LAPORAN KERJA PRAKTEK DI
PT PUPUK ISKANDAR MUDA KRUENG GEUKUEH – ACEH UTARA
(03 JULI – 31 JULI 2023)
PERHITUNGAN NERACA MASSA AMMONIA CONVERTER (61-105 D) DI UNIT AMMONIA-2
Untuk memenuhi salah satu persyaratan kurikulum pada Jurusan Teknik Kimia Fakultas
Teknik Universitas Syiah Kuala Disusun Oleh:
N
A B IL A M U L YA R A H M A R I Z K Y 2004103010100
JURUSAN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SYIAH KUALA DARUSSALAM, BANDA ACEH
2023
i
Laporan Mingguan Kerja Praktek
ii
iii
iv
LEMBARAN PENGESAHAN JURUSAN
Laporan Kerja Praktek di PT Pupuk Iskandar Muda disusun oleh: Nama : Nabila Mulya Rahma Rizky
NIM : 2004103010100 Jurusan : Teknik Kimia
Kerja praktek tersebut telah dilaksanakan pada tanggal 03 Juli - 31 Juli 2023 dengan judul tugas khusus “Perhitungan Neraca Massa Ammonia Converter (61-105 D) Di Unit Ammonia-2”. Diajukan untuk memenuhi sebagian dari syarat-syarat yang diperlukan pada kurikulum di Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Syiah Kuala. Laporan Kerja Praktek ini telah diperiksa dan disetujui oleh dosen pembimbing.
Darussalam, 28 Juli 2023 Mengetahui, Disetujui oleh
Koordinator Kerja Praktek Dosen Pembimbing
Zuhra, S.T., M. Sc Dr. Ir. Farid Mulana, ST.
M.Eng. NIP. 197403181999032001 NIP.
197202081997021001
v
KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Allah Subhanahu wa Ta’ala yang telah memberikan hidayah dan kekuatan sehingga dengan izin-Nya penulis dapat menyelesaikan Laporan Kerja Praktek di PT Pupuk Iskandar Muda yang dilaksanakan mulai tanggal 03 Juli 2023 sampai 31 Juli 2023. Shalawat dan salam semoga senantiasa tercurah kepada Rasulullah Shallallahu ‘alaihi wa sallam, kepada keluarga dan sahabat sekalian.
Dalam kesempatan ini penulis mengambil judul laporan
“Perhitungan Neraca Massa Ammonia Converter (61-105-D) di Unit Ammonia 2” yang ditulis dalam rangka melengkapi tugas-tugas dan memenuhi syarat-syarat untuk menyelesaikan pendidikan Strata satu Universitas Syiah Kuala. Selama pelaksanaan Kerja Praktek Lapangan, penulis banyak mendapatkan pengetahuan dan wawasan baru yang sangat berharga. Oleh karena itu penulis mengucapkan terima kasih setulus-tulusnya kepada orang tua dan keluarga yang selalu mendukung baik dalam segi moril maupun materil. Penulis juga tidak lupa mengucapkan terima kasih kepada:
1. Ibu Prof. Dr. Ir. Sri Aprilia, M.T., selaku Ketua Jurusan Teknik Kimia Universitas Syiah Kuala.
2. Ibu Zuhra S.T, M. Sc., selaku Koordinator Kerja Praktek Jurusan Teknik Kimia Universitas Syiah Kuala.
3. Bapak Dr. Ir. Farid Mulana, ST. M.Eng., selaku Dosen Pembimbing Kerja Praktek Jurusan Teknik Kimia Universitas Syiah Kuala.
4. Para staff Departemen Operasi yang telah banyak membantu dan memberi materi di PT Pupuk Iskandar Muda.
5. Kedua orangtua penulis yang telah banyak memberi dukungan baik secara material maupun spiritual.
6. Saudari Dini Hayatul Nufus, dan Nava Resi Br Sembiring selaku teman seperjuangan semasa Praktek Kerja Lapangan di PT Pupuk Iskandar Muda.
vi
Penulis menyadari bahwa dalam pengerjaan dan penulisan laporan ini masih terdapat kekurangan dan kesilapan. Oleh karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun dari semua pihak untuk kesempurnaan laporan ini.
Penulis berharap semoga laporan Kerja Praktek ini dapat bermanfaat bagi semua pihak. Amin.
Krueng Geukueh, 28 Juli 2023 Penulis
Nabila Mulya Rahma Rizky
vii
DAFTAR ISI
LAPORAN MINGGUAN KERJA PRAKTEK ...
ii NILAI PRAKTEK KERJA LAPANGAN ...
iii LEMBARAN PENGASAHAN PERUSAHAAN
... iv LEMBARAN PENGESAHAN JURUSAN ... v KATA PENGANTAR ... vi DAFTAR ISI ... viii DAFTAR TABEL ... xii DAFTAR GAMBAR ... xiii BAB I
PENDAHULUAN ... 1
1.1 Sejarah Singkat PT Pupuk Iskandar Muda ... 1
1.2 Lokasi dan Area Pabrik PT Pupuk Iskandar Muda ... 2
1.2.1 Lokasi Pabrik ... 2
1.2.2 Area Pabrik ... 3
1.3 Logo Perusahaan ... 3
1.4 Visi, Misi, Tata Nilai, Makna dan Tri Tekad Perusahaan ... 5
1.4.1 Visi ... 5
1.4.2 Misi ... 5
1.4.3 Tata Nilai ... 5
1.4.4 Makna ... 6
1.4.5 Tri Tekad... 6
1.5 Unit Produksi ... 6
1.5.1 PIM-1... 6
1.5.2 PIM-2... 6
1.5.3 Fasilitas Pendukung PT Pupuk Iskandar Muda ... 6
1.6 Pencegah Pencemaran ... 7
1.7 Struktur Organisasi PT Pupuk Iskandar Muda ... 8
1.8 Tujuan Kerja Praktek... 9
viii
1.9 Waktu Pelaksanaan Praktek Keja Lapangan ... 10
1.10 Jam Kerja Praktek ... 10
BAB II PROSES PRODUKSI... 11
2.1 Unit Utilitas ... 11
2.1.1 Unit Water Intake ... 12
2.1.2 Unit Pengolahan Air (Water Treatment Plant) ... 12
2.1.3 Unit Pembangkit Steam ... 19
2.1.4 Unit Pembangkit Listrik... 20
2.1.5 Unit Udara Instrumen dan Udara Pabrik ... 21
2.1.6 Unit Pemisahan Udara (Air Separator) ... 22
2.1.7 Unit Pengukur Gas ... 22
2.1.8 Unit Pengolahan Air Buangan ... 23
2.2 Ammonia-II ... 23
2.2.1 Unit Persiapan Gas Umpan Baku ... 24
2.2.2 Unit Pembuatan Gas Sintesa (Reforming) ... 27
2.2.3 Unit Pemurnian Gas Sintesa ... 29
2.2.4 Unit Sintesa Ammonia... 31
2.2.5 Unit Pendinginan Ammonia... 31
2.2.6 Unit Daur Ulang Ammonia... 32
2.2.7 Unit Daur Ulang Hidrogen... 33
2.2.8 Unit Pembangkit Steam ... 34
2.3 Urea-I... 35
2.3.1 Unit Sintesa ... 36
2.3.2 Unit Purifikasi ... 38
2.3.3 Unit Recovery... 41
2.3.4 Unit Kristalisasi dan Pembutiran... 45
BAB III TINJAUAN PUSTAKA ... 49
3.1 Ammonia ... 49
3.2 Ammonia Converter ... 49
ix
3.2.1 Fungsi Ammonia Converter ... 52
3.2.2 Reaksi pada Ammonia Converter... 53
3.2.2 Faktor yang dapat Mempengaruhi Reaksi pada Ammonia Converter . 54 3.2.3 Katalis pada Ammonia Converter ... 56
3.2.4 Kondisi Operasi Ammonia Converter ... 57
3.2.5 Aliran Proses Pembuatan Ammonia Pada Unit Ammonia Converter .. 57 3.3 Neraca Massa ... 58
3.3.1 Neraca Massa Tanpa Reaksi ... 60
3.3.2 Neraca Massa dengan Reaksi Kimia ... 60
BAB IV PELAKSANAAN TUGAS KHUSUS ... 64
4.1 Judul Tugas Khusus ... 64
4.2 Tujuan Tugas Khusus ... 64
4.3 Waktu dan Tempat Pelaksanaan Tugas Khusus ... 64
4.4 Objek Tugas Khusus ... 64
4.5 Ruang Lingkup... 65
BAB V PEMBAHASAN ... 66
5.1 Hasil Pengolahan Data ... 66
5.2 Pembahasan ... 66
5.2.1 Menentukan Mr (Molekul Relatif) Mix Komposisi Masuk Dan Mr (Molekul Relatif) Mix Komposisi Keluar ... 67
5.2.2 Menentukan Laju Alir Masuk (Kg/h) Menggunakan Perhitungan Neraca Massa Ammonia Converter ... 68
5.2.3 Menentukan Laju Alir Keluar (Nm3/h) Menggunakan Perhitungan Neraca Massa Ammonia Converter ... 68
BAB VI PENUTUP ... 70
6.1 Kesimpulan ... 70
6.2 Saran ... 70
DAFTAR PUSTAKA ... 71
LAMPIRAN A DATA PENGAMATAN ... 73
x
LAMPIRAN B PERHITUNGAN ... 74 LAMPIRAN C BLOK DIAGRAM DAN FLOWSHEET... 81 AMPIRAN D STRUKTUR ORGANISASI ... 84
xi
DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Karakteristik Air
Filter...15 Table 2.2 Karakteristik Air
Demin...19 Tabel 2.3 Karakteristik Udara
Pabrik...22
Tabel 5.2 Hasil Pengolahan Data Aktual Ammonia Converter (61-105- D)...68
Tabel A.2 Data Aktual Ammonia Converter ...75
Tabel B.1 Neraca Mol Ammonia Converter (61-105- D)...79
Tabel B.2 Neraca Massa Ammonia Converter (61-105- D)...81
xii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1 Lokasi PT Pupuk Iskandar Muda...3
Gambar 1.2 Logo PT Pupuk Iskandar Muda...3
Gambar 2.1 Keterkaitan Unit Utilitas dengan Pabrik Ammonia dan Urea...11
Gambar 2. 1 Blok Diagram Utility- 1...13 Gambar 2.3 Demineralized Water Unit Utilitas-
1...19
Gambar 2. 4 Diagram Alir Proses Synthesis Unit Pabrik Urea- 1...38
Gambar 2. 5 Diagram Alir Proses Purification Unit Pabrik Urea- 1...41
Gambar 2.6 Diagram Alir Proses Recovery Unit Pabrik Urea- 1...45
Gambar 2.7 Diagram Alir Proses Crystallization Unit Pabrik Urea- 1...48
Gambar 3.1 FlowSheet Ammonia Converter Unit Ammonia- 2...51
Gambar 3.2 Diagram sederhana Ammonia Converter...52
Gambar 3.3 Kellog ammonia converter tipe quech converter indirect cooling...53
Gambar C. 1 Blok Diagram Pabrik Utilitas- 1...83 Gambar C.2 Process Flow Diagram Ammonia-
2...84 Gambar C.3 Process Flow Diagram Pabrik
Urea...85 Gambar D. 1 Struktur organisasi PT Pupuk Iskandar
Muda...86
xiii
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Sejarah Singkat PT Pupuk Iskandar Muda
PT Pupuk Iskandar Muda (PT PIM) merupakan perusahaan yang bergerak di bidang pupuk berbasis urea. Perusahaan ini berdiri pada 24 Februari 1982 dihadapan Notaris Soelaiman Ardjasasmita, S.H sinkron Akte Notaris No.54 dengan nama PT PIM, sebuah perusahaan publik (BUMN) di bawah pengawasan Departemen Luar Negeri, dengan dibangunnya unit-unit produksi, PT PIM 1 pada tahun 1985 mulai beroperasi secara komersial.
Kemudian pada tahun 1999, proyek baru dimulai untuk membangun dua pabrik amonia dan urea, yang kemudian diberi nama Pupuk Iskandar Muda Dua.
PT PIM kini memiliki dua pabrik ammonia/urea dengan kapasitas terpasang
726.000 ton ammonia dan 1.140.000 ton urea per tahun serta dilengkapi fasilitas produksi dan pelabuhan 15.000 DWT.
PT PUSRI Palembang memulai pembangunan proyek pabrik PIM-1 pada tahun 1981. Kontrak pembangunan pabrik ditandatangani antara pemerintah Indonesia pada tanggal 2 Oktober 1981, dengan bantuan kontraktor utama PT Rekayasa Industri & Toyo Engineering Corporation (TEC) Jepang.
Pembangunan pabrik PIM-1 dimulai pada 13 Maret 1982 dan selesai sesuai jadwal, tiga bulan lebih cepat dari jadwal. Produksi di pabrik PIM-1 dimulai pada akhir tahun 1984. Pengiriman produksi pertama dilakukan pada tanggal 7 Februari 1985 dan diresmikan oleh Presiden Republik Indonesia pada tanggal 20 Maret 1985.
Pada pembuatan fasilitas PIM-1, Presiden RI menyatakan akan mendirikan pabrik PIM-2 di tempat yang sama. Sejak saat itu, proyek pengembangan pabrik pupuk PIM-2 mulai dijalankan. Proyek ini tercatat dalam Buku Biru Bappenas 1994 dan pemerintah menyetujui pembangunan Proyek PIM-2 pada 20 November 1996. Namun, karena situasi keamanan yang tidak menguntungkan dan baru dimulai
pembangunan kembali pada tanggal 3 Juli 2002. Produksi ammonia (first drop)
1
2
terjadi pada 18 Februari 2004 dan Proyek PIM-2 dinyatakan selesai pada 15
Agustus 2005.
Pembangunan proyek PIM-2 yang disiapkan oleh tim Toyo Engineering Corporation Jepang, PT Rekayasa Industri dan PT Krakatau Engineering Corporation, tertunda dan biaya naik dari $310,2 juta menjadi $344,8 juta. PIM-2 mengadopsi sistem pemantauan dan pengendalian tercanggih dengan menggunakan sistem pemantauan getaran DCS (Digital Control System) Centum CS3000 Yokogawa, PLC dan Belty Nevada 3000. Sesuai dengan kebijakan pemerintah, PT PIM termasuk anak perusahaan PT Pupuk Indonesia Holding Company (PIHC) pada tahun 2007.
Produk sampingan PT PIM terdiri dari ammonia, O2, N2, CO2 cair dan es kering.
Ammonia dingin yang disimpan dalam tangki ammonia dapat dijual ke industri kimia yang membutuhkan. Es kering digunakan sebagai penyegar untuk mengawetkan makanan, minuman, buah-buahan, sayuran dan ikan/udang. Hal ini juga dapat digunakan untuk meningkatkan kuantitas dan umur simpan makanan, mengurangi biaya penyimpanan (mengurangi penggunaan es batu), dan menjaga kualitas makanan.
1.2 Lokasi dan Area Pabrik PT Pupuk Iskandar Muda 1.2.1 Lokasi Pabrik
Lokasi pabrik PT PIM terletak diwilayah zona industri Lhokseumawe ± 250 km sebelah Timur Banda Aceh, di Krueng Geukueh, Kecamatan Dewantara, Kabupaten Aceh Utara, Provinsi Aceh, Indonesia. Pabrik ini berdampingan dengan PT Asean Aceh Fertilizer (AAF) dan PT Perta Arun Gas (LNG). Penentuan lokasi ini berdasarkan pada penelitian dari beberapa aspek teknis dan ekonomi, yaitu dekat dengan sumber bahan baku, dapat memanfaatkan pintu masuk pelabuhan PT AAF sehingga mempermudah pembangunan sarana pelabuhan dan pengambilan air baku dari sungai Peusangan, sinergi pipa gas alam dengan PT AAF, serta terletak di jalur lalu lintas kapal international Selat Malaka sehingga sangat strategis terhadap negara sasaran ekspor.
Gambar 1.1 Lokasi PT Pupuk Iskandar Muda
1.2.2 Area Pabrik
Untuk keperluan rencana pembangunan PT PIM, telah dibebaskan tanah seluas 323 Ha dengan perincian 162 Ha untuk keperluan pabrik dan perkantoran serta 161 Ha untuk kebutuhan perumahan dan sarana fasilitasnya.
1.3 Logo Perusahaan
1. Makna dari segi warna:
Gambar 1.2 Logo PT PIM.
a. Hitam: melambangkan keuletan, ketahanan dan
ketekunan. b. Kuning : melambangkan keagungan cita-cita.
c. Biru : yang melambangkan kebijaksanaan, kewibawaan, kekuasaan dan ilmu pengetahuan.
d. Putih : melambangkan kesucian, keluhuran budi dan kejujuran.
2. Makna dari segi bentuk, simbol PT PIM memiliki beberapa makna, yaitu:
a. Bunga Seulanga
Merupakan bunga pujaan masyarakat Aceh, menggambarkan ciri sekaligus cita – cita seluruh bangsa Indonesia akan kesuburan dan kemakmuran bangsa.
b. Kelopak Bunga
Berjumlah lima lembar mengingatkan kita kepada lima dasar falsafah Negara Republik Indonesia, Pancasila.
c. Pinggiran Bunga
Berupa garis berirama melambangkan tali persaudaraan yang kuat di antara karyawan dan keluarga besar PT Pupuk Iskandar Muda.
d. Kumpulan Putik dan Benang Sari
Kumpulan Putik dan benang sari yang berbentuk bulatan
melambangkan kebulatan tekad, pengabdian, persatuan, dan kesatuan dari seluruh karyawan dalam mengemban misi pembangunan yang diberikan Pemerintah kepada perusahaan menuju sasaran.
e. Kepala Gajah
Menggambarkan kebesaran jiwa dalam dinamika pembangunan. f. Gajah Putih
Merupakan simbol kebesaran sejarah kesultanan Aceh dimasa Sultan Iskandar Muda yang telah membawa kemakmuran
bangsa. g. Sepasang Gading
Sepasang gading yang menantang menggambarkan senjata yang
sewaktu- waktu dapat digunakan sebagai pertahanan dari gangguan dan ancaman dari luar.
h. Dua Puluh Empat Guratan
Dua puluh empat guratan pada belalai dan dua garis di pangkal belalai gajah menggambarkan hari berdirinya PT Pupuk Iskandar Muda pada tanggal 24
Februari 1982.
i. Tulisan “Pupuk Iskandar Muda”
Menunjukkan nama perusahaan, dan tulisan “Aceh-Indonesia”
menunjukkan lokasi pabrik.
j. Dua Buah Titik
Dua buah titik yang terletak di antara kedua tulisan “Pupuk Iskandar Muda” dan “Aceh-Indonesia” di atas melambangkan moto karyawan PT Pupuk Iskandar Muda, yakni “Bertaqwa dan Berprestasi”.
1.4 Visi, Misi, Tata Nilai, Makna dan Tri Tekad Perusahaan 1.4.1 Visi
Visi PT PIM adalah menjadi perusahaan pupuk dan petrokimia yang kompetitif.
1.4.2 Misi
Adapun Misi PT PIM, yaitu memproduksi dan memasarkan pupuk dan petrokimia dengan efisien, memenuhi standar mutu dan berwawasan lingkungan, memberikan nilai tambah kepada stake holder, serta berperan aktif menunjang ketahanan pangan.
1.4.3 Tata Nilai
PT Pupuk Iskandar Muda memiliki lima tata nilai yang ditanamkan dan harus dimiliki setiap individu yang berada didalamnya yang disingkat dengan sebutan “AKHLAK”. Adapun lima tata nilai tersebut adalah sebagai berikut.
Amanah, memegang penuh kepercayaan yang diberikan.
Kompeten, terus belajar dan mengembangkan kapabilitas.
Harmonis, saling peduli dan menghargai perbedaan.
Loyal, berdedikasi dan mengutamakan kepentingan bangsa dan begara.
Adaptif, yakni terus berinovasi dan antusias dalam menggerakkan ataupun menghadapi perubahan.
Kolaboratif, membangun kerja sama yang sinergis.
1.4.4 Makna
Makna dari pembangunan PT PIM adalah berperan aktif dalam ketahanan pangan dan kemakmuran bangsa.
1.4.5 Tri Tekad
Tri tekad dari PT PIM, yaitu tetap semangat dan menjunjung tinggi integritas, mengutamakan kerja sama dan efisien dalam menggunakan sumber daya perusahaan, peduli terhadap kebutuhan dan kepuasan pelanggan.
1.5 Unit Produksi 1.5.1 PIM-1
Teknologi dan kapasitas desain dari pabrik PIM-1 untuk unit urea dan ammonia, yaitu:
a. Unit Urea, menggunakan teknologi Mitsui Toatsu Total Recycle C Improved, Jepang, dengan kapasitas desain sebesar 570.000 ton/tahun.
b. Unit Ammonia, menggunakan teknologi Kellog, Amerika, dengan kapasitas desain 330.000 ton ammonia/tahun.
1.5.2 PIM-2
Teknologi dan kapasitas desain dari pabrik PIM-2 untuk unit urea dan ammonia, yaitu:
a. Unit Urea, menggunakan teknologi ACES-TEC, Jepang, dengan kapasitas desain sebesar 570.000 ton / tahun.
b. Unit Ammonia, menggunakan teknologi Kellog Brown & Root, AS, dengan kapasitas desain 396.000 ton ammonia/tahun.
1.5.3 Fasilitas Pendukung PT Pupuk Iskandar Muda
Pabrik PT Pupuk Iskandar Muda dilengkapi dengan unit penunjang produksi, diantaranya:
a. Unit Pelabuhan PT Pupuk Iskandar Muda mampu disandari kapal-kapal curah berbobot mati sampai 25.000 DWT. Kedalaman rata-rata 10,5 meter pada saat air surut dan dilengkapi dengan sarana loading pupuk curah ke dalam kapal (ship loader), dan sarana navigasi.
b. Gudang urea terdiri dari:
1. Gudang curah (bulk storage) dengan kapasitas 70.000 ton, terdiri dari 35.000 ton urea prill dan 35.000 ton urea curah dilengkapi dengan fasilitas portal scrapper dan conveyor system.
2. Gudang tong (bag storage) dengan kapasitas 5.000 ton.
c. Unit pengantongan pupuk terdiri dari 4 line dengan kemampuan produksi pengantongan 1.500 ton/hari.
d. Laboratorium pengendalian proses produksi yang berada di unit utilitas, unit ammonia, dan unit urea. Laboratorium utama (central laboratory) yang selalu memeriksa mutu hasil produksi dan memonitor limbah.
e. Unit pengantongan pupuk terdiri dari 4 line dengan kemampuan produksi pengantongan 1.500 ton/hari.
f. Perbengkelan yang menunjang pemeliharaan pabrik, yaitu bengkel las dan pipa, bengkel mesin dan peralatan pabrik, bengkel instrument, bengkel listrik, serta perbengkelan pertukangan kayu, isolasi, dan batu tahan api.
1.6 Pencegah Pencemaran
PT Pupuk Iskandar Muda sejak awal telah memasukan ke dalam konsep rancangan masalah pengolahan limbah buangan pabrik. Menjaga kelestarian lingkungan dan keseimbangan ekosistem adalah komitmen dasar PT Pupuk Iskandar Muda dalam menjadikan dirinya sebagai perusahaan yang berwawasan lingkungan. Upaya ini antara lain dilakukan dengan cara mencegah sekecil mungkin terjadinya pencemaran lingkungan. Bahan buangan pabrik PT Pupuk Iskandar Muda tidak berbahaya karena seluruh peralatan telah dirancang sedemikian rupa dengan dilengkapi proses daur ulang bahan buangan.
Secara teknis, semua buangan pabrik tidak berbahaya, karena seluruh peralatan yang telah dirancang dilengkapi dengan proses penetralan kembali
seluruh bahan buangan. Berikut penjelasan proses penetralan kembali bahan buangan.
a. Buangan berupa air dikumpulkan dalam kolam pengolahan, dikolam ini terjadi proses pengendapan yang terlarut, penetralan pH dan penambahan kandungan oksigen.
b. Buangan berupa gas dari pabrik yang keluar melalui vent pembuangan sudah tidak mengandung gas yang berbahaya, sebagian gas buangan tersebut berupa uap air.
c. Debu-debu urea yang terjadi pada saat pembutiran urea diserap dan diamankan dengan bagian filter.
d. Kebisingan yang timbul dari mesin dan cerobong dikurangi dengan memasang peredam pada rumah-rumah compressor sehingga memenuhi persyaratan nilai ambang kebisingan.
1.7 Struktur Organisasi PT Pupuk Iskandar Muda
Organisasi dapat diartikan sebagai suatu sistem dari aktivitas yang dilakukan oleh dua orang atau lebih untuk mencapai suatu tujuan bersama, di dalam organisasi, pembagian tugas adalah suatu keharusan. Pembagian tugas akhirnya menghasilkan departemen-departemen dan job description dari masing- masing departemen sampai unit-unit terkecil dalam organisasi. Struktur organisasi dalam suatu perusahaan sangat diperlukan untuk merumuskan suatu organisasi yang dapat menunjang keberhasilan perusahaan.
Perusahaan yang berhasil dalam mencapai tujuan tidak hanya tergantung pada modal dan proses industrinya, tetapi juga pada sistem manajemen yang baik. Di dalam hal ini diperlukan struktur organisasi yang fleksibel dan berkembang sesuai dengan kondisi yang dihadapi perusahaan.
Semua unsur organisasi perusahaan dalam pelaksanaan kegiatan wajib menerapkan prinsip 8 koordinasi, integrasi, dan sinkronisasi, baik intern maupun ekstern untuk mencapai kesatuan gerak secara sinergi yang disesuaikan dengan tugas pokok masing-masing.
Dewan Direksi (Board of Director) berfungsi mengelola perusahaan secara korporat sesusai dengan yang telah ditetapkan pemegang saham melalui kebijakan strategi korporasi, seperti: pemasaran, produksi, keuangan, pengembangan, dan pemberdayaan seluruh aset dan potensi yang dimiliki. Secara struktural, unit kerja dibawah Direksi adalah setingkat Kompartemen disebut Departement dipimpin oleh General Manajer (Grade-1) dan unit kerja kompartemen disebut Departemen, dipimpin oleh Manajer (Grade-2). Unsur- unsur Organisasi PT PIM, terdiri dari:
1. Unsur Pimpinan adalah direksi yang terdiri dari : Direktur Utama, Direktur Produksi dan Operasi, Direktur Keuangan dan Umum.
2. Unsur Pembantu Pemimpin adalah terdiri dari : Sekretaris Perusahaan, Satuan Pengawas Intern (SPI), Kompartemen Produksi, Kompartemen Pemeliharaan, Kompartemen Keuangan, Komparteman Umum, Kompartemen Sumber Daya Manusia, Kompartemen Transformasi Bisnis dan Kompartemen Teknik & Pengembangan.
3. Unsur Pelaksanaan adalah yang langsung melaksanakan proses produksi, pemeliharaan pabrik serta yang melaksanakan pemasaran produk, yaitu : Kompartemen Produksi, Kompartemen Pemeliharaan, dan Kompartemen Transformasi Bisnis.
4. Unsur Penunjang terdiri dari Kompartemen lainnya sebagaimana yang tertera pada struktur organisasi (terlampir).
5. Unsur Pengawas merupakan Unit Kerja yang melakukan pengawasan dan inspeksi seluruh kegiatan perusahaan meliputi operasional dan keuangan yang terdiri dari : Satuan Pengawasan Intern (SPI), Kompartemen Pemeliharaan (K3LH), dan Kompartemen Produksi (Departemen Rendal Produksi).
1.8 Tujuan Kerja Praktek
Sasaran dan tujuan yang ingin dicapai dalam pelaksanaan Praktek Kerja Lapangan ini antara lain sebagai berikut:
a. Menyelesaikan salah satu tugas sebagai syarat untuk memenuhi kurikulum Jurusan Teknik Kimia Universitas Syiah Kuala.
b. Menerapkan dan membandingkan ilmu-ilmu teoritis yang diperoleh dibangku kuliah didalam pekerjaan yang sebenarnya.
c. Sebagai bekal pengalaman kelak jika telah menyelesaikan pendidikan dan mengabdikan ilmu yang diperoleh pada masyarakat.
1.9 Waktu Pelaksanaan Praktek Keja Lapangan
Praktek Kerja Lapangan di PT Pupuk Iskandar Muda ini dilaksanakan selama 1 bulan terhitung mulai tanggal 03 Juli s.d 31 Juli 2023.
1.10 Jam Kerja Praktek
Jam kerja praktek disesuaikan dengan jam kerja karyawan regular PT Pupuk Iskandar Muda sebagai berikut:
No. Hari Jam Kerja Praktek Istirahat
1 Senin s/d kamis 07:30 s/d 16.30 12:30 s/d 13:30
2 Jum’at 07:30 s/d 17:30 12:00 s/d 14:00
BAB II PROSES PRODUKSI
Unit produksi pada PT Pupuk Iskandar Muda yang mengolah bahan baku menjadi pupuk urea dibagi menjadi tiga unit yaitu unit utilitas, unit ammonia dan unit urea.
2.1 Unit Utilitas
Unit utilitas adalah struktur pendukung yang memenuhi kebutuhan operasional pabrik, terutama sumber daya yang terkait dengan penyediaan bahan baku dan perlengkapan lainnya. PT PIM memiliki unit utilitas yang mencakup beberapa area, yaitu area Water Intake, area Pembangkit Steam, area Pembangkit Listrik, area Instrument/Plant Air, area Pengukur Gas serta area Pengolahan Air Buangan.
Keterkaitan antara unit utilitas dengan unit Ammonia dan Urea ditampilkan pada Gambar 2.1.
Gambar 2.1 Keterkaitan Unit Utilitas dengan Pabrik Ammonia dan Urea
11
12
2.1.1 Unit Water Intake
Berada di Kabupaten Bener Meriah. Air ini dipompa dengan laju aliran normal sekitar 700-800 ton/jam pada tekanan minimal 2 kg/cm2G perangkat ini memiliki tiga unit pompa, masing-masing pompa berkapasitas 1.250 ton/jam.
Sistem Water Intake dilengkapi dengan tiga kelompok pompa, masing- masing pompa memiliki kapasitas 1.250 ton/jam dan dilengkapi dengan beberapa peralatan, yaitu:
Bar Screen yang menyaring benda-benda terapung kasar yang mungkin berada di area hisap, agar tidak mengganggu proses pengolahan air berikutnya.
Intake Pond, merupakan reservoir 27,9 x 7,6 m2 yang digunakan untuk meningkatkan pemurnian air yang akan digunakan sebagai bahan baku.
Selanjutnya air dipompa ke tangki pengendapan.
Tangki Sedimentasi, struktur untuk mengatur gravitasi partikel kasar dan mengontrol laju aliran yang akan diangkut, tangki dibagi menjadi lima saluran, dan secara bergantian saluran satu dibersihkan dan lumpur dibuang.
2.1.2 Unit Pengolahan Air (Water Treatment Plant)
Pabrik membutuhkan air sebagai bahan baku serta bahan yang menunjang proses yaitu dalam bentuk filter water dan demin water (polish water). Selain itu, poTabel water juga diproduksi sebagai air minum. Air baku yang diolah menjadi air seperti tersebut diatas dapat dijelaskan menggunakan bagan proses berikut ini:
Gambar 2. 2 Blok Diagram Utility-1 2.1.2.1 Clarifier
Clarifier (53-FD-1001) digunakan untuk mengontrol aliran air dalam proses aliran air agar tetap bersih dan terbebas dari zat padat dengan tiga langkah yaitu koagulasi, flokulasi dan pengendapan. Clarifier memiliki kapasitas 1330 ton/jam dan sistem ventilasi murni 600-800 ton/jam (normal). Di pintu masuk pembersih, disuntikkan beberapa zat kimia, yaitu aluminium sulfat, klorin, soda kaustik. Kemudian disuntik koagulan aid, koagulan aid disuntik pada tahap akhir agar tidak menyebabkan penggumpalan Adapun fungsi dari zat-zat kimia tersebut adalah:
a. Alum Sulfat (Al2(SO4)3)
Berfungsi untuk membentuk gumpalan dari partikel yang tersuspensi dalam air. Bila alum dikontakkan dengan air maka akan terjadi hidrolisa yang menghasilkan alumunium hidroksida (Al2(SO4)3) dan asam sulfat. Reaksi yang terjadi adalah:
(Al2(SO)3). 18 H2O + 6 H2O 2 Al(OH)3 + 3H2SO4 + 18 H2O Gumpalan Al(OH) 3 yang berupa koloid akan mengendap bersama kotoran
lain yang terikut ke dalam air dan H2SO4 akan mengakibatkan air bersifat asam. Penambahan alum tergantung pada kekeruhan (turbidity) dan laju alir air umpan baku. Musim hujan kekeruhan air lebih tinggi dibandingkan musim kemarau.
b. Caustik Soda (NaOH)
Untuk menetralkan asam yang terbentuk selama reaksi pada proses sebelumnya. Asam atau basanya larutan mempengaruhi konsentrasi, pH yang diinginkan antara 6 dan 8. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut.
H2SO4 + 2 NaOH Na2SO4 + 2 H2O
c. Clorine (Cl2)
Clorine ditambahkan karena dapat mematikan mikroorganisme dalam air, serta untuk mencegah tumbuhnya lumut pada dinding clarifier yang akan berakibat buruk pada proses berikutnya.
d. Coagulant Aid
Dengan menambah bahan ini akan menggabungkan gumpalan-gumpalan sebelumnya dan membentuk gumpalan yang lebih besar sehingga sedimentasi akan berjalan lebih cepat.
2.1.2.2 Saringan Pasir (Gravity Sand Filter)
Air dari clarifier yang meluap akan masuk ke Gravity Sand Filter (53-FD- 1002). Gravity Sand Filter (53-FD-1002) memiliki enam unit, yaitu lima unit kerja dan satu unit bantu. Pada langkah ini, pasir bertindak sebagai media filter, terletak berdasarkanbesar kecilnya pasir. Pasir besar diletakkan di bagian atas dan yang terkecil di bagian bawah. Filter pasir bekerja berulang kali, ketika kapasitas hisap jenuh, diperlukan pencucian balik. Saat pencucian, proses diteruskan ke unit bantu. Proses ini terus berlangsung secara teratur.
2.1.2.3 Filter Water Reservoir
Air dari Gravity sand filter (53-FD-1002) dialirkan ke dalam Filter Water Reservoir (53-FB-1006) dengan kapasitas 215 m. Pada tahap ini, air akan
dialirkan ke dalam tiga tangki, yaitu:
a. PoTabel Water Tank (53-FB-1002)
Pada langkah ini dilakukan penambahan agar mikroorganisme yang ada dalam air mati, Hal tersebut dilakukan agar memenuhi persyaratan air minum yang dapat digunakan untuk kehidupan sehari-hari.
b. Filter Water Tank (53-FB-1001)
Digunakan sebagai penambah air pendingin, pembersihan, dan digunakan juga untuk air pemadam.
c. Recycle Water Tank (53-FB-1008)
Air pada tahap ini akan diolah lagi agar terbebas dari mineral dan dapat digunakan untuk umpan boiler.
Karakteristik air dari proses diatas diharapkan sesuai dengan desain seperti pada Tabel 2.1.
Tabel 2.2 Karakteristik Air Filter
Spesifikasi Kuantitas Satuan
Tekanan umpan 7,7 Kg/cm2 G
Temperatur umpan 29 °C
Alalinitas 15 ppm sebagai CaO3
Klorida 60 ppm sebagai CaO3
Sulfat 41 ppm sebagai CaO3
Total anion 62 ppm sebagai CaO3
Kalsium 9 ppm sebagai CaO3
Magnesium 4 ppm sebagai CaO3
Na + K 49 ppm sebagai CaO3
Total kation 62 ppm sebagai CaO3
Klorin 0,5 ppm sebagai Cl
Silika 36 ppm sebagai SiO2
pH 6,5 – 7 -
Konduktivitas 100 MM ohm/cm
Spesifikasi Kuantitas Satuan
Besi 0,1 ppm sebagai Fe
Bahan Organik 5 Ppm wt
Turbiditas 3 Ppm (max)
Warna 20 Ppm sebagai hazen unit
2.1.2.4 Saringan Karbon Aktif (Activated Carbon Filter)
Air dari tangki air recycle (53-FB-1008) diumpankan ke Filter Karbon Aktif (53-FD-1003) untuk mengadsorpsi CO2 yang larut dalam air dan bahan organik dalam air filter dan sisa klorin dari air sebelum memasuki tahap selanjutnya.
2.1.2.5 Demineralizer
Unit ini berfungsi untuk membebaskan air dari unsur-unsur silika, sulfat, chloride (klorida) dan karbonat dengan menggunakan resin. Unit ini terdiri dari:
a. Cation Tower (53-DA-1001)
Proses ini bertujuan untuk menghilangkan unsur-unsur logam yang berupa ion-ion positif yang terdapat dalam air dengan menggunakan resin kation R- SO3H (tipe Dowex Upcore Mono A-500). Proses ini dilakukan dengan melewatkan air melalui bagian bawah, dimana akan terjadi pengikatan logam- logam tersebut oleh resin. Resin R-SO3H ini bersifat asam kuat, karena itu disebut asam kuat cation exchanger resin.
Reaksi yang terjadi adalah:
CaCl + 2R – SO3H (R – SO3)2Ca + 2 HCl MgCl + 2R – SO3H (R – SO3)2Mg + 2 HCl NaCl + 2R – SO3H (R – SO3) Na + 2 HCl CaSO4 + 2R – SO3H (R – SO3)2Ca + 2 H2SO4
MgSO4 + 2R – SO3H (R – SO3)4Mg + 2 H2SO4
NaSO4 + 2R – SO3H (R – SO3)4Na + 2 H2SO4
Na2SiO4 + 2R – SO3H (R – SO3)4Na + 2 H2SiO4
CaCO3 + 2R – SO3H (R – SO3)4Ca + 2 H2CO3
Dan untuk memperoleh resin yang aktif kembali dilakukan Regenerasi dengan menambahkan H2SO4 pada resin tersebut, sedangkan back wash pada resin dilakukan 1 bulan sekali dan Back Wash for Cation Resin Tank (FA-1017).
b. Degasifier (53-DA-1002)
Degasifier berfungsi untuk menghilangkan gas CO2 yang terbentuk dari asam karbonat pada proses sebelumnya, dengan reaksi sebagai berikut:
H2CO3 H2O + CO2
Proses Degasifier ini berlangsung pada tekanan vakum 740 mmHg dengan menggunakan steam ejector, tangki ini terdapat netting ring sebagai media untuk memperluas bidang kontak antara air yang masuk dengan steam bertekanan rendah yang diinjeksikan. Sedangkan keluaran steam ejektor dikondensasikan dengan injeksi air dari bagian atas dan selanjutnya ditampung dalam seal pot sebagai umpan Recovery Tank.
c. Anion Tower (53 -DA-1003)
Air dari degasifier dipompakan kedalam anion tower (53 -DA-1003) melalui bagian bawah yang bertujuan untuk mendapatkan kualitas air bebas asam dengan menggunakan resin anion R=NOH. Anion tower berfungsi untuk menyerap atau mengikat ion-ion negatif yang terdapat dalam air yang keluar dari degasifier. Resin pada anion tower adalah R=NOH (tipe dowex upcore mono C- 600). Reaksi yang terjadi adalah:
H2SO4 + 2 R = N – OH (R = N) 2SO4 + 2 H2O
HCl + R = N – OH R = N – Cl + H2O
H2SiO3 + 2 R = N – OH (R = N) 2SiO3 + 2 H2O
H2CO3 + R = N – OH R = N – CO3 + H2O
HNO3 + R = N – OH R = N – NO3 + H2O
Reaksi ini menghasilkan H2O, oleh karena itu air demin selalu bersifat netral. Air keluar tangki ini memiliki pH = 7,5 – 8,5. Konduktifitas kurang dari 3µΩ. Untuk mendapatkan resin yang aktif kembali harus dilakukan regenerasi dengan menambahkan NaOH pada resin anion tersebut.
d. Mix Bed Polisher (53-DA-1004)
Berfungsi untuk menyerap sisa-sisa ion yang lolos dari proses sebelumnya, sehingga diharapkan air yang keluar dari Mix Bed Polisher telah bersih dari anion dan kation. Pada Mix Bed Polisher terdapat resin kation dan resin anion untuk menghilangkan sisa kation dan anion, terutama natrium dan sisa asam sebagai senyawa silika, dengan reaksi sebagai berikut:
Reaksi Kation:
Na2SiO3 + 2 R – SO3H 2 RSO3Na + H2SiO3
Reaksi Anion:
H2SiO3 + 2 R = N – OH 2 RSO3Na + H2SiO3
Untuk mendapatkan resin yang aktif kembali, dilakukan regenerasi dengan menggunakan H2SO4 dan NaOH.
Reaksi:
R – SO3Na + H2SO4 R – SO3H + Na2SO4
R ≡ N – SiO3 + NaOH R ≡ N – OH + Na2SiO3
Gambar 2.3 Demineralized Water Unit Utilitas-1
Air yang telah bebas mineral tersebut dimasukkan ke Polish Water Tank (53- FB- 1004) dan digunakan untuk air umpan boiler. Karakteristik air demin yang diharapkan sesuai dengan desain adalah:
Table 2.2 Karakteristik Air Demin
Spesifikasi Kuantitas Satuan
Keluaran penukar kation 0,5 ppm TDS (max)
Keluaran penukar anion 0,1 ppm TDS (max)
Silika 0,05 Ppm silika (max)
2.1.3 Unit Pembangkit Steam
Steam sangat diperlukan untuk operasi pabrik. Kegunaan steam diantaranya adalah:
a. Penggerak turbin-turbin pada pompa atau kompresor b. Sumber panas proses
c. Media pelucut
d. Pembantu system pemvakuman
Pembangkit steam (kukus) pada unit utilitas ini terdiri dari Package Boiler (53-BF-4001) dengan sumber panas dari pembakaran fuel gas dan Waste Heat Boiler (53-BF-4002) dengan pemanfaatan panas buangan General Main Electric. Air dari Polish Water Tank (53-FB-1004) dimasukkan kedalam Deaerator (53- EG-4001) untuk menghilangkan CO dan O2 terlarut dengan menginjeksikan hydrazine (N2H4) untuk mencegah korosi.
Reaksinya adalah sebagai berikut:
N2H4 + O2 2 H2O + N2
Pada outlet Deaerator juga diinjeksikan ammonia yang berfungsi untuk menaikkan pH dari boiler feed water. Prinsip kerja dan komponen penyusun Package boiler dan WHB pada dasarnya sama, hanya berbeda pada sumber panas yang diperoleh.
Pembangkit steam didesain oleh MACCHI, yang dilakukan dengan membakar bahan bakar gas di dalam ruang pembakaran sehingga menghasilkan
panas untuk water tube. Keistimewaan dari water tube boiler adalah waktu yang singkat dibutuhkan untuk menaikkan tekanan uap, fleksibel terhadap perubahan beban dan fleksibel pada operasi beban tinggi dari pembangkit uap.
Sistem operasinya adalah air yang dari Deaerator masuk ke Economizer lalu dialirkan ke Steam Drum, dalam Steam drum diinjeksikan Na3PO4 untuk mengikat komponen hardness serta untuk menaikkan pH air boiler. Sirkulasi antara Steam Drum dan coil- coil pemanas berlangsung secara alami karena perbedaan berat jenis air dalam
pipa.
Steam Drum juga dilengkapi Cyclone Separator yang berguna untuk memberikan pemisahan tingkat pertama dari uap dan air dengan pemisahan tambahan screen sebelum uap meninggalkan Steam Drum. Steam yang dihasilkan oleh unit utilitas diantaranya:
a. Steam bertekanan sedang, dengan tekanan 44 kg/cm2G dan temperatur 390
± 5oC, diproduksi dari Waste Heat Boiler (WHB) dan Packed Boiler (PB) untuk melayani pabrik urea, offsite dan untuk start-up pabrik ammonia.
Package Boiler pada PIM-2 mampu menyediakan superheated steam pada temperatur 390 ± 5oC dan tekanan 44 kg/cm2G dengan kapasitas sebesar 120 ton/jam.
b. Steam tekanan rendah, dengan tekanan 3,5 kg/cm2G dan temperatur 220oC, dihasilkan dari blow down flash drum, letdown valve, dan keluaran turbin di unit utilitas yang digunakan untuk Deaerator, Instrument Air Dryer, unit Stripper Ammonia dan peralatan lainnya yang memerlukan panas.
c. Steam jenuh bertekanan rendah, dengan tekanan 3,5 kg/cm2G dihasilkan dari Desuperheater yang digunakan untuk ammonia heater dan water heater.
2.1.4 Unit Pembangkit Listrik
Untuk memenuhi kebutuhan listrik, pabrik PT. Pupuk Iskandar Muda menyuplai listrik dari beberapa generator sebagai sumber tenaga pembangkit listrik yang dapat diklasifikasikan sebagai berikut :
a. Main Generator-2 (63-EG-7001)
Generator ini merupakan generator utama sumber tenaga listrik di unit utilitas-2 yang digerakkan dengan turbin berbahan bakar gas alam, fungsinya adalah untuk menyalurkan listrik ke seluruh pabrik dan perumahan.
Daya : 20 MW Tegangan : 13,8 KV
b. Main Generator-1 (53-GI-7001)
Generator ini merupakan generator utama sumber tenaga listrik di utilitas- 1 yang digerakkan dengan turbin berbahan bakar gas alam, fungsinya sama dengan main generator-2 dan hanya salah satu main generator saja yang
beroperasi. Daya :15 MW Tegangan : 13,8 KV
c. Standby Generator (53-GI-7002)
Generator ini hanya dioperasikan apabila terjadi gangguan pada main generator. Sebagai bahan bakarnya dapat menggunakan solar atau gas alam.
Daya : 1,5 MW Tegangan : 2,4 KV
d. Emergency Generator (53-GH-7001)
Merupakan generator cadangan, yang dipakai dalam keadaan mendadak apabila terjadinya gangguan pada main generator dan pada saat peralihan ke standby generator.
Daya : 350 KW Tegangan : 480 KV
e. Uninterrupted Power Supply (UPS)
Fungsinya untuk mencegah terputusnya arus sesaat sebelum Emergency Generator (53-GH-7001) beroperasi. Sumber arus berasal dari baterai.
2.1.5 Unit Udara Instrumen dan Udara Pabrik
Kompresi udara pada saat start up pabrik dan emergency menggunakan Compressor (53-GB-5001) sedangkan pada saat beroperasi digunakan Compressor Ammonia (51-101-J) dengan tekanan 35 kg/cm2G. Udara melewati
Dryer untuk menghilangkan kandungan H2O dengan menggunakan silika alumina gel (silica gel).
Fungsi dari udara instrument adalah menggerakkan Pneumatic Control Valve, pembersihan di Boiler dan pembilasan (flushing) di Turbin. Fungsi dari udara pabrik ialah untuk flushing jaringan Pipa, mixing Tangki Kimia pengantongan urea dan pembakaran di burning pit. Karakteristik udara yang diharapkan sesuai dengan desain seperti pada Tabel 2.3.
Tabel 2.3 Karakteristik Udara Pabrik
Komponen Kuantitas (% mol)
Nitrogen (N2) 78,084
Oksigen (O2) 20,947
2.1.6 Unit Pemisahan Udara (Air Separator)
Air Separator (N2 dan O2) ini bekerja sesuai dengan titik lelehnya. Udara terkompresi setelah melewati saringan udara dengan kompresor dengan tekanan 41 kg/cm2G yang digunakan untuk memisahkan kelembaban (kadar air) dari udara. Selanjutnya masuk ke unit pra-pendinginan (Precooler Unit) hingga suhu 5˚C. Udara yang terkondensasi dikeluarkan melalui Drain Separator dan dibiarkan di MS adsorben untuk menyerap CO2 dan H2O, kemudian udara ini dimasukkan ke dalam refrigerator (Cool Box). Cool Box N2 dan O dipisahkan oleh tiga sistem berbeda, yaitu:
Sistem 1 menghasilkanN2 gas, maksimal 300 Nm3/3jam.
Sistem 2 menghasilkan N2 cair, maksimal 50 Nm3/jam.
Sistem 3 menghasilkan O2 gas, 50 Nm/jam.
Dimana masing-masing sistem tersebut dijalankan sesuai dengan kebutuhan.
2.1.7 Unit Pengukur Gas
Digunakan untuk memisahkan fraksi berat (heavy hydrocarbons dan air) dan fraksi ringan (light hydrocarbons) dari gas alam di dalam Knock Out drum.
Fraksi berat tidak digunakan dan diangkut ke burning pit untuk dibakar. Fraksi ringan
digunakan sebagai gas proses pada unit ammonia dan sebagai gas buang pada unit utilitas dan ammonia. Indikasi flowmeter gas alam tersedia di lapangan dan di ruang kontrol untuk mengukur aliran, tekanan, suhu dan densitas.
2.1.8 Unit Pengolahan Air Buangan
Agar tidak terjadi pencemaran pada lingkungan sekitar pabrik, maka limbah dari produksi pabrik harus diolah sebelum dibuang ke lingkungan.
Penampungan limbah memiliki dua unit yaitu Waste Water Pond (WWP) serta Kolam Penampung dan Pengendalian Limbah (KPPL).
2.1.8.1 Kolam Air Limbah (WWP)
Kolam ini adalah unit penampungan limbah yang berasal dari tangki untuk menetralkan air limbah di unit demineralizer, Tangki penampungan lumpur pada unit proses pengolahan air, produksi ammonia dan produksi urea.
Dilakukan penambahkan acid atau caustic soda sampai mencapai pH 6 dan 8 pada air limbah agar air limbah tersebut netral. Setelah pH air limbah netral, baru boleh dialirkan ke sungai ataupun laut.
2.1.8.2 Kolam Penampung dan Pengendalian Limbah (KPPL)
Tempat penampungan dan pengendalian sampah atau sering disebut KPPL memiliki volume 5.250 m3. Fungsi KPPL adalah untuk mengontrol komposisi air limbah dan laju debit buangan, mengurangi jumlah padatan terlarut dengan menyimpan padatan yang tersisa di dalam air serta melepaskan amonia terlarut dalam air limbah untuk dibuang.
2.2 Ammonia-II
Pada pabrik Ammonia-2, proses pembuatan ammonia menggunakan teknologi Kellog Brown and Root (KBR) dari Amerika Serikat. Bahan baku yang digunakan untuk memproduksi ammonia adalah gas alam, steam (uap air) dan udara. Proses produksi ammonia terdiri dari lima unit utama, yaitu:
1. Unit Persiapan Gas Umpan Baku (Feed treatment)
Pemisahan Sulfur Organik
Pemisahan Merkuri
Pemisahan Awal CO2
Pemisahan Akhir Sulfur 2. Unit Pembuatan Gas Sintesa
Primary Reformer
Secondary Reformer
Shift Converter
3. Unit Pemurnian Gas Sintesa (Syngas purification)
Main CO2 Removal Unit
Methanator
Molecular Sieve Dryer
4. Unit Sintesa Ammonia (Ammonia synthesis loop)
Kompresi Gas Sintesa
Sintesa Ammonia (Syn loop) 5. Unit Pendinginan Ammonia 6. Unit Daur Ulang Ammonia 7. Unit Daur Ulang Hidrogen
2.2.1 Unit Persiapan Gas Umpan Baku
Gas alam Exxon Mobil pada tekanan 32 kg/cm2G dan suhu 26˚C mengalir ke Fuel and Feed Gas Knock Out Drum (KO-Drum) (61-200-F), dimana hidrokarbon berat dipisahkan sebagai bahan bakar dan bahan baku proses.
Sistem preparasi feed gas terdiri dari beberapa tahapan proses yaitu penghilangan belerang, penghilangan merkuri dan penghilangan CO2. Belerang (dalam bentuk belerang organik dan anorganik) bersifat racun bagi katalis dalam Reformer Primer, Reformer Sekunder, LTS, HTS, Metanator Dan Konverter Amonia. Merkuri (Hg) beracun bagi katalis HTS dan LTS. Kandungan karbon
dioksida (CO2) yang tinggi dapat menyebabkan rendahnya konversi gas metana menjadi gas tunggal di dalam reformer. Pada saat yang sama, fraksi hidrokarbon berat dapat menyebabkan deposit karbon pada katalis reformer pada temperatur tinggi. Akan tetapi karena gas yang dipasok oleh Exxon Mobil adalah gas yang sudah diolah, maka gas hanya melewati sistem untuk memastikan tidak ada lagi kotoran.
2.2.1.1 Desulfurizer
Gas alam adalah bahan baku pertama untuk proses Desulfurizer (61-201- DA/DB/DC). Di dalam Desulfurizer terdapat besi spons yang menyerap sulfur dari gas alam. Setiap belerang memiliki volume 68,8 M3. Durasi diperkirakan 90 hari untuk kadar H2S dalam gas alam maksimum 80 ppm dan pada desulfurisasi meninggalkan pabrik kadar H2S dalam gas alam adalah 5 ppm.
Reaksi yang dihasilkan adalah sebagai berikut.
Fe2O3 + 3H2S Fe2S3 + 3H2O
Operasi berlangsung dalam keadaan jenuh dan basa (pH antara 8,0 dan 8,5) pada 35°C. Kondisi saturasi dirancang untuk mengadsorpsi H2S oleh air dan akan mengalami reaksi dengan Fe2O3, dan diperlukan kondisi basa karena besi spons bersifat basa. Agar kondisi yang diinginkan tercapai maka disuntikkan hingga 4-
10% berat Na2CO3 secara berkala.
2.2.1.2 Mercury Guard Vessel
Aliran gas bebas belerang mengalir ke dalam Mercury Guard Vessel (61- 202-D) yang berisi 6,7 M3 karbon aktif dengan belerang yang berfungsi untuk menjerap merkuri yang terkandung dalam gas alam. Merkuri diubah menjadi senyawa merkuri sulfida dan kemudian teradsorpsi ke permukaan karbon aktif. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut.
Hg + H2S HgS + H2
Keluaran Hg dari unit ini diharapkan lebih kecil dari 160 ppm.
2.2.1.3 CO2 Pretreatment Unit (CPU)
Penghilangan CO2 bertujuan untuk mengurangi muatan energi dalam pengawet primer dengan cara menurunkan kandungan CO2 dari gas umpan. Gas alam dengan sekitar 23% CO2 di unit Pretreatment Unit (CPU) dikurangi menjadi konsentrasi pada kandungan CO2 sekitar 4% dengan larutan MDEA (metildietilamina teraktivasi) 50% berat sebagai penyerap. Penyerapan berlangsung pada suhu antara 70 dan 79oC di menara Absorber (61-201-E) dan pada tekanan sistem.
Reaksi yang terjadi adalah:
CO2 + H2O → H2CO3
H2CO3 + aMDEA ↔ (MDEAH) + (HCO3)-
Gas dialirkan kedalam absorber dari bawah sedangkan larutan aMDEA dari atas, yang akan mengakibatkan terrbentuknya bidang kontak antara keduanya. Larutan yang mengikat CO2 akan di olah dalam Stripper (61-202-E) dan kemudian dilepaskan ke udara. Selain CO2, larutan aMDEA juga dapat mengikat hidrogen sulfida, sehingga produk CO2 yang diregenerasi di CPU tidak dapat digunakan sebagai produk sampingan, karena proses selanjutnya di pabrik urea membutuhkan CO2 murni, yang tidak mengandung hidrogen sulfida dan kotoran lainnya.
Temperatur dan tekanan memiliki pengaruh besar pada penyerapan dan pelepasan CO2, karena penyerapan baik pada temperatur rendah maupun tekanan tinggi, sedangkan stripping bekerja dengan baik pada temperatur tinggi dan tekanan rendah. Dalam keadaan ini, kedua reaksi berlangsung secara optimal.
2.2.1.4 Final Desulfurizer
Final Desulfurizer (61-108-D) wadah dengan dua katalis, unggun atas berisi katalis nikel molibdat, yang berfungsi untuk mengubah belerang organik dalam umpan gas menjadi belerang anorganik (H2S) dengan bereaksi dengan hidrogen, dan unggun bawah berisi katalis ZnO, yang berfungsi untuk menyerap H2S dibuat dari tempat unggun pertama.
Sebelum memasuki Final Desulfurizer, tekanan gas adalah 39-44 kg/cm2G dengan Feed Gas Compressor (61-102-J). Temperatur gas yang memasuki
desulfurizer akhir adalah 371°C. Ketika suhu di bawah 371°C hingga 320°C, reaksi metanasi terjadi, menyebabkan kenaikan suhu pada desulfurisasi akhir itu sendiri, dan ketika suhu di atas 371°C, pada 400°C akan terbentuk karbamat karena terdapat kandungan NH3 dalam gas H2 recycle dan CO2 dalam gas umpan.
Usia ZnO adalah sekitar 5 tahun dalam produksi desulfurizer akhir (61- 108- D), kandungan H2S dalam gas harus <0,1 mg/m3.
2.2.2 Unit Pembuatan Gas Sintesa (Reforming)
Unit ini berfungsi untuk mengkonversi gas dari proses sebelumnya menjadi menjadi gas CO, CO2 dan H2 melalui langkah-langkah proses berikut.
2.2.2.1 Primary Reformer
Gas proses memasuki Primary Reformer dengan Superheated Steam dan rasio uap / karbon 3,2 : 1 untuk konversi menjadi CO, CO2 dan H2. Ketika rasio uap kurang dari 3,2 maka reaksi karbonisasi (pembentukan karbon atau fisi) terjadi, akan menghasilkan penonaktifan katalitik karena pemanasan lokal.
Ada dua jenis katalis yang digunakan untuk melakukan reaksi reforming pada Primary Reformer, yaitu nikel (ICI - 57 - 4) di bagian atas dan nikel (ICI - 24
- 5) di bagian bawah. Untuk melindungi katalis nikel dari endapan karbon, katalis tersebut diresapi dengan kalium. Reaksi yang terjadi pada Primary Reformer adalah sebagai berikut.
Reaksi reforming: CH4 + H2O → CO + 3H2 (endotermis)
Reaksi dalam Primary Reformer menyerap panas atau reaksi endoterm.
Sumber panas dihasilkan oleh 80 burner dengan pengapian rendah untuk memanaskan 128 tabung katalitik. Temperatur gas masuk yang dimodifikasi adalah
490°C. Suhu reaksi dipertahankan pada 823°C pada tekanan 41 kg/cm2G.
Ketika
suhu lebih rendah, reaksi bergerak ke kiri (reaktan).
Primary Reformer (61-101-B) memiliki dua bagian yaitu bagian radian dan bagian konveksi. Bagian radian adalah ruang bakar yang berisi tabung katalis dan burner. Tekanan pada Primary Reformer dijaga pada -7 mm H2O agar
temperatur lebih hemat dan api tidak padam. Induct Draft Fan (61-101-BJ1T) digunakan untuk
menjaga vakum. Sedangkan udara pembakaran disuplai ke burner oleh Force Draft Fan (61-101-BJ2T). Bagian konveksi adalah ruang untuk memanfaatkan panas dari gas buang yang dihasilkan selama pembakaran secara radial mult i- koil.
2.2.2.2 Secondary Reformer
Untuk melengkapi reaksi reforming yang berlangsung di Primary Reformer (61-101-B) gas dikirim ke Secondary Reformer (61-103-D) yang juga berfungsi untuk mengubah gas H2, CO dan CO2. Aliran gas ini bercampur dengan aliran udara dari Kompresor Udara (61-101-J) yang mengandung O2 dan N2. Gas, uap, dan udara mengalir ke bawah melalui unggun yang mengandung katalis nikel C14-2RR dan CI4-4GG, yang mengarah ke suhu gas yang lebih tinggi sebelum memasuki katalis. Reaksinya adalah sebagai berikut.
2H2 + O2 2H2O
CH4 + H2O CO + 3H2 + Q CO + H2O CO2 + H2 + Q
Reaksi primer pada Secondary Reformer adalah reaksi endotermik, yang menggunakan sumber panas yang dihasilkan dari pembakaran H2 dan O2. Secondary Reformer beroperasi pada suhu 1287oC dan tekanan 31 kg/cm2G.
Perubahan tersebut menggunakan Waste Heat Boiler (61-101-C) dan High Pressure Steam Superheater (61-102-C) sebagai pembangkit uap yang menggunakan panas yang dihasilkan dari pembakaran H2 dan O2. Gas dari Secondary Reformer memiliki temperatur 371oC setelah didinginkan oleh kedua Waste Heat Exchanger.
2.2.2.3 Shift Converter
Gas CO yang merupakan keluaran dari Secondary Reformer yang akan dikonversi menjadi CO2 pada unit ini.
Unit ini terbagi menjadi dua bagian yaitu:
a. High Temperature Shift Converter (61-104 –D1) b. Low Temperature Shift Converter (61-104 –D2)
High Temperature Shift Converter (HTS) (61-104-D1) bekerja pada temperatur 350 sampai 420oC dan tekanan 30 kg/cm2G yang didalamnya terdapat
katalis besi untuk konversi CO dalam proses menjadi CO2 dengan kecepatan reaksi yang berjalan cepat tetapi tingkat konversi pada proses ini rendah. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut.
CO + H2O CO2 + H2 + Q
Sebelum masuk ke Low Temperature Shift Converter (LTS) (61-104-D2) gas dari HTS yang mengandung katalis tembaga dikurangi terlebih dahulu temperaturnya di dalam alat penukar panas. Pada LTS (61-104-D2) proses yang terjadi sama dengan HTS, hanya saja LTS memiliki kondisi operasi pada tekanan
33 kg/cm2G dan suhu 246 oC dengan kecepatan reaksi berjalan lambat namun
tingkat konversinya tinggi.
2.2.3 Unit Pemurnian Gas Sintesa
Pada unit ini CO dan CO2 dipisahkan dari gas sintesa, karena CO dan CO2 dapat menyebabkan racun terhadap katalis di Ammonia Converter (61-105- D). Proses pemurnian gas sintesa ini terdiri dari dua tahap proses, yaitu:
2.2.3.1 Main CO2 Removal (MCR)
Penghilangan CO2 berfungsi untuk mengadsorbsi CO2 yang dibentuk oleh Primary dan Secondary Reformer serta Shift Converter. CO2 adalah produk sampingan dari pabrik ammonia dan digunakan untuk bahan dasar pada produksi urea. CO2 yang dihasilkan pada bagian ini memiliki kemurnian 99,9%
volume. Peralatan utama main CO2 Removal terdiri dari:
a. CO2 Absorber (61-101-E) b. CO2 Stripper (61-102-E)
Gas umpan langsung menuju ke Absorber dan bersentuhan dengan larutan MDEA (methyldiethanolamine) yang diaktifkan pada konsentrasi 40% berat. CO2
dalam aliran gas diserap oleh proses fisik dan kimia. Setelah itu, larutan aMDEA diregenerasi dalam Stripper pada tekanan rendah dan suhu tinggi.
Gas pada suhu 70°C memasuki absorber melalui saluran masuk diffuser dan mengalir melalui unggun yang dipadatkan. Lean dari atas menara mengalir melalui unggun yang dikemas dan kontak terjadi antara gas dan lean, memungkinkan CO2 dari lean untuk diserap. Gas sintesis bebas CO2
meninggalkan puncak menara pada
48°C dan memasuki seluruh unit synthesa loop dengan komposisi CO2
berikutnya sebesar 0,1%.
CO2 yang telah terlucuti mengalir ke atas melalui bagian Direct Contact Cooler yang dilengkapi tray untuk didinginkan menggunakan air yang disirkulasikan dari pompa, sehingga temperatur CO2 di bagian atas Stripper menjadi 40oC. Fungsi Tray di Direct Contact Cooler adalah untuk memperluas area kontak antara dua fluida sehingga didapatkan hasil yang optimum.
Selanjutnya CO2 tersebut dialirkan ke unit Urea untuk diproses lebih lanjut.
Proses penyerapan CO2 di Main CO2 Removal juga dilakukan pada tekanan tinggi dan temperatur rendah sedangkan pelepasan dilakukan pada tekanan rendah dan temperatur tinggi.
2.2.3.2 Methanator
Methanator (61-106-D) berfungsi untuk mengkonversi gas CO dan CO2
yang masih lepas setelah tahapan proses Main CO2 Removal (MCR). Gas tersebut dikonversi menjadi CH4 yang bersifat inert (tidak bereaksi). Methanator adalahsebuah bejana yang berisi katalis nikel terkalsinasi.
Methanator bekerja pada tekanan 26,7 kg/cm2G dan suhu 330oC. Karena reaksi ini menghasilkan panas, maka temperatur gas sintesa naik menjadi 366oC.
Gas sintesa yang keluar dari unit ini memiliki batasan kandungan CO dan CO2
maksimum 10 ppm.
2.2.3.3 Molecular Sieve Dryer
Untuk menghilangkan sisa kandungan oksigen terikat dalam gas sintesa, maka Molecular Sieve Dryer digunakan pada desain pabrik ammonia. Sebelum gas sintesa yang terdiri dari H2 dan N2 masuk ke reaktor sintesa ammonia, dilewatkan ke unit ini untuk disaring kandungan oksigen terikatnya seperti CO2, CO, O2, H2O yang dapat menyebabkan menurunnya derajat konversi ammonia di Ammonia Converter.
2.2.4 Unit Sintesa Ammonia
Gas sintesis murni dengan perbandingan volume H2 terhadap N2 3:1, sebelum dibuang ke Ammonia Converter (61-105-D), tekanannya dinaikkan terlebih dahulu oleh kompresor syngas (61-103-J) untuk tekanannya 150 kg/cm2G. Kompresor ini bekerja dengan dua tahap kompresi yang digerakkan oleh turbin uap (steam turbine). Tingkat pertama disebut Low Pressure Case (LPC) dan tingkat kedua disebut High Pressure Case (HPC).
Gas hasil sintesis masuk ke LPC pada suhu 38°C dan tekanan 24,1 kg/cm2G,
kemudian dikompresi pada 63,4 kg/cm2G dan suhu 67,4°C. Sedangkan gas di area HPC dicampur dengan recycle gas dari Ammonia Converter. Gas sintesis yang dipasok ke Ammonia Converter melewati bagian bawah reaktor pada suhu 141°C dan tekanan 147 kg/cm2G. Ammonia Converter ini adalah bejana bertekanan tinggi yang disebut reaktor berjaket.
Menurut fungsinya, reaktor ini dibagi menjadi dua bagian, yaitu ruang katalis atau ruang konversi dan ruang penukar panas. Reaksi yang terjadi pada Ammonia Converter adalah sebagai berikut.
N2 + 3H2 2NH3 + Q
Ammonia Converter menggunakan katalis Fe (Promoted Iron) dan dioperasikan pada temperatur 480°C dan tekanan 150 kg/cm2G.
2.2.5 Unit Pendinginan Ammonia
Untuk mendinginkan ammonia diperlukan suatu sistem pendinginan untuk mengkondensasikan ammonia yang ada dalam gas sintesa, gas buang, serta gas pada interstage compressor gas sintesa. Pada proses pendinginan Ammonia II terdapat tiga unit yaitu:
Ammonia Refrigerant Compressor (61-105-J)
Ammonia Refrigerant Compressor bertujuan untuk menaikkan tekanan untuk sirkulasi di loop refrigerant system. Ammonia Refrigerant Compressor terdiri dari dua case berikut.
1. Case Pertama terdiri dari tingkat 1 dan 2 2. Case kedua terdiri dari tingkat 3 dan 4
Refrigerant Condenser (61-127-C).
Refrigerant Condenser merupakan suatu Heat Exchanger tipe Shell dan Tube yang berfungsi untuk mengkondensasikan ammonia dari 105-J.
Aliran Gas dari 105-J dialirankan ke 127-C kemudian didinginkan menggunakan cooling water sampai temperatur 38oC kemudian liquid yang terbentuk dan vapor dialirkan ke 109-F. Cooling water yang keluar dari 127-C dialirkan ke
101-JTC.
Refrigerant Receiver (61-109-F)
Sesuai dengan namanya bahwa 109-F sebagai vessel penampung kondensasi ammonia dari 127-C untuk mencegah ammonia vapor yang terikut ke purge gas dan mengatur temperatur ammonia warm produk ke Urea Plant.
2.2.6 Unit Daur Ulang Ammonia
Pada tahapan ini NH3 yang ada dalam gas buang akan diserap untuk mengekstrak produk ammonia yang lebih efisien. Kandungan ammonia dalam campuran gas buang diserap dalam dua packed Absorber yang dikemas dengan sirkulasi putar balik antara gas dan air.
LP Ammonia Scrubber (61-104-E) menyerap ammonia dalam gas pembersih bertekanan tinggi dari loop sintesis pada suhu 28,8°C. Gas dari menara absorber diumpankan ke Hydrogen Recovery Unit (HRU). LP Ammonia Scrubber (61-103-E) menyerap amonia dalam gas pembersih dari pelepasan amonia drum (61-107-F) dan Boiler Refrigeran (61-109-F) pada suhu -17°C. gas dari menara penyerap diumpankan ke reformer utama sebagai bahan bakar.
Larutan ammonia dari HP Ammonia Scrubber dan LP Ammonia Scrubber serta kondensat dari HRU dipanaskan sampai 165oC di Ammonia Stripper Feed/Effluent Exchanger (61-141-C) lalu dialirkan ke Ammonia Stripper (61-105- E). Dalam kolom ini, ammonia dilepaskan dari ammonia berair dan ammonia yang dipisahkan dikembalikan ke sistem pendingin. Untuk menjaga suhu ammonia di luar kolom atas, ammonia cair disemprotkan dari produk panas melalui jarum suntik masuk ke kolom atas. Stripper Reboiler (61-140-C) menggunakan uap (steam) digunakan untuk menambah panas ke kolom.
2.2.7 Unit Daur Ulang Hidrogen
Unit daur ulang hidrogen (Hydrogen Recovery Unit) merupakan unit tambahan di pabrik ammonia sehingga dengan adanya unit ini diharapkan akan dapat menaikkan nilai tambah dari gas buang di pabrik ammonia yang selama ini hanya dimanfaatkan untuk gas bakar. Prinsip kerja Hydrogen Recovery Unit (HRU) adalah pemisahan gas proses (H2) dari campuran gas buang di dalam membran Fibre Prism Separator yang diproduksi oleh Air Product USA, untuk selanjutnya digunakan kembali pada proses pembuatan ammonia.
Masukan HRU adalah gas buang yang bertekanan tinggi yang berasal dari Purge Gas Separator (51-108-F). Gas buang masuk ke unit prism separator pada suhu -23°C dengan laju alir 11,459 Nm3/hr dan tekanan 140 kg/cm2G. Untuk menghindari pembekuan di dalam Scrubber (51-201) suhu dinaikkan menjadi -5°C di Preheater (51-215). Gas buang yang telah dipanaskan mengandung 2,1%
ammonia yang diserap di scrubber untuk mengurangi kandungan ammonia.
Aqua ammonia dengan kandungan 30% dikirim ke stripper (51-162-E) untuk dipisahkan dari campurannya dan dikirim ke Flush Drum (51-110-F). Gas buang bebas ammonia yang keluar dari scrubber dimasukkan ke feed heater (51-
203), disini gas buang yang telah jenuh dipanaskan sampai suhu 5°C diatas titik embun untuk mencegah terkondensasinya cairan di dalam Fiber Prism Separator.
Proses kondensasi ini akan mengurangi kemampuan daur ulang. Kemudian gas yang telah dipanaskan dialirkan ke First Stage Prism Separator (51-204) yang didalamnya terdapat saringan yang dapat memisahkan H2 dari gas yang masuk ke Separator.
H2 yang telah terpisah dikirim ke HPC (103-J) syngas compressor. Gas proses yang masih memiliki sedikit kandungan H2 dikirim ke second stage prism separator. Prism separator ini terdiri dari lima prism separator. H2 yang terpisah lalu dikirim ke LPC (103-J). Kemudian gas yang telah terbebas dari H2 dialirkan ke reformer sebagai bahan bakar. Kemurnian H2 yang keluar diharapkan bisa mencapai lebih besar dari 99,7 %.
