INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA
B. Kimia Anorganik :
2. Penukar Anion ( Anion Exchanger )
Penukar anion berfungsi untuk menukar anion yang terdapat dalam air dengan ion hidroksida dari resin. Resin yang digunakan bermerek Dower 2. Reaksi yang terjadi adalah:
2ROH + SO22- R2SO4 + 2 OH- ROH + Cl- RCl + OH-
Untuk regenerasi dipakai larutan NaOH dengan reaksi: R2SO4 + 2NaOH Na2SO4 + 2ROH RCl + NaOH NaCl + ROH
Perhitungan Kesadahan Kation
Air sungai Bontang Kalimantan Timur mengandung kation Hg2+,Ba2+,Fe2+, Cd2+, Mn2+, Ca2+, Mg2+, Zn2+, Cu2+, dan Pb2+, masing - masing 0,001 ppm, 0,1 ppm, 0,028 ppm, 0,01 ppm, 0,028 ppm, 0,008 ppm, 0,03 ppm, 0,01 ppm, 200 ppm, dan 100 ppm (Tabel 7.4)
1 gram/gal = 17,1 ppm
Total kesadahan kation = 0,01 + 0,1 + 0,028 + 0,001 + 0,028 + 0,008 + 0,03 + 0,01 + 200 + 100 = 300,206 ppm / 17,1
= 17,5548 gram/gal
Jumlah air yang diolah = 10331,0252 kg/jam = 2740,9880 gal/jam Kesadahan air = 2740,9880 gal/jam x 17,5548 gram/gal x 24 jam
= 1154818,4414 gr/hari = 1154,8184 kg/hari
Volume resin yang diperlukan
Total kesadahan air = 1154,8184 kg/hari
Dari Tabel 12.2, The Nalco Water Hand Book,1992; diperoleh : - Kapasitas resin = 20 kg/ft3
- Kebutuhan regenerant = 6 lb NaCl/ft3 resin Kebutuhan resin = 6 1154,8184 = 57,7409ft3/hari Tinggi resin = 14 , 3 57,7409 = 18,3888ft Volume resin = 2,500 ft x 3,14 ft2 = 7,8500ft3 Waktu regenerasi = 0,1360 hari
Kebutuhan regenerant NaCl = 1154,8184kg/hari x 3 3 kgr/ft 20 lb/ft 6 = 346,4455lb/hari = 157,1477kg/hari. Perhitungan kesadahan anion
Air sungai mengandung anion F-, Cl-, NO2-, NO3-, SeO3-, Cn-, SO42-, H2SO4-masing – masing 0,001 ppm, 60 ppm, 0,028 ppm, 0,074 ppm, 0,005 ppm, 0,001 ppm, 42 ppm, dan 0,002 ppm (Tabel 7.4)
1 gr/gal = 17,1 ppm
Total kesadahan anion = 0,42 +0,023 + 0,028 + 45+ 0,005 + 28+ 0,0004 + 0,01 = 102,1110 ppm / 17,1
= 5,9714 gram/gal Jumlah air yang diolah = 2740,9880 gal/jam
Kesadahan air = 5,9714 gram/gal x 2740,9880gal/jam x 24 jam/hari = 392821,0872 gram/hari = 392,8211kg/hari
Volume resin yang diperlukan
Total kesadahan air = 392,8211kg/hari
Dari Tabel 12.2, The Nalco Water Hand Book,1992; diperoleh : - Kapasitas resin =12 kg/ft3
- Kebutuhan regenerant = 5 lb NaOH/ft3 resin Jadi, Kebutuhan resin = 3 3 kgr/ft 12 kgr/ft 392,8211 = 32,7351ft3/hari Tinggi resin = 14 , 3 32,7351 = 10,4252ft
Sehingga volume resin yang dibutuhkan = 10,4252 ft x 3,14 ft2= 32,7351 ft3 Waktu regenerasi = kg/hari 392,8211 kg/ft 12 x ft 32,7351 3 3 = 1 hari
Kebutuhan regenerant NaOH = 392,8211kg/hari x 3 3 kg/ft 12 lb/ft 5 = 163,6755lb/hari = 74,2432 kg/hari.
7.2.5 Deaerator
Deaerator berfungsi untuk memanaskan air yang keluar dari alat penukar ion (ion
exchanger) dankondensat bekas sebelum dikirim sebagai air umpan ketel. Pada deaerator ini, air
dipanaskan hingga 90oC supaya gas – gas yang terlarut dalam air, seperti O2 dan CO2 dapat dihilangkan, sebab gas – gas tersebut dapat menyebabkan korosi. Pemanasan digunakan dengan menggunakan koil pemanas didalam Deaerator.
7.3 Kebutuhan Bahan Kimia
Kebutuhan bahan kimia pada pabrik pembuatan Dimetil Eter adalah sebagai berikut: 1. Al2(SO4)3 = 10,1919kg/jam 2. Na2CO3 = 5,5036kg/jam 3. Kaporit = 3,9491kg/jam 4. NaCl = 6,5478kg/hari 5. NaOH = 3,0935kg/hari 7.4 Kebutuhan Listrik
Berdasarkan Lampiran C dan Lampiran D kebutuhan listrik diperkirakan sebagai berikut (untuk proses listrik digunakan pompa, pengaduk, conveyer):
1. Unit Proses = 200 HP
2. Unit utilitas = 100 HP
3. Ruang kontrol dan laboratorium = 40 HP 4. Penerangan dan kantor = 30HP
5. Bengkel = 40 HP
6. Perumahan = 85 HP
Total kebutuhan listrik = 495 HP
= 495 hp x 0,7457 kW/ HP = 369,1215KW Efesiensi generator 80%, maka
Daya output generator = 369,1215/ 0,8= 461,4019 KW
Generator digunakan sebanyak 2 buah generator diesel type AC : 400 V, 2100 kW 50 Hz, 3 phase, dimana 1 buah beroperasi dan 1 buah standby.
7.5 Kebutuhan Bahan Bakar
Bahan bakar diperlukan untuk generator dan bahan bakar boiler. Untuk bahan bakar generator
Nilai bakar solar = 19860 Btu/lb (Labban,1971) Densitas solar = 0,89 kg/ltr (Perry dkk,1999) Kebutuhan listrik = 247,0131 KW
Daya generator = 369,1215/0,8
= 461,4019 KW x (0,9478 Btu/det)/kW x 3600 det/jam = 1574340,1097 Btu/jam
Jumlah bahan bakar yang dibutuhkan = (1574340,1097 / 19860)x 0,4539 = 35,9569 lb/jam/ 0,89 lb/ltr
= 40,4011 ltr/jam Untuk bahan bakar ketel uap
Uap yang dihasilkan ketel uap = 10331,0252 kg/jam Panas laten steam pada 200oC,
= 2258 kj/kg(Reklaitis.G.V, 1983) Steam yang dibutuhkan = 10331,0252 kg/jam x 2258 Btu/kg
= 22111331,6188Btu/jam Jumlah bahan bakar solar = 796,9689 ltr/jam
Untuk bahan Furnace 101
Panas yang dibutuhkan = 29967,8375Btu/jam Efisiensi = 75%
Panas real = 39957,1167 Btu/jam
Jumlah bahan bakar = 0,45359
Btu/lb 1986 Btu/jam 39957,1167 = 9,1260kg/jam/0,89 kg/liter = 10,2539 liter/jam
7.6 Unit Pengolahan Limbah
Limbah suatu pabrik harus diolah dulu sebelum dibuang ke badan air. Pada pabrik pembuatan Dimetil Eter dari metanol ini menghasilkan limbah yang dapat membahayakan alam sekitar maupun manusia itu sendiri. Demi kelestarian lingkungan hidup, maka pabrik harus mempunyai unit pengolahan limbah.
Sumber – sumber limbah pabrik pembuatan dimetil eter dari metanol meliputi :
1. Limbah proses berupa senyawa organik yaitu kondensat bekas yang tidak dapat digunakan kembali, limbah akibat zat – zat yang terbuang, bocor, ataupun tumpah, serta khusus limbah B3 (Bahan Berbahaya dan Beracun) dimana dalam penanganannya harus dikirim ke pengumpulan limbah B3 sesuai dengan PP RI No 18 tahun 1999 tentang pengolahan bahan berbahaya dan beracun.
2. Limbah cair hasil pencucian peralatan pabrik
Limbah ini diperkirakan mengandung kerak dan kotoran – kotoran yang melekat pada peralatan pabrik.
3. Limbah domestik dan kantor
Limbah ini mengandung bahan organik sisa pencernaan yang berasal dari kamar mandi di lokasi pabrik, serta limbah dari kantin berupa limbah padat atau cair.
4. Limbah Laboratorium
Limbah yang berasal dari laboratorium ini mengandung bahan – bahan kimia yang digunakan untuk menganalisa mutu bahan baku yang digunakan dan mutu produk yang dihasilkan, serta yang digunakan untuk penelitian dan pengembangan proses. Limbah laboratorium yang berupa limbah B3 (Bahan Berbahaya dan Beracun) dimana dalam penanganannya harus dikirim ke pengumpulan limbah B3 sesuai dengan PP RI No 18 tahun 1999 tentang pengolahan bahan berbahaya dan beracun.
Pengolahan limbah cair pabrik ini dilakukan dengan menggunakan activate sludge(sistem lumpur aktif) meningat cara ini dapat menghasilkan effluentdengan BOD yang lebih rendah dengan effisiensi mencapai 95% (Metcalf, 1991 ; Perry 1991).
Perhitungan untuk sistem pengolahan limbah Diperkirakan jumlah air buangan pabrik :
- Limbah domestik dan kantor diperkirakan untuk tiap orang 30 galon / hari, kantor 15 galon / hari (Hammer, hal .332, 1986)
- Untuk 120 orang karyawan, limbah dihasilkan
= (120 x (30 + 15) galon / hari x (3,785 liter . galon) / 24 jam / hari) = 825 liter/jam
- Limbah labolatorium diperkirakan 15 liter / jam - Limbah proses = 36,331 kg/jam
limbah= 1607,5664 kg/m3 = 3 / 5664 , 1607 / 331 , 36 m kg jam kg = 0,02260 m3/jam = 22,6 liter/jam
Total air limbah yang harus diolah : 50 + 825 + 15 + 22,6 liter/jam : 925 liter / jam
: 0,925 m3/ jam