Ammonia1

LOGO

Proses Ammonia OPERASI K-3 Proses Ammonia

OPERASI K-3

Fungsi

Untuk memproduksi Ammonia cair yang digunakan sebagai bahan baku di unit Urea atau dikirim ke Ammonia Storage.

Menghasilkan gas CO2 sebagai hasil samping

Kapasitas

1.000 MTPD Ammonia (tanpa HRU) 1.180 MTPD Ammonia (dengan HRU)

Bahan Baku

Natural Gas (Gas Alam) Air (udara)

Steam

SINTESA AMONIAK

REAKSI SINTESA AMONIAK:

N

₂

(g) + 3 H

₂

(g) ⇌ 2 NH

₃

(g)   (ΔH = −92.22 kJ·mol

⁻¹

)

Prinsip Proses Ammonia :

Desulfurizer RSH + H2  H2S + RH H2S + ZnO  ZnS + H2O

Primary Reformer CH4 + H2O  CO + 3H2 - Q CO + H2O  CO2 + H2 +Q

Secondary Reformer H₂ + O₂  H2O + Q CH₄ + H₂O  CO + 3H₂ - Q CO + H₂O  CO2 + H₂ +Q

Methanator CO + H2  CH4 + H2O CO2 + 3H2  CH4 + H2O

Stripper

KHCO3  K2CO3 + CO2 + H2O

High Temperature Shift ( HTS )

CO + H2O  CO2 + H2 + Q Low Temperature Shift

( LTS )

CO + H2O  CO2 + H2 +Q Absorber

K2CO3 + CO2+ H2O  KHCO3

Refrigerasi NH3 gas  NH3 liquid Ammonia Converter 3H2 + N2  2NH3 + Q Kompressor

Gas Bumi 45 kg/cm2 g, 30 C

Steam MP

Udara 38 kg/cm2 g

390 C

32kg/cm2 g 744 C

31.5 kg/cm2 g 926C

360 C 439

C 211

C 232 C

80 C

70 C

272 C

309 C

40 C

308 C

- 33 C,9 kg/cm²g 29kg/cm² g

28,5kg/cm² g

27 kg/cm² g

131kg/cm² g

131,5kg/cm2 g 440

C Ammonia Menuju storage

CO₂ ke Urea

Unit Pembentukan Gas Sintesa Unit Pemurnian Gas Sintesa Unit Pereaksi Gas Sintesa 527 C

34,65

kg/cm²g,563 C

Ammonia Menuju unit 200 36 C,25kg/cm²g

RATE AMMONIA KALTIM 3

RATE GAS 100%

S/C Ratio 3,1

Natural Gas (Nm3/h) [1-FR-117]

24.900

H2/Recycle (Nm3/h) [1-FIC-106]

1.800

Total Gas (Nm3/h) [1-FIC-107]

26.700

Steam Proses (t/h) [1-FIC-108]

73,2

Udara Proses (Nm3/h) [1-FIC-102]

37.600

Fungsi : Untuk menghilangkan kandungan Sulfur di dalam Gas Alam sampai kadar < 0,1 ppm

SULFUR merupakan RACUN bagi KATALIS Nickel di Primary Reformer

Jenis-jenis SULFUR : 1. Sulfur Organik (RSH) 2. Sulfur Anorganik (H2S)

Proses : 1. Mengubah sulfur organik menjadi sulfur anorganik dengan katalis CoMo (Cobalt

Molybdenum )

2. Adsorbsi sulfur anorganik dengan

mempergunakan penyerap Zink Oksida (ZnO) Reaksi :

RSH + H

₂

RH + H

₂

S

ZnO + H

₂

S ZnS + H

₂

O

• Fungsi : Untuk pembentukan gas sinthesa yaitu gas H

₂

dan N

₂

.

• Gas H

₂

diperoleh dari Reaksi Gas Alam (CH

₄

) dengan Steam (H

₂

O)

• Gas N

₂

diperoleh dari Udara

FUNGSI :

Untuk memperoleh gas H

₂

yang akan digunakan dalam reaksi sintesa di Ammonia Converter (1-R-501)

REAKSI :

 C

_n

H

_m

+ 2H

₂

O C

_n-1

H

_m-2

+ 3H

₂

– Q

 CH

₄

+ H

₂

O CO + 3H

₂

– Q

 CO + H

₂

O CO

₂

+ H

₂

–Q

KATALIS : Ni 16-18% (setelah direduksi)

FUNGSI : Mereaksikan gas yang keluar dari Primary Reformer dengan udara (1-K-402) dan steam

TUJUAN :

 Menurunkan kandungan CH

₄

di gas proses

 Untuk mendapatkan gas N2 untuk proses sintesis gas di Ammonia Converter

REAKSI :

 2H

₂

+O

₂

2H

₂

O + Q

 CH

₄

+ H

₂

O CO + 3H

₂

– Q

 CO + H

₂

O CO

₂

+ H

₂

–Q

KATALIS : Ni (9%) (setelah direduksi)

H₂

FV-108

K-101 A/B

PIC-104

HP Steam Fuel NG

FV-102

FV-106

XV-103

XV-101

HV-101

Sulfur Adsorber 1-R-101

1-S-101

TV-104

FV-103

FV-107

FV-114

1-E-110 Process gas

Process air MP Steam

Steam MP

1-E-109

1-R-102

82^oC

(45,5 K) (42,5 K)

PV-105

PV-101

5,4 K

1-S-102

9.600 Nm³/h

90^oC 2000 Nm³/h

30^oC

41.500 Nm³/h 34 K

390^oC 40 K

750^oC 540^oC

384^oC 115^oC

565^oC 510^oC

360^oC

DW 1-V-201 DW 1-E-206

BFW 1-E-209 BFW 1-E-502 144^oC

271^oC 1-E-111

Vent

Vent

FOG

PV-115

XV-105

PV-118 1-E-107

Primary Reformer (1-H-101)

(26.000 Nm³/h)

39 K

83 ton (5,4 K)

65^oC

30^oC

52 K

14^oC

4 K

2,9 K 9.450 Nm³/h 27.900Nm³/h

380^oC

375^oC

960^oC 950^oC 465^oC

353^oC 220^oC 156^oC

200 T/h

CO2 = 11,37 % CO = 10,61 % H2 = 67,08 % CH4 = 10,40 % N2 = 0,45 % Ar = 0,09 % CO2 = 11,37 % CO = 10,61 % H2 = 67,08 % CH4 = 10,40 % N2 = 0,45 % Ar = 0,09 %

Design Design

1-H-101 Process air

Secondary Reformer (1-R-201)

TIC-130 TIC-132

Steam Drum (V-101)

1-E-108 1-E-109 1-E-201

1-E-502 1-E-501

943^oC 565^oC

34 K

750^oC 1-E-103

355^oC

1-E-105 / 1- E-202

HTS 360^oC

320^oC 115 K

298^oC 41.500 Nm³/h

CO2 = 8,01 % CO = 13,97 % H2 = 55,04 % CH4 = 0,26 % N2 = 22,39 % Ar = 0,33 % CO2 = 8,01 % CO = 13,97 % H2 = 55,04 % CH4 = 0,26 % N2 = 22,39 % Ar = 0,33 %

Design Design

FUNGSI : Mengubah CO menjadi CO2 REAKSI : CO + H

₂

O CO

₂

+ H

₂

+ Q

Katalis : Fe

₂

O

_{3 -}

Fe

₃

O

₄

(setelah direduksi)

FUNGSI : Mengubah CO menjadi CO2

REAKSI : CO + H

₂

O CO

₂

+ H

₂

+ Q

KATALIS : Cu (setelah direduksi)

1-E-202 438^oC

HTS (1-R-201

XV-251

1-E-209 PV-111

1-E-201 1-E-203

PV-201 1-E-109

360^oC 32 K

215^oC

236^oC 30,2 K

1-E-204

1-V-201 1-R-301

1-E-306

333^oC

1-V-101

1-V-101

1-E-502 TV-208

1-E-105

LTS (1-R-202

XV-252

Vent

Vent

262^oC

167^oC 191^oC

30,9 K

CO2 = 16,70 % CO = 3,21 % H2 = 59,28 % CH4 = 0,23 % N2 = 20,28 % Ar = 0,3%

CO2 = 16,70 % CO = 3,21 % H2 = 59,28 % CH4 = 0,23 % N2 = 20,28 % Ar = 0,3%

Design Design

CO2 = 19,03 % CO = 0,32 % H2 = 60,42 % CH4 = 0,24 % N2 = 19,71 % Ar = 0,29 % CO2 = 19,03 % CO = 0,32 % H2 = 60,42 % CH4 = 0,24 % N2 = 19,71 % Ar = 0,29 %

Design Design

Fungsi

Menyerap gas CO

₂

dalam gas proses dengan menggunakan larutan HPC yang berlangsung di absorber dan melepaskan CO

₂

dari larutan HPC yang

berlangsung di regenerator, kemudian CO

₂

dikirim ke unit urea`

Reaksi penyerapan CO

₂

CO

₂

+ K

₂

CO

₃

+ H

₂

O  2 KHCO

₃

Konsentrasi normal larutan Konsentrasi normal larutan HPC HPC

•K

₂

CO

₃

: 29,13 % berat

•DEA : 2,91 % berat

•V

₂

O

₅

: 0,70 % berat

1-V-301

1-E-301 1-S-202

SHIFTED GAS

1-C-302

CW

1–E-206

1-E-305 WSS 1-E-304

1-S-301 1-C-301

1-S-201

1-P-301 1-TX-301

1-E-303 70^oC

128^oC 1,09 K

35^oC 0,84 K 1-P-304

1-E-204

1-E-209

1-E-602 A Vent

LV-204

PV-203 FV-203

Steam 1-S-302

1-E-106

1-E-304

1-E-602 B

LV-304 A LV-304 B

XV-301

LV-203 LV-202

1-E-302 1-C-601

1-S-601

1-P-304

1-P-302

LV-309 A TV-308

FV-303

FV-304

Demin Water

1-E-206

105^oC 29,1 K

70^oC

138^oC

156^oC

29,5 K

111^oC

115^oC

1 K 3,9 K

0,39 K 0,6 K

0,8 K

0,9 K

LV-309 B 3,6 K

99^oC

150^oC

5 K

260 Nm³/h

770 Nm³/h

120^oC

167^oC

29.790 Nm³/h

CO2 = 19,03 % CO = 0,32 % H2 = 60,42 % CH4 = 0,24%

N2 = 19,71 % Ar = 0,29%

CO2 = 19,03 % CO = 0,32 % H2 = 60,42 % CH4 = 0,24%

N2 = 19,71 % Ar = 0,29%

Design Design

FUNGSI : Mengubah CO dan CO

₂

yang tersisa menjadi CH

₄

REAKSI :

 CO + 3H

₂

CH

₄

+ H

₂

+ Q

 CO

₂

+ 4H

₂

CH

₄

+ 2H

₂

O + Q

KATALIS : Ni = 24-32% (setelah di reduksi) CO dan CO2 yang lolos < 10 ppm karena:

 CO menaikkan 70

^o

C /1 % mol

 CO2 menaikkan 60

^o

C / 1 % mol

Vent 1-PIC-306

Vent

1-PIC-307 1-E-203

1-E-306

CW 1-E-307

Out HTS

1-TIC-310

1-HIC-301

320

362

40

40

Syngas Comp.

Absorber

1-R-301

CO2 = - % CO = - %

H2 = 74,12 % CH4 = 0,79%

N2 = 24,73 % Ar = 0,36%

CO2 = - % CO = - %

H2 = 74,12 % CH4 = 0,79%

N2 = 24,73 % Ar = 0,36%

Design Design

Fungsi Fungsi

Untuk mereaksikan gas synthesa yaitu antara hidrogen (H

₂

) dan nitrogen (N

₂

) menjadi ammonia (NH

₃

) dalam sebuah reaktor (Ammonia Converter) dengan menggunakan katalis Fe.

Reaksi Reaksi

3H

₂

+ N

₂

↔ 2NH

₃

∆H= - 92.22 kJ·mol

⁻¹

Kondisi Operasi Kondisi Operasi

Reaksi pembentukan ammonia merupakan reaksi kesetimbangan dan

eksotermis sehingga reaksi harus dijaga pada tekanan tinggi dan temperatur

rendah (temperatur optimum).

1-R-501

1-E-501

1-E-502

1-K- 403

1-E-503

1-E-505

1-E-506

1-E-507

1-E-508 1-H-501

C WC W

1-S-434 1-E-434

1-E-433

PURGE GAS PURGE

GAS

C WC W BFW

Make-Up GAS Make-Up

GAS

1-E-504

1-S-501

40^oC 26,9 K

96^oC 128 K

34^oC 124,1 K 40^oC

131,2 K 442^oC

283^oC

357^oC

306^oC

64^oC

33^oC 27^oC

18^oC 4^oC

-10^oC

1-S-502

HV-501

TV-506

1-E-202 / 105

TV-535

1-S-502 1-K-405 1-E-514 1-K-405

LV-501

LV-503

1-S-502

FV-509

12^oC 41^oC

125 K

300^oC

9^oC

3^oC

1-K- 404

UNIT DESIGN

(INLET) DESIGN (OUTLET)

H2 % vol 63.81 54.24

CH4 % vol 7.16 7.95

N2 % vol 21.27 18.08

Ar % vol 3.44 3.83

NH3 % vol 4.32 15.90

1-V-101

1-V-101

1-S-501

1-V-501

1-E-511

1-E-506

1-P-502 1-P-501

1-S-502 1-E-434

1-E-510 1-K-405

46 t/h

1-E-509

30°C

29 K 1-E-508

1-E-434 1-E-508

SW

SW

1-S-503

LV -506

LV -509

LV- 505 48 kg/cm²G

44 ton/h 17 K LV -503A/B

16,5 kg/cm²G FO 551

1-E-5051-E-507 LV -501

FV -509

1-E-4341-S-434

1-E-5071-S-501 1-E -513

1-E -508 1-E -507

Storage FV -508

Urea -30°C

0,8 K

33,5°C

16,5 K

0,56 K

12 K 9°C

5,5 K -12^OC

30°C -30°C

5,5 ton/h

1-E-206

1-P-201 1-E-209 1-E-502

1- E-105 1-E-202

1-E-304 CO2

1-V- 102

HV-201 FV-201

10 t/h 8 t/h

1-V-101

Demin water

1-C-601

N₂H₄ & NH₃ FV-202

HV-256 Steam

1-E-106

3,6 K

148^oC

4,4 K

130 K 212 t/h

1-V- 102

1-E-603

1-P- 602

Vent

1-S-601 PV-602

Steam Steam

FV-202

PV-207

FV-602

LV-601 1-E-302

1-E-604

1-C-601

1-E-110/111

Utility 1-S-202

1-S-301 1-S-303

1-S-201

1-E-602 A/B

143^oC 2,9 K

3,0 K

143^oC 138^oC

108^oC

92^oC

51^oC 3,4 K

7,8 K 82 T/h 2,7 K

LOGO

1-P-201

1-E-502 1-E-209

1-E-109 1-E-103

1-E-201

1- E-108 1-E-501

1-C-601

DW

LP Steam HP Steam Produk

Out LTS In LTS Out AC

Out SR Flue Gas Ref.

Flue Gas Ref.

Out SR Out AC

Out HTS.

1- E-105 1-E-202

1-V- 101 1-E-206

1-E-304

CO2

LT Gas N2H4 & NH3

10 %

30 %

60 %

1-V- 102

1-V- 101

1-HIC-201

1-FIC-201 10 t/h

187,6 t/h 185,5 t/h

8 t/h

18,6 t/h 185,8 t/h

512

378

323

55,7 t/h 111,5 t/h

BFW, WHR & Steam system

1-HIC-256

Utilit y 1-E-301

LP Steam

Vent

1-V- 102

1-E-302 1-E-106

1-E-306 Vent DW

1-S- 201

1-C- 601

1-S-601 1-E-206

1-E-602

1-E-110/111

1-E-603

1-P- 602

1-LIC-601 1-LIC-203

1-LIC-201

1-LIC-202

1-C- 301

1-PIC-602

1-PIC-201

1-FIC-202

2525.00 0

8 t/h

1,3 t/h

143

147 65 t/h

10 t/h

1-S-202

Flue gas Reforme r

LP MP HP

1-E-510-A/B

1-FV-405

1-S-451 1-S-503

1-S-452 1-FV-406 1-FV-407

1-TV-422

Produk to Urea 1-E-508 1-E-506/434/Urea

1-V-501

1-E-512/513 0,02

5,8 11,8

1,8 1,9

1-TV-423 1-TV-421

1-E-511

SW

LP MP HP CIRC

1-XV-452 1-XV-451

1-XV-453 1-XV-401

1-FV-404

1-FV-403 1-FV-402

1-FV-408 1-HV-560

1-PV-403

Vent Vent

1-S-431 1-S-432

1-S-433

1-S-434

1-E-431 1-E-432 1-E-433 1-E-441

H2 HRU

Methanator Make Up Gas 1-S-501 1-H-501

40 112 40 112 40 98

18

36

44

WCS WCS

WCS WCS

www.themegallery.com

Diagram

Add Your Title

Add Your Title

Add Your Title

ThemeGallery is a Design Digital Content &

Contents mall developed by Guild Design Inc.

ThemeGallery is a Design Digital Content &

Contents mall developed by Guild Design Inc.

ThemeGallery is a Design Digital Content &

Contents mall

developed by

Guild Design Inc.

www.themegallery.com

Diagram

Title

Title ThemeGallery is a Design Digital

Content & Contents mall developed by Guild Design Inc.

Title

Title ThemeGallery is a Design Digital

Content & Contents mall developed by Guild Design Inc.

Title

Title ThemeGallery is a Design Digital

Content & Contents mall developed by

Guild Design Inc.