8/19/2019 Bab III, Edit Baru
http://slidepdf.com/reader/full/bab-iii-edit-baru 1/44
BAB III
ORIENTASI LAPANGAN
3.1. Unit Utilitas
Unit Utilitas Pusri III adalah unit yang menyediakan, mendistribusikan, dan
menunjang bahan baku untuk kebutuhan operasional pabrik amoniak dan pabrik
urea. Adapun bahan baku yang diperlukan oleh pabrik amoniak dan urea yaitu :
1) Air bersih ( Filtered Water )
2) Air bebas mineral ( Demin Water )
) Air Pendingin (Cooling Warter )
!) "enaga #istrik
$) Uap air (Steam)
%) Udara pabrik ( Plant Air )
&) Udara instrumen ( Indstrument Air )
') as alam
ahan * bahan baku diatas adalah bahan +ital penunjuang yang diperlukan
pabrik amoniak dan urea, maka dari itu ketersediannya harus sangat dijaga dan
didistribusikan seara kontinyu, tanpa terputus. -etiap unit utilitas dipusri
mempunyai tugas khusus yang membedakanna dari unit utilitas lainnya, tanpa
terkeuali unit utilitas P". PU-I III yang menghandel penyediaan udara pabrik
( Plant Air ) dan udara instrumen ( Instrument Air ) untuk kebutuhan PU-I II, III, I,
dan I.agian/bagian yang terdapat di Unit Utilitas PU-I III , antara lain :
1) -istem pembangkit tenaga listrik (Gas Turbin Generator )
2) Unit pengolahan air (Water Treatment )
) Unit pengolahan air bebas mineral ( Demineralized Water Plant )
!) Unit pendinginan air (Cooling Tower )
$) Unti pembangkit steam ( Packed Boiler dan Waste Heatr Boiler )
%) Udara pabrik ( Plant Air ) dan udara instrumen ( Instrument Air
3.1.1. Water Treatment Plant
Water teratment !lant adalah unit yang mengelolah air sungai menjadi air
bersih ( "ilter water ). Air yang digunakan berasal dari air sungai musi dengan
2$
8/19/2019 Bab III, Edit Baru
http://slidepdf.com/reader/full/bab-iii-edit-baru 2/44
2%
kandungan p0 &/, turbidit# 2/' ppm dan -i32 sebesar 1/2$ ppm dan
diinjeksikan ke dalam "locculator 4 !remi$ tank 2%/U menggunakan pompa
sungai 21/ 545A (1 operasi dan 1 stan b#) dengan tekanan !,&/$ kg4m2.
Pada Premi$ Tank , air yang telah ditampung terlebih dahulu diinjeksikan
dengan bahan kimia. ahan kimia yang diinjeksikan adalah lorin, larutan alum
dan caustic soda.
a) as 6lorin (6l2)
6lorin diinjeksikan dalam 7as gas menuju Premi$ Tank . "ujuan digunakany
untuk pembunuh bakteri, jamur, dan mikroorganisme yang terdapat didalam air.
b) #arutan alum (Al2(-3!))
#arutan alum digunakan untuk menghilangkan kekeruhan dengan ara
memperbesar ukuran partikel koloid sehingga lebih mudah untuk membentuk "loc.
-uspensi koloid terdiri dari ion * ion bermuatan negati7, apabila bertemu dengan
ion/ion bermuatan positi7 yang terdapat didalam 8at pengendap (coagulant
c%emicals) akan terjadi reaksi tarik/menarik antar ion yang bermuatan berebeda
tersebut. eaksi tarik/menarik tersebut akan membentuk gumpalan/gumpalan
berupa gelatin.
Al2(-3!) 9 02→ Al2(30) 9 02-3!
engan demikian ukuran/ukuran partikel akan bertambah besar sehingga
dengan mudah dapat dipisahkan dengan ara pengendapan. Alum terlebih dahulu
dilarutkan dalam tangki, kemudian diinjeksikan 2 kg alum per ' jam. ra+itasi
spesi7ik (-pr) dari alum yaitu 1,2. Penggunaan dalam 1 bag ($ kg) alum
dibutuhkan air $,$ inhi.
) 6austi soda (;a30)
Penginjeksian austi soda (;a30) bertujuan untuk menjaga rentang p0,
karena pada saat pembentukan "loc (reaksi antara larutan alum dengan suspensi
koloid) p0 enderung turun menjadi asam akibat terbentuknya produk samping
berupa asam sul7at (02-3!).
02-3! 9 ;a30 → ;a2-3! 9 023
<emudia, bahan kimia yang diinjeksikan tersebut diaduk dengan
keepatan rpm menggunakan agitator yang ada didalam !remi$ tank .
8/19/2019 Bab III, Edit Baru
http://slidepdf.com/reader/full/bab-iii-edit-baru 3/44
2&
Pengadukan dilakukan agar tidak terjadi pengendapan didalam !remi$ tank yang
dapat menyebabkan c%emical in&ection tidak berampur sempurna dengan air.
-etelah itu, air dialirkan ke Floctreator atau Clari"ier (21/U) yang
kemudian diinjeksikan sparant atau coagulant aid , untuk membantu proses
koagulan dalam memperbesar ukuran "loc sehingga proses pengendapan dapat
berlangsung epat dan sempurna. Proses yang terjadi diClari"ier adalah
pengendapan lumpur hasil "loculasi dan coagulasi dengan dibantu oleh agitator
yang berputar pelan, = rpm. Blanket lumpur di dasar clari"ier akan mengikat
lumpur baru dan membantu pengendapan. Agar proses di dalam clari"ier berjalan
dengan baik, p0dijaga $,! / $,' dan turbidit#> $ ppm. -etelah itu dilakukan
injeksi ;a30 untuk menaikkan p0 menjadi &, / &,$ dan kemudian ditampung di
Clear Well 21/U.
Air yang sudah terpisah 7lonya, dikirim ke 6lear ?ell sebagai penampung
air bersih sementara serta sebagai tempat pengatur P0 dengan austi dan
dipompakan denganclari"ier water trans"er !um! (2 5A446)dalam keadaan
normal, dua pompa bekerja dan satu stand b# dengan tekanan ,$ kg4mmenuju
Sand Filter . Sand Filter digunakan untuk menyaring, memisahkan kotoran halus,
dan menurunkan turbidity pada air. Sand "ilter berjumlah enam unit yang
dioperasikan seara paralel dan kontinyu.
<omposisi Sand Filter terdiri dari antrasit coal' "ine sand' medium sand'
"ine gra(el' medium gra(el dan kerikil besar (dari atas ke ba@ah). <eluaran yang
baik dari Sand Filter mempunyai turbidit#> 1 ppm dan memiliki p0 &/&,$.
-ebagai parameter, turunnya kemampuan ser(ice sand "ilter adalah !ressure dro!.
Apabila sand "ilter sudah jenuh dan !ressure dro!nya tinggi, maka dilakukan
backwas% dan rinse untuk membersihkan kembali media pasir dari kotoran.
0asil proses penyaringan ditampung di "iltered water storage tank (21/
) dengan kapasitas 1!.1 m yang ber7ungsi sebagai penampungan air bersih
yang selanjutnya didistribusikan ke unit lain sebagai make u! Cooling
Tower utilitas, Cooling Tower urea, air minum di perumahan dan sebagai bahan
baku pembuatan demin water di demin !lant .
8/19/2019 Bab III, Edit Baru
http://slidepdf.com/reader/full/bab-iii-edit-baru 4/44
2'
3.1.2. Demineralized Water Plant
Air umpan Demin Plant dari Filtered Water Storage Tank menuju carbon
"ilter pada p0 %.'/ &.$, turbilit#> 2. ppm, kandungan silika './ 12. ppm, dan
conducti(it# '/ 12 ppm menuju Carbon Filter (2$* U). Carbon Filter
ber7ungsi untuk mengikat 8at/ 8at organik, dan sisa 6l2 karena kandungan tersebut
dapat merusak resin pada proses sebelumnya. -elain itu, carbon "ilter juga
ber7ungsi untuk menghilangkan bau dan @arna pada air demin.
Pada Carbon Filter dilakukan steaming (pemanasan) untuk mengakti7kan
karbon akti7. -alah satu indikasi kehilangan daya serap adalah kehilangan tekanan
di77erensial yang tinggi yaitu ' * 1 psig diatas tekanan operasi normal. -elain itu,
untuk menjaga kinerja carbon "ilter dilakukan back was%, tujuan dari back was%
untuk merenggangkan atau memuaikan media 7ilter dan melepaskan serta
membuang kotoran tanki yang tertahan. ila media carbon "ilter ini sudah tidak
mampu lagi menyerap klor atau 8at/8at organik maka harus diganti.
ari carbon "ilter , air dipompakan ke cation e$c%anger (! * UA446)
yang telah diisi resin cation yang akan mengikat ion/ ion positi7 (6a92. Bg92, ;a9,
< 9, e92, Bn92, Al9) dan melepaskan 09. eaksi yang terjadi saat ser(ice'
;a2-i3 9 02C ;a2C 9 209 9 -i3/
ila resin telah jenuh maka harus dilakukan regenerasi, regenerasi
dilakukan berdasarkan beberapa 7aktor yaitu total galon, kadar silika, dan
kondukti+itas. egenerasi yang dilakukan pada cation dan anion e$c%anger
diperlukan train, 2 train in ser(ice dan 1 train regenerasi)stand b#* Apabila total
galon pada cation e$c%anger sudah terapai atau conducti(it# telah D ,2$ mmhos,
resin harus diregenerasi dengan 02-3!. eaksi regenerasi resin yang terjadi,
;a2C 9 02-3! 02C 9 ;a2-3!
-elanjutnya air mengalir ke anion e$c%anger dimana anion dalam air
(063/ , -3!
/2, 6l/ , ;3/ , -i3
/) akan bertukar dengan ion 30/ dari resin anion.
eaksi yang terjadi pada saat ser+ie,
02-i3 9 230 2-i3 9 2023
Apabila total gallon tertentu sudah terapai atau silia telah D ,$ ppm,
resin harus segera diregenerasi dengan ;a30. eaksi regenerasi resin yang terjadi
8/19/2019 Bab III, Edit Baru
http://slidepdf.com/reader/full/bab-iii-edit-baru 5/44
2
2-i3 9 2;a30 230 9 ;a2-i3
ari anion e$c%anger , air yang hampir seluruh garam terlarutnya telah
terikat diumpankan menuju miEed bed (% * UA4) yang berisi kedua jenis
resin (resin cation dan resin anion), sehingga sisa/sisa ion yang lolos dari kedua
eEhanger tersebut dapat diserap untuk mendapatkan air demin yang bebas
mineral. eaksi yang terjadi adalah:
0 9 30 9 6 9 0 6 9 0 9 023
Apabila resin jenuh, dilakukan regenerasi dengan menggunakan asam
sul7at dan austi soda sebagai c%emical regeneran. egenerasi dilakukan apabila
total galon conducti(it# (D ,2$ µmhos) dan %ig% silica (D ,$ ppm) pada air
yang keluar dari mi$ed bed . egenerasi dimulai dengan memisahkan kedua resin
tersebut menjadi dua bagian terpisah dengan ara hidrolisis. Ini dilakukan karena
ada perbedaan berat jenis kedua resin tesebut. ( ρ resin anion > ρ resin
kation), sehingga resin anion berada dilapisan atas. -etelah back was%' resin
dibiarkan settle hingga terbentuk dua lapisan terpisah, kemudian diinjeksikan
dengan larutan asam sul7at ! F le@at bagian ba@ah dan larutan caustic soda ! F
le@at bagian atas. <emudian resin diui dengan air. Aliran air mele@ati resin dan
diteruskan ke tanki netralisasi.
Untuk menjaga kualitas air demin dilakukan analisa harian dan mingguan
dengan parameter p0 % / %,$, conducti(it# ,2$ Gmhos, dan -i32> ,1 ppm. Air
keluar dari miEed bed disebut air bebas mineral (air demin), selanjutnya
ditampung di demin water storage tank (1 * ) dengan kapasitas demin !lant
1% m
4jam.
3.1.3. Cooling water system
Cooling water s#stem adalah suatu unit yang menyediakan air pendingin
dengan kualitas dan kuantitas tertentu yang diperlukan untuk pendinginan proses
di pabrik. Pada pabrik PU-I III t#!e sistem air pendingin merupakan o!en
recirculation atau sistem air sirkulasi terbuka yang berhubungan dengan
lingkungan luar dan menerapkan aliran silang jujut mekanis (cross "low+
mec%anical dra"t ).
8/19/2019 Bab III, Edit Baru
http://slidepdf.com/reader/full/bab-iii-edit-baru 6/44
6ooling @ater (6?) yang telah menyerap panas proses pabrik dialirkan
kembali ke ooling @ater untuk didinginkan. Air dialirkan kebagian atas 6ooling
"o@er kemudian dijatuhkan keba@ah dan akan terjadi kontak dengan udara yang
dihisap oleh induce dra"t (I) "an. Akibat kontak dengan udara maka akan terjadi
perpindahan panas dari air oleh udara dan juga terjadi penguapan sebagian air
dengan melepas panas laten oleh karena itu harus ditambahkan air make+u! dari
water treatment !lant* Air yang telah menjadi dingin tersebut ditampung kembali
di basin dan kemudian digunakan kembali sebagai cooling water . Proses
pendinginan tersebut dapat mendinginkan air pendingin tersebut antara 1 / 12 o6
(dari antara ! / !2 o6 sampai / 2 o6) tergantung kondisi uaa di lapangan,
!roduction rate pabrik amoniak dan per7orma dari Cooling Tower itu sendiri.
Untuk menjaga kualitas air pendingin, dilakukan treatment dengan
pemberian bahan/bahan kimia tertentu yang 7ungsinya untuk menjaga kea@etan
peralatan di cooling water s#stem dan e7ekti7itas dari proses perpindahan panas di
pabrik amoniak.
a* Corrosion In%ibitor
-uatu ampuran berupa ort%o+!%os!ate' !ol#!%os!ate dan zinc dengan
perbandingan tertentu dan ber7ungsi membentuk "ilm !assi(e di permukaan logam
dengan tujuan menghambat4menegah terjadinya oksidasi logam e oleh 3 2 yang
menyebabkan terjadinya korosi. Pembentukan lapisan (7ilm) !asi(e terdiri dari
dua jenis yaitu lapisan anodik dan lapisan katodik yang berupa endapan.
b* Bio Dis!ersant
-uatu ampuran bahan kimia !ol# electrolite yang berupa airan dan
ber7ungsi sebagai disin7ektant (pembunuh bacteri an+aerob) dan juga
mendispersikan slime yang terbentuk didalam sistem.
c* Scale Dis!ersant
-uatu ampuran bahan kimia dengan unsur utama !ol# electrolite yang
berupa airan dan ber7ungsi untuk menghidari terjadinya pengendapan yang
berlebihan dari alsium ortho/phospate (6a/o/P3!).
d* Biocide
8/19/2019 Bab III, Edit Baru
http://slidepdf.com/reader/full/bab-iii-edit-baru 7/44
1
-uatu ampuran bahan kimia poly eletrolite yang berupa airan dan
ber7ungsi sebagai disin7ektant (pembunuh bakteri an/aerob).
e* ,$idizing Biocide
er7ungsi untuk mengendalikan laju pertumbuhan mikro organisma
(bateri) di -istim air Pendingin, yang berupa %lorine (6l2) dan bromine (r 2).
3.1.4. Pembangkit Tenaga Listrik Gas Turbin Generator !
Pada Utilitas P * III kapasitas "/nya adalah 1$ B?, tetapi beban atual
yang didistribusikan langsung melalui bus bar $2/# P/sekitar * 1 B?.-yarat
yang harus dipenuhi untuk masuk ke system interkoneksi adalah, tegangan 1,'
<H, phase dan 7rekuensi $ 08. Interkoneksi dilakukan melalui tahap
synhroni8ing sebelum memasuki line $2/- melalui reaktor yang ber7ungsi
sebagai penyama dan penyerap arus berlebih pada saat s#nc%ronizing dan melalui
system trans7ormator tegangan ini diturunkan ke rel/rel pembagi dari 1,' kH
menjadi 2,! kH, !! H dan 11 H. Unit ini didesain agar panas bekas yang keluar
dari gas turbin dapat dipakai kembali sebagai sumber panas Waste Heat Boiler .
-ystem tenaga listrik di PU-I dilengkapi dengan load s%edding system
yang tujuannya adalah untuk menghindari terjadinya total !ower "ailure (black
out ) apabila salah satu generator yang terparalel trip. alam kondisi seperti itu,
load s%edding s#stemakan memutus aliran listrik ke beban/beban yang tidak
terlalu penting, seperti perumahan, perkantoran dan sebagainya. <arena bila tanpa
load s%edding s#stem sisa beban tersebut tidak akan mampu dipikul oleh "
yang masih beroperasi seara epat. ila " mendapat pembebanan seara tiba/
tiba dalam jumlah yang besar, speed turbin " akan turun seara drastis dan
kemudian trip."rip/nya " bisa juga disebabkan oleh low (oltage karena
pembebanan seara tiba/tiba tersebut.
3.1.". Waste Heat Boiler
Waste Heat Boiler (?0) adalah merupakan pembangkit steam dengan
meman7aatkan panas buang gas turbin generator (") yang didesainuntuk
menghasilkan su!er%eated steam sebesar ton4jam dengan tekanan !2,$ kg4m2
pada temperatur ! °6. ?0 dilengkapi dengan deaerator (2/U) untuk
#istrik
1.'
<H
8/19/2019 Bab III, Edit Baru
http://slidepdf.com/reader/full/bab-iii-edit-baru 8/44
2
penyediaan air bebas mineral dan bebas gas terlarut yang akan digunakan untuk
air umpan ?0 dan !ackage boiler*
Air demin dan condensat return dari pabrik urea diumpankan menuju
deaerator yang ber7ungsi untuk mengurangi kadar gas terlarut didalam air demin
hal ini dikarenakan oksigen dan 632 dapat menyebabkan korosi pada perpipaan
dan tube/tube boiler. Pelepasan gas/gas terlarut dilakukan dengan dua ara yaitu
seara mekanis dan kimia. -eara mekanis, pelepasan gas/gas terlarut dilakukan
seara stri!!ing dengan steam #- (low steam) pada stri!!ing section' dimana
terdapat susunan tray untuk menyempurnakan kontak antara air dengan
steamyang dapat melepaskan oksigen sampai ,& ppm dan seara kimia,
pelepasan gas/gas terlarut dilakukan dengan penginjeksian %idrazin(;20!)yang
ditambahkan untuk menyerap oksigen di deaerator storage, dengan reaksi sebagai
berikut :
;20! 9 32→ ;2 9 023
H#drazine juga bereaksi dengan oksida besi membentuk magnetite (e 3!)
yang merupakan lapisan yang stabil dan ber7ungsi sebagai corrosion in%ibitor
barrier (penghambat korosi4karat), melalui reaksi:
;20! 9 %e23 !e3! 9 2023 9 ;2
<eluar dari deaerator, air dinjeksikan ;0 untuk menaikkan p0, agar p0 di
steam drum menapai antara 1/1,$. <emudian ? (boiler "eed water )
dipompakan untuk menapai tekanan sekitar % kg4m2 dan diumpankan pada
Waste %eat boiler (?0) dan !ackage boiler*
-umber panas pada ?0 berasal dari e$%aust ", su!!lemental burner
( grid t#!e duct burner dengan bahan bakar gas alam. <eunggulan dari ?0
yaitu meman7aatkan gas buang dari " sehingga dapat menghemat penggunaan
gas alam sebagai bahan bakar pembuatan steam sampai dengan $F. -elain itu
gas buang dari " kaya akan udara sehingga tidak memerlukan lagi umpan
udara untuk pembakaran.
Aliran ? menuju ?0 masuk kedalam economizer sebagai pemanasan
a@al ?. #alu ? masuk ke dalam steam drum' dan menuju e(a!orator
(boiler tube) untuk dirubah 7asenya menjadi saturated steam didalam e(a!orator
8/19/2019 Bab III, Edit Baru
http://slidepdf.com/reader/full/bab-iii-edit-baru 9/44
.(a!orator pada ?0 didesain miring agar dapat memisahkan steam yang
terbentuk dan liJuid yang tersisa berdasarkan berat jenisnya.
<eluaran e(a!orator yang masih ber7asa liJuid kemudian disirkulasikan
kembali menuju e(a!orator sampai menjadi steam. -edangkan 7luida yang telah
menjadi steam menuju ke steam drum kemudian akan menguap dan keluar
melalui pipa bagian atas dari steam drum menuju su!er%eater tube untuk
membentuk steamsu!er%eated steam. <eluaran su!er%eater tube memiliki
temperatur yang tinggi yaitu !1$o6 sehingga temperaturnya harus diturunkan
terlebih dulu menjadi ! o6 dengan menggunakan spray ? yang diset seara
auto pada temperatur ! o6. "ekanan steam pun menjadi sekitar !2,$ kg4m2dan
kemudian su!er%eated steamini dikirim ke utilitas dan urea !lant*
Pada steam drum juga diinjeksikan ;aP3! yang ber7ungsi untuk mengikat
conducti(it# dan silica yang masih lolos, dengan reaksi sebagai berikut:
6a63 9 2 ;aP3!6a(P3!)2 9 ;a263
Bg63 9 2 ;aP3!Bg(P3!)2 9 ;a263
-edangkan silica dengan magnesium dan alsium akan membentuk
endapan magnesium aluminat yang juga dibuang melalui blow down. ari blow
down tersebut kemudian masuk ke "las% drum ($/) untuk meman7aatkan sisa
panas yang terbuang. -isa panas yang terbuang diambil dan dijadikan steam #-
bertekanan ,$ kg4m2 dan temperature 1$ o6. Steam #- keluar dari "las% drum
melalui top dan bagian bottomnya adalah air berampur endapan di atas yang
langsung dibuang ke se@er.
3.1.#. Package Boiler
Package boiler didesain untuk menghasilkan su!er%eated steam sebesar
1 ton4jam dengan tekanan !2,$ kg4m2 pada temperatur ! °6. -usunan
peralatan di P sama dengan di ?0, hanya tidak menggunakan panas gas
buangan dari ". Panas hanya diperoleh dari pembakaran gas alam dan
membutuhkan oksigen yang didapat dari udara yang dihembuskan melalui "orce
dra"t "an ( an). 5umlah udara masuk ruang pembakaran dapat diatur, sehingga
lebih e7isien karena panas yang terbuang ke stak bersama e$cess 32 tidak terlalu
8/19/2019 Bab III, Edit Baru
http://slidepdf.com/reader/full/bab-iii-edit-baru 10/44
!
banyak. #ain halnya dengan ?0, di mana udara pembakaran diperoleh dari
eEhaust turbin " yang jumlahnya tidak dapat diatur.
Aliran ? masuk ke boiler terlebih dahulu dipanaskan di economizer
yang ber7ungsi sebagai pemanasan a@al, kemudian menuju steam drum yang
telah diinjeksikan senya@a phospat (;aP3!) yang ber7ungsi untuk menghambat
laju korosi dan mengendapkan senya@a silika dam 6a yang masih tersisa atau
terbentuk pada tekanan dan temperatur yang tinggi. Aliran ? kemudian
menuju ke tube boiler (e+aporator) untuk membentuk steam jenuh, aliran ?
yang masih berupa liJuid masuk kedalam mud drum dan aliran ? yang telah
membentuk steam jenuh akan masuk kedalam steam drum kembali dan keluar
dari bagian atas steam drum menuju su!er%eater tube untuk dile@at jenuhkan
sehingga membentuk su!er%eated steam. Su!er%eated steam keluaran
su!er%eater tube telah memiliki temperatur ! o6 dan tekanan !2.$ kg4m2 tanpa
harus mele@ati desu!er%eatear dengan menggunakan spray ? yang diset
seara auto pada temperatur ! o6 seperti halnya pada ?0. 0al ini dikarenakan
pada !ackage boiler panas pembakarannya dapat diatur sedangkan pada ?0
tidak dapat diatur karena sangat terkandung pada ". Su!er%eated steamini
dikirim ke utilitas dan urea !lant*
Steam drum dan mud drum harus dilakukan continuous blow down untuk
menghilangkan kotoran atau endapan yang dapat mengganggu kinerja alat. ari
blow down tersebut kemudian masuk ke "las% drum untuk meman7aatkan sisa
panas yang terbuang. -isa panas yang terbuang diambil dan dijadikan steam #-
bertekanan ,$ kg4m2 dan temperature 1$ o6 yang dapat diman7aatkan sebagai
pemanas pada %eater , carbon "ilter di pengolahan air demin, dan Dr#er . Steam #-
keluar dari "las% drum melalui to! dan bagian bottomnya adalah air berampur
endapan yang
3.1.$. Plant Air %an Instrument Air
Unit utilitas PU-I III menyediakan kebutuhan udara pabrik dan udara
instrument yang dilengkapi dengan kompressorudara pabrik ( !orlar#
kom!resor 4/%) dan kompressor udara instrument (! * 5). Udara dengan
"low rate 2! m4jam dan tekanan ',' kg4m2 dialirkan dengan kompressor udara
8/19/2019 Bab III, Edit Baru
http://slidepdf.com/reader/full/bab-iii-edit-baru 11/44
$
(11 * 5) melalui pipa line A * 1. -ebagian dariudara line A/1 dikirimkan
ke recei(er 2& * dan dari sisi udara pabrik didistribusikan. <ompressor udara
( !orlar# com!resor 4/%) juga dihubungkan dengan recei(er udara pabrik &
* . <ompressor ini stand b# dalam keadaan normal dan akan jalan seara
atomatis oleh auto start . 5ika terjadi penurunan tekanan di recei(er udara pabrik
maka alat ini akan ber7ungsi. Udara pabrik yang dihasilkan bertekanan $ kg4m2
dengan temperatur ambient digunakan sebagai udara !urging (hembusan sesaat
untuk meratakan "empratur pada Dr#er ), mesin pengantong pupuk (bagging ),
udara pembersih area, pengadukan, dan peralatan lain seperti sna!!er .
Udara pabrik dari recei(er 2&* dikeringkan atau dihilangkan
kandungan airnya didalam Dr#er yang telah dilengkapi oleh silica gel atau
acti(ated alumina yang ber7ungsi untuk mengikat air yang terkandung di udara.
Pada proses ini dilengkapi dua Dr#er yaitu Dr#er A dan Dr#er yang bekerja
seara bergantian setiap ! jam, Dr#er dengan silika gel yang jenuh karena
mengandung banyak air perlu dilakukan regenerasi dengan pemanasan
menggunakan steam #- selama 2 jam pada 1/12 o6 sehingga kandungan
airnya akan menguap, setelah dilakukan pemanasan kemudian dilakukan cooling
down (pendinginan) selama 2 jam dan Dr#er siap untuk digunakan kembali. Udara
kering keluaran dari Dr#er menuju ke stainer yang ber7ungsi untuk menyaring
kotoran pada udara kering dan selanjutnya dialirkan ke <3 drum untuk
memisahkan udara dengan kotorannya sehingga menghasillkan udara bertekanan
yang telah dikeringkan dengan tekanan & kg4m2, temperatur ambient , dan dew
!oint /!o6 yang disebut dengan udara instrument . Udara instrument digunakan
untuk menggerakan peralatan instrument ( !neumatic) seperti control (al(e'
transmitter , dan lain/lain.
3.2. Unit Amm&nia
Proses sintesa ammonia yang dibuat seara komersil saat ini berdasarkan
reaksi yang dikembangkan oleh Frizt Haber dan Carl Bosc%. Pabrik ammonia
Pusri III menggunakan proses -ellogg* Ammonia Plant bertujuan untuk
memproduksi ammonia dan 632 sebagai produk sampingnya, selanjutnya
8/19/2019 Bab III, Edit Baru
http://slidepdf.com/reader/full/bab-iii-edit-baru 12/44
%
digunakan sebagai bahan baku pembuatan urea. <apasitas produk Ammonia Plant
Pusri III menurut design 1 ton4hari sedangkan berdasarkan A3P 11 ton4hari.
3.2.1. Ba'an Bak( Pemb(atan Amm&nia
ahan baku utama yang di gunakan Ammonia Plant adalah gas alam, air
dan udara yang ber7ungsi masing/masing sebagai berikut :
A. Gas Alam
<ebutuhan gas alam untuk bahan baku Ammonia Plant berasal dari
Pertamina. as alam ini merupakan sumber karbon dalam proses pembuatan urea,
sumber hidrogen dalam pembuatan amonia, dan bahan bakar di burner boiler dan !rimar# re"ormer . as alam dari Pertamina ini mengandung air, sul7ur,
hidrokarbon berat, gas karbon dioksida (632), dan gas/gas yang lain.
Tabel 3.1 <omposisi dan <arakteristik as Alam P"ABI;A
)&m*&nen +(mla' , -&l.!
60! '!.&1
632 !.
620% $.&
60' .
n/6!01 .%
i/6!01 .!%
n/6$012 .12
6%01! plus .2
Ar .
;2 .
02 .
02- '.2 ppm
-umber : De!artment ,!erasi Pusri III'./01
B. Air
Air merupakan bahan baku pembuatan steam dan air pendingin di
lingkungan proses pabrik ini. Air juga dibutuhkan pula untuk keperluan domestik
dan pemadam kebakaran. -umber air baku diperoleh dari -ungai Busi. -i7at/si7at
7isik air diantaranya adalah :
"emperatur kritik (") : &!.1$o6
8/19/2019 Bab III, Edit Baru
http://slidepdf.com/reader/full/bab-iii-edit-baru 13/44
&
"ekanan kritik (P) : 21'.! atm
ensitas kritik : 2 kg4m2
"itik didih (pada 1 atm) : 1o6
Tabel 3.2. <omposisi dan <arakteristik Air -ungai Busi
)&m*&nen ang /ianalisa Sat(an +(mla'
B. Alkalinitas dalam 6a63 ppm 2!
<lorida dalam 6l/ ppm $.
-ul7at dalam -3!2/ ppm &.1
;atrium dalam ;a9 ppm '.
<alium dalam < 9 ppm 1.&
6alsium 0ardness dalam 6a63 ppm 1.'Bagnesium 0ardness dalam 6a632 ppm &.&
;itrat dalam ;3 ppm 2.
esi dalam e ppm 1.2
-ilika dalam -i32 ppm 22.1
issol+ed 3Eygen dalam 32 ppm %.
-uspended -olids ppm !2.$
"otal issol+ed -olids ppm %.2
"emperatur o6 2$
p0 / &.1
<ondukti+itas Bmhos %1.$
"urbiditas dalam -i32 ppm !!. -umber : De!artment ,!erasi Pusri III'./01
0. U%ara
Udara di pabrik ammonia sebagai sumber ;2 dari gas sintesa yang
dibutuhkan untuk di secondar# re"ormer . Udara memiliki si7at * si7at kimia antara
lain terdiri dari &F mol ;2 dan 21F 32, tidak mudah terbakar tetapi dapat
membantu proses pembakaran. -edangkan si7at * si7at 7isika udara dapat dilihat
pada tabel . berikut ini :
Tabel 3.3. -i7at * si7at isika Udara
Siat Nilai
erat Bolekul 2',$1 gr4 mol
esintas (o6) ,2& kg4 m
"emperatur kritis 12,!$ <
"ekanan kritis ,& . 1/% Pa
ensitaskritis $ kg4 m
nthalpi (pada 12o6) 12&' k54 kg
Panas jenis (pada 1o
6) ,2' kal4 gro
6
8/19/2019 Bab III, Edit Baru
http://slidepdf.com/reader/full/bab-iii-edit-baru 14/44
'
-umber : Perr#' C%emical Hand2s Book'.//3
Udara proses ini disuplai dari kompresor udara yang mengambil udara dariatmos7ir dan disaring dengan "ilter udara untuk menghilangkan debu.
3.2.2. Pr&ses Pemb(atan Amm&nia
Proses pembuatan ammonia dihasilkan melalui enam tahap, yaitu gas
metering station, desul7urisasi, dehidrasi gas umpan, pemisahan karbon berat, dan
pemisahan sul7ur organik yang dijabarkan sebagai berikut:
A. eed Treating !nit
ahan baku gas alam yang berasal dari pertamina ini masih mengandung
unsur/unsur yang tidak diinginkan, seperti partikel padat, sul7ur anorganik,
hidrokarbon 7raksi berat,632, 023 dan sul7ur organik mengalami proses terlebih
dahulu di Gas 4atering Station sebelum menuju unit Feed Treating ammonia
untuk dipisahkan dari unsur/unsur yang tidak diinginkan, meski unsur/unsur
tersebut tidak terpisah seara keseluruhan sehingga dimurnikan lebih lanjut di
tahap "eed treating ammonia untuk dihilangkan unsur/unsur yang tidak
diinginkan yang dapat mengganggu proses pada unit ammonia.
1) Filtrasi and Desul"urisasi
as alam yang digunakan di P" PU-I yang berasal dari Pertamina masih
mengandung kotoran/kotoran padat. as alam tersebut dikirim ke melalui pipa
o+erhead. -etelah memasuki Batter# 5imits dan sebelum memasuki daerah
pengolahan, pipa ;/11 berabang dua masing/masing ke treating setion dan
ke 7uel system sebagai bahan bakar pabrik. 5umlah gas alam yang mengalir masuk
ke bagian pengolahan diatat pada ra/21 dan temperaturnya oleh "I/1/1.
<emudian gas alam tersebut harus dibersihkan dahulu dari kotoran/kotoran
agar tidak menganggu proses selanjutnya. Pembersihan itu dilakukan dengan ara
penyaringan (mec%anical "ilter ) melalui 7ilter (22 * #). as alam ini untuk
selanjutnya disebut "eed gas kemudian dipanasi oleh low !ressure steam dalam
suatu pipa &acket %eater , kemudian masuk kedalam s!onge iron desul"uriser (21/
). Feed gas yang telah dipanasi ini temperaturnya ditunjukkan oleh "hi/212
masuk ke dalam desul7uri8er dimana diinjeksikan air atau austi (2!/#).
8/19/2019 Bab III, Edit Baru
http://slidepdf.com/reader/full/bab-iii-edit-baru 15/44
abungan aliran ini kemudian mele@ati s!onge+iron bed . Akumulasi air dapat
dilihat melalui #/2', dimana kelebihannya dibuang ke se@er. "emperatur gas
yang telah dihilangkan kandungan sul7urnya ditunjukkan oleh "hi/212, PdIa/21!,
PI/221, dan PI/222 menunjukkan perbedaan tekanan didalam bottom.
. Gas De%#dration
Feed gas dari desul"urizer masih mengandung uap air akibat kejenuhan
dari desul"urizer dan uap air yang terba@a dari gas sumber. Uap air ini harus
dihilangkan karena pada tahap pemisahan hidrokarbon dimana "eed gas harus
didinginkan sampai * 1' °6 sehingga uap air akan terkondensasi dan membentuk
%idrad solid dengan hidrokarbon berat yang akan menyumbat +al+e atau
menempel pada permukaan alat pendingin sehingga mengurangi e7isiensi alat
tersebut. Proses penghilangan air adalah dengan absorbsi oleh larutan triet%#lene
gl#col di dalam absorber.
Feed gas masuk melalui bagian ba@ah absorber dan naik ke atas mele@ati
sepuluh Bubble Ca! Tra#s, dan setelah meninggalkan tray teratas gas mele@ati
mist oliminator yang menegah gl#co ikut terba@a kedalam aliran "eed gas dan
keluar absorber untuk selanjutnya menuju pengolahan "eed gas berikutnya.
-ebagian keil dehydrated gas digunakan sebagai stri!!ing media diregenerator
glyol (reboiler). #arutan leangl#col (glykol bebas air) mengalir masuk kebagian
atas (to! tra# searacounter current (berla@anan arah) sehingga keduanya
berkontak langsung dan air terabsorbsi. "emperatur leangl#col masuk absorber
harus dijaga sekitar % °6 di atas temperatur gas masuk absorber untuk menegah
terjadinya kondensasi 006 yang akan mengakibatkan terjadinya busa ( "oaming ).
Gl#col yang mengandung air ( 6ic%gl#col ) turun dari ba@ah absorber
dimana akumulasi airan le+elnya dikontrol dengan #6 namun tetap mengatur
oil, heat eEhanger, 7lash drum, kemudian ke 7ilter dan masuk ke Still Column
dari regenerator harus dile@atkan dahulu melalui coil pemanas. Steam %eated
reboiler merupakan sumber panas yang mengakibatkan air menguap dari glyol
dan keluar melalui Column ,(er%ead dan dibuang ke atmso7er. -elain itu
stri!!ing agent dipakai sedikit aliran gas outlet absorber yang sudah bebas
air.Gl#col yang sudah diregenerasi mengalir keba@ah le@atStill Column, 6eboiler
8/19/2019 Bab III, Edit Baru
http://slidepdf.com/reader/full/bab-iii-edit-baru 16/44
!
C%amber dan turun ke aumulator (penampung). engan pompa gl#col' gl#col
diatas di sedot, mele@ati !re%eat coil' pendingin, untuk kemudian dimasukkan
kembali ke absorber.
) Pemisahan 0idrokarbon erat (006)
Unsur/unsur yang terkandung dalam gas alam yaitu : 60 !, 620%, 60',
i6!01, n6!01, i6$012, n6$012, 6%9, 632, 02-, -, dan kotoran padat lainnya.
<otoran padat dan 02- sudah dihilangkan pada proses sebelumnya, dan proses
selanjutnya adalah memisahkan kandungan 006nya.0idrokarbon berat adalah
hidrokarbon yang mempunyai berat molekul ukup tinggi, antara lain : 6 0',i6!01, n6!01, i6$012, n6$012, dan 6%
9. 0idrokarbon berat yang ada dalam "eed
gas harus dipisahkan karena dapat mengalami cracking menjadi karbon deposit
yang dapat menutupi pori/pori katalis di primary re7ormer dan dapatmenyebabkan
"oaming di dalam 632 absorber sehingga berakibat "loading dan carr# o(er
absorbent .
Feed gas yang sudah bebas dari air terpisah menjadi dua aliran. Aliran
pertama yang melalui shell side dari Feed Gas 7$c%anger 2!/6 (6/1, 6/2,6/)
dan aliran kedua melalui bagian tube dari Feed Gas 7$c%anger 2%/6. <emudian
kedua aliranbergabung kembali mele@ati tube side Feed Gas C%iller 2/6,
0idrokarbon berat dipisahkan dengan pendinginan pada temperatur *1' °6
dan tekanan 2$, kg4m2.Pada temperature ini 006 akan mengalami proses
kondensasi. Proses ini terjadi di c%iller dimana digunakan re7rigerant ammonia
yang berguna untuk mendinginkan c%iller disupply dari 111/, atau dapat juga dari
111/ di Pusri II atau IH atau dari Pakage re7rigeration unit di Pusri II, dan IH
(21/#, !1/#). Uap ammonia yang keluar dari shell 2/6 dikirim ke 1$/5 di
Pusri II, III, IH, atau kembali ke pakage re7rigeration unit.
-esudah c%illing di 2/6, gabungan aliran diatas kemudian masuk ke
Feed)"uel se!arator (2%*) dimana 006 terpisah dari aliran gasnya dan le+el
hidrokarbo diatur oleh #6/21, sehingga jika permukaannya tinggi dapat mengalir
ke bagian shell dari Feed Gas 7$c%anger' dimana airan ini dapat mendinginkan
salah satu dari aliran gas hidrokarbon yang panas, dipanaskan lebih lanjut dalam
alat yang dinamakan Steam Heated H#drocarbon 5i8uid 9a!orizer (2$/6) yang
8/19/2019 Bab III, Edit Baru
http://slidepdf.com/reader/full/bab-iii-edit-baru 17/44
!1
dipanaskan dengan uap hidrokarbon yang menguap kedalam Fuel Gas -*, Drum
(2&/), dimana gas dapat langsung dikirim ke Fuel Gas S#stem sebagai bahan
bakar atau dapat juga dibuang ke atmos7ir yang diatur oleh pengatur tekanan Ia/
2'. 0IA/21 ber7ungsi untuk memperingatkan kita jika akumulasi airan yang
berlebihan didalam dasr Fuel Gas -*, Drum (2&/). Untuk mengatasi hal ini
disediakan kerangan pembuangan dimana airan ini dialirkan ke Burning
Pit dengan drain (al(e*
Feed gas yang hidrokarbon beratnya sudah dipisahkan keluar dari atas 2%/
dan masuk tube side "eed gas eEhanger, sehingga dapat mendinginkan gas yang
yang masuk separator * "I6/21 pada pipa gas keluar separator akan mengatur
pendinginan oleh ammonia. 0"A/21 yaang disertakan pada ontroller diatas, di
atur untuk memperingatkan kita akan kekurangan suplai pendingin.
!) Feed as 632
<andungan 632 yang ada dalam gas alam (± 1 F) sebelum masuk ke
primary re7ormer harus dipisahkan karena dapat berpengaruh pada jumlah aliran
gas alam yang akan direaksikan di !rimar# re"ormer . -elain itu penghilangan 632
juga untuk mengurangi beban pada absorber 632 dan metanator.
Feed gas yang seharusnya sudah bebas air dan hidrokarbon berat
dipanaskan dalam bagian shell dari :atural Gas 7$c%anger S%ell Side (21/6)dan
kemudian didinginkan dalam Carbon Dio$ide Absorber ,(er%ead Cooler (2&/6)
dan selanjutnya masuk Absorber -*, Drum (21/) untuk memisahkan airan
en7ield yang terba@a oleh gas. 6airan ini dikembalikan ke sistem masuk ke
bagian atas Carbon Dio$ide 6egenerator 22/ bersama/sama dengan
Condensate Absorber ,(er%ead Solution 4ake ;! dan Process Condensate* 0#A
dan ##A pada absorber <.3 drum memperingatkan kita jika le+el tidak normal.
0#A/2 akan bekerja jika le+el sangat tinggi hingga membahayakan, alarm
berbunyi, dan pada saat yang sama akan mematikan kompresor "eed gas. rum ini
sesungguhnya merupakan "eed gas ompresor sution drum.
5ean Ben"ield atau larutan ben7ield yang sudah diregenerasi, dimasukkan
ke Carbon Dio$ide Absorber 21/ bagian atas bed ketiga dan bed pertama.
Aliran larutan ben7ield yang masuk ke bed ketiga diatur oleh 6a/2$. Aliran
8/19/2019 Bab III, Edit Baru
http://slidepdf.com/reader/full/bab-iii-edit-baru 18/44
!2
yang lebih sedikit masuk ke bed pertama dan diatur seara manual dengan BI6/
21. -etelahmelalui distributor, dimana larutan 5ean Ben"ield ini sebelumnya
turun dari ba@ah 632 regenerator 22/ untuk dikirim kembali ke absorber
menggunakan pompa Ben"ield Circulation 21/5. 6a/2$ juga dilengkapi oleh
lo@ 7lo@ alarm yaitu #A/21! untuk memperingatkan kita bah@a aliran ben7ield
utama (+ia 6a/2$) terlalu sedikit dan alarm ini seara otomatis akan
menjalankan pompa sirkulasi stand by (2/5A). -ebagai perlengkap sirkulasi
pada lean ben7ield adalah mehanial 7ilter (2$/#). -ebagian keil larutan lean
ben7ield dialirkan ke 7ilter untuk selanjutnya bergabung dengan aliran semula
menuju ke absorber. Perbedaan tekanan dalam +essel ditunjukkan oleh PdIa/21$.
#arutan 5ean Ben"ield akan mengalir ke ba@ah absorber dengan mele@ati
Tower !acking menyerap 632. -ebagai absorbent, larutan ben7ield terdiri dari
larutan < 263 (Potasium 6arbonat) F sebagai penyerap, A (iethanol
Amine) F sebagai akti+ator untuk mengurangi penyerapan, H23$ (Hanadium
Pentoksida) .$F untuk menegah korosidan anti "oam agent untuk menegah
terjadinya pembentukan busa.
eaksi yang terjadi adalah:
< 263 9632 9023 2<063 (" K 1% * ! o6)
#arutan 6ic% Ben"ield atau larutan ben7ield yang sudah menyerap 632 akan
turun dari ba@ah absorber dan dikirim kembali ke regenerator 22/. Pada @aktu
larutan terserak ( "las%es) di dalam regenerator bagian atas, sebagian 632 terlepas
dari larutan. #arutan mengalir ke ba@ah melalui dua lapisan Packed Tower
Carbon Steel Fle$iring dengan sedikit -- "le$irings bagian atas lapisan pertama
dan sebelah ba@ah dan atas lapisan ba@ah. eaksi yang terjadi :
2<063 < 263 9632 9023 (" K 12 o6)
#arutan terkumpul di atas sebuah Tra! ,ut Pan dan mengalir ke reboiler
22/6 yang dipanaskan oleh steam, selanjutnya larutan ini menguap dan kembali
ke regenerator 22/ hingga ric% ben"ield akan menjadi lean ben"ield untuk
bersirkulasi kembali ke absorber. -ebagai tambahan, dalam sirkulasi larutan lean
ben"ield terdapat saringan Ben"ield 5ean Solution Carbon Filter 22/ dimana ada
8/19/2019 Bab III, Edit Baru
http://slidepdf.com/reader/full/bab-iii-edit-baru 19/44
!
sebagian keil dari larutan lean ben"ield akan dile@atkan dalam 7ilter ini dan
selanjutnya bersatu kembali dengan 7lo@ yang ke absorber.
#arutan ric% ben"iel dikirim ke regenaerator 22/ di atas distributor yang
terdapat di atas Tower !acking . 632 akan terlepas dari larutan dalam regenerator
bagian atas dan larutannyamengalir keba@ah melalui tiga beds carbon steel
"le$irings dimana pada masing/masing bed itu ditumpukkan stainless steel
"le$irings* #arutan kemudian terkumpul di atas sebuah Tra! ,ut Pan dan mengalir
ke steam %eated6eboiler 22/6 yang dipanaskan oleh steam dimana larutan akan
menguap dan kembali ke regenerator.
5ean ben"ield yang terkumpul pada dasar to@er dipompa dengan pompa
21/5 untuk selanjutnya +ia 6a/2$ dan BI6/21 menuju absorber. Perbedaan
tekanan pada regenerator ditunjukkan oleh PdIa/2, dimana juga disertai dengan
0Pda/21 yang menunjukkan beda tekanan terlampau tinggi. #e+el regenerator
diatat pada #ra/2%, juga terdapat high and lo@ le+el reorder. egenerator serta
lat/alat yang berhubungan dengan dengan ini dilengkapi oleh reorder/reorder
atau indikator/indikator temperatur dan tekanan baik yang ditempatkan di 7ield
maupun di ontrol room sehingga dapat menjamin kondisi tetap terjaga dengan
baik.
-team dan panas steam yang diberikan oleh reboiler (22/6) akan
menyebabkan steam dan gas 632 yang di stripped dari larutan ben7ield akan
mengalir ke atas melalui sela/sela paking, ounter urrent dengan larutan rih
ben7ield dari atas. as 632 dalam jumlah tertentu akan dipakai sebagai suplai 63 2
pada proses pembuatan urea mengalir keluar regenerator didinginkan melalui
make u! !roduct carbon dio$ide cooler 2'/6 dan selanjutnya masuk make u!
carbon dio$ide !roduct -*, Drum 2/.
as 632 sisanya yang tidak terpakai dibuang ke udara melalui PI6a/22.
#6/22 pada 2/ mengatur permukaan air dan membuang kelebihan ke se@er.
0#A/21 akan memperingatkan apabila terjadi kesalahan pada #6/22. ?ater
balane pada regenerator dipertahankan dengan mengalirkan air yang berasal dari
proses 632 stripper o+erhead (11/) +ia 11'/5 dan aliran air dikontrol dengan
6a/2!, atau juga dapat berasal dari ra@ gas separator (12/). Untuk ini aliran
8/19/2019 Bab III, Edit Baru
http://slidepdf.com/reader/full/bab-iii-edit-baru 20/44
!!
dikontrol oleh 6a/2. #A/21 yang dirangkaikan pada 6a/2!
menunjukkan adanya kehilangan "low water balance.
as 632 yang digunakan sebagai tambahan main "eed ke urea plant keluar
dari 2/ dimana jumlah aliran yang diukur dengan LIa/21$ dan 7lo@ direkam
pada a/21$ sebelum gas ini bergabung denga pipa utama 632. Alat bantu pada
632 remo+al system ini terdiri dari storage tank (2/), drip sump (2!/) dan
7ilter lautan ben7ield 2$/. 5uga miE tank (2/#) dan pompa khusus untuk
memasukkan anti 7oam inhibitor menuju kedua tempat pada sistem 632 remo+al.
$) esul7urisasi dan -aturasi-ul7ur organik berupa senya@a marca!tan (-) harus dihilangkan karena
dapat merauni katalis dalam primary re7ormer. Proses ini dilakukan dalam
desul7uri8er (12). <ompresor "eed gas(12/5) yang digerakkan oleh turbin
mengambil isapan ( suction dari punak C,.Absorber <.3 rum(21/) dan
dikeluarkan melalui "eed gas interc%anger (2/6) yang merupakan bagian dari
penjenuhan gas alam. <ompresor ini dilengkapi dengan kick back controller
(I6a/&) yang menjaga aliran gas menuju kompresor tetap konstan dengan ara
rec#cle sejumlah aliran gas kembali ke setion ompresor +ia kick back controller
(12/6). -ick back "low digunakan agar kompresor tidak surging . Disc%arge
com!resor diatur tekanannya dengan P6/2& dan BI6/% yaitu dengan mengatur
speed dari turbin. #PA memberikan peringatan jika tekanan terjadi penurunan.
<edua aliran diatas ditunjukkan oleh "I/1/1!! dan "6/1' dengan 0"A/111
sebagai alarm jika temperatur melebihi yang tentukan.
as alam yang telah mengalami preheat bergabung dengan gas yang
mengandung 02 yang berasal dari disc%arge "irst case 1/5 jika keadaan normal
operasi (-//1 142M). -elam start+u! dan s%ut down , suplai gas 02 berasal dari
Pusri I, Pusri II, atau Pusri III. Aliran 02 ditunjukkan oleh ia/1%. #A/1&
yang disertakan pada indikator aliran diatas akan mengakti7kan H-/& jika terjadi
low "low dan akan membuka H/& pada pipa -/' hingga 0 2 dari purge gas
separator 0P (1'/) akan masuk ke hydrotreater. as dari 1'/ hanya
digunakan pada keadaan darurat atau jika pabrik mati.
8/19/2019 Bab III, Edit Baru
http://slidepdf.com/reader/full/bab-iii-edit-baru 21/44
!$
Feed gas dan 02 mele@ati dua bed 6oBo dan keluar dari bottom +essel.
"emperatur top bed katalis 11/ ditunjukkan oleh "I/1/1% sampai 1!, bed
kedua "I/1/1!1 sampai 1!, PdI/%& adalah pressure drop dalam (essel* -ample
point pada outlet +essel digunakan untuk menentukan kadar sul7ur. as umpan
yang mengandung sul7ur, yang hampir seluruhnya dalam bentuk 02-, akan
meninggalkan hydrotreater dan mengalir menuju alat zinc o$ide guard c%amber
(1'/ ) yang berisi 2' ubi meters 8in oEide pellets.
0idrogenasi antara senya@a sul7ur organik dalam gas alam dengan
hidrogen membentuk senya@a 02- pada temperatur $ / % °6 dan tekanan
,$ kg4m2. -emua senya@a sul7ur diharapkan dapat hilang karena bereaksi
dengan 8in oEide membentuk 8in sul7ide. engan konsentrasi - dan residual
sul7ur maksimum 1,$ ppmH, 8in oEide akan bertahan kira/kira sepuluh tahun.
eaksi yang terjadi adalah :
-0 9 02 0 9 02-
as 02- yang terbentuk akan bereaksi dengan katalis Cn3. eaksinya adalah :
02- 9 Cn3 Cn- 9 023
Untuk menapai temperatur reaksi di atas, gas alam dipanasi terlebih
dahulu di "eed gas !re%eater coil (1 * ).
as umpan yang telah mengalami desul7urisasi mengalir ke S%ell side 2/
6 untuk didinginkan dan selanjutnya memasuki "eed gas saturator 1/. -uhu
yang telah mengalami pendinginan ditunjukkan oleh "I/1/1.as tersebut
dikontakkan dengan aliran sirkulasi air panas, dan gas yang keluar meninggalkan
bagian atas Saturator Tower akan jenuh dengan uap air. -aturator (1 * ) berisi
-.- pall rings berukuran $,' mm dengan ketinggian bed % meter dan dilengkapi
dengan -.-. demister pad untuk menegah arry/o+er kedalam aliran gas.
"emperatur dan tekanan dari saturator to@er ditunjukkan masing/masing dengan
"I/1/1! dan PI/1!. 0PA/1! akan memperingatkan apabila terjadi tekanan
yang tinggi pada saturator to@er
Air yang meninggalkan bagian ba@ah saturator akan dipompakan oleh
pompa sirkulasi saturator 1/5A45. Air kemudian mengalir melalui !rimar# dan
secondar# saturator coils dimana air dipanaskan oleh "lue gas dari 11/,
8/19/2019 Bab III, Edit Baru
http://slidepdf.com/reader/full/bab-iii-edit-baru 22/44
!%
-ebelum kembali ke punak saturator. #e+el di 1/ diatur oleh #6/ yang
bekerja seara split/range untuk mengatur make/up proess ondensate stipper
221/. #IA/ memperingatkan le+el tinggi atau rendah di 1/. Etra lo@
le+el yang dideteksi oleh #A/ akan menghentikan pompa 1/5A45 untuk
menegah +apor/loking pada pompa. Aliran sirkulasi air diatur oleh 6/1,
dengan aliran rendah ditunjukkan oleh #A/2 akan menyebabkan pompa
sirkulasi adangan bekerja. "emperatur air sirkulasi keluar primary saturator oil
ditunjukkan oleh "I/1/12 dan temperatur keluar dari seondary saturator oil
oleh "I/1/12. Pada saat start/up, boiler "eed @ater ditambahkan ke sistem pada
do@nstream pompa sirkulasi melalui manual +al+e dengan jumlah aliran yang
ditunjukkan oleh I/2.
B. "e#orming !nit
1) Primar# 6e"orming
-etelah mele@ati saturator, desul7uri8ed gas (gas bebas sul7ur) diampur
dengan proses stem yang alirannya dikontrol oleh 6a/2. abungan steam dan
gas dengan perbandingan ,2 mol steam : 1 molekul arbon dimana ,!! mol
steam berasal dari saturator sedangkan sisanya yang berasal dari 6a/2,
mengalir melalui miEed "eed oil 11/ on+etion setion selanjutnya menuju
keatas radiant setion primary re7ormer. ari pipa utama (main header), aliran
stem dan gas dibagi dalam sembilan sub header yang diatur seara paralel. "iap
sub header membagi/bagi alirannya +ia pigtail menuju ke empat puluh dua tube
katalis yang terletak di radiant setion. -eluruhnya apabila dikali akan
menghasilkan &' tube katalis merupakan unsur terpenting dalam primary
re7ormer.
asar dari tube/tube katalis tersebut berkumpul pada suatu pipa olletor
header yang terletak dekat dengan lantai re7ormer. ari masing/masing olletor
header ada pipa (riser) yang memba@a aliran gas keatas menuju trans7er line
(1&/), sehingga kita mempunyai sembilan pipa yang masing/masing berada
ditrans7er line. "rans7er line ini mempunyai @ater jaket dan terletak jauh diatas
radiant boE, berguna untuk mengalirkan gas dari primary re7ormer ke seondary
re7ormer (1/).
8/19/2019 Bab III, Edit Baru
http://slidepdf.com/reader/full/bab-iii-edit-baru 23/44
!&
eaksi yang terjadi di primary re7ormer berlangsung pada temperatur
tinggi (&' * '2 °6), dan seara keseluruhan bersi7at endotermis sehingga untuk menukupi kebutuhan panasnya diperlukan pembakaran gas alam. Adapun reaksi
yang terjadi adalah sebagai berikut :
60! 9 023 63 9 02 (/ L)
an terjadi reaksi pergeseran dari 63 :
63 9 023 632 9 02 (9 L)
eaksi o+erall diharapkan sebagai berikut :
60! 9 2023 632 9 !02 (/ L)
"etapi hal ini tidak terjadi karena 63 yang terjadi pada reaksi pertama
jumlahnya ukup banyak dalam gas keluar dari seondary re7ormer. <arena itu
63 yang tidak bereaksi akan diubah menjadi 632 di dalam shi7t on+erter untuk
menambah 02. alam operasi, temperatur dijaga ' °6 agar reaksi endotermis
selalu bergeser ke kanan, dan tekanan $ kg4m2.
Primary re7ormer mempunyai beberapa pressure gauge, temperatur
indikator, temperatur reorder (") untuk menjaga kondisi prosesnya. 5uga ada
indikator PdIa/$$ untuk menjaga beda tekanan pada tube, dan sebuah analy8er
reorder (A/1, steam 1) menatat kadar 60! outlet gas. 2 buah arh burner
mengatur heat input ke primary re7ormer. urner/burner sebanyak itu diatur
dengan sepuluh buah BI6 pada panel board.
2) Process Air (Udara proses)
Proess air untuk 1/ disuplai oleh kompresor udara 11/5. Ada dua
buah kompresor udara tambahan (11/51) yang masing/masing terletak di Pusri
III dan Pusri IH, untuk memenuhi keperluan udara proses yang digunakan untuk
menapai rate optimum di Pusri II, III, dan IH. -ution kompresor utama berasal
dari 12/#, 7ilter udara menghilangkan debu/debu dari udara.
Udara ditekan didalam dua ase, #.P dan 0.P dari kompresor dimana setiap
ase terdiri dari beberapa tahap (multistage). imana dua tahap (stage) terdapat
interooler, dimana air yang mengembun pada sepator seara otomatis dibuang ke
8/19/2019 Bab III, Edit Baru
http://slidepdf.com/reader/full/bab-iii-edit-baru 24/44
!'
se@er. Interooler dilengkapi dengan le+el gauge (#) dan 0#A. Alarm ini
diletakka pada panel kompresor setempat.
Anti surge ontroller, I6a/!, menjaga aliran diatas aliran minimum
dengan ara +enting udara ke atmos7er. ari do@nstream 1/56 (interooler),
terdapat side stream proess air yang digunakan untuk suplai udara instrument +ia
line PA/. 6abang lain (A/22) dari disharge terakhir (A/2) digunakan untuk
suplai udara pada saat initial start/up re7ormers. Indikator/indikator tekanan dan
temperatur di siapkan karena harus dilakukan heking kondisi proses air
diseluruh sistem komproser. Pada disharge terakhir dilengkapi dengan 0"A/&1
diletakkan dipanel instrument.
Aliran udara ke seondary re7ormer dikontrol dengan 6a/. -istem
pengaturan ini bekerja seara split/range, dengan mengatur H/A dan line udara
utama dan H/ pada line udara tambahan. Aliran udara proses dapat
dihentikan oleh suatu pipa by pass $ mm (2M) pada B3H/5 dipergunakan untuk
start/up seondary re7ormer.
o@n stream B3H/, proess air bergabung dengan sedikit dengan aliran
medium steam (B-). -tream gabungan ini bergabung melalui preheat oil pada
on+etion setion dapur primary re7ormer. Aliran steam ke aliran udara diukur
dengan I/$1 dan dikontrol manual dengan by pass BI6/2$. Aliran steam ini
digunakan untuk melindungi preheat oil apabila terjadi !rocess air "ailure, saat
itu BI6/2$ otomatis terbuka bila B3H/ tertutup. y pass A/11 pada steam/air
preheat oil digunakan saat start/up yaitu selama air heating katalis seondary
re7ormer digunakan untuk melindungi oil yang berkaitan dengan bahaya
o+erheating (panas yang berlebihan).
) -eondary e7orming
Feed gas masuk ke c%amber diatas seondary re7orming (1 * ) dan
diarahkan ke ba@ah menggunakan Di""user 6ing dan masuk ke Combustion <one.
Udara panas diampurkan ke aliran gas proses setelah melalui burner no88le yang
berada diba@ah di77user ring. as panas dari bagian combustion zonemengalir
keba@ah melalui katalis nikel, membuat reaksi re"orming menjadi sempurna.
eaksi yang terjadi adalah:
8/19/2019 Bab III, Edit Baru
http://slidepdf.com/reader/full/bab-iii-edit-baru 25/44
!
2 02 9 32 2 023 (eksotermis)
263 9 32 2 632 (eksotermis)
2 60! 9 32 2 63 9 ! 023 (eksotermis)
Panas yang dihasilkan di alat ini diman7aatkan untuk menghasilkan steam
di 11 6A46 dan 12/6, yang merupakan pemasok steam terbesar untuk
Ammonia Plant sekitar '$F kebutuhan steam. -eara keseluruhan reaksi bersi7at
eksotermis. i secondar# re"ormer dihasilkan gas sintesa untuk sintesa ammonia
dengan perbandingan ;2 : 02 adalah 1 : . 77isiensi maksimum pada operasi ini
adalah diharapkan terjadi pembakaran partial sebanyak mungkin.
<emudian gas masuk kesuatu ruangan pada bottom re7ormer as keluar
dari bottom re7ormer alirannya terbagi dua, masing/masing masuk ke shell side
bayonet type @aste heat boiler (11/6A dan 11/6). Nang masuk tube side dari
masing/masing primary @aste heat boiler diatas adalah ? dari 11/. Aliran
gas dari masing/masing shell side 11/6A dan 11/6 bergabung kembali
kemudian masuk ke tube side seondary @aste boiler (12/6). Aliran ke shell side
12/6 juga adalah ? dari 11/. ari tube side 12/6, gas masuk 0"- (high
temperatur shi7t on+erter) 1!/, +ia miEing tea pada pipa P/.
-eondary re7ormer @aste heat boiler tersebut diatas dilengkap dengan
pressure gauges, temperature indiator, temperature reorders dan alarm. PdIa/$
dan 60! analy8er (A/1, stream 2) untuk mengamati kondisi proses gas. -uatu
hot line by pass pada 12/6 mengatur temperatur gas masuk ke 1!/ (0"-),
dimana temperatur diatur dengan "6/1. -edikit aliran steam B- ke +al+e
steam "6/1 berguna untuk mendinginkan +al+e. Pada line P/2 membantu
7ungsi "6/1 dengan ara throttler +al+e yang bersangkutan. Pada seondary
re7ormer atalyst bed terdapat 0"A/&! dan 0"A/&$, sedangkan 0"A/&% dipasang
pada inlet 1!/. -eluruh sistem 11/, 1/, 11/6, 12/6 diamakan dari
bahaya o+erpressure dengan beberapa reli+e +al+es H/1/1, 2, dan .
C. Puri#ication !nit
<omponen gas proses yang keluar dari seondary re7ormer terdiri dari 02,
;2, 63, 632, Ar, dan 60!. Nang diperlukan untuk sintesa ammonia adalah 02 dan
8/19/2019 Bab III, Edit Baru
http://slidepdf.com/reader/full/bab-iii-edit-baru 26/44
$
;2, sedangkan Ar dan 60! sebagai inert . 63 dan 632 keberadaannya tidak
diinginkan sehingga gas proses perlu dimurnikan dari 63 dan 632.
1) Hig% Tem!erature S%i"t Con(erter (0"-6)
Pada bagian ini 63 akan dikon+ersikan menjadi 632 dengan menggunakan
katalis besi/alumina pada temperatur tinggi ($ * !2 °6) seperti reaksi :
63 9 023 632 9 02 (9 L)
as masuk ke atas 0"- melalui distributor, mengalir ke ba@ah menuju
catal#st bed dan keluar dari bottom con(erter . Pada 0"-6 ini diharapkan agar
reaksi yang terjadi mempunyai keepatan reaksi yang tinggi. Hariabel/+ariabel
yang penting dalam reaksi adalah temperatur dan steam gas ratio. <enaikan
temperatur yang berlebihan menyebabkan oksidasi berlangsung epat dan
kon+ersi akan turun. <eadaan temperatur dipilih berdasarkan temperatur yang
lebih tinggi untuk 0"-6 guna mendapatkan keuntungan dari keepatan reaksi
yang lebih tinggi karena kadar 63 yang besar dalam gas masuk.
-etelah gas keluar dari bagian ba@ah 0"-6, gas lalu masuk ke Primar#
S%i"t 7""luentWaste Heat Boiler 1/6 sambil memberikan panas yangdikandungnya kepada ? 11/. ari tube side 1/6 gas mengalir ke tube side
1!/6 memberikan panasnya kepada "eed methanator, dengan demikian gas
didinginkan lebih lanjut.
Untuk menapai temperatur inlet lo@ pressure shi7t on+erter yang
optimum, pada up/stream lo@ temperatur shi7t on+erter dipasang boiler "eed
@ater eEhanger 11%/6. Pada line proses gas antara 1/6 dan 1!/6 terdapat
+ent line yang digunakan pada @aktu start/up atau emergeny yaitu untuk
membuang (+ent) gas outlet 1!/ ke udara. Hent line ini dilengkapi oleh sebuah
motor operated +al+e, B3H /&, yang dapat dikendalikan pada ontrol room
dengan menekan tombol P/1'.
2) 5ow Tem!erature S%i"t Con(erter (#"-6)
as dari unit 0"- masuk ke bagian atas 5ow Tem!eratur S%i"t
Con(erter dan keluar dari bottom. #o@ temperature shi7t on+erter bisa by pass
selama start/up dan emergeny +ia line P/2. 3perasi ini dikontrol oleh P/2
8/19/2019 Bab III, Edit Baru
http://slidepdf.com/reader/full/bab-iii-edit-baru 27/44
$1
yang akan menutup B3H/! inlet #"- dan akan membuka B3H/$ pada line by
pass. engan mengatur P/2, kedua B3H dapat diatur untuk by pass gas
sebagian sehingga menegah terjadinya o+erpressure pada sistem suatu interlok
system akan menegah B3H/! dan B3H/$ menutup seara bersamaan.
Unit ini merubah 63 menjadi 632 yang belum terkon+ersi di 0"-6.
eaksi ini bersi7at eksotermis sehingga pada temperatur rendah (1' * 2% °6)
kon+ersinya bisa tinggi. Steam gas ratio dijaga ,2 : 1 di !rimar# re"ormer agar
kon+ersi pembentukan 632 naik. <enaikan aliran steam menghasilkan kenaikkan
63 menjadi 632 jika mendekati kesetimbangan dan kon+ersi akan hilang bila
jauh dari kesetimbangan.
-ebelum masuk #"-6, gas didinginkan dahulu sampai temperaturnya 21
°6. #"-6 mempunyai katalis, yaitu lapisan Cn3 sebagai penyerap 02- yang
mengalir dari 0"-6 dan 6u3 dalam bentuk 6u akti7 sebagai kon+erter 632.
eaksi yang terjadi adalah :
02- 9 Cn3 Cn- 9 023
63 9 023 632 9 02
<adar 63 yang keluar kon+erter diharapkan sekeil mungkin untuk
mengurangi beban metanator. as yang keluar dari #"-6 kemudian dile@atkan
melalui dua buah e$c%anger yang dipasang sebagai bagian dari proyek
3ptimalisasi yaitu Saturator Water Heater 1$2/6 yang merupakan bagian dari
sistem saturasi, dan Condensate 6eboiler 1$/6 untuk membangkitkan #- ( 5ow
Steam) yang akan digunakan sebagai penggerak e&ectors pada Ben"ield 5o Heat
C,. 6emo(al !rocess*
as yang keluar dari Condensate 6eboiler didinginkan dalam bagian
tubesC,. Stri!!er Gas 7$c%anger 1$/6 dan memberikan panasnya kepada
larutan Ben"ield sampai mendidih. as lalu mengalir melalui tubeside dari #"-
7""luent) ? 7$c%anger 1$$/6, yang dipasang pada @aktu optimalisasi, untuk
memanaskan Demin water . Aliran gas yang sebagian terembun, kemudian masuk
ke 6aw Gas Se!arator 12/, dimana gas sintesa yang belum murni ini
dipisahkan dari 8at/8at yang mengembun.
8/19/2019 Bab III, Edit Baru
http://slidepdf.com/reader/full/bab-iii-edit-baru 28/44
$2
as sintesa yang belum murni tersebut lalu dile@atkan dalam 632
Absorber 11/ untuk langkah pertama psemurniannya. Proess steam yang
mengembu dikeluarkn dari bottom separator dengan kontrol #6/&', langsung ke
o77 side yaitu ke proses ondensate stripper (221/). -ebagian kondensat dikirm
ke regenerator (22/) "eed treating setion sebagai make/up @ater, dan sebagian
lagi digunakan untuk kondensat make up untuk +essel dengan menggunakan
pompa 2/5A45. -eparator dilengkapi dengan alarm peringatan le+el rendah dan
le+el tinggi. Proteksi tekanan untuk 12/ dan peralatan/peralatan lain di
upstream dilakukan dengan memasang relie+e +al+e H/12 dan H/12/1
pada outlet ra@ gas separator. 12/ juga dilengkapi dengan manual +ent H/2&
yang digunakan pad saat start/up atau emergeny.
) 632 6emo(al
as 632 yang ada pada gas sintesa merupakan raun bagi katalis di
ammonia con(erter* <arena itu 632 harus dipisahkan seara absorbsi dengan
mengalirkan ke 632 absorber (11 * ) yang memakai larutan ben"ield sebagai
penyerap sehingga menghasilkan gas sintesa 0idrogen4;itrogen dalam kemurnian
tinggi (kurang dari 1 ppm dari 63 dan 632).
as 632 yang ada pada gas sintesa merupakan raun bagi katalis di
ammonia con(erter* <arena itu 632 harus dipisahkan seara absorbsi dengan
mengalirkan ke 632 absorber (11 * ) yang memakai larutan ben"ield sebagai
penyerap sehingga menghasilkan gas sintesa 0idrogen4;itrogen dalam kemurnian
tinggi (kurang dari 1 ppm dari 63 dan 632).
Aliran gas masuk dari bagian ba@ah Absorber 632 111/ le@at
distributor dan memanar melalui paking dalam bejana. as mengalir keatas
mele@ati empat beds steel sloited rings yang merupakan tempat kontak antara gas
dengan larutan lean dan semi lean arbonate. -tell slotted rings terdiri dari dua
ukuran $ mm dan ' mm, dan dua maam material yaitu Carbon steel dan
Stainless steel Fle$irings* as yang memanar ke atas bersinggungan dengan
5ean Ben"ield ( Ben"ield bersih 632) yang mengalir dari atas ke ba@ah dan
menyerap 632.
8/19/2019 Bab III, Edit Baru
http://slidepdf.com/reader/full/bab-iii-edit-baru 29/44
$
#arutan carbonate ben"ield menyerap hampir seluruh 632 yang mele@ati
absorber. Absorber mempunyai demisting !ad dipunaknya, dimana gas mele@ati
demisting pad sebelum meninggalkan to@er untuk menghindari terba@anya
larutan ben7ield didalam gas outlet absorber. ari absorber gas menuju 632
absorber <3.rum (111/) yang ber7ungsi untuk memisahkan sisa larutan/
larutan yang terba@a. #arutan yang terkumpul di 111/ dibuang ke sum +ia #6/
2&. #e+el yang tidak normal pada proses ini ditandai dengan 0#A/1!'. as
keluar melalui bagian atas 111/ dan masuk ke shell side 1!/6 (methanator
"eed heater) baru kemudian menuju methanator (1%/).
#arutan Carbonate Ben"ield yang dimasukkan ke absorber, sebenarnya
dilakukan di 2 tempat. Pada bagian tengah 632 absorber, dimasukkan ben"ield
yang belum sempurna diregenerasi (Semi 5ean Ben"ield ) untuk memisahkan
sebagian besar 632 dari !rocess gas yang memanar ke atas. #arutan Semi 5ean
Ben"ield ini berasal dari bagian tengah Stri!!er C,.(112/)yangdipompakan
oleh pompa sirkulasi Semi 5ean Ben"ield 11&/5 ke. #arutan semi lean masuk
keabsorber melalui distributor yang terletak di bed ketiga. Aliran semi lean diatur
dengan 6a/%& dengan #A/1 sebagai tanda kondisi lo@ 7lo@.
-edangkan dari atas 632 absorber dimasukkan larutan arbonate ben"ield
yang keluar dari bagian ba@ah 632Stri!!er* #arutan ben"ield yang keluar dari
bagian ba@ah 632Stri!!er didinginkan terlebih dahulu dalam e$c%anger larutan
ben"ield 1/6 dan 1&/6 yang memakai demin water dan selanjutnya
didinginkan dalam cooler larutan ben"ield 1$1/6 untuk kemudian dipompakan
dengan pompa lean arbonat sirkulasi (111/5) ke atas bed pertama absorber
melalui distributor. lo@rate dari aliran ini dikontrol dengan 6/$ dabn #A/2
ber7ungsi untuk menjaga aliran agar tidak lo@ 7lo@. -ebagai pembantu pada
sirkulasi lean arbonate terdapat mehanial 7ilter 11%/#. -ebagian keil
mele@ati mehanial 7ilter berguna untuk memisahkan 8at/8at padat yang terba@a
dalam larutan. Aliran ke 7ilter diatur seara manual dengan +al+e dan diukur
dengan 7lo@rate I/& dan PdIa/$' menunjukkan beda tekanan pada 7ilter dan
PdA/$ menunjukkan setting +al+e telah terapai.
8/19/2019 Bab III, Edit Baru
http://slidepdf.com/reader/full/bab-iii-edit-baru 30/44
$!
#arutan 6ic% Ben"ield yang telah menyerap 632 dalam absorber turun dari
bagian ba@ah dan dikirim ke Stri!!er melalui H#draulic Turbine. Pada saat
larutan masuk dan terserak pada bagian atas Stri!!er C,. ' sebagian dari 632
terlepas dari larutan. #arutan mengalir ke ba@ah mele@ati !acking dalam bejana
( !acked tower ) yang terbuat dari Carbon Steel dan Stainless Steel Fle$irings.
Steam dan 632 yang diperoleh kembali dari larutan Ben"ield yang
dipanaskan, alirannya memanar ke atas melalui lapisan !acking , berla@anan arah
dengan larutan ric% yang menuju ke ba@ah. #arutan yang kaya 632 (ric%) ini
dibersihkan dari 632 oleh adanya persinggungan uap yang naik ke atas melalui
paking dalam 632Stri!!er 12/.
Pemisahan 632 pada unit ini seara prinsip sama dengan pemisahan 632 di
"eed treating. Perbedaan yang ada terletak pada adanya 7lash tank (11 * ) yang
dihubungkan dengan stripper, sehingga pada unit ini tekanan di stripper bisa lebih
rendah dan sebagai akibatnya pelepasan 632 di stripper bisa lebih sempurna.
632 dan uap yang keluar dari bagian atas Stri!!er didinginkan dalam
632Stri!!er Condenser 11/6A dan 6 lalu masuk ke 632 -*, Drum 11/. i
dalamnya uap akan mengembun dan terkumpul di bagian ba@ah dari -*, Drum.
Cat/8at yang mngembun ini dikembalikan dengan control permukaan (#i6a/$) ke
bagian atas Stri!!er C,. dengan pompa re"lu$ 1'/5.
632 yang telah dibebaskan keluar dari atas drum melalui saringan
( Demisting !ad ) dan berampur dengan hasil 632 dari hasil pengolahan gas alam
( "eed gas) untuk dipakai di unit urea atau bisa juga dibuang ke atmos7er.
!) Betanasi
as keluar dari absorber dibatasi maksimum mengandung 63 2 ,$ F mol
dan 63 , F mol. <edua gas ini harus dihilangkan sebelum gas sintesa dikirim
ke seksi sintesa ammonia, karena 632 dapat bereaksi dengan ;0 membentuk
ammonium karbamat pada kompressor gas sintesa dan juga dapat merauni katalis
ammonia con(erter . Untuk menghilangkan gas/gas ini, maka 63 dan 632
direaksikan dengan 02 menjadi metan di metanator, sehingga total 63 dan 63 2
masuk ammonia con(erter > 1 ppm.
8/19/2019 Bab III, Edit Baru
http://slidepdf.com/reader/full/bab-iii-edit-baru 31/44
$$
Process gas meninggalkan bagian atas menara absorber melalui penyaring
airan ( Demisting !ad ) yang berada dalam ,(er%ead -*, Drum 11%/ bagian
atas. Penyaring airan ini akan memisahkan butiran/butiran airan Ben"ield yang
terba@a. Aliran proses meninggalkan absorber masuk ke bagian s%ell dari
pendingin perantara (intercooler ) 1%/6 tingkat pertama, dari kompresor gas
sintesa dan recide 1/5. #alu aliran masuk ke bagian s%ell dari e$c%anger
pemanas pendahuluan gas proses ke metanator ( 4et%anator Feed Pre%eater
7$c%anger ) 1!/6.
as proses yang telah dipanaskan meninggalkan bagian s%ell 1!/6,
masuk ke bagian top inlet Betanator 1%/ . Aliran gas mele@ati katalis high
nikel dan terjadi reaksi pada suhu 2' * % °6 sebagai berikut :
63 9 02 60! 9 023 (9 L)
63 9 !02 60! 9 2023 (9 L)
<edua reaksi tersebut adalah eksotermis dan akan mengakibatkan
temperatur naik kira/kira &2 °6 untuk tiap mol F 63 dalam gas inert. Pada
keadaan operasi normal dengan gas masuk mengandung , F 63, temperatur
dalam metanator diperkirakan naik sebesar 21,% °6.
5ika tempratur di metanator terlalu tinggi high tempratur alarm 0"A/&,
', , 1 dan &' akan membunyikan alarm, kemudian tri! solenoid switc% H-/
1, dan B"6/1 menutup (al(e untuk menghentikan aliran ? ke 11!/6.
"indakan ini untuk menegah e$c%anger dari pendinginan yang terlalu epat
setelah aliran gas ke metanator dihentikan. Switc% solenoid ini harus diriset seara
manual. alam sistem ini juga terdapat sebuah !us%, botton P/ dipanel ontrol,
yang ber7ungsi untuk mentripkan solenoid/solenoid tersebut. engan terhentinya
aliran gas ke metanator, tekanan sistem naik yang mana akan membuka control
(al(e P"6/$ u!+stream control (al(e H/, membuang gas ke atmos7ir.
Aliran gas yang sudah di metanasi akan keluar dari bagian ba@ah
metanator lalu didinginkan dalam tube side dari Boiler Feed Water 7$c%anger
11!/6 dan pendinginan terakhir yaitu dalam tube side dari 4et%anator 7""luent
Gas Cooler 11$/6. -elanjutnya aliran masuk ke S#n Gas Suction Drum 1!/
8/19/2019 Bab III, Edit Baru
http://slidepdf.com/reader/full/bab-iii-edit-baru 32/44
$%
yang juga sebagai suction dari Com!ressor 1/5 dalam tahap proses produksi
;0.
-eksi metanator juga dilengkapi dengan semua instrumen * instrumen yang
diperlukan untuk mengontrol dan mengamati kondisi proses. "ekanan di 1!/
dijaga oleh H/1!/ yang terletak di e""luent s#n+gas suction drum*
D. $ynt%esis &oo'
as sintesa yang meninggalkan S#n Gas Suction Drum 1!/ dianalisa
kadar 60!, 02 dan ;2 (A//stream ;o.1) kadar 63 dan 632 (A/2). alam
unit ini, gas sintesa dari unit pemurnian gas sintesa, disintesakan menjadiammonia. Proses/proses yang terjadi adalah : kompressi gas sintesa, sintesa
ammonia, dan pendinginan serta pemurnian produk.
1) <ompressi as -intesa
as yang keluar dari proses metanasi disebut sebagai gas sintesa yang
hanya mempunyai tekanan 2$ * 2& kg4m2, sedangkan untuk pembentukan
ammonia diperlukan tekanan yang tinggi (± 1$ kg4m2). Untuk memenuhi
kebutuhan tekanan tersebut diperlukan suatu alat yang disebut S#n GasCom!ressor 1 * 5.
<ompresor ini mengambil suction dari 1!/ S#n Gas Suction Drum dan
menaikkan tekanan pada stage pertama dan disc%argenya ke stage kedua dari
mesin melalui pendingin/pendingin yang disusun seri dan ke -*, Drum 1$/.
2) -intesa Ammonia
as dari S#n Gas Com!ressor (1/5) sudah mengandung ammonia. 0al
ini akan menganggu kesetimbangan di Ammonia Con(erter . Untuk itu ammonia
dipisahkan dari ampuran gas dengan jalan mendinginkan gas tersebut sehingga
ammonianya menair dan dipisahkan dalam Ammonia Se!arator 1%/. as yang
masih terampur dengan ammonia didinginkan dalam %eat e$c%anger 12!/6
dengan media pendingin cooling water sampai suhu 'o6. Pendinginan
dilanjutkan di 11&/6, 11'/6 dan 11/6 dengan media pendingin ammonia
re"rigerant . Ammonia yang menair dipisahkan dari gas di 1%/. Ammonia air
mengalir ke 1&/6 sedangkan gas masuk ke Ammonia Con(erter (1$/). "api,
8/19/2019 Bab III, Edit Baru
http://slidepdf.com/reader/full/bab-iii-edit-baru 33/44
$&
sebelum masuk Ammonia Con(erter , gas dipanaskan dulu di 12/6 dan 121/6
sehingga suhu naik dari /2$o6 menjadi 1$o6.
Ammonia Con(erter berisi kira/kira &$ m (2! kg) !romoted iron
catal#st . <atalis ditempatkan di dalam internal basket yang di desain terdiri dari !
catal#st bed yang terpisah di dalam con(erter* Bed paling atas adalah yang paling
keil +olumenya. Bakin keba@ah, (olume catal#st bed makin besar. 0al ini
bertujuan untuk membatasi panas eksotermis pada bed yang lebih atas (dimana
reaksi yang berlangsung juga lebih epat), sehingga temperatur con(erter dapat
dijaga. -elain itu untuk mengontrol temperatur con(erter , digunakan juga b# !ass
con(erter inter cooler dan penggunaan aliran gas 8uenc% yang masuk catal#st
bed .
"emperatur Con(erter kira/kira !/!'o6 dan tekanan 1/1! kg4m2,
sehingga sebagian gas sintesa yang mengandung 02 dan ;2 yang mele@ati katalis
akan berubah menjadi ammonia. <onsentrasi ammonia dalam gas yang keluar dari
bed terakhir Ammonia Con(erter kira/kira 1$F. as yang tidak terkon+ersi
dikembalikan ke con(erter untuk mendapatkan produksi yang maksimal. as
yang keluar dari con(erter didinginkan dengan pertukaran panas oleh Boiler Feed
Water dan gas yang akan masuk con(erter , sebelum masuk ke kompresor 1/5
untuk dikembalikan lagi ke con(erter .
-ebelum gas rec#cle yang ditambah gas sintesa baru (make u!) masuk
kembali ke con(erter , gas didinginkan sampai /2$o6 untuk mengkondensasikan
ammonia yang terbentuk pada @aktu mele@ati katalis Ammonia Con(erter .
Pembuangan gas yang terus menerus atau !urge pada tekanan tinggi dijaga untuk
menghilangkan kelebihan inert (terutama metana dan argon) dari s#s gas loo!.
Purge gas ini didinginkan sampai temperatur /2$o6 untuk mengambil
ammonianya dan kemudian !urge gas/nya dikirim ke PU untuk diambil
hidrogennya. 5ika gas inert ini dibiarkan terlalu tinggi konsentrasinya akan
mengakibatkan produksi ammonia berkurang. eaksi yang terjadi pada 1$/
adalah:
;2 9 02 2;0 9 L
8/19/2019 Bab III, Edit Baru
http://slidepdf.com/reader/full/bab-iii-edit-baru 34/44
$'
eaksi diatas merupakan reaksi eksotermis, dengan rasio ;2 : 02 K 1 : ,
konsentrasi ammonia dalam gas alam yang akan keluar dari Bed terakhir
Ammonia Con(erter kira/kira 1$F mol. -elanjutnya gas sintesa yang keluar
dialirkan menjadi dua bagian ke 6e"rigeration Purge Se!arator 9essel 1'/
sedangkan bagian lain dikirim ke kompressor tingkat 2 yang akan bergabung
dengan gas sintesa dari 4etanator*
E. Pen%inginan Amm&nia
Amonia harus terus/menerus dipisahkan dari 6ec#cle Gas yang menuju
Con(enter Amonia karena keberadaannya yang epat menumpuk dalam reaktor sintesis akan mempengaruhi kesetimbangan reaksi. 0al ini dilakukan dengan jalan
mendinginkan aliran rec#cle gas sintesis melalui beberapa pendingin atau C%iller
untuk mengembunkan produksi amonia yang dihasilkan.
Secondar# Ammonia Se!arator 1%/, menerima airan amonia dari
Primar# Ammonia Se!arator dengan hasil amonia telah dipisahkan dari gas
sintesa dengan tambahan sedikit aliran dari Purge Gas Se!arator , tekanan pada
Secondar# Ammonia Se!arator diatur pada 1!,2 kg4m2 dan membuang kelebihan
tekanan ke sistem !urge gas tekanan rendah. Aliran airan dari Secondar#
Ammonia Se!arator diturunkan tekanannya (let down) menuju dua tempat dalam
sistem re7rigerasi. -atu aliran dikirim ke 6e"rigerant Flas% Drum tingkat 2 111/
dan aliran kedua ke 6e"rigerant Flas% Drum tingkat (112 * ). 6e"rigerant
Flas% Drum tingkat (112/) ini memberikan pelayanan pada proses dengan tiga
ara, yaitu:
a. engan penguapan yang kuat dan semua gas inert akan terpisah dari
amonia.
b. -ebagai %eat drum pada sirkulasi pendinginan karena mengambil panas
dari loop gas sintesa melalui c%iller .
. Benerima uap amonia dari c%iller .
Amonia yang telah menguap dalam sistem dihisap dan dimampatkan oleh
kompresor amonia dan tekanan dijaga kira/kira 1F diatas tekanan uap amonia
pada temperatur operasi. Amonia panas dari Drum 6e"rigerant 6ecei(er
dipompakan dan bergabung dengan arus dingin dari 6e"rigerant Flas% Drum
8/19/2019 Bab III, Edit Baru
http://slidepdf.com/reader/full/bab-iii-edit-baru 35/44
$
tingkat , yaitu 6. Produk amonia panas ini akan dikirim ke pabrik diuapkan
dengan penurunan tekanan seara bertahap, yaitu pada 6e"rigerant Flas% Drum
tingkat pertama yang temperaturnya 1!,%6.
Amonia yang tidak dikirim ke batter# limits diuapkan kembali di
6e"rigerant Flas% Drum Tingkat Pertama. "emperatur dari 6e"rigerant Flas%
Drum tingkat pertama tidak berubah/ubah bertahan pada tekanan menengah dari
case kedua kompresor amonia, tekanannya kira/kira %,2$ kg4m2. rum ini
ber7ungsi sebagai Head Drum dan memberikan supply amonia pada C%iller .
"ekanan dari 6e"rigerant Flas% Drum tingkat kedua tidak berubah/ubah
bertahan pada tekanan masuk dari case kedua kompresor amonia, tekanannya
kira/kira 2,2 kg4m2 dengan temperatur *&,'6. 6airan amonia yang menguap dari
"las% drum tingkat pertama masuk ke 6e"rigerant Flas% Drum tingkat kedua dan
disirkulasikan dengan pengaruh t=ermos#!%on melalui C%iller tingkat dua. 0asil
airan dari 6e"rigerant Flas% Drum tingkat kedua diuapkan purge gas C%iller
dalam loop sintesa dalam C%iller gas alam untuk memberikian pendinginan.
Penampung produk re7rigerasi (re"rigerant recei(er ) 1/ menampung
semua hasil produksi amonia. Produk amonia terbagi atas dua jenis:
1) Produk Amonia Panas (6)
Produk ini diambil langsung dari penampung amonia (1/) dan dipompa
oleh pompa amonia (12$/5) sebagai bahan baku pabrik urea. -uhunya dijaga
dengan mengatur penginjeksian amonia dingin dari (112/) melalui pompa (11'/
). <elebihan amonia yang tidak terpompakan oleh (12$/5), selanjutnya dikirim
ke (11/).
2) Produk Amonia ingin (*6)
Untuk memproduksi jenis amonia ini, seluruh amonia dari penampung
(1/) dikirim ke (11/). ari sini, amonia tersebut dikirim (111/) dan (112/
). Produk amonia dingin dari (112/) inilah yang nantinya dipompa oleh (12!/5)
menuju ke Amonia Storage.
. PGRU Purge Gas "eco(ery !nit !
PU adalah unit tambahan dalam Ammonia Plant yang ber7ungsi untuk
mengolah gas buangan yang berasal dari Ammonia Plant untuk diman7aatkan
8/19/2019 Bab III, Edit Baru
http://slidepdf.com/reader/full/bab-iii-edit-baru 36/44
%
kembali. as buang itu sendiri mengandung ammonia dan 02. PU pertama kali
dibangun pada tahun 1'$ di Ammonia Plant PU-I IH dengan kapasitas 1'
;m4hr dengan sistem coldbo$. <arena kapasitasnya keil, maka pada tahun 21
dibangun lagi PU PU-I III dengan teknologi P6IS4 untuk pemisahan 02
berkapasitas olahan total 2& ;m4hr. engan kapasitas itu ukup untuk
mengolah gas buang dari PU-I II, PU-I III dan PU-I IH.
<elebihan teknologi pada PU PU-I III dibanding dengan PU
PU-I IH adalah selain memiliki kapasitas olahan yang lebih besar, unit ini juga
mampu mengolah gas buang bertekanan tinggi maupun yang bertekanan rendah.
-elain itu pada teknologi 5oule "homson 77et PU-I IH sangat rentan terhadap
perubahan temperatur operasi karena prinsip kerjanya yang memisahkan ammonia
dan gas buang dengan ara menairkannya. 0al ini tentu saja akan sangat
tergantung pada keadaan temperatur operasinya. ila temperatur lingkungan
meningkat maka suhu operasi yang rendah akan sulit terapai akibatnya operasi
berjalan tidak sempurna.
Prinsip kerja pemisahan PU PU-I III, didasarkan pada perbedaan
tekanan parsial gas/gas dalam ampuran. PU PU-I III didesain untuk
mereo+ery F 02 dengan kemurnian produk 0P 02 sebesar F, #P 02
sebesar 1F dan ammonia air F dengan kemurnian ,$F berat.
3.3. Unti Urea
3.3.1. Pr&ses Pemb(atan Urea
-eara garis besar proses pembuatan urea tersebut dapat dibagi dalam
empatbagian yaitu seksi sintesa, puri7ikasi, reo+ery, serta kritalisasi dan
pembutiran yang di jabarkan sebagai berikut:
(1) -eksi -intesa
i dalam seksi sintesa bahan baku yang berupa ammonia dan
karbondioksida direaksikan menjadi urea melalui dua reaksi kimia yang bolak/
balik dan berurutan:
2 ;0 9 632 ;02633;0! 9 L1
;02633;0! ;0263;02 9 023 / L2
8/19/2019 Bab III, Edit Baru
http://slidepdf.com/reader/full/bab-iii-edit-baru 37/44
%1
eaksi 1 yang membentuk ammonium karbamat mengeluarkan panas L1
yang besar atau disebut eksotermik kuat. eaksi akan berlangsung sampai selesai
dengan keepatan yang besar, asalkan panas reaksinya segera dapat dipindahkan
sehingga temperatur ampuran reaksi tidak naik melebihi temperatur yang
setimbang dengan tekanan disosiasi yang terdapat dalam reaktor.
"erlihat pada reaksi 2 ammonium karbamat terdehidrasi menjadi urea,
menyerap panas L2 dalam jumlah yang lebih keil dari L1 dan disebut endotermik
lemah. Baka menurut 9an2t Ho"" , kon+ersi akan menjadi besar pada temperatur
yang lebih tinggi. <on+ersi tersebut juga diperbaiki dengan adanya kelebihan ;0
dan kekurangan kadar 023 dalam umpan reaktor. isamping kedua reaksi di atas,
selama sintesa terjadi pula reaksi sampingyang terbentuk biuret dari urea.
2;0263;02(l) ;0263;063;02(l) 9 ;0 / L
iuret adalah senya@a yang tidak dikehendaki pembentukkannya di dalam
seksi ini ditekan karena adanya kelebihan amonia yang menyebabkan reaksi
tergeser ke kiri. 5umlah biuret yang terbentuk juga dipengaruhi oleh residence
time*
-intesa urea ini berlangsung dalam bejana tegak bertekanan tinggi yang
disebut reaktor urea yang mempunyai +olume ukup untuk mengadakan reaksi
sintesa sampai mendekati kondisi kesetimbangan. 6esidence time di dalam reaktor
adalah 2$ menit menurut kapasitas design. emi kon+ersi yang baik dan kadar
yang rendah umpan reaktor mengandung kelebihan ;0 dan kadar 023 yang
minim. <arena si7at/si7at korosi7 dari 8at pereaksi dan produk di dalam reaktor
maka dipasanglah lapisan pelindung yang ook pada semua permukaan yang
mengalami kontak dengan ampuran reaksi. eaktor di pabrik ini dilapisi dengan
titanium. Penambahan sedikit oksigen bertujuan untuk melindungi (passi+asi)
stainless dan titanium sehingga daya tahan yang lama dapat diperoleh. "emperatur
diatur dengan mengkombinasikan 7aktor/7aktor berikut :
a. 7$cess ammonia ke reaktor
b. anyaknya rec#cle solution ke reaktor
. -uhu !re%eating dari liJuid ammonia ke reator
8/19/2019 Bab III, Edit Baru
http://slidepdf.com/reader/full/bab-iii-edit-baru 38/44
%2
idalam proses sintes urea ini memerlukan berbagai maam proses yang
menggunakan berbagai maam alat yaitu berupa :
1) eaktor Urea
Urea dihasilkan dari reaksi antara ;0 dan 632 sebagai berikut:
2 ;0 9 632 ;02633;0! 9 L1
;02633;0! ;0263;02 9 023 / L2
dengan kondisi operasi tekanan 1&$ kg4m2 dan suhu 16. aktor/ 7aktor yang
berpengaruh, kemurnian bahan baku ;0 dan 632, tekanan, suhu, kandungan air
dan @aktu tinggal.
2) 632 Stri!!er
er7ungsi sebagai pemisah kelebihan amoniak dan menguraikan amonium
karbamat yang tidak terkon+ersi di reaktor urea dengan ara pemanasan
menggunakan steam dan 632 stri!!ing . "erjadi reaksi samping hidrolisa urea dan
pembentukan biuret.
;0263;02 9 023 632 9 2 ;0
2 ;0263;02 ;0263;063;02 9 ;0
aktor/7aktor yang berpengaruh, tray yang ber7ungsi menaikkan e7isiensi
stri!!ing' tekanan operasi, suhu operasi, tekanan uap air dan le+el larutan.
Stri!!er dioperasikan pada tekanan sedikit di atas tekanan urea dan suhu bagian
atas 1! o6 dan bagian ba@ah 1&& o6.
> Carbamate Condenser
as dari bagian atas stri!!er dikondensasikan dan diserap oleh larutan
karbamat di dalam carbamate condenser sehingga akan menghasilkan panas. i
dalam carbamate condenser nomor 1 panas yang timbul diman7aatkan untuk
membangkitkan uap air tekanan $,$ kg4m2 sedangkan didalam carbamate
condenser nomor 2, panas yang timbul dipakai untuk memanaskan larutan urea
dari bagian ba@ah stri!!er yang akan dikirim ke 0P."ekanan operasinya sedikit
di atas tekanan reaktor urea, sedangkan suhunya untuk bagian ata- 1'$6 dan
bagian ba@ah 1&$6.
!) Scrubber
er7ungsi untuk menyerap gas amoniak dan 632 yang keluar dari bagian
8/19/2019 Bab III, Edit Baru
http://slidepdf.com/reader/full/bab-iii-edit-baru 39/44
%
atas reaktor menggunakan larutan karbamat daur ulang yang berasal dari 0PA.
"ekanan operasinya sama dengan reaktor Urea dan suhu bagian ba@ah sekitar
1'6. -intesa urea ini berlangsung dalam reaktor urea (6/11). eaktor ini
berupa autocla(e yang dinding dalamnya terbuat dari bahan Stainless Steel , yang
dilengkapi dengan 1! tray yang di desain untuk beroperasi pada tekanan 2
kg4m2 dan temperatur 16 dengan @aktu tinggal selama 2$/ menit. -ebelum
masuk ke reaktor, ammonia yang berasal dari ammonia reser(oir (A/!1)
terlebih dahulu ditekan untuk menaikkan tekanannya menjadi 2 kg4m2 melalui
dua tahapan, yaitu pertama dipompakan oleh ammonia boost u! (A/!!), dari
tekanan (A/!1) 1%,$ kg4m2 menjadi 2$ kg4m2 dan selanjutnya dipompakan
oleh pompa ammonia "eed (A/11), dari tekanan 2$ kg4m2 menjadi 1 kg4m2.
Ammonia air tersebut dimasukkan ke dalam !re%eater untuk menaikkan
temperaturnya menjadi %&6. Pemanasan di dalam !re%eater dilakukan dua tahap
yaitu: dengan menggunakan %ot water (A/11) dan steam condensat (A/12)
sebagai media pemanasnya, sehingga temperatur meningkat menjadi '1,!6
dengan tekanan 1 kg4m2 dan baru masuk ke reaktor.
ahan baku gas 632 dari pabrik ammonia memiliki tekanan ,% kg4m2 dan
temperatur '6. as ini harus terlebih dahulu dipisahkan dari kandungan airnya
di suction se!arator (A/1%1) sebelum memasuki 632booster com!ressor (/
12)*
Ammonia air dan 632 bereaksi menjadi ammonium karbamat
(;0!633;02) yang selanjutnya terhidrasi menjadi urea.
2;0(l) 9 632(g) ;02633;0!(l) ∆0 K 9 '. kal
;02633;0!(l) ;0263;02(l) 9 023(l) ∆0 K * % kal
isamping kedua reaksi diatas, selama sintesa terjadi reaksi samping yang
akan membentuk biuret dari penguraian urea. eaksi samping tersebut adalah:
2;0263;02(l) ;0263;063;02(l) 9 ;0
eaksi/reaksi di atas berlangsung dalam 7asa air. "ingginya temperatur
optimum reaksi menyebabkan tekanan operasinya juga tinggi agar ampuran
reaksi tetap dalam 7asa air. eaksi pertama adalah pembentukan ammonium
karbamat dari ammonia dan 632. eaksi kedua adalah reaksi dehidrasi
8/19/2019 Bab III, Edit Baru
http://slidepdf.com/reader/full/bab-iii-edit-baru 40/44
%!
ammonium karbamat menjadi urea. eaksi ketiga adalah reaksi dimerisasi urea
menjadi biuret.
-etelah mengalami kon+ersi maka larutan akan keluar melalui to! reactor ,
akibatnya tingginya tekanan dan temperatur. <emudian larutan urea dengan
kandungan konsentrasi ,F tersebut dikirim ke Hig% Pressure Decom!oser
(0P) A/21 pada seksi !uri"ikasi untuk diambil kembali ammonia dan gas
632 lebih lanjut.
(2) -eksi Puri7ikasi4ekomposisi
alam seksi ini ammonium karbamat dan ekses ammonia dipisahkan darilarutan urea sintesis dengan penurunan tekanan dan pemanasan steam dalam tiga
tahap.
a. "ahap pertama dengan tekanan 1& kg4 m2 dan temperatur 1%6 ,terjadi
di Hig% Pressure Decom!oser (0P, A/21),
b. "ahap kedua dengan tekanan 2, kg4 m2 dan temperatur bagian atas
11&6 dan bagian ba@ah 11$6, terjadi di 5ow Pressure Decom!oser
(#P, A/22) dan,
. "ahap ketiga terjadi di gas se!arator (A/2). agian atas gas se!arator
beroperasi pada tekanan , kg4m2 dan temperatur 16, sedangkan
bagian ba@ah disebut o$idizing column yang beroperasi pada tekanan
atmos7er dan temperatur 26.
Prinsip dari seksi dekomposisi ini adalah memanaskan dan menurunkan
tekanan, sehingga ammonium karbamat terurai menjadi gas/gas ;0 dan 632,
seperti reaksi berikut ini:
2;0 9 632 9 023 ;02633;0!
-elama dekomposisi, urea dapat pula terhidrolisa seperti reaksi berikut:
;0263;02 9 023 2;0 9 632
Produk gas yang terbentuk dari hasil dekomposisi selanjutnya dikirim ke
seksi reco(er#*
=> -eksi 6eco(er#
8/19/2019 Bab III, Edit Baru
http://slidepdf.com/reader/full/bab-iii-edit-baru 41/44
%$
-eksi reco(er# ber7ungsi untuk menyerap sisa gas 632 dan ;0 yang
keluar dari seksi dekomposisi dengan menggunakan air dan larutan urea didalam
absorber untuk kemudian didaur ulang ke reaktor urea.Peralatan utama di seksi
reco(er# adalah Hig% Pressure Absorber (0PA) dan 5ow Pressure Absorber
(#PA).
<ondisi operasi di #PA (A/!2) ditentukan oleh kondisi gas ammonia dan
karbondioksida dari #P, yang diserap seara sempurna dengan larutan dari o""
gas absorber dan larutan mot%er li8uor . #arutan dari dust c%amber dalam !rilling
tower dikirim ke #PA. #arutan karbamat dalam #PA digunakan sebagai penyerap
yang dioperasikan pada tekanan 2 kg4m2 dan temperatur !'6. -emua gas dari
#P dikondensasikan dan diserap ke dalam larutan penyerap ini.
"emperatur dijaga lebih rendah dari temperatur keseimbangan dengan
memperhatikan temperatur solidi"ikasi. -istem Hig% Pressure Absorber Cooler
(0PA6, A/!1) terdiri dari tower absober dan pendingin. as ammonia dan
karbondioksida dari 0P mengalir masuk ke 0PA6 yang kira/kira &F
karbondioksida diserap dan sisanya diserap di tower absorber , jadi gas yang
keluar dari bagian atas 0PA mengandung ;0, maka di tower 0PA6 dilakukan
tiga tingkatan penyerapan, pertama oleh larutan mot%er li8uor yang berasal dari
#PA, kedua oleh ;0 dari ammonia kondenser, ketiga oleh ;0 dari ammonia
reser(oir . 0asil dari unit reco(er# ini dikembalikan ke unit sintesa.
(!) -eksi <ristalisasi dan Pembutiran
-eksi kristalisasi ber7ungsi untuk mengolah larutan Urea yang keluar dari
decom!oser kemudian dikristalkan di dalam (accum (r#stallizer pada tekanan &
mm0g dan suhu %$ o6, kristal urea yang terjadi dipisahkan dengan centri"uge dan
kemudian dikeringkan menggunakan udara panas sampai mempunyai kandungan
air kurang dari , F. Peralatan pada seksi kristalisasi adalah sebagai berikut:
a. <ristalisasi bagian ba@ah (cr#talizer bottom !art , A/21)
b. <ristalisasi bagian atas (cr#talizer u!!er !art , A/21). -ering disebut
(acum concentrator .
8/19/2019 Bab III, Edit Baru
http://slidepdf.com/reader/full/bab-iii-edit-baru 42/44
%%
. 9acum generator (A/21)*-ebuah pipa yang disebut barometric leg ,
menghubungkan A/21 u!!er A/21 bottom. <ondisi (acum terjadi di
(acum generator*
#arutan urea slurr# ini dipompakan dari ba@ah A/21 bottom oleh A/
22, memasuki !reticneker (/21) lalu centri"uge (/21), sebagian larutan
dikembalikan ke A/21 bottom. engan adanya gaya sentri7ugal larutan pekat
menjadi kristal urea, karena air yang masih terdapat dilarutan terlempar mele@ati
basket distributor lalu turun ke mot%er li8uor tank . i ujung basket dipasang alat
penyekerap kristal urea yang disebut cake scra!!er .
Pengeringan kristal urea dimulai dari cake catc%er , lalu "luidizing dra#er
(/1) untuk menguapkan kandungan airnya hingga menjadi ,$F. Udara
panas untuk pengering diperoleh dari hembusan udara 7an /1. ebu urea
ditangkap dengan air yang di s!ra#kan dari s!ra# nozzle yang dipasang dibagian
atas, kemudian turun ke dust c%amber .
<ristal urea yang dari dasar c#clone masuk ke melter (A/1) melalui
screw con(e#or (5/1). <ristal urea jatuh di atas tube+tube peleleh yang
terdapat di dalam melter . Steam yang bertekanan & kg4 m2 memasuki bagian
dalam tube. Untuk melelehkan kristal urea sampai ke inti kristal. Urea leleh
(molten urea) turun dari melter memasuki %ead tank (A/1), lalu memasuki ke
acoustic granulator (P/1) dan dipanarkan keluar melalui lubang/lubang
distributor yang terdapat di bagian ba@ah acoustic granulator . #elehan urea yang
dipanarkan dari acoustic granulator dengan temperatur 1'6, turun ke ba@ah
dan didinginkan oleh hembusan udara dari 7an /. Udara pendingin dari /
naik ke atas setelah terlebih dahulu melalui lubang/lubang distributor yang
terdapat pada "luidizing cooler .
Untuk menjaga agar kandungan biuret dalam kristal urea tetap rendah,
maka sejumlah larutan mot%er li8uor yang banyak mengandung biuret didaur
ulang untuk menyerap ;0 dan 632 di seksi reco(er# yang kemudian masuk lagi
ke reaktor urea sehingga biuret akan bereaksi dengan kelebihan ;0 untuk
kembali menjadi urea.
;0263;063;02 9 ;0 2 ;0263;02
8/19/2019 Bab III, Edit Baru
http://slidepdf.com/reader/full/bab-iii-edit-baru 43/44
%&
<ristal urea kering kemudian dikirim ke melter di bagian atas !rilling
tower untuk dilelehkan menggunakan pemanas uap air pada suhu 1' o6. #elehan
urea tersebut dialirkan ke distributor untuk membentuk butiran urea yang jatuh ke
yang jatuh ke "luidizing cooler dengan menggunakan pendingin udara. Produksi
urea tersebut kemudian dikirim ke Unit Penyimpanan dan Pengantongan Urea
(PPU).
3.3.2. Pr&%(k Urea
Produk yang dihasilkan oleh pabrik urea adalah urea !rill' dengan
kapasitas terpasang sebesar 2.2%2. ton per tahun. Urea (;0263;02) adalahsenya@a berbentuk kristal putih dan tidak berbau. ila berampur air, dapat
terhidrolisa menjadi ammonium karbamat dan terdekomposisi menjadi ammonia
dan 632. Urea butiran pada P". PU-I mempunyai si7at 7isika dan standar
komposisi yang dapat dilihat pada tabel di ba@ah ini.
Tabel 3.4. -i7at/si7at isika Urea
Siat Nilai
"itik didih 12, 6
"itik leleh 12,&
6S!esi"ik gra(it# 1,$
entuk kristal tetragonal
Panas pembentukkan pada 2$6 /!&,12 <kal4 mol
Panas 7usi % <kal4 mol
Panas pelarutan dalam air % <kal4 gr
Panas kristalisasi $' <kal4 gr
ensitas urah ,&! gr4 m2
Siat Nilai
Panas spesi7ik ($6) ,&
<elarutan dalam air (26) $1,%-umber : De!artment ,!erasi Pusri III'./01
Tabel 3."..-tandar <omposisi Urea
)&m*&sisi Stan%ar
;itrogen !2,% F @ min
iuret 1, F @ maE
Air ,$ F @ maE
esi 1, F @ maE
;0 bebas 1$ ppm maE
Abu 1$ ppm maE
,il 1 ppm maE
8/19/2019 Bab III, Edit Baru
http://slidepdf.com/reader/full/bab-iii-edit-baru 44/44
%'
Crus%ing Strengt% 1 kg4m2 min
Ukuran butiran %/1' mesh
-umber : De!artment ,!erasi Pusri III'./01
Recommended