SISTEM PEMROSES DAN PENGENDALIAN PROSES
SISTEM UTILITAS DAN PENGOLAHAN LIMBAH
7.1. Sistem Utilitas PT. Pertamina RU III Plaju – Sungai Gerong
Unit Utilitas (UTL) merupakan sistem yang menunjang keberlangsungan proses produksi pengolahan crude oil pada PT Pertamina RU-III. Sistem utilitas disini juga tidak hanya memenuhi kebutuhan produksi di kilang tetapi juga memenuhi kebutuhan perkantoran, pemukiman komplek Pertamina, serta juga berperan di dalam proses pengolahan limbah. Unit Utilitas (UTL) PT Pertamina RU-III terbagi menjadi tiga unit yakni Power Station I (PS I), Power Station II (PS II) yang terletak di Plaju , dan Power Station III (PS III) yang terletak di Sungai Gerong, dengan unit masing – masing adalah sebgai berikut :
PS I terdiri dari Rumah Pompa Air (RPA) 1, 2, 3, Boiler 2, 3, 4, 5 ,6, 8,
9, 10, 11, Water Treatment Plant (WTP) Bagus Kuning dan Air Plant.
PS II terdiri dari RPA 4, Packed Boiler A, B, Waste Heat Recovery
Unit (WHRU) A,B,C, Raw Water Clarifier (RWC) I, II, Cooling Tower, Demineralization Plant, Nitrogen Plant, Gas Turbine A, B, C dan Air Plant.
PS III terdiri dari RPA 5, 6, Cooling Tower, Demineralization Plant,
Drinking Water Plant (DWP) 2, Water Treatment Unit (WTU) , dan AirPlant.
Berbagai kebutuhan yang ditunjang oleh Unit Utilitas (UTL) PT Pertamina RU-III antara lain,
Air yang digunakan untuk proses, Boiler Feed Water (BFW), pendingin
(cooling water), dan bahan baku air minum.
Steam (kukus) bertekanan dengan berbagai tekanan yakni 3,5 K untuk
deaerator, 8 K untuk tracing, 15 K untuk pemanas, dan 40 K untuk pasokan turbin.
_______________________________________________________________________
85
Listrik dari Gas Turbine Generator (GTG) dan steam turbine yang
digunakan untuk kebutuhan pabrik, perkantoran, perumahan, dan dijual ke PLN.
Udara kempa (udara bertekanan) sebagai bahan Instrument air, plant
air, dan N2 Plant.
Nitrogen (N2) fasa gas dan cair.
7.1.1. Rumah Pompa Air (RPA)
Rumah Pompa Air atau yang disebut dengan RPA berfungsi untuk memompa air untuk kebutuhan air minum, air proses, air pendingin, dan air umpan boiler. PT Pertamina UP-III memiliki enam buah unit RPA yang tersebar yakni RPA 1-4 yang berlokasi di Plaju, RPA 5 yang berlokasi di Bagus Kuning dan Sungai Gerong dan RPA 6 yang juga berlokasi di Sungai Gerong. Air mentah yang juga digunakan sebagai air pendingin once through diambil oleh RPA 1-3, RPA 5 Sungai Gerong, dan RPA 6 dari sungai Komering. Kapasitas air yang dihisap oleh pompa RPA dari sungai Komering mencapai 15.000 ton/hari. RPA 4 berfungsi untuk mengumpan air mentah ke unit WTU (Water Treatment Unit). RPA 5 Bagus Kuning digunakan untuk mengalirkan air mentah ke unit WTP. Air yang diambil dari sungai komering ini kemudian akan terbagi ke dalam dua jalur yakni jalur untuk pasokan fire Water dan Raw Water. Air sungai yang digunakan terlebih dahulu melewati pre-treatment pada clarifier dan sand filter. Hasilnya didistribusikan untuk berbagai penggunaan, yaitu make-up air pendingin, umpan demineralization plant, dan service water (air pencuci). Demin water digunakan untuk make-up BFW, pelarut bahan kimia, dan digunakan dalam unit hydrogen plant. Air pendingin digunakan untuk medium transfer panas pada kompresor, kondensor, dan unit polypropylene. Air minum digunakan untuk fasilitas sanitary, air minum, safety shower, dan eye-wash station.
_______________________________________________________________________
86
Gambar 7.1 Skema Pemrosesan Air Mentah
7.1.2. Water Treatment Unit(WTU)
WTU menghasilkan air olahan yang berupa treated water, service water, dan air minum. Treated water adalah air olahan yang akan digunakan untuk proses pendingin atau sebagai BFW untuk menghasilkan steam. Service
water merupakan air yang digunakan langsung dalam proses
pengolahan,baik untuk umpan reaktor maupun sebagai pelarut. WTU dibagi menjadi empat unit pengolahan, yaitu:
a. RWC I dengan kapasitas 1100 ton/jam (off), b. RWC II dengan kapasitas 1100 ton/jam,
c. WTU Sungai Gerong dengan kapasitas 400 ton/jam, d. DWP Sungai Gerong dengan kapasitas 150 ton/jam.
RWC merupakan proses pemurnian air dari padatan tersuspensi. Proses pemurnian air dalam RWC dilengkapi beberapa bagian penunjang, yaitu satu unit clarifier, empat buah sand filter, dan concrete clear well tank (bak beton penampungan air bersih). Proses utama yang terjadi dalam RWC adalah proses koagulasi, flokulasi, sedimentasi, dan filtrasi.
Feed Raw Water Pretreatment yang berasal dari air sungai Komering dipompakan menuju clarifier yaitu alat yang berfungsi untuk mengendapkan lumpur serta senyawa organik yang ikut terhisap bersama air
sungai. Bersamaan dengan raw water, zat-zat kimia seperti tawas (Al2SO4)
3, polyelectrolite, chlorine, dan caustic juga ikut ditambahkan ke dalam
clarifier dan dicampur secara mekanik. Penambahan zat-zat kimia seperti
_______________________________________________________________________
87
water bertujuan supaya proses pengendapan berlangsung lebih cepat. Penambahan senyawa antiseptik seperti chlorine bertujuan untuk membunuh kuman yang terkandung di dalam raw water. Sedangkan, penambahan caustic bertujuan untuk mengontrol pH pada kisaran 5.8-6.2
sebagai akibat dari penambahan tawas (Al2SO4)3 dan polyelectrolite yang
menyebabkan penurunan pH. Clarifier dilengkapi dengan pengaduk agar pengendapan terjadi dengan cepat. Dari clarifier effluent, air akan mengalir menuju splitter tank, kemudian mengalir lagi menuju ke sand filter (2200U2A, B, C,D). Air yang jernih dialirkan ke clear well tank yang
berkapasitas 5000 m3net.
Tabel 7.1 Kondisi Operasi WTU
Kondisi Operasi Besaran
Kapasitas unit clarifier 1067 m3/jam
Kapasitas masing – masing filter 266,5 m3/jam
Kapasitas clear well tank 5000 m3/jam
Dosis Al2(SO4)3 20-80 ppm
Dosis poly-electrolyte 2 ppm
Dosis gas klorin 0-10 kg/jam
Dosis 10-30 ppm
raw water intake
alum agitator mixing zone sling scrapper sludge talang 10 - 20 m PE, NaOH, Cl2 endapan floc air jernih pengaduk
_______________________________________________________________________
88
7.1.3. Demineralization Plant
Unit ini berfungsi untuk menghilangkan kandungan garam mineral yang terkandung dalam air hasil olahan dari unit WTU. Unit demin plant mengolah air yang berasal dari RWC I dan WTU SG. Pertamina RU III memiliki dua buah demin plant, yaitu demin plant Plaju berkapasitas 320
m3/jam dan demin plant Sungai Gerong berkapasitas 45 m3/jam. Selain
untuk kebutuhan produksi steam, demineralization plant juga berfungsi untuk memenuhi kebutuhan pasokan air untuk BFW (Boiler Feed Water), air minum, serta hydrogen plant.
Unit Demineralization Plant terdiri dari :
a. Activated Carbon Filter, berfungsi untuk mengadsorpsi zat
organik,filtrasi, dan dekomposisi Cl2 menjadi ion Cl-, serta
menghilangkan warna, rasa, dan bau.
b. Cation exchanger, berfungsi untuk demineralisasi ion positif (kation). c. Anion exchanger, berfungsi untuk demineralisasi ion negatif (anion). d. Mixed bed, berfungsi untuk mempolis sisa kation dan anion yang tidak
tertukar di cation dan anion exchanger untuk memperoleh air demin yang mendekati murni.
Untuk lebih jelas, diagram alir sederhana dari unit Demineralization Plant ditunjukkan pada gambar dibawah ini,
Treated water
Air minum Air demineralisasi
Activated carbon Filter Cation Exchanger Anion Exchanger Mixed Bed
_______________________________________________________________________
89
Demin plant menggunakan resin penukar ion berupa polimer stirena dan divinil benzena (DVB). Treated water dari clear well dilewatkan pada activated carbon filter, air dapat digunakan sebagai air minum. Selanjutnya, air dilewatkan pada cation exchanger, di mana terjadi
pertukaran ion Na+, Ca2+, Mg2+ dengan H dari resin sehingga menghasilkan
air yang bersifat asam. Selanjutnya, air dilewatkan pada anion exchanger, di mana terjadi pertukaran antara ion negatif dengan ion OH dari resin. Sebagai tahap terakhir, air dilewatkan melalui mixed bed. Reaksi yang terjadi padaketiga penukar ion adalah:
Kation : RH + NaCl RNa + HCl
Anion : ROH + HCl RCl + H2O
Setelah digunakan berulang kali, penukar ion akan menjadi jenuh sehingga perludi regenerasi. Tujuan regenerasi dalah untuk menghilangkan ion garam yang ada pada resin. Regenerasi penukar kation menggunakan larutan asam sulfat, sedangkan regenerasi penukar anion menggunakan larutan caustic.
7.1.4. Cooling Water System
Sistem ini berfungsi untuk mengolah air pendingin yang akan digunakan sebagai fluida pendingin pada peralatan unit produksi. Cooling tower merupakan peralatan utama pada cooling water system. CT (cooling tower) yang digunakan di PT Pertamina RU-III bertipe induce draft. CT, yaitu tower Plaju berkapasitas 12000 ton/jam dan tower Sungai Gerong berkapasitas 4000 ton/jam. CT ini akan mendinginkan air keluaran demineralisasi serta air panas dari unit-unit proses.
Air akan diumpankan pada bagian atas cooling tower dan air akan mengalir turun sehingga terjadi kontak antara air dan udara. Udara diisap menuju ke atas cooling tower. Air akan mengalami penurunan temperatur akibat adanya penguapan sehingga untuk mengatasi kekurangan air tersebut, sejumlah air harus ditambahkan sebagai make-up.
_______________________________________________________________________
90
Pada proses pengolahan air dalam cooling tower, dilakukan penambahan zat kimia, seperti:
a. Corrosion inhibitor, seperti polyphosphate, untuk mencegah terjadinya korosi.
b. Scale inhibitor, untuk mencegah pembentukan kerak pada peralatan proses.
c. Biocide berupa Cl, untuk mencegah pertumbuhan organisme yang merugikan, seperti lumut.
d. Pengendali pH, untuk mengontrol pH air.
7.1.5. Drinking Water System
Drinking water system merupakan unit yang memasok kebutuhan air minum baik untuk kebutuhan perkantoran PT Pertamina UP-III maupun untuk kebutuhan rumah tangga di sekitar lingkungan Pertamina. Air yang digunakan untuk air minum adalah air yang telah diolah melalui activated carbon filter (pada demineralization plant) dan pengolahan klorinasi sebanyak dua tahap pada Drinking Water Chlorinator. Klor akan diinjeksikan pada bagian inlet tangki dan suction pompa dengan jumlah yang diinjeksikan diatur secara manual berdasarkan analisis dari residual chlor analyzer. Air minum didistribusikan ke drinking fountain, sanitary facility, safety shower, eye-wash station, dan di berbagai lokasi yang memerlukan.
7.1.6. Pembangkit Steam
Steam digunakan sebagai pemanas, penggerak (driver), dan pelucutan oksigen secara fisika pada deaerator. Hingga saat ini, PT Pertamina UP-III memiliki dua macam boiler yakni Packaged Boiler yang menggunakan bahan bakar gas dan Waste Heat Recovey Unit (WHRU) yang memanfaatkan panas gas cerobong.
Steam yang dihasilkan adalah steam bertekanan 42 kg/cm2g (high pressure
_______________________________________________________________________
91
Jenis pembangkit steam yang terdapat dalam unit ini adalah:
a. Package boiler berjumlah dua buah, masing-masing berkapasitas 50 ton/jam. BFW berasal dari demin Plaju, dengan produk HP steam.
Pada package boiler ini, terdapat 10 burner tip yang posisinya melingkar dan menggunakan bahan bakar fuel gas, dengan tekanan bahan bakar
3,5 kg/cm2g.
b. Kettle boiler berjumlah sembilan buah, dengan kapasitas total 373 ton/jam. BFW berasal dari WTP Plaju, dengan produk MP steam. Bahan bakar yang digunakan adalah fuel oil.
c. WHRU berjumlah tiga buah, masing-masing berkapasitas 68 ton/jam. WHRU memanfaatkan panas yang dihasilkan oleh turbin gas. Gas panas keluaran turbin memiliki temperatur sekitar 400 oC. WHRU menghasilkan HP steam dengan mengolah air yang berasal dari WTP Plaju.
7.1.7. Pembangkit Listrik
Listrik dibutuhkan untuk menjalankan alat-alat proses, perkantoran, perumahan, dan kebutuhan lainnya. Produksi Listrik di PT Pertamina RU-III dilakukan oleh generator yang terdiri dari 1 unit Steam Turbine Generator, 3 unit Gas Turbine Generator, dan1 unit Diesel Emergency. Steam Turbine Generator berkapasitas sebesar 3.2 MW. Turbin ini menggunakan steam dari boiler sebagai penggeraknya. Gas turbine generator berkapasitas 20 MW. Turbin gas ini menggunakan bahan bakar udara untuk menggerakkan turbin. Gas buang yang masih bertemperatur tinggi inilah yang kemudian dimanfaatkan WHRU untuk membangkitkan steam pada WHRU dan mampu menghasilkan steam 57 MT/hari. Diesel Emergencygenerator, berkapasitas 0,75 MW, menggunakan bahan bakar diesel untuk menggerakkan turbinnya. Unit ini dioperasikan secara auto standby sebagai turbin cadangan (bersifat darurat) apabila sewaktu-waktu terjadi gangguan pada 4 unit generator yang lain.
_______________________________________________________________________
92
7.1.8. Sistem Udara Bertekanan
Unit ini berfungsi untuk menghasilkan umpan nitrogen plant, instrument air, dan plant air dengan cara menekan udara. Unit ini menggunakan Compressor multi tahap dan multi-shaft speed. Kompresor yang dimiliki unit udara kempa berjumlah enam buah dengan kapasitas total produksinya
adalah sebesar 26,100 Nm3/jam dan tekanan operasi kurang lebih 8.5
kg/cm2g.
Air plant menghasilkan tiga jenis udara tekan untuk keperluan yang berbeda, yaitu:
a. Service air, yaitu udara yang digunakan untuk keperluan pembersihan peralatan proses.
b. Instrument air, yaitu udara yang digunakan sebagai penggerak elemen pengendali akhir, seperti untuk pengaturan bukaan kerangan. Udara instrumen harus memiliki kandungan uap air yang rendah sehingga sebelum digunakan, udara harus dikeringkan terlebih dahulu dan uap air yang terkandung diabsorpsi dengan menggunakan silica gel,
c. Umpan nitrogen plant, berupa service air.
7.1.9. Nitrogen Plant
Unit ini berungsi untuk menghasilkan nitrogen fasa cair dan gas dengan umpan yang berasal dari udara bertekanan. Kapasitas desain Nitrogen Plant
ini adalah 336 Nm3/jam untuk Nitrogen cair dan 1650 Nm3/jam untuk gas
Nitrogen. Proses produksi nitrogen pada unit ini adalah dengan distilasi cryogenic untuk memisahkan nitrogen dari udara. Kemurnian nitrogen yang dihasilkan mencapai 99.9%.
Udara bertekanan dialirkan menuju refrigerant compressor, kemudian didinginkan di dalam air chiller menggunakan media freon yang telah didinginkan terlebih dahulu dalam kondensor. Setelah itu, udara dingin dialirkan menuju air separator untuk memisahkan kandungan air dalam udara. Udara dari air separator dimasukkan ke unit MS adsorber untuk menyingkirkan impurities yang masih terdapat dalam udara, lalu dialirkan
_______________________________________________________________________
93
menuju unit pemisah yang bertemperatur rendah. Udara didinginkan mendekati temperatur pencairan, lalu dialirkan ke bawah nitrogen column untuk memisahkan nitrogen dan oksigen. Nitrogen murni akan menjadi produk atas, sedangkan nitrogen yang mengandung oksigen cair akan menjadi produk bawah. Proses pemisahan tersebut dilakukan pada tekanan
8,4 kg/cm2g dan temperatur -176oC.
7.1.10. Fuel Gas System
Fuel gas terdiri dari high pressure gas (17.6 Kg/cm2g) dan low pressure gas
(3.5 Kg/cm2g). Sumber fuel gas adalah gas lapangan dari Prabumulih yang
diambil dari pipa field gas yang ke Sungai Gerong. Tekanan gas lapangan
mengalami peningkatan dari 10 – 15 kg/cm2g menjadi 33 kg/cm2g. Setelah
melaui KOD (Knock Out Drum), gas ini kemudian dibagi menjadi dua
sistem. Sistem pertama tekanannya dinaikkan menjadi 17.6 kg/cm2g
menggunakan centrifugal compressor untuk bahan bakar turbin gas. Sistem
kedua diturunkan tekanannya menjadi 3.5 kg/cm2g yang dibutuhkan untuk
Package Boiler dan WHRU.
7.1.11. Diesel Fuel System
Diesel Fuel di-ssuply dari kilang ditampung di tangki 2074 F. Diesel Fuel yang digunakan adalah jenis ADO/HSD. Bahan bakar diesel ini digunakan untuk start-up pada gas turbine dan sebagai back-up pengganti fiel gas bila terjadi failure pada sistem field gas.