Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Pupuk Amonium Sulfat Dari Gypsum Sintetik Hasil Pengolahan Unit Flue Gas Desulfurization Pltu Dengan Kapasitas Produksi 40.000 Ton / Tahun

(1)

P

PR

RA

A

R

RA

AN

NC

CA

AN

NG

G

AN

A

N

P

PA

AB

BR

RI

I

K

P

PE

EM

MB

BU

UA

AT

TA

AN

N

P

PU

UP

PU

UK

K

A

AM

MO

ON

NI

IU

UM

M

S

SU

UL

LF

FA

AT

T

D

DA

AR

RI

I

G

GY

YP

PS

SU

UM

M

S

SI

IN

NT

TE

ET

TI

IK

K

H

AS

A

SI

I

L

P

PE

EN

NG

GO

O

LA

L

AH

HA

AN

N

U

UN

NI

IT

T

F

FL

LU

UE

E

G

AS

A

S

D

DE

ES

SU

UL

LF

FU

UR

RI

IZ

ZA

AT

TI

I

ON

O

N

P

PL

LT

TU

U

D

DE

EN

NG

GA

AN

N

K

KA

AP

PA

AS

SI

IT

TA

AS

S

P

PR

RO

O

DU

D

UK

KS

SI

I

40

4

0.

.0

00

0

T

TO

ON

N/

/

T

TA

AH

HU

UN

N

T

TUUGGAASSAAKKHHIIRR D

DiiaajjuukkaannUUnnttuukkMMeemmeennuuhhiiPPeerrssyyaarraattaann U

UjjiiaannSSaarrjjaannaaTTeekknniikkKKiimmiiaa

D

DiissuussuunnOOlleehh::

M

ME

EL

LV

VA

A

T

TI

IU

UR

RM

MA

AD

DA

A

N

NA

AI

IN

NG

GG

GO

O

LA

L

AN

N

0

07

70

04

40

05

50

03

34

4

D

DE

EP

PA

AR

RT

TE

EM

ME

EN

N

T

TE

EK

K

NI

N

IK

K

KI

IM

MI

IA

A

F

FA

AK

KU

UL

LT

TA

AS

S

T

TE

EK

K

NI

N

IK

K

U

UN

NI

IV

VE

ER

RS

SI

I

TA

T

AS

S

SU

UM

MA

AT

TE

ER

RA

A

U

UT

TA

AR

R

A

M

ME

ED

DA

AN

N

2

(2)

(3)

Bukan Karena Kekuatanku,

Tetapi Karena Kasih-Mu ya Tuhan

Terima Kasih atas Penyertaan-Mu

Tugas Akhir ini Saya Dedikasikan untuk Bapa, Mama, Namboru, Kakak, Abang, & Sahabat

atas dukungan & doa mereka

serta

Semua Dosen dan teman - teman di Teknik Kimia USU atas Kebersamaan Yang Tak Ternilai Selama Ini

Judul :

PRA RANCANGAN PABRIK

PEMBUATAN PUPUK AMONIUM SULFAT

DARI GYPSUM SINTETIK HASIL PENGOLAHAN UNIT FLUE GAS

DESULFURIZATION PLTU

DENGAN KAPASITAS PRODUKSI 40.000 TON / TAHUN

Judul dalam bahasa Inggris :

THE PRELIMINARY DESIGN FOR

AMMONIUM SULFATE FERTILIZER PRODUCTION PLANT

BY MEANS SYNTHETIC GYPSUM BYPRODUCT FLUE GAS

DESULFURIZATION UNIT FROM COAL POWER PLANT

(4)

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas berkat dan rahmat-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini, yang berjudulμ “Pra Rancangan Pabrik Pupuk Amonium Sulfat Dari Gypsum Sintetik Hasil Pengolahan Unit Flue Gas Desulfurization PLTU dengan Kapasitas Produksi 40.000 Ton/ Tahun”.

Tugas akhir ini disusun untuk melengkapi salah satu syarat untuk mengikuti ujian sarjana pada Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera

Utara. Dan pada saat pengerjaan tugas akhir ini, penulis banyak menerima bantuan, bimbingan, saran dan dukungan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, penulis mengucapkan terima kasih kepada :

1. Ibu Dr. Ir. Iriany, M.Si., selaku dosen pembimbing dalam penyusunan tugas akhir ini.

2. Ibu Ir. Renita Manurung, M.T., selaku co – dosen pembimbing dalam penyusunan tugas akhir ini dan juga sebagai Koordinator Tugas Akhir Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara

3. Bapak Dr. Eng. Ir. Irvan, M.Si., sebagai dosen wali dan Ketua Jurusan Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.

4. Ibu Dr. Ir. Fatimah, M.T., Sekretaris Jurusan Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara .

5. Bapak Dr. Ir. Taslim, M.Si., Seluruh Staff Pengajar, dan Pegawai Administrasi Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.

6. Dan yang paling istimewa orang tua penulis yaitu Bapak J. Nainggolan dan Ibu M. Lbn. Toruan serta seluruh keluarga.

7. Partner saya, Krisma Yessi Sianturi atas kerjasamanya dalam penyelesaian tugas akhir ini.

8. Abang/Kakak senior yang telah banyak membantu dalam penyelesaian tugas akhir ini.

(5)

Penulis menyadari bahwa tugas akhir ini masih terdapat banyak kekurangan dan ketidaksempurnaan. Oleh karena itu penulis sangat mengharapkan saran dan kritik yang sifatnya membangun demi kesempurnaan pada penulisan berikutnya. Semoga tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi seluruh pembaca, khususnya mahasiswa/i teknik kimia.

Medan, Mei 2012 Penulis,

(6)

INTISARI

Indonesia merupakan negara agraris sehingga tidak terlepas akan kebutuhan terhadap pupuk. Pupuk amonium sulfat, ZA (Zwuafel Amonium), dimanfaatkan sebagai pupuk nitrogen, terutama untuk tanaman industri dan perkebunan. Data impor amonium sulfat dari Badan Pusat Statistik Indonesia menunjukkan peningkatan 268.451.459 kg pada tahun 2010. Salah satu alternatif untuk kebutuhan amonium sulfat tersebut adalah memproduksi amonium sulfat dengan menggunakan gypsum hasil unit Flue Gas Desulfurization (FGD) pembangkit listrik tenaga uap (PLTU).

Amonium sulfat diproduksi 40.000 ton/tahun dengan 330 hari kerja dalam 1 tahun. Lokasi pabrik direncanakan di Daerah Segoromadu, Gresik, Jawa Timur dengan luas areal berkisar 13.800 m2, tenaga kerja yang dibutuhkan berjumlah 225 orang dengan bentuk badan usaha Perseroan Terbatas (PT) yang dipimpin oleh seorang direktur dengan struktur organisasi sistem garis dan staf. Hasil analisa ekonomi Pabrik Pembuatan Pupuk Amonium Sulfat dari Gypsum Sintetik Hasil Pengolahan Unit Flue GasDesulfurization PLTU adalah sebagai berikut :

 Modal Investasi Total : Rp 363.390.474.020,-

 Biaya Produksi : Rp 351.162.368.355,-

 Hasil Penjualan : Rp 486.764.796.323,-

 Laba Bersih : Rp 97.145.579.396,-

 Profit Margin : 27,72 %  Break Even Point : 50,62 %  Return on Investment : 26,73 %  Pay Out Time : 3,74 tahun  Return on Network : 44,56 %  Internal Rate of Return : 41,58 %

(7)

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ... i

INTISARI ... iii

DAFTAR ISI ... iv

DAFTAR GAMBAR ... xi

DAFTAR TABEL ... xii BAB I PENDAHULUAN ... I-1 1.1 Latar Belakang ... I-1

1.2 Perumusan Masalah ... I-3 1.3 Tujuan Pra-Rancangan ... I-3 1.4 Manfaat Pra-Rancangan ... I-4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... II-1 2.1 Amonium Sulfat ... II-1 2.2 Sifat-Sifat Fisis dan Kimia Bahan Baku dan Produk ... II-2 2.2.1 Bahan Baku ...II-2 2.2.1.1 Gypsum FGD/ Gypsum Sintetik (CaSO4.2H2O) ... II-2 2.2.1.2 Amonia (NH3) ... II-4 2.2.1.3 Karbon Dioksida (CO2) ... II-5 2.2.1.4 Air (H2O) ... II-6 2.2.1.5 Asam Sulfat (H2SO4) ... II-7 2.2.2 Produk ... II-7 2.2.2.1 Amonium Sulfat (NH3)2SO4 ... II-7 2.2.2.2 Kalsium Karbonat (CaCO3) ... II-8 2.3 Proses Pembuatan Amonium Sulfat ... II-9 2.3.1 Proses Netralisasi Langsung ... II-9 2.3.2 Proses Karbonasi Batubara ... II-9

(8)

3.1 Absorber (AB-101) ... III-1 3.2 Mixer (M-101) ... III-1 3.3 Reaktor (R-201) ... III-2 3.4 Filter (FL-201) ... III-2 3.5 Reaktor Netralisasi (R-202) ... III-3 3.6 Absorber (AB-202) ... III-3 3.7 Evaporator (EV-201) ... III-3 3.8 Crystallizer (CR-301) ... III-4 3.9 Centrifuge (CF-301) ... III-4 3.10 Rotary Dryer (RD-301) ... III-4 BAB IV NERACA PANAS ... IV-1

4.1 Vaporizer Amonia (E-101) ... IV-1

4.2 Vaporizer Karbon Dioksida (E-102) ... IV-1 4.3 Absorber (AB-101) ... IV-1 4.4 Heater (E-103) ... IV-2 4.5 Mixer (M-101) ... IV-2 4.6 Absorber (AB-102) ... IV-2 4.7 Cooler (E-202) ... IV-2 4.8 Reaktor (R-201) ... IV-3 4.9 Filter (FL-201) ... IV-3 4.10 Heater H2SO4 ... IV-3 4.11 Netralisasi (R-202) ... IV-3 4.12 Cooler (E-203) ... IV-4 4.13 Evaporator (EV-201) ... IV-4 4.14 Crystallizer (CR-301) ... IV-4 4.15 Centrifuge (CF-301) ... IV-4 4.16 Rotary Dryer (RD-301) ... IV-5 BAB V SPESIFIKASI PERALATAN ... V-1 5.1 Tangki Penyimpanan Amonia Anhidrat Cair (TK-101) ... V-1 5.2 Tangki Penyimpanan Karbon Dioksida Cair (TK-102) ... V-1 5.3 Gudang Gypsum (G-101) ... V-2

(9)

5.5 Vaporizer CO2 (E-102) ... V-3 5.6 Separator Drum (D-101)... V-3 5.7 Ekspander (C-101) ... V-3 5.8 Separator Drum (D-102)... V-4 5.9 Ekspander (C-102) ... V-4 5.10 Absorber (AB-101) ... V-4 5.11 Blower (JB-101) ... V-5 5.12 Pompa Amonium karbonat (P-103) ... V-5 5.13 Heater amonium karbonat (E-103)... V-5 5.14 Screw Conveyor (SC-101) ... V-6 5.15 Bucket Elevator (BE-101) ... V-6 5.16 Feed Hopper (FB-101) ... V-6

5.17 Mixer (M-101) ... V-7 5.18 Pompa FGD Gypsum (P-101) ... V-7 5.19 Pompa Amonium karbonat (P-102) ... V-7 5.20 Absorber (AB-102) ... V-8 5.21 Reaktor (R-201) ... V-8 5.22 Blower (JB-201) ... V-8 5.23 Cooler CO2 NH3 (E-202) ... V-9 5.24 Rotary Vacuum Filter (FL-201) ... V-9 5.25 Pompa Amonium sulfat (P-203) ... V-9 5.26 Tangki Penyimpanan H2SO4 98 % (TK-201) ... V-9 5.27 Pompa Asam sulfat (P-201) ... V-10 5.28 Heater asam sulfat (E-201) ... V-10 5.29 Reaktor (R-202) ... V-10 5.30 Blower (JB-202) ... V-11 5.31 Cooler CO2 (E-203) ... V-11 5.32 Pompa Amonium sulfat (P-204) ... V-11 5.33 Evaporator (EV-201) ... V-11 5.34 Pompa Amonium sulfat (P-205) ... V-12 5.35 Barometric Condensor (E-204) ... V-12

(10)

5.37 Pompa amonium sulfat (P-301) ... V-13 5.38 Centrifuge (CF-301) ... V-13 5.39 Pompa mother liquor ... V-13 5.40 Barometric Condensor (E-301) ... V-14 5.41 Screw Conveyor (SC-301)... V-14 5.42 Rotary Drier (RD-303) ... V-14 5.43 Bucket Elevator (BE-301) ... V-15 5.44 Feed Hopper (FB-301) ... V-15 5.45 Belt Conveyor (BC-302) ... V-15 5.46 Gudang Amonium Sulfat (G-301) ... V-15 5.47 Tangki Penampung Kondensat ... V-16 5.48 Gudang Penyimpanan CaCO3 ... V-16

BAB VI INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA ... VI-1

6.1 Instrumentasi ... VI-1 6.1.1 Tujuan Pengendalian ... VI-2 6.1.2 Jenis-Jenis Pengendalian dan Alat Pengendalian ... VI-3 6.2 Keselamatan Kerja ... VI-9 BAB VII UTILITAS ... VII-1 7.1 Kebutuhan Uap (Steam) ... VII-1 7.2 Kebutuhan Air ... VII-2 7.2.1 Screening ... VII-6 7.2.2 Sedimentasi ... VII-6 7.2.3 Klarifikasi ... VII-7 7.2.4 Filter ... VII-8 7.2.4 Demineralisasi ... VII-9 7.2.6 Deaerator ... VII-13 7.3 Kebutuhan Listrik... VII-14 7.4 Kebutuhan Bahan Bakar ... VII-16 7.5 Unit Pengolahan Limbah (UPL) ... VII-17 7.5.1 Bak Penampungan ... VII-18 7.5.2 Pompa Bak Penampungan... VII-19

(11)

7.5.4 Bak Netralisasi ... VII-21 7.5.5 Tangki Sedimentasi ... VII-22 7.6 Kebutuhan Refrigerant ... VII-22 7.6.1 Refrigerant untuk Tangki NH3 ... VII-22 7.6.2 Refrigerant untuk Tangki CO2 ... VII-24 7.7 Spesifikasi Peralatan Pengolahan Limbah ... VII-26 7.7.1 Bak Penampungan (BP) ... VII-26 7.7.2 Bak Pengendapan Awal (BPA) ... VII-26 7.7.3 Bak Netralisasi (BN) ... VII-27 7.7.4 Tangki Sedimentasi ... VII-27 7.7.5 Pompa Bak Penampungan... VII-27 7.8 Spesifikasi Peralatan Utilitas... VII-28

7.8.1 Screening (SC) ... VII-28 7.8.2 Pompa Screening (PU-01) ... VII-28 7.8.3 Bak Sedimentasi (BS) ... VII-29 7.8.4 Tangki Pelarutan Alum [Al2(SO4)3] (TP-01) ... VII-30 7.8.5 Tangki Pelarutan Soda Abu [Na2CO3] (TP-02) ... VII-30 7.8.6 Clarifier (CL) ... VII-31 7.8.7 Sand Filter (SF) ... VII-31 7.8.8 Tangki Utulitas I (TU-I) ... VII-31 7.8.9 Tangki Pelarutan Asam Sulfat (H2SO4) (TP-03) ... VII-32 7.8.10 Tangki Pelarutan NaOH (TP-04) ... VII-32 7.8.11 Tangki Pelarutan Kaporit [Ca(ClO)2] (TP-05) ... VII-33 7.8.12 Tangki Utilitas II (TU-II) ... VII-33 7.8.13 Menara Pendingin Air / Water Cooling Tower (CT) .. VII-33 7.8.14 Deaerator (DE) ... VII-34 7.8.15 Ketel Uap (KU) ... VII-34 7.8.16 Tangki Bahan Bakar (TB) ... VII-35 BAB VIII LOKASI DAN TATA LETAK PABRIK ... VIII-1 8.1 Lokasi Pabrik ... VIII-1 8.2 Tata Letak Pabrik ... VIII-3

(12)

BAB IX ORGANISASI DAN MANAJEMEN PERUSAHAAN ... IX-1 9.1 Manajemen Perusahaan ... IX-1 9.2 Uraian Tugas, Wewenang dan Tanggung Jawab ... IX-5 9.2.1 Rapat Umum Pemegang Saham (RUPS) ... IX-5 9.2.2 Dewan Komisaris ... IX-5 9.2.3 Direktur ... IX-5 9.2.4 Staf Ahli ... IX-6 9.2.5 Sekretaris ... IX-6 9.2.6 Manajer Produksi ... IX-6 9.2.7 Manajer Teknik ... IX-6 9.2.8 Manajer Umum dan Keuangan ... IX-7 9.2.9 Manajer Pembelian dan Pemasaran ... IX-7

9.2.10 Kepala Bagian Proses ... IX-7 9.2.11 Kepala Bagian Laboratorium R & D ... IX-7 9.2.12 Kepala Bagian Utilitas ... IX- 7 9.2.13 Kepala Bagian Mesin Listrik ... IX-7 9.2.14 Kepala Bagian Instrumen ... IX-8 9.2.15 Kepala Bagian Pemeliharaan Pabrik ... IX-8 9.2.16 Kepala Bagian Keuangan ... IX-8 9.2.17 Kepala Bagian Administrasi ... IX- 8 9.2.18 Kepala Bagian Personalia ... IX-8 9.2.19 Kepala Bagian Humas ... IX-8 9.2.20 Kepala Bagian Keamanan ... IX-9 9.2.21 Kepala Bagian Pembelian ... IX-9 9.2.22 Kepala Bagian Penjualan ... IX-9 9.2.23 Kepala Bgaian Gudang/ Logistik ... IX-9 9.2.24 Kepala Bagian Safety/ Keselamatan Kerja ... IX-9 9.3 Sistem Kerja ... IX-9 9.4 Jumlah Karyawan dan Tingkat Pendidikan... IX-11 9.5 Sistem Penggajian ...IX-12 9.6 Tata Tertib ... IX-14

(13)

BAB X ANALISA EKONOMI ... X-1 10.1 Modal Investasi ... X-1 10.1.1 Modal Investasi Tetap (MIT) / Fixed Capital

Investment (FCI) ... X-1 10.1.2 Modal Kerja / Working Capital (WC) ... X-3 10.1.3 Biaya Produksi Total (BPT) / Total Cost (TC) ... X-4 10.2 Total Penjualan (Total Sales) ... X-5 10.3 Bonus Perusahaan ... X-5 10.4 Perkiraan Rugi/Laba Usaha... X-5 10.5 Analisa Aspek Ekonomi ... X-6 10.5.1 Profit Margin (PM) ... X-6 10.5.2 Break Even Point (BEP) ... X-6

10.5.3 Return on Investment (ROI) ... X-7 10.5.4 Pay Out Time (POT) ... X-7 10.5.5 Return on Network (RON) ... X-8 10.5.6 Internal Rate of Return (IRR) ... X-8 BAB XI KESIMPULAN ... XI-1 DAFTAR PUSTAKA ... DP-1 LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA ...LA-1 LAMPIRAN B PERHITUNGAN NERACA PANAS ...LB-1 LAMPIRAN C PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN ...LC-1 LAMPIRAN D PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN

(14)

DAFTAR GAMBAR

Gambar 6.1 Diagram Balok Sistem Pengendalian Feedback ... VI-4 Gambar 6.2 Sebuah Loop Pengendalian ... VI-4 Gambar 6.3 Suatu Proses Terkendali ... VI-5 Gambar 8.1 Lokasi Pabrik Pupuk Amonium Sulfat ... VIII-1 Gambar 8.2 Tata Letak Pabrik Pupuk Amonium Sulfat ... VIII-6 Gambar 9.1 Struktur Organisasi Pabrik Pembuatan Pupuk Amonium

Sulfat dari Gypsum Sintetik Hasil Pengolahan Unit Flue Gas

Desulfurization PLTU ... IX-4 Gambar D.1 Sketsa Sebagian Bar Screen, Satuan mm (dilihat dari atas) ... LD-2 Gambar D.2 Grafik Entalpi dan Temperatur Cairan pada Cooling

Tower (TC) ... LD-30 Gambar D.3 Kurva Hy terhadap 1/(Hy* - Hy) ... LD-31 Gambar E.1 Harga Peralatan untuk Tangki Penyimpanan (Storage) dan

(15)

DAFTAR TABEL

Tabel 1.1 Data PLTU di Indonesia... I-2 Tabel 1.2 Data Impor Amonium Sulfat ... I-3 Tabel 2.1 Perbedaan Gypsum Sintetis dan Gypsum Alami ... II-3

Tabel 3.1 Neraca Massa pada Absorber (AB-101) ... III-1 Tabel 3.2 Neraca Massa Pada Mixer (M-101) ... III-1 Tabel 3.3 Neraca Massa Pada Reaktor (R-201) ... III-2 Tabel 3.4 Neraca Massa Pada Filter (FL-201) ... III-2 Tabel 3.5 Neraca Massa Pada Reaktor Netralisasi (R-202) ... III-3 Tabel 3.6 Neraca Massa Pada Absorber (AB-102) ... III-3 Tabel 3.7 Neraca Massa Pada Evaporator (EV-201) ... III-3 Tabel 3.8 Neraca Massa Pada Crystallizer (CR-301) ... III-4 Tabel 3.9 Neraca Massa Pada Centrifuge (CF-301) ... III-4 Tabel 3.10 Neraca Massa Pada Rotary dryer (RD-301) ... III-4 Tabel 4.1 Neraca Energi Pada Vaporizer Amonia (E-101) ... IV-1 Tabel 4.2 Neraca Energi Pada Veporizer KArbon Dioksida (E-102) ... IV-1 Tabel 4.3 Neraca Energi Pada Absorber (AB-101)... IV-1 Tabel 4.4 Neraca Energi Pada Heater (E-103) ... IV-2 Tabel 4.5 Neraca Energi Pada Mixer (M-101) ... IV-2 Tabel 4.6 Neraca Energi Pada Absorber (AB-102)... IV-2 Tabel 4.7 Neraca Energi Pada Cooler (E-202) ... IV-2 Tabel 4.8 Neraca Energi Pada Reaktor (R-201) ... IV-3 Tabel 4.9 Neraca Energi Pada Filter (FL-201) ... IV-3 Tabel 4.10 Neraca Energi Pada Heater H2SO4 (E-201) ... IV-3 Tabel 4.11 Neraca Energi Pada Netralisasi (R-202) ... IV-3

(16)

Tabel 6.1 Daftar Penggunaan Instrumentasi pada Pra RancanganPabrik Pembuatan Pupuk Amonium Sulfat dari Gypsum Sintetik Hasil Pengolahan Unit Flue Gas Desulfurization PLTU ... VI-8 Dan Asam Fosfat ... VI-4 Tabel 7.1 Kebutuhan Uap sebagai Media Pemanas ... VII-1 Tabel 7.2 Kebutuhan Air Pendingin Pada Alat ... VII-2 Tabel 7.3 Kebutuhan Air Proses Pada Alat ... VII-4 Tabel 7.4 Pemakaian Air Untuk Berbagai Kebutuhan ... VII-5 Tabel 7.5 Kualitas Air Sungai Lamongan ... VII-5 Tabel 7.6 Kebutuhan Daya pada Unit Proses ... VII-14 Tabel 7.7 Kebutuhan Listrik untuk Peralatan Utilitas ... VII-14 Tabel 7.8 Spesifikasi Pompa Pengolahan Limbah ... VII-28

Tabel 7.9 Spesifikasi Pompa Utilitas ... VII-29 Tabel 8.1 Klasifikasi Penggunaan Areal Tanah ... VIII-4 Tabel 9.1 Susunan Jadwal Shift Karyawan ... IX-11 Tabel 9.2 Jumlah Karyawan dan Kualifikasinya ... IX-11 Tabel 9.3 Perincian Gaji Karyawan per Bulan ... IX-13 Tabel A.1 Neraca Massa Pada Absorber... LA-4 Tabel A.2 Neraca Massa Mixer ... LA-6 Tabel A.3 Neraca Massa Pada Reaktor ... LA-8 Tabel A.4 Neraca Massa Filter... LA-9 Tabel A.5 Neraca Massa Tangki Netralisasi ... LA-11 Tabel A.6 Neraca Massa Scrubber ... LA-13 Tabel A.7 Neraca Massa Evaporator ... LA-14 Tabel A.8 Neraca Massa Crystallizer... LA-16 Tabel A.9 Neraca Massa Centrifuge ... LA-17 Tabel A.10 Neraca Massa Rotary Dryer ... LA-17 Tabel B.1 Nilai Konstanta a, b, c dan d untuk perhitungan Cp Gas ... LB-1 Tabel B.2 Nilai Konstanta a, b, c dan d untuk perhitungan Cp Cairan ... LB-2 Tabel B.3 Kapasitas Panas Cairan H2SO4 ... LB-2 Tabel B.4 Kapasitas Panas Cairan CaCO3 ... LB-2

(17)

Tabel B.6 Kapasitas Panas Padatan pada T = 298 K ... LB-3 Tabel B.7 Panas Reaksi Pembentukan Senyawa ... LB-3 Tabel C.1 Data pada Tangki Penyimpanan Amonia Anhidrat Cair... LC-1 Tabel C.2 Data pada Tangki Penyimpanan Karbon Dioksida Cair ... LC-2 Tabel C.3 Data Suhu ... LC-7 Tabel C.4 Data Suhu ... LC-13 Tabel C.5 Komposisi Gas Keluar ... LC-31 Tabel C.6 Data Suhu ... LC-35 Tabel C.7 Data Pada Mixer Tank ... LC-42 Tabel C.8 Data pada Reaktor (R-201) ... LC-55 Tabel C.9 Data Cerobong Reaktor 201 ... LC-59 Tabel C.10 Komposisi gas ... LC-60

Tabel C.11 Data Suhu ... LC-61 Tabel C.12 Data pada filtrat ... LC-65 Tabel C.13 Data pada Cake ... LC-65 Tabel C.14 Data pada Tangki Penyimpanan H2SO4 98 % ... LC-70 Tabel C.15 Data Suhu ... LC-74 Tabel C.16 Data pada Reaktor (R-202) ... LC-78 Tabel C.17 Data Suhu ... LC-84 Tabel C.18 Data Suhu ... LC-90 Tabel C.19 Data pada Crystallizer ... LC-100 Tabel C.20 Data Aliran Mother Liquid ... LC-105 Tabel C.21 Data Aliran produk ... LC-105 Tabel C.22 Data Suhu ... LC-105 Tabel D.1 Spesifikasi PompaPengolahan Air ... LD-4 Tabel D.2 Perhitungan Entalpi dalam Penentuan Tinggi Menara

Pendingin ... LD-30 Tabel E.1 Perincian Harga Bangunan Dan Sarana Lainnya ... LE-2 Tabel E.2 Harga Indeks Marshall dan Swift ... LE-3 Tabel E.3 Estimasi Harga Peralatan Proses ... LE-7 Tabel E.4 Estimasi Harga Peralatan Utilitas dan Pengolahan Limbah ... LE-8

(18)

Tabel E.6 Perincian Gaji Pegawai ... LE-14 Tabel E.7 Perincian Biaya Kas ... LE-16 Tabel E.8 Perincian Modal Kerja ... LE-17 Tabel E.9 Aturan Depresiasi Sesuai UU Republik Indonesia No.17

(19)

INTISARI

Indonesia merupakan negara agraris sehingga tidak terlepas akan kebutuhan terhadap pupuk. Pupuk amonium sulfat, ZA (Zwuafel Amonium), dimanfaatkan sebagai pupuk nitrogen, terutama untuk tanaman industri dan perkebunan. Data impor amonium sulfat dari Badan Pusat Statistik Indonesia menunjukkan peningkatan 268.451.459 kg pada tahun 2010. Salah satu alternatif untuk kebutuhan amonium sulfat tersebut adalah memproduksi amonium sulfat dengan menggunakan gypsum hasil unit Flue Gas Desulfurization (FGD) pembangkit listrik tenaga uap (PLTU).

Amonium sulfat diproduksi 40.000 ton/tahun dengan 330 hari kerja dalam 1 tahun. Lokasi pabrik direncanakan di Daerah Segoromadu, Gresik, Jawa Timur dengan luas areal berkisar 13.800 m2, tenaga kerja yang dibutuhkan berjumlah 225 orang dengan bentuk badan usaha Perseroan Terbatas (PT) yang dipimpin oleh seorang direktur dengan struktur organisasi sistem garis dan staf. Hasil analisa ekonomi Pabrik Pembuatan Pupuk Amonium Sulfat dari Gypsum Sintetik Hasil Pengolahan Unit Flue GasDesulfurization PLTU adalah sebagai berikut :

 Modal Investasi Total : Rp 363.390.474.020,-

 Biaya Produksi : Rp 351.162.368.355,-

 Hasil Penjualan : Rp 486.764.796.323,-

 Laba Bersih : Rp 97.145.579.396,-

 Profit Margin : 27,72 %  Break Even Point : 50,62 %  Return on Investment : 26,73 %  Pay Out Time : 3,74 tahun  Return on Network : 44,56 %  Internal Rate of Return : 41,58 %

(20)

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU) batubara saat ini merupakan unit pembangkit energi terbesar di Indonesia. Hal ini dikarenakan jumlah batubara di Indonesia cukup besar yaitu berkisar 65,4 milyar ton dengan cadangan 12 milyar ton (ESDM, 2007). Selain itu harganya relatif lebih murah dibandingkan dengan penggunaan sumber energi lainnya. Saat ini PLTU menyumbangkan 35,03% (52.352,96 GWh) dari kebutuhan energi di Indonesia (BPS, 2008).

Dampak pengoperasian PLTU bagi lingkungan adalah emisi debu dan gas hasil sisa pembakaran batubara terhadap kualitas udara sekitar. Salah satu polutan dari cerobong PLTU adalah senyawa gas SO2, yang dihasilkan akibat kandungan senyawa sulfur (S) dalam batubara. Adapun banyaknya senyawa gas SO2 yang dihasilkan dari pembakaran batubara bergantung pada jenis batubara yang dibakar.

Untuk mengurangi emisi gas SO2, PLTU batubara memasang unit Flue Gas

Desulfurization (FGD) dan menghasilkan banyak gypsum sintetik (CaSO4.2H2O) dengan proses wet limestone scrubbing atau dry limestone scrubbing. Selain dapat mengurangi sumber polutan, gypsum sebagai hasil samping unit Flue Gas

Desulfurization (FGD) ternyata juga memiliki nilai ekonomi karena dapat dimanfaatkan untuk pembuatan pupuk amonium sulfat.

Adapun PLTU di Indonesia yang sudah menggunakan teknologi FGD adalah

PLTU Tanjung Jati B dan PLTU Paiton II. Unit burner PLTU Tanjung Jati menghasilkan sulfur dioksida (SO2) sebesar 516,24 Kg/hr (Vargo, 2006) sedangkan untuk PLTU Paiton II kandungan sulfur sebesar 0,69%, laju alir flue gas 2.149.000 m3/hr dan maksimum consentrasi SO2 yang masuk FGD 1.981 mg/m3 (AEE, 2010).

(21)

Tabel 1.1 Data PLTU di Indonesia

Nama Kapasitas (MWe) Daerah

Suralaya Coal Power Plant Indonesia 3400 Banten

Indramayu Coal Power Plant 990 Jawa Barat

Tanjung Jati-B Coal Power Plant 1320 Jawa Tengah

Paiton PLN Coal Power Plant Indonesia 800 Jawa Tengah

Cilacap Coal Power Plant Indonesia 600 Jawa Tengah

Paiton I Coal Power Plant Indonesia 1340 Jawa Timur

Paiton II Coal Power Plant Indonesia 1320 Jawa Timur

Ombilin Coal Power Plant Indonesia 200 Sumatera Barat

Menurut hasil pemasangan teknologi FGD di Illinois Power Co., Orleans, Amerika Serikat, dengan kapasitas 500 MWe dengan kandungan sulfur 3,5% pada batubara, efisiensi desulfurisasi sebesar 95%, dapat menghasilkan 47 ton gypsum per jam (Chou, 1995).

Amonium sulfat biasa disebut pupuk ZA (Zwuafel Amonium) banyak dimanfaatkan sebagai pupuk nitrogen, terutama untuk tanaman industri dan perkebunan. Pupuk amonium sulfat mengandung unsur nitrogen dan sulfur dimana unsur sulfur ini tidak dimiliki pupuk nitrogen lainnya, misal urea (CO(NH2)2), amonium nitrat (NH4NO3) dan lain-lain. Amonium sulfat biasanya dapat digunakan secara langsung sebagai pupuk atau bahkan sebagai campuran dalam pembuatan

pupuk nitrogen lainnya seperti pupuk NPK. Selain itu, Amonium sulfat digunakan juga sebagai bahan baku dalam pakan ternak, penyekat, zat additive dalam

fermentasi, fotografi, nylon dyes, amonium alum, farmasi, hidrogen peroksida, pembuatan tinta printer, dan lem perekat tulang (EPA, 1979).

(22)

Tabel 1.2 Data impor amonium sulfat

Tahun _{Jumlah (Kg)} _{Nilai (US $)}

1999 226.101.306 17.560.589

2000 136.628.452 11.255.319

2001 183.343.684 14.755.100

2002 247.623.371 22.299.485

2003 227.067.311 20.803.958

2004 106.824.435 14.542.211

2005 172.146.209 23.116.906

2006 279.413.492 33.032.584

2007 242.223.466 32.722.685

2008 438.633.304 155.064.082

2009 338.394.570 46.680.565

2010 268.451.459 40.540.262

Sumber: Badan Pusat Statistik Indonesia

Menurut prediksi Kementerian Perindustrian, kebutuhan pupuk amonium sulfat tahun 2011 adalah sebanyak 1,6 juta ton, Sementara proyeksi produksi nasional pada tahun yang sama untuk pupuk amonium sulfat 0,65 juta ton. Angka prediksi tersebut menunjukkan masih besarnya kesenjangan antara demand dan

supply pupuk amonium sulfat di Indonesia sehingga perlu didirikan pabrik baru untuk memproduksinya.

1.2 Perumusan Masalah

Rumusan masalah dari pra rancangan pabrik pupuk amonium sulfat adalah pengkajian pra rancangan pabrik pupuk amonium sulfat dengan memanfaatkan gypsum hasil FGD PLTU batubara di Indonesia.

1.3 Tujuan Pra-Rancangan

(23)

1.4 Manfaat Pra-Rancangan

(24)

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Amonium Sulfat

Amonium sulfat biasa disebut pupuk ZA (Zwuafel Amonium) banyak dimanfaatkan sebagai pupuk nitrogen, terutama untuk tanaman industri dan perkebunan diantaranya tebu, tembakau, cengkeh, kopi, lada, kelapa sawit, dan teh. Sebagai pupuk, amonium sulfat merupakan jenis pupuk anorganik tunggal yang terdiri dari unsur sulfur (24% berat) dalam bentuk ion sulfat dan unsur nitrogen (21% berat) dalam bentuk ion amonium.

Negara Indonesia merupakan negara agraris yang selalu membutuhkan amonium sulfat sebagai pupuk nitrogen. Keuntungan penggunaan amonium sulfat (pupuk ZA) dibandingkan pupuk nitrogen lainnya yaitu (Setyamidjaja, 1986):

1. Mengandung unsur nitrogen dan sulfur sedangkan unsur sulfur ini tidak dimiliki pupuk nitrogen lainnya, misal urea (CO(NH2)2), amonium nitrat (NH4NO3) dan senyawa chili (NaNO3). Kedua unsur ini merupakan jenis unsur hara yang dibutuhkan tanaman dalam jumlah besar atau disebut makronutrient. 2. NH4+ dapat diserap secara langsung oleh tanaman sehingga tidak

membutuhkan mikroorganisme tanah untuk mengurai senyawa NH4+ menjadi unsur nitrogen, seperti pada pupuk urea (CO(NH2)2).

Selain sebagai pupuk, senyawa amonium sulfat juga digunakan dalam bidang industri antara lain:

1. Dalam industri penyamakan digunakan untuk proses deliming ataupun menghilangkan zat kapur dari kulit.

2. Dalam industri makanan digunakan dalam bumbu, penyedap rasa, isolasi protein, makanan ringan, selai, jeli, dan minuman non-alkohol.

3. Dalam industri tekstil digunakan sebagai aditif pada proses pewarnaan.

(25)

2.2 Sifat-Sifat Fisis dan Kimia Bahan Baku dan Produk

2.2.1 Bahan baku

2.2.1.1 Gypsum FGD/ Gypsum Sintetik (CaSO4.2H2O)

Gypsum sintetis diproduksi dari unit Flue Gas Desulfurization (FGD) pada pembakaran batu bara (PLTU). Gypsum sintetis memiliki kemurnian yang lebih tinggi diatas (96 %) dari gypsum alami (80 %) (Euro Gypsum, 2007).

Batubara yang dibakar di boiler akan menghasilkan tenaga listrik serta menghasilkan emisi seperti partikel SO2, NOx, dan CO2. Emisi tersebut dapat dikurangi dengan menggunakan teknologi seperti denitrifikasi, desulfurisasi,

electrostratic precipitator (penyaring debu), dan separator CO2.

Teknologi FGD digunakan untuk mengurangi emisi SO2 yang dapat mencemari air hujan menjadi hujan asam. Ada dua tipe FGD yaitu FGD basah (Wet

Limestone Scrubbing) dan FGD kering (Dry Limestone Scrubbing). Pada FGD basah, campuran air dan gamping (batu kapur) disemprotkan dalam gas buang. Cara ini dapat mengurangi emisi SO2 sampai 70-95 %. Kalsium karbonat (CaCO3) dalam batu kapur diubah terlebih dahulu menjadi kalsium sulfit (CaSO3). SO2 yang diserap kemudian direaksikan dengan CaSO3 membentuk senyawa baru yaitu kalsium sulfat (CaSO4) atau gypsum. FGD kering menggunakan campuran air dan batu kapur atau gamping yang diinjeksikan ke dalam ruang bakar. Cara ini dapat mengurangi emisi SO2 sampai 70-97 %. FGD kering menghasilkan produk sampingan gypsum yang bercampur dengan limbah lainnya (Sugiono, 2000).

Gypsum alami merupakan mineral yang umumnya ditemukan di lapisan sedimen yang mengendap dan bersatu dengan halite, anhydrite, sulfur, calcite dan

(26)

Gypsum sintetis dan gypsum alami memiliki rumus kimia yang sama yaitu CaSO4.2H2O. Tetapi keduanya memiliki perbedaan komposisi penyusun. Berikut ini merupakan tabel perbedaan antara gypsum sintetis dan gypsum alami:

Tabel 2.1 Perbedaan Gypsum Sintetis dan Gypsum Alami

Komponen unit Gypsum Alami Gypsum Sintetis

Mineral Present

Air % 0,38 5,5

CaSO4.2H2O % 87 99,6

Insoluble Residue % 13 0,4

Kalsium % 24,5 24,3

Sulfur % 16,1 18,5

Nitrogen ppm - 970

Posfor ppm 30 < 1

Kalium ppm 3600 < 74

Magnesium ppm 26900 200

Boron ppm 99 13

Tembaga ppm < 0,6 < 0,38

Besi ppm 3800 150

Mangan ppm 225 0,62

Molybdenum ppm < 0,6 3.2

Nikel ppm < 0,6 < 3

Zinc ppm 8,7 1,2

Sumber: Chen & Warren, 2011

Adapun sifat fisis dan kimia dari gypsum sintetis adalah (MSDS, 2011): Sifat fisis:

 Calsium sulfat dihidrat : 90-99 % wt

 Spesifik grafity : 2,3 g/cm3

 Titik didih : > 1000 oC

 Padatan berwarna putih

(27)

 Tidak larut di air

 Terdekomposisi menjadi calsium oksida dan sulfur dioksida pada suhu

1450 oC

Sifat kimia:

 Gypsum sintetik harus dihindarkan dari senyawa asam, diazometana, posfor, logam aluminium dan agen pengoksidasi kuat.

 Gypsum sintetik dan air menghasilkan sedikit panas.

2.2.1.2 Amonia (NH3) (Kirk Othmer, 1998)

Sifat fisis :

 Berat molekul : 17,03 gr/mol

 Titik didih : -33,35 oC

 Titik Beku : -77,7 oC

 Temperatur kritis : 133 oC

 Tekanan kritis : 11,425 kPa

 Panas spesifik

− 0 oC : 2097,2 J/(Kg K)

− 100 oC : 2226,2 J/(Kg K)

− 200 oC : 2105,6 J/(Kg K)

 Kelarutan dalam air

− 0 oC : 42,8 wt%

− 20 oC : 33,1 wt%

− 40 oC : 23,4 wt%

− 60 oC : 14,1 wt%

 Spesifik grafity

− -40 oC : 0,69

− 0 oC : 0,639

(28)

Sifat kimia:

 Amonia sangat dibutuhkan dalam system netralisasi, terutama dalam produksi pupuk seperti amonium sulfat, amonium nitrat dan amonium posfat.

 Larut dalam air membentuk basa NH4OH

 Bersifat menyerap air (higroskopis)

 Bereaksi substitusi dengan asam anorganik dan organik

 Bereaksi dengan CO2 lembab membentuk amonium karbonat

 Bereaksi dengan larutan NaOCl membentuk hidrazine

 Kelarutan amonia dalam air menurun terhadap peningkatan suhu.

 Reaksi antara amonia dan air bersifat reversibel

NH3 + H2O NH4+ + OH

- Dengan bantuan katalis oksidasi berupa katalis platinum rhodium, amonia akan membentuk asam nitrit dan air dalam waktu singkat pada suhu 650 o

C

4 NH3 + 5O2 4NO + 6 H2O

2NO + O2 2NO2

3 NO2 + H2O 2HNO3 + NO

 Amonia cair berperan sebagai precipitate basah dari metalic hydroxide

dari larutan garamnya dan membentuk ion kompleks dalam alur keluaran amonia

CuSO4 + 2NH3.H2τ Cu(τH)2 + (NH4)2SO4

Cu(OH)2 Cu2+ + 2OH

2NH3 Cu(σH3)4│2+

2.2.1.3 Karbon Dioksida (CO2) (Kirk Othmer, 1998) Sifat fisis:

Temperatur kritis : 31,1 oC

Tekanan kritis : 7383 kPa

Densitas gas pada 273 K dan 101,3 kPa : 1,976 g/l

(29)

Panas laten penguapan

−triple point : 353,4 J/g

−0 oC : 231,3 J/g

Panas pembentukan pada 298 K : 393,7 kJ/mol

Kelarutan di air (Perry & Green, 1999)

−0 oC : 179,7 cc

−20 oC : 90,1 cc

Sifat kimia:

 Karbon dioksida tidak reaktif pada suhu kamar

 Karbon dioksida dan air membentuk asam karbonat

 Karbon dioksida membentuk karbon monoksida pada suhu 1700 oC

 Larut dalam air membentuk asam lemah H2CO3, HCO3

- Bereaksi dengan air membentuk metana, gas hidrogen, karbon monoksida pada suhu dan tekanan tinggi dengan bantuan katalis

 Bereaksi dengan basa membentuk karbonat

 Bereaksi dengan NH3 dalam air membentuk amonium karbonat

 Bereaksi dengan NH3 kering membentuk karbamat (intermedit ke urea)

2.2.1.4 Air (H2O) (Kirk Othmer, 1998) Sifat fisis:

Titik beku : 0 oC

Titik didih : 100 oC

Viskositas pada 25 oC : 0,8949 cP

Densitas pada 25 oC : 0,99987 g/cm3

Panas spesifik pada 25 oC : 4,17856 J/g K

Konduktivitas termal pada 20 oC : 0,00598 W/(cm K)

Sifat kimia:

(30)

Bereaksi dengan kalsium, magnesium, natrium dan logam-logam reaktif lain membebaskan H2

Air bersifat amfoter

Bereaksi dengan kalium oksida, sulfur oksida membentuk basa kalium dan asam sulfat.

Dengan anhidrid asam karboksilat membentuk asam karboksilat.

2.2.1.5 Asam Sulfat (H2SO4) (Kirk Othmer, 1998 dan Perry & Green, 1999)

 Titik didih : 270 oC

 Terdekomposisi : 340 oC

 Titik leleh : 10,49 oC

 Berat jenis (30 oC) : 1,8261 gr/cm3

 Kerapatan : 1,84 gr/c

 Berat molekul : 98 gr/mol

 Kelarutan tak terhingga pada air dingin dan air panas

 Terdekomposisi dalam etil alkohol 95%

 Bersifat korosif

 Cairan tidak berwarna pada suhu kamar

2.2.2 Produk

2.2.2.1 Amonium Sulfat ((NH4)2SO4)

Umumnya, amonium sulfat banyak digunakan sebagai pupuk, dengan pemanfaatan kandungan nitrogen dan sulfur didalamnya. Amonium sulfat merupakan pupuk yang cocok untuk tanaman padi, citrus, anggur, tanaman merambat serta khususnya untuk tanah ber-pH tinggi. Selain sebagai pupuk, amonium sulfat juga digunakan untuk makanan, fire control, pakan ternak dan tanning (penyamak), water

treatment dan proses fermentasi (Kirk Othmer, 1998). Sifat-sifat :

 Wujud berupa kristal putih

(31)

 pH : 5

 Densitas padatan (20 oC) : 1,769

 Panas kristalisasi (42% (NH4)2SO4 (aq)) : 11,6 kcal/kg

 Kelarutan dalam 100 gr air

− 0 oC : 70,6 gr

− 100 oC : 103,8 gr

 Spesifik grafitasi larutan jenuh

− 20 oC : 1,2414

− 93oC : 1,2502

 Panas spesifik padatan pada 91oC : 0,345 cal/g.oC

 Panas spesifik larutan jenuh cal/g.oC

− 20 oC : 0,67

− 100oC : 0,63

 Titik lebur : 512,2 oC

 Pada sistem terbuka mulai terdekomposisi pada suhu 100 oC menghasilkan NH3 dan amonium bisulfat (NH4HSO4)

 Diatas 300 oC terdekomposisi membentuk SO2, SO3, H2O, N2

2.2.2.2 Kalsium karbonat (CaCO3) (Kirk Othmer, 1998 dan Perry & Green, 1999) Kalsium karbonat merupakan salah satu mineral pengisi serbaguna dan dikonsumsi dalam jumlah besar untuk produksi semen, kertas, cat, plastik, karet, tekstil, kapur, dan tinta printer. Kalsium karbonat dengan kemurnian tinggi biasanya digunakan untuk pangan, farmasi, pasta gigi, dan kosmetik.

Sifat-sifat:

 Spesifik grafitasi : 2,6-2,75

 Titik lebur pada 102,5 atm : 1339 oC

 Kelarutan dalam 100 gr air

− 25 oC : 0,0014 gr

(32)

2.3 Proses Pembuatan Amonium Sulfat

2.3.1 Proses Netralisasi Langsung

Amonium sulfat dibuat dalam suatu unit netralizer dan crystalizer dengan mereaksikan langsung gas amonia dengan asam sulfat yang masuk melalui alur

recycle slurry, direaksikan dan dipanaskan di slurry recycle. Slurry kemudian di

flash pada upper chamber dibawah tekanan vakum yaitu sekitar 55 - 58 mmHg. Panas reaksi yang terjadi dalam reaktor dikontrol dan dihilangkan dengan penambahan air atau pendinginan dengan udara ke dalam reaktor. Unit netralizer dan

crystalizer dibuat terpisah untuk memudahkan sistem operasi dan control proses. Kesetimbangan optimum antara energi udara pendingin dengan yield kristal diperoleh ketika unit crystalizer di- control pada suhu 63 – 66°C.

Pengontrolan pH selama operasional sangat penting dilakukan, yaitu berkisar 3-3,5, untuk menghindarkan yield minimum, dan kristal yang tipis. Kelebihan asam akan menyebabkan pertumbuhan kristal berlebih terutama di pipa, sehingga memerlukan pelarutan kembali kristal dengan steam. Sebaliknya, kekurangan asam menyebabkan mutu kristal yang rendah, sehingga akan menyebabkan sistem

pencucian dan storage sulit, serta kandungan nitrogen juga rendah. Adapun reaksi proses netralisasi adalah sebagai berikut (Kirk Othmer, 1998):

2 NH3 (g) + H2SO4(aq) (σH4)2SO4(s) ∆H=-274 KJ/mol (-65,5 Kcal/mol)

2.3.2 Proses Karbonasi Batubara

Batubara bituminous digunakan untuk pabrikasi gas dan produksi coke

(arang). Batubara ini mengandung 1-2% nitrogen (N) dan dapat diperoleh 15-20% NH3, yaitu berkisar 2,5-3 kg NH3/ ton batubara. Gas NH3 yang diperoleh akan digunakan sebagai bahan baku dalam pembuatan amonium sulfat. Amonium sulfat dapat diproduksi dari hasil samping pembakaran batubara (coke-oven gas) dengan 3 cara yaitu direct method, indirect method dan semi direct method.

1. Direct Method

(33)

sulfat. Kristal amonium sulfat yang terbentuk dalam cairan turun kemudian dipisahkan dan dicuci dalam centrifuge lalu dikeringkan. Kristal kering yang dihasilkan dikirim lewat conveyor untuk disimpan. Adapun kekurangan dari metode ini adalah bahwa di dalam kristal yang diperoleh didapati sejumlah tar dan pyridin, sehingga memerlukan rekristalisasi kembali sebelum dipasarkan, tingkat korosinya tinggi dan sulit untuk mengatur tingkat optimum asam bebas yang dibutuhkan untuk menekan impurities dan optimum pH untuk menaikkan pertumbuhan kristal.

2. Indirect Method

Pada proses ini, gas panas dari oven utama didinginkan dengan resirkulasi cairan pencuci dan water scrubbing. Campuran cairan kemudian dipanaskan dengan steam dalam kolom stripper tipe bubble untuk melepaskan amonia

bebas dalam senyawa garam. Steam lewat melalui kolom kedua stripper

kemudian amonia dan cairan dicampur dengan uap sehingga diperoleh amonia mentah yang selanjutnya didestilasi ulang atau diubah menjadi amonium sulfat dalam saturator kristaliser. Adapun amonium sulfat yang diperoleh bebas dari impurities, proses fleksibel. Kekurangan dari metode ini adalah masalah limbah buangan dan amonia yang hilang besar karena reaksi dan absorpsi yang tidak sempurna.

3. Semi – Direct Method

Metode ini merupakan gabungan dari direct method dan indirect method. Dalam proses ini gas mula – mula didinginkan dan dicuci untuk menghilangkan sejumlah tar dan untuk memproduksi larutan kondensat yang banyak mengandung amonia bentuk gas. Kemudian amonia cair dipanaskan sampai suhu 700C dan diabsorbsi dengan asam sulfat encer 5 - 6% dan menghasilkan larutan amonium sulfat jenuh dengan suhu 50 – 70 oC. Semi

(34)

2.3.3 Hasil Samping Industri Caprolactam

Banyak amonium sulfat diproduksi dari berbagai hasil samping proses kimia antara lain caprolactam, acrylonitrile. Berikut ini merupakan reaksi pembentukan amonium sulfat sebagai hasil samping caprolactam (Othmer, 1998):

2HON(SO3NH4)2 + 4H2O (σH2OH)2.H2SO4 + 2(NH4)2SO4 + H2SO4 Hydroxylamine Air Hydroxylamine Amonium Asam Sulfat

Disulfonate Sulfonate Sulfat

2C6H11O + (NH2OH)2.H2SO4 + 2NH3 2C6H11NO + (NH4)2SO4 + 2H2O Phenol Hydroxylamine Amonia Cyclohexanone Amonium Air

Sulfonate Oxime Sulfat

Cyclohexanone Oxime dikonversi menjadi caprolactam dengan penyusunan kembali dengan penambahan oleum. Reaksi ini dilangsungkan dengan suhu tinggi (400oC). Sedangkan amonium sulfat dari reaksi pembentukan caprolaktam dari oksidasi toluena dengan udara menjadi asam benzoic dan dilanjutkan dengan proses

hidrogenasi dilangsungkan pada tekanan 10 atm dan suhu 160 - 170 oC. Amonium sulfat yang dihasilkan dipanaskan secara kontinu dan 40% mother liquour disirkulasi

melalui draft tube-buffle crystallizer pada temperatur 77 - 82 oC dan tekanan 660 mmHg (12,8 psia). Uap air dilepas dari crystallizer dan dikondensasi melalui satu atau lebih heat exchanger. Amonium sulfat dikeluarkan dari crystallizer menuju

settling tank, disentrifuse, dikeringkan sebelum disimpan. Kelemahan dari proses ini adalah terdapat sisa caprolactam cair dalam produk kristal amonium sulfat, sehingga perlu ditambahkan senyawa anti caking amonium sulfat (EPA, 1985). Selain itu proses ini tidak ekonomis karena konsentrasi amonium sulfatnya rendah, diperoleh 1,8 - 4,0 ton amonium sulfat per ton caprolactam.

2.3.4 Reaksi antara Amonium Karbonat dengan Gypsum

(35)

karbonat direaksikan dengan gypsum (CaSO4.2H2O) sehingga diperoleh amonium sulfat dan kalsium karbonat. Adapun reaksinya sebagai berikut:

NH3 + H2τ σH4OH

2NH4OH + CO2 (σH4)2CO3 + H2O

CaSO4.2H2O + (NH4)2CO3 (σH4)2 SO4 + CaCO3 + 2 H2O

Reaksi-reaksi di atas bersifat eksotermik. Proses ini memiliki banyak keuntungan seperti kalsium karbonat sebagai hasil samping yang dapat digunakan untuk produksi semen, pupuk, proses ini juga tidak membutuhkan supply sulfur. Larutan amonium sulfat dievaporasi dalam kondisi vakum, kemudian dikristalisasi, disentrifuge dan dikeringkan (Cheremisinoff, 1995). Proses pembuatan amonium sulfat dari gypsum sintetik (hasil unit FGD) menghasilkan konversi 83% dan kemurnian hingga 99% (Chou, 1995).

2.4 Pemilihan Proses

Dari beberapa uraian proses pembuatan amonium sulfat diatas, maka akan

dirancang pabrik amonium sulfat dengan proses Merseburg. Adapun

pertimbangannya adalah:

1. Proses menggunakan bahan baku gypsum (Gypsum FGD) dari buangan PLTU batu bara yang berharga murah.

2. Proses reaksi pada suhu dan tekanan rendah.

3. Proses ini sangat cocok untuk negara yang tidak memiliki supply sulfur alam, sehingga gypsum baik dari alam yang ditambang langsung atau gypsum

byproduct FGD dapat digunakan sebagai bahan baku tanpa harus mengimpor dari luar.

2.5 Deskripsi Proses

(36)

(NH4)2CO3 + CaSO4.2H2O (NH4)2SO4 + CaCO3 + 2H2O

Reaksi ini dijalankan pada fase cair – padat dan merupakan reaksi yang irreversibel. Gypsum yang digunakan adalah gypsum hasil samping dari unit FGD. Konversi yang dicapai dari reaksi tersebut sebesar 83 % pada akhir reaksi dan kemurnian amonium sulfat yang dihasilkan 99% (Chou, 1995).

Selain terdapat reaksi utama, juga terdapat reaksi samping yaitu : (NH4)2CO3 NH3 + CO2 + H2O

Reaksi samping dapat terjadi karena dalam pembentukan (NH4)2CO3 sendiri bersifat reversibel dan reaksi berlangsung eksotermis. Karena terjadi kenaikan suhu maka reaksi dapat bergeser ke arah pereaktan. Gas – gas hasil reaksi samping ditangkap oleh fan dan selanjutnya dimasukkan ke scrubber.

Langkah Proses

Pada perancangan ini yang digunakan adalah proses gypsum (Merseburg Process). Kondisi operasi adalah 65 – 70 oC dan tekanan 1 atm. Proses pengolahan sampai produk akhir, melewati beberapa tahap utama yaitu :

1. tahap penyiapan bahan baku 2. tahap karbonasi

3. tahap reaksi 4. tahap scrubbing

5. tahap filtrasi 6. tahap netralisasi 7. tahap evaporasi 8. tahap kristalisasi 9. tahap drying

Tahap Penyiapan Bahan Baku

(37)

amonia. Sedangkan gypsum diambil dari unit FGD PLTU disimpan dalam gudang penyimpanan.

Tahap karbonasi

Proses karbonasi dilakukan dengan mengalirkan karbon dioksida (CO2), amonia (NH3) dalam air. Perbandingan amonia (NH3) dan karbon dioksida (CO2) adalah 2:1 (mol/mol) dalam 1 liter air (H2O). Reaksi karbonasi ini bersifat eksotermik dan reversibel. Suhu reaksi 44oC, waktu reaksi 1 jam, dan pH 9,1. Adapun reaksi karbonasi ditunjukkan sebagai berikut:

2NH3 + CO2 + H2O (NH4)2CO3

Reaksi di atas merupakan reaksi gas-cair yang terjadi dalam Carbonation

Tower yang berisi packing – packing. Reaksi tersebut dilangsungkan pada suhu 44oC dan tekanan 1 atm. Oleh karena kelarutan amonia (NH3) pada suhu tersebut kecil

maka NH3 dibuat exess. Reaksi dilangsungkan selama 1 jam dgn pH berkisar 9,1. Pengaturan pH sangat penting dilakukan untuk mengetahui batas reaksi selesai.

CO2 dan NH3 berada pada fase cair sebelum masuk ke Carbonation Tower dikondisikan terlebih dahulu. Dari tangki penyimpanan dialirkan ke vaporizer sampai semua komponen menguap lalu tekanannya diturunkan dengan ekspander. Suhu masuk ke Carbonation Tower 44 oC.

Gas – gas sisa yang tidak bereaksi dalam Carbonation Tower, ditangkap oleh

fan untuk selanjutnya diumpankan ke scrubber dan direaksikan dengan “make up” air

dan membentuk amonium karbonat encer.

Tahap reaksi

Reaksi dijalankan dalam reaktor CSTR dengan tekanan 1 atm dan suhu 70oC untuk reaktor 1. (NH4)2CO3 pekat dari Carbonation Tower dipompakan menuju reaktor dan dicampurkan dengan slurry gypsum yang diangkut dari gudang dengan belt conveyor dan diumpankan melalui feeder.

Reaksi :

(NH4)2CO3 + CaSO4.2H2O (NH4)2SO4 + CaCO3 + 2H2O

(38)

(120%) (Abbas, 2011). Gas – gas hasil peruraian yang berupa ammonia, karbondioksida dan uap air pada reaktor ditangkap oleh fan dan diumpankan ke

scrubber. Berikut ini merupakan reaksi samping yang terjadi pada pembentukan amonium sulfat yaitu :

(NH4)2CO3 2NH3 + CO2 + H2O

Tahap scrubbing

Pada tahap ini terjadi penyerapan gas – gas sisa yang tidak bereaksi dari unit karbonasi dan unit reaksi yang berupa ammonia, karbondioksida dan uap air. Gas – gas sisa ini ditangkap oleh fan dan selanjutnya dimasukkan ke scrubber yang berisi

packing – packing tempat terjadinya reaksi cair-gas. Air yang digunakan berasal dari

“make-up” water. Reaksinya adalah sebagai berikut μ

2NH3 + CO2 + H2O (NH4)2CO3

Gas – gas sisa dari reaktor masuk pada suhu 44oC dan gas sisa dari Carbonation tower masuk pada suhu 440C. Air yang digunakan untuk “make up” masuk pada suhu 30oC.

Reaksi berlangsung pada suhu 44oC dan tekanan 1 atm. Amonium karbonat yang dihasilkan berupa amonium karbonat encer yang kemudian dipompakan menuju carbonation tower sebagai umpan.

Tahap filtrasi

Pada tahap ini terjadi penyaringan slurry yang terbentuk pada seksi reaksi

dengan menggunakan “ Rotary Drum Vacum Filter”. Slurry yang terbentuk di

reaktor dipompakan menuju filter. Hasil filtrasi berupa filtrat yang terdiri dari larutan (NH4)2SO4 dan sisa (NH4)2CO3. Sedangkan cake berupa CaCO3 dan sisa gypsum. Suhu keluar filtrasi sebesar 70°C.

Tahap netralisasi

Pada tahap ini terjadi reaksi netralisasi antara amonium karbonat yang tidak bereaksi pada reaktor dengan asam sulfat sehingga membentuk amonium sulfat tambahan. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut :

(39)

Asam sulfat yang digunakan dengan kadar 98 % masuk pada suhu 65oC. Reaksi terjadi pada tekanan 1 atm dan suhu 65oC. Hasil reaksi yang berupa karbondioksida dibuang langsung ke udara.

Tahap evaporasi

Pada tahap evaporasi terjadi pemekatan larutan amonium sulfat. Evaporator bekerja pada kondisi vakum tekanan 0,57 bar dan suhu 85oC. Sebagai tenaga pemanas digunakan steam. Air yang menguap ditangkap oleh barometric condensor. Alasan digunakannya sistem vakum yaitu karena pada suhu tinggi senyawa sulfat pada amonium sulfat akan terdekomposisi menjadi sulfit. Larutan pekat keluar pada suhu 85oC.

Tahap kristalisasi

Crystalizer beroperasi pada suhu 65oC dan tekanan 0,57 bar. Larutan jenuh yang berasal dari evaporator didinginkan secara tiba-tiba dengan air pendingin. Uap air dialirkan menuju barometric condenser. Suspensi kristal masuk ke centrifuge dimana kristal dipisahkan dari mother liquor. Kristal basah masuk ke dryer dan

mother liquor dialirkan kembali ke netralizer pada suhu 65oC.

Tahap Pengeringan

Kristal basah dari centrifuge dengan kandungan air 5% diangkut oleh screw conveyor untuk dimasukkan ke dryer. Dryer yang digunakan adalah jenis rotary

dryer. Proses pengeringan dilangsungkan pada suhu 100oC . Sebagai tenaga pemanas adalah udara panas dan kering yang dipanaskan dengan menggunakan saturated

steam dari unit utilitas. Kristal kering dengan kadar air tidak lebih dari 1 % (BSN, 2012) dan bebas dari asam bebas keluar dari rotary drier kemudian dimasukkan ke

(40)

(41)

BAB III

NERACA MASSA

3.1 Absorber (AB-101)

Tabel 3.1 Neraca Massa pada absorber(AB-101)

Komponen Input (kg/jam) Output (kg/jam)

F12 F14 F15 F19 F17 F18

NH3 1314,106 39,513

CO2 1683,136 33,663

H2O 7730,035 143,340 7198,590

(NH4)2CO3 156,317 3755,168

Jumlah 1314,106 1683,136 7730,035 299,657 73,176 10953,758

Jumlah total 11026,934 11026,934

3.2 Mixer (M-101)

Tabel 3.2 Neraca Massa pada Mixer (M-101)

Komponen Input (kg/jam ) Output (kg/jam )

F1 F13 F16

CaSO4.2H2O 5962,981 5962,981

H2O 1872,099 1872,099

Jumlah 5962,981 1872,099 7835,080

(42)

3.3 Reaktor (R-201)

Tabel 3.3 Neraca Massa pada Reaktor (R-201)

Komponen Input (kg/jam ) Output (kg/jam )

F16 F18 F22 F23

(NH4)2CO3 3755,168 992,782

CaSO4.2H2O 5962,981 1162,185

H2O 1872,099 10091,045

(NH4)2SO4 7189,590 3684,332

CaCO3 2791,160

NH3 29,350

CO2 37,983

Jumlah 10953,758 7835,758 67,333 18721,504

Jumlah Total 18788,838 18788,838

[image:42.595.145.534.122.366.2]

3.4 Filter (FL-201)

Tabel 3.4 Neraca Massa pada Filter (FL-201)

Komponen

Input (kg/jam) Output (kg/jam)

F23 F24 F25 (Cake) F27 (Filtrat)

(NH4)2CO3 992,782 19,856 972,927

CaSO4.2H2O 1162,185 1162,185

H2O 10091,045 3744,301 691,767 13143,579

(NH4)2SO4 3684,332 22,106 3662,226

CaCO3 2791,160 2791,160

Jumlah 18721,504 3744,301 4687,074 17778,731

(43)

3.5 Reaktor Netralisasi (R-202)

Tabel 3.5 Neraca Massa pada Reaktor Netralisasi (R-202)

Komponen

Input ( kg/jam ) Output ( kg/jam )

F4 F27 F28 F26

(NH4)2SO4 3662,226 5000,000

(NH4)2CO3 972,927

H2O 20,269 13143,579 13346,272

H2SO4 993,196

CO2 445,925

Jumlah 1013,465 17778,731 445,925 18346,271

Jumlah Total 18792,196 18792,196

3.6 Absorber (AB-202)

Tabel 3.6 Neraca Massa pada Absorber (AB-202)

Komponen

F17 F20 F22 F19 F21

NH3 39,513 29,350 13,501

CO2 33,663 37,983

H2O 172,649 143,340

(NH4)2CO3 156,317

Jumlah 73,176 172,649 67,333 299,657 13,501

Jumlah Total 313,158 313,158

3.7 Evaporator (EV-201)

Tabel 3.7 Neraca Massa pada Evaporator (EV-201)

Komponen

F28 F29 (Gas) F30 (Cairan)

(NH4)2SO4 5000,000 5000,000

H2O 13346,272 8099,682 5246,589

Jumlah 18346,271 8099,682 10246,589

(44)

[image:44.595.137.472.130.284.2]

3.8 Cristaliser (CR-301)

Tabel 3.8 Neraca Massa pada Cristaliser (CR-301)

Komponen

F31 F33(Gas) F34(Cairan)

(NH4)2SO4 (l) 58893,226 53893,226

(NH4)2SO4 (s) 3715,532 5000,000

H2O 64957,835 61242,303

Jumlah 123851,061 3715,532 120135,530

Jumlah total 123851,061 123851,061

3.9 Centrifuge (CF-301)

Tabel 3.9 Neraca massa pada Centrifuge (CF-301)

Komponen

F34 F32(mother liquor) F35(produk) (NH4)2SO4 (l) 53893,227 53893,227

(NH4)2SO4 (s) 5000,000 5000,000

H2O 61242,303 59711,246 1531,058

Jumlah 120135,530 113604,472 6531,057

Jumlah total 120135,530 120135,530

3.10 Rotary Dryer (RD-301)

Tabel 3.10 Neraca massa pada Rotary Dryer (RD-301)

Komponen

F35 (Produk) F36(gas) F37 (Produk)

(NH4)2SO4 (s) 5000,000 5000,000

H2O 1531,058 1480,552 50,505

Jumlah 6531,057 1480,552 5050,505

(45)

BAB IV

NERACA ENERGI

Kapasitas : 40.000 ton/tahun

Basis perhitungan : 1 jam operasi

Temperatur basis : 25oC

4.1 Vaporizer Amonia (E-101)

Tabel 4.1 Neraca energi pada Vaporizer Amonia (E-101)

Alur masuk (kJ/jam) Alur keluar (kJ/jam)

Umpan -202197,306

Produk 1615501,124

Steam 1817698,430

Total 1615501,124 1615501,124

4.2 Vaporizer Karbon dioksida (E-102)

Tabel 4.2 Neraca energi pada Karbon dioksida (E-102) Alur masuk (kJ/jam) Alur keluar (kJ/jam)

Umpan -210266,500

Produk 267032,838

Steam 477299,337

Total 267032,838 267032,838

4.3 Absorber (AB-101)

Tabel 4.3 Neraca energi pada M-01

Umpan 257376,702

Produk 683207,811

ΔHr -6138598,589

Air pendingin -5712767,481

(46)

[image:46.595.103.424.50.789.2]

4.4 Heater (E-103)

Tabel 4.4 Neraca energi pada Heater (E-103)

Umpan 681430,508

Produk 1618464,632

Steam 937034,124

Total 1618464,632 1618464,632

4.5 Mixer (M-101)

Tabel 4.5 Neraca energi pada Mixer (M-101)

Umpan 71492,136

Produk 665175,369

ΔHs -26127,009

Steam 619810,242

Total 665175,369 665175,369

4.6 Absorber (AB-102)

Tabel 4.6 Neraca energi pada Absorber (AB-102)

Umpan 5657,016

Produk 7542,687

ΔHr -266632,469

Total -251997,018 -251997,018

4.7 Cooler (E-202)

Tabel 4.7 Neraca energi pada Cooler (E-202)

Umpan 4324,999

Produk 1803,973

[image:46.595.102.381.90.425.2]

(47)

4.8 Reaktor (R-201)

Tabel 4.8 Neraca energi pada Reaktor (R-201)

Umpan 2283640,001

Produk 2353874,778

ΔHr (Reaksi utama) -319589,560

ΔHr (Reaksi samping) 141354,947

Total 2175640,165 2175640,165

4.9 Filter (FL-201)

Tabel 4.9 Neraca energi pada Filter (FL-201)

Umpan 2427494,784

Produk 2427494,784

Total 2427494,784 2427494,784

4.10 Heater H2SO4 (E-201)

Tabel 4.10 Neraca energi pada Heater H2SO4 (E-201)

Umpan 7493,684

Produk 62702,663

ΔHr 55208,979

Total 62702,663 62702,663

[image:47.595.103.454.93.725.2]

4.11 Netralisasi (R-202)

Tabel 4.11 Neraca energi pada Netralisasi (R-202)

Umpan 2266630,880

Produk 2497245,466

ΔHr -266021,661

(48)

4.12 Cooler (E-203)

Tabel 4.12 Neraca energi pada Cooler (E-203)

Umpan 15443,960

Produk 10134,651

Total 10134,651 10134,651

4.13 Evaporator (EV-201)

Tabel 4.13 Neraca energi pada Evaporator (EV-201)

Umpan 2481801,506

Produk 33247237,454

Steam 30765435,947

Total 33247237,454 33247237,454

4.14 Crystallizer (CR-301)

Tabel 4.14 Neraca energi pada Crystallizer (CR-301)

Umpan 20734766,115

Produk 22167582,743

ΔHc - 2860260,264

Total 19307322,479 19307322,479

4.15 Centrifuge (CF-301)

Tabel 4.15 Neraca energi pada Centrifuge (CF-301)

Umpan 13174879,607

Produk 13174879,607

(49)

4.16 Rotary Dryer (RD-301)

Tabel 4.16 Neraca energi pada Rotary Dryer (RD-301)

Umpan 504686,452

Produk 4031535,16

Steam 3526848,71

(50)

BAB V

SPESIFIKASI PERALATAN

5.1 Tangki Penyimpanan Amonia Anhidrat Cair (TK-101)

Fungsi : Sebagai tempat penyimpanan amonia anhidrat cair Bahan konstruksi : Stainless Steel SA–283, Grade C

Bentuk : Tangki silinder horizontal dan tutup torrispherical

Insulation : 1 layer polyurethane foam dengan tebal 100 mm

(EIGA, 2008)

Jumlah : 2 unit

Kondisi Operasi : Temperatur = 0 oC = 273,15 K

Tekanan = 5,5 atm = 80,83 psia

Kapasitas : 188,593 m3

Diameter : 4,162 m

Panjang : 12,485 m

Tebal shell : 1 in

Tebal tutup tangki : 1,5 in

5.2 Tangki Penyimpanan Karbon Dioksida Cair (TK-102)

Fungsi : Sebagai tempat penyimpanan karbon dioksida cair Bahan konstruksi : Stainless Steel SA–283, Grade C

Bentuk : Tangki silinder horizontal dan tutup ellipsoidal

Insulation : 1 layer polyurethane foam dengan tebal 150 mm

(EIGA, 2008)

Jumlah : 7 unit

Kondisi Operasi : Temperatur = -33 oC = 240,15 K

Tekanan = 20,5 atm = 301,27 psia

Diameter : 2,04 m

Panjang : 10,19 m

(51)

Tebal tutup tangki :1,625 in

5.3 Gudang Gypsum (G-101)

Fungsi : Sebagai tempat penyimpanan gypsum

Bahan konstruksi : Beton

Bentuk : Gedung berbentuk persegi panjang ditutup atap

Jumlah : 4 unit

Kondisi Operasi : Temperatur = 303,15 K

Tekanan = 1 atm

Kapasitas : 13521,728 ft3

Ukuran : Panjang = 6 m

Lebar = 6 m

Tinggi = 12 m

5.4 Vaporizer NH3 (E-101)

Fungsi : menguapkan amonia sebelum diumpankan ke absorber

(AB-101)

Jenis : 1 - 2 Shell and Tube Heat Exchanger

Jumlah : 1 unit

Shell

Diameter dalam (ID) : 8 in Baffle space (B) : 5 in

Passes (n) : 1

Tube

Diameter dalam (ID) : 0,62 in Diameter luar (OD) : ¾ in

BWG : 16

Pitch (triangular) : 15/16 in

Passes : 2

Panjang : 8 ft

(52)

5.5 Vaporizer CO2 (E-102)

Fungsi : menguapkan karbon dioksida sebelum diumpankan ke

absorber (AB-101)

Jumlah : 1 unit

Shell

Passes (n) : 1

Tube

Diameter dalam (ID) : 0,62 in Diameter luar (OD) : 3/4 in

BWG : 16

Pitch (triangular) : 1 in

Passes : 2

Panjang : 8 ft

Jumlah tube : 52

5.6 Separator Drum (D-101)

Fungsi : Memisahkan gas amonia dari cairan yang keluar dari Vaporizer E-101

Bahan konstruksi : Stainless Steel SA–283, Grade C

Bentuk : Tangki silinder horizontal dan tutup torrispherical

Diameter : 0,7341 m

Tekanan operasi : 89,4529 psi

Tebal silinder : 3/8 in

Tebal head : ¼ in

5.7 Ekspander (C-101)

(53)

5,5 atmosfer menjadi 1 atmosfer

Jumlah : 1 unit

Efisiensi : 80 %

Jenis pipa : commercial steel 1/2 inchi Sch 40

Daya motor : 1,25 Hp

5.8 Separator Drum (D-102)

Fungsi : Memisahkan gas karbon diosida dari cairan yang keluar dari

Vaporizer E-102

Bahan konstruksi : Stainless Steel SA–283, Grade C

Bentuk : Tangki silinder horizontal dan tutup ellipsoidal

Diameter : 0,6775 m

Tekanan operasi : 331,764 psi

Tebal silinder : 5/8 in

Tebal head : 5/8 in

5.9 Ekspander (C-102)

Fungsi : menurunkan tekanan karbon dioksida cair dari bertekanan

20,5 atmosfer menjadi 1 atmosfer

Jumlah : 1 unit

Efisiensi : 80 %

Jenis pipa : commercial steel 3/4 in Sch 40

Daya motor : 2,5 Hp

5.10 Absorber (AB-101)

Fungsi : tempat berlangsungnya proses absorbsi antara NH3, CO2, dan H2O untuk menghasilkan (NH4)2CO3 sebagai umpan reaktor (R-201)

Bentuk : Silinder vertikal dengan tutup atas dan bawah ellipsoidal

Bahan : Stainless Steel SS-63 Grade A

(54)

Diameter : 0,8476 m

Tinggi : 11,06 m

Tebal dinding : 2 in

5.11 Blower (JB-101)

Fungsi : Mengalirkan gas amonia dan karbon dioksida dari absorber

(AB-101) ke absorber (AB-102)

Jenis : blower sentrifugal

Jumlah : 1 unit

Bahan konstruksi : carbon steel

5.12 Pompa Amonium karbonat (P-103)

Fungsi : memompa amonium karbonat dari tangki absorber (AB-101) ke reaktor (M-101)

Jenis : pompa sentrifugal Jumlah : 1 unit

Jenis pipa : commercial steel 2,5 in Sch 40

Daya motor : 0,4 Hp

5.13 Heater amonium karbonat (E-103)

Fungsi : memanaskan amonium karbonat dari absorber (AB-101)

untuk umpan reaktor (R-201)

Jumlah : 1 unit

Shell :

Passes (n) : 1

Tube :

Diameter dalam (ID) : 0,482 in Diameter luar (OD) : ¾ in

(55)

Pitch (square) : 1 in

Passes : 2

Panjang : 8 ft

Jumlah tube : 52

5.14 Screw Conveyor (SC-101)

Fungsi : Mengangkut gypsum dari gudang gypsum ke

tangki pencampur (M-101)

Bahan konstruksi : Carbon steel

Bentuk : Horizontal screw conveyor

Jumlah : 1 unit

Kapasitas : 3,756 ft3/menit

Diameter : 6 in

Tinggi : 12 ft

Panjang : 100 ft

Daya motor : 5 Hp

5.15 Bucket Elevator (BE-101)

Fungsi : Mengangkut gypsum dari screw conveyor (SC-101)ke feedbin (FB-101)

Bentuk : continuous bucket elevator

Jumlah : 1 unit

Ukuran : width x projection x depth

6 in × 4 in × 4 ¼ in Tinggi elevator : 50 ft

Daya motor : 2 Hp

5.16 Feed Hopper (FB-101)

Fungsi : Sebagai tempat penampungan sementara umpan gypsum ke

tangki pencampur (M-101)

Bentuk : silinder tegak terbuka dasar berbentuk conis (kerucut)

(56)

Jumlah : 1 unit

Kapasitas : 0,15 m3/jam

Diameter : 0,54 m

Tinggi : 0,54 m

Tebal dinding : ¼ in

5.17 Mixer (M-101)

Fungsi : Sebagai tempat pembentukan slurry gypsum Bentuk : Silinder horizontal beralas datar, tutup ellipsoidal Bahan konstruksi : Stainless Steel SA–283, Grade C

Jumlah : 1 unit

Tinggi : 8,566 m

Diameter : 5,711 m

Tebal dinding : ½ in

Tebal head : ½ in

Tebal jacket : ¾ in

Jenis pengaduk : turbin kipas daun enam

Daya motor : 602 Hp