adi beberapa seksi 6

1. eksi intesis

%. eksi !uri'ikasi dan ekomposisi

. eksi Reco$ery

4. eksi Kristalisasi dan !embutiran5. eksi !engolahan Kondensat !roses

!roses pembuatan urea se>ara sederhana dapat dilihat pada ambar %.%

berikut.

ambar %.%. Blok iagram !abrik 7rea

2.2.2.1 Seksi Sintesis Urea

7rea dihasilkan dengan reaksi yang sangat eksotermis antara 0H dan C2%

yang akan membentuk Ammonium +arbamat . elan$utnya Ammonium +arbamat

se>ara dehidrasi endotermis akan berubah men$adi 7rea. =eaksi tersebut

berlangsung dalam sebuah =eaktor 7rea yang beroperasi pada tekanan 135

kg8>m% dan temperatur 1&oC. !erbandingan mol 0H terhadap C2% adalah 4,&

(mol8mol) yang diatur dengan $umlah umpan 0H >air. =eaksi yang ter$adi di

dalam reaktor terdiri dari dua tahap6

1. !embentukan Karbamat

%0H ; C2% ↔ 0H%C220H4 ∆H I /%-,5 kkal8mol

%. ehidrasi

7/25/2019 BAB II fx


%

0H%C220H4 ↔ 0H%C20H% ; H%2 ∆H I ;,+ kkal8mol

etelah men>apai konersi C2% sebesar 3& , larutan 7rea dari dalam

=eaktor akan mengalir melalui pipa bagian ba#ah =eaktor dan masuk ke Stripper

(%//1&1) se>ara graitasi, la$u aliran 7rea ke Stripper diatur untuk men$aga

leel larutan dalam reaktor tetap konstan. Stripper ber'ungsi sebagai pemisah

kelebihan 0H dan menguraikan Ammonium +arbamat yang tidak terkonersi di

larutan sintesis urea melalui pemanasan yang menggunakan Steam dan C2%

Stripping pada tekanan operasi yang sama. elama proses dekomposisi, hidrolisis

7rea men$adi 'aktor yang perlu diperhatikan. =eaksi hidrolisis 7rea adalah

sebagai berikut6

0H%C20H% ; H%2 → C2% ; %0H

Campuran gas dari bagian pun>ak Stripper dikirim ke Carbamate

Condenser . alam Carbamate Condenser , gas yang keluar dari Stripper di>ampur

dengan larutan Carbamate recycle di bagian atas dan didistribusikan melalui

tubes kemudian dikondensasikan dan diserap oleh larutan absorben.

2.2.2.2 Seksi #ristalisasi dan Pembutiran

!ada seksi ini, larutan urea yang sudah bebas dari kandungan Karbamat

dikristalkan pada kondisi akum oleh Crystalli/er yang terdiri dari % bagian.

Bagian atas adalah 0acuum Concentrator , sedangkan bagian ba#ah adalah

Crystalli/er yang dilengkapi dengan Agitator . Kristal 7rea yang dihasilkan pada

seksi ini masih berbentuk bubur 7rea.

Crystalli/er ber'ungsi untuk membentuk kristal 7rea melalui penguapan

air dari larutan 7rea yang $enuh. Kristal/kristal 7rea dengan kadar air sekitar

1, dimasukkan ke pengering ter'luidakan. !engering ter'luidakan ( luidi/ed

#ryer ) ber'ungsi untuk mengeringkan kristal 7rea hingga kandungannya kurang

dari &,% dengan udara panas lalu masuk ke Menara !embutir.

7/25/2019 BAB II fx


&

Kristal 7rea kering dikirim ke Menara !embutir melalui pipa )neumatic&

Menara !embutir ( )rilling "ower ) ber'ungsi sebagai tempat pembentukan butiran

()rill3 7rea. @ebih dari ,- kristal 7rea dikumpulkan di iklon. "epung 7rea

dari Centrifuge sebelum ke Melter di )rilling "ower terlebih dahulu di panasi

dengan udara panas yang ditiupkan dan diisap ke atas. etiba di Melter , tepung

7rea yang ,+- dilelehkan memakai Steam 5ow pada temperatur 1-oC.

@elehan 7rea dari Head "an* didistribusikan se>ara merata ke distributor

lalu turun ke ba#ah berbentuk hu$an dalam menara pembutir. Ketika lelehan 7rea

turun dari Menara !embutir 7 dari bagian ba#ah ditiup dengan udara sehingga

hu$an 7rea tersebut membeku (dalam bentuk butiran) selama per$alanan turun ke

ba#ah. )rill 7rea yang terbentuk turun ke ba#ah melalui Belt Con$eyor yang

ber$alan ke !!7 (udang !upuk) sebagai produk 7rea.

2.2.2.3 Seksi Reco$ery

eksi Reco$ery ber'ungsi untuk menyerap sisa gas C2% dan 0H yang

keluar dari unit dekomposisi dengan menggunakan air dan larutan urea di dalam

Absorber . elan$utnya, larutan ini di daur ulang ke =eaktor 7rea. !eralatan utama

di seksi Reco$ery meliputi High )ressure Absorber (H!) dan 5ow )ressure

Absorber (@!).

2.2.2.' Seksi Pen"lahan #"ndensat Pr"ses

!ada seksi ini, kondensat proses akan diolah untuk dihilangkan kandungan

Ammonia dan 7rea. Ammonia akan dilu>uti dengan menggunakan steam pada

)rocess Condensater Stripper . edangkan 7rea yang terkandung di dalamnya

akan didekomposisi di Hydroli/er& ari bagian ba#ah )rocess Condensate

Stripper dihasilkan kondensat yang sudah bebas Ammonia dan 7rea. @arutan dari

bagian tengah )rocess Condensate Stripper yang mengandung 7rea J 4.&& ppm

dikirim ke Hydroli/er untuk dihidrolisis men$adi 0H dan C2%. Kondisi operasi

yang optimum dari hidrolisa 7rea adalah pada temperatur 15oC dan tekanan %+

kg8>m%. ari hasil ini, sebanyak 1&.&&& ppm dikonersi men$adi 0H dan C2%

men$adi J 1& ppm dengan #aktu tinggal sekitar %5 menit.

7/25/2019 BAB II fx


1

2./ Pr"duk

!upuk 7rea dan Ammonia merupakan produk utama yang dihasilkan !".

!7=. elain itu, dihasilkan pula produk samping berupa Karbon ioksida >air,

#ry 2ce, 0itrogen >air, gas 0itrogen, 2ksigen >air, dan gas 2ksigen.

2./.1 Pr"duk Utama

!roduk utama yang dihasilkan oleh !". !7= !alembang adalah pupuk

7rea dalam bentuk butiran ( prilled ) dan Ammonia >air. Ammonia >air digunakan

pada proses pembuatan 7rea sebagai bahan baku dengan C2%.

pesi'ikasi 7rea yang dihasilkan oleh !". !7= !alembang dapat dilihat

dari tabel di ba#ah ini.

7/25/2019 BAB II fx


%

"abel 14. pesi'ikasi 7rea !". !7= !alembang

!roduk pesi'ikasi Kandungan Keterangan

7rea 0itrogen 4+.& Minimum

Biuret &.5 Maksimum

Moisture &.5 Maksimum

)rill Si/e 6 + / - 7

Mesh

5 Minimum

)ass %5 7 Mesh % Maksimum

Appearances 8

- !hite& prilled& free flowing& free from harmful substancesumber6 ###.pusri.>o.id, %&1

edangkan spesi'ikasi dari Ammonia yang dihasilkan di pabrik Ammonia

!". !7= !alembang dapat dilihat pada tabel di ba#ah ini.

"abel 15. pesi'ikasi Ammonia !". !7= !alembang

!roduk pesi'ikasi Kandungan Keterangan

Ammonia 0H .5 Minimum

H%2 &.5 Maksimum

,il 5 ppm Maksimum

5oading acility 8

- 5oading Rate 99 M&"ons 4 hr

umber6 ###.pusri.>o.id, %&1

7rea memiliki si'at antara lain 6

1. Merupakan hablur atau serbuk putih.

%. "idak mengeluarkan bau Ammonia dan hampir tidak berbau sama sekali.

. alam keadaan dingin rasanya asin seperti garam dapur.

4. apat larut dalam air, alkohol, dan benDena. edikit larut dalam eter, serta

tidak larut dalam khloro'orm dan etil asetat.5. 9ika dipanaskan maka urea akan terurai men$adi biuret, amonia, dan asam

sianirat.

+. 9ika bereaksi dengan asam kuat maka akan terbentuk garam.

2./.2 Pr"duk Sam(in

http://www.pusri.co.id/




7/25/2019 BAB II fx


elain menghasilkan produk utama yang berupa 7rea dan Ammonia, !".

!7= !alembang $uga menghasilkan beberapa produk samping yang bernilai

ekonomis. !roduk/produk samping yang dihasilkan oleh !". !7= yaitu6

a& Ammonia *kses

b& 0itrogen dan 2ksigen Cair

alam pabrik pemisah udara ( Air Separation :nit ) prinsipnya adalah

melakukan 'raksionasi terhadap kandungan 0itrogen dan 2ksigen yang terdapat

dalam udara bebas. engan titik didih yang berbeda, pada suhu minus 1- oC,

2ksigen (2%) men>air dan memisahkan diri dari 0itrogen (0%).

c& C2% dan es kering ( #ry 2ce3

!abrik ini menggunakan proses dari perusahaan Gases 2ndustriales

Buenos Aires, rgentina dengan kemampuan produksi 55 ton C2 % >air per hari.

C2% >air berasal dari gas C2% yang berlebih dari pabrik Ammonia yang dikirim ke

pabrik C2% >air. etelah gas C2% dimurnikan, lalu didinginkan pada suhu minus

&oC. !ada tekanan 15 kg8>m% gas C2% berubah men$adi >air. C2% >air umumnya

digunakan dalam industri minuman dan blanket.

2.0 Utilitas

alam suatu pabrik kimia unit penun$ang8utilitas merupakan unit

pendukung yang bertugas mempersiapkan kebutuhan operasional pabrik ammonia

dan urea, khusunya yang berkaitan dengan penyediaan dalam bahan baku dan

bahan pembantu.

2.0.1 )ater Treatment

ungai Musi merupakan sumber utama air yang sering digunakan oleh !".!7=. 0amun, sebelum digunakan air tersebut harus mengalami beberapa

perlakuan agar memenuhi standar yang sudah ditetapkan. !ater "reatment )lant

adalah pabrik yang mengolah air sungai men$adi bersih ( iltered !ater ). !roses

pengolahan pada !ater "reatment meliputi koagulasi, 'lokulasi, sedimentasi dan

'iltrasi. ir bersih ( filtered water ) yang dihasilkan digunakan untuk ma*e-up

cooling water , bahan baku demin water , air minum dan ser$ice water .

2.0.2 *emin )ater + Air Bebas -ineral&

7/25/2019 BAB II fx


4

ir emin adalah air yang sudah tidak mengandung mineral, baik berupa

kation maupun anion. ir emin biasanya dipakai sebagai bahan baku pembuatan

uap air. Mineral yang terkandung dalam air diambil dengan >ara menggunakan air

pengikat resin pengikat ion. aram terlarut dalam air berkaitan dalam bentuk ion

positi' (cation) dan negati' (anion). on/ion tersebut dihilangkan dengan >ara

pertukaran ion di alat penukar ion ( 2on 6changer ).

Mula/mula air bersih ( filtered water ) dialirkan ke carbon filter (C<) yang

didalamnya terdapat acti$ated carbon untuk pengikat Dat organik dan

penghilangan bau8#arna. ari C<, air mengalir ke cation echanger yang diisi

resin cation yang akan mengikat cation dan melepaskan ion H;. elan$utnya air

mengalir ke anion echanger dimana anion dalam air bertukar dengan ion 2H/

dari resin anion.

2.0./ #ooling )ater System + Sistem Air Pendinin&

istem air pendingin merupakan sistem yang menyediakan air pendingin

dengan kualitas dan kuantitas tertentu yang diperlukan untuk pendinginan proses

di pabrik. !roses pendinginan di Cooling "ower yang telah menyerap panas proses

pabrik dialirkan kembali ke Cooling "ower untuk didinginkan. ir dialirkan

kebagian atas Cooling "ower kemudian di$atuhkan ke ba#ah dan akan kontak

langsung dengan aliran udara yang dihisap oleh 2nduced #raft () an. kibat

kontak dengan aliran udara ter$adi proses pengambilan panas dari air oleh udara

dan $uga ter$adi proses penguapan sebagian air dengan melepas panas laten yang

akan mendingikan air yang $atuh ke ba#ah.

ir yang telah men$adi dingin tersebut dapat ditampung di Basin dan dapat

dipergunakan kembali sebagai Cooling "ower . !ada proses pendinginan di

Cooling "ower sebagian air akan menguap dengan mengambil panas laten. 2leh

karena itu harus ditambahkan air ma*e-up dari !ater "reatment )lant .

2.0.0 Plant Air dan ,nstrument Air %PAIA&

)lant Air atau udara pabrik adalah udara bertekanan yang digunakan untuk

berbagai keperluan pabrik. 7dara 2nstrument adalah udara bertekanan yang telah

dikeringkan atau dihilangkan kandungan airnya.

7/25/2019 BAB II fx


5

7dara pabrik digunakan untuk udara purging , mesin pengantongan pupuk

(bagging ), udara pembersihan area, pengadukan dan peralatan lain seperti

Snapper . umber udara pabrik se>ara normal adalah Kompresor udara pabrik

Ammonia dan sumber tambahan adalah Kompresor udara standby. "ekanan udara

pabrik adalah 5 kg8>m% pada temperatur ambient .

2.0. Steam System

Steam (uap air bertekanan), di pabrik umumnya digunakan sebagai

penggerak turbin/turbin yang akan menggerakkan !ompa atau Kompresor,

pemanas di Heater atau Reboiler , media stripping . lat pembangkit steam disebut

Boiler& Bahan baku pembuatan steam adalah air bebas mineral (air demin).

!eralatan penghasil steam adalah Boiler .

2.0. Gas atering Station %G-S&

Gas Matering Station (M) ber'ungsi untuk memisahkan >airan (HHC)

dan K2 #rum, menyaring debu/debu dan kotoran di ilter Scrubber , mengatur

tekanan gas alam sesuai dengan kebutuhan masing/masing pabrik menggunakan

)ressure Control 0al$e, dan mengukur la$u alir gas alam mengunakan flowmeter

!ertamina dan !7=, M ber$umlah 4 unit masing/masing untuk !/B, !/, !/

dan !/?. 2persional dilaksankan oleh 7tilitas !/.

2.0.3 lectric Po&er Generation System %EPGS&

!embangkit emergency terdiri dari 6mergency #iesel Generator yang

ber'ungsi melayani beban/beban yang sangat kritis di pabrik apabila pembangkit

utama mengalami gangguan dan uninteruptible power supply (:)S3 yang

ber'ungsi melayani beban/beban listrik yang tidak boleh terputus supply

listriknya, seperti power supply untuk panel kendali (control room).

2. Penel"laan )inkunan

2..1 Penananan )imbah $air

@imbah >air !". !upuk ri#i$aya melalui sistem pengolahan limbah >air

yang dibagi men$adi dua, yaitu sistem !7= 6ffluent "reatment (!*") dan

sistem nstalasi !engolahan ir @imbah (!@).

7/25/2019 BAB II fx


+

a. PUSRI ffluent Treatment +PT/

!7= 6ffluent "reatment (!*") merupakan unit pengolahan limbah >air

yang dimiliki !". !upuk ri#i$aya !alembang yang ber'ungsi untuk

menghilangkan kandungan 7rea dan Ammonia yang terba#a bersama limbah >air

keluaran pabrik. ari pengolahan limbah ini dihasilkan offgas yang mengandung

0H dan C2% yang selan$utnya dikirim kembali ke pabrik 7rea. 7nit pengolahan

limbah ini dibangun pada tahun 1.

!rinsip pengolahan limbah >air di !*" adalah menguraikan

(menghidrolisa) urea yang terkandung dalam limbah dengan >ara pemanasan pada

temperatur %1&oC dan tekanan %% kg8>m%. etelah 7rea dihidrolisa, gas 0H dan

C2% yang dihasilkan dari proses hidrolisa selan$utnya dikirim ke "op Stripper ,

begitu $uga dengan limbah >air yang sudah dihidrolisa. i Stripper , limbah >air

tersebut yang masih mengandung Ammonia dilakukan stripping menggunakan

steam pada tekanan + kg8>m%.

b. Instalasi Pen"lahan Air )imbah %IPA)&

nstalasi pengolahan limbah (!@) diran>ang untuk mengatasi air limbah

dari !". !upuk ri#id$a$a !alembang (!/B, !/, !/ dan !/?) yang telah

dipisahkan sebelumnya dari air hu$an pada collecting !" masing/masing pabrik.

!@ diran>ang untuk menangani air limbah dengan kapasitas sebesar 5&& m8hr.

istem pengolahan limbah di !@ dibagi men$adi dua, yaitu pengolahan air

limbah pada saat emergency dan pengolahan limbah saat normal.

ir limbah dikatakan emergency apabila kandungan Ammonia lebih dari

5&& ppm dan kandungan 7rea lebih dari 15&& ppm. ir limbah emergency dikirim

ke kolam emergency pond , dimana pada kolam ini uap Ammonia yang terbentuk

akan hisap oleh Blower dan selan$utnya Ammonia akan diserap oleh H%24 pada

kolom Scrubber yang kemudian membentuk garam. edangkan limbah >air

selan$utnya dikirim ke kolam eualisasi se>ara bertahap sedikit demi sedikit agar

tidak ter$adi penge$utan konsentrasi limbah di dalam kolam eualisasi.

7/25/2019 BAB II fx


3

!ada saat kondisi normal (konsentrasi Ammonia kurang dari 5&& ppm dan

7rea kurang dari 15&& ppm), air limbah langsung dialirkan ke kolam eualisasi.

i kolam ini lumpur diendapkan dan o$erflownya dikirim ke neutralitation pond .

!ada kolam neutralisasi, air limbah dinetralkan dengan H %24 dengan bantuan

Agitator (pengaduk) dan selan$utnya air masuk kedalam kolam penampungan.

ari kolam ini kemudian limbah dialirkan ke kolam wet land .

!et land merupakan kolam seluas 11.&&& m% yang ditanami en>eng

gondok (water hyacinth37 dimana didalam kolam ini ter$adi proses absorbsi

biologis 7rea dan Ammonia, $uga ter$adi nitri'ikasi dan denitri'ikasi. kar tanaman en>eng gondok $uga merupakan media bagi bakteri nitri'ikasi untuk

menempel dan tumbuh sementara lumpur di dasar wet land merupakan media

untuk tumbuhnya bakteri denitrikasi. iharapkan 7rea yang terkandung dalam

limbah dapat diuraikan oleh en>eng gondok. etelah proses diatas, selan$utnya air

limbah dialirkan ke kolam biological pond eisting , dimana pada kolam ini hanya

dilakukan proses aerasi untuk menghilangkan kandungan Ammonia yang masih

ada pada air limbah.

2..2 Penananan )imbah Padat

@imbah padat yang se>ara rutin dihasilkan adalah katalis bekas. Katalis/

katalis dengan komponen utama Besi dan 0ikel termasuk dalam golongan bahan

B (bahan bera>un dan berbahaya) sehingga pengelolaannya harus mengikuti

peraturan yang berlaku. Hingga saat ini, disposal dari katalis/katalis tersebut

dilakukan dengan sistem landfill pada daerah green barrier&

@imbah padat yang lain adalah lumpur hasil pengerukan di biological

pond . ebelum dibuang, lumpur/lumpur ini dikeringkan dahulu pada Sludge

Remo$al acilities.

2../ Penananan )imbah Gas

@imbah gas dari !". !7= berasal dari popping uap Ammonia dari

tangki Ammonia, sistem perpipaan, dan be$ana bertekanan, debu 7rea yang lepas

dari Menara !embutir, dan kebisingan yang diakibatkan oleh aktiitas pabrik.

7/25/2019 BAB II fx


-

Ammonia memang merupakan unsur pen>emar gas yang paling dominan

di !". !7= karena 'asanya yang berupa gas pada tekanan atmos'er dan baunya

yang sangat menyengat dan mengganggu, serta berbahaya (mudah terbakar).

7ntuk mengatasi hal ini !". !7= telah melakukan pembangunan )urge Gas

Reco$ery :nit (!=7), memasang Scrubber pada 0ent , dan membuat green

barrier .

)urge Gas Reco$ery :nit merupakan unit pabrik yang ber'ungsi mengolah

kembali gas buangan dari proses pemurnian Ammonia pada pemisah Ammonia

sekunder lebih tepatnya pada )urge Gas Separator& as yang dibuang tersebutmasih kaya akan 0H, H% dan terakhir gas Metana yang masih dapat diman'aatkan

oleh fuel system. alam sistem membran, gas yang masuk hasil pembuangan di

)urge Gas Separator dihilangkan kandungan Ammonia dengan dilu>uti oleh air

pada sebuah kolom. Ammonia akan larut dalam air sedangkan komponen gas yang

lain keluar melalui bagian atas Stripper . ir yang telah mengandung Ammonia

kemudian dipanasi sehingga Ammonia murni akan menguap. 7ap Ammonia ini

kemudian ditampung di penampung Ammonia.

!ada unit !=7 ini, purge gas yang memiliki komposisi desain H% 6

+1,1 mol, 0% 6 %&,% mol, r 6 ,3 mol, CH4 6 1%,3- mol dan 0H 6 %,1

mol diolah dengan proses tersebut diatas men$adi produk sebagai berikut 6

1. !roduk utama 6

Berupa gas kaya H% dengan kemurnian 35/-& yang selan$utnya

diman'aatkan kembali ke pabrik Ammonia untuk diumpankan di inlet 1%/

C.

%. !roduk samping 6Berupa tail gas8 fuel gas dengan komposisi H% 6 15,% mol dan CH4 6

4,15 mol yang diman'aatkan untuk tambahan bahan bakar di primary

reformer sehingga diharapkan dapat mengurangi konsumsi gas bumi

sebagai bahan bakar.

. Ammonia 6

Merupakan hasil pemisahan di unit reco$ery !=7. Ammonia ini akan

dikirim kembali ke pabrik 7rea dan $uga digunakan sebagai ma*e-up

untuk Refrigerant Recei$er di pabrik Ammonia.

bab ii fx

Documents