SPESIFIKASI PERALATAN PROSES
UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM
4.1 Unit Pendukung Proses
4.1.1 Unit Pengadaan Air
4.1.1.1 Air Pendingin
Air pendingin yang digunakan adalah air sungai yang diperoleh dari Sungai Lusi dari down stream turbin Waduk Kedungombo. Alasan digunakannya air sungai sebagai media pendingin adalah karena faktor – faktor sebagai berikut : a. Air sungai dapat diperoleh dalam jumlah yang besar dengan biaya murah. b. Mudah dalam pengaturan dan pengolahannya.
Prarancangan Pabrik Furfural Kapasitas Produksi 10.000Ton/Tahun
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium| 64
Air pendingin ini digunakan sebagai pendingin pada kondensor total dan heat
exchanger. Hal – hal yang perlu diperhatikan dalam pengolahan air sungai sebagai
pendingin adalah :
a. Partikel – partikel besar/makroba (makhluk hidup sungai dan konstituen lain). b. Partikel – partikel kecil/mikroba (mikroorganisme sungai) yang dapat
menyebabkan fouling pada kondenser dan heat exchanger.
Untuk menghindari fouling yang terjadi pada alat – alat penukar panas maka perlu diadakan pengolahan air sungai. Pengolahan dilakukan secara fisis dan kimia. Pengolahan secara fisis adalah dengan penyaringan dan secara kimia adalah dengan penambahan tawas chlorination, demineralisasi, dan deaerasi. Tahapan pengolahan adalah :
Air sungai dialirkan dari sungai ke kolam penampungan dengan menggunakan pompa. Sebelum masuk pompa air dilewatkan pada screen untuk menyaring partikel dengan ukuran besar. Kemudian dialirkan ke strainer yang mempunyai saringan stainless steel 0,4 mm. Setelah dipompa air sungai kemudian dialirkan ke kolam flokulator. Di dalam kolam ditambahkan tawas/Alum (Al2(SO4)3) untuk menjernihkan air dari larutan yang keruh. Klorin diinjeksikan secara kontinyu di pipa pengaliran untuk mencegah mikroorganisme berkembang biak.
Prarancangan Pabrik Furfural Kapasitas Produksi 10.000Ton/Tahun
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium| 65
Tabel 4.1 Jumlah Kebutuhan Air Pendingin Nama alat kg/jam
HE – 01 121.841,7081 HE – 02 29.101,4764 HE – 03 42.031,2575 CD – 01 121.556,3269 CD – 02 288.568,1691 Total 603.098,9380
Dari Perry (1999), densitas air pada 32 oC adalah = 995,03 kg/m3 Volume air yang dibutuhkan = 606,1137 m3/jam
Kebutuhan air pendingin ini dibutuhkan pada suhu masuk unit proses 32 oC dan keluar unit proses pada suhu 45 oC. Keluar air pendingin pada suhu 45 oC didinginkan kembali menggunakan cooling tower sehingga suhu air pendingin kembali 32 oC. Kebutuhan air pendingin sebesar 603.098,9380 kg/jam adalah pada waktu start up pada waktu pabrik berjalan kontinyu hanya dibutuhkan make
Prarancangan Pabrik Furfural Kapasitas Produksi 10.000Ton/Tahun
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium| 66 Keterangan :
1. Air sungai 2. Screen 3. Strainer 4. Pompa
5. Bak penampungan awal 2 3 5 4 1 Ke pabrik Air sungai Alum/Tawas
Gambar 4.1 Skema Pengolahan Air Sungai
Dalam perancangan ini ditambahkan Alum/Tawas (Al2(SO4)3) sebanyak 1 ppm. Penambahan jumlah tawas di pengaruhi oleh turbidity dari air yang akan dijernikan.
Untuk memompakan air sungai dengan jumlah di atas dan untuk mengatasi penurunan tekanan pada perpipaan dan di peralatan, maka diperlukan jenis pompa
Single Stage Centrifugal dengan daya pompa 1,5 HP dan daya motor 2 HP,
dengan bahan Nickel Steel pada sistem perpipaannya. 4.1.1.2 Air Umpan Boiler
Untuk kebutuhan umpan boiler sumber air yang digunakan adalah air sungai. Beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam penanganan air umpan boiler adalah sebagai berikut :
a. Kandungan yang dapat menyebabkan korosi
Korosi yang terjadi di dalam boiler disebabkan karena air mengandung larutan– larutan asam dan gas – gas yang terlarut.
Prarancangan Pabrik Furfural Kapasitas Produksi 10.000Ton/Tahun
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium| 67
b. Kandungan yang dapat menyebabkan kerak (scale forming)
Pembentukan kerak disebabkan karena adanya kesadahan dan suhu tinggi, yang biasanya berupa garam - garam karbonat dan silikat.
c. Kandungan yang dapat menyebabkan pembusaan (foaming)
Air yang diambil dari proses pemanasan bisa menyebabkan foaming pada
boiler karena adanya zat – zat organik, anorganik, dan zat – zat yang tidak
larut dalam jumlah besar. Efek pembusaan terjadi pada alkalinitas tinggi. Jumlah air yang digunakan adalah sebesar 8.939,3056 kg/jam = 8,9839 m3/jam. Jumlah air ini hanya pada awal start up pabrik. Untuk kebutuhan selanjutnya hanya menggunakan air make up saja. Jumlah air untuk keperluan
make up air umpan boiler adalah sebesar 4160,8897 kg/jam = 4,1817 m3/jam. Pengolahan air umpan boiler
Air yang berasal dari sungai belum memenuhi persyaratan untuk digunakan sebagaai air umpan boiler, sehingga harus menjalani proses pengolahan terlebih dahulu. Air umpan boiler harus memenuhi persyaratan tertentu agar tidak menimbulkan masalah – masalah seperti :
Pembentukan kerak pada boiler Terjadinya korosi pada boiler
Pembentukan busa di atas permukaan dalam drum boiler
Tahapan pengolahan air agar dapat digunakan sebagai air umpan boiler meliputi : 1. Aerasi
Merupakan proses mekanis penghembusan air dengan udara. Proses ini bertujuan untuk menghilangkan kadar mangan dan kadar besi yang terlarut
Prarancangan Pabrik Furfural Kapasitas Produksi 10.000Ton/Tahun
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium| 68
dalam air. Terjadi proses oksidasi yang menjadikan besi dan mangan terlarut sebagai ion - ion menjadi besi dan mangan oksida yang tidak larut dalam air sehingga bisa diendapkan, dan endapan yang terbentuk dibuang dengan cara
blowdown. Proses aerasi dilakukan dalam suatu unit yang disebut aerator.
2. Penghilangan besi
Merupakan suatu unit saringan yang mengandung MnO2 (Mangane
dioxide) untuk menyaring endapan besi yang tidak sempat mengendap di aerator. Alat yang digunakan biasa disebut Iron Removal Filter.
3. Demineralisasi
Merupakan unit penukar ion untuk menghilangkan mineral terlarut dalam air, seperti Ca2+, Mg2+, Na2+, HCO3-, SO4-, Cl-. Sebagai resin penukar kation dapat digunakan asam kuat dan resin penukar anion dapat digunakan basa kuat.
a. Kation Exchanger
Kation exchanger berfungsi untuk mengikat ion-ion positif yang
terlarut dalam air lunak. Alat ini berupa silinder tegak yang berisi tumpukan butir-buir resin penukar ion. Resin yang digunakan adalah jenic C-300 dengan notasi RH2. Adapun reaksi yang terjadi dalam
kation exchanger adalah:
2NaCl + RH2 ---> RNa2 + 2 HCl CaCO3 + RH2 ---> RCa + H2CO3 BaCl2 + RH2 ---> RBa + 2 HCl
Prarancangan Pabrik Furfural Kapasitas Produksi 10.000Ton/Tahun
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium| 69
Apabila resin sudah jenuh maka pencucian dilakukan dengan menggunakan larutan H2SO4 2%. Reaksi yang terjadi pada waktu regenerasi adalah:
RNa2 + H2SO4 ---> RH2 + Na2SO4 RCa + H2SO4 ---> RH2 + CaSO4
RBa + H2SO4 ---> RH2 + BaSO4
b. Anion Exchanger
Alat ini hampir sama dengan kation exchanger namun memiliki fungsi yang berbeda yaitu mengikat ion-ion negatif yang ada dalam air lunak. Dan resin yang digunakan adalah jenis C - 500P dengan notasi R(OH)2. Reaksi yang terjadi di dalam anion exchanger adalah:
R(OH)2 + 2 HCl ---> RCl2 + 2 H2O R(OH)2 + H2SO4 ---> RSO4 + 2 H2O R(OH)2 + H2CO3 ---> RCO3 + 2 H2O
Pencucian resin yang sudah jenuh digunakan larutan NaOH 4%. Reaksi yang terjadi saat regenerasi adalah:
RCl2 + 2 NaOH ---> R(OH)2 + 2 NaCl RSO4 + 2 NaOH ---> R(OH)2 + 2 Na2SO4
RCO3 + 2 NaOH ---> R(OH)2 + 2 Na2CO3 4. Deaerasi
Merupakan proses penghilangan gas – gas terlarut, terutama oksigen dan karbondioksida dengan cara pemanasan menggunakan steam. Oksigen terlarut dapat mengkorosi baja. Gas – gas ini kemudian dibuang ke atmosfer. Setelah
Prarancangan Pabrik Furfural Kapasitas Produksi 10.000Ton/Tahun
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium| 70
mengalami proses deaerasi diinjeksikan hydrazine yaitu larutan untuk mengikat gas oksigen yang masih terbawa dan juga diinjeksikan larutan amine untuk pencegahan korosi pada pipa – pipa.
a. Hidrazin (N2H4)
Zat ini berfungsi untuk menghilangkan sisa-sisa gas terlarut terutama gas oksigen sehingga dapat mencegah korosi pada boiler. Adapun reaksi yang terjadi adalah:
N2H4(aq) + O2(g) N2(g) + 2 H2O (l)
b. NaH2PO4
Zat ini berfungsi untuk mencegah timbulnya kerak dengan kadar 12-17 ppm.