deskripsi proses ru iii

BAB IVDESKRIPSI PROSES

Secara umum, PERTAMINA UP-III terbagi ke dalam dua buah unit produksi, yaitu Unit Produksi I dan Unit Produksi II. Unit Produksi I merupakan unit yang menghasilkan bahan penunjang pabrik dan produk-produk BBM sedangkan Unit Produksi II menghasilkan produk-produk non BBM, dalam hal ini yaitu produk petrokimia. Unit-unit yang tergabung ke dalam Unit Produksi I adalah unit utilitas (UTL), kilang Crude Distilling and Gas Plant (CD&GP), dan kilang Crude Distiller and Light Ends (CD&L) sedangkan unit-unit yang tergabung ke dalam Unit Produksi II adalah kilang Terephthalic Acid / Purified Terephthalic Acid (TA/PTA) dan kilang Polypropylene (PP). Berikut ini akan diuraikan lebih lanjut tentang masing-masing kilang.

4.1. Kilang Crude Distilling and Gas Plant (CD & GP)Kilang CD&GP merupakan kilang yang termasuk ke dalam

unit produksi I yang menangani produk BBM. Pada kilang ini dilangsungkan pengolahan awal dari minyak mentah. Proses pengolahan ini berlangsung dalam beberapa tahap yaitu proses primer, proses sekunder, dan treating.

Proses primer merupakan proses fraksionasi minyak bumi yang dilakukan dengan distilasi atmosferik. Minyak mentah yang masuk ke dalam proses ini akan dipisahkan menjadi fraksi-fraksinya pada tekanan atmosfer. Umumnya fraksi yang dapat dipisahkan pada proses ini adalah fraksi-fraksi ringan.

Proses sekunder adalah proses pengolahan lanjut dari minyak bumi yang telah diolah dalam proses primer. Pada proses ini, dilakukan berbagai usaha untuk menghasilkan produk-produk yang lebih bernilai tinggi daripada residu pengolahan primer.

Diantaranya yaitu dilakukan usaha peningkatan tekanan gas, polimerisasi, dan alkilasi.

Treating adalah proses yang dilakukan dengan tujuan untuk menghilangkan senyawa pengotor yang masih terdapat dalam produk akhir sehingga produk tersebut memenuhi spesifikasi yang diinginkan.

Secara umum, kilang CD&GP dapat digambarkan seperti pada Lampiran C. Peralatan yang termasuk ke dalam setiap tahapan proses dapat dilihat pada Tabel 4.1. dan akan dijelaskan berikut ini.

Tabel 4.1. Peralatan yang ada pada setiap tahapan prosesProses Unit Operasi

Crude Distiller II, III, IV, dan V Stabilizer C/A/B

Primer Straight Run Motor Gas Compressor

Butane Butylene Motor Gas Compressor

Butane Butylene DistillerSekunder Polimerisasi

Alkilasi BB Treater

Treating Caustic Treater Sulfuric Acid Unit

IV-1

BAB IV DESKRIPSI PROSES IV-2

Gambar 4.1. Diagram Blok Kilang CD&GP

Laporan Umum Kerja Praktek 2006, PERTAMINA UP III


4.1.1. Crude Distiller IICD II dibangun pada tahun 1926 dengan kapasitas

produksi 2600 ton/hari. Pada PKM I, tahun 1984, dilakukan modifikasi pada bagian konservasi energi (energy conservation improvement) yaitu dengan :

Penggantian dapur menjadi tipe cylindrical vertical Penambahan air preheater (APH) Perbaikan heat exchangers

Unit ini berfungsi untuk memisahkan fraksi-fraksi minyak mentah dengan memanfaatkan perbedaan titik didih pada tekanan atmosfer. Untuk memenuhi tugasnya tersebut, unit ini dilengkapi dengan lima buah kolom fraksionasi, satu evaporator, dua buah furnace, dan alat-alat pendukung lainnya.

Umpan yang masuk ke unit ini adalah minyak mentah yang berasal dari SLC dan Jene. Proses yang terjadi dalam unit ini dapat dilihat pada Lampiran C dan akan dijelaskan sebagai berikut.

Umpan yang masuk ke unit ini terlebih dahulu dipanasi dalam preheater dan kemudian dipanasi lebih lanjut dalam furnace 1. Umpan yang telah panas ini kemudian dimasukkan ke dalam evaporator (3-1) dimana pada alat ini fraksi ringan dan fraksi berat dari minyak mentah akan terpisahkan. Produk atas evaporator, yang berfasa gas, dimasukkan ke kolom fraksionasi 1 sedangkan produk bawahnya, yang berfasa cair, dinaikkan kembali temperaturnya dalam furnace 2 untuk kemudian diumpankan ke kolom fraksionasi 4.

Pada kolom 1 terjadi kembali pemisahan produk ringan keluaran evaporator. Produk atas kolom ini diumpankan ke kolom fraksionasi 5 sedangkan produk bawahnya, bersama-sama dengan produk side stream kolom fraksionasi 4, diumpankan ke light crude test (LCT) stripper (2-1). Produk

side stream yang dihasilkan kolom ini diumpankan ke kolom fraksionasi 2.

Produk side stream kolom 1 yang masuk ke kolom 2 mengalami pemisahan dimana fraksi ringan, yang dikeluarkan sebagai produk atas, didinginkan oleh air pendingin dan kemudian dimasukkan ke tangki penampung (8-7). Dari tangki ini, sebagian kondensat yang terbentuk dikembalikan ke kolom 1 sedangkan sisanya dimasukkan kembali ke kolom 2 sebagai refluks. Produk bawah kolom 2 didinginkan dalam cooler (4-9/10), dengan media pendingin air, dan dipompakan ke tangki penampungan sebagai produk light kerosene distillate (LKD).

Produk atas kolom 1 yang diumpankan ke kolom 5 mengalami proses pemisahan lebih lanjut. Produk atas yang dikeluarkan dari kolom 5 didinginkan dalam kondenser (5-3/8-2C) dan dibagi menjadi tiga aliran. Pada aliran pertama, kondensat yang terbentuk ditampung dalam tangki akumulator (8-8). Pada aliran kedua, sebagian gas yang tidak terkondensasi didinginkan lebih lanjut dalam cooler (4-7/8) dan kemudian ditampung dalam tangki 8-9. Pada aliran ketiga, dikeluarkanlah gas-gas yang tidak terkondensasi selama pendinginan dilakukan. Gas-gas yang masih terbawa dalam aliran yang masuk ke tangki 8-8 dan 8-9 dan tidak terkondensasi kembali, dikeluarkan dari tangki dan digabung dengan aliran ketiga untuk dijadikan umpan unit SRMGC. Kondensat yang terbentuk pada tangki 8-8 sebagian dipompakan ke tangki penampungan sebagai produk SR tops (straight run tops) dan sisanya dikembalikan ke kolom 5 sebagai refluks. Kondensat yang terbentuk pada tangki 8-9 dipompakan ke tangki penampungan sebagai crude butane. Produk bawah kolom 5 seluruhnya dikembalikan ke kolom 1 sebagai refluks sedangkan produk side stream yang dihasilkan kolom ini dijadikan umpan untuk kolom fraksionasi 3.



Pada kolom 3 dihasilkan produk atas yang seluruhnya dikembalikan ke kolom 5 sedangkan produk bawahnya didinginkan pada cooler (4-5/6) dan kemudian dipompakan ke tangki penampungan sebagai produk nafta II.

Umpan hasil pemanasan furnace 2 yang masuk ke kolom fraksionasi 4 diolah lebih lanjut dan menghasilkan produk bawah berupa long residue yang setelah didinginkan akan diumpankan ke unit HVU dan FCCU kilang CD&L. Produk atas kolom ini dimanfaatkan untuk memanaskan umpan minyak mentah dan kemudian ditampung dalam tangki akumulator (8-6). Dari tangki ini, produk gas yang dihasilkan dibuang sedangkan kondensatnya sebagian dikembalikan ke kolom 4 sebagai refluks sedangkan sisanya diumpankan ke kolom 1. Produk side stream kolom ini dimasukkan ke stripper (2-1) dan fasa gas yang terbentuk dikembalikan ke kolom 4 sebagai refluks sedangkan kondensatnya didinginkan dan kemudian dipompa ke tangki penampungan sebagai produk LCT.

Produk dan yield keseluruhan yang dihasilkan unit ini dapat dilihat pada Tabel 4.2.

Tabel 4.2 Perolehan Produk CD II

Produk % wt

Gas Crude Buthane

SR TopsNaphtha IILKDLCTLong Residu

0,91,21,1410,407,3523,0250,91

4.1.2. Crude Distiller III dan IV

Dari diagram alir yang dapat dilihat pada Lampiran C, CD III dan CD IV memiliki alur proses yang mirip sehingga untuk pembahasannya akan digabungkan. Pada CD III dan IV terdapat tiga buah kolom fraksionasi, sebuah stabilizer, kolom – kolom stripper, dan dua buah furnace. Umpan yang masuk ke unit ini adalah minyak mentah yang berasal dari SLC, SPD, Ramba, Jene, dan campuran SLC/TAP dengan rasio 82:18. Proses yang terjadi dapat dijelaskan sebagai berikut.

Umpan yang masuk ke unit ini terlebih dahulu dipanaskan dalam serangkaian preheater dengan memanfaatkan produk-produk keluaran kolom-kolom fraksionasi. Setelah melewati proses pemanasan, minyak mentah ini dimasukkan ke kolom stabilizer (1-4). Produk atas kolom ini didinginkan dengan air dalam kondenser dan kemudian ditampung dalam tangki 8-4. Gas yang tidak terkondensasikan dalam tangki ini dikeluarkan sebagai gas umpan unit SRMGC sedangkan kondensatnya sebagian dikembalikan ke kolom stabilizer sebagai refluks dan sisanya dikeluarkan sebagai crude butane. Produk bawah kolom 1-4 ini, sebagian ada yang dipanaskan ulang dalam furnace 1 lalu dikembalikan ke dalam kolom 1-4 sedangkan sisanya diumpankan ke kolom fraksionasi 1 (1-1).

Pada kolom fraksionasi 1 (1-1), dihasilkan produk atas yang kemudian diumpankan ke kolom fraksionasi 3 (1-3). Produk bawah kolom ini sebagian ada yang dipanaskan ulang dalam furnace 1 lalu dikembalikan ke dalam kolom 1-1 sedangkan sisanya dipanaskan ulang dalam furnace 2 dan kemudian diumpankan ke kolom fraksionasi 2 (1-2). Terdapat dua buah produk side stream pada kolom ini (yang diambil pada tray ke 16-24) yang kemudian dimasukkan ke dalam dua buah tangki stripper, yaitu tangki 2-4 dan 2-5. Pada tangki 2-4, gas yang berhasil dipisahkan dikembalikan ke kolom 1-1 sedangkan kondensatnya didinginkan kemudian sebagian



dimasukkan kembali ke tangki 2-4 sedangkan sisanya dipompakan ke tangki penampungan sebagai produk nafta III. Pada tangki 2-5, proses yang dialami minyak sama seperti pada tangki 2-4, hanya saja produk yang dipompakan adalah nafta IV.

Pada kolom fraksionasi 2 (1-2), dihasilkan produk atas yang didinginkan dan kemudian sebagian direfluks ke kolom 1-2 sedangkan sisanya dipompakan keluar sebagai produk LKD. Produk bawah kolom ini didinginkan dan kemudian ditampung sebagai long residue yang akan diumpankan ke unit HVU dan FCCU kilang CD&L. Pada kolom ini dihasilkan pula tiga produk side stream yang masing – masing dimasukkan ke kolom stripper 2-1, 2-2, dan 2-3. Gas yang berhasil dipisahkan pada ketiga kolom stripper ini dikembalikan ke kolom 1-2 sedangkan kondensatnya didinginkan dan dipompakan keluar sebagai produk HCT, LCT, dan HKD secara berturutan.

Pada kolom fraksionasi 3 (1-3), dihasilkan produk atas yang didinginkan dan kemudian dimasukkan ke tangki 8-3. Pada tangki ini, gas yang tidak terkondensasi dikeluarkan sebagai produk atas dan kemudian diumpankan ke unit SRMGC. Kondensat yang terbentuk sebagian direfluks sedangkan sisanya dipompa ke tangki penampungan sebagai SR tops. Produk bawah kolom 1-3 didinginkan dan sebagian dimasukkan ke tangki 8-1 untuk kemudian dimasukkan ke bagian atas kolom 1-1 sedangkan sisanya dipompakan ke tangki penampungan sebagai produk nafta II.

Beberapa proses yang terjadi pada CD IV yang berbeda dari CD III :

1. Produk bawah stabilizer yang diumpankan ke kolom 1-1 dipanaskan terlebih dahulu dalam furnace 2.

2. Produk atas kolom 1-1 didinginkan terlebih dahulu dan hanya sebagian saja yang diumpankan ke kolom 1-3

sedangkan sisanya dimasukkan ke kolom 1-1 sebagai refluks.Produk dan yield keseluruhan yang dihasilkan unit ini

dapat dilihat pada Tabel 4.3.Tabel 4.3 Perolehan Produk CD III dan CD IV

ProdukYield (%wt)

CD-III CD-IVGasCrude ButaneSR TopsNaphtha-IINaphtha-IIILKDHKDLCTHCTResidueLoss

0,5200,5003,0405,0201,70015,707,6107,6903,37054,450,900

2,1401,1005,8408,9004,9309,9807,4608,8102,83047,770,250

4.1.3. Crude Distiller V4.1.3.1. Sejarah

Crude Distiller-V (CD-V) merupakan bagian dari kilang Plaju yang dibangun pada tahun 1948 oleh de Bataafsche Petroleum Maatshapij (BPM) dengan kapsitas 4000 ton/hari (T/D). Adapun modifikasi-modifikasi yang telah dilakukan antara lain:o Energy Conservation Improvement (ECI) PKM-I pada

tahun 1984, berupa; Perbaikan dapur (furnace) Penambahan air pre-heater (APH)



Perbaikan Heat Exchanger o Peningkatan kapasitas pengolahan (throughput) menjadi

5000 ton/hari pada tahun 1995, berupa; Memanaskan sebagian crude oil melalui dapur

redistilling II Menambah crude oil pre-heater dan steam jacket.

4.1.3.2. Fungsi Unit

Crude Distiller V merupakan unit proses primer yang berfungsi memisahkan minyak mentah (crude oil) menjadi fraksi-fraksinya dengan jalan distilasi biasa (atmospheric distilation).

4.1.3.3. Feed dan Produk

Feed Crude Distiller V berasal dari SPD (South Palembang District), TAP (Talang Akar Pendopo). Produk-produk yang dihasilkan antara lain, Gas, SR-Tops, Naphta-I, Naphta-II, Naphta-IV(LAWS), LKD, HKD, LCT, HCT, dan Residue. Neraca massa Crude Distiller V ditampilkan pada Tabel 4.4. Spesifikasi feed ditampilkan pada Lampiran A (Tabel A.2 dan A.3).

Tabel 4.4 Neraca Massa CD VMASUK KELUAR

STREAM T/D % wt STREAM T/D % wtFeed: Produk: SPD 4165 89,3 Gas 62 1,33TAP 500 10,7 SR Tops 81 1,74 Naph I 382 8,19 Naph II 350 7,5 Naph IV 138 2,96 LKD 246 5,27 HKD 318 6,82 LCT 316 6,77 HCT 382 8,19 Residue 2375 50,9 Loss 15 0,32Total 4665 100 Total 4665 100

4.1.3.4. Uraian ProsesUnit ini terdiri atas empat buah kolom fraksionasi,

sebuah kolom flash, kolom stripper, dan furnace. Proses yang terjadi dapat digambarkan seperti pada Lampiran C dan dapat dijelaskan sebagai berikut.

Dipanasi di dapur CD-V:Feed dipanasi di dapur CD-V. Crude Oil dari tangki “R” dipompakan dengan pompa Feed P-12 A/12 B/13 dan dipompakan sebagian (2050 T/D) ke HE 6-1/6-2 (Ref, Kol-I), HE 6-3/6-7 (Ref, Kol-II), HE 6-4 (LCT), HE 6-8 (HCT), HE 6-5/6-6 ( Residue), HE 6-1/6-2/6-3 (HE baru Residue) dan sebagian lainnya (1950 T/D) ke HE 6-5/6-6/6-7, HE 6-1/6-2/6-3/6-4 (vapour HE), selanjutnya crude oil tersebut digabungkan sebagai feed Flash Vessel.



Di Flash Vessel (FV) yang beroperasi pada tekanan 2 kg/cm2, gas keluar dari bagian atas dan langsung masuk ke Kolom-I pada tray no.10 sebagai feed, sedangkan bottom dari FV dipanaskan di dapur F1C1 CD-V yang selanjutnya masuk ke Kolom-I pada tray no.6 sebagai feed.

Kolom-I (I-1):Top produk sebagai feed kolom-III (I-3). Side stream diambil dari tray no.30 diisap dengan pompa melalui HE 6-1/6-2 serta Cooler 4-4/4-5, yang selanjutnya dikembalikan sebagai inter vol. Reflux (pump arround). Side stream dari tray no.20 masuk ke LKD stripper didinginkan melalui cooler 4-2/4-3 yang selanjutnya dipompakan dengan pompa P-32/32 ke tangki penampung sebagai produk LKD. Bottom produk kolom-I sebagian dipompakan dengan pompa P-1/2 ke dapur F1C2 sebagai Reboiler kolom-I, sebagian lainnya diisap dengan pompa P-3/4 A/4 B dan dipompakan ke dapur F2C1 yang selanjutnya masuk ke kolom-II sebagai feed.

Kolom-II (I-2):Feed masuk pada tray no.10. Top produk masuk ke Accu tank (8-3), bottom Accu tank diisap dengan pompa P-38/39 dan dipompakan ke tangki penampung sebagai produk HKD.Side stream diambil dari tray no.32 diisap dengan pompa P-38/39 dan dipompakan melalui HE 6-3/6-7 serta Cooler 4-8/4-9, yang selanjutnya dikembalikan ke Top Kolom-II pada tray no.39 sebagai inter vol. Reflux (pump around).

Jika ada permintaan khusus untuk BGO (Bandung Gas Oil), maka sebagian dari stream ini dialirkan ke tangki penampung sebagai produk. Side stream dari tray no.24 masuk ke LCT stripper (2-1), bottom LCT stripper didinginkan melalui Heat Exchanger 6-4 dan Cooler 4-6, selanjutnya dengan bantuan pompa P-34/35 dipompakan ke tangki penampung sebagai produk LCT. Side stream dari tray no.17 masuk ke HCT stripper (2-3), bottom HCT stripper didinginkan melalui Heat Exchanger 6-8 dan Cooler 4-10/4-11, selanjutnya dengan bantuan pompa P-36/37dipompakan ke tangki penampung sebagai produk HCT.Bottom produk Kolom-II sebagian dipompakan dengan pompa P-7/8 untuk memanaskan Reboiler Kolom-III yang selanjutnya dipanaskan di dapur-II (F2C2) dan dikembalikan ke bottom kolom sebagai reboiler. Sedangkan sebagian lainnya dengan bantuan pompa P-9/10 dipompakan melalui reboiler LCT stripper (7-3), reboiler Kolom-IV (7-8), reboiler stabilizer (7-6), pre-heater Crude Oil, selanjutnya didinginkan melalui Box Cooler 4-17/4-18/4-3.Sebagian besar Residue yang dihasilkan dikirim ke Sungai Gerong sebagai Cold Feed HVU dan sebagian lainnya di kirim ke tangki G&L sebagai komponen LSWR.

Kolom-III (I-3):Feed yang masuk berasal dari Top produk Kolom-I dan masuk Kolom-III pada tray no.10.Top produk didinginkan dengan Condenser 5-5/5-8 kemudian masuk Accu tank 8-1. Top produk Accu tank adalah Gas sebagai feed SRMGC, sedangkan bottom



produk dengan bantuan pompa P-16/17 dipompakan sebagian ke Kolom-IV sebagai Feed dan sebagian dikembalikan sebagai Reflux.Side stream diambil dari tray no.17 dan masuk ke Naphta Stripper (2-4). Bottom produk didinginkan melalui Cooler 4-12 dan dengan bantuan pompa P-24/25 dipompakan ke tangki penimbun sebagai produk Naphta-II.Bottom produk Kolom-III sebagian dipanaskan sebagai reboiler Kolom dan sebagian didinginkan melalui Cooler 4-13 yang selanjutnya dengan pompa P-30/31 dipompakan ke tangki penimbun sebagai produk Naphta-IV atau dikenal sebagai LAWS.

Kolom-IV (I-4):Feed yang masuk berasal dari Top produk Kolom-III dan masuk Kolom-IV pada tray no.10.Top produk didinginkan dengan Condenser 5-9/5-10 kemudian masuk Accu tank 8-2. Top dari Accu tank 8-2 sebagai produk Gas dan dialirkan menulu SRMGC, sedangkan bottom Accu tank sebagian sebagai feed stabilizer kolom dan sebagian sebagai produk SR-Tops.Bottom produk Kolom-IV sebagian di reboiling, sebagian didinginkan melalui Cooler 4-14 yang selanjutnya dengan pompa P-28/29 dipompakan ke tangki penampung sebagai produk Naphta-I.

Kolom Stabilizer:Feed berasal dari Top produk Kolom-IV dan masuk Kolom stabilizer pada tray no.13.Top produk didinginkan melalui Condenser 5-11 kemudian masuk Accu tank 8-4, bottom Accu tank tersebut dipompakan dengan pompa P-20/21 sebagian sebagai Reflux dan sebagian sebagai produk Crude

Buthane. Gas-gas yang tidak dapat dikondensasikan keluar melalui bagian atas Accu tank sebagai produk Gas dan dialirkan ke SRMGC.Bottom produk Stabilizer dan sebagian didinginkan melalui HE 6-10/6-12, serta Cooler 4-16, yang selanjutnya ke tangki penimbun sebagai produk SR-Tops.

4.1.4. Stabilizer (Stab) C/A/BUnit ini memiliki tiga buah kolom distilasi (C, A, dan B)

dan berfungsi untuk memperoleh isopentana dan isoheksana dengan cara mengolah minyak mentah ringan (SR tops) dengan menggunakan distilasi bertekanan. Kapasitas pengolahan unit ini adalah sebesar 2.5 MBCD. Umpan yang masuk ke unit ini adalah SR tops yang berasal dari unit-unit CD dan rediss. Proses yang terjadi dapat digambarkan seperti pada Lampiran C dan dapat dijelaskan sebagai berikut.

Umpan yang masuk ke unit ini terpisah menjadi dua aliran. Masing-masing aliran mengalami pemanasan dalam alat penukar panas yang memanfaatkan produk keluaran kolom stabilizer. Setelah dipanaskan, umpan tersebut masuk secara paralel masing-masing ke kolom C dan kolom A dan kemudian didistilasi pada tekanan tertentu.

Produk atas yang dihasilkan kolom C dan A masing-masing didinginkan dan ditampung pada tangki 8-1 dan 8-6. Gas yang tidak terkondensasi pada tangki-tangki ini dikeluarkan sebagai refinery gas sedangkan kondensatnya sebagian direfluks dan sisanya diumpankan ke kolom B. Produk bawah yang dihasilkan kolom C dan A didinginkan dan dikeluarkan sebagai produk DIH top (light octane mogas component, LOMC).



Pada kolom B dihasilkan produk atas yang setelah didinginkan ditampung dalam tangki 8-6. Gas dari tangki ini digabungkan dengan gas keluaran tangki 8-1 sebagai refinery gas untuk umpan unit SRMGC. Kondensat yang dihasilkan sebagian direfluks dan sisanya dikeluarkan sebagai produk crude butane. Produk bawah yang dihasilkan kolom B didinginkan dan sebagian dikembalikan ke kolom A sedangkan sisanya dikeluarkan sebagai produk SBPX-40.

4.1.5. Straight Run Motor Gas Compressor (SRMGC)Unit SRMGC merupakan unit yang berfungsi untuk

menaikkan tekanan gas yang dihasilkan oleh unit-unit CD, dan stab C/A/B. Peralatan utama yang terdapat dalam unit ini adalah tiga buah kompresor yang dipasang secara paralel. Kompresor-kompresor ini digerakkan oleh motor bakar yang berbahan bakar gas. Kapasitas desain unit ini adalah sebesar 100 ton/hari pada kecepatan putar 800 rpm untuk tiap kompresor. Proses yang terjadi dalam unit ini dapat digambarkan oleh Lampiran C dan dapat dijelaskan sebagai berikut.

Umpan fraksi gas yang berasal dari pengolahan di CD II/III/IV/V, dan Stab C/A/B dimasukkan ke dalam sebuah buffer tank (9-1) agar kondensat yang terbawa dalam fraksi gas tersebut dapat dipisahkan. Gas yang sudah terbebas dari kondensatnya dikeluarkan dari tangki 9-1 dengan tekanan 0.8 K. Gas tersebut kemudian dinaikkan tekanannya dalam tiga buah kompresor (C-1/2/3) yang dipasang paralel sampai mencapai tekanan 5.5 K.

Gas hasil kompresi kemudian didinginkan oleh cooler (4-1/2/3) dan dimasukkan ke tangki akumulator (9-2). Gas yang tidak terkondensasi pada tangki 9-2 diumpankan ke unit BBMGC untuk dinaikkan kembali tekanannya. Kondensat yang

terbentuk pada tangki 9-2 dikeluarkan dan digabung dengan aliran kondensat dari tangki 9-1 untuk kemudian diumpankan ke unit BB distiller bersama-sama dengan kondensat dari unit BBMGC. Kondensat-kondensat ini disebut sebagai comprimate. Komposisi gas yang masuk ke unit SRMGC dapat dilihat pada Tabel 4.5. berikut ini.

Tabel 4.5. Komposisi Umpan Unit SRMGCKomponen %-wt

C1 0.8C2 2.4C3 25.6

i-C4 13.9n-C4 25.5i-C5 14.2n-C5 9.7C6

+ 5.6CO2 2.3

4.1.6. Butane Butylene Motor Gas Compressor (BBMGC)Sama seperti unit SRMGC, unit BBMGC berfungsi untuk

menaikkan tekanan fraksi gas. Gas yang dikompresi pada unit ini adalah gas yang berasal dari unit SRMGC. Kompresi ini dilakukan oleh tiga buah kompresor (MGC-1/2/3) yang dipasang paralel. Kapasitas desain unit ini adalah sebesar 200 ton/hari. Proses yang terjadi dalam unit ini dapat digambarkan oleh Lampiran C dan dapat dijelaskan sebagai berikut.

Umpan gas dari SRMGC dimasukkan ke kolom distilasi (1201) dimana pada kolom ini terjadi pemisahan fasa dimana C1-C4 berupa fasa gas dan C5

+ berupa kondensat. Gas yang terbentuk pada kolom tersebut sebagian dikeluarkan sebagai



fuel gas sedangkan sisanya dipanaskan lebih lanjut dalam evaporator (3-1) untuk menguapkan kondensat yang mungkin masih terbawa. Kondensat yang terbentuk pada kolom 1201 dinaikkan tekanannya dengan menggunakan pompa P-9/10/14 untuk kemudian diumpankan ke kolom absorber 1-1 unit BB distiller.

Gas keluaran evaporator bertekanan 4 K kemudian dikompresi oleh kompresor sampai tekanannya mencapai 22 K. Gas bertekanan tinggi ini kemudian didinginkan dalam serangkaian cooler (4-7/8/9/10) dan kemudian dimasukkan ke tangki – tangki akumulator (8-1/2/3/4). Gas yang tidak terkondensasi pada tangki – tangki ini dikeluarkan sebagai residual gas untuk kemudian diumpankan ke unit BB distiller sedangkan kondensat yang terbentuk diumpankan ke tangki akumulator 8-5. Gas yang terbentuk pada tangki ini dikeluarkan sebagai comprimate untuk umpan unit BB distiller sedangkan kondensatnya dibuang ke sewer.

4.1.7. Butane Butylene Distiller (BB Distiller)Unit BB distiller berfungsi untuk memisahkan fraksi

butana-butilen dari refinery fuel gas (C1 dan C2) dan propana (C3) yang terdapat dalam umpan gas. Kapasitas desain unit ini adalah sebesar 450 ton/hari. Umpan gas yang masuk ke unit ini terlebih dahulu dikompresi oleh unit SRMGC dan BBMGC. Hal ini dilakukan dengan tujuan agar pemisahan butana dan butilen dapat dilangsungkan mengingat bahwa pada tekanan kamar, zat-zat tersebut berada dalam fasa gas sehingga sulit untuk dipisahkan sedangkan jika dilangsungkan pada tekanan tinggi, gas-gas tersebut berada dalam fasa cair sehingga dapat dipisahkan dengan distilasi (distilasi bertekanan). Peralatan utama yang ada dalam unit ini diantaranya yaitu kolom absorber, depropanizer, debutanizer, dan stripper. Proses yang

terjadi dalam unit ini dapat digambarkan oleh Lampiran C dan dapat dijelaskan sebagai berikut.

Umpan gas yang berasal dari unit SRMGC dan BBMGC (berupa residual gas, comprimate, condenstate, dan unstabilized crack top) dimasukkan ke kolom absorber (1-1). Absorbsi yang dilakukan oleh lean oil (produk bawah kolom stripper) menghasilkan produk atas yang dikeluarkan sebagai refinery fuel gas (melalui tangki 9-4) sedangkan produk bawahnya dipanaskan kembali dan kemudian dimasukkan ke tangki 9-1 untuk kemudian diumpankan ke kolom depropanizer.

Pada kolom depropanizer (1-2), produk atas yang dihasilkan adalah gas propana yang kemudian didinginkan dan ditampung dalam tangki 8-11. Dari tangki ini, sebagian propana yang terkondensasi direfluks dan sisanya dikeluarkan sebagai produk propana sedangkan gas yang tak terkondensasi dialirkan ke tangki 9-4 untuk kemudian dikeluarkan sebagai refinery fuel gas. Produk bawah kolom 1-2 ini dipanaskan kembali dan kemudian diumpankan ke kolom debutanizer (1-3).

Pada kolom debutanizer, produk atas yang dihasilkan adalah fresh buthane-buthylene (FBB) yang merupakan campuran dari senyawa C4 yaitu butana, butilen, dan isobutana. Gas-gas ini kemudian didinginkan dan ditampung pada tangki 8-12. Dari tangki ini, FBB yang terkondensasi direfluks dan sisanya dikeluarkan sebagai produk FBB. Produk bawah kolom 1-3 dipanaskan kembali dan kemudian bersama-sama dengan kondensat dari tangki 9-4 diumpankan ke kolom stripper (1-4).

Pada kolom stripper, dilakukan pelucutan fraksi berat (C5) dari lean oil dengan menggunakan steam. Produk atas yang dihasilkan didinginkan dan kemudian ditampung dalam tangki 8-13. Dari tangki ini, kondensat yang terbentuk sebagian direfluks dan sisanya dikeluarkan sebagai produk stabilized



crack top. Produk bawah kolom ini adalah lean oil yang digunakan sebagai absorben pada kolom 1-1. Pemanasan bottom product dari unit ini dilakukan dengan menggunakan hot oil yang terlah dipanaskan oleh furnace berbahan bakar refinery fuel gas sedangkan pendinginan overhead product dilakukan dengan menggunakan media pendingin cooling water.

Produk keluaran unit ini dapat digunakan untuk bermacam keperluan. Refinery fuel gas dapat digunakan sebagai bahan bakar furnace, propana yang dapat digunakan sebagai bahan baku LPG propana dan untuk pembuatan Musi Cool, fresh buthane-buthylene (FBB) dapat digunakan sebagai bahan baku LPG butana, sedangkan stabilized crack top dapat digunakan sebagai LOMC.

4.1.8. BB TreaterUnit BB treater berfungsi untuk mengurangi kadar

merkaptan, senyawa sulfur, dan senyawa amina dalam campuran butana-butilen keluaran unit BB distiller dan unit FCCU kilang CD&L sebelum diumpankan ke unit polimerisasi. Hal ini dilakukan karena senyawa impurities tersebut dapat meracuni katalis yang digunakan pada unit polimerisasi. Senyawa yang digunakan untuk mengurangi kadar impurities tersebut adalah soda kaustik dengan konsentrasi 35 %-wt dan air. Unit ini terbagi atas dua bagian yaitu settler A (untuk FBB yang berasal dari unit BB distiller) dan settler B (untuk FBB yang berasal dari unit FCCU) dimana pada masing-masing settler terdapat sebuah caustic settler, water settler, dan final settler. Kapasitas desain unit ini adalah sebesar 500 ton/hari. Proses yang terjadi dalam unit ini dapat digambarkan oleh Lampiran C dan dapat dijelaskan sebagai berikut.

Umpan FBB masuk bersama-sama dengan soda kaustik, yang disuplai tangki penampungan S-20, ke dalam caustic settler (9-26/27). Pada tangki ini merkaptan dan senyawa sulfur lainnya akan bereaksi dengan soda kaustik menurut :

RSH + NaOH → RSNa + H2O

H2S + NaOH → NaS + H2O

Senyawa hasil reaksi bersama-sama dengan soda kaustik memiliki berat jenis yang lebih besar daripada campuran butana-butilen sehingga mereka akan terpisahkan pada bagian bawah tangki. Campuran butana-butilen yang sudah bebas dari senyawa sulfur dikeluarkan dari tangki 9-26/27 untuk kemudian dimasukkan ke water settler (9-28/31) sedangkan soda kaustik yang tersisa dikeluarkan dari bagian bawah tangki untuk kemudian disirkulasikan sebagian dan sisanya dialirkan ke tangki penampungan NaOH spent (S-19).

Pada water settler, dilakukan injeksi air sehingga senyawa amina (RNH2) terlarut di dalam air. Adanya perbedaan polaritas dan perbedaan berat jenis diantara keduanya, menyebabkan senyawa amina yang terlarut dalam air terpisahkan dari campuran butana-butilen dimana air berada dibagian bawah. Air tersebut kemudian dikeluarkan dari bagian bawah tangki untuk kemudian dibuang ke sewer sedangkan campuran butana-butilen dimasukkan ke final settler (9-29/30). Pada tangki ini, dilakukan pemisahan tahap akhir dari senyawa-senyawa pengotor yang mungkin masih terbawa dalam campuran butana-butilen. Setelah bebas dari semua senyawa pengotor, campuran butana-butilen kemudian dikeluarkan untuk kemudian dimasukkan ke tangki penampungan (1252/53 dan 1205/06) atau langsung diumpankan ke unit poloimerisasi dan unit alkilasi.



4.1.9. PolimerisasiUnit polimerisasi merupakan unit yang berfungsi untuk

melakukan polimerisasi dari produk keluaran unit BB treater sehingga dapat dijadikan bahan baku komponen mogas (high octane mogas component, HOMC) dan juga sebagai umpan unit alkilasi. Polimerisasi tersebut dilakukan dengan mengkombinasikan olefin ringan (terutama propilen dan butilen) sehingga dihasilkan polimer iso-octylene yang memiliki angka oktan 88 menurut reaksi berikut ini.

Umpan unit polimerisasi yang berasal dari unit BB distiller memiliki kadar butilen sebesar 20 % sedangkan umpan yang berasal dari unit FCCU kilang CD&L memiliki kadar butilen sebesar 60 % sedangkan sisanya merupakan campuran dari propana, propilen, butana, dan isobutana. Kapasitas produksi unit ini yaitu sebesar 2 MBCD.

Katalis yang digunakan pada unit ini adalah katalis padat yang bersifat asam, yaitu P2O5 (solid phosphoric acid, SPA). Umur katalis ini adalah sekitar tiga bulan dengan waktu penggantian adalah sekitar 2-3 minggu.

Unit ini terdiri atas sembilan buah konventer (reaktor) yang dipisahkan menjadi tiga bagian (A, B, C) dan sebuah stabilizer. Proses yang terjadi pada unit ini dapat digambarkan seperti pada Lampiran C dan dapat dijelaskan sebagai berikut.

Umpan yang berasal dari tangki penampungan butana-butilen dipompakan oleh P-1/2/3 dan dibagi ke dalam tiga buah aliran yang masing – masingnya menuju ke tiga set konverter yang berbeda (A, B, dan C). Pada tiap aliran tersebut, umpan dipanaskan dengan menggunakan preheater dan final heater. Setelah dipanaskan, ketiga cabang aliran tersebut masing-masing terbagi tiga lagi dimana tiap aliran menuju ke satu buah konverter pada tiap set (A-1/2/3, B-1/2/3, dan C-1/2/3). Umpan

tersebut masuk dari bagian atas masing-masing konverter dan produk polimerisasi yang terbentuk dikeluarkan dari bagian bawahnya uintuk kemudian diumpankan ke kolom stabilizer.

Pada kolom stabilizer (1-1), dihasilkan produk atas yang kemudian didinginkan dan kemudian ditampung dalam tangki 8-1. Pada tangki tersebut, gas yang tidak terkondensasi dikeluarkan untuk dibakar dalam sistem flaring sedangkan kondensat yang terbentuk sebagian direfluks, sebagian dibuang ke sewer, sedangkan sisanya didinginkan lagi untuk kemudian diumpankan sebagai residue buthane-buthylene (RBB) untuk unit alkilasi. Produk bawah yang dihasilkan kolom 1-1 didinginkan dan dikeluarkan sebagai polimer HOMC.

Konverter yang digunakan pada unit ini memiliki bentuk seperti heat exchanger tipe shell and tube. Dimana pada bagian dalam (tube side) dialirkan umpan dan katalis sehingga bagian tersebut merupakan tempat terjadinya reaksi sedangkan pada bagian luar (shell side) mengalir minyak (oil) yang digunakan untuk mengatur temperatur reaksi. Minyak yang dialirkan ada tiga macam, yaitu :

1. Hot oil, yang berasal dari pemanasan menggunakan furnace

2. Warm oil, yang berasal dari preheater3. Cold oil, yang berasal dari cooler

Dengan mengatur laju alir dari masing-masing jenis minyak ini, temperatur reaksi dapat diatur sehingga reaksi dapat berlangsung pada suhu optimumnya, yaitu minimum 150C. Pengaturan temperatur ini perlu dilakukan karena reaksi polimerisasi yang terjadi adalah reaksi yang bersifat eksotermik dengan panas reaksi yang dapat dilihat pada Tabel 4.6. berikut ini.

Tabel 4.6. Panas Reaksi Polimerisasi Olefin



Jenis olefinPanas reaksi

(kcal/kg olefin)Propilen 2.250Butilen 1.420Amilen 1.220

4.1.10. AlkilasiUnit alkilasi dibangun pada tahun 1940 dengan kapasitas

pengolahan sebesar 155 ton/hari. Unit ini berfungsi untuk menghasilkan produk light alkylate berangka oktan tinggi berupa senyawa hidrokarbon bercabang dengan cara mereaksikan isobutana dengan olefin ringan. Produk reaksi senyawa alkilasi sangat tergantung pada komposisi umpan. Konsentrasi isobutana yang tinggi sangat diharapkan agar dapat dihasilkan produk bernilai oktan tinggi. Katalis yang digunakan untuk reaksi alkilasi tersebut adalah asam sulfat (H2SO4) dengan konsentrasi 98 %-wt. Untuk reaksi alkilasi dengan katalis asam sulfat, reaksi tersebut terjadi pada suhu rendah, sekitar 0-8C, sehingga diperlukan suatu sistem pendinginan.

Umpan yang masuk ke unit ini adalah RBB yang berasal dari unit polimerisasi. Umpan ini umumnya merupakan campuran dari iC4, i-butilen, 2-butilen, isobutene, normal butene, propana, dan propilen. Semua isomer butilen tersebut akan bereaksi dengan isobutana sehingga alkilat ringan yang dihasilkan sebagian besar berupa campuran 2,3,3-/2,2,3-/2,2,4-trimetil pentana sebanyak 90 % sedangkan sisanya adalah campuran isopentana, isomer heksana, heptana, dan molekul yang lebih berat dari oktana. Raksi alkilasi yang diharapkan terjadi adalah:

Komposisi produk yang dihasilkan unit ini dapat dilihat pada Tabel 4.7. Proses yang terjadi dalam unit alkilasi terbagi menjadi tiga bagian yaitu bagian reaktor, distilasi, dan sistim pendingin. Proses ini dapat digambarkan seperti pada Lampiran C dan akan dijelaskan sebagai berikut.

Tabel 4.7. Komposisi Produk Unit Alkilasi

SenyawaKomposisi

(%-v)Propan 0.05Isobutan 0.04n-butan 0.92Isopentan 8.76n-pentan 0.23C6 (total) 7.29C7 (total) 30.61C8

+ 52.10

4.1.10.1 ReaktorUmpan dan isobutane recycle (bottom product kolom

depropanizer) yang akan masuk ke reaktor (2-3/1/2) terlebih dahulu didinginkan pada heat exchanger (HE, 6-2/3) sampai suhunya 25C untuk kemudian dimasukkan ke reactor feed blend tank (8-8). Pada tangki ini, air yang masih terkandung dalam umpan dipisahkan agar tidak menurunkan kepekatan katalis asam sulfat yang dapat mengakibatkan turunnya kecepatan reaksi alkilasi dan meningkatkan konsumsi asam. Umpan yang telah bebas air didinginkan dalam propane chiller



(3-3/1/2) bersama-sama dengan katalis, dan sirkulasi produk reaktor sampai suhunya mencapai 3-10C. Setelah pendinginan dilakukan, umpan beserta katalis dan produk reaktor dimasukkan ke dalam reaktor.

Reaktor yang digunakan unit alkilasi adalah reaktor yang terdiri atas tiga rangkaian paralel dari tangki vertikal dengan perforated plate. Umpan dingin dimasukkan ke dalam reaktor dari bagian atas. Pada reaktor tersebut berlangsung reaksi alkilasi pada temperatur 3-8C dengan pengadukan yang dilakukan oleh perforated plate. Produk reaksi dikeluarkan dari bagian bawah dimana sebagian disirkulasikan sedangkan sisanya dimasukkan ke reaktor acid separator (8-10/5/6). Pada separator ini, katalis asam sulfat dipisahkan dari campuran hidrokarbon dengan memanfaatkan perbedaan polaritas dan perbedaan densitas diantara keduanya. Asam yang bersifat polar dan lebih berat akan berada di bagian bawah tangki sedangkan hidrokarbok yang bersifat tidak polar dan lebih ringan akan berada di bagian atas tangki. Asam yang sudah dipisahkan dikembalikan ke reaktor sedangkan hidrokarbon hasil alkilasi dimasukkan ke final separator (8-7) untuk meyakinkan tidak ada katalis asam yang terbawa. Asam yang terpisahkan pada separator ini dibuang ke sewer sedangkan hidrokarbonnya dimanfaatkan untuk mendinginkan umpan reaktor dan kemudian dimasukkan ke caustic feed settler (8-9) untuk menetralkan asam yang mungkin masih terbawa dengan cara pereaksian dengan soda kaustik. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut :

2NaOH + H2SO4 → 2 H2O + Na2SO4

Garam dan air yang terbentuk bersama-sama dengan soda kaustik yang belum terpakai akan berada di bagian bawah tangki karena densitas yang lebih berat sedangkan hidrokarbon akan berada di bagian atas. Hidrokarbon keluaran tangki ini,

yang merupakan campuran hasil alkilasi, butana, isobutana, dan propana, akan diumpankan ke bagian distilasi. Soda kaustik yang digunakan akan diganti jika kadarnya minimum 40 g/L.

4.1.10.2 DistilasiBagian distilasi terdiri dari empat buah kolom distilasi,

yaitu kolom deisobutanizer (1-1), kolom depropanizer (1-2), kolom stabilizer (1-3), dan kolom rerun (1-4). Proses yang terjadi dapat dijelaskan sebagai berikut.

Produk keluaran reaktor dimasukkan ke kolom deisobutanizer dimana pada kolom ini dihasilkan produk atas yang kemudian dikirimkan ke kolom depropanizer sedangkan produk bawahnya dipanaskan dan dikirim ke kolom stabilizer.

Pada kolom depropanizer, dihasilkan produk atas berupa propana yang sebagian dipakai sebagai fuel gas, sebagian lagi untuk chilling system, dan sisanya dikirim ke tangki penampungan propana (TK-1260/62). Produk bawah yang dihasilkan kolom ini adalah isobutana yang digunakan sebagai recycle isobutana dan sisanya ditampung dalam tangki penampungan isobutana (TK-1250/51).

Pada kolom stabilizer, dihasilkan produk atas berupa normal butana yang dimanfaatkan sebagai komponen LPG dan ditampung dalam tangki penampungan (TK-1252/53). Produk bawah kolom ini dipanaskan kembali dan diumpankan ke kolom rerun.

Pada kolom rerun, dihasilkan produk atas berupa light alkylate yang dimanfaatkan untuk pembuatan avigas atau HOMC dan kemudian ditampung dalam tangki penampungan. Produk bawah yang dihasilkan kolom ini adalah heavy alkylate yang kemudian ditampung dalam tangki penampungan (TK-1256/57/58) dan dimanfaatkan sebagai lean oil untuk unit BB distiller atau sebagai slop oil.



4.1.10.3 Sistem PendinginSistem pendinginan yang digunakan pada unit ini adalah

propane chiller. Untuk mendapatkan propana cair yang dingin, dipakai sistem propane refrigeration. Proses yang terjadi dapat dijelaskan sebagai berkut.

Propana cair yang dihasilkan sebagai produk atas kolom depropanizer dikeringkan dengan CaCl2 dalam propane dryer untuk kemudian ditampung dalam refrigerant accumulator (9-6). Propana cair ini kemudian dialirkan ke chiller untuk mendinginkan umpan reaktor. Setelah tugasnya terlaksana, propana cair ini kemudian dimasukkan ke refrigerant scrubber (9-5), dimana pada tangki ini, propana diuapkan (evaporasi) dan kemudian dikompresi pada kompresor (C-17/18/44/47). Uap propana bertekanan ini kemudian dikondensasikan dengan menggunakan kondenser (5-7/8/9/10) dan setelah terkondensasi, propana cair ini dikembalikan ke tangki 9-6 untuk kemudian disirkulasikan kembali.

4.1.11. Caustic TreaterUnit ini berfungsi untuk menghilangkan senyawa sulfur

(S) dan merkaptan dengan menggunakan soda kaustik (NaOH). Umpan yang masuk adalah LKD dan SR tops.

Proses yang terjadi dapat dijelaskan sebagai berikut. Umpan sebelum dimasukkan ke dalam tangki horizontal dicampur dengan aliran recycle NaOH. Produk yang telah bebas senyawa sulfur dan merkaptan diambil dari atas tangki. Untuk umpan SR tops, setelah konsentrasi NaOH menurun, seluruh NaOH dibuang melalui bagian bawah tangki lalu diganti dengan fresh NaOH. Untuk umpan LKD, secara kontinu diinjeksikan fresh NaOH dan dilakukan blow down. NaOH yang telah terpakai dialirkan kembali ke dalam tangki.

4.1.12. Sulphuric Acid Recovery Unit (SARU)Unit SARU berfungsi untuk meningkatkan kembali

konsentrasi asam sulfat yang mengalami penurunan selama proses alkilasi. Hal ini harus dilakukan karena apabila konsentrasi asam sulfat yang digunakan kurang dari 98 %-wt maka perolehan alkilat ringan dari proses alkilasi akan berkurang akibat adanya reaksi samping yang membentuk ester dan senyawa pengotor lainnya. Selain itu, ester yang terbentuk sulit dipisahkan dari campuran alkilat sehingga saat dipanaskan kembali di reboiler, ester tersebut akan terbawa dan kemudian akan terdisosiasi menghasilkan asam yang dapat menimbulkan korosi pada peralatan proses.

Proses yang terjadi dapat dijelaskan sebagai berikut. Asam yang sudah terpakai (spent acid) dimasukkan ke ruang pembakar dan dibakar hingga suhunya 1100°C sehingga dihasilkan gas SO2. Gas tersebut dialirkan ke sebuah humidifier dan kemudian ke sebuah miscottrell yang terdiri dari lempengan-lempengan berlistrik agar terjadi proses ionisasi. Dari miscottrell, gas SO2 dihembuskan ke konverter yang terdiri dari tiga tingkat dan menggunakan katalis V2O5. Setelah dari konverter, hasil reaksi dimasukkan ke kolom absorber dimana pada kolom ini semua pengotor yang tidak diinginkan diabsorpsi dengan menggunakan air sehingga dihasilkan fresh acid (H2SO4, 98 %-wt).

4.2. Kilang Crude Distiller and Light Ends (CD & L)Kilang CD&L merupakan kilang yang termasuk ke dalam

unit produksi I. Sama seperti kilang CD&GP, kilang ini bertugas untuk mengolah minyak mentah menjadi fraksi-fraksinya dan terbagi atas tiga bagian seperti yang dapat dilihat pada Tabel 4.8.

Tabel 4.8. Peralatan Pada Tiap Tahapan Proses di Kilang CD&L



Proses primer Proses sekunder TreatingCD VI

Rediss III dan IV

HVU II (High Vacuum Unit)FCCU (Fluid Catalytic Cracking

Unit)Stab III

Caustic treater

Secara umum, kilang CD&L dapat digambarkan seperti pada Gambar 4.2.

Gambar 4.2. Diagram Blok Kilang CD&L

4.2.1. Crude Distiller VI CD VI berfungsi untuk memisahkan fraksi-fraksi minyak

bumi berdasarkan perbedaan titik didih pada distilasi atmosferik. Unit ini terdiri dari dua buah kolom distilasi yaitu kolom T-1 dan

kolom T-2 dengan kapasitas produksi total sebesar 15 MBCD. Kondisi operasi kedua kolom ini dapat dilihat pada Tabel 4.9.

Umpan minyak mentah yang masuk ke unit ini adalah Ramba Crude Oil dan Sumatera Light Crude. Proses yang terjadi dapat digambarkan seperti pada Lampiran C dan akan dijelaskan sebagai berikut.

Minyak mentah yang masuk ke unit CD VI dipecah menjadi tiga cabang aliran yang masing-masingnya mengalami proses preheating. Pada cabang pertama, minyak dipanaskan dengan menggunakan overhead partial condenser (E-2 dan E-3). Pada cabang kedua, minyak dipanaskan dengan menggunakan ADO and kerosene exchanger (E-6 dan E-7). Pada cabang ketiga, minyak dipanaskan di dapur (convection section furnace, F-1). Jenis fluida yang mengalir pada masing-masing preheater dapat dilihat pada Tabel 4.10.

Setelah dilakukan preheating, ketiga cabang aliran ini dimasukkan ke dalam fresh feed accumulator (D-2). Pada drum ini dilakukan penggabungan feed yang sudah sedikit panas. Campuran ini kemudian dikeluarkan dari bawah dan dikirim ke furnace F-1 untuk pemanasan lebih lanjut.

Dari furnace, minyak panas kemudian dimasukkan ke tray kedua dari kolom T-1. Pada kolom ini terjadi proses penguapan fraksi ringan dari minyak mentah. Uap fraksi ringan yang terbentuk mengalir melalui tray-tray yang ada (tipe tray yang digunakan adalah bubble cap) dan keluar sebagai produk atas. Sebelum dimasukkan ke kolom T-2, uap ini dimanfaatkan terlebih dahulu untuk memanaskan feed pada preheater E-2. Produk bawah yang dihasilkan kolom ini adalah long residue yang sebagian akan diumpankan ke unit FCCU dan sisanya ditampung dalam tangki. Selain kedua produk tersebut, kolom ini juga menghasilkan produk side stream yang dikeluarkan dari tray ke delapan. Produk ini adalah diesel oil yang setelah ditarik



keluar akan dimasukkan ke kolom stripper (D-3). Uap yang dihasilkan kolom D-3 dimasukkan kembali ke kolom T-1 sedangkan fasa cairnya dikeluarkan sebagai diesel oil dengan terlebih dahulu didinginkan di ADO exchanger (E-6) dan FF exchanger (E-5). Untuk mencegah agar overhead condenser dan distillate drum tidak mengalami overheating dan korosi akibat kehadiran air dn larutan asam maka ke dalam aliran overhead condenser diinjeksikan amoniak.

Produk atas kolom T-1 yang telah didinginkan dimasukkan ke tray ke empat dari kolom T-2. Setelah terjadi penguapan, uap yang keluar dari bagian atas kolom ini dimanfaatkan untuk memanaskan feed di preheater E-3. Produk atas kolom T-2 ini kemudian didinginkan lebih lanjut pada cooler box (media pendinginnya adalah air) untuk kemudian dimasukkan ke distiller drum (D-4). Dari bagian atas drum D-4 dihasilkan gas yang dimanfaatkan sebagai fuel gas dari furnace HVU. Dari bagian bawahnya, dihasilkanlah cairan yang sebagian dikeluarkan sebagai nafta sedangkan sisanya dimasukkan kembali ke kolom T-2. Produk bawah yang dihasilkan kolom T-2 adalah kerosene. Sebagian dari kerosene yang dihasilkan ini dimasukkan ke bagian atas kolom T-1 dan sisanya didinginkan di E-7 dan E-4 dan dikirim ke tangki penampungan sebagai kerosene cair. Produk keseluruhan yang dihasilkan oleh CD VI dapat dilihat pada Tabel 4.11

4.2.2. High Vacuum Unit (HVU)Unit HVU merupakan unit yang mirip dengan unit CD,

perbedaan diantara keduanya hanya terletak pada kondisi operasi kolom fraksionasi. Pada unit HVU, pemisahan fraksi minyak mentah dilakukan pada tekanan yang mendekati kondisi vakum yaitu sekitar 50-60 mmHg. Hal ini dilakukan dengan tujuan untuk mendapatkan kembali fraksi ringan yang masih terkandung

dalam long residue yang berasal dari CD tanpa memicu timbulnya perengkahan termal. Perengkahan termal yang terjadi dapat menimbulkan kerugian karena :

Perusakan warna produk Munculnya deposit coke pada bagian bawah kolom

fraksionasi Turunnya kualitas produk akibat kandungan karbon

yang meningkatUmpan long residue yang masuk ke unit ini ada dua

macam, yaitu : Hot feed, berasal dari unit-unit CD kilang CD&GP Cold feed, berasal dari tangki-tangki penampungan long

residue dari CD VIKapasitas pengolahan maksimum unit ini adalah sebesar 54

MBSD. Kondisi operasi unit ini dapat dilihat pada Tabel 4.12. Secara umum proses yang terjadi pada unit ini dapat dilihat pada Lampiran C dan akan dijelaskan sebagai berikut.

Kedua umpan yang datang menuju unit ini terlebih dahulu dicampurkan dalam sebuah tangki sehingga suhunya menjadi sekitar 180 – 190 °C. Setelah pencampuran sudah dilakukan, feed dipanaskan dalam sejumlah preheater yang memanfaatkan produk-produk keluaran kolom fraksionasi sampai suhunya mencapai 280 – 284 °C. Pemanasan selanjutnya dilakukan di furnace, berbahan bakar fuel gas dan fuel oil, hingga suhunya 395 – 405 °C. Suhu yang tinggi dapat memicu pembentukan coke pada tube furnace. Untuk mencegah hal ini, dilakukan injeksi medium pressure steam (MP steam) oleh tiga buah steam jet ejector yang dipasang seri. Keluaran furnace diumpankan ke bagian bawah kolom fraksionasi vakum, yang memiliki tray tipe sieve, sehingga terjadi pemisahan fraksi-fraksi.

Produk atas yang dihasilkan kolom fraksionasi adalah light vacuum gas oil (LVGO) yang digunakan sebagai komponen



mogas. Produk bawah kolom ini adalah vacuum residue yang digunakan untuk pembuatan light sulphur waxes residue (LSWR). Produk side streamnya adalah medium vacuum gas oil (MVGO) dan heavy vacuum gas oil (HVGO) yang akan diumpankan ke FCCU dan juga sebagai blending ADO.

Produk yang dihasilkan sebagian dikembalikan ke kolom fraksionasi sebagai refluks dan sisanya didistribusikan ke bagian yang membutuhkan atau dikeluarkan sebagai produk akhir. Sebelum didistribusikan ke bagian lain, produk-produk unit HVU dimanfaatkan terlebih dahulu untuk memanaskan feed, untuk membangkitkan steam, dan sisanya dikirim ke unit utilitas.

Overhead vapor yang dihasilkan dikondensasikan pada precondenser. Untuk mempertahankan kondisi vakum dari kolom fraksionasi, precondenser ini dihubungklan dengan steam jet ejector tiga tahap.

Tabel 4.9. Kondisi Operasi Kolom Kolom Distilasi CD VI

Kolom Parameter Nilai Kolom Parameter Nilai

T - 1

Temperatur (°F)

T - 2

Temperatur (°F) flash zone 670 flash zone 300 top 480 top 260 bottom 645 bottom 290

Tekanan (psi) Tekanan (psi) flash zone 19,6 flash zone 14 top 18 top 12 jumlah tray 10 jumlah tray 14

Tabel 4.10. Fluida yang Mengalir dalam Exchanger

Exchanger Fluida panas Fluida dinginE - 2 minyak mentah produk atas kolom T-1E - 3 minyak mentah produk atas kolom T-2

E - 4 air pendingin keroseneE - 5 air pendingin diesel oilE - 6 minyak mentah diesel oilE - 7 minyak mentah kerosene

Tabel 4.11. Produk yang Dihasilkan CD VI dan Redistiller III/IVUnit pemroses CD VI Redistiller III/IV

Produk ton/hari %-wt %-v bbl/day %-wtOff gas 4.7 0.23 0.35 43.76 0.27Nafta 181 9.03 10.75 486.83 7.6Kerosene 361 18.01 19.1 711.1 11.7ADO 163 8.13 8.39 1,077.59 18.5Long residue 1,290 64.37 61.02 3,150.72 61.93Loss 4.3 0.2 0.4 - -

Tabel 4.12. Kondisi Operasi HVU Tabel 4.13.Yield Produk HVU

Parameter NilaiProduk

YieldTekanan (mmHg) %-wt %-v

Flash zone 110 LVGO 26.4 27.88Vapor line 75 MVGO 19.66 20.44

Temperatur (°C) HVGO 20.21 20.61bottom 395 LSWR 33.28 31.62

top 55LVGO draw off 170MVGO draw off 282HVGO draw off 347

4.2.3. Fluid Catalytic Cracking Unit (FCCU)Unit FCCU merupakan unit yang berfungsi untuk

merengkah long residue pengolahan minyak mentah menjadi



fraksi-fraksi ringan yang diinginkan dengan bantuan katalis panas. Perengkahan yang terjadi dalam unit ini dilakukan secara katalitik dengan menggunakan katalis silika alumina (zeolit). Katalis tersebut berupa butiran halus (20 – 140 mikron) yang bergerak seperti fluida cair dan bersirkulasi timbal balik antara reaktor dan regenerator secara kontinu. Peralatan utama yang ada di unit ini adalah sepasang reaktor-regenerator yang digunakan untuk reaksi perengkahan yang juga didukung dengan seperangkat peralatan tambahan dan kolom fraksionasi. Proses yang terjadi dalam unit ini dapat digambarkan seperti pada Lampiran C dan akan dijelaskan sebagai berikut.

4.2.3.1 FCC Reaction Section FCC yang digunakan merupakan FCC model IV dari

lisensi EXXON USA yang didirikan pada tahun 1956 dan dioperasikan untuk pertama kalinya pada tahun 1957. Pada PKM I (tahun 1984), dilakukan pergantian motor penggerak yang semula berkecepatan 60 siklus/detik menjadi 50 siklus/detik dan pada PKM II (tahun 1992), dilakukan revamping dari model yang lama menjadi model riser cracking dengan lisensi dari IFP/Total, Perancis. Modifikasi-modifikasi ini menyebabkan terjadinya peningkatan kapasitas produksi, yang semula hanya 14,500 BPSD menjadi 20,500 BPSD. Selain itu, dengan modifikasi dimungkinkan perubahan komposisi umpan dengan menambahkan minyak residu sehingga produk LSWR dapat dikurangi.

Umpan yang diolah pada unit ini merupakan minyak rantai panjang dengan bilangan oktan yang rendah. Perengkahan minyak tersebut dilakukan dengan tujuan untuk memperoleh minyak dengan bilangan oktan yang lebih tinggi dan lebih bernilai ekonomis. Alat utama yang ada pada unit ini adalah reaktor dan regenerator katalis yang saling terhubung

satu sama lainnya. Kapasitas pengolahan unit ini adalah sebesar 20,500 BCD. Produk dan yield dari unit ini dapat dilihat pada Tabel 4.14.

Umpan yang masuk ke reaktor terdiri dari long residue (bertemperatur 150°C) dan M – HVGO (bertemperatur 220°C) dengan perbandingan 1 : 4. Pertama – tama, umpan ini dipanaskan dalam sejumlah preheater dengan memanfaatkan produk kolom fraksionasi dan kemudian dipanaskan lagi dalam furnace sampai suhunya mencapai 331°C. Ke dalam umpan panas ini kemudian diinjeksikan antimony (dengan kecepatan 0.75 – 2.1 kg/jam) dengan tujuan untuk mencegah peracunan katalis akibat kandungan logam dalam umpan. Setelah itu, umpan dikabutkan dengan menggunakan steam. Pengabutan ini dilakukan dengan tujuan untuk mengurangi deposit coke pada katalis.

Setelah dilakukan pengabutan, umpan dimasukkan ke dalam riser dengan bantuan injeksi steam dari enam buah injector. Saat berada di dalam riser, umpan akan bereaksi dengan katalis padat bersuhu 700°C yang berasal dari regenerator. Akibat injeksi steam, campuran ini bergerak ke atas (rise) dan kemudian masuk ke dalam reaktor. Reaksi perengkahan terjadi sepanjang riser sampai masuk ke dalam reaktor dengan suhu sekitar 520°C dan menghasilkan bermacam-macam produk perengkahan. Suhu reaksi yang cukup tinggi menyebabkan hidrokarbon ringan hasil perengkahan berfasa gas.

Hidrokarbon ringan yang diperoleh dari perengkahan akan terbawa ke bagian atas reaktor dan kemudian masuk ke siklon. Pada siklon ini, terjadi pemisahan katalis dari hidrokarbon ringan. Hidrokarbon ringan yang telah bebas katalis dikeluarkan dari bagian atas reaktor dan diumpankan ke kolom fraksionasi untuk proses pemisahan lebih lanjut secara



distilasi, sedangkan katalisnya jatuh ke bawah akibat gaya gravitasi dan bergabung dengan sisa campuran reaksi.

Campuran minyak yang belum terengkah kemudian dilucuti dengan steam. Hal ini dilakukan dengan tujuan untuk menghilangkan sisa-sisa hidrokarbon dari katalis.

Pembentukan coke akibat reaksi perengkahan menyebabkan keaktifan katalis berkurang. Hal ini terjadi karena coke yang terbentuk menutupi sebagian permukaan aktif dari katalis. Katalis yang berada dalam kondisi ini disebut sebagai spent catalyst, dengan kandungan coke sebesar 0.9 – 1.3 %-wt. Karena hal inilah katalis perlu diregenerasi agar dapat digunakan kembali.

Untuk peregenerasian, katalis dialirkan kembali ke dalam regenerator dengan pengaturan yang dilakukan oleh control air blower (CAB) dan spent slide valve (SSV). Katalis yang sudah masuk ke dalam regenerator dioksidasi (partial combustion) dengan tujuan untuk mengurangi kandungan coke-nya. Coke tersebut dibakar dengan menggunakan udara yang disuplai oleh main air blower (MAB) sehingga dihasilkanlah katalis bersih, CO, CO2, dan H2O. Katalis bersih yang dihasilkan disebut dengan regent catalyst akan dialirkan kembali ke reaktor untuk bereaksi (kadar coke-nya 0.3 – 0.5 %-wt). Sedangkan gas-gas hasil oksidasi akan bergerak ke bagian atas regenerator dan kemudian masuk ke dalam siklon dua tahap. Siklon ini digunakan dengan tujuan untuk menangkap kembali padatan katalis yang mungkin terbawa oleh gas-gas tersebut. Setelah melewati siklon, gas-gas tersebut dikeluarkan dari bagian atas regenerator dengan suhu 676 °C untuk kemudian dimanfaatkan untuk menghasilkan steam pada sistem waste heat recovery unit (WHRU).

Reaksi oksidasi coke yang terjadi pada suhu 650 – 750 °C menghasilkan panas. Panas tersebut dimanfaatkan untuk

memanaskan campuran reaksi pada riser dan reaktor. Jika panas yang dihasilkan reaksi oksidasi tidak mencukupi kebutuhan reaktor maka ke dalam regenerator dimasukkan torch oil (IDO) untuk menambah panas yang dihasilkan reaksi oksidasi.

Pada kondisi start up, ke dalam riser diinjeksikan pula injeksi heavy cycle oil (HCO) dan nafta. Injeksi ini dikendalikan oleh mixed temperature control (MTC) yang terletak sedikit di atas lokasi injeksi umpan. Injeksi HCO dilakukan dengan tujuan untuk meningkatkan temperatur regenerator sedangkan nafta diinjeksikan dengan tujuan untuk meningkatkan cracking selectivity terhadap gas oil.

Satu hal penting yang perlu diketahui tentang reaktor-regenerator unit ini adalah bagaimana cara spent catalyst dapat mengalir dari reaktor ke regenerator dan sebaliknya. Hal ini dapat dilakukan dengan sedikit mengatur tekanan kedua alat menggunakan kerangan. Tekanan operasi reaktor lebih besar daripada tekanan regenerator sehingga memungkinkan spent catalyst untuk mengalir ke regenerator. Pada pipa yang menghubungkan reaktor dan regenerator, terdapat sebuah kerangan yang disebut regent slide valve (RSV) yang digunakan untuk mengendalikan tekanan. Kerangan ini akan dibuka untuk mengalirkan katalis dari regenerator ke reaktor jika tekanan total regenerator lebih besar daripada reaktor. Penambahan tekanan regenerator ditimbulkan oleh ketinggian katalis dalam pipa tersebut.

4.2.3.2 Fractionation SectionPada bagian ini terjadi fraksionasi hidrokarbon ringan

hasil perengkahan. Bagian ini terdiri dari dua buah kolom fraksionasi. Umpan yang datang akan dimasukkan ke bagian bawah kolom fraksionasi pertama (FC-T-1). Produk atas kolom ini dijadikan sebagai umpan kolom kedua sedangkan produk



bawahnya adalah slurry oil yang sebagian dikembalikan ke kolom 1 dan sisanya dipakai untuk memanaskan feed reaktor untuk kemudian ditampung dan digunakan sebagai LSWR. Produk side stream yang dihasilkan adalah HCO yang akan diinjeksikan ke reaktor.

Pada kolom fraksionasi kedua (FC-T-20), produk bawah yang dihasilkan sebagian dikembalikan ke kolom 1 sedangkan sisanya ditampung dalam sebuah stripper. Pada stripper, produk atasnya dikembalikan ke tray ke 8 dari kolom 2 sedangkan produk bawahnya didinginkan dan dikeluarkan sebagai light cycle oil (LCO, komponen IDO dan digunakan sebagai thinner dan untuk blending LSWR) dan torch oil untuk regenerator. Dari tray ke 15 kolom 2, dihasilkan produk side stream berupa lean oil yang sebagian dikembalikan ke kolom 2 sedangkan sisanya dimasukkan ke bagian light end. Produk atas kolom 2 berupa gas dan gasoline didinginkan di overhead partial condenser (FC-E-4) dan overhead trim condenser (FC-E-20) untuk kemudian ditampung dalam tangki distilat (FC-D-7). Pada tangki ini terjadi pemisahan air dari produk dan dihasilkan dua fasa dimana fasa cairnya (nafta) sebagian dikembalikan ke kolom 2 dan sisanya diambil sebagai nafta dan gasoline yang diumpankan ke bagian light end, sedangkan fasa gasnya (wet gas) diumpankan juga ke bagian light end.

4.2.3.3 Light End and Gas Compression Section Pada bagian ini, umpan gas yang masuk dari kolom 2

akan dipisahkan menjadi komponen-komponen ringan penyusunnya. Peralatan utama yang terdapat dalam unit ini adalah kompresor gas (dalam gas compression section), serta absorber, stripper, debutanizer, dan stabilizer (yang tergabung dalam gas and gasoline separation section). Proses yang terjadi dapat dijelaskan sebagai berikut.

Wet gas yang berasal dari FC-D-7 dikompresi oleh wet gas compressor dua tahap (FLRS-C-101) dan kemudian ditampung dalam vessel compression suction drum (FLRS-D-401). Pada drum ini, terjadi pemisahan air dan dihasilkan dua fasa. Gas keluaran drum ini (15 K – 110°C) diumpankan ke kolom primary absorber (FLRS-T-401) sedangkan fasa cairnya diumpankan ke kolom stripper (FLRS-T-403).

Pada kolom primary absorber, gas keluaran FLRS-D-401 diabsorbsi dengan menggunakan nafta yang disuplai dari overhead kolom FC-T-20. Produk atas kolom ini dimasukkan ke kolom sponge stripper (FLRS-T-402) sedangkan produk bawahnya digabungkan dengan aliran overhead kolom stripper menuju FLRS-D-401.

Pada kolom FLRS-T-402, umpan yang masuk dari bagian bawah dilucuti dengan menggunakan lean oil yang berasal dari kolom FC-T-20 (yang masuk dari bagian atas). Setelah proses pelucutan dilakukan, dihasilkan produk atas yang dikeluarkan sebagai fuel gas dan dihasilkan juga produk bawah yang dikeluarkan sebagai rich oil yang kemudian dikembalikan ke kolom FC-T-20.

Fasa cair dari FLRS-D-401 diolah lebih lanjut dalam stripper (FLRS-T-403). Produk atas kolom ini dikembalikan ke FLRS-D-401 bersama-sama dengan bottom product kolom absorber sedangkan produk bawahnya sebagian dipanaskan ulang dan dikembalikan ke kolom stripper dan sisanya diumpankan ke kolom debutanizer (FLRS-T-102) dengan temperatur 122°C dan tekanan 12 K.

Aliran umpan yang akan masuk ke kolom debutanizer (FLRS-T-102) terlebih dahulu dipanaskan dalam sebuah preheater, yang memanfaatkan produk bawah kolom ini, sampai suhunya mencapai 126°C. Setelah melalui preheater, umpan tersebut dimasukkan ke kolom debutanizer dan



dipisahkan menjadi produk atas dan produk bawah. Produk atas yang dihasilkan dikondensasikan dalam partial condenser dan ditampung dalam sebuah akumulator. Gas yang terkondensasi sebagian dikembalikan ke kolom debutanizer sedangkan sisanya diumpankan ke kolom stabilizer. Produk bawah dari kolom debutanizer sebagian dikembalikan ke kolom tersebut dan sebagian lagi dimanfaatkan untuk memanaskan feed dan kemudian dikeluarkan sebagai nafta (HOMC/gasoline).

Umpan yang masuk ke stabilizer (lebih dikenal dengan stabilizer III) terlebih dahulu dipanaskan dalam sebuah preheater, yang memanfaatkan produk bawah kolom ini. Pada kolom ini dihasilkan produk atas yang dikondensasikan dalam partial condenser dan ditampung dalam sebuah akumulator. Gas yang terkondensasi sebagian dikembalikan ke stabilizer sedangkan sisanya dikeluarkan sebagai C3 cut (campuran propana dan propilen) yang akan dijadikan umpan kilang PP (raw PP). Produk bawah dari stabilizer sebagian dikembalikan ke kolom tersebut dan sebagian lagi dimanfaatkan untuk memanaskan feed dan kemudian dikeluarkan sebagai C4 cut (campuran butana dan butilen) yang akan digunakan sebagai LPG dan juga sebagai umpan unit alkilasi kilang CD&GP. Gas yang tidak terkondensasi dalam drum akumulator dari kolom debutanizer dan stabilizer dikeluarkan sebagai fuel gas.

Tabel 4.14. Produk dan Yield unit FCCUProduk %-wt

H2S 0.04H2 0.04C1 0.86C2 0.78C2

= 0.71dry gas 2.45

C3 1.3C3

= 5.17iC4 3.61nC4 0.94iC4

= 1.521C4

= 1.342C4

= 3.52LPG 17.4iC5 4.25nC5 0.86C5

= 7.05C6 – C206 37.34gasoline 49.5

LCO (205 – 370) 18.4slurry 7.96Coke 4.29

TOTAL 100

4.2.4. Caustic treaterIdentik dengan unit treating yang ada di kilang CD&GP,

unit ini berfungsi untuk menghilangkan kandungan senyawa-senyawa sulfur, terutama merkaptan, yang masih terkandung di dalam produk akhir. Penghilangan senyawa ini dilakukan dengan tujuan untuk memenuhi spesifikasi produk yang diinginkan pasar. Proses penghilangan merkaptan ini dilakukan dengan cara menambahkan soda kaustik NaOH.

Proses yang terjadi dapat dijelaskan sebagai berikut. Umpan nafta yang berasal dari CD VI dimasukkan ke mixer column dan diinjeksikan dengan NaOH. Campuran ini dimasukkan ke weak soda setter dan kemudian ke strong soda setter. Pada strong soda setter terjadi pemisahan secara gravitasi dimana nafta akan berada pada bagian atas sedangkan NaOH di bagian bawah. Soda



tersebut kemudian dipompa keluar dan dimasukkan kembali ke mixer column sedangkan nafta yang sudah bersih dikirim ke tangki penampungan dengan sebelumya diinjeksikan topanol untuk mencegah pembentukan gas.

4.3. Terephthalic Acid / Purified Terephthalic Acid (TA / PTA)Kilang TA/PTA PERTAMINA UP – III adalah kilang yang

dibangun pada tahun 1984 dan termasuk ke dalam Unit Produksi II. Kilang ini terbagi atas tiga unit utama, yaitu unit Terephthalic Acid (TA), unit Purified Terephthalic Acid (PTA), dan unit Anti Pollution Unit (APU) dan Bagging. Secara umum, diagram blok pembagian kilang ini dapat dilihat pada Gambar 4.3. berikut ini.

Gambar 4.3. Diagram Blok Pembagian Kilang TA / PTA

Unit TA berfungsi untuk mengkonversi bahan baku para ksilen menjadi asam tereftalat mentah (crude terephthalic acid/CTA). Unit PTA berfungsi untuk memurnikan asam tereftalat mentah menjadi asam tereftalat murni melalui serangkaian reaksi kimia dengan tujuan untuk menghilangkan pengotor. Unit APU dan bagging berfungsi untuk pengepakan

produk ke dalam kemasan karung dengan berat satu ton dan untuk mengolah limbah yang dihasilkan oleh kilang TA / PTA.

Kapasitas desain awal dari kilang ini adalah sebesar 150,000 ton/tahun dan kemudian pada tahun 1991 kapasitasnya ditingkatkan menjadi 250,000 ton/tahun dengan melalukan debottlenecking pada reaktor unit TA.

Bahan baku unit TA adalah para ksilen yang didatangkan dari PERTAMINA UP-IV, Cilacap dan sebagai produk akhir, kilang ini menghasilkan asam tereftalat murni yang merupakan bahan baku industri serat sintetis atau benang poliester.

4.3.1. Unit TAProses utama yang terjadi pada unit TA yaitu proses

oksidasi para ksilen (PX) dengan oksigen untuk menghasilkan asam tereftalat yang akan diumpankan ke unit PTA. Untuk mendukung terjadinya reaksi ini, diperlukan beberapa bahan, yaitu :1. Asam asetat minimum 90%-w (Q), yang berfungsi sebagai

pelarut dan dapat dibedakan menjadi : Recycle acetic acid (RQ), untuk melarutkan PX Purge acetic acid (PQ), untuk mencegah sumbatan

slurry TA Dilute acetic acid (DQ), untuk keperluan refluks dan

berasal dari uap Q di reaktor yang dikondensasikan Fresh acetic acid (FQ), berasal dari unit solvent

recovery2. Oksigen yang berasal dari udara proses, berfungsi sebagai

oksidator3. Katalis, yaitu Cobaltous-Manganese Acetate Tetrahydrate

(CMA) yang dilarutkan dalam DQ, dan Tetra Bromo Ethane (TBE) yang dilarutkan dalam FQ

4. Anti foaming agent, yaitu Silicon oil



Pelarut Q, PX, katalis, dan silicon oil terlebih dahulu dicampurkan dalam aliran yang menuju ke preheater 3101C. Setelah pemanasan yang dilakukan dalam preheater, campuran tersebut kemudian diumpankan ke dalam reaktor. Udara proses yang dipakai dalam reaksi terlebih dahulu dikompresi dengan kompresor sentrifugal multi tahap sampai tekanannya 13.4 K. Udara bertekanan ini kemudian disaring oleh sebuah penyaring udara untuk memisahkan partikulat – partikulat yang ada baru kemudian diumpankan ke reaktor bagian bawah melalui empat buah nozzle. Secara sederhana, proses di unit TA dapat digambarkan pada Gambar 4.4. dan akan dijelaskan sebagai berikut.

Gambar 4.4. Diagram Blok Unit TA

4.3.1.1. Oksidasi

Reaktor TA merupakan tempat terjadinya reaksi oksidasi antara PX dengan oksigen. Reaksi tersebut merupakan reaksi eksoterm yang terjadi menurut :

Pada bagian atas reaktor unit TA dipasang sebuah kolom distilasi 15 tray (tipe ripple) yang digunakan untuk memisahkan air yang terbentuk akibat reaksi oksidasi dan juga untuk menangkap kembali Q yang ikut teruapkan bersama-sama dengan air. Pemisahan air dilakukan agar konsentrasi Q di dalam reaktor konstan. Penggunaan Q dengan konsentrasi yang tinggi (>90%-w) menyebabkan proses reaksi bersifat sangat korosif sehingga untuk mengantisipasi hal tersebut, seluruh permukaan bagian dalam dari reaktor TA dilapisi dengan logam Titanium. Kondisi operasi reaktor TA dapat dilihat pada Tabel 4.15.

Umpan yang masuk ke dalam reaktor adalah PX, Q, udara proses, katalis, dan anti foaming agent. Katalis dan anti foaming agent yang akan digunakan terlebih dahulu dilarutkan dalam Q dan PX. Pelarutan ini dilakukan secara batch pada TA catalyst drum (3103 FA/FB) dan Silicon oil injection drum (3105 F) dengan porsi pencampuran seperti pada Tabel 4.16. Anti foaming agent berfungsi untuk mencegah terjadinya foaming karena hal ini akan mengacaukan indikasi ketinggian cairan dalam reaktor.

Proses yang terjadi adalah sebagai berikut. Pada kondisi normal, campuran umpan dimasukkan ke dalam reaktor lalu udara proses diinjeksikan sehingga terjadi reaksi oksidasi pada suhu ± 185°C sambil menghasilkan panas. Jika proses



ini dilakukan pada kondisi start-up atau pada laju alir umpan yang rendah maka campuran umpan terlebih dahulu dipanaskan dalam sebuah preheater sampai mencapai suhu reaksi.

Panas reaksi yang dihasilkan digunakan untuk menguapkan air yang terbentuk selama reaksi berlangsung. Panas yang tersisa dipindahkan keluar dari reaktor dengan cara penguapan sebagian Q. Aliran gas yang terbentuk akan bergerak ke bagian atas reaktor dan masuk ke kolom distilasi. Pada kolom tersebut, sebagian Q tertangkap kembali sedangkan sisanya dikeluarkan sebagai produk atas yang kaya N2, uap air, dan sisa Q. Aliran ini kemudian didinginkan pada sistem pendinginan tiga tahap sehingga semua Q yang teruapkan terkondensasi. Pada tahap pertama, aliran ini didinginkan sampai mencapai 158°C di 1st reactor condenser (3201C1) sambil membangkitkan steam 3K. Pada tahap kedua, aliran ini didinginkan sampai 100°C di 2nd reactor condenser (3201C2). Media pendingin yang digunakan pada kedua kondenser ini adalah air pendingin sirkulasi. Kondensat yang terbentuk dari hasil pendinginan dua tahap ini dikumpulkan pada reflux drum (3202F) dimana sebagian dari kondensat ini, yang berupa aqueous acetic acid solution 55%-wt, dialirkan ke dilute Q drum (3205F) sedangkan sisanya direfluks ke kolom distilasi dari reaktor. Gas yang tidak terkondensasi pada reflux drum mengalami pendinginan tahap ketiga sampai suhunya mencapai 40°C dalam waste gas cooler (3202C), dengan media pendingin berupa air. Setelah didinginkan, aliran ini dilewatkan ke waste gas scrubber (3202E) yang memiliki 18 vertikal sieve tray. Pada alat ini, residual Q diambil kembali dengan pelucutan menggunakan DIW. Kondensat yang terbentuk pada 3202C dan air yang telah terpakai pada 3202E dialirkan ke dilute Q drum

(3205F). Sebagian kecil dari gas yang tidak terkondensasi setelah pendinginan tahap terakhir dikeluarkan ke atmosfer dari 3202E melalui silencer 3202M sebagai waste gas agar tekanan reaksi dalam reaktor dapat dijaga konstan. Waste gas yang tersisa dikeringkan di adsorber (3011 EA, EB) dan dipakai untuk transfer produk CTA kering ke SILO dan ke unit PTA (pneumatic transportation). Adsorber yang digunakan adalah thermal swing tipe dryer yang berisi karbon aktif dan silica gel sebagai adsorben. Regenerasi adsorben dilakukan dengan menggunakan purified waste gas bertemperatur 150°C.

Dari bagian bawah reaktor dikeluarkan campuran yang berbentuk seperti lumpur (slurry) antara CTA (asam tereftalat dan pengotor yang berupa senyawa samping organik), katalis, dan solvent. Campuran yang disebut sebagai slurry CTA ini akan dimasukkan ke bagian separasi untuk diproses lebih lanjut.Agar tidak terjadi pengendapan dibagian bawah reaktor dan juga agar menjaga kondisi camnpuran tetap dalam bentuk suspensi, di bagian bawah reaktor terdapat sebuah pengaduk yang berputar dengan kecepatan rendah (8 rpm).

Tabel 4.15. Kondisi Operasi Reaktor TAParameter Kondisi

Tekanan 9 – 11 KTemperatur 185 – 195°C Holding time 60-80 menitRasio Q / PX 5-6Konsentrasi katalis dalam RQ CMA 1.3-1.6 G



TBE* 1 G = 10-5 g-atom/g-solvent

1.3-1.5 G

Konsentrasi silicon oil ± 10 ppmKonsentrasi air pada Q 5 – 10 %-wt

Tabel 4.16. Pelarutan Katalis dan Anti foaming agent pada Unit TA

Jenis Katalis Massa Pelarutan Durasi Pelarutan

TBE (3103 FA)

450 kg per 3000 L FQ 1 x 12 jam

CMA (3103 FB)

575 kg CMA solution per 2000 L DQ

1 x 18 jam

Anti foaming agent

30 kg per 500 L PX 1 x 36 jam

CTA yang dihasilkan unit TA adalah produk antara karena ia masih harus dimurnikan di unit PTA. Acuan yang digunakan untuk menentukan apakah CTA yang dihasilkan on spec atau off spec adalah kandungan pengotor utama, yaitu 4-carboxy benzaldehyde (4-CBA). Senyawa ini merupakan senyawa yang dihasilkan dari reaksi samping yang terjadi pada saat oksidasi PX menjadi CTA. Adapun mekanisme

reaksi oksidasi tersebut terjadi menurut :

Jika konsentrasi setiap komponen sama maka perbandingan relatif kecepatan reaksinya adalah :

r2 > r4 >> r1 >> r3

Persamaan di atas memperlihatkan bahwa r3, yaitu reaksi oksidasi p-toluic acid (p-TA) menjadi 4-CBA, merupakan rate determination step. Hal ini menyebabkan pengendalian jumlah 4-CBA dalam produk CTA hanya dapat dilakukan dalam proses reaksi yang berlangsung di reaktor.

Dari reaksi-reaksi tersebut diatas dapat dilihat bahwa dalam pengoksidasian PX, tidak hanya dihasilkan TA tapi juga senyawa-senyawa lain seperti benzoic acid (BA), 4-CBA, dan p-TA.

Pada reaktor TA digunakan asam asetat berkonsentrasi tinggi dan oksigen untuk melangsungkan reaksi konversi PX. Jika kadar oksigen dalam reaktor mencapai 10%-v maka campuran tersebut memiliki tingkat eksplosifitas yang tinggi. Untuk mengantisipasi terjadinya hal ini, pada reaktor TA dipasang alat oxygen analyzer yang akan memberikan sinyal-sinyal pada layar komputer di control room jika kadar oksigen telah mencapai 3.5 %-v.

4.3.1.2. Distilasi / Solvent RecoveryPada bagian ini, dilakukan recovery Q agar dapat

digunakan kembali sebagai solvent pada reaktor unit TA.



Umpan Q terlarut yang berasal dari TA Reactor Reflux Drum akan didistilasi sehingga dapat diperoleh Q dengan konsentrasi yang sesuai dengan kebutuhan reaktor unit TA (minimum 90%-w). Proses distilasi ini sulit dilangsungkan karena campuran asam asetat dan air adalah campuran yang bersifat azeotrop (perbedaan titik didihnya kecil, TD air 100°C sedangkan TD Q 118°C).

Sebagai panduan umum, suatu proses distilasi dapat berlangsung efektif apabila beda titik didih cairan yang akan dipisahkan >25oC (60oF). Untuk memenuhi kondisi tersebut, digunakan sebuah entrainer yaitu Normal Butyl Acetate (NBA). Penambahan NBA yang larut dalam air menyebabkan terbentuknya suatu campuran baru yang terdiri dari senyawa gabungan antara air dan NBA (TD 92°C) akibatnya, relative volatility air terhadap Q naik. Dengan perbedaan temperatur yang baru sebesar 26°C maka campuran air-NBA dan Q dapat dipisahkan dengan distilasi.

Proses distilasi di unit TA dilangsungkan pada tekanan atmosferik dan dalam dua tahapan. Tahapan yang pertama merupakan distilasi azeotrop yang dilakukan untuk memisahkan Q dari senyawa gabungan air dan NBA. Proses ini berlangsung pada distillation column (3501 E) yang memiliki 60 tray bertipe sieve. Dari proses ini dapat diperoleh Q dengan konsentrasi 93 – 95 %-w sebagai produk bawah. Produk atasnya adalah senyawa gabungan air – NBA yang berfasa gas. Senyawa ini didinginkan lalu sebagian dibuang ke sewer dan sisanya dimasukkan ke kolom distilasi tahap kedua.

Distilasi tahap kedua dilakukan untuk memisahkan NBA dari air. Proses ini berlangsung pada NBA recovery column (3521 E) yang memiliki 24 tray. Dari proses ini, NBA diambil pada tray ke tujuh dan kemudian dimasukkan

kembali ke 3501 E. Produk atas dari distilasi tahap dua ini adalah senyawa-senyawa ringan hasil reaksi samping di reaktor, seperti metil asetat dan metanol, yang kemudian dipakai sebagai bahan bakar furnace. Produk bawah kolom ini adalah air dengan kadar asam asetat sebesar 0.1%-wt yang kemudian dibuang setelah sebelumnya didinginkan sampai 85.5oC.

4.3.1.3. SeparasiBagian ini berfungsi untuk memisahkan produk CTA

dari pelarut, katalis, serta senyawa organik hasil reaksi samping dalam mother liquor (ML).

Umpan yang berasal dari produk bawah reaktor unit TA (slurry CTA) akan dimasukkan ke slurry flash drum (3203 F) untuk diturunkan tekanannya sampai mencapai tekanan atmosferik. Penurunan tekanan yang terjadi menyebabkan sebagian besar Q terpisahkan sebagai produk atas (berupa uap) sedangkan sisa campuran tersebut didinginkan sampai 113.6oC. Produk bawah yang dihasilkan berupa slurry CTA yang mengandung katalis dan sedikit Q. Uap Q dari 3203F dilewatkan ke mist separator (3203L) untuk menangkap kembali TA yang ikut terbawa. Dari alat tersebut, Q didinginkan pada flash condenser (3203C) dengan menggunakan air dan kemudian ditampung dalam flashed Q drum (3204F). Kondensat yang tertampung dalam drum ini disebut sebagai flash distilled Q (FDQ) dan digunakan sebagai pelarut untuk proses reslurrying CTA yang telah disentrifugasi.

Slurry CTA dari 3203 F akan diproses dalam sentrifugasi tiga tahap. Sentrifugasi tersebut berlangsung secara paralel dimana pada masing-masing tahap terdapat tiga buah sentifuga yang terpasang secara seri (dua beroperasi dan



satu stand by). Sentrifugal yang digunakan terdiri dari dua buah selongsong berulir berbentuk kerucut terpancung yang berputar pada arah putar yang sama dimana dari bawah ke atas luas penampangnya semakin besar. Selongsong bagian luar berputar dengan kecepatan 2300 rpm sedangkan selongsong bagian dalam berputar dengan kecepatan 2100 rpm. Gabungan gaya sentrifugal yang dihasilkan memberikan percepatan gravitasi 1600 kali lebih besar dari gravitasi alami. Umpan yang dimasukkan dari bagian bawah selongsong dalam disentrifugasi sehingga padatan CTA yang terdapat dalam umpan terlempar ke samping dan menempel pada selongsong luar. Ulir yang terdapat pada bagian luar dari selongsong dalam akan melepaskan padatan CTA yang menempel pada selongsong luar sehingga padatan tersebut jatuh ke bagian bawah.

Proses yang terjadi adalah sebagai berikut. Umpan dimasukkan ke sentrifugasi tahap pertama sehingga cake CTA dan ML dapat dipisahkan. Cake CTA yang terbentuk dilarutkan kembali dengan menggunakan FDQ pada 1st

reslurry drum (3300F) untuk kemudian dimasukkan ke sentrifugasi tahap kedua. Pada tahap tersebut, cake CTA dipisahkan kembali dari wash liquor (WL). Proses ini kemudian diulangi kembali pada sentrifugasi tahap ketiga hanya saja pelarutan cake CTA dilakukan pada 2nd reslurry drum (3301F). Pencucian TA dilakukan dalam dua tahap dengan tujuan untuk menghilangkan senyawa pengotor dari produk TA. Cake CTA hasil sentrifugasi tahap akhir kemudian diumpankan ke rotary steam tube dryer melalui wet TA feeder (3303L) dengan tingkat kebasahan 3%-w.

ML yang dipisahkan pada tahap pertama sentrifugasi ditampung dalam mother liquor drum (3302F) dimana pada tangki ini, ±10% ML dibuang sedangkan sisanya digunakan

kembali sebagai pelarut. Pembuangan tersebut dilakukan untuk mencegah terjadinya akumulasi senyawa pengotor dalam RQ. WL yang dipisahkan pada sentrifugasi tahap kedua dan ketiga ditampung dalam wash liquor drum (3303F) untuk kemudian disirkulasikan kembali.

4.3.1.4. PengeringanBagian ini berfungsi untuk mengeringkan cake CTA

yang berasal dari bagian separasi. Proses ini dilakukan pada rotary steam tube dryer (3304 L) dengan menggunakan steam bertekanan 4 – 6.5K sehingga residual acetic acid yang masih ada di dalam produk dapat dipisahkan. Pelarut yang telah teruapkan dikeluarkan dari dryer dengan menggunakan gas inert (waste gas yang kaya N2) yang dialirkan secara counter current. Cake CTA yang telah dikeringkan akan keluar dari dryer sebagai bubuk CTA dengan suhu ±135oC dan kadar senyawa volatile kurang dari 0.03%-wt. Bubuk yang dihasilkan ditransfer ke TA day – SILO (untuk produk yang memenuhi spesifikasi atau on spec) atau ke run down SILO (untuk produk yang tidak memenuhi spesifikasi atau off spec) untuk ditampung sebelum dikirim ke unit PTA. Transfer dilakukan secara pneumatik dengan menggunakan gas conveyor. Kondisi operasi dryer dapat dilihat pada Tabel 4.17.

Tabel 4.17. Kondisi Operasi Sentrifuga dan DryerNama alat Tekanan (atm) Temperatur (°C)Sentrifugal 1 135

Dryer 1 120 - 135

4.3.1.5. SILO



Bagian ini berfungsi untuk penampungan dan penanganan CTA bubuk sebelum diolah oleh unit PTA serta untuk pemurnian waste gas yang akan digunakan untuk keperluan pneumatic conveying system.

Bubuk CTA yang berasal dari dryer akan masuk ke dalam SILO. Pada SILO yang digunakan, terdapat cyclone separator (3400 LA, LB). Siklon ini berfungsi untuk memisahkan bubuk CTA dari ’kendaraan”nya (waste gas). Bubuk CTA yang sudah dipisahkan akan jatuh ke bawah dan tertampung. Waste gas yang tersisa dialirkan ke dalam bag filter (3403 L) dan dust collector (3401 E) dengan tujuan untuk menangkap partikel-partikel bubuk CTA yang masih terbawa. Setelah itu, gas tersebut dibuang ke udara luar (venting).

4.3.1.6. Residu / Catalyst RecoveryBagian ini berfungsi untuk mengambil kembali dan

memurnikan katalis sehingga dapat digunakan kembali pada reaktor unit TA.

ML yang berasal dari bagian separasi sebagian dialirkan ke bagian recovery Q sedangkan sisanya masuk ke bagian recovery katalis. ML yang masuk ke bagian recovery katalis akan dievaporasi dan diekstraksi dengan menggunakan deionized water (DIW) sebagai pelarut.

Proses evaporasi yang dilakukan terjadi dalam dua tahapan. Tahap pertama terjadi pada film evaporator I (3501 L) yang terletak horizontal. Produk atas unit ini adalah Q yang terpisah akibat penguapan. Produk bawahnya adalah cairan pekat (concentrated liquid) yang kemudian dimasukkan ke film evaporator II (3502 L, evaporasi tahap dua) yang terletak vertikal. Produk atas unit ini adalah Q yang tersisa dari 3501 L sedangkan produk bawahnya adalah

residu yang merupakan campuran antara katalis dan senyawa-senyawa organik. Q yang dihasilkan dari 3501 L dan 3502 L dialirkan kembali ke reaktor unit TA.

Residu dari 3502 L dimasukkan ke dalam catalyst extraction drum (3505 F). Pada drum ini, katalis akan diekstraksi dari residu dengan cara pendinginan kilat (chilling). Residu didinginkan kilat dengan kontak langsung menggunakan DIW bersuhu 20°C sehingga dihasilkan slurry yang merupakan campuran residu (senyawa organik) dalam bentuk granular dan katalis yang terlarut dalam air. Campuran keduanya dimasukkan ke dalam residue centrifuge (3503 L) sehingga dihasilkan residu granular dan cairan katalis. Residu yang dihasilkan dibakar di insenerator sedangkan cairan katalisnya dipanaskan dan air yang terpisah di flash lalu katalisnya disirkulasikan kembali.

Perlu diingat bahwa ML selain mengandung Q dan katalis, mengandung juga banyak senyawa organik hasil reaksi samping (terutama asam-asam benzoat). Asam-asam benzoat memiliki tingkat kelarutan yang rendah dalam air. Alasan inilah yang meyebabkan dipilihnya DIW sebagai ekstraktor pada catalyst extraction drum.

4.3.2. Unit PTAPada dasarnya unit PTA merupakan unit yang berfungsi

untuk memurnikan CTA menjadi PTA. Seperti yang telah diuraikan sebelumnya, impurities utama dalam CTA adalah 4-CBA sehingga pemurniaan CTA dilakukan dengan mengkonversi semua 4-CBA menjadi p-TA melalaui reaksi hidrogenasi. Alasan dilakukannya hal ini yaitu fakta bahwa 4-CBA dan TA larut sedikit dalam air sedangkan p-TA sangat larut dalam air.



Untuk mendukung terjadinya reaksi hidrogenasi, diperlukan beberapa bahan tambahan, yaitu :1. Hidrogen berfasa uap yang berasal dari hydrogen plant2. DIW yang berasal dari unit utilitas akan digunakan sebagai

pelarut CTA bubuk dan dapat dibedakan menjadi : Srubbing water, untuk menagkap partikel-partikel

padatan pada gas-gas yang dibuang ke atmosfer Sealing system pada agitator dan pompa Sebagian dipanaskan dan digunakan sebagai low,

medium, and high pressure seal and flushing water (LPW, MPW, dan HPW)

3. Katalis Palladium on Carbon (PdC) yang berfasa padat dan merupakan fixed bed catalystSecara sederhana, proses di unit PTA dapat digambarkan

pada Gambar 4.5. dan akan dijelaskan sebagai berikut.

Gambar 4.5. Diagram Blok Unit PTA

4.3.2.1. Reaktor Unit PTAReaktor unit PTA (4201 D) adalah reaktor fixed bed

tempat terjadinya reaksi hidrogenasi 4-CBA menjadi p-TA sehingga didapatkan PTA. Kondisi operasi reaktor ini dapat dilihat pada Tabel 4.18. Reaksi hidrogenasinya terjadi menurut :

Bahan baku reaktor ini adalah CTA yang berasal dari

unit TA. Sebelum masuk ke dalam reaktor, serbuk CTA terlebih dahulu dilarutkan dengan pelarut DIW di dalam PTA mixer (4105 L) sampai membentuk slurry dengan konsentrasi air 20 %-wt. Slurry tersebut dimasukkan ke dalam feed slurry drum (4101 F) dan kemudian dipompa (sampai mencapai tekanan ± 90 K) ke disolver (4102 F) oleh disolver feed pumps. Sebelum masuk ke disolver, slurry tersebut dipanaskan oleh serangkaian preheater sehingga diharapkan seluruh serbuk CTA sudah terlarut sempurna (fasanya berubah menjadi fasa cair, bukan dalam bentuk slurry). Dari disolver larutan CTA kemudian dimasukkan ke dalam reaktor unit PTA. Rangkaian preheater dan media pemanas yang digunakan oleh masing-masing dapat dilihat pada Tabel 4.19.

Tabel 4.18. Kondisi Operasi Reaktor Unit PTAParameter Satuan Kondisi

Tekanan K 67 – 69Temperatur °C 280 – 282Hidrogen Tekanan parsial Laju alir

Kkg/ton umpan

5 – 70.05 – 0.06

Katalis PdC Kadar Pd Tinggi unggun

%-wtmm

0.57500

Larutan CTA



Konsentrasi CTA Precipitating point Laju alir massa superfisial

k/100 kg air°C

k/h.m2

31.5274

35,500

Proses yang terjadi di dalam reaktor dapat dijelaskan sebagai berikut. Larutan CTA yang telah masuk ke dalam reaktor akan mengalami reaksi hidrogenasi dengan hidrogen berfasa gas yang juga diinjeksikan ke dalam reaktor namun secara terpisah. Reaksi tersebut menyebabkan 4-CBA terkonversi menjadi p-TA yang lebih mudah larut dalam air daripada TA. Perbedaan kelarutan antara p-TA dan TA menyebabkan terbentuknya campuran yang terdiri atas p-TA dan TA terlarut. Campuran hasil hidrogenasi ini kemudian dimasukkan ke dalam crystallizer untuk diproses lebih lanjut.

Tabel 4.19. Rangkaian Preheater SlurryPreheater Medium pemanas4101 C1 Steam 3 K4101 C2 Steam 7 K4101 C3 Hot oil4101 C4 Hot oil

4.3.2.2. CrystallizerBagian ini berfungsi untuk memisahkan air dan p-TA

dari produk reaksi sehingga dihasilkan slurry PTA. Umpan yang berasal dari reaktor PTA dimasukkan ke dalam lima tahap crystallizer berpengaduk yang disusun seri dengan tekanan dan temperatur operasi yang semakin lama semakin kecil. Sistem pemisahan yang diterapkan adalah sistem flash yang memanfaatkan penurunan tekanan untuk menguapkan air sehingga larutan menjadi dingin dan menyebabkan

kelarutan TA dalam air menurun. Pengadukan dilakukan dengan tujuan untuk menjaga agar slurry tetap berbentuk suspensi. Produk atas dari sistem ini kemudian di flash atau dialirkan ke bagian heat recovery. Produk bawahnya berupa slurry PTA yang akan diumpankan ke bagian separasi. Kondisi operasi masing-masing kristalisator dapat dilihat pada Tabel 4.20.

Tabel 4.20. Kondisi Operasi CrystallizerCrystallizer Tekanan

(K)Temperatur (°C)

4301 F 35 2454302 F 20.5 2174303 F 10.5 1874304 F 6.9 1704305 F 4.1 152

4.3.2.3. Separasi, Pengeringan, dan SILOBagian separasi berfungsi untuk memisahkan PTA dari

DIW yang masih tersisa. Prinsip pemisahannya sama dengan yang terjadi pada unit TA. Slurry PTA dari bagian crystallizer dimasukkan ke sentrifuga (4401 LA, LB, LC). Air yang dihasilkan akan dimurnikan dan kemudian direcycle sedangkan cake PTA yang terbentuk dimasukkan ke reslurry drum dan diubah kembali menjadi slurry dengan DIW segar yang dipanaskan. Slurry tersebut dimasukkan ke sentrifuga tahap kedua dan kelurannya, berupa cake PTA, diumpankan ke PTA rotary steam tube dryer (4404 L).

Produk keluaran dryer adalah PTA bubuk yang kemudian akan ditransfer ke PTA day SILOS (4800 FA, FB) untuk yang on spec, sedangkan untuk yang off spec ditransfer ke run down SILOS (3401 FA, FB). Transfer ini dilakukan



dengan menggunakan N2 sebagai gas pembawa (dilute phase transportation system).

SILO yang dimiliki unit PTA identik (dalam hal proses dan fungsi) dengan dimiliki unit TA, perbedaannya hanya terletak pada kapasitas tampung. Bubuk PTA dari SILO akan ditransfer ke bagging plant dengan menggunakan N2 sebagai gas pembawa (dense phase transportation system).

Produk CTA dan PTA yang masuk ke dalam run down SILOS akan diproses lagi oleh unit PTA sehingga dihasilkan produk PTA yang on spec. Semua limbah yang dihasilkan dari masing – masing bagian unit PTA akan diolah di unit APU sedangkan DIW yang dihasilkan dari bagian kristalisator, separasi, dan pengeringan akan dimurnikan di PTA crystallizer vent scrubber (4501 E). Pemurnian ini dilakukan dengan tujuan untuk menghilangkan padatan p-TA terlarut sehingga DIW tersebut dapat di daur ulang untuk penggunaan kembali di reaktor unit PTA. Padatan p-TA akan dikirim ke insenerator sebagai limbah padat dan kemudian dibakar.

4.3.3. Unit APU dan Bagging PlantUnit APU merupakan unit yang menangani limbah yang

dihasilkan oleh kilang PTA. Unit ini terdiri atas tiga sub unit yaitu PET, SET (yang menangani limbah cair), dan insenerator (yang menangani limbah padat). Unit PET menangani masalah pH dan suhu dari limbah sedangkan unit SET menangani masalah tentang padatan terlarut dengan memanfaatkan reaksi biologik yang berlangsung secara aerobik. Unit insenerator merupakan unit yang menangani masalah limbah padat dengan cara pembakaran.

Bagging plant merupakan unit yang menangani masalah pengepakan bubuk PTA dalam kemasan karung 1 ton.

4.4. Polypropylene (PP)Kilang polipropilen adalah kilang yang termasuk ke dalam

unit produksi II. Kilang ini dibangun pada tahun 1972 dan memiliki kapasitas produksi butiran homopolimer polipropilen sebesar 20,000 ton/tahun. Proyek debottlenecking yang dilakukan pada tahun 1994 meningkatkan kapasitas produksi menjadi 45,200 ton/tahun.

Bahan baku kilang ini adalah raw polypropylene (Raw PP) yang berasal dari unit FCCU kilang CD&L. Produk akhir kilang ini adalah polipropilen pellet dengan merk dagang POLYTAM (Poliropilen PERTAMINA). Jenis-jenis dan kegunaan produk kilang ini dapat dilihat pada Tabel 4.21.

Berdasarkan proses yang terjadi didalamnya, kilang ini dapat dibagi menjadi empat bagian, yaitu :

1. Bagian penyiapan katalis2. Bagian purifikasi3. Bagian polimerisasi4. Bagian pelletizing/finishingUntuk mendukung terjadinya reaksi polimerisasi dalam

kilang PP, diperlukan beberapa bahan, yaitu :1. Propilen yang digunakan sebagai monomer2. Hidrogen yang berasal dari hydrogen plant, digunakan

sebagai pemutus ikatan rangkap dan ikatan polimer yang dihubungkan dengan melt flow.

3. Nitrogen yang berasal dari nitrogen plant, digunakan sebagai gas inert.

4. Katalis TK (TiCl3, Titanium based) yang merupakan katalis utama (main catalyst, MC).

5. Katalis AT (Al(C2H5)3, Aluminium based) yang merupakan ko-katalis.



6. Katalis OF (Carboxy Methyl Mono Cellulose, Fluor based) yang merupakan katalis adjuvant (pendukung MC).

7. Heksana yang digunakan sebagai pelarut katalis.

Tabel 4.21. Jenis dan Kegunaan Produk Kilang PP

Jenis ProdukKapasitas

Kegunaan(ton/jam)

Injection molding (PI) 5,7 bahan pembuat embermachine and automotive partshouseware and kitchen utensilstoysapplience partstrays extrusion coating

Film (PF) 5,7 bahan pembungkus makanantekstilsundriescast film (PF 700)tubular film (PF 1000)

Tape / yarn (PY) 5,7 heavy duty woven bagsstrapswoven sheets (PY 140 dan PY 240)

Fiber 5,7 bahan pembuat plastik berserat

Reaksi polimerisasi dalam kilang PP dilangsungkan dalam reaktor polimerisasi. Kilang PP memiliki dua buah reaktor polimerisasi yaitu reaktor satu (primary reactor) dan reaktor dua (secondary reactor). Kondisi operasi masing-masing reaktor ini dapat dilihat pada Tabel 4.22. Secara sederhana proses yang terjadi dalam kilang PP dapat digambarkan seperti pada Gambar 4.6. dan akan dijelaskan sebagai berikut.

Gambar 4.6. Diagram Blok Kilang Polipropilen

Tabel 4.22. Kondisi Operasi Reaktor Kilang Poli PropilenParameter Reaktor 1 Reaktor 2

Jenis polimerisasi Fasa cair Fasa gasTekanan (K) 30 – 31 17 – 19Temperatur (°C) 70 80Waktu tinggal (jam) 1.5 1.2



Tinggi cairan (%) 55 60Produksi PP (kg/jam) 3,366 2,334Produktifitas (gr polimer/gr katalis) 12,000 20,000Melt flow rate, MFR (gr/10 menit) 3 3

4.4.1. Bagian penyiapan katalisBagian ini berfungsi untuk menyiapkan katalis agar dapat

langsung dipakai dalam reaksi polimerisasi. Katalis yang digunakan memiliki bentuk fisik bubuk sehingga harus dilarutkan terlebih dahulu. Pelarutan dilakukan secara batch dengan menggunakan pelarut heksana.

Katalis MC merupakan katalis utama dalam reaksi polimerisasi. Katalis OF merupakan katalis yang digunakan untuk menyelaraskan bentuk polimer yang dihasilkan. Katalis AT digunakan sebagai katalis pembantu yang berfungsi untuk ‘membuka jalan’ apabila reaksi polimerisasi berlangsung lambat. Setelah pengoperasian selama tiga hari, katalis yang digunakan diganti dengan katalis yang baru (fresh catalyst).

4.4.2. Bagian purifikasi

Bagian ini berfungsi untuk memurnikan Raw PP cair yang berasal dari FCCU. Umpan tersebut selain mengandung propilen juga mengandung senyawa pengotor yang tidak diinginkan. Diantaranya yaitu air, COS, CO2, sulfur, dan fraksi ringan.

Proses yang terjadi adalah sebagai berikut. Raw PP yang datang dialirkan ke DEA ekstraktor. Pada kolom ekstraksi ini, senyawa COS dihilangkan sampai kadarnya mencapai maksimum 5 ppm. Bersama-sama dengan senyawa ini, sebagian CO2, merkaptan dan H2S juga turut dihilangkan. Pelarut yang digunakan pada kolom ini adalah diethanol amine (DEA) dengan konsentrasi 20 %-wt.

Selanjutnya Raw PP yang telah bebas COS tersebut dimasukkan ke NaOH ekstraktor dimana pada kolom ini, senyawa H2S, CO2, dan merkaptan yang tersisa dihilangkan. Raw PP keluaran kolom ini memiliki kadar H2S 1 ppm wt dan kadar CO2 maksimum 5 ppm wt. Pelarut yang digunakan pada kolom ini adalah NaOH dengan konsentrasi 10 %-wt. Ekstraksi pada DEA dan NaOH ekstraktor dilakukan secara counter current dan setelah selesai digunakan, kedua pelarut tersebut diregenerasi dalam suatu kolom regenerator sehingga dapat digunakan kembali untuk ekstraksi berikutnya.

Dari NaOH ekstraktor, Raw PP diumpankan ke pengering sehingga kadar airnya dapat dikurangi sampai maksimum 10 ppm wt. Adsorben yang digunakan pada alat ini adalah tipe molecular sieve 3A dan silica gel. Regenerasi adsorben dilakukan dengan menggunakan propana.

Setelah kadar air didalamnya berkurang, Raw PP dimasukkan ke dalam kolom distilasi. Pada kolom ini, propilen akan dipisahkan dari campuran Raw PP. Sebagai produk atas kolom ini, dihasilkan propilen dengan kemurnian 99.6 %-mol sedangkan produk bawahnya adalah propana. Propilen yang dihasilkan kemudian dipompakan ke tangki penampungan sedangkan propana dialirkan ke unit stabilizer III kilang CD&L untuk dipakai sebagai blending LPG.

Titik didih propilen dan propana tidak berbeda jauh sehingga untuk memisahkan keduanya dilakukan distilasi bertekanan. Kondisi operasi kolom distilasi adalah sebagai berikut : Tekanan : 20.5 K Temperatur bottom : 70 – 75 °C Temperatur top : 51 °C Reflux ratio : 20



4.4.3. Bagian polimerisasiBagian ini berfungsi untuk mengolah propilen menjadi

suatu homopolimer polipropilen melalui reaksi polimerisasi. Sebelum masuk ke dalam reaktor polimerisasi, propilen yang berasal dari kolom distilasi terlebih dahulu dimasukkan ke bagian impurities propylene removal. Proses yang terjadi pada bagian ini dapat dijelaskan sebagai berikut.

Propilen dimasukkan ke light end stripper dimana pada kolom ini, kandungan fraksi ringan seperti etana, metana, dan juga CO yang terbawa dalam aliran dihilangkan. Dari kolom ini, propilen masuk ke dalam dehidrator dimana pada alat ini, kandungan air yang masih tersisa dihilangkan lagi sampai kadarnya mencapai maksimal 1 ppm. Keluaran dehidrator dimasukkan ke bagian COS absorber untuk mengurangi kadar COS yang masih tersisa. Dari absorber, propilen dimasukkan ke bagian arsine removal untuk dihilangkan kandungan arsinenya.

Setelah semua pengotor dihilangkan, propilen diinjeksikan ke dalam reaktor 1. Adapun alasan dilakukannya usaha pengurangan kadar pengotor adalah sebagai berikut: Kehadiran fraksi-fraksi ringan dapat mengganggu proses

polimerisasi sehingga nantinya polimer yang terbentuk tidak sesuai dengan yang diinginkan (bentuk polimer yang diinginkan adalah homopolimer polipropilen yang bersifat isotaktik).

Senyawa H2S, merkaptan (RSH), dan CO dapat meracuni katalis.

Kehadiran air akan menyebabkan terjadinya kenaikan tekanan dalam sistem, mengingat bahwa hampir semua proses dalam kilang PP berlangsung pada tekanan tinggi.Sebelum masuk ke reaktor 1 (D-2201), pada sistem

perpipaan diinjeksikan katalis MC, katalis OF, hidrogen, dan

nitrogen. Hal ini dilakukan dengan tujuan agar terjadi pre-polimerisasi yang berlangsung pada rentang temperatur 5-15 °C. Untuk mencapai rentang temperatur yang dibutuhkan, campuran reaksi tersebut didinginkan dengan menggunakan media pendingin etilen glikol. Temperatur pre-polimerisasi yang rendah dapat memicu terjadinya penggumpalan pada sistem perpipaan. Penggumpalan ini dapat terjadi karena bentuk fisik campuran reaksi setelah pre-polimerisasi adalah berupa slurry. Didukung dengan temperatur yang rendah, slurry ini akan dengan mudah menggumpal. Untuk mencegah terjadinya hal ini, maka laju alir campuran reaksi yang menuju reaktor 1 harus lebih besar daripada laju reaksi pre-polimerisasi.

Reaktor 1 merupakan wadah tempat terjadinya reaksi polimerisasi. Reaktor ini memiliki bentuk vertikal seperti reaktor pada umumnya dan merupakan loop reactor. Maksudnya yaitu bahwa pada reaktor ini, umpan yang masuk dari bagian tengah reaktor akan mengalir turun ke bawah akibat gaya gravitasi lalu umpan tersebut akan mengalir ke atas dengan bantuan motor pengaduk. Pada reaktor ini, reaksi polimerisasi berlangsung pada fasa cair. Proses yang terjadi dapat dijelaskan sebagai berikut.

Campuran reaksi pre-polimerisasi diinjeksikan masuk ke reaktor dari bagian tengah lalu ke dalam reaktor diinjeksikan pula katalis AT sedikit di atas tempat masuk umpan. Selama reaksi polimerisasi berlangsung, pengadukan dilakukan terus menerus. Produk reaksi yang dihasilkan (berupa slurry dan gas hidrogen) dikeluarkan dari bagian bawah reaktor untuk kemudian dimasukkan ke fine particle separation (MA-2211). Pada separator ini, gas hidrogen yang tidak bereaksi akan dipisahkan dari slurry dengan cara kontak langsung dengan cairan propilen hasil recycle. Gas hidrogen yang telah dipisahkan dimasukkan kembali ke reaktor 1 sehingga dapat



direaksikan kembali sedangkan slurry yang tersisa diumpankan ke reaktor 2.

Reaktor 2 tidak memiliki sistem pengadukan dan bentuk fisiknya seperti lampu bohlam yang sangat besar. Pengadukan dilakukan oleh gas propilen yang diinjeksikan dari bagian bawah reaktor. Pada dasarnya, di reaktor ini terjadi pengeringan slurry bersamaan dengan reaksi polimerisasi lanjut. Oleh sebab inilah reaksi polimerisasi pada reaktor 2 disebut reaksi berfasa gas.

Lokasi injeksi slurry dari reaktor 1 yaitu sedikit di atas bagian bawah reaktor 2 (D-2203). Bersamaan dengan masuknya slurry tersebut, dari bagian bawah reaktor 2 diinjeksikan pula gas propilen (propylene fluidization gas) dengan menggunakan 2nd reactor circulation gas blower (K-2203). Hal ini menyebabkan slurry terfluidisasi sehingga timbul efek pengadukan. Saat slurry dan gas propilen terkontak secara langsung, terjadi pertukaran panas yang menyebabkan slurry mengering dan terjadilah reaksi polimerisasi lanjut yang berfasa gas. Setelah pengeringan dan reaksi polimerisasi berlangsung, dihasilkanlah serbuk polipropilen yang akan dikeluarkan secara intermittent dengan menggunakan sequence control system. Gas propilen yang tidak bereaksi dialirkan kembali ke dalam reaktor 2 untuk bereaksi kembali sedangkan untuk mencegah terjadinya akumulasi gas inert, sebagian kecil gas dialirkan menuju bagian flaring/ venting.

Serbuk polipropilen yang berasal dari reaktor 2 kemudian dimasukkan ke bagian pengeringan dengan tujuan untuk menghilangkan pelarut heksana yang masih tersisa. Pengeringan ini dilakukan sampai kadar heksana berada pada rentang 100 – 200 ppm mol. Gas heksana yang dihasilkan disaring di bag filter kemudian dikeluarkan ke flaring/venting

sedangkan serbuk PP yang sudah kering dikirim ke bagian pelletizing/finishing.

Reaksi polimerisasi yang terjadi pada reaktor 1 dan reaktor 2 adalah reaksi yang bersifat eksoterm sehingga untuk mempertahankan temperatur reaksi, reaktor-reaktor tersebut dilengkapi dengan sistem pendinginan berupa evaporator condensation reflux system dan jacket cooling system.

4.4.4. Bagian pelletizing/finishingBagian ini berfungsi untuk mengubah bentuk fisik PP dari

bentuk serbuk menjadi bentuk butiran (pellet). Hal ini dilakukan dengan menambahkan aditif-aditif (berupa stabilizer) ke dalam serbuk PP keluaran dryer. Jenis dan banyaknya aditif yang ditambahkan ke dalam serbuk disesuaikan dengan jenis produk PP yang ingin dihasilkan. Penambahan aditif ini dilakukan dengan tujuan untuk memenuhi spesifikasi yang diperlukan seperti misalnya untuk mencegah timbulnya mata ikan pada produk plastik sehingga plastik yang dihasilkan dapat dibuka dengan mudah dan tidak mudah sobek. Jenis - jenis aditif yang ditambahkan yaitu :

1. AE – STAB (primary heat stabilizer)2. AI – STAB (secondary heat stabilizer)3. AH – STAB (heat stabilizer)4. HA – STAB (neutralizer, lubricant)5. HD – STAB (whitening agent)6. SB – STAB (slip agent)7. SC – STAB (anti blocking agent)

Semua aditif yang ditambahkan merupakan padatan kecuali aditif AH – STAB yang berbentuk cair.

Adapun proses yang terjadi dapat dijelaskan sebagai berikut. Serbuk PP keluaran dryer dicampur dengan aditif menggunakan mixer lalu campuran ini dimasukkan ke dalam



extruder yang bersuhu 250 – 270 °C dan berputar dengan kecepatan 1000 rpm. Dengan adanya pemutaran dan pemanasan, campuran tersebut menjadi kental seperti dodol. Pada ujung ekstruder dipasang suatu penutup yang berlubang-lubang dengan diameter tertentu (besarnya sesuai dengan spesifikasi produk) sehingga saat campuran kental tersebut dikeluarkan dari ekstruder, bentuknya akan menyerupai mie. Tidak jauh di depan penutup berlubang, dipasang sebuah alat potong berputar (cutter) yang berbentuk seperti kipas sehingga saat campuran tersebut keluar, terjadi pemotongan yang berlangsung cepat. Alat potong ini terbuat dari titanium atau stainless steel dan terletak di dalam sebuah wadah tertutup sehingga potongan-potongan PP akan jatuh ke bagian bawah wadah tersebut. Dari bagian bawah wadah tertutup tersebut dialirkanlah air pendingin dengan tujuan untuk mengeraskan potongan PP sehingga menjadi pellet plastik yang keras. Air pendingin tersebut akan membawa pellet PP ke dalam pellet screen. Pada alat ini pellet PP akan disaring sehingga terpisah dari air pendingin lalu dimasukkan ke pellet dryer. Pada dryer, pellet PP dikeringkan dengan kontak langsung dengan udara dari exhaust fan (K-2505). Pellet PP yang sudah kering kemudian dipisahkan berdasarkan ukurannya (over size, normal size, atau under size). Skema pemotongan campuran PP dapat dilihat pada Gambar 4.7. berikut ini.

Gambar 4.7. Skema pembuatan pellet PP

Pellet PP yang sudah dipisahkan ditranfer ke SILO dan bagging plant secara pneumatic dengan menggunakan N2. Pada bagian ini, pellet-pellet tersebut ditampung dan dimasukkan ke dalam kemasan karung 25 kg. SILO yang dimiliki kilang PP berkapasitas total 840 ton yang terbagi atas : 4 buah SILO, masing – masing berkapasitas 90 ton 16 buah SILO, masing – masing berkapasitas 30 ton 1 buah SILO digunakan untuk transfer dan blending

Biji PP yang telah dikemas disimpan di dalam gudang dan dikenal dengan merk dagang POLYTAM. Kapasitas gudang penyimpanan adalah sebesar 3000 ton. Produk-produk off spec dijual dengan harga yang lebih murah dari produk on spec.


deskripsi proses ru iii

Documents