APLIKASI COOLING TOWERPADA PT. PETROKIMIA GRESIK

1. PROFIL PERUSAHAAN

1.1 Sejarah Perusahaan PT Petrokimia Gresik merupakan pabrik pupuk terlengkap di Indonesia, yang pada awal berdirinya disebut Proyek Petrokimia Surabaya. Kontrak pembangunannya ditandatangani pada tanggal 10 Agustus 1964, dan mulai berlaku pada tanggal 8 Desember 1964. Proyek ini diresmikan oleh Presiden Republik Indonesia pada tanggal 10 Juli 1972, yang kemudian tanggal tersebut ditetapkan sebagai hari jadi PT Petrokimia Gresik. PT Petrokimia Gresik menempati lahan seluas 450 hektar berlokasi di Kabupaten Gresik, Propinsi Jawa Timur.

Gambar 1. Logo PT Petrokimia GresikPT. Petrokimia Gresik merupakan Badan Usaha Milik Negara (BUMN) yang menghasilkan produk utama pupuk Nitrogen (ZA dan Urea), pupuk Fosfat (SP36), pupuk majemuk (NPK) dan pupuk organik serta produk sampingan seperti karbondioksida cair dan padat (dry ice), Amonia, Asam Sulfat, Asam Fosfat, Oksigen dan Nitrogen cair. PT.Petrokimia Gresik merupakan produsen pupuk terlengkap di Indonesia, melayani kebutuhan pupuk di seluruh wilayah Indonesia dengan menggunakan jargon Petrokimia Sahabat Petani. Kontrak pembangunannya ditandatangani pada tanggal 10 Agustus 1964, dan mulai berlaku pada tanggal 8 Desember 1964. Proyek ini diresmikan oleh Presiden Republik Indonesia, pada saat itu Bapak HM. Soeharto, pada tanggal 10 Juli 1972 yang kemudian ditetapkan sebagai hari jadi PT. Petrokimia Gresik. Mulai tahun 1997, PT. Petrokimia Gresik berstatus sebagai Holding Company bersama PT. Pupuk Sriwijaya Palembang (PUSRI). Maksud dari Holding Company adalah PT. Petrokimia Gresik memegang kendali dari PT. Pupuk Sriwijaya Palembang (PUSRI).1.2 Kapasitas ProduksiTabel 1. Kapasitas Produksi PT Petrokimia Gresik per TahunPupukKapasitas/TahunTahun Beroperasi

Pupuk Urea460.000 ton1994

Pupuk Fosfat1.000.000 ton1979, 1983, 2009

Pupuk ZA650.000 ton1972, 1984, 1986

Pupuk NPK :-Phonska I- Phonska II & III- Phonska IV- NPK I- NPK II- NPK III & IV- NPK Blending 460.000 ton1.280.000 ton600.000 ton100.000 ton100.000 ton200.000 ton60.000 ton20002005, 200920112005200820092005

Pupuk ZK (K2SO4)10.000 ton2005

Pupuk Petroganik10.000 ton(*)2005

JUMLAH4.430.000 ton

Non PupukKapasitas/TahunTahun Beroperasi

Amoniak445.000 ton1994

Asam Sulfat (98% H2SO4)550.000 ton1985

Asam Fosfat (100% P2O5)200.000 ton1985

Cement Retarder440.000 ton1985

Aluminium Fluorida12.600 ton1985

JUMLAH1.647.600 ton

Total pabrik/kapasitas6.077.600 ton

Selain menghasilkan dan memasarkan produk pupuk dan non pupuk, PT Petrokimia Gresik juga menawarkan berbagai bentuk jasa & pelayanan, antara lain meliputi : jasa pelabuhan, keahlian, fabrikasi, penelitian laboratorium, konstruksi & rancang bangun, pendidikan & latihan, dan lain-lain. PT Petrokimia Gresik memiliki dermaga bongkar muat berbentuk hurut T dengan panjang 625 meter dan lebar 36 meter. Dermaga dilengkapi dengan continuous ship unloader (CSU) berkapasitas 8.000 ton/hari, 2 unit cangaroo crane dengan kapasitas 7.000 ton/hari, 2 unit ship loader dengan kapasitas masing-masing 1.500 ton/hari, belt conveyor sepanjang 22 km, serta fasilitas pemipaan untuk untuk bahan cair. Pada sisi laut dermaga dapat disandari dengan 3 buah kapal berbobot mati 40.000 ton, dan pada sisi darat dapat disandari kapal dengan bobot mati 10.000 ton.

Gambar 2. Dermaga PT Petrokimia Gresik

1.3 Pembangkit Tenaga ListrikUntuk memenuhi kebutuhan dan menjamin keberlanjutan pasokan daya listrik demi kelancaran operasional pabrik, PT Petrokimia Gresik mengoperasikan gas turbine generator (GTG) dan steam turbine generator (STG) yang mampu menghasilkan daya listrik sebesar 53 MW.

1.4 Unit Penjernihan Air dan Unit Pengolahan LimbahPT Petrokimia Gresik memiliki 2 unit penjernihan air yang terletak di Gunungsari Surabaya, memanfaatkan air sungai Brantas, dan di Babat Lamongan , memanfaatkan air sungai Bengawan Solo. Kapasitas total air yang dialirkan ke Gresik dari 2 unit penjernihan air tersebut sebesar 3.200 m3/jam.

Gambar 3. Unit Penjernih Air PT Petrokimia GresikSebagai perusahaan yang punya berwawasan lingkungan PT Petrokimia Gresik terus berupaya meminimalisir adanya limbah sebagai akibat dari proses produksi, sehingga tidak membahayakan lingkungan sekitarnya. PT Petrokimia Gresik melakukan pengelolaan limbah dengan menggunakan sistem reuse, recycle dan recovery (3R) dengan dukungan : unit pengolahan limbah cair berkapasitas 240 m3/jam, fasilitas pengendali emisi gas di setiap unit produksi, di antaranya bag filter, cyclonic separator, dust collector, electric precipitator (EP), dust scrubber, dll.

Gambar 4. Unit Pengolahan Limbah PT Petrokimia Gresik

1.5 Sarana Distribusi, Laboratorium dan Kebun Percobaan

Untuk memperlancar distribusi pupuk ke petani, PT Petrokimia Gresik mempunyai gudang utama di Gresik, ratusan gudang penyangga dan distributor, serta ribuan kios resmi yang tersebar di semua provinsi di Indonesia.

Gambar 5 Gudang UtamaPT Petrokimia GresikLaboratorium Produksi, Laboratorium Kalibrasi, Laboratorium Uji Kimia, Laboratorium Uji Mekanik, Laboratorium Uji Kelistrikan, Uji Valve, Uji Permeabilitas Udara, dll. Untuk menguji hasil riset dan formula yang diperoleh di laboratorium, PT Petrokimia memiliki kebun percobaan seluas 5 hektar yang dilengkapi dengan fasilitas laboratorium untuk tanah, tanaman dan kultur jaringan, rumah kaca, mini plant pupuk NPK, pabrik pupuk organic (Petroganik), pupuk hayati dan Petroseed (benih padi bersertifikat). Secara umum buncob berfungsi untuk : Tempat pengujian produk komersil, percontohan pemeliharaan tanaman & ternak, indikatorlingkungan, penelitian dan pengembangan produk inovatif, media belajar dan studi wisata bagi pelajar, mahasiswa, petani, dan masyarakat umum, serta sarana pendidikan dan latihan. Di kebun percobaan ini setiap tahun diadakan Petro Agrifood Expo dalam rangka HUT PT Petrokimia Gresik.

Gambar 6. Kebun Percobaan/Buncob PT Petrokimi Gresik

1.6 Unit UtilitasMemiliki kapasitas steam 2 x 150 ton/jam, serta tenaga listrik sebesar 32 MW. Unit ini dilengkapi dengan dermaga khusus batubara berkapasitas 10.000 DWT. Utilitas I PT. Petrokimia Gresik adalah unit pendukung produksi yang ada di Departemen Produksi I secara langsung dan sebagai pendukung di pabrik II maupun pabrik III serta anak perusahaan secara tidak langsung.

Gambar 7. Unit Utilitas BatubaraPT Petrokimia GresikBagian Utilitas I adalah bagian yang bertanggungjawab terhadap:1) Unit penyediaan air dan pendistribusian air2) Unit penyediaan steam3) Unit penyediaan MFO dan solar4) Unit penyediaan tenaga listrik5) Unit penyediaan instrument air (udara instrument)

1.6.1 Penyediaan AirAir yang dibutuhkan PT. Petrokimia Gresik disuplai dari 2 sumber air, yaitu Sungai Brantas (Water Intake Gunungsari, Surabaya) dan dari Sungai Bengawan Solo (Water Intake Babat). 1. Water Intake GunungsariAir yang berasal dari Sungai Brantas (Surabaya) yang berjarak 26 km dengan debit 850 m3/jam. Produk dari water intake Surabaya ini dapat berupa soft water maupun hard water, tergantung kebutuhan. Normalnya operasi produk water intake Gunungsari berupa hard water. Hasil yang diperoleh dari Water Intake Gunungsari mempunyai spesifikasi sebagai berikut :1) Jenis: hard water2) pH: 7,5 - 8,53) Total Hardness: max 200 ppm sebagai CaCO34) Turbidity: max 3 ppm 5) Kapasitas: 850 m3/jam 2. Water Intake BabatAir yang berasal dari Sungai Bengawan Solo (Babat) yang berjarak 48 km dengan debit 2500 m3/jam. Produk dari Babat berupa hard water. Produk yang dihasilkan dari Water Intake Babat mempunyai spesifikasi sebagai berikut :1) Jenis: hard water2) pH: 7,5 8,53) Total Hardness: max 220 ppm sebagai CaCO34) Turbidity: max 3 ppm5) Residual chlorine: 0,4 1 ppm6) Kapasitas: 2500 m3/jamHard water ini digunakan untuk memenuhi kebutuhan service water ke Pabrik I, air umpan softening unit dan fire water ke pabrik I/II/III, hard water ke Pabrik II/III serta seluruh anak perusahaan PT. Petrokimia Gresik. Adapula yang dinamakan dengan Lime Softening Unit, unit ini meliputi penerima hard water dari Water Intake Babat dan Water Intake Gunungsari dan ditampung di TK 951 berkapasitas 15000 m3, TK 1103 dengan kapasitas 17000 m3 dan TK 191 dengan kapasitas 14000 m3 . Tugas utama lime softening unit adalah mengolah hard water dari TK 951 menjadi soft water dengan penambahan larutan kapur dan polyelectrolyte. Soft water ini digunakan sebagai air umpan Demin Plant yang menghasilkan demin water untuk keperluan baik proses maupun sebagai air umpan boiler. 1.7 Deskripsi ProsesAir dari TK 951 dipompa dengan pompa P 2201 ABC, kemudian masuk ke Circulator Clarifier yang bagian bawahnya dilengkapi nossle untuk menghisap lumpur-lumpur di sekitarnya dan mensirkulasi ke dalam diffuser, sehingga dapat membantu terbentuknya flok di dalam deflektor skirt. Dengan demikian proses ini membantu mengikat garam-garam Ca dan Mg yang terlarut dalam raw water. Dengan diinjeksikan lime akan menghasilkan reaksi sebagai berikut: Ca(OH)2 + Ca(HCO3)2 2CaCO3 + 2H2O 2Ca(OH)2 + Mg(HCO3)2 2CaCO3 + Mg(OH)2 + 2H2O Penginjeksian polyelectrolit bertujuan untuk membentuk flok-flok yang besar dan mudah mengendap. Sludge yang terbentuk akan diblowdown bila mencapai 10 % padatan. Jumlah padatan dijaga 6 8 % dan dibuang secara otomatis setiap 30 menit selama 10 detik. Overflow dari circulator clarifier dilewatkan aquazur T filter. Filter ini berisi pasir silica, dilengkapi dengan syphoon bertekanan vakum dan berfungsi meningkatkan flow filtrat dan menjaga level air sand filter. Filter ini dibackwash dengan udara dari kompresor C 2202 AB yang dihembuskan dari bagian bawah filter, sehingga kotoran yang menutupi filter akan overflow ke saluran pembuangan. Air produk unit pengolahan ini sebagian ditampung di water storage TK 10 dan TK 1201 untuk dialirkan ke Demin Plant. 2. APLIKASI COOLING TOWERAplikasi cooling tower pada PT. Petrokimia Gresik berguna dalam sistem utilitas dan penyediaan air. Unit ini bertugas menyediakan air pendingin dengan suhu 30 oC untuk unit utilitas dan proses. Kapasitas keseluruhan adalah 10000 m3 dan diolah dalam:1. Cooling tower A T1201A terdiri dari 6 cell yang didesign untuk keperluan power station existing. Namun karena saat ini power station existing tidak beroperasi, maka cooling tower A diinterkoneksi dengan cooling tower amoniak untuk membantu penurunan suhu cooling water yang menuju ke amoniak.2. Cooling tower B T1201B terdiri dari 4 cell digunakan untuk keperluan pabrik I (ZA I, ZA III, CO2 plant dan Air Separation Plant).3. Cooling tower C T1201MN terdiri dari 2 cell diinterkoneksi dengan cooling tower A.Dari cooling tower A, cooling water dipompa dengan P 1216 ABC ke power station dan sebagian ke filter 1203 AB. Dari cooling tower B, cooling water dipompa dengan P 1212 ABC ke seluruh proses pabrik I yang meliputi unit operasi ZA I, ZA III, dan kebutuhan AC di kantor-kantor.Air dari sirkulasi proses dengan suhu sekitar 40 43 oC masuk menara pendingin di bagian atas, lalu jatuh ke dalam basin melalui distributor dan splashing cup (cawan pemercik) dalam bentuk butiran hujan. Udara luar masuk melalui sirip-sirip kayu yang terhisap oleh fan di puncak cooling tower dan kontak langsung dengan air yang turun ke basin, sehingga suhu air turun hingga 28 -30 oC. Air pendingin dalam basin harus memenuhi syarat bebas korosi, bebas kerak, bebas jamur, dan bebas bakteri. Untuk itu perlu diinjeksikan beberapa bahan kimia berikut ini:1) H2SO4 untuk menjaga pH 7,5 8,5.2) Cl2 sebanyak 0,2 0,5 ppm sebagai desinfektan untuk membunuh lumut-lumut.3) N-7359 untuk mengendalikan kadar PO4 5 - 7 ppm.4) N-7330 dan N-73202 sebagai pembunuh mikroorganisme dan untuk menjaga agar bakteri dan jamur tetap melayang dan tidak melekat pada tube. Zat ini diinjeksikan selang 2 minggu sekali bergantian.5) Untuk mengendalikan kadar chloride (423 ppm), CaH (600ppm), kadar silica (maksimum 150 ppm), dilakukan blowdown secara manual. Untuk pabrik ammonia dan urea terdapat unit cooling tower baru yaitu:1) T 2211 A terdiri dari 5 cell digunakan untuk pendingin air pabrik ammonia dari suhu 42 oC sampai 32 oC (design).2) T 2211 B terdiri dari 3 cell digunakan untuk pendingin air pabrik urea dari suhu 42 oC sampai 32 oC (design). Kontrol operasional dan bahan kimia yang dipakai di T 2211 AB sama dengan T 1201 ABCDEF yaitu dari Ondeo Nalco treatment.2.1 Peran Cooling Tower PT. Petrokimia GresikTugas cooling tower adalah menyediakan air pendingin ynag memenuhi syarat - syarat sebagai air pendingin untuk keperluan operasional.1) T 2211 A terdiri dari 5 cell untuk ammonia plant2) T 2211 B terdiri dari 3 cell untuk urea plant3) T 1201 A terdiri dari 6 cell untuk ammonia plant4) T 1201 B terdiri dari 4 cell untuk ZA I/ III dan ASPDesign kapasitas :1) T 2211 A : 15000 m3T 1201 A: 1700 m32) T 2211 B : 4600 m3T 1201 B :1400 m3Syarat kualitas cooling water:1) Tidak menimbulkan kerak2) Tidak menimbulkan korosi3) Mengurangi / mengendalikan laju pertumbuhan bakteri.Tipe cooling tower utilitas I1) Cross flow: T 2211 AB, T1201C2) Counter flow: T 1201 ABSpesifikasi cooling water :1) Ph: 7,3 7,82) Conductivity:< 3000Mhos/cm3) Ca-H: 200 400 ppm4) SiO2: < 150 ppm5) Free chlorine : 0,2 - 0,5 ppm6) PO4: 5,0 7,0 ppm

Gambar 8. Skema Proses Pendinginan Air Menggunakan Cooling TowerAlur proses raw water dimasukkan ke dalam sand filter (disaring padatan / turbidity). Keluar dari sand filter masuk karbon filter (dihilangkan warna dan bau). Kemudian diinjeksikan gas chlorine, selanjutnya masuk ke dalam tanki penampungan dengan spesifikasi sbb:1) pH: 6,8 8,42) Cl2: 0,1 - 0,5 ppm3) NO2: 2,0 S/cm3) kadar silika= > 0,1 ppm4) Total hardness= > 08. Resin yang digunakan PT. Petrokimia Gresik Utilitas Produksi I:1) Cation Resin1. Castel C-3001. Diaion SK 1 B1. Dowex HCRS1. Lewatit Monoplus S-1002) Anion Resin1. Castel A 500 P1. Diaion PA -312 SA -12A1. Dowex SBRP1. Lewatit Monoplus MP-5009. Di servis unit pabrik amoniak terdapat unit demineralisasi air dengan air umpan yang berasal dari steam kondensat dari pabrik amoniak dan unit demineralisasi utilitas I, yang terdiri dari carbon filter, cation exchanger, dan mixed-bed exchanger (polisher). Berikut spesifikasi produk unit demineralisasi :1) pH= 7 - 82) total hardness= 03) kadar silika= < 0,01 ppmAir ini digunakan untuk air umpan pada Waste Heat Boiler (WHB) dan air proses di pabrik amoniak dan urea.0. Unit Cooling WaterBertugas untuk menyediakan air pendingin yang memenuhi syarat untuk keperluan operasional. Syarat kualitas Cooling Water antara lain tidak menimbulkan kerak, tidak menimbulkan korosi, dan meminimalisasi atau mengendalikan laju pertumbuhan bakteri. Untuk itu perlu diinjeksikan beberapa bahan kimia berikut setiap seminggu sekali :1) H2SO4, menjaga pH 7,5 -8,52) Cl2 sebanyak 0,2 0,5 ppm, sebagai desinfektan membunuh bakteri3) Nalco 7342, mengendalikan kadar PO4 agar terjaga antara 5 7 ppm4) Nalco 7392 dan Nalco 73203 untuk membunuh organisme dan menjaga agar mikroorganisme serta jamur yang mati tetap melayang dan melekat pada tube. Spesifikasi Cooling Water :1) pH= 7,3 7,82) Conductivity= < 3000 Mhos/cm3) Ca-H= 400 6004) SiO2= < 150 ppm5) Free Clorine= 0,2 0,5 ppm6) PO4= 5,0 7,0 ppmPembagian menara pendingin :1. T 2211 D-H : untuk Ammonia Plant, terdiri dari 5 cell dengan kapasitas 6700 ton/jam dan bertipe cross flow serta sirkulasi terbuka.1. T 2211 A-C : untuk Urea Plant, terdiri dari 3 cell dengan kapasitas 4600 ton/jam dan bertipe cross flow serta sirkulasi terbuka.1. T 1201 A-F : untuk Ammonia Plant, terdiri dari 6 cell dengan kapasitas 1700 ton/jam dan bertipe counter flow serta sirkulasi terbuka.