9. bab ii (1)

8/16/2019 9. BAB II (1)

http://slidepdf.com/reader/full/9-bab-ii-1 1/51

BAB II

URAIAN PROSES

2.1. Bahan Baku

2.1.1. Baku Pembuatan Ammonia

2.1.1.1. Bahan Baku Utama

Bahan baku utama yang diperlukan pada proses pembuatan ammonia terdiri atas

gas alam, air, dan udara.

a. Gas Alam

Komponen utama yang terdapat pada gas alam adalah metana (CH 4). Gas alam

yang dibutuhkan dipenuhi oleh PT. Pertamina dari sumur gas di Prabumulih.

Karakteristik gas alam yang dikirimkan dari Pertamina memiliki spesiikasi sebagai

berikut !

Tabel 2.1.

Karakteristik dan komposisi gas alam

Komposisi Kuantitas "atuan

Gas alam

#etana (CH4)

$tana (C%H&)

Propana (C'H)

so*Butana (i*C4H+)

-omal*Butana (n*C4H+)

so*Pentana (*CH+%)

-omal*Pentana (n*CH+%)

Heksana (C&H+4)

Karbon dioksida (C/%)

-itrogen (-%)

04,1

&,00

,'&

,%

+,

,'%

,%%

,+

+,'

2#ol

"umber! 3nit /perasi P*, %+

26

8/16/2019 9. BAB II (1)


27

Kebutuhan gas alam untuk keseluruhan pabrik diperkirakan men5apai &&,'1

-m'67am. Gas alam pada battery limit P3"8* bertekanan +4,4 kg65m% dan

temperatur % °C.

b. Air

Pada pabrik ammonia, air digunakan sebagai air umpan boiler (boiler feed

water ) dan air pendingin (cooling water ). Kebutuhan air masing*masing adalah 4,10

m'67am dan ,1 #T6#T -H' dan keduanya disediakan oleh unit utilitas. Bahan baku

air berasal dari "ungai #usi. 9umlah air yang digunakan adalah sebanyak 0+%

m'67am. Karakteristik dan komposisi air "ungai #usi yang diproses disa7ikan pada

Tabel %.%.

Tabel 2.2.

Karakteristik dan komposisi air "ungai #usi

Komponen Kuantitas "atuan

Ph &, : 0,

Komposisi

Turbiditas sebagai "i/% 41

Ppm

P alkalinitas sebagai CaC/'

# alkalinitas sebagai CaC/' +1,4

Cl% sebagai Cl* ',4

"ulat sebagai "/4%* 4,%

Ammonia sebagai -H' ',1

Kesadahan Ca%; sebagai CaC/' ,

Kesadahan #g%; sebagai CaC/' &,4Besi sebagai <e %,&

"ilika sebagai "i/% + : &4

Padatan tersuspensi 4%Padatan terlarut &4

#aterial organik +,0Tekanan %,% kg65m%

Temperatur %, °C

"umber! 3tilitas P*, %+

8/16/2019 9. BAB II (1)


28

c. Udara

3dara pada digunakan sebagai udara instrumen dan udara proses. 3dara proses

sebagai sumber gas nitrogen dalam pembuatan ammonia dan udara instrumen

digunakan untuk keperluan aerasi, udara 5ampuran dan lainnya. 3dara diperoleh dari

lingkungan sekitar. Komposisi udara yang diambil disa7ikan pada Tabel %.'.

Tabel 2..

Komposisi udara

Komponen Kuantitas (2mol)

-itrogen (-%) 0,4

/ksigen (/%) %,140

=rgon (=r) ,1'4 "umber! 3tilitas P*, %++

9umlah udara instrumen yang digunakan untuk unit ammonia sebanyak ,''

-m'67am. 3dara instrumen yang diambil dari udara bebas dengan kompressor

memiliki spesiikasi seperti disa7ikan pada Tabel %.4.

Tabel 2.!.

"pesiikasi udara instrument

"pesiikasi Kuantitas "atuan

Tekanan 0 kg65mG

Temperatur % °C

Kualitas Bebas minyak

"umber! 3tilitas P*, %+

2.1.1.2 Bahan Baku Penun"an#

Bahan baku penun7ang yang digunakan pada proses pembuatan ammonia terdiri

dari hidrogen, katalis, dan bahan*bahan kimia lainnya.

a. $idr%#en

8/16/2019 9. BAB II (1)


8/16/2019 9. BAB II (1)


30

Temperatur % * ' oC

9umlah 4,0 #T67am

"umber! Ammonia P*, %&b. Gas *O2

"pesiikasi gas karbon dioksida (C/%) yang digunakan disa7ikan pada Tabel %.0

Tabel 2.,.

"pesiikasi gas C/% sebagai bahan baku pabrik urea


Tekanan ,& kg65m%

Temperatur ' oC

Komposisi

C/% (dry basis)

H%/

Belerang total

1 (min)

7enuh

+ (maks)

2 berat

ppm Aol"umber! 3rea P*, %&

2.1.2.2. Bahan Baku Penun"an#

a. &ukus -steam

"pesiikasi kukus yang digunakan disa7ikan pada Tabel %..

Tabel 2./.

"pesiikasi kukus pabrik urea


Tekanan ! kukus tekanan sedang) 4% kg65m%

Temperatur ! kukus tekanan sedang) '11 oC "ouling factor ,+ m% 7am oC6kkal

9umlah &0,% #T67am"umber! 3tilitas P*, %&

b. Air 0emin

"pesiikasi air demin yang digunakan disa7ikan pada Tabel %.1.

8/16/2019 9. BAB II (1)


31

Tabel 2..

"pesiikasi air demin pabrik urea


Tekanan ,' kg65m%

Temperatur % oC

9umlah + #T67am

"i/% , (maks) Ppm

Total padatan terlarut , (maks) Ppm

"umber! 3rea P*, %

c. Air Pendin#in

"pesiikasi cooling water yang digunakan disa7ikan pada Tabel %.+.Tabel 2.1.

"pesiikasi cooling water pabrik urea


Tekanan 4 kg65m%

Temperatur '% oC<aktor fouling .% m% 7am oC6kkal

nhibitor '* Ppm pH &. : 0.

#urbidity ' (maks) Ppm

Total hardness % (maks) Ppm sebagai CaC/'

arna + (maks) sebagai haren unit

<e .+ (maks) Ppm

Cl% (maks) Ppm"ulat + Ppm sbg "/4

#inyak Tra5e

Total dissoled solid (maks) Ppm"umber! 3tilitas P*, %&

d. Udara Instrumen

"pesiikasi air pendingin yang digunakan disa7ikan pada Tabel %.++.

Tabel 2.11.

"pesiikasi udara instrumen pabrik urea


Tekanan (di pipa header udara instrumen) 0 kg65m%

Temperatur % oC

8/16/2019 9. BAB II (1)


32

9umlah % -m'67am

Dew point :4 oC

Kualitas bebas minyak "umber! 3tilitas P*, %&

e. Air Um)an B%iler

"pesiikasi air umpan boiler untuk desuperheater dilihat pada Tabel %.+%.

Tabel 2.12.

"pesiikasi air umpan boiler pabrik urea


Tekanan .+ kg65m%G

Temperatur ++' oC

Total solid .% Ppm sebagai CaC/'

Kadar "i/% .' (maks) Ppm sebagai "i/%

KonduktiAitas elektrik + mi5ro ohm65m"umber! 3tilitas P*, %&

3. Nitr%#en

"pesiikasi nitrogen sebagai bahan baku disa7ikan pada Tabel %.+'.

Tabel 2.1.

"pesiikasi nitrogen yang digunakan pada pabrik urea

"pesiikasi Kuantitas "atuanTekanan 4 Kg65m%

Temperatur % oC

Komposisi

-/D

/%

+ (maks)

' (maks)

Ppm

Ppm"umber! 3rea P*, %0

#. (istrik

Penyediaan listrik pada tiap pabrik dibagi men7adi 4 bagian, yaitu !

a) #otor

* di atas + k ! ', k, ' asa, dan rekuensi H

* di atas ++ k*+ k ! %,' k, ' asa, dan rekuensi

H

8/16/2019 9. BAB II (1)


33

* antara . k*++ k ! 44 k, ' asa, dan rekuensi

H

* di ba>ah . k ! ++ atau % , + asa, rekuensi H

atau 44 kA, ' asa, dan rekuensi H

b) Penerangan

"pesiikasinya %% , + asa, dan rekuensi H.

5) "istem pengontrol

"pesiikasinya ++ , tegangan =C.

d) nstrumentasi

"pesiikasinya ++ , + asa, dan rekuensi H.

2.2 Pr%ses Pr%duksi

2.2.1. Pr%ses Pr%duksi Ammonia

Ealam proses pembuatan ammonia PT. P3"8 digunakan proses $ellogg

Design. Eisamping menghasilkan ammonia, unit ini 7uga menghasilkan C/% yang

dibutuhkan pada pembuatan urea. Pabrik ammonia umumnya terdiri dari empat

proses antara lain !

+. 3nit feed treating (pengolahan gas umpan)

a. Penyaringan (pemisahan partikel padat)

b. Pemisahan senya>a belerang anorganik

5. Pemisahan air

d. Pemisahan senya>a hidrokarbon berat (HHC)

e. Pemisahan gas karbondioksida (C/%)

. Pemisahan senya>a belerang organi5 (8"8)

%. 3nit produksi gas sintesa

a. Reforming ( primary dan secondary)

8/16/2019 9. BAB II (1)


34

b. Pengambilan gas C/% (high dan low temperatur )

'. 3nit pemurnian gas sintesa (puriikasi)

a. Penyerapan gas C/%

b. #etanasi

4. 3nit sintesa ammonia

a. Penekanan (compression)

b. "intesa ammonia

5. Pendinginan dan pemurnian produk

d. Ammonia storage tan%

. PG83 ( purge gas recoery unit )

2.2.1.1. Feed Treating Unit

Gas alam ( feed gas) memiliki temperatur %+FC dan tekanan kurang lebih %,

kg65m% dibagi men7adi % aliran, yaitu untuk bahan bakar dan produksi ammonia. Gas

alam yang diterima dari Pertamina masih mengandung unsur*unsur yang tidak

diinginkan seperti partikel padat, sulur anorganik, hidrokarbon raksi berat, C/ %.

H%/ dan sulur organik. /leh karenanya pengotor tersebut harus dihilangkan.

a. Pen4arin#an -)emisahan )artikel )adatPemisahan partikel padat dilakukan se5ara isik dengan mengalirkan gas melalui

filter separator yang didalamnya terdapat enam filter cartridge yang dapat diganti

dan ka>at saringan (wire mesh e&tractor ) yang dapat menyaring kotoran padat6debu

( solid particle) dan 5airan (li'uid droplet ) yang lolos dari gas metering station.

b. Pemisahan sen4a5a beleran# an%r#anik

Eesulurisasi ammonia Pusri* menggunakan katalis unycat yang bersiat

kering. Temperatur reaksi desulurisasi anorganik adalah %FC. "ehingga feed gas

tidak perlu dipanaskan sebelum masuk desulfunizer . 8eaksi yang ter7adi adalah

sebagai berikut !

?n/ ; H%" ↔ ?n" ; H%/ ;

?n/ ; C/" ↔ ?n" ;C/% ;

?n/ ; 8"H ; H% ↔ ?n" ; 8*H ;H%/

8/16/2019 9. BAB II (1)


35

?n" ; 8"H ↔ ?n" ; 8*H absorbtion

C/" ; H%/ ↔ H%" ; C/% ;

"enya>a sulur anorganik harus dihilangkan dari gas bumi karena !

a. Eapat mereduksi inhibitor pada sistem benfield

b. =kan terba>a oleh gas C/% dan akan merusak compressor C/% di urea

5. #erupakan ra5un bagi katalis pada proses selan7utnya.

/leh karena itu kadar sulur yang keluar dari unit ini lebih ke5il dari + ppm.

c. Pemisahan air

3ntuk menghilangkan hidrokarbon berat dari gas alam dilakukan pendinginan

sampai temperatur *+FC. /leh sebab itu, gas alam harus bebas dari uap air agar tidak

ter7adi pembekuan pada sistem pemipaan dan pada chiller . 3ntuk menyerap uap air

dipakai trietilen glikol di dalam unit dehidrasi( Gas alam masuk melalui bottom

absorber mele>ati mi%ro scrubber untuk memisahkan 5airan pada gas. Pada bagian

atas absorber dilengkapi mist eliminator untuk men5egah glikol terba>a aliran gas

keluar dari pun5ak absorber . =gar gas alam yang dikirim ke unit pemisahan

hidokarbon berat bebas air dan glikol, gas alam dialirkan melalui K/ drum.

)ean glikol masuk dari atas absorber dan kontak se5ara berla>anan arah dengan

gas masuk. Glikol 7enuh keluar dari bottom absorber dan dialirkan ke regenerator* air

dipisahkan dengan pemanasan pada temperatur %4FC dan bantuan stripping gas

bertekanan ,+ * ,+ kg65m%, uap air yang terpisah dibuang ke atmosir.

d. Pemisahan hidr%karb%n berat -heavy hydrocarbon

Hidrokarbon berat harus dipisahkan dari gas karena dapat menyebabkan foaming

dan carry oer di absorber , selain itu 7uga dapat menutupi pori * pori katalis.

Hidrokarbon berat dipisahkan dengan 5ara menurunkan suhu gas sampai *+FC

dengan ammonia di chiller .

8/16/2019 9. BAB II (1)


36

Gas umpan dari sistem pemisahan air dibagi dua arah. =liran pertama menu7u

shell side feed gas e&changer , disini gas bertukar panas dengan flashed gas

sedangkan aliran kedua menu7u tube side feed gas e&changer , disini gas bertukar

panas dengan hidrokarbon berat 5air. Hidrokarbon berat berbentuk gas dipakai

sebagai fuel gas tambahan sedangkan yang masih tetap 5air dikirim ke burning pit(

e. Pen4era)an #as karb%ndi%ksida - feed gas CO2 removal

Gas karbondioksida harus hilang dari gas umpan untuk mengurangi beban proses

desulunasi kedua. Pada unit ini kandungan C/% dalam gas diturunkan sampai sekitar

,'2. Hal ini untuk men5egah ter7adinya metanasi pada desulfurizer dimana katalis

cobalt molybdenum (Co#o) dapat merubah C/% dan H% men7adi metana dengan

reaksi sebagai berikut !

C/ ; 'H% CH4 ; H%/ ; panas

C/% ; 4H% CH4 ; %H%/ ; panas

Gas umpan mengalir dari ba>ah absorber kemudian kontak se5ara berla>anan

arah dengan larutan benfield dari atas absorber gas C/% akan terserap oleh larutan

benfield dengan reaksi !

K %C/' ; H%/ ; C/%

%KHC/'

Gas bebas C/% keluar dari atas absorber didinginkan di tube side e&changer dan

pada shell side. "etelah condensate dipisahkan absorber K/ drum, gas dialirkan

sebagai suction feed gas compressor .

Proses absorber diikuti proses stripping C/% di regenerator dengan reaksi !

%KHC/' ↔ K %C/' ; H%/ ; C/%

C/% yang lepas dari rich benfield didinginkan pada 5ooler dan air yang

terkandung C/% dipisahkan di K/ drum, dan C/% dikirim sebagai bahan baku urea.

#. Pemisahan sen4a5a beleran# %r#anik

"etelah gas umpan dikompresikan sampai tekanan sekitar ' kg65m% gas

dile>atkan conection primary reformer dan diin7eksikan syn gas kaya H%, lalu gas

umpan dipanaskan lebih lan7ut dalam feed gas heater atau feed preheater coil sampai

8/16/2019 9. BAB II (1)


37

temperatur sekitar '0+FC. Temperatur di7aga dengan mengatur penyalaan burner

kemudian gas umpan dialirkan masuk ke desulfurizer dan kontak dengan katalis

Co#o yang pada bed + dimana sulur organik terdekomposisi dan sulurnya

terhidrogenerasi men7adi H%". 8eaksi yang ter7adi adalah !

8"H ; H% 8H ; H%"

8"8 ; %H% 8H ; 8"H ; H%"

"elan7utnya gas meninggalkan katalis bed + (Co#o) dengan sulur yang berupa

H%" mengalir ke bed % dimana katalis ?n/ berbentuk pelet agar seluruh H%" hilang

setelah bereaksi dengan katalis ?n/ membentuk ?n" dengan reaksi !

H%" ; ?n/ ↔ ?n" ; H%/

Gas umpan keluar desulurier diharapkan mengandung sulur sekitar ,+ ppm.

h. Saturator -)en"enuhan #as metan den#an air

+aturator berungsi men7ernihkan gas proses dengan air. Design asli pabrik tidak

mempunyai saturator namun pada Ammonia ,ptiomation ro.ect (=/P) alat ini

ditambahkan untuk mengurangi konsumsi steam proses di primary reformer . Gas

proses yang tadinya kering ketika masuk sekarang men7adi gas proses yang 7enuh air

sehingga konsumsi steam proses di primary reformer otomatis menurun, denganmemanaatkan proses kondensat kemudian dipanaskan di conection section yang

berla>anan arah dengan aliran gas, pada saturator , dengan kontak antara aliran gas

dari bottom dan aliran steam kondensat dari top, diharapkan rasio gas keluar ,2.

2.2.1.2. Unit Pr%duksi Gas Sintesa

3nit ini mengubah feed gas men7adi H% se5ara ekonomis dengan mengontakkan

feed gas dengan steam dibantu oleh katalis pada suhu dan tekanan tertentu.

a. Primary reformer

Pada primary reformer ter7adi reaksi !

CH4 ; H%/ C/ ; 'H% *

C/ ; H%/ C/% ; H% ;

8/16/2019 9. BAB II (1)


38

Total reaksi !

CH4 ; %H%/ C/% ; 4H% *

"eed gas yang telah diproses di feed treating 7enuh dengan uap air di5ampur

dengan steam proses (medium steam). +team proses dikontrol flow*nya, kemudian

masuk ke mi&ed feed coil conection section.

Ei dalam primary reformer , feed gas dialirkan melalui enam pipa induk, masing*

masing pipa sub induk ini membagi flow ke ba>ah melalui 4% buah tabung katalis

yang letaknya paralel didaerah radiasi pemanas reformer pertama. Ei bagian ba>ah

tiap baris terdiri dari 4% tabung katalis yang berakhir pada penampung induk dekat

reformer pertama, lalu gas menu7u secondary reformer .

8eaksi di primary reformer merupakan reaksi eksotermis. 3ntuk men7aga agar

gas yang keluar primary reformer bertemperatur FC maka temperatur section

radiant di7aga sekitar 1%FC. Katalis yang dipakai adalah nikel, berupa 5in5in atau

silinder yang terdapat pada %% tabung.

b. Secondary reformer

Gas yang telah di*reforming sebagian masuk ke secondary reformer , suhu masuk

010FC. 3dara proses dan steam yang telah dipanaskan bertemu dengan aliran purge gas mele>ati chamber bagian atas dan secondary reformer . Gas panas dari bagian

combustion section reformer mengalir ke ba>ah melalui katalis nikel. 8eaksi yang

ter7adi di dalam combustion zone adalah !

%H% ; /% %H%/

Katalis di secondary reformer adalah nikel yang disangga oleh alumina,

sedangkan alumina disangga susunan batu yang melengkung di bagian atas outlet

secondary reformer . $isiensi maksimum akan ter5apai 7ika ter7adi pembakaran

parsial sebanyak mungkin.

Gas proses dari secondary reformer dile>atkan melalui >a ste heat e&changer ,

tu7uannya untuk menurunkan suhu dari oC men7adi '4FC lalu ke mi&ing tee

8/16/2019 9. BAB II (1)


8/16/2019 9. BAB II (1)


41

Proses ini adalah tahap paling penting dalam pembuatan ammonia. Gas sintesis

yang telah mengandung H% dan -% serta bebas ra5un dan pengotor direaksikan untuk

membentuk -H'.

a. Penekanan -compression

Gas keluar dari methanator, mengandung H% dan -%. +yn gas ini didinginkan

melalui tube side methanator effluent 0"1 heater dan tube side methanator effluent

cooler sampai suhu 'FC dan bergabung dengan gas H% @P dari PG83.

Gas yang telah dimurnikan tadi, dinaikkan tekanannya dengan kompresor sampai

bertekanan &4 kg65m% pada @P case, sete+ah itu didinginkan sampai temperatur 1FC,

seluruh air yang ada pada gas diharapkan terpisah di first stage separator . "edangkan

gas yang banyak mengandung H% HP dari PG83 ditambahkan pada line. Gas ini akan

men7adi suction pada HP case dan bergabung dengan gas recycle untuk dinaikkan

tekanannya sampal +'0 kg65m%.

b. Sintesa ammonia

Gas dari kompresor mengandung ammonia. Hal ini menganggu kesetimbangan

di ammonia conerter . 3ntuk itu ammonia dipisahkan dari 5ampuran gas dengan

mendinginkan gas tersebut agar ammonianya men5air dan dipisahkan dalam

ammonia separator . Gas yang masih ter5ampur ammonia didinginkan dalam heat

e&changer dengan media pendingin cooling water sampai suhu 'FC. Pendinginan

dilan7utkan pada ammonia heat e&changer dengan media pendingin ammonia

refrigerant . "ebelum masuk ammonia conerter , gas dipanaskan dulu sehingga suhu

naik dari *%FC men7adi +FC.

Ammonia conerter berisi kira*kira 0 m' promoted iron catalyst( Katalis

ditempatkan dalam internal bas%et yang di desain terdiri dari 4 catalyst bed yang

terpisah didalam conerter( #akin keba>ah, Aolume catalyst bed makin besar. Hal ini

bertu7uan untuk membatasi panas eksotermis pada bed yang lebih atas (yang

reaksinya berlangsung lebih 5epat), sehingga temperatur conerter dapat di7aga.

8/16/2019 9. BAB II (1)


42

"elain itu untuk mengontrol temperatur conerter , digunakan 7uga bypass conerter

inter cooler dan penggunaan aliran gas 'uench yang masuk catalyst bed .

Temperatur conerter kira*kira 4*4FC dan tekanan +'*+4 kg65m%,

sehingga gas sintesa yang mengandung H% dan -% yang mele>ati katalis akan

berubah men7adi ammonia. Konsentrasi ammonia dalam gas yang keluar dari bed

terakhir ammonia conerter kira*kira +2. Gas yang tidak terkonAersi dikembalikan

ke conerter untuk mendapatkan produksi maksimal. Gas yang keluar dari conerter

didinginkan dengan pertukaran panas oleh boiler feed water dan gas yang masuk

conerter , sebelum masuk ke kompresor untuk kembali ke conerter .

"ebelum gas recycle yang ditambah gas sintesa baru (ma%e up) kembali ke

conerter , gas didinginkan sampai *%FC untuk mengkondensasikan ammonia yang

terbentuk. Pembuangan gas terus menerus atau purge pada tekanan tinggi di7aga

untuk menghilangkan kelebihan inert dan sys gas loop. urge gas didinginkan sampai

temperatur *%FC untuk mengambil ammonia-nya dan kemudian purge gas dikirim

ke PG83 untuk diambil hidrogennya. 9ika gas inert tinggi konsentrasinya akan

mengakibatkan produksi ammonia berkurang. 8eaksi yang ter7adi !

-% ; 'H% %-8';

Pendingin dalam sistem rerigerasi ditempatkan agar dapat dimanaatkan se5ara

maksimal. =liran ammonia masuk ke sistem rerigerasi mele>ati refrigerant flash

drum tingkat tiga, tingkat dua, dan atau tingkat satu. "elan7utnya ammonia dipisahkan

dan dikirim ke pabrik urea atau disimpan di -H ' storage.

c. Ammonia storage tan$

Ammonia storage mempunyai daya tampung #etrik Ton, tekanan '

mmH%/ dan temperatur *'FC sebagai cold ammonia. Eisamping itu ada tie in

ammonia hot* cold dan apour dengan pabrik lain. Ammonia storage dilengkapi

refrigerant yaitu yor% compressor untuk menarik uap dari ammonia storage untuk

di5airkan dan kembali ke storage pada saat kompresor shut down atau tidak running(

2.2.1.'. PGRU - purge gas recovery unit

8/16/2019 9. BAB II (1)


43

3nit ini mengambil kembali -H' dan H% yang masih terkandung dalam purge

gas. urge gas yang berasal dari Pusri dan masuk ke PG83 di Pusri*. =liran

purge gas masuk ammonia absorption column. Ei sini ammonia diserap

menggunakan air. "elan7utnya, aliran masuk ke -H' regeneration column untuk

diambil -H'*nya dan dikirim ke -H' storage sebagai product(

8/16/2019 9. BAB II (1)


44

=liran gas ammonia absorption column masuk dua absorber yang beker7a

bergantian setiap selang 7am. Ei absorber syn gas mele>ati molecular siee

catalyst yang menyerap dan membebaskan syn gas dari ammonia. Ammonia harus

dipisahkan karena di cold bo& air dan ammonia akan membeku sehingga

mengakibatkan kebuntuan pada sistem. Eari absorber aliran gas masuk ke cold bo&

dan suhunya turun men7adi *+0FC. Pendinginan bertu7uan untuk mengambil H%

sebagai H% product(

8/16/2019 9. BAB II (1)


AMMONIA

TO UREA IV

REFRIGERANT AMMONIA

STORAGE

REFRIGERATION & PRODUCT

RAW GAS PREPARATION

AIRSTEAM

STEADESULFURIZER ZnO PRIMARY REFORMER

SECONDARY REFORMERASTE !EAT "OILER

SATURATOR

CO2 TO UREA IV "ENFIELD LI#UID

!IG! TEMP$ S!IFT CONVERTERLO TEMP$ S!IFT CONVERTER

CO2 REMOVAL

SHIFT CONVERSIONCO2 REMOVAL

COMPRESSION OF PURIFIED SYN GAS & AMMONIA SYN

MET!ANATORGAS COMPRESORSYNT!ESIS CONVERTER

TRIET!YLENE GLYCOL

FILTER SEPARATORDESULFURIZER SPONGE IRONDE!IDRASI A"SOR"ERNATURAL GAS

FUEL %!EAVY !C& SEPARATORCO2 A"SOR"ER

45

8/16/2019 9. BAB II (1)


46

Gambar 2.1. Blok diagram proses ammonia

2.2.2 Pr%ses Pr%duksi Urea

Pupuk urea PT. P3"8 diproduksi menggunakan #otal Recycle C 2mproe #oyo

3nggineering Corporation yang mudah dioperasikan dengan biaya rendah dan

kualitas tinggi. Bahan baku proses ini adalah gas C/% dan ammonia 5air dari pabrik

ammonia, urea yang akan dihasilkan berbentuk prill yaitu butiran padat yang

mempunyai lapisan yang agak keras pada bagian luarnya. Pabrik urea Pusri*

diran5ang untuk memproduksi +0% ton urea prill 6hari.

"e5ara garis besar proses pembuatan urea dapat dibagi dalam beberapa seksi,

yaitu sebagai berikut !

a. "eksi sintesa. b. "eksi puriikasi6dekomposisi.

5. "eksi recoery(

d. "eksi kristalisasi dan pembutiran.

2.2.2.1. Seksi Sintesa

Pada seksi sintesa urea dibuat dari C/%, ammonia 5air dan larutan ammonium

carbamate dalam reaktor urea pada tekanan dan temperatur tinggi. 8eaktor urea P*

adalah autoclae yang dinding dalamnya terbuat dari titanium, didesain untuk

beroperasi pada tekanan % kg65m% dan suhu %FC dengan >aktu tinggal % menit.

Ammonia 5air berasal dari ammonia reseroir dipompakan ke reaktor dengan

melalui % tahapan.

Tahap ! Eipompakan oleh pompa ammonia boost up, dari tekanan +&,

kg65m% dinaikkan ke % kg65m%.

Tahap ! Eilan7utkan pompa ammonia feed , dari tekanan % kg65m%

men7adi % kg65m%.

"ebelum masuk reaktor temperatur dinaikkan di ammonia preheater + dengan

hot water sebagai pemanas, dilan7utkan di ammonia preheater % dengan pemanas

steam condensate. Temperatur diatur sebuah kerangan pengatur sehingga men5apai

8/16/2019 9. BAB II (1)


47

+,4FC. @alu ammonia bertekanan % kg65m% dan temperatur +,4FC, masuk ke

reaktor melalui kerangan.

Karbon dioksida dikirim dari pabrik ammonia dengan tekanan ,& kg65m% dan

temperatur 'FC dipisahkan kandungan airnya di suction separator sebelum masuk

C/% booster compressor . 3dara anti korosi sebanyak % ppm sebagai /ksigen,

atau +% ppm sebagai udara di in7eksikan pada gas C/% sebelum memasukki

suction separator . Gas C/% ditekan hingga ' kg65m% oleh C/% booster compressor

dan ditekan lagi hingga % kg65m% oleh C/% booster compressor lalu masuk reaktor.

Ammonia 5air dan karbon dioksida bereaksi men7adi ammonium carbamate yang

selan7utnya terhidrasi men7adi urea dengan urutan reaksi sebagai berikut.

%-H'(l) ; C/%(g) -H%C//-H4(+) ; '. kal (+).

-H%C//-H4(+) -H%C/-H%(+) ; H%/(l) * & kal. (%).

Eisamping kedua reaksi di atas, selama sintesa ter7adi reaksi samping

terbentuknya biuret dari penguraian urea. 8eaksi samping tersebut adalah !

%-H%C/-H%(+) -H%C/-HC/-H%(i) ; -H'(g) * (').

8eaksi*reaksi di atas berlangsung dalam asa 5air. Tingginya temperatur

optimum reaksi menyebabkan tekanan operasinya 7uga tinggi agar 5ampuran reaksi

tetap dalam asa 5air. 8eaksi pertama adalah pembentukan ammonium carbamate dari

ammonia dan karbon dioksida. 8eaksi kedua adalah reaksi dehidrasi animonium

carbamat men7adi urea. 8eaksi ketiga adalah reaksi dimerisasi urea men7adi biuret.

Pada temperatur antara +'o sampai dengan +1oC reaksi (+) berlangsung dengan

ke5epatan tinggi tanpa katalis asalkan tekanan sistem pada temperatur tersebut lebih

tinggi daripada tekanan dekomposisinya. 9ika sistem tidak mengandung air dan

perbandingan umpannya sesuai maka produk yang akan dihasilkan dari reaksi (+)

adalah ammonium carbamate. =danya e&cess ammonia akan memperbesar konAersi

C/%, tetapi masih perlu pemisahan sisa ammonia dan aliran produk.

Pembentukan ammonium carbamate merupakan reaksi sangat eksotermik,

karenanya pemindahan panas se5ara terus menerus dilakukan agar temperatur tidak

melebihi temperatur dekomposisinya. Pengontrolan temperatur perlu dilakukan

8/16/2019 9. BAB II (1)


48

karena temperatur di ba>ah titik leleh ammonium carbamate akan membentuk

lapisan yang menempel pada dinding reaktor. "edangkan 7ika temperatur sistem di

atas titik lelehnya, maka kita dihadapkan pada masalah korosi.

Eehidrasi ammonium carbamate tidak berlangsung sampai selesai, Eera7at

konAersinya tergantung pada perbandingan mol -H'6C/% dalam umpan reaktor,

temperatur, tekanan dan >aktu tinggal reaksi. Perbandingan -H'6C/% dalam umpan

adalah 46+. =danya ammonia berlebih akan memperbesar dera7at konAersi karena

ammonia tersebut bertindak sebagai dehidrasi agent . Ammonia akan menyerap air

yang terbentuk sehingga men5egah reaksi balik dari urea. Kadar air yang ke5il akan

menaikkan dera7at konAersi.

"elan7utnya reaksi (%) adalah reaksi endotermik lemah, karena panas reaksi yang

dibutuhkan 7auh lebih ke5il dari pada panas reaksi yang dilepaskan oleh reaksi (+).

Kelebihan panas pada reaksi (+) akan mempertinggi konAersi reaksi (%) sehingga

memperbesar la7u pembentukan biuret yang tidak dikehendaki. Kandungan biuret

tidak dikehendaki karena mengurangi produk urea dan men7adi ra5un bagi tanaman.

Pembentukan biuret dapat ditekan dengan adanya e&cess ammonia dan >aktu

tinggal yang singkat, sedangkan penurunan tekanan akan mengurangi pembentukan

ammonium carbamate (memperke5il konAersi C/%), sedangkan kenaikan tekanan

sangat berbahaya terhadap kekuatan dan ketahanan reaktor. Temperatur top reaktor

di7aga agar tetap pada +1FC maksimum %FC. Temperatur rendah pada reaktor

dapat menurunkan konAersi ammonium carbamate. Tetapi 7ika temperatur melebihi

%FC, dinding reaktor akan terkorosi dengan 5epat. Begitu 7uga tekanan

keseimbangan dan 5ampuran reaksi didalam reaktor akan naik dari tekanan semula.

/leh karena itu konAersi C/% turun 7ika temperatur dan tekanan reaktor rendah,

perbandingan mol -H'6C/% rendah. Penurunan ini memperbesar kandungan

ammonium carbamate pada hasil reaksi sehingga akan memperbesar beban high

pressure decomposer , yang berarti memperbesar konsumsi steam pemanas untuk

dekomposisi ammonium carbamate(

8/16/2019 9. BAB II (1)


49

"elain itu penurunan konAersi C/% 7uga memperbesar kandungan C/% dalam

larutan di high pressure absorber cooler( 9ika kandungannya terlalu tinggi maka

keseimbangan dalam high pressure absorber akan hilang dan proses absorbsi

terganggu. @olosnya C/% bersama dengan -H' dari top HP= membentuk ammonium

carbamate padat yang akan menyumbat pipa dan merusak peralatan dari carbon steel .

Ei dalam sistem yang mengandung -H', C/. dan H%/, reaksi*reaksi kimia yang

mungkin berlangsung adalah !

%-H' ; C/% -H%/C/-H4 (ammonium carbamate).

-H' ; C/% ; H%/ -H4HC/' (ammonium bicarbonate).

-H%/C/-H4 ; H%/ (-H4)%C/' (ammonium carbonate).

(-H4)%C/' ; H%/ (-H4)%H%/C/' (ammonium carbonate

monohidrate).

-H%/C/-H4 -H%C/-H% ; H% (urea)

%-H%C/-H% -H%C/-HC/-H% ; -H' (biuret).

-H%C/-H% -H4-C/ (ammonium sianat ).

-H%C/-H% H-C/ -H' (asam siariat).

2.2.2.2. Seksi Puri3ikasi 0ek%m)%sisi

Pada seksi ini urea dipisahkan dari komponen*komponen hasil reaktor berupa

ammonium carbamate, e&cess ammonia, air dan biuret tersisa. "etelah mele>ati

kerangan pengatur let down ale yang berada di pun5ak reaktor, tekanan men7adi +0

kg65m% dan temperatur +%4FC, sebagian ammonium carbamate akan terurai men7adi

gas -H' dan C/%. Campuran gas dan larutan yang keluar dari reaktor di alirkan ke

seksi puriikasi6dekomposisi untuk dipisahkan e&cess ammonia dan ammonium

carbamate-nya dari urea.

Prinsip dari seksi dekomposisi ini memanaskan dan menurunkan tekanan,

sehingga ammonium carbamate terurai men7adi gas*gas -H' dan C/%, seperti reaksi

berikut ini !

-H%C//-H4 %-H' ; C/% ; H%/

8/16/2019 9. BAB II (1)


50

"elama dekomposisi, urea dapat terhidrolisa seperti reaksi berikut.

-H%C/-H% ; H%/ %-H' ; C/%

Produk gas yang terbentuk dari hasil dekomposisi dikirim ke seksi recoery.

a. High pressure decomposer 7 $P0.

Campuran urea, ammonium carbamate dan gas*gas produk reaktor dengan

tekanan +0 kg65m% dan temperatur +%4FC masuk ke bagian atas HPE melalui pipa

yang men7orok. Pipa tersebut mempunyai lubang*lubang ke5il meman7ang pada sisi

sebelah ba>ah, sehingga 5ampuran tersebut akan meman5ar menyebabkan gas*gas

terpisah dan 5airannya. Gas naik ke atas sedangkan larutan mengalir ke ba>ah.

@arutan mengalir ke ba>ah melalui empat buah siee tray. @arutan dari siee tray

ditampung oleh penyekat yang selan7utnya dialirkan menu7u falling film heater se5ara

oerflow melalui pipa down spot yang letaknya konsentris di pusat penyekat.

@arutan mengalir ke bagian dalam tube*tube <<H melalui swirl yang

memungkinkan terbentuknya annulus 5airan tipis dan turun keba>ah se5ara berputar

pada permukaan dinding bagian dalam tube. Hal ini dapat memperke5il >aktu tinggal

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

@arutan yang tertampung dipenyekat dipanaskan dahulu dalam reboiler yang

disebut reboiler for high pressure decomposer( +team pemanas di bagian luar pipa

dari <<H dan 8<HPE adalah steam middle ("#) +% Kg65m%. @arutan itu

dikembalikan lagi ke ruang yang sama dimana e&cess ammonia dan gas yang

teruapkan digunakan untuk pemanasan siee tray, perputaran larutan pada reboiler

berdasarkan aas thermo syphon. 3dara anti korosi diin7eksikan ke reboiler pada

bagian atas dari reboiler dan ke ruangan antara penyekat <<H oleh air compressor .

Ketika melalui empat buah siee trays, larutan ammonium carbamate

terdekomposisi dan e&cess Ammonia 5air teruapkan karena kontak dengan 5ampuran

gas panas yang berasal dari 8<HPE dan falling film heater (<<H). Campuran gas

tersebut bertindak sebagai stripping agent terhadap larutan ammonium carbamate.

Panas penguraian dan panas penguapan didapat dari panas sensibel dan panas

kondensasi uap air pada sisi luar dari pipa pemanas. Hal ini mengurangi konsumsi

8/16/2019 9. BAB II (1)


51

steam dan memungkinkan kandungan air tetap ke5il dalam resirkulasi ammonium

carbamate. Perubahan se5ara mendadak, terutama 7ika temperatur naik

mengakibatkan up set operasi yang serius di HPE. Kenaikan temperatur disebabkan

oleh pengatur temperatur yang tak beker7a dengan baik atau karena permukaan

larutan yang tiba*tiba naik dapat menyebabkan beberapa kerugian, antara lain !

+. Pemisahan C/% dan -H' bertambah besar dan diikuti hidrolisa urea dan

pembentukan biuret meningkat pula.

%. Pemakaian steam di HPE bertambah besar, diikuti gun5angan permukaan

5airan yang mengakibatkan up set 5ampuran gas ke HP=C.

'. @a7u korosi dan erosi di reboiler akan meningkat.

Campuran gas yang telah dipisahkan di HPE, selan7utnya mengalir ke HP=C.

@arutan dari dasar HPE dialirkan ke pun5ak @PE setelah didinginkan terlebih dahulu

dalam tube bundel urea heat e&changer(

b. !o" pressure decomposer 7 (P0

@PE terdiri dari ruang flashing pada bagian atas, empat siee tray, penyekat,

pac%ed bed rasching ring dan penampung larutan yang berada di bagian ba>ahnya.

@arutan dari HPE dengan tekanan +0 kg65m% dan temperatur +&FC, terus ke @PE

dengan 5ara yang sama dengan larutan dari reaktor memasuki HPE. @arutan yang

terdiri dari urea, ammonium carbamate dan sedikit ammonia bersama dengan

ammonium carbonate yang berasal dan off gas absorber (/G=), turun melalui empat

buah siee tray dan ter7adi proses yang sama dengan di HPE. "etelah mele>ati pipa

konsetris larutan turun, memasuki pac%ed bed berisi rasching ring( Eari ruang

penyekat sebagian larutan memasuki 3H$ pada bagian luar dari tube bundle, untuk

dipanasi agar sisa gas ammonia bisa diuapkan. "ebagian lagi masuk ke reboiler for

low pressure decomposer (8<@PE). Ei 8<@PE ter7adi proses seperti di 8<HPE.

+team pemanas di 8<@PE adalah steam middle low ("#@) 0 kg65m%. Pada tekanan

%,4 kg65m% dan temperatur antara +&FC J +'FC, larutan berupa ammonium

carbamate yang turun dan pac%ed bed tidak mudah terurai men7adi gas ammonia,

C/% dan air, dimana tekanan total (%,4 kg65m%) adalah 7umlah dari tekanan parsial

8/16/2019 9. BAB II (1)


52

ammonia, C/% dan air. =gar ammonium carbamate terurai dibutuhkan penambahan

salah satu gas tersebut. Pada proses ini di bagian ba>ah pac%ed bed dipasang pipa

yang bagian ba>ahnya mempunyai lobang distributor ( sparger pipe), untuk

memasukkan C/% sebagai stripping yang merubah keseimbangan pada tekanan

parsial dan gas C/%, sehingga ammonium carbamate terurai men7adi gas ammonia,

C/% dan air. C/% stripping yang dimasukkan ke pipa sparger , pada tekanan dan

temperatur tersebut tidak bereaksi dengan ammonium carbamate, tapi bertindak

menguraikan ammonium carbamate men7adi gas ammonia dan C/% bersama*sama

naik ke atas melalui rasching ring .

@arutan yang turun kontak langsung dengan 5ampuran gas panas dari ba>ah

se5ara counter current , sebagian larutan akan teruapkan dan naik ke atas. "aat

penguraian ammonium carbamate oleh C/% ter7adi panas dan mengakibatkan

sebagian dari air berubah men7adi uap dan ikut naik ke atas bersama*sama dengan gas

ammonia dan C/%. 3ntuk menyerap uap air tersebut perlu penyerap. Pada proses ini

dipakai ammonium karbonat yang berasal dari /G= dengan temperatur 4FC.

Gas*gas yang dipisahkan di @PE mengalir ke low pressure decomposer (@P=).

"edangkan larutan dari ba>ah @PE dialirkan ke gas separator .

c. )as separator

Tangki Gas separator terbagi dua, bagian atas ( gas separator ) dan bagian ba>ah

(o&idizing column). Gas separator beroperasi di tekanan ,' kg65m% dan temperatur

+++FC. ,&idizing column beroperasi di tekanan atmoser dan temperatur 1%FC.

@arutan dari @PE memiliki tekanan %,4 kg65m%g dan temperatur ++&FC

memasuki gas separator melalui pipa sparger yang men7orok keruang separator ,

untuk dipisahkan 5ampuran gas dengan larutan se5ara meman5ar. Campuran gas

menu7u off gas condenser setelah melalui kerangan pengatur tekanan. "edangkan

larutan turun melalui pipa yang berbentuk 3 menu7u o&idizing column( Eidalam

o&idizing column terdapat pac%ed bed berisi rasching ring . @arutan mengaliri pac%ed

bed dan kontak dengan udara yang dihembuskan melalui pipa distributor diba>ah

pac%ed bed . ,ff gas circulating blower menghembuskan udara untuk menghilangkan

8/16/2019 9. BAB II (1)


53

sisa ammonia dan C/%, 7uga untuk mengoksidasi logam*logam yang ada dalam

larutan. Kurangnya udara yang dihembus menyebabkan oksidasi senya>a ferrous

terlarut men7adi tidak sempurna, sehingga produk urea men7adi tidak 7ernih.

Bila hembusan udara terlalu banyak, konsumsi steam pemanas yang berada di

ba>ah dan pipa distributor tersebut akan bertambah. Temperatur optimum dari

larutan 3rea di ba>ah o&idizing column adalah 1%FC, temperatur mempengaruhi

kurang sempurnanya dekomposisi dan memper5epat la7u hidrolisa urea.

+team pemanas yang masuk ke tube bundle adalah steam low ("@) 4. kg65m%.

Campuran gas keluar dari o&idizing column dengan temperatur +'FC, bergabung

dengan 5ampuran gas menu7u off gas condenser . @arutan urea dari ba>ah o&idizing

column dipompakan mele>ati kerangan pengatur permukaan menu7u kristaliser.

2.2.2.. Seksi (ecovery

"eksi recoery terbagi atas !

a. Recoery karbamat dan

b. Recoery ammonia.

a. (ecovery karbamat

Pada seksi ini 5ampuran gas -H' dan C/% hasil dari dekomposisi dikembalikan

ke reaktor dalam bentuk larutan ammonium carbamate. Gas*gas gabungan yang

keluar dari gas separator dan o&idizing column mengalami kondensasi pada

temperatur &FC didalam shell side off gas condenser . Cairan yang terbentuk

ditampung didalam off gas absorbent tan% dengan penambahan sedikit kondensat

untuk pengen5eran. "edangkan 5ampuran gas yang tidak terkondensasi di shell side

off gas condenser dialirkan ke ba>ah off gas absorber . ,ff gas absorber terdiri dari

dua pac%ed bed . @arutan absorber yang digunakan untuk menyerap gas ammonia dan

C/% yang tersisa adalah !

a.@arutan ammonium carbonate en5er dari off gas absorbent tan% yang

diumpankan ke pac%ed bed bagian atas off gas absorber setelah didinginkan

sampai suhu '&FC di shell side off gas absorber final cooler .

8/16/2019 9. BAB II (1)


54

b. @arutan sirkulasi ammonium carbonate en5er dari ba>ah off gas absorber

setelah didinginkan di dalam shell side off gas absorber cooler .

Pengendalian la7u aliran absorber ammonium karbonat en5er dilakukan oleh

pengatur permukaan sedangkan pengaturan temperatur operasi off gas absorber

dilakukan dengan mengatur la7u air pendingin ke condenser . Kenaikan temperatur

menyebabkan banyak gas ammonia yang lolos dari pun5ak off gas absorber .

"isa 5ampuran gas dari off gas absorber dihembus ke ba>ah gas separator oleh

off gas circulating blower setelah ditambah udara pada bagian suction blower *nya.

Tekanan discharge diatur dengan 7umlah penambahan udara luar yang masuk ke

suction blower dan control tekanan pada discharge. @arutan ammonium karbonat

en5er dari ba>ah off gas absorber , selain disirkulasikan sebagai penyerap ke pac%ed

bed ba>ah 7uga dialirkan ke dua aliran. Ke atas pac%ed bed low pressure absorber

dan ke bagian atas dari siee trays low pressure decomposer .

Campuran gas keluar dari pun5ak siee trays low pressure decomposer ,

memasuki low pressure absorber melalui pipa distributor yang meman7ang di ba>ah

dari low pressure absorber . Gelembung 5ampuran gas naik dan diserap oleh larutan

didalam low pressure absorber . @arutan yang berada di dalam low pressure absorber

berasal dari 5ampuran larutan ammonium karbonat en5er dari dasar off gas absorber

dan larutan induk dari mother li'uor tan% . Campuran gas yang tidak terserap didalam

low pressure absorber , memasuki scrubber dan naik melalui rashing ring pac%ed bed

lalu diserap oleh ammonium karbonat dari off gas absorber . "edangkan larutan induk

(mother li'uor ) masuk ke low pressure absorber selain sebagai penyerap 7uga untuk

mengembalikan biuret ke reaktor untuk diproses kembali men7adi urea. 9umlah

larutan induk ke low pressure absorber diatur oleh pengatur flow. 9umlah larutan

ammonium karbonat ke pun5ak scrubber low pressure absorber diatur oleh pengatur

flow. +team kondensat disiapkan untuk men7aga permukaan larutan di dalam low

pressure absorber selalu mantap. Temperatur dipertahankan pada 4FC dengan

mengatur aliran air pendingin. Tekanan %,% kg65m% diatur se5ara otomatis. Bila

berlebih, gas sisa dialirkan ke off gas absorber bergabung dengan gas sisa shell side

8/16/2019 9. BAB II (1)


55

off gas condenser . Konsentrasi C/% dalam larutan low pressure absorber di7aga

sekitar +&2 (%, liter C/% dalam % 55 larutan). @arutan ammonium carbamate dari

@P= (low pressure absorber ) dipompa ke atas dari pac%ed bed yang terdapat di dalam

high pressure absorber . "ebelum memasuki HP=, larutan tersebut ditambah

ammonia 5air dari ammonia reseroir dan melalui mi&ing cooler baru kemudian

masuk ke HP=.

Ei dalam high pressure absorber cooler (HP=C) dan HP= semua gas C/% dan

HPE diserap seluruhnya men7adi ammonium carbamate. @arutan absorben berasal

dari @P= dan ammonia yang berasal dari ammonia recoery absorber .

Ei bagian tengah drain separator (di bagian atas dari HP=), terdapat pipa yang

bagian atasnya terpasang orte& brea%er dengan ' blade yang melengkung. Kabut gas

ammonia, naik ke atas dan berputar karena mele>ati orte& brea%er tersebut sehingga

uap air yang kemungkinan ikut dalam kabut gas ammonia terlempar dan terpisah lalu

tertampung di drain separator .

Ealam proses #otal Recycle C 2mproed , salah satu aktor terpenting adalah

men7aga kondisi HP= semantap mungkin (temperatur tekanan operasi permukaan

larutan di HP=C dan konsentrasi C/% dalam larutan di HP=C). Konsentrasi C/%

dalam ammonium carbamate harus selalu di7aga sekitar ' J '2 atau &, liter C/%

dalam % 55 larutan (hal ini untuk temperatur ambient +FC, untuk ndonesia dengan

temperatur %1,FC, konsentrasi C/% adalah 0, liter dalam % 55 larutan). Temperatur

pun5ak HP= diatur di ba>ah FC oleh adanya penguapan ammonia 5air pada bubble

cap trays dengan menggunakan ammonia sebagai reflu&.

Temperatur gas dari pac%ed column dikontrol pada &FC oleh penguapan

ammonia 5air yang ditambahkan ke larutan recycle sebelum memasuki mi&ing cooler .

Temperatur HP=C dikontrol dan di7aga pada +FC oleh tiga media pendingin yang

masuk ke bagian tube side dan HP=C tersebut. Ketiga media pendingin itu ialah urea

slurry* hot water dan cooling water

Pengaturan temperatur dilakukan oleh pengatur temperatur yang terpasang pada

line keluar dari air pendingin tersebut.9ika temperatur HP=C naik, maka gas C/%

8/16/2019 9. BAB II (1)


56

akan lolos ke HP= dan akan ikut gas ammonia keluar dari pun5ak HP=. "ebaliknya

bila temperatur turun, akan ter7adi pembekuan ammonium carbamate di bagian luar

dari tube. Temperatur solidiikasi (pembekuan) ammonium carbamate ialah 1+FC.

c. (ecovery ammonia

Gas ammonia yang keluar dari pun5ak HP=, masuk ke shell side ammonia

condenser( Hampir semua gas ammonia terkondensasi di sana. Cairan ammonia yang

terbentuk oleh kondensasi tersebut turun ke ba>ah, masuk ke ammonia reseroir .

Gas*gas yang tidak terkondensasi kebanyakan berupa gas inert yang ikut ke urea

plant bersama gas C/%, ammonia 5air dan udara sisa yang dimasukkan ke reaktor dan

ke HPE 6 8HPE. Campuran gas inert dengan ammonia yang lepas dari ammonia

condenser mengalir ke ammonia recoery absorber .

Ammonia recoery absorber terdiri dari empat absorber bersusun seri ke atas

dengan dimensi yang menge5il. Campuran gas masuk absorber paling ba>ah melalui

pipa sparger yang terendam 5airan. Gas ammonia yang tidak terserap di ammonia

recoery absorber naik melalui pipa masuk ke shell side ammonia condenser ,

demikian seterusnya sampai ke ammonia recoery absorber . "isa ammonia di

ammonia recoery absorber diserap dengan condensate yang didinginkan di

condensate cooler , sehingga membentuk Ammonia 5air yang turun ke ba>ah se5ara

oer flow memasuki ammonia recoery absorber . Konsentrasi Ammonia 5air di

ammonia recoery absorber adalah 0 2 ammonia, ' 2 air.

Ammonia yang terbentuk di ammonia recoery absorber kemudian dipompakan

untuk penyerap di HP= yang sebelumnya ditambah ammonia yang berasal dari

ammonia boost up pump dengan mele>ati pengatur flow. Gas inert dibuang dari

pun5ak ammonia recoery absorber dengan tekanan operasi +&, kg65m%.

2.2.2.!. Seksi &ristalisasi 0an Pembutiran

Peralatan pada seksi kristalisasi adalah sebagai berikut !

a.Kristalisasi bagian ba>ah !crystallizer bottom part4(

8/16/2019 9. BAB II (1)


57

b. Kristalisasi bagian atas !crystallizer upper part4 atau sering 7uga disebut

sebagai acuum concentrator

c(/acuum generator(

"ebuah pipa yang disebut barometric leg , menghubungkan crystallizer upper dan

crystallizer bottom. Kondisi acuum ter7adi di acuum generator dengan barometric

condenser dan steam e.ector tingkat dan . @arutan urea dari o&idizing column

dengan konsentrasi urea 0',1 2 dipompakan memasuki kristalisasi bagian ba>ah

melalui inlet di bagian atasnya. Kristalisasi urea dilakukan dengan se5ara acuum,

sehingga air akan menguap pada temperatur rendah.

@arutan urea ini ber5ampur dengan larutan urea 7enuh yang turun dari

barometric leg crystallizer upper dan larutan urea dari sirkulasi oleh pompa. "ebagian

larutan dari tengah crystallizer bottom dipompakan memasuki tube side HP=C

sebagai penyerap panas, kemudian kembali ke crystallizer upper setelah ditambah

dengan larutan induk. 3ap air tersedot oleh tekanan acuum di steam e.ector

menggunakan steam +% kg65m%. Kemudian uap air terkondensasi oleh air yang

besirkulasi melalui barometric condenser dan masuk ke sumur cooling tower proses

crystallizer . /acuum concentrator beker7a pada tekanan acuum +% mmHg absolut

dan temperatur 0%FC. Panas penguapan air didapat dari panas sensibel larutan urea

yang masuk dari gas separator , panas kristalisasi urea, panas dari serapan panas urea

yang besirkulasi di tube side HP=C dan panas hot water .ac%et . Tekanan acuum dan

temperatur untuk kristalisasi diatur, sehingga urea yang keluar mengandung kristal

urea (density) ' 2 J ' 2 berat.

@arutan urea slurry dipompakan dari ba>ah crystallizer bottom, memasuki

rethic%ener lalu Centrifuge, sebagian larutan kembali ke crystallizer bottom. Ei

dalam pretic%ener terdapat kasa penyaring larutan urea dimana larutan pekat terus

turun ke centrifuge sedangkan larutan en5er memasuki kasa dan turun ke mother

li'uor tan% , sesampainya di centrifuge larutan urea pekat memasuki distributor

bas%et yang berputar. Eengan adanya gaya sentriugal larutan urea pekat men7adi

kristal urea karena air yang terdapat di larutan terlempar mele>ati distributor bas%et

8/16/2019 9. BAB II (1)


58

lalu turun ke mother li'uor . "elain berputar distributor bas%et 7uga bergerak ma7u

mundur, sehingga kristal urea terdorong kedepan memasuki lorong melingkar yang

dipasang tepat berada di depan basket. Eiu7ung basket dipasang alat pelu5ut kristal

urea yang disebut ca%e scrapper(

3rea yang terdorong ke lorong melingkar, disekrap dan karena gaya sentriugal

memasuki pipa yang terpasang pada lorong melingkar tersebut, lalu memasuki s5buah

alat yang mempunyai lorong yang berputar keba>ah (ca%e catcher ). Eimana sisi lain

lorong tersebut dipanasi steam bertekanan + kg65m% yang didapat dari penurunan

steam 4 kg65m%. Pengeringan kristal urea dimulai dari ca%e catcher , lalu ke fluiding

dryer untuk menguapkan airnya hingga men7adi , 2 (maksimal).

3dara panas pengering di fluiding dryer diperoleh dari hembusan fan, kemudian

melalui air heater . Temperatur udara pemanas di7aga +F. Kristal urea yang kering

terdorong ke atas bersama dengan udara panas memasuki pipa pneumatic* menu7u

pun5ak prilling tower oleh isapan fan, diterima oleh empat buah cyclone untuk

dipisahkan dari udara panas yang memba>anya. Keluar dari dasar cyclone* kristal

urea masuk melter melalui screw coneyor . neumatic line memasuki cyclone pada

bagian samping sedemikian rupa sehingga kristal urea kering dengan konsentrasi

11,2 dan kandungan air ,2 akan turun dengan memutar pada dinding dalam

cyclone karena gaya sentriugal. @alu menumpuk di bagian ba>ah dari dust bo&

cyclone. Karena adanya tumpukan urea, maka tekanan acuum yang menarik

lempengan (tric%le ale) yang dipasang di bagian ba>ah Dust 0o& men7adi hilang

disebabkan berat tumpukan urea. #ric%le ale akan membuka, urea turun ke screw

coneyor , seterusnya masuk melter . Bila urea sudah turun ke screw coneyor ,

acuum terbentuk lagi di bagian ba>ah dust bo&, tric%le ale kembali menutup.

3dara panas dan debu urea yang terba>a dari cyclone menu7u dust separator .

Eebu urea ditangkap dengan air yang disemburkan dari spray nozzle yang dipasang di

atas dust separator , kemudian turun ke dust chamber . Kristal urea 7atuh di atas tube*

tube peleleh yang terdapat di dalam melter . +team medium yang bertekanan 0 kg65m%

memasuki bagian dalam tube setelah melalui kerangan pengatur. 3ntuk melelehkan

8/16/2019 9. BAB II (1)


59

kristal urea sampai ke inti kristal, di bagian ba>ah antara tube*tube peleleh dipasang

spacer rod* sehingga 5elah turun urea leleh ke5il, dan pelelehan men7adi sempurna.

3rea leleh (molten urea) turun dari inciter memasuki head tan% , lalu masuk ke

acoustic granular dan dipan5arkan keluar melalui lobang*lobang distributor yang

terdapat di bagian ba>ah acoustic granular(Temperatur outlet melter diatur +'FC.

Bila temperatur men5apai +'&FC maka urea leleh akan susah mele>ati lobang

distributor dan mengakibatkan acoustic granular tersumbat. Ean bila temperatur

melebihi +4FC maka urea akan berubah men7adi Biuret.

@elehan urea yang dipan5arkan dari acoustic granular dengan temperatur +'FC,

turun ke ba>ah dan didinginkan oleh hembusan udara dari fan. 3dara pendingin dari

an naik ke atas setelah melalui lobang*lobang distributor yang terdapat pada

fluidizing cooler . Butir*butir urea yang memadat didinginkan lagi di fluidizing cooler

sampai temperatur 4FC. Butir*butir urea turun dari fluidizing cooler , dikirim ke

tempat penyimpanan urea melalui belt coneyor , lalu masuk ke trommol screen untuk

memisahkan urea produk dari urea oer size. "eterusnya produk melalui belt

coneyor yang dipasang peralatan untuk timbangan yang disebut belt scale dengan

peralatan timbangan.

Hembusan udara dan an yang memba>a debu*debu urea, sebelum keluar dari

dust chamber diserap ureanya dengan air yang disemprotkan di atas pac%ed bed

diruang dust chamber . 3dara keluar dari dust chamber karena isapan dari fan yang

berada diatas dust chamber .

@arutan %2 urea di dust chamber turun se5ara oerflow dari dust chamber ke

ba>ah prilling tower dan ditampung di disoling tan% . "eterusnya larutan urea

tersebut akan kembali lagi untuk didaur ulang dengan beberapa 5ara.

+. Eimasukkan ke mother li'uor tan%(

%. Eimasukkan ke line down stream dan line mother li'uor ke @P=.

'. Eikirim ke carbamate tan% , untuk dikirim ke seksi recoery(

8/16/2019 9. BAB II (1)


LARUTAN AMMONIUM 'AR"AMATSE'SI RECOVERY

SE'SI SINTESA SE'SI PURIFI'ASI

SE'SI 'RISTALISASIPRODU'

UREA

"A!AN "A'U %N!3( CO2&

60

Gambar 2.2. Blok diagram proses urea

2. Pr%duk

Pupuk urea dan ammonia merupakan produk utama dari PT. P3"8. "elain itu,

dihasilkan pula produk samping berupa C/% 5air, dry ice, -% 5air, gas -%, /% 5air, dan

gas /%.

2..1. Pr%duk Utama

Produk utama PT. P3"8 adalah pupuk urea ( prilled ) dan ammonia 5air.

Ammonia 5air sebagai bahan baku pembuatan urea bersama C/%. =dapun kapasitas

produksi atau 7umlah produk yang dihasilkan dapat dilihat pada tabel %.+4.

Tabel 2.1!.

Produksi tahunan ammonia dan urea PT. P3"8 (dalam #T6 year )

8/16/2019 9. BAB II (1)


61

P8/E3K %4 % %& %0 %

Ammonia

+.44.+ +.''%. +.'41.10 +.'+.+ +.'+.11

3rea

%.+0. %.4.& %.+.% %.%.0& +.1.+'

"umber! >>>.pusri.5o.id, %++

"pesiikasi ammonia dan urea yang dihasilkan PT. P3"8 Palembang dapat

dilihat dari tabel di ba>ah ini.

Tabel 2.1'.

"pesiikasi ammonia dan urea PT. P3"8

PRO0U& SPESI8I&ASI &AN0UNGAN &ETERANGAN

Ammonia -H' 11. 2 #inimum

H%/ . 2 #aksimum

#inyak ppm #aksimum

)oading "acility 5

- )oading Rate 677 M(#ons 8 hr

- /essel ),A permitted 9:7 meters

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



8/16/2019 9. BAB II (1)


62

- /essel Draft 5 ;(< meters ma&imum

* #ype of /essel 5 +emi 8 "ull Refrigerated /essel

*

3rea

-itrogen 4&. 2 #inimum

Biuret . 2 #aksimum

Moisture . 2 #aksimum

rill +ize ! & * 3"

Mesh

1 2 #inimum

pass % 3" #esh % 2 #aksimum

Appearances 5

- 1hite( prilled( free flowing( free from harmful

substances

/essel Draft 5 ;(< meters ma&imum

)oading Rate 5

- M(#ons per 11D+H3=(UU for Urea in 0ags and

- 6(<77 M(#ons per 11D+H3=(UU for Urea in 0ul%

"umber! >>>.pusri.5o.id, %++




8/16/2019 9. BAB II (1)


63

2..2 Pr%duk Sam)in#

"elain menghasilkan urea dan ammonia, PT. P3"8 Palembang 7uga

menghasilkan beberapa produk samping yang bernilai ekonomis. Produk*produk

samping yang dihasilkan oleh PT. Pusri yaitu!

a. Ammonia 3&cess b. -% dan /% Cair

5. C/% dan es kering (dry ice4

2.!. UtilitasPabrik utilitas Pusri* merupakan gabungan dari beberapa unit pengolah yang

bertugas menyediakan bahan baku dan penun7ang yang diperlukan oleh pabrik

ammonia dan urea, seperti !

9( "iltered water

>( Demin water

6( Cooling water

4. Tenaga listrik

<( 2nstrument air dan plant air

;( +team

Bahan*bahan di atas harus di7aga ketersediaannya dan dikirim ke pabrik

ammonia dan urea se5ara kontinyu. "elain itu pabrik utilitas Pusri* 7uga memiliki

tugas untuk mengelola beberapa unit pengolahan limbah.

3nit pengolahan limbah yang berada di ba>ah bagian utilitas Pusri* adalah !

9( 1ater treatment plant

>( Demineralized water plant

6( Cooling water system

?( 2nstrument air dryer

<( Condensate stripper

;( Gas turbine generator

8/16/2019 9. BAB II (1)


64

@( 1aste heat boiler

( ac%age boiler

:( Pusri effluent treatment

+. nstalasi pengolahan air limbah dan kolam air limbah

2.!.1. *ater Treatment Plant

=ir sungai dialirkan oleh pompa sungai dengan tekanan sekitar 4,0 kg65m % dan

normal flow &4 m'67am. "ebelum menu7u premi& tan%* raw water diin7eksikan

-a/H dan alum yang sesuai dengan kondisi di lapangan ( flow* turbidity dan pH).

Kemudian di premi& tan%* raw water dan alum di5ampur dan diaduk sampai homogen

dengan agitator berputaran 5epat sehingga terbentuklah floc% -floc% ke5il.

+. -a/H berungsi menaikkan pH

%. =lum berungsi menghilangkan kekeruhan, reaksinya !

=l%("/4)' ; H%/ %=l;' ; '/H ; 'H%"/4.

"ebelum menu7u clarifier* air diin7eksikan coagulant aid yang berungsi untuk

membantu proses flo%ulasi, %oagulasi dan pengendapan lumpur di clarifier( Proses

yang ter7adi adalah pengendapan lumpur hasil flo%ulasi dan %oagulasi yang dibantuagitator berputar pelan (L rpm). 0lan%et lumpur di dasar clarifier akan mengikat

lumpur baru dan membantu pengendapan. =gar proses di dalam clarifier ber7alan

dengan baik, pH di7aga ,4 : ,. Keluar dari clarifier* turbidity I ppm. "etelah itu

dilakukan in7eksi -a/H lagi untuk menaikkan pH men7adi 0, * 0, dan kemudian

ditampung di clear well(

Eari clear well , air dialirkan dengan pompa menu7u sand filter yang ber7umlah &

essel dan beker7a se5ara paralel, berungsi untuk menyaring kotoran tersuspensi

yang lolos dari tahap klariikasi. Kotoran yang disaring berupa senya>a organik,

partikel halus, senya>a ber>arna, dan mikroorganisme. "iltered water ditampung

dalam filtered water storage tan% dan siap didistribusikan ke demin plant , cooling

tower dan perumahan.

8/16/2019 9. BAB II (1)


65

2.!.2. +eminerali,ed *ater Plant

=ir umpan demin plant dengan total flow sekitar + ton67am berupa filtered

water dari filtered water storage tan% yang dipompakan dan process condensate dari

pabrik ammonia telah dikurangi kandungan -H' dan C/%*nya di condensate stripper .

Kemudian air dialirkan ke carbon filter untuk menghilangkan minyak, bau, >arna

dan rasa. #edia carbon filter adalah anthrafield dan actiated carbon dengan 7umlah

dan ukuran tertentu.

Eari outlet carbon filter air mengalir ke unit cation e&changer untuk

dihilangkan6dikurangi kandungan ion*ion positinya, seperti Ca;%. #g;%, -a;, K ;, <e;%,

#n;%, =l;'. 8eaksi yang ter7adi saat serice !

-a%"i/' ; H%? -a%? ; %H; ; "i/'*

=pabila total gallon tertentu sudah ter5apai atau conductiity telah men5apai M

,% mmhos, resin harus segera diregenerasi dengan H%"/4.8eaksi regenerasi resin

yang ter7adi!

-a%? ; H%"/4

H%? ; -a%"/4

"elan7utnya air dialirkan ke Anion 3&changer untuk diserap6ditukar ion

negatinya, seperti HC/'*, "/4

*%, Cl* , -/'*, "i/'

*. 8eaksi yang ter7adi saat serice !

H%"i/' ; %8/H 8 %"i/' ; %H%/

=pabila total gallon tertentu sudah ter5apai atau kadar silica telah men5apai M

, ppm, resin harus segera diregenerasi dengan -a/H. 8eaksi regenerasi resin

yang ter7adi!

8 %"i/' ; %-a/H %8/H ; -a%"i/'

Mi&ed bed e&changer berungsi menghilangkan sisa cation dan anion yang lolos

dari cation dan anion e&changer dengan menggunakan resin cation dan anion yang

ber5ampur dalam satu essel . Prinsip ker7a mi&ed bed e&changer sama seperti ker7a

cation dan anion e&changer(

8/16/2019 9. BAB II (1)


66

=gar kelan5aran operasional pabrik tetap ter7aga, maka untuk unit two bed

!cation-anion4 e&changer diperlukan ' train, % train in serice + train regenerasi6

stand by. "edangkan mi&ed bed karena total gallon-nya 4. m' atau selama %+

hari, maka hanya diperlukan % train, serice se5ara kontinyu, ke5uali sedang

regenerasi.

"elan7utnya air demin ditampung di demin water storage tan% . =dapun syarat

kualitas air demin adalah, kadar sili5a I ,+ ppm, conductiity I ,% mmhos dan pH

sekitar &,.

2.!.. Cooling *ater System

#erupakan sistem penyedia air pendingin dengan kualitas dan kuantitas tertentu

untuk proses pendinginan di pabrik ammonia. Tipe cooling tower yang ada di pabrik

utilitas Pusri* adalah cross flow mechanical draft* maksudnya penghisapan udara

pendingin diambil dari kisi*kisi di kedua sisi cooling tower se5ara menyilang oleh

tenaga mekanis yang dinamakan 2D fan(

Cooling water yang telah menyerap panas dari pabrik ammonia dialirkan

kembali ke cooling tower untuk didinginkan. Hot water return dialirkan ke atas

cooling tower melalui pipa distribusi, kemudian keluar mele>ati + ale dan melalui

+ sekat top dec% yang dilubangi untuk meme5ah aliran air ke ba>ah. Kemudian air

yang 7atuh kontak se5ara counter current dengan aliran udara yang dihisap oleh 2D

fan. =ir yang telah dingin ditampung di basin dan kemudian digunakan kembali

sebagai cooling water . Proses pendinginan dapat mendinginkan air pendingin sebesar

+ * +% FC (dari antara 4 : 4% FC sampai ' * '% FC) tergantung 5ua5a di lapangan,

production rate pabrik ammonia dan perorma cooling tower itu sendiri.

3ntuk men7aga kualitas air, dilakukan treatment dengan pemberian bahan kimia

tertentu, ungsinya untuk kea>etan peralatan cooling water system dan eektiitas

proses perpindahan panas di pabrik ammonia.

Corrosion inhibitor

8/16/2019 9. BAB II (1)


67

Campuran berupa ortho-phospate* polyphospate dan zinc dengan perbandingan

tertentu, berungsi membentuk ilm passie di permukaan logam dengan tu7uan

menghambat6men5egah ter7adinya oksidasi logam <e oleh /% yang menyebabkan

ter7adinya korosi.

-io dispersant

Campuran bahan kimia poly electrolite (5airan) yang berungsi sebagai

disinektan dan 7uga mendispersikan slime yang terbentuk di dalam sistem.

Scale dispersant

Campuran bahan kimia dengan unsur utama poly electrolite berupa 5airan untuk

menghindari pengendapan berlebih dari calcium ortho-phospate (Ca*o*P/4).

-iocide

Campuran bahan kimia poly electrolite berupa 5airan sebagai disinektan.

O.idi,ing biocide

Berungsi mengendalikan la7u pertumbuhan mikro organisma (bakteri) di sistem

air pendingin, yang berupa chlorine (Cl%) dan bromine (Br %).

2.!.!. /nstrument Air +ryer

Pada kondisi normal, udara dari kompresor pabrik ammonia masuk ke

instrument air receier untuk dipisahkan airnya dan sebagai penampung udara

sementara pada tekanan 1, kg65m%. Eari receier masuk ke filter inlet dryer untuk

menyaring kotoran dan minyak yang terba>a. Kemudian melalui 4*ways ale bagian

atas ke salah satu dryer yang sedang serAis. Dryer berisi actiated alumina berungsi

untuk menyerap air dan steam coil yang berungsi untuk membuang air yang telah

diserap saat heating up. Keluar dari dryer udara sudah siap dipakai sebagai penggerak

pneumatic pada alat*alat instrumentasi dan disebut sebagai udara instrument dengan

tekanan sekitar 0, kg65m% dan dew point *4oC.

2.!.'. Condensate Stripper

8/16/2019 9. BAB II (1)


68

Condensate stripper di pabrik utilitas merupakan alat yang beungsi untuk

melu5uti ammonia* C/% dan process water yang dihasilkan pabrik ammonia. Tu7uan

pemisahan tersebut adalah agar process tersebut tidak men5emari lingkungan dan air

murni yang dihasilkan dapat dimanaatkan sebagai ma%e up demin plant(

rocess water dengan temperatur +% FC, masuk ke condensate stripper melalui

bagian atas dan di* stripping dengan low steam (', kg65m%) dari ba>ah, sehingga

kadar ammonianya bisa diturunkan dari 0 * + ppm men7adi I ppm, dan

conductiity dari sekitar %% mmhos men7adi I mmhos. rocess water yang

sudah di-stripping keluar dari ba>ah dan dididinginkan oleh cooler dengan cooling

water sampai temperatur sekitar I FC. Kemudian dikirim ke demin plant oleh

pompa dan bergabung dengan filtered water sebagai umpan carbon filter .

Condensate stripper berisi bahan isian yang berupa fle&ible ring !fle&iring4 yang

berukuran + in5h yang berungsi untuk menyempurnakan kontak antara process

water dan steam @" sehingga proses stripping ter7adi lebih sempurna.

2.!.+. )as Turbine )enerator -GTG

GTG Pusri* berkapasitas terpasang + #. Beban actual GTG Pusri* yang

didistribusikan langsung sekitar # (tanpa ekspor6impor beban), termasuk

pembebanan oleh kompresor sebesar +, # pada tegangan +', K. 3ntuk

mendapatkan realibility dan fle&ibility maDimum, ke 4 GTG Pusri dioperasikan

dengan sistem interconnection yang pengaturan bebannya disesuaikan kebutuhan.

"yarat yang harus dipenuhi untuk masuk sistem interkoneksi adalah tegangan

+', K, ' phase dan rekuensi H. nterkoneksi dilakukan melalui tahap

synchronizing sebelum memasuki line melalui reaktor yang berungsi sebagai

penyama dan penyerap arus berlebih saat synchronizing . Kemudian output dari

masing*masing generator didistribusikan ke seluruh pemakai dengan melalui

beberapa trao penurun tegangan sesuai kebutuhan ! +', K %,4 K 44/

%%/ ++ dan seterusnya.

8/16/2019 9. BAB II (1)


8/16/2019 9. BAB II (1)


70

c( Cooling air system

"elain listrik yang dibangkitkan oleh GTG, 7uga disediakan emergency diesel

generator dengan tegangan yang dibangkitkan 44 K dan daya maksimum + #.

Pada kondisi normal, emergency diesel generator di* setting auto stand by dengan

tu7uan bila total power failure dari main GTG ter7adi, emergency diesel generator

otomatis running dan memberi supply power untuk pabrik urea, pabrik ammonia dan

pabrik utilitas. Khusus pabrik utilitas, power dari emergency diesel generator di*

supply untuk kompresor dan lampu penerangan.

2.!.,. *aste Heat -oiler

1aste heat boiler ialah salah satu pembangkit boiler di utilitas Pusri*. HB

dilengkapi deaerator untuk memproduksi boiler feed water( Deaerator HB

berkapasitas maksimum +& ton67am untuk waste heat boiler dan pac%age boiler(

Demin water dengan flow sekitar & ton67am dan return condensate dari pabrik

urea dengan flow sekitar + ton67am masuk ke deaerator melalui scrubber . =ir

tersebut dihilangkan kandungan /% dan C/% nya melalui scrubbing dengan steam @"

pada temperatur ++%, FC dan tekanan ,& kg65m%. "etelah itu air turun menu7u

essel deaerator di ba>ahnya dan diin7eksikan -%H4 untuk mengikat /% yang masih

tersisa melalui proses kimia>i. Kandungan -%H4 di B< di7aga antara ,% * ,4

ppm. 8eaksi yang ter7adi adalah !

-%H4 ; /% -% ;%H%/

Hydrazine bereaksi dengan oksida besi membentuk magnetite (<e'/4) yang

merupakan lapisan yang stabil dan berungsi sebagai corrosion inhibitor barrier

(penghambat korosi6karat), melalui reaksi !

-%H4 ; &<e%/' 4<e'/4 ; %H%/ ; -%

Keluar deaerator , air din7eksikan -H' untuk menaikkan pH, agar pH di steam

drum men5apai antara +*+,. Kemudian B< dipompakan untuk men5apai tekanan

8/16/2019 9. BAB II (1)


71

sekitar & kg65m% dengan pompa menu7u steam drum melalui economizer sebagai

pemanasan a>al B< sampai temperatur sekitar +0FC. @alu B< masuk ke steam

drum. "etelah itu mulailah B< diubah asenya men7adi steam saturated di boiler

tube. Keluar dari boiler tube, sebagian luida berubah men7adi steam. <luida yang

masih berasa li'uid disirkulasikan kembali menu7u boiler tube sampai men7adi

steam. "edangkan luida yang sudah men7adi steam menguap dan keluar melalui pipa

atas dari steam drum untuk di7adikan steam superheated di superheater tube( Tekanan

steam drum di7aga tidak lebih dari + kg65m% dan temperatur sekitar 4+FC.

@alu sebelum steam masuk header steam melalui non-return ale* temperatur

diturunkan men7adi 4FC dengan spray B< yang otomatis pada temperatur 4FC.

Tekanan steam*pun men7adi sekitar 4%, kg65m% dan disebut sebagai steam #".

Pada steam drum 7uga diin7eksikan -a'P/4 untuk mengikat conductiity dan

sili5a yang masih lolos, dengan reaksi sebagai berikut !

' CaC/' ;% -a'P/4 Ca'(P/4)% ;' -a%C/'

' #gC/' ;% -a'P/4 #g'(P/4)% ;' -a%C/'

"edangkan sili5a dengan magnesium dan kalsium akan membentuk endapan

magnesium aluminat yang akan dibuang melalui blow down. Eari blow down tersebutkemudian masuk ke flash drum untuk dimanaatkan sisa panas yang terbuang. "isa

panas yang terbuang diambil dan di7adikan steam @" bertekanan ', kg65m% dan

temperatur +0FC. +team )+ keluar dari flash drum melalui top sedangkan bottom*

nya adalah air ber5ampur endapan yang langsung dibuang ke se>er.

2.!./. Pac$age -oiler

"e5ara umum, proses di pac%age boiler sama dengan proses di HB. Ke5uali!

a. Pemasukan udara untuk pembakaran di pac%age boiler dihembus oleh

"D fan. 9umlah udara masuk ruang pembakaran diatur sehingga lebih

eisien karena panas yang terbuang ke sta5k bersama e&cess /% tidak terlalu

8/16/2019 9. BAB II (1)


72

banyak. "edangkan HB, udara pembakaran diperoleh dari e&haust turbine

GTG yang 7umlahnya tidak dapat diatur.

b. Eeaerator pac%age boiler beroperasi untuk pac%age boiler pabrik

utilitas Pusri*B, tetapi pengoperasiannya dipegang oleh pabrik utilitas

Pusri*.

5. +team drum pac%age boiler terdiri dari steam drum di bagian atas dan

mud drum di bagian ba>ah. n7eksi phosphate ke steam drum, continuous

blow down dari steam drum dan intermittent blow down dari mud drum.

2.!.. Pusri 0ffluent Treatment -PET

Pusri effluent treatment (P$T) adalah unit pengolahan limbah 5air PT. Pusri yang

dikelola oleh bagian utilitas Pusri*. Ei P$T, limbah*limbah 5air yang mengandung

urea dan ammonia dari pabrik urea , dan diolah dengan proses hidrolisa dan

stripping dengan produk off gas yang mengandung C/% dan -H' serta treated water .

,ff gas dari P$T kemudian dikembalikan ke pabrik urea dan untuk diproses

kembali, sedangkan treated water dipakai sebagai ma%e up cooling water untuk

crystalizer di pabrik urea Pusri*.

3ffluent water dan collecting pit di pabrik urea Pusri*66 dikirim

menggunakan pompa ke P$T dan ditampung di buffer tan% . Eari buffer tan% dengan

pompa dikirim ke hydrolizer melalui % pre-heating . "ebagai media pemanas pre-

heating + adalah treated water outlet stripper sedangkan di pre-heating %

menggunakan larutan outlet hydrolizer .

Ei dalam hydrolizer sebagian besar urea diuraikan men7adi -H' dan C/% pada

temperatur %+FC dan tekanan %' kg65m%, dengan bantuan steam #" sebagai

pemanasnya. Tekanan di hydrolizer dikontrol se5ara auto pada %' kg65m% dengan

pressure control . Kandungan urea dalam larutan yang keluar dari hydrolizer dibatasi

I ppm, kemudian keluar menu7u stripper mele>ati bottom hydrolizer dan melalui

preheater % untuk didinginkan. Ei stripper ter7adi pelepasan gas -H' dan C/% dari

larutan dengan proses stripping memakai steam tekanan 0 kg65m% sampai kandungan

8/16/2019 9. BAB II (1)


8/16/2019 9. BAB II (1)


74

yang tersisa ke udara dengan menggunakan aerator , proses sedimentasi dan

treatment pH terakhir dengan meneteskan H%"/4. "etelah itu, limbah yang sudah di*

treatment tersebut dibuang lagi ke "ungai #usi. =dapun kondisi limbah 5air di outlet

kolam limbah yang diharapkan adalah !

a. pH N & : 1

b. -H' I ppm

5. T"" I + ppm

@imbah dengan kandungan -H' M ppm dan urea M + ppm ditampung di

emergency pond . Kemudian uap -H' dari emergency pond dihisap se5ara kontinyu

oleh blower dan dimasukkan ke dalam scrubber yang telah berisi H%"/4. Ei dalam

scrubber , uap -H' tersebut di* scrub dengan bantuan larutan H%"/4 dan kemudian

dibuang ke atmosir le>at ent yang ada di top scrubber . =pabila larutan H%"/4 di

dalam scrubber telah 7enuh, blower dimatikan dan isi leel scrubber dikirim ke

e'ualizing pond , sisanya di*drain. "etelah leel scrubber kosong, scrubber diisi lagi

dengan H%"/4 sampai leAel tertentu, blower di* start dan seterusnya. "edangkan

limbah 5air di emergency pond yang kandungan -H'*nya telah menguap sebagian,

sedikit demi sedikit dikirim ke e'ualizing pond( Proses di e'ualizing pond sampai

dibuang kembali ke "ungai #usi sama dengan yang telah di7elaskan di atas.

Penan#anan (imbah Padat

@imbah padat yang se5ara rutin dihasilkan adalah katalis bekas. Katalis*katalis

dengan komponen utama besi dan nikel termasuk dalam golongan bahan B' (bahan

bera5un dan berbahaya) sehingga pengelolaannya harus mengikuti peraturan yang

berlaku. Hingga saat ini, disposal dari katalis*katalis tersebut dilakukan dengan

sistem landfill pada daerah green barrier(

@imbah padat yang lain adalah lumpur hasil pengerukan di biological pond .

"ebelum dibuang, lumpur*lumpur ini dikeringkan dahulu pada +ludge Remoal

8/16/2019 9. BAB II (1)


75

"acilities. Pembuangan lumpur kering ini dilakukan se5ara landfill pada daerah green

barrier milik PT P3"8. =dapun untuk sampah domestik, PT. P3"8 menyerahkan

pengelolaannya kepada pihak ketiga.

Penan#anan (imbah Gas

@imbah gas dari PT P3"8 berasal dari popping uap amonia dari tangki amonia,

sistem perpipaan, dan be7ana bertekanan, debu urea yang lepas dari menara pembutir,

dan kebisingan yang diakibatkan oleh aktiAitas pabrik.=moniak memang merupakan unsur pen5emar gas yang paling dominan di PT.

P3"8 karena asanya yang berupa gas pada tekanan atmoser dan baunya yang

sangat menyengat dan mengganggu, serta berbahaya (mudah terbakar). 3ntuk

mengatasi hal ini PT P3"8 telah melakukan pembangunan urge Gas Recoery

Unit (PG83), memasang scrubber pada ent , dan membuat green barrier .

8/16/2019 9. BAB II (1)


76

Gambar 2.. Blok diagram PT. Pusri oerall

9. bab ii (1)

Documents