r Neraca Panas Total
UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM
4.1 Unit Pendukung Proses
4.1.1 Unit Pengadaan Air
Untuk memenuhi kebutuhan air dalam pabrik diambil dari air sungai Cipunagara yang memiliki debit air 1889 juta m3/tahun. Air sungai sebelum digunakan harus mengalami proses penanganan awal terlebih dulu. Proses-proses tersebut antara lain : 1. Saringan kasar
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
Air dilewatkan dalam suatu saringan kasar untuk menyaring benda-benda kasar seperti ranting pohon dan kotoran-kotoran lainnya yang terbawa air.
2. Saringan halus
Setelah melewati saringan kasar, kemudian air dilewatkan dalam saringan halus untuk menyaring padatan-padatan kecil yang masih terbawa yang sebelumnya tidak dapat disaring di dalam saringan kasar.
3. Penambahan koagulan
Setelah melewati saringan halus, kemudian air dimasukkan ke dalam suatu tangki. Pada tangki ini, ditambahkan senyawa koagulan seperti tawas, yang berfungsi untuk memisahkan kotoran-kotoran halus yang terikut dalam air dengan membentuk flok-flok supaya dapat diendapkan.
4. Sedimentasi
Setelah ditambahkan koagulan, lalu air dimasukkan ke dalam suatu bak pengendap untuk memisahkan flok-flok yang telah terbentuk dengan air melalui proses sedimentasi.
Setelah diperoleh air yang jernih, kemudian air dibagi menurut kebutuhan di pabrik antara lain sebagai air pendingin, air umpan boiler, air proses, serta air untuk sanitasi dan konsumsi umum. 1. Air pendingin dan air umpan boiler
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
karena faktor-faktor sebagai berikut :
- Air dapat diperoleh dalam jumlah yang besar dengan biaya murah.
- Mudah dalam pengaturan dan pengolahannya.
- Dapat menyerap sejumlah panas per satuan volume yang tinggi.
Air pendingin ini digunakan sebagai pendingin pada kondensor dan pendingin pada reaktor. Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam pengolahan air pendingin :
- Kesadahan (hardness), yang dapat menyebabkan kerak. - Adanya zat besi, yang dapat menimbulkan korosi.
Beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam penanganan air umpan boiler adalah :
- Zat-zat yang dapat menyebabkan korosi
- Kerak yang terjadi di dalam boiler disebabkan karena air mengandung ion Ca2+ dan Mg2+dan gas-gas yang terlarut. - Zat-zat yang 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.
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
Untuk memenuhi kriteria sebagai air pendingin dan air umpan boiler, ada beberapa tahapan pengolahan air sebelum air dapat digunakan.
Beberapa tahapan pengolahan air pendingin dan umpan boiler antara lain :
a. Aerasi
Merupakan proses mekanis penghembusan air dengan udara. Proses ini bertujuan untuk menghilangkan gas - gas terlarut dan ion - ion besi yang terlarut dalam air. Proses aerasi dilakukan dalam suatu unit yang disebut aerator. Di dalam aerator terjadi proses oksidasi yang menjadikan besi terlarut (ferro carbonat) menjadi besi oksida yang tidak larut dalam air (ferri hidroksida) sehingga bisa diendapkan.. Untuk menaikkan pH air ditambahkan NaOH encer sehingga air pada keadaan netral.
b. Iron Removal Filter
Merupakan suatu unit saringan bertekanan yang mengandung Manganese dioxide untuk menyaring endapan besi yang tidak sempat mengendap di aerator.
Setelah sampai pada tahapan penghilangan besi di Iron Removal Filter, air dapat digunakan sebagai air pendingin. Untuk air umpan boiler, air selanjutnya harus mengalami proses demineralisasi dan deaerasi.
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
Merupakan unit penukar ion untuk menghilangkan mineral terlarut dalam air, seperti Ca2+, Mg2+, Na+, HCO3-, SO4-, Cl- d. Deaerasi
Merupakan proses penghilangan gas - gas terlarut, terutama oksigen dan karbon dioksida dengan cara pemanasan menggunakan steam. Oksigen terlarut dapat merusak baja. Gas – gas ini kemudian dibuang ke atmosfer.
2. Air proses
Air proses digunakan dalam proses produksi. Di pabrik 2- Etil Heksanol air proses digunakan untuk melarutkan katalis yang digunakan pada reaktor gelembung dan reaktor alir tangki berpengaduk.
3. Air sanitasi dan konsumsi umum
Air ini digunakan untuk memenuhi kebutuhan air minum, laboratorium, kantor, perumahan dan pertamanan. Air konsumsi dan sanitasi harus memenuhi beberapa syarat yang meliputi syarat fisik, syarat kimia, dan syarat bakteriologis.
Syarat fisik :
- Suhu di bawah suhu udara luar - Warna jernih
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
Syarat kimia :
- Tidak mengandung zat organik maupun zat anorganik - Tidak beracun
Syarat bakteriologis :
Tidak mengandung bakteri-bakteri, terutama bakteri yang patogen.
Agar memenuhi syarat sebagai air sanitasi dan konsumsi, air ditambahkan natrium hipoklorit dengan kadar 0,5-1,7 ppm dengan tujuan untuk membunuh kandungan biologis yang ada di dalam air.
Kebutuhan air di pabrik 2-Etil Heksanol adalah sebagai berikut :
a. Kebutuhan air pendingin
Air pendingin digunakan untuk mendinginkan alat-alat proses, yaitu :
Tabel 4.1 Kebutuhan air pendingin
Alat Kebutuhan (kg/jam)
Reaktor 01 32610.3855 Reaktor 02 36624.00081 Reaktor 03 1000000 Reaktor 04 1000000 HE-01 4880.6465 HE-02 19509.1828 Kondensor total 58367.7674 Kondensor parsial 1 268255.1194
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
Jumlah 2475681.8730
Jumlah kebutuhan air pendingin di atas hanya diperlukan pada saat awal start up pabrik. Untuk selanjutnya hanya air make up saja yang diperlukan. Dengan asumsi 90 % air pendingin mengalami sirkulasi dalam cooling water dan 10 % air pendingin merupakan make up water, maka kebutuhan air pendingin make up yang harus disediakan = 247568,187 kg/jam = 248,642 m3/jam.
b. Kebutuhan air umpan boiler
Air digunakan untuk memproduksi steam untuk dialirkan ke alat-alat proses. Kebutuhan air umpan boiler sebagai berikut : Tabel 4.2 Kebutuhan air umpan boiler
Alat kg/jam Vaporizer-01 2660.2314 Vaporizer-02 313.9434 Reboiler 2129.4104 Heater 01 831.7259 Heater Utilitas 01 568.8150 Heater Utilitas 02 774.6788 Heater Utilitas 03 158.2353 Total 7437.0402
Jumlah kebutuhan air umpan boiler diatas hanya diperlukan pada saat awal start up pabrik. Untuk selanjutnya hanya air
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
make up saja yang diperlukan yaitu sebesar 20% dari kebutuhan air umpan boiler yaitu sebesar 1487,408 kg/jam atau 1,494 m3/jam.
c. Kebutuhan air proses
Tabel 4.3 Kebutuhan air proses
Alat Kebutuhan Air (kg/jam) M-01 18049.953 M-02 72.145 Jumlah 18122.098
Total kebutuhan air proses yaitu 18122,098 kg/jam atau 18,201 m3/jam.
d. Kebutuhan air sanitasi dan konsumsi umum Air untuk karyawan kantor = 0,5 m3/jam Air untuk perumahan = 1,042 m3/jam Air untuk laboratorium = 0,104 m3/jam Air untuk kebersihan, taman, dll = 0,417 m3/jam
Total kebutuhan air untuk konsumsi dan sanitasi = 2,063 m3/jam
Sehingga total kebutuhan air di pabrik 2-Etil Heksanol yaitu 270,399 m3/jam. Untuk menjaga kemungkinan bocor saat distribusi maka dilebihkan 20 %, sehingga kebutuhan air sungai 324,479 m3/hari
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
untuk mengatasi perbedaan tekanan karena beda elevasi dan penurunan tekanan pada perpipaan, digunakan pompa jenis Single Stage Centrifugal dengan daya motor 15 HP.
Perancangan alat – alat yang diperlukan untuk pengolahan air sungai meliputi :
1. Bak pengendap
Fungsi : Mengendapkan flok yang terbentuk Jumlah : 5
Tinggi : 2,5 m Panjang : 8,616 m Lebar : 8,616 m 2. Tangki penyimpan air kebutuhan pabrik
Spesifikasi :
Fungsi : Menampung air kebutuhan pabrik Jumlah : 7 tangki Diameter : 10,667 m Tebal silinder Course 1 : 0,003 m Course 2 : 0,003 m Course 3 : 0,003 m Course 4 : 0,0025m Tebal head : 0,0017 m
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
Tinggi head : 0,9052 m Tinggi total : 11,876 m 3. Aerator
Spesifikasi :
Fungsi : Menghilangkan gas - gas terlarut dalam air dan mengoksidasi besi agar mudah mengendap dengan cara menghembuskan udara ke air
Jenis : Tangki silinder horisontal dengan torispherical head Dari bagian atas dihembuskan udara dari sebuah fan Jumlah : 4
Bahan konstruksi : Carbon steel SA-283 grade C Kondisi operasi : P = 7 atm
T = 30oC
Dimensi : D = 4,2 m H = 12.6 m Tebal shell = 1,2 in Head : Tebal head = 2 in
Panjang head = 0,18 m 4. Iron Removal Filter
Spesifikasi :
Fungsi : Menyaring endapan besi yang lolos dari surgeaerator Jenis : Tangki silinder tegak dengan torispherical head Jumlah : 4
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
Kondisi operasi : P = 7 atm T = 30oC Resin : Manganese dioxide Dimensi : D = 3,658 m
H = 3.645 m Tebal shell = 0,75 in Head : Tebal head = 1.1875 in
Tinggi head = 0,595 m 5. Ion Exchanger
a. Anion Exchanger Spesifikasi :
Fungsi : Menghilangkan / mengurangi anion dalam air umpan boiler
Jenis : Tangki silinder tegak dengan flanged and standard dished head
Jumlah : 1
Material : Low-alloy steel SA-204 grade C Kondisi operasi : P = 14,6 atm
T = 30oC
Resin : Nalcite SBR (styrene divinyl benzene) 1 cycle : 24 jam
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
Kebutuhan regenerant : 42,082 kg Dimensi : D = 36 in
H = 2,708 m
Tebal shell = 0,4375 in Head : Tebal head = 0,6875 in Tinggi head = 0,2178 m b. Kation Exchanger
Spesifikasi :
Fungsi : Menghilangkan / mengurangi kation dalam air umpan boiler
Jenis : Tangki silinder tegak dengan flanged and standard dished head
Jumlah : 1
Material : Low-alloy steel SA-204 grade C Kondisi operasi : P = 14,6 atm
T = 30oC
Resin : Super Nalcocite (SyntheticGel Zeolit) 1 cycle : 24 jam
Regenerant : Larutan H2SO4 Kebutuhan regenerant : 43,397 kg Dimensi : D = 36 in
H = 99,163 in Tebal shell = 0,4375 in
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
Tinggi head = 0,219 m 6. Deaerator
Spesifikasi :
Fungsi : Mengusir udara (O2 dan CO2) dari air umpan boiler dengan men-Spraykan uap tekanan rendah ke air sampai suhu air sedikit di atas boilingpointnya
Jenis : Tangki silinder horisontal dengan torispherical head Dari bagian bagian bawah di-spray dengan uap tekanan rendah Jumlah : 1
Material : Carbon steel SA-283 grade C Kondisi operasi : P = 1 atm T = 30oC
Dimensi : D = 1.57 m L = 5,3 m
Tebal shell = 0,1875 in Head : Tebal head = 0,25 in
Panjang head = 0,277 m 7. Cooling Tower System
Fungsi : Mendinginkan air pendingin yang sudah dipakai di alat proses. Pendinginan dilakukan dengan cara kontak langsung dengan udara
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium Suhu : Tmasuk : 50oC Tkeluar : 30oC Luas : 57,75 m2 Tinggi : 8,51 m Power fan : 25 Hp Power pompa : 35 Hp