137 JURUSAN TEKNIK KIMIA
UNIVERSITAS BRAWIJAYA
10. Nalco 7392 dan Nalco 73203 untuk membunuh mikroorganisme dan untuk menjaga agar mikroorganisme dan jamur yang mati tetap melayang dan tidak melekat pada tube. Zat ini diinjeksikan setiap minggu sekali.
11. Untuk mengendalikan kadar chloride (160 – 200 ppm), total solid (600 – 800 ppm), silika (maksimum 150 ppm) dilakukan blow down secara manual. Untuk pabrik amoniak dan urea, terdapat unit cooling tower baru, yaitu :
12. T 2211 A, terdiri dari 5 sel yang digunakan untuk pendingin air pabrik amoniak dari suhu 42˚C menjadi 32˚C.
13. T 2211 B, terdiri dari 3 sel yang digunakan sebagai pendingin air pabrik urea dari suhu 42˚C menjadi 32˚C. Kontrol operasional dan bahan kimia yang dipakai di T 2211 AB sama dengan T 1201 ABCDEF.
Berikut ini Proces Flow Diagram Unit Air Pendingin (Cooling Tower Unit) pada gambar:
Gambar 3.18 Proces Flow Diagram Unit Air Pendingin (Cooling Tower Unit)
138 JURUSAN TEKNIK KIMIA
UNIVERSITAS BRAWIJAYA
kapasitas 105 m3/jam dan demin plant II dengan kapasitas 100 m3/jam.
Pada demin plant I, air dari tangki TK 1201 dipompa dengan pompa (P1203A/B/C), disaring di quartzite filter (F1202A/B/C/D), kemudian dialirkan ke cation exchanger D1208A/B/C/D melalui nozzle. Setelah itu air tersebut dialirkan ke bagian atas degasifier D1221 disertai dengan udara yang dihembus dari blower C1243 melalui bagian bawah degasifier. Tujuannya untuk menurunkan kadar O2 dan CO2 dalam air. Dari bagian bawah degasifier, air dipompakan oleh pompa P1241A/B ke bagian atas anion exchanger D1209A/B/C/D melalui nozzle, kemudian dialirkan ke mixed bed exchanger D1210A/B/C. Produknya sebagian besar dipakai langsung sebagai air umpan di TK1102 dan sebagian lagi ditampung di TK1206 dan TK 1209 untuk regenerasi unit demin plant juga untuk membantu kekurangan air proses di demin plant II bila diperlukan serta untuk proses di urea plant.
1. Quartzite Filter (F1202A/B/C/D)
Alat ini berisi gravel dan karbon aktif yang berfungsi untuk menurunkan turbidity soft water hingga menjadi 2 NTU. Kapasitas desain tiap vessel adalah 35 m3/jam. Namun dalam operasi dapat ditingkatkan menjadi 65 m3/jam. Indikator kejenuhan filter dapat dilihat dari kenaikan pressure drop dan turbidity air. Back wash dilakukan dengan menghembuskan udara dari bawah vessel, kemudian mengalirkan soft water dari TK 1201 setelah itu dilakukan pembilasan dengan soft water tersebut.
2. Cation Exchanger (D1208A/B/C/D)
Alat ini berupa vessel berisi resin yang berfungsi untuk mengikat ion- ion positif melalui reaksi :
RH2 (s) + 2 NaCl (aq) RH2 (s) + CaCO3(aq)
RNa2 (s) + 2 HCl (aq)(3) RCa (s) + H2CO3 (aq)(4) RH2 (s) + BaCl2 (aq) RBa (s) + 2 HCl (aq) (5)
139 JURUSAN TEKNIK KIMIA
UNIVERSITAS BRAWIJAYA
Resin akan jenuh setelah bekerja 36 jam yang ditunjukkan dengan kenaikan konduktivitas anion, FMA (Free Mineral Acid), kenaikan pH dan Na serta total hardness yang lebih besar dari 10.
Resin yang telah jenuh akan diregenerasi dengan menggunakan larutan H2SO4. Reaksi yang terjadi selama regenerasi adalah :
RNa2 (s) + H2SO4 (aq) RH2 (s) + Na2SO4 (aq) (6) RCa (s) + H2SO4 (aq) RH2 (s) + CaSO4 (aq) (7) RBa (s) + H2SO4 (aq) RH2 (s) + BaSO4 (aq) (8) Spesifikasi air yang keluar dari cation exchanger :
pH: ±3
Total Hardness: 0
FMA: konstan
Prosedur regenerasi resin kation dilakukan menurut langkah berikut:
1. Level discharge selama 5 menit
2. Backwash selama 20 menit dengan menggunakan air dari filter 3. Level discharge selama 5 menit lagi
4. Persiapan reagen 1 dengan H2SO4 (2%) yang dicampur dengan air dari filter dengan flow 43 m3/jam selama 23 menit dengan densitas 1.01 gr/ml
5. Persiapan reagen 2 dengan H2SO4 (4%) dengan flow air dirubah menjadi 23 m3/jam selama 2 menit dengan densitas
1.02 gr/ml
6. Washing dengan reagen 1 dengan flow 23 m3/jam selama 40 menit
7. Washing dengan reagen 2 dengan flow 27 m3/jam selama 2 jam 8. Regenerasi selesai jika pH = 3 , TH=0 dan FMA = konstan
3. Degasifier (D1221)
Degasifier berfungsi untuk menghilangkan gas CO2 yang terlarut
140 JURUSAN TEKNIK KIMIA
UNIVERSITAS BRAWIJAYA
di dalam air yaitu dengan cara dihembuskan udara terkompresi dari blower
C1234 dari bagian bawah. Untuk meringankan beban kerja dari unit degasifier, maka diberi vent untuk gas–gas tersebut.
4. Anion Exchanger (D1209A/B/C/D)
Unit ini berfungsi untuk mengikat ion–ion negatif yang terkandung di dalam air dengan menggunakan resin. Reaksi–reaksi yang terjadi adalah :
R(OH)2 (s) + H2SO4 (aq) RSO4 (s) + 2 H2O (aq)(9) R(OH)2 (s) + 2 HCl (aq) RCl2 (s) + 2 H2O (aq) (10) R(OH)2 (s) + H2CO3 (aq) RCO3 (s) + 2H2O (aq)
(11)
indikasi kadar silika lebih dari 0,1 ppm, pH air yang keluar turun, serta konduktivitas turun drastis. Reaksi – reaksi yang terjadi pada saat proses regenerasi adalah :
RSO4 (s) + 2NaOH (aq) R(OH)2 (s) + Na2SO4 (aq) (12) RCl2
(s) + 2NaOH (aq) R(OH)2 (s) + 2NaCl (aq) (13) RCO3 (s) + 2NaOH (aq) R(OH)2 (s) + Na2CO3 (aq) (14)
Proses regenerasi selesai apabila kadar silika lebih kecil dari 0,1 ppm, konduktivitas maksimum 45 μS/cm, dan pH ± 9,7. Prosedur regenerasi resin pada anion exchanger adalah sebagai berikut :
Level discharge selama 5 menit.
Backwash selama 15 menit dengan menggunakan air demin.
Level discharge selama 5 menit.
Preheating selama 15 menit dengan menggunakan air demin yang dilewatkan pada heat exchanger hingga mencapai temperatur 50˚C.
Regenerasi dengan menggunakan larutan NaOH 4 % selama
141 JURUSAN TEKNIK KIMIA
UNIVERSITAS BRAWIJAYA
60 menit dengan laju alir 15 m3/jam.
Pencucian I dilakukan selama 60 menit dengan menggunakan air jenuh demin dengan laju alir 13 m3/jam.
Pencucian II dilakukan selama 90 menit dengan
menggunakan air jenuh demin dengan laju alir 21,5 m3/jam.
5. Mixed Bed Exchanger (D 1210 ABC)
Unit ini untuk mengikat sisa – sisa kation dan anion yang masih terkandung di dalam air setelah melewati cation dan anion exchanger.
Tangki mixed bed exchanger berisi campuran resin kation dan anion.
Karena perbedaan berat jenis, maka resin kation dan anion akan terpisah. Resin anion berada di lapisan atas dan resin kation berada di lapisan bawah. Resin pada mixed bed exchanger dapat mengalami kejenuhan setelah beroperasi selama ± 3 bulan dengan indikasi konduktivitas terus meningkat, kadar silika lebih besar dari 0,1 ppm, total hardness lebih besar dari 0,1 ppm, dan pH cenderung naik atau turun (pada batas pH kation dan anion). Spesifikasi air yang keluar dari mixed bed exchanger adalah sebagai berikut:
pH : 7,5
Konduktivitas : > 2,0 μS/cm
Kadar silica : < 0,1 ppm
Total Hardness : > 0
pH : cenderung naik terus atau turun terus
Proses regenerasi Mixed Bed Exchanger sebagai berikut : 1. Level discharge selama 10 menit.
2. Backwash selama 20 menit dengan menggunakan air demin.
3. Level discharge selama 5 menit.
4. Regenerai resin anion dengan menggunakan larutan NaOH 4%
selama 60 menit dengan laju alir 8,7 m3/jam.
142 JURUSAN TEKNIK KIMIA
UNIVERSITAS BRAWIJAYA
5. Pencucian I dilakukan dengan menggunakan air demin selama 60 menit dengan laju alir 7,6 m3/jam.
6. Pencucian II dilakukan dengan menggunakan air demin selama 30 menit dengan laju alir 25 m3/jam.
7. Regenerasi resin anion dengan menggunakan larutan H2SO4 4% selama 55 menit dengan laju alir 6 m3/jam.
8. Level discharge selama 5 menit.
9. Pencucian I dengan menggunakan air demin selama 45 menit dengan laju alir 6 m3/jam.
10. Pencucian II dengan menggunakan air demin selama 25 menit dengan laju alir 25 m3/jam.
11. Level mixing resin selama 25 menit.
12. Pencucian akhir dilakukan dengan menggunakan air demin selama 60 menit dengan laju alir 30 m3/jam.
Di servis unit pabrik amoniak terdapat unit demineralisasi air dengan air umpan yang berasal dari steam condensate dari pabrik amoniak dan unit demineralisasi di utilitas I. Unit demineralisasi ini terdiri dari carbon filter, cation exchanger, dan mixed bed exchanger (polisher).
Produk unit demineralisasi ini mempunyai spesifikasi sebagai berikut :
pH : 7 – 8
Total Hardness : 0
Kadar silica : < 0,01 ppm
Air ini digunakan untuk air umpan pada Waste Heat Boiler (WHB) dan air proses di pabrik amoniak dan urea. Berikut ini Proces Flow Diagram Demin Plant I pada gambar:
143 JURUSAN TEKNIK KIMIA
UNIVERSITAS BRAWIJAYA
Gambar 3.19 Proces Flow Diagram Demin Plant I
Gambar 3.20 Flow diagram demin plant II 3.4.2 Unit Penyediaan steam
Kebutuhan steam di Departemen Produksi I dipenuhi dari 2 boiler utilitas I yaitu B1102 dan Waste Heat Boiler (B2221). Boiler B1102 merupakan boiler yang digunakan untuk menyediakan steam keperluan proses di plant I amoniak, ZA, utilitas I dan CO2. Pada kondisi normal operasi, pabrik amoniak mengimpor medium pressure steam (MPS) dengan tekanan 45 kg/cm2 dari B1102 sebanyak +- 105 ton/jam. Pada saat start up, maka kebutuhan steam akan lebih banyak juga yaitu lebih dari 120ton/jam.
144 JURUSAN TEKNIK KIMIA
UNIVERSITAS BRAWIJAYA
Proses pembuatan steam pada boiler B1102 yaitu, umpan demin water dari TK1206 dipompa ke deaerator D1105 dengan menggunakan pompa P1108A/B.
Didalam deaerator, gas-gas O2 yang masih terkandung dalam air dihilangkan dengan bantuan penambahan hydrazine (N2H4) dari tangki D11022 sebagai pengikat O2 yang terlarut. Air yang sudah hilang O2-nya kemudian dipompa dengan P1103A/B/C untuk kemudian dipanaskan di economizer E11021.
Sebelum masuk ke dalam boiler, air umpan ditambahkan dengan fosfat dari tangki D11021 dan amine dari tangki D11023. Penambahan fosfat berfungsi untuk mencegah korosi pada tube-tube dalam boiler dan amine berfungsi untuk pengaturan pH air agar menjadi 9-10. Setelah itu air umpan dimasukkan ke dalam ruang bakar boiler melalui tube-tube.
Udara panas dan natural gas diumpakan masuk ke dalam ruang bakar dan menjadi bahan bakar pembentuk steam. Steam yang terbentuk masih berupa
saturated steam sehingga dipanaskan kembali di superheater E11022 hingga menjadi superheated steam. Produk steam yang dihasilkan memiliki tekanan 44 kg
selanjutnya dikirim ke plant amoniak.
WHB memproduksi steam dengan tekanan 65 kg/cm2 sebanyak 70 ton/jam untuk keperluan start up amoniak. Bila unit amoniak beroperasi secara normal, steam produk WHB dipakai untuk unit urea.
Sedangkan untuk WHB, prinsip pembuatan steamnya sama dengan boiler B1102.
Namun, bahan bakarnya memanfaatkan gas buangan dari GTG(gas turbine generator).
Adapun Proces Flow Diagram Boiler dapat dilihat pada gambar:
145 JURUSAN TEKNIK KIMIA
UNIVERSITAS BRAWIJAYA
Gambar 3.21 Proces Flow Diagram Boiler B1102 Berikut ini Proces Flow Diagram Waste Heat Boiler pada Gambar:
Gambar 3.22 Proses Flow Diagram Waste Heat Boiler ( B2221) 3.4.3 Unit penyedia MFO dan Bahan bakar ( solar)
Terdapat dua jenis bahan bakar yang digunakan pada unit utilitas I, yaitu :
- Solar, digunakan untuk bahan bakar mesin diesel, pembakaran awal boiler, dieselpump (fire hydrant) dan keperluan-keperluan lainnya diseluruh pabrik. Solar ditampung pada tangi TK 1104, kemudian disalurkan melalui pompa P1110 AB ke DP 1204, unit produksi II dan III, TK 1105, TK 1106, serta keperluan lainnya.
Dari TK 1105, solar digunakan sebagai bahan bakar mesin diesel sedangkan dari TK 1106 dengan bantuan pompa P 1117 AB, solar digunakan sebagai bahan bakar pembakaran awal boiler.
146 JURUSAN TEKNIK KIMIA
UNIVERSITAS BRAWIJAYA
- MFO digunakan untuk bahan bakar boiler pada unit utilitas I.
3.4.4 Unit Penyedia listrik
Kebutuhan listrik di Departemen Produksi I dipenuhi oleh Gas Turbine Generator (GTG). Pembangkit tenaga listrik di servis unit pabrik amoniak yang digunakan untuk keperluan pabrik dipenuhi dari Gas Turbine Generator (GTG) dengan kapasitas operasi normal 33 MW dan output 11,6 kV. Pada operasi normal, GTG menggunakan bahan bakar gas alam dari Pulau Kangean, Madura sebesar 14 – 15 MMSCFD. Apabila terjadi penurunan laju alir gas, secara otomatis ditambahkan bahan bakar solar.
GTG terdiri dari beberapa bagian yaitu filter udara, kompresor, ruang bakar, turbin, load gear, dan generator. Prinsip kerjanya, udara dari luar dihisap melalui filter udara yang dilengkapi dengan automatic blowing system. Filter udara ini berfungsi untuk menyaring udara dari partikulat atau debu yang dapat menyumbat nozzle-nozzle pada ruang bakar. Udara yang dimasukkan ini jumlahnya berlebih gunanya untuk membantu mendinginkan casing mesin. Kemudian udara tersebut dikompresi dengan compressor axial yang memiliki 17 tingkatan hingga tekanannya menjadi 7 sampai 8 kg/cm2 dan temperatur 68 °C. Pada saat start up digunakan bantuan diesel starter untuk menggerakkan turbin dan kompresor di awal. Setelah tenaganya tercukupi bagi turbin untuk melakukan putaran sendiri, diesel ini dimatikan.
Udara dari kompresor selanjutnya dialirkan ke ruang bakar. Fuel gas dimasukkan ke dalam ruang bakar kemudian mengalami pembakaran oleh udara hingga temperaturnya naik drastis menjadi 1100°C. Karena kenaikan temperatur yang drastis ini, maka seketika gas mengalami ekspansi sehingga dapat mendorong sudu-sudu turbin. Ruang bakar pada GTG terdiri dari 10 ruang bakar, 10 fuel nozzle, 10 cross fire tuber, 10 transition piece, 2 spark plug, dan 4 photocell.
Turbin berfungsi untuk menggerakkan shaft compressor dan generator. Putaran dari turbin akan mengkonversikan energi yang dihasilkan oleh pembakaran gas menjadi energi gerak yang menggerakkan generator. Selanjutnya generator akan mengkonversikan energi gerak dari turbin agar menjadi energi listrik. Listrik yang
147 JURUSAN TEKNIK KIMIA
Copy protected with OnliU
neN
-PI
DV
FE
-NR
oS
-I
CT
oA
pyS
.coB
mRAWIJAYA Dihasilkan GTG sebesar 11,6 KV.
Servis unit dilengkapi dengan satu buah back up diesel berkapasitas 1 MW. Gas buang yang dihasilkan oleh Gas Turbine Generator (GTG) memiliki jumlah kalori yang cukup tinggi sehingga digunakan untuk menghasilkan steam pada Waste Heat Boiler (WHB) dengan fasilitas additional firing dengan bahan bakar gas alam. Unit Utilitas I juga dilengkapi dengan 4 buah pembangkit tenaga listrik pembantu yang digunakan pada saat darurat terutama pada saat start up Departemen Produksi I. Bila ada salah satu turbin yang mati, diesel akan berjalan secara manual. Setiap diesel memiliki kapasitas desain 725 KVA, 380 V, dan 750 rpm. Turbin generator di Unit Utilitas I tersebuttidak digunakan lagi karena kurang ekonomis.
3.4.5 Unit Penyedia udara instrument ( Instrument Air)
Udara instrumen adalah udara bertekanan yang telah dikeringkan atau dihilangkan kandungan airnya. Udara instrumen digunakan untuk keperluan aerasi, udara campuran, menggerakkan peralatan intrumentasi (pneumatic) seperti control valve, transmitter, dan lainnya. Udara instrumen diperoleh dari udara bebas yang diambil dengan kompresor dan udara pabrik yang berasal dari kompresor udara 101 J dibagian ammonia. Udara pabrik dari kompresor 101-J masuk ke penerima udara intrumen untuk dipisahkan kandungan airnya dan sebagai penampung udara sementara pada tekanan 8 kg/cm2g. Udara kemudian masuk ke filter untuk menyaring kotorankotoran dan minyak yang terbawa, kemudian masuk melalui kerangan 4 tahap ke salah satu pengering udara. Pengeringan udara instrumen adalah tipe pressure swing heatless dan terdiri dari dua bejana yang diisi dengan bahan pengering bola alumina atau slica gel untuk menyerap air yang terkandung dalam udara sehingga memenuhi spesifikasi titk embun -40 C pada tekanan 7,0 kg/cm2g. Udara yang telah kering keluar dari pengering udara kemudian disaring kembali keluar filter. Udara instrumen dikirim ke user melewati instrumen air header. Udara instrumen tersebut bertekanan 7 kg/cm2.
Adapun udara instrumen yang bertekanan 4 kg/cm2 disuplai dari kompresor C 2231 C untuk digunakan oleh pabrik utilitas exiting, pabrik ZA I/III, pabrik CO2, dan pengantongan.
148 JURUSAN TEKNIK KIMIA
UNIVERSITAS BRAWIJAYA
BAB IV TUGAS KHUSUS