UTILITAS / UTILITYUnit Utilitas merupakan unit penunjang bagi unit-unit yang lain dalam suatu pabrik atau sarana penunjang untuk menjalankan suatu pabrik dari tahap awal sampai produk akhir. Unit Utilitas meliputi :1. Unit water intake.2. Unit pengolahan air.3. Unit pembangkit uap (steam).4. Unit pembangkit listrik.5. Unit udara instrumen dan udara pabrik.6. Unit pemisahan udara (ASP).7. Unit pengukuran gas (gas metering station).8. Unit pengolahan air buangan.1. Unit Water IntakeSumber air untuk pabrik, perkantoran dan perumahan PT. Pupuk Iskandar Muda diambil dari sungai Peusangan (Kabupaten Bireuen) yang jaraknya sekitar 25 km dari lokasi pabrik. Luas Daerah Aliran Sungai Peusangan adalah 2.260 km2 dan sebagian besar terletak dikabupaten Aceh Tengah. Air ini dipompa dengan laju alir normal sebesar 700 sampai 800 ton/jam pada tekanan minimum 2 kg/cm2G.

Pada fasilitas water intake terdapat tiga unit pompa, dimana setiap pompa memiliki kapasitas 1.250 ton/jam dan dilangkapi dengan : Water Intake Channel, merupakan suatu kolam yang disekat sehingga berbentuk saluran (channel), serta dilengkapi dengan bar screen yang berfungsi untuk menyaring benda-benda kasar terapung yang mungkin ada di tempat penyadapan terutama di bangunan sadap sungai, agar tidak mengganggu proses pengolahan air berikutnya. Intake Pond, merupakan suatu kolam dengan ukuran 27.900 x 7.600 m2 yang berfungsi untuk menampung air yang telah disadap dari sumber dan digunakan sebagai bahan baku. Air tersebut dialirkan ke Settling Basin (bak pengendapan) dengan menggunakan pompa. Settling Basin, berfungsi untuk mengendapkan partikel-partikel kasar secara gravitasi dan mengatur aliran yang akan ditransmisikan, basin dibagi menjadi limachannel dan secara bergantian sebuahchannel dibersihkan dan diambil lumpurnya. Air yang berasal dari fasilitas Water Intake kemudian dialirkan ke dalam instalasi pengolahan air dengan laju alir 1.650 ton/jam.

2. Unit Pengolahan AirKebutuhan air di pabrik diperlukan untuk bahan baku dan pembantu proses yaitu dalam bentuk Filter Water dan Demin Water atau Polish Water, disamping itu diproduksi pula Potable Water sebagai air minum.

2.1 ClarifierClarifier (63-FD-1001) berfungsi sebagai tempat pengolahan air tahap pertama yaitu proses penjernihan air untuk menghilangkan zat padat dalam bentuk suspensi dengan jalan netralisasi, sedimentasi, koagulasi, dan filtrasi. Clarifier mempunyai kapasitas 1330 ton/jam sedangkan kebutuhan air baku masuk clarifier adalah 600 sampai 800 ton/jam (normal). Pada inlet clarifier diinjeksikan bahan-bahan kimia yaitu alum sulfat, klorin, soda kaustik, sedangkan coagulant aid ditambahkan ke dalam clarifier.

Fungsi dari bahan-bahan kimia tersebut adalah :a. Alum Sulfat (Al2(SO4)3)Berfungsi untuk membentuk gumpalan dari partikel yang tersuspensi dalam air. Bila alum dikontakkan dengan air maka akan terjadi hidrolisa yang menghasilkan alumunium hidroksida (Al2(SO4)3) dan asam sulfat. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut :Al2(SO4)3 . 18 H2O + 6 H2O -----> 2 Al(OH)3 + 3H2SO4 + 18 H2O

Gumpalan Al(OH)3 yang berupa koloid akan mengendap bersama kotoran lain yang terikut ke dalam air dan H2SO4 akan mengakibatkan air bersifat asam. Penambahan alum tergantung pada turbiditi dan laju alir air umpan baku.

b. Soda Kaustik (NaOH)Berfungsi untuk menetralkan air akibat penambahan alum sehingga PHnya berkisar antara 6 sampai 8. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut :H2SO4 + NaOH -----> Na2SO4 + 3 H2O

c. Klorin (Cl2)Tujuan utama penambahan zat klorin adalah untuk mematikan mikroorganisme dalam air, disamping itu juga untuk mencegah tumbuhnya lumut pada dinding clarifier dan akan mengganggu proses selanjutnya.

d. Coagulant Aid (Polymer)Berfungsi untuk mempercepat proses pengendapan, karena dengan penambahan bahan ini akan membentuk flok-flok yang lebih besar sehingga akan lebih mudah dan cepat mengendap.

Clarifier dilengkapi dengan agitator dan rake yang berfungsi sebagai pengaduk, keduanya bekerja secara kontinyu. Agitator berfungsi untuk mempercepat terjadinya flok-flok dan bekerja dengan kecepatan 1,05 sampai 4,2 rpm. Sedangkan rake berfungsi mencegah agar flok-flok (gumpalan lumpur) tidak pekat di dasarclarifier dan bekerja dengan kecepatan 0,033 rpm. Kotoran-kotoran yang mengendap bersama lumpur (sludge) dikeluarkan dari bawahclarifier sebagai blow down, sedangkan air jernih dariclar ifier keluar lewat over flow

2.2 Saringan Pasir (Gravity Sand Filter)Air yang jernih dari Clarifier dialirkan ke Gravity Sand Filter (63-FD-1002) secara gravitasi. Gravity sand filter terdiri atas 5 (lima) unit yaitu empats er vice dan satu unit siaga (stand by). Komponen utama dari saringan pasir adalah pasir yang ukurannya berbeda-beda. Saringan pasir bekerja kontinyu, jika kotoran-kotoran menggumpal atau lumpur yang sudah terlalu tebal di saringan, maka akan dilakukan back wash secara berkala.

2.3 Filter Water ReservoirAir dari saringan pasir ditampung di Filter Water Reservoir (63-FB-1006), kemudian dibagi ketiga tangki yaitu : Potable Water Tank (63-FB-1002) Digunakan untuk mendistribusikan air yang telah memenuhi persyaratan air minum ke perumahan, kantor, kapal, dan emergency shower. Filter Water Tank (63-FB-1008) Digunakan sebagai fire water, make up Cooling Water dan back wash. Recycle Water Tank (63-FB-1008) Digunakan sebagai air umpan demin. Air ini diproses lagi untuk menghasilkan air yang bebas mineral dan akan digunakan sebagai air umpanBoiler. 2.4 Saringan Karbon Aktif (Activated Carbon Filter)Air dari Recycle Water Tank (63-FB-1008) dialirkan ke dalamActivated Carbon Filter (63-FB-1003) untuk menyerap CO2 terlarut dalam air dan zat-zat organik yang ada dalamfilter water, serta residual klorin dari air sebelum masuk ke sistem Deionisasi (Demineralizer).

2.5 DemineralizerUnit ini berfungsi untuk membebaskan air dari unsur-unsur silika, sulfat, klorida dan karbonat dengan menggunakan resin, unit ini terdiri dari :

a. Cation Tower (63-DA-1001)Proses ini bertujuan untuk menghilangkan unsur-unsur logam yang berupa ion- ion positif yang terdapat dalam filter water dengan menggunakan resin kation R- SO3H (tipe Dowex Upcore Mono A-500). Proses ini dilakukan dengan melewatkan air melalui bagian bawah, dimana akan terjadi pengikatan logam- logam tersebut oleh resin. Resin R-SO3H ini bersifat asam kuat, karena itu disebut asam kuat cation exchanger resin

Reaksi yang terjadi adalah :CaCl2+ 2R SO3H -----> (R SO3)2Ca + 2 HClMgCl2+ 2R SO3H -----> (R SO3)2Mg + 2 HClNaCl2+ 2R SO3H -----> (R SO3)2Na + 2 HClCaSO4+ 2R SO3H -----> (R SO3)2Ca + 2 HSO4MgSO4+ 2R SO3H -----> (R SO3)2Mg + 2 HSO4NaSO4+ 2R SO3H -----> (R SO3)2Na + 2 HSO4Na2SiO4+ 2R SO3H -----> (R SO3)2Na + 2 HSiO4CaCO3+ 2R SO3H -----> (R SO3)2Ca + 2 HCO3

b. Degasifier (63-DA-1002)Degasifier berfungsi untuk menghilangkan gas CO2 yang terbentuk dari asam karbonat pada proses sebelumnya, dengan reaksi sebagai berikut :H2CO3 -----> H2O + CO2

Proses Degasifier ini berlangsung pada tekanan vakum 740 mmHg dengan menggunakansteam ejektor, di dalam tangki ini terdapat netting ring untuk memperluas bidang kontak antara air yang masuk dengan steam bertekanan rendah yang diinjeksikan. Sedangkan outletsteam ejektor dikondensasikan dengan injeksi air dari bagian atas dan selanjutnya ditampung dalam seal pot sebagai umpan Recovery Tank.

c. Anion Tower (63 -DA-1003)Berfungsi untuk menyerap atau mengikat ion-ion negatif yang terdapat dalam air yang keluar dariD egas ifier. Resin pada anion exchanger adalah R=NOH (Tipe Dowex Upcore Mono C-600). Reaksi yang terjadi adalah :H2SO4 + 2 R = N OH -----> (R = N)2SO4 + 2 H2OHCl + R = N OH -----> R = N Cl + H2 OH2SiO3+ 2 R = N OH -----> (R = N)2SiO3 + 2 H2OH2CO3 + R = N OH -----> R = N CO3 + H2OHNO3 + R = N OH -----> R = N NO3 + H2O

Reaksi ini menghasilkan H2O, oleh karena itu air demin selalu bersifat netral. Air keluar tangki ini memiliki pH 7,5 sampai 8,5 konduktifitas kurang dari 3

d. Mix Bed Polisher (63-DA-1004)Berfungsi untuk menghilangkan sisa-sisa logam atau asam dari proses sebelumnya, sehingga diharapkan air yang keluar dari mix bed polisher telah bersih dari kation dan anion. Di dalam mix bed polisher digunakan dua macam resin yaitu resin kation dan resin anion yang sekaligus keduanya berfungsi untuk menghilangkan sisa kation dan anion, terutama natrium dan sisa asam sebagai senyawa silika dengan reaksi sebagai berikut :

Reaksi Kation :Na2SiO3 + 2 R SO3H -----> 2 RSO3Na + H2SiO3

Reaksi Anion :Na2SiO3 + 2 R = N - OH -----> 2 RSO3Na + H2SiO3

Air yang telah bebas mineral tersebut dimasukkan ke Polish Water Tank (53-FB-1004) dan digunakan untuk air umpanboiler

3. Unit Pembangkit UapPada Unit Utilitas, sumber pembangkit uap yang digunakan untuk kebutuhan operasi adalah Package Boiler (63-BF-4001). Air dari Polish Water Tank (63-FB- 1004) dimasukkan ke dalam Deaerator (63-EG-4001) untuk menghilangkan gas CO2 dan O2 terlarut yang menyebabkan korosi. Di deaerator juga diinjeksikan hydrazine (N2H4) untuk mengikat gas O2 yang terdapat dalam air. Reaksinya adalah sebagai berikut :N2 H4 + O2 -----> 2H2O + N2

Pada outlet Deaerator juga diinjeksikan ammonia yang berfungsi untuk mengatur pH dari boiler feed water. Package boiler dengan kapasitas 120 ton/jam, tekanan 41 kg/jam2G dan temperature 385oC menggunakan panas yang berasal dari pembakaranfuel gas. Sistem operasinya adalah air yang dari Deaerator masuk ke Economizer (63-EC- 4001) lalu dialirkan ke steam drum, dalam steam drum diinjeksikan Na3PO4 untuk mengikat komponen hardness serta untuk menaikkan pH airboiler. Sirkulasi antara steam drumdan coil-coil pemanas berlangsung secara alami karena perbedaan berat jenis air dalam pipa. Uap yang dihasilkan oleh Package Boiler digunakan pada pabrik utilitas, pabrik urea, sedangkan pabrik ammonia hanya pada saat tertentu.

4. Unit Pembangkit ListrikUntuk memenuhi kebutuhan listrik, sebagai sumber tenaga pembangkit listrik yang dapat diklasifikasikan sebagai berikut :

a. Main Generator (63-EG-7001)Generator ini merupakan generator utama sumber tenaga listrik di utilitas pada pabrik yang digerakkan dengan turbin berbahan bakar gas alam, fungsinya adalah untuk menyalurkan listrik ke seluruh pabrik dan perumahan.Daya : 20 MWTegangan : 13,8 KV

b. Main Generator (53-GI-7001)Generator ini merupakan generator utama sumber tenaga listrik di utilitas pada pabrik yang digerakkan dengan turbin berbahan bakar gas alam, fungsinya sama dengan main generator (63-EG-7001) dan hanya salah satu main generator saja yang beroperasi.Daya : 15 MWTegangan : 13,8 KV

c. Standby Generator (53-GI-7002)Merupakan generator pendamping, dioperasikan apabila terjadi gangguan pada main generator. Bahan bakarnya bisa solar atau gas alam.Daya : 1,5 MWTegangan : 2,4 KV

d. Emergency Generator (53-GH-7001)Merupakan generator cadangan, yang dipakai dalam keadaan mendadak apabila terjadinya gangguan pada main generator dan pada saat peralihan ke standby generator.Daya : 350 KWTegangan : 480 V

5. Unit Udara Instrumen dan Udara PabrikKebutuhan udara pabrik saat awal pabrik dioperasikan serta pada saat emergensi, yaitu dengan Kompresor Udara (63-GB-5001), setelah pabrik beroperasi udara diambil dari Kompresor Udara Ammonia (51-101-J) dengan tekanan 35 kg/cm2G. Udara ini masih belum kering atau murni maka dikeringkan padadryer untuk menghilangkan kandungan air dengan menggunakan Silika Alumina Gel (silicagel).

Fungsi dari udara instrument antara lain :- Menggerakkan Pneumatic Control Valve.- Purging diBoiler .- Flushing di Turbin.

Fungsi dari udara pabrik antara lain :- Flushing jaringan pipa.- Mixing tangki kimia pengantongan urea.- Pembakaran di Burning pit.

6. Unit Pemisahan UdaraPada prinsipnya unit pemisahan udara (N2 dan O2) ini bekerja berdasarkan titik cairnya. Udara baku disaring melalui filter kemudian dimampatkan dengan kompresor udara sampai tekanan 41oC untuk memisahkanmoisture (kandungan air) dari udara, pendinginan dilanjutkan dalam Precooler Unit sampai temperatur 5oC. Udara yang telah mengembun dikeluarkan lewat drain separator dan dialirkan ke MS Adsorben untuk menyerap CO2 dan H2O, kemudian udara ini dialirkan ke dalam cool box. Pada cool box N2 dan O2 dipisahkan dengan tiga macam metode, yaitu :- Metode I adalah produksi N2 gas, maksimal 300 Nm3/hr.- Metode II adalah produksi N2 cair, maksimal 50 Nm3/hr- Metode III adalah produksi O2 gas, maksimal 75 Nm3/hr.

7. Unit Pengukur GasBerfungsi untuk mengukur banyaknya gas alam yang dikonsumsi oleh pabrik, yaitu dipakai oleh pabrik utilitas (untuk menghasilkan steam dan sebagai bahan bakar generator), serta banyaknya gas alam yang dipakai oleh pabrik ammonia (untuk proses dan bahan bakar). Indikasi pengukur laju alir gas alam terdapat di lapangan dan diruang kontrol yang mengukur laju alir, tekanan, temperatur, dan densitas.

8. Unit Pengolahan Air BuanganUntuk menghindari pencemaran terhadap lingkungan, maka buangan dari proses produksi diolah terlebih dahulu sebelum dibuang. Unit penampungan air limbah ini terdiri dari Waste Water Pond (WWP) dan Kolam Penampungan dan Pendalian Limbah (KPPL).

8.1 Kolam Air Limbah (WWP)Kolam air limbah ini merupakan unit penampungan limbah yang berasal dari :a. Tangki netralisasi pada unit demineralizer.b. Tangkis lur r y pada unit pengolahan air.c. Pabrik ammonia.d. Pabrik urea.

Air limbah tersebut dinetralkan dengan menambahacid ataucaus tic sampai mencapai pH 6 sampai 8, kemudian dikirim oleh pompa transfer. Setelah pH air buangan netral, air limbah tersebut dibuang ke laut.

8.2 Kolam Penampungan dan Pengendalian LimbahKolam Penampungan dan Pengendalian Limbah (KPPL) mempunyai kapasitas 5.250 M3. Fungsi dari KPPL adalah untuk mengatur komposisi air limbah dan kecepatan buangannya, untuk mengurangi jumlah padatan terlarut dengan cara pengendapan dan menampung limbah (air buangan) pada saat pabrik sedang beroperasi dan melepaskan ammonia yang terlarut dalam air limbah.

Utilitas merupakan sekumpulan unit proses dalam suatu industri kimia yang berfungsi untuk menunjang proses utama pabrik. Unit-unit yang tersedia adalah : 1. Unit penyediaan dan pengolahan air (Water System) 2. Unit pembangkit steam (Steam Generation System) 3. Unit penyedia udara instrument (Instrument Air System) 4. Unit pembangkit dan pendistribusian tenaga listrik (Power Plant and Power Distribution System) 5. Unit Penyediaan Dowtherm A. A. Kebutuhan dan Pengadaan 1. Unit Penyediaan dan Pengolahan Air Secara keseluruhan proses pengolahan air terdiri dari beberapa tahapan proses, yaitu : a. Proses pengendapan awal (mekanis) Proses ini bertujuan untuk mengendapkan lumpur dan kotoran air sungai dalam sebuah tangki pengendap. b. Proses pengendapan secara kimia Proses ini bertujuan untuk mengendapkan kotoran yang tidak dapat diendapkan pada tahap pertama dengan menambahkan koagulan. c. Proses penyaringan (filtrasi) Proses ini bertujuan untuk menyaring partikel-partikel halus yang ada di dalam air yang belum terendapkan. d. Proses demineralisasi dan deaerasi (untuk keperluan umpan boiler) Proses ini bertujuan untuk menghilangkan ion-ion positif maupun negatif yang terdapat dalam air (demineralisasi) dan untuk menghilangkan gas-gas yang terlarut dalam air (deaerasi). e. Proses desinfektansi (untuk keperluan umum) Proses ini bertujuan untuk menghilangkan mikroorganisme-mikroorganisme yang umumnya bersifat patogen yang terdapat dalam air. Kebutuhan air meliputi : a. Air pendingin = 242.219,41 kg/hr b. Air untuk umpan boiler = 69.066,67 kg/hr c. Air untuk keperluan umum = 10.000,00 kg/hr d. Air untuk hidrant = 500,00 kg/hr + Total kebutuhan air = 321.786,08 kg/hr Total make up air (over design 20%) = 386.143,30 kg/hr Dengan cadangan air yang harus tersedia sebesar 20% maka jumlah air yang diolah adalah 386.143,30 m3/hr. 2. Unit Pembangkit Steam Steam digunakan sebagai pemanas dalam alat penukar panas dan reboiler. F; 1.275,8 psiaSteam yang dibutuhkan adalah steam jenuh pada suhu 575 sebanyak 349.669,16 kg/hr. 3. Unit Penyedia Bahan Bakar Bahan bakar yang digunakan di boiler adalah light organic dari separator, SD-02, dan dari hasil atas menara distilasi MD-01. 4. Unit Penyedia Udara Tekan Udara tekan dibutuhkan dalam pemakaian alat control pneumatic dan kebutuhan instrumen lainnya dengan tekanan sebesar 30 psig. Total kebutuhan udara tekan adalah sebesar 150,8 m3/hr (STP) dan disediakan oleh blower. Untuk memperoleh kondisi udara instrumen yang kering maka begitu keluar dari blower, udara perlu dilewatkan bejana pengering udara yang berisi silika gel. 5. Unit Penyediaan Listrik Kebutuhan tenaga listrik meliputi kebutuhan untuk penggerak motor alat-alat proses dan utilitas, menjalankan alat-alat kontrol dan penerangan pabrik serta perkantoran. Untuk memenuhi kebutuhan tersebut, digunakan listrik dari PLN sebesar 2,26 MVA dan sebagai cadangan digunakan pembangkit listrik dari emergency diesel generator. 6. Unit Penyediaan Dowtherm A Dowtherm A digunakan sebagai pembangkit panas dan juga pendingin untuk alat-alat proses. Kebutuhan dowtherm A diperkirakan sebesar 220.000,00 kg/hr. B. Skema Pengolahan Air (terlampir).Sistem Utilitas merupakan unit-unit yang dapat menunjang pelaksanaan suatu proses dalam industri. Mulai dari penyediaan air, energi listrik, pemanas untuk boiler, pendinginan, dll.Silabus yang akan dibahas :1. Penyediaan air proses2. Air umpan boiler dan Steam Properties3. Cooling Tower4. Cooling Water System5. Bahan Bakar : jenis dan sifat6. Pembakaran : Neraca massa dan energi7. Boiler : tipe, karakteristik,dan kinerja8. Steam System : ecnomizer, deaerator, steam trap9. Steam Turbine dan Steam Balance10. Gas Turbine11. Motor Diesel12. Waste Heat Boiler13. Combined Cycle dan Cogeneration14. Penyediaan Udara Tekan dan N215. Refrigeration16. Dasar-dasar Lisrik Tiga Fasa17. Perhitungan Rugu-rugi TransisiPT. PUSRI Pabrik Ammonia-UreaDicontohkan dari sebuah plant yang terdapat di PT. PUSRI Pabrik Ammonia-Urea, umpan gas alam dan udara disertai dengan penyediaan air bersih untuk proses dapat diolah menjadi urea serta produk sampingan ammonia. Untuk mendapatkan air bersih, PT. PUSRI memanfaatkan air Sungai Musi yang diolah dalam Plant Water Treatment. Produk air yang dihasilkan terbagi menjadi 4 macam penggunaan : domestic water (kebutuhan rumahan/ kantor), hydrant untuk pemadam kebakaran, cooling water system, serta boiler feed system (BFW). Selanjutnya air untuk BFW diproses untuk mengurangi kadar mineralnya dengan demineralized, kemudian dilewatkan ke unit reverse osmosis dan selanjutnya dapat digunakan sebagai waste heat boiler (WHB=sumber panas dari sisa pembakaran). Sumber panas pada boiler dapat juga berasal dari gas alam, biasa disebut Package Boiler. Sebagian panas yang berasal dari WHB dapat dijadikan High Pressure Steam yang dapat menghasilkan listrik pada Steam Turbine (ST). Keluaran ST tersebut dapat berupa kondesat dengan low Pressure Steam yang dapat di manfaatkan kembali kedalam reaktor atau boiler yang membutuhkan tekanan uap rendah.Cooling Water System

Komponen yang tersusun pada sistem ini terdiri dari Cooling Tower yang berfungsi untuk mendinginkan cooling water. Cooling water selanjunya digunakan untuk mendinginkan proses. Cooling Tower berbentuk tabung namun cekung dibagian tengahnya. Biasanya terlihat asap diatasnya yang merupakan uap air. Air yang semula panas dapat didinginkan pada tower ini. Air dapat menjadi dingin disebabkan proses penguapan, bukan karena kontak dengan udara. Terdapat steam trap yang berfungsi untuk membuang kondensat yang mengembun di saluran steam. Jjika kondensat tersebut dibiarkan, dapat memungkinkan terjadinya penurunan tekanan yang menyebabkan penguapan (flash).

Intrument AirBefungsi untuk pengendalian proses dan ransfer data. Meski saat ini sudah ada kabel sebagai instrumen yang dapat menyalurkan sinyal listrik untuk mengendalikan proses, di beberapa plant industri masih ditemui metode lama menggunakan udara. N2 pada Instrument air berperan agar reaktor tidak teroksidasi. Jika tekanan dalam reaktor terlalu tinggi, N2 akan keluar dari reaktor sehingga mencegah kontak dengan oksidator. adapula Air Separation unit (ASU) yang berperan untuk memisahkan udara dengan cara mendinginkan udara hingga -180 celcius. Udara yang menjadi cair kemudian didestilasi. N2 yang memiliki titik didih lebih rendah akan menguap terlebih dahulu dan dapat dipisahkan dari komponen lain.