II.1 proses produksi

Bahan baku yang digunakan untuk proses produksi PT Aneka Gas Industri adalah udara di atmosfer, sehingga tidak perlu menyediakan biaya bahan baku produksi, sehingga proses industry lebih ekonomis dan tidak perlu khawatir bahan baku akan habis.

Pada unit Air Separation PT Aneka Gas Industri ini, diproduksi tiga jenis gas utama, yaitu argon, oksigen, dan nitrogen. Proses pemisahan selanjutnya menggunakan proses cryogenic, yaitu proses pemisahan udara pada suhu yang sangat rendah (-170 C sampai -196 C) dan dibagi menjadi tahapan sebagai berikut:

1. Penyediaan udara tekan 2. Pemurnian udara proses3. Pendinginan udara proses4. Pencairan dan pemisahan udara proses untuk produksi liquid oksigen dan nitrogen5. Pemurnian dan produksi argon

II.1.1 penyediaan udara tekan

Udara bebas dari atmosfer diambil dengan flow rate 15.000 NM3/h, temperaturnya 32 C diserap dengan compressor dan melewati tiga stage filter, yaitu filter udara primer dan filter udara sekunder. Filter udara tersebut berfungsi untuk menyaring udara dari padatan – padatan, debu dan impurities lainnya.

Udara kemudian dilewatkan kedalam compressor tiga stage yang berfungsi untuk menaikkan tekanan udara dari 1 atm menjadi 5,6 kg/cm2G serta bertahap pada tiap stagenya. Didalam compressor terdapat intercooler pada setiap stagenya, yang berfungsi sebagai pendingin untuk menurunkan suhu kompressi yang tinggi.

Proses yang terjadi dalam compressor ini pertama-tama udara masuk compressor pada stage 1 kemudian keluar menuju intercooler 1 untuk didinginkan. Setelah melewati intercooler 1 udara masuk stage 2 untuk menaikkan tekanannya dan kelusar menuju ke intercooler 2. Kemudian udara masuk compressor stage 3 sehingga tekanan mencapai 5,6 kg/cm2G dan temperature udara sekitar 42 C. tekanan disini dinaikkan hingga 5,6 kg/cm2G dimaksudkan agar nantinya udara dapat berubah fase menjadi liquid pada suhu kolom rectifier sehingga mudah dipisahkan. Pada intercooler digunakan pendingin air dari utilitas.

Karena adanya proses kompressi, maka suhu udara naik menjadi 90 C untuk menurunkan temperatut akibat kompressi ini, udara dilewatkan pada aftercooler H-113 sehingga suhu turun menjadi 36 C dengan tekana tetap karena pressure drop yang sangat kecil. Pendingin yang digunakan pada aftercooler ini adalah air dari utilitas.

II.1.2 Pemurnian udara proses

Udara yang keluar dari aftercooler mengandung uap air, CO2, dan juga Hidrocarbon. Sehingga perlu dilakukan pemurnian udara menghilangkan uap air, CO2, dan juga Hidrocarbon tersebut. Uap air dan CO2

ini perlu agar tidak menyebabkan terjadinya penyumbatan pada bagian pabrik yang beroperasi pada suhu rendah, karena akan menyebabkan terjadinnya pembentukan es dan dry ice. Hal ini disebabkankan titik beku uap air dan CO2 jauh lebih tinggi daripada titik beku udara. Sedangkan hidrokarbon merupakan zat yang berbahaya jika ada di dalam oksigen karena bias menimbulkan ledakan.

Alat-alat yang digunakan dalam proses pemurnian udara terdiri dari:

a. Unit refigerasi dan chillerb. Drain separatorc. MS adsorber

Unit refigerasi dan Chiller

Setelah didinginkan dalam after cooler, udara didinginkan kembali dalam chiller yang mekanisme kerjannya terdiri dari 2 sistem pendingin, yaitu water chiller dan air chiller H-112. Pada water chiller, air dari unit utilitas didinginkan dengan menggunakan pendingin Freon 22 sehingga suhu air menjadi 5 C, kemudian dialirkan kea lat penukar panas dimana antara air pendingin dan udara proses di air chiller, udara keluar dari air chiller memiliki temperature 15 C dan tekanan 5,5kg/cm2G. air pendingin kemudian ditampung di water basin untuk kemudian disirkulasikan kembali dalam proses produksi.

Pendingina udara ini dimaksudkan agara kerja dari MS absorber efektif dan juga agar nantinya suhu pada kolom rectifier bias sesuai dengan yang diharapkan sehingga proses pemisahan udara mudah dilakukan akan tetapi suhu udara ini tidak boleh terlalu dingin karena dapat mengakibatkan uap air dalam udara membeku sehingga menyumbat ms absorber.

Karena pendinginan udara ini dimaksudkan agar kerja dari MS absorber efektif dan juga agar nantinya suhu dalam kolom rectifier bias sesuai dengan yang diharapkan sehingga proses pemisahan udara mudah dilakukan. Akan tetapi suhu udara ini tidak boleh terlalu dingin, Karena dapat menyebabkan udara membeku sehingga dapat menyumbat MS absorber.

Karena pendinginan ini , akan terbentuk uap air yang tercampur dalam udara sehingga perlu dipisahkan dalam drain separator untuk mengurangi beban molecular sieve absorber nantinya.

Pendinginan air didalam water chiller menggunakan unit refigerasi, dimana menggunakan Freon 22 sebagai fluida kerjanya, dengan proses sebagai berikut:

1 kompressi adiabatic

Freon 22 dikompressi untuk menaikkan tekanan 4kg/cmG (saturate vapor) menjadi 15kg/cmG (superheated)

2. Pendinginan

Freon 22 kemudian didinginkan didalam kondensor hingga menjadi saturated liquid bertekanan tinggi

3. Ekspansi

Freon 22 diekspansikan sampai temperature 0-10 C berupa campuran air dan gas.

4 Evaporasi.

Didalam evaporator Freon 22 menguap. Panas penguapan berasal dari air make up yang dimasukkan kedalam evaporator. Air keluar dari evaporator dengan temperature sekitar 5 C, akan digunakan sebagai air pendingin ke air chiller.

Drain separator

Udara masuk ke drain separator, kemudian terjadi proses pemisahan udara dengan air. Bila kelembaban udara mutlak telah dicapai, maka udara akan terkondensasi dan dibuang melalui kran pembuangan. Udara yang keluar dari drain separator ini masih mengandung uap air, CO2, dan hidrokarbon dalam jumlah kecil, sehingga masih perlu proses pemurnian lebih lanjut.

MS Absorber

Udara dimurnikan di dalam MS absorber untuk menghilangkan kandungan uap air, CO2, dan hidrokarbon. MS absorber ini terdiri dari 2 layer atas yang berisi molecular sieve yang berfungsi menyerap gas CO2, SO2, NH3, C2H2 dan layer bawah yang berisi aluminia gel yang berfungsi menyerap air.

Terdapat 2 buah MS adsorber yaitu MS adsorber A dan B, dimana keduannya bekerja secara bergantian. Jika salah satu melakukan adsorbsi, maka yang lainnya akan regenerasi. Hal ini dimaksudkan karena absorber ini memiliki kemampuan yang terbatas dalam melakukan adsorbs terhadap impurities yang terdapat dalam udara, sehingga agar proses adsorbs dapat berjalan secara efektif maka harus dilakukan regenerasi. Tekanan didalam MS adsorber sekitar 6kg/cm2G.

Adapun tahap proses regenerasi dibagi menjadi 4 tahap:

a. Depressurizing.Pada tahap ini tekanan adsorber diturunkan menjadi 0,04 kg/cm2G dalam kurun waktu 720 detik. Tujuan pegurangan tekanana ini adalah agar gas N2 yang nantinya akan digunakan dalam proses selanjutnya (heating, cooling) dapat mengalir ke kolom absorber, sehingga dapat dimungkinkan tak ada aliran balik gas N2 dari kolom adsorber ke kolom destilasi. Dengan ini maka regenerasi akan lebih mudah dan membutuhkan energi yang lebih sedikit. Depressurizing ini dilakukan dengan cara membuka valve yang langsung terhubung ke atmosfer, sehingga tekanan didalam kolom dapat turun. Setelah 720 detik maka secara otomatis depressurizing valve akan menutup secara otomatis.