Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Gas Hidrogen dari Gas Alam dengan Proses Cracking dengan Kapasitas 100 kg/Jam

(1)

PRA RANCANGAN PABRIK

PEMBUATAN GAS HIDROGEN DARI NATURAL GAS

DENGAN PROSES CRACKING

DENGAN KAPASITAS 720 TON/TAHUN

Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan Ujian Sarjana Teknik Kimia

Oleh:

HERTINA PANDO T

NIM : 070425005

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

(2)

PRAKATA

Syukur penulis ucapkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas rahmat dan anugerah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul

Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Gas Hidrogen dari Gas Alam dengan Proses

Cracking dengan Kapasitas 100 kg/Jam. Tugas Akhir ini dikerjakan sebgai syarat untuk kelulusan dalam sidang sarjana.

Selama mengerjakan Tugas akhir ini penulis begitu banyak mendapatkan bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, dalam kesempatan ini perkenankanlah penulis mengucapkan terima kasih kepada:

1. Ibu Ir. Renita Manurung, MT sebagai Dosen Pembimbing I dan juga sebagai Ketua Departemen Teknik Kimia FT USU yang telah membimbing dan memberikan masukan selama menyelesaikan tugas akhir ini.

2. Ibu Farida Hanum, ST,MT sebagai Dosen Pembimbing II yang telah memberikan arahan selama menyelesaikan tugas akhir ini.

3. Bapak Dr. Ir. Irvan, MSi sebagai Koordinator Tugas Akhir Departemen Teknik Kimia FT USU.

4. Seluruh Dosen Pengajar Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara yang telah memberikan ilmu kepada penulis selama menjalani studi.

5. Para pegawai administrasi Departemen Teknik Kimia yang telah memberikan bantuan kepada penulis selama mengenyam pendidikan di Deparetemen Teknik Kimia.

6. Dan yang paling istimewa Orang tua dan Saudara-saudara penulis , yang tidak pernah lupa memberikan motivasi dan semangat kepada penulis.

(3)

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 laporan ini dapat bermanfaat bagi kita semua.

Medan, Januari 2010 Penulis,

(4)

INTISARI

Gas Hidrogen diperoleh melalui proses Cracking atau yang biasa disebut Steam reforming antara Gas alam dengan steam dengan bantuan katalis Nikel didalam reaktor tungku pipa pada temperatur tinggi dan tekanan yang tinggi sehingga akan dihasilkan gas hidrogen dan carbon monoksida, karena carbon monoksida tidak diinginkan maka karbon monoksida di reaksikan dengan steam didalam catalytic fixed multibed reactor yang disebut high temperatur shift dan low

temperatur shift dimana di hasilkan gas hidrogen dengan karbon dioksida.

Pabrik pembuatan gas hidrogen ini direncanakan berproduksi dengan kapasitas 100 kg/jam dengan masa kerja 300 hari dalam satu tahun. Lokasi pabrik direncanakan di daerah Dumai, Pekanbaru, Riau dengan luas areal 9350 m2. Tenaga kerja yang dibutuhkan 150 orang dengan bentuk badan usaha Perseroan Terbatas (PT) yang dipimpin oleh seorang Direktur dengan struktur organisasi sistem garis dan staff.

Hasil analisa ekonomi pabrik pembuatan Hidrogen ini adalah sebagai berikut:  Modal Investasi : Rp 139.953.771.861,-

 Biaya Produksi : Rp 79.672.599.442,-  Hasil Penjualan : Rp 136.152.110.000,-  Laba Bersih : Rp 39.553.157.391,-

 Profit Margin : 41,48%

 Break Event Point : 42,84 %

 Return of Investment : 28,26 %

 Return on Network : 47,10 %

 Pay Out Time : 3,5 tahun

 Internal Rate of Return : 45,43 

(5)

DAFTAR ISI

Hal

PRAKATA ... i

INTISARI ... iii

DAFTAR ISI ... iv

DAFTAR TABEL ... vii

DAFTAR GAMBAR ... xii

DAFTAR LAMPIRAN ... xiii

BAB I PENDAHULUAN ... I-1

1.1 Latar Belakang ... I-1 1.2 Perumusan Masalah ... I-2

1.3 Tujuan Pra Rancangan Pabrik ... I-2 1.4 Ruang Lingkup Perancangan ... I-3 1.5 Manfaat Perancangan ... I-3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... II-1 2.1 Gambaran Umum Hidrogen ... II-1

2.2 Penggunaan Hidrogen ... II-3 2.3 Gas Alam ... II-4

2.4 Pemanfaatan Gas Alam ... II-6 2.5 Cadangan Gas Alam Dunia ... II-7 2.6 Proses Pembuatan Hidrogen ... II-8 2.7 Pemilihan Proses ... II-14 2.8 Deskripsi Proses ... II-14 2.9 Spesifikasi Bahan Pendukung ... II-18

BAB III NERACA MASSA ... III

BAB IV NERACA PANAS ... IV-1

BAB V SPESIFIKASI PERALATAN ... V-1

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

6.1 Instrumentasi ... VI-1 6.2 Keselamatan Kerja ... VI-8

(6)

BAB VII UTILITAS ... V11-1 7.1 Kebutuhan Uap (Steam) ... VII-1

7.2 Kebutuhan Air ... VII-2 7.3 Kebutuhan Listrik ... VII-13

7.4 Kebutuhan Bahan Bakar ... VII-13 7.5 Unit Pengolahan Limbah ... VII-14

7.6 Spesifikasi Peralatan Utilitas ... VII-22

BAB VIII LOKASI DAN TATA LETAK PABRIK ... VIII-1

8.1 Lokasi Pabrik ... VIII-1 8.2 Tata Letak Pabrik ... VIII-3

8.3 Perincian luas tanah ... VIII-4

BAB IX ORGANISASI DAN MANAJEMEN PERUSAHAAN ... IX-1 9.1 Organisasi Perusahaan ... IX-1

9.2 Manajemen Perusahaan ... IX-3 9.3 Bentuk Hukum Badan Usaha ... IX-4

9.4 Uraian Tugas, Wewenang dan Tanggung Jawab ... IX-6

9.5 Sistem Kerja ... IX-8 9.6 Jumlah Karyawan dan Tingkat Pendidikan ... IX-10

9.7 Sistem Penggajian ... IX-11 9.8 Fasilitas Tenaga Kerja ... IX-11

BAB X ANALISA EKONOMI ... X-1

10.1 Modal Investasi ... X-1 10.2 Biaya Produksi Total (BPT)/Total Cost (TC) ... X-4

10.3 Total Penjualan (Total Sales) ... X-5 10.4 Perkiraan Rugi/Laba Usaha ... X-5 10.5 Analisa Aspek Ekonomi ... X-5

BAB XI KESIMPULAN ... XI-1

DAFTAR PUSTAKA ... xiv

(7)

DAFTAR TABEL

Hal Tabel 1.1 Kebutuhan Impor Hidrogen di Indonesia ... I-2 Tabel 2.1 Sifat Termodinamiks dan Fisik dari Hidrogen Padatan ... II-2 Tabel 2.2 Sifat Termodinamiks dan Fisik dari Hidrogen Cair ... II-2 Tabel 2.3 Komposisi Natural Gas (Gas Alam) ... II-5 Tabel 3.1 Neraca Massa pada Desulfurisasi (R-101) ... III-1 Tabel 3.2 Neraca Massa pada Pencampur Gas (X-101) ... III-2 Tabel 3.3 Neraca Massa pada Reformer furnaces (R-201) ... III-2 Tabel 3.4 Neraca Massa pada High Temperatur Shift (R-202) ... III-3 Tabel 3.5 Neraca Massa pada Low Temperatur Shift (R-203) ... III-3 Tabel 3.6 Neraca Massa pada Knok Out Drum I (KOD-301) ... III-4 Tabel 3.7 Neraca Massa pada Knok Out Drum II (KOD-302) ... III-5 Tabel 3.8 Neraca Massa pada Pressure Swing Adsorpsi (D-401) ... III-5 Tabel 3.9 Neraca Massa pada Mixing Point (X-102) ... III-6 Tabel 3.10 Neraca Massa pada Untuk Pembakaran di Reformer Furnace ... III-6 Tabel 4.1 Neraca Panas pada Heater 1 (E-101) ... IV-1 Tabel 4.2 Neraca Panas pada Desulfurisasi (R-101) ... IV-1 Tabel 4.3 Neraca Panas pada Pencampur Gas (X-101) ... IV-2 Tabel 4.4 Neraca Panas pada Heater 2 (E-102) ... IV-2 Tabel 4.5 Neraca Panas pada Reformer Furnace (R-201) ... IV-2 Tabel 4.6 Neraca Panas pada Waste Heat Boiler (E-103) ... IV-3 Tabel 4.7 Neraca Panas pada High Temperatur Shift (R-202) ... IV-3 Tabel 4.8 Neraca Panas pada Low Temperatur Shift (R-203) ... IV-3 Tabel 4.9 Neraca Panas pada Cooler (E-104) ... IV-4 Tabel 4.10 Neraca Panas pada Cooler (E-105) ... IV-4 Tabel 4.11 Neraca Panas pada PSA (D-401) ... IV-5 Tabel 4.12 Neraca Panas pada Kompresor 1 (G-101) ... IV-5 Tabel 4.13 Neraca Panas pada Kompresor 2 (G-111) ... IV-4 Tabel 6.1 Daftar Instrumentasi pada Pra Rancangan Pabrik Pembuatan

(8)

Tabel 7.2 Kebutuhan Air Pendingin pada Alat ... VII-2 Tabel 7.4 Kebutuhan air proses pada alat ... VII-3 Tabel 7.5 Pemakaian Air Untuk Berbagai Kebutuhan ... VII-4 Tabel 7.6 Kualitas Air Sungai Rokan, Riau ... VII-5 Tabel 7.7 Perincian Kebutuhan Listrik ... VII-13 Tabel 8.1 Perincian Luas Tanah ... VIII-4 Tabel 9.1 Jadwal Kerja Karyawan Shift ... IX-9 Tabel 9.2 Jumlah Karyawan dan Kualifikasinya ... IX-10 Tabel 9.3 Perincian Gaji Karyawan ... IX-11 Tabel LA.1 Neraca Massa Desulfurisasi ... LA-4 Tabel LA.2 Neraca Massa Mixing Point ... LA-5 Tabel LA.3 Neraca Massa pada Reformer furnaces (R-201) ... LA-11 Tabel LA.4 Neraca Massa pada High Temperatur Shift (R-202) ... LA-12 Tabel LA.5 Neraca Massa pada Low Temperatur Shift (R-203) ... LA-14 Tabel LA.6 Persamaan Antoin untuk komponen tekanan uap murni pada

T = 166 0C ... LA-15 Tabel LA.7 Komponen fraksi uap aliran keluar pada T = 166 0Cdan tekanan 26,1 bar ... LA-16 Tabel LA.8 Neraca Massa pada Knok Out Drum I (KOD-301) ... LA-17 Tabel LA.9 Persamaan Antoin untuk komponen tekanan uap murni pada

(9)

(10)

Tabel LC.6 Viskositas Bahan Heater II pada tc = 391,1 0F ... LC-31 Tabel LC.7 Komposisi Umpan Masuk pada Knock-out Drum I (KOD-301) .. LC-37 Tabel LC.8 Viskositas Bahan Heater II pada tc = 220,1 0F ... LC-42 Tabel LC.9 Komposisi Umpan Masuk pada Knock-out Drum II (KOD-302) LC-48 Tabel LC.10 Komposisi Gas keluar dari PSA alur 19 ... LC-58 Tabel LE.1 Perincian Harga Bangunan, dan Sarana Lainnya ... LE-1 Tabel LE.2 Harga Indeks Marshall dan Swift ... LE-3 Tabel LE.3 Estimasi Harga Peralatan Proses ... LE-8 Tabel LE.4 Estimasi Harga Peralatan Utilitas dan Pengolahan Limbah ... LE-8 Tabel LE.5 Biaya Sarana Transportasi ... LE-12 Tabel LE.6 Perincian Gaji Pegawai ... LE-15 Tabel LE.7 Perincian Biaya Kas ... LE-17 Tabel LE.8 Perincian Modal Kerja ... LE-19 Tabel LE.9 Aturan Depresiasi Sesuai UU Republik Indonesia

No.17 Tahun 2000 ... LE-20 Tabel LE.10 Perhitungan Biaya Depresiasi Sesuai UU RI

(11)

DAFTAR GAMBAR

Hal Gambar 6.1 Instrumentasi Reaktor ... VI-4 Gambar 6.2 Instrumentasi Tangki Gas ... VI-5 Gambar 6.3 Instrumentasi Exanger dan cooler ... VI-5 Gambar 6.4 Instrumentasi Kompresor ... VI-6 Gambar 6.5 Instrumentasi Blower ... VI-6 Gambar 6.6 Instrumentasi Knock out drum (KOD ) ... VI-7 Gambar 6.7 Instrumentasi Pressure swing adsorpsion ... VI-7 Gambar 8.1 Tata Letak Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Hidrogen ... VIII-5 Gambar 9.1 Bagan Struktur Organisasi Perusahaan Pra Rancangan

(12)

DAFTAR LAMPIRAN

Hal 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 ALAT UTILITAS ... LD-1 LAMPIRAN E PERHITUNGAN ASPEK EKONOMI ... LE-1

(13)

INTISARI

Gas Hidrogen diperoleh melalui proses Cracking atau yang biasa disebut Steam reforming antara Gas alam dengan steam dengan bantuan katalis Nikel didalam reaktor tungku pipa pada temperatur tinggi dan tekanan yang tinggi sehingga akan dihasilkan gas hidrogen dan carbon monoksida, karena carbon monoksida tidak diinginkan maka karbon monoksida di reaksikan dengan steam didalam catalytic fixed multibed reactor yang disebut high temperatur shift dan low

temperatur shift dimana di hasilkan gas hidrogen dengan karbon dioksida.

Pabrik pembuatan gas hidrogen ini direncanakan berproduksi dengan kapasitas 100 kg/jam dengan masa kerja 300 hari dalam satu tahun. Lokasi pabrik direncanakan di daerah Dumai, Pekanbaru, Riau dengan luas areal 9350 m2. Tenaga kerja yang dibutuhkan 150 orang dengan bentuk badan usaha Perseroan Terbatas (PT) yang dipimpin oleh seorang Direktur dengan struktur organisasi sistem garis dan staff.

Hasil analisa ekonomi pabrik pembuatan Hidrogen ini adalah sebagai berikut:  Modal Investasi : Rp 139.953.771.861,-

 Biaya Produksi : Rp 79.672.599.442,-  Hasil Penjualan : Rp 136.152.110.000,-  Laba Bersih : Rp 39.553.157.391,-

 Profit Margin : 41,48%

 Break Event Point : 42,84 %

 Return of Investment : 28,26 %

 Return on Network : 47,10 %

 Pay Out Time : 3,5 tahun

 Internal Rate of Return : 45,43 

(14)

BAB I

PEDAHULUAN

1.1Latar Belakang

Kemajuan industri di Indonesia dewasa ini cukup pesat, terutama dalam bidang pemanfaatan hasil-hasil pertanian, perkebunan, pertambangan, dan berbagai jenis hasil hutan. Kemajuan tersebut ditujukan untuk mendukung program pemerintah dalam pemanfaatan sumber daya bagi keperluan industri baik dalam negeri maupun luar negeri. Salah satu sumber daya alam yang tidak dapat diperbaharui adalah gas alam, yang biasanya diperoleh dari dalam sumur dibawah perut bumi yang biasanya bergabung dengan minyak bumi. Indonesia berpotensi sebagai produsen bahan-bahan produksi gas alam bila di kelola secara intensif dan berpola pada permintaan pasar dalam negeri dan peluang ekspor.

Gas alam (natural gas) dewasa ini menjadi sumber alternatif yang banyak digunakan oleh masyarakat dunia untuk berbagai keperluan, baik untuk perumahan, komersial maupun industri. Di dalam dunia industri gas alam (natural gas) dipergunakan untuk bahan baku plastik, bahan baku pabrik pupuk, petrokimia, dan bahan dasar pembuatan hidrogen. Salah satu jenis produk industri non pangan yang dibutuhkan dan pemakaiannya terus meningkat akibat permintaan semakin banyak adalah hidrogen. Pada pra rancangan pabrik ini, pembuatan hidrogen dilakukan dengan menggunakan bahan baku berupa gas alam (natural gas ) dengan proses

cracking.

Kebutuhan hidrogen di Indonesia dapat dilihat pada tabel 1.1. Hidrogen bukanlah sumber energi (energy source) melainkan pembawa energi (energy carier),

(15)

Tabel 1.1 Kebutuhan impor hidrogen di Indonesia

Tahun Impor Jumlah (kg)

2007 37.819

2006 353.363

2005 918.869

2004 286.675

2003 11.210 Sumber : Biro Pusat Statistik Indonesia

Dari tabel 1.1 kebutuhan impor hidrogen di Indonesia pada tahun 2003-2007 selalu fluktuatif. Impor hidrogen mengalami penurunan pada tahun 2003 dan mengalami peningkatan pada tahun 2005 dan mengalami penurunan kembali pada tahun 2007.

1.2 Perumusan Masalah

Untuk memenuhi kebutuhan hidrogen di dalam negeri sampai saat ini Indonesia masih mengimpor, maka diperlukan suatu usaha agar permintaan hidrogen dapat dipenuhi dengan cara mendirikan pabrik hidrogen. Pra rancangan pabrik hidrogen ini menggunakan bahan baku utama gas alam (natural gas), dimana bahan bakunya diperoleh dari perusahan gas alam atau pertamina. Pemilihan bahan baku ini didasarkan atas pertimbangan bahwa proses cracking gas alam (natural gas) atau yang biasa disebut steam reforming merupakan salah alternatif untuk menghasilkan hidrogen yang kemurniannya lebih tinggi dan gas alam memiliki komposisi metana yang tinggi yang merupakan salah satu komponen yang dibutuhkan dalam pembuatan hidrogen.

1.3 Tujuan Perancangan

Tujuan perancangan pabrik pembuatan hidrogen dari gas alam (natural gas) dengan proses cracking adalah untuk mengaplikasikan ilmu teknik kimia yang meliputi neraca massa, neraca energi, spesifikasi peralatan, operasi teknik kimia, utilitas, dan bagian ilmu teknik kimia lainnya, juga gambaran untuk memenuhi aspek ekonomi dalam pembiayaan pabrik sehingga memberikan gambaran kelayakan pra perancangan pabrik pembuatan hidrogen dari gas alam (natural gas) dengan proses

(16)

1.4 Ruang Lingkup Perancangan

Ruang lingkup dari perancangan pabrik hidrogen dari gas alam (natural gas)

dengan proses cracking adalah sebagai berikut:

a. Proses persiapan bahan baku yang bertujuan untuk menghilangkan kandungan sulfur (H2S) yang terdapat didalam gas alam.

b. Proses pembentukan hidrogen dimana gas alam dicampur dengan steam dari boiler di dalam reformer

c. Recovery panas dari proses gas keluar, dimana dalam proses recovery panas

yang dihasilkan dari reaksi pembentukan gas hidrogen untuk keperluan proses melalui beberapa alat penukar panas.

d. Proses pemurnian hidrogen dengan sistem PSA (pressure swing adsorption ) yaitu pemisahan gas hidrogen dari impuritisnya seperti H2O, CO, CO2 dan

CH4 yang tidak bereaksi.

e. Untuk menyempurnakan pra-rancangan pabrik juga dilakukan atau disampaikan pembahasan tentang aspek-aspek : instrumentasi dan keselamatan kerja, utilitas pabrik, lokasi dan tata letak pabrik, organisasi dan manajemen perusahaan, dan analisa ekonomi perusahaan.

1.5 Manfaat Perancangan

Manfaat pra rancangan pabrik pembuatan pembuatan hidrogen dari gas alam dengan proses cracking adalah memberi gambaran kelayakan (feasibility) dari segi rancangan dan ekonomi pabrik ini untuk dikembangkan di Indonesia. Dimana nantinya gambaran tersebut menjadi patokan untuk pengambilan keputusan terhadap pendirian pabrik tersebut. Pembuatan hidrogen dari gas alam dengan proses cracking diharapkan memenuhi kebutuhan dalam negeri Indonesia di masa yang akan datang.

(17)

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Gambaran umum hidrogen

Hidrogen telah digunakan bertahun-tahun sebelum akhirnya dinyatakan sebagai unsur yang unik oleh Cavendish di tahun 1776. Dinamakan hidrogen oleh Lavoisier, hidrogen adalah unsur yang terbanyak dari semua unsur di alam semesta. Elemen-elemen yang berat pada awalnya dibentuk dari atom-atom hidrogen atau dari elemen-elemen yang mulanya terbuat dari atom-atom hidrogen. Hidrogen diperkirakan membentuk komposisi lebih dari 90% atom-atom di alam semesta (sama dengan tiga perempat massa alam semesta). Dalam keadaan yang normal, gas hidrogen merupakan campuran antara dua molekul, yang dinamakan ortho- dan parahidrogen, yang dibedakan berdasarkan spin elektron-elektron dan nukleus.Hidrogen normal pada suhu ruangan terdiri dari 25% para hidrogen dan 75% ortho-hidrogen. Bentuk ortho tidak dapat dipersiapkan dalam bentuk murni. Karena kedua bentuk tersebut berbeda dalam energi, sifat-sifat kebendaannya pun juga berbeda. Titik-titik lebur dan didih parahidrogen sekitar 0.1 derajat Celcius lebih rendah dari hidrogen normal.

Hidrogen (hidrogenium, simbol H), dalam tabel periodik unsur memiliki Ar =

1,00797, nomor atom 1, konfigurasi elektron 1s1. Biasanya dalam oksidasi dinyatakan +1, tapi dalam garam tipe hidrida -1 adalah juga mungkin. Tiga isotop dengan Ar 1, 2 dan 3 telah diketahui; isotop dengan Ar 3 adalah tidak stabil.

(18)

Tabel 2.1 Sifat termodinamika dan fisik dari hidrogen padatan

Sifat Hidrogen

Para- Normal

Titik lebur, K (triple point) 13,803 13,947

Tekanan uap pada titik lebur, kPaa 7,04 7,20

Tekanan uap pada 10 K, kPaa 0,257 0,231

Densitas pada titik lebur, (mol/cm3) × 103 42,91 43,01 Panas peleburan pada titik lebur , J/molb 117,5 117,1 Panas sublimasi pada titik lebur, J/molb 1023,0 1028,4

Cp pada 10 K, J/(mol.K) b 20,79 20,79

Entalpi pada titik lebur, J/molb c -740,2 321,6

Energi dalam pada titik lebur, J/molb c -740,4 317,9

Entropi pada titik lebur, J/(mol.K)b c 1,49 20,3

Konduktivitas termal pada titik lebur, mW/(cm.K)

9,0 9,0 Konstanta dielektrik pada titik lebur 1,286 1,287

Panas disosiasi pada 0 K, kJ/molb 431,952 430,889

Catatan : a untuk konversi kPa ke mm Hg, dikali dengan 7,5 b

untuk konversi ke cal, dibagi dengan 4,184 c

titik dasar (nilai nol) untuk entalpi, energi dalam, dan entropi adalah 0 K untuk gas ideal pada tekanan 101,3 kPa (1 atm)

Sumber : Othmer, 1967

Tabel 2.2 Sifat termodinamika dan fisik dari hidrogen cair

Sifat Hidrogen

Para- Normal

Titik lebur, K (triple point) 13,803 13,947

Titik didih normal, K 20,268 20,380

Suhu kritis, K 32,976 33,18

Tekanan kritis, kPaa 1298,8 1315

Densitas pada titik didih, mol/cm3 0,03511 0,03520 Densitas pada titik lebur, mol/cm3 0,038207 0,03830 Faktor kompresibilitas, Z = PV/RT

pada titik lebur titik didih

0,001606 0,01712

0,001621 0,01698

Titik kritis 0,3025 0,3191

Kompresibilitas adiabatik, (–∂V/V∂P)s, MPa-1 b pada triple point

titik didih

0,00813 0,0119

0,00813 0,0119 Koefisien ekspansi volume, (–∂V/V∂T)p, K-1

pada triple point titik didih

0,0102 0,0164

0,0102 0,0164 Panas penguapan, J/molc

(19)

titik didih 898,3 899,1 Cp, J/(mol.K)c

13,13 19,53

13,23 19,70 Cv, J/(mol.K)c

9,50 11,57

9,53 11,60 Entalpi, J/molc d

-622,7 -516,6

438,7 548,3 Energi dalam, J/mol c d

-622,9 -519,5

435,0 545,7 Entropi , J/(mol.K) c d

10,0 16,08

28,7 34,92 Kecepatan suara, m/s

1273 1093

1282 1101 Viskositas, mPas (=cp)

0,026 0,0133

0,0256 0,0133 Konduktivitas termal, mW/(cm.K)

0,73 0,99

0,73 0,99 Konstanta dielektrik

1,252 1,230

1,253 1,231 Tegangan muka, mN/m(=dyne/cm)

2,99 1,93

3,00 1,94 Kompresibilitas isotermal, 1/V(∂V/V∂P)T, Mpa

-1 b

–0,0110 –0,0199

–0,0110 –0,0199 Catatan : a untuk konversi kPa ke mm Hg, dikali dengan 7,5

b

untuk konversi Mpa ke atm, dibagi dengan 0,101 c

untuk konversi J ke cal, dibagi dengan 4,184 d

titik dasar (nilai nol) untuk entalpi, energi dalam, dan entropi adalah 0 K untuk gas ideal pada tekanan 101,3 kPa (1 atm)

Sumber : Othmer, 1967

2.2 Penggunaan Hidrogen

Sejumlah besar H2 diperlukan dalam industri petrokimia dan kimia.

Penggunaan terbesar H2 adalah untuk memproses bahan bakar fosil dan dalam

(20)

hidrodealkilasi, hidrodesulfurisasi, dan penghidropecahan (hydrocracking). H2

memiliki beberapa kegunaan yang penting. H2 digunakan sebagai bahan hidrogenasi,

terutama dalam peningkatan kejenuhan dalam lemak tak jenuh dan minyak nabati (ditemukan di margarin), dan dalam produksi metanol. Ia juga merupakan sumber hidrogen pada pembuatan asam klorida. H2 juga digunakan sebagai reduktor pada

bijih logam. Selain digunakan sebagai pereaksi, H2 memiliki penerapan yang luas

dalam bidang fisika dan teknik. Ia digunakan sebagai gas penameng di metode pengelasan seperti pengelasan hidrogen atomik. H2 digunakan sebagai pendingin

rotor di generator pembangkit listrik karena ia mempunyai konduktivitas termal yang paling tinggi di antara semua jenis gas. H2 cair digunakan di riset kriogenik yang

meliputi kajian superkonduktivitas. Oleh karena H2 lebih ringan dari udara, hidrogen

pernah digunakan secara luas sebagai gas pengangkat pada kapal udara balon.

Baru-baru ini hidrogen digunakan sebagai bahan campuran dengan nitrogen (kadangkala disebut forming gas) sebagai gas perunut untuk pendeteksian kebocoran gas yang kecil. Aplikasi ini dapat ditemukan di bidang otomotif, kimia, pembangkit listrik, kedirgantaraan, dan industri telekomunikasi. Hidrogen adalah zat aditif yang diperbolehkan penggunaanya dalam ujicoba kebocoran bungkusan makanan dan sebagai antioksidan.

Isotop hidrogen yang lebih langka juga memiliki aplikasi tersendiri. Deuterium (hidrogen-2) digunakan dalam reactor candu sebagai moderator untuk memperlambat neutron. Senyawa deuterium juga memiliki aplikasi dalam bidang kimia dan biologi dalam kajian reaksi efek isotop. Tritium (hidrogen-3) yang diproduksi oleh reaktor nuklir digunakan dalam produksi bom hidrogen, sebagai penanda (www. Wikipedia.com).

2.3 Gas alam (natural gas)

Gas alam sering juga disebut sebagai gas bumi atau gas rawa, adalah bahan bakar fosil berbentuk gas yang terutama terdiri dari metana CH4). Ia dapat ditemukan

(21)

ditemukan di rawa-rawa, tempat pembuangan akhir sampah, serta penampungan kotoran manusia dan hewan.

Komponen utama dalam gas alam adalah metana (CH4), yang merupakan

molekul hidrokarbon rantai terpendek dan teringan. Gas alam juga mengandung molekul-molekul hidrokarbon yang lebih berat seperti etana (C2H6), propana (C3H8)

dan butana (C4H10), selain juga gas-gas yang mengandung sulfur (belerang). Gas

alam juga merupakan sumber utama untuk sumber gas helium.

Metana adalah gas rumah kaca yang dapat menciptakan pemanasan global ketika terlepas ke atmosfer, dan umumnya dianggap sebagai polutan ketimbang sumber energi yang berguna. Meskipun begitu, metana di atmosfer bereaksi dengan ozon, memproduksi karbon dioksida dan air, sehingga efek rumah kaca dari metana yang terlepas ke udara relatif hanya berlangsung sesaat. Sumber metana yang berasal dari makhluk hidup kebanyakan berasal dari rayap, ternak (mamalia) dan pertanian (diperkirakan kadar emisinya sekitar 15, 75 dan 100 juta ton.

Tabel 2.3 komposisi natural gas

Komponen mol%

Metana (CH4) 94,3996

Etana (C2H6) 3,1

Propana (C3H8) 0,5

Isobutana 0,1 N-butana 0,1

pentana 0,2

H2S 0,0004

CO2 0,5

N2 1,1

(22)

Nitrogen, helium, karbon dioksida (CO2), hidrogen sulfida (H2S), dan air

dapat juga terkandung di dalam gas alam. Merkuri dapat juga terkandung dalam jumlah kecil. Komposisi gas alam bervariasi sesuai dengan sumber ladang gasnya.

Campuran organosulfur dan hidrogen sulfida adalah kontaminan (pengotor) utama dari gas yang harus dipisahkan . Gas dengan jumlah pengotor sulfur yang signifikan dinamakan sour gas dan sering disebut juga sebagai "acid gas (gas asam)". Gas alam yang telah diproses dan akan dijual bersifat tidak berasa dan tidak berbau. Akan tetapi, sebelum gas tersebut didistribusikan ke pengguna akhir, biasanya gas tersebut diberi bau dengan menambahkan thiol, agar dapat terdeteksi bila terjadi kebocoran gas. Gas alam yang telah diproses itu sendiri sebenarnya tidak berbahaya, akan tetapi gas alam tanpa proses dapat menyebabkan tercekiknya pernafasan karena ia dapat mengurangi kandungan oksigen di udara pada level yang dapat membahayakan.

Gas alam dapat berbahaya karena sifatnya yang sangat mudah terbakar dan menimbulkan ledakan. Gas alam lebih ringan dari udara, sehingga cenderung mudah tersebar di atmosfer. Akan tetapi bila ia berada dalam ruang tertutup, seperti dalam rumah, konsentrasi gas dapat mencapai titik campuran yang mudah meledak, yang jika tersulut api, dapat menyebabkan ledakan yang dapat menghancurkan bangunan. Kandungan metana yang berbahaya di udara adalah antara 5% hingga 15%.

Ledakan untuk gas alam terkompresi di kendaraan, umumnya tidak mengkhawatirkan karena sifatnya yang lebih ringan, dan konsentrasi yang diluar rentang 5 - 15% yang dapat menimbulkan ledakan (http://www. Wikipedia.com).

2.4 Pemanfaantan Gas alam (natural gas)

Secara garis besar pemanfaatan gas alam dibagi atas 3 kelompok yaitu :  Gas alam sebagai bahan bakar, antara lain sebagai bahan bakar Pembangkit

Listrik Tenaga Gas/Uap, bahan bakar industri ringan, menengah dan berat, bahan bakar kendaraan bermotor (BBG/NGV), sebagai gas kota untuk kebutuhan rumah tangga hotel, restoran dan sebagainya.

(23)

PE= poly ethylene, PVC=poly vinyl chloride, C3 dan C4-nya untuk LPG, CO2-nya untuk soft drink, dry ice pengawet makanan, hujan buatan, industri besi tuang, pengelasan dan bahan pemadam api ringan.

 Gas alam sebagai komoditas energi untuk ekspor, yakni Liquefied Natural Gas (LNG).

 Teknologi mutakhir juga telah dapat memanfaatkan gas alam untuk air

conditioner (AC=penyejuk udara), seperti yang digunakan di bandara

Bangkok, Thailand dan beberapa bangunan gedung perguruan tinggi di Australia.

Pemanfaatan gas alam di Indonesia dimulai pada tahun 1960-an dimana produksi gas alam dari ladang gas alam PT Stanvac Indonesia di Pendopo, Sumatera Selatan dikirim melalui pipa gas ke pabrik pupuk Pusri IA, PT Pupuk Sriwidjaja di Palembang. Perkembangan pemanfaatan gas alam di Indonesia meningkat pesat sejak tahun 1974, dimana PERTAMINA mulai memasok gas alam melalui pipa gas dari ladang gas alam di Prabumulih, Sumatera Selatan ke pabrik pupuk Pusri II, Pusri III dan Pusri IV di Palembang. Karena sudah terlalu tua dan tidak efisien, pada tahun 1993 Pusri IA ditutup,dan digantikan oleh Pusri IB yang dibangun oleh putera-puteri bangsa Indonesia sendiri. Pada masa itu Pusri IB merupakan pabrik pupuk paling modern di kawasan Asia, karena menggunakan teknologi tinggi. Di Jawa Barat, pada waktu yang bersamaan, 1974, PERTAMINA juga memasok gas alam melalui pipa gas dari ladang gas alam di lepas pantai (off shore) laut Jawa dan kawasan Cirebon untuk pabrik pupuk dan industri menengah dan berat di kawasan Jawa Barat dan Cilegon Banten. Pipa gas alam yang membentang dari kawasan Cirebon menuju Cilegon, Banten memasok gas alam antara lain ke pabrik semen, pabrik pupuk, pabrik keramik, pabrik baja dan pembangkit listrik tenaga gas dan uap.

Selain untuk kebutuhan dalam negeri, gas alam di Indonesia juga di ekspor dalam bentuk LNG (Liquefied Natural Gas)

(24)

Muda pabrik pupuk urea, dengan bahan baku dari gas alam (http://www. Wikipedia.com diakses tanggal1 Mei 2009).

2.5 Cadangan gas alam dunia

Berdasarkan data dari Natural Gas Fundamentals, Institut Francais Du

Petrole pada tahun 2002, cadangan terbukti (proved reserves) gas alam dunia ada

sekitar 157.703 109 m3 atau 142 Gtoe (1000 m3 = 0,9 toe). Jumlah cadangan ini jika dengan tingkat konsumsi sekarang akan dapat bertahan sampai lebih dari 60 tahun. Apabila kita bandingkan dengan cadangan minyak dunia, maka berdasarkan tingkat konsumsi sekarang, minyak bumi hanya akan dapat bertahan sampai 40 tahun ke depan saja. Namun demikian, penemuan baru cadangan gas alam umumnya lebih cepat daripada tingkat konsumsinya. Pada tahun 1970, cadangan terbukti gas alam dunia hanya sekitar 35 Gtoe. Dengan asumsi konsumsi sebesar 47 Gtoe, berarti selama 30 tahun terakhir tambahan cadangan gas alam adalah sebesar 154 Gtoe.

Dengan menggunakan metode estimasi yang konvensional, total sumber gas alam dunia dapat mencapai 450 gtoe, sedangkan apabila estimasi berdasarkan

unconventional yang tingkat ketidakpastiannya lebih tinggi maka sumber gas alam

dapat mencapai 650 gtoe. Cadangan gas alam tersebar di seluruh benua, dengan cadangan terbukti (proved reserves) terbesar berada pada negara-negara pecahan Uni Soviet dan Timur Tengah (http://www. Wikipedia.com diakses tanggal1 Mei 2009)..

2.7. Proses Pembuatan hidrogen

Kriteria seleksi proses dalam pembuatan gas hidrogen difokuskan dalam beberapa faktor : kandungan hidrogen dalam umpan; hidrogen yang dihasilkan dari proses; yang meliputi biaya dari umpan; biaya modal dan operasi; energi yang dibutuhkan; pertimbangan lingkungan; penggunaan yang diharapkan dari hidrogen.

(25)

Semua proses ini menghasilkan hidrogen dari hidrokarbon dan air. Mekanisme reaksinya adalah sebagai berikut :

(Othmer, 1967)

Sekarang ini hidrogen digunakan hampir secara eksklusif sebagai suatu bahan kimia industri, dimana kapasitas itu diterapkan untuk suatu penggunaan yang luas, mencakup produksi amoniak (untuk pabrik fertilizer), refineri yang digunakan untuk proses desulfurisasi dan lain-lain, serta untuk produksi methanol. Produksi tahunan dunia adalah sekitar 500 milyar Nm3. Produsen yang paling besar adalah produk udara, yang beroperasi lebih dari 50 pabrik individu, yang menghasilkan lebih dari 25 juta Nm3 per hari, dan 7 sistem perpipaan secara total lebih dari 340 juta. Produksi curah hidrogen (hampir 50%) dihasilkan oleh proses Steam Methane Reforming, yang mana proses tersebut adalah dalam skala besar merupakan rute ekonomis. (Dutton, G., 2002)

2.7.1 Steam Methane Reforming (SMR) atau cracking

Proses Steam Methane Reforming (SMR)terdiri atas 4 langkah proses:

a. Pemanasan stok umpan dan pemurnian (dibutuhkan karena katalis memiliki sensitivitas yang tinggi oleh ketidakmurnian, contohnya: sulfur, mercury, dan logam lainnya)

b. Steam reformer

c. CO shift

d. PSA purification (menyerap campuran lainnya selain dari H2 untuk

menghasilkan H2 mencapai 80 – 90%.

(26)

CH4 + 2H2O CO2 + 4H2 (ΔH0 = +164kJ /mol; secara umum beroperasi pada

suhu 850 oC) CH4 + H2O CO2 + 3H2 (ΔH0 = +205kJ /mol )

- Beroperasi pada tekanan < 40 bar - Reaksi sangat endotermis

- Konversi penguapan oleh steam dan suhu yang tinggi; konversi akan berkurang dengan tekanan yang tinggi.

- Membutuhkan katalis nikel yang aktif

- Kemungkinan untuk tingkatan reaksi oleh adsorpsi CO2, memungkinkan suhu

reaksi untuk menjadi berkurang sampai 550 oC. Reaksi CO shift :

CO + H2O CO2 + H2

- Menggunakan katalis CO shift : besi oksida (secara konvensional suhu tinggi 340 – 460 oC), (suhu sedang) besi + tembaga oksida (suhu tinggi dimodifikasi 310 – 370 oC), tembaga, seng, aluminium (suhu rendah 180 – 280 oC)

- Ukuran pabrik kecil dan sedang yang memiliki reactor shift suhu sedang yang tunggal

- Pabrik skala besar memiliki 2 reaktor suhu sedang atau suhu tinggi ditambah reaktor suhu sedang

Ukuran pabrik yang umum :

Kecil 500 - 3000 Nm3/jam Sedang mencapai 25,000 Nm3/jam Besar lebih dari 25,000 Nm3/jam Sangat besar over 150,000 Nm3/jam (Dutton, G., 2002)

2.7.2 Oksidasi parsial

Hidrogen juga dapat dibentuk oleh non-katalisis oksidasi parsial hidrokarbon. Banyak umpan hidrokarbon yang dapat dimampatkan atau dipompa mungkin digunakan. Efisiensi proses secara keseluruhan adalah hanya 50% (dibandingkan SMR pada 65 – 75%). Oksigen murni diperlukan sebagai umpan.

(27)

Gas alam : CH4 + ½ O2 CO + 2H2 (1350 oC)

Batu bara : C + ½ O2 CO (1350 oC)

- Proses gas sintesis

- Menggunakan banyak bahan bakar fosil dan dapat beroperasi pada tekanan tinggi (>100 bar)

Daftar sumber hidrogen terdiri atas tiga model teknologi :

a. Catalytic Steam Reforming (CSR) melibatkan reaksi bahan bakar hidrokarbon dan steam dalam kehadiran katalis dimana dibutuhkan sumber panas eksternal. Proses ini memiliki efisiensi yang tinggi.

b. Auto Thermal Reforming(ATR) melibatkan reaksi bahan bakar hidrokarbon dan steam dalam kehadiran katalis dan oksigen dimana beberapa bahan bakar yang digunakan untuk menghasilkan hidrogen dibutuhkan panas untuk reaksi. Proses ini dapat digunakan pada banyak perbedaan tipe dari bahan bakar.

c. Catalytic Partial Oxidation Reforming (CPOX) adalah serupa seperti auto thermal reforming (ATR) tetapi menggunakan sistem operasi yang lebih simpel dan sederhana.

(Dutton, G., 2002)

2.7.3 Integrated gasification combined cycle (IGCC)

Dalam sistem IGCC, gasifier batubara konversi batubara di pulverisasi kedalam gas sintesis (campuran H2 dan CO) dengan penambahan steam dan oksigen.

Gas sintesis ini selanjutnya dibersihkan dari kotorannya dan digunakan untuk menghasilkan energi dalam turbin gas. (secara alternatif gas yang diproduksi dapat digunakan untuk menghasilkan hidrogen, bahan kimia, atau bahan bakar lainnya).

(28)

– 800 MWe. Secara umum pabrik menawarkan suatu peningkatan 10% dalam efisiensi suhu melebihi stasiun pembakaran batubara konvensional.

Efisiensi operasi dalah diantara 29 – 41%, tergantung pada karakteristik bahan bakar (yaitu kandungan sulfur, kandungan abu, dan nilai kalori), tipe dari sistem IGCC (yaitu entrained, moving-bed atau fluidized bed) dan puncak suhu turbin gas. Dalam kaitan efisiensi rendah dan biaya, IGCC hanya merupakan teknologi demonstrasi, akan tetapi hal itu diharapkan bahwa teknologi generasi kedua akan merealisasikan efisiensi dari 45 – 50% dan mengurangi biaya.

(Dutton, G., 2002)

2.7.4 Pirolisis

Hidrokarbon dapat dikonversi menjadi hidrogen tanpa menghasilkan CO2,

jika hidrokarbon tersebut didekomposisi pada suhu yang tinggi dalam ketidakhadiran oksigen (pirolisis). Sebagai contoh methana dapat di cracked dalam katalis seperti karbon (golongan karbon, seperti jelaga C60, grafit atau karbon aktif). Dalam

prinsipnya, pirolisis dapat juga diaplikasikan lebih jauh kedalam hidrokarbon kompleks, biomassa, limbah padat kota. (Dutton, G., 2002)

2.7.5 Elektrolisis air

Hidrogen dapat dihasilkan dari air yang dielekrolisis. Jika elektrolitas dihasilkan dari teknologi renewable (seperti solar, hidro, angin, pasang surut), maka proses tersebut disebut bebas karbon. Pemecahan elektrokimia dari air telah diketahui melalui reaksi :

H2O H2+ ½ O2

Pabrik elektrolisis komersial secara umum mencapai efisiensi 70 – 75%. Ada 2 tipe dasar dari elektrolizer:

a. Alkalin cair

b. Membran pertukaran proton

(29)

2.7.6 Produksi hidrogen secara biologi

Hidrogen dapat dihasilkan secara biologi dalam 2 proses : a. Proses fotosintesis

b. Proses fermentasi

Ganggang hijau dapat menangkap energi dari sinar matahari. Dibawah kondisi anaerobik, ganggang hijau menghasilkan enzim hidrogenase yang mana dapat menghasilkan hidrogen dari air dengan proses yang diketahui sebagai bio-fotolisis. Kondisi ini harus diatur secara hati-hati sewaktu enzim hidrogenase bekerja dalam fase gelap dan sangat sensitif pada kehadiran oksigen yang dihasilkan dari fotosintesis. Ada dua tahapan proses yang digunakan untuk memaksimalkan produk hidrogen. Tantangan riset yang utama adalah:

a. Peningkatan produksi hidrogen oleh suatu faktor 10, atau lebih.

b. Peningkatan efisiensi konversi energi solar dari 5% menjadi 10% atau lebih. c. Memproduksi sel membran tidak hidup oleh oksigen dan hidrogen untuk

menghasilkan enzim

Proses biologi yang kedua untuk menghasilkan hidrogen adalah dengan menggunakan fermentasi tanpa membutuhkan cahaya. Ini dilakukan dalam keadaan gelap, dimana proses anaerobik dilaksanakan oleh banyak spesies bakteri, satu diantaranya adalah Clostridia. Reaksi melibatkan enzim hidrogenase yang bertindak untuk menghasilkan hidrogen (dan karbon dioksida):

C6H12O6 + 2H2O 2CH3COOH + 2CO2 + 4H2

Secara teoritis, hidrogen yang dihasilkan adalah 0,5 m3 H2/kg karbohidrat.

Bakteri fermentasi dikalikan secara cepat dan dapat menghasilkan kuantitas yang banyak dari hidrogen, tetapi parameter rancangan dan operasional ini adalah belum mapan. (Dutton, G., 2002)

2.7Pemilihan Proses

Dari beberapa jenis proses pembuatan hidrogen yang ada, dapat dipilih proses yang akan dipakai berdasarkan bahan baku, jenis produksi maupun kemurnian produk.

Berdasarkan pertimbangan-pertimbangan di atas dipilihlah proses cracking

(30)

Alasan dipilihnya proses itu adalah:

a. Merupakan proses yang paling efisien untuk mengubah gas alam menjadi hidrogen sampai saat ini.

b. Panas yang digunakan dapat diperoleh dari panas yang sebelumnya. c. Teknologinya sudah dapat dibuktikan.

d. Biaya Produksi paling murah (www.wikipedia.org.com)

2.8. Deskripsi Proses

2.8.1 Unit untuk menghilangkan kandungan sulfur (desulphurization)

Gas alam (natural gas) dinaikan tekanannya sampai 30,2 bar dengan menggunakan kompresor (G-101) kemudian dilewatkan melalui heater (E-101) dengan memakai gas yang keluar dari high temperatur shift (R- 202) sebagai media pemanas hingga suhu mencapai 3750C. Gas alam yang telah dipanaskan sampai mencapai 3750C ini akan melewati reaktor desulphurization (R-101), reaktor

desulphurization (R-101) ini terdiri dari 2 buah vessel yaitu (R-101A) dan (R- 101B)

yang terpasang secara pararel. Reaktor desulpurization (R-101) berisi

katais ZnO. Kandungan sulfur yang tertinggal didalam gas alam harus lebih kecil dari 0,5 ppm. Kandungan sulfur harus dihilangkan karena akan menutupi permukaan katalis.

ZnO + H2S ZnS + H2O

Tekanan gas keluar dari reaktor desulfurisasi ( R-101A) dan (R-101B) adalah 30 bar dan temperaturnya 3610C.

2.8.2 Unit Steam Reforming dengan memakai katalis

Gas alam yang telah melewati unit desulpurization (R-101A) dan (R-101B), dicampur dengan sejumlah steam yang tekanannya 30 bar dan suhunya 3880C yang berasal dari boiler, dengan rasio steam/carbon adalah 3 mol H2O/mol C (Leiby,

(31)

memasuki suatu pipa yang terdapat didalam reformer furnace (R-210) dan di panaskan lewat pembakaran (burner). Didalam pipa tersebut akan terjadi reaksi antara gas alam dan steam dan akan diubah menjadi gas-gas : CO, H2. Sebagai bahan

bakar direformer furnace digunakan PSA offgas yang dicampur dengan sedikit gas alam, PSA offgas yang tekananya 1 bar dan suhunya 420C dan sejumlah kecil gas alam yang tekananya 1 bar dan suhunya 250C, setelah dicampur maka tekanan dan temperaturnya berubah menjadi 1 bar dan 420C yang dialirkan menggunakan blower (G-104). Jumlah gas alam yang ditambahkan adalah 10% dari nilai pemanasan

(heating value) PSA offgas .Hasil pembakaran dari PSA off gas dan gas alam akan

dihasilkan flue gas yang tekanan dan suhunya sekitar 1 bar dan 9000C akan di buang melalui cerobong . Saat gas keluar dari sistem reformer furnace (R-201) suhunya mencapai 8500C dan tekananya 27,5 bar dan harus didinginkan hingga suhunya mencapai sekitar 3500C dan tekananya 27,2 bar dengan menggunakan waste heat boiler (E-103).

2.8.3 Unit Pengubah CO dengan suhu tinggi (High Temperatur CO Shift

Convension)

Gas yang keluar dari (E-103) akan memasuki unit pengubah CO dimana reaksi terjadi dalam dua tahap yaitu high temperatur shift (R-202) yang berisi katalis besi oksida dimana reaksi terjadi reaksi antara CO dan air pada temperatur 3500C dan tekananya 27,2 bar karena reaksi proses adalah eksotermik, temperatur gas yang keluar dari high temperatur shift (R-202) sekitar 4300 C dan tekananya 26, 8 bar, gas ini akan didinginkan dengan cara memanfaatkan panasnya untuk memanaskan gas alam sampai suhunya 2000C dan tekananya 26,5 bar

CO + H2O CO2 + H2

T = 3500C

CO + H2O CO2 + H2

T = 2000C

(32)

2000C dan tekananya 26,5 bar. Temperatur gas yang keluar dari low temperatur shift

(R-203) sekitar 2330C dan tekananya 26, 1 bar. Setelah gas keluar dari low

temperatur shif (R-203), gas akan didinginkan di cooler (E-104) menggunakan air

pendingin sampai suhunya 1660C. Dan selanjutkan akan dipisahakan di knot out drum (KOD-301), gas akan keluar dari bagian atas dengan tekanan 26,1 bar dan suhunya 1660C dan kodensat akan keluar dari bagian bawah. Kemudian gas didinginkan lagi menggunakan cooler (E-105) sampai suhunya 430C dipisahkan lagi di knock out drum (KOD-302), gas akan keluar dari bagian atas dan akan masuk ke PSA (Pressure swing adsorpsi) (D-410) dengan tekanan 24,4 bar, kondensat akan keluar dari bagian bawah dimana tekanan dan suhunya 24,4 bar dan 430C.

2.8.4 Unit penyerap kotoran preassure swing adsortion (PSA)

Alat pressure swing adsorpsion (PSA) (D-410) ini berfungsi sebagai alat pemisah gas-gas yang bercampur dengan hidrogen, sehingga kandungan impuritis sangat sedikit terdapat pada gas hidrogen yang dihasilkan.

PSA (Pressure swing adsorpsi) (D-410) akan memisahkan hidrogen dengan

PSA off gas, gas akan masuk dari bagian bawah dimana suhunya 430C dan

tekananya 24,4 bar, kemudian akan dihasilkan hidrogen yang bertekanan 24,4 bar dan suhunya 42,70C dan akan dinaikan tekanan menjadi 70 bar dengan menggunakan kompresor sehingga hidrogen yang dihasilkan kemurniannya 99,9% dengan tekanan 70 bar dan suhunya 42,70C.

PSA off gas ini akan digunakan untuk bahan bakar reformer tetapi terlebih dahulu ditampung di dalam drum (T-601). Saat berlangsungnya proses diPSA ini, tidak dapat dihindari terjadinya penghilangan atau terikutnya sejumlah kecil H2 dan

gas-gas yang harus dibuang (dipisahkan). Gas yang diinginkan dari unit PSA ini hanya Hidrogen. Alat PSA terdiri dari 4 buah absorben (penyerap) dengan kode nama, yang dilengkapi dengan bahan-bahan penyerap (Adsorben) seperti molekular sieves yang berfungsi untuk menyerap CO2 yang berada dibagian atas, karbon aktif

yang berfungsi menyerap CH4 yang berada dibagian tengah, alumina aktivated yang

(33)

2.9. Spesifikasi Bahan Pendukung

2.9.1. Air

− Rumus molekul : H2O

− Berat molekul : 18

− Berat jenis cair : 1 gr/cm3 (pada suhu 25 0C) − Berat jenis gas : 0,804 kg/m3

− Titik lebur : 0 0C − Titk didih : 100 0C (Othmer, 1967)

2.9.2. Katalis Zink Oksida − Rumus kimia : ZnO

− Berat molekul : 81,39 gr/mol − Berat jenis : 5,47 gr/cm3 − Titik lebur : 1800 0C

− Kenampakan : butir–butir dengan diameter rata-rata 366 nm (Othmer, 1967)

2.9.3 Katalis Ni

− Rumus kimia : Ni

− Berat molekul : 58,69 gr/mol

− Berat jenis : 8,90 (20 0C) gr/cm3 − Titik lebur : 1425 0C

− Titik didih : 29000C

2.9.4 Metana (CH

4)

Fungsi : merupakan komponen unsur terbesar (88,85%) di dalam gas alam. − Berat molekul : 16,043 g/mol

− Temperatur kritis : -82,7 0C − Tekanan kritis : 45,96 bar − Fasa padat

(34)

− Fasa cair

− Densitas cair : 500 kg/m

3

− Titik didih _{: -161,6}o_C − Panas laten uap : 510 kJ/kg − Fasa gas

− Densitas gas : 0,717 kg/m3 − Faktor kompresi : 0,998 − Spesifik graffiti : 0,55

− Cp : _{0,035 kJ/mol.K}

− Cv : 0,027 kJ/mol.K

− Kelarutan : 0,054 vol/vol − Viskositas : 0,0001027 poise (Anonim

3

, 2007)

2.9..5 Ethana (C

2H6)

− Berat molekul : 30,069 g/mol − Temperatur kritis : 32,2 0C − Tekanan kritis : 40,2 bar − Fasa padat

− Titik cair : -183,3

o

C − Panas laten : 94,977 kJ/kg − Fasa cair

(35)

BAB III

NERACA MASSA

Hasil perhitungan neraca massa pada proses pembuatan Hidrogen dari gas alam dengan proses cracking dengan kapasitas produksi 100 kg/jam, 720 ton/tahun diuraikan sebagai berikut :

Basis perhitungan : 1 jam operasi Waktu operasi : 300 hari / tahun Satuan operasi : kg/jam ; kmol/jam

3.1 Desulfurisasi (R-101)

Tabel 3.1 Neraca Massa desulfurisasi Komponen Alur Masuk

Alur 3

Alur Keluar Alur 4 F

(kg/jam)

F (kg/jam)

CH4 206,2631 206,2631

C2H6 6,7735 6,7735

C3H8 1,0925 1,0925

i-C4H10 0,2185 0,2185

n-C4H10 0,2185 0,2185

C5H12 0,437 0,437

H2S 0,000875 0,00002384

CO2 1,0925 1,0925

N2 2,4035 2,4035

H2O - 0,000437

(36)

[image:36.595.112.361.464.718.2]

3.2 Mixing point (X-101)

Tabel. 3.2 Neraca Massa Mixing point Komponen Neraca

Massa Alur 4

Neraca Massa Alur 5

Neraca Massa Alur 6 F

(kg/jam)

F (kg/jam)

CH4 206,2631 - 206,2631

C2H6 6,7735 - 6,7735

C3H8 1,0925 - 1,0925

i-C4H10 0,2185 - 0,2185

n-C4H10 0,2185 - 0,2185

C5H12 0,437 - 0,437

H2S 0,00002384 - 0,00002384

CO2 1,0925 - 1,0925

N2 2,4035 - 2,4035

H2O 0,000437 711,2507 711,2511

Total

218,5 711,2507

929,7507 929,7507

3.3 Reformer furnace (R-201)

Tabel. 3.3 Neraca Massa reformer furnace

Komponen Alur Masuk Alur Keluar Alur 7 Alur 8

F (kg/jam)

F (kg/jam) CH4 206,2631 2,06381

C2H6 6,7735 0,06905

C3H8 1,0925 0,011008

i-C4H10 0,2185 0,002321

n-C4H10 0,2185 0,002321

C5H12 0,437 0,005043

H2S 0,00001703 0,00001703

CO2 1,0925 1,09250

N2 2,4035 2,40350

H2O 711,5211 471,24612

CO - 373,48718

H2 - 79,36496

(37)

[image:37.595.128.372.162.413.2]

3.4 Neraca Massa di high Temperature Shift (R-202)

Tabel. 3.4 Neraca Massa high temperature shift

F (kg/jam)

CH4 2,06381 2,06381

C2H6 0,06905 0,06905

C3H8 0,011008 0,011008

i-C4H10 0,002321 0,002321

n-C4H10 0,002321 0,002321

C5H12 0,005043 0,005043

H2S 0,00002384 0,00002384

CO2 1,0925 540,97059

N2 2,4035 2,4035

H2O 471,24612 250,4421

CO 373,48718 29,8849

H2 79,36496 103,89874

Total 929,7507 929,7507

[image:37.595.128.379.472.718.2]

3.5Neraca Massa di Low Temperature Shift (R-203)

Tabel. 3.5 Neraca Massa di low temperature shift

F (kg/jam)

CH4 2,06381 2,06381

C2H6 0,06905 0,06905

C3H8 0,011008 0,011008

i-C4H10 0,002321 0,002321

n-C4H10 0,002321 0,002321

C5H12 0,005043 0,005043

H2S 0,00001703 0,00001703

CO2 540,97059 584,16078

N2 2,4035 2,4035

H2O 250,4421 232,7778

CO 29,8849 2,39045

H2 103,89874 105,86144

(38)

3. 6Neraca Massa di knok out drum (KOD-301)

Tabel. 3.6 Neraca Massa di knok out drum KOD-301)

Komponen Alur masuk Alur keluar

Alur 13 Alur 14 Alur 15

Kg/jam Kg/jam Kg/jam

CH4 2,06381

0,028419 2,035239

C2H6 0,06905

0,005556 0,063465

C3H8 0,011008

0,002811 0,008153 i-C4H10 0,002321

0,00126 0,001056 n-C4H10 0,002321

0,00107 0,001246

C5H12 0,005043

0,004005 0,001032

H2S 0,00001703

1,91E-06 1,17E-05

CO2 584,16078

29,43074 554,7299

N2 2,4035

0,014031 2,375734

H2O 232,7778

228,7727 4,00508 CO 2,39045

0,000887 2,389572

H2 105,86144

0,303519 105,5579

Subtotal

258,565 671,1684

(39)

3.7PSA (Pressure Swing Adsorpsi) Tabel 3.8 Neraca Massa di PSA

Komponen Alur masuk Alur keluar Alur 15 Alur 16 Alur 20

Kg/jam Kg/jam Kg/jam

CH4 2,035238 2,035238 -

C2H6 0,063465 0,063465 -

C3H8 0,008153 0,008153 -

i-C4H10 0,001056 0,001056 -

n-C4H10 0,001246 0,001246 -

C5H12 0,001032 0,001032 -

H2S 1,46E-05 1,46E-05 -

CO2 554,7296 554,7296 -

N2 2,375733 2,375733 -

H2O 4,004934 3,9949 0,01

CO 2,389572 2,389572 -

H2 105,5579 5,59456 99,99

Subtotal 571,1679 100

Total 671,1679 671,1679

[image:39.595.113.393.437.695.2]

3.8 Neraca Massa di mixing point 2

Tabel L.A.13 Neraca Massa di mixing point 2 pada alur 24 Komponen Alur masuk Alur keluar

Alur 22 Alur 23 Alur 24

Kg/jam Kg/jam Kg/jam

CH4 2,035238 15,1143 17,1495

C2H6 0,063465 0,9306 0,9940

C3H8 0,008153 0,02201 0,03016

i-C4H10 0,001056 0,0058 0,0068

n-C4H10 0,001246 0,0058 0,0070

C5H12 0,001032 0,0144 0,01543

H2S 0,00002384 0,00013 0,000153

CO2 554,7296 0,0220 554,7516

N2 2,375733 0,03099 2,4067

H2O 3,9949 - 3,9949

CO 2,389572 - 2,389572

H2 5,59456 - 5,59456

Subtotal 571,1679 16,1460 -

(40)

BAB IV NERACA PANAS

Basis perhitungan : 1 jam

Satuan operasi : kiloJoule/jam (kJ/jam) Temperatur Basis : 25oC (298,15 K) Kapasitas produksi : 720 ton / tahun

Tabel .1 Neraca panas Heater 1 (E-101)

Alur masuk

(kJ/jam)

Alur keluar

(kJ/jam)

Umpan

202787,1863 -

Produk

- 40066868,22 Gas yang berasal dari HTS

39842600,41

Total

40066868,22 40066868,22

Tabel . 2 Neraca panas Desulfurisasi (R-101)

Alur masuk (kJ/jam)

Alur keluar (kJ/jam) Umpan

40066868,22 Produk

36438309,86

Hr

 _-18,4636

dQ/dt

-3628576,824 Total

(41)

Tabel . 3 Neraca panas Mixing point (X-101)

Alur masuk (kJ/jam)

219124792,9 Produk

204561414,3 dq/dt

-14563378,6 Total

204561414,3 204561414,3

Tabel . 4 Neraca panas Heater (E-102)

Alur masuk (kJ/jam)

204561414,3 Produk

437513749,9 Steam

232952335,6 Total

437513749,9 437513749,9

Tabel . 5 Neraca panas Reformer furnaces (R-201)

Alur masuk (kJ/jam)

437513749,9 Produk

2547938644

Hr

 _2737546,818

Flue gas

4223587335 Total

(42)

Tabel . 6 Neraca panas Waste Heat Boiler (E-103)

Alur masuk (kJ/jam)

2547938644 Produk

351232102,5 Air pendingin

-2196706542 Total

351232102,5 351232102,5

Tabel . 7 Neraca panas HTS (R-202)

Alur masuk (kJ/jam)

351232102,5 Produk

553667605,4 r

H



-504539,64 dq/dt

201930963,3 Total

553163065,8 553163065,8

Tabel . 8 Neraca panas LTS (R-202)

Alur masuk (kJ/jam)

98414014,88 Produk

141425495,4 r

H



-137993,7078 dq/dt

42873486,81 Total

(43)

Tabel . 9 Neraca panas Cooler (E-104)

Alur masuk (kJ/jam)

141425495,4 Produk

- 78350772, 04 Total

63074723,36 63074723,36

Tabel . 10 Neraca panas Cooler (E-105)

Alur masuk (kJ/jam)

63066811,63 Produk

- 62110674,23 Total

956137,4005 956137,4005

Tabel . 11 Neraca panas PSA (D-401A/D)

Alur masuk (kJ/jam)

809071,1186 Produk

526841,4692 dq/dt

- 282229,6494 Total

(44)

[image:44.595.112.431.87.405.2]

Tabel . 12. Neraca panas Kompresor I

Alur masuk

(kJ/jam)

Alur keluar

(kJ/jam)

Umpan

0 Produk

202787,1863 dq/dt

202787,1863 Total

202787,1863 202787,1863

Tabel . 15. Neraca panas Kompresor 2

Alur masuk

(kJ/jam)

Alur keluar

(kJ/jam)

Umpan

353691,3464 Produk

-233365672 dq/dt

-233719363,3 Total

(45)

BAB V

SPESIFIKASI PERALATAN

5.1 Tangki Penyimpanan Gas alam (T-101)

Fungsi :Tempat penyimpanan gas alam Jumlah : 1 unit

Tipe : Tangki silinder vertikal dengan alas dan tutup ellipsoidal Bahan : Carbonsteel

Kondisi operasi - Temperatur : 25 °C - Tekanan : 10 bar

Laju alir bahan masuk : 234, 646 kg/jam Kondisi fisik :

 Silinder

- Diameter : 15,24 m - Tinggi : 26,67 m - Tebal : 4 in  Tutup

- Diameter : 15,24 m - Tinggi : 3,81 m - Tebal : 4 in

5.2 Kompresor (G-101)

Fungsi : Menaikkan tekanan gas alam sebelum diumpankan ke desulfurisasi

Jenis : Reciprocating compressor

Bahan konstruksi : Carbon steel

Jumlah : 1 unit dengan 2 stage Tekanan masuk : 10 bar

(46)

5.3 Heater 1 (E–101)

Fungsi : Menaikkan temperatur gas alam sebelum dimasukkan ke

Desulfurisasi (R-101)

Jenis : 2-4 shell and tube exchanger

Jumlah : 1 unit

Kapasitas : 218,5 kg/jam Diameter tube : 3/4 in Jenis tube : 18 BWG Panjang tube : 20 ft

Pitch (PT) : 15/16 in triangular pitch

Jumlah tube : 1258 Diameter shell : 39 in

5.4 Desulfurisasi (R-101)

Fungsi : Untuk menghilangkan H2S yang terdapat didalam gas alam

Jenis : Plug flow reactor

Bentuk : silinder horizontal dengan alas dan tutup ellipsoidal

Bahan konstruksi : Carbon steelSA – 299

Jumlah : 2 unit Kapasitas : 5,1 m3

Kondisi operasi :

- Temperatur masuk : 375 °C - Temperatur keluar : 361 °C - Tekanan : 30,2 bar Kondisi fisik :

 Silinder

(47)

- Diameter : 1,5 m - Tinggi : 0,75 m - Tebal : 3 in

5.5 Heater 2 (E–101)

Fungsi : Menaikkan temperatur campuran sebelum dimasukkan ke

Reformer furnace (R-201)

Jumlah : 1 unit

Kapasitas : 929,7507 kg/jam Diameter tube : 3/4 in

Jenis tube : 18 BWG Panjang tube : 20 ft

Jumlah tube : 306 Diameter shell : 21,25 in

5.6 Reformer Furnace (R-201)

Fungsi : Temapat bereaksi antara gas alam dan steam Jenis : Plug flow reactor

Bentuk : Tungku pipa

Bahan konstruksi : Refractory dengan tube terbuat dari bahan chrome-nickel (25 % Cr, 20 % Ni, 0,35 – 0,45 % C grade HK-40) Jumlah : 1 unit

Kapasitas : 3,7806 m3

Kondisi operasi :

- Temperatur masuk : 520 °C - Temperatur keluar : 850 °C - Tekanan : 30 bar Kondisi fisik :

(48)

Diameter dalam : 0,375 ft Panjang : 98,42 ft Luas permukaan : 115,889 ft2

Jumlah tube yang direncanakan : 144 Luas permukaan ekivalen cold plane : 2,224 ft2 Mean bean length : 3,06 ft Jumlah katalis yang diperlukan : 293211,4535 kg

5.7 Waste Heat Boiler (E-103)

Fungsi : Menurunkan temperatur gas yang di hasilkan sebelum Di masukan ke high temperatur shift (R-202)

Jenis : Ketel pipa api Bahan : Carbon steel

Jumlah : 1

Kapasitas : 929, 7507 kg/jam Daya WHB : 7680,1 Hp Panjang tube : 30 ft Diameter tube : 24 in Jumlah tube : 407 buah 5.8 High Temperatur Shift (R – 202)

Fungsi : Untuk merubah CO yang terbentuk menjadi CO2.

Jenis : catalytic fixed multibed reactor

Bentuk : Silinder vertikal dengan alas dan tutup ellipsoidal Bahan konstruksi : Carbon steel SA – 299

Volume reaktor : 0,721m3 Jumlah : 1 unit Spesifikasi : – Shell

- Diameter dalam = 38 in = 0,9652 m - Tinggi = 5 ft

- Tebal = ½ in

– Tutup

(49)

- Tinggi = 0,2413 m - Tebal = ½ in – Tube

- Jumlah = 307 buah - Panjang = 5 ft

- Ukuranl = 1½ in, 18 BWG – Jumlah Katalis =602,4875 kg

5.9 Low Temperatur Shift (R – 203)

Fungsi : Untuk merubah CO yang terbentuk menjadi CO2.

Jenis : catalytic fixed multibed reactor

Bentuk : Silinder vertikal dengan alas dan tutup ellipsoidal Bahan konstruksi : Carbon steel SA – 299

Volume reaktor : 0,553 m3 Jumlah : 1 unit Spesifikasi : – Shell

- Diameter dalam = 38 in = 0,9652 m - Tinggi = 5 ft

- Tebal = ½ in

– Tutup

- Diameter = 0,9652 m - Tinggi = 0,2413 m - Tebal = ½ in – Tube

- Jumlah = 307 buah - Panjang = 5 ft

- Ukuranl = 1½ in, 18 BWG – Jumlah Katalis = 843,8218 kg

5. 10 Cooler 1(E – 104)

(50)

Jumlah : 1 unit

Kapasitas : 929,7507kg/jam Diameter tube : 1,25 in

5.11 Knock-out Drum (KO-301)

Fungsi : Memisahkan gas dengan air yang keluar dari Low

temperature

Shift

Bentuk : Silinder horizontal

Bahan konstruksi : Carbon steel SA-212 grade B Jumlah : 1 unit

Kapasitas : 929,7507 kg/jam Kondisi operasi :

- Temperatur : 166 °C - Tekanan : 24,4 bar Kondisi fisik :

 Silinder

- Diameter : 0,56 m - Tinggi : 1,68 m - Tebal : 1 in  Tutup

(51)

5. 12 Cooler 2(E – 104)

Fungsi : Menurunkan temperatur gas sebelum dimasukan ke knok out Drum (KOD 2)

Jumlah : 1 unit

Kapasitas : 929,7246 kg/jam Diameter tube : 1,25 in

5.13 Knock-out Drum (KO-301)

Fungsi : Memisahkan gas dengan air setelah di dinginkan pada cooler 2

Bentuk : Silinder vertikal

Bahan konstruksi : Carbon steel SA-212 grade B Jumlah : 1 unit

Kapasitas : 929,7246 kg/jam Kondisi operasi :

- Temperatur : 43 °C - Tekanan : 24,4 bar Kondisi fisik :

 Silinder

- Diameter : 2,18 m - Tinggi : 9,521 m - Tebal : 1,327 in  Tutup

- Diameter : 2,18 m - Tinggi : 0,545 m

(52)

5.14Pressure Swing Adsorpsi (D – 401)

Fungsi :Untuk menyerap gas yang tidak di inginkan yang bercampur dengan gas H2

Jumlah : 4 unit

Tipe : Tangki silinder vertikal dengan alas dan tutup ellipsoidal Bahan : stainless steel, SA – 240, Grade C, type 410

Kondisi operasi - Temperatur : 43 °C - Tekanan : 24 bar

Laju alir bahan masuk : 641,8314 m3 Kondisi fisik :

 Silinder

- Diameter : 8,27 m - Tinggi : 2,06 m - Tebal : 0,5 in

5.15 Kompresor (G-111)

Fungsi : Menaikkan tekanan gas hidrogen sebelum di masukan ke dalam

Tangki produk

Jenis : Reciprocating compressor

Bahan konstruksi : Carbon steel

Jumlah : 1 unit dengan 2 stage Tekanan masuk : 24,4 bar

(53)

5.16 Tangki Produk (T-501)

Fungsi : Tempat penampungan H2

Jumlah : 2 unit

Tipe : Tangki berbentuk bola

Bahan : Carbonsteel (Brownell & Young,1959) Kondisi operasi

- Temperatur : 60 °C - Tekanan : 70 bar

Laju alir bahan masuk : 100 kg/jam Kondisi fisik :

 Tangki

- Diameter : 12,34 m - Tinggi : 12,34 m - Tebal : 0,18 in

5.17 Tangki Penampungan sementara PSA off gas (T-401)

Fungsi :Tempat penampungan PSA off gas sebelum dialirkan sebagai

bahan bakar

Jumlah : 2 unit

Tipe : Tangki silinder vertikal dengan alas datar dan tutup ellipsoidal

Bahan : Low Alloy Steels SA- 353 (Brownell & Young,1959) Kondisi operasi

Laju alir bahan masuk : 571,1679kg/jam - Temperatur : 42,2 °C

- Tekanan : 1 bar Kondisi fisik :  Silinder

(54)

- Tebal : 0,155 in

5.18 Blower 1 (G-102)

Fungsi : memompa gas alam yang telah dipanas ke dalam desulfurisasi

Jenis : Blower sentrifugal

Bahan konstruksi : Commercial Steel

Jumlah : 1 unit

Kapasitas : 714,0052 m3 /jam Daya motor : 3 Hp

5.19 Blower 2 (G-103)

Fungsi : memompa gas alam dan steam ke dalam heater sebelum diumpankan kedalam reformer furnace .

Jumlah :1 unit

Jenis : blower sentrifugal Bahan konstruksi : carbon steel

5.20 Blower 3 (G-104)

Fungsi : memompa gas alam dan steam ke reformer furnaces Jenis : Blower sentrifugal

Jumlah : 1 unit

(55)

5.21 Blower 4 (G-105)

Fungsi : memompa gas sintesis untuk di umpankan ke High Temperatur

Jumlah : 1 unit

Kapasitas : 205,5893 m3 /jam Daya motor : 1Hp

5.22 Blower 5 (G-106)

Fungsi : memompa gas sintesis untuk di umpankan ke Low Temperatur Shift.

Jumlah : 1 unit

5.23 Blower 6 (G-107)

Fungsi : memompa gas sintesis untuk di umpan ke dalam cooler Jenis : Blower sentrifugal

Jumlah : 1 unit

5.24 Blower 7 (G-108)

Fungsi : memompa gas sintesis untuk di umpan ke dalam Knok Out Drum.

(56)

Jumlah : 1 unit

5.25 Blower 8 (G-109)

Fungsi : memompa gas sintesis untuk di umpan ke dalam cooler.

Jumlah : 1 unit

Kapasitas : 139,1268 m3 /jam Daya motor : 0,5Hp

5.26 Blower 9 (G-110)

Fungsi : memompa gas sintesis untuk di umpan ke dalam PSA:.

Jumlah : 1 unit

5.27 Blower 10 (G-112)

Fungsi : memompa gas PSA offgas dari tangki penampungan:.

Jumlah : 1 unit

Kapasitas : 41,5376 m3 /jam Daya motor : 0,5 Hp

5.28 Blower 11 (G-113)

Fungsi : memompa gas alam yang sudah dicampur dengan PSA off gas untuk pembakaran di reformer furnace:.

(57)

5.29 Blower 12 (G-114)

Fungsi : memompa udara yang digunakan untuk pembakaran di reformer furnace

Jumlah : 1 unit

5.30 Expander (G-115)

Fungsi : menurunkan tekanan Gas Alam sebelum dicampur dengan PSA off gas. Jenis : single stage Expander

Bahan konstruksi : Bahan konstruksi : Carbon steel

Jumlah : 1 unit

(58)

BAB VI

INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA

6.1 Instrumentasi

Instrumentasi adalah suatu alat yang dipakai di dalam suatu proses kontrol untuk mengatur jalannya suatu proses agar diperoleh hasil sesuai dengan yang diharapkan. Alat-alat pengendali tersebut dipasang pada setiap peralatan penting agar dengan mudah dapat diketahui kejanggalan-kejanggalan yang terjadi pada setiap bagian. Pada dasarnya tujuan pengendalian adalah untuk mencapai harga error yang paling minimum.

Fungsi instrumentasi adalah sebagai pengontrol, penunjuk, pencatat, dan pemberi tanda bahaya. Peralatan instrumentasi biasanya bekerja dengan tenaga mekanik atau tenaga listrik dan pengontrolannya dapat dilakukan secara manual atau otomatis. Penggunaan instrumen pada suatu peralatan proses tergantung pada pertimbangan ekonomi dan sistem peralatan itu sendiri. Pada pemakaian alat-alat instrumen juga harus ditentukan apakah alat-alat tersebut dipasang diatas papan instrumen dekat peralatan proses (kontrol manual) atau disatukan dalam suatu ruang kontrol yang dihubungkan dengan bangsal peralatan (kontrol otomatis).

Variabel-variabel proses yang biasanya dikontrol / diukur oleh instrumen tersebut adalah :

1. Variabel utama, seperti temperatur, tekanan, laju alir, dan level cairan.

2. Variabel tambahan, seperti densitas, viskositas, panas spesifik, konduktivitas, pH, humiditas, titik embun, komposisi kimia, kandungan kelembaban, dan variabel lainnya.

Pada dasarnya sistem pengendalian terdiri dari : 1. Elemen Perasa / sensing (Primary Element)

Elemen yang merasakan (menunjukkan) adanya perubahan dari harga variabel yang diukur.

2. Elemen pengukur (measuring element)

(59)

Elemen pengontrol yang menerima sinyal kemudian akan segera mengatur perubahan-perubahan proses tersebut sama dengan nilai set point (nilai yang diinginkan). Dengan demikian elemen ini dapat segera memperkecil ataupun meniadakan penyimpangan yang terjadi.

4. Elemen pengontrol akhir (final control element)

Elemen ini merupakan el