![BAB IV Peralatan Proses PUSRI [PDF]](https://pdfs.asia/img/200x200/bab-iv-peralatan-proses-pusri.jpg)
6 0 221 KB
BAB IV PERALATAN PROSES
4.1
Spesifikasi Alat Pabrik Ammonia Dalam pembentukkan ammonia sebagai bahan baku untuk pembuatan urea,
terdapat beberapa alat-alat utama yang diperlukan untuk proses pembentukannya. Diantaranya akan dijelaskan dibawah ini. 4.1.1 Unit Pemurnian Gas Alam (1) Feed Gas Knock Out Drum (A-114-F) Fungsi
: Memisahkan debu, uap air, dan hidrokarbon fraksi berat yang terdapat pada gas alam yang dipasok oleh PT. Pupuk Kujang.
Tipe
: V-Cylindrical with demister type
Des/Op Temp
: 72/32oC
Des/Op Press
: 18,5 / 10,97 kg/cm2G
Material
: A516Gr.60
Dimensi (IDxL) : 1400 x 2400 mm Volume
: 4,41 m3
Cara Kerja Alat : Dalam alat ini, partikel halus dan tetes cairan dipisahkan dengan gas alam berdasarkan perbedaan berat jenis. Cairan dan partikel halus dikeluarkan melalui control level otomatis di bagian bawah drum dan dikirim ke auxiliary boiler dan start-up heater primary reformer untuk digunakan sebagai bahan bakar, sedangkan gas alam lagi dikirim ke mercury guard chamber (A-102-D). (2) Mercury Guard Chamber (A-102-D) Fungsi
: Memisahkan gas alam dari unsur merkuri (Hg).
Tipe
: Vertical type 69
70 BAB IV Peralatan Proses
Des/Op Temp
: 72 / 32oC
Des/Op Press
: 18,5 / 10,9 kg/cm2G
Material
: A516Gr.60
Dimensi (IDxL) : 2500 x 3700 mm Volume
: 22,24 m3
Cara Kerja Alat : Mercury guard chamber merupakan drum yang berisi karbon aktif yang diimpregnasikan senyawa sulfur sehingga merkuri yang terkandung dalam gas alam akan bereaksi dengan sulfur membentuk senyawa merkuri sulfide. Di sini kandungan merkuri dalam umpan dikurangi hingga kurang dari 0,01 µg/Nm3 (=0,001 ppbv). (3) Cobalt Molybdenum Hydrotreater (A-108-D) Fungsi
: Alat ini berfungsi untuk mengubah senyawa organik sulfur yang terdapat pada gas alam menjadi gas hidrogen sulfida dengan menggunakan katalis cobalt molybdenum.
Tipe
: Vertical cylindrical type
Des/Op Temp
: 427 / 371oC
Des/Op Press
: 53 / 43,3 kg/cm2G
Material
: A-516Gr.70
Dimensi (IDxL) : 1800 x 4900 mm Volume
: 14 m3
Cara Kerja Alat : Gas yang telah dinaikkan tekanannya di natural gas compressor (A-102-J) dan dipanaskan di seksi konveksi
primary
reformer
masuk
ke
como-
hydrotreater (A-108-D). Senyawa sulfur pada gas alam dihidrogenasi menjadi hidrogen sulfida pada bed katalis cobalt/molibdenum (Co/Mo)
Laporan Magang Industri PT Pupuk Kujang Cikampek
71 BAB IV Peralatan Proses
(4) Desulfurizer (A-108-DA, DB) Fungsi
: Meminimalisasi unsur sulfur untuk mencegah peracunan katalis.
Tipe
: Vertical cylindrical
Des/Op Temp : 427 / 371oC Des/Op Press
: 53 / 43 kg/cm2G
Material
: A516Gr.70
Dimensi (IDxL): 2000 x 10450 mm Volume
: 34,9 m3
Cara Kerja Alat : Hidrogen sulfida dihilangkan di dalam dua buah zinc oxide guard chamber (A-108 DA / DB), yang dapat beroperasi secara seri atau paralel. Di dalam bed zinc-oxide, hidrogen sulfida bereaksi menghasilkan zinc sulfida. Kondisi operasi reaksinya antara 3713600C dan sekitar 44 kg/cm2. Zinc mengikat sulfur di dalam bed, menyebabkan arus effluen mengandung kurang dari 0,1 ppmv sulfur. Hal ini akan mencegah keracunan katalis pada saat reforming dan lowtemperatur shift catalyst yang berada pada aliran downstream. 4.1.2 Unit Sintesis Gas (1) Primary former (A-101-B) Fungsi
:
Mengubah
metana
menjadi
hidrogen
karbonmonoksida. Tipe
: Catalyst tube
Des/Op Temp
: 922 / 799oC
Des/Op Press
: 38,2 / 39,17 kg/cm2G
Material
: A516Gr.70
Dimensi (IDxL) : 100,1 x 11528 mm Tube No.
: 4 x 48 Laporan Magang Industri PT Pupuk Kujang Cikampek
dan
72 BAB IV Peralatan Proses
Heat Duty
: 54,09 Gcal/hr
Cara Kerja Alat : Umpan yang telah dicampur steam dipanaskan lebih dahulu di bagian konveksi primary reformer (A-101B). Campuran umpan panas tersebut didistribusikan ke 192 tube katalis reformer, yang menggantung di bagian radian A-101-B. Umpan mengalir ke bawah melalui nickel reforming catalyst dan bereaksi membentuk
hidrogen,
karbonmonoksida,
dan
karbondioksida. (2) Secondary Reformer (A-103-D) Fungsi
:
Menyempurnakan
reaksi
reforming,
dan
meminimalisasi gas metana yang belum terkonversi. Tipe
: Vertical cylindrical with jacket
Des/Op Temp
: 205 / 989,9oC
Des/Op Press
: 40 / 34,6 kg/cm2G
Material
: A-516Gr.70 + Refractory
Dimensi (ODxL): (3550/4100) x 3056 mm Cara Kerja Alat : Secondary reformer terdiri dari dua bagian yaitu bagian mixing zone atau combustion zone dan reaction
zone.
Di
combustion
zone
terjadi
pembakaran metana dan hidrogen dengan udara secara langsung. Udara tersebut berasal dari air compressor (A-101-J), dan kemudian dipanaskan ke bagian konveksi primary reformer. Reaksi yang terjadi di combustion zone menghasilkan panas dengan temperatur sekitar 1290oC. sedangkan di reaction
zone
terjadi
reaksi
reforming
yang
merupakan reaksi endotermis yang membutuhkan panas dari luar. Panas tersebut diperoleh dari reaksi pembakaran yang terjadi di combustion zone. Keluaran dari secondary reformer, mengalir ke Laporan Magang Industri PT Pupuk Kujang Cikampek
73 BAB IV Peralatan Proses
secondary reformer waste heat boiler (A-101-C), yang
akan
terjadi
sirkulasi
secara
alami
menghasilkan high pressure steam. (3) High Temperatur Shift Converter (A-104-D1) Fungsi
: Mempercepat proses konversi kandungan gas CO didalam syn-gas menjadi gas CO2.
Tipe
: Vertical cylindrical
Des/Op Temp
: 470/434,1oC
Des/Op Press
: 40/33,3 kg/cm2G
Material
: A387GR11CL2
Dimensi (IDxL) : 3900 x 4250 mm Volume
: 66,3 m3
Cara Kerja Alat : Dalam alat ini katalis yang dipakai adalah Fe-Cr. Katalis ini relatif murah dan tahan lama, juga kecepatan reaksi nya tinggi dikarenakan temperatur yang tinggi. Temperatur normal inlet sekitar 371oC. Gas keluar pada suhu 434oC. Kadungan CO dalam gas proses tersebut dikurangi sampai sekitar 3,4 % volume basis kering. (4) Low Temperatur Shift Converter (A-104-D2) Fungsi
: Memperbesar konversi CO menjadi CO2.
Tipe
: Vertical cylindrical
Des/Op Temp
: 288 / 231oC
Des/Op Press
: 40 / 32,7 kg/cm2G
Material
: A516Gr.70
Dimensi (IDxL) : 3900 x 5100 mm Volume
: 76,5 m3
Cara Kerja Alat : Katalis yang digunakan adalan Cu/Zn. Katalis Cu dapat mencegah terbentuknya metana dan karbon. Kandungan gas CO dalam gas proses tersebut Laporan Magang Industri PT Pupuk Kujang Cikampek
74 BAB IV Peralatan Proses
dikurangi sampai sekitar 0,3% volume basis kering. Penggunaan
kedua
katalis
tersebut
(HTS/LTS)
mengurangi jumlah metana yang akan terbentuk di methanator downstream dan masuk ke synthesis loop. 4.1.3 Unit Pemurnian Gas Sintesis (1) Raw Gas Separator (A-102-F1) Fungsi
: Untuk memisahkan condensate water dari boiler dan reboiler.
Tipe
: Vertical cylindrical with demister
Des/Op Temp
: 150 / 65oC
Des/Op Press
: 36 / 32,2 kg/cm2G
Material
: A516Gr.70 + 304 LSS Clad
Dimensi (IDxL) : 2000 x 3000 mm Volume
: 11,51 m3
Cara Kerja Alat : Condensed water dari A-131-C LTS effluent/BFW exchanger (di atas 210oC), A-105 C CO2 stripper reboiler (di atas 134oC), A-106-C LTS effluent/ LP BFW exchanger (di atas 65oC) dipisahkan di raw gas separator A-102-F1 dan dipompa oleh process condensate pump A-121-J/JA ke process condensate stripper A-105-E. Suhu pada A-102-F1 dikontrol untuk
mempertahankan
keseimbangan
air
di
downstream aMDEA system. (2) CO2 Absorber (A-101-E) Fungsi
: Untuk mengurangi kandungan CO2 dalam gas dari sekitar 18% volume hingga 600 ppmv basis kering.
Tipe
: Packed type
Des/Op Temp : 120 / (47/80)oC Des/Op Press
: 36/31,8 kg/cm2G Laporan Magang Industri PT Pupuk Kujang Cikampek
75 BAB IV Peralatan Proses
Material
: A516Gr.70
Dimensi (IDxL): 2900 x 26750 mm Volume
: 18,3 m3
Cara Kerja Alat : Gas yang keluar dari LTS dimasukkan kedalam CO 2 absorber A-101-E dengan menggunakan sparger di bagian menara, sedangkan larutan aMDEA dialirkan melalui bagian atas absorber. Kondisi absorpsi tersebut adalah 47 hingga 80 oC dan sekitar 33,2 kg/cm2. Gas yang keluar dari bagian atas absorber masuk ke CO2 absorber overhead KO drum A-102F2,
untuk
memisahkan
cairan
yang
terbawa.
Kelebihan syngas yang berasal dari A-102-F2 dikirim ke fuel gas preheater A-101-BCFU. Larutan yang kaya CO2 dari absorber bagian bawah dialirkan melalui hydraulic turbine A-107-JAHT untuk power recovery.
Turbin
tersebut
menyediakan
untuk
menggerakkan A-107-JA, salah satu pompa lean solution. Kemudian larutan tersebut masuk ke stripper A-102-E. (3) CO2 Stripper (A-102-E) Fungsi
: Melepaskan CO2 dari aMDEA yang diabsorb di CO2 absorber.
Tipe
: Packed type
Des/Op Temp : 180/(38/74)oC Des/Op Press
: 3,5/0,85 kg/cm2G
Material
: A516Gr.60 + 304 LAA Clad/A516Gr.60
Dimensi (IDxL): 3600 x 53650 mm Volume
: 556 m3
Cara Kerja Alat : CO2 Stripper dirancang menjadi tiga bagian, yaitu : Contact Cooler Section pada bagian atas. Laporan Magang Industri PT Pupuk Kujang Cikampek
76 BAB IV Peralatan Proses
Low Pressure (LP) Flash Section pada bagian tengah. Stripper Section pada bagian bawah. Larutan yang kaya CO2 dari hydraulic turbine masuk ke LP flash section yag akan meningkatkan pelepasan (flashing) CO2 dengan adanya penurunan tekanan. semi lean solution pump (A-108-J) memompa larutan tersebut dari bawah LP flash section melalui lean/semi-lean solution exchanger (A-112-C) ke bagian atas stripper section. Exchanger tersebut merecover panas dari lean solution yang meninggalkan stripper section. Larutan yang meninggalkan stripper section dididihkan kembali dengan proses pemanasan di CO2 stripper reboiler A-105-C (124oC) dan kemudian dengan uap bertekanan rendah di CO2 stripper steam reboiler (A-111-C). (4) Methanator (A-106-D) Fungsi
: Tempat pembentukan metana hasil dari reaksi antara CO dan CO2 dengan H2.
Tipe
: Vertical type
Des/Op Temp : 485/345oC Des/Op Press
: 36/31,27 kg/cm2G
Material
: A387GR11CL2
Dimensi (IDxL): 3200 x 3100 mm Volume
: 33,5 m3
Cara Kerja Alat : Gas proses dari A-102-F2 (47oC) dipanaskan di methanator feed/ effluent exchanger A-114-C (310oC) dan di methanator preheater A-172-C1 (316 oC). Bypass dibuat di sekitar A-114-C untuk mengontrol temperatur. Gas tersebut kemudian dialirkan melalui Laporan Magang Industri PT Pupuk Kujang Cikampek
77 BAB IV Peralatan Proses
methanator A-106-D yang mengandung katalis nikel. Di methanator terjadi reaksi metanasi, dimana gas CO dan CO2 direaksikan dengan H2 sehingga menjadi metana yang merupakan gas inert di ammonia converter.
Methanator
effluent
didinginkan
berlawanan arah dengan umpan methanator di A-114C (82oC) dan dengan air pendingin di methanator effulent cooler A-115-C1/C2 (38oC). Condensed water dipisahkan di syngas compressor suction drum (A-104-F). Sejumlah kecil syngas di-recycle dari A104-F ke umpan gas kompressor, untuk menyediakan hidrogen untuk sulfur removal step. 4.1.4 Unit Syngas Drying (1) Molecular Sieve Drier (A-109-DA,DB) Fungsi
: Untuk menghilangkan air dan sejumlah CO2 yang merupakan racun pada synthesis catalist di ammonia converter.
Tipe
: Vertical cylindrical
Des/Op Temp : (328/44) / 288oC Des/Op Press
: (76/68,8) / 3,4 kgcm2G
Material
: A516Gr.70 + Refractory
Dimensi (IDxL): (2100/1920) x 2800 mm Volume
: 13 m3
Cara Kerja Alat : Chilled synthesis gas dari A-105-F dialirkan melalui salah satu dari dua molecular sieve drier A-109-DA, DB. Drier di-packing dengan molecular sieve dessicant. Di drier, kandungan uap air pada gas dikurangi di bawah 0,5 ppmv dan masing-masing drier on-stream selama 12 jam selagi drier yang lain diregenerasi atau dalam keadaan stand-by. Dryer Laporan Magang Industri PT Pupuk Kujang Cikampek
78 BAB IV Peralatan Proses
tersebut dapat diregenerasi dan didinginkan dalam 8 jam, membiarkan sisa 4 jam untuk stand-by. (2) Molecular Sieve Regeneration Gas Drier (A-111-D) Fungsi
: Meregenerasi drier pada molecular sieve drier.
Tipe
: Vertical cylindrical
Des/Op Temp : 328/(50/288)oC Des/Op Press
: 9,7/7 kg/cm2G
Material
: A516Gr.60
Dimensi (IDxL): 900 x 3000 mm Volume
: 1,9 m3
Cara Kerja Alat : Selama regenerasi drier, regenerasi gas terlebih dahulu dipanaskan dengan high pressure steam sampai sekitar 288oC di molecular sieve regeneration heater (A-173-C). Selama pendinginan A-173-C di bypass. Spent generation gas dikirim ke primary reformer fuel system. Jika syngas digunakan untuk regenerasi, spent gas juga dapat di-recycle ke umpan methanator.
Pada
semua
drier,
pengeringan
merupakan downflow dan regenerasi sedangkan pendinginan merupakan upflow. 4.1.5 Unit Sintesis Ammonia (1) Ammonia Synthesis Converter (A-105-D) Fungsi
: Tempat pembentukkan ammonia.
Tipe
: Direct Fire
Des/Op Temp
: 290/447oC
Des/Op Press
: 154/140,5 kg.cm2G
Material
: A387GR11CL2
Dimensi (IDxL) : 2800 x 21600 mm Volume
: 138,7 m3 Laporan Magang Industri PT Pupuk Kujang Cikampek
79 BAB IV Peralatan Proses
Cara Kerja Alat : Make up dan recycle gas yag meninggalkan A-103-J dipanaskan kembali di ammonia converter feed (A121-C). Preheated gas mengalir ke ammonia synthesis converter (A-105-D). Make up gas dapat ditambahkan ke synthesis loop upstream converter karena gas tersebut telah dikeringkan di A-109-D. Pola aliran gas di converter disusun sedemikian sehingga semua syngas melalui semua katalis. Hal ini menyebabkan konversi overall maksimum. Umpan converter mengalir melalui anulus didalam bagian luar shell converter. Hal ini menyebabkan shell relatif dingin. Kemudian gas tersebut mengalir melalui bagian shell ammonia converter interchanger (A-122C). Synthesis catalist yang isinya masih baru perlu diaktifkan (direduksi). 4.1.6 Sistem Refrigerasi (1) Ammonia Unitized Chiller (A-120-C) Fungsi
: Untuk mencegah pembekuan air pada ammonia separator.
Tipe
: H-special type
Dimensi (IDxL): (2100/1920) x 2800 mm: Volume
: 13 m3 Tabel 4.1 Spesifikasi Ammonia Unitized Chiller
Des/Op Temp Des/Op Press Material
Anulus (-33&70)/(37,3/-17,8)oC 154/139,1 kg/cm2G A-516Gr.70 + Refractory
Tube (-33&70)/(27,96/-17,8)oC 154/137,3 kg/cm2G A-179 Sumber : P&ID Plant Ammonia 1B
Cara Kerja Alat :
Ammonia
ditambahkan
secara
upstream
dari
ammonia unitized chiller (A-102-C), menggunakan Laporan Magang Industri PT Pupuk Kujang Cikampek
80 BAB IV Peralatan Proses
ammonia injection pump (A-120-J). Ammonia cair yang dihasilkan (mengandung sekitar 80% air) dikeluarkan dari A-106-F ke ammonia letdown drum (A-107-F). Kemudian ammonia dikirim off-sites. (2) Fourth Stage Flash Drum Refrigerant System (A-120-CF4) Fungsi
:
Untuk
mendinginkan
dan
mengkondensasikan
ammonia. Tipe
: H-cylindrical with demister
Des/Op Temp : -33 & 65 / 16,6oC Des/Op Press
: 15,8/6,82 kg/cm2G
Material
: A516Gr70 +UG84
Dimensi (IDxL): 3000 x 6700 mm (3) Third Stage Flash Drum Refrigerant System (A-120-CF3) Fungsi
: Untuk mendinginkan dan mengkondensasikan ammonia.
(4)
Tipe
: H-cylindrical with demister
Des/Op Temp
: -33 & 65 / -2,2oC
Des/Op Press
: 15,8/3 kg/cm2G
Material
: A516Gr70 +UG84
Dimensi (IDxL)
: 3000 x 5500 mm
Second Stage Flash Drum Refrigerant System (A-120-CF2) Fungsi
: Untuk mendinginkan dan mengkondensasikan ammonia.
Tipe
: H-cylindrical with demister
Des/Op Temp
: -33 & 65 / -17,8oC
Des/Op Press
: 15,8/1,1 kg/cm2G
Material
: A516Gr70 +UG84
Dimensi (IDxL)
: 3000 x 3000 mm
Laporan Magang Industri PT Pupuk Kujang Cikampek
81 BAB IV Peralatan Proses
(5)
First Stage Flash Drum Refrigerant System (A-120-CF1) Fungsi
:
Untuk
mendinginkan
dan
mengkondensasikan
ammonia. Tipe
: H-cylindrical with demister
Des/Op Temp : -33 & 65 / -33oC Des/Op Press : 15,8/0 kg/cm2G Material
: A516Gr70 +UG84
Dimensi (IDxL)
: 3000 x 4200 mm
Cara Kerja Alat
: Digunakan untuk pendinginan di A-120-C untuk kondensasi
ammonia
di
converter
effluent,
mendinginkan make-up synthesis gas di A-129-C, mendinginkan
produk
ammonia
dingin,
mengkondensasikan uap ammonia dari ammonia recovery system, mengkondensasikan uap yang dikembalikan dari off-site ammonia storage tank. 4.1.7 Sistem Recovery (1) Low Pressure Ammonia Scrubber (A-103-E) Fungsi
: Menyerap ammonia pada tekanan rendah.
Tipe
: Packed
Des/Op Temp
: 150 & -19 / (37/58,6)oC
Des/Op Press
: 16,1/14 kg/cm2G
Material
: A333GRG-S
Dimensi (IDxL) : 8’’ NPS x 15300 mm Volume
: 0,45 m3
Cara Kerja Alat : Aliran yang mengalami proses scrubbing pada A-103E bersumber dari uap keluaran refrigerant receiver (A-109-F) dan ammonia letdown drum (A-107-F). Dari A-103-E, larutan ammonia dipompa oleh LP ammonia scrubber pump (A-149-J) dan dicampur dengan larutan ammonia yag meninggalkan A-140-E. Laporan Magang Industri PT Pupuk Kujang Cikampek
82 BAB IV Peralatan Proses
Campuran tersebut dipanaskan di ammonia stripper feed/effluent exchanger A-141-C1/C2 (1600C), dan kemudian dikirim ke ammonia stripper. (2) High Pressure Ammonia Scrubber (A-104-E) Fungsi
: Menyerap ammonia pada tekanan tinggi.
Tipe
: Packed
Des/Op Temp : 150/53,5oC Des/Op Press
: 154/136 kg/cm2G
Material
: A-516Gr.70
Dimensi (IDxL): 500 x 14350 mm Volume
: 2,63 m3
Cara Kerja Alat : Aliran yang mengalami proses scrubbing pada HP ammonia scrubber (A-104-E) bersumber dari aliran gas purge dari bagian synloop.
Proses scrubbing
dilakukan dengan water wash yang berasal dari kondensat steam dari ammonia stripper (A-105-E). Setelah melalui proses scrubbing, kemudian ammonia dilucuti pada ammonia stripper dengan bantuan panas dari steam bertekanan medium. (3) Hydrogen Recovery Unit (A-103-L) Fungsi
: me-recovery H2 dan N2 yang akan di-recycle ke synthesis loop.
Design Capacity : 15039 m3 Des/Op Temp
: 70/58,5oC
Des/Op Press
: 148,5/135 kg/cm2G
Cara Kerja Alat : Sistem ini menggunakan teknologi proses membrane air product. Gas dari bagian atas (overhead gas) dari HP ammonia scrubber dikirim ke membrane-type hydrogen recovery unit
(A-103-L). Dua arus
recovered gas diperoleh. Arus bertekanan tinggi Laporan Magang Industri PT Pupuk Kujang Cikampek
83 BAB IV Peralatan Proses
dialirkan ke stage kedua syngas compressor. Arus bertekanan rendah dialirkan ke stage pertama syngas compressor. Rejected gas dari membrane unit mengandung komponen-komponen gas tersebut yang tidak dapat lolos membran. Rejected gas dikeringkan di
A-111-D
dan
kemudian
digunakan
untuk
regenerasi syngas drier. (4) Ammonia Stripper (A-105-E) Fungsi
: Me-recovery ammonia.
Tipe
: Packed
Des/Op Temp
: 275/(655/211)oC
Des/Op Press
: 22/19 kg/cm2G
Material
: A106GrB
Dimensi (IDxL) : 14’’ NPS x 17100 mm Volume
: 1,4 m3
Cara Kerja Alat : Larutan ammonia dari ammonia scrubber dipanaskan di dalam ammonia stripper fees/effluent exchanger A141-C1,C2 dengan menggunakan aliran kondensat keluaran tersebut
stripper. dikirim
Selanjutnya ke
aliran
ammonia stripper
ammonia dengan
temperatur inlet stripper 160oC. Cairan ammonia refluks diberikan dibagian atas stripper yang berasal dari warm product pump (A-113-J). Gas murni ammonia keluar melalui bagian atas stripper lalu dikirim menuju refrigerant condenser (A-127-C) pada temperatur 65oC, sedangkan aliran kondensat keluar melalui bagian bawah untuk digunakan kembali untuk proses absorpsi. 4.1.8 Steam System (1) Deaerator (A-101-U) Laporan Magang Industri PT Pupuk Kujang Cikampek
84 BAB IV Peralatan Proses
Fungsi
: Untuk menghilangkan oksigen terlarut dalam air.
Tipe
: Horizontal
Des/Op Temp : 275/ 131oC Des/Op Press
: U & FV / 1,81 kg/cm2G
Material
: A516Gr.70 & A240-304
Dimensi (IDxL): 3200 x 8200 mm Volume
: 62 m3
Cara Kerja Alat : Demineralized dan polished water diimpor dari service unit. Polished water dipanaskan lebih dahulu oleh heat exchanger dengan aMDEA solution di A109-C dan dengan LTS effluent di A-106-C. Air yang telah dipanaskan dialirkan ke deaerator A-101-U. Di deaerator, air di-stripping dengan menggunakan low pressure steam untuk menghilangkan oksigen terlarut. Untuk perlindungan high pressure steam system, oxygen scavanger diinjeksikan untuk menghilangkan oksgen
secara
sempurna
menggunakan
oxygen
scavanger injection unit (A-106-L). Deaerator boiler feed water dipompa oleh BFW Pump (A-104-J) ke high-pressure
steam
generation
system.
BFW
digunakan untuk seal flush pompa aMDEA selama start-up juga untuk quench services di steam system. (2) Steam Turbine (A-104-JT, JAT) Fungsi
: Menyuplai uap dari steam drum.
Des/Op Temp : 150/53,5oC Des/Op Press
: 154/136 kg/cm2G
Rated Power
: 1310 kW
Cara Kerja Alat : High-pressure steam digunakan di turbin yag menggerakkan air compressor (A-101-J) dan syngas compressor (A-103-J). Pada kedua turbin, sebagian besar steam diekstrak untuk menyuplai mediumLaporan Magang Industri PT Pupuk Kujang Cikampek
85 BAB IV Peralatan Proses
pressure steam header (SM). Sisa steam dari turbin dialirkan ke surface condenser (A-101-JTC). (3) Steam Drum (A-101-F) Fungsi
: Penghasil uap
Tipe
: Horizontal cylindrical
Des/Op Temp
: 365 / 328 oC
Des/Op Press
: 139,7 & FV/ 26,5 kg/cm2G
Material
: A516Gr.60
Dimensi (IDxL) : 2000 x 7950 mm Volume
:30 m3
Cara Kerja Alat : Effluent dari economizer A-103-C1 dan A-123-C1 masuk steam drum (A-101-F). Steam generation selanjutnya terjadi di secondary reformer waste heat boiler (A-101-C). Generator ini beroperasi dengan sirkulasi alami (natural circulation). Steam drum dilengkapi dengan steam blowdown drum (A-156-F) yang dihubungkan dengan low pressure header (SL). Uap jenuh tekanan tinggi (saturated high-pressure steam) digunakan di methanator preheater (A-172C1) dan molecular sieve regeneration heater (A-173C1). A-172-C1 digunakan untuk LTS catalyst reduction. High-pressure condensate dikumpulkan di HP
condensate
flash
drum
(A-157-F)
yang
dihubungkan dengan low-pressure steam header. Sedangkan flash condensate dikirim ke deaerator.
4.2. Spesifikasi Alat Pabrik Urea Laporan Magang Industri PT Pupuk Kujang Cikampek
86 BAB IV Peralatan Proses
Pada proses produksi urea, terdapat beberapa unit
yang mempunyai
peralatan proses yang berbeda. Berikut merupakan peralatan pada setiap unit di pabrik urea Pupuk Kujang 1B. 4.2.1 Unit Sintesis (1) Ammonia Feed Pump (U-GA 101) Fungsi
:Memompa ammonia sebagai umpan ke synthesis loop hingga mencapai 230 kg/cm2G.
Tipe
: H-centrifugal
Kapasitas Desain : 76 m3/h Kapasitas Normal : 69 m3/h Suction
: 24 kg/cm2G
Discharge
: 230 kg/cm2G
Head
: 3.492 m
NPSHR
: 19,1 m
Tipe Shell
: mechanical shell
Power
: 787,2 kW
(2) Carbamate Feed Pump (U-GA 102) Fungsi
: Memompa larutan carbamate yang telah direcycle dari seksi recovery sampai mencapai 160 kg/cm2G ke carbamate condenser.
Tipe
: H-centrifugal
Kapasitas Desain
: 63 m3/h
Kapasitas Normal
: 53 m3/h
Suction
: 24 kg/cm2G
Discharge
: 160 kg/cm2G
Head
: 1.184 m
NPSHR
: 8,9 m
Tipe Shell
: Mechanical shell
Power
: 397,1 kW
(3) CO2 Compressor ( U-GB 101) Laporan Magang Industri PT Pupuk Kujang Cikampek
87 BAB IV Peralatan Proses
Fungsi
: Menaikkan tekanan gas CO2 hingga 160 kg/cm2G sebagai umpan ke synthesis loop dan sebagian besar diumpankan ke stripper.
Tipe
: Centrifugal 4 stages
Tekanan Normal
: Suction Discharge
Temperatur Normal : Suction Discharge
= 0,75 kg/cm2G = 160 kg/cm2G = 380C = 107,60C
Laju alir (dry)
: 29.797 Nm3/h
Power
: 7.029 kW
(4) Urea Synthesis Reactor (U-DC-101) Fungsi
: Tempat berlangsungnya reaksi sintesis urea antara
ammonia
dan
karbondioksida
membentuk larutan karbamat dan urea. Tekanan
: Desain = 263 kg/cm2 Operasi = 250 kg/cm2
Temperatur
: Desain= 2300C Operasi
Safe External Pressure
= 2000C
: 0,175 kg/cm2G ɸ inside
: 2170 mm
ɸ outside
: 2770 mm
Panjang Total : 34 815 mm Tebal Shell
: 153 mm
Tebal Head
: 125 mm
Tebal Lining
: 6,4 mm
Jumlah trays
: 12 trays
(5) Stripper ( U-DA 101) Laporan Magang Industri PT Pupuk Kujang Cikampek
88 BAB IV Peralatan Proses
Fungsi
:Untuk
memisahkan
excess
NH3
dan
mendekomposisi ammonium carbamate yang tidak terkonversi dari urea dengan pemanasan steam (steam low) dan CO2 stripping. Tipe
: V – cylinder
Fluida
: Shell = steam Tube = urea solution
Temperatur Desain : Shell = 2400 C Tube = 2100 C Temperatur Operasi : Shell = masuk : 2140C keluar : 2140C Tube = masuk : 1880C keluar : 1710C Tekanan Desain
: Shell = 25 kg/cm2G Tube = 171 kg/cm2G
Tekanan Operasi
: Shell = 20 kg/cm2G Tube = 151 kg/cm2G
Ukuran
: 1. Diameter
= 1.660 mm
2. Panjang Total
= 11.933 mm
3. Tebal Shell
= 115 mm
4. Tebal tube
= 100 mm
5. Volume
= 203 m3
6. Luas Permukaan = Shell : 1.821 m2 Tube : 1.825 m2 (6) Carbamate Condenser ( U-EA 101) Fungsi
: Tempat terjadinya kondensasi dan absorpsi gas-gas campuran dari stripper untuk membentuk karbamat yang selanjutnya membentuk urea dengan dehidrasi karbamat.
Tipe
: V – submerged
Temperatur Desain : Shell = 2100 C Laporan Magang Industri PT Pupuk Kujang Cikampek
89 BAB IV Peralatan Proses
Tube = 2000 C Temperatur Operasi : Shell = masuk : 1800C Tube = masuk : 1580C Tekanan Desain
: Shell = 171 kg/cm2G Tube = 8 kg/cm2G
Tekanan Operasi
: Shell = 151 kg/cm2G Tube = 5 kg/cm2G
Ukuran
: 1. Diameter
= 3.050 mm
2. Panjang Total
= 22.009 mm
3. Tebal Shell
= 100 mm
4. Tebal tube
= 100 mm
5. Luas Permukaan = Shell : 1.890 m2 Tube : 1.880 m2 4.2.2 Unit Pemurnian (1) High Pressure Decomposer (DA-201) Fungsi
: Memisahkan kelebihan ammonia dari campuran reaksi dan mendekomposisikan amoniumkarbamat menjadi ammonia dan karbondioksida dengan cara pemanasan.
Tipe
: Vertikal cylinder type
Temperatur Desain : Shell
= 2000C
Tube
= 1650C
Temperatur operasi : Shell
= 1520C
Tube
= 1380C
: Shell
= 8 kg/cm2G
Tube
= 4 kg/cm2G
: Shell
= 4 kg/cm2G
Tube
= 4 kg/cm2G
Tekanan Desain Tekanan Operasi Ukuran
: 1. Diameter = 2.200 mm 2. Panjang Total
= 13.927 mm
3. Tebal Shell
= 100 mm Laporan Magang Industri PT Pupuk Kujang Cikampek
90 BAB IV Peralatan Proses
4. Tebal tube
= 100 mm
5. Volume
= 26,2 m3
(2) Low Pressure Decomposer (DA-202) Fungsi
: Memisahkan larutan (dekomposisi) ammonia dan CO2 dengan media steam low, gas-gas dari PCT dan gas CO2.
Tipe
: Vertikal cylinder type
Temperatur Desain : Shell = 2000C Tube = 1650C Temperatur operasi : Shell = 1510C Tube = 1380C Tekanan Desain
: Shell = 8 kg/cm2G Tube = 4 kg/cm2G
Tekanan Operasi
: Shell = 4 kg/cm2G Tube = 4 kg/cm2G
Ukuran
: 1. Diameter
= 2.200 mm
2. Panjang Total
= 13.927 mm
3. Tebal Shell
= 100 mm
4. Tebal tube
= 100 mm
(3) Urea Solution Tank ( U-FA 201) Fungsi
:Menampung larutan urea dari seksi purifikasi untuk selanjutnya dikirim menuju seksi konsentrasi.
Tipe
: Cone roof type
Temperatur desain : 1400C Temperatur Operasi : 960C Tekanan Desain
: 250 mmHg
Tekanan Operasi
: 1 atm
Ukuran
: 1. Diameter
= 9.500 mm
2. Panjang Total
= 11.000 mm
3. Tebal
= 65 mm Laporan Magang Industri PT Pupuk Kujang Cikampek
91 BAB IV Peralatan Proses
4. Volume
= 780 m3
(4) Flash Separator ( U-FA 205) Fungsi
:Menjadikan kondisi vakum untuk larutan dari seksi purifikasi sebelum masuk menuju urea solution tank, dimana CO2 dan NH3 dipisahkan lebih lanjut.
Tipe
: Vertikal cylinder type
Temperatur desain : 1400C Temperatur Operasi : 960C Tekanan Desain
: 430 mmHg
Tekanan Operasi
: 1,76 kg/cm2G
Ukuran
: 1. Diameter
= 1.600 mm
2. Panjang Total
= 1.220 mm
3. Tebal
= 65 mm
4. Volume
= 4,8 m3
4.2.3 Unit Konsentrasi (1) Vacuum Concentrator Lower ( U-FA 202B) Fungsi
: Memekatkan larutan urea hingga mencapai 84%.
Tipe
: Vertikal cylinder type
Temperatur Desain : Shell Jacket Temperatur operasi : Shell Jacket
= 1000C = 1200C = 770C = 900C
Tekanan Desain
: Shell
= 1,76 mmHg
Tekanan Operasi
: Shell
= 150 mmHg
Ukuran
: 1. Diameter
= 6.100 mm
2. Panjang Total
= 6.510 mm
3. Tebal
= 65 mm
4. Volume
= Shell : 177,7 m3 Jacket : 5,7 m3
Laporan Magang Industri PT Pupuk Kujang Cikampek
92 BAB IV Peralatan Proses
(2) Vacuum Concentrator Uper ( U-FA 202A) Fungsi
: Memekatkan larutan urea hingga mencapai 97%.
Tipe
: Vertikal cylinder type
Temperatur Desain : 1700C Temperatur Operasi : 1320C Tekanan Desain
: 1,76 mmHg
Tekanan Operasi
: 150 mmHg
Ukuran
: 1. Diameter
= 5.000 mm
2. Panjang Total
= 6.000 mm
3. Tebal
= 80 mm
4. Volume
= 159,7 m3
(3) Final Concentration ( U-FA 202) Fungsi
: Memekatkan larutan urea hingga 99,8%.
Tipe
: Vertikal ben type
Temperatur Desain : Shell = 2000C Tube = 1700C Temperatur Operasi: Shell = 1550C Tube = 1380C Tekanan Desain
: Shell = 8 kg/cm2G Tube = 1,76 kg/cm2G
Tekanan Operasi
: Shell = 4,5 kg/cm2G Tube = 1 kg/cm2G
Ukuran
: 1. Diameter
= 950 mm
2. Panjang Total
= 3.000 mm
3. Tebal Shell
= 100 mm
4. Tebal Tube
= 80 mm
5. Volume Shell
= 15 m3
6. Volume Tube
= 6 m3
4.2.4 Prilling Section (1) Prilling Tower ( U-IA 301) Laporan Magang Industri PT Pupuk Kujang Cikampek
93 BAB IV Peralatan Proses
Fungsi
: Mengubah molten urea menjadi butir (prill).
Tipe
: Renforced concrete + epoxy coating
Temperatur Desain : 1000C Temperatur Operasi : 700C Tekanan Desain
: 1 atm
Tekanan Operasi
: 1 atm
Ukuran
: 1. Diameter 2. Panjang Total
= 14.500 mm = 79.700 mm
(2) Incuced Fan for Prilling Tower ( U-GB 301) Fungsi
:Menghisap udara panas yang digunakan untuk menghisap butir-butir urea yang terbentuk.
Tipe
: Centrifugal axial type
Temperatur Operasi : 400C Tekanan Operasi
: 1 atm
Jumlah
: 4 buah
(3) Demister for Prilling Tower ( U-FD 305) Fungsi
: Menahan debu-debu urea yang dihasilkan selama proses pembutiran sebelum dibuang ke udara.
Tipe
: Equivalent type
Temperatur Desain : 1200C Temperatur Operasi : 500C Tekanan Desain
: 0,01 kg/cm2G
Temperatur Operasi : 0,005 kg/cm2G Tebal
: 100 mm
(4) Spray Nozzle for Demister ( U-FJ 303) Fungsi
: Membersihkan demister
Tipe
: Full cone spray
Temperatur Desain : 1200C Temperatur Operasi : 500C Laporan Magang Industri PT Pupuk Kujang Cikampek
94 BAB IV Peralatan Proses
Tekanan Desain
: 9 kg/cm2G
Tekanan Operasi
: 4 kg/cm2G
(5) Packed Bed for Prilling Tower ( U-FD 304) Fungsi
: Menahan debu-debu urea yang dihasilkan selama proses pembutiran.
Tipe
: 1 mesh ring type
Temperatur Desain : 1000C Temperatur Operasi : 800C Tekanan Desain
: 0,01 kg/cm2G
Tekanan Operasi
: 0,005 kg/cm2G
Tinggi Packing
: 500 mm
(6) Spray Nozzle for Packed Bed ( U-FJ 302) Fungsi
: Membersihkan packed bed
Tipe
: Full cone spray
Temperatur Desain : 700C Temperatur Operasi : 360C Tekanan Desain
: 5 kg/cm2G
Tekanan Operasi
: 4 kg/cm2G
(7) Head Tank ( U-FA 301) Fungsi
: Menampung molten urea sebelum dihamburkan oleh distributor.
Tipe
: Vertical type
Temperatur Desain : 1700C Temperatur Operasi : 1380C Tekanan Desain
: 1 atm
Tekanan Operasi
: 1 atm
Ukuran
: 1. Diameter
= 200 mm
2. Panjang Total
= 2.200 mm
3. Tebal
= 80 mm Laporan Magang Industri PT Pupuk Kujang Cikampek
95 BAB IV Peralatan Proses
4. Volume
= 0,165 m3
(8) Strainer ( U-FD 301) Fungsi
: Menampung molten urea sebelum dihamburkan.
Tipe
: Basket type
Temperatur Desain : 1650C Temperatur Operasi : 1380C Tekanan Desain
: 1 atm
Tekanan Operasi
: 1 atm
Ukuran
: 1. Diameter 2. Panjang
= 1.400 mm = 900 mm
(9) Distributor ( U-FJ 301) Fungsi
: Menghamburkan molten urea.
Tipe
: Spray head & acoustinc granulator
Temperatur Desain : 1700C Temperatur Operasi : 1380C Tekanan Desain
: 1 atm
Tekanan operasi
: 1 atm
Jumlah
: 9 buah
(10) Belt Conveyor ( U-JD 301) Fungsi
:Memindahkan butir-butir urea dari fluidizing cooler ke trammel.
Tipe
: Conveyor
Temperatur Desain : 1200C Temperatur Operasi : 500C Tekanan Desain
: 9 kg/cm2G
Tekanan Operasi
: 4 kg/cm2G
Penggerak
: Motor
(11) Trommel ( U-FD 303) Laporan Magang Industri PT Pupuk Kujang Cikampek
96 BAB IV Peralatan Proses
Fungsi
: Mengetahui ukuran butir-butir urea yang dihasilkan.
Tipe
: Basket type
Temperatur Desain : 700C Temperatur Operasi : 430C Tekanan Desain
: 1 atm
Tekanan operasi
: 1 atm
Ukuran
: 1. Diameter
= 950 mm
2. Panjang
= 2.500 mm
4.2.5 Recovery Section (1) HP Absorber Lower ( U-EA 401 B) Fungsi
: Mengabsorpsi gas-gas NH3 dan CO2 dari HP decomposer.
Tipe
: Horizontal type
Temperatur Desain
: Shell = 1400C Tube = 1200C
Temperatur Operasi : Shell = 1050C Tube = 900C Tekanan Desain
: Shell = 20 kg/cm2G Tube = 12 kg/cm2G
Tekanan operasi
: Shell = 15,8 kg/cm2G Tube = 10 kg/cm2G
Ukuran
: 1. Diameter
= 1.900 mm
2. Panjang Total
= 7.315 mm
3. Volume Shell
= 61,11 m3
4. Volume Tube
= 50,5 m3
(2) HP Absorber Upper ( U-EA 401 A)
Laporan Magang Industri PT Pupuk Kujang Cikampek
97 BAB IV Peralatan Proses
Fungsi
:Mengabsorpsi gas-gas NH3 dan CO2 dari HP absorber lower.
Tipe
: Horizontal type
Temperatur Desain : Shell = 1300C Tube = 800C Temperatur Operasi : Shell = 450C Tube = 37,50C Tekanan Desain
: Shell = 4 kg/cm2G Tube = 7 kg/cm2G
Tekanan operasi
: Shell = 2,4 kg/cm2G Tube = 4,5 kg/cm2G
Ukuran
: 1. Diameter
= 1.150 mm
2. Panjang Total
= 6.096 mm
3. Volume Shell
= 26 m3
4. Volume Tube
= 4 m3
(3) LP Absorber ( U-EA 402) Fungsi
: Mengabsorpsi gas-gas NH3 dan CO2 dari LP decomposer.
Tipe
: Horizontal type
Temperatur Desain : Shell = 800C Tube = 8000C Temperatur Operasi : Shell = 450C Tube = 37,50C Tekanan Desain
: Shell = 4 kg/cm2G Tube = 7 kg/cm2G
Tekanan operasi
: Shell = 2,4 kg/cm2G Tube = 4,5 kg/cm2G
Ukuran
: 1. Diameter
= 2.300 mm
2. Panjang Total
= 7.315 mm
3. Volume Shell
= 14 m3
4. Volume Tube
= 11 m3 Laporan Magang Industri PT Pupuk Kujang Cikampek
98 BAB IV Peralatan Proses
(4) Washing Column ( U-DA 401) Fungsi
: Mengabsorpsi gas-gas NH3 dan CO2 dari HP absorber upper.
Tipe
: Horizontal type
Temperatur Desain : 1300C Temepratur Operasi : 510C Tekanan Desain
: 20 kg/cm2G
Tekanan Operasi
: 15,8 kg/cm2G
Ukuran
: 1. Diameter
= 800 mm
2. Panjang Total
= 5.450 mm
3. Volume
= 2,375 m3
4.2.6 Seksi Process Condensate Treatment (1) Final Absorber ( U-DA 503) Fungsi
: Mengabsorpsi gas-gas NH3 dan CO2 dari seksi recovery.
Tipe
: Vertikal cylinder
Temperatur Desain : 1500C Temperatur Operasi : 690C Tekanan Desain
: 1 atm
Tekanan Operasi
: 1 atm
Ukuran
: 1. Diameter
= 950 mm
2. Panjang Total
= 3.800 mm
3. Volume
= 2,797 m3
(2) Process Condensate Stripper ( U-DA 501) Fungsi
: Stripping NH3 dan CO2 yang masih terdapat dalam kondensat.
Tipe
: Vertical cylinder
Temperatur Desain : 1750C Temperatur Operasi : 1470C Laporan Magang Industri PT Pupuk Kujang Cikampek
99 BAB IV Peralatan Proses
Tekanan Desain
: 5 kg/cm2G
Tekanan Operasi
: 3 kg/cm2G
Ukuran
: 1. Diameter = 1.500 mm 2. Panjang Total
= 34.450 mm
3. Tebal
= 80 mm
4. Volume
= 618 m3
(3) Urea Hydrolizer ( U-DA 502) Fungsi
: Menghidrolisa urea menjadi NH3 dan CO2.
Tipe
: Vertical cylinder
Temperatur Desain : 2400C Temperatur Operasi : 2100C Tekanan Desain
: 26 kg/cm2G
Tekanan Operasi
: 23 kg/cm2G
Ukuran
: 1. Diameter
= 1.650 mm
2. Panjang Total
= 19.000 mm
3. Tebal
= 115 mm
4. Volume
= 41,8 m3
Laporan Magang Industri PT Pupuk Kujang Cikampek
