BAB IV

ORIENTASI DI LOKASI KERJA PRAKTEK

4.1 UTILITY PLANT

Unit penunjang atau Offsite pada PUSRI IV merupakan unit pendukung

yang menyediakan kebutuhan operasional pabrik ammonia, pabrik urea dan

untuk keperluan perumahan. Adapun produk yang disediakan oleh Unit Offsite

antara lain : gas alam, produk air bersih (air tersaring), air demin, air pendingin

(cooling water), udara instrumen, udara pabrik, steam, tenaga listrik dan air

minum.

Unit kegiatan yang dilakukan untuk memenuhi kebutuhan pabrik

ammonia dan urea dibagi beberapa seksi, yaitu :

1. Gas Metering Station

2. Filter Water

3. Demineralized Water

4. Cooling Water

5. Instrument Air and Plant Air

6. Pembangkit Steam

7. Sistem Pembangkit dan Distribusi Tenaga Listrik

8. Air Separation Plant (ASP)

9. CO2 Plant

10. Pengolahan Limbah Cair

- KAL (Kolam Air Limbah)

- PET (PUSRI Effluent Treatment)

4.1.1 Gas Metering Station

Natural gas (gas alam) merupakan bahan baku paling penting di industri

pupuk PT. PUSRI, karena merupakan factor utama dalam penggunaan untuk

25

26

bahan bakar di waste heat boiler (WHB), package boiler, gas turbin generator

di Utilitas dan primary reformer serta bahan baku di pabrik ammonia.

Sumber gas alam berasal dari PERTAMINA Simpang Y (2” dan 14”)

dan PERTAMINA Plaju (12”) untuk memenuhi kebutuhan di pabrik PUSRI II,

III, IV dan IB. pengaturan tekanan gas alam agar sesuai dengan tekanan yang

dibutuhkan dilakukan melalui jalur hot liner microwave yang pelaksanaannya

dilakukan oleh :

1. Kabag Shift PUSRI II

2. Operator gas metering station PERTAMINA dan PUSRI

Gas metering station berfungsi untuk :

1. Membersihkan gas alam dari kotoran berupa abu, padatan, liquid,

hidrokarbon berat yang terbawa bersama-sama gas alam.

2. Mencatat jumlah pemakaian gas alam

3. Mengatur tekanan gas alam yang di suplai ke ammonia plant dan offsite

sesuai kebutuhna.

Pengotor- pengotor padat berupa debu, uap air yang berhasil dipisahkan

kemudian dilepaskan ke atmosfer karena tidak mengandung komponen-

komponen yang berbahaya, sedangkan hidrokarbon berat yang berhasil

dipisahkan akan di kirim ke tempat pembakaran (burning pit). Kelebihan gas

dibuang ke lingkungan bila tekanan melewati set point melalui valve PV-4174

Untuk menjaga kelancaran operasi pabrik di unit Gas Metering Station

(GMS) Pusri dilakukan analisa gas alam setiap saat (1x / hari), untuk

menghindari fluktuasi komponen maupun gross heating valve (GHV) sebagai

nilai panas pembakaran.

27

4.1.2 Filter Water

Unit ini bertugas memenuhi kebutuhan pokok air bersih untuk

perumahan maupun pabrik dengan mengolah air baku maupun air bersih

dengan proses kimia (water treatment).

Penggunaan dari filtered water ialah :

1. Make up cooling water

2. Bahan baku demin water

3. Air minum

4. Service water

Secara singkat bahan baku air sungai Musi di olah dengan tahapan

sebagai berikut :

1. Penyaringan Zat Padat Terapung

Air sungai Musi sebelum dikirim ke Unit Utilitas harus dipisahkan

dari kotoran yang berupa zat padat kasar yang terapung dengan cara

memasang saringan di sekitar section pompa sungai 4201 J/JA, selanjutnya

di pompa untuk dialirkan ke unit pengolahan air.

2. Premix Tank (4206 U)

Air sungai masuk ke Unit Pengolahan Air ditampung di Premix

Tank, yang terlebih dahulu diinjeksikan dengan bahan kimia yaitu :

o Larutan Aluminium Sulfat/Alum (tawas, Al2(SO4)3.XH2O)

Untuk memperbesar ukuran partikel koloidal sehingga akan lebih

mudah membentuk floc-floc dan akan mengendap dengan proses

koagulasi dan flokulasi.

28

o Larutan Coagulan Aid (sparant)

Untuk memperbesar partikel koloidal maupun floc yang terbentuk,

sehingga proses pengendapan dapat lebih cepat dan sempurna (di P1B tidak

dipakai).

o Calcium Hyphoclorite atau Chlorine cair

Untuk membunuh bakteri, jamur dan mikroorganisme lainnya

o Caustic Soda

Untuk mengatur pH air sungai, karena pada system pembentukan floc

memerlukan kondisi pH 5,2 – 6,2 sedang pH air sungai cenderung asam.

Bahan kimia di atas berupa padatan kecuali klorin. Untuk mempermudah

penginjeksian, masing-masing bahan dilarutkan terlebih dahulu di tangki pelarut

dengan konsentrasi tertentu. Sedangkan klorinnya dipanaskan terlebih dahulu

dengan heater sehingga berbah fase menjadi gas. Pencampuran dilakukan dengan

pemasangan alat pengaduk dalam premix tank.

Untuk mengetahui terjadinya perubahan kondisi berkaitan dengan

pemakaian bahan kimia dilakukan kontrol pH, kandungan Cl2 (harian) dan ukuran

diamter floc (bulanan).

3. Floctreater (4201 U)

Air sungai yang telah bereaksi dengan bahan kimia di premix tank akan

membentuk floc-floc yang siap diendapkan, selanjutnya dialirkan ke floctreater

untuk memisahkan air dari floc-floc dengan cara pengendapan dengan cara

gravitasi. Floctreater berbentuk tangki beton silinder dengan ukuran diameter 26

m dan tinggi 3,65 m.

Untuk mengetahui kualitas dari air floctreater dilakukan kontrol di outlet

floctreater dengan parameter pH 5,8 – 6,2, turbidity max 2 ppm dan Cl2 max 0,5

29

ppm. Pecahnya floc akan menyebabkan turbidity semakin besar, sehingga dapat

terikut ke proses selanjutnya.

Air masuk melalui pipa-pipa vertikal pada bagian bawah bak. Kemudian

Air bersih dipisahkan melalui overflow di bibir flocteater dan endapan yang

terbentuk secara otomatis dibuang melalui sewer/parit di bagian bawah.

4. Clear Well (4204 U)

Air bersih yang keluar dari floctreater selanjutnya dikirim ke clear well

tank yang terbuat dari beton dengan diameter 9 m dan tinggi 4,6 m. Clear well

berfungsi sebagai penampung sebelum dipompakan ke unit sand filter untuk

dilakukan penyaringan. Di clear well pH di jaga sekitar 7,0 dengan

menginjeksikan NaOH ke dalam aliran air yang masuk clear well.

5. Sand Filter (4202 A-F)

Dari clear well tank, air dipompakan dengan pompa 4203 J A/B/C untuk

dilakukan penyaringan di sand filter, tujuannya untuk memisahkan kotoran halus

yang masih terdapat dalam air bersih dan mengurangi ion nitrit/nitrat yang tidak

dapat diendapkan dengan floculasi.

Sand Filter yang berjumlah 6 buah dioperasikan secara kontinyu dan

pararel. Air yang keluar dari sand filter diharapkan memiliki turbidity maksimum

1 ppm. Enam buah bejana sand filter ini berisi dua macam pasir, yaitu :

1. Pasir halus (fine sand) yang berdiameter 0,6 – 1,8 mm

2. Pasir kasar (coarse sand) yang berdiameter 2,4 – 8,8 mm

Untuk melihat indikasi Sand Filter telah menurun kemampuan servicenya

yaitu melalui pressure drop (max 1 kg/cm2). Tahap selanjutnya dilakukan back

wash/air rumbling atau rinse untuk mengeluarkan kotoran yang tertahan sewaktu

service. Pada alat ini berisi media pasir dan apabila sand filter sudah jenuh dan

pressure drop nya tinggi, maka dilakukan backwash untuk membersihkan kembali

media dari pasir dan kotoran.

30

6. Filtered Water Storage Tank (4201 F)

Hasil proses penyaringan ditampung di filtered water storage tank dengan

kapasitas 4134 M3 yang berfungsi sebagai tempat penampung air bersih atau

Filtered Water yang selanjutnya dikirim ke unit yang memerlukan yaitu :

Cooling tower, sebagai make up cooling water

Demineralized plant, sebagai bahan baku demin water

Potable / housing water yang di kirim ke perumahan dan perkantoran untuk

memenuhi keperluan rumah tangga (sanitasi)

Untuk air Hydrant

Untuk mengetahui kualitas filtered water dilakukan control analisa harian

maupun mingguan, sebagai parameter analisa harian adalah pH antara 7,0 – 7,5,

turbidity max 1 ppm dan Cl2 0,2 ppm.

4.1.3 Demineralizer Water Plant (Pemurnian Air)

Demin plant adalah unit pengolahan air bersih untuk mendapatkan air

yang bebas mineral, baik ion positif maupun negatif. Karena air yang akan

digunakan sebagai make up boiler harus bebas dari mineral yang bertujuan

untuk menghindari deposit/kerak, korosi logam/metal dan carry over.

Kation-kation dan anion-anion yang sering di temui adalah :

Kation Anion

Calsium Ca++ Bikarbonat HCO3-

Magnesium Mg++ Karbonat CO3-

Sodium Na++ Sulfat SO42-

Potasium K+ Klorida Cl-

Iron Fe++ Nitrat NO3-

Mangan Mn++ Silikat SiO2-

31

Adapun langkah pengolahan dimulai dari pemompaan air yang berasal

dari filter water tank dengan tekanan lebih kurang 8,0 kg/cm2, selanjutnya

dilakukan tahapan proses sebagai berikut :

1. Carbon Filter (4205 U-A/B/C/D)

Peranan Carbon Filter disamping untuk penyaringan kotoran yang

terikut di filtered water tank, juga berperan untuk mengurangi zat

anorganik, seperti ion nitrit/nitrat, chlorine. carbon filter berjumlah 4

buah, yang dioperasikan secara kontinyu, dan yang lainnya dibersihkan

dengan back wash atau steaming secara bergantian/periodik. Kontrol

kualitas air carbon filter dilakukan satu minggu sekali, disamping itu

dilakukan control seharian dengan parameter pH dan Cl2 residual.

2. Cation Exchanger 4404 (U-A/B/C)

Tujuan dari cation exchanger adalah untuk mengikat ion-ion

positif dengan kation resin. Disini ion positif ditukar dengan ion H+ dari

resin duolite C-225 dengan rumus kimai H2Z.

Contoh reaksinya :

MgCO3 + H2Z MgZ + H2O + CO2

Dan sebagai pengaktif kembali bila ion telah jenuh dilakukan regenerasi dengan

asam sulfat. Persamaan reaksinya sebagai berikut :

H2SO4 + MgZ H2Z + MgSO4

3. Anion Exchanger (4405 U-A/B/C)

Tujuan dari Anion Exchanger adalah untuk menghilangkan ion-ion

negatif. Air dari cation exchanger masuk ke bagian atas anion exchanger yang

berisi resin duolite A-113D dengan rumus kimia ZOH.

32

Contoh reaksi pengikat anion pada resin :

SO42- + (ZOH)n Z2SO4 + 2OH-

Cl- + (ZOH)n ZCl + OH-

Dan sebagai pengaktif kembali bila sudah jenuh dilakukan regenerasi

dengan caustik soda. Persamaan reaksinya sebagai berikut :

Z2SO4 + 2 NaOH 2 ZOH + Na2SO4

4. Mixed Bed Exchanger (4006 U-A/B)

Merupakan proses lebih lanjut dari cation anion exchanger sehingga di

dapat Demin yang lunak. Proses yang terjadi pada mixed bed exchanger sama

seperti pada kation dan anion exchanger.

Dalam mixed bed exchanger terdapat resin kation dan anion yang

berfungsi untuk menyempurnakan penghilangan ion-ion tersisa. Selama proses,

resin kation dan anion bercampur menjadi satu. Setelah mengalami kejenuhan,

maka perlu dilakukan regenerasi dengan back wash untuk menghilangkan

kotoran- kotoran yang terdapat di dalamnya. Kemudian pada saat iddle

(didiamkan) secara alami, resin kation akan tersususn di bagian bawah karena

ukurannya lebih besar dari pada resin anion. Baru kemudian diinjeksikan sulfat

di bagian atas dan caustic di bagian bawah.

Analisa kualitas demin water dilakukan 6 kali sehari dengan parameter

SiO2 max 0,05 ppm dan 0,1 ppm TDS (total dissolved solid), kemudian di

tampung di demin water storage untuk didistribusikan lebih lanjut.

5. Demineralized Tank 4001 F (1800 M3)

Merupakan tanki penampung hasil proses demineralisasi yang

selanjutnya dengan bantuan pompa digunakan sebagai make up di WHB,

Package Boiler, deaerator, ammonia plant dan sebagai proses di urea.

33

Kapasitas seluruh PUSRI untuk memproduksi demin water sebagai berikut :

PUSRI II = 120 ton/jam

PUSRI III = 180 ton/jam

PUSRI IV = 180 ton/jam

PUSRI IB = 250 ton/jam

4.1.4 Cooling Water System

Sistem air pendingin terutama terdiri dari menara pendingin dan bak

penampung (basin), pompa-pompa air pendingin, sistem injeksi bahan-bahan

kimia seperti phosphate, asam sulfat, dan ID fan (Induced Draft Fan).

Menara pendingin adalah buatan Ecodyne. Menara tersebut terdiri atas

suatu kerangka yang terbuat dari redwood dan terletak di atas sebuah bak

beton. Cooling tower terbagi dalam 4 buah cell (ruangan). Tiap cell terdiri atas

satu ID fan yang berkekuatan 200 HP. Baling-baling ID fan tersebut terbuat

dari fiber glass. Suhu air pendingin diharapkan 32,2 oC (90 oF) sedangkan air

panas yang kembali 48,9 oC (120 oF).

Sistem air pendingin merupakan suatu sistem sirkulasi tertutup dengan

kapasitas sirkulasi normal 7000 m3/jam. Pemakaian utama adalah untuk

pendinginan proses di Ammonia Plant, dan perlengkapan-perlangkapan

tertentu di Offsite. Air untuk pengisian dan air untuk penambah (make up

water) dari pada cooling tower di pompa dari tanki filtered water dengan

pompa-pompa air make up cooling tower. Level kontrol secara otomatis

memasukkan air make up ke dalam bak menara pendingin untuk menjaga agar

tinggi permukaan air dalam bak tersebut tetap. Sebuah low level alarm akan

memberikan peringatan kepada panel control Ammonia Plant dan Utility

Plant, bila terdapat permukaan rendah dalam bak menara pendingin, air make

34

up diperlukan guna mengimbangi kehilangan akibat penguapan dan tetesan-

tetesan air yang terbawa oleh udara.

Di tempat penambahan bahan-bahan kimia, terdapat perlengkapan-

perlengkapan injeksi bahan kimia untuk mengolah air pendingin guna

mencegah korosi. Bahan-bahan kimia yang diinjeksikan ke dalam cooling

tower diantaranya adalah : Bromine/Spectrus ox-1201, Flogard (Phosphat),

Depositrol PY-5204 (Soda Dispersan), Spectrus BD-1500 (Bio Dispersan).

Fungsi bahan kimia yang diinjeksikan :

1. Corrosion inhibitor

Suatu campuran berupa ortho phospatedan zinc dengan perbandingan dan

berfungsi membentuk film passive di permukaan logam dengan tujuan

menghambat/mencegah terjadinya oksidasi logam Fe oleh O2 yang

menyebabkan terjadinya korosi. Diharapkan kadar orto phospat dalam

cooling tower sebesar 12 -14 ppm.

Pembentukkan lapisan (film) passive terdiri dari 2 jenis, yaitu :

1. Lapisan anodik

Fe + o-PO4 γ Fe2O3

2. Lapisan katodik, berupa endapan terkontrol dari :

Ca + o-PO4 Ca – o – PO4

Ca + p-PO4 Ca – p – PO4

Ca + CO3 CaCO3

Zn + PO4 ZnPO4

Yang dominan adalah terjadi lapisan pasif γ Fe2O3

2. Scale inhibitor

Kerak terjadi karena endapan deposit di permukaan metal. Endapan dapat

berupa mineral scale ( misal : garam, Ca, Mg, SiO2), suspended matter

( misal : debu yang terbawa udara), atau corrosion product.

35

Terbentuknya kerak dipengaruhi oleh beberapa faktor, anatar lain :

– pH yang tinggi

– Temperatur tinggi (sehingga kelarutan berkurang)

– flowrate rendah

Kerak dalam pipa menyebabkan terganggunya perpindahan panas,

penyumbatan pipa dan korosi. Untuk itulah perlu ditambahkan scale inhibitor

(dispersant) ke dalam cooling tower, seperti :

Scale differsant

Suatu campuran bahan kimia dengan unsur utama poly electrolite yang berupa

cairan dan berfungsi untuk menghindari terjadinya pengendapan yang berlebihan

dari Ca-o-PO4.

3. Slime Inhibitor

Slime adalah lendir berwarna coklat kehitaman yang menempel di

permukaan pipa. Slime dapat mengurangi efek pencegahan korosi dan

menurunkan efisiensi cooling tower.

Penyebab munculnya slime adalah bakteri yang terbentuk dalam cooling

tower. Untuk membunuh bakteri tersebut perlu diinjeksikan :

a. Biodsipersant

Suatu campuran bahan kimia poly elctrolit yang berupa cairan dan berfungsi

sebagai disinfektan (pembunuh bakteri anaerob) dan juga mendispersikan

slime yang terbentuk di dalam sistim.

b. Biocide

Suatu campuran bahan kimia poly electrolite yang berupa cairan dan

berfungsi sebagai disinfektan (pembunuh bakteri anaerob).

Dari bak cooling tower, air pendingin dipompa dengan pompa-pompa air

pendingin yang masing-masing berkapasitas 4700 m3/jam. Untuk keadaan normal

36

digunakan 2 buah pompa secara parallel yang digerakkan oleh steam turbin. Air

panas yang kembali dari semua pemakaian air pendingin di Ammonia Plant di

tampung kembali dalam sebuah line utama di kirim ke daerah cooling tower. Di sini

line terpisah menjadi 2 line yang mengembalikan air panas ke puncak cooling tower.

Air panas tersebut didistribusikan secara menghujan ke dalam bak cooling

tower melalui distributor di dalam menara dan sambil berpapasan dengan aliran

udara. Udara masuk lewat kisi-kisi pada bagian samping akibat tarikan alam (natural

draft) atau tarikan ID fan dalam masing-masing cell. Udara yang mengalir ke atas

mendinginkan air yang kembali ke dalam bak.

Trouble shooting kualitas cooling water :

1. pH

Bila pH terlalu rendah maka cooling water bersifat korosif sehingga

harus dinaikkan dengan injeksi NaOH.

Bila pH terlalu tinggi, maka kerja dispersant kurang efektif sehingga

pengendapan /scaling di dalam sistem akan mudah terjadi dan untuk

mengantisipasinya adalah dengan menginjeksikan acid.

2. Conductivity

Conductivity yang tinggi menunjukkan :

Banyaknya garam yang terlarut dapat memicu terjadinya

scalling/pengendapan

Daya hantar listrik yang tinggi akan memperbesar laju korosi

Untuk menurunkan conductivity dilakukan dengan menambah blowdown.

3. o-PO4 (unfilter-filter)

selisih o-PO4 (UF-F) menunjukkan jumlah atau kinerja dari dispersant.

Bila selisih o-PO4 > batasan, artinya jumlah dispersant didalam sistem

harus kurang, dapat menimbulkan kecenderungan terjadinya pengendapan

37

/scaling didalam sistem yang pada akhirnya akan menurunkan kinerja

dari cooler/heat exchanger.

Untuk mengantisipasi terjadinya pengendapan tersebut, maka harus

ditambahan dispersant lagi sampai didapat o-PO4 (Uf-F) < batasan.

4. Total PO4

Bila total o-PO4 < batasan, maka pelapisan passive film di permukaan

logam akan berkurang/menipis sehingga dapat menyebabkan terjadinya

korosi untuk menaikkan total PO4 dilakukan dengan menambah dosis

corrosion inhibitor.

Jika total PO4 > batasan, maka disamping merupakan pemborosan bahan

kimia juga dapat menyebabkan terjadinya pengendapan/scalling. Untuk

menurunkan total PO4 dilakukan dengan mengurangi dosis corrosion

inhibitor.

5. Amoniak, NH3

Dapat bersumber dari kebocoran fluida proses atau dari luar/lingkungan.

Amoniak di dalam air pendingin merupakan nutrisi bagi bakteri (terjadi

reaksi nitrifikasi membentuk nitrat) dan juga bisa menimbulkan korosi

pada material cooper.

Untuk mengurangi NH3 dengan mencari sumber pencemarnya serta

melakukan blow down untuk menurunkan jumlah NH3 didalam sistem

6. Nitrat (NO3)

Dihasilkan dari reaksi nitrifikasi amoniak oleh nitrifying bacteria di

dalam cooling water.

Tingginya kandungan nitrat didalam sistem disamping akan menjadi

sumber nutrisi bakteri juga bisa menurunkan pH cooling water (terbentuk

asam nitrat).

Untuk mengurangi nitrat dengan menambahkan blowdown.

7. Silika (SiO2)

38

Berasal terutama dari make up water.

Silika yang tinggi dapat menyebabkan terjadinya scalling terutama bila

berikatan dengan magnesium membentuk magnesium silikat (scalling

yang sangan kuat dan kurang keras serta sangat sukar untuk dibersihkan).

Untuk mengurangu silica yaitu dengan menambah blowdown.

8. Chloride

Kandungan chloride yang tinggi didalam sistem dapat menyebabkan

terjadinya korosi di material carbon steel ( pada material SS dengan

temperatur skin > 100oC dan kandungan chloride > 100 ppm akan terjadi

stress corrosion cracking /scc.

Untuk menanggulangi terjadinya korosi akibat tingginya chloride harus

dilakukan blowdown.

9. Suspended solid (SS)

Tingginya suspended solid disebabkan oleh terkontaminasinya fiber, sand,

pigment dan senyawa anorganik lainnya dalam bentuk terlarut denan ukuran

10-100 µm suspended solid yang tinggi disamping akan bisa menimbulkan

scalling juga akan menyebabkan sifat elektrolit air akan menjadi semakin

besar sehingga air akan cenderung bersifat korosif.

Untuk mengurangi SS yaitu dengan menambah blowdown.

10. Residual Chlorine

Tingginya residual chlorine /free chlorine menyebabakan pemborosan

bahan kimia dan menurunkan pH aiar sehingga air akan bersifat korosif.

Penanggulannya yaitu dengan mengurangi dosis injeksi chlorine/bromine

Rendahnya residual chlorine/free chlorine akan memicu pertumbuhan

bakteri yang tinggi dan pada akhirnya akan terjadi fouling dan terbentuk

slime di permukaan logam.

Penangglangannya dengan mengontrol residual /free chlorine yang benar.

11. Total count bacteria (TCB)

39

Tingginya TCB didalam cooling water akan menyebabkan terbentunya

slime di permukaan logam sehingga akan menurunkan koefisien

perpindahan panas.

Untuk mengatasi hal tersebut dengan cara :

- Menaikkan konsumsi Cl2 + NaBr atau Cl2 + Ca(OCl)2

- Mengurangi nutrient yang ada di sistem (unsur C,H,O,N,P) dengan cara

blow down.

Kualitas cooling water yang diinginkan, yaitu :

pH : 6,8 – 7,3

Temperatur : max 32oC

Mg alkalinity, as CaCO3 : max 200 ppm

Ca hardness, as CaCO3 : max 150 ppm

Mg hardness, as CaCO3 : max 100 ppm

Silica, as SiO2 : max 200 ppm

Turbidity : max 20 ppm

Cl- dan SO42- : max 1000 ppm

4.1.5 Instrument Air dan Plant Air

Dalam keadaan normal, sumber udara pabrik dan udara instrument

berasal dari kompressor udara proses di Ammonia Plant. Sebagai sumber

tambahan diperlengkapi dengan kompressor udara pabrik dan kompressor

udara instrument. Mesin-mesin ini terletak di Offsite Plant.

1. Udara Pabrik/ Plant Air

Dalam keadaan normal, sumber udara Plant Air berasal dari

compressor udara di Ammonia Plant (101 J) yang kemudian dikirimkan

ke receiver, dari sini udara pabrik dibagikan ke seluruh komplek.

40

Dari receiver, udara pabrik dikirimkan ke seluruh Plant lewat hiding

piping. Semua hose connection di unit proses dari Offsite di supply dari header

ini. Header udara pabrik juga mensuplai udara untuk :

a. Pembersihan area dan peralatan pabrik

b. Menggerakkan alat-alat hidrolik

c. Menggerakkan skill-balance

d. Untuk Air-Rumbling

Apabila compressor 101 J dalam keadaan emergency (trip), maka sebagai

sumber udara pengganti dari 101 J adalah Air Compressor stand by yang dapat

beroperasi secara otomatis.

Plant air ini digunakan untuk :

a. Udara purging

b. Mesin pengantongan pupuk

c. Udara pembersih area

d. Pengadukan

e. Peralatan lain seperti snapper,dll

2. Udara Instrument

Instrument air digunakan untuk menggerakkan peralatan instrumentasi

(pneumatic) seperti control valve, transmitter, dll. Udara disuplai ke receiver

udara instrument 1020 m3/jam untuk dipisahkan kandungan airnya dan sebagai

penampung udara sementara dengan tekanan 8,0 kg/cm2. Dari receiver masuk ke

filter inlet untuk mengurangi kotoran-kotoran dan minyak yang terbawa. Udara

lembab ini masuk melalui 4 way valve ke salah satu dryer (A atau B) yang berisi

silica gel atau activated alummina . Fungsi Air Dryer ini adalah untuk menyerap

semua bintik-bintik air yang terkandung di dalam udara dan Dew Point dari dryer

dioperasikan pada -400C pada tekanan operasi. Penyerap air dari udara yang

dipakai adalah silika gel atau Activated Alumina.

41

Udara disaring pada permukaan masuk dan keluar lapisan alumina.

Tower-tower dryer ini diaktifkan kembali dengan pemanasan oleh steam, untuk

pengering dan pendinginan dipakai udara. Dari dryer ini, udara instrument

dengan tekanan 7,0 kg/cm2 (100 psig) ini dibagikan (didistribusikan) melalui

sistem header ke seluruh plant. Dari header ini, terdapat header yang menuju ke

main laboratorium. Header udara instrument juga mensuplai udara untuk :

a. Instrumentasi ammonia, urea, dan utilitas

b. Waste Heat Boiler dan Package Boiler

4.1.6 Pembangkit Steam

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

1. Penggerak turbin-turbin yang akan menggerakkan pompa atau

compressor.

2. Pemanas di heater atau reboiler

3. Media stripping

Spesifikasi steam yang dihasilkan oleh pabrik utilitas :

- Steam tekanan menengah (medium Steam)

Tekanan : 42 kg/cm2

Temperatur : 390 oC

Dihasilkan dari boiler (WHB dan PB)

- Steam tekanan rendah (Low Steam)

Tekanan : 3,5 kg/cm2

Temperatur : 150 oC

Diperoleh dari : Let down MS ke LS

Exhaust turbin (type back pressure)

Flash drum

Fasilitas pembangkit steam disini terdiri atas Waste Heat Boiler dan Package

Boiler.

42

1. Waste heat boiler

Kapasitas (design) : 90 ton/jam

Tekanan steam : 42,5 kg/cm2

Temperatur steam : 400 oC

Sumber panas : - Exhaust GTG

Supplemental burner (grid type duct burner)

Bahan bakar : gas alam

2. Package Boiler

Kapasitas (design) : 100 ton/jam

Tekanan steam : 42,5 kg/cm2

Temperatur steam : 400 oC

Sumber panas : 100% berasal dari pembakaran gas-gas alam dari luar

pipa.

Pemanasan pertama dari pembangkit steam dilakukan pada deaerator

dimana terjadi proses penghilangan udara terutama O2. Pada steam drum terjadi

pemanasan tingkat tinggi yang kemudian udara akan didistribusikan ke seluruh

arah area Urea Plant, Ammonia Plant, dan Utility Plant yang membutuhkan

steam. Pada steam drum terjadi pemisahan antara liquid dan steam basah,

diinjeksikan fosfat ke liquid yang berfungsi untuk mengikat lumpur-lumpur yang

terlarut dalam air.

1. Deaerator

Fungsi deaerator adalah untuk menghilangkan sisa-sisa gas yang masih

terlarut diantaranya yang terpenting adalah Oksigen (O2) dan karbondioksida

(CO2). Gas ini perlu dihilangkan untuk menghindari korosi. Oksigen dan

karbondioksida akan menyebabkan kerak dan korosi pada line boiler feed water,

economizer, boiler, dan superheater, line-line steam dan return condensate.

Proses daerasi dilakukan dalam 2 tahap:

43

Mekanis, proses stripping dengan steam LS

Dapat menghilangkan oksigen sampai 0,007 ppm

Kimia, reaksi dengan N2H4 dapat menghilangkan sisa oksigen (tracess)

N2H4 + O2 N2 + H2O

N2H4 + 6Fe2O3 4Fe3O4 + 2H2O + N2

Proses daerasi :

Air demin + condensat return dihilangkan kandungan O2 dan gas-gas terlarut

melalui proses stripping dengan LS dan reaksi dengan hydrazine (N2H4)

pH dinaikkan menjadi 9,0 dengan injeksi NH3

keluaran deaerator disebut Boiler Feed Water (BFW), kemudian dinaikkan

tekanannya sampai 60 kg/cm2 dan di kirim ke WHB dan PB.

Dengan pemanasan, oksigen tidak akan mengion selama masih terlarut

dalam air dan akan tetap tinggal sebagai oksigen bebas. Karbondioksida akan

mengion pada derajat tertentu tergantung pada kondisi bahan kimia dalam air.

Karbondioksida dalam bentuk bebas akan dipisahkan oleh deaerating.

2. Steam Drum

Aliran air yang masuk ke Steam Drum dari deaerator (1120C) akan

dipanasi terlebih dahulu di economizer (pemanasan pertama pada Steam Drum)

dengan memanfaatkan panas sisa dari Gas Turbin Generator dan pembakaran

gas alam (burner) yang akan keluar ke atmosfer. Setelah masuk ke steam drum,

air diinjeksikan dengan fosfat (Na3PO4) guna mengikat lumpur yang terlarut

dalam air dan dipanaskan dengan boiler sehingga terjadi pemisahan antara liquid

dengan steam basah, selain itu untuk menjaga pH dan mengendapkan senyawa

Ca dan SiO2. Lumpur yang mengendap di bagian bawah Steam Drum akan

dibuang melalui kerangan secara manual. Produk dari steam drum yang berupa

uap (steam) dialirkan ke evaporator untuk meningkatakan panasnya kemudian

masuk lagi ke steam drum. Steam basah masuk ke superheater untuk pemanasan

44

terakhir sehingga terbentuk steam kering (4200C) dengan tekanan 42 kg/cm2

(MS) yang akan didistribusikan ke seluruh area plant yang membutuhkan steam.

Sedangkan produk steam drum yang berupa air dialirkan ke flash drum untuk

diolah/dijadikan LS dengan tekanan 3,5 kg/cm2.

4.1.7 Sistem Pembangkit dan Distribusi Tenaga Listrik

Untuk menunjang operasional pabrik pupuk PT. PUSRI yang

beroperasional secara terus menerus 24 jam sehari diperlukan supply listrik

yang handal stabil dan kontinyu.

Sistem pembangkit tenaga listrik di PT. PUSRI merupakan sistem

pembangkit tersendiri dimana dikonsumsi oleh pabrik (total gas 35 MW)

sedangkan kelebihan daya dikirim ke PLN (max 12 MW) yang terdiri dari :

Pembangkit Utama

Gas Turbine Generator (GTG) yang digunakan untuk melayani

kebutuhan tenaga listrik untuk pabrik, perbengkelan, perkantoran,

perumahan,dll.

Bahan bakar : gas alam

Spesifikasi : 13,8 kV, 50 hz, 3 phase

Kapasitas /daya design :

P-II 15 MW

P-III 15 MW

P-IV 15 MW

P-1B 22 MW

GTG pada P-II,P-III,P-IV,P-1B normal beroperasi secara pararel

melalui synchronzing gas.

Cara Kerja GTG :

Alat-alat yang diperlukan pada unit GTG ini antara lain adalah:

motor listrik, kompresor udara, turbin, dan generator. Prosesnya adalah

sebagai berikut: mula-mula dilakukan starting dari motor listrik yang

45

akan menggerakkan kompresor udara. Setelah kompresor bergerak,

maka otomatis motor lisrik akan berhenti kerjanya, dan kompresor

bergerak dengan cara menghisap udara. Kemudian udara dan gas alam

mengalir ke burner dan dihasilkan gas panas sehingga turbin akan ikut

bergerak juga. Kecepatan geraknya 5100 rpm melalui roda gigi, dan

kecepatannya turun menjadi 3000 rpm. Lalu ke generator menghasilkan

listrik 13,8 kV dan 15 MW, sedangkan sebagian gas dari turbin masuk

ke Waste Heat Boiler.

Pembangkit Emergency

1. Emergency diesel Generator

Berfungsi untuk melayani beban-beban yang sangat kritis di pabrik apabila

pembangkit utama mengalami gangguan.

Bekerja secara otomatis, apabila sumber listrik dari sumber normal hilang,

transfer switch dari ATS secara otomatis akan bekerja mengalirkan sumber

listrik dari sumber normal ke sumber emergency.

2. Uninteruptible Power Supply (UPS)

Berfungsi untuk melayani beban-beban listrik yang tidak boleh terputus

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

Secara kontinyu mensupply tegangan 120 V ke panel kontrol dan DCS.

Apabila supply utama ke UPS hilang, maka supply listrik langsung diambil

alih oleh battery.

A. Sistem Distribusi Tenaga Listrik

Distribusi tenaga listrik adalah sarana yang berfungsi untuk mengatur

penyaluran tenaga listrik dari sumber pembangkit (GTG) ke pusat-pusat beban.

Tenaga listrik yang dibangkitkan oleh GTG dibagikan ke pemakaian melalui Bis

Utama (switch Gear) kemudian baru disalurkan ke beban setelah diturunkan

tegangannya melalui transformator.

46

B. Sistem Tegangan Listrik

- Sistem tegangan 13,8 kV, 3 phase, 50 Hz

Jaringan distribusi utama dari sumber pembangkit ke pusat-pusat beban

berupa :

1. Transformator (13,8 kV/2,4 kV)

2. Transformator (13,8 kV /480 V)

3. Motor dengan beban diatas 200 HP seperti 101-J1 P-III/IV, 5209-Jcm

P1B

- Sistem tegangan 2,4 kV, 3phase, 50 Hz

Digunakan untuk mensupply beban yang berupa :

1. Motor dengan kapasitas 200 HP – 2000 HP (pompa sungai, pabrik urea,

cooling tower, bulk storage,dll).

2. Transformator 2,4 kV/480 V

3. Transformator 2,4 kV/110 V

- Sistem tegangan 480 V, 3 phase, 50 Hz

Digunakan antara lain untuk :

1. Motor-motor dengan kapasitas sampai 200 HP

2. Lampu-lampu sorot lapangan (flood light di pabrik)

3. Trafo lampu penerangan

- Sistem tegangan 220 V, 120 V

Digunakan antara lain :

1. Instalasi-instalasi listrik baik di perkantoran atau perumahan.

2. Lampu penerangan

3. Instrumentasi pabrik

4. Battery charger.

47

4.1.8 Air Separation Plant (ASP)

Untuk memenuhi kebutuhan nitrogen dan oksigen (baik liquid maupun

gas) untuk operasional plant, dilakukan dengan pemisahan nitrogen dan

oksigen yang banyak terkandung di dalam udara bebas di sekitar pabrik.

Untuk hal tersebut dilakukan melalui proses yang lebih dikenal dengan Air

Separation yang terdiri dari beberapa unit bagian.

Udara yang akan diproses, dihisap dengan kompresor dimana

sebelumnya udara akan disaring dalam filter untuk memisahkan atau

membersihkan udara dari kotoran-kotoran yang ikut terbawa. Kompresor

udara dilengkapi dengan Air Cooler guna mendinginkan udara untuk section

pertama. Kompresor terdiri dari 3 tingkat, pada tingkat 1 dan 2 dilengkapi

dengan Air Cooler, pada tingkat 3 udara didinginkan dengan menggunakan

After Cooler. Silencer digunakan untuk mengurangi kebisingan suara outlet

dari kompresor.

Kemudian udara masuk ke Refrigerant Cooler untuk didinginkan lebih

lanjut melalui pendingin paralel dengan menggunakan freon. Udara kemudian

masuk ke dalam Scrubber. Scrubber berfungsi sebagai penyerap air dalam

udara dengan proses penurunan temperatur secara otomatis kemudian air yang

terserap akan dibuang dari bottom Scrubber Tank, setelah itu udara masuk ke

Absorber.

Absorber terdiri dari 2 buah absorber tank yang disusun secara paralel.

Disini udara akan dimurnikan kembali dengan melakukan penyerapan H2O

dan CO2 dengan cara melewatkan udara ke dalam Moleculairr Sieve di dalam

Absorber. Udara murni yang hanya mengandung oksigen dan nitrogen yang

keluar dari Absorber yang kedua berada dalam fase gas, didinginkan pada

pendinginan akhir di cold box, yaitu berupa Heat Exchanger, dimana terjadi

perpindahan panas antara aliran udara yang masuk dengan cold product

48

(aliran gas dingin N2 dan O2), dan dibantu dengan pendinginan dari Turbo

Expander.

Udara yang sudah dingin (-126 0C) dimasukkan ke High Pressure

Tower yang berfungsi untuk memisahkan nitrogen dan oksigen dengan

perbedaan titik didih dimana oksigen (pada temperatur -178 0C) akan turun

menjadi liquid, nitrogen (pada temperatur -193 0C) akan naik keluar dari

bagian tengah High pressure Tower. Dengan perbedaan titik didih tersebut

maka N2 dan O2 murni akan terpisah dengan sendirinya dan merupakan proses

akhir dari Air Separation Plant.

Ketika masuk ke High Pressure Tower, oksigen mencair dan nitrogen

yang masih berupa gas terlepas ke atmosfer, sebagian nitrogen didinginkan

oleh oksigen cair sehingga nitrogen turut mencair. Dan oksigen yang berubah

menjadi gas naik ke Low Pressure Tower, yang selanjutnya dilepaskan ke

atmosfer.

4.1.9 CO2 Plant

CO2 gas yang akan diproses berasal dari NH3 Plant yang langsung

masuk ke Scrubber. Water Scrubber berfungsi sebagai pembersih CO2 gas

dari debu dan material lain yang terbawa oleh CO2 gas dengan cara menspray

CO2 gas dengan air. Kemudian CO2 gas masuk ke CO2 compressor tingkat I

dengan tekanan 4,6 kg/cm2 temperatur 150 0C dan masuk ke CO2 cooler

dengan temperatur 40 0C untuk kemudian masuk ke Scrubber.

Scrubber berfungsi sebagai alat penyerap H2S, sulfur, bakteri, dan lain-

lain yang terkandung di dalam CO2 gas dengan menggunakan chemical

potassium permanganat dan soda ash. Scrubber terdiri dari 2 tingkat. Dari

Scrubber CO2 gas dimasukkan ke kompresor tingkat II, dimana tekanannya

naik menjadi 21,1 kg/cm2 masuk ke CO2 cooler dengan temperatur 40 0C.

49

Dari CO2 cooler, CO2 gas turun temperaturnya menjadi 5-7 0C guna

membuang uap air yang masih terkandung dalam CO2 gas. CO2 gas

dimasukkan ke Dryer untuk penyerapan H2O atau uap air dengan batas

maksimum 10 ppm. Dari Dryer diharapkan CO2 gas yang keluar sudah murni

dari H2O agar tidak terjadi plugging (penyumbatan) pada pipa saluran gas

Dryer yang terdiri dari 2 tingkat.

CO2 gas murni masuk ke tube reboiler untuk menurunkan temperatur

CO2 menjadi -14 0C sehingga dihasilkan CO2 vapor, kemudian masuk ke

dalam Primary CO2 Condenser untuk menurunkan temperatur menjadi -21 0C

sehingga membentuk CO2 liquid (tapi belum murni). Untuk pemurnian CO2

liquid dimasukkan ke Stripping Tower yang berfungsi untuk membebaskan

CO2 liquid dari gas-gas lain yang terkandung di dalamnya dimana gas-gas

yang tidak mencair pada titik didih CO2 (28 0C) dibuang ke luar melalui vent.

CO2 liquid yang bebas mencapai 99,8% ditampung ke dasar Stripping Tower

dan Reboiler dengan suhu -13 0C yang menuju ke Primary Condenser.

CO2 liquid murni yang masuk ke Primary CO2 Condenser untuk

diturunkan temperaturnya menjadi -30 0C, CO2 liquid tersebut merupakan

produk akhir dari CO2 Plant yang akan ditampung di Storage Tank. CO2

liquid dari Storage Tank dibotolkan untuk dipakai di pabrik minuman,

pemadam kebakaran, industri plastik, dan rumah sakit. CO2 liquid juga bisa

diproses lebih lanjut untuk menjadi dry ice yang berguna untuk pendinginan,

dimana daya serap panasnya sangat tinggi.

4.1.10 Pengolahan Limbah Cair

Buangan bahan kimia dari area pabrik berupa :

1. Buangan regenerasi demin plant

2. Buangan chemical dari water treatment dan demin plant

3. Buangan laboratorium

50

4. Buangan chemical dari WHB dan Package boiler

5. Buangan chemical dari urea dan amoniak

6. Buangan chemical dari cooling tower

7. Material berbahaya yang ada di plant antara lain :

- Bahan mudah terbakar (H2, gas alam, NH3, H2S, minyak bakar dan

minyak pelumas).

- Bahan beracun (CO, CO2, H2S, NH3, N2H4, Na3PO4, NaOH, H2SO4,

K2CO3, DEA, V2O5, corrosion inhibitor, dan slime inhibitor)

1. Kolam Limbah Biologi

Unit pengolahan limbah cair terdiri dari alat yang disebut

biological pond (kolam limbah). Ini merupakan unit pengolahan limbah

cair yang menggunakan bakteri untuk menurunkan kadar BOD, COD,

TSS dan amoniak.

Buangan limbah kimia dari pabrik ditampung di kolam limbah.

Kolam limbah berjumlah 6 buah dengan ukuran total 25 x 100 m dan

menjadi bak penampung limbah dari PUSRI II, III, IV, dan IB. Empat

buah kolam merupakan kolam biologi, sedangkan 2 kolam lainnya

merupakan kolam emergency. Dari 4 kolam tersebut, 3 kolam diantaranya

masing-masing dilengkapi dengan 2 buah aerator yang berfungsi sebgai

penyuplai oksigen. Dari 3 kolam aerasi tersebut, 1 kolam difungsikan

secara full aerasi sedangkan 2 kolam aerasi lagi difungsi secara

bergantian dan dioperasikan secara terus menerus selama 24 jam.

Limbah yang diolah di unit ini, berasal dari ceceran lantai, bekas

cucian dan lain sebagainya dengan konsentrasi limbah rendah. Kapasitas

olh 700-800 m3/jam yang bearasl dari Pusri IB, II, III, IV dan PPU. Hasil

olahan langsung dialirkan ke sungai Musi.

51

Dalam kolam ini, limbah diolah secara biologis dengan bantuan

bakteri untuk mengurangi kadar ammonianya, sehingga ketika dibuang

kembali ke sungai Musi, limbah sudah relatif aman.

Bakteri yang dipakai dalam kolam limbah akan memakan amoniak

yang terkandung dalam limbah. Namun, jika konsentrasi amoniak dalam

limbah berlebihan, bakteri akan mati. Untuk hidupnya, bakteri

memerlukan oksigen. Karena itu tiap kolam limbah dilengkapi dengan

Aerator. Bakteri yang ada dalam kolam limbah juga perlu disirkulasikan

untuk menjaga keberadaannya di setiap kolam. Sirkulasi dilakukan

dengan menerapkan empat macam cycle yang berbeda. Pada setiap cycle-

nya limbah dialirkan dari satu kolam ke kolam lainnya dengan rute yang

berbeda-beda. Aerator dihidupkan dan dimatikan bergantian sehingga

sebagian bakteri akan mati dan mengendap, sementara yang masih hidup

terbawa aliran limbah ke kolam lainnya.

Sementara itu sebagai pemisah dan pengolah lumpur yang berasal

dari unit kolam biologi digunakan alat yang disebut Sludge Removal

Facilities lumpur yang berasal dari kolam biologi dipompakan ke

thickneker untuk diendapkan secara gravitasi. Air yang berasal dari

thickneker dikeluarkan secara overflow, endapan lumpur dari bagian

bawah thickneker dikeluarkan dan dikumpulkan dalam reservoir tank dan

dipompakan ke Filter press untuk dipisahkan airnya dan dipadatkan

dengan tekanan 8 bar, sehingga menghasilkan padatan lumpur yang

mengandung 40 % dry solid.

Sayangnya kolam limbah biologis ini sudah tidak berfungsi

dengan baik lagi. Kendala yang dihadapi adalah matinya bakteri sebelum

sempat disirkulasikan. Akhirnya, sekarang kolam ini hanya dimanfaatkan

untuk sedimentasi saja. Kontrol limbah yang dibuang ke sungai Musi

dilakukan terhadap BOD dan kandungan amoniaknya.

52

2. Pusri Effluent Treatment (PET)

Limbah cair dari urea yang mengandung sedikit urea di tampung

dalam buffer tank (T-701), kemudian dipompa dengan GA-701 A/B/C

melalui dua preheater, dialirkan ke dasar hydrolizer (DA-702). Dalam

hydrolizer terjadi penguraian urea menjadi NH3 dan CO2 dengan bantuan

steam bertekanan sedang (MS).

Selanjutnya cairan keluar dari bagian bawah hydrolizer yang

mengandung uap air, NH3 dan CO2 dialirkan ke bagian atas stripper (DA-

701). Sedangkan yang berupa gas dialirkan dari bagian atas hydrolizer

menuju bagian tengah stripper. Dalam stripper terjadi pelucutan gas NH3

dan CO2 dengan bantuan steam (LS). Cairan yang keluar dari bawah

stripper dikembalikan ke preheater unutk memansakan limbah masuk.

Semenatara gas keluar dari bagian atas stripper dialirkan masuk ke

overhead condenser (EA-704) dan di tampung dalam Condensate

Receiver (FA-701).

Cairan dari receiver dikembalikan ke bagian atas stripper,

sementara uap yang dihasilkan di kirim ke Urea Plant. Spesifikasi uap

yang di kirim kembali ke urea dengan kompisisi NH3 25 %, CO2 20,75 %

dan sisanya H2O.

53

4.2 AMMONIA PLANT

Dalam proses pembuatan amoniak yang dijalankan oleh PT. PUSRI

pada saat ini ialah digunakan proses Kellog Design. Ammonia Plant berfungsi

untuk mereaksikan gas lam, steam dan udara menjadi ammonia. Disamping

menghasilkan amoniak, unit ini juga menghasilkan CO2 yang sama-sama

dibutuhkan pada pembuatan urea. Pabrik amoniak pada umumnya terdiri dari

empat unit proses, antara lain :

a. Unit Feed Treating (Pengolahan Gas Umpan)

Filtrasi dan desulfurisasi (dengan sponge iron)

Dehidrasi feed gas

Pemisahan hidrokarbon berat

Pemisahan CO2

Desulfurisasi dengan Cobalt Molibdenum dan Zinc Oxide

b. Unit Produksi Gas Sintesa

Reforming (Primary dan Secondary)

Pengambilan gas CO2 (High and Low Temperature)

c. Unit Pemurnian Gas Sintesa

Penyerapan gas CO2

Metanasi

d. Unit Sintesa Ammonia

Penekanan (Compression)

Sintesa amoniak

Pendinginan dan pemurnian produk

4.2.1 Unit Feed Treating

Tujuan unit ini adalah untuk mengolah gas alam menjadi gas siap

pakai yang tidak lagi mengandung zat-zat lain yang dapat mengganggu proses

pembuatan amoniak pada tahap selanjutnya. Hal ini disebabkan karena gas

54

yang dipakai dalam proses ini berasal dari Pertamina yang masih banyak

mengandung kotoran dan zat yang tidak diinginkan. Ada beberapa proses

treatment pada unit ini meliputi :

a) Filtrasi dan Desulfurisasi

Pada proses ini ada dua alat utama yang dipakai adalah :

Filter Separator (202 – L)

Fungsi utamanya ialah untuk membersihkan partikel-partikel dan

kondensat yang teradapat pada gas alam.

Desulfurizer (201-D)

Alat ini berfungsi untuk menghilangkan sulfur anorganik H2S.

Gas alam masuk ammonia plant pada suhu 21 0C dengan tekanan 28

kg/cm2 mengalir melalui filter Separator (202-L) yang didalamnya terdapat

filter yang dapat diganti dan kawat saringan (Wire Mesh Mist Extractor) untuk

menyaring cairan dan benda-benda padat (solid particles) pada gas alam.

Sebelum masuk desulfurizer sponge iron gas alam yang keluar dari filter

dipanaskan oleh steam tekanan rendah dalam jacket heater sehingga gas alam

yang telah dipanaskan (39 0C) baru masuk ke desulfurizer. Desulfurizer terdiri

dari satu lapis katalis sponge iron yang merupakan butiran-butiran oksida besi

halus yang beralaskan serbuk gergaji. Di dalam desulfurizer sebelum gas alam

lewat lapisan katalis gas ini disemprot dengan larutan kaustik (NaOH) dari

204-L 3-5 % berat yang diperlukan untuk menjaga kondisi operasi yang

sedikit basa (range pH 8 – 8,5) dan saat melewati lapisan katalis H2S pada gas

alam bereaksi, dengan reaksi:

Fe2O36H2O + 3 H2S Fe2S26H2O + 3 H2O + Q

Kondisi Operasi :

55

Temperatur

Temperatur reaksi yang paling menguntungkan adalah 16 – 40 0C (60 –

104 akan rendah 0F). Pada temperature diatas 40 0C sponge iron

mempunyai tendensi untuk terhidratasi sedangkan pada suhu dibawah 27 0C kecepatan reaksi berkurang.

Kelembaban

Uap air (moisture) bertindak sebagai penyerap Hidrogen disulfide,

mengikat H2S supaya reaksi dengan sponge iron dapat berlangsung. Jika

feed gas yang telah dipanaskan tidak jenuh, maka air harus diinjeksikan

kepada feed gas atau katalis sponge iron untuk mencegah dehidrasi dari

iron oxide. Jumlah air yang diinjeksikan harus diatur sedemikian rupa

sehingga selalu ada tetesan air terus menerus dari drain desulfurizer.

Alkalinity

Tetesan air dari drain desulfurizer harus dijaga sedikit diantara pH 8,0 –

8,5 dengan cara menginjeksikan larutan NaOH encer dalam bentuk spray

kedalam puncak dari vessel desulfurizer.

b) Dehidrasi Feed Gas

Feed gas yang keluar dari desulfurizer jenuh dengan uap air pada

temperature 38oC (100 oF). Jika feed gas didinginkan sampai mencapai

temperature –18oC pada pemisahan heavy hydrocarbon (HHC) di tahap

berikutnya, maka uap tersebut akan terkondensasi membentuk solid hydrates

dengan hidrokarbon. Tentu saja hal ini berdampak buruk bagi operasi karena

menimbulkan penyumbatan pada valve, fitting dan lain-lain. Selain itu juga

mengotori bahkan dapat menyumbat chiller.

Pada proses ini alat yang digunakan untuk menyerap air dalam gas alam

adalah Dehidration Tri-Ethilene Glycol (TEG) 201-L atau absorber. Unit ini

terdiri dari tray absorber yang mempunyai 10 bubble cup. Gas alam dari

56

desulfurizer masuk ke absorber, di dalam nya air diserap oleh glycol yang

mengalir berlawanan arah dengan aliran gas alam. Glycol yang jenuh air di kirim

ke regenerator untuk dihilangkan airnya, sehingga dapat dipakai kembali untuk

menyerap air di dalam absorber. Regenerator ini berupa packing coulomn yang

mempunyai pompa sirkulasi dan external reboiler yang dipanasi oleh steam.

Kondisi operasi :

- Temperatur

Efisiensi unit ini umumnya sangat sensitif terhadap temperatur feed gas yang

masuk. Suhu ini akan menentukan banyaknya air yang di kandung oleh gas pada

tekanan tetap. Lean glycol yang mengalir ke absorber harus dijaga minimum 6 oC

(10 oF) lebih tinggi dari temperatur gas yang masuk. Perbedaan temperatur ini

akan mencegah kondensasi dari hidrokarbon yang dapat mengakibatkan foaming.

- Konsentrasi glycol

Daya dehidrasi yang dapat dicapai oleh larutan glycol terutama tergantung dari

jumlah air yang dapat dilepaskan dari glycol.

Makin rendah konsentrasi air dalam glycol yang masuk ke absorber makin efisien

daya dehidrasinya.

- Kecepatan sirkulasi

Jika telah ditentukan daya konsentrasi glycol dan jumlah bubble tray, penurunan

dew point dari feed gas yang jenuh adalah fungsi dari kecepatan sirkulasi dari

glycol.

c) Pemisahan Hidrokarbon Berat

Hidrokarbon berat perlu dipisahkan dari gas alam karena hal tersebut dapat

menutupi pori-pori katalis pada primary reformer. Alat yang dipakai untuk

memisahkan hidrokarbon berat dari gas alam adalah 203-C dan feed separator

206-F.

57

Gas alam dari absorber mengalir ke chiller (203-C), di dalam chiller gas

ini didinginkan oleh amoniak (-23o C) dan dialirkan menuju Feed/Fuel separator

untuk memisahkan hidrokarbon yang ringan dan yang berat. Prinsip pemisahan ini

berdasarkan perbedaan titik didih sehingga light hydrocarbon (hidrokarbon ringan)

akan menjadi outlet top separator dan heavy hydrocarbon akan menjadi outlet

bottom separator. HHC ini kemudian dikirim ke Fuel Gas Knock Out Drum (207-

F) untuk digunakan sebagai bahan bakar untuk proses-proses selanjutnya dalam

pabrik setelah dipanaskan sampai 80 oC di primary reformer. Gas alam yang telah

bebas dari heavy hydrocarbon akan menuju unit pemisahan CO2.

d) Pemisahan CO2 Dalam Feed Gas

Tujuan utama penghilangan gas CO2 dari feed gas ialah untuk mengurangi

beban pada alat desulfurizer tahap kedua, seksi persiapan raw synthesis gas, dan

pemurnian. Karbon dioksida dihilangkan sampai mencapai kadar 0,3 (dry basis)

untuk mencegah reaksi metanisasi yang sangat eksoterm pada katalis Cobalt

Molybdenum pada Hydrotreater 101-D.

Untuk memisahkan CO2 dalam feed gas dipakai CO2 absorber 201-E dan

untuk meregenerasi larutan benfield yang jenuh CO2 digunakan regenerator 202-

E. Suhu feed gas yang bebas hidrokarbon berat dinaikkan dari 26 oC menjadi 93 oC. Lalu dialirkan ke CO2 absorber 201-E. Pemisahan gas CO2 dan feed gas

dilakukan dengan mempertemukan feed gas dengan larutan benfield secara

berlawanan arah dalam absorber yang terdiri dari dua lapisan, yaitu masing-

masing 25 mm tumpukan flexi ring.

Larutan benfield adalah larutan yang mengandung Potassium karbonat

(K2CO3) sebanyak 28 %, Diethanol amine (DEA) 2 % untuk mempercepat

penyerapan, Vanadium Pentoxide (V2O5) 5 % untuk mencegah korosi dan Foam

Inhibitor untuk mencegah pembusaan.

Reaksi yang terjadi dalam proses absorsi adalah :

58

CO2 + H2O H2CO3

H2CO3 + K2CO3 2 KHCO3

Prinsip operasi absorbsi adalah tekanan tinggi dan temperatur rendah.

Larutan benfield yang jenuh CO2 (rich benfield) akan diregenerasi di regenerator

(202-E) untuk diuraikan lagi menjadi lean benfield, air dan CO2 sebelum dipakai

kembali pada CO2 absorber (201-E). Penurunan tekanan (flashing) di dalam

regenerator bagian atas menyebabkan sebagian CO2 terlepas. Larutan mengalir ke

bawah masuk ke reboiler (202-C) untuk dipanaskan dan selanjutnya kembali ke

regenerator (202-E). Lean benfield dari regenerator bawah di pompa kembali ke

puncak absorber.

Reaksi yang terjadi di stripper adalah :

2 KHCO3 K2CO3 + H2O + CO2

Uap air dan CO2 dari hasil pemanasan larutan benfield ke luar dari bagian

atas regenerator. Sebagian lagi didinginkan kemudian di kirim ke Urea Plant

sisanya di buang ke atmosfer.

Desulfurizer 102-D berguna untuk menghilangkan sulfur organic pada feed

gas yang tidak diketahui komposisinya. Penghilangan kandungan sulfur organik

supaya tidak meracuni katalis nikel pada seksi refomer. Proses ini berlangsung

dalam hydrotreater (101-D) yaitu dengan mengubahnya menjadi H2S dalam

larutan katalis CoMo yang bersuasana hidrogen yang berlebih dan selanjutnya

direaksikan kembali dengan Zinc oxide.

Gas yang keluar CO2 absorber (129 oC) dokompresi menjadi 42 kg/cm2

dan dipanaskan menjadi 310 oC lalu bercampur dengan aliran yang kembali dari

sintesa gas yang kaya H2.

Campuran yang mengandung kira-kira 3,9% volume hidrogen dipanaskan

lagi menjadi 360 oC, setelah itu mengalir menuju desulfurizer dari atas ke bawah.

Pertama, gas bertemu dengan katalis CoMo yang membantu penguraian belerang

organik menjadi senyawa H2S, reaksinya :

59

RSH + H2 H2S + RH

Setelah itu gas mengalir ke Guard Chamber (108-D) dengan lapisan katalis

ZnO yang membantu mengubah semua belerang dalam feed gas membentuk ZnS,

reaksinya :

H2S + ZnO ZnS + H2O

Gas yang keluar dari hydrotreater masuk ke 108-D pada temperatur 375oC

dan ke luar pada 365oC. Suhu diantara dua titik dalam lapisan katalis dijaga tidak

mencapai 117 oC.

Feed gas selanjutnya mengalir ke saturator Tower (301-E) dimana gas

tersebut dikontakkan dengan aliran sirkulasi air panas. Gas yang keluar

meninggalkan bagian atas saturator akan jenuh dengan uap air. Kemudian gas

masuk ke unit reforming.

Hal yang perlu diperhatikan dalam desulfurisasi tahap kedua :

- Katalis

Kedua katalis baik CoMo maupun Zinc Oxide mempunyai kekuatan mekanik

yang kuat dan tak sulit mengelolanya namun harus selalu dilakukan usaha

untuk mencegah terbentuknya kondensat dalam vessel terutama saat strat up

maupun shut down agar tak terjadi pemecahan Zinc Oxide.

- Variabel-variabel operasi

1. Hidrogen/feed gas ratio

Secara umum bias dinyatakan penambahan hidrogen/feed gas ratio akan

menyempurnakan derajat penyempurnaan belerang.

2. Suhu

Suhu dijaga kira-kira 371-399 oC. Umumnya sedikit kenaikan temperatur

akan memperbaiki derajat perubahan sulfur.

3. Tekanan

60

Pada kondisi normal batas tekanan primary reformer menghendaki batas

tekanan sekitar 7 kg/cm2 tetap terjaga. Tetapi perlu diketahui, makin

tinggi tekanan makin baik penyerapan sulfur.

4.2.2 Unit Produksi Gas Sintesa

Unit ini bertujuan untuk mengubah feed gas menjadi H2 secara

ekonomis, dengan mengontakkan feed gas dengan steam dibantu oleh katalis

pada suhu dan tekanan tertentu. Pada unit ini terjadi dua proses utama, yaitu :

A. Reaksi Kimia pada Primary dan Secondary Reformer

Primary Reformer

Pada primary reformer terjadi reaksi :

1. CH4 + H2O CO + 3 H2 - Q

2. CO + H2O CO2 + H2 + Q

Total Reaksi :

CH4 + H2O CO2 + 4 H2 - Q

Sebelum masuk primary reformer (101-B), feed gas terlebih dahulu

dikirim ke saturator tujuannya untuk menjenuhkan feed gas dengan steam

sehingga saat masuk ke secondary reformer diperoleh rasio steam carbon

sebanyak 3,4 : 1 (desain operasi).

Di dalam primary reformer, feed gas yang telah jenuh dengan air

dialirkan melalui 9 buah pipa induk, masing-masing dari pipa sub induk ini

membagi-bagi flow kearah bawah melalui 42 tabung berisi katalis yang

letaknya paralel dalam daerah radiasi pemanas reformer pertama. Di bagian

bawah tiap-tiap baris terdiri dari 42 buah tabung katalis berakhir pada

penampung induk dekat lantai reformer pertama, kemudian aliran gas ini

dialirkan menuju secondary reformer (103-D).

61

Reaksi di primary reformer merupakan reaksi endotermis dan panas

yang dibutuhkan diperoleh dari pembakaran gas alam dengan udara di luar

378 tabung tadi. Untuk menjaga agar gas yang keluar dari primary reformer

pada temperature 800 oC, maka temperatur section radiant dijaga sekitar 982 oC. pembakaran harus dijaga sedemikian rupa untuk menghindarkan

terjadinya bagian-bagian tabung yang dingin atau telalu panas. Katalis yang

dipakai adalah nikel, berupa cincin/silinder yang terdapat di dalam 378

tabung.

Secondary reformer (103-D)

Gas yang telah mengalami reforming sebagian masuk ke secondary

reformer (103-D), suhu masuk 797 oC. Udara proses dan steam yang telah

dipanaskan bertemu dengan aliran gas purge melewati chamber bagian atas dari

secondary reformer. Keadaan ini memberikan campuran yang baik antara udara

dan gas proses sehingga terjadi pembakaran secara cepat dan membagi panas

pembakaran ke seluruh permukaan katalis. Gas panas dari bagian combustion

section reformer mengalir ke bawah melalui katalis nikel, membuat reaksi

reforming menjadi sempurna. Reaksi yang terjadi di dalam combustion zone

adalah :

2 H2 + O2 2H2O + Q

Dengan temperature reaksi 1200 oC, sedangkan reaksi yang terjadi pada

lapisan katalis sama dengan reaksi yang terjadi di primary reformer.

1. CH4 + H2O CO + 3 H2 - Q

2. CO + H2O CO2 + H2 + Q

Total reaksi

CH4 + H2O CO2 + 4 H2 - Q

Katalis yang dipakai di secondary reformer adalah nikel yang disangga

oleh alumina, sedangkan alumina disangga oleh susunan batu yang berbentuk

lengkung di bagian atas outlet secondary reformer. Efisiensi maksimum pada

62

operasi ini adalah diharapkan terjadi pembakaran parsial sebanyak mungkin,

sehingga akan mengurangi pemakaian bahan bakar.

Jumlah udara yang akan dimasukkan ke secondary reformer tergantung

dari jumlah N2 yang dibutuhkan, karena perbandingan antara H2 dan N2 harus

tepat, jika tidak akan menyebabkan kesukaran-kesukaran pada ammonia

converter. Jika jumlah udara dinaikkan maka yang mesti dijaga adalah

temperatur di secondary reformer, yang mana pengaturan suhu di secondary

reformer ada di primary reformer. Suhu proses gas yang keluar secondary

reformer sebesar 950 oC.

Gas proses ini dari secondary reformer dilewatkan melalui waste heat

exchanger (101-C) dan (102-C), tujuannya untuk menurunkan suhu dari 950 oC

menjadi 348 oC lalu masuk ke mixing tank untuk mendapatkan campuran gas

panas dan dingin yang baik. Lalu gas proses yang telah bercampur ini mengalir

ke unit pemurnian gas sintesa.

B. Konversi Gas CO Menjadi Gas CO2

Pada proses ini dipakai dua alat utama, yaitu high temperature shift

converter (HTS) dan low temperature shift converter (LTS). Dua alat ini sama-

sama berfungsi sebagai reaktor yang mengubah gas CO menjadi gas CO2, yang

mana HTS beroperasi pada suhu tinggi dan LTS pada suhu rendah.

High temperature shift converter 104-D

Reaksi yang terjadi adalah :

CO + H2O CO2 + H2

Reaksi tersebut merupakan reaksi yang bersifat eksotermis, berjalan cepat

dan konversinya rendah. Katalis yang dipakai pada HTS adalah Fe. Temperatur

inlet gas proses dan steam adalah 335 oC sampai 360 oC dan temperatur outletnya

sekitar 432 oC, lalu sebelum masuk ke low temperature shift converter, gas

63

proses didinginkan terlebih dahulu di primary shift effluent waste heat exchanger

(103-C), tube metanator feed preheater (104-C) dan primary shift effluent cooler

(112-C) untuk mendapatkan suhu yang diinginkan.

Hal-hal yang perlu diperhatikan :

1. Temperatur

Jika reaksi ini mendekati kesetimbangan, penurunan temperatur akan

menaikkan kompresi, akan tetapi jika jauh dari kesetimbangan penurunan

temperatur akan menurunkan konversi begitupun sebaliknya.

2. Steam

Kenaikan aliran steam menghasilkan kenaikan CO menjadi CO2 jika

mendekati kesetimbangan dan konversi akan hilang jika jauh dari

kesetimbangan.

Low temperature shift converter (108-D)

Reaksi yang terjadi pada LTS sama dengan reaksi pada HTS, yang mana

reaksi bersifat eksotermis, berjalan lebih lambat dan konversi reaksi lebih

tinggi. Katalis yang digunakan pada LTS adalah ZnO pada bagian atas dan

katalis tembaga (Cu).

Temperatur inlet proses gas adalah 210 oC dan temperatur outletnya

sekitar 225 oC. Gas proses yang keluar dari LTS akan didinginkan terlebih

dahulu pada tube saturator water heater (1152-C), tube kondensat boiler

(1153-C), tube CO2 stripper gas exchanger (1105-C) dan tube CO2 stripper

(1155-C) dengan suhu akhir sekitar 90 oC, lalu masuk ke raw gas separator

vessel (102-F) untuk memisahkan gas proses dari zat-zat yang mengembun.

4.2.3 Unit Pemurnian Gas Sintesa

Unit ini bertujuan untuk menghilangkan dan mengubah CO2 yang bisa

membahayakan proses pada tahap pembentukan amoniak. Unit ini terdiri dari

dua alat utama, yaitu CO2 absorber dan metanator.

64

A. Penyerapan gas CO2

Sistem pemisahan CO2, benfield carbonat merupakan suatu proses

komersil untuk menghilangkan CO2 dan termasuk bagian dari proyek

optimalisasi ammonia. Sistem penyerapan karbon dioksida telah

dimodifikasi menjadi sistem yang hemat energi atau benfield low heat

process. Larutan semi lean diuapkan secara bertingkat dengan bantuan steam

ejector. Steam yang teruapkan dikembalikan lagi ke stripper.

Gas CO2 yang terdapat pada gas proses harus dihilangkan, karena

CO2 ini akan merusak katalis yang ada pada unit sintesa amoniak.

Penyerapan CO2 terjadi dalam CO2 absorber dengan cara mengalirkan gas

process berlawanan arah dengan larutan benfield. Gas process akan mengalir

ke atas melalui lapisan-lapisan packing kontak dengan larutan benfield yang

mengalir ke bawah sehingga sebagian besar CO2 akan terserap dan

diharapkan temperatur gas proses yang keluar CO2 absorber sekitar 70 oC

dengan kandungan CO2 kurang dari 0,1 %. Larutan benfield yang kaya gas

CO2 diregenerasi di CO2 stripper, lalu dialirkan kembali pada bagian atas

CO2 absorber.

Komponen utama benfield adalah :

K2CO3 = 25 – 30 %

DEA = 3 %

V2O5 = 0,5 %

Foam inhibitor

Proses penyerapan gas CO2 ini merupakan proses penyerapan secara

fisik dan kimia, dengan tekanan tinggi dan temperatur rendah. Reaksi

penyerapannya adalah :

K2CO3 + CO2 + H2O 2 KHCO3

Sedangkan reaksi regenerasi benfield pada CO2 stripper adalah :

2 KHCO3 K2CO3 + CO2 + H2O

65

Gas proses yang keluar dari CO2 absorber masuk ke KO drum

(1113F) untuk memisahkan larutan benfield dan cairan-cairan lain yang

terbawa. Lalu gas proses dari KO drum akan dinaikkan temperaturnya dari

70 oC menjadi 304 oC dengan melewatkan gas pada shell intercooler 136 oC

dan shell metanator feed preheater (104-C) lalu gas proses dengan

temperatur 304 oC ini dialirkan ke unit pembentukan metana.

Keuntungan yang dimiliki sistem benfield, yaitu :

1. Kenaikkan dalam kecepatan reaksi menghasilkan kebutuhan pans

yang minimum untuk regenerasi.

2. Media penyerap yang tidak mudah menguap menjamin

kehilangan H2 yang dapat diabaikan, karena jumlah larutan H2 yang

kecil dalam larutan penyerap.

3. Biaya operasi dan biaya modal yang lebih rendah.

B. Pembentukan metana

Alat utama yang dipakai pada proses ini adalah methanator, berfungsi

untuk merubah CO dan CO2 sisa proses HTS/LTS serta CO2 yang tidak

terserap benfield di CO2 absorber menjadi metana, dengan reaksi :

CO + 3 H2 CH4 + H2O + Q

CO2 + 4 H2 CH4 + 2 H2O + Q

Reaksi di atas merupakan reaksi eksotermis, dengan nikel sebagai

katalisnya. Temperatur inlet dari proses gas diharapkan sekitar 304 oC dan

temperatur outletnya 336 oC. sebelum masuk ke unit sintesa amoniak gas

proses yang keluar metanator didinginkan dulu dari 336 oC menjadi 38 oC

melalui tube boiler feed water (114-C) dan tube metanator effluent gas cooler

(115-C).

4.2.4 Unit Sintesa Ammonia

66

Pada unit ini diharapkan terjadi pembentukan NH3 murni sebanyak-

banyaknya, tentunya dengan memperhatikan kondisi operasi pada unit ini

maupun unit-unit sebelumnya. Alat-alat utama yang dipakai pada unit ini

adalah amoniak converter (105-D), ammonia separator vessel (106-F) dan

refrigerant flash drum.

A. Kompresi gas sintesa

Kompresi gas sintesa ini bertujuan untuk menaikkan tekanan gas

sintesa dari 27 kg/cm2 menjadi 134 kg/cm2 dan temperatur dari 38 oC menjadi

-22 oC dengan menggunakan 2 tingkat kompressor.

Pada kompressor tingkat 1 yaitu pada Low Pressure Synthesis Gas and

Recycle Compressor (103-J) tekanan dari 27 kg/cm2 dinaikkan menjadi 63,7

kg/cm2 dan temperatur dari 38 oC menjadi 8 oC dengan mendinginkannya pada

heat exchanger (136-C, 116-C dan 129-C).

Gas yang telah dimurnikan ditekan sampai 64,5 kg/cm2 ditingkat

pertama kompressor gas sintesa lalu didinginkan dengan tiga tingkat

pendinginan :

1. Dengan mengadakan pertukaran panas dengan gas yang akan masuk ke

methanator di Exchanger 136-C.

2. Dengan air pendingin dalam pendingin gas sintesa 136-C.

3. Dengan ammonia refrigeration dalam chiller gas sintesa 129-C.

Pada kompressor tingkat 2 yaitu pada High Pressure Synthesis Gas

Compressor, aliran gas sintesa bergabung dengan NH3 panas dari sintesis

converter (temperatur 48 oC dan tekanan 124,5 kg/cm2) dengan tekanan gas

sintesa yang keluar dari kompressor tingkat 2 adalah 134 kg/cm2.

Campuran gas dari kompressor tingkat 2 ini sangat panas, lalu

didinginkan pada heat exchanger (124-C,117-C,118-C,119-C) dengan

temperatur akhir -22 oC masuk ke ammonia refrigeration separator vessel

(106-F).

67

Di dalam ammonia refrigeration separator vessel terjadi pemisahan

NH3 dengan gas-gas lain yang belum terkonversi menjadi NH3. NH3 cair tadi

ditampung di intermediate refrigeration flash drum (107-C) yang selanjutnya

akan di kirim ke proses pemurnian NH3. Gas-gas lain yang belum terkonversi

menjadi ammonia di kirim ke proses sintesa ammonia.

B. Sintesa ammonia

Gas dari 103-J sudah mengandung ammonia. Hal ini menggangu

kesetimbangan di ammonia converter. Untuk itu, ammonia dipisahkan dari

campuran gas dengan jalan mendinginkan gas tersebut sehingga ammonianya

mencair dan dipisahkan dalam ammonia separator (106-F). Gas yang masih

tercampur dengan ammonia didinginkan dalam heat exchanger (124-C)

dengan media pendingin cooling water sampai suhu 38oC. Pendinginan

dilanjutkan di 117-C,118-C dan 119-C dengan media pendingin ammonia

refrigerant. Ammonia yang mencair dipisahkan dari gas di 106-F. Ammonia

cair mengalir ke 107-C sedangkan gas masuk ke ammonia converter (105-D).

Tetapi, sebelum masuk ammonia converter, gas dipnaskan dulu di 120-C dan

121-C sehingga suhu naik dari -25oC menjadi 150oC.

Ammonia converter berisi kira-kira 75 m3 (204.000 kg) promoted iron

catalyst. Katalis ini ditempatkan di dalam internal basket yang di design

terdiri dari 4 catalyst bed yang terpisah di dalam converter.

Bed paling atas dalah paling kecil volumenya. Makin ke bawah,

volume catalyst bed makin besar. Hal ini bertujuan untuk membatasi panas

eksotermis pada bed yang lebih atas ( dimana reaksi yang berlangsung juga

lebih cepat), sehingga temperatur converter dapat di jaga. Selain itu, untuk

mengontrol temperatur converter, digunakan by pass converter inter cooler

dan penggunaan gas quench yang masuk catalyst bed.

Temperatur converter kira-kira 400-480oC dan tekanan 130-140

kg/cm2, sehingga sebagian gas sintesa yang mengandun H2 dan N2 yang

68

melewati katalis akan berubah menjadi ammonia. Konsentrasi ammonia

dalam gas yan keluar dari bed terakhir ammonia converter kira-kira 15%. Gas

yang tidak terkonversi dikembalikan ke converter untuk mendapatkan

produksi yang maksimal.

Gas yang keluar dari converter didinginkan dengan pertukaran panas

oleh boiler feed water dan gas yang akan masuk converter, sebelum masuk ke

kompressor 103-J untuk dikembalikan lagi ke converter.

Sebelum gas recycle yang ditambah gas sintesa baru (make up) masuk

kembali ke converter, gas didinginkan sampai -25oC untuk

mengkondensasikan ammonia yang terbentuk pada waktu melewati katalis

ammonia converter. Pembuangan gas yang terus menerus atau purge pada

tekanan tinggi di jaga untuk menghilangkan kelebihan inert (terutama Metana

dan Argon) dari syn gas loop. Purge gas ini didinginkan sampai temperatur

-25oC untuk mengambil ammonianya dan kemudian purge gas-nya di kirim

ke PGRU untuk di ambil hidrogennya. Jika gas inert ini dibiarkan terlau tinggi

konsentrasinya akan mengakibatkan produksi ammonia berkurang.

Reaksi sintesa ammonia yang di bantu katalis dapat dituliskan sebagai berikut

N2 + 3 H2 2 NH3

Kondisi-kondisi yang mempengaruhi di ammonia converter, yaitu :

1. Suhu

Reaksi sintesa merupakan reaksi eksotermis. Karenanya kenaikan

temperatur akan menurunkan derajad keseimbangan dari ammonia

sekaligus akan mempercepat reaksi.

2. Tekanan

Sintesa ammonia di sertai dengan berkurangnya volume (penurunan

jumlah molekul), sehingga derajad kesetimbangan ammonia akan naik

69

apabila tekanan naik. Pada saat yang bersamaan kecepatan reaksi di

percepat oleh kenaikkan tekanan . Karena itu, konversi akan bertambahn

baik pada tekanan yang lebih tinggi.

3. Space Velocity

Pada keadaan normal, kenaikan jumlah gas masuk converter (pada

kondisi- konsisi lainnya tetap) akan memberikan kenaikan produksi.

Pengubahan space velocity biasanya dilakukan dengan mengubah jumlah

gas recycle (sirkulasi).

4. Perbandingan H2 dan n2

Persen konversi maksimum diperoleh pada aperbandingan H2 dan N2

dalam converter 2,5-3,0 : 1. Karena pembentukkan ammonia berasal dari

H2 dan N2 dengan perbandingan 3,0 : 1,0

5. Gas-gas inert

Aliran purge gas diperlukan untuk mengontrol konsentrasi CH4 dan gas

inert lainnya agr tidak tinggi di daerah sintesa, karena akan

mengakibatkan penurunan konversi, kenaikan tekanan, dan megurangi

kapasitas produksi.

C. Refrigeration dan pemurnian produk ammonia

Dari ammonia conveter, aliran gas akan masuk melalui serangkaian

pendingin pada heat exchanger (124-C,117-C,118-C,119-C) untuk

mengembunkan produksi ammonia. Kemudian masuk ke ammonia

refrigeration separator vessel (106-F). Disini, dengan kondisi operasi -25oC

dan tekanan 140 kg/cm2 kadar ammonia dalam aliran gas akan diturunkan dari

12 % menjadi 2 %.

Di dalam ammonia refrigeration separator vessel terjadi pemisahan

NH3 dengan gas-gas lain yang belum terkonversi menjadi NH3. NH3 cair tadi

ditampung di intermediate refrigeration flash drum (107-F) yang selanjutnya

70

akan dikirim ke proses pemurnian NH3. Gas-gas lain yang belum terkonversi

menjadi ammonia dikirim ke proses sintesa ammonia.

Kegunaan dari sistem refrigerasi ini adalah :

1. Menguapkan cairan secara terus menerus pada batas tekanan rendah

untuk melepaskan gas-gas yang terlarut dan kemudian langsung

mengirimnya ke fuel gas.

2. Mengambil panas dari gas sintesa loop dalam syn loop gas untuk

mendinginkan sebagian gas recycle menjadi -25oC dan memperoleh

pemisahan serta pengambilan hasil yang memuaskan dari loop syntesa.

Ammonia cair yang telah di tampung di intermediate refrigeration

flash drum (107-F) di kirim ke proses pemurnian yang terdiri dari 1st stage

refrigerant flash drum (110-F), 2nd stage refrigerant flash drum (111-F), 3rd

stage refrigerant flash drum (112-F), refrigerant receiver vessel (109-F) dan

kompressor untuk memisahkan gas-gas terlarut N2, H2, Ar dan CH4 dari

ammonia dengan mengubah tekanan dari tekanan tinggi ke tekanan rendah.

Ammonia murni yang berasal dari 3rd stage refrigerant flash drum merupakan

produk ammonia cair yang dingin sedangkan ammonia yang berasal dari

refrigerant receiver vessel (109-F) merupakan produk ammonia cair yang

panas.

4.2-5. PGRU (Purge Gas Recovery Unit)

Unit ini berfungsi untuk mengambil kembali NH3 dan H2 yang masih

terkandung dalam purge gas yang berasal dari PUSRI II dan PUSRI IV masuk

ke PGRU yang ada di PUSRI IV.

Aliran purge gas masuk ke Ammonia Absorption Coloumn (K-101).

Disini ammonia di serap menggunakan air. Selanjutnya aliran air + NH3

71

masuk ke NH3 regeneration coloumn (K-102) untuk di ambil NH3 nya,

kemudian di kirim ke NH3 storage sebagai product.

Aliran gas dari K-101 masuk ke absorber (V-101 A/B & V-101 A/B)

merupakan dua absorber yang bekerja bergantian setiap selang 8 jam. Jika

absorber V-101 A sedang beroperasi terhadap aliran syn gas, maka absorbsi

V-101 B diregenerasi (dibersihkan) menggunakan fuel gas. Di absorber V-

101 A, syn gas melewati molecular sieve catalyst yang akan menyerap dan

membebaskan syn gas dari larutan ammonia. Ammonia harus dipisahkan

karena di unit cold box air dan ammonia akan membeku pada temperatur yang

sangat rendah sehingaa akan mengakibatkan kebuntuhan Pada sistem V- 101

A aliran gas masuk ke cold box sehingga temperturnya turun menjadi -170oC.

Tujuan pendinginan ini dilkaukan untuk mengambil H2 dari aliran gas sebagai

H2 product.

4.3 UREA PLANT

Pada tahun 1870, Bassarow membuat urea dari dehidrasi karbamat,

yang merupakan dasar pembuatan urea. Proses pembuatan urea yang paling

sederhana adalah once through process yang merupakan proses sintesa sekali

jalan tanpa melakukan resirkulasi sisa gas yang belum bereaksi. Kemudian

72

berkembang proses-proses yang meresirkulasi gas-gas yang tidak bereaksi

dengan dua cara, yaitu:

-Mengembalikan sebagai slurry

-Memisahkan dan mengembalikan sebagai gas

Pupuk urea PT.PUSRI diproduksi dengan menggunakan proses Total

Recycle C Improve Toyo Engineering Corporation dengan karakteristik mudah

dioperasikan, biaya relatif rendah, dan kualitas produksi tinggi. Bahan baku

yang digunakan pada proses ini adalah ammonia cair dan gas karbondioksida.

Urea yang dihasilkan berbentuk prill yaitu butiran padat yang mempunyai

lapisan keras pada bagian luarnya.

Pabrik urea PUSRI IV didesain dengan kapasitas 1725 metric ton/day

dengan Single Train menggunakan proses Total Recycle C Improve Toyo

Engineering Corporation. Bahan baku yang digunakan adalah CO2 dan

ammonia cair yang dihasilkan oleh pabrik ammonia. Selain bahan baku utama

tersebut, pabrik urea juga membutuhkan bahan penunjang untuk menjalankan

proses. Adapun bahan penunjang tersebut yaitu: cooling water make up, steam,

boiler feed water untuk desuperheater, wiwetric power, udara instrument dan

udara pabrik, serta emergency electric power.

Unit urea dibagi menjadi empat seksi, yaitu:

a. Seksi sintesa

b. Seksi purifikasi / dekomposisi

c. Seksi kristalisasi dan pembutiran

d. Seksi recovery

CO2

UreaSeksi

Sintesis

Seksi Purifikasi

Seksi Kristalisasi

Seksi Pembutiran

Seksi Recovery

73

NH3

4.3.1 Bahan Baku

Ammonia Cair

Ammonia cair sebagai bahan baku pembuatan urea memiliki

komposisi sebagai berikut:

- ammonia 99,5% (berat) min

- kadar air 0,5% (berat) maks

- minyak 5 ppm (b/b) maks

- tekanan 1,8 kg/cm2

- temperatur (-25 s.d -300C)

Pada temperatur standar dan tekanan 1 atm mempunyai sifat:

- berupa gas dan tidak berwarna

- baunya menyengat

- jika terhisap menyebabkan sesak nafas

- lebih ringan dari udara

Untuk memproduksi 1 ton urea prill dibutuhkan ammonia cair sebesar

0,580 metric ton sesuai dengan desain pabrik dan ammonia cair yang

dibutuhkan berdasarkan desain pabrik adalah 0,572 metric ton per satu ton

urea prill.

Gas CO2

Gas CO2 merupakan bahan baku lain selain ammonia cair. CO2 ini

dihasilkan oleh pabrik ammonia yang terutama dihasilkan oleh HTS dan LTS

Converter dimana dalam unit ini terjadi perubahan CO menjadi CO2 karena

bereaksi dengan steam. Gas CO perlu diubah karena tidak diperlukan dan akan

merusak katalis di Ammonia Converter.

74

Adapun komposisi dari gas CO2:

- CO2 : 98% (vol) min

- total sulfur : 1,0ppm (w/w) maks

- kadar air : jenuh

- tekanan : 0,6 kg/cm2

- suhu : 380C

Pada temperatur kamar dan tekanan 1 atm gas CO2 bersifat:

- berupa gas dan tidak berwarna

- tidak berbahaya

- pada suhu 150C tekanan 1 atm vol CO2 larut dalam 1 vol air

Gas CO yang dibutuhkan untuk menghasilkan 1 ton urea prill dengan rate

100% sebanyak 0,760 metric ton berdasarkan desain alat.

Bahan Pembantu

Bahan baku yang digunakan untuk menghasilkan urea dengan rate 100%

berdasarkan desain alat adalah:

- steam dengan tekanan 42 kg/cm2 : 1,390 metric ton/ton urea

- make up cooling tower : 3.000 metric ton/ton urea

- tenaga listrik : 75.000 kWH

- udara instrument : 7.300 Nm3

- condensate return : 75% min dari kebutuhan steam

Sedangkan kondisi operasi yang diharapkan untuk pemakaian bahan pembantu

ini untuk memproduksi 1 ton metric urea prill adalah:

- steam (42 kg/cm2) : 1,290 metric ton/ton urea

- tambahan air pendingin : 2.200 metric ton/ton urea

- tenaga listrik : 70.000 kWH

- udara instrument : 7.300 Nm3

- bahan kimia super phospat/cromat : 75.000 kg/hari

75

- udara pabrik : 1,200 Nm3

- condensate return : 0,99 metric ton/ton urea

- kehilangan urea di prilling tower exhause : 0,5 metric ton/ton urea

4.3.2 Proses Pembuatan Urea

1) Seksi Sintesa

Pada seksi sintesa ini, urea dibuat dari gas karbon dioksida,

ammonia cair dan larutan ammonium karbamat dalam suatu reactor urea

pada tekanan dan temperature tinggi.

Reactor urea PIV adalah autoclave dimana dinding dalamnya

terbuat dari bahan titanium, di design untuk operasi pada tekanan 250

kg/cm2g dan temperature 200 oC dengan residence time 25 menit.

Dalam Reaktor terjadi dua tahap reaksi, yaitu:

a. Reaksi pembentukan karbamat

2NH3(l) + CO2(g) NH2COONH4(l) + 38.000 cal ........(1)

b. Reaksi dehidrasi

NH2COONH4(l) NH2CONH2(l) + H2O(l) - 6000 cal ..........(2)

Disamping kedua reaksi diatas selama sintesa terjadi reaksi

samping dimana terbentuk biuret dari penguraian urea. Reaksi samping

tersebut adalah :

2NH2CONH2(l) NH2CONHCONH2(l) + NH3(g) ...................(3)

Reaksi-reaksi diatas berlangsung dalam fase cair. Tingginya temperatur optimum

reaksi menyebabkan tekanan operasinya juga tinggi agar campuran reaksi tetap dalam

fase cair. Reaksi pertama adalah pembentukkan ammoiun karbamat dari ammonia

dan karbondioksida. Reaksi kedua adalah reaksi dehidrasi ammonium karbamat

menjadi urea. Reaksi ketiga adalah reaksi dimerisasi urea menjadi biuret.

Pada temperatur antara 135 – 190 oC reaksi (1) dapat berlangsung dengan

kecepatan tinggi tanpa membutuhkan katalis sehingga berlangsung hampir selesai

asalakan tekanan sistem pada temperatur tersebut lebih tinggi daripada tekanan

76

dekomposisinya. Jika sistem tidak mengandung air dan perbandingan umpannya

sesuai, maka produk yang akan dihasilkan dari reaksi (1) adalah ammonium

karbamat. Adanya excess ammonia akan memperbesar konversi CO2, tetapi masih

perlu pemisahan sisa ammonia dari aliran produk.

Pembentukkan ammonium karbamat merupakan reaksi yang sangat

eksotermis, oleh karena itu perpindahan panas secara terus menerus perlu dilakukan

agar temperatur tidak melebihi temperatur dekomposisinya. Pengontrolan temperatur

dilakukan karena temperatur dibawah titik leleh ammonium karbamat akan

membentuk lapisan yang dapat menempel pada dinding reaktor. Sedangkan jika

temperatur sistem diatas titik lelehnya, maka akan terjadi korosi.

Dehidrasi ammonium karbamat tidak berlangsung sampai selesai. Derajad

konversinya tergantung pada perbandingan mol NH3/CO2 dalam umpan reaktor,

temperatur, tekanan dan residence time reaction. Perbandingan NH3/CO2 dalam

umpan adalah 4/1. Adanya ammonia berlebih akan memperbesar derajad konversi

karena ammonia tersebut bertindak sebagai dehidration agent. Ammonia akan

meyerap air yang terbentuk sehingga mencegah reaksi balik dari urea. Kadar air yang

kecil akan menaikkan derajad konversi.

Selanjutnya reaksi (2) adalah reaksi endotermik lemah, oleh karena panas

reaksi yang dibutuhkan jauh lebih kecil dari panas reaksi yang dilepaskan oleh reaksi

(1). Kelebihan panas pada reaksi (1) akan mempertinggi konversi reaksi (2) sehingga

memperbesar laju pembentukkan biuret yang tidak dikehendaki. Kandungan biuret

tidak terkonversi karena selain mengurangi produk urea juga dapat menjadi racun

bagi tanaman. Pembentukkan biuret dapat ditekan dengan adanya excess ammonia

dan waktu tinggal yang singkat.

Sedangkan penurunan tekanan akan mengurangi pembentukkan ammonium

karbamat (memperkecil konversi CO2), sedangkan kenaikan tekanan akan sangat

berbahaya terhadap kekuatan dan ketahan reaktor. Temperatur top reactor dijaga agar

tetap pada 198oC maksimum 200oC. Temperatur yang rendah pada reaktor dapat

menurunkan konversi ammonium karbamat. Sebaliknya jika temperatur top reactor

77

melebihi 200oC dinding reaktor akan terkorosi dengan cepat. Demikian juga tekanan

keseimbangan dari campuran reaksi di dalam reaktor akan ikut naik dari tekanan

semula.

Oleh karena itu, konversi CO2 turun jika temperatur dan tekanan reaktor

rendah, perbandingan mol NH3/CO2 rendah. Penurunan ini memperbesar kandungan

ammonium karbamat pada hasil reaksi sehingga nantinya akan memperbesar beban

High Pressure Decomposser (DA-201), yang berarti memperbesar konsumsi steam

pemanas untuk dekomposisi ammonium karbamat. Selain itu, penurunan konversi

CO2 juga akan memperbesar kandungan CO2 dalam larutan di High Pressure

Absorber Cooler (EA-401).

Jika kandungan ini terlalu tinggi maka keseimbangan dalam High Pressure

Absorber (DA-401)akan hilang dan proses absorbsi akan terganggu. Lolosnya CO2

bersama-sama dengan NH3 dari top HPA dapat membentuk ammonium karbamat

padat yang dapat menyumbat pipa-pipa dan merusak peralatan yang terbuat dari

karbon steel. Pengaturan temperatur dan pemindahan panas didalam reaktor

dilakukan dengan kombinasi antara excess ammonia ke reaktor, banyaknya larutan

karbamat yang dikembalikan ke reaktor dan temperatur ammonia cair yang masuk ke

reaktor.

Flow Material ke Reaktor (DC-4101)

Flow Ammonia (NH3) ke Reaktor (DC-4101)

a) Make-up NH3 yang berasal dari Ammonia Plant melalui line 4 NH3 di kirim

ke Ammonia Reservoir (FA-401) melalui LCV-406 dicampur dengan NH3

recovery dari Ammonia Condenser (EA-404 A-D). Gas inert yang terdapat

pada make-up ammonia dipisahkan oleh gas releaser.

b) NH3 dipompakan ke preheater 1 (EA-101) menggunakan Booster Pump (GA-

404) untuk menaikkan tekanan dari 16,5 kg/cm2 menjadi 25 kg/cm2Untuk

78

isapan digunakan pompa ammonia feed jenis reciprocating (GA-101 A-D)

yang menaikkan tekanan dari 25 kg/cm2 menjadi 250 kg/cm2.

c) Sebelum masuk ke Reaktor (DC-4101), ammonia dipanaskan terlebih dahulu

di preheater 1 (EA-101) menggunakan hot water yang berasal dari Hot Water

Tank (FA-703) dan dilanjutkan pemanasannya di preheater 2 (EA-102)

menggunakan steam condensate yang berasal dari Flash Drum (FA-701).

Temperaturnya diatur oleh sebuah kerangan pengatur TCV-105 sehingga

mencapai 81,4 oC. Tujuan: menjaga temperatur pada Top Reactor sekitar

2000C

d) Kemudian dialirkan ke Reaktor (DC-4101) dimana flow rate yang masuk ke

Reaktor diatur di FRC 102.

Flow Gas Karbondioksida (CO2) ke Reaktor (DC-4101)

a) Gas karbondioksida yang dikirim dari ammonia plant dengan tekanan 0,6

kg/cm2 dan temperature 38 oC dipisahkan terlebih dahulu kandungan airnya di

suction separator (FA-161).

b) Udara anti korosi sebanyak 2500 ppm sebagai oksigen atau 12500 ppm

sebagai udara diinjeksikan pada CO2 gas sebelum masuk FA-161.

c) Tekanan gas karbondioksida dinaikkan menggunakan Booster Compressor

(GB-102) tipe multi stage centrifugal dengan penggerak turbin uap (GB-102

T) sebesar 30 kg/cm2.

d) Tekanan dinaikkan lagi atau di kompres menggunakan CO2 Compressor (GB-

101) sebesar 250 kg/cm2.

e) Kemudian dimasukkan ke bottom Reactor (DC-4101) melalui E-MV-101

Flow Recycle ke Reaktor (DC-4101)

1. Larutan karbamat yang berasal dari HPAC (EA-401) dipompakan

menggunakan Booster Pump (GA-401) tipe centrifugal dengan tekanan

17 kg/cm2 menjadi 25 kg/cm2.

79

2. Tekanannya dinaikkan lagi menjadi 250 kg/cm2 menggunakan pompa feed

recycle (GA-102).

3. Kemudian dari pompa feed dikirim ke bottom Reactor, flow rate diatur

menggunakan LRCA-401.

Mereaksikan di Reaktor (DC-4101)

Pada seksi sintesa, urea dibuat dari ammonia cair, gas karbondioksida, dan

larutan karbamat dari seksi recovery dalam Reaktor (DC-4101) pada tekanan dan

suhu tinggi. Reaksi pembentukan urea adalah sebagai berikut:

2NH3 + CO2 NH2COONH4 + Q

NH2COONH4 NH2CONH2 + H2O - Q

Reaksi yang terjadi :

- Pembentukan ammonium karbamat dimana reaksi yang terjadi bersifat

eksotermis (reaksi pelepasan panas)

- Pembentukan urea melalui proses dehidrasi (pelepasan H2O) dimana reaksi

yang terjadi bersifat endotermis

Variabel utama yang mempengaruhi reaksi ada 4, yaitu:

- Temperatur (suhu)

- Pressure (tekanan)

- Komposisi feed (konsentrasi)

- Residence time (waktu reaksi)

Konversi pembentukan urea tinggi pada tekanan dan temperatur yang

tinggi, dimana ammonium karbamat akan membentuk urea hanya pada fase

liquid sehingga diperlukan tekanan yang tinggi.

Konversi yang diharapkan pada proses ini adalah 70% dengan menjaga

kondisi operasi sebagai berikut :

80

- Tekanan : 250 kg/cm2

- Suhu : 2000C

- Mol ratio NH3 : CO2 : 4 : 1

- Mol ratio H2O : CO2 : 0,3 : 1

Produk yang keluar dari Reaktor adalah urea, biuret, ammonium

karbamat, air, dan excess ammonia.

2) Seksi Purifikasi (Pemurnian)

Pada seksi ini, urea dipisahkan dari komponen-komponen hasil reaksi di

Reaktor berupa ammonium karbamat, excess ammonia, air, dan biuret sisa.

Setelah melewati kerangan (valve) pengatur Let Down Valve (PRCA-101) yang

berada di puncak reaktor, tekanan menjadi 17 kg/cm2 dan temperatur 1240C,

sehingga sebagian ammonium karbamat akan terurai menjadi gas NH3 dan CO2.

Campuran gas dan larutan yang keluar dari Reaktor dialirkan ke seksi

purifikasi/dekomposisi untuk dipisahkan semua excess ammonia dan ammonium

karbamat dari urea. Pemisahan dilakukan secara dekomposisi termal yang diikuti

oleh proses stripping. Dekomposisi termal ini dilakukan dalam 3 tahap, yaitu:

1. High Pressure Dekomposer (HPD) (DA-201) yang beroperasi pada tekanan

17 kg/cm2 dan temperatur 1650C.

2. Low Pressure Dekomposer (LPD) (DA-202) yang beroperasi pada tekanan 2,5

kg/cm2, temperatur bagian atas 1170C dan temperatur bagian bawah 1150C.

3. Gas Separator (GS) (DA-203), tanki yang terdiri dari dua bagian terpisah

yang disatukan. Bagian atas disebut Gas Separator yang beroperasi pada

tekanan 0,3 kg/cm2 dan temperatur 1090C, sedangkan bagian bawah disebut

Oxidizing Column yang beroperasi pada tekanan atmosfer dan temperatur 920C.

Prinsip dari seksi dekomposisi ini adalah memanaskan dan menurunkan tekanan

NH2COONH4 2NH3 + CO2 + H2O

Selama dekomposisi, urea dapat pula terhidrolisa seperti reaksi berikut:

NH2CONH2 2NH3 + CO2

81

Produk gas yang terbentuk dari hasil dekomposisi selanjutnya dikirim ke seksi

recovery.

High Pressure Decomposer (HPD) (DA-201)

HPD (DA-201) terdiri dari ruang flashing pada bagian atas, empat sieve tray,

penyekat, falling film heater, dan penampung larutan yang berada di bagian

bawahnya. Campuran urea, ammonium karbamat, dan gas-gas produk reaktor dengan

tekanan 17 kg/cm2 dan temperatur 1240C masuk ke bagian atas HPD (DA-201)

melalui pipa yang menjorok ke dalam ruangan atas. Pipa tersebut mempunyai lubang-

lubang kecil yang memanjang pada sisi sebelah bawah, sehingga campuran

bertekanan tersebut akan memancar, menyebabkan gas-gas terpisah dari cairannya.

Gas naik ke atas sedangkan larutan mengalir ke bawah. Larutan mengalir ke bawah

melalui empat buah sieve tray. Larutan dari sieve tray ditampung oleh suatu penyekat

yang selanjutnya dialirkan menuju Falling Film Heater (FFH) secara overflow

melalui pipa down spot yang terletak konsentris di pusat penyekat. Larutan mengalir

ke bagian dalam tube-tube FFH melalui swirl yang memungkinkan terbentuknya

annulus cairan yang tipis dan turun ke bawah secara berputar pada permukaan

dinding bagian dalam tube. Hal ini dimaksudkan untuk memperkecil waktu tinggal

dalam tube pemanas sehingga pembentukan biuret dan hidrolisa urea dapat ditekan.

Larutan yang tertampung di penyekat sebelum dialirkan ke FFH dipanaskan

terlebih dahulu dalam Reboiler yang disebut Reboiler for High Pressure Decomposer

(EA-201). Steam pemanas di bagian luar pipa dari FFH dan RHPD adalah Steam

Middle (SM) 12 kg/cm2. Untuk RHPD, pengatur temperaturnya adalah TIC-201

sedangkan untuk FFH ialah TRC-202.

Larutan ini dikembalikan lagi ke ruang yang sama dimana excess ammonia

dan gas yang teruapkan digunakan untuk pemanasan sieve tray. Perputaran larutan

pada Reboiler berdasarkan asas Thermosyphon. Udara anti korosi diinjeksikan ke

Reboiler bagian atas dan ke ruangan antara penyekat FFH oleh Air Compressor (GB-

201). Ketika melalui empat buah sieve tray, larutan ammonium karbamat

82

terdekomposisi dan excess ammonia cair teruapkan karena adanya kontak dengan

campuran gas panas yang berasal dari Reboiler HPD (EA-201) dan Falling Film

Heater (FFH).

Campuran gas tersebut bertindak sebagai stripping agent terhadap larutan

ammonium karbamat yang turun ke bawah. Panas penguraian dan panas untuk

penguapan didapat dari panas sensible dan panas kondensasi steam, dan

memungkinkan kandungan air tetap kecil dalam resirkulasi ammonium karbamat.

Perubahan secara mendadak, terutama jika temperatur naik mengakibatkan up set

operasi yang serius di HPD. Kenaikan temperatur yang disebabkan oleh pengatur

temperatur yang tidak bekerja dengan baik atau karena permukaan larutan yang tiba-

tiba naik dapat menyebabkan beberapa kerugian, antara lain:

- Pemisahan CO2 dan NH3 bertambah besar yang diikuti oleh hidrolisa urea

dan pembentukan biuret meningkat pula.

- Pemakaian steam di HPD (DA-201) bertambah besar, diikuti dengan

guncangan permukaan cairan yang mengakibatkan up set campuran gas ke

HPAC (EA-401)

- Laju korosi dan erosi di Reboiler akan meningkat

Campuran gas yang telah dipisahkan di HPD (DA-201), selanjutnya mengalir

ke HPAC (EA-401). Larutan dari dasar HPD (DA-201) dialirkan ke puncak LPD

(DA-202) setelah didinginkan terlebih dahulu di dalam Tube Bundel Urea Heat

Exchanger (EA-203). Sebagian dari larutan ini akan terurai menjadi gas ammonia dan

karbon dioksida setelah melewati kerangan pengatur permukaan larutan LIC-201.

Low Pressure Decomposer (LPD) (DA-202)

LPD (DA-202) terdiri dari ruang flashing pada bagian atas, empat sieve tray,

penyekat, packed bed rasching, dan penampung larutan yang berada di bagian bawah.

Larutan dari HPD (DA-201) dengan tekanan 17 kg/cm2 dan temperatur 1650C

setelah melewati UHE dan LCV-201, terus ke LPD dengan cara yang sama dengan

larutan dari Reaktor memasuki HPD.

83

Larutan yang terdiri dari urea, ammonium karbamat dan sedikit ammonia

bersama-sama dengan ammonium karbamat yang berasal dari Off Gas Absorber

(OGA) (DA-402) turun ke bawah melalui empat buah sieve tray dan terjadi proses

yang sama dengan di HPD. Setelah melewati pipa konsentris, larutan turun ke bawah

memasuki packed bed yang berisi Rasching Ring.

Dari ruang penyekat, sebagian larutan pergi memasuki UHE pada bagian luar

dari tube bundle untuk dipanasi agar sisa gas ammonia bisa diuapkan. Sebagian lagi

dari larutan masuk ke Reboiler for Low Pressure Decomposer (RLPD) (EA-202). Di

RLPD terjadi proses seperti di RHPD. Steam pemanas di RLPD adalah Steam Middle

Low (SML) 7 kg/cm2, dengan pengaturan temperatur TIC-203.

Pada tekanan 2,4 kg/cm2 dan temperatur antara 106 – 1300C, larutan yang

berupa ammonium karbamat yang keluar dari packed bed tidak mudah terurai

menjadi gas ammonia, karbondioksida dan air, dimana tekanan total (2,4 kg/cm2)

adalah penjumlahan dari tekanan parsial ammonia, karbondioksida, dan air. Agar

ammonium karbamat itu terurai dibutuhkan penambahan salah satu dari gas tersebut.

Pada proses ini, di bagian bawah packed bed dipasang pipa yang bagian bawahnya

mempunyai lubang-lubang distributor (sparger pipe) untuk memasukkan CO2 sebagai

stripping yang akan mengubah keseimbangan pada tekanan parsial dari gas CO2

sehingga ammonium karbamat mudah terurai menjadi gas ammonia, karbon dioksida,

dan air. CO2 stripping yang dimasukkan ke pipa sparger pada tekanan dan temperatur

tersebut tidak bereaksi dengan ammonium karbamat, tetapi hanya bertindak

menguraikan ammonium karbamat menjadi gas ammonia dan karbondioksida, lalu

bersama-sama naik ke atas melalui Rasching Ring. Larutan yang turun dari atas

kontak langsung dengan campuran gas panas dari bawah secara counter current,

menyebabkan sebagian larutan akan teruapkan dan bersama-sama naik ke atas.

Pada saat penguraian ammonium karbamat oleh stripping CO2 terjadi panas

yang mengakibatkan sebagian dari air berubah menjadi uap dan ikut naik ke atas

bersama-sama dengan gas ammonia dan karbondioksida. Untuk menyerap uap air

tersebut perlu penyerap. Pada proses ini dipakai ammonium karbamat yang berasal

84

dari OGA dengan temperatur 450C. Gas-gas yang dipisahkan di LPD mengalir ke

Low Pressure Decomposer LPA (EA-402), sedangkan larutan dari bawah LPD

dialirkan ke Gas Separator (DA-203).

Gas Separator (DA-203)

Tanki dari Gas Separator (DA-203) terbagi dua. Bagian atas disebut Gas

Separator, bagian bawah disebut Oxidizing Column. Gas Separator beroperasi pada

tekanan 0,3 kg/cm2 dan temperatur 1110C. Oxidizing Column beroperasi pada tekanan

atmosfer dan temperatur 920C.

Larutan dari LPD dengan tekanan 2,4 kg/cm2 dan temperatur 1150C melewati

kerangan pengatur permukaan LCV-202 memasuki Gas Separator melalui pipa

sparger yang menjorok ke ruang separator untuk dipisahkan antara campuran gas

dengan larutan secara memancar. Campuran gas menuju ke Off Gas Condenser (EA-

406) setelah terlebih dahulu melalui kerangan pengatur tekanan PIC-203, sedangkan

larutan turun ke bawah melalui pipa yang berbentuk U ke Oxidizing Column. Di

dalam Oxidizing Column terdapat Packed Bed yang berisi Rasching Ring. Larutan

mengalir melalui Packed Bed dan terjadi kontak dengan udara yang dihembuskan

melalui pipa distributor di bagian bawah Packed Bed. Off Gas Circulating Blower

(GB-401) menghembuskan udara untuk menghilangkan sisa-sisa ammonia dan

karbondioksida, juga berfungsi untuk mengoksidasi logam-logam yang mungkin ada

dalam larutan (mengoksidasi ion-ion ferro menjadi ion-ion ferri). Kurangnya udara

yang dihembuskan akan menyebabkan oksidasi senyawa ferrous yang terlarut

menjadi tidak sempurna, sehingga produk urea yang dihasilkan menjadi tidak jernih.

Sebaliknya bila hembusan udara terlalu banyak, akan menyebabkan bertambahnya

konsumsi steam pemanas yang berada di bawah dari pipa distributor tersebut.

Temperatur optimum dari larutan urea di bawah Oxidizing Column adalah 920C,

temperatur ketinggian atau kerendahan menyebabkan kurang sempurnanya

dekomposisi dan mempercepat laju hidrolisa urea.

85

Steam pemanas yang masuk ke tube bundle adalah Low Steam (LS) 4,0

kg/cm2. Temperatur dikontrol oleh TIC-204. Campuran gas yang keluar dari

Oxidizing Column dengan temperatur 1080C bergabung dengan campuran gas

dari Gas Separator menuju EA-406. Larutan urea dari bawah Oxidizing Column

dipompakan oleh GA-205 melewati kerangan pengatur permukaan LICA-203

menuju Cristalizer.

3) Seksi Kristalisasi dan Pembutiran (Finishing)

Unit ini berfungsi membutirkan urea yang terlebih dahulu dikristalkan di

Kristalizer, yang mana terdiri dari peralatan sebagai berikut:

- Kristalisa bagian bawah FA-201 bottom part (Crystallizer bottom part)

- Kristalisa bagian atas FA-201 upper part(Crystalizer Upper Part/Vacuum

Concentrator)

- Vacuum Generator (EA-201)

Sebuah pipa yang disebut Barometric Leg menghubungkan FA-201 upper

dan FA-201 bottom. Kondisi vacuum terjadi di Vacuum Generator (EA-201)

dengan Baromeric Condenser dan Steam Ejector tingkat I dan II.

Larutan urea dari Oxidizing Column dengan konsentrasi urea 73,9%

dipompakan oleh GA-205, memasuki kristalisa bagian bawah melalui lubang

inlet yang terletak di bagian atasnya. Kristalisasi urea dilakukan dengan suasana

vacuum, sehingga air akan menguap pada temperatur rendah.

Vacuum Generator

Larutan urea ini bercampur dengan larutan urea jenuh yang turun dari

Barometric Leg FA-201 upper dan larutan urea dari sirkulasi yang dilakukan

oleh pompa GA-202 (dari bawah FA-201 bottom kembali ke FA-201 bottom

pada bagian atas).

86

Sebagian larutan dari bagian tengah FA-201 bottom dipompakan oleh

GA-201 masuk ke tube side HPAC sebagai penyerap panas, kemudian kembali

ke FA-201 upper setelah ditambah dengan larutan induk. Uap air tersedot oleh

tekanan vacuum di Steam Ejector yang menggunakan steam 12 kg/cm2.

Kemudian uap air terkondensasi oleh air yang beresirkulasi melalui Barometric

Condenser (EE-201#1&#2).

Vacuum Concentrator bekerja pada tekanan vacuum 102 mmHg absolut

dan temperatur 720C. Panas penguapan air didapat dari panas sensible larutan

urea yang masuk dari DA-203, panas kristalisasi urea, panas urea dari yang

beresirkulasi di tube side HPAC dan panas Hot Water Jacket. Tekanan vacuum

dan temperatur kristalisasi diatur sehingga urea yang keluar mengandung kristal

urea 30-35% berat.

Centrifuge

Larutan urea slurry ini dipompakan dari bawah FA-201 bottom oleh GA-

202 memasuki Pre thickener (FD-201) lalu ke Centrifuge (GF-201), sebagian

larutan dikembalikan ke FA-201 bottom. Di dalam Prethickener terdapat kasa

untuk penyaring larutan urea dimana larutan pekat terus turun ke Centrifuge,

sedangkan larutan encer menuju kasa dan turun ke Mother Liquor Tank (FA-

203). Sesampainya di centrifuge, larutan urea pekat memasuki Basket Distributor

yang berputar.

Dengan adanya gaya sentrifugal, air di dalam larutan terlempar melewati

Distributor Basket lalu turun ke Mother Liquor Tank. Selain berputar, Basket

Distributor juga bergerak maju mundur sehingga kristal urea terdorong ke depan

menuju lorong melingkar yang dipasang tepat berada di depan basket yang di

ujungnya ada penyekrap kristal urea (Cake Scrapper).

Selanjutnya memasuki pipa yang terpasang pada lorong melingkar tersebut

dan menuju Cake Catcher, yaitu sebuah alat yang mempunyai lorong yang berputar

87

ke bawah. Di sisi luar dari lorong tersebut dipanasi dengan steam 1 kg/cm2 yang

didapat dari penurunan steam 4 kg/cm.

Dryer dan Pneumatic

Pengeringan kristal urea dimulai dari Cake Catcher, lalu ke Fluidizing Dryer

(FF-301) untuk menguapkan kandungan airnya hingga menjadi 0,5% (maksimal).

Udara panas untuk pengering di Fluidizing Dryer diperoleh dari hembusan udara Fan

GB-301, kemudian melalui Air Heater (EC-301). Temperatur udara pemanas dijaga

pada 1000C. Temperatur tersebut tidak boleh mencapai temperatur titik leleh urea

(132,70C).

Kristal urea kering terdorong ke atas oleh udara panas melalui pipa Pneumatic

ke puncak Prilling Tower (IA-301) oleh isapan Fan GB-302 diterima oleh 4 buah

cyclone (FC-301) untuk dipisahkan dari udara panas yang membawanya keluar dari

dasar cyclone. Kristal urea masuk Cyclone (FC-301) untuk dipisahkan dari udara

panas kemudian ke Melter (EA-301) melalui Screw Conveyor (JD-301).

Cyclone

Pneumatic line memasuki Cyclone pada bagian samping sedemikian rupa

sehingga kristal urea kering dengan konsentrasi 99,5% dan kandungan air 0,5 % akan

turun ke bawah dengan memutar pada dinding dalam Cyclone karena gaya

sentrifugal. Selanjutnya menumpuk di bagian bawah dari Dust Box Cyclone sampai

tekanan berat tumpukan urea lebih besar dari tekanan vacuum yang menarik

lempengan penutup (Trickle Valve) di bagian bawah Dust Box sehingga Trickle Valve

akan membuka.

Urea turun ke Screw Conveyor (JD-301), seterusnya masuk ke Melter. Bila

urea sudah turun semua ke Screw Conveyor, maka vacuum akan terbentuk lagi di

bagian bawah dust box sehingga Trickle Valve menutup kembali. Demikian berulang

pada empat buah Cyclone yang ada.

88

Dust Separator

Udara panas dan sedikit debu urea yang terbawa dari Cyclone diisap oleh Fan

GB-302 ke Dust Separator (FD-304). Debu urea ditangkap dengan air yang

dispraykan dari Spray Nozzle yang dipasang di bagian atas dari Dust Separator,

kemudian turun ke Dust Chamber.

Kristal urea jatuh di atas tube-tube peleleh (shell side) di dalam Melter yang

di dalam tube sidenya dimasuki steam pemanas SML 7 kg/cm2 melalui pengatur PIC-

301. Untuk melelehkan sampai ke inti kristal, pada bagian bawah tube-tube dipasang

Spacer Rod, sehingga celah turun urea leleh mengecil dan pelelehan jadi sempurna.

Melter

Urea leleh (Molten urea) turun dari Melter memasuki Head Tank (FA-301),

lalu masuk ke Acoustic Granulator (PF-301) dan dipancarkan keluar melalui lubang-

lubang distributor yang terdapat di bagian bawah Acoustic Granulator.

Temperatur pada outlet Melter diatur pada 1380C. Bila temperatur mencapai

1360C, maka urea leleh akan sulit melewati lubang distributor yang dapat

mengakibatkan kebuntuan. Sebaliknya bila melebihi 1400C urea akan berubah

menjadi biuret.

Selanjutnya pancaran urea leleh dari Acoutic Granulator turun ke bawah dan

didinginkan kontak langsung sepanjang terowongan vertikal oleh hembusan udara

dari Fan GB-303 yang dilakukan pada plat berlubang di lantai Fluidizing Cooler

tingkat II dimana urea prill jatuh terkumpul sampai temperatur 400C.

Conveyor dan Tromol

Urea prill selanjutnya dikirim melalui Belt Conveyor (JD-303) dan masuk ke

Tromol Screen (FD-303) dimana urea produk dipisahkan dari yang over size.

Terakhir urea prill dikirim ke gudang melalui Belt Conveyor yang dipasang peralatan

untuk timbangan yang disebut Belt Scale (JF-301) dengan peralatan timbangan WIS-

301.

89

Hembusan udara dari GB-303 yang membawa debu-debu urea, sebelum

keluar dari ruang Dust Chamber, terlebih dahulu diserap ureanya dengan air yang

dispraykan di atas Packed Bed yang terdapat di ruang Dust Chamber. Udara keluar

dari Dust Chamber selain karena hembusan GB-303 juga karena paralel oleh isapan

dari Fan GB-304 yang dipasang di bagian atas dari ruang Dust Chamber.

Dust Chamber

Larutan urea sekitar 25% yang terbentuk di Dust Chamber berasal dari :

- Air Sprayer penyerap debu urea di Dust Separator yang turun melewati Packed

Column di ruang Dust Chamber. Air Sprayer Dust Separator berasal dari pompa

GA-301 yang suctionnya diperoleh dari aliran line discharge pompa cooling tower

proses Crystallizer GA-602.

- Air sprayer untuk Packed Column Dust Chamber yang berasal dari air yang

besirkulasi dari pompa Dust Chamber (GA-302) dan menyerap debu yang berasal

dari ruang bawah Acoustic Granulator.

Dissolving Tank

Larutan dengan 25% urea di Dust Chamber turun ke bawah secara overflow

dari ruang Dust Chamber terus ke bawah Prilling Tower dan ditampung di Dissolving

Tank FA-302 dan FA-303. Selanjutnya larutan urea tersebut akan dikembalikan lagi

untuk didaur ulang dengan beberapa cara, yaitu:

- Dimasukkan ke Mother Liquor Tank

- Dimasukkan ke Suction GA-201

- Dimasukkan ke line d/s FIC-204, line Mother Liquor ke LPA

- Dimasukkan ke Carbamat Tank (FA-402), untuk kemudian dikirim ke

seksi recovery.

90

4) Seksi Recovery

Seksi Recovery terbagi atas:

- Recovery Carbamat

- Recovery Ammonia

Recovery Karbamat

Pada seksi ini, campuran gas NH3 dan CO2 hasil dari dekomposisi

dikembalikan ke Reaktor dalam bentuk larutan ammonium karbamat setelah

melewati proses kondensasi dan penyerapan. Gas-gas gabungan yang keluar dari

Gas Separator (DA-203) dan Oxidizing Column mengalami kondensasi pada

temperatur 60 0C di dalam Shell Side Off Gas Condenser (EA-406). Cairan yang

terbentuk ditampung di dalam Off Gas Absorber Tank (FA-403) dengan

penambahan sedikit kondensat untuk pengenceran, sedangkan campuran gas

yang tidak terkondensasi di EA-406 dialirkan ke bagian bawah Off Gas Absorber

(DA-402).

Off Gas Absorber (DA-402) terdiri dari dua packed bed. Larutan

absorben yang digunakan untuk menyerap gas ammonia dan karbondioksida

yang tersisa adalah:

- Larutan ammonium karbamat encer dari OGAT (FA-403) yang diumpankan

ke packed bed bagian atas Off Gas Absorber (DA-402) setelah terlebih dahulu

didinginkan sampai temperatur 360C di Shell Side Off Gas Absorber Final

Cooler (EA-408).

- Larutan sirkulasi ammonium karbamat encer dari bagian bawah Off Gas

Absorber (DA-402) setelah didinginkan terlebih dahulu di dalam Shell Side

Off Gas Absorber Cooler (EA-407) lalu diumpankan ke packed bed bagian

bawah.

Pengendalian laju aliran absorben ammonium karbonat encer dilakukan

oleh pengaturan permukaan LIC-403, sedangkan pengaturan temperatur operasi

Off Gas Absorber (DA-402) dilakukan dengan mengatur laju air pendingin ke

91

masing-masing Condenser EA-406, EA-407, EA-408. Kenaikan temperatur

menyebabkan banyak gas ammonia yang lolos dari puncak DA-402.

Sisa-sisa campuran gas dari puncak DA-402 dihembuskan ke bagian

bawah Gas Separator oleh Off Gas Circulating Blower (GB-401) setelah

ditambah dengan udara pada bagian suction blower tersebut. Tekanan discharge

GB-401 diatur dengan jumlah penambahan udara luar yang masuk ke suction

blower dan kontrol tekanan PIC-404 pada discharge yang akan membuang ke

atmosfer bila tekanan discharge berlebih.

Larutan ammonium karbonat encer dari bagian bawah DA-402 selain

disirkulasikan sebagai penyerap ke packed bed bagian bawah juga dialirkan ke

dua jurusan. Ke bagian atas dari Packed Bed Low Pressure Absorber (EA-402)

dan ke bagian atas dari sieve tray Low Pressure Decomposer.

Campuran gas yang keluar dari puncak DA-202 memasuki Low Pressure

Absorber (EA-402) melalui pipa distributor yang memanjang di bagian bawah

dari EA-402. Gelembung-gelembung campuran gas naik ke atas diserap oleh

larutan yang berada di dalam EA-402. Larutan yang berada di dalam EA-402

berasal dari campuran larutan ammonium karbonat encer dari dasar DA-402 dan

larutan induk dari Mother Liquor Tank (FA-203).

Campuran gas yang tidak terserap di dalam EA-402 memasuki Scrubber

(EA-402) naik ke atas melalui rasching ring packed bed lalu diserap oleh

ammonium karbonat dari DA-402. Sedangkan larutan induk (mother liquor)

masuk ke EA-402 selain sebagai penyerap juga untuk mengembalikan biuret ke

Reaktor untuk diproses kembali menjadi urea.

Jumlah larutan induk ke EA-402 diatur oleh pengatur flow FIC-204.

Jumlah larutan ammonium karbonat ke puncak Scrubber (EA-402) diatur oleh

pengatur flow FIC-404. Steam condensate disiapkan melalui LIC-402 untuk

menjaga permukaan larutan di dalam EA-402 selalu mantap.

Temperatur dipertahankan pada 450C dengan mengatur aliran air

pendingin melalui HIC-401. Tekanan 2,2 kg/cm2 diatur secara otomatis. Bila

92

berlebih, gas yang tersisa dialirkan ke DA-402 bergabung dengan gas sisa EA-

406.

Konsentrasi CO2 di dalam larutan EA-402 dijaga sekitar 16% (2,5 liter

CO2 dalam 25 cc larutan). Larutan ammonium karbamat dari LPA (EA-402)

dipompakan ke bagian atas dari packed bed yang terdapat di dalam High

Pressure Absorber (DA-401). Sebelum memasuki HPA, larutan tersebut melalui

FRC-401 ditambah ammonia cair dari Ammonia Reservoir (FA-401) dengan

pengaturan FIC-402, kemudian melalui Mixing Cooler masuk ke HPA.

Di dalam High Pressure Absorber Cooler (HPAC) (EA-401) dan HPA

(DA-401) semua karbondioksida dari HPD (DA-201) diserap seluruhnya

sehingga menjadi ammonium karbamat. Larutan absorben berasal dari LPA dan

aqua ammonia yang berasal dari Ammonia Recovery Absorber (EA-405).

Absorbsi tersebut terjadi dalam 3 tahap, yaitu

- Tahap Pertama

Campuran gas dari puncak HPD masuk melalui pipa sparger yang menempel

pada dasar dinding dalam dari HPAC dan membentuk gelembung-gelembung

gas dalam larutan , disini 65% dari gas-gas tersebut terabsorbsi.

- Tahap Kedua

Campuran gas yang tersisa keluar dari HPAC menuju ke bagian bawah dari

HPA, kemudian naik ke atas melewati celah-celah Intercooler untuk

didinginkan, terus ke atas melalui Packed Column dimana sisa CO2 yang

berada dalam 35% gas terabsorbsi oleh larutan yang turun dari atas.

- Tahap Ketiga

Gas-gas ammonia dari Packed Column diserap oleh larutan ammonia cair

sambil mengalir ke atas melalui lima Bubble Cap Tray agar sisa-sisa

karbondioksida dapat diserap dengan sempurna.

93

Di bagian tengah dari Drain Separator yang terdapat di bagian atas dari

HPA, terdapat pipa yang pada bagian atasnya terpasang Vortex Breaker dengan

tiga blade yang melengkung. Kabut gas ammonia naik ke atas secara berpusing

karena melewati Vortex Breaker tersebut sehingga uap air yang kemungkinan

ikut dalam kabut gas ammonia terlempar dan terpisah lalu terapung di Drain

Separator. Air yang terbentuk turun ke HPAC.

Dalam proses Total Recycle Carbon Improved, salah satu faktor

terpenting adalah menjaga kondisi HPA semantap mungkin (temperatur, tekanan

operasi, permukaan larutan di HPAC dan konsentrasi CO2 dalam larutan di

HPAC). Konsentrasi CO2 dalam ammonium karbamat harus selalu dijaga sekitar

30-35% atau 6,5 liter CO2 dalam 25 cc larutan (hal ini berlaku untuk temperatur

ambient 180C. Untuk Indonesia, dengan temperatur 29,50C, konsentrasi CO2

adalah 7,5 liter dalam 25 cc larutan).

Temperatur puncak HPA diatur dibawah 500C oleh adanya penguapan

ammonia cair pada Bubble Cap Tray dengan menggunakan ammonia sebagai

reflux melalui FIC-403. Temperatur gas dari Packed Column dikontrol pada 600C

oleh penguapan ammonia cair yang ditambahkan ke larutan recycle sebelum

menuju Mixing Cooler.

Temperatur HPAC dikontrol dan dijaga pada 1000C oleh tiga media

pendingin yang masuk ke bagian tube side dari HPAC tersebut.

Ketiga media pendingin itu adalah:

- Urea slurry yang datang dari Crystalizer (FA-201) bagian bawah memasuki

tube side HPAC, keluar dan kembali ke Crystalizer bagian atas. Hampir

63% panas pembentukan ammonium karbamat dari proses penyerapan CO2

diserap oleh slurry dan panas tersebut digunakan untuk penguapan air di

Crystalizer bagian atas.

- Hot water yang bersirkulasi dari Hot Water Tank (FA-703) memasuki tube

side HPAC, keluar dan menuju tube side ammonia preheater sebagai pemanas

94

awal ammonia lalu kembali ke Hot Water Tank. Sekitar 28% panas

pembentukan diserap oleh hot water.

- Sisa yang 9% diserap oleh air pendingin yang datang dari Cooling Tower (W-

EF-601). Pengaturan temperatur dilakukan oleh pengatur temperatur TRCA-

401 yang terpasang pada line keluar dari air pendingin tersebut.

Jika temperatur HPAC naik, maka gas CO2 akan lolos ke HPA dan akan ikut

bersama gas ammonia keluar dari puncak HPA, maka akan terjadi penyumbatan di

line sesudah puncak HPA yang terbuat dari carbon steel. Sebaliknya bila temperatur

turun, akan terjadi pembekuan ammonium karbamat di bagian luar dari tube-tube.

Temperatur pembekuan ammonium karbamat ialah 910C.

Recovery Ammonia

Gas Ammonia yang keluar dari puncak HPA masuk ke shell side Ammonia

Condenser (EA-404 A-D). Hampir semua gas ammonia terkondensasi disana. Cairan

ammonia yang terbentuk oleh kondensasi tersebut turun ke bawah, masuk ke

Ammonia Reservoir (FA-401). Gas-gas yang tidak terkondensasi kebanyakan berupa

gas inert yang ikut ke Urea Plant bersama gas karbondioksida, ammonia cair, dan

udara sisa pasivasi yang dimasukkan ke Reaktor dan ke HPD / RHPD. Campuran gas

inert dengan sedikit ammonia yang lepas dari Ammonia Condenser mengalir ke

Ammonia Recovery Absorber (EA-405).

EA-405 terdiri dari empat buah Absorber yang tersusun seri ke atas dengan

dimensi yang semakin kecil. Campuran gas masuk ke Absorber paling bawah (EA-

405 # 4/4) melalui pipa sparger yang terendam cairan. Gas ammonia yang tidak

terserap di EA-405 # 4/4 naik ke atas melalui pipa masuk ke EA-404 # 3/4, demikian

seterusnya sampai ke EA-405 # 1/4. Sisa ammonia di EA-405 # 1/4 diserap memakai

kondensat yang terlebih dahulu didinginkan di Condensate Cooler. Aqua ammonia

yang kemudian turun ke bawah secara over flow memasuki EA-405 # 2/4, demikian

seterusnya sampai di EA-405 # 4/4. Konsentrasi aqua ammonia di EA-405 # 4/4

adalah 70% ammonia dan 30% air.

95

Aqua ammonia yang terbentuk di EA-405 kemudian dipompakan untuk

menjadi penyerap di HPA, dimana sebelum memasuki HPA terlebih dahulu ditambah

ammonia yang berasal dari GA-404 (Ammonia Boast Up Pump) dengan melewati

pengatur flow FIC-403. Gas-gas inert dibuang keluar melalui PIC-404 yang berada di

puncak EA-405 # 1/4. Tekanan operasi Ammonia Recovery Absorber ialah 16,5

kg/cm2.