BAB IV DESKRIPSI PROSES
4.1. Unit Ammonia
Pabrik ammonia Kaltim – 2 memproduksi anhydrous liquid ammonia menggunakan proses kellog . design awal pabrik ammonia mampu memproduksi dengan kapasitas 1500 MPTD. Dengan adanya Proyek Retrofit di Kaltim – 2 maka produksi kapasitas meningkat menjadi 1800 MPTD, dengan hasil samping CO2yang dikirim ke unit ammonia.
Proses pembuatan ammonia bahan baku gas alam sebagai sumber H2dan udara sebagai N2.
Reaksi pembentukkan ammonia :
N2 + 3H2 ↔ 2NH3 ∆H = - 11040 cal/mol
Dalam unit ammonia ada 4 tahap . Tahap pertama adalah tahap pemurnian Gas Alam yang meliputi desulfurizer. Tahap Kedua adalah tahap penyiapan bahan baku yang meliputi Primary Reformer, Secondary Reformer, HTS, LTS. Tahap ketiga adalah tahap pemurnian (purification ) yang meliputi CO2 Removel ( absorber dan Stripper ), Methanator. Tahap ke empat adalah tahap sintesa gas yang meliputi kompresi Gas Sintesa ammonia converter.
4.1.1. Pemurnian Gas Alam Desulfurizer
Unit desulfurizer adalah alat yang digunakan untuk menghilangkan sulfur yang terkandung dalam gas alam. Karena sulfur merupakan racun bagi katalis di Primary Reformer. Gas alam dari SKG (stasiun kompresi gas) digunakan sebagai gas proses dan Fuel gas. Gas alam yang digunakan untuk proses dialirkan menuju knock out drum (120 – F). Fungsi dari KO drum adalah untuk memisahkan Gas alam dengan liquid. Di dalam KO drum gas alam beserta liquid menabrak demister ( berupa saringan ), kemudian terjadi pemisahan berdasarkan berat jenis, dimana liquid turun kebawah dan gas alam tanpa liquid ke atas. Gas alam dikompresi menjadi 42 kg/cm2g(kondisi
operasi) Setelah itu gas alam akan diproses di desulfurizer untuk dihilangkan sulfur anorganiknya. Gas alam di pre-heat terlebih dahulu menggunakan sisa panas konveksi (flue gas) dari Primary Reformer. Gas alam yang awalnya memiliki temperature 28oC di pre – heat hingga temperature 399 oC, tetapi sebelum memasuki desulfurizer gas alam diturunkan temperaturnya dengan menambahkan gas alam ( ada valve penghubung ) hingga temperature turun menjadi 371. Gas alam harus berada dalam temperature >360 karena absorben aktif bekerja pada temperature >360. Gas alam masuk ke desulfurizer(102 – DA/DB yang dapat dioperasikan secara seri, pararel atau mandiri) dengan ditambahkan H2 dari HRU. Fungsi penambahan H2 adalah untuk membantu pengubahan sulfur organic menjadi sulfur anorganik dengan dibantu katalis CoMo. Sedangkan zat pengabsorb sulfur anorganik adalah ZnO . ZnO hanya mampu mengabsorb sulfur anorganik, maka dari itu perlu pengubahan sulfur organic menjadi anorganik.
Reaksi perubahan sulfur organic menjadi sulfur anorganik : RHS + H2(g)↔ RH + H2S
Reaksi pengabsorban sulfur anorganik : H2S + ZnO ↔ ZnS + H2O
Diharapakan sulfur yang keluar dari desulfurizer kandungannya < 0,01 ppm dengan sulfur masuk 0,5 ppm. Gas alam yang keluar dari desulfurizer memiliki temperature 371 oC. kandungan sulfur yang lolos akan meningkat apabila sebagian besar absoben telah menjadi ZnS.
4.1.2. Pembentukan Gas Sintesis
Setelah tahap pemurnian gas alam selesai, selanjutnya adalah tahap penyiapan bahan baku H2 dan N2. Gas tersebut didapatkan dari proses di Primary Reformer dan Secondary Reformer. Selanjutnya gas proses dialirkan ke shift concerter untuk menghilangkan gas CO yang meenjadi CO2.
4.1.3.1. Katalitik Reforming
Reforming merupakan proses untuk menghasilkan H2 dengan cara mereaksikan gas alam dengan kukus di dalam unit primary reformer dan secondary reformer. Nitrogen (N2) diperoleh dari udara dengan merekasikan H2yang terbentuk dengan O2dari udara.
Primary reformer (101-B)
Fungsi dari Primary Reformer adalah tempat berlangsungnya tahap pertama reaksi reforming. Di Primary Refomer menggunakan panas dari hasil pembakaran fuel gas dengan udara. Primary Reformer di Kaltim 2 berjenis gas- fired dengan processing furnace terdiri dari radiant section dan convection section. Reaksi terjadi dalam tube-tube yang berisi katalis nikel yang berjumlah 504 buah yang berada dalam radiant section.
Gas proses dari desulfurizer sebelum diproses di Primary Reformer ditambahkan dengan steam tekanan menengah (MP Steam) yang bertemperature ±400 oC. perbandingan steam dan carbon (S/C) ± 3,8.Kemudian campuran gas proses dengan steam dipreheat di mixed feed preheat coil dengan memanfaatkan sisa panas dari radiant section hingga temperature ± 621 oC. Fungsi preheat gas proses dan MS adalah pengefisiensian panas dari radiant section, agar pada radiant section tidak menggunakan bahan bakar untuk memanaskan gas proses agar dapat memecah methane. Setelah dipanaskan, campuran gas didistribusikan ke dalam 12 sub header seacara merata. Tiap – tiap sub- header membagi aliran ke 42 tube yang berisi katalis nikel. Reaksi yang terjadi :
CH4(g) + H2O(l) ↔CO(g) + 3H2(g) ∆H =49271 cal/mol …(1) CO(g) + H2O(l) ↔CO2(g)+ H2(g) ∆H = - 9838 cal/mol …(2) CnHm(g) + H2O(l) ↔Cn-1Hm-2(g)+ H2(g) ∆H = (+) …(3)
Reaksi 1 disebut methane-steam reforming reaction yang sangat endotermis dan terjadi sekitar suhu 760 oC . Untuk memenuhi kebutuhan panas tersebut, menggunakan panas hasil pembakaran flue gas dengan udara yang terjadi di radiant, dengan dibantu tunnel burner sebanyak 12 buah. Reaksi 2 disebut Water-Gas Shift Reaction yang bersifat eksotermis. Tekanan pada primary dijaga 30-37 kg/cm2. Karena apabila tekanan tinggi reaksi akan bergeser ke arah kiri. Sedangkan pada reaksi Water- Gas Shift tidak terpengaruh oleh perubahan tekanan. Diharapkann gas proses yang keluar masih mengandung methane sebanyak 10 – 14 %. Gas proses memiliki temperature 834oC.
Faktor – factor yang mempengaruhi reaksi adalah temperature, tekanan operasi, dan rasio S/C. Temperatur yang tinggi dapat mempercepat reaksi dan akan mengurangi kandungan CH4 dan CO2 serta memperbanyak H2,tetapi suhu dijaga sekitar 800 - 820 oC agar tidak terjadi overheat dan merusak katalis dan material tube. Penurunan tekanan operasi akan menggeser reaksi reforming kearah pembentukan H2. Pengaruh rasio adalah apabila penetapan rasio tinggi maka dapat menghasilkan konversi CH4 tinggi, S/C dapat meminimalis terbentuknya deposit karbon.
Flue gas di radiant section dimanfaatkan Untuk : 1. Memanaskan(preheat) umpan desulfurizer
2. Memanaskan umpan Primary Reformer setelah keluar dari desulfurizer 3. Memanaskan Steam dan udara ke Secondary Reformer
4. Memanaskan Bahan bakar 5. Menghasilkan steam HP 6. Menghasilkan steam LP
7. Menghasilkan superheated steam
Secondary Reformer (103-D)
Konversi CH4 pada primary reformer dibatasi oleh kemampuan dan umur tube, sehingga dilakukan tahap kedua katalitik reforming di secondary reformer, yaitu reaksi antara gas keluaran primary reformer dengan udara yang telah dikompresikan.
Udara diperoleh dari kompresor 101-J dengan tekanan 40 kg/cm2-a, kemudian dicampur dengan MP steam dan dipanaskan di convection section primary reformer hingga temperatur 441C, lalu dialirkan ke secondary reformer.
Disamping untuk menurunkan kandungan CH4 dalam gas proses, reforming pada unit ini bertujuan memperoleh gas N2 untuk sintesis ammonia. Tujuan proses reforming di secondary reformer adalah sebagai berikut :
CH4(g)+ 2O2(g) CO2(g)+ H2O(g) ΔH = 191,7 kkal/mol 2. Mengoksidasi gas H2melalui reaksi
2H2(g)+ O2(g) 2H2O(l) ΔH = -115,596 kal/mol Banyak H2 yang beraksi dibatasi oleh kebutuhan N2 dalam proses sintesa ammonia. Reaksi ini sangat eksotermis dan panas yang dihasilkan dimanfaatkan untuk mereaksikan CH4 sisa dari primary reformer dan steam.
3. Memperoleh N2 yang dibutuhkan untuk sintesa ammonia dengan perbandingan H2dan N2sebesar 3:1 di systhesis loop.
Reaksi akan menaikan temperatur hingga 1100-1200°C dan temperatur keluar secondary reformer menjadi 980-1000°C dengan tekanan 31-35 kg/cm2-g.
Selanjutnya gas keluaran secondary didinginkan di primary waste heat exchanger (101-C) hingga temperatur 507°C. sebagai pendingin digunakan boiler feed water (BFW) sehingga dapat dihasilkan HP steam. kemudian gas mengalir ke secondary waste heat exchanger (102-C) dan memberikan panasnya kepada HP steam basah yang mengalir lewat tube, sehingga steam berubah menjadi superheated steam. Gas keluar waste heat exchanger mempunyai temperatur 350-360°C dan tekanan 31 kg/cm2. 4.1.3.2. Katalitik Shift Converter
Katalitik shift converter berfungsi untuk mengubah CO menjadi CO2 melalui reaksi shift. Gas CO perlu diubah menjadi CO2 karena CO tidak dapat dipisahkan dari gas sintesis pada unit CO2removal. Reaksi yang terjadi ditunjukkan melalui persamaan reaksi :
CO(g)+ H2O(g) CO2(g)+ H2(g) ΔHr,298= -9,38 kkal/mol Reaksi shift merupakan reaksi yang eksotermis, sehingga untuk mencapai konversi yang tinggi temperatur operasi harus rendah. Sementara, dari segi kinetikanya, pada temperatur yang rendah kecepatan reaksi akan rendah. Berdasarkan pertimbangan kinetis dan ekonomis, maka reaksi shift dibagi menjadi dua tahap, yaitu pada temperatur tinggi di High Temperatur Shift (HTS) dan pada temperatur rendah di Low Temperatur Shift (LTS).
High Temperatur Shift (HTS)
Di HTS terjadi konversi CO menjadi CO2. Campuran gas dan steam masuk ke HTS pada temperature 371 oC. Proses di HTS(104-DA) menggunakan katalis Fe2O3 (Iron Oxide). Reaksi tersebut bersifat eksotermis, maka temperature keluaran HTS naik menjadi 420 – 438 oC. Gas proses yang keluar masih mengandung 2,5 – 3,5 % mol CO. Konversi di HTS kecil karena temperature yang tinggi dapat menyebabkan reaksi bergeser ke kiri. Tetapi reaksi laju reaksi cepat. Gas proses yang keluar kemidian didinginkan di HTS Converter steam generator (103-C) dengan menggunakan BFW hingga temperature turun menjadi ± 332oC. Kemudian gas proses didinginkan kembali di methanator feed heater (104-C) dengan media pendingin gas umpan masuk ke methanator hingga temperature 231 o
C. Kemudian didinginkan lagi dengan BFW di LTS Converter Inlet Trim Cooler (112 – C) hingga temperature menjadi 215oC. Kemudian gas proses dialirkan ke separator(143-F) untuk dipisahkan dengan kondensatnya.
Low Temperatur Shift (LTS) 104-DB
Fungsi dari LTS adalah memperbesar konversi CO ke CO2 pada temperature yang lebih rendah sekitar 200 - 235 oC. Jenis katalis yang digunakan pada LTS adalah copper oxide (CuO). Kandungan CO setelah dikonversi sekitar 0,25%.
Raw gas kemudian mengalami pendinginan beberapantingkat menjadi ± 89 oC melalui penukar panas LTS Effluent- BFW Exchanger (131-C), CO2 Stripper Ejector Steam Generator (111-C), CO2 Stripper Benfield Solution Reboiler (105-C), CO2 Stripper Condensate Reboiler ( 160 – C), dan LTS Effluent BFW Exchanger (106 – C). kondensate yang terbentuk kemudian dipisahkan di raw gas separator (102 – F) untuk dikirim ke process condensate stripper (2103 – E) untuk digunakan memproduksi steam di utilitas, sedangkan raw gas bertekanan ± 30 kg/cm2a dialirkan ke unit CO2Removal (101 – E).
Setelah tahap penyiapan bahan baku selesai, selanjutnya gas proses masuk ke tahap pemurnian gas untuk menghilangkan gas CO,CO2,H2O yang merupakan racun bagi katalis di ammonia converter. Penghilangan gas CO2 dilakukan di unit CO2Removal. Penghilangan gas CO dan CO2 yang tersisa di unit methanator. Pemisahan H2O pada unit CO2 absorber maupun unit flash tank.
CO2Removal
Unit CO2 Removal berfungsi sebagai penghilang gas CO2.Unit CO2 terdiri dari dua alat yaitu absorber dan stipper. Absorber berfungsi sebagai unit penghilangan CO2 dengan cara mengabsorb CO2 dengan larutan Benfield( K2CO3) juga ditambahkan ACT-1 dan DEA sebagai activator dan vanadium sebagai pelindung . Stripper berfungsi untuk melepaskan CO2 dan mengubah larutan KHCO3menjadi K2CO3kembali.
Komposisi larutan Benfield adalah sebagai berikut : - K2CO3 : 25 – 30 % berat
- V2O5 : 0,5 – 0,6 % berat
CO2 removal dilakukan dengan mengkontakan raw sintesis gas dengan larutan Benfield. CO2 didalam gas proses akan diserap dengan larutan Benfield pada CO2absorber (101-E) dengan kondisi operasi temperature ± 70 o
C, Tekanan ± 2,9 kg/cm2. CO2absorber 101- E berisi 4 bed metallic packing. Raw sintesis gas masuk dari bawah bed dan mengalir ke atas. Gas dikontakkan dengan sebagian besar larutan Benfield yang semi lean. Kemudian gas dikontakkan lagi dengan larutan benfild yang lean ( yang benar – benar pure ). Larutan yang kaya CO2terkumpul didasar menara. Rich Solution dikeluarkan melalui hydraulic turbin 107- JA/JB yang akan diregenerasi di CO2 Stripper (102- E). Rich solution masuk ke Stripper melalui puncak bed. Rich solution yang mengalir ke bawah berkontak langsung dengan steam yang mengalir keatas dari dasar menara . Dibagian tengah larutan dialirkan ke flash drum untuk dijadikan semi lean dan sisa larutan diteruskan melewati pall ring dan menjadi Larutan Lean. Larutan Lean dipanaskan di 105-C yang kemudian dikembalikan ke 102-E. Pada
Stripper kondisi operasi suhu tinggi dan tekanan rendah. Tekanan dalam stripper harus rendah karena apabila tekanan tinggi CO2 tidak akan lepas dengan larutan Benfield. Reaksi akan bergeser kea rah kiri. CO2 yang keluar dari Stripper kemudian dikumpulkan didinginkan di 110 – C. Kemudian CO2 dialirkan ke 113 – F untuk dipisahkan dengan kondensatenya. CO2 yang telah terpisah dengan kondensatenya di alirkan ke 123 – F untuk dikirim ke unit urea. Sedangkan kondensatenya dipompa dikirim ke unit utilitas untuk diolah dijadikan steam.
Methanator
Methanator berfungsi untuk menghilangkan kandungan CO dan CO2 yang masih terbawa dalam gas sintesis setelah melalui CO2 removal. Di dalam methanator, CO dan CO2 diubah menjadi CH4 dengan mereaksikan kedua senyawa tersebut dengan H2dan dengan bantuan katalis nikel. Proses metanasi berlangsung menurut persamaan reaksi berikut :
CO(g)+ 3H2(g) CH4(g)+ H2O(g) ΔHr298= -49,271 kkal/mol CO2(g)+ 4H2(g) CH4(g)+ 2H2O(g) ΔHr298= -133,485 kkal/mol Pada dasarnya reaksi tersebut kebalikan dari reaksi reforming. kedua reaksi ini sangat eksotermis, dimana setiap kenaikan 1%mol CO akan menaikkan temperatur sebesar 72°C dan setiap kenaikan 1%mol CO2 akan menaikan temperatur sebesar 61°C, sehingga temperatur gas keluar methanator akan menjadi 350°C. Jumlah gas CO dan CO2yang lolos dijaga dibawah 10 ppm.
Keluaran methanator akan didinginkan di 114-C hingga 171°C dan di 168-C hingga 96°C dan 115-C hingga 38°C kemudian dilewatkan ke separator 104-F untuk memisahkan kondensatnya. Air yang terkondensasi dipisahkan dikirim ke unit utility plant sendangkan gas outlet separator 104-F pada tekanan 27 kg/cm2 ke suction LP case syn gas compressor (103-J) sebelum direaksikan di ammonia converter. Komposisi gas keluar metanator adalah CH4, Ar, H2, dan N2sebesar 0,79%, 0,31%, 73,04%, dan 25,84%.
4.1.4. Sintesis Ammonia
Tahapan pembentukkan ammonia dari gas sintesis melalui dua tahap sebagai berikut :
- Kompresi gas sintesis - Sintesa ammonia
Sebelum gas proses disintesis di ammonia converter, di kompresi gas sintesis hingga mencapai tekanan sintesis.
Kompresi Gas Sintesis
Proses kompresi dilakukan melalui unit synthesis gas compressor (103- J) yang digerakkan oleh turbin kukus ekstraksi/kondensasi yang menggunakan HS.
Gas sintesis masuk pada pada first suction di LP case lalu dikompresi hingga mencapai tekanan ± 52 Kg/cm2 dan temperature 121 oC, kemudian didinginkan menjadi ± 38 oC oleh aliran gas sintesis menuju methanator di exchanger 136 –C dan oleh air pendingin di exchanger 170 – C. Kondensate yang terbentuk dipisahkan melalui KO drum (142 – F). karena temperature dan tekanan belum sesuai dengan kondisi sintesis, gas sintesis masuk ke second section. Gas sintesis dikompresi di second suction di LP case mencapai tekanan ± 98.5 kg/cm2dan temperature ± 126oC. kemudian gas didinginkan dengan air pendingin hingga temperature ± 7,8oC. kemudian dialirkan ke KO Drum 105 – F untuk memisahkan kondensate dengan gas sintesisnya. Gas sintesis dialirkan kembali ke kompresor melalui suction pada HP case. Di HP case, gas sintesis dikompresi hingga mencapai tekanan ± 182 kg/cm2dan temperature ± 113oC.
Kemudian gas keluar dari stage dicampur dengan effluent dari ammonia converter yang telah didinginkan melalui beberapa exchanger. Kemudian campuran gas didinginkan hingga temperature ± 42oC di exchanger 124 – C dengan air pendingin, kemudian dialirkan ke united exchanger refrigeration (120 – C) untuk mengkondensasikan NH3 melalui pendingin bertingkat, yaitu temperature 20oC, 0oC, - 17oC, dan terakhir -33oC. kemudian dialirkan ke ammonia separator (106 – F), lalu dialirkan kembali ke unit 120 – C. Gas keluaran ammonia separator kemudian dikompresi di ompresi hingga mencapai tekanan ± 180 kg/cm2g, lalu dialirkan ke dalam ammonia converter.
Konversi Ammonia
Proses pengubahan gas sintesis menjadi ammonia dilangsungkan pada unit ammonia converter ((105-D) dengan temperatur sekitar 450-500°C. Reaksi yang terjadi ditulis dalam persamaan berikut :
N2(g)+ 3H2(g) 2NH3(g)
Reaksi tersebut bersifat eksotermis. konversi reaksi gas sintesa menjadi ammonia hanya sekitar 15-16% (17% desain). Oleh karena itu dilakukan sirkulasi untuk menggunakan kembali gas sintesis yang belum bereaksi yang disebut recycle loop.
Reaksi pembentukan NH3dilangsungkan dalam 3 buah bed berkatalis promoted iron. Volume ketiga bed tersebut berbeda-beda, dimana bed teratas berukuran paling kecil. Susunan ini dimaskudkan untuk membatasi panas yang dihasilkan. panas reaksi yang dihasilkan akan menyebabkan kenaikan temperatur setiap bed, sehingga konversi ammonia menjadi turun. Untuk mengoptimalkan reaksi, pada setiap bed dilengkapi dengan quench seingga temperatur campuran akan masuk ke berikutnya dapat dikendalikan.
Gas sintesis dari resirkulator dengan tekanan 189 kg/cm2 dan temperatur 35°C dipanaskan di exchanger 121-C menjadi 128°C, kemudian dialirkan ke ammonia converter melalui bagian bawah dan mengalir ke atas melewati ruang annulus ke shell side dari interchanger 122-C. Interchanger 122-C ini berfungsi sebagai preheater inlet gas, dimana gas inlet dipertemukan dengan gas panas dari bed terakhir. Gas yang memasuki shell interchanger dipanaskan hingga temperatur 385°C oleh effluent gas dari bed ketiga, Lalu gas mengalir turun menuju katalitik bed pertama.
Gas akan keluar dari bed I dengan temperatur 538°C menuju bed II. Di antara kedua bed, dilakukan quenching dengan mencampurkan gas pendingin untuk mengurangi temperatur menjadi 524°C, serta mengurangi kandungan NH3dalam aliran. quenching ini diperlukan agar reaksi ini tidak melewati garis kesetimbangan sehingga arah reaksinya tidak bergeser ke arah kiri.
Sebagian gas sintesis dimasukkan ke dalam bagian dalam converter melalui bagian atas, dan mengalir turun melalui dua buah downcomer menuju ke dasar interbed heat exchanger dengan melewati sisi tube dari interbed heat exchanger. Aliran ini dimaksudkan untuk mendinginkan gas yang meninggalkan bed II menuju ke bed III, dimana effluent bed II akan memasuki sisi shell dari interbed heat exchanger. Setelah melewati bed III, gas yang sebagian besar terkonversi menjadi ammonia akan melewati perforated centre tube dan mengalir melalui pipa tengah ke sisi tube dari effluent heat exchanger untuk mempertukarkan panas dengan gas masuk.
Gas kemudian keluar menuju outlet converter, aliran gas keluaran ammonia converter bertemperatur 350°C didinginkan secara berurutan di exchanger 123-C, 121-C, 139-C, dan 125-C. Sebelum masuk exchanger 139-C, aliran gas dibagi menjadi dua. salah satu jalur menuju ke exchanger 139-C dan 125-C, lalu ke purge gas separator (108-F). Di purge gas separator, gas yang terkondensasi akan dialirkan ke NH3letdown drum (107-F), sedangkan gas yang tidak terkondensasi akan dikirm ke unit HRU sebagai purge gas. Pada jalur yang lain, aliran gas akan dicampurkan dengan syn gas outlet HP case kemudian di exchanger 124-C dan 120-C.
4.1.5. Refrigerasi Ammonia
Sistem refrigerasi ammonia terdiri dari empat tingkat yang dilengkapi dengan pendingin untuk interstage syn gas compressor dan kondensasi NH3 di ammonia syn loop. Keempat tingkatan refrigerasi tersebut adalah sebagai berikut, tingkat pertama (110-F) beroperasi pada tekanan 8,8 kg/cm2-g temperatur 19°C, tingkat kedua (141-F) beroperasi pada tekanan 4,3 kg/cm2 -g temperatur 0°C, tin-gkat keti-ga (111-F) beroperasi pada tekanan 2,1 kg/cm2-g temperatur -18°C dan tingkat keempat (112-F) yang beroperasi pada tekanan 0,04 kg/cm2-g temperatur -33°C.
Ammonia cair dari NH3letdown drum diflash di 110-F dan sebagian diflash di 112-F. Di 110-F, NH3 yang terkondensasi akan masuk ke stage pertama refrigerant compressor (105-J), sedangkan ammonia yang terkondensasi digunakan sebagai pendingin di exchanger 120-C. Setelah
mempertukarkan panas dari 120-C, ammonia cair tersebut akan kembali berbentuk gas dan dialirkan ke kompresor 105-J. ammonia yang masih berbentuk cair akan dialirkan ke 141-F setelah tekanannya diturunkan. proses yang sama akan terjadi di 141-F, 111-F, dan 112-F. pada stage terakhir (112-F), ammonia dingin dipompa ke ammonia storage sebagai produk ammonia cair. Discharge stage keempat dari kompresor 105-J dialirkan dengan tekanan 16,4 kg/cm2 dan temperatur 97°C ke ammonia refrigerant condenser (127-C) sehingga terkondensasi sebagian dan temperatur keluarnya menjadi 37°C.
Gas ini kemudian dialirkan ke refrigerant receiver (109-F) untuk dipisahkan kondensatnya. Gas yang tidak terkondensasi akan mengalirkan ke exchanger 126-C dan mempertukarkan panasnya dengan ammonia refrigerant dari 141-F. Gas yang terkondensasi dari 126-C kemudian digabungkan dengan outlet cairan dari 109-F dan dialirkan ke 110-F sebagai ammonia refrigerant, sedangkan gas yang tidak terkondensasi akan dikirim ke unit HRU. Ammonia yang terkondensasi pada unit 109-F sebagian digunakan sebagai bahan baku ammonia hangat untuk pabrik urea.
4.1.6. Hydrogen Recovery Unit (HRU)
Unit ini berfungsi untuk mengambil kembali gas H2dalam purge gas dan flash gas dari unit ammonia Kaltim-1, Kaltim-2, Kaltim-3 dan Kaltim-4. Di pabrik Kaltim-2, terdapat dua buah unit HRU, yaitu HRU I yang menggunakan proses cryogenic dan HRU II yang menggunakan membran. HRU I (cold Box)
Purge gas pada tekanan 75 kg/cm2dan temperatur 25°C dipanaskan di feed gas preheater (3-E-101) menggunakan pemanas air dari pompa ini dialirkan kembali ke 3-V-102 dan sebagian lagi ke 3-E-101 untuk selanjutnya digunakan sebagai penyerap pada menara absorber (3-C-101). Sementara itu, flash gas dikompresi oleh kompresor 3-K-101 sampai bertekananan 75 kg/cm2, Kemudian didinginkan di 3-E-151/152 menggunakan fan untuk selanjutnya dialirkan ke menara absorber (3-C-101) pada temperatur 38°C.
Di absorber (3-C-101) ammonia akan diserap oleh air demin. Cairan yang mengandung ammonia keluar dari dasar menara pada temperatur 72°C. Cairan ini kemudian dipanaskan sampai temperatur 129°C melalui exchanger (3-E-102), dan selanjutnya dialirkan ke menara stripper (3-C-102) yang beroperasi pada tekanan 26 kg/cm2. Di menara ini, ammonia terlarut akan diuapkan. uap ammonia yang keluar dari puncak menara stripper kemudian didinginkan di exchanger (3-E104A) sehingga mengembun dan dipisahkan di reflux accumulator (3-V-103).
Ammonia yang terkondensasi selanjutnya dipompa oleh 3-P102-A/B dan dikembalikan ke bagian atas menara 3-C-102 sebagai refluks, sedangkan sebagian lagi dialirkan sebagai produk NH3 cair. cairan yang keluar dari dasar menara stripper 3-C-102, yang mengandung kira-kira 1% NH3terlepas dan dikembalikan lagi melalui bagian bawah menara stripper, sedangkan cairan dari reboiler akan digunakan lebih lanjut sebagai pemanas di 3-E-102 dan selanjutnya dialirkan ke make up vessel (3-V-102).
Gas dari puncak menara absorber (C-101) dialirkan ke adsorber 3-V-101A/B yang bekerja secara bergantian setiap 6 jam sekali. Di adsorber ini, NH3 dan air yang terbawa oleg gas diserap oleh adsorben berupa molecular sieve. Proses adsorpsi berlangsung pada temperatur rendah dan tekanan tinggi, sedangkan proses regenerasinya dilakukan pada temperatur tinggi dan tekanan rendah. Perpindahan dari fasa regenerasi ke fasa aktif