BAB V UTILITAS
5.5. Unit Demineralisasi
Unit ini berfungsi untuk mengolah soft water menjadi air bebas mineral (demin water) yang digunakan untuk air proses dan air umpan boiler.
Di Departemen Produksi I, terdapat 2 unit demineralisasi yaitu demin plant I dengan 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 Pada demin plant I, air dari tangki TK 1201 dipompa dengan pompa (P1203A/B/C), disaring di quartzite filter (F1202A/B/C/D), kemudian (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 dialirkan ke cation exchanger D1208A/B/C/D melalui nozzle. Setelah itu air tersebut dialirkan ke bagian atas degasifier D1221 disertai dengan udara yang tersebut dialirkan ke bagian atas degasifier D1221 disertai dengan udara yang dihembus dari blower C1243 melalui bagian bawah degasifier. Tujuannya dihembus dari blower C1243 melalui bagian bawah degasifier. Tujuannya untuk menurunkan kadar O2 dan CO2 dalam air. Dari bagian bawah untuk menurunkan kadar O2 dan CO2 dalam air. Dari bagian bawah degasifier, air dipompakan oleh pompa P1241A/B ke bagian atas anion degasifier, air dipompakan oleh pompa P1241A/B ke bagian atas anion exchanger D1209A/B/C/D melalui nozzle, kemudian dialirkan ke mixed bed exchanger D1209A/B/C/D melalui nozzle, kemudian dialirkan ke mixed bed exchanger D1210A/B/C. Produknya sebagian besar dipakai langsung sebagai exchanger D1210A/B/C. Produknya sebagian besar dipakai langsung sebagai air umpan di TK1102 dan sebagian lagi ditampung di TK1206 dan TK 1209 air umpan di TK1102 dan sebagian lagi ditampung di TK1206 dan TK 1209 untuk regenerasi unit demin plant juga untuk membantu kekurangan air untuk regenerasi unit demin plant juga untuk membantu kekurangan air proses di demin plant II bila diperlukan serta untuk pro
proses di demin plant II bila diperlukan serta untuk proses di urea plant.ses di urea plant.
QuaQuarrtztziite te FF iiltelterr (F1202A/B/C/D)(F1202A/B/C/D)
Alat ini berisi gravel dan karbon aktif yang berfungsi untuk Alat ini berisi gravel dan karbon aktif yang berfungsi untuk menurunkan
menurunkan turbidity soft waterturbidity soft water hingga menjadi 2 NTU. Kapasitashingga menjadi 2 NTU. Kapasitas desain tiap
desain tiap vessel vessel adalahadalah 35 35 mm33/jam. Namun dalam operasi dapat/jam. Namun dalam operasi dapat ditingkatkan menjadi 65 m
ditingkatkan menjadi 65 m33/jam. Indikator kejenuhan filter dapat/jam. Indikator kejenuhan filter dapat dilihat dari kenaikan
dilihat dari kenaikan pressure pressure dropdrop dan dan turbidityturbidity air.air. Back wash Back wash dilakukan dengan menghembuskan udara dari bawah
dilakukan dengan menghembuskan udara dari bawah vessel vessel , kemudian, kemudian mengalirkan
mengalirkan soft water soft water dari TK 1201 setelah itu dilakukandari TK 1201 setelah itu dilakukan pembilasan pembilasan dengan
dengan soft water soft water tersebut. tersebut.
CCaattiioon En Exchaxchangernger(D1208A/B/C/D)(D1208A/B/C/D)
Alat ini berupa vessel berisi resin yang berfungsi untuk Alat ini berupa vessel berisi resin yang berfungsi untuk mengikat ion-ion positif melalui reaksi :
mengikat ion-ion positif melalui reaksi : RH
RH2(s)2(s) + 2 NaCl + 2 NaCl(aq)(aq) RNaRNa2(s)2(s) + 2 HCl + 2 HCl(aq)(aq)
RH
RH2(s)2(s) + CaCO + CaCO3(aq)3(aq) RCaRCa(s)(s) + H + H22COCO3(aq)3(aq)
RH
RH2(s)2(s) + BaCl + BaCl2(aq)2(aq) RBaRBa(s)(s) + 2 HCl + 2 HCl(aq)(aq)
Resin
Resin akan akan jenuh jenuh setelah setelah bekerja bekerja 36 jam 36 jam yang yang ditunjukkanditunjukkan dengan kenaikan konduktivitas anion, FMA (
dengan kenaikan konduktivitas anion, FMA ( Free Free Mineral Mineral Acid Acid ),), kenaikan pH dan Na serta
kenaikan pH dan Na serta total hardnesstotal hardness yang lebih besar dari 10. yang lebih besar dari 10.
Resin yang telah jenuh akan diregenerasi dengan menggunakan Resin yang telah jenuh akan diregenerasi dengan menggunakan larutan H2SO4. Reaksi yang terjadi selama regenerasi adalah :
larutan H2SO4. Reaksi yang terjadi selama regenerasi adalah :
Spesifikasi air yang keluar dari
Spesifikasi air yang keluar dari cation exchanger cation exchanger : :
-- pH pH :: 3 3
-- Total HardnessTotal Hardness : : 00 -- FMA FMA : : konstankonstan
Prosedur regenerasi resin kation dilakukan menurut langkah berikut : Prosedur regenerasi resin kation dilakukan menurut langkah berikut :
1.
1. Level discharge selama 5 menitLevel discharge selama 5 menit 2.
2. Backwash selama 20 menit dengan menggunakan air dari filterBackwash selama 20 menit dengan menggunakan air dari filter 3.
3. Level discharge selama 5 menit lagiLevel discharge selama 5 menit lagi 4.
4. Persiapan reagen 1 dengan H2SO4 (2%) yang dicampur denganPersiapan reagen 1 dengan H2SO4 (2%) yang dicampur dengan air dari filter dengan flow 43 m3/jam selama 23 menit dengan air dari filter dengan flow 43 m3/jam selama 23 menit dengan densitas 1.01 gr/ml
densitas 1.01 gr/ml 5.
5. Persiapan reagen 2 dengan H2SO4 (4%) dengan flow airPersiapan reagen 2 dengan H2SO4 (4%) dengan flow air dirubah menjadi 23 m3/jam selama 2 menit dengan densitas dirubah menjadi 23 m3/jam selama 2 menit dengan densitas 1.02 gr/ml
1.02 gr/ml 6.
6. Washing dengan reagen 1 dengan flow 23 m3/jam selama 40Washing dengan reagen 1 dengan flow 23 m3/jam selama 40 menit
menit 7.
7. Washing dengan reagen 2 dengan flow 27 m3/jam selama 2 jamWashing dengan reagen 2 dengan flow 27 m3/jam selama 2 jam 8.
8. Regenerasi selesai jika pH = Regenerasi selesai jika pH = 3 , TH=0 dan FMA = konstan3 , TH=0 dan FMA = konstan
DegasifierDegasifier (D1221)(D1221) Degasifier
Degasifier berfungsi berfungsi untuk untuk menghilangkan menghilangkan gas gas COCO22 yangyang terlarut di
terlarut di dalam air yaitu dengan cara dihembuskan udaradalam air yaitu dengan cara dihembuskan udara terkompresi dari
terkompresi dari blowerblower C1234 dari bagian bawah. UntukC1234 dari bagian bawah. Untuk meringankan beban kerja dari unit
meringankan beban kerja dari unit degasifier degasifier , maka diberi, maka diberi vent vent untuk untuk gas
gas – – gas tersebut.gas tersebut.
A Anionion n EE xchaxchangengerr (D1209A/B/C/D)(D1209A/B/C/D) RNa
RNa2(s)2(s) + H + H22SOSO4(aq)4(aq) RH2RH2(s)(s) + Na+ Na22SOSO4(aq)4(aq)
RCa
RCa(s)(s)+ H+ H22SOSO4(aq)4(aq) RH2RH2(s)(s) + + CaSOCaSO4(aq)4(aq)
RBa
RBa(s)(s)+ H+ H22SOSO4(aq)4(aq) RH2RH2(s)(s) + + BaSOBaSO4 (aq)4 (aq)
Unit ini berfungsi untuk mengikat ion
Unit ini berfungsi untuk mengikat ion – – ion negatif yang terkandung diion negatif yang terkandung di dalam air dengan menggunakan resin. Reaksi
dalam air dengan menggunakan resin. Reaksi – – reaksi yang terjadireaksi yang terjadi adalah :
adalah :
R(OH)
R(OH)2(s)2(s) + H + H22SOSO4(aq)4(aq) RSORSO4(s)4(s) + 2 H + 2 H22OO(aq)(aq)
R(OH)
R(OH)2(s)2(s) + 2 HCl + 2 HCl(aq)(aq) RClRCl2(s)2(s) + 2 H + 2 H22OO(aq)(aq)
R(OH)
R(OH)2(s)2(s) + H + H22COCO3(aq)3(aq) RCORCO3(s)3(s) + 2H + 2H22OO(aq)(aq)
Resin akan menjadi jenuh setelah beroperasi
Resin akan menjadi jenuh setelah beroperasi 40 jam dengan 40 jam dengan indikasi kadar silika lebih dari 0,1 ppm, pH air yang keluar turun, indikasi kadar silika lebih dari 0,1 ppm, pH air yang keluar turun, serta konduktivitas turun drastis. Reaksi
serta konduktivitas turun drastis. Reaksi – – reaksi yang terjadi pada reaksi yang terjadi pada saat proses regenerasi adalah :
saat proses regenerasi adalah : RSO
RSO4(s)4(s) + 2NaOH + 2NaOH(aq)(aq) R(OH)R(OH)2(s)2(s) + Na + Na22SOSO4(aq)4(aq)
RCl
RCl2(s)2(s) + 2NaOH + 2NaOH(aq)(aq) R(OH)R(OH)2(s)2(s) + 2NaCl + 2NaCl(aq)(aq)
RCO
RCO3(s)3(s) + 2NaOH + 2NaOH(aq)(aq) R(OH)R(OH)2(s)2(s) + Na + Na22COCO3(aq)3(aq)
Proses regenerasi selesai apabila kadar silika lebih kecil dari Proses regenerasi selesai apabila kadar silika lebih kecil dari 0,1 ppm, konduktivitas maksimum 45 µS/cm, dan pH ± 9,7. Prosedur 0,1 ppm, konduktivitas maksimum 45 µS/cm, dan pH ± 9,7. Prosedur regenerasi resin pada
regenerasi resin padaanion exchanger anion exchanger adalah sebagai berikut : adalah sebagai berikut :
Level discharge Level dischargeselama 5 menit.selama 5 menit.
Backwash Backwashselama 15 menit dengan menggunakan air demin.selama 15 menit dengan menggunakan air demin.
Level discharge Level dischargeselama 5 menit.selama 5 menit.
Preheating Preheating selama 15 menit dengan menggunakan air deminselama 15 menit dengan menggunakan air demin yang
yang dilewatkan padadilewatkan pada heat exchanger heat exchanger hingga mencapai hingga mencapai temperatur 50
temperatur 50˚˚C.C.
Regenerasi dengan menggunakan larutan NaOH 4 % selama 60Regenerasi dengan menggunakan larutan NaOH 4 % selama 60 menit dengan laju alir 15 m
menit dengan laju alir 15 m33/jam./jam.
Pencucian I dilakukan selama 60 menit dengan menggunakanPencucian I dilakukan selama 60 menit dengan menggunakan air jenuh demin dengan laju alir 13 m
air jenuh demin dengan laju alir 13 m33/jam./jam.
Pencucian II dilakukan selama 90 menit dengan menggunakanPencucian II dilakukan selama 90 menit dengan menggunakan air jenuh demin dengan laju alir 21,5 m
air jenuh demin dengan laju alir 21,5 m33/jam./jam.
Mixed Bed E xchanger (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 darimixed 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 :
Level dischargeselama 10 menit.
Backwashselama 20 menit dengan menggunakan air demin.
Level dischargeselama 5 menit.
Regenerai resin anion dengan menggunakan larutan NaOH 4% selama 60 menit dengan laju alir 8,7 m3/jam.
Pencucian I dilakukan dengan menggunakan air demin selama 60 menit dengan laju alir 7,6 m3/jam.
Pencucian II dilakukan dengan menggunakan air demin selama 30 menit dengan laju alir 25 m3/jam.
Regenerasi resin anion dengan menggunakan larutan H2SO4 4% selama 55 menit dengan laju alir 6 m3/jam.
Level dischargeselama 5 menit.
Pencucian I dengan menggunakan air demin selama 45 menit dengan laju alir 6 m3/jam.
Pencucian II dengan menggunakan air demin selama 25 menit dengan laju alir 25 m3/jam.
Level mixingresin selama 25 menit.
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 5.5 :
Gambar 5.5 Proces Flow Diagram Demin Plant I
Adapun Proces Flow Diagram Demin Plant II dapat dilihat pada gambar 5.6:
Gambar 5.6 Flow diagram demin plant II