laporan umum POPKA

LAPORAN KERJA PRAKTEK

PT.PUPUK KALIMANTAN TIMUR

Departemen Operasi Pabrik 5

Unit POPKA

“EVALUASI UFC PLANT POPKA“

Disusun oleh :

Arya Anindia Widitama

(08/265578/TK/33734)

Muziibu Alfisyah

(08/269224/TK/34348)

JURUSAN TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS GADJAH MADA

2012

LEMBAR PENGESAHAN

LAPORAN KERJA PRAKTEK

PT. PUPUK KALIMANTAN TIMUR

DEPARTEMEN OPERASI PABRIK 5

UNIT POPKA

Laporan ini telah diperiksa dan disetujui

Bontang, 13 Maret 2012

Mengetahui :

Pembimbing I Pembimbing II

H. Abdul Kadir, ST. Ngadiman

Kepala bagian POPKA Wakabag POPKA

Mengesahkan :

Dept. Operasi Pabrik 5 Dept. Diklat dan Manaj. Pengetahuan

Ir. Supriyoto Ir. Agus Subekti, M.Si.

Manager Manager

Laporan Kerja Praktek Universitas Gadjah Mada

Arya Anindia Widiatama (08/265578/TK/33734) Muziibu Alfisyah (08/269224/TK/34348)

Jurusan Teknik Kimia Universitas Gadjah Mada 3

LEMBAR PENGESAHAN

Laporan Kerja Praktek ini telah diperiksa dan disetujui oleh :

Dosen Pembimbing Kerja Praktek

Jurusan Teknik Kimia FT UGM

Dr. Ir. Aswati Mindaryani, M.Sc.




KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Allah SWT, yang telah memberikan rahmat-Nya sehingga

laporan Kerja Praktek di PT. Pupuk Kalimantan Timur dapat diselesaikan dengan baik.

Laporan ini disusun berdasarkan pengamatan lapangan dan studi pustaka yang

dilakukan pada saat Kerja Praktek di PT. Pupuk Kalimantan Timur. Kerja Praktek

merupakan salah satu tugas yang harus ditempuh sebagai persyaratan menyelesaikan

studi Strata-1 (S-1) di jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Gadjah Mada.

Pada kesempatan ini penyusun mengucapkan terima kasih kepada PT. Pupuk

Kalimantan Timur yang memberikan kesempatan untuk Kerja Praktek sejak 19 Januari –

19 Maret 2011, dan juga terima kasih kepada:

1. Orang tua tercinta yang telah memberi dukungan baik moral maupun material

serta kasih sayang yang diberikan

2. Ir. Moh. Fahrurrozi, M.Sc., Ph.D., selaku Ketua Jurusan Teknik Kimia Fakultas

Teknik Universitas Gadjah Mada

3. Dr. Ir. Aswati Mindaryani, M.Sc. selaku Dosen Pembimbing Kerja Praktek

4. Bapak Ir. Agus Subekti, M.Si., selaku Manager Diklat & Manajemen

Pengetahuan PT. Pupuk Kaltim

5. Bapak Ir. Supriyoto, selaku Manager Departemen Operasi Pabrik 5

6. Bapak Muchyidin, S.Sos., selaku Kepala Bagian Perencanaan & Evaluasi Diklat

PT. Pupuk Kaltim

7. Bapak Bambang Gunawan, Bapak Yunus Simanjuntak dan seluruh Staff Diklat &

Manajemen Pengetahuan

8. Bapak H. Abdul Kadir, ST., selaku Pembimbing Lapangan I

9. Bapak Ngadiman, selaku Pembimbing Lapangan II

10. Bapak Sudiyono, selaku Kepala Bagian Utility Departemen Operasi Pabrik 4

11. Bapak Kuswanto, Bapak Budi, Bapak Herry, dan Bapak Mustayib selaku

supervisor pada Unit Urea POPKA

12. Seluruh staff dan karyawan Departemen Operasi Pabrik 5 yang telah memberikan

ilmunya selama berjalannya kerja praktek ini.

13. Teman-teman Teknik Kimia UGM, Ijal, Ragaguci, Sulthoni, Maya, Shelly,

Muziibu, Uzie, Hilman, Navilah, Nuri, Rofiq, Mba Tira, Adit dan Fajar, yang




sudah bersama-sama bekerja keras bersama Kerja Praktek di bontang selama 2

bulan

14. Teman-teman Mess Petrosea Amoniak yang menjadi teman baru sekaligus

keluarga baru dan juga teman seperjuangan selama kerja Praktek, Sekar, Novita,

Amel, Mita, Nyoman, Darma, Alvin, Fajar, Aldi, Dantek, Fadlan, Ichank, Andi,

Irawan, Dimas, Ditya, Robby, Fadil

Penyusun menyadari bahwa laporan ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu

kritik dan saran yang bersifat membangun sangat kami harapkan. Akhir kata semoga

laporan ini dapat memberi manfaat.

Bontang, 13 Maret 2012

Penyusun




DAFTAR ISI

Halaman Judul

Lembar Pengesahan

Kata Pengantar

Daftar Isi

BAB I PROFIL PERUSAHAAN 8

I.1. Sejarah Lahirnya Perusahaan 8

I.2. Visi dan Misi Perusahaan 11

I.3. Lokasi Pabrik 12

I.4. Lambang PT Pupuk Kalimantan Timur 13

I.5. Jenis Perusahaan 15

I.6. Struktur Organisasi PT. Pupuk Kalimantan Timur 16

I.7. Tenaga Kerja dan Waktu Kerja 18

I.8. Fasilitas dan Jaminan Sosial 18

I.9. Spesifikasi Produk 19

I.10. Fasilitas Pabrik 20

I.11. Peningkatan Mutu dan Pengolahan Lingkungan 20

I.12. Pemasaran Hasil Produksi 20

BAB II BAGIAN UTILITY POPKA

17

II.1. Unit Sea Water Intake

...............................................................

22

II.2. Unit Chlorination

........................................................................

25

II.3. Unit Sea and Sweet Cooling Water System

............................

29

II.4. Unit Desalinasi 32

II.5. Compressor Stationary 36

II.6. Unit Plant Air (PA) dan Instrument Air (IA) 38

II.7. Pengolahan Air Buangan

...........................................................

40

II.8. Unit Urea Formaldehyde

...........................................................

43




BAB III BAGIAN UREA POPKA 47

III.1. Persiapan Bahan Baku 49

III.2. Seksi Sintesa 51

III.3. Seksi Resirkulasi 53

III.4. Seksi Evaporasi 55

III.5. Seksi Granulasi 57

III.6. Seksi Waste Water Treatment (WWT) 62

III.7. Steam System 64

DAFTAR PUSTAKA




BAB I

PROFIL PERUSAHAAN

I.1. Sejarah Lahirnya PT. Pupuk Kalimantan Timur

Pertanian merupakan salah satu sektor pembangunan yang mendapatkan perhatian

besar dari pemerintah karena sebagian besar masyarakat Indonesia adalah petani. Selain

itu, dari sektor inilah kebutuhan masyarakat akan pangan dapat terpenuhi. Pupuk

memegang peranan penting dalam usaha-usaha meningkatkan hasil-hasil pertanian.

Disamping digunakan pada sektor pertanian, pupuk juga dibutuhkan di sektor industri.

Pupuk memegang peranan penting dalam peningkatan kualitas produksi hasil

pertanian. Salah satu jenis pupuk yang banyak digunakan oleh petani adalah pupuk urea,

yang berfungsi sebagai sumber nitrogen bagi tanaman. Dalam peternakan, urea

merupakan nutrisi makanan ternak yang dapat meningkatkan produksi susu dan daging.

Selain itu, pupuk urea memiliki prospek yang cukup besar dalam bidang industri, antara

lain sebagai bahan dalam pembuatan resin, produk-produk cetak, pelapis, perekat, bahan

anti kusut dan pembantu pada pencelupan di pabrik tekstil. Oleh karena itu, kebutuhan

pupuk urea semakin bertambah seiring berjalannya waktu.

PT. Pupuk Kalimantan Timur merupakan salah satu Badan Usaha Milik Negara

(BUMN) yang bergerak dalam bidang pembuatan ammonia dan pupuk urea, yang berdiri

pada tanggal 7 Desember 1977. Pada mulanya proyek PT. Pupuk Kalimantan Timur

dikelola oleh Pertamina sebagai unit-unit pabrik terapung di bawah pengawasan

Direktorat Jendral Industri Kimia Dasar.

Pada tahun 1973, di pasar internasional terjadi kelangkaan pupuk urea yang

menyebabkan harga pupuk melambung tinggi sedangkan sumber gas yang ditemukan di

Kaltim diperkirakan hanya cukup 10 tahun saja. Maka dengan adanya masalah tersebut

munculah suatu gagasan utuk mendirikan pabrik urea sendiri. Pada awalnya Pertamina

mempunyai gagasan untuk mendirikan pabrik pupuk urea di atas kapal dengan

pertimbangan apabila gas alam sebagai bahan baku habis maka pabrik dapat dipindahkan.

Berdasarkan KEPPRES No.43 Tahun 1975, dibentuklah suatu tim yang bertugas

untuk meninjau dan meneliti program pembangunan pabrik terapung sesuai dengan

gagasan awal tersebut. Dan ternyata dari hasil peninjauan tersebut ditemukan data bahwa




cadangan gas alam cukup untuk 25 tahun mendatang. Dengan adanya temuan tersebut

maka rencana pendirian pabrik terapung pun diteruskan.

Proyek direncanakan oleh Pertamina, rencana awalnya akan dibangun di atas

kapal ukuran 30.000 DWT untuk pabrik ammonia dan kapal ukuran 20.000 DWT untuk

pabrik urea. Lokasi proyek antara 10 sampai 15 mil dari lepas pantai. Kapasitas pabrik

ammonia 1500 ton per hari dan pabrik urea 1700 ton per hari. Fasilitas penunjang pabrik

yaitu tangki terapung penyimpanan amonia, kapal terapung penyimpan urea, mooring

complex akan dibangun. Floating security boom akan mengelilingi semua fasilitas pabrik

terapung tersebut.

Pada saat itu telah tersedia dua buah kapal untuk menunjang rencana tersebut,

yaitu kapal Mary Elizabeth dengan ukuran 55.000 DWT untuk pabrik ammonia dan kapal

Dominique ukuran 30.000 DWT untuk pabrik urea. Lokasi yang direncanakan adalah

Bontang Utara karena daerah tersebut mempunyai gugusan batu karang yang dapat

mengurangi laju ombak.

Karena kesulitan teknis dan beberapa pertimbangan lain maka konsep pabrik

terapung dipindahkan ke darat. Berdasarkan Keppres No. 39 tahun 1976 dilakukan serah

terima proyek ini dari Pertamina ke Departemen Perindustrian dalam hal ini Direktorat

Jenderal Industri Kimia Dasar pada tahun 1976. Setelah penyelesaian proses hukum

dalam rangka serah terima peralatan pabrik di eropa, maka pada tanggal 7 Desember

1977 didirikan sebuah Perseroan Negara untuk mengelola usaha ini dengan nama PT.

Pupuk Kalimantan Timur. Dengan dipindahkannya lokasi pabrik ke darat diperlukan

perubahan dan penyesuaian desain pabrik. Pemancangan tiang pertama dilakukan oleh

Menteri Perindustrian saat itu, Ir. A. R. Soehoed pada tanggal 16 Nopember 1979.

Menurut jadwal, masa konstruksi yang dimulai pada bulan Maret 1979 diperkirakan akan

berlangsung selama 36 bulan, namun pelaksanaannya mengalami banyak kesulitan

sehingga start-up baru dapat dilakukan pada bulan Juni 1982, produksi ammonia pertama

dihasilkan pada tanggal 20 Desember 1983 dan produksi pupuk urea pertama dihasilkan

pada tanggal 15 April 1984 dan pengapalan urea perdana ke Surabaya tanggal 24 Juli

1984.

Pada tahun 1981 diadakan persiapan pembangunan pabrik PT. Pupuk Kalimantan

Timur yang kedua yang kontrak pembangunannya ditandatangani pada tanggal 23 Maret

1982. Masa konstruksi Kaltim-2 dimulai pada bulan Maret 1983 dan start-up dari utility




dimulai pada bulan April 1984, produksi ammonia pertama dihasilkan pada tanggal 6

September 1984 dan produksi urea pertama dihasilkan pada tanggal 15 September 1984.

Setelah itu, pembangunan pabrik Kaltim 3 menyusul, yang dilakukan dengan konsep

pabrik hemat energi. Pemancangan dilaksanakan pada tanggal 26 Juli 1986 dan

diresmikan pada tanggal 4 April 1989. Kapasitas produksi Kaltim 3 adalah 1000 ton per

hari amoniak dan 1725 ton per hari urea.

Sejalan dengan perkembangan waktu akan permintaan urea yang semakin

meningkat, maka PT. Pupuk Kalimantan Timur telah membangun pabrik urea baru lagi

sebagai jawaban akan permintaan pasar. Proyek pembangunan urea unit 4 PT. Pupuk

Kaltim dikenal dengan nama POPKA (Proyek Optimasi Pupuk Kaltim). Sesuai dengan

namanya maka tujuan utama pabrik ini adalah untuk optimalisasi yaitu dengan

memanfaatkan bahan baku (CO2 dan NH3) berlebih dari pabrik Kaltim-1 dan Kaltim-2.

Pabrik ini didirikan pada tahun 1999 untuk memproduksi pupuk urea granul dengan

orientasi ekspor.

Penandatanganan kontrak antara PT. Pupuk Kalimantan Timur dengan

konsorsium kontraktor dilaksanakan tanggal 9 Oktober 1996. Sebagai kontraktor utama

adalah PT. Rekayasa Industri (Persero) dan sub kontraktor Chiyoda Corp. yang

menggunakan lisensi dari Stamicarbon, sedangkan proses urea graul menggunakan lisensi

dari Hydro Agri. Produksi pertama urea granul POPKA adalah pada tanggal 18 Februari

1999 dan peresmiannya dilakukan pada tanggal 6 Juli 2000 oleh Presiden K.H.

Abdurrahman Wahid.

Pabrik Urea unit POPKA menerapkan teknologi Distributed Control System (DCS) yang

dioperasikan secara otomatis dan ramah lingkungan karena didukung unit Dust Scrubber,

Hydroliser, dan Neutralization yang dapat mengurangi zat polutan.

Saat ini PT. Pupuk Kalimantan Timur telah memiliki empat pabrik ammonia dan

lima pabrik urea. Dari seluruh pabrik tersebut, maka kapasitas terpasang adalah 1.850.000

ton ammonia dan 2.980.000 ton urea per tahun dan PT. Pupuk Kalimantan Timur menjadi

produsen urea terbesar di dunia dalam satu lokasi.




Tabel 1. Data Kapasitas Produksi per Tahun

Pabrik Ammonia (ton) Urea (ton)

Kaltim-1 595.000 700.000

Kaltim-2 595.000 570.000

Kaltim-3 330.000 570.000

POPKA - 570.000

Kaltim-4 330.000 570.000

Jumlah 1.850.000 2.980.000

I.2. Visi dan Misi Perusahaan

PT. Pupuk Kalimantan Timur mempunyai visi menjadi perusahaan petrokimia

kelas dunia dengan meningkatkan nilai perusahaan melalui pengembangan industri pupuk

dan petrokimia untuk kepentingan stakeholder.

Sebagai Badan Usaha Milik Negara (BUMN). PT. Pupuk Kalimantan Timur

mengemban beberapa misi yaitu:

1. Sebagai Unit Ekonomi

2. Sebagai Development Agent dalam Bidang Industri

3. Sebagai Stabilisator

Adapun budaya perusahaan yang diterapkan oleh PT. Pupuk Kalimantan Timur

adalah Budaya Perusahaan yang Good Coorperate Governance yang meliputi:

1. Akuntabilitas

Prinsip akuntabilitas berkaitan dengan pertanggungjawaban atas keputusan dan hasil

yang dicapai, sesuai dengan wewenang dan tanggung jawab yang dimiliki dalam

mengelola perusahaan.

2. Kemandirian

Kemandirian/independensi mengandung makna bahwa dalam menjalankan tugas dan

kewenangannya mengelola perusahaan, para pengambil keputusan sepenuhnya

terlepas dari berbagai pengaruh/tekanan pihak lain yang dapat merugikan,

mengganggu, mengurangi objektivitas pengambilan keputusan atau menurunkan

efektivitas pengelolaan kinerja perusahaan.




3. Transparansi

Transparansi menunjukkan kemampuan dari para stakeholder terkait untuk melihat

dan memahami proses dan landasan yang digunakan dalam pengambilan keputusan

atau dalam pengelolaan perusahaan.

4. Disklosur (disclosure)

Disklosur atau pengungkapan adalah penyajian informasi kepada stakeholders, baik

diminta maupun tidak, mengenai hal-hal yang berkaitan dengan kinerja operasional,

keuangan dan risiko usaha perusahaan.

I.3. Lokasi Pabrik

Lokasi pabrik PT. Pupuk Kalimantan Timur terletak di wilayah pantai Kota

Bontang, kira-kira 121 km sebelah utara Samarinda, ibukota propinsi Kalimantan Timur.

Secara geografis terletak pada 0o10’46,9” LU dan 117

o29’30,6” BT. Pabrik tersebut

terletak pada areal seluas 493 Ha, di sebelah selatan lokasi pabrik (sekitar 10 km) terdapat

lokasi pabrik pencairan gas alam PT. Badak NGL Co. Lokasi perumahan dinas karyawan

terletak sekitar 6 km sebelah barat pabrik seluas 765 Ha. Pada daerah tersebut juga

terdapat perumahan BTN untuk karyawan.

Gambar 1. Peta Lokasi PT. Pupuk Kalimantan Timur

Dasar pertimbangan lokasi pabrik:

1. Lokasi dekat dengan sumber bahan baku berupa gas alam.

2. Lokasi dekat dengan pantai sehingga memudahkan pengangkutan.

3. Lokasi berada di tengah daerah pemasaran pupuk untuk ekspor maupun

pemasaran dalam negeri.

4. Pemetaan Zone Industry.




5. Peluang untuk perluasan pabrik karena luasnya lahan yang dimiliki.

I.4. Lambang PT. Pupuk Kalimantan Timur

Gambar 2. Lambang PT. Pupuk Kalimantan Timur

Makna dari lambang PT. Pupuk Kalimantan Timur:

1. Segi lima melambangkan Pancasila, merupakan landasan idiil perusahaan.Daun

buah melambangkan kesuburan dan kemakmuran.

2. Lingkaran kecil putih melambangkan letak lokasi Bontang dekat khatulistiwa.

3. Tulisan PUPUK KALTIM melambangkan keterbukaan perusahaan memasuki era

globalisasi.

4. Warna biru melambangkan keluasan wawasan nusantara dan semangat integritas

untuk membangun bersama serta kebijaksanaan dalam memanfaatkan sumber

daya alam.

5. Warna jingga melambangkan semangat sikap kreativitas membangun dan sikap

profesional dalam mencapai kesuksesan usaha.

Gambar 3. Merk Dagang Pupuk Urea Mandau

Arti merk dagang Mandau:

1. Daun sebanyak 17 melambangkan kemakmuran sebagai salah satu cita-cita

kemerdekaan.




2. Mandau alat untuk membuat lahan pertanian yang dipergunakan penduduk asli

Kalimantan, melambangkan kepeloporan perusahaan dalam mengembangkan

usaha pertanian.

3. Mandau berjumbai lima melambangkan Pancasila.

4. Mandau biru melambangkan keluasan wawasan pemasaran.

5. Warna merah melambangkan dinamika kewiraswastaan.

Gambar 4. Merk Dagang Pupuk NPK Pelangi

Arti merk dagang Pupuk NPK Pelangi :

1. Logo terdiri dari simbolisasi pelangi yaitu tiga bidang lengkung dengan warna

dasar unsur cahaya, Merah, Hijau, dan Biru (R, G, B).

2. Daun buah mewakili perusahaan Pupuk Kaltim yang sudah dikenal.

3. Daun hijau melebar dan mengembang melambangkan kesuburan, hasil yang

bermanfaat serta kemakmuran.

4. Tulisan Pupuk Kaltim berwarna biru menampilkan identitas produsen untuk

melengkapi ikon daun buah yang sudah ada.

5. Pemilihan tipografi/huruf tanpa kaki untuk mengesankan modern, terbuka, dan

responsif terhadap perkembangan.

6. Warna merah menggambarkan dinamika dan kecerahan harapan.

7. Warna hijau menggambarkan karakter sejuk, kesuburan, dan kemakmuran sesuai

dengan esensi pupuk yang memberi kesuburan tanah.




8. Warna biru menggambarkan kemajuan dan manfaat teknologi.

Gambar 5. Merk Dagang Pupuk Daun Buah

Arti merk dagang Pupuk Daun Buah :

1. Logo diolah melalui penggabungan simbol daun buah yang sudah menjadi

simbol/ikon dari Pupuk Kaltim dengan ilustrasi stilasi daun

2. Simbol daun buah mewakili perusahaan Pupuk Kaltim yang sudah dikenal.

3. Daun hijau melebar dan mengembang melambangkan kesuburan, hasil yang

bermanfaat serta kemakmuran.

4. Warna merah menggambarkan dinamika dan kecerahan harapan.

5. Warna hijau menggambarkan karakter sejuk, kesuburan, dan kemakmuran sesuai

dengan esensi pupuk yang memberi kesuburan tanah.

6. Warna biru menggambarkan kemajuan dan manfaat teknologi.

I.5. Jenis Perusahaan

Pada saat ini PT. Pupuk Kalimantan Timur, mengoperasikan 5 buah pabrik yaitu

pabrik Kaltim-1, pabrik Kaltim-2, pabrik Kaltim-3, pabrik Kaltim-4, dan POPKA. Setiap

pabrik terdiri dari empat unit yaitu unit Utility, Unit Ammoniak, Unit Urea, sedangkan

POPKA hanya mempunyai Unit Utility dan Unit Granul.

Selain menghasilkan ammoniak dan urea, pabrik PT. Pupuk Kalimantan Timur

juga menghasilkan produk sampingan berupa nitrogen, oksigen, dan karbondioksida.

Selanjutnya untuk perkembangan produk selain produk tersebut, maka dibuka beberapa

anak perusahaan sebagai berikut:




1. PT. Kaltim Nusa Etika (KNE)

2. PT. Kaltim Multi Boga Utama (KMBU)

3. PT. Daun Buah

4. PT. Kaltim Cipta Yasa (KCY)

5. PT. Kaltim Adhiguna Dermaga (KAD)

6. PT. Kaltim Bahtera Adhiguna (KBA)

7. PT. Kaltim Industrial Estate (KIE)

8. PT. Kaltim Adventure Tours and Travel (KAIT)

Selain itu juga didirikan juga beberapa perusahaan patungan dengan perusahaan

besar Nasional dan Internasional, seperti:

1. PT. Kaltim Methanol Industri

2. PT. DSM Kaltim Melamine

3. PT. Kaltim Pasifik Ammonia

4. PT. Kaltim Ambikap Wiratama

5. PT. Kaltim Parna Industri

I.6. Struktur Organisasi PT. Pupuk Kalimantan Timur

Struktur organisasi perusahaan dibentuk untuk mempersatukan dan

menggalang semua aktivitas yang ada untuk mencapai tujuan. Bentuk perusahaan

adalah Perseroan Terbatas Badan Usaha Milik Negara dengan nama PT. Pupuk

Kalimantan Timur dengan sistem organisasi mengikuti garis dan staf yang terdiri dari

Dewan Direksi, Kepala Seksi, Kepala Kompartemen, Kepala Departemen atau Biro,

Kepala Bagian, Kepala Seksi, Kepala Regu dan Pelaksana.

Dewan Direksi terdiri dari seorang Direktur Utama dan empat orang Direktur

yaitu Direktur Teknik, Penelitian dan Pengembangan, Direktur Komersiil, Direktur

Produksi, dan Direktur Sumber Daya Manusia dan Umum. Dewan Direksi

bertanggung jawab kepada dewan komisaris yang mewakili pemerintah sebagai

pemegang saham, adapun tanggung jawab dan wewenangnya adalah sebagai berikut:

1. Direktur Utama, memimpin organisasi perusahaan dan bertanggung jawab atas

kelancaran jalannya perusahaan kepada Dewan Komisaris.

2. Direktur Teknik, Penelitian dan Pengembangan, memimpin bidang

pengembangan dan peneltian serta rancang bangun, perekayasa dan pengadaan

dan bertanggung jawab kepada Direktur Utama.




3. Direktur Komersiil, memimpin bidang keuangan dan bidang pemasaran produk

yang dihasilkan perusahaan dan bertanggung jawab kepada Direktur Utama.

4. Direktur Produksi, bertanggung jawab atas kelancaran produksi dan bertanggung

jawab kepada Direktur Utama.

5. Direktur Sumber Daya Manusia dan Umum, memimpin bidang pengembangan

sumber daya karyawan dan bidang umum dan bertanggung jawab kepada Direktur

Utama.

Selain itu terdapat juga unsur bantuan yang terdiri dari beberapa Kompartemen

dan unit Departemen yang masing-masing dipimpin oleh General Manager untuk masing-

masing kompartemen dan Manager untuk masing-masing Departemen. Adapun unsur

bantuan itu adalah sebagai berikut:

Kompartemen terdiri atas:

1. Kompartemen Sekper

2. Kompartemen Operasi

3. Kompartemen Pemeliharaan

4. Kompartemen Renbang

5. Kompartemen Teknik

6. Kompartemen Komersil

7. Kompartemen Keuangan

Departemen meliputi:

1. Departemen Was Operasi

2. Departemen KHI

3. Departemen Cangun

4. Biro Penelitian dan Rentra

5. Departemen Perencanaan Material

dan Gudang

6. Departemen Hukum

7. Departemen Sekretariat

8. Departemen K3LH

9. Departemen Inspeksi Teknik

10. Departemen Pengendalian Proses

16. Departemen Humas

17. Departemen Jasa Teknik

18. Departemen Sistofel

19. Departemen Keuangan

20. Departemen Akuntansi

21. Departemen Anggaran

22. Departemen Sistem Manajemen

23. Departemen PKBL

24. Departemen Pengembangan

Usaha

25. Departemen Diklat & MP




11. Departemen Pengadaan

12. Departemen Kamtib

13. Departemen

Mechanical/Machinery

14. Departemen Pemasaran Dalam

Negeri

15. Departemen Was Keuangan

26. Departemen Listrik/Instrumen

27. Departemen Operasi Pabrik-1




31. Departemen Ekspedisi

Pergudangan dan Distribusi

I.7. Tenaga Kerja dan Waktu Kerja

Waktu kerja bagi karyawan PT. Pupuk Kalimantan Timur dibagi dua, yaitu

karyawan shift dan non-shift. Untuk pembagian kerja karyawan shift, terdiri dari 3 shift

yang masing-masing bekerja selama 8 jam setiap shift. Adapun ketiga shift tersebut

adalah:

Day shift : pukul 07.00 – 15.00 WITA

Swing shift : pukul 15.00 – 23.00 WITA

Night shift : pukul 23.00 – 07.00 WITA

Sedangkan pembagian kerja untuk karyawan non-shift adalah:

Senin – Kamis : pukul 07.00 – 16.00 WITA

Jam istirahat : pukul 12.00 – 13.00 WITA

Jum'at : pukul 07.00 – 17.00 WITA

Jam istirahat : pukul 11.30 – 13.30 WITA

I.8. Fasilitas dan Jaminan Sosial

Karyawan PT. Pupuk Kalimantan Timur menerima fasilitas dan jaminan sosial

sebagai berikut:

1. Fasilitas rumah tangga

2. Program pensiun

3. Jaminan atas keselamatan kerja

4. Fasilitas rumah sakit dan tempat ibadah

5. Program tabungan hari tua

6. Fasilitas pendidikan: TK, SD, SMP, dan SMU

7. Fasilitas olah raga




8. Fasilitas perbelanjaan meliputi: supermarket dan pusat perbelanjaan serba ada.

I.9. Spesifikasi Produk

Urea Prill

Spesifikasi produk urea dapat dinyatakan sebagai berikut:

Kandungan amoniak : 46,3% (min weight)

Moisture : 0,5% (max weight)

Biuret : 1% (max weight)

Fe : 0,1 ppm (max weight)

Ammonia free : 150 ppm (max weight)

Ukuran Partikel : 95% lolos 6-8 US mesh, 100% lolos 6 US mesh

Bentuk : prill (free flowing)

Ammonia

Spesifikasi produk ammonia dapat dinyatakan sebagai berikut:

Kandungan air : 0,1% (max weight)

Kandungan NH3 : 99,9% (min weight)

Kandungan minyak : 5 ppm (max weight)

Insoluble gas : 500 ppm (max weight)

Temperatur : -33 oC (ke storage), 20-38

oC (ke urea)

Urea Granul

Nitrogen : 46% (min weight)

Biuret : 1% (max weight)

Kandungan air : 0,5% (max weight)

Besi : 1 ppm (max weight)

Ammoniak bebas : 150 ppm (max weight)

Debu : 15 ppm (max weight)

Temperatur produk : 50 oC (max)

Ukuran produk : 90% (min weight) untuk 2–4 mm

Bentuk : granul




I.10. Fasilitas Pabrik

PT. Pupuk Kalimantan Timur memiliki 4 buah dermaga dengan daya tampung

kapal yang berbeda, yaitu Dermaga I (6.000 DWT), Dermaga II (40.000 DWT), Dermaga

III (20.000 DWT), dan Dermaga Quadrant Arm Loader (40.000 DWT). Dengan

kedalaman dermaga yang dapat disinggahi kapal berdaya muat hingga puluhan ribu

DWT, PT. Pupuk Kalimantan Timur juga memiliki ammonia storage dengan kapasitas 52

ribu ton, gedung urea curah dengan kapasitas 70 ribu ton, dan gudang pengantongan

dengan kapasitas 10 ribu ton. Untuk menjaga kualitas produk PT. Pupuk Kalimantan

Timur memiliki laboratorium uji mutu yang hasilnya telah mendapat pengakuan dari

Badan Sertifikasi Internasional, ISO 17025. Di bidang pemeliharaan dan pengadaan alat-

alat pabrik PT. Pupuk Kalimantan Timur memiliki gudang spare part, bengkel, dan

Industri Peralatan Pabrik.

I.11. Peningkatan Mutu dan Pengolahan Lingkungan

PT. Pupuk Kalimantan Timur berupaya meningkatkan mutu dan pengelolaan

lingkungan. Hasil yang dicapai adalah keberhasilan meraih ISO 9002 pada tahun 1996,

ISO 14001 pada 1997 dan ISO 17025 pada tahun 2000. ISO 9002 adalah pengakuan

dibidang sistem manajemen produksi dan instalasi, ISO 14001 pada bidang manajemen

lingkungan dan ISO 17025 dibidang laboratorium uji mutu.

I.12. Pemasaran Hasil Produksi

Pemasaran Pupuk Urea

Produk pupuk urea PT. Pupuk Kalimantan Timur didistribusikan untuk memenuhi

kebutuhan di Indonesia bagian timur dan tengah yang meliputi daerah:

1. Jawa Tengah, dan Jawa Timur

2. Bali

3. Kalimantan Timur, dan Kalimantan Tengah

4. Sulawesi Tengah, Sulawesi Selatan, Sulawesi Barat, Sulawesi Tenggara,

Gorontalo, dan Sulawesi Utara

5. NTB dan NTT

6. Maluku

7. Irian Jaya




Untuk pemasaran pupuk urea ke luar negeri yang dilayani oleh PT. Pupuk

Kalimantan Timur berdasarkan kuota dari APPI meliputi:

1. Malaysia

2. Vietnam

3. Jepang

4. China

5. Srilangka

6. Philipina

Pemasaran Ammonia

Produk ammonia sebagian besar diekspor ke luar negeri, antara lain:

1. Korea Selatan

2. India

3. Yordania

4. Tanzania

5. Spanyol

6. Thailand

7. Malaysia

8. Jepang

9. Taiwan




BAB II

UNIT UTILITY POPKA

Unit utilitas POPKA berfungsi sebagai penunjang kebutuhan yang

diperlukan untuk kelancaran proses produksi pabrik urea. Unit utility POPKA

hanya memproduksi air pendingin, Natrium Hypochloride, air proses (raw

condensate, demin), UF-85, dan udara instrument (PA dan IA). Produk-produk

utilitas yang tersebut di atas diproduksi oleh unit-unit sebagai berikut :

1. Unit Sea Water Intake

2. Unit Khlorinasi

3. Cooling Water ( Sea and Sweet water)

4. Unit Desalinasi

5. Compressor Stationary

6. Plant Air dan Instrument Air

7. Pengolahan air buangan

8. Unit UF-85

II.1. UNIT SEA WATER INTAKE

Unit ini berfungsi untuk menyediakan bahan baku air laut untuk keperluan

air pendingin, bahan baku air proses , umpan unit Desalinasi, dan umpan unit

Chlorination. Air laut sebagai air pendingin digunakan dengan sistem sekali pakai

(once through), sedangkan air laut sebagai bahan baku air proses diolah lebih

dahulu di unit Desalinasi untuk mendapatkan air tawar dan kemudian air tawar

tersebut diproses lebih lanjut sesuai peruntukannya.

Air laut sebagai bahan baku untuk kebutuhan air di pabrik diambil dari air

laut sekitar pabrik. Air laut sebagai bahan baku utilitas di pabrik harus memenuhi

beberapa persyaratan kualitas yaitu :

Bebas dari kotoran yang bisa menyebabkan terjadinya penyumbatan di

sepanjang aliran perpipaan dan peralatan.

Tidak mengandung mikroorganisme, zat pencemar dan binatang laut lainnya

yang dapat menghambat aliran perpipaan dan peralatan.

Beberapa perlakuan yang harus dilakukan untuk menjaga agar persyaratan kualitas




air laut terpenuhi adalah sebagai berikut :

Perlakuan Fisika

Dengan cara menyaring dan mengambil kotoran atau binatang laut dengan

menggunakan saringan.

Perlakuan Kimia

Air laut diinjeksikan larutan Natrium Hypochloride (NaOCl) untuk

mematikan/mengurangi aktifitas mikroorganisme dan pertumbuhan karang

laut.

Data peralatan utama yang ada di daerah air laut masuk (Sea water intake) adalah

sebagai berikut :

1. Sea Water Intake Basin (P12-T-101)

Sea Water Intake Basin berfungsi sebagai kolam penampung air laut bersih

sebelum dipompakan ke pemakai.

2. Kolam Sea Water Outfall (P11-T-102)

Kolam ini berfungsi sebagai tempat penampungan air laut setelah digunakan di

pabrik, sebelum dibuang kembali ke laut bebas.

3. Sea Water Pump (P11-P-101 A/B)

Pompa laut berfungsi untuk menaikkan tekanan air laut ± 3,5 - 4,2 kg/cm2G,

sehingga air laut bisa digunakan di unit urea dan utilitas.

Kapasitas : 14.500 m3/jam (normal) atau 16.000 m

3/jam (design) per pompa.

Tekanan : 3,5 - 4 kg/cm2.G (pressure discharge)

Power : 2360 KW

4. Peralatan Penyaring :

Bar Screen (P11-F-101A/B)

Bar Screen berfungsi untuk menyaring kotoran-kotoran yang relatif besar.

Alat ini dipasang pada kedalaman 5 meter di bawah permukaan air laut untuk

menghindari lapisan oli di permukaan dan untuk memperoleh suhu air laut

yang cukup rendah.

Rotary Screen (P11-F-102 A/B)

Rotary Screen berfungsi untuk menyaring kotoran-kotoran yang relatif kecil

yang masih lolos dari bar screen. Kotoran yang tersangkut kemudian




disemprot dengan air laut dari dalam saringan dan dibuang ke trash basket.

Alat ini berupa silinder yang bekerja secara berputar dengan kapasitas 10

ton/hour. Digunakan dua rotary screen, satu on dan satu standby auto (6 jam

operasi, 6 jam berhenti).

Stop Log up-stream/down-stream (P11-X-101 A/B dan P11-X-103 A/B).

Alat ini berfungsi untuk menahan aliran air laut yang masuk ke Sea water

Intake Basin (P11-T-101) sehingga apabila diperlukan Sea Water Intake

Basin dapat dikosongkan untuk keperluan perbaikan/pembersihan pada saat

turn around.

Travershing Trash Rake ( P11-X-102 )

Alat ini berfungsi untuk mengambil kotoran-kotoran yang tersangkut di bar

screen untuk kemudian kotoran tersebut dikumpulkan di keranjang sampah

(trash basket).

Trash Basket

Trash Basket digunakan untuk menampung sampah dari travershing dan

rotary screen. Apabila trash basket sudah penuh sampah-sampah tersebut

dibuang di tempat pembuangan sampah.

II.1.1. Uraian Proses

Air laut masuk di unit sea water intake. Air laut kemudian disaring di

bar screen (P-11-F-101 A/B) untuk menyaring kotoran-kotoran yang relatif

besar. Pada daerah bar screen dilengkapi juga dengan travershing trash rake

(P11-X-102) untuk mengambil kotoran yang tersangkut di bar screen dan

Trash Basket untuk menampung kotoran yang terambil. Air laut setelah

melewati saringan pertama (bar screen) disaring lagi di rotary screen

sehingga kotoran-kotoran yang berukuran kecil akan tertahan di rotary screen

kemudian disemprot dari dalam penyaring dengan air laut dan dibuang ke

trash basket .

Air laut yang sudah relatif bersih kemudian ditampung di sea water

intake basin sebelum disalurkan ke pemakai (user) di unit urea dan utilitas

menggunakan pompa P-101 A/B. Pompa akan menaikkan tekanan air laut

antara 3,5 - 4,0 kg/cm2. Tekanan ini perlu dijaga stabil pada kondisi normal

operasi. Selain pompa yang running, disediakan juga pompa yang standby




yang akan beroperasi sesuai kebutuhan. Apabila tekanan air laut turun dari

tekanan operasi normal, maka pompa yang standby akan running secara

otomatis untuk menaikkan tekanan sehingga tekanan operasi air laut kembali

normal. Air laut yang dipompakan akan didistribusikan sebagai pendingin dan

sebagian diolah menjadi air tawar di unit desalinasi untuk bahan baku

pembuatan steam.

Air laut dipompakan sebagai air pendingin proses (Sea Cooling

Water) dan sebagian diolah menjadi air tawar di unit desalinasi sebagai bahan

baku pembuatan steam. Setelah digunakan, air laut selanjutnya dibuang ke

laut bebas (outfall) yang letaknya cukup jauh dari lokasi Sea Water Intake.

Mengacu pada karakter air laut yang korosif, peralatan yang dilalui air

laut sebisa mungkin tahan terhadap korosi. Pemipaan bawah tanah yang

dilalui air laut dilapisi oleh semen untuk mencegah korosi (Bona Pipe).

Sedangkan untuk pemipaan yang yang berada di atas tanah dilapisi oleh karet

(rubber lining). Peralatan yang dilalui air laut seperti marine plate exchanger,

material yang umum digunakan adalah berbahan Cu/Ni (Tembaga/Nikel),

meskipun material ini tetap rawan terkorosi terhadap kehadiran amonia.

II.2. UNIT KHLORINASI

Unit khlorinasi berfungsi untuk memproduksi larutan Natrium

Hyphochloride (NaOCl) dengan konsentrasi antara 1000 - 2000 ppm. Larutan

Natrium Hyphochloride berfungsi sebagai desinfektan untuk mencegah

pertumbuhan ganggang, kerang, dan mikroorganisme lainnya yang terdapat di air

laut. Mikroorganisme ini dapat menyebabkan terjadinya kerak/karang sehingga

menyumbat pipa dan mengganggu proses transfer panas di alat-alat penukar panas.

Larutan Natrium Hyphochloride diinjeksikan di Sea Water Intake sebanyak

30 - 38 m3/h dengan kadar dalam air laut masuk basin dibatasi 1 ppm secara terus

menerus (normal dosing). Injeksi juga dilakukan setiap periode tertentu (shock

dosing) sebanyak 290 - 380 m3/h dengan kadar 10 ppm setiap 12 jam sekali selama

26 menit di header air laut setelah pipa distribusi ke unit desalinasi.

Pembuatan larutan Natrium Hypochloride dilakukan dengan cara

elektrolisa air laut sehingga dihasilkan Natrium Hyphochloride sebanyak 48




kg/jam.

Proses elektrokhlorinasi terdiri atas beberapa tahap yaitu :

1. Air laut disuplai melalui pompa P11-P-101 A/B

2. Kotoran kasar dari air laut disaring menggunakan strainer F-2111

3. Air laut dialirkan ke elektrolisis cell bank dan dielektrolisis untuk

menghasilkan Natrium Hypochlorite dengan jalan mengatur keluaran arus DC

yang diperoleh dari transformer/rectifier.

4. Gas hidrogen dipisahkan dalam tangki penyimpanan Natrium Hypochlorite T-

2111 A/B.

5. Natrium Hypochlorite diinjeksikan ke dalam intake CW basin dan pipa CWP

discharge

Peralatan-peralatan yang digunakan dalam unit chlorinasi ini antara lain :

Sea Water Strainer (F-2111)

Alat ini berfungsi untuk menyaring kotoran-kotoran dalam air laut sebelum

masuk ke Cell bank (12-X-111 A/B).

NaOCl Generator / SEACLOR Chlorination ( Z-2111A/B )

NaOCl Generator (Chlorinator Cell Bank) adalah tempat terjadinya proses

elektrolisa air laut untuk menghasilkan NaOCl. Cell electroliser adalah

kumpulan dari cell-cell yang terdiri dari katoda dan anoda yang tersusun secara

paralel.

Kapasitas : 68 kg/jam per unit

Jumlah : 2 unit

Pompa-pompa di unit Chlorinasi :

o Pompa acid cleaning (P-2113)

Kapasitas : 13 m3/hari.

Daya motor : 1,1 kW

Pompa ini berfungsi mengalirkan larutan HCl 5% ke NaOCl Generator

yang akan dibersihkan.

o Continous dosing pump (P-2111A/B/C/D)

Pompa ini digunakan untuk mengalirkan Natrium Hypochloride secara

kontinyu ke sea water intake.

Kapasitas : 8 m3/jam




Daya motor : 2,2 Kw

o Shock Dosing Pump (P-2112A/B/C)

Pompa ini digunakan untuk mengalirkan Natrium Hypochloride (10 ppm)

secara berkala ke discharge pipa air laut yang akan didistribusikan ke User

setiap 12 jam sekali.

Kapasitas pompa : 65 m3/jam

Daya motor : 22,3 kW

o Hypochloride Storage / H2 Degassing Tank (T-2111 A/B )

Tangki ini berbentuk silinder tegak dengan kapasitas 70 m3 dan diletakkan

pada aliran down stream dari NaOCl Generator. Tangki ini mempunyai

roof type open roof with shelter, orshed bottom yang memungkinkan H2

menguap ke atmosfir. Larutan Natrium Hyphochloride disimpan dan

diinjeksikan melalui tangki ini selama 30 menit pada interval waktu setiap

12 jam sebagai shock dosing.

o Transformer/Rectifier ( X-2111A/B )

Transformer berfungsi untuk memberikan suplai listrik/power ke NaOCl

Generator (Z-2111 A/B) berupa arus DC dengan merubah terlebih dahulu

arus AC ke arus DC.

Sumber power AC : 500 V, 50 HZ

DC rated output : 135 V, 2120 A

Kualitas umpan air laut yang siap didistribusikan adalah sebagai berikut :

pH pada 20 oC : 8,4

Total Dissolved Solid : 35000 ppm

Calcium (Ca) : 800 ppm

Sulfat (SO4-) : 2150 ppm

Sulfit (H2S) : max 5,0 ppm

Cl- : 16000-21000 ppm

SiO2 : 1,2 ppm

Total Hardness sebagai CaCO3 : 5000 ppm

Oil Content : tidak terdeteksi

Ammonia (NH3) : 1 – 5 ppm

Total Iron (Fe) : 0,4 ppm




Mangan (Mn) : ≤ 0,01 ppm

Free Chlorine : 0,2 – 1,0 ppm

Suspended Solid : 10 ppm

Bikarbonat (HCO3) : 130 ppm

Specific Resistance : 21 – 24 ohm/cm


Air laut dengan flow rate 34 m3/h dialirkan ke NaOCl Generator (Z-

2111 A/B) dengan tekanan 2,5-4,0 kg/cm2G. Air laut terlebih dahulu dilewatkan

pada strainer (F-2111) untuk mencegah kotoran masuk ke dalam sel elektrolisis.

Tiap unit NaOCl Generator (Z-2111 A/B) terdiri dari beberapa sel yang disusun

seri sehingga membentuk cell bank dimana setiap sel memiliki electrode

(katode/anode). Sumber arus DC dalam proses elektrolisa ini disuplai dari trafo

yang dapat menyuplai arus maksimum 2120 Ampere dan tegangan sebesar 135

Volt.

Reaksi elektrolisa yang terjadi di NaOCl Generator (Z-2111A/B)

adalah sebagai berikut :

NaCl 2Na+

+ 2Cl -

Anoda : 2Cl-

Cl2 + 2e-

Katoda : 2H2O + 2e- 2OH

- + H2

Larutan : 2 Na+

+ 2 OH- + Cl2 NaOCl + NaCl + H2O

Keseluruhan : NaCl + H2O NaOCl + H2 (terjadi di ruang antara elektroda-

elektroda)

Larutan hasil elektrolisis tersebut dialirkan ke hypochloride storage

/H2Degassing Tank (T-2111 A/B) yang mempunyai kapasitas maksimum 70 m3

per unitnya untuk menghilangkan akumulasi gas H2 di dalam tangki sehingga

konsentrasinya berada di bawah ambang peledakan (di bawah 4% volum).

Konsentrasi Chlorine yang dihasilkan adalah 1500 – 1600 ppm. Larutan NaOCl

yang dihasilkan didistribusikan secara kontinyu ke Sea Water Intake baik untuk

normal dosing maupun shock dosing.

II.2.2. Acid Cleaning




Performance unit chlorination sangat dipengaruhi oleh kebersihan

masing-masing cell. Apabila cell tersebut bersih dari endapan garam atau kerak,

maka konsentrasi produk NaOCl juga akan bagus. Sedangkan apabila cell

terkotori oleh endapan maka konsentrasi NaOCl akan rendah. Acid cleaning

dilakukan pada cell elektrolisis apabila :

1. Pressure drop (∆P) cell bank ≥ 1,2 kg/cm2 (Pinlet – Poutlet cell

elektrolisis)

2. Voltase cell elektrolisis ≥ 32 volt

Power yang dibutuhkan untuk menghasilkan jumlah produk dengan

konsentrasi tertentu akan naik karena kotornya cell (tahanannya semakin

besar).

Acid cleaning dilakukan rutin setiap bulan pada kondisi normal. Acid

cleaning menggunakan larutan asam klorida (HCl 5%) dengan cara

mensirkulasikannya ke seluruh cell elektrolisis selama 4 jam. Apabila

kandungan Ca dalam larutan asam yang disirkulasikan tersebut sudah stabil

berarti sudah tidak ada endapan yang terlarut lagi, dan cleaning dapat

dihentikan.

Cleaning dengan pencucian asam tidak mempunyai efek pada unjuk kerja

dan usia elektroda khusus yang melengkapi elektrolizer. Larutan asam yang tak

terpakai dibuang, dengan sebelumnya dinetralisir keasamannya dengan sejumlah

caustic.

II.3. SEA DAN SWEET COOLING WATER SISTEM

II.3.1. Sea Cooling Water System

Sistem pendinginan proses yang digunakan adalah dengan

menggunakan air laut. Air laut sebagai air pendingin digunakan dengan sistem

sekali pakai (once through). Sea cooling water POPKA didistribusikan ke :

1. Circulation Water Cooler (P12-E-211 A/B/C/D)

Air laut digunakan untuk mendinginkan sweet cooling water

(SCW) yang telah mendinginkan proses, sehingga menjadi lebih panas dan

perlu didinginkan agar dapat disirkulasikan kembali ke proses. total air

laut yang dibutuhkan untuk proses pendinginan SCW adalah sekitar 6000




– 7000 m3/h untuk 3 unit cooler yang running (1 unit standby). Besarnya

penggunaan SCW dipengaruhi oleh kondisi operasi pabrik, apabila rate

pabrik sedang tinggi maka penggunaan SCW juga akan naik.

2. Surface Condenser (P2-E-102)

SCW digunakan untuk mengkondensasikan exhaust steam turbine

4 kg/cm2 (admission) dan ditampung di surface condenser untuk kemudian

dipompakan menuju raw condensate tank (T-101).

3. Unit Desalinasi

Air laut akan diolah menjadi air tawar di unit desalinasi, air tawar

ini akan digunakan sebagai bahan baku pembuatan steam. Air laut yang

diolah di unit desalinasi sekitar 625 m3/jam, dan akan menghasilkan

destilat sekitar 55-60 m3/jam. Sisanya berupa brine (air dengan kadar

garam tinggi) yang akan dibuang ke outfall.

Sea water yang sudah digunakan di unit-unit atau dipanaskan di alat

penukar panas digabung dan dialirkan ke Seawater Outfall Basin (P11-T-102)

melalui return header dan kemudian dibuang ke laut lepas. Selain itu, air

buangan netralisasi dari kolam netralisasi yang dibuang ke Header Seawater

Return.

II.3.2. Sweet Cooling Water

Sweet Cooling Water digunakan sebagai air pendingin untuk kebutuhan

proses maupun peralatan. Unit sweet cooling water POPKA merupakan

sistem sirkulasi tertutup yang mensuplai sweet water ke user pabrik urea dan

utilitas. Peralatan untuk masing-masing sistem terdiri dari:

o P12-P-211 A/B : Pompa Sirkulasi Sweet Water

o P12-E-211 A/B/C/D : Marine Plate Exchanger

o P12-V-201 : Sweet Water Expansion Drum

o Line Pipa Distribusi

Sistem ini dilengkapi pula dengan system emergency sweet water yang

terdiri atas pompa emergency sweet water (P12-P-202A/B) yang digunakan

untuk mensuplai water ke user yang harus tetap beroperasi dalam keadaan

emergency. Unit sweet cooling water menggunakan sistem sirkulasi tertutup

dan mempunyai persyaratan tertentu. Hal ini dimaksudkan agar tidak terjadi




korosi pada peralatan yang dilalui oleh air pendingin. Air yang digunakan

sebagai “sweet cooling water” adalah air demin sebagai make-up sweet

cooling water yang hilang.

Peralatan utama yang ada di sweet cooling water system adalah

sebagai berikut :

a. Pompa sirkulasi Sweet Cooling Water.

Pompa ini digunakan untuk mengalirkan ke masing-masing “user” antara

lain :

1. Pompa untuk mengalirkan sweet water ke unit urea (P12-P-211 A/B).


Head : 33,92 m

Tekanan discharge : 4,21 kg/cm2G

Temperatur SCW : 35 oC

2. Emergency Sweet Water Pump (P12-P-202 A/B)


Head : 48 m

Tekanan discharge : 4 kg/cm2G

Sweet water dan emergency sweet water panas yang keluar dari user

dialirkan melalui return header, kemudian didinginkan dengan menggunakan

Seawater di dalam Circulation Water Cooler (P12-E-211A/B) dan dikirim ke

suction header pompa untuk didistribusikan kembali. Demineralized water

sebagai make-up dikirim ke Sweet Water Expansion Drum (P12-V-201)

kemudian mengalir ke sweet water drum. Selama operasi normal, system

sweet water dimonitor secara periodik guna mencegah serangan korosi dan

pembentukan kerak/endapan lunak di sistem.

b. Marine Plate Exchanger

Marine Plate Exchanger adalah alat penukar panas (heat exchanger)

yang berupa kumpulan plate-plate tipis, dimana satu sisi dilewati oleh sweet

cooling water panas dan satu sisi yang lain dilewati oleh air laut sebagai

pendingin. Marine Plate Exchanger (MPE) yang digunakan di POPKA

berjumlah 4 buah MPE (P12-E-211 A/B/C/D) untuk unit Urea. Hanya dua

buah marine plate exchanger diaktifkan pada saat normal operasi, sedangkan




dua marine plate exchanger (P12-E-201C/D) diposisikan standby yang dapat

di-switch untuk pendinginan di unit urea.

c. Sweet Water Expansion Drum (P12-V-201)

Sweet water expansion drum adalah drum atau tangki untuk

menambah (make up) air ke sistem sweet cooling water sehingga air yang ada

di sistem selalu terjaga.

Bahan kimia yang di injeksikan di unit sweet coling water sebagai berikut :

a. Natrium Nitrit (NaNO2)

Natrium nitrit berfungsi untuk mencegah terjadinya korosi dalam

peralatan yang dilalui sweet cooling water. Adanya injeksi ini akan

memberikan lapisan film pada permukaan logam yang dapat mencegah

proses terjadinya korosi. Nitrit menjaga pH dan mengikat O2 yang

terlarut pada cooling water. Nitrit di injeksikan ke sweet cooling water

jika hasil analisa laboratorium menunjukkan pH dan suhu air tidak

stabil. Dosis penggunaannya sebesar 500-600 ppm kandungan nitrit

dalam air.

b. Biocide

Biocide digunakan untuk menghambat/mencegah tumbuhnya

mikroorganisme. Sweet cooling water ini menggunakan biocide karena

jika menggunakan chlorine maka akan menyebabkan korosi pada

peralatan yang dilalui air. Biocide diinjeksikan ketika bakteri dalam

sweet cooling water >1000 koloni/liter.

II.4. UNIT DESALINASI

Kebutuhan air demineralisasi untuk utility maupun proses diperoleh dari air

laut melalui proses desalinasi dan demineralisasi. Akan tetapi pabrik POPKA hanya

mengolah air laut menjadi air tawar di unit desalinasi, sedangkan pengolahan air

tawar menjadi air demin dilakukan oleh PT. Kaltim Daya Mandiri (PT. KDM).

Proses desalinasi adalah menguapkan air laut dalam flash chamber. Air laut yang

mengadung garam dipanaskan dengan steam tekanan rendah sehingga menguap

sebagian, kemudian uap air yang terbentuk dikondensasikan. Proses desalinasi

beroperasi pada tekanan vakum (tekanan dibawah atmosfer).

Utility POPKA menggunakan dua buah unit Desalinasi yang mana masing-




masing unit dapat menghasilkan distilat sebanyak 1680 ton/hari untuk diolah lebih

lanjut menjadi air demin. Peralatan utama desalinasi pabrik POPKA antara lain :

1. Flash Evaporator (P14-S-001 1/2)

Flash evaporator adalah tempat terjadinya penguapan air laut dan uap

yang terbentuk akan terkondensasi menjadi air tawar. Pada tekanan atmosfir air

akan mendidih pada temperatur 100oC, jika tekanan dibuat di bawah tekanan

atmosfir (1 atm) maka air akan mendidih pada temperatur dibawah 100 oC. Tekanan

dimana air atau liquid mulai mendidih atau menguap disebut tekanan uap jenuh.

Bila air mengalir ke dalam suatu ruangan yang tekanannya dipertahankan di bawah

tekanan uap jenuh maka air tersebut akan segera menguap, penguapan ini disebut

“Flash Evaporation“. Bila ruangan tersebut dihubungkan dengan ruangan lain yang

tekanannya lebih rendah penguapan akan terjadi lagi, demikian seterusnya sehingga

air akan teruapkan lagi pada tekanannya yang lebih rendah dan dibuat secara

bertingkat sehingga disebut “Multi Stage Flash Evaporation“. Uap air yang

terbentuk pada tiap ruang atau stage selanjutnya dikondensasi.

2. Sea Water Heater (P14-E-001)

Alat penukar panas ini berupa shell and tube memanjang yang berfungsi

sebagai tempat untuk memanaskan air laut. Unit desalinasi POPKA terdiri dari tiga

effect dengan memanfaatkan uap panas sebagai pemanas. Uap yang dihasilkan pada

effect pertama dipergunakan sebagai pemanas di effect kedua. Uap yang dihasilkan

pada effect kedua dipergunakan sebagai pemanas di effect ke tiga.

3. Vacuum System

Proses Desalinasi beroperasi pada tekanan vakum atau dibawah 1

atmosfer. Peralatan yang digunakan untuk membuat sistem vakum terdiri dari :

Steam Jet Ejector (P14-J-001 & P14-J-002)

Steam ejector berfungsi untuk mengambil udara dan gas-gas yang ada di

Flash Evaporator, sehingga flash evaporator menjadi vakum. Media yang

digunakan sebagai penarik adalah steam.

Ejector Condenser (P14-E-002)

Alat ini berfungsi untuk menghasilkan dan mempertahankan kondisi

vacuum di dalam evaporator dan juga untuk mengkondensasikan steam,

udara, dan gas-gas yang telah diambil steam ejector.




4. Sistem Injeksi Bahan Kimia

Bahan kimia (Belgard 250) diinjeksikan ke air laut yang masuk untuk

mencegah terjadinya “Scale” atau kerak dan mencegah terjadinya busa

(Foaming). Peralatan yang digunakan pada sistem injeksi bahan kimia adalah

sebagai berikut :

Pompa Injeksi/Chemical Pump

Pompa injeksi digunakan untuk mengalirkan bahan kimia dalam

tangki/drum ke sea water inlet.

Tangki bahan kimia

Tangki ini digunakan untuk menampung larutan bahan kimia yang akan

diinjeksikan ke air laut.

5. Pompa-pompa

Desalinated Water Pump ( P14-P-002 A/B )

Pompa yang digunakan untuk mengalirkan air tawar hasil desalinasi

(destilat) ke RC Tank (Raw Condensat) P15-T-101.

Blow Down Pump/ Pompa Blow down (P14-P-003 A/B )

Pompa yang digunakan untuk membuang air laut yang tidak teruapkan

(brine) ke “Out Fall”.

Booster Pump (P14-P-001 A/B)

Pompa ini digunakan untuk mengalirkan air laut masuk ke flash evaporator.

Tidak semua unit desalinasi membutuhkan booster pump, karena tergantung

dari tekanan air laut yang ada.

Condensate Pump (P14-P-004 A/B)

Pompa yang digunakan untuk mengalirkan kondensat (hasil kondensasi

steam di sea water heater)


Proses ini berlangsung di Multi Stage Flash Evaporator dengan jumlah

stage 20 buah. Stage pertama mempunyai tekanan tertinggi, dan stage kedua

mempunyai lebih rendah dan berkurang pada stage yang terakhir. Keadaan

vakum dipertahankan dengan menggunakan ejector yang dilengkapi dengan

condenser. Air masuk lewat stage 20 dengan menggunakan booster pump (P14-

P-001 A/B) melalui tube dan akan mengalir menuju stage-stage berikutnya.




Untuk menjaga material padat dari garam terbawa uap air maka pada

setiap stage evaporator dilengkapi dengan demister. Air desalinasi yang keluar

dikontrol laju alirnya oleh control level pada desalinated water box serta

konduktivitasnya dimonitor oleh conductivity meter. Konduktivitas air dijaga

supaya tidak lebih dari 20 µs/cm2, air kondensat yang baik kualitasnya (kurang

dari 11 µs/cm2) ditampung pada penampungan akhir yang akhirnya menuju

tangki raw condensate (P15-T-101) dengan menggunakan pompa distillate

water (P14-P-002 A/B), sedangkan yang jelek kualitasnya (lebih dari 11 µs/cm2)

dimasukkan ke evaporator tingkat satu. Produk distilat ini sekitar 70 ton/jam,

sedangkan sisa brine keluar stage 20 dipompa oleh P14-P-003 A/B dan dibuang

ke outfall dengan pompa Blow Down.

Gas-gas yang tidak terkondensasi di flash evaporator, dikondensasikan

lagi dalam inter dan after condenser (P14-E-002). Performance unit desalinasi

dapat dilihat dari harga GOR, yield dan konsumsi steam, yaitu :

• Harga GOR, merupakan rasio antara jumlah distilat yang dihasilkan terhadap

jumlah steam yang dipakai untuk memanaskan air laut (harga GOR desain 5)

• Harga yield (distilat/sea water), semakin tinggi harga yield, menunjukkan

kinerja unit desalinasi semakin baik (harga yield desain 11,02%)

Kesalahan operasi yang mungkin terjadi adalah adanya kebocoran pada

tube sehingga air laut masuk meracuni destilat. Selain terjadinya busa (foaming)

juga akan menaikkan konduktifitas, karena busa air laut tersebut akan naik dan

bercampur dengan destilat. Untuk mencegah terjadinya scale dalam tube heat

transfer dan foam (buih) di flash chamber, ke dalam brine diinjeksikan chemical

Belgard EVN dengan konsentrasi (2,64 gr/m3 brine) untuk anti-scale dan Bellit

M-8 dengan konsentrasi (0,08 gr/m3 brine) sebagai anti-foam sebelum air laut

masuk evaporator. Kapasitas injeksi sekitar 211 cc/menit.

Kualitas destilat yang dihasilkan mempunyai spesifikasi :

pH : 6,5 – 7,5

Conductivity : 11 µs/cm

Ammonia nor/max : 3/15 ppm

Chloride : 2,25 ppm

Total Fe : 0,005 ppm.

Total Cu : 0,03 ppm

SiO2 : 0,02 ppm

Natrium : 1,2 ppm




Potasium : 0,05 ppm

Magnesium : 0,15 ppm

Bicarbonat : 0,6 ppm

Sulphate : 0,4 ppm

TDS : 5 ppm

Chemical Cleaning

Unit desalinasi dilakukan cleaning ketika :

- Temperatur outlet tinggi dan energi yang diperlukan untuk pemanasan besar

- Output minimal tidak bisa dicapai walaupun valve steam dibuka penuh

- Melalui pemeriksaan secara visual dinyatakan adanya scale

Scale yang terdapat biasanya CaCO3 dan CaSO4. Endapan yang masih lunak dapat

dihilangkan dengan Ball Cleaning, yaitu dengan mensirkulasikan bola-bola karet

kecil dengan diameter seukuran tube-tube di flash evaporator dan brine heater.

Namun karena penurunan performa unit desalinasi relatif kecil, pengoperasian ball

cleaning hampir tidak pernah dilakukan. Endapan yang sudah mengeras tidak bisa

dihilangkan dengan ball cleaning, akan tetapi bisa dihilangkan dengan acid

cleaning, yaitu dengan mensirkulasikan larutan asam. Untuk pengoperasian acid

cleaning, unit desalinasi harus dimatikan terlebih dahulu. Bahan kimia yang

digunakan untuk chemical cleaning adalah H2SO4 dengan konsentrasi 5-15%,

kemudian di sirkulasi selama 12 jam dan temperatur dijaga 600C dengan cara

menambahkan steam ke dalam sirkulasi. Sedangkan demister yang ada di cleaning

menggunakan sulfamic acid 5% dengan cara perendaman selama 12 jam

(tergantung banyaknya scale) dan temperatur dijaga 600C dengan cara

menambahkan steam di bak perendaman. Acid cleaning dihentikan apabila

kandungan Ca dalam larutan sudah stabil.

II.5. COMPRESSOR STATIONARY

POPKA menggunakan suplai Plant Air and Instrument Air (PA&IA) yang

berasal dari sistem integrasi dengan pabrik-pabrik sekitarnya, seperti Kaltim-1,

Kaltim-2, dsb. Namun apabila tidak ada suplai PA&IA, maka digunakan kompresor

udara “Atlas Copco”. Kompresor ini (ZR-110 sampai ZR-750) merupakan screw

compressor dua tingkat yang digerakkan oleh motor listrik. Kompresor ini dapat

mengirim udara yang bebas oli dan bebas dari getaran. Sistem pendinginan

kompresor ini menggunakan air pendingin.




ZR Kompressor tertutup dilengkapi dengan peredam suara di body-nya dan

meliputi :

Intercooler

Aftercooler

Elemen kompressor tekanan rendah

Elemen kompressor tekanan tinggi

Saringan udara/filter udara

Motor listrik

Kopling penggerak

Gear casing

Safety valve

Sistem kontrol electronikon

Pada system control “electronikon” terdapat regulator elektronik yang

menjaga tekanan di antara batasan-batasan, yang dapat diprogram dengan loading

dan unloading kompresor secara otomatis. Regulator menghentikan kompresor jika

memungkinkan untuk mengurangi pemakaian tenaga dan men-start kembali secara

otomatis jika tekanan yang dihasilkan turun. Jika diperkirakan waktu beban terlalu

pendek, maka kompresor ditahan tetap berjalan untuk mencegah waktu berhenti

yang terlalu pendek.


Udara yang masuk lewat dikompresikan di elemen kompresor tekanan

rendah dan dikeluarkan ke intercooler. Udara yang telah dingin selanjutnya

dikompresikan di elemen kompresor tekanan tinggi dan dikeluarkan lewat silencer

dan aftercooler untuk mendapatkan udara bersih. Sistem drain kondensat

menggunakan 2 trap condensate yang dipasang di downstream intercooler untuk

mencegah masuk kompresor dan satu lagi setelah aftercooler untuk mencegah

udara masuk ke outlet pipa udara. Tiap kondensat dihubungkan ke penampung

drain condensate. Pada ZR 300-750, sebuah tambahan trap kondensat dipasang di

pipa blow off untuk mencegah kondensat keluar lewat silencer selama transisi dari

kondisi berbeban ke kondisi operasi tanpa beban.

Oli disirkulasikan oleh pompa dari bagian bawah gear chasing lewat

pendingin dan filter menuju bearing-bearing dan timing gear. Butterfly Valve (BV)




akan membuka jika tekanan oli naik melebihi nilai yang diijinkan. Air pendingin

mengalir melewati pendingin oli, jaket pendingin elemen kompresor tekanan tinggi

dan elemen kompresor tekanan rendah, pada ZR 300-750, dan juga melewati

intercooler dan aftercooler.

II.6. UNIT PLANT AIR (PA) & INSTRUMENT AIR (IA)

Unit ini berfungsi menyediakan PA, IA, dan juga menjaga ketersediaan

gas nitrogen. Kegunaan dari PA adalah sebagian besar untuk membantu terjadinya

proses di unit urea, unit desalinasi, Field Maintenance Station, unit pengantongan,

dan juga utility station, sedangkan IA yang merupakan udara kering berfungsi

untuk menggerakkan instrument.

Di dalam pabrik POPKA ada 3 jenis udara yang diistilahkan berdasarkan

fungsinya yaitu Udara Pabrik (Plant Air), Udara Instrument (Instrument Air) dan

gas nitrogen. Unit udara instrument adalah unit yang memproses PA menjadi udara

instrument dan berfungsi sebagai penggerak valve pengontrol tekanan (Pressure

Control Valve), pengontrolan aliran (Flow Control Valve), pengontrol oil untuk

speed control turbin-turbin, pengontrol level (Level Control Valve) dan alat kontrol

lainnya.

Udara yang digunakan sebagai udara instrument dijaga agar uap air yang

masih ada di dalam udara instrument tidak terkondensasi sepanjang tube dan alat

instrumentasi. Hal ini untuk mencegah malfungsi dan menyebabkan korosi

sepanjang peralatan yang dilaluinya. Udara instrument mempunyai tekanan 7

kg/cm2 dan dew point –40oC sehingga diharapkan tidak terjadi kondensasi uap air

di dalam sistem. Untuk mengurangi kandungan uap air tersebut umumnya dipakai

adsorbent/desicant seperti Activated Alummina atau Silica gel. Dan unit untuk

penyerapan uap air di dalam udara ini disebut Instrument Air Dryer Unit, dimana

1 unit beroperasi dan 1 unit lagi regenerasi atau stand by. Instrument Air Dryer Unit

yang beroperasi dalam waktu tertentu akan mengalami kejenuhan di desicant-nya,

sehingga perlu dilakukan regenerasi untuk mengembalikan dari kondisi jenuh ke

kondisi awal operasi.

Peralatan utama untuk mendapatkan PA dan IA adalah :

1. Air Receiver (P18-V-101)




Alat ini berbentuk silinder dan berdiri secara vertikal yang berfungsi untuk

menampung udara yang disuplai dari interkoneksi sistem yang terintegrasi ataupun

dari emergency udara kompresor unit Utilitas. Air receiver dilengkapi dengan

drain trap untuk memisahkan kondensat yang mungkin terkondensasi pada line

kompresor.

2. Air Dryer (P18-D-201 A/B)

Alat ini terdiri dari 2 unit, berfungsi untuk menghilangkan uap air yang ada

di dalam udara. Di dalam alat ini dilengkapi 2 pre filter dan 2 after filter yang

berfungsi untuk menyaring debu-debu, minyak/oil dan kotoran (partikel) lainnya

serta dilengkapi tabung berisi zat pengering (desicant) yang berfungsi untuk

menyerap uap air di dalam udara. Sebagian bahan penyerap dipakai Activated

Alumina yang berbentuk granular putih dengan ukuran 2-4 mm, kapasitas

penyerapan 250 gr H2O/kg desicant.

3. Kompresor Udara (P18-K-101 A)

Kompresor sentrifugal yang berfungsi mensuplai kebutuhan plant air

yang nantinya akan diumpankan ke dalam Air Receiver (P18-V-101).

4. Emergency Kompresor Udara (P18-K-101B)

Alat ini berfungsi mensuplai kebutuhan service air apabila sumber

utamanya terhenti atau tekanan service air dibawah batas minimum. Alat ini terdiri

dari kompresor udara, filter inlet udara, inter cooler, lube oil system, fuel oil system

dan diesel engine. Emergency air Kompresor bisa dijalankan secara manual

ataupun secara otomatis. Kompresor ini berjenis screw kompresor (Kompresor

Atlas Copco).

II.6.1. Uraian proses

Udara melalui pre filter masuk ke Instrument Air Driyer (P18-D-201A/B)

dimana moisture content diturunkan sampai dew point -40 oC (pada tekanan 7

kg/cm2). Type dari instrument air driyer adalah Pressure swing heatless dan terdiri

dari dua vessel yang terisi dessicant/pengering. Selama normal operasi satu vessel

beroperasi dan yang lain standby/regenerasi. Setelah melewati after filter udara

kering sebagai instrument air didistribusikan ke user-user line distribusi melalui

header. Apabila tekanan IA di suatu instrument turun terus akibat penggunaan, maka

gas Nitrogen sebagai back up secara otomatis masuk ke Instrument Air header. Gas




Nitrogen tekanan tinggi dihasilkan oleh Unit ASP K-1 yang terletak di area NH3

storage yang dikirim ke K-3 melalui header distribusi yang terletak pada existing

pipe rack K-1 dan K-2.

Header gas Nitrogen dengan header existing untuk K-1 dan K-2 pada dua

tempat, satu disekitar ASP dan satu lagi antara K-2 dan K-3 sehingga membentuk

distribution loop. Header untuk POPKA dihubungkan dengan header existing K-3.

Gas Nitrogen tekanan tinggi di let down ke gas Nitrogen tekanan rendah LP N2

dengan PIC-4006 melalui PV-4006 A/B yang terletak di pipe rack POPKA dan

dikirim ke 2-K-102-TI sebagai oil reservoir untuk purging dan start up dry gas seal.

II.6.2. Regenerasi (Sistem Pengering Udara Pneumatech)

Pneumatech menggunakan Activated Alumina Grade A untuk standar

pembangkit udara kering. Kapasitas alat pengering dari 5 SCFM ke 500 SCFM

menggunakan ukuran Activated Alumina s/d diameter 1/8“ Alat pengering yang lebih

besar dari 500 SCFM menggunakan ukuran diameter 1/4“ hal ini membantu

penyebaran udara yang melalui tower alat pengering.

Proses regenerasi air dryer dilakukan dengan memanfaatkan udara tekan itu

sendiri yang tekanannya sudah diturunkan ke tekanan atmosfer dan digunakan untuk

backwash kolom pengering yang lain atau purge flow. Regenerasi dessicant

dilakukan menggunakan udara kering tanpa penambahan panas. Valve air dryer ini

aktif secara bergantian setiap kurang lebih 3 menit, sehingga pengeringan atau drying

dan regenerasi dapat dilakukan secara bergantian.

II.7. PENGOLAHAN AIR BUANGAN

II.7.1. Dasar Perancangan

Di dalam pabrik ada dua jenis air buangan yang ditimbulkan, yaitu air

buangan bersih dan air buangan berminyak dan berbahan kimia. Air buangan

bersih terdiri dari air hujan dan air pemadam kebakaran. Sistem “sewer” bersih

diukur atas kondisi-kondisi sebagai berikut :

a. Air hujan : Desain intesitas hujan = 100 mm/jam

Desain lamanya hujan = 1 jam

Air hujan dihitung atas dasar kondisi-kondisi ini dan “Paved Area” dibagi ke

dalam sejumlah seksi sehingga jumlah yang cukup dapat dikumpulkan ke




dalam setiap kolam penangkap.

b. Air pemadam kebakaran

Diukur pada kondisi maksimum keluaran air pemadam kebakaran pada suatu

kebakaran tunggal. Aliran yang disediakan di area pabrik utama sebanyak 570

m3/jam (enam aliran selang dan 2 monitor).

Air buangan berminyak dan berbahan kimia terdiri dari buangan kimia,

buangan sanitasi dan air berminyak. Normalnya tidak ada air berminyak

ditimbulkan dalam pabrik, karena pabrik menangani gas, bahan kimia, amoniak

dan urea. Timbulnya air berminyak diantisipasi terutama dari mesin-mesin. Air

buangan berbahan kimia dikumpulkan ke Chemical Sewer.

II.7.2. Uraian Sistem

II.7.2.1. Air Buangan Sistem

Semua air hujan pada “Paved Area” konkrit dikumpulkan ke setiap

kolam penangkap, meskipun demikian 60% dari hujan pada area berkerikil

diasumsikan mengalami permeasi ke dalam tanah. Air hujan jatuh pada area

pabrik utama mengalir pada kemiringan ke basin penangkap yang tersedia pada

lokasi yang sesuai atau ke saluran terbuka dan dikumpulkan ke “Collection Pit”

pada timur laut dari area utama melalui pipa-pipa konkrit. Air hujan yang

terkumpul bersama dengan air pemadam kebakaran mengalir ke pembuangan air

laut POPKA dalam pipa konkrit dan dibuang ke laut. Sedangkan air pemadam

kebakaran dikeluarkan ke area pada fire break atau fire training, keluaran air

pemadam kebakaran dikumpulkan dengan cara yang sama seperti air hujan.

II.7.2.2. Air Buangan Berminyak dan Berbahan Kimia

• Buangan-buangan Kimia

Berikut adalah buangan-buangan kimia yang ditimbulkan dalam pabrik utama :

a. Buangan pembersihan Asam dari Klorinasi (Pabrik AMJOS)

b. Buangan bahan kimia dan pembersihan Asam Desalinasi

c. Buangan bahan kimia dari Pabrik Hexamine

d. Buangan regenerasi demineralisasi (Pabrik KDM)

e. Buangan bahan kimia demineralisasi (Pabrik KDM)

f. Buangan bahan kimia dari Pabrik UFC

g. Buangan Laboratorium




h. Buangan kimia dari Unit Urea.

Buangan kimia dari Desalinasi, Klorinasi, buangan regenerasi dan

demineralisasi, Pabrik UFC dan Pabrik Hexamine dikumpulkan dalam kolam

netralisasi di area KDM (diluar B/L POPKA). Netralisasi dilakukan dalam kolam dan

langsung dikirim ke “outfall” air laut melalui pipa balik seawater. Buangan kimia lain

mengalir ke “Collection Pit” buangan kimia melalui pipa “Chemical Sewer” dan

kemudian mengalir ke bawah ke Collection Pit kemudian dikirim ke outfall air laut.

• Buangan Sanitasi

Buangan-buangan sanitasi ditimbulkan dari bangunan-bangunan berikut dalam area

pabrik utama :

a. Gedung pengendali

b. Ruang seawater intake

c. Pangkalan Pemeliharaan Lapangan – Urea

d. Pangkalan Pemeliharaan Lapangan – Utilitas

• Air Berminyak

Air berminyak ditimbulkan dalam area pabrik utama oleh berikut ini :

a. Air permukaan pada Paved Area

b. Kondensat proses buangan – Unit Urea

c. Pembuangan Kompresor

d. Pembuangan mesin-mesin lain

e. Kondensat yang dibuang karena konduktivitas tinggi

Air berminyak ditimbulkan dalam area POPKA adalah air permukaan Paved

Area dan pembuangan mesin-mesin cerobong terbuka menghubungkan ke kolam-

kolam penangkap disediakan untuk membuang kompresor dan mesin. Air berminyak

dikeluarkan kecuali kondensat proses unit urea mengalir ke dalam kolam penangkap

terdekat dan akhirnya dikeluarkan ke laut dengan air hujan dan air pemadam

kebakaran.

Manhole berminyak disediakan di bagian hilir dari titik hubungan ke kolam

penangkap dilengkapi dengan seal dan vent untuk mencegah pengapian dan

penyebaran api. Dua penangkap minyak disediakan dalam area utama sehingga

keluaran minyak ke laut dapat diminimasi. Buangan kondesat proses dari unit Urea

langsung ke Collection Pit diluar B/L POPKA.




II.8. UNIT UREA FORMALDEHYDE (UF-85)

Unit urea formaldehid berfungsi menghasilkan urea formaldehyde

concentrate 85% (UFC) untuk meningkatkan crushing strength dan menghindari

cacking urea granul di unit granulation. Formaldehyde dihasilkan dari sintesa antara

methanol (CH3OH) dengan oksigen (O2) yang berasal dari udara dengan bantuan

katalis “Ferry Molbdate Molybdenum Oxide”. Sedangkan urea formaldehid

dihasilkan dari sintesa formaldehyde dengan urea.

Bahan baku utama :

a. Methanol :99,85 % berat minimal

b. Urea (NH2CONH2) : 65 % berat

Produk :

Urea Formaldehyde (UF-85), dengan komposisi sebagai berikut :

a. Formaldehyde : 60% berat minimal

b. Urea : 25 % berat minimal

c. Methanol : 0,21 % maksimal

d. Asam formiat : 0,05 % berat maksimal.

e. Selebihnya adalah air.

II.8.1. Pembentukan Formaldehyde

Reaksi pembentukan formaldehyde terjadi antara CH3OH dan O2 dengan katalis

FeMo :

CH3OH + O2 → CHOH + H2O

sebagian kecil CHOH teroksidasi menjadi asam formiat/formic acid (HCOOH)

kemudian sebagian HCOOH terurai lagi menjadi CO dan H2O :

CHOH + ½ O2 → HCOOH → CO + H2O

Faktor-faktor yang mempengaruhi reaksi tersebut :

Temperatur




Reaksi pembentukan formaldehyde tersebut sangat eksotermis dan untuk

menjaga temperatur optimum sekaligus membatasi pembentukan produk samping

(HCOOH, CO, dan CO2) maka panas/temperatur reaksi harus dikontrol.

Pengontrolan ini dilakukan dengan mengatur temperatur oil yang ada di bagian luar

tube sebagai media penyerap panas, yaitu dengan cara mengatur boiling point-nya

(titik didihnya). Semakin tinggi tekanan oil dijaga, semakin tinggi temperatur oil

dan semakin tinggi temperatur katalis di dalam tube reaktor.

Temperatur katalis harus diatur sedemikian rupa untuk mendapatkan

konversi methanol optimum dengan produk samping minimum dan juga semakin

tinggi temperatur operasi katalis maka semakin pendek umur katalis.

Konsentrasi Oksigen

Reaksi pembentukan CHOH adalah reaksi oksidasi methanol, oleh karena

itu jumlah oksigen menjadi faktor yang sangat penting. Oksigen pada inlet reaktor

harus dijaga 1% diatas konsentrasi methanol. Apabila methanol 9%, maka O2 harus

dijaga 10%.

Konsentrasi O2 dijaga dengan mengatur jumlah fresh air (udara segar) dan

jumlah recycle gas yang masuk ke Blower Resirkulasi. Oksigen dalam campuran

gas inlet reaktor juga tidak boleh terlalu rendah karena akan mengakibatkan

terjadinya reduksi katalis sehingga katalis bisa rusak.

II.8.2. Absorbsi Gas Formaldehyde Menjadi Larutan UFC

Produksi UFC dilakukan di UF Absorber, gas dari Reaktor Formaldehyde

setelah diambil panasnya untuk menghasilkan steam masuk ke bagian bawah dan

diserap oleh larutan urea yang masuk dari bagian atas. Absorber ini dilengkapi

dengan 2 bed pall ring dan 12 tray. Beberapa parameter penting pengoperasian UF

Absorber :

1. pH Larutan

Untuk mencegah penggumpalan dan mengurangi laju pembentukan asam

formiat maka diinjeksikan larutan NaOH di suction pompa sirkulasi UF agar pH

larutan > 7 (basa)

Reaksi di Absorber :

a. 2 NH2CONH2 + CHOH → NH2CONH.CO.NHCONH2




Methylol DiUrea

b. NH2CONH2 + CHOH → HOCH2NHCONH2

Methylol Urea

c. NH2CONH2 + 2CHO → HOCH2NHCONH.CH2OH

Dimethylol Urea

Reaksi yang dikehendaki adalah reaksi b. Di bagian atas, urea berlebih maka

reaksi a yang dominan, sedangkan reaksi c akan lebih banyak terjadi di bagian

bawah dimana CHOH-nya banyak.

2. Rasio Urea terhadap Formaldehyde

Rasio Urea terhadap Formaldehyde dijaga sekitar 1 : 4,8. Bila urea berlebih

maka larutan akan cenderung keruh (produk UF yang bagus berwarna jernih).

Untuk menghidari ini maka waktu tinggal pada tray section harus dibatasi kurang

dari satu jam.

3. Konsentrasi Produk

Produk dengan konsentrasi tinggi mempunyai kandungan air yang rendah.

Semakin tinggi konsentrasi produk maka semakin rendah pula tekanan uap airnya.

Konsentrasi larutan UF produk yang diharapkan adalah CHOH > 50% dan Urea >

20%. Untuk mendapatkan konsentrasi tersebut maka kandungan air dalam produk

harus serendah mungkin, caranya dengan menguapkan air yang ada. Oleh sebab itu

temperatur dan flow larutan penyerap di bagian tengah Absorber harus dikontrol.

Semakin tinggi temperatur bagian tengah & bawah, semakin banyak air yang

teruapkan dan semakin tinggi konsentrasi UF produk.

II.8.3. Deskripsi Proses

Cairan methanol dipompa dari methanol tank ke methanol evaporator

menggunakan salah satu dari dua methanol feed pump. Methanol evaporator bertipe

kettle heat exchanger, dimana panas penguapan methanol berasal dari steam yang

mengkondensasi. Kemudian gas methanol dikirim ke proses dan dicampur dengan

udara serta recycle gas yang di sirkulasikan oleh blower.

Udara yang dikompresikan oleh blower 2-K-701 dicampur dengan uap

methanol yang berasal dari methanol evaporator 2-E-701. Reaksi diatas adalah

reaksi eksotermis sehingga menimbulkan panas, untuk menyerap panas hasil reaksi,

pada bagian luar dari tube direndam oleh oli dowtherm untuk mengatur temperatur




reaksi. Karena dowtherm oil menyerap panas hasil reaksi maka berubah menjadi

uap dan panasnya dipakai untuk memanaskan campuran gas inlet reactor dan inlet

incenerator, kelebihan panas pada dowtherm setelah dipakai untuk pemanasan

diatas dikondensasikan di 2-E-706 untuk dipakai lagi di reaktor.

Dari reactor gas panas hasil reaksi yang mengandung formaldehyde

didinginkan dan dipakai untuk membangkitkan steam tekanan 0,06 kg/cm2 di 2-E-

703 yang dipakai untuk menguapkan CH3OH di 2-E-701 dari 2-E-703 gas

dimasukkan ke absorber untuk diserap gas formaldehyde-nya. Gas-gas lain yang

tidak terserap, keluar dari bagian atas absorber 2-C-701, sebagian dimasukkan lagi

ke suction 2-K-701 sebagi recycle gas dan sebagian lagi dibakar di incinerator 2-R-

702 sebelum dibuang ke atmosfir. Jumlah gas yang direcycle diatur flow-nya dan

dipakai untuk mengontrol persen O2 di inlet 2-R-701.




BAB III

PABRIK UREA POPKA

Urea merupakan pupuk nitrogen yang biasanya dipakai dalam bidang pertanian

dengan kandungan nitrogen yang cukup tinggi yaitu 46,65%. Dalam suhu kamar, urea

berupa padatan berwarna putih. Urea dapat larut dalam air, alkohol, dan ammonia

anhydrous. Urea ini bila terlarut dalam air maka akan terhidrolisa secara lambat menjadi

ammonium karbamat dan akan terurai lagi menjadi amoniak dan CO2.

Urea yang mempunyai rumus kimia (NH2)2CO2 dibentuk dari proses dehidrasi

ammonium karbamat (NH2COONH4).Sedangkan ammonium karbamat sendiri terbentuk

dari reaksi pencampuran amoniak amoniak (NH3) dan karbondioksida (CO2). Reaksi

pembentukan ammonium kabamat berdasarkan reaksi berikut :

2NH3 + CO2 NH2COONH4 ∆H298

= -28,5 kkal/mol

Reaksi pembentukan ammonium karbamat merupakan reaksi eksotermis yang

berlangsung sangat cepat. Sedangkan rekasi dehidrasi ammonium karbamat menjadi urea

adalah menurut reaksi berikut :

NH2COONH4 NH2COONH2 + H2O ∆H298

= 3 – 6 kkal/mol

Reaksi ini berbanding terbalik dengan reaksi pembentukan ammonium karbamat,

yaitu bersifat endotermis dan berlangsung lambat. Dalam prosesnya nanti panas reaksi

pembentukan ammonium karbamat akan dimanfaatkan untuk proses pembentukan urea.

Namun dari reaksi ini ada hal yang perlu diperhatikan, yaitu reaksi pembentukan biuret.

Hal ini menurut reaksi berikut :

2NH2CONH2 NH2CONHCONH2 + NH3 ∆H298

= 4,28 kkal/mol

Reaksi pembentukan biuret ini sangat dihindari karena merupakan reaksi yang tidak

diinginkan. Hal ini dikarenakan biuret merupakan racun bagi tanaman. Reaksi ini dapat

terjadi bila konsentrasi urea terlalu tinggi, konsentrasi amoniak yang rendah, dan waktu

tinggal urea yang cukup lama.

Reaksi pembentukan urea sebenarnya merupakan reaksi dehidrasi dan hanya

berlangsung pada fase cair. Namun pada reaksi ini pembentukan urea hanya sekitar 40%-

60% sehingga untuk meningkatkan konsentrasi urea butuh penghilangan zat-zat yang

tidak atau belum bereaksi. Untuk membuat reaksi ini tetap dalam fase cair maka

digunakan tekanan reaksi yang tinggi. Bila ditinjau lebih jauh, kondisi proses yang




dipakai dalam proses ditentukan oleh sifat-sifat campuran empat komponen, yaitu NH3,

CO2, H2O, Urea, dan juga oleh adanya zat-zat inert (yang tidak bereaksi).

Unit urea POPKA ini memakai Total Recycle CO2 Stripping Process dari

Stamicarbon BV. Gellen Holland, dengan kapasitas produksi 1725 MTPD. Di dalam

proses stamicarbon “total recycle CO2 stripping”, hampir semua reaktan yang tidak

terkonversi dikembalikan ke reaktor. Sebagian besar reaktan yang tidak terkonversi

dipisahkan dari larutan reaktor pada tekanan sintesa dengan mengontakkan larutan ini

secara counter-current dengan CO2. Dengan stripping NH3 dari larutan, kesetimbangan

carbamate akan bergeser ke kiri, sehingga terjadi disosiasi dari carbamate yang tidak

terkonversi menjadi urea. Panas rekasi yang diperlukan di-supply dengan pemanasan tube

Stripper dari luar. Karena waktu tinggal yang pendek di dalam stripper dan temperatur

relatif rendah, kesetimbangan urea dijaga dari kestabilannya, sehingga hidrolisis urea

tidak terjadi. Larutan reaktor yang telah di-strip di-flash sampai tekanan yang sangat

rendah (± 4 bar) kemudian dilakukan distilasi/pemisahan untuk melepaskan sisa-sisa NH3

dan CO2 dimana reaktan tersebut dilarutkan dalam air dan dipompakan kembali ke seksi

sintesa.

Uraian proses unit Urea POPKA dapat dibagi dalam beberapa tahap, yaitu:

1. Persiapan Bahan Baku

2. Seksi Sintesa

3. Seksi Resirkulasi

4. Seksi Evaporasi

5. Seksi Granulasi

6. Seksi Waste Water Treatment (WWT)

7. Steam System

Variable-variable proses Sintesa yang penting adalah :

Rasio N/C mulai inlet HPCC sampai keluar reaktor berkisar 2,9-3,0. N>> naik

dan terlalu boros. N<< kecepatan reaksi berkurang

Tekanan Sintesa yang berkisar antara 143-145 kg/cm2

Pada kondisi yang demikian akan diperoleh :

Konversi CO2 menjadi Urea dalam reaktor antara 59% - 60%.

Efisiensi Stripping di dalam Stripper sekitar 80% - 85%.




Hasil reaksi akan berupa campuran yang terdiri dari urea, karbamat, air, kelebihan

amoniak, karbondioksida, dan zat-zat tak turut bereaksi (inert) yang terbawa bersama

bahan baku. Terhadap hasil reaksi tersebut selanjutnya akan dilakukan proses pemisahan

dan recovery zat-zat yang masih dapat dipakai.

III.1. Persiapan Bahan Baku

NH3 dari K-1/K-2/Ammonia storage pada temperatur sekitar 27,5o C dan tekanan

24,5 kg/cm2 dimasukkan ke suction vessel (P2-V-105) untuk menjaga flow amoniak. Hal

ini dikarenakan POPKA tidak dapat mengatur flow amoniak yang masuk karena adanya

battery limit. Flow amoniak yang masuk ke suction vessel diukur oleh FR/FQ-104, yang

akan dikoreksi dengan temperatur TI-102. Suction vessel dilengkapi dengan sebuah level

control yang membuang gas ke LP Absorber (P2-C-305) melalui LIC-101A dan tekanan

PIC 101, selain itu juga dilengkapi dengan line injeksi N2 untuk menjaga tekanan di

suction pompa. Untuk proses draining dan penurunan tekanan atau pengosongan,

dipasang line ke Ammonia Water Tank (P2-T-703) dan vent ke Stack (P2-X-801). Jika

suplai NH3 tiba-tiba berhenti, tekanan suction pompa HP Amoniak akan dijaga

tekanannya selama 15 menit dengan sistem injeksi N2.




Dari suction vessel, NH3 diumpankan ke pompa HP Amoniak (P2-P-102A/B) untuk

dinaikkan tekanannya menjadi 161,7 kg/cm2 lalu dimasukkan ke dalam HP Carbamate

Condenser melalui HP Ejector (P2-J-201). Kedua pompa HP Amoniak merupakan tipe

centrifugal yang dilengkapi dengan control minimum flow FIC-105/106, yang juga

dikoreksi oleh temperatur (TI-104). Control minimum flow tersebut dikembalikan ke line

inlet suction vessel dan pada sisi discharge dipasang “Non Return Valve” yang berfungsi

untuk mencegah aliran balik ke pompa. Arus Amoniak dari pompa HP Amoniak ke HP

Ejector dikontrol oleh FIC-103. Amoniak cair dari Pompa dapat di-drain melalui line

drain header ke Ammonia Water Tank (P2-T-703). Pada normal operasi, 1 pompa

beroperasi (running) dan 1 pompa pada posisi standby. Flow indikasi diletakkan di line

suction pompa amoniak. Pada kedua saluran suction dan discharge pompa amoniak

dipasang saringan (filter), yang dimaksudkan untuk melindungi pompa dan mencegah

pecahan-pecahan gasket pompa masuk ke sesi sintesa.

Karbondioksida mengandung H2 sekitar 0,85% vol.(maks), Nitrogen sekitar 0,2%

vol.(maks) dan sedikit methane dari battery limit masuk pabrik urea pada tekanan sekitar

0,21 kg/cm2 dan temperatur sekitar 40

o C. Aliran tersebut ditambah pula dengan udara,

yang juga dari battery limit, sebelum dimasukkan ke kompresor CO2 (P2-K-102). Jumlah

aliran udara dikontrol oleh FIC-102, sehingga oksigen cukup untuk pembakaran H2 di

dalam H2 converter (P2-R-101) dan sisanya sebanyak 0,6% volume sebagai bahan

pasivasi untuk anti korosi peralatan di Sintesa.

CO2 dikompresi dengan kompresor sentrifugal secara bertingkat (4 stage). Pada

setiap stage gas CO2 melalui tahap pendinginan di intercooler (E-121/E-122/E-123) dan

pemisahan air di separator (V-102/V-103/V-104). H2 Converter dipasang pada discharge

tingkat 2 kompresor CO2, converter ini diisi dengan katalis Platinum (Pt) di dalam Al2O3.

Sebagai hasil pembakaran hidrogen secara katalitik, suhu CO2 mengalami kenaikan (TR-

106) besarnya tergantung dari jumlah konsentrasi hidrogen dalam umpan. Indikasi O2

setelah H2 Converter ditunjukkan oleh AR-101, sedangkan indikasi H2 ditunjukkan oleh

AR-105.

Proses kompresi bertingkat tersebut dilakukan sampai tekanan sekitar 144,7

kg/cm2.G. CO2 Compressor tersebut digerakkan oleh steam turbine. CO2 yang telah

dikompresi di CO2 Compressor akan menuju HP Stripper (E-102) untuk men-stripping

reaktan yang tidak terkonversi di reaktor.




III.2. Seksi Sintesa

NH3 cair dari K-1/K-2/Ammonia Storage yang telah dimasukkan ke suction vessel

pada temperatur sekitar 27,5o C dan tekanan 24,5 kg/cm

2, dimasukkan HP NH3 pump (P-

102 A/B) untuk dinaikkan tekanannya menjadi sekitar 157 kg/cm2 dan dimasukkan ke HP

Carbamate Condenser (E-202) melalui HP Ejector (J-201).

HP Ejector menarik larutan amoniak beserta carbamate dari HP Scrubber untuk

dimasukkan ke dalam HP Carbamate Condenser (HPCC) P2-E-202. Input dari HPCC ini

adalah gas outlet dari HP ejector dengan gas CO2 yang sebelumnya digunakan untuk

men-stripper. Di dalam HPCC, CO2 dan amoniak akan bereaksi menjadi carbamate. HP

Carbamat Condenser adalah alat penukar panas dengan posisi vertikal dimana gas/larutan

proses berada di sisi tube, sedangkan boiler water di sisi shell. Karena reaksi

pembentukan carbamate merupakan reaksi eksotermis, maka panas yang dihasilkan

dimanfaatkan untuk membangkitkan SLL 4,7 kg/cm2 dalam Steam Drum (P2-V-904

A/B). Di dalam HPCC, kondensasi Carbamate diatur agar tercapai 80% sedangkan sisa

gas yang belum bereaksi (20%) dilangsungkan dalam Reaktor sehingga panas yang

dihasilkan dimanfaatkan untuk dehidrasi Carbamate menjadi Urea. Umpan NH3 dan CO2




ke Unit Sintesa dikonrol sedemikian rupa hingga rasio N/C didalam larutan outlet

Reaktor adalah antara 2,95-3,05 , rasio ini diperlukan untuk pembentukan urea yang

optimum.

Carbamate dan sisa gas yang belum bereaksi dijaga pada temperatur 172oC dan

dialirkan menuju bagian bawah Reaktor Sintesa (P2-R-201). Pada reaktor ini terdapat 11

buah sieve tray dengan jumlah lubang makin ke atas semakin sedikit. Hal ini

dimaksudkan agar kontak antara fase cair dan fase gas dapat berlangsung sempurna dan

diperoleh waktu tinggal yang sesuai sehingga kesetimbangan Urea dapat tercapai dan

juga untuk mencegah back mixing. Reaksi kesetimbangan urea dicapai dengan

membutuhkan panas (karena reaksi endotermis) dan waktu tinggal tertentu. Hal ini

diperoleh dari sisa gas yang belum bereaksi dan bentuk reaktor yang memiliki volume

besar sehingga memberikan waktu tinggal yang lama. Waktu tinggal yang lama ini

didapatkan karena overflow yang digunakan untuk mengalirkan urea ke proses berikutnya

berada di top reactor. Di top reactor, konversi CO2 menjadi Urea terjadi sekitar 60% .

Kemudian larutan Urea, sisa Carbamate, dan reaktan mengalir melalui pipa overflow

turun dan keluar dari bagian bawah Reaktor menuju HP Stripper dengan temperatur

sekitar 184,6oC. Line overflow ini dirancang sedemikian rupa sehingga membentuk

liquid seal antara Reaktor dan HP Stripper dan level nol (0) Reaktor adalah 1 meter di

atas permukaan (funnel) dan hal ini juga berfungsi untuk meyakinkan tidak terjadinya

reverse flow dari HP Stripper ke Reaktor.

Larutan urea yang dihasilkan dari reaktor dialirkan menuju HP Stripper untuk

diambil sisa-sisa carbamate yang masih ada. Larutan urea kemudian di-stripping dengan

gas CO2 umpan secara berlawanan arah (counter current), hal ini menyebabkan tekanan

parsial NH3 turun, akibatnya carbamate dapat terurai (terdekomposisi) dengan menggunakan

panas yang disuplai dari luar (Steam HP Stripper). Untuk hal tersebut, steam HP Saturator

dengan tekanan sekitar 21 Kg/cm2

dimasukkan di shell side memanasi tube. Efisiensi stripping

diharapkan mencapai 85% dimana konsentrasi larutan Urea keluar HP Stripper bertambah

pekat hingga 59% dan temperatur outlet 171,3 oC. Level di dalam HP Stripper ditahan/dijaga

serendah mungkin, untuk memperkecil pembentukan biuret dan hydrolisa Urea.

Cairan dari HP Stripper mengandung 7% Amoniak, dikirim ke Seksi Resirkulasi melalui

controller LIC-202 yang akan mengalir ke Rectifiying Column (P2-C-303). Sedangkan CO2 dari

HP stripper dialirkan ke dalam HPCC dengan membawa gas NH3, CO2, dan uap air yang

telah dipisahkan dari larutan urea solution 30%.




Gas yang terbentuk pada reaktor, yang mengandung amoniak dan karbon dioksida

yang tidak bereaksi termasuk inert, dikeluarkan melalui top reactor dan akan

dikondensasikan kembali di HP Gas Scrubber dan bercampur dengan carbamate encer

dari seksi resirkulasi. HP Scrubber terdiri dari tiga bagian, yaitu :

a. Sebuah bola pelindung (blanketing sphere), dimana gas dari Reaktor dilewatkan.

b. Bagian penukar panas, yang dilengkapi dengan sebuah down comer pada pusatnya

untuk melewatkan cairan yang masih mengandung gas mengalir turun, sebuah

distributor gas dipasang pada bottom

c. Bagian pembersih (scrubbing), dimana gas-gas yang tinggal di-scrub dengan larutan

karbamat encer dan dimana hampir semua NH3 dan CO2 dikondensasikan.

Larutan Carbamate dari MP Scrubber overflow ke HP Ejector yang akan dibawa

bersama NH3 cair ke HPCC.

Gas Inert dari MP Scrubber mengandung sedikit NH3 dan CO2 di-absorb

menggunakan ammonia water dan air demin di HP Absorber. Gas-gas inert yang lolos

akan di-vent ke atmosfer karena sudah tidak dapat dimanfaatkan lagi.

III.3. Seksi Resirkulasi

Unit Resirkulasi ini berfungsi untuk menggunakan kembali sisa reaktan yang tidak

terkonversi untuk dikembalikan lagi ke seksi sintesa. Pengambilan reaktan ini dilakukan




dengan cara penguraian carbamate menjadi CO2 dan NH3 dengan cara ekspansi dari

tekanan Sintesa (145 kg/cm2) menjadi 4,2 kg/cm

2 sebelum masuk ke unit Rectifying

Column. Sebagai akibat dari ekspansi ini, larutan carbamate akan terdekomposisi, panas

yang diperlukan diambil dari larutan itu sendiri, sehingga temperaturnya akan turun dari

171, 3oC menjadi 121

oC dan konsentrasi urea meningkat dari 56% menjadi 65%.

Proses resirkulasi meliputi 2 tahap :

1. Penguraian Carbamate di Rectifying Column (C-303)

2. Kondensasi Carbamate di Low Pressure Carbamate Condenser (E-303)

Campuran dari gas dan cairan dari HP Stripper didistribusikan di atas bed Pall Ring

di dalam rectifying column yang selanjutnya akan turun menuju Heater Resirculation (E-

302) untuk dipanaskan hingga suhu 136oC. Pemanasan ini bertujuan untuk menguraikan

carbamate yang masih ada. Pemanasan dilakukan menggunakan Steam Low Low (SLL)

yang masuk melalui shell side, sedangkan larutan urea 65% melewati tube side. Dari

Heater Resirculation larutan urea masuk separator yang berada diantara Rectifying

column dan Heater Resirkulasi. Di separator ini fase gas dan cairan akan terpisahkan.

Larutan urea yang semakin pekat (sekitar 68%) mengalir menuju Atmospheric Flash

Separator (S-304) secara gravitasi. Sedangkan gas-gas NH3, CO2 serta uap air yang

keluar dari separator akan bertemu dengan larutan urea yang lebih dingin suhunya di

tumpukan Pall Ring yang ada di Rectifying Column untuk memperluas bidang kontak.

Pada Atmospheric Flash Separator terjadi penurunan tekanan secara mendadak

(dari 3 kg/cm2 – tekanan atmosfer) yang mengakibatkan konsentrasi urea naik menjadi

74-75% yang secara gravitasi akan mengalir menuju Urea Solution Tank (T-302).

Temperatur urea solution akan turun dari 136oC menjadi 85

oC. Uap air dan gas-gas outlet

separator akan menuju Seksi Evaporasi.

Gas-gas yang keluar dari Rectifying Column yang masih mengandung CO2, NH3,

uap air serta sedikit sekali N2 akan dikondensasikan di dalam LP Carbamate Condenser.

Pembentukan carbamate dilakukan dengan menurunkan temperatur gas-gas serta uap air

yang masuk ke LPCC. Untuk itu panas yang yang dihasilkan diserap oleh sirkulasi air

pendingin. Untuk membantu proses kondensasi di LPCC, Process Condensate dari

Tangki kondensat (P2-T-703) dimasukkan ke line inlet LPCC dengan Condensate

Pump (P2-P-703 A/B). Selain itu untuk memperbaiki rasio N/C saat kembali ke Seksi

Sintesa, maka pada line inlet LPCC juga ditambahkan NH3 yang berasal dari vessel V-




105. Selain itu Carbamate encer yang berasal dari Level Tank Reflux Condenser (P2-V-

801) juga dialirkan ke line inlet LPCC dengan Reflux Pump (P2-P-802 A/B).

Larutan Carbamate dari LPCC kemudian dipisahkan dari gasnya dalam Level Tank

LPCC (P2-V-301). Di sini gas dan cairannya akan terpisah. Larutan Carbamate

selanjutnya dipompakan ke Seksi Sintesa untuk menangkap gas outlet Reaktor di HP

Scrubber menggunakan pompa Carbamate (P2-P-301 A/B). Sedangkan gas outletnya

akan diserap lagi NH3 dan CO2 yang masih terkandung di dalamnya di unit LP Absorber.

III.4 Seksi Evaporasi

Pada seksi evaporasi ini urea diinginkan untuk mencapai konsentrasi hingga 96%.

Untuk mencapai konsentrasi tersebut maka digunakan dua buah evaporator, hal ini

dilakukan untuk menghindari kristalisasi urea. Kristalisasi ini terjadi bila tekanan

evaporasi diturunkan langsung ke -0,71 kg/cm2 maka larutan akan langsung mengkristal.

Akibatnya, urea yang mengkristal sebelum waktunya ini tidak dapat dikirim ke unit

granulation. Hal tersebut juga akan membuat buntu pipa-pipa dan peralatan di unit

evaporator.

Tahapan pada unit evaporasi adalah:

Evaporator tingkat I, larutan dipanaskan menjadi 121-122o C dengan tekanan -0,66

kg/cm2 (vacuum).




Evaporator tingkat II, suhu larutan dijaga maksimal 132o C dan tekanan diturunkan

menjadi -0,71 kg/cm2 (vacuum).

Larutan urea dari Urea Solution Tank dengan konsentrasi sekitar 75% dan

temperatur 82oC dipompa ke bagian bawah evaporator I (P2-E-401 A/B), di sini

temperatur larutan Urea dialirkan di dalam pemanas bawah Evaporator I (P2-E-401 B) yang

panasnya berasal dari sirkulasi air pendingin HP Scrubber. Kemudian Urea dipanaskan lagi

dengan pemanas atas Evaporator I (P2-E-401 A) dengan LP Steam sehingga temperatur larutan

menjadi 110 oC. Di Evaporator I ini konsentrasi Urea naik menjadi 90% dengan tekanan -0,61

kg/cm2.

Di bagian Separator Evaporator I, uap yang terbentuk dipisahkan dengan cairannya.

Uap tersebut kemudian dikondensasikan didalam Condenser Evaporator I (P2-E-702).

Sedang cairannya overflow ke Evaporator II (P2-E-402). Vapour yang tidak

terkondensasi di Condensor ditarik oleh Ejector Evaporator I (P2-J-702) dan dikirim ke

LP Absorber (P2-C-305).

Di Evaporator II larutan Urea dinaikkan konsentrasinya hingga 96% dengan

temperatur 133 oC dan tekanan -0,71 kg/cm

2. Di bagian Separator Evaporator II (P2-

C-305) fase uap dan cairannya dipisahkan. Uap yang dihasilkan ditarik ke Condensor I

Evaporator II (P2-E-703) menggunakan Ejector (P2-J-704), sedang cairannya (Larutan

Urea) overflow ke suction Pompa Urea Solution (P2-P-401 A/B) untuk selanjutnya

dikirim ke unit Granulasi.

Resiko yang dialami selama evaporasi adalah terbentuknya biuret, karena selama

evaporasi larutan urea dipanaskan. Penurunan tekanan pada separator di samping untuk

membantu menguapkan air juga agar panas yang diperlukan untuk penguapan tidak

banyak, sehingga resiko pembentukan biuret dapat ditekan.




III.5. Seksi Granulasi

Pada pabrik POPKA ini urea diproduksi dalam bentuk granul. Urea granul

diproduksi dengan jalan menyemprotkan cairan urea ke atas bibit yang sedang

terfluidisasi. Karakteristik proses ini adalah :

Cairan urea yang disemprotkan adalah larutan dengan konsentrasi tinggi dan

bukan lelehan (melt).

Penyemprotan terjadi di bagian tengah unggun fluid bed melalui spray nozzle.

Proses penambahan ukuran partikel granul dicapai melalui akresi, yaitu

melalui proses penguapan dan solidifikasi kontinyu dari sebuah tetesan urea

ke atas bibit.

Larutan formaldehyde ditambahkan ke dalam larutan urea sebelum

disemprotkan sebagai bahan penguat strength dan anti-cacking agent.

Proses penambahan ukuran partikel granul dapat tercapai melalui tiga proses

berikut ini :

Aglomerisasi, yaitu pengikatan beberapa partikel menggunakan larutan yang

berfungsi sebagai pengikat/lem. Pada proses ini sering menghasilkan produk

yang tidak homogen dan memiliki sifat mekanikal yang kurang baik.

Pelapisan, yaitu pembentukan lapisan di sekitar bibit yang lapisan-lapisan ini

kemudian membentuk struktur lapisan kulit bawang (onion skin structure).




Proses ini dilakukan dalam satu interval sedemikian rupa sehingga terjadi

proses pembekuan/solidifikasi.

Akresi, yaitu proses pertumbuhan ukuran granul yang dicapai melalui proses

penguapan dan solidifikasi kontinyu dari sebuah tetesan urea ke atas bibit.

Pada proses di pabrik POPKA digunakan Fluid Bed Granulator, yang terdiri dari :

1. Chasing bagian bawah (lower chasing)

2. Pelat yang berlubang-lubang (Perforated plate)

3. Bagian injeksi (Injection Header)

4. Chasing bagian atas (Upper Chasing)

Pelat yang berlubang-lubang akan mendistribusikan udara secara merata yang

diperlukan untuk mengalirkan dan menahan lapisan urea granul agar tetap pada kondisi

melayang-layang. Perforated plate dipasang secara horizontal dan mempunyai lubang

kecil dengan diameter 2 mm. Lubang-lubang tersebut dibentuk dengan dipukul

sedemikian rupa, sehingga membentuk tonjolan ke samping yang akan berfungsi agar

udara dapat mendorong urea granul ke arah samping. Perancangan yang demikian ini

akan memudahkan pengosongan granulator dan pengangkatan gumpalan/bongkahan

granul yang menggumpal.

Chasing bagian bawah menyangga perforated plate, injection header dan upper

chasing. Chasing bagian bawah ini dibagi menjadi 5 ruang/chamber yang masing-masing

ditekan/dialiri udara terfluidisasi. Bagian injeksi yang berjumlah 9 baris dihubungkan

dengan larutan urea dan udara atomisasi, yang masing-masing dilengkapi dengan steam

tracing. Masing-masing bagian injeksi dipasang 22 penyemprot/sprayer yang diletakkan

ke arah vertical untuk menyemprotkan larutan urea ke partikel-partikel inti.

Chasing bagian atas mempunyai 2 fungsi, yaitu membatasi lapisan fluidisasi dan

menahan pelepasan debu urea kasar ke granulator. Chasing bagian atas dibagi menjadi 6

ruangan, yaitu :

Ruangan pertama menerima aliran urea yang dikembalikan (urea granul halus

dan urea granul yang telah dipecah dari Roll Crusher) sebagai material inti

dan dimasukkan di bagian atas tumpukan urea yang telah ada di dalam

Granulator. Ruangan pertama ini mempunyai 3 bagian injeksi dengan jumlah

penyemprot 66 buah.




Ruangan kedua dan ketiga, masing-masing mempunyai penyemprot 3 x 22 =

66 buah untuk memperbesar ukuran partikel secara merata dan terus menerus.

Tiga ruangan yang terakhir hanya berfungsi untuk menghilangkan debu dan

sedikit mendinginkan. Ruangan yang ke-6 dihubungkan dengan bagian keluar

dari granulator.

Pembatas ruangan dihubungkan dengan dinding Granulator, tetapi bagian bawah

dari pembatas tersebut dapat diatur ketinggiannya dan dapat juga dilepas untuk

memungkinkan mengeluarkan perforated plate dari dalam Granulator.

Jumlah aliran produk akhir diatur oleh Flapper Valve LV-602 A/B yang

ditempatkan pada celah bagian keluar Granulator, dihubungkan dengan Granulator

Extractor dan digerakkan oleh isyarat atau signal dari LIC-602. Granulator Extractor

akan berhenti jika ketinggian tumpukan urea di dalam Granulator turun di bawah harga

low-low level. Hal ini dimaksudkan untuk menghindari kekosongan/kehabisan tumpukan

urea di dalam Granulator.

Untuk memperoleh pengontrolan yang baik terhadap ketinggian Urea/Level Bed

dapat dilakukan dengan mengukur perbedaan tekanan. Alat pengukur perbedaan tekanan

tersebut secara terus-menerus dihembus dengan udara instrumen agar tidak buntu oleh

partikel udara atau debu. Aliran udara instrumen disuplai melalui rotameter dengan

indikasi berada di tengah-tengah dari keadaan terendah dan tertingginya.

Fluid Bed Granulator merupakan satu-satunya sistem yang menggunakan proses

akresi dalam memperbesar ukuran partikel granul. Hal ini berarti bahwa selama di dalam

zona granulasi, setiap bibit berulang kali tersemprot oleh tetesan lembut dari larutan urea.

Dengan demikian, pertumbuhan partikel berjalan progresif dan seragam dan berlangsung

bersamaan dengan proses evaporasi air. Untuk mencegah terjadinya proses aglomerisasi,

maka bibit tidak boleh berdekatan dan hal ini dapat dicapai dengan menggunakan proses

fluidisasi. Metode lain yang dapat digunakan adalah penyemprotan larutan di atas lapisan

partikel yang sedang jatuh dan penyemprotan hanya dapat dilakukan secara intermitten

saja.

Larutan urea dengan konsentrasi 96% dikirim ke Unit Granulasi melalui pompa

(P2-P-401 A/B). Di suction pompa tersebut diinjeksikan UF-85 (Urea Formaldehyde)

dari UF Storage Tank (P2-T-610) dengan jumlah aliran minimum 539 kg/h atau

maksimum 660 kg/h.




Larutan urea yang sudah bercampur UF-85 dipompakan ke dalam Granulator (P2-

AG-601) melalui injection Head (Spray Nozzle). Temperatur Urea Solution Feed

Granulator adalah 132oC. Dan juga secara bersamaan disemprotkan udara atomisasi yang

telah dikompresi oleh Atomization Air Blower (P2-K-604). Udara atomisasi yang telah

dikompresi kemudian dipanaskan terlebih dahulu di Atomization Air Heater (P2-E-602)

hingga menjadi 135oC. Udara atomisasi diperlukan untuk membentuk semprotan larutan

urea ke dalam tumpukan partikel urea di Granulator.

Di dalam granulator terdapat pula udara fluidisasi yang berguna untuk mengalirkan

produk urea granul dari satu chamber ke chamber lainnya dan sekaligus sebagai media

pendingin produk. Udara Fluidisasi dikompresi di Granulator Fluidization Air Fan (P2-

K-601) dan dikirim ke Granulator dengan temperatur 43 oC. Pada bagian saluran udara

Fluidisasi ke ruang Granulasi dilengkapi dengan Granulator Fluidization Air Heater (P2-

E-601 A/B/C) yang digunakan pada saat Start Up dan normal operasi untuk mengatur

temperatur Bed Granulasi. Udara yang keluar dari bagian atas granulator selanjutnya

diolah di Granulator Scrubber (P2-C-601) sebelum dibuang ke atmosfir.

Pada Granulator Scrubber (P2-C-601), debu-debu urea akan di-spray oleh proses

kondensat dari Process Condensate Tank (P2-T-701). Pada tahap ini diharapkan agar

debu-debu urea yang masih terdapat di dalam udara dapat terambil. Proses kondensat

yang telah bercampur dengan debu-debu urea disirkulasikan ke Granulator Scrubber

Tank (P2-T-601) untuk make up. Lalu larutan tersebut dipompa dengan Granulation

Scrubber Circulation Pump (P2-P-601 A/B) ke sprayer di Granulator Scrubber untuk

menangkap debu-debu urea dari granulator. Sirkulasi tersebut berlangsung secara

kontinyu. Untuk mengantisipasi debu-debu urea yang masih lolos maka digunakan

demister pada bagian atas Scrubber. Debu yang lolos dari demister akan dihisap oleh

Granulation Scrubber Exhaust Fan (P2-K-602) menuju Granulation Stack (X-601) yang

kemudian dibuang ke atmosfer.

Produk urea granul dari Granulator lalu dialirkan ke Vibrating Extractor (P2-FR-

601 A/B) dan mengalir ke Safety Screen (P2-SE-601 A/B). Di Safety Screen terjadi

pengayakan untuk memisahkan bongkahan atau gumpalan urea granul yang berukuran

lebih dari 10 mm untuk dikirim ke Recycle Tank (P2-T-603). Urea Granul yang

berukuran diameter di bawah 10 mm dikirim ke First Fluid Bed Cooler (P2-DR-601) dan

selanjutnya dikirim ke atas dengan menggunakan Bucket Elevator (P2-CR-601). Debu




Urea yang terjadi dipisahkan menggunakan udara ambient yang disuplai dari First Cooler

Fluidization untuk selanjutnya di-recycle. Urea Granul yang telah dipisahkan debunya

dan didinginkan sesuai temperatur yang dikehendaki yaitu sekitar 70 oC, dialirkan ke

Vibrating Screen (P2-SE-602 A/B) untuk dilakukan pengayakan untuk memisahkan 3

fraksi, yaitu oversize, undersize, dan onsize. Fraksi onsize dikirim ke Final Fluid Bed

Cooler (P2-DR-602) dan selanjutnya ke unit pengantongan. Sedangkan fraksi undersize

dikembalikan ke Granulator sebagai material inti (seed) bersama fraksi oversize yang

terlebih dahulu digiling dalam Roll Crusher (P2-MX-601 A/B) yang berada di Crushed

Feeder (P2-FR-602 A/B) dengan melewati Crusher Feed Hooper (P2-B-601).

Produk onsize selanjutnya didinginkan dengan mengirimnya ke Final Fluid Bed

Cooler (P2-DR-602) dengan menggunakan udara dingin dari Final Cooler Fluidization

Air Fan (P2-K-607). Temperatur produk akhir diturunkan sampai 45oC. Bila terjadi

masalah pada Final Fluid Bed Cooler maka produk urea granul dapat di-bypass untuk

dapat langsung ke pengantongan.

Debu-debu yang dibuang dari dua Fluid Bed Cooler (First Fluid Bed Cooler dan

Final Fluid Bed Cooler) mengandung debu dengan jumlah yang lebih kecil dan

berukuran lebih besar/kasar dibanding dengan debu yang berasal dari granulator. Namun

tetap debu ini harus dibersihkan dahulu sebelum dibuang ke atmosfir. Hampir sama

dengan Granulator Scrubber, Cooler Scrubber juga terdapat penyemprotan debu-debu

urea dengan larutan dari Cooler Scrubber Tank (P2-T-602) yang berada di bawah Cooler

Scrubber. Terdapat pula demister yang terpasang di bagian atas, dicuci/disemprot dengan

air proses secara berkala dengan aliran yang kecil.




III.6. Waste Water Treatment Process

Semua proses kondensat dari kondenser-kondenser Evaporator yang mengandung

NH3, CO2 dan Urea dikumpulkan dan ditampung dalam Ammonia Water Tank (P2-T-

703). Serta semua gas yang di-vent dari beberapa tempat diserap di dalam LP Absorber

(P2-C-305) untuk diambil sisa NH3 yang masih ada di dalam gas yang pada akhirnya

akan ditampung juga di dalam Ammonia Water Tank.

Ammonia Water ini kemudian diproses di dua Desorber (P2-C-801/802) dan

Hydrolizer (P2-C-803) untuk diambil kembali hampir semua komponen yang terkandung.

Carbamate encer yang didapat di dalam Reflux Condenser (P2-E-804) dikembalikan ke

Resirkulasi melalui Pompa Reflux (P2-P-802 A/B). Semua waste yang meninggalkan alat

penukar panas Desorber II (P2-C-802) ditampung di dalam Waste Water Tank (P2-T-

701).

Ammonia Water Tank terdiri dari dua bagian kecil dan satu bagian besar. Kondensat

dari Condenser Evaporator dimasukkan ke bagian I, kemudian dikirim ke dalam MP

Absorber (P2-C-201) melalui MP Absorber Cooler (P2-E-206) menggunakan pompa

umpan MP Absorber (P2-P-705 A/B). Dari MP Absorber air proses dikembalikan ke LP

Absorber (P2-C-306) dan Vent Stack (P2-X-801) kemudian masuk ke dalam bagian II

Ammonia Water Tank. Sedangkan bagian III Tangki digunakan untuk menampung drain-




drain yang berada dibeberapa tempat di dalam pabrik. Ammonia Water dari bagian II

Tangki P2-T-703 dipompa ke Desorber I menggunakan pompa P2-P-703 A/B. Sebelum

diumpankan ke Desorber I, Ammonia Water dipanaskan terlebih dahulu di Desorber HE

(P2-E-802) dari temperatur 67 oC menjadi 110

oC menggunakan kondensat yang keluar

dari bagian bawah Desorber II (P2-C-802). Di dalam Desorber I yang dilengkapi dengan

15 trays ini cairan mengalir turun, kemudian dipanasi hingga 142 oC pada tekanan sekitar

2,5 kg/cm2 menggunakan uap yang mengalir naik dari Desorber II sehingga kandungan

Amoniaknya turun.

Dari bagian bawah Desorber I, cairan yang masih mengandung sejumlah NH3 dan

Urea diumpankan ke dalam Hydrolizer menggunakan Hydrolizer Feed Pump (P2-P-801

A/B) melalui Hydrolizer HE (P2-E-803 A/B). Di dalam penukar panas ini, umpan

dipanasi sampai 190 oC oleh cairan yang keluar dari Hydrolizer (P2-C-803) itu sendiri.

Suhu cairan di dalam Hydrolizer dinaikkan menggunakan steam SML 20 kg/cm2. Untuk

memperoleh kontak yang baik, Hydrolizer dilengkapi dengan 19 trays dengan lubang-

lubang di permukaannya. Selama waktu tinggal, urea terurai menjadi CO2 dan NH3,

sedangkan gas yang terbentuk dialirkan ke Desorber tingkat I. Larutannya dikirim ke

bagian atas Desorber II melalui Hydrolizer HE dan dipergunakan untuk memanaskan

larutan yang akan ke Hydrolizer. Suhu kondensat keluar Hydrolizer akan turun menjadi

151 oC. Cairan yang masuk Desorber II mengalir turun dan dikontakkan dalam 21 trays

dengan steam yang naik sehingga kandungan NH3 dan Urea dalam cairan dapat

diturunkan sampai di bawah 5 ppm pada outlet Desorber II. Air dari bagian bawah

Desorber II mengandung tidak lebih dari 5 ppm amoniak dan 5 ppm urea serta

mempunyai temperatur 145oC, dikirim ke Waste Water Tank melalui alat penukar panas

Desorber. Uap dari bagian atas Desorber I dikirim ke reflux condenser, diinginkan pada

tahapan ini seluruhnya terkondensasi. Sejumlah proses kondensat dari pompa umpan

Desorber dapat dimasukkan ke Reflux Condenser untuk menaikkan efisiensi. Cairan dari

Reflux Condenser overflow ke level tank Reflux Condenser, yang selanjutnya

diumpankan ke LP Carbamate Condenser.




III.7. Steam System

Tekanan steam yang digunakan di pabrik urea POPKA dibedakan menjadi 4, yaitu :

Steam HP 80 kg/cm2 dan temperatur 480

oC sebagai penggerak Turbin CO2

Kompresor

Steam MP pada tekanan 20 kg/cm2 dan temperatur 310

oC dari steam ekstraksi

turbin CO2 Kompresor (P2-K-102) serta Let Down 80 menjadi 20 kg/cm2 melalui

PV 930

MP steam jenuh tekanan 9 kg/cm2

LP steam jenuh tekanan 4 kg/cm2

HP Steam yang di-import, diperlukan untuk HP Stripper, Hydrolyzer, dan sebagai

make up steam untuk MP dan LP steam. HP steam yang dibutuhkan untuk HP stripper

dikirim dari HP Saturator. Steam kondensat dari HP stripper yang mengalir kembali ke

HP Steam Saturator selanjutnya dikirim ke MP Steam Drum.

HP Condensate diturunkan tekanannya sampai 9 Kg/cm2 di dalam MP Steam drum.

MP steam diperlukan untuk tracing di seksi sintesa dan untuk heater-heater di dalam

Seksi Granulasi.




DAFTAR PUSTAKA

Team Start Up POPKA, 1998, “Petunjuk Operasi Pabrik Urea Unit-4 POPKA”, buku jilid

1, Bontang, PT. Pupuk Kalimantan Timur.

Team Start Up POPKA, 1998, “ Petunjuk Operasi UF-85 POPKA”, buku jilid 4,

Bontang, PT. Pupuk Kalimantan Timur.

Team Start Up POPKA, 1998, “ Petunjuk Operasi Utilitas POPKA”, buku jilid 2,

Bontang, PT. Pupuk Kalimantan Timur.

Smith, J. M., and Van Ness. H. C., 1975, “Introduction to Chemical Engineering

Thermodynamics”, 3ed., Kogakusha: McGraw-Hill.

Yaws,C.L., 1999, ”Chemical Propertis Handbook”, New York: McGraw-Hill.



Jurusan Teknik Kimia Universitas Gadjah Mada

TUGAS KHUSUS

EVALUASI UFC PLANT POPKA

DEPARTEMEN OPERASI PABRIK 5

20 JANUARI – 19 MARET 2012

Disusun Oleh :

Arya Anindia Widiatama

(08/265578/TK/33734)

Muziibu Alfisyah

(08/269224/TK/34348)

JURUSAN TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS GADJAH MADA

YOGYAKARTA

2012




BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Unit Urea Formaldehyde merupakan salah satu unit utilitas yang dimiliki oleh PT

Pupuk Kalimantan Timur. Unit Urea Formaldehyde di PT Pupuk Kalimantan Timur

hanya dimiliki oleh Kaltim 2, Kaltim 4, dan POPKA.. Pabrik POPKA dan Kaltim 4

memproduksi UF dengan konsentrasi 85% (UF-85). UF-85 berfungsi sebagai bahan anti

cacking urea granul di unit granulasi dan juga berfungsi untuk meningkatkan crushing

strength urea granul. Kapasitas produksi UF-85 yang dimiliki oleh Kaltim 4 adalah 17

MTPD, sedangkan POPKA memiliki kapasitas produksi 16 MTPD.

Bahan baku utama pembuatan UF-85 adalah Methanol (CH3OH) 99,85% berat

dan Urea (NH2CONH2) 65% berat. Sedangkan produk yang dihasilkan berupa Urea

Formaldehyde (UF-85) dengan komposisi :

Formaldehyde : 60% berat minimal

Urea : 25% berat minimal

Methanol : 0,21% berat maksimal

Asam formiat : 0,05% berat maksimal

Air : selebihnya hingga 100%

Proses pembentukan UF 85 terdiri dari 2 proses utama, yaitu proses pembentukan

formaldehyde dari methanol dan O2 dengan katalis FeMo di reaktor, dengan reaksi :

CH3OH + O2 HCHO + H2O

Dan reaksi absorbsi formaldehyde oleh larutan urea solution di absorber, dengan reaksi :

HCHO + NH2CONH2 HOCH2NHCONH2

Beberapa faktor yang mempengaruhi reaksi pembentukan formaldehyde adalah :

Konsentrasi Oksigen

Reaksi pembentukan formaldehyde adalah reaksi oksidasi metanol, oleh karena itu

konsentrasi oksigen yang masuk reaktor menjadi faktor yang sangat penting. Inlet

oksigen pada reaktor harus dijaga 1% diatas konsentrasi metanol. Apabila inlet

metanol 9%, maka inlet oksigen harus 10%.




Suhu

Reaksi pembentukan formaldehyde merupakan reaksi eksotermis. Sehingga perlu

untuk menjaga suhu optimum reaksi. Dengan menjaga suhu optimum reaksi juga

dapat membatasi terbentuknya produk samping berupa HCOOH, CO, dan CO2.

Reaksi pembentukan UF-85 terjadi di absorber, gas formaldehyde dari

reaktor masuk ke bagian bawah absorber dan diserap oleh larutan urea yang

masuk dari bagian atas. Beberapa faktor yang mempengaruhi produk UF-85

adalah :

pH Larutan

Untuk mencegah penggumpalan dan mengurangi laju pembentukan asam formiat

maka diinjeksikan larutan NaOH di suction pompa sirkulasi UF agar pH larutan >

7 (basa)

Rasio Urea terhadap Formaldehyde

Rasio urea terhadap formaldehyde dijaga sekitar 1 : 4,8. Bila urea berlebih maka

larutan akan cenderung keruh, sedangkan produk UF yang baik berwarna jernih.

Untuk menghindari hal ini maka waktu tinggal pada tray section harus dibatasi

kurang dari satu jam.

Konsentrasi Produk

Konsentrasi produk UF yang diharapkan adalah CHOH > 50% dan Urea > 20% .

Untuk mendapatkan konsentrasi tersebut maka kandungan air dalam produk perlu

dikontrol dengan cara mengontrol suhu dan flow larutan penyerap yang ada di

bagian tengah absorber.

1.2. Tujuan

Tujuan tugas khusus ini adalah untuk melakukan perbandingan yang ada pada

UFC Plant POPKA dengan UFC Plant Kaltim 4 tentang perbedaan-perbedaan yang ada

dan yang mungkin bisa menyebabkan masalah di dalamnya dan khususnya mengetahui

komposisi tail gas UF Absorber yang selama ini menjadi permasalahan pada UFC Plant

POPKA yang ada sekarang.




1.3. Batasan Masalah

Pelaksanaan tugas khusus ini dibatasi pada perbandingan UFC Plant antara

POPKA dan Kaltim 4. Khususnya mengenai evaluasi tail gas UF Absorber di masing-

masing Plant, serta rekomendasi untuk permasalahan yang terjadi.




BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

Reaksi pembentukan urea formaldehyde merupakan reaksi polimerisasi antara

formaldehyde dan urea yang berlangsung dalam fasa cair. Polimerisasi berlangsung

secara adisi dan kondensasi. Fasa hasil resin yang terbentuk tergantung pada derajat

polimerisasi yang terjadi. Polimerisasi adisi adalah reaksi polimerisasi yang ditandai oleh

masuknya gugus aldehyde pada ikatan N-H pada senyawa urea membentuk monomer

dengan gugus alkohol. Polimerisasi adisi dapat berlangsung pada kondisi asam maupun

basa.

Polimerisasi kondensasi adalah reaksi penggabungan monomer-monomer

membentuk rantai yang lebih panjang dan melepas senyawa yang lebih kecil, seperti air.

Reaksi kondensasi hanya dapat berlangsung pada larutan dengan pH rendah. Adanya

asam dan suhu reaksi yang tinggi juga akan mengkatalis terbentuknya methylene urea

yang tidak larut dalam air.

Absorbsi gas adalah proses transfer massa suatu gas (absorbate) yang mudah larut

dari campuran gas ke bahan penyerap (absorbent), yang berlangsung karena adanya

driving force berupa beda konsentrasi antara kedua fasa yang berkontak. Absorbent dapat

berupa cairan dan padatan. Absorbsi dapat berlangsung bila terjadi kontak antara

absorbate dengan absorbent. Kecepatan absorbsi ditentukan oleh kondisi kesetimbangan

pada film cairan dan film gas sistem. Transfer massa akan terus berlangsung hingga

kesetimbangan antara kedua film tercapai. Transfer massa dapat ditingkatkan dengan

jalan memperluas bidang kontak yang disebut juga interfacial area. Interfacial area

dapat diperluas dengan jalan membentuk gelembung, pengaliran lewat bahan isian, dan

kontak pada tray (Treybal, 1981).

Penyerapan formaldehyde pada UF Absorber berlangsung secara chemisorption,

dimana formaldehyde dari gas yang terserap melarut ke cairan kemudian bereaksi dengan

larutan urea yang berada dalam cairan, membentuk hasil polimerisasi. Karena reaksi

polimerisasi berlangsung pada suasana basa dengan rasio molar urea-formaldehyde 1 :

4,8 maka dapat diasumsikan bahwa sebagian besar hasil reaksi yang terbentuk adalah

dimethylolurea.




BAB III

METODOLOGI

Gambar 1. Block dan Stream UF Absorber

Untuk mensimulasikan proses yang terjadi di UF-Absorber POPKA (F-101) dan

Kaltim 4 (2-C-701), masing-masing alat di kedua pabrik tersebut didekati dengan blok-

blok yang tersedia di program Aspen Plus 7.2. Hasil simulasi diharapkan dapat mewakili

proses yang terjadi di UF-Absorber POPKA dan Kaltim 4. Hasil simulasi UF-Absorber

ini diharapkan dapat dijadikan sebagai studi perbandingan kondisi UF Absorber POPKA

dan Kaltim 4.

Sumber Data

Untuk dapat menjalankan simulasi, diperlukan informasi-informasi pokok yang

merupakan bagian dari penyelesaian masalah. Informasi-informasi tersebut adalah :

1. Deskripsi proses di UF-Absorber POPKA (F-101) dan Kaltim 4 (2-C-701)

2. Mechanical Data UF-Absorber POPKA (F-101) dan Kaltim 4 (2-C-701)

3. Flow Diagram Proses Data Design UFC Plant POPKA dan Kaltim 4

4. Log Sheet dan DCS UF-Absorber POPKA (F-101) dan Kaltim 4 (2-C-701)

5. Analisa Lab UF-Absorber POPKA (F-101) dan Kaltim 4 (2-C-701)




Pembuatan Simulasi

Data kondisi operasi yang digunakan untuk pembuatan simulasi UF Absorber ini

berasal dari data log sheet dan analisa lab rata-rata pada tanggal 8, 9, dan 10 Februari

2012. Sedangkan untuk data spesifikasi alat berasal dari Mechanical Data Catalogue UF

Absorber (F-101) dan UF Absorber (2-C-701).

Asumsi-asumsi yang digunakan dalam evaluasi UF Absorber ini adalah :

a. Semua aliran steady state sehingga tidak ada akumulasi massa

b. Data input merupakan campuran dari data aktual dan pendekatan design

c. Berat molekul UF merupakan gabungan dari berat molekul urea dan formaldehyde

yaitu 90 gram/mol.

d. Sistem sirkulasi tidak diperhitungkan dikarenakan massa sirkulasi input dan

output-nya dianggap tetap.

e. Pressure drop di tiap bed dianggap sama.

Berikut ini adalah langkah-langkah pembuatan simulasi UF-Absorber POPKA

dan Kaltim 4 :

1. Pembuatan Process Flowsheet

Alat yang digunakan untuk simulasi UF Absorber adalah Column jenis RadFrac

Absorber dan alat Mixer jenis Tee untuk mencampur arus demin dan urea solution

Arus yang diperlukan untuk simulasi UF Absorber ini berjumlah 7 arus, berikut

adalah pembagiannya :

o Arus Input :

Arus Gas Formaldehyde masuk didekati dengan penamaan “GAS”

Arus Urea Solution masuk sebelum pencampuran di Tee didekati dengan

penamaan “LIQ”

Arus Demin Water pencampur di Tee didekati dengan penamaan

“DEMIN-1”

Arus Demin Water masuk top absorber didekati dengan penamaan

“DEMIN-2”

Arus Urea Solution masuk Absorber didekati dengan penamaan “US”

Arus Product UF-85 didekati dengan penamaan “UF”

Arus Tail Gas keluar top absorber didekati dengan penamaan “TAIL”.




Input Data Komponen

Input data komponen dilakukan di Data Browser, semua komponen yang

ada pada arus di-input di sini.

Gambar 2. Input Data Komponen UF Absorber

Penentuan Properties

Program Aspen 7.2 menyediakan berbagai jenis Properties yang dapat

digunakan sesuai proses yang digunakan. Dalam simulasi UF Absorber ini

digunakan Property Method POLYNRTL karena reaksi pembentukan UF-

85 merupakan reaksi polimerisasi.

Gambar 3. Penentuan Property Method

Input Data Stream

Pemasukan data arus dilakukan untuk arus-arus sebagai berikut :

o Arus DEMIN-1 masuk mixer Tee

o Arus LIQ masuk mixer Tee

o Arus DEMIN-2 masuk top Absorber




o Arus GAS masuk bottom Absorber

Komposisi arus lain (US, TAIL dan UF) akan terhitung oleh program

Aspen 7.2.

Gambar 4. Input Data DEMIN-1 (kiri) dan DEMIN-2 (kanan)

Gambar 5. Input Data GAS (kiri) dan LIQ (kanan)

Input Data Block

Gambar 6. Input Data Block Absorber




Di block ini dimasukkan data spesifikasi inlet absorber, seperti inlet gas

formaldehyde masuk absorber, inlet demin water, dan inlet urea solution

berdasarkan data spesifikasi di Mechanical Catalogue.

Gambar 7. Input Data Packed & Tray Absorber

Di block ini dimasukkan spesifikasi packed bed dan tray absorber. Untuk

spesifikasi tray dan bahan isian bed baik POPKA dan Kaltim 4 memiliki

persamaan, yaitu untuk tray sejumlah 12 trays (stage) dan bahan isian

menggunakan Pall Ring ukuran 50 mm dari vendor Raschig. Sedangkan untuk

jumlah bed, terdapat perbedaan dimana UF Absorber POPKA memiliki 2 bed

(top/bottom : 6 / 3 m) sedangkan Kaltim 4 memiliki 3 bed (top/middle/bottom :

3,1 / 6,1 / 3,1 m).

Setelah semua data di-input, proses siap disimulasikan dengan me-running-kan

program aspen (klik icon N> berwarna biru), lalu didapat hasil simulasi untuk

berbagai stream seperti di bawah ini :

Gambar 8. Hasil Simulasi UF Absorber




BAB IV

PEMBAHASAN

1. Studi Perbandingan UFC Plant POPKA dan Kaltim 4

Secara garis besar, proses produksi Urea Formaldehyde Concentrate (UFC)

dengan konsentrasi 85 % (UF-85) di pabrik POPKA dan Kaltim 4 adalah sama, yaitu

dengan menggunakan methanol dan urea solution sebagai bahan bakunya. Proses dimulai

dengan menguapkan metanol di methanol evaporator kemudian uap metanol yang

terbentuk dicampur dengan udara dan dialirkan ke process gas heater untuk dipanaskan

hingga temperatur operasi reaktor, yaitu 200 oC. Setelah campuran gas dan metanol

mencapai temperatur operasi, campuran gas kemudian dimasukkan ke dalam reaktor

untuk mereaksikan udara dan uap metanol menjadi gas formaldehyde. Formaldehyde

yang terbentuk kemudian dialirkan ke bottom absorber untuk dikontakkan dengan urea

solution dari top absorber. Di absorber ini terjadi reaksi penyerapan gas formaldehyde ke

dalam urea solution dan membentuk Urea Formaldehyde Concentrate (UF-85). Produk

UF-85 ini keluar di bottom absorber untuk kemudian digunakan sesuai peruntukkannya.

Sedangkan gas-gas sisa proses absorbsi/tail gas keluar melalui top absorber untuk

kemudian di-vent ke atmosfer dengan sebelumnya dibakar di incenerator agar tidak

membahayakan lingkungan.

Walaupun secara garis besar proses produksi UF-85 di pabrik POPKA dan

Kaltim 4 relatif sama, namun terdapat beberapa perbedaan yang cukup dapat

mempengaruhi kondisi proses maupun produk yang akan dihasilkan. Perbedaan tersebut

dapat berupa :

Spesifikasi alat yang digunakan,

Kebutuhan bahan baku maupun bahan penunjang.

Berikut ini adalah beberapa studi perbandingan unit UFC Plant pabrik POPKA

dan Kaltim 4 :




POPKA KALTIM 4

Bahan Baku

Methanol : Grade A atau sejenis

Urea Solution 71,1%

Methanol : US Grade AA

Urea Solution 65%

Produk Urea Formaldehyde (UF)

Urea Formaldehyde 85 (UF-85)

Formaldehyde : 60 %

Urea : 25 %

Methanol : 0,21 %

Formic Acid : 0,05 %

Water : Balance

Urea Formaldehyde 85 (UF-85)

Formaldehyde : 60 %

Urea : 25 %

Methanol : 0,21 %

Formic Acid : 0,05 %

Water : Balance

Konsumsi dan Produksi UF-85

Konsumsi Per jam / 1000 kg produk

UF-85 Konsumsi Per jam

/ 1000 kg produk

UF-85

Methanol 463 kg 695 kg Methanol 492 kg 695 kg

Urea Solution 71 % 235 kg 352 kg Urea Solution 65 % 272 kg 384 kg

Cooling water 44 m3 66 m

3 Cooling water 48 m

3 68 m

3

Produksi Per jam / 1000 kg produk

UF-85 Produksi Per jam

/ 1000 kg

produk UF-85

UF-85 667 kg - UF-85 708 kg -

Tail Gas 1163 Nm3 1745 Nm3 Tail Gas 1245 Nm3 1758 Nm3

Kapasitas 16 MTPD Kapasitas 17 MTPD

Proses Produksi

Lihat PFD Lampiran Lihat PFD Lampiran

Tabel 1. Data Perbandingan Konsumsi dan Produksi UF-85 POPKA & Kaltim 4




POPKA dan Kaltim 4 menghasilkan produk urea formaldehyde yang sama yaitu

UF-85. Namun bahan baku pembuatan UF-85 (urea solution dan methanol) yang dimiliki

pabrik POPKA dan Kaltim 4 sedikit berbeda. Pabrik POPKA menggunakan bahan baku

urea solution dengan konsentrasi 71,1% sedangkan Kaltim 4 menggunakan urea solution

dengan konsentrasi 65%. Unit UFC Plant POPKA memiliki kapasitas design produk

terpasang mencapai 16 ton/hari. Sedangkan unit UFC Plan t Kaltim 4 memiliki kapasitas

design produk terpasang 17 ton/hari. Konsumsi bahan baku urea solution dan methanol

Kaltim 4 lebih besar daripada POPKA, sehingga wajar apabila kapasitas produksinya

berbeda.

Secara umum proses produksi UF-85 POPKA dan Kaltim 4 sama, baik dari segi

kondisi operasi maupun dari peralatan yang dipakai. Namun terdapat sedikit perbedaan di

beberapa alat yang dipakai unit UFC Plant POPKA dan Kaltim 4. Berikut ini akan

dibahas beberapa perbedaan spesifikasi alat yang dipakai di unit UFC Plant masing-

masing pabrik :

POPKA KALTIM 4

Formaldehyde Reactor (R-101) Formaldehyde Reactor (2-R-701)

Design T : 330 oC

Operating T : 280 oC

Design P : Full Vacuum

Operating P : 0,59 shell/ 0,35 tube

Length : 3090 mm

Diameter : ID/OD : 1774/1800 mm

Total Tube : 2153

Tube Length : 1200 mm

Tube D : OD/ID : 25,4/21,18 mm

Catalyst : FK-2 (5,6 mm/265 L)

FK-2 (4,5 mm/409 L)

Porcelain (5 mm/114 L)

Oil System : Dowtherm A

Construction : Stainless Steel

Design T : 330 oC


Design P : Full Vacuum

Operating P : 0,59 shell/ 0,35 tube

Length : 3090 mm

Diameter : D/OD : 1774/1800 mm

Total Tube : 2153

Tube Length : 1200 mm

Tube D : OD/ID : 25,4/21,18 mm

Catalyst : FK-2 (4,5 mm/638 L)

Porcelain (5 mm/150 L)

Oil System : Dowtherm A


Tabel 2. Mechanical Data for Formaldehyde Reactor POPKA & Kaltim 4




Pada perbandingan reaktor UFC ini, masing-masing plant memiliki design fisik

yang sama namun terdapat perbedaan pada katalis yang digunakannya. Katalis ini

berfungsi untuk mempercepat reaksi terjadinya formaldehyde di reaktor sehingga bentuk

reaktor yang dibuat menjadi tidak terlalu besar.

Perbedaan yang dapat dilihat adalah pemakaian katalis FK-2 pada POPKA dan

Kaltim 4. Pada POPKA terlihat terdapat dua jenis ukuran katalis yaitu 5,6 mm ring dan

4,5 mm ring, sedangkan pada Kaltim 4 hanya digunakan FK-2 4,5 mm ring. Hal ini

terjadi karena flow input dari reactor itu sendiri berbeda. Kaltim 4 memiliki flow input

yang lebih besar dibanding POPKA namun keduanya memiliki design fisik reaktor

(diameter, panjang, dll) yang sama. Maka untuk menjaga konversi dari methanol menjadi

formaldehyde, Kaltim 4 memakai lebih banyak FK-2 yang berukuran 4,5 mm ring.

Ukuran katalis cukup berpengaruh dalam peningkatan kecepatan suatu reaksi.

Apabila ditinjau dari satu volume alat yang sama, semakin kecil ukuran katalis akan

menyebabkan luas permukaan katalis yang semakin besar. Dengan semakin besarnya

luas permukaan katalis maka kecepatan reaksi yang didapat pun akan semakin tinggi

sehingga untuk kecepatan flow yang tinggi akan menaikkan konversi methanol dan

oksigen di reaktor formaldehyde.




POPKA KALTIM 4

UF Absorber (F-101) UF Absorber (2-C-701)

Input gas : 4050 Nm3/h

Input Liquid : 239 kg/h

Type : Vertical Vessel

Operating T : 130 / 59,5 oC

Design T : 200 oC

Operating P : 0,204 kg/cm2g

Design P : 2.5 / 0,2 kg/cm2g

Length : 25000 mm

Diameter : 950/1050 mm


Total Volume : 18,618 m3

Trays : 12 (L : 11 x 500 mm)

Bed : 2

Bed L : top/bottom : 6000/3000 mm

Bed D : 1050 mm

Packed : 2 “ Pall Rings

Demister : 1 unit (L : 150 mm)

Input gas : 4302 Nm3/h

Input Liquid : 260 kg/h

Type : Vertical Vessel

Operating T : 130 / 39 oC

Design T : 200 oC


Design P : 1,05 kg/cm2g

Length : 28950 mm

Diameter : 1050 mm



Trays : 12 (L : 11 x 500 mm)

Bed : 3

Bed L : top/mid/bot : 3,1/6,1/3,1 m

Bed D : 1050 mm

Packed : 2 “ Pall Rings

Demister : 2 unit (L : 150 mm)

Tabel 3. Mechanical Data for UF-Absorber POPKA & Kaltim 4

Absorber di unit UFC Plant digunakan untuk memproduksi UF-85. Prinsipnya

adalah dengan menggunakan urea solution sebagai absorbent (penyerap) dan gas

formaldehyde sebagai absorbate (bahan yang diserap). Secara umum proses produksi UF-

85 dengan menggunakan absorber baik di POPKA maupun Kaltim 4 adalah sama.

Namun terdapat beberapa perbedaan yang cukup dapat mempengaruhi kualitas outlet

absorber (produk dan tail gas). Perbedaan itu dapat berupa spesifikasi absorber dan

kondisi operasi absorber.

Design ukuran alat absorber di POPKA dan Kaltim 4 ini cukup berbeda, terlihat

pada perbedaan ukuran tinggi dari tiap bed di masing-masing absorber. Hal ini

dikarenakan untuk mengatasi perbedaan flow input dari tiap absorber. Oleh karena itu,




pada Kaltim 4 dibutuhkan ukuran bed yang lebih tinggi dibanding pada POPKA agar

penyerapan formaldehyde dapat lebih tinggi.

Berbeda dengan kasus pada reaktor sebelumnya, yaitu design ukuran alat sama

namun berbeda katalis, pada absorber ini bahan isiannya mempunyai jenis dan ukuran

yang sama sehingga butuh ukuran alat yang lebih besar untuk mendapatkan hasil yang

diinginkan.

Selain menambah tinggi dari tiap bed, pada Kaltim 4 menambah bed ke-3 yang

berfungsi sebagai bed pencuci. Hal ini bertujuan untuk menangkap kembali gas-gas yang

masih lolos/carry over dari proses sebelumnya. Sehingga diharapkan gas output absorber

menjadi lebih bersih.

POPKA KALTIM 4

Catalytic Incenerator (R-102) Catalytic Incenerator (2-R-702)


Design T : 550 oC



Length : 2896 mm

Diameter : 610 mm


Total Weight : 593 kg (dry)


Inlet gas : 8 inch

Outlet gas : 8 inch

Catalyst : Monolithic CKM-22

204 Liter

Operating T : 477 / 250 oC

Design T : 550 oC



Length : 2896 mm

Diameter : 610 mm


Total Weight : 1850 kg


Inlet gas : 8 inch

Outlet gas : 8 inch

Catalyst : Monolithic CKM-22

204 Liter

Tabel 4. Mechanical Data for Reactor Incenerator POPKA & Kaltim 4

Secara umum spesifikasi alat dan proses kerja incenerator POPKA dan Kaltim 4

adalah sama. Namun yang terjadi saat ini adalah adanya permasalahan pada incenerator

POPKA yang hanya dapat membakar sebagian tail gas yang diumpankan. Hal ini

diperkirakan karena adanya carry over urea pada tail gas umpan incenerator.




2. Evaluasi UF-Absorber

Absorber di unit UFC Plant digunakan untuk memproduksi UF-85. Prinsipnya

adalah dengan menggunakan urea solution sebagai absorbent (penyerap) dan gas

formaldehyde sebagai absorbate (bahan yang diserap). Secara umum proses produksi UF-

85 dengan menggunakan absorber baik di POPKA maupun Kaltim 4 adalah sama.

Namun terdapat beberapa perbedaan yang cukup dapat mempengaruhi kualitas outlet

absorber (produk dan tail gas). Perbedaan itu dapat berupa spesifikasi absorber dan

kondisi operasi absorber.

Berdasarkan tabel 3 diatas terlihat bahwa spesifikasi absorber POPKA dan Kaltim

4 memiliki cukup banyak perbedaan baik itu dari segi ukuran, volume absorber, jumlah

demister, maupun jumlah bed. Untuk kondisi operasi berupa suhu dan tekanan operasi

absorber di masing-masing pabrik juga terdapat beberapa perbedaan.

Permasalahan yang terjadi di unit incenerator POPKA (R-102) adalah incenerator

tersebut tidak dapat beroperasi secara normal. Terdapat dugaan bahwa penyebab masalah

tersebut adalah dari komposisi input incenerator (R-102). Input Incenerator R-102

merupakan tail gas keluaran dari UF Absorber. Maka disimulasikan untuk mencari

komposisi tail gas outlet UF Absorber POPKA (F-101) kemudian dibandingkan dengan

data design tail gas Absorber F-101. Berikut ini adalah hasil simulasi UF-Absorber

POPKA berdasarkan data aktual rata-rata tertanggal 8, 9, dan 10 Februari 2012

(terlampir) :

Tabel 5. Hasil Simulasi Absorber POPKA




Variabel Design

(kg/h)

Simulasi

(kg/h)

Actual (kg/h)

08/02/12 09/02/12 10/02/12

UF-85 667 595,53 540 562 596

Urea (Tail Gas) 0 75,278 -

HCHO (Tail Gas) 0,04 (%mol) Trace -

Tabel 6. Data Aktual dan Design Urea di Tail Gas UF Absorber POPKA (F-101)

Berdasarkan tabel di atas, terjadi carry over urea pada tail gas, dimana komposisi

urea simulasi melebihi komposisi design. Komposisi design urea adalah 0 kg/h sedangkan

komposisi urea simulasi sebesar 75,278 kg/h. Hal ini perlu diwaspadai karena fase urea

yang keluar UF Absorber F-101 berupa droplet-droplet yang terbawa gas dengan jumlah

yang cukup besar, sehingga dikhawatirkan dapat membuat deposit urea di sepanjang jalur

perpipaan inlet incenerator R-102 atau mungkin di dalam incenerator R-102 itu sendiri.

Permasalahan ini dicoba dibandingkan dengan komposisi tail gas pada UF

Absorber Kaltim 4, dimana Incenerator Kaltim 4 masih dapat beroperasi secara normal.

Berdasarkan data spesifikasi alat yang dimiliki oleh UF Absorber Kaltim 4 dan data

aktual UF Absorber tertanggal 8, 9, dan 10 Februari 2012 dicoba disimulasikan operasi

UF Absorber Kaltim 4. Berikut ini adalah hasil simulasi dari UF Absorber Kaltim 4 :

Tabel 7. Hasil Simulasi Absorber Kaltim 4




Variabel Design

(kg/h)

Simulasi

(kg/h)

Actual (kg/h)

08/02/12 09/02/12 10/02/12

UF-85 (kg/h) 708 615,42 583 580 588

HCHO (kg/h) 0,01 (%mol) Trace -

Urea (kg/h) 0 2,23 -

Tabel 8. Data Aktual dan Design Urea di Tail Gas UF Absorber Kaltim 4 (2-C-701)

Dari simulasi tail gas UF Absorber Kaltim 4 terlihat bahwa komposisi urea di tail

gas hanya sebesar 2,23 kg/h. Hal ini berbeda dengan komposisi urea di tail gas UF

Absorber POPKA dimana komposisi urea di tail gas mencapai 75,278 kg/h. Komposisi

tail gas UF Absorber Kaltim 4 relatif lebih bersih dibandingkan dengan komposisi tail gas

UF Absorber POPKA. Beberapa hal yang dapat membedakan hal tersebut dilihat dari

perbandingan spesifikasi alat pada masing-masing UF Absorber, diantaranya :

1. Jumlah Packing Bed

Pada UF Absorber POPKA terdapat 2 packing bed, sedangkan UF Absorber Kaltim

4 memiliki 3 packing bed. Tiga Packing Bed yang dimiliki Kaltim 4 merupakan 2

packing bed dan 1 packing bed untuk pencucian. Dalam prosesnya, absorbsi gas

formaldehyde oleh urea solution hanya terjadi pada 2 packing bed terbawah (baik

di POPKA maupun Kaltim 4). Sedangkan untuk packing bed pencucian yang

dimiliki Kaltim 4 hanya berfungsi untuk mencuci/mengambil kembali urea maupun

formaldehyde yang masih lolos terbawa gas. Packing bed pencucian ini

diperkirakan sangat berpengaruh terhadap kualitas tail gas yang dihasilkan.

2. Jumlah Demister

Pemakaian demister pada POPKA dan Kaltim 4 berbeda jumlahnya, dimana

POPKA memiliki hanya satu demister, sedangkan Kaltim 4 memiliki 2 demister.

Demister sangat berpengaruh dalam memfiltrasi tail gas yang dihasillkan, dengan

adanya demister ini diharapkan dapat menjadikan tail gas yang ada menjadi lebih

bersih. Selain itu washing water demister di top absorber Kaltim 4 selalu diaktifkan

sehingga menurunkan potensi adanya deposit urea di demister, berbeda halnya

dengan washing water POPKA yang sudah jarang diaktifkan. Karena Kaltim 4

memiliki jumlah demister yang lebih banyak dari POPKA dan juga aktifnya




washing water demister di top absorber, maka diperkirakan tail gas yang dihasilkan

Kaltim 4 lebih bersih dari POPKA.

3. Marine Plate HE

Pada MPHE POPKA (E-108 dan E-109) terdapat masalah berupa kebuntuan.

Kebuntuan ini menyebabkan suhu sirkulasi absorber menjadi lebih tinggi dan

hilangnya sebagian flow. Carry over urea yang terjadi pada tail gas UF Absorber

POPKA diperkirakan disebabkan oleh tidak normalnya suhu sirkulasi karena

masalah yang terjadi pada MPHE tersebut. Dengan berkurangnya flow dan suhu

sirkulasi yang menjadi lebih tinggi maka penyerapan formaldehyde akan berkurang

dan diperkirakan menyebabkan terjadinya carry over urea dikarenakan hilangnya

sebagian flow sirkulasi urea sehingga sebagian dari urea terdorong oleh kecepatan

gas proses yang naik ke top absorber.

Tanggal 08/02/2012 DESIGN 17/01/2009

Sirkulasi atas 60 oC 56,3

oC 55,9

oC

Sirkulasi bawah 55,4 oC 56,9

oC 50,9

oC

Tail gas 63,4 oC 57,9

oC 57,7

oC

Tabel 9. Perbandingan Suhu Sirkulasi UF Absorber Pada Normal Operasi dan Aktual Saat

Ini

Tiga perbedaan tersebut dapat menjadi hal yang sangat mempengaruhi komposisi

tail gas di UF Absorber. Carry over sesungguhnya normal terjadi, namun ada batasan

tertentu yang diizinkan agar tidak menyebabkan kerusakan pada alat selanjutnya yang

dilewati oleh tail gas ataupun masalah lainnya berupa turunnya rate produksi UF-85.

Mengacu pada hasil simulasi di atas, maka carry over urea yang tidak terlalu banyak pada

Kaltim 4 dapat disebabkan karena adanya packing bed pencucian, normalnya MPHE,

dan tambahan demister pada UF Absorber.

POPKA KALTIM 4




Gambar 9. UF Absorber POPKA dan Kaltim 4




BAB IV

KESIMPULAN & SARAN

1. Kesimpulan

Kesimpulan yang dapat diambil dari uraian di atas adalah :

a. Terdapat beberapa perbedaan spesifikasi alat utama antara UFC Plant

POPKA dan UFC Plant Kaltim 4. Perbedaan tersebut diantaranya :

Kapasitas Produksi

POPKA : 16 MTPD

Kaltim 4 : 17 MTPD

Katalis FK-2 Formaldehyde Reactor

POPKA : FK-2 (5,6 mm/265 L) & FK-2 (4,5 mm/409 L)

Kaltim 4 : FK-2 (4,5 mm/638 L)

Tinggi dan Jumlah Packing Bed UF Absorber

POPKA : 2 packing bed ; (top/bottom : 6 / 3 m)

Kaltim 4 : 3 packing bed ; (top/middle/bottom : 3,1 / 6,1 / 3,1 m)

b. Dari evaluasi komposisi tail gas UF Absorber POPKA didapatkan carry over

urea sebesar 75,278 kg/h, sedangkan komposisi tail gas UF Absorber Kaltim

4 didapatkan carry over urea sebesar 2,23 kg/h.

c. Carry over urea yang berlebihan pada tail gas UF Absorber POPKA (F-101)

diduga menjadi penyebab permasalahan pada Incenerator POPKA (R-102).

d. Jumlah Packing Bed dan Demister yang dipakai mempengaruhi komposisi

tail gas UF Absorber.




2. Saran

Saran yang dapat diberikan untuk kelancaran operasi UFC plant POPKA :

a. Mengaktifkan kembali washing water di top demister secara berkala untuk

mencuci demister dari deposit urea sehingga diharapkan komposisi tail gas

UF Absorber menjadi lebih bersih.`

b. Melakukan total cleaning pada Marine Plate Heat Exchanger (E-108 dan E-

109) sehingga diharapkan temperatur sirkulasi dan flow UF Absorber

kembali normal.

c. Perlu adanya pengkajian lebih lanjut mengenai hubungan antara suhu

sirkulasi UF Absorber terhadap laju absorbsi UF Absorber.

d. Melakukan pengkajian lebih lanjut tentang sistem pendinginan pengganti

MPE sirkulasi UF Absorber.




DAFTAR PUSTAKA

Coulson, J.M. and Richardson, J.F., 1983, Chemical Engineering, vol 6., Pergamon Press,

London.

Perry, R.H. and Green, D.W., 1999, Perry’s Chemical Engineers’ Handbook, 7th

ed., Mc

Graw-Hill, New York.

Team Start Up Bagian Utility Kaltim-4, 2001, “Petunjuk Operasi Unit UF-85”, Bontang,

PT. Pupuk Kalimantan Timur.

Team Start Up POPKA, 1998, “Petunjuk Operasi UF-85 POPKA”, buku jilid 1, Bontang,


Team Start Up POPKA, 1998, “Petunjuk Operasi UF-85 POPKA”, buku jilid 4, Bontang,


Treyball, R.E., 1983, Introduction to Material and Energy Balances, Singapore : Mc

Graw-Hill Book Company.

Documents

laporan umum POPKA