2.2.3 Hasil dan Pembahasan 2.2.3.1 Hasil
1. Perhitungan Data secara Design Absorber 201-E Basis 1 jam operasi
Komposisi designinput gas, Benfield Absorber 201-E dan komposisi design output gas Absorber 201-E dapat dilihat pada tabel berikut :
Tabel 2.1. Arus 1 Komposisi Design Natural Gas Input Absorber 201-E Komponen BM (Kg/kmol) Mol (kmol) Massa (kg)
CO2 44 140,61 6186,84
Tabel 2.2. Arus 2 Komposisi DesignNatural Gas Output Absorber 201-E
Tabel 2.3. Arus 3 Komposisi DesignBenfield Input Absorber 201-E Komponen BM (kg/kmol) Mol(kmol) Massa (kg)
CO2 44 3,63 159,72
Komponen BM (kg/kmol) % Wt mol(kmol) massa (kg)
K2CO3 138 30 390,2934783 53860,68
V2O5 181 0,5 4,959530387 897,678
DEA 109 3 49,41330275 5386,068
H2O 18 66,5 6632,820833 119391,17
Diagram Blok Arus
Reaksi yang terjadi dalam Absorber 201-E yakni :
CO2 + H20 + K2CO3
2KHCO 3
M 140,61 6632,843 390,29478
-B 136,98 136,98 136,98 273,96
S 3,63 6495,863 253,31478 273,96
kmo l
BM 44 18 138 100
SISA 159,72 116925,534 34957,44 27396 kg
Arus 2
Arus 4
Arus 1
Arus 3
Tabel 2.4. Arus 4 Komposisi DesignBenfield Output Absorber 201-E Komponen BM (kg/kmol) Mol (kmol) Massa (kg)
K2CO3 138 253,3147826 34957,44
V2O5 181 4,959546961 897,678
DEA 109 49,41346789 5386,068
H2O 18 6495,863 116925,5
KHCO3 100 273,96 27396
TOTAL 7077,510797 185562,7
Tabel 2.5. Neraca Massa Design Absorber 201-E Komponen Input (kg) Output (kg)
CO2 6186,84 159,72
H2O 119391,174 116925,534
K2CO3 53860,68 34957,44
KHCO3 0 27396
TOTAL 179438,694 179438,694
Konversi CO2 Terserap
=
mol CO2yang terserap
mol CO2umpan x 100 %
=
136,98140,61 x 100 %= 97,41 %
2.
Perhitungan Data secara Aktual Absorber 201-ELarutan Benfield Masuk
Absorber
Gas Keluar
Gas Masuk
2.1 Pada 8 Juni 2017 Diketahui :
Basis 1 jam operasi
Flow arus 1 : 23800 Nm3/hr Mol Flow 1 : 963,68341 kmol/hr Flow arus 3 : 158,2 m3/hr
Densitas arus 3 : 1234 kg/m3 Mass flow arus 3 : 195218,8 kg/hr Ditanya :
Neraca massa total ? Konversi CO2 terserap ?
Efisiensi kinerja absorber 201-E ? Penyelesaian :
Tabel 2.7. Data Output Natural Gas Absorber 201-E Komponen % Mol BM Mol (kmol) Massa (kg)
N2 0,32 28 2,77648 77,7414
CO2 0,72 44 6,66355 293,196
CH4 90,54 16 782,689 12523
C2H6 6,24 30 53,8637 1615,91
C3H8 1,27 44 12,4016 545,671
iso-C4H10 0,24 58 2,40628 139,564
n-C4H10 0,29 58 2,77648 161,036
iso-C5H12 0,11 72 1,11059 79,9626
n-C5H12 0,07 72 0,74039 53,3084
C6H14 PLUS 0,2 86 2,03608 175,103
Tabel 2.8. Data Input Benfield Absorber 201-E Kompone
n BM (kg/kmol) % Wt Mol (kmol) Massa (kg)
K2CO3 138 21,27 300,892 41523
V2O5 181 0,89 9,59916 1737,45
DEA 109 1,49 26,6859 2908,76
H2O 18 76,35 8280,53 149049,554
TOTAL 100 8617,71 195218,8
Reaksi yang terjadi dalam Absorber 201-E yakni :
CO2 + H20 + K2CO3 2KHCO3
6 148005 34957,44 11605,7 kg
Tabel 2.9. Data Output Benfield Absorber 201-E Komponen BM (kg/kmol) Mol (kmol) Massa (kg)
K2CO3 138 242,863 33515,1
Tabel 2.10. Neraca Massa Absorber 201-E Komponen Input(kg) Output (kg)
CO2 2846,4463 293,19618
H2O 149049,55 148005,04
K2CO3 41523,039 33515,118
TOTAL 193419,04 193419,04
Tabel 2.11. Neraca Massa Total Absorber 201-E
Komponen INPUT OUTPUT
Mol (kmol) Massa (kg) Mol (kmol) Massa (kg)
N2 2,776479 77,741412 2,776479 77,741412
CO2 64,69196 2846,4463 64,69196 293,19618
CH4 782,6894 12523,031 782,6894 12523,031
C2H6 53,86369 1615,9108 53,86369 1615,9108
C3H8 12,40161 545,67067 12,40161 545,67067
iso-C4H10 2,406282 139,56343 2,406282 139,56343
n-C4H10 2,776479 161,03578 2,776479 161,03578
iso-C5H12 1,110592 79,962595 1,110592 79,962595
n-C5H12 0,740394 53,308397 0,740394 53,308397
C6H14 PLUS 2,036085 175,10327 2,036085 175,10327
K2CO3 95,99156 41523,039 242,8632 33515,118
V2O5 8,599156 1737,4473 8,599156 1737,4473
DEA 26,68587 2908,7601 26,68587 2908,7601
H2O 8280,531 149049,55 8280,531 148005,04
KHCO3 0 0 116,0568 11605,682
TOTAL 9243,199 213436,57 9243,199 213436,57
Konversi CO2 Terserap
=
mol CO2yang terserap
mol CO2umpan x 100 %
=
58,028464,692 x 100 %= 89,6996 %
Efisiensi = Konversi COKonversi CO22yang terserap secara Actualyang terserap secara Design x 100 %
=
89,699697,4148 x 100 %Dengan cara yang sama dapat dilihat hasil perhitungan sebagai berikut:
Tabel 2.12. % CO2 yang terserap Secara Design Absorber 201-E
Desain (%)
CO2 97,4183913
Tabel 2.13. % CO2 yang terserap Secara Aktual Absorber 201-E
Waktu (%)
8 Juni 2017 89,69 12 Juni 2017 92,84 15 Juni 2017 92,50 19 Juni 2017 92,22 22 Juni 2017 94,40
Tabel 2.14. Efisiensi kinerja Absorber 201-E Tanggal efisiensi
2.2.3.2 Pembahasan
Absorber adalah alat yang digunakan untuk proses penyerapan atau pemisahan dari campuran gas dengan mengontakkan campuran gas tersebut dengan menggunakan absorben cair. Proses absorbsi pada Ammonia Feed Treating ini menyerap gas CO2 dari campuran gas alam yang diserap oleh larutan Benfield. Jika tidak dilakukan proses penyerapan CO2 pada Feed Treating maka akan menyebabkan terjadinya reaksi metanasi pada Hydrotreater (101-D).
Larutan Benfield yang masuk ke dalam absorber dengan temperatur yang rendah dan tekanan yang tinggi. Dimana temperatur rendah dihasilkan dari outlet benfield dari stripper yang melewati cooler (201-C1,C2) terlebih dahulu, dengan temperatur outlet benfield pada stripper sebesar 121 oC dan temperatur inlet benfield pada absorber rata-rata 100 oC. Lalu, tekanan yang tinggi dihasilkan dari pompa reflux (201-J) dimana tekanan benfield pada stripper itu sebesar 1,4 kg/cm2 dan tekanan pada absorber menjadi 2,7 kg/cm2
.
8 Juni 2017 12 Juni 2017 15 Juni 2017 19 Juni 2017 22 Juni 2017
97.41% 97.41% 97.41% 97.41% 97.41%
8 Juni 2017;
Gambar 11. Grafik % CO2 Terserap Secara Desain dan Aktual
penyerapan CO2, jika alat ini beroperasi tidak dengan prinsipnya maka alat ini tidak akan efektif untuk melakukan penyerapan CO2.
8 Juni 2017 12 Juni 2017 15 Juni 2017 19 Juni 2017 22 Juni 2017 89.00%
95.07% 15 Juni 2017; 94.95%
19 Juni 2017;
Gambar 12. Grafik % Efisiensi Absorber 201-E
Dari grafik diatas dapat diketahui bahwa dari hasil persen konversi CO2 yang terserap secara design maupun actual didapatkan nilai efisiensi Absorber 201-E Ammonia Feed Treating Pabrik Pusri-III dengan rata-rata 94,73% dan dapat dikatakan bahwa efisiensi dari absorber 201-E pada Pusri III ini tergolong baik dikarenakan masih banyak CO2 yang dapat diserap.
BAB III PENUTUP
3.1 Kesimpulan
Dari pembahasan diatas dapat disimpulkan bahwa :
1. Hasil persen konversi CO2 yang terserap pada Absorber Ammonia Feed Treating secara design sebesar 97,41 %
2. Hasil persen konversi CO2 yang terserap secara actual pada tanggal 8 Juni 2017 sebesar 89,69 %, pada 12 Juni 2017 sebesar 92,84 %, pada 15 Juni 2017 sebesar 92,50 %, pada tanggal 19 Juni 2017 92,29% dan 22 Juni 2017 sebesar 94,40% dari ke 5 data tersebut dapat rata-ratakan persen konversi Absorber 201-E secara actual sebesar 92,33 %
3. Dari hasil persen konversi CO2 secara design maupun actual maka dapat diketahui nilai efisiensi pada Absorber 201-E Ammonia Feed Treating Pusri-III sebesar 94,73 %
4. Kinerja penyerapan CO2 pada absorber ini terbilang masih cukup baik, karena masih banyak CO2 yang terserap, walaupun masih ada gas CO2 yang masih lolos.
3.2 Saran
Berdasarkan evaluasi perhitungan efisiensi Absorber 201-E ditinjau dari hasil penyerapan CO2 pada unit Feed Treating CO2 Removal Pabrik Amoniak
