Laporan Besar Overall [PDF]

Citation preview

Laporan Kerja Praktek PT. Pupuk Kujang Cikampek (Persero)



1



BAB I PENDAHULUAN



1.1 Profil PT. Pupuk Kujang 1.1.1



Latar Belakang PT. Pupuk Kujang Salah satu titik sentral dalam jangka panjang suatu negara adalah pembangunan di bidang ekonomi untuk mencapai keseimbangan antara bidang pertanian dan industri serta terwujudnya kesejahterahan rakyat. Untuk itu dibutuhkan industri yang mendukung kegiatan di bidang pertanian. Salah satunya adalah dengan mendirikan industri pupuk. Hal ini merupakan upaya mendukung pemerintah dalam peningkatan produksi pertanian melalui program usaha peningkatan swasembada pangan. Pada tahun 1960-an, pemerintah mencanangkan pelaksanaan program peningkatan produksi pertanian di dalam usaha swasembada pangan, selain itu sesuai dengan pasal 33 UUD 1945 yang berbunyi, “Kekayaan alam dimanfaatkan sebesar-besarnya untuk kemakmuran rakyat”. Pada tahun 1963 didirikan pabrik pupuk pertama yaitu pabrik pupuk Sriwijaya I (PUSRI I), sebagai bahan bakunya adalah gas alam dengan kapasitas terpasang 100.000 ton/ tahun, karena produksi PUSRI I tidak mencukupi konsumsi pupuk di Indonesia serta faktor-faktor lainnya yaitu gas alam lain yang belum dimanfaatkan, untuk tambahan devisa negara (ekspor) dan untuk menanggulangi pengangguran maka perlu didirikan pabrik-pabrik pupuk di Indonesia. Kemudian pada tahun 1969 ditemukan beberapa sumber gas alam di bagian pantai utara Jawa Barat, sehingga muncul gagasan untuk membangun sebuah pabrik urea di Jawa Barat.



Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa



Laporan Kerja Praktek 2



PT. Pupuk Kujang Cikampek (Persero)



1.1.2



Sejarah Singkat PT. Pupuk Kujang Pada tahun enam puluhan, pemerintah Indonesia mencanangkan program



usaha



untuk



peningkatan



swasembada



pangan.



Untuk



mewujudkan program tersebut maka kebutuhan akan pupuk pun semakin meningkat. Untuk melaksanakan proyek pupuk di Jawa Barat tersebut, pada tahun 1973 pemerintah menunjuk Direktorat Pertambangan, oleh pertambangan wewenang pelaksanaan proyek tersebut dilimpahkan kepada Pertamina dan BEICIP. BEICIP yang merupakan sebuah perusahaan Perancis sebagi konsultan untuk meneliti kemungkinan pembangunan sebuah pabrik pupuk di Jawa Barat. Tim teknis dibentuk dan langkah-langkah selanjutnya diambil oleh pertamina dengan menentukan Jatibarang (Balongan) sebagai lokasi proyek. Dewan komisaris diduduki oleh wakil-wakil dari Direktorat Perindustrian dan Direktorat Keuangan yang bertujuan untuk memberi pengawasan yang lebih baik terhadap segala kebijakan direksi karena adanya kewajiban untuk membayar kembali hutang kepada luar negeri. Pada tanggal 17 April 1975 dikeluarkan Surat Keputusan Presiden No. 16/1975 tentang pengalih tugas pelaksanaan proyek dari Departemen Pertambangan kepada Departemen Perindustrian. PT. Pupuk Kujang didirikan pada tanggal 9 Juni 1975, berdasarkan Akta Pendirian Perseroan Terbatas (PT) Nomor 15 dari Notaris Soeleman Ardjasasmita SH tanggal 9 Juni 1975 yang kemudian Anggaran Dasarnya diubah berturut-turut dengan Akta Nomor 40 tanggal 14 Maret 1984, Nomor 49 tahun 1997 dan terakhir Nomor 88 tanggal 28 Maret 1998. Berdasarkan Rapat Umum Pemegang Saham Luar Biasa PT. Pupuk Kujang tanggal 25 Juli 1997 dan sesuai Peraturan Pemerintah Nomor 28 Tahun 1997, maka sejak tanggal tersebut PT. Pupuk Kujang menjadi anak perusahaan PT. Pupuk Sriwidjaya dan sesuai Akte Perubahan Notaris Imas Fatimah SH, Nomor Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa



Laporan Kerja Praktek 3



PT. Pupuk Kujang Cikampek (Persero)



88 tahun 1998 tanggal 28 Maret 1998, disetujui penjualan 10 (sepuluh) lembar saham milik PT. Pupuk Sriwidjaya pada PT. Pupuk Kujang yang diwakili oleh Yayasan Kesejahteraan Warga Kujang. Pada tanggal 18 April 2012, BUMN pupuk melakukan perubahan nama dan logo PT. Pupuk Sriwidjaja (Persero) menjadi PT. Pupuk Indonesia (Persero) atau disebut juga Pupuk Indonesia Holding Company (PIHC) Sumber biaya untuk pembangunan pabrik ini diperoleh dari Pemerintah Iran sebesar US$ 200 juta untuk pembelian mesin-mesin dan pipa-pipa gas. Sedangkan biaya konstruksi diperoleh dari dalam negeri yaitu dari pemerintah sebagai Penyertaan Modal Pemerintah (PMP). Perjanjian pinjaman dengan pemerintah Iran ditandatangani pada tanggal 9 Maret 1975 dan mulai berlaku pada tanggal 24 Desember 1975. Sebagai hasil tender internasional terbatas yang dilaksanakan pada tanggal 30 Mei 1975, telah dipilih oleh pemerintah Indonesia : 1. Kellog Overseas Corporation dari Amerika Serikat dengan tugastugas engineering, design, procurement, start up, untuk pabrik amoniak dan utilitas. 2. Toyo Engineering Corporation dari Jepang dengan tugas-tugas engineering,



procurement,



dan



pengawasan



konstruksi



dan



koordinasi pabrik urea. Bahan baku utama dalam pembuatan pupuk adalah gas bumi, air dan udara. Ketiga bahan baku tersebut diolah sehingga menghasilkan ammonia dan akhirnya urea. Penyediaan gas bumi dari Pertamina dan Perusahaan Gas Swasta lainnya yang diambil dari sumber lepas pantai laut Jawa, sedangkan air baku diambil dari Perum Jasa Tirta II Jatiluhur - Purwakarta Pengembangan pabrik Pupuk Kujang dimulai pada awal Juli 1976. Bulan Oktober flushing dan start up sudah bisa dilakukan dan beberapa unit pabrik sehingga pada tanggal 17 November 1978 pabrik amonia sudah



Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa



Laporan Kerja Praktek PT. Pupuk Kujang Cikampek (Persero)



4



menghasilkan produksi yang pertama. Pembangunan berjalan dengan lancar sehingga pada tanggal 17 November 1978 pabrik Pupuk Kujang sudah mulai menghasilkan produksinya yang pertama dengan kapasitas terpasang, yaitu: 1.



1.000 ton/hari (330.000 ton/tahun) pabrik NH3



2.



1.725 ton/hari (570.000 ton/tahun) pabrik urea



3.



30 ton/hari (9.900 ton/tahun) hasil sampingan NH3



Pabrik Pupuk Kujang Cikampek diresmikan pada tanggal 12 Desember 1978 oleh Bapak Presiden Soeharto dan mulai beroperasi secara komersial pada tanggal 1 April 1979. Dalam perkembangannya, PT. Pupuk Kujang berupaya untuk meningkatkan kemampuan dalam menyuplai kebutuhan pupuk di Jawa Barat. Maka pada tahun 2002 dibangunlah pabrik Kujang 1 B seluas 3,5 ha yang berlokasi di sebelah pabrik Kujang 1A yang telah dibangun sebelumnya. Pabrik ini juga terdiri atas pabrik urea dan pabrik amonia. Pembangunan pabrik Kujang 1 B ini menggunakan jasa kontraktor utama Toyo Engineering Corporation (TEC) dari Jepang dengan sub kontraktor PT. Rekayasa Industri dan PT. Inti Karya Persada Teknik (IKPT). Pembukaan pabrik Kujang 1B diresmikan pada tanggal 3 April 2006 oleh presiden RI Susilo Bambang Yudhoyono. Dan mulai berproduksi pada tanggal 24 Oktober 2005 dengan kapasitas yang sama dengan pabrik pupuk Kujang 1A. Sehingga total produksi PT. Pupuk Kujang menjadi dua kali lipat yaitu sebesar 660.000 ton amonia/tahun dan 1.140.000 ton urea/tahun. Pabrik



Kujang 1B berbeda dengan pabrik



Kujang 1A, perbedaannya terletak pada teknologi yang digunakan. Pabrik Kujang 1A masih menggunakan sistem operasi manual dan sederhana atau disebut teknologi Mitsui Toatsu Total Recycle C Improved. Sedangkan pabrik Kujang 1B dirancang berdasarkan teknologi mutakhir yaitu teknologi Aces 21, dengan sistem kontrol elektronik. Pabrik juga dirancang Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa



Laporan Kerja Praktek PT. Pupuk Kujang Cikampek (Persero)



5



berdasarkan teknologi hemat energi diantaranya low process KBR, sistem pemanasan udara bakar dan unitized chiller. Pabrik sangat modern dan handal karena dilengkapi dengan peralatan redundancy, deteksi kebocoran dini pada reaktor urea, dan sistem dry gas seal pada kompressor.



1.2 Lokasi dan Tata Letak Pabrik 1.2.1



Lokasi Pabrik Lokasi Pabrik PT. Pupuk Kujang berada di jalan Jenderal Ahmad Yani 39 di Desa Dawuan, Kecamatan Cikampek, Kabupaten Karawang, Jawa Barat. Pemilihan daerah Dawuan, Cikampek sebagai lokasi pabrk didasarkan pada pertimbangan –pertimbangan sebagai berikut ;  Dekat dengan sumber gas Cimalaya  Dekat dengan tempat sumber air tawar waduk Curug  Dekat dengan tempat penyediaan bahan bangunan  Dekat dengan sumber tenaga listrik di Jatiluhur  Tersedianya jaringan transportasi yang memadai  Terdapat sungai Cikaranggelam tempat pembuangan di dekat lokasi  Berada di tengah-tengah daerah pemasaran produk yang merupakan daerah jalur pertanian pantai utara (jalur pantura).



1.2.2



Tata Letak Pabrik Kawasan PT. Pupuk Kujang didirikan di atas lahan seluas 350 ha dengan rincian penggunaan lahan sebagai berikut:



Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa



Laporan Kerja Praktek PT. Pupuk Kujang Cikampek (Persero) a.



Area pabrik seluas 60 ha.



b.



Area perumahan seluas 60 ha.



c.



Area pengembangan, pengamanan, jalur pipa, dan



6



sebagainya seluas 230 ha. Berikut adalah layout pabrik milik PT. Pupuk Kujang secara sederhana :



Gambar 1 Lay Out Pabrik PT Pupuk Kujang Keterangan : A



: Condensor & Stripper



B



: Udara Instrumen



C



: Cooling Tower untuk Pabrik Ammonia



D



: Control Room Urea dan Ammonia



Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa



Laporan Kerja Praktek PT. Pupuk Kujang Cikampek (Persero) E



: Pompa – pompa dan compressor



F



: Cooling Tower untuk Prilling Tower



G



: Prilling Tower



H



: Cooling Tower untuk Pabrik Urea



I



: Control Room Utility



J



; Generator



K



: Pretreatment & Demin Area



L



: Perluasan Pretreatment & Demin Area



M



: Generator gas turbin Hitachi



N



: Waste heat boiler



O



: Reaktor sintesis urea



P



: Pos penjagaan



Q



: Bagian mekanik



Z



: Penyediaan kendaraan - kendaraan bangunan



AS I



: Ammonia Storage I



AS II



: Ammonia Storage II



MO



: Maintenance Office



LAB



: Laboratorium



GM



: Gas Metering



7



1.3 Maksud dan Tujuan Pendirian Pabrik Tujuan didirikannya Perusahaan adalah untuk turut melaksanakan dan menunjang kebijakan serta program pemerintah dibidang ekonomi dan Pembangunan Nasional pada umumnya dan khususnya dibidang industri pupuk Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa



Laporan Kerja Praktek 8



PT. Pupuk Kujang Cikampek (Persero)



dan industri kimia lainnya. Untuk mencapai tujuan tersebut diatas, Perusahaan menjalankan kegiatan usaha dibidang: a)



Mengolah bahan-bahan mentah menjadi bahan-bahan pokok yang diperlukan guna pembuatan pupuk dan bahan-bahan kimia lainnya, serta mengolah bahan pokok tersebut menjadi berbagai jenis pupuk dan hasil barang kimia lainnya.



b)



Menyelenggarakan pemberian jasa study penelitian, pengembangan, engineering, pergudangan, angkutan dan expedisi, pengoperasian pabrik, konstruksi, manajemen, pemeliharaan, latihan & pendidikan, konsultansi dan jasa teknik lainnya dalam sektor pupuk serta industri kimia lainnya.



c)



Menyelenggarakan kegiatan distribusi dan perdagangan, baik dalam maupun luar negeri yang berhubungan dengan produk-produk tersebut diatas dan produk-produk lainnya.



1.4 Manajemen Perusahaan 1.4.1 



Visi, Misi dan Budaya Perusahaan Visi Perusahaan “ Menjadi perusahaan di bidang Industri pupuk dan industri kimia yang unggul dan terpercaya”.







Misi Perusahaan o Mendukung program ketahanan pangan nasional o Mengembangkan industri pupuk dan industri kimia yang kompetitif dan ramah lingkungan o Mengembangkan jasa pelayanan dan perdagangan agro industri o Mendukung pengembangan perekonomian nasional o Mengembangkan



perekonomian



masyarakat sekitar perusahaan.



Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa



daerah



melalui



pemberdayaan



Laporan Kerja Praktek 9



PT. Pupuk Kujang Cikampek (Persero) 



Budaya Perusahaan Budaya kerja di PT. Pupuk Kujang (Persero) dikenal dengan S-I-AP, yaitu : 1. Selamat Mengutamakan



keselamatan



dan



kesehatan



kerja



serta



memperdulikan lingkungan serta menggunakan sumber daya perusahaan yang terbatas dengan efektif dan efisien 2. Integritas Melakukan pekerjaan dengan (jujur) benar dan tepat, memenuhi komitmen atau perjanjian kepada pelanggan, menghargai orang berprestasi. 3. Adaptif Mendayagunakan inovasi dan kreatifitas karyawan, mengantisipsi perubahan



dalam



lingkungan



usaha,



secara



terus-menerus



memperbaiki cara kerja dan mengunakan sumber daya dari luar untuk mencapai tujuan. 4. Pelanggan Memperoleh kepercayaan pelanggan dan membangun aliansi strategis dengan organisasi lain. 1.4.2



Struktur Organisasi Kelancaran dan kontuinitas suatu perusahaan merupakan hal penting dan menjadi tujuan utama setiap perusahaan. Hal ini ditunjang dengan adanya struktur organisasi yang handal. Struktur organisasi memberikan wewenang kepada setiap bagian perusahaan untuk melaksanakn tugas yang dibebankan kepadanya, juga mengatur system dan hubungan structural antar fungsi atau orang-orang dalam hubungan satu dengan lainnya pada pelaksanaan fungsi mereka. Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa



Laporan Kerja Praktek PT. Pupuk Kujang Cikampek (Persero)



10



PT Pupuk Kujang merupakan anak perusahaan Badan Usaha MIlik Negara yaitu PT. Pupuk Indonesia (Persero) dibawah naungan Kementerian badan Usaha Milik Negara. Sejak pertama kali berdiri sampai sekarang, PT. Pupuk Kujang (Persero) telah mengalami beberapa kali reorganisasi. Struktur organisasi yang berlaku saat ini berdasarkan Rapat Umum Pemegang Saham Luar Biasa tanggal 3 Agustus 2015 sebagai berikut : 1. Unsur Pimpinan Unsur pimpinan tertinggi PT.Pupuk Kujang adalah Direktur Utama yang membawahi tiga direktur yakni Direktur Produksi, Teknikbang, dan Direktur Sumber Daya Manusia dan Umum. Setiap direktur kecuali Direktur Utama mengepalai sebuah kompartemen yang saling berkaitan satu sama lain. Direktur Produksi, Teknik, dan Pengembangan bertugas menangani pengoperasian pabrik dan hal-hal yang berkaitan dengan operasi pabrik, pengadaan material, tugas konstruksi serta rancang bangun perusahaan. 2. Unsur Pembantu Pimpinan Setiap direktur membawahi satu kompartemen yang terdiri dari beberapa unit kerja sebagai pelaksana. Ada empat kompartemen yakni Kompartemen Produksi, Kompartemen Teknik, dan Pelayanan Jasa, Kompartemen Administrasi dan Keuangan, Kompartemen SDM dan Umum. Unit kerja yang dimaksud adalah divisi untuk bagian pabrik dan biro untuk bagian non pabrik. 3. Unsur Operasional, Penunjang, dan Pengawas Unsur operasional adalah perangkat organisasi yang bertugas menjalankan operasi produk sehari-hari. Unsur ini terdiri dari beberapa seksi.



Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa



Laporan Kerja Praktek 11



PT. Pupuk Kujang Cikampek (Persero)



Unsur penunjang dalam organisasi perusahaan adalah perangkat perusahaan yang bertugas menunjang operasi pabrik. Unsur ini diwakili oleh suatu biro yang membawahi beberapa bagian yang terdiri dari beberapa bidang. Unsur pengawas adalah unsur yang dipimpin langsung oleh Direktur Utama. Unsur ini bertugas mengawasi jalannya kegiatan perusahaan dan menjaganya dari gangguan yang bersifat manusiawi baik dari dalam maupun dari luar perusahaan



1.5 Ketenagakerjaan 1.5.1



Struktur Tenaga Kerja Secara keseluruhan, PT. Pupuk Kujang memiliki tenaga kerja tetap dan tidak tetap (honorer). Karyawan PT.Pupuk Kujang pada bulan Agustus 2015 tercatat sejumlah 1200 orang. Berdasarkan jabatan dalam struktur organisasi, karyawan dapat dikelompokan sebagai berikut: a. Kompartemen dan Staf setingkat



: 15 orang



b. Kadiv/Biro & Staf setingkat



: 54 orang



c. Ka.Dinas/Bag, Ass.Ka. Dinas, dan Staf setingkat



:112



orang



d. Ka. Seksi/Bidang, Staf Setingkat



: 296 orang



e. SekrDir/Komp dan Staf/trainee



: 39 orang



e. Pelaksanaan



: 662 orang



Menurut tingkat pendidikannya, jumlah karyawan dapat dikelompokkan sebagai berikut:



Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa



Laporan Kerja Praktek 12



PT. Pupuk Kujang Cikampek (Persero)



1.5.2



a. Pasca Sarjana



: 23 orang



b. Sarjana



: 279 orang



c. Sarjana Muda



: 135 orang



d. SLTA (D1&D2)



: 761 orang



e. SLTP



:



1 orang



f. SD



:



1 orang



Peraturan Tenaga Kerja PT. Pupuk Kujang menerapkan peraturan tata tertib dan disiplin kerja berdasarkan Surat Keputusan Direksi No. 004/SK/DU/I/2002 yang intinya (tertera pada pasal 1) adalah setiap karyawan wajib mentaati semua peraturan perusahaan dan menunaikan tugas-tugas pekerjaan dengan sebaik-baiknya. Setiap karyawan yang melanggar ketentuan yang dibuat oleh perusahaan akan mendapatkan sanksi berupa Surat Teguran Tertulis (I, II, III), Surat Peringatan (A, B, C) hingga Pemutusan Hubungan Kerja, ataupun beberapa sanksi tambahan yang ditentukan perusahaan.



1.5.3



Ketentuan Tenaga Kerja Ketentuan jam kerja karyawan dijelaskan dalam pasal 2 SK Direksi No. 004/SK/DU/I/2002, yaitu dibedakan menjadi 2 yaitu jam kerja reguler (non-shift) dan jam kerja shift. Jam kerja shift berlaku bagi karyawan yang terlibat langsung dalam menangani proses produksi (unsur operasional) pabrik selama 24 jam, sedangkan jam kerja reguler berlaku bagi karyawan yang tidak memiliki kepentingan langsung dengan operasional pabrik. Bagi karyawan yang bekerja shift, jam kerja dibagi menjadi 3



Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa



Laporan Kerja Praktek 13



PT. Pupuk Kujang Cikampek (Persero)



kelompok shift yang disebut dengan group (8 orang/group), dengan pembagian jam kerja seperti terlihat pada tabel berikut: Tabel 1. Ketentuan Jam Kerja Karyawan Shift Shift Jam Kerja (WIB) Pagi



07.00-15.00



Sore



15.00-23.00



Malam



23.00-07.00



Sedangkan pembagian jam kerja bagi karyawan reguler terlihat pada tabel berikut: Tabel 2. Ketentuan Jam Kerja Karyawan Reguler Jam Kerja (WIB) Waktu Istirahat



Hari Senin-Kamis



07.00-16.00



11.30-12.30



Jum’at



07.00-16.30



11.30-13.00



Sabtu-Minggu



Libur



Libur



1.5.4



Peraturan Penggajian Karyawan PT. Pupuk Kujang menerapkan penggajian karyawan berdasarkan pada Surat Keputusan Direksi No. 006/SK/DU/IV/2003 tentang Peraturan Penggajian Karyawan, dan No. 007/SK/DU/IV/2004 tentang Skala Gaji Dasar dan Komponen Gaji Karyawan dengan sistem penggajian bulanan. Gaji rutin diberikan di akhir bulan dengan rincian gaji pokok, tunjangan kesehatan, tunjangan perumahan, dan lain-lain. Selain gaji rutin, karyawan PT. Pupuk Kujang juga bisa mendapatkan bonus yang diberikan apabila produksi pabrik melebihi target yang telah ditetapkan.



1.5.5



Keselamatan kerja Undang-undang No. 1 tahun 1970 menetapkan bahwa setiap tenaga kerja berhak mendapatkan perlindungan atas keselamatan dalam Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa



Laporan Kerja Praktek 14



PT. Pupuk Kujang Cikampek (Persero) melakukan



pekerjaan



demi



keselamatan



hidup



dan juga untuk



meningkatkan produksi dan produktivitas nasional. Berdasarkan surat keputusan Direksi PT Pupuk Kujang No. 067/DIR/X/1978 tentang Kebakaran (KPK) atau Fire and Safety. KPK bertugas mengawasi pelaksanaan peraturan keselamatan kerja, melakukan pencegahan dan penanggulangan bahaya untuk mendapatkan keselamatan kerja dibidang listrik, mekanik, uap, proses, konstruksi bangunan dan penanggulangan kebakaran. Adapun beberapa potensi bahaya di dalam pabrik antara lain: a) Pada proses produksi banyak peralatan yang bekerja pada tekanan dan temperatur yang tinggi kemungkinan dapat menimbulkan ledakan, kebocoran dan kebakaran. b) Suara/kebisingan yang melebihi ambang batas pendengaran. c) Bahaya zat kimia yang baik berupa gas maupun cairan yang beracun maupun mudah terbakar, seperti Ammonia, karbarmat, klorin dan asam sulfat. d) Debu-debu disekitar tempat kerja yang dapat menganggu pernapasan. e) Aliran listrik bertekanan tinggi. f) Mesin-mesin yang bekerja tanpa alat pengaman sehingga dapat menimbulkan bahaya mekanis. g) Penerangan/lampu



yang



kurang



memadai



sehingga



dapat



menyebabkan kecelakaan. h) House keeping yang kurang baik, mengakibatkan tempat kerja kotor dan tempat alat-alat kerja yang tidak teratur sehingga menyulitkan dalam penanggulangan kecelakaan. i) Jam kerja yang berlebihan dan kerja yang rutin dapat menyebabkan kelelahan dan kejenuhan. Untuk mengatasi akibat yang ditimbulkan dari potensi-potensi bahaya tersebut, maka diperlukan kesatuan kelompok kerja di lingkungan PT. Pupuk Kujang dimana melibatkan enam kelompok yaitu sebagai Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa



Laporan Kerja Praktek PT. Pupuk Kujang Cikampek (Persero)



15



berikut: 1. Bagian Rescue dan Pemadam Kebakaran (RPK) 2. Departemen Pengamanan 3. Bagian Pemeliharaan dan Lapangan 4. Departemen Kesehatan/klinik 5. Bagian Lingkungan Hidup 6. Bagian Pembendaharaan dan Asuransi Selain itu PT Pupuk. Kujang juga menyediakan alat-alat keselamatan kerja. Alat keselamatan kerja di PT. Pupuk Kujang dikategorikan menjadi dua jenis yaitu : a) Perlengkapan untuk mesin Biasanya disediakan oleh pabrik pembuatnya. Perlengkapan ini dibuat untuk melindungi mesin dari kerusakan maupun operatornya dari kecelakaan, misalnya : penutup pulley belt, penutup roda gigi, pengatur tekanan b) Perlengkapan untuk pekerja yang menangani mesin – mesin atau mengerjakan suatu jenis pekerjaan tertentu, seperti : 



Papan peringatan, rambu-rambu atau petunjuk di daerah kerja.







Explosimeter, untuk mendeteksi persentase gas yang mudah meledak atau terbakar di suatu daerah







Masker gas yang dilengkapi dengan filter untuk melindungi pernafasan dari asap, gas NH3, klorin dan gas-gas berbahaya lainnya







Earplug, yaitu penutup untuk telinga untuk melindungitelinga dari kebisingan







Ban keselamatan (safety belt) digunakan jika berada pada ketinggian tertentu







Tube-tube detector untuk mendeteksi gas beracun, CO2 dan gasgas lainnya



Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa



Laporan Kerja Praktek 16



PT. Pupuk Kujang Cikampek (Persero) 



Pelindung muka untuk melindungi muka dari percikan bahan kimia atau gas panas.







Penutup kepala (safety helmet) untuk melindungi kepala dari jatuhan benda-benda keras.







Sepatu keselamatan (safety shoes) untuk melindungi kepala dari jatuhan benda-benda keras dan tajam







Baju anti zat-zat kimia







Tabung gas oksigen dan perlengkapannya







Tabung foam (busa) dan perlengkapannya







Mobil pemadam kebakaran







Mobil ambulance



Agar karyawan terampil dan sigap dalam menanggulangi kecelakaan kerja, maka dilakukan latiihan-latihan dan bimbingan secara rutin dan intensif, termasuk pengumuman keselamatan kerja setiap permualaan jam kerja. Sebagai upaya untuk melengkapi pelaksanaan keselamatan kerja ditunjuk beberapa pengawas keselamatan kerja kerja yang bertugas memeriksa tempat kerja serta mengeluarkan safety permit bagi setiap jenis pekerjaan maupun pekerjaannya. Dalam rangka menegakkan peraturan kerja, digunakan sanksi, baik secara lisan maupun tertulis dikaitkan dengan tata tertib kepegawaian. Dalam upaya itu pula PT. Pupuk Kujang menyediakan sarana dan fasilitas untuk perlindungan keselamatan kerja di pabrik dan lingkungan sekitar pabrik, antara lain: 



Disediakan fasilitas perawatan dan pengobatan medis







Ditempatkan seorang psikolog, di biro personalia untuk menangani masalah-masalah psikis karyawan.







Diselenggarakan



asuransi



kecelakaan



atau



memberikan ketenangan kerja bagi karyawan Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa



kematian



untuk



Laporan Kerja Praktek PT. Pupuk Kujang Cikampek (Persero) 



17



Bagi karyawan shift malam disediakan makanan tambahan sesuai dengan persyaratan Hiperkes.



1.6 Unit –unit Produksi PT. Pupuk Kujang memiliki beberapa unit produksi, yaitu : 1.6.1



Unit Produksi Utilitas Unit ini bertugas sebagai penyedia energi, pengelola air untuk



prasarana pabrik, pengolah udara pabrik, dan juga pusat pengolahan limbah pabrik. Ada 8 unit utama yang membentuk unit produksi ini, antara lain : 1. Unit Pengolahan Air 2. Unit Demineralisasi Air 3. Unit Pembangkit Steam 4. Unit Pembangkit dan Distribusi Listrik 5. Unit Pengolahan Air Pendingin 6. Unit Pengolahan Air Buangan



1.6.2



Unit Produksi Ammonia Unit produksi ini bertugas mengolah gas alam menjadi ammonia dan



CO2 yang akan digunakan sebagai bahan baku pembuatan urea. Reaksi utama yang terjadi pada unit ini yaitu : steam reforming ( pereaksian gas alam dengan steam membentuk CO2 dan H2) kemudian Sintesis Ammonia (reaksi pembentukan ammonia dengan mereaksikan N2 dengan H2 dari reaksi pertama. Unit ini produksi ini terbagi menjadi 6 unit, yaitu : 1. Unit Pemurnian Gas Alam 2. Unit Pembuatan Gas Alam 3. Unit Pemurnian Gas Alam 4. Unit Sintesa Ammonia 5. Unit Pemurnian dan Refrigerasi 6. Unit Hidrogen Recovery Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa



Laporan Kerja Praktek PT. Pupuk Kujang Cikampek (Persero)



1.6.3



18



Unit Produksi Urea Unit ini bertugas untuk memproduksi urea dengan cara mereaksikan



ammonia dengan CO2, membentuk ammonium karbamat yang kemudian didehidrasi membentuk urea. Unit urea dibagi menjadi 4 unit utama, antara lain: 1. Unit Sintesa 2. Unit Dekomposisi 3. Unit Recovery 4. Unit Kristalisasi dan pmbutiran



1.6.4



Unit Produksi Pengantongan Unit produksi ini bertugas untuk mengemas produk urea ke dalam



karung plastic dalam beberapa ukuran 1.7 Pelaksanaan Kerja Praktek 1.7.1



Latar Belakang Kerja Praktek PT. Pupuk Kujang merupakan salah satu industri proses yang



terdapat di Indonesia, yang memproduksi pupuk urea sebagai hasil dari rangkaian proses kimia dengan sistem peralatan yang cukup baik. Disamping itu, terdapat site plant teknologi “klasik” yang merupakan dasar proses kimia dan juga memiliki site plant yang telah memakai teknologi modern, sehingga merupakan sarana yang tepat khususnya bagi mahasiswa teknik kimia untuk memahami konsep-konsep teknik kimia dengan penerapan ilmu pengetahuan secara nyata. 1.7.2



Tujuan Kerja Praktek Tujuan dari pelaksanaan kerja praktek ini adalah untuk menghasilkan mahasiswa yang memiliki kemampuan dan kualitas yang sesuai dengan program studinya. Tujuan dari kerja praktek ini adalah: Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa



Laporan Kerja Praktek PT. Pupuk Kujang Cikampek (Persero)



19



1. Untuk mengetahui penerapan ilmu yang didapat dari perkuliahan di industri kimia. 2. Memperoleh gambaran yang nyata mengenai proses industri kimia serta berbagai permasalahan yang ada di PT. Pupuk Kujang. 3. Mengenal lingkungan dunia kerja sesuai dengan program studi yang ditempuh. 1.7.3



Ruang Lingkup Kerja Praktek Kerja praktek di industri yang melibatkan proses fisik dan kimia untuk pengubahan bahan baku menjadi produksi komersial. Ruang lingkup kerja praktek yang dilakukan meliputi: 1. Pengenalan perusahaan secara umum melalui orientasi secara umum yang meliputi kepegawaian dan organisasi, sejarah singkat perusahaan, keselamatan kerja, dan lainlain. 2. Observasi pada dinas ammonia, dinas utility, dinas urea, dan dinas pengantongan. 3. Orientasi khusus di dinas urea 1A.



1.7.4



Waktu Pelaksanaan kerja Praktek Kegiatan kerja praktek dilaksanakan pada tanggal 04 Agustus 2015 sampai dengan tanggal 15 September 2015.



Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa



Laporan Kerja Praktek PT. Pupuk Kujang Cikampek (Persero)



20



BAB II DESKRIPSI PROSES 2.1 Spesifikasi Bahan Baku dan Produk 1.



Spesifikasi Bahan Baku Perusahaan PT. Pupuk Kujang Cikampek merupakan suatu pabrik yang memproduksi pupuk urea dan membutuhkan beberapa komponen sebagai bahan baku utamanya. Komponen – komponen tersebut adalah amonia (NH3) cair dan gas karbondioksida (CO2), yang diproduksi sendiri di pabrik amonia. Proses produksi kedua produk tersebut membutuhkan gas alam serta udara sebagai bahan baku utamanya. Proses produksi amonia maupun urea juga membutuhkan beberapa komponen lain seperti air yang disediakan oleh pabrik utilitas. Bahan baku utama yang digunakan pada unit produksi amonia berupa gas alam, udara, dan air dengan menggunakan proses Kellog. Sedangkan pada unit produksi urea membutuhkan amonia cair dan karbondioksida yang dihasilkan dari unit ammonia. Proses yang digunakan dalam pembuatan urea adalah proses Mitsui Toatsu Total Recycle C Improved 1. Gas Alam Gas alam merupakan campuran dari berbagai senyawa yang berada dalam fase gas dan didapat dari eksploitasi sumber minyak dan gas bumi. Senyawa utama yang terdapat pada gas alam terdiri dari 88 - 96% methana (CH4) dan sisanya mengandung hidrokarbon berat, gas pengotor dan gas inert. Gas alam di suplai dari PT. Pertamina dimana sumber gas diambil dari sumur gas lepas pantai utara Jawa Barat yaitu di Offshore Arco, Laut Parigi di Cilamaya, dan Mundu di Indramayu. Untuk penyediaan gas alam ini telah dipasang pipa - pipa bawah tanah sepanjanh 144 km sedangkan kawasan meterannya dipasang di pabrik. Kebutuhan gas alam adalah sebesar 0.03 MMSCF/ton urea. Gas alam yang disuplai mengandung sulfur Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa



Laporan Kerja Praktek 21



PT. Pupuk Kujang Cikampek (Persero)



berupa H2S dengan konsentrasi maksimal 30 ppm dan R-SH dengan konsentrasi 5 ppm. Komposisi gas alam masuk pabrik memiliki komposisi sebagai berikut: Tabel 3. Komposisi Gas Alam Arco, Laut Parigi, dan Mundu Komponen Gas I Gas II Gas III (Arco) (Laut Parigi) (Mundu) (%mol) (%mol) (%mol) 1,00 1,50 1,00 N2 CO2



3,00



5,00



1,00



CH4



88,36



90,00



70,00



C 2 H6



5,00



2,50



12,00



C 3 H8



2,00



0,75



10,50



i-C4H10



0,24



0,10



2,00



n-C4H10



0,20



0,10



2,20



i-C5H12



0,07



0,02



0,60



n-C5H12



0,04



0,01



0,30



C 6 H14



0,03



0,01



0,01



C 7 H16



0,06



0,01



0,30



H2S



30 ppm



30 ppm



30 ppm



R-SH



5 ppm



5 ppm



5 ppm



Keterangan : gas masuk pada temperatur 32 oC dan tekanan 15,1 kg/cm2G Sumber : (Process Engineering PT. Pupuk Kujang) Komposisi dari gas alam ini dipengaruhi oleh letak geografis dari sumber gas alam tersebut, sedangkan sifat dari gas alam dipengaruhi oleh komponen yang ada di dalamnya. Komponen yang paling mempengaruhi sifat dari gas alam adalah methana, methana dapat membentuk senyawa H2 terbanyak di dalam gas alam. Gas alam pada umumnya terdiri dari 60-96% metana, hidrokarbon berat, gas pengotor dan inert. 2. Udara Udara merupakan sumber dari gas N2 yang digunakan pada proses Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa



Laporan Kerja Praktek 22



PT. Pupuk Kujang Cikampek (Persero)



sintesa amonia. Kebutuhan udara untuk memproduksi 1 ton pupuk urea adalah sebesar 473,04 Nm3/h . Bentuk penggunaan udara di pabrik meliputi 2 macam, yaitu sebagai udara instrument dan udara pabrik (plant air). Spesifikasi minimal sebagai instrument air yang harus dipenuhi adalah memiliki karakteristik bebas minyak, tidak berdebu dan kering, serta memiliki titik embun -40oC pada tekanan



atmosfer



dan



memiliki



tekanan 7 kg/cm2G. Sedangkan spesifikasi minimal plant air adalah bersih dan memiliki tekanan 7 kg/cm2G. Untuk memproduksi urea 1 ton dibutuhkan udara sebanyak 473,04 Nm2. 3. Air Kebutuhan raw water seluruh pabrik dan sebagian perusahaan yang berada di sekitar Kawasan Industri Kujang Cikampek, berasal dari tiga sumber, pengambilan air yang dioperasikan oleh PT. Pupuk Kujang, yaitu : 1. Cikao di Jatiluhur 2. Parung Kadali di Curug 3. Kolam Emergency (khususnya kolam 8) Sumber air baku utama yang digunakan oleh pabrik



dalam



pengoperasian sehari – hari adalah Parung Kadali yang mempunyai tiga buah pompa (MP 3001 JA/JB/JC) yang berkapasitas 5.500 GPM. Pengambilan air dari Cikao disediakan dua pompa dengan kapasitas 1250 m3/jam dilakukan bila turbidity air dari Parung Kadali mengalami kenaikan > 200 ntu. Air baku yang berasal dari kolam emergency digunakan bila air baku dari Parung Kadali tidak dapat memasok seluruh kebutuhan air pabrik. Kolam emergency juga diadakan untuk memasok kebutuhan air baku untuk perumahan karyawan. Penggunaan air baku yang utama didalam pabrik adalah sebagai air pendingin mempunyai spesifikasi sebagai berikut:



Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa



Laporan Kerja Praktek PT. Pupuk Kujang Cikampek (Persero)



23



Tabel 4. Spesifikasi air ( Raw Water ) di PT. Pupuk Kujang Cikampek < 3 ppm Turbiditas pH Total Hardness Warna Besi Klorida Sulfat Minyak



6,5 – 7,5 < 25 ppm sabagai CaCO3 < 10 ppm sebagai unit harzen < 0,1 ppm sebagai Fe < 8 ppm sebagai Cl < 10 ppm sebagai SO4 Bersih



4. Bahan penunjang Bahan penunjang energi pabrik adalah gas alam, gas alam yang sama dengan bahan baku. Jumlah gas alam ini diperlukan 33 MMBTU / jam urea. Gas alam ini diperlukan sebagai pembangkit energi listrik, yaitu untuk menggerakkan turbin gas alam dan generator listrik. Bahan penunjang lainnya yang dibutuhkan oleh PT Pupuk Kujang antara lain: asam sulfat, soda kaustik, klorin, resin amberjet , antifoam amerel, fosfat. Semua bahan ini adalah bahan kimia tambahan untuk pembuatan air proses, air umpan ketel dan kebutuhan penunjang lainnya . Selain itu, PT. Pupuk Kujang Cikampek juga membutuhkan katalis dalam kegiatan produksinya. Katalis yang dibutuhkan antara lain; Cobaltmolibdenum, Nikel, Fe-Cr, ZnO, Campuran Cu-ZnO- Alumina. Bahanbahan penunjang ini diperoleh dari berbagai rekanan PT. Pupuk Kujang dengan kontrak jual beli. Berikut beberapa katalis yang digunakan oleh PT. Pupuk Kujang.



Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa



Laporan Kerja Praktek 24



PT. Pupuk Kujang Cikampek (Persero) Tabel 5. Data Katalis di PT. Pupuk Kujang Jenis



Unit



Bentuk



Katalis



Volume



Start - up



Katalis (m3)



Pemroses Nikel Oksida



Rasching ring



18,8



Agustus 2002



Secondary Reformer



Nikel Oksida



Pellet



33,41



Agustus 2004



HTS



Besi Oksida Chromina



Pellet



51,2



Mei 2004



Tembaga Oksida



Pellet



65



Agustus 2004



Methanator



Nikel Oksida



Pellet



17,64



Juni 2008



Ammonia Converter ZnO Guard Chamber



Promoted Magnetile Seng Oksida



Granular



-



-



Bola



-



-



Primary Reformer



Converter LTS Converter



2.



Spesifikasi Produk 1. Ammonia Amonia cair yang digunakan pada unit produksi urea berasal dari unit produksi amonia .Kebutuhan konsumsi amonia yaitu 0,568 ton/ton urea. Ammonia mempunyai spesifikasi yang dapat dilihat pada Tabel 6 : Tabel 6. Karakteristik Amoniak Cair Karakteristik Nilai Kadar ammonia



99,5% berat (minimum)



Kadar air



0,5% berat (minimum)



Kadar minyak



5 ppm (per berat maksimum)



Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa



Laporan Kerja Praktek PT. Pupuk Kujang Cikampek (Persero)



Tekanan



18 kg/cm2G



Temperatur



25 – 30 oC



25



2. Karbondioksida (CO2) Karbondioksida merupakan salah satu produk unit amonia sekaligus juga merupakan bahan baku utama dalam pembuatan urea. Karbondioksida yang digunakan sebagai bahan baku pembuatan urea mempunyai spesifikasi sebagai berikut :



Tabel 7. Karakteristik Karbondioksida (CO2) Spesifikasi Nilai Kadar CO2



98,5 % volume minimum



(basis kering) Kadar Air



Jenuh



Kadar sulfur



: 1,0 ppm (b/b) maksimum



Tekanan



: 0,6 kg/cm2G



Temperatur



: 38 oC



Kadar penyerap



: 0,01%



Kapasitas normal



: 27.450 Kg/jam



Kapasitas rancang



: 32.940 Kg/jam



3. Urea Urea memiliki rumus molekul NH2CONH2. Urea adalah senyawa berbentuk serba putih, tidak berbau atau mengeluarkan bau ammonia, dan tidak berasa. Di dalam air, urea akan terhidrolisis menjadi ammonium karbamat (NH2CONH2) yang selanjutnya akan terdekomposisi menjadi NH3 dan CO2. Sifat-sifat urea dapat dilihat pada table 8



Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa



Laporan Kerja Praktek 26



PT. Pupuk Kujang Cikampek (Persero)



Spesifikasi



Tabel 8. Karakteristik Urea Nilai



Titik leleh



132,7 C



Indeks refraksi, nD 20



1,484;1,602



Specific gravity



1,335



Bentuk kristalin



Tetragonal, prisma



Energi bebas pembetukan



-42,120 cal/g.mol



Panas pembentukan



60 cal/g endotermik



Panas larutan dalam air



58 cal/g endotermik



Panas kristallisasi



110 cal/g endotermik



70% densitas bulk dalam lauran 0,74 g/cm3 urea Sumber : Perry, R., “Perry’s Chemical Engineers’ Handbook”, 5th ed.



2.2 Unit Ammonia Ammonia adalah bahan baku utama yang digunakan dalam industri dan pertanian, diantaranya untuk pembuatan pupuk berbasis nitrogen. Fungsi utama ammonia adalah sebagai



penyedia nitrogen



dalam betuk



ammonia,



dibandingkan dengan bentuk molekul nitrogen yang inert. Dalam hal pembuatan pupuk urea, ammonia berfungsi langsung sebagai bahan antara pembuatan pupuk. 2.2.1



Sejarah pembuatan Ammonia Sintesis ammonia ditemuka oleh Fritz Haber dilakukan pada tekanan tinggi dengan penggunaan katalis yang sesuai. Kemudian Carl Bosch yang memimpin Badishe Anilud Soda Fabric (BASF) bekerja sama dengan Fritz Haber pada tahun 1913 untuk memproduksi ammonia, dengan mereaksikan gas nitrogen dan gas hidrogen yang diperoleh dari batu bara yang direaksikan dengan uap (steam). Menggunakan katalis besi dengan penambahan Al2O2, MgO, CaO, dan K2O sebagai promoter. Proses Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa



Laporan Kerja Praktek 27



PT. Pupuk Kujang Cikampek (Persero)



sintesis yang dilakukan berjalan pada tekanan sekitar 150 – 350 atm dan suhu 550oC. pabrik tersebut dapat memproduksi 30.000 Kg ammonia per hari, sehingga akhirnya sintesis ammonia tersebut dikenal dengan proses Haber-Bosch dengan persamaan reaksi : N2 (g) + 3H2 (g) 2.2.2



2NH3 (g)



Macam-macam proses pembuatan Ammonia Hingga saat ini dikenal beberapa macam proses pembuatan gas ammonia dari gas alam maupun nafta, yaitu : 1.



Proses Oksidasi Parsial Proses ini merupakan proses konvensional yang banyak dipakai pada



tahun 1953 – 1957 dengan menggunakan reciprocating compressor dan pada umumnya mempunyai kapasitas terpasang maksimum 200 ton ammonia per hari. Proses semacam ini mula-mula dikembangkan oleh Texaco (USA) dan Shell (Belanda). Proses oksidasi parsial digunakan bila umpan proses lebih berat dari nafta. Sebenarnya gas alam dari nafta dapat juga digunakan sebagai bahan baku pada proses ini, tetapi karena lebih mahal dibandingkan dengan proses steam reforming, maka hidrokarbon ringan jarang digunakan sebagai bahan baku proses oksidasi parsial 2.



Proses Steam Reforming Sampai saat ini proses steam reforming berkembang dengan baik



dan pada umumnya pabrik-pabrik ammonia yang banyak dibangun akhirakhir ini memakai proses steam reforming. Pada dasarnya ada beberapa macam proses steam reforming, yaitu : a) Proses steam reforming menggunakan reciprocating compressor Dilakukan dengan tekanan sintesis loop yang tinggi. Proses demikian merupakan proses lama yang dikembangkan pada tahun



Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa



Laporan Kerja Praktek 28



PT. Pupuk Kujang Cikampek (Persero)



1957-1962 dan pada umumnya mempunyai kapasitas maksimum 400 ton ammonia perhari. Jenis proses ini telah dirintis oleh Chemico (USA), Grindler (USA), misalnya PUSRI-1, Kellog (USA), Batchel (USA), dan Grande Paroice (Perancis) b) Proses steam reforming menggunakan centrifugal compressor Proses ini dikembangkan pada tahun 1963 dengan kapasitas maksimum 600 ton ammonia per hari dan bahkan sekarang telah dibangun pabrik ammonia yang menggunakan proses semacam ini dengan kapasitas terpasang sebesar 1500 ton per hari. Proses ini dimiliki oleh Kellog, Chemico, Bethel dan Topsoe. Dibandingkan dengan proses steam reforming yang lama, maka proses steam reforming yang baru ini memiliki beberapa keuntungan, antara lain : 



Biaya investasi relative lebih murah, karrena kapasitas terpasang lebih besar.







Biaya operasi dan pemeliharaan lebih rendah karena unit beroperasi pada tekanan rendah dan kebutuhan tenaga operator juga lebih sedikit.



 3.



Kebutuhan energi per ton juga lebih sedikit Proses Modifikasi Steam Reforming Pada saat ini beberapa Negara maju telah dibangun pabrik ammonia



dengan



proses



hemat



energi



yang



pada



dasarnya



merupakan



pengembangan dan modifikasi dari proses steam reforming yang ada sebelumnya. Modifikasi terutama ditekankan pada pemanfaatan energi dan beberapa peralatan yang ada, sehingga diperoleh konsumsi gas alam per satuan produk yang lebih rendah. Pada umumnya proses ini dilengkapi dengan komputer sistem dan kebutuhan tenaga operator yang jauh lebih



Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa



Laporan Kerja Praktek 29



PT. Pupuk Kujang Cikampek (Persero)



sedikit. Proses ini dikembangkan oleh Kellog, C.F, Braun, Bethel dan Topsoe 4.



Proses Elektrolisis Pabrik ammonia yang menggunakan proses elektrolisis memperoleh



gas hidrogen dari elektrolisa air. Proses ini paling cocok digunakan pada daerah yang harga listriknya murah. Energi yang dibutuhkan adalah 10.200 Kwh/ton ammonia. energi ini kira-kira sama besarnya dengan besar energi yang dikonsumsi oleh pabrik yang menggunakan gas alam sebagai bahan baku. Meskipun demikian, jumlah gas alam yang dibutuhkan oleh bahan baku lebih banyak dibandingkan jika gas alam langsung digunakan, karena efisiensi konversi energi listrik tidak lebih dari 30 %. 2.2.3



Perbandingan Proses PT. Pupuk Kujang menggunakan proses steam reforming dalam pembuatan ammonia. melihat perbandingan antara proses oksidasi parsial, proses steam reforming dan proses elektrolisa pada tabel 9 proses steam reforming dianggap paling efisiensi untuk dilakukan di lokasi pabrik PT. Pupuk Kujang. Tabel 9. Perbandingan Proses Pembuatan Ammonia Steam Reforming Oksidasi Parsial Elektrolisa 1. bahan baku : -



Gas alam



-



Steam



2. Dekat



1. Umpan lebih berat 1. Bahan baku air dari nafta



dengan



2. Hidrokarbon ringan 2. Gas



hidrogen



sumber bahan baku



mahal pada proses



diperoleh



gas alam



ini



proses elektrolisis



3. Dekat



dengan



3.



ada



tambahan 3. Cocok



sumber bahan baku



equipment



air



cracking, scrubbing



sebagai



feed



Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa



untuk



dari



untuk



daerah yang harga listriknya murah



Laporan Kerja Praktek 30



PT. Pupuk Kujang Cikampek (Persero)



untuk steam 4. Dapat memproduksi ammonia



dalam



kapasitas



yang



4. Kapasitas produksi kecil



besar karena bahan baku



gas



alam



cukup di Indonesia



2.2.4



Kegunaan Ammonia Produk ammonia dapat digunakan untuk berbagai keperluan diantaranya: 1. Bahan baku pembuatan HNO3 dan NH4OH 2. Bahan baku pupuk urea dan ammonium sulfat 3. Refrigerant dalam mesin pendingin 4. Bahan pemurni air industri 5. Bahan pembersih alat-alat pabrik dan rumah tangga 6. Pencegah koagulasi lateks dalam industri karet 7. Penetral asam dalam industri refinery minyak bumi 8. Katalis dan pH dalam polimerisasi resin sintetik 9. Bahan baku pembuatan bahan bakar roket. 10. Bahan baku pencetak dalam industri fitografi



2.3



Proses Ammonia Plant Dalam membuat urea , ada 2 unit produksi yang saling berhubungan ,



yaitu unit produksi amonia dan urea , sementara yang lainnya adalah unit utilitas yang bertugas mendukung proses dengan menyediakan energi dan kondisi pendukung lainnya .



Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa



Laporan Kerja Praktek PT. Pupuk Kujang Cikampek (Persero)



31



Unit ammonia dioperasikan untuk memproduksi amonia cair (NH3) dengan kapasitas produksi terpasang 1000 metrik ton/hari, dan gas karbondioksida (CO2) dengan kapasitas produksi terpasang 1325 metrik ton/hari dengan menggunakan bahan baku gas alam, udara, dan steam. Ammonia dan gas karbondioksida merupakan bahan baku pembuatan urea di pabrik urea. Ammonia yang diproduksi selain digunakan sebagai bahan baku pembuatan urea juga ada sebagian yang langsung dijual dalam bentuk cair ke anak perusahaan PT. Pupuk Kujang. Proses pembuatan amonia di PT. Pupuk Kujang menggunakan High Pressure Catalytic Steam Reforming atau yang dikenal dengan proses Kellog. Unit Ammonia terbagi atas enam unit, yaitu: 1. Unit pemurnian gas alam 2. Unit pembuatan gas sintesa 3. Unit pemurnian gas sintesa 4. Unit sintesa amonia 5. Unit pemisahan dan pemurnian produk 6. Unit Hidrogen Recovery



Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa



Laporan Kerja Praktek PT. Pupuk Kujang Cikampek (Persero)



32



Gambar 2. diagram alir sederhana pembuatan ammonia



2.3.1



Unit pemurnian Gas Alam Gas alam yang digunakan oleh PT. Pupuk Kujang berasal dari tiga sumber yaitu dari offshore Arco, laut Parigi di lepas pantai Cilamaya dan Mundu di Indramayu. Komposisi gas alam yang masuk ke pabrik dapat dilihat pada Tabel 10.



Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa



Laporan Kerja Praktek PT. Pupuk Kujang Cikampek (Persero)



33



Tabel 10. Komposisi Gas Alam yang Masuk ke Pabrik Komposisi %mol N2



3,02



CO2



4,90



CH4



89,95



C2H6



1,110



C3H8



0,520



i-C4 H10



0,12



n-C4 H10



0,13



i-C5 H12



0,06



n-C5 H12



0,03



H2S



5,7 ppm



H2



Trace



Ar



0,16



Gas alam dengan tekanan 14,7 Kg/cm2G, masuk ke pabrik amonia melalui Fuel Gas Knock Out Drum (116-F) yang lebih sering di singkat sebagai KO-drum. Didalam KO-drum, gas alam dipisahkan dari fraksi cairan hidrokarbon berat, pemisahan dalam KO-drum didasarkan pada pemisahan cara Mist Separator, dimana gas alam dalam bentuk kabut, menumbuk serabut kawat lalu fraksi-fraksi hidrokarbon dan pengotor gas alam akan membentuk droplet yang akan di blow down pada tingkat ketinggian tertentu. Gas alam sebelum digunakan di unit pembuatan gas sintesa terlebih dahulu dimurnikan dalam beberapa tahap, yaitu pemisahan debu dan fraksi berat, penghilangan merkuri, serta penghilangan senyawa sulfur. 2.3.2



Pemisahan Debu dan Fraksi Berat Gas alam diumpanakan ke pabrik amoniak dengan tekanan ± 13,8 Kg/cm2G dan temperatur 30oC, masuk ke feed gas knock out drum (116-F)



Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa



Laporan Kerja Praktek 34



PT. Pupuk Kujang Cikampek (Persero)



dengan maksud agar debu, partikel-partikel halus, tetes-tetes cairan seperti air dan hidrokarbon berat serta fraksi berat lainnya yang terkandung dalam gas alam dapat terpisah. Proses yang terjadi di dalam adalah gas alam menumbuk dinding drum, kemudian fraksi--fraksi berat akan jatuh dan gas alam akan bebas dari fraksi berat kemudian keluar melalui bagian atas. Pengeluaran cairan dan fraksi berat dari dasar drum dilakukan secara otomatis dengan menggunakan level control (LC) yang kemudian dikirim ke burning pit untuk dibakar. Gas alam yang keluar dari knock out drum (116-F) selanjutnya dibagi menjadi dua, sebagian digunakan untuk auxiliary boiler dan start up heater primary reformer. 2.3.3



Penghilangan Merkuri Setelah keluar dari Knock Out Drum (116-F), kandungan merkuri yang terdapat dalam gas alam harus dihilangkan karena dapat meracuni katalis pada proses berikutnya. Merkuri diserap oleh karbon aktif dalam mercury guard chamber (109-D), selanjutnya bereaksi dengan sulfur dengan reaksi sebagai berikut: Hg + S



HgS



Tekanan gas alam yang dihasilkan masih belum cukup tinggi agar gas dapat mengalir ke alat-alat berikutnya, maka gas harus dikompresi dalam feed gas compressor (102-J) sehingga tekanannya naik dari 14,8 Kg/cm2G menjadi 43 Kg/cm2G dan suhunya sekitar 146oC. Kompresor tersebut digerakkan oleh turbin uap (102-JT). Gas alam yang keluar dari kompresor dialirkan ke feed gas compressor kick back cooler (132-C) untuk didinginkan lalu dimasukkan ke mercury guard chamber dan dikembalikan lagi ke compressor, hal tersebut dilakukan untuk mencegah kekurangan gas di kompresor yang



dapat menyebabkan terjadinya



surging. Gas yang keluar selanjutnya dikirim ke feed preheat coil diseksi konveksi primary reformer untuk dipanaskan hingga temperaturnya



Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa



Laporan Kerja Praktek 35



PT. Pupuk Kujang Cikampek (Persero)



mencapai 399oC. Gas pada unit ini yang dihilangkan kandungan merkurinya dari 10 ppm menjadi 0 ppm. 2.3.4



Penghilangan Senyawa Sulfur (desulfulizer) Belerang merupakan racun bagi katalis di primary reformer dan secondary reformer. Gas proses yang keluar dari turbin uap (102- JT) masih mengandung senyawa belerang. Senyawa ini harus dihilangkan karena dapat meracuni katalis dalam primary reformer. Proses desulfurisasi dilakukan dalam dua tahap, yaitu di Cobalt Molybdenum Hydrotreater (101-D) untuk mengikat sulfur dan Zinc oxide (ZnO) guard chamber (108-D) untuk memisahkan sulfur dalam bentuk H2S yang telah terbentuk akibat reaksi pada Cobalt Molybdenum Hydrotreater. Gas sebelumnya telah dipanaskan dan dicampur dengan recycle gas sintesa yang kaya hidrogen, kemudian dimasukkan ke Co- Mo hydrotreater (101-D) yang berisi 28,3 m3 katalis Cobalt Molybdenum dalam bentuk tablet. Katalis ini berfungsi sebagai aktivator dalam reaksi hidrogenasi antara belerang dalam senyawa gas alam dengan gas hidrogen yang akan membentuk senyawa organik dan H2S pada suhu 399oC dan tekanan 42 Kg/cm2G. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut: R-HS + H2



R-H + H2S



R-S-R + 2 H2



R-H + R-H + H2S



Gas



yang



keluar dari



hydrotreater



diperkirakan hanya



mengandung senyawa belerang dalam bentuk H2S. Kadar CO2 yang masuk ke hydrotreater tidak boleh melebihi 5%, karena dapat menimbulkan reaksi sebagian eksotermik sebagai berikut: CO2 + H2



CO + H2 O



H298K



=



+



9,8381



CH4 + H2 O



H298K = - 42,27 Kcal/gmol



Kcal/gmol CO + 3H2



Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa



Laporan Kerja Praktek PT. Pupuk Kujang Cikampek (Persero)



36



Jika jumlah CO2 dan H2 terlalu banyak, maka temperatur akan naik sehingga dapat merusak katalis. H2S yang terbentuk pada Co-Mo hydrotreater dihilangkan dalam ZnO guard chamber (108-D) yang berisi katalis ZnO dalam bentuk tablet dengan volume 28,3 m3. Belerang yang berbentuk H2S dalam alat ini akan diubah menjadi ZnS pada suhu sekitar 371oC dan tekanan 39 Kg/cm2G. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut: H2S + ZnO



ZnS + H2O



Gas keluaran ZnO guard chamber (108-D) lalu diumpankan ke mix feed primary reformer (101-B). 2.3.5



Unit Pembuatan Gas Sintesa Unit ini bertugas memproduksi gas sintesa berupa gas nitrogen dan gas hidrogen,CO2, CH4 , dll. Gas nitrogen dan hidrogen ini selanjutnya akan digunakan sebagai umpan ammonia converter untuk memproduksi amonia cair. Secara garis besar, proses pembuatan gas sintesa ini terdiri dari 2 tahap yaitu tahap reforming dan converting. a)



Proses Reforming Tahap reforming dilakukan didua buah reaktor, yaitu: primary



reformer (101-B) dan secondary reformer (103-D). 1.



Primary reformer (101 B) Di dalam primary reformer terjadi reaksi antara senyawa



hidrokarbon dari gas alam dan air dalam bentuk steam yang menghasilkan gas hidrogen, karbonmonoksida dan karbondioksida. Gas alam yang keluar dari unit pemurnian dicampur dengan steam dan dipanaskan di mix feed preheat coil pada bagian konveksi primary reformer. Gas alam keluaran yang memiliki temperatur 483oC dan tekanan 36,8 kg/cm2G kemudian dimasukkan ke tube- tube katalis Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa



Laporan Kerja Praktek 37



PT. Pupuk Kujang Cikampek (Persero)



dibagian radiasi. Bagian radiasi memiliki tube sebanyak 378 buah yang disusun menjadi 9 baris, sehingga ditiap barisnya terdapat 42 buah tube. Setiap tube pada seksi radiasi memiliki diameter sekitar 3 inch dan terbuat dari campuran logam dengan komposisi: 25% chrome, dan 35% nikel. Katalis yang digunakan adalah NiO. Di dalam primary reformer ada dua buah reaksi yang terjadi, yaitu: a. Reaksi utama yang bersifat endotermis CH4 + H2O



ΔH= - 49,3 kkal/mol



CO + 3H2



b. Reaksi samping yang bersifat eksotermis CO + H2O



CO2 + H2



ΔH= + 9,8 kkal/mol



Jika dilihat secara keseluruhan, reaksi yang terjadi di dalam primary reformer merupakan reaksi endotermis, sehingga agar reaksi dapat berlangsung diperlukan panas. Panas tersebut diperoleh dari pembakaran gas alam yang dilakukan di luar tube sesuai dengan persamaan reaksi : CO2 + H2O ΔH= + 191,7 kka l/mol



CH4 + 2O2



Perbandingan mol gas alam dan mol steam yang masuk ke primary reformer harus dijaga sebesar 3,5 : 1. Hal ini bertujuan mencegah terjadinya reaksi samping yang akan membentuk karbon sesuai dengan persamaan reaksi: CH4



C + 2H2



2CO



C + CO2



Karbon yang terbentuk dari reaksi di atas melapisi permukaan katalis sehingga katalis tidak dapat berfungsi dengan optimal. Selain itu karbon juga dapat melekat dan membentuk lapisan pada tube sehingga



dapat



mengganggu



proses



Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa



perpindahan



panas



dan



Laporan Kerja Praktek 38



PT. Pupuk Kujang Cikampek (Persero) menyebabkan



overheat



yang



dapat



merusak



tube.



Untuk



mengendalikan perbandingan jumlah mol gas alam dengan steam yang masuk digunakan alat yang disebut ratio relay (RRI). Setelah bereaksi, gas akan keluar dari bagian bawah tube dengan temperatur 800–815oC dan tekanan 32,5 kg/cm2G. Gas kemudian dikumpulkan ke dalam suatu pipa besar yang disebut riser dan dikirim ke secondary reformer (103-D) melalui pipa yang dilengkapi dengan jaket air pendingin. Adapun gas metana yang lolos dari primary reformer diharapkan hanya sekitar 10 %. Gas hasil pembakaran (flue gas) yang memiliki temperatur 1070oC dihisap oleh sebuah induced fan dibagian konveksi untuk dimanfaatkan



panasnya.



Panas



tersebut



dimanfaatkan



untuk



memanaskan gas alam, udara untuk secondary reformer, boiler feed water,



dan



superheated



steam



untuk



power



generator.



Selanjutnya flue gas yang memiliki temperatur sekitar



250oC



dibuang ke udara melalui suatu cerobong. 2.



Secondary reformer (103 D) Gas dari primary reformer dimasukkan ke secondary reformer



untuk dilanjutkan reaksi reforming-nya. Pada dasarnya, reaksi yang terjadi di secondary reformer identik dengan reaksi pada primary reformer, hanya saja pada secondary reformer panas yang diperlukan agar reaksi reforming dapat berlangsung diperoleh secara langsung dari pembakaran udara di dalam reaktor. Gas dan campuran udara steam masuk dari bagian atas melalui sebuah pipa penghubung (107D) yang diberi jaket air. Secondary reformer terdiri dari dua bagian yaitu mixing zone atau combustion zone dibagian atas sebagai tempat untuk pencampuran gas dan udara dan reaction zone dibagian bawah sebagai tempat



Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa



Laporan Kerja Praktek 39



PT. Pupuk Kujang Cikampek (Persero)



berlangsungnya reaksi reforming. Reaction zone terdiri dari tiga buah bed katalis nikel oksida. Gas dan udara yang masuk dari bagian atas secondary reformer akan dicampur dan dibakar sesuai dengan persamaan reaksi: CH4 + 2O2



CO2 + 2H2O ΔH= + 191,7 kkal/mol



2H2 + O2



2H2O



ΔH= + 57,8 kkal/mol



Panas hasil pembakaran tersebut kemudian digunakan untuk melangsungkan reaksi reforming. Reaksi reforming berlangsung di tiga buah katalis bed pada reaction zone. Di bed pertama gas memiliki temperatur sekitar 1.1001.200oC dan tekanan 32,5 kg/cm2G. Temperatur dan tekanan gas akan menurun sehingga di bed ketiga gas memiliki temperatur sekitar 872 oC dan tekanan 31,5 kg/cm2G. Setelah keluar dari secondary reformer kadar CH4 yang belum terkonversi diharapkan hanya sekitar 0,3%. Komposisi gas sintesa yang dihasilkan diharapkan memiliki perbandingan mol H2 dengan N2 sebesar 3:1. Untuk mengendalikan komposisi tersebut digunakan udara untuk menyesuaikan mol N2 dengan mol H2 yang terbentuk dari reaksi. Gas panas keluaran dari secondary reformer terlebih dahulu dimanfaatkan untuk memproduksi steam bertekanan tinggi (sekitar 105 kg/m2G) di waste heat boiler 101-CA/CB dan 102-C. Setelah temperatur gas turun hingga mencapai 34-347oC, gas dikirim ke shift converter untuk diproses lebih lanjut. Sekitar 2-3% gas ini diambil untuk dikirim ke ke pabrik Cosorb untuk diserap kandungan CO-nya.



Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa



Laporan Kerja Praktek 40



PT. Pupuk Kujang Cikampek (Persero)



b)



Shift converter Pada tahap ini, terjadi konversi gas karbonmonoksida (CO) yang



dihasilkan pada reaksi reforming menjadi gas karbondioksida (CO2). Gas karbondioksida ini selanjutnya akan dikirim ke unit urea sebagaai salah satu bahan baku untuk memproduksi urea. Untuk



mengonversi



gas



karbonmonoksida



menjadi



gas



karbondioksida digunakan suatu alat yang disebut shift converter (104-D). Reaksi yang terjadi di dalam shift converter adalah sebagai berikut: CO + H2O



CO2 + H2



ΔH= + 9,8 kkal/mol



Reaksi di atas merupakan reaksi eksotermis, sehingga jika di inginkan konversi CO besar maka temperatur reaksi harus dibuat serendah mungkin. Akan tetapi pada temperatur rendah laju reaksinya akan menjadi lambat. Oleh karena itu, shift converter yang digunakan oleh PT. Pupuk Kujang dibagi menjadi 2 bagian yaitu bagian atas yang disebut High Temperature Shift converter (HTSC) dan bagian bawah yang disebut Low Temperature Shift converter (LTSC). 1.



High Temperatur Shift converter HTSC menggunakan katalis Fe-Cr berbentuk tablet dengan



volume 54,9 m3. HTSC ini bertugas untuk mempercepat reaksi konversi CO menjadi CO2 dan meringankan beban LTSC. Gas yang masuk ke HTSC memiliki temperatur sekitar 368oC dengan tekanan 31,4 kg/cm2G. Gas keluaran HTSC memiliki temperatur sekitar 433oC dan tekanan 30,3 kg/cm2G. Temperatur gas keluaran HTSC tersebut masih terlalu tinggi untuk dimasukkan ke LTSC, sehingga gas digunakan terlebih dahulu sebagai pembangkit steam di shift effluent waste heat boiler (103-C) dan sebagai pemanas di methanator feed heater (104-C). Gas



Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa



Laporan Kerja Praktek PT. Pupuk Kujang Cikampek (Persero)



41



kemudian di quench dengan kondensat air dari raw gas separator (102-F) didalam knock out drum untuk menurunkan temperatur gas. Gas yang telah diturunkan temperaturnya kemudian dikirim ke LTSC. 2.



Low Temperature Shift converter LTSC merupakan bagian dari shift converter yang bertugas



untuk meningkatkan konversi CO menjadi CO2. LTSC menggunakan katalis berupa campuran Cu/Zn/Al2O3 yang berbentuk tablet dengan volume 66 m3. Gas masukan LTSC memiliki temperatur 202oC dan



tekanan



28,90



kg/cm2G. Gas keluaran LTSC memiliki



temperatur sekitar 232oC dan tekanan 28,8 kg/cm2G. Gas keluaran ini selanjutnya dikirim ke raw gas separator (102-F). Di raw gas separator, gas keluaran LTSC dipisahakan dari kondensat airnya. Kondensat



air



yang dihasilkan digunakan untuk quenching pada



proses-proses lainnya, sedangkan gas yang telah dipisahkan dari kondensat airnya dikirim ke unit permurnian gas sintesa untuk diproses lebih lanjut.



2.3.6



Unit Pemurnian Gas Sintesa Unit ini bertugas mempersiapkan bahan baku untuk ammonia converter, yang berupa gas N2 dan H2 , sehingga gas-gas lain yang ada harus dipisahkan terlebih dahulu. Gas CO dan CO2 yang terdapat dalam gas proses yang keluar dari shift converter merupakan racun bagi katalis di ammonia converter (105-D), maka gas proses harus dibersihkan dari CO dan CO2 sebelum sampai ke seksi sintesa amonia.



Pemisahan CO2



dilaksanakan secara absorpsi di CO2 absorber (1101-E), sehingga kadar CO2 dalam gas kurang dari 1000 ppm. Gas sintesa dibersihkan lebih lanjut dari sisa CO2 dan CO yang masih ada di methanator dengan jalan mereaksikan CO2 dan CO yang



Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa



Laporan Kerja Praktek 42



PT. Pupuk Kujang Cikampek (Persero)



tersisa dengan gas H2 sehingga menjadi gas metan kembali. Gas metan sendiri tidak merupakan racun bagi katalis ( inert ). a)



CO2 Absorber (1101 E) Pada unit ini dilakukan penyingkiran gas CO2. CO2 harus



disingkirkan karena pada kondisi operasi di syn loop apabila masih tersisa CO2 maka akan terjadi reaksi antara CO2 dan amonia menjadi ammonium karbamat



yang



mudah



membeku



sehingga



dapat



menyebabkan



penyumbatan aliran dan dapat mengganggu kerja kompresor. Apabila ada CO2 menjadi metana di metanator. yang tersisa maka nanti akan diubah. Gas keluaran raw separator (102-F) selanjutnya diumpankan ke bagian bawah CO2 absorber (1101-E). absorber ini tersusun atas empat bed berisi tumpukan slotted ring sehingga gas CO2 terabsorbsi oleh larutan penyerap. Sebagai absorbent digunakan larutan benfield yang terdiri dari senyawa-senyawa berikut: 1.



Kalium Karbamat (K2CO3) yang berfungsi juga sebagai absorben dan desorben CO2 , dengan kadar 25-30 % berat.



2.



Dietanol Amin (DEA) untuk menaikkan kecepatan absorbsi dan desorbsi CO2 dan untuk menurunkan tekanan uap CO2.



3.



Vanadium Pentaoksida (V2 O5 ) sebanyak 0,5-0,6 % berat, sebagai V5+ yang dapat melapisi permukaan film pada dinding absorber dan menjadi corrosion inhibitor.



4.



Ucon sebanyak 1-2 ppm sebagai pencegah pembentukan buih (antifoam). Pada proses absorbsi dengan larutan benfield, gas CO2 di ubah



menjadi hidrat membentuk asam karbonat yang kemudian bereaksi kembali dengan ion karbonat dari K2CrO3



untuk membentuk ion



bikarbonat seperti yang ditunjukkan oleh reaksi berikut ini:



Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa



Laporan Kerja Praktek 43



PT. Pupuk Kujang Cikampek (Persero) CO2



+ H2O



H2CO3



H2CO3 + CO32-



2HCO3



2HCO3 + K2CO3



CO32- + 2 KHCO3



CO2 + H2O + K2CO3



2 KHCO3



Larutan benfield yang dipakai ada dua aliran yaitu larutan lean benfield yang masuk dari puncak menara dan larutan semi lean benfield yang masuk melalui bagian tengah menara. Larutan lean benfield adalah larutan yang sama sekali tidak mengandung CO2. Larutan ini berasal dari dasar Stripper 1102-E yang didinginkan lebih dahulu dalam Cooler 1107oC sebelum dipompa oleh 1110-JA/JB/JC ke puncak Absorber sebanyak 370 ton/jam. Larutan semi lean benfield adalah larutan yang masih mengandung CO2. Larutan ini dari bagian tengah stripper, sebelum dipompa dengan pompa 1107-JA/JB/JC ke bagian tengah absorber, larutan semi



lean



benfield dimasukkan ke dalam tangki Low Heat Benfield yang dialiri steam diatasnya untuk menyempurnakan penyerapan CO2. Steam yang telah lewat Low Heat benfield yang mengandung CO2. kemudian dimasukan ke Stripper. Pada kondisi normal larutan semi lean benfield yang mengalir adalah sebanyak 1100 ton/jam. Gas dari LTSC yang masuk dari bagian bawah Absorber akan berkontak dengan larutan semi lean benfield yang akan menyerap sebagian besar gas CO2 yang ada, kemudian sisa CO2 akan diserap oleh larutan lean benfield. Temperatur dalam Absorber adalah 70- 100oC dan tekanannya sekitar 27 kg/cm2G. Larutan yang telah banyak mengandung CO2 (larutan rich benfield ) keluar dari dasar Absorber pada suhu 123oC, mengalir melalui Turbin



Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa



Laporan Kerja Praktek 44



PT. Pupuk Kujang Cikampek (Persero)



Hidrolik (1107-JA), kemudian menuju bagian atas Stripper. Gas yang keluar dari bagian Atas absorber diharapkan kadar CO2-nya dibawah 0,1 % volum. Temperatur gas ini kira-kira 70oC. b)



CO2 Stripper (1102 – E) Larutan benfield yang kaya akan CO2 dikirim ke CO2 stripper



(1102-E) untuk melepaskan CO2 yang terkandung di dalamnya. Kondisi operasi dari stripper adalah 107-129oC dan tekanan 0,6 kg/cm2G. Di dalam CO2 stripper, larutan mengalir dari atas melalui dua tumpukan



slotted



ring



dan



ditampung



buah



dibagian tengah stripper.



Kemudian, larutan semi lean benfield yang bertujuan untuk mereduksi energi pada pemisahan CO2 dan melepaskan lebih banyak CO2. Larutan semi lean benfield yang berasal dari stripper masuk ke separator (1116-F) untuk memisahkan CO2 dari larutan semi lean benfield. Larutan semi lean benfield akan keluar dari bawah separator dan mengalir ke bagian tengah absorber. Sedangkan gas CO2 masuk ke ejector dengan penggerak beruap stream yang berasal dari 1114- CA. Gas CO2 yang keluar dari ejector memiliki tekanan sekitar 3,5 kg/cm2G. Gas CO2 yang mengandung uap air ini dialirkan ke bagian tengah stripper dan selanjutnya keluar dari puncak stripper. Gas



CO2



yang mengandung



uap



air



tersebut



selanjutnya



dikondensasikan di CO2 stripper condensator (1110-C) sebelum memasuki CO2 stripper reflux drum (1103-F). Untuk menghasilkan gas CO2 yang murni maka gas tersebut harus dipisahkan terlebih dahulu kandungan airnya di reflux drum. Air yang telah terpisah selanjutnya di reflux ke stripper dan selanjutnya dialirkan ke boiler- boiler. Gas CO2 yang keluar reflux drum merupakan produk CO2 yang akan digunakan sebagai bahan baku pembuatan urea di pabrik urea.



Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa



Laporan Kerja Praktek 45



PT. Pupuk Kujang Cikampek (Persero)



c)



Methanator (106 – D) Methanasi dimaksudkan untuk menyempurnakan pemisahan CO dan



CO2 dari gas sintesa karena oksida karbon merupakan racun bagi katalis di ammonia converter. Gas yang keluar dari absorber masih mengandung CO dan CO2 sisa yang merupakan racun di Amonia Converter, karena itu perlu diubah menjadi CH4 dalam Methanator (106-D). Methanator berisi katalis nikel sebanyak 19.8 m3 yang tersusun menjadi tiga bed. Gas yang masuk Methanator dibatasi kadar CO dan CO2 nya maksimum 0,1% untuk CO2 dan 0,6 % untuk CO karena secara teoritis 1% CO2 mampu menaikkan suhu sebesar 77oC, sedangkan reaksi pembentukan metana adalah reaksi eksotermis. Kondisi operasi di Methanator, suhu 288-315oC dan tekanan sekitar 26 kg/cm2G. reaksi yang terjadi adalah kebalikan dari reaksi di Primary reformer yang dapat dituliskan sebagai berikut: CO + 3H2



CH4 + H2O



ΔHR(298 0C)= - 49,3 kkal/mol



CO2 + 4H2



CH4 + 2H2O



ΔHR(298 0C)= + 39,5 kkal/mol



Reaksi yang terjadi adalah reaksi eksotermis sehingga Methanator dilengkapi dengan system interlock yang akan menghentikan aliran gas bila terjadi kenaikan suhu



sebesar 399oC, serta menghentikan alilran



Boiler Feed Water ke 144oC. Gas yang keluar dari Methanator diharapkan mempunyai kadar CO dan CO2 maksimum 0,3 ppm. Diagram Unit Pemurnian Gas Sintesa dapat dilihat pada gambar 3.



Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa



Laporan Kerja Praktek 46



PT. Pupuk Kujang Cikampek (Persero)



Gambar 3. Blok Diagram Pemurnian Gas Sintesa



2.3.7



Unit Sintesa Ammonia Gas sintesis yang telah melewati tahap kompresi



memiliki



temperatur 454-482oC dan tekanan 140,6-147,6 kg/cm2G dimasukkan ke ammonia converter (105-D) melalui bagian atas dan bagian bawah reaktor. Ammonia converter terdiri dari 4 buah bed katalis promoted iron yang semakin ke bawah volumenya semakin besar. Volume bed katalis dari atas ke bawah secara berturut-turut adalah: 8,3 m3; 11 m3; 17,2 m3, dan 22,5 m3. Susunan ini dimaksudkan untuk mengendalikan temperatur di dalam converter. Di antara setiap bed, terdapat



ruang kosong untuk



keperluan quenching. Ammonia converter memiliki dinding rangkap yang diantaranya terdapat ruang yang disebut anulus. Anulus tersebut digunakan oleh gas umpan yang masuk dari bagian bawah converter untuk mengalir ke puncak converter dan masuk ke dalam bed katalis melalui shell exchanger. Gas umpan yang masuk dari bagian atas converter digunakan untuk kerperluan quenching sebelum masuk gas masuk ke bed di bawahnya. Aliran gas masuk ini dibagi menjadi tiga bagian aliran yaitu untuk quench di unggun kedua, ketiga dan keempat. Gas yang mengalir di dalam anulus dapat mengambil panas dari reaksi antara gas nitrogen dan gas hidrogen sehingga sewaktu sampai di shell exchanger temperatur gas mencapai 422oC dan telah sesuai untuk direaksikan di bed katalis. Reaksi pembentukan amoniak dari gas N2 dan H2 mengikuti persamaan sebagai berikut: Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa



Laporan Kerja Praktek 47



PT. Pupuk Kujang Cikampek (Persero) 2NH3 ΔHR(298 0C) = - 21,84 kkal/mol



N2 + 3H2



Dengan mengikuti proses Kellog pada kondisi operasi dengan temperatur 430-500oC dan tekanan 140-150 Kg/cm2G didapatkan kandungan amonia yang keluar reaktor adalah 12% mol, sedangkan gas-gas yang tidak bereaksi dikembalikan kembali ke reaktor. Faktorfaktor yang berpengaruh terhadap operasi adalah: 1. Temperatur Kenaikan



temperatur



akan



menurunkan



derajat



kesetimbangan tetapi dapat mempercepat reaksi. Jika keaktifan katalisator tidak berubah, konversi bertambah dengan kenaikan temperatur. 2. Tekanan Kenaikan tekanan menyebabkan reaksi bergeser ke kanan sehingga konversi bertambah besar. Oleh karena itu, dalam proses ini digunakan tekanan yang tinggi yaitu diatas 30 atm. 3. Space velocity Kenaikan space velocity berarti kenaikan kecepatan aliran gas



yang melalui katalisator, sehingga mengurangi waktu



reaksinya.



Kecepatan



gas



masuk



reaktor



tidak



begitu



mempengaruhi hasil, asalkan gas yang masuk memiliki jumlah yang sama. 4. Perbandingan hidrogen dan nitrogen Perbandingan antara H2 dan N2 adalah 3:1. Hal ini dimaksudkan untuk memperoleh konversi yang besar. Perbandingan ini dapat bervariasi antara 2,98:1 hingga 3,1:1 sampai diperoleh konversi maksimum di dalam converter. Untuk memperoleh hasil reaksi yang maksimum maka harus dipilih kondisi



yang



optimum



berdasarkan



mempengaruhi reaksi pembentukan amonia. Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa



variabel-variabel



yang



Laporan Kerja Praktek PT. Pupuk Kujang Cikampek (Persero)



48



Salah satu usaha yang dapat dilakukan untuk memperoleh hasil yang optimum adalah dengan mendinginkan gas hasil reaksi tepat sebelum keadaan setimbang, kemudian reaksi dijalankan kembali, demikian seterusnya sehingga diperoleh produksi yang diinginkan. Pendinginan gas hasil reaksi dilakukan dengan mencampurkan gas umpan ke dalam reaktor. Konsekuensi dari pencampuran ini adalah penurunan kadar amonia dalam produk, tetapi dengan penurunan fraksi ini dalam arus gas yang akan menyebabkan kesetimbangan kembali bergeser ke arah pembentukan amonia, dan ini menjadi suatu keadaan yang menguntungkan. Konversi yang dihasilkan dengan cara ini masih relatif rendah, sehingga untuk lebih meningkatkan konversi digunakan sistem daur ulang yang disebut syntesis gas loop. Uraian Proses Gas yang keluar dari methanator memiliki tekanan 24,6 Kg/cm2G dengan temperatur 309oC. Tekanan ini belum cukup tinggi karena menurut perhitungan konversi reaksi amonia akan optimal jika temperatur di dalam ammonia converter adalah 430-500oC dan tekanan 140-150 Kg/cm2G . Oleh karena itu, gas keluaran dari methanator dikompresikan di Synthesis Gas and Recycle Compressor (103-J). Kompresor ini terdiri atas du buah kompresor, yaitu Low Pressure Case Compressor (LPC) dan High Pressure Case Compressor (HPC). Penggerak dari kompresor ini adalah steam turbine (103 JAT/JBT). Low Pressure Case Compressor mengubah tekanan gas dari 25 hingga 60 Kg/cm2G, sedangkan High Pressure Case Compressor mengubah tekanan dari 65 sampai 150 Kg/cm2G. Sebelum dimasukkan ke High Pressure Case Compressor, gas terlebih dahulu didinginkan secara bertahap oleh Inter Cooler Gas Feed Methanator (136-C) yang memberikan panas kepada gas yang menuju methanator (106-D), SynGas compressor interstage cooler (116-C) yang memanaskan air pendingin, NH3 refrigerant chiller (129-C) yang memberikan panas kepada amonia Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa



Laporan Kerja Praktek 49



PT. Pupuk Kujang Cikampek (Persero) cair. Kondensat



yang



terbentuk



dipisahkan



dalam



SynGas



compressor first stage separator (105-F) untuk berjaga-jaga agar tidak ada cairan yang terikut masuk kompressor. Gas kering bersuhu sekitar 8oC keluar dari bagian atas separator, sebagian masuk ke Low Pressure Case Compressor dan sebagian lagi masuk ke High Pressure Case Compressor bercampur dengan ammonia recovery. Pengembalian sebagian gas ke Low Pressure Case Compressor ini dilakukan untuk menjaga agar jumlah gas yang masuk kompresor tetap. Banyaknya gas yang dikembalikan dikontrol dengan menggunakan valve. Gas yang keluar High Pressure Case Compressor memiliki temperatur 68oC dan tekanan sekitar 140- 152 Kg/cm2G. Gas ini mengandung ammonia karena bercampur dengan recycle gas dari ammonia converter. Untuk mengambil ammonia yang terikut, gas proses Selanjutnya didinginkan dalam lima buah exchanger (117oC, 118oC, 119oC, 120oC, dan 124oC) dengan NH3 refrigerant hingga temperaturnya menjadi -23oC. Pada temperatur -23oC, komponen ammonia akan mencair di dalam secondary ammonia separator (106-F). Alat ini menggunakan mekanisme kondensasi sehingga diperoleh amonia cair yang dapat dipisahkan dari gas. Amonia cair selanjutnya dialirkan ke primary ammonia separator (107-F) di unit pemurnian amonia. SynGas yang keluar dari secondary ammonia separator



(106-F)



amonia converter feed gas/recycle exchanger (120-F)



dipanaskan



di



dan ammonia



converter feed gas/effluent exchanger (121-C) yang memanfaatkan panas dari gas yang keluar dari ammonia converter. Selanjutnya, SynGas diumpankan ke ammonia converter. Gas yang diumpankan ke ammonia converter memiliki temperatur 454 – 482oC dan tekanan 140,6-147,6 Kg/cm2G. Gas ini memasuki ammonia converter dari bagian atas dan bawah. Ammonia converter (105-D) terdiri dari 4 bed katalis promoted iron yang dipisahkan oleh ruang antar bed untuk keperluan quenching. Karakteristik bed di dalam Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa



Laporan Kerja Praktek 50



PT. Pupuk Kujang Cikampek (Persero) ammonia converter dapat di lihat pada Tabel 11 di bawah ini: Tabel. 11. Karakteristik Bed pada Ammonia Converter Bed Volume (m3) Berat (Kg) Tinggi Bed (m) 1



8,63



17269



1,7



2



14,01



37697



2,7



3



20,00



54404



2,9



4



30,46



81929



4,8



Total



73,1



191299



12,2



Volume tiap bed dibuat berbeda-beda (semakin ke bawah semakin besar) dimaksudkan agar panas reaksi yang terjadi di bed paling atas, yang memiliki laju reaksi eksotermis paling cepat, dapat dibatasi. Dengan demikian temperatur converter dapat dijaga pada batas-batas yang diinginkan. Ammonia converter memiliki annulus pada dindingnya. Gas umpan yang masuk dari bawah mengalir dalam annulus menuju ke puncak converter dan masuk dalam bed katalis melalui shell exchanger. Gas umpan yang masuk dari bagian atas ammonia converter digunakan untuk keperluan quenching sebelum gas masuk ke bed di bawahnya. Gas ini terbagi atas tiga aliran, yaitu untuk quench di bed kedua, ketiga, dan keempat. Gas umpan yang mengalir dalam annulus mengambil panas reaksi sehingga temperaturnya meningkat hingga 422oC ketika berada di shell exchanger. Reaksi yang terjadi di ammonia



converter adalah



sebagai berikut: 3H2 + N2



2NH3



HR(298



=



-3,903



Konversi reaksi disini dapat mencapai 13%. Dengan



adanya



K)



Kcal/mol



quenching yang berulang diharapkan temperatur dapat dikontrol sesuai dengan yang diinginkan sehingga diperoleh konversi reaksi yang Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa



Laporan Kerja Praktek 51



PT. Pupuk Kujang Cikampek (Persero) optimal.



Gas hasil reaksi keluar dari bed keempat melalui pipa di tengah converter. Temperatur gas ini sekitar 481oC dan dimanfaatkan untuk membangkitkan steam di Ammonia Converter Exchanger (123-C) dan untuk memanaskan umpan di 121oC. Kandungan gas inert di dalam converter tidak boleh lebih dari 10% karena dapat meracuni katalis dan mempengaruhi kesetimbangan reaksi bila kadarnya terlalu tinggi. Untuk mengurangi kadar gas inert tersebut, sebagian gas inert tersebut diumpankan di Purge Gas Separator (108-F) sebelum di recycle melalui High Pressure Case Compressor. Hal ini bertujuan untuk mengurangi kadar inert yang berupa CH4 dan Ar, meracuni



dimana



inert



ini



dapat



katalis dan mempengaruhi kesetimbangan reaksi. Gas dari



Purge Gas Separator (108-F) dikirim ke seksi PGRU (Purge Gas Recovery Unit). Kemudian gas inert yang diperoleh dari hasil purging dikirim ke burning pit. 2.3.8



Unit Pemisahan dan Pemurnian Ammonia Ammonia yang keluar dari Secondary Ammonia Separator (106-F) masih mengandung sejumlah gas tertentu yang terlarut di dalamnya, antara lain N2 , H2 , Ar dan CH4 sehingga perlu dilakukan pemurnian pada seksi pemurnian ammonia. Ammonia cair dari Secondary Ammonia Separator (106-F) selanjutnya masuk ke Primary Ammonia Separator (107-F). Dalam Primary Ammonia Separator (107-F) ini, ada juga penambahan



sebagian kecil ammonia cair dari Purge Gas Separtor



(108-F). Tekanan Primary Ammonia Separator (107-F) sekitar 18 Kg/cm2G dan temperatur -28oC membuat gas inert yang ada dalam cairan ammonia akan menguap keluar dari bagian atas separator menuju Purge Gas Recovery Unit (PGRU). Ammonia cair keluar melalui bagian bawah Primary Ammonia Separator (107-F) menuju Flash-Drum. Ada tiga buah flash-drum Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa



Laporan Kerja Praktek 52



PT. Pupuk Kujang Cikampek (Persero)



dengan tekanan yang berbeda pada seksi pemurnian ammonia. Aliran ammonia Primary Ammonia Separator (107-F) terbagi menjadi dua, yaitu mengalir ke Refrigerant Flash Drum II (111-F) dan Refrigerant Flash Drum III (112-F). Pada Refrigerant Flash Drum II (111-F) (1,81 Kg/cm2G), umpan dari Primary Ammonia Separator (107-F) akan bercampur dengan cairan ammonia yang telah didinginkan dari cairan ammonia Refrigerant Flash Drum I (5,24 Kg/cm2G). Umpan akan mengalami penguapan yang kuat sehingga sebagian cairan menguap dan uap tersebut diumpankan ke Ammonia Refrigerant Compressor (105-J). Ammonia yang masih dalam bentuk cair dari Refrigerant Flash Drum II didinginkan lalu sebagian menuju Refrigerant Flash Drum III dan sebagian lainnya menuju kembali ke Refrigerant Flash Drum II. Tekanan pada ketiga Refrigerant Flash Drum (110-F, 111-F, dan 112- F) dapat dipertahankan dengan menggunakan kompresor 105-J.



Tekanan yang tetap membuat proses



pemisahan dan pengambilan panas dapat berjalan dengan baik. Dari kompressor ini,Cairan dialirkan ke Refrigerant Receiver (109-F). Refrigerant



Receiver



(109-F)



beroperasi pada



tekanan



15



Kg/cm2G dan temperatur 31,4oC sehingga gas inert akan mengalami penguapan dan masuk ke Flash Gas Chiller (126-C). Sedangkan sebagian cairan yang dapat terkondensasikan didinginkan pada cooler 137-C masuk ke dalam Refrigerant Flash Drum I (110-F). sebagian cairan yang lain dipompa oleh Hot Ammonia Product Pump (125-J) sebagai umpan ammonia unit urea. Pada Flash Gas Chiller (126-C) ammonia yang masih dalam bentuk uap dapat dikondensasikan sehingga tidak ikut terbuang. Ammonia yang terkondensasi ini dimasukkan ke Refrigerant Flash Drum I (110-F). Gas inert yang terpisah dimanfaatkan sebagai fuel di Primary reformer (101-B). Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa



Laporan Kerja Praktek PT. Pupuk Kujang Cikampek (Persero)



53



Refrigerant Flash Drum I (110-F) beroperasi pada tekanan 6-6,7 Kg/cm2G. Flash drum ini menerima umpan dari Refrigerant Receiver (109-F) dan Flash Gas Chiller (126-C). Temperatur flash drum mencapai 10oC. Pada Flash Drum I cairan akan mengalami penguapan yang kuat. Uap yang terbentuk kemudian diumpankan ke kompressor 105-J. Kemudian, sebagian dari fase cairnya didinginkan lalu masuk Refrigerant Flah Drum II (111-F). Sebagian lainnya dikembalikan ke Refrigerant Flash Drum I (110-F). Pada refrigerant flash drum III, umpan masuk berasal dari Primary Ammonia Separator (107-F) serta Refrigerant Flash Drum II. Karena Refrigerant Flash Drum beroperasi pada tekanan yang lebih rendah (0,020,06 kg/cm2G), umpan masuk yang mempunyai tekanan tinggi pun mengalami flashing. Akibat dari flashing ini, terjadilah kesetimbangan fasa. Cairan yang mengalami penguapan dialirkan menuju Ammonia Refrigerant Compressor (105-J). sedangkan ammonia yang terkondensasi (-32,9oC) keluar dari bawah separator lalu dipompa oleh Cold Ammonia Product Pump (124-J) menuju Ammonia Storage (2101-F) 2.3.9



Unit Purge Gas Recovery (PGRU) Gas buang dari daur ulang sintesa amonia masih mengandung gas hidrogen dengan kadar yang cukup tinggi, oleh karena itu perlu diusahakan agar gas ini dapat diambil dan dimanfaatkan kembali. Purge gas recovery unit (PGRU) bertugas untuk memisahkan H2 dari gas-gas



lain untuk dimanfaatkan kembali di daur sintesis amonia



dan untuk keperluan lain. Unit ini didirikan untuk memanfatkan gs buang (purge gas) dari daur gas sintesa pabrik amonia yang sebagian besar mengandung gas hidrogen. Proses-proses yang dapat digunakan untuk memisahkan gas hidrogen dari purge gas antara lain:



Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa



Laporan Kerja Praktek 54



PT. Pupuk Kujang Cikampek (Persero) 1. Proses PSA (Pressure Swing Adsorption)



Proses ini didasarkan atas adrorpsi selektif, yaitu penyerapan komponen CH4, Ar, dan N2 oleh unggun adsorbent. Peralatan utamanya terdiri dari empat unggun adsorbent yang beroperasi secara bergantian yang masing-masingnya melakukan langkahlangkah adsorpsi, depresurisasi, purging dan represurisasi berdasarkan urutan yang diatur secara otomatis. 2. Proses Cyrogenic Separator Prinsip pemisahan proses ini didasarkan atas perbedaan titik embun. Operasi pemisahan dilakukan pada temperatur yang sangat rendah dalam cold box. Gas inert argon dan metan dapat dipisahkan



dari



hidrogen



dan



nitrogen



yang



selanjutnya



dikembalikan dalam daur sintesa amonia. Pendinginan hingga temperatur Cyrogenic dilakukan dengan flashing inert cair dan refrigerasi amoniak. 3. Proses Membran Separator Prinsip pemisahan proses ini adalah memanfaatkan perbedaan kecepatan difusi gas terhadap membran semipermeable. Gas hidrogen memiliki kecepatan difusi yang lebih tinggi dibandinkan gas nitrogen, argon dan metan yang merupakan komponen lain dari purge gas. Dari ketiga proses diatas PT Pupuk Kujang memilih proses membran separator, hal ini dilakukan dengan beberapa pertimbangan beberapa aspek yaitu : a. Aspek Ekonomi b. Aspek Proses dan Teknologi c. Aspek Operasi dan Pemeliharaan



Uraian Proses Sistem pemisahan purge gas terbagi atas tiga bagian utama, yaitu penyerapan



amonia



(pretreatment),



Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa



pemurnian



amonia



dengan



Laporan Kerja Praktek 55



PT. Pupuk Kujang Cikampek (Persero)



penyulingan (post treatment) dan pemisahan gas hidrogen dari gas bebas amonia dengan cara melewatkannya melalui membran semipermeable yang disebut prism separator. Prism Separator terdiri dari tiga tingkat pemisahan yaitu : 1.



Prism separator tingkat I, terdiri dari dua unt separator yang terpasang seri.



2.



Prism separator tingkat II, terdiri dari tujuh unit separator yang dipasang seri.



3.



Prism separator tingkat III, terdiri dari dua unit separator yang terpasang paralel. Unit prism separator berbentuk seperti shell and tube dari sebuah



alat penukar panas dengan serat membran yang berjumlah



100.000



buah yang seolah – olah terlihat seperti tube-nya. Serat membran berupa silinder berlubang dengan diameter luar 500 inch dan diameter dalam 200 inch yang terbuat dari polimer polysulfon. Jenis gas yang mempunyai permeabilitas tinggi akan terdifusi ke dalam serat dan akan mengalir berlawanan arah dengan gas di sisi luar (shell). Unit pemisah diletakkan vertikal sehingga gas non permeat mengalir ke atas, sedangkan gas yang kaya akan hidrogen bertekanan rendah akan mengalir ke bawah. Kerusakan serat membran ini dapat terjadi apabila kendungan amonia di dalam gas yang akan dipisahkan terlalu tinggi dan beda tekan sisi luar dan sisi dalam yang terlalu besar. Untuk mencegah hal ini, kandungan amonia dalam aliran gas dibatasi hingga 200 ppm dan beda tekan dibatasi dengan dipasangkan sistem interlock. Fenomena perpindahan massa komponen gas dalam polimer secara sederhana dapat ditunjukkan oleh persamaan berikut :



𝑄𝑄 = 𝐾𝐾. 𝐴𝐴. (𝑃𝑃2 − 𝑃𝑃1 ) Dimana : Q



= Volume Permeat



Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa



Laporan Kerja Praktek PT. Pupuk Kujang Cikampek (Persero) K



56



= Koefisien Permeabilitas



A



= Luas permukaan perpindahan massa



P1



= Tekanan parsial gas pada sisi luar



P2



= Tekanan parsial gas pada sisi dalam



Secara umum, nilai koefisien permeabilitas dipengaruhi oleh : 1. Kelarutan dan interaksi molekul gas dengan permukaan serat. 2. Difusi gas di sepanjang serat. 3. Desorbsi gas pada membran sisi tekanan rendah. Driving force pada mekanisme perpindahan ini adalah beda tekan parsial gas di dalam membran. Untuk mendapatkan driving force yang lebih besar, secara teknis dapat dilakukan dengan memperbesar tekanan di sisi luar atau memperkecil tekanan pada sisi dalam. Gas yang dilewatkan melalui sistem membran akan meresap sesuai dengan kecepatan permeabilitas masing – masing gas di dalam membran. 



Pretreatment Gas buang dari pabrik amonia diumpankan ke dalam scrubber (201)



dengan kecepatan alir 5700-12400 Nm3/jam, pada tekanan 120 kg/cm2G dan



temperature -7



C. Amonia dipisahkan dengan diserapkan



menggunakan kondensat dengan laju 400 kg/jam, yang mengalir secara counter-current sehingga dari dasar menara didapatkan larutan ammonia dengan kadar 20-30% yang kemudian dikirim ke sistem penyulingan. Gas bebas amoniak yang keluar dari puncak menara diumpankan ke bagian Prism Separator. 



Post Treatment Larutan ammonia dari dasar scrubber kemudian diumpankan ke



degasser untuk memisahkan gas-gas inert yang terlarut. Selanjutnya larutan yang keluar dari dasar degasser dipanaskan terlebih dahulu oleh Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa



Laporan Kerja Praktek 57



PT. Pupuk Kujang Cikampek (Persero) pemanas kondensat yang keluar dari dasar stripper pada suhu 127



C. Di



dalam stripper, umpan akan dikontakkan dengan sistem yang bertekanan 38 kg/m2G dan temperatur 230 C. Uap yang keluar dari puncak menara kemurnian tinggi kemudian diembunkan selanjutnya



dimasukkan



ke



reflux



di kondesar (201) dan



accumulator



(214)



dengan



perbandingan reflux dan produk sebesar 0,7. gas yang tidak mengembun keluar dari atas drum, sedangkan amonia cair diambil dari dasar accumulator dengan kemurnian 99,6% dan kapasitas 60 ton/hari untuk dikirimkan ke tangki penyimpanan amonia. 



Prism Separator Bagian ini terdiri dari atas 3 pemisahan, yaitu :



1.



Prism separator tingkat I, terdiri dari 2 buah separator disusun seri.



2.



Prism separator tingkat II, terdiri dari 7 buah separator disusun seri.



3.



Prism separator tingkat III, terdiri dari 2 buah separator disusun pararel. Prism separator tingkat I bertugas memisahkan gas H2 untuk



diumpan ke pemisah tingkat II dan III. Gas bebas amonia dengan kadar H2 61% sebanyak 10.200 Nm3/jam dimasukkan ke pemisah tingkat II, sabagian lagi ke pemisah tingkat III. Pemisah tingkat II menghasilkan H2 dengan kemurnian



90%. Hidrogen ini dikembalikan ke daur sintesis



amonia pada tekanan 65 kg/cm2G. Gas sisa dari pemisah tingkat II ini mengandung 10 % H2 yang dimanfaatkan sebagian bahan bakar. Pemisahan tingkat III ini dirancang untuk menghasilkan gas H2 dengan tingkat kemurnian tinggi, minimal 98%. Gas H2 murni ini digunakan sebagai sebagai bahan baku pembuatan Hidrogen Peroksida. Gas yang keluar dari puncak pemisah ringkat III masih mengandung H2 sebesaar 85%. Gas ini dikembalikan ke daur sintesa amonia pada tekanan 26 kg/cm2G.



Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa



Laporan Kerja Praktek 58



PT. Pupuk Kujang Cikampek (Persero)



Prism separator berbentuk seperti shell and tube Heat Exchanger dengan serat membran berjumlah kira-kira ±100.000 buah seolah-olah sebagai pipanya. Serat membran ini berupa silinder berlubang yang terbuat dari polimer Polysulfone. Gas dengan permeabilitas tinggi akan mendifusi kedalam serat dan masuk ke sisi dalam (pore) lalu mengalir berlawanan arah dengan gas yang dari sisi luar (shell). Unit pemisah diletakan vertikal sehingga gas non permeat akan mengalir



keatas



sedangkan gas yang kaya H2 dengan tekanan rendah akan mengalir kebawah. Kerusakan serat membran dapat terjadi jika kadar amonia dalam gas yang akan dipisahkan terlalu tinggi dan beda tekanan antara shell dan pore terlalu besar. Untuk mencegah hal ini kadar amonia dalam gas dibatasi 200 ppm (maksimal) dan beda tekanan dibatasi dengan sistem interlock. Dengan adanya Unit Purge Gas Recovery ini maka dapat diperoleh keuntungan sebagai berikut : 1.



Meningkatkan produksi amonia dengan tambahan sekitar 50-60 ton amonia per hari.



2.



Menurunkan tingkat pemakaian energi per ton produksi ammonia sekitar 0,3 MMKcal.



3.



Diperoleh hidrogen murni untuk pembuatan hidrogen peroksida.



4.



Menyediakan tambahan amonia untuk pembuatan asan nitrat dan ammonium nitrat.



5.



Dapat memproduksi larutan amonia dengan konsentrasi



Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa



Laporan Kerja Praktek PT. Pupuk Kujang Cikampek (Persero)



59



Gambar 4. Diagram alir Proses unit PGRU



2.4 Pupuk Urea dan Teknologi Pembuatan Pupuk adalah bahan yang ditambahkan pada media tanam atau tanaman untuk mencukupi kebutuhan hara yang diperlukan tanaman sehingga mampu berproduksi dengan baik. Material pupuk dapat berupa bahan organik ataupun non-organik. Pupuk mengandung bahan baku yang diperlukan pertumbuhan dan perkembangan tanaman. Pupuk urea adalah pupuk kimia yang mengandung unsure N yang tinggi. Unsur N merupakan zat hara yang sangat



diperlukan tanaman. Pupuk urea berbentuk butir-butir bewarba putih



yang bersifat sangat mudah menghisap air (higroskopis). Secara umum, karakteristik urea berdasarkan sifat fisik dan kimia adalah sebagai berikut:



Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa



Laporan Kerja Praktek PT. Pupuk Kujang Cikampek (Persero)



60



Tabel 12. Karakteristik Senyawa Urea Sifat Fisik Sifat Kimia 1. Tidak berwarna (putih) 1. Mudah terhidrolisis 2. Berbentuk jarum menjadi ammonium 3. ρ = 1.335 g/cm3 karbamat yang kemudian terurai menjadi ammonia 4. titik leleh dan karbondioksida 132.7⁰C 5. BM = 2. RumusMolekul NH2CONH2 60.06 g/mol 6. Kelarutan = 78 g/100 ml H2 O (Perry, 1984) Urea pertama kali ditemukan dalam urin pada tahun 1727 oleh ilmuwan Belanda Herman Boerhaave, meskipun penemuan ini sering dikaitkan dengan Perancis kimiawan Hilaire Rouelle. Pada tahun 1828, para Jerman kimiawan Friedrich Wöhler diperoleh urea dengan memperlakukan perak isosianat dengan amonium klorida. AgNCO + NH 4Cl → (NH 2)2 CO + AgCl Ini adalah pertama kalinya senyawa organik artifisial disintesis dari bahan awal anorganik, tanpa keterlibatan organisme hidup. Hasil penelitian ini secara implisit mendiskreditkan vitalisme teori, bahwa bahan kimia dari organisme hidup pada dasarnya berbeda dari benda mati. Wawasan ini sangat penting untuk pengembangan kimia organik. Dalam perkembangannya, teknologi pembuatan urea semakin maju dan mutakhir. Dan berikut ini adalah teknologi-teknologi pembuatan urea: 1. Du Pont Process Tipe proses ini adalah dehidrasi karbamat dengan mereaksikan ammonia dan air pada tekanan 400 atm dan temperature 200⁰C. Urea yang dihasilkan mempunyai perbandingan kandungan mol NH3 : CO2 : H2 O sebesar 5 : 1 : 0.73. 2. Pechyney Process Tipe proses ini adalah dehidrasi karbamat dengan mereaksikan ammonia dan air pada tekanan 200 atm dan suhu 180⁰C. Urea yang



Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa



Laporan Kerja Praktek PT. Pupuk Kujang Cikampek (Persero)



61



dihasilkan mempunyai kandungan mol NH3 : CO2 : H 2 O sebesar 2 : 1 : 0. 3. Stami Carbon atau State Mines (DSM) Tipe proses ini adalah dehidrasi karbamat dengan mereaksikan ammonia dan air pada tekanan 225 atm dan suhu 180⁰C. Urea yang dihasilkan mempunyai kandungan mol NH3 : CO2 : H 2 O sebesar 2 : 5 : 1. 4. Allied Chemical Tipe proses ini adalah tidak mereaksikan karbamat tapi dengan mengembalikan ammonia dan karbondioksida melalui Mono Etanol Amin (MEA), sistem pada tekanan 275 atm dan temperatur 205⁰C. Urea yang dihasilkan mempunyai kandungan mol NH3 : CO2 : H2O sebesar 4 : 1 : 0. 5. Chemico Thermo Urea Process Tipe operasi ini adalah gas ammonia, air, dan karbondioksida dikompresikan dan dikembalikan lagi pada tekanan 275 atm dan temperatur 210⁰C. 6. Mitsui Toatsu Total Recycle C Improved Proses ini adalah teknologi yang digunakan pada unit urea 1-A. Proses ini terdiri dari tahapan proses yaitu seksi sintesis, purifikasi, kristalisasi, recovery, dan pembutiran. 7. Ases 21 Pada proses ini ada empat tahapan proses meliputi sintesa urea, purifikasi, recovery, evaporasi, dan pembutiran. Pada proses ini tidak adanya pembentukan kristal urea seperti pada proses total recycle. Karena kadar urea yang keluar dari evaporator mencapai 99% sehingga langsung dibutirkan di Prilling Tower. 2.5 Bahan Baku Pembuatan Urea Bahan baku utama pembuatan urea adalah ammonia dan Karbondioksida (CO2). Karakteristik ammonia dan karbondioksida berdasarkan sifat fisik dan Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa



Laporan Kerja Praktek 62



PT. Pupuk Kujang Cikampek (Persero) kimia dapat dilihat pada tabel 13. Tabel 13. Karakteristik Sifat Fisik dan Kimia Bahan Baku. Sifat Ammonia CO2 1. Tak berwarna 1. BM 44.01 g/mol 2. ρ = 1800 Kg/cm3 2. BM 17.03 g/mol 3. ρ = 603 Kg/m3 3. titik lebur -56.6⁰C 4. titik didih -78.5⁰C 4. titik didih Sifat Fisik 33.4⁰C (1.0256 Kg/cm2) 5. titik lebur -77.7⁰C 6. bakar 650⁰CNH3 1. titik Rumus molekul 1. Bersifat asam 2. Jika bereaksi 2. Banyak Sifat Kimia dimanfaatkan dengan asam untuk menjadi garam mengendalikan pH air limbah



2.6 Proses Urea Plant Unit urea merupakan unit yang bertugas untuk memproduksi urea butir (prill) dari reaksi antara amonia cair dan gas karbondioksida



yang telah



diproduksi di unit amonia. Proses pembutan urea yang digunakan PT. Pupuk Kujang adalah proses Mitsui Toatsu Total Recycle C Improved yang memiliki ciri-ciri yaitu mudah operasinya, rendah modal pembuatannya, rendah biaya operasinya dan tinggi kualitas produksinya. Proses tersebut merupakan modifikasi dari proses total recycle solution process yang merecycle kembali gas-gas yang belum bereaksi sebagai larutan karbamat dan direcycle ke reaktor urea. Kapasitas produksi unit urea milik PT. Pupuk Kujang adalah 1.725 MT/hari atau 570.000 MT/tahun. Secara garis besar, proses pembuatan urea terdiri dari 4 unit yang saling berkaitan satu sama lain yaitu; 1. Unit sintesa urea 2. Unit pemurnian atau purifikasi 3. Unit recovery Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa



Laporan Kerja Praktek PT. Pupuk Kujang Cikampek (Persero) 4. Unit kristalisasi 5. Unit prilling/pembutiran



Gambar 5. Diagram Proses Pembuatan Urea Tahap proses pembuatan urea: 1. Unit Sintesa. 2. Unit Pemurnian. a. High Pressure Decomposer (HPD) b. Low Pressure Decomposer (LPD) c. Gas Separator 3. Unit Recovery. a. off gas condenser section b. off gas absorber section c. low pressure absorber section d. high pressure absorber section e. ammonia condenser f. 4.



amonia recovery absorber (ARA) Unit Kristalisasi dan Prilling/Pembutiran.



a. Crystalizer b. Centrifuge c. Fluidized Dryer d. Prilling Tower Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa



63



Laporan Kerja Praktek 64



PT. Pupuk Kujang Cikampek (Persero)



Pabrik ini memproduksi pupuk urea, dengan bahan baku amonia dan karbondioksida (CO2) yang dihasilkan di pabrik amonia. Proses yang digunakan adalah Mitsui Toatsu Total Recycle C Improved dengan kapasitas terpasang 1.725 ton/hari. Spesifikasi produk urea yang dikehendaki adalah sebagai berikut : 



Kandungan Nitrogen



: 46%







Air



: 0,3% berat (max)







Biuret



: 0,5% berat (max)







Fe



: 1 ppm (max)







NH3 bebas



: 150 ppm (max)







Ukuran butir



: 6-18 mesh 95% (min), diharapkan dengan ukuran 18 US mesh, dan 25 mesh 2% (max)







kandungan karbon



Urea



diproduksi



: + 53 %



melalui



reaksi



eksotermis



dari



amonia



dan



karbondioksida lalu membentuk ammonium karbamat, kemudian diikuti reaksi dehidrasi endotermis dari sebagian ammonium karbamat membentuk urea. (1) 2NH3(g) + CO2(g) (2) NH2COONH4(l)



NH2COONH4(l)



HR(298 K) = -38 Kcal/mol



NH2CONH2(l) + H2O(l)



HR(298 K) = +7,7 Kcal/mol



Kedua reaksi itu merupakan reaksi kesetimbangan dan bersifat reversibel. Reaksi pembentukan berlangsung sampai habis pada kondisi reaksi biasa, sedangkan reaksi dekomposisi yang terjadi adalah hanya terdekomposisi sebagian atau tidak sempurna. Variabel – variabel yang mempengaruhi reaksi adalah suhu, tekanan, komposisi feed dan waktu reaksi. Konversi ammonium karbamat menjadi urea berlangsung hanya dalam fasa cairan, sehingga diperlukan tekanan yang tinggi. Suhu dan tekanan tinggi meningkatan konversi menjadi urea. Reaksi di atas dijalankan pada suhu 195oC dan tekanan 200



Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa



Laporan Kerja Praktek 65



PT. Pupuk Kujang Cikampek (Persero)



kg/cm2. Reaksi samping yang tidak diinginkan adalah pembentukan dimmer yang dinamakan biuret, (NH2CONHCONH2.H2 O) yang kadarnya tidak boleh tinggi karena bersifat racun (toxic) dan mengganggu pertumbuhan tanaman. Berikut ini adalah spesifikasi reaktan yang diperbolehkan pada proses sintesa urea. Tabel 14. Spesifikasi Reaktan Sintesa Urea yang Diizinkan Ammonia Cair Karbondioksida min 99.5% % wt NH3 min 98.5% v CO2 min 0.5% wt H2O Kadar air jenuh minyak maks. 5 ppm sulfur maks. 1 ppm(b/b) P =18 Kg/cm2 P = 1.6 Kg/cm2 T= 25-30⁰C Jumlah normal = 40983Kg/jam design = 49180 Kg/jam 2.6.1



T = 38⁰C Jumlah normal = 27450 Kg/jam design = 32940 Kg/jam



Unit Sintesa Urea Proses pembuatan urea pada unit ini dilakukan dengan cara mereaksikan amonia cair dengan gas karbondoksida yang diperoleh dari unit amonia, serta larutan karbamat dari recycle unit recovery di dalam reaktor urea (DC-101). Reaksi pembentukan urea yang terjadi di dalam reaktor terdiri dari dua tahap yaitu reaksi pembentukan amonium karbamat, diikuti reaksi dekomposisi amonium karbamat menjadi urea dan air. Reaksinya sesuai dengan persamaan berikut: 2NH3 + CO2 ↔ NH2COONH4



HR(298 K)= + 38.3



kkal/mol NH2COONH4 ↔ NH2CONH2 + H2 O



HR(298 K)= - 7.8 kkal/mol



Konversi amonium karbamat menjadi urea hanya bisa berlangsung dalam fasa cair sehingga diperlukan temperatur dan tekanan yang tinggi. Temperatur dan tekanan yang tinggi akan menaikkan konversi amonium Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa



Laporan Kerja Praktek 66



PT. Pupuk Kujang Cikampek (Persero)



karbamat menjadi urea. Urea diproduksi melalui reaksi eksotermis yang tinggi dari amonia cair dan karbondioksida untuk membentuk amonium karbamat. Kemudian diikuti dengan dekomposisi amonium karbamat menjadi urea yang merupakan reaksi eksotermis. Reaksi pertama dapat terkonversi 100%, sedangkan reaksi kedua hanya terkonversi 70%, karena di dapatkan produk samping seperti biuret, amonium berlebih dan air. Reaktor urea yang digunakan adalah reaktor jenis bejana tegak bertekanan tinggi dengan volume yang cukup untuk mengadakan reaksi sintesa sampai mencapai kesetimbangan. Karena sifat korosi dari zat-zat pereaksi dan produk maka dinding reaktor ini dibuat dari carbon steel yang dilapisi dengan stainless steel sebagai lining, yang dilengkapi traytray yang dipasang secara berurutan sebanyak 12 buah, tetapi yang sekarang aktif digunakan hanya 11 buah. Sesuai desain operasi berlangsung pada tekanan 200 kg/cm2G dan temperatur 195oC dengan waktu tinggal paling baik adalah (residence time) 25 menit. Konversi pada reaktor urea ini dipengaruhi oleh temperatur, tekanan, rasio umpan dan jumlah air sehingga keempat faktor tadi harus dijaga agar konversi pembentukan urea bisa dioptimalkan. Variabel utama yang mempengaruhi reaksi ini adalah: a. Temperatur Pada kondisi yang optimal temperatur di dalam reaktor sekitar



195-200oC



yaitu



temperatur



dimana



konversi



adalah



mendekati



keseimbangan dengan waktu tinggal 0,3-1 jam. Temperatur di reaktor dapat dikontrol dengan mengatur jumlah amonia dan larutan karbamat recycle yang masuk reaktor. Selain itu dapat juga dengan mengatur temperatur amonia umpan di EA-101. Temperatur di reaktor dicatat oleh suatu temperatur recorder yang sensornya mengambil tempat disepanjang Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa



Laporan Kerja Praktek 67



PT. Pupuk Kujang Cikampek (Persero) reaktor. b. Tekanan



Tekanan optimum yang diambil untuk ini adalah sekitar 200 Kg/cm2G, pemilihan tekanan operasi ini



juga



dipertimbangkan



berdasarkan reaksi ammonium karbamat menjadi urea hanya terjadi pada fase cair. Fase ini dapat dipertahankan dengan operasi pada tekanan tinggi dan temperatur tinggi. c. Perbandingan NH3 : CO2 Selain dapat mengatur dalam reaktor, maka jumlah amonia dapat pula mempengaruhi reaksi secara langsung. Adanya amonia berlebih akan mempercepat reaksi, selain itu amonia berlebih akan membentuk biuret. terbentuknya biuret sangat tidak diinginkan karena senyawa ini merupakan racun bagi tanaman. d. Jumlah air Jumlah air akan mempengaruhi reaksi (penguraian karbamat menjadi urea dan air). Adanya air akan mengurangi konversi terbentuknya urea. Secara garis besar proses pembentukan urea di unit sintesa adalah sebagai berikut: 



Amonia cair sebagai make up yang berasal dari unit amonia ditampung



dalam



ammonia



reservoir



(FA-401).



Didalam



ammonia reservoir ini make up amonia bercampur dengan ammonia recovery dari ammonia condensser (EA-404 A/D). Gas inert yang terdapat dalam make up dipisahkan oleh gas releaser. 



Amonia cair dari ammonia reservoir dinaikan tekanannya oleh amonia boost up pump (GA-404 A/B) tipe sentrifugal hingga tekanan mencapi 23 kg/cm2G dan temperatur ± 63oC.







Amonia dipompakan lagi oleh liquid ammonia feed pump (GAJurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa



Laporan Kerja Praktek PT. Pupuk Kujang Cikampek (Persero)



68



101 A-D) tipe reciprocating hingga tekanannya 200 kg/cm2. Kemudian diumpankan melalui bagian bawah reaktor urea (DC101) untuk direaksikan dengan gas karbondioksida. 



Sebelum masuk ke reaktor, amonia cair terlebih dahulu dipanaskan di ammonia preheater no. 1 (EA-101) dengan menggunakan hot water (93oC) sebagai media pemanasnya hingga dicapai suhu sekitar 30-32oC. Dan pada ammonia preheater no. 2 (EA-102) yang menggunakan steam condensate sebagai media pemanasnya, hingga dicapai suhu sekitar 81oC. Kedua pemanas ini dipasang seri. Tujuan pemanasan ini adalah untuk menjaga temperatur pada top reactor sekitar 195oC.







Gas karbondioksida yang dikirim dari unit amonia pada tekanan 0,65 kg/cm2G dan temperatur 38oC dipisahkan terlebih dahulu airnya di separator (FA-161) untuk menghilangkan partikelpartikel padat, kondensat dan tetes cairan. Oksigen sebanyak 2500 ppm sebagai anti korosi diinjeksikan ke dalam gas CO2.







Gas CO2 dikompresikan dari 0,65 kg/cm2G hingga 27 kg/cm2G dengan menggunakan CO2 boost up compressor (GB-102) tipe multi stage centrifugal dengan penggerak turbin uap (GB-102T). Melalui 3 tingkat yaitu dari 0 kg/cm2G menjadi 3 kg/cm2G, dari 3 kg/cm2G menjadi 9 kg/cm2G dan dari 9 kg/cm2G menjadi 27 kg/cm2G. Dalam setiap tingkat terjadi peningkatan suhu sehingga harus diturunkan lagi dengan intercooler agar tidak merusak compressor, terakhir masuk aftercooler.







Kemudian ditekan lagi dengan CO2 compressor (GB-101 A/B) tipe two stage reciprocating dengan penggerak turbin uap (GB101T) hingga tekanannya mencapi 200 kg/cm2G. Penekanan ini melalui 2 tingkat yaitu dari 26 kg/cm2G menjadi 75 kg/cm2G dan dari 75 kg/cm2G menjadi 200 kg/cm2G, kemudian diumpankan ke dalam reaktor sintesis urea melalui bagian bawah.



Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa



Laporan Kerja Praktek PT. Pupuk Kujang Cikampek (Persero) 



69



Selain amonia cair dan gas karbondioksida, ke dalam reaktor juga dimasukkan larutan amonium karbamat hasil recycle unit recovery yang berasal dari high pressure absorber cooler (HPAC) (EA401). Ammonium karbamat dipompakan dengan menggunakan recycle



solution boost up pump (GA-401) tipe sentrifugal. Kemudian dengan menggunakan recycle solution feed pump (GA-102) dimasukkan ke reaktor dengan tekanan sekitar 200 kg/cm2G dengan temperatur 123oC melalui bagian bawah reaktor. Selama sintesa urea berlangsung, terjadi pula reaksi samping, yaitu urea yang terbentuk dapat terurai menjadi biuret dan amonia sesuai dengan persamaan reaksi:



2NH2CONH2



NH2CONHCONH2 + NH3



Biuret merupakan senyawa yang tidak diinginkan karena merupakan racun bagi tanaman sehingga kadarnya harus dikurangi. Untuk mencegah penguraian urea, maka perbandingan mol antara amonia cair dengan gas karbondioksida yang masuk ke dalam reaktor harus dijaga. Dalam persamaan di atas dapat terlihat bahwa biuret dapat terbentuk bila kadar amonia rendah. Produk dari reaktor sintesis urea yaitu urea, biuret,



amonium



karbamat, air, dan amonia berlebih. Semua produk ini berfasa cair pada kondisi normal reaktor. Produk hasil reaksi keluar dari bagian atas reaktor kemudian di flash melalalui let down flash (PCV-101) masuk ke dalam High Pressure Decomposer (DA-201) yang beroperasi pada tekanan 17 kg/cm2G. Panas sensible dari zat cair digunakan untuk menguraikan sebagian amonium karbamat menjadi NH3 dan CO2. Produk ini masuk ke



Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa



Laporan Kerja Praktek 70



PT. Pupuk Kujang Cikampek (Persero)



dalam High Pressure Decomposer (DA-201) pada suhu sekitar 126oC. Diagram Unit Sintesa Urea dapat dilihat pada gambar 6.



Gambar 6. Blok Diagram Unit Sintesa Urea 2.6.2



Unit Purifikasi Produk yang keluar dari reaktor urea tidak hanya mengandung urea



melainkan



mengandung senyawa



lain



seperti



amonia



dan



karbondioksida yang tidak bereaksi, amonium karbamat yang tidak terdekomposisi, air dan biuret dari reaksi dekomposisi urea. Campuran ini mengalir ke unit dekomposisi, dimana semua amonia berlebih dan ammonium karbamat dipisahkan sebagai gas-gas dari larutan urea dengan cara thermal dekomposisi (penguraian dan pemanasan) dalam High Pressure Decomposer (HPD) (DA-201), Low Pressure Decomposer (LPD) (DA-202), dan gas separator (DA-203). Unit ini berguna untuk memisahkan urea dari air, amonium karbamat dan



kelebihan



amonia



dari



hasil



reaksi



dengan



cara



dipanaskan dan tekanannya diturunkan. Di sini ammonium karbamat akan terurai menjadi gas amonia dan gas karbondioksida. Dengan persamaan reaksi sebagai berikut: NH4COONH2(l) Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa



CO2(g)



Laporan Kerja Praktek 71



PT. Pupuk Kujang Cikampek (Persero)



Dekomposisi urea dilakukan pada temperatur 120oC sampai 165oC. Selama dekomposisi, hidrolisa urea terjadi dengan reaksi sebagai berikut: NH2CONH2(l) + H2O



CO2(g) + 2NH3(g)



Hidrolisa mengakibatkan berkurangnya urea yang



dikehendaki



sebagai produk, maka kondisi harus dijaga agar kehilangan produk dapat diperkecil. Hidrolisa mudah terjadi pada temperatur tinggi, tekanan rendah dan waktu tinggal yang lama. Oleh karena itu alat-alat dekomposisi harus dijaga kondisi operasinya agar diperoleh urea dengan hasil baik. Unit purifikasi ini bertujuan untuk memisahkan urea dari produk samping reaksi di unit sintesa (amonium karbamat dan amonia berlebih) melalui tiga tahap yaitu pada tekanan 17 kg/cm2G di HPD (DA-201), 2,5 kg/cm2G di LPD (DA-202), dan tekanan atmosfir di gas separator (DA203). Penurunan tekanan berulang digunakan untuk mengurangi terjadinya reaksi samping yang tidak dikehendaki. a) High Pressure Decomposer (DA-201) High Pressure Decomposer terdiri dari dua bagian, yaitu bagian atas berupa empat buah sieve tray dan bagian bawah berupa falling film heater. HPD juga memiliki tiga bagian utama dalam prosesnya yaitu flashing section, stripping section dan decomposer section (falling film heater) dengan temperatur masing-masing bagian secara berturut-turut adalah 123oC, 151oC dan 165oC Secara garis besar, proses yang terjadi di HPD adalah sebagai berikut: 



Campuran zat-zat dari reaktor urea pada suhu kira-kira 195oC dengan tekanan 200 kg/cm2G, masuk kebagian sebelah atas dari HPD yang beroperasi pada tekanan 17 kg/cm2G dan temperatur Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa



Laporan Kerja Praktek PT. Pupuk Kujang Cikampek (Persero)



72



145oC melalui pipa yang menjorok ke dalam ruangan. 



Cairan yang memiliki tekanan sekitar 200 kg/cm2 akan mengalami flashing begitu memasuki High Pressure Decomposer sehingga cairan akan terpisah menjadi dua fasa yaitu fasa cair dan fasa uap. Hal ini terjadi di bagian atas High Pressure Decomposer. Komponen- komponen yang lebih mudah menguap akan terpisah dari larutan. Komponen tersebut sebagian besar adalah gas amonia, sehingga excess amonia akan keluar melalui bagian atas High Pressure Decomposer, sedangkan larutannya terus turun ke bawah melalui 4 buah sieve tray yang terdapat pada bagian tengah HPD (stripping section).







Sedangkan gas-gas bersuhu tinggi (165oC) yang berasal dari reboiler High Pressure Decomposer dan falling film heater berkontak dengan larutan yang mengalir ke bawah. Panas sensible gas dan panas kondensasi uap air digunakan untuk menguapkan amonia berlebih dan mendekomposisi amonium karbamat menjadi CO2 dan NH3 . Pada proses ini penguapan air ditekan sedikit mungkin sehingga konsumsi steam menjadi rendah dan untuk menjaga agar air dalam recycle karbamat menjadi sedikit.







Proses dekomposisi ini dibantu dengan adanya peningkatan temperatur oleh HPD reboiler (EA-201) dengan medium steam bertekanan 12 kg/cm2G. Di dalam reboiler HPD larutan dipanaskan hingga semua sisa amonia dan amonium karbamat diubah menjadi gas, selanjutnya larutan dikembalikan lagi ke bagian atas tray. Suhu bagian tengah HPD dijaga pada suhu 151oC oleh temperature control. Kemudian larutan dari reboiler dipanaskan hingga 165oC pada bagian bawah HPD (falling section), dimana larutan melewati tube-tube pemanas dalam Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa



Laporan Kerja Praktek PT. Pupuk Kujang Cikampek (Persero)



73



bentuk film. Pemanasan terjadi karena adanya falling film heater yang menggunakan high pressure steam (HPS) sebagai pemanas. Falling film heater digunakan untuk memperkecil waktu tinggal larutan yang ada di dalam heater, dengan tujuan untuk mengurangi pembentukan biuret dan mengurangi hidrolisis urea. 



Pada bagian bawah HPD diinjeksikan udara (air passivasi) yang dipompakan untuk sebagai pelindung korosi didalam HPD. Gasgas yag keluar dari bagian atas HPD masuk ke dalam high pressure absorber cooler (EA-401). Sedangkan larutan dari dasar HPD mengalir ke bagian atas Low Pressure Decomposer (DA202) pada tekanan 17 kg/cm2G dan temperatur 165oC, yang sebelumnya didinginkan melalui Low Pressure Decomposer heat exchanger (EA- 203).



Waktu tinggal cairan di dalam decomposer tidak boleh terlalu lama karena dapat menyebabkan urea terdekomposisi menjadi biuret dan amonia. Kondisi pemurnian disini dilakukan dengan kondisi suhu tinggi dan tekanan yang rendah. b) Low Pressure Decomposer Alat ini berfungsi untuk menyempurnakan dekomposisi setelah keluar dari High Pressure Decomposer (DA-201). Low Pressure Decomposer beroperasi pada tekanan 2,5 kg/cm2G dan temperatur 117oC (top) sampai 115oC (bottom) dan memiliki dua bagian utama, yaitu bagian atas 4 buah sieve tray dan bagian bawah packed bed berupa raschig ring sebagai tempat kontak antara gas pelucut dengan larutan dari bagian atas LPD. Secara garis besar proses yang terjadi di dalam LPD adalah sebagai berikut:  Larutan karbamat dari High Pressure Decomposer akan Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa



Laporan Kerja Praktek PT. Pupuk Kujang Cikampek (Persero)



74



mengalami flashing ketika memasuki Low Pressure Decomposer. Campuran hasil flashing yang berasal dari low pressure absorber (EA-402) dimasukkan ke bagian atas Low Pressure Decomposer. Di dalam LPD larutan diturunkan tekanannya dari 17 kg/cm2 menjadi 2,5 kg/cm2.



 LPD menggunakan low pressure steam 7 kg/cm2 sebagai media pemanas pada LPD reboiler (EA-202). Untuk lebih menyempurnakan pemisahan gas CO2 dan NH3 dalam LPD, maka gas CO2 digunakan sebagai media pelucut utama yang diinjeksikan ke dalam LPD dengan menggunakan CO2 booster compressor (GB- 102) dari unit sintesa. Kenaikan laju injeksi perlu dihindari karena akan mempertinggi kandungan



CO2 di dalam larutan low pressure absorber (EA-402) sehingga temperatur solidifikasi larutan dalam LPA menjadi naik.  Gas-gas yang terbentuk keluar dari LPD kemudian dikirim ke low pressure absorber (EA-402) pada tekanan 2,5 kg/cm2  Secara umum, cairan yang terbentuk dari hasil flashing akan mengalami proses yang sama seperti cairan yang dihasilkan di High Pressure Decomposer. Untuk mencegah agar urea yang telah terbentuk tidak terurai menjadi biuret, maka dari bagian bawah LPD diinjeksikan gas karbondioksida. Cairan keluaran Low Pressure Decomposer yang memliki tekanan 2,5 kg/cm2 dan temperatur 115oC kemudian dikirim ke gas separator (DA-203) untuk diproses lebih lanjut.



c) Gas Separator (DA-203) Hampir semua amonia berlebih dan amonium karbamat yang masuk ke dalam gas separator (DA-203) sudah dipisahkan dari



Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa



Laporan Kerja Praktek 75



PT. Pupuk Kujang Cikampek (Persero)



larutannya. Gas separator ini terdiri dari dua bagian, yaitu bagian atas dioperasikan pada temperatur 106oC dengan tekanan 0,3 kg/cm2G, dan bagian bawah berupa packed bed bertekanan atmosferis dengan temperatur 92oC. Sisa-sisa gas amonia dan karbondioksida yang jumlahnya tinggal sedikit dihilangkan dari larutan urea dengan cara mengurangi tekanan dan di stripping oleh udara yang mengandung sedikit sekali amonia dan air. Hal ini dilakukan dengan menghembuskan udara dari bagian bawah gas separator melalui suatu distributor yang berada dibawah packed bed, dengan menggunakan off gas circulation blower (GB-401). Gas-gas yang keluar dari bagian atas dan bagian



bawah



digabungkan dan masuk melalui pipa 18 (MG-203) ke dalam off gas condenssor (EA-406). Larutan urea keluaran gas separator yang memiliki konsentrasi 70–75% berat kemudian dikirim ke unit pembutiran dan pengkristalan. Suhu bagian bawah separator (DA203) di atur 92oC dengan menggunakan steam bertekanan rendah (4,0 kg/cm2G) yang dihasilkan di flash drum. 2.6.3



Unit Recovery Dalam proses mitsui toatsu recycle solution, gas-gas yang tidak bereaksi dikembalikan dalam bentuk larutan. Unit recovery bertugas untuk mengambil kembali amonia berlebih dan amonium karbamat yang telah terurai menjadi amonia dan karbondioksida dari unit purifikasi untuk dikembalikan ke reaktor sintesis urea (DC-101) dan direaksikan kembali. Ada 2 metode untuk me-recovery gas-gas yang belum bereaksi, yaitu: a. Memisahkan dan mengembalikannya sebagai gas-gas. b. Mengembalikan gas-gas tersebut sebagai larutan atau slurry



Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa



Laporan Kerja Praktek 76



PT. Pupuk Kujang Cikampek (Persero)



Proses yang terjadi di unit recovery adalah proses penyerapan gasgas dari High Pressure Decomposer (DA-201), Low Pressure Decomposer (DA- 202), dan Gas Separator (DA-203). Gas dari HPD diabsorbsi di high pressure absorber (HPA, DA-401), gas dari LPD diabsorbsi di low pressure absorber (LPA, EA-402), dan gas dari gas separator diserap di off



gas absorber (OGA, DA-402). Karena reaksi penyerapan adalah



reaksi eksotermis, maka penyerapan ini dilakukan pada temperature yang cukup rendah yaitu sekitar 45oC. Proses recovery yang dilakukan oleh PT. Pupuk Kujang adalah mengembalikan gas-gas yang belum bereaksi dalam bentuk larutan amonium karbamat. Dalam proses recovery digunakan penyerap berupa larutan urea (mother liquor) dan air. a) High Pressure Decomposer Recovery System Gas panas dari HPD diumpankan ke bagian bawah high pressure absorber cooler (EA-401). Di sini terjadi penyerapan CO2 oleh slurry dari high pressure absorber (DA-401) kurang lebih 65% dari seluruh CO2 yang berasal dari HPD. Sebagai media penyerapnya adalah larutan karbamat dari kick back recycle solution feed pump (GA- 102 A/B) yang beroperasi pada temperatur ±85oC dan tekanan 17 kg/cm2G. High pressure absorber cooler yang dirancang dalam bentuk 4 buah shell and tube yang disusun vertikal seri dengan aliran counter current. Alat ini mampu menyerap gas karbondioksida dari gas keluaran High Pressure Decomposer sebanyak 65%. penyerapan terjadi dalam shell, sedangkan media



Peristiwa



pendinginnya



mengalir melalui tube-tube. Media pendingin yang digunakan di high pressure absorber cooler ada 3 jenis, yaitu:



Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa



Laporan Kerja Praktek 77



PT. Pupuk Kujang Cikampek (Persero) a. Larutan sirkulasi urea dari crystalizer (FA-201) yang dapat mengambil kelebihan panas sekitar 65 %. b. Hot water yang dapat mengambil kelebihan panas sekitar 28%.



c. Cooling water yang dapat mengambil kelebihan panas sekitar 7%. Laju



alir



pendingin



dapat



berubah-ubah



sesuai



dengan



kebutuhan. Temperatur di HPAC dijaga pada temperatur 98oC dengan tekanan 17 kg/cm2G, hasil penyerapan berupa larutan ammonia karbamat yang kemudian dipompakan kembali ke



dalam reaktor



sintesis urea (DC-101) sebagai recycle. Sedangkan gas yang tidak terserap mengalir ke High Pressure Absorber (DA-401). Hasil absorbsi high pressure absorber cooler berupa larutan karbamat yang kemudian dipompa ke reaktor sintesis urea untuk direaksikan kembali oleh recycle solution pump (GA-102 A/B). Gas keluaran high pressure absorber cooler dikirim ke high pressure absorber untuk menyerap gas NH3 yang terkandung di dalamnya. High pressure absorber terdiri dari 2 bagian utama yaitu bagian atas yang berupa 4 buah tray dan bubble cap dan bagian bawah yang berupa packed bed yang berisi raschig ring yang beroperasi pada temperatur 47oC dan tekanan 16 kg/cm2G. Di High Pressure Absorber gas amonia akan terserap dan kemudian dikirim ke amonia condensor (EA-404 A/B) untuk didinginkan hingga menjadi amonia cair. Amonia cair ini selanjutnya dikirim ke amonia reservoir (FA-401). Gas yang tidak terserap di HPAC masuk dari samping bawah HPA melalui pendingin (intercooler) di dalamnya, kemudian naik ke atas dan mengalami kontak dengan cairan penyerap di packed bed dan jajaran tray. Sebagai media absorbs pada LPA (EA-401) digunakan dua aliran, yaitu:



Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa



Laporan Kerja Praktek PT. Pupuk Kujang Cikampek (Persero)



78



1. Larutan hasil absorbsi dari LPA (EA-402) yang dipompa oleh HPA pump (GA-402) yang kemudian dicampur dengan amonia cair dari amonia reservoir (FA-401). Larutan ini dipompakan antara packed bed dan tray. 2. Larutan amonia yang berasal dari amonia recycle absorber (EA- 405). Larutan ini dipompakan oleh amonia pump (GA405) ke bagian atas tray pada HPA (DA-401). Dengan sistem penyerapan yang demikian ini maka praktis CO2 yang belum terserap di HPAC akan terserap di sini. Kondisi operasi dijaga tetap pada temperatur 47oC dan tekanan 16,5 kg/cm2G. Larutan hasil penyerapan berupa slurry yang keluar dari bagian bawah HPA selanjutnya digunakan sebagai media penyerap di HPAC (EA-401). Gas yang lolos dari penyerapan berupa gas amonia murni yang akan dikondensasikan di ammonia condenser (EA-404) untuk kemudian disimpan di ammonia reservoir. Dan gas yang tak terkondensasi selanjutnya terabsorpsi pada ammonia recovery absorber (EA-405) dengan absorben steam condensate. Larutan amonia yang terbentuk masih ditambahi amonia cair dari luar yang selanjutnya dapat dipakai sebagai absorben pada HPA (DA-401). Larutan hasil absorbsi yang keluar dari HPAC (EA-401) dipompakan oleh recycle solution boost-up pump (GA-401) dan recycle solution feed pump (GA-102) menuju reactor sintesis urea (DC-101). b) Low Pressure Decomposer Recovery System Gas-gas yang keluar dari Low Pressure Decomposer dikondesasi dan diserap dengan sempurna dalam low pressure absorber/LPA (EA402), dengan cara bubbling (penggelembungan) melalui pipa sparger di dasar permukaan cairan. Low pressure absorber beroperasi pada



Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa



Laporan Kerja Praktek 79



PT. Pupuk Kujang Cikampek (Persero)



tekanan



2,2



kg/cm2G



dan



temperatur



dijaga



konstan



45oC



dengan mengatur laju alir air pendingin. LPA menggunakan larutan induk dari mother liquor tank (FA-203). Sebagai absorbent (bahan penyerapnya) adalah larutan karbamat encer dari off gas absorber (DA-402) yang telah diencerkan dengan steam kondensat. Hal ini berfungsi untuk menjaga temperatur di LPA (EA-402) kira-kira 45oC dan tekanan 2,2 kg/cm2G. Tekanan dalam LPA (EA-402) sangat penting untuk dikontrol. Tekanan yang melebihi 2,2 kg/cm2G akan menyebabkan penguraian di dalam Low Pressure Decomposer (DA-202) tidak mencukupi, sehingga membutuhkan penguraian lebih lanjut di dalam gas separator. Sebaliknya bila tekanan terlalu rendah akan dapat menyebabkan kesukaran pada pengiriman larutan dari Low Pressure Decomposer (DA- 202) ke gas separator (DA-203). Larutan recycle dan LPA (EA402) dipompakan oleh high pressure absorber pump (GA-402) melalui mixing cooler (double tube cooler) dan masuk ke high pressure adsorber (DA-401). Gas inert dari packed bed yang keluar dari gas separator (DA203), dikirim ke off gas separator (EA-406) dan yang tidak terkondensasi diabsorbsi di off gas absorber (DA-402). Larutan yang keluar off gas adsorber sebagian digunakan sebagai absorbent di LPA (EA-402) dan sebagian lagi dikembalikan lagi ke off gas absorber. c) Off Gas Recovery System Gas-gas dari gas separator (DA-203) masuk ke dalam off gas condenser (EA-406) dan didinginkan sampai 61oC, lalu ditampung dalam off gas absorber tank (FA-403) kemudian dipompakan oleh off gas absorber pump (GA-408). Untuk dikirim ke off gas absorber (DA402) yang beroperasi pada temperatur 45oC dengan tekanan atmosfer, Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa



Laporan Kerja Praktek 80



PT. Pupuk Kujang Cikampek (Persero)



setelah terlebih dulu didinginkan dalam off gas final cooler (EA-408) sampai temperatur 36oC. Larutan ini bertindak sebagai absorben bagi gas yang tidak terabsorbsi di LPA (EA-402). Off gas absorber (DA-402) merupakan suatu kolom isian yang terdiri dari dua buah packed bed. Sejumlah amonia dan CO2 diserap dan dikondensasikan dalam packed bed bagian bawah oleh larutan recycle yang keluar dari bawah off gas absorber (DA-402) yang sebelumnya telah didinginkan dalam off gas absorber cooler (EA-407). Gas dan udara dari puncak off gas absorber dihembuskan ke dalam gas separator (DA-203) sebagai media stripping oleh off gas circulation blower (GB-401), setelah dicampur dengan udara baru pada section blower tersebut. Larutan hasil penyerapan di bagian bawah off gas absorber (DA402) dipisahkan menjadi dua aliran. Aliarn pertama dipompakan oleh LPA pump (GA-403) untuk dipompakan kedua arah yaitu ke LPA sebagai absorben bersama steam condensate dan LPD (DA-202) untuk mengalami proses purifikasi kembali, sedang aliran kedua dikirim ke off gas absorber cooler (EA-407) melalui off gas absorber recycle pump (GA-407) untuk dimasukkan lagi ke off gas absorber (DA-402). 2.6.4



Unit Pengkristalan dan Pembutiran Unit ini bertujuan untuk membentuk urea butiran yang sesuai dengan spesifikasinya dari larutan urea yang berasal dari gas separator. Pada seksi ini larutan yang berasal dari gas separator (DA-203) dikristalisasi dalam crystallizer kemudian dibutirkan dalam prilling tower. Dalam hal ini yang perlu operasinya,



karena



diperhatikan



adalah



kondisi



larutan urea pada temperatur 90oC dan tekanan



parsial NH3 rendah akan membentuk biuret. Diagram unit kristalisasi dan pembutiran urea dapat dilihat pada gambar 7.



Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa



Laporan Kerja Praktek PT. Pupuk Kujang Cikampek (Persero)



81



Gambar 7. Diagram Unit Kristalisasi dan Pembutiran a) Cristallyzer (FA-201) Unit ini berfungsi untuk membentuk urea butiran dari larutan urea yang berasal dari gas separator yang masih mengandung air 25 %. Larutan urea yang berasal dari gas separator dipompakan oleh urea solution pump (GA-205) mengalir ke bagian bawah crystallizer (FA201) untuk dikristalkan secara vakum. Crystallizer terdiri dari dua bagian utama, bagian atas berupa pemekat (vacuum consentrator) yang dilengkapi dengan vacuum generator (EE-201). Dan bagian bawah berupa crystallizer yang dilengkapi dengan pengaduk, yang berfungsi untuk mengaduk larutan yang tercampur agar homogen. Disini akan terbentuk kristal-kristal urea dengan kadar 80%. Vacuum consentrator yang beroperasi pada temperatur 60oC dengan tekanan 72,5 mmHg absolute. Crystallizer bawah juga beroperasi pada temperatur 60oC dengan tekanan atmosfir. Larutan urea dari gas separator yang dipompakan ke crystallizer bagian bawah kemudian disirkulasikan ke vacuum concentrator untuk pemekatan lebih lanjut dengan bantuan circulation pump for crystallizer (GA-201 A/B). Sebelum masuk crystallizer, larutan dipanaskan di HPAC. Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa



Laporan Kerja Praktek PT. Pupuk Kujang Cikampek (Persero)



82



Panas yang dibutuhkan untuk penguapan air didapat dari panas sensibel larutan urea yang masuk, panas kristalisasi urea dan panas yang didapat dari high pressure absorber cooler/HPAC (EA-401). Panas yang berasal dari larutan yang keluar dari HPAC memberikan panas 65% dari total yang dibutuhkan untuk penguapan air. Crystallizer dilengkapi dengan jaket air panas untuk mencegah terbentuknya endapan urea pada dindingnya. Kristalisasi secara vakum dipilih karena pemanfaatan panas yang efisien sehingga penguapan air dapat dilakukan pada temperatur yang lebih rendah (60oC), air akan teruapkan dan larutan urea yang superheated turun ke bawah, masuk ke dalam crystallizer sehingga kristal-kristal urea tumbuh menjadi besar dalam kontaknya dengan larutan urea yang superheated. b) Centrifuge (GF-201) Slurry urea dari dasar crystallizer dipompakan ke Centrifuge (GF-201) untuk memisahkan kristal urea dari larutan induknya oleh slurry feed pump (GA-202). Centrifuge yang berjumlah lima buah ini bekerja secara paralel. Di dalam Centrifuge kristal urea dipisahkan dari larutan induknya berdasarkan gaya sentrifugal sehingga dihasilkan urea dengan kadar air 2,4%. Kristal ini kemudian masuk ke fluidized dryer, sedangkan larutan induk mengalir masuk ke bawah mother liquor tank (FA-203) yang dilengkapi steam heating tube untuk mencegah terjadi kristalisasi. Untuk mencegah terjadinya akumulasi biuret, dengan bantuan mother liquor pump (GA-203), maka larutan induk dipompakan ke dalam low pressure absorber (EA-402) sebagai penyerap dan ke crystalyzer untuk dikristalkan.



Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa



Laporan Kerja Praktek PT. Pupuk Kujang Cikampek (Persero)



83



c) Fluidize Dryer (FF-301) Kristal dari Centrifuge masuk ke dalam fluidizing dryer (FF-301) dan dikeringkan sampai kandungan airnya tinggal 0,1-0,3%. Sebagai pengering digunakan udara panas yang dihembuskan dari bawah. Udara ini dihembuskan oleh blower yang disebut forced fan dryer (GB-301). Kemudian dipanaskan di dalam pemanas udara (EC-302) atau



air



heater for dryer dengan menggunakan steam condensate dan steam bertekanan rendah 4 kg/cm2G (low pressure steam/ LPS) hingga temperaturnya mencapai 120oC.



Temperatur ini harus di jaga konstan 120oC dan tidak boleh melebihi 130oC, sebab pada temperatur yang lebih tinggi ada kemungkinan terjadi pelelehan urea di fluidizing dryer. Dengan bantuan hembusan udara pengering dan isapan dari induced fan (GB-304), kristal-kristal urea menuju ke atas priling tower. Kristal urea yang ukurannya terlalu besar (berupa gumpalan) dibawa ke tepi oleh sudusudu pengaduk untuk kemudian dilarutkan kembali dalam dissolving tank (FA-302) dan kemudian dipompakan ke mother liquor tank kembali. d) Prilling Tower (IA-301) Kristal yang terhisap dan terpisah ke atas prilling tower masuk ke empat buah cyclone (FC-301) yang bekerja secara paralel. Dari bawah cyclone, kristal urea akan turun melewati screw conveyor (ID- 301) untuk kemudian dilelehkan di melter (EA-301). Debu-debu yang terlalu kecil ukuranya akan terisap oleh induced fan (GB-302) dan masuk ke dust separator (FD-304) untuk kemudian turun ke sistem penangkap debu di dust chamber (PF-302). Melter beroperasi pada temperatur 135oC yaitu temperature sedikit diatas titik leleh urea (132,7oC) dengan menggunakan bantuan steam bertekanan rendah yang mengalir melalui



Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa



Laporan Kerja Praktek PT. Pupuk Kujang Cikampek (Persero)



84



tube dari melter. Temperatur ini memang dibuat sedemikian rupa karena pada temperatur yang lebih tinggi akan lebih banyak lagi biuret yang terbentuk. Pengontrolan ini dilakukan dengan jalan mengatur laju alir steam yang digunakan sebagai pemanas pada melter. Lelehan urea dari melter mengalir ke strainer for distributor (FD301), lalu ke head tank for distributor (PF-301) dan akhirnya ke distributor (PF-301) yang berjumlah 12 buah. Constant head tank dibutuhkan untuk mengontrol ukuran butiran urea yang ke luar dari distributor. Dari bawah, udara luar dihisap dari atas oleh 6 buah induced fan for prilling tower (GB-304) yang berguna



untuk



mendinginkan urea yang telah meleleh. Lelehan urea dari distributor yang terbentuk tetesan-tetesan akan memadat selama jatuh, karena dari bawah terdapat udara panas yang dipanaskan dengan steam yang berfungsi untuk memadatkan urea yang sudah berbentuk butiran agar tidak menempel satu sama lain. Udara luar yang dialirkan ke puncak prilling tower disebut sebagai primery air, sedangkan udara yang dihembuskan dari bawah untuk mendinginkan butiran urea disebut secondary air. Pada bagian ini pembentukan biuret dapat diperkecil dengan mendesain waktu tinggal lelehan urea sesingkat-singkatnya pada prilling tower. Dalam mempertahankan kadar biuret pada produk (kristal urea) agar tetap 0,1%, maka sejumlah larutan dalam mother liquor tank (FA-203) dikirim ke LPA sebagai media penyerap. Dari LPA,



larutan



diumpankan lagi ke reactor urea dengan prinsip kelebihan amonia sehingga pembentukan biuret tetap kecil. Debu yang terbawa oleh primery air, dihilangkan dengan dedusting system yang berupa air yang disemprotkan dengan spray untuk menyerap debu urea. Air ini ditampung di dalam sebuah kolam di sekeliling prilling tower bagian atas. Sebuah pompa dioperasikan untuk



Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa



Laporan Kerja Praktek PT. Pupuk Kujang Cikampek (Persero)



85



memompa air ini ke spray yang berada di atas kolam tersebut. Konsentrasi debu urea dalam kolam ini dijaga tidak lebih dari 20%. Untuk itu dialirkan air make up ke dalam kolam tersebut dan dari bagian bawah cairan dialirkan menuju dissolving tank I. Debu urea yang masih lolos disaring kembali dengan menggunakan 120 buah filter yang terdapat di atas spray, sehingga diharapkan udara yang keluar ke atas sudah bersih dari debu urea. Butiran-butiran urea yang sudah terbentuk, selanjutnya masuk ke ayakan di trommel (FD-303) untuk selanjutnya dikirim ke bagian pengantongan (bagging) melalui sederetan belt conveyor. Butiran urea yang oversize (berupa gumpalan) jatuh dari ayakan ke dalam dissolving tank II (FA-303) untuk kemudian dilarutkan kembali dengan low pressure steam/LPS yang kemudian diumpan balik ke mother liquor tank (FA-203). Urea yang dihasilkan memiliki kapasitas 1.725 MT/hari atau 570.000 ton/tahun. Urea ini dikemas dalam karung plastik dengan berat tiap karung adalah 50 kilo dan 1 ton untuk paket besar (jumbo). Urea yang dihasilkan mempunyai kualitas rata-rata pada kondisi beroperasi dengan kapasitas penuh sebagai berikut: 1. Kadar nitrogen 46 % berat (minimum) 2. Kadar air 0,3 % berat (maksimum) 3. Kadar biuret 0,5 % berat (maksimum) 4. Kadar besi 1 ppm (maksimum) 5. Amonia bebas 150 ppm (maksimum) 6. Abu 15 ppm (b/b) maksimum 7. Besar butiran 6-18 US mesh 98 % berat (diharapkan ukuran 18 US mesh), min lolos 25 US mesh 2 % berat maksimal. Urea yang telah siap di packing terlebih dahulu di beri pewarna organik untuk menandai urea yang bersubsidi untuk petani, sedangkan



Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa



Laporan Kerja Praktek 86



PT. Pupuk Kujang Cikampek (Persero)



untuk urea industri tetap berwarna putih. Coating dilakukan setelah urea keluar dari prilling tower (IA-301) ketika akan masuk ke trommel



(FD-303).



Hal



ini



dilakukan



untuk



menghindari



penyelundupan pupuk bersubsidi untuk petani.



2.7 Pabrik Pengantongan Pengelolaan butiran urea di unit pengantongan dibagi menjadi beberapa bagian, yaitu : 1. Sistem pengelolaan urea curah ( Bulk handling system ) 2. Sistem pengantongan urea ( Bagging system ) 3. Sistem pengelolaan urea kantong ( Bag handling system ) 2.7.1



Sistem Pengelolaan Urea Curah Urea curah dari prilling tower dikirim ke unit pengantongan melalui belt conveyer toyo U-JF 301 lalu ditransfer ke belt conveyer 2801-VA/VB yang disebut juga transfer conveyer untuk ditampung dalam tempat penyimpanan sementara yang disebut surge hopper 2801 – VD yang dilengkapi dengan travelling triper 2801 – VE. Bin storage juga dilengkapi dengan high level dan low level switch yang menunjukkan kondisi bin penuh atau kosong. Ada 10 buah bin storage dalam unit ini, tetapi dalam kondisi normal hanya 4 yang beroperasi. Kapasitas tiap bin sebesar 80 ton.



2.7.2



Sistem Pengantongan Urea Pada bagian bawah bin storage teradapat mesin yang diatur untuk menimbang denga kapasitas 50 kg, dengan akurasi timbang ± 150 gram. Untuk memuat urea curah kedalam kantong operator tinggal memasang kantong pada bagian bawah weighing machine, kemudian menginjak pedal yang disebut foot pedal switch untuk mencurahkan urea. Bila urea Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa



Laporan Kerja Praktek PT. Pupuk Kujang Cikampek (Persero)



87



dengan tekanan yang diinginkan telah tercurah seluruhnya, maka kantong akan terlepas secara otomatis dan dibawa oleh belt conveyer menuju bagian penjahitan. Pada kondisi normal kapasitas mesin jahit adalah 12 bag/menit/mesin. Sesuai dengan bin storage yang beroperasi, maka jalur penjahit ada 4 buah. Untuk kontrol mutu, setiap 20 bag diambil 1 sampel untuk ditimbang ulang dan diteliti jahitannya. Bila hasilnya kurang, maka mesin penimbang diset ulang dan mesin jahit diperbaiki atau diperlambat kapasitas jahitnya. 2.7.3



Sistem Pengelolaan Urea Kantong Urea yang telah dikemas dalam karung plastik dan dijahit agar kuat ketika akan dibawa ke sarana angkutan atau gudang penyimpanan dengan belt conveyer. Sarana alat angkut yang tersedia adalah truk dan kereta api. Untuk truk digunakan short conveyer sebanyak 4 buah dan kapasitas normal rata-rata 1920 bag/jam/conveyer, sedangkan untuk kereta api digunakan mobil transfer conveyer , kemudian conveyer 2480 – VA/VB, bag flattener, lalu ke overhead conveyer I, diputar ke arah stationary rail car loading, dan masuk ke gerbong kereta api. Untuk mengarahkan kantong- kantong ke gerbong kereta api di pakai bag diverter U. Urea kantong yang tidak termuat dalam truk atau kereta api disimpan dalam gudang. Sistem penyimpanan yang digunakan adalah sistem pindang, agar kapasitas penyimpanan dapat maksimum dan pengambilannya mudah. Kapasitas penyimpanan digudang ini adalah 25.000 ton urea yang dikantongi.



Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa



Laporan Kerja Praktek PT. Pupuk Kujang Cikampek (Persero)



88



BAB III ALAT PROSES DAN INSTRUMENTASI



3.1. Spesifikasi Alat Utama dalam Proses Pembuatan Urea di Unit Urea 1A 3.1.1 Reaktor Sintesa Urea (DC-101)  Tipe



: Vessel dilengkapi dengan 11 tray



 Fungsi



: Tempat reaksi antara NH3 dan CO2



 Posisi



: Tegak vertikal



 Corrosion allowance



: 23.4 mm



 Ukuran



:



o Diameter dalam



: 2.170 mm



o Tebal shell



: 153 mm



o Diameter luar



: 2.770 mm



o Tebal head



: 125 mm



o Panjang total



: 34.815 mm



o Tebal lining



: 6,4 mm



 Tipe head



: HEMI



 Tray



: 11



o Tray 1 – 3 Jumlah lubang



: 725 buah



o Tray 4 – 8 Jumlah lubang



: 1450 buah



o Tray 9 – 11 Jumlah lubang



: 2175 buah



Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa



Laporan Kerja Praktek 89



PT. Pupuk Kujang Cikampek (Persero) o Diameter lubang tray: 0,315 inch  Temperatur operasi



: 195oC



 Temperatur desain



: 230oC



 Tekanan operasi



: 200 kg/cm2G



 Tekanan desain



: 263 kg/cm2G



 Bahan konstruksi



: Stainless steel



 Passivasi dengan oksigen untuk mencegah korosi. 3.1.2 High Pressure Decomposer (DA-201)  Tipe



: Vessel







: Untuk memisahkan kelebihan NH3



Fungsi



dari



campuran



mendekomposisi



reaksi



dan



amonium



karbamat menjadi amonia (NH3) dan karbon dioksida (CO 2).  Posisi



: Vertikal



 Ukuran o Diameter Top



: 3.350



mm



o Diameter Middle



: 2.100



mm



o Diameter Bottom



: 800



mm



o Panjang Total



: 14.212



mm



 Tek.int.desain



: 20.0 Kg/cm2G



15.0 Kg/cm2G



 Tek.ext.desain



: 0.175 Kg/cm2G



0.175 Kg/cm2G



 Temperature Desain : 200oC



Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa



220oC



Laporan Kerja Praktek 90



PT. Pupuk Kujang Cikampek (Persero)  Corrotion allowance: 3.00 mm



C.S 3.00 mm



 Tekanan Operasi



10.0 Kg/cm2G



; 17.0 Kg/cm2G



 Temperature operasi: 150-165oC



183oC



 Surface Area



: -



203 m2



 Insulasi



: 100 mm



100 mm



3.1.3 Low Pressure Decomposer (DA-202)  Tipe



: Vessel



 Fungsi



: Menyempurnakan dekomposisi setelah keluar High Pressure Decomposer



 Posisi



: Vertikal



 Tek.int.desain



: 4,0 kg/cm2G



 Tek.eks.desain



: 0,175 kg/cm2G



 Tekanan operasi



: 2,5 kg/cm2G



 Temperatur desain : 160oC  Temperatur operasi : 130oC  Corrotion allowance : 1,0 mm  Kapasitas



: 21.3 m3



 Insulation hot



: 75 mm



 Diameter head



: 2000 mm



 Diameter middle



: 1500 mm



 Diameter bottom



: 1150 mm



 Panjang total



: 13.200 mm



 Tipe head



: Ellips 2 : 1



Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa



Laporan Kerja Praktek 91



PT. Pupuk Kujang Cikampek (Persero)  Bahan konstruksi



: Carbon steel



3.1.4 Gas Separator (DA-203)  Tipe



: Vessel



 Fungsi



: Memisahkan sisa NH3 dan CO2 yang masih terlarut dalam larutan urea



 Posisi



: Vertikal



 Ukuran o Diameter



: 1.700 mm



o Tebal



: 6 mm



o Panjang total



: 10.050 mm



 Tekanan desain



: 0,3 kg/cm2G



 Tekanan operasi



: 0,3 kg/cm2G



 Temperatur desain



: 150oC



 Temperatur operasi



: 105oC



 Bahan konstruksi



: Carbon steel



3.1.5 High Pressure Absorber (DA-401)  Tipe  Fungsi



: Vessel : Mengabsorbsi CO2 yang belum terserap di high pressure absorber cooler sampai habis sehingga gas keluar dari high pressure absorber tidak mengandung CO2



dan memurnikan



kelebihan NH3 berupa gas serta dikembalikan ke ammonia reservoir melalui NH3 condenser  Posisi



: Vertikal



 Ukuran



Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa



Laporan Kerja Praktek 92



PT. Pupuk Kujang Cikampek (Persero) o Diameter puncak



: 2900 mm



tebal : 28 mm



o Diameter tengah



: 1200 mm



tebal : 13 mm



o Diameter bawah



: 2300 mm



tebal : 28 mm



o Panjang total



: 17.550 mm Tube Side



Shell Side



 Tipe head



ellips 2:1



ellips 2:1



 Temperatur operasi



atas 50oC



masuk 35oC



bawah 100oC



keluar 50oC



 Tekanan operasi



15 kg/cm2G



3,0 kg/cm2G



 Kapasitas



1,5



94



 Temperatur desain



130oC



80oC



 Tekanan desain



20 kg/cm2G



4,5 kg/cm2G



3.1.6 Low Pressure Absorber (EA-402)  Type



: Shell and tube



 Fungsi



: Memisahkan gas NH3 dan CO2 yang keluar dari LDP Shell side



Tube side



 Fluida



Larutan karbamat



Cooling water



 Densitas



1.150 kg/m3



1.000 kg/m3



 Tipe head



ellips 2:1



flat (datar)



 Tekanan udara



200 kg/cm2G



-



 Corrotion allowance



S.S.1,0 mm



C.S.3,0 mm



 Temperatur



45,1oC



31,1oC



operasi.masuk Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa



Laporan Kerja Praktek 93



PT. Pupuk Kujang Cikampek (Persero)



 Temperatur operasi



45,1oC



35,0oC



keluar  Temperatur desain



70,0oC



70,0oC



 Tekanan operasi



2,2 kg/cm2G



3,0 kg/cm2G



 Tekanan desain



4,0 kg/cm2G



4,5 kg/cm2G



 Surface urea



1.087 m2



 Laju alir  Bahan konstruksi



-



1973000kg/h



Carbon steel



3.1.7 Off Gas Absorber (DA-402)  Tipe



: Vessel







: Menyerap gas NH3 dan CO2 dari



Fungsi



gas separator



dan



kondensasi



dalam packed bed bagian bawah oleh



larutan



didinginkan



recycle dalam



absorber cooler.  Posisi



: Vertikal



 Ukuran o Diameter



: 1.900 mm



o Tebal



: 6 mm



o Panjang total



: 8.200 mm



o Tipe head



: ellips 2:1



 Temperatur operasi puncak



: 36oC



 Temperatur operasi dasar



: 45oC



 Temperatur desain



: 100oC



Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa



off



yang gas



Laporan Kerja Praktek 94



PT. Pupuk Kujang Cikampek (Persero)  Tekanan operasi



: Atmosfer



 Kapasitas



: 25 m3



 S.G. liquid



: 1,15



 Corrotion allowance



: 1,0 mm



 Bahan konstruksi



: Carbon steel



3.1.8 Crystallizer (FA-201) 3.1.8.1 Vacuum Consentrator dengan Vacuum Generator  Tipe



: Vessel



 Fungsi



: Menguapkan air dari larutan urea



 Posisi



: Vertikal



 Ukuran o Diameter



: 7.500 mm



o Tebal head atas



: 23 ± 2 mm



o Tebal shell



: 16 ± 2 mm



o Tebal head bawah



: 16 ± 2 mm



o Panjang total



: 3.500 mm



Shell side



Tube side



 Tipe head



Piring (disc)



Kerucut (cone)



 Corrotion allowance



1,0 mm



3,0 mm



 Temperatur operasi



60oC



80oC



 Temperatur desain



100oC



100oC



 Tekanan operasi



72,5 mmHg



full water



Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa



Laporan Kerja Praktek 95



PT. Pupuk Kujang Cikampek (Persero)  Tekanan desain  Bahan konstruksi 3.1.8.2



full vacuum



full water



: Carbon steel



Crystallizer



 Tipe



: Vessel dengan jaket air panas dan pengaduk



 Fungsi



: Mengkristalkan larutan urea dari gas Separator



 Posisi 



: vertikal



Ukuran o Diameter



: 8.000 mm



o Panjang total



: 3.750 mm



o Tebal head atas



: 4 mm



o Tebal head bawah



: 9 mm



o Tebal shell



: 9 mm



Shell side



Tube side



 Tipe head



flat (datar)



kerucut (cone)



 Corrotion allowance



1,0 mm



3,0 mm



 Temperatur operasi.



60oC



80oC



 Temperatur desain



100oC



100oC



 Tekanan operasi



atmosfer



full water



 Tekanan desain



full vacuum



full water



 Bahan konstruksi



: carbon stee



Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa



Laporan Kerja Praktek 96



PT. Pupuk Kujang Cikampek (Persero)



3.2. Spesifikasi Alat Pendukung Proses Pembuatan Urea di Unit Urea 1A 3.2.1 Melter (EA-301)  Fungsi



: Melelehkan kristal-kristal urea.



 Ukuran o Panjang



: 8.300 mm



o Lebar



: 120 mm Shell side



 Tipe head



Tube side



flat (datar)



-



 Corrotion allowance



1,0 mm



C.S. 3,0 mm



 Temperatur operasi



135oC



158oC.



 Temperatur desain



170oC



200oC.



 Tekanan operasi



Atmosfer



5 kg/cm2G



 Tekanan desain



full water



9 kg/cm2G



 Insulasi



75 mm



-



 S.G. Liquid



1,3



-



 Bahan konstruksi



: Carbon steel



3.2.2 CO2 Booster Compressor (GB-102)  Fungsi



: Menaikan tekanan gas CO2



 Type



: Mutistages Centrifugal



 Suction Volume (dry) normal



: 22.600 m3/jam



 Desain



: 23.731 m3/jam



 Suction Volume (wet) normal



: 3.205 m3/jam



Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa



Laporan Kerja Praktek 97



PT. Pupuk Kujang Cikampek (Persero)  Desain



: 3365 m3/jam



 Tekanan penghisap



: 1.533 kg/cm2A



 Temperatur penghisap



: 38oC



 Tekanan discharge (keluaran)



: 31 kg/cm2A



 Tekanan maksimum



: 37 kg/cm2A



 Temperatur discharge



: 174oC



 Temperatur maksimum



: 193oC



 Speed normal



: 8.217 rpm



 Speed desain



: 8.300 rpm



 Speed maksimum



: 8.715 rpm



 First critical speed



: 3.641 rpm



 Second critical speed



: 12.864 rpm



 Steam consumption



: 23.220 kg/jam



 Steam consumption max



: 27.360 kg/jam



 HP



: 450 Kw



 Jumlah



: 1 buah



 Bahan konstruksi



: Carbon steel



3.2.3 CO2 Compressor (GB-101)  Fungsi



: Menaikan tekanan gas CO2



 Type



: Two stage reciprocating double acting



 Fluid CO2



: 98 %



 Gas inert



:2%



Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa



Laporan Kerja Praktek PT. Pupuk Kujang Cikampek (Persero)  Kapasitas



: 15.940 Nm3/jam



 Kondisi bagian penghisap (suction stage) :  1st stage o Tekanan



: 30.5 kg/cm2G



o Temperatur



: 42oC



o Humidity



: 100 %



 2nd stage o Temperatur



: 55oC



 Kondisi bagian pengeluaran (discharge stage) : o Tekanan



: 261 kg/cm2G



o Temperatur



: 123oC



o Kecepatan



: 300 rpm



3.2.4 Ammonia Reservoir (FA-401)  Tipe



: Vessel vertikal



 Fungsi



: Menampung ammonia cair make up dari unit amonia



 Posisi



: Horizontal



 Ukuran o Diameter



: 2.743 mm



o Panjang total



: 12.000 mm



 Tekanan desain



: 20,0 kg/cm2G



 Tekanan operasi



: 15,7 kg/cm2G



 Temperatur desain



: 70oC



Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa



98



Laporan Kerja Praktek PT. Pupuk Kujang Cikampek (Persero)  Temperatur operasi



: 37oC



 Insulasi



: 25 mm



 Berat kosong



: 28.800 kg



 Berat total cairan



: 107.300 kg



 Kapasitas



: 74 m3



 Pompa



: GA-404A/B



3.2.5 Ammonia Boost Up Pump (GA-404)  Fungsi



: Menaikan tekanan NH3



 Jumlah



: 1 buah



 Tipe



: Centrifugal pump



 Kapasitas normal



: 202 m3/jam



 Kapasitas desain



: 222 m3/jam



 Tekanan discharge



: 23 kg/cm2G



 Tekanan suction



: 16 kg/cm2G



 Total head



: 119 m



 Pumping temperatur



: 37oC



 Jenis fluida



: Ammonia cair



 Spesific gravity



: 0,59



 Tekanan uap



: 14 kg/cm2A



 Bahan Konstruksi



: Carbon steel



 Viskositas



: 0,22 cp



Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa



99



Laporan Kerja Praktek PT. Pupuk Kujang Cikampek (Persero)



100



3.2.1 Liquid Ammonia Feed Pump (GA-101 A-D)  Fungsi



: Menaikan tekanan NH3



 Jumlah



: 3 buah



 Jenis fluida



: amonia cair



 Temperatur pompa



: 37oC



 Tipe



: Reciprocating pump



 Jenis fluida



: amonia cair



 Spesific gravity



: 0,59



 Tekanan uap



: 13 kg/cm2G



 Viskositas



: 0,22 cp



 Kapasitas normal



: 54 m3/jam



 Kapasitas desain



: 57 m3/jam



 Tekanan discharge



: 260 kg/cm2G



 Tekanan suction



: 21 kg/cm2G



3.2.2 Ammonia Preheater I (EA-101)  Tipe



: VS sphericial







: Memanaskan amonia dengan hot



Fungsi



water sebagai media pemanasnya.  Ukuran Shell Side o Diameter side o Tebal side



: 700 mm : 14 mm



 Ukuran Tube Side



Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa



Laporan Kerja Praktek 101



PT. Pupuk Kujang Cikampek (Persero)



o Outside diameter



: 15,9 mm



o Tebal tube



: 2,6 mm



o Panjang tube



: 7.200 mm



o Jumlah tube



: 580 buah



o Tipe head  Surface per shell



: Ellips 190 m



 Fluida



HotShell Water



   



o 80,0 C 178.370



Temperatur Laju alir masuk Temperatur desain Temperatur keluar Tekanan operasi



NH 3 cair 95.750 kg/jam Tube 33,5oC



o 110,0oC60oC kg/jam 90,0 C 58,6oC



2,5 kg/cm2G 259 kg/cm2G 4,0 kg/cm2G 263 kg/cm2G



 Tekanan desain 3.2.8 Ammonia Preheater II (EA-102)  Type



: Bola (spericial)







: Memanaskan amonia dengan menggunakan steam condensate sebagai media pemanas.



Fungsi



 Ukuran o Diamet



: 500 mm



o Panjang total shell



: 8.389 mm



oerTipe shellhead



: Ellips



o Outside diameter tube



: 15,9 mm



o Tebal tube



: 2,6 mm



o Panjang tube



: 7.200 mm



o Jumlah tube



: 273 buah Shell



Tube



 Surface per shell



84 m



-



 Fluida



Steam Condensat



NH3 cair.



 Laju alir



59.270 kg/jam



95.750 kg/jam



Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa



Laporan Kerja Praktek 102



PT. Pupuk Kujang Cikampek (Persero)



 Temperatur masuk



143oC



58,6oC



 Temperatur keluar



106oC



81,4oC



 Temperatur desain



200oC



110oC



 Tekanan operasi



3,0 kg/cm2G



250 kg/cm2G



 Tekanan desain



9,0 kg/cm2G 13,5 kg/cm2G



263 kg/cm2G 395 kg/cm2G



3,0 mm



1,5 mm



 Tekanan hidrostatik  Corrosion allowwance



3.2.9 Recycle Solution Feed Pump (GA-101) 



Fungsi



: Menaikan tekanan amonia karbamat recycle dan memompanya ke bagian bawah reactor.



 Tipe



: Centrifugal Pump







: Ammonium karbamat, urea,



Fluida



NH3, H2O, dan biuret  Kapasitas normal



: 70,8 m3/jam



 Kapasitas desain



: 85,0 m3/jam



 Tekanan discharge



: 260



Tekanan suction  Total head



:kg/cm 2.0522G m



 Pumping temperature



oC 2 :: 100 24 kg/cm G : 1,15



 Spesific gravity  Tekanan uap  Viskositas



2



: 16 kg/cm G : 1,0 cp



3.2.10 High Pressure Absorber Cooler (EA-401) 



Fungsi



: Merecycle larutan karbamat ke reaktor.



Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa



Laporan Kerja Praktek 103



PT. Pupuk Kujang Cikampek (Persero)



Slurry Hot



Water



Cooling Water



 Jumlah tube  Diameter (mm)



744 25,4



389 25,4



148 25,4



 Tebal tube (mm)



2,0



2,0



2,0



Shell side



 Cairan



Tube side



Karbamat Urea



Hot Water



Cooling water



 Tipe head



-



flat



 Corrosion



2 mm



1 mm



3 mm



3 mm



100



60



70



35



100



68



80



50



130



110



100



110



16,5



1



-



-



Allowance  Temperatur operasi *Temperatur Masuk (oC) *Temperatur Keluar (oC)  Temperatur Desain (oC)  Tekanan



2,5



Operasi (kg/cm2G)



3.2.11 Reboiler for High Pressure Decomposer (EA-201)  Type



: V.BEM



 Fungsi



: Memanaskan larutan HPD



Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa



3



Laporan Kerja Praktek 104



PT. Pupuk Kujang Cikampek (Persero)  Ukuran o Diameter shell



: 1.850 mm



o Tebal shell



: 18 mm



o Outside diameter tube : 38,1mm o Tebal tube



: BWG 1



o Panjang tube



: 5.000 mm



o Jumlah tube



: 1.227 buah Shell side



Tube side



 Surface per shell



694 m



 Fluida



Steam



Larutan urea



 Temperatur masuk



83oC



151oC



 Temperatur keluar



183oC



151oC



 Temperatur desain



220oC



200oC



 Tekanan operasi



10



17



15



20



 Radiographed



20%



100%



 Corrosion allowance



3,0 mm



C.S.3,0 mm



-



(kg/cm2G)  Tekanan desain (kg/cm2G)



 Insulasi



100 mm hot



3.2.12 Air Compressor (GB-201)  Diameter silinder 1st stage : 250 mm  2nd stage



: 130 mm



Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa



100 mm hot



Laporan Kerja Praktek 105



PT. Pupuk Kujang Cikampek (Persero)  Jumlah



: 1 buah



 Stroke



: 180 mm



 Rpm



: 370 rpm



 Motor output



: 55 Kw



 Kapasitas



: 207 Nm3/jam



3.2.13 Reboiler for Low Pressure Decomposer (EA-202)  Panjang total



: 6.868 mm.



 Fluida



Shell side Steam



 Laju alir



3.870 kg/jam



1.120 kg/jam



 Density  Diameter



3,1 kg/cm3 650 mm



1,12 kg/cm3 25,3 mm.



 Tebal



6 mm



2,0 mm



 Surface per shell



108 m



-



 Temperatur masuk



158oC



130oC.



 Temperatur keluar  Temperatur desain



158oC 200oC



130oC. 200oC.



 Tekanan operasi



5,0 kg/cm2G



2,5 kg/cm2G.



 Tekanan desain



9,0 kg/cm2G



4,0 kg/cm2G.



 Corrosion allowance



3,0 mm



2,0 mm.



 Insulasi



100 mm hot



75 mm hot



Tube side larutan urea dan karbamat



3.2.14 Off Gas Absorber Pump (GA-108)  Type



: Centrifugal pump



 Kapasitas normal



: 5 m3/jam



 Kapasitas desain



: 6 m3/jam



 Tekanan discharge



: 2 kg/cm2G



Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa



Laporan Kerja Praktek PT. Pupuk Kujang Cikampek (Persero)  Tekanan suction



: 1 atm



 Total head



: 20 m



 Pumping temperatur



: 61oC



 Jenis fluida



: Larutan karbamat



 Spesific gravity



: 1,0



 Tekanan uap



: 0,2 kg/cm2Abs



 Viskositas



: 0,5 cp



3.2.15 Off Gas Absorber Recycle Pump (GA-407)  Tipe



: Centrifugal pump



 Kapasitas normal



: 138 m3/jam



 Kapasitas desain



: 152 m3/jam



 Tekanan discharge



: 20 kg/cm2G



 Tekanan suction



: 1 atm



 Total head



: 20 m



 Pumping temperatur



: 45oC



 Jenis fluida



: Larutan karbamat



 Spesific gravity



: 1,0



 Tekanan uap



: 0,1 kg/cm2Abs



 Viskositas



: 0,6 cp



3.2.16 High Pressure Absorber Pump (GA-402)  Tipe



: Centrifugal pump



 Kapasitas normal



: 92 m3/jam



Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa



106



Laporan Kerja Praktek 107



PT. Pupuk Kujang Cikampek (Persero)  Kapasitas desain



: 92 m3/jam



 Tekanan discharge



: 25 kg/cm2G



 Tekanan suction



: 25 kg/cm2G



 Total head



: 78 mm



 Pumping temperatur



: 45oC







: larutan urea, amonium karbamat,



Jenis fluida



ammonia  Spesific gravity



: 1,15



 Tekanan uap



: 16 kg/cm2Abs



 Viskositas



: 1 cp



3.2.17 Ammonia Condenser (EA-404)  Luas permukaan



: 981 m2



 Beban panas



: 5.274.500 kcal/jam Shell side



Tube side



 Jenis fluida



Gas amonia



Air dingin



 Laju alir



14.703,97 kg/jam



1.352.000 kg/jam



 Temperatur masuk



47oC



31,1oC



 Temperatur keluar



7oC



35oC



 Temperatur desain



80oC



80oC



 Tekanan operasi



16 kg/cm2G



3,0 kg/cm2G



 Tekanan desain



20 kg/cm2G



4,5 kg/cm2G



Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa



Laporan Kerja Praktek 108



PT. Pupuk Kujang Cikampek (Persero)



3.2.18 Ammonia Recovery Absorber (EA-405)  Ukuran: o Diameter outside tube : 25,4 mm o Tebal tube



: 2,0 mm



o Jumlah tube



: 411 buah



o Panjang tube



: 5.000 mm



Shell side



Tube side



 Fluida



NH3 cair



Cooling water



 Temperatur operasi .masuk



35oC



31,1oC



 Temperatur operasi keluar



35oC



34,0oC



 Temperatur desain



70oC



70oC



 Tekanan operasi



15,5 kg/cm2G



3,0 kg/cm2G



 Tekanan desain



20,0 kg/cm2G



4,5 kg/cm2G



 Corrotion allowance



1,5 mm



3,0 mm



3.2.19 Aqua Ammonia Pump (GA-405)  Tipe



: Centrifugal pump



 Kapasitas normal



: 6,2 m3/jam



 Kapasitas desain



: 7,4 m3/jam



 Tekanan discharge



: 20 kg/cm2G



 Tekanan suction



: 15 kg/cm2G



 Total head



: 69,4 m



 Pumping temperatur



: 35oC



Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa



Laporan Kerja Praktek PT. Pupuk Kujang Cikampek (Persero)  Spesific gravity



: 1,18



 Tekanan uap



: 0,8 kg/cm2Abs



 Viskositas



: 0,7 cp



3.2.20 Cyclone (FC-301)  Ukuran o Diameter



: 1900 mm (ID)



o Tebal shell



: 7,35 mm



o Tipe head



: Tetra cyclone



 Temperatur desain



: 120oC



 Temperatur operasi



: 55-65oC



 Tekanan desain



: -0,1 kg/cm2G



 Tekanan operasi



: -550 mmHg



3.2.21 Circulation Pump for Crystallizer (GA-201)  Tipe



: Centrifugal pump



 Kapasitas normal



: 1.200 m3/jam



 Kapasitas desain



: 1.200 m3/jam



 Tekanan discharge



: 0,96 kg/cm2G



 Tekanan suction



: Atmosfer



 Total head



:8m



 Pumping temperatur



: 60-70oC



 Jenis fluida



: Slurry urea



 Spesific gravity



: 1,2



Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa



109



Laporan Kerja Praktek 110



PT. Pupuk Kujang Cikampek (Persero)  Tekanan uap



: 0,1 kg/cm2Abs



 Viskositas



: 20 cp



3.2.22 Heat Exchanger for LPD (EA-203) Shell side  Fluida



Steam



Tube side Larutan urea dan karbamat



 Ukuran o Diameter



1.050 mm



31,8 mm



o Tebal



8 mm



BWG 12



 Temperatur masuk



130oC



145oC



 Temperatur keluar



130oC



145oC



 Temperatur desain



160oC



200oC



 Tekanan desain



4,0 kg/cm2



20,0 kg/cm2



 Corrosion allowance



2,0 mm



3,0 mm



 Insulasi



75 mm



100 mm



3.2.23 Mother Liquor Tank (FA-203)  Ukuran o Panjang o Lebar



: 3.500 mm : 2.400 mm



o Tebal



: 5 mm



 Kapasitas



: 17 m



 Temperatur operasi



Shell side



Tube side



60oC



143oC



atmosfer 100oC



8,0



 Tekanan operasi  Temperatur desain Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa



o 180 kg/cmC2G



Laporan Kerja Praktek 111



PT. Pupuk Kujang Cikampek (Persero)



 Tekanan desain



full liquor



7,0



 Corrotion allowance



1,0 mm



2G 1,0 mm kg/cm



3.2.24 Off Gas Condenser (FA-406)  Ukuran : o Diameter



: 800 mm



o Tebal



: 8 mm



o Tebal head



: 10 mm



o Panjang total



: 6.281 mm Shell side



Tube side



 Surface per shell



139 m



 Fluida



Gas NH3 dan CO2



Cooling water



 Temp.operasi masuk



111oC



39oC



 Temp.oprrasi keluar



61oC



40oC



 Temperatur desain



130oC



70oC



 Tekanan operasi



atmosfer



3,0 kg/cm2G



 Corrotion allowance



1,0 mm



3,0 mm



-



3.2.25 Screw Conveyor to Melter (JD-301) 



Fungsi



: Untuk menstabilkan aliran urea yang akan masuk ke melter dan untuk mencegah adanya



penggumpalan



urea



pada penampungan sementara urea dan membawa kristal urea dari cyclone ke melter.  Jumlah



: 1 buah



Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa



Laporan Kerja Praktek 112



PT. Pupuk Kujang Cikampek (Persero)  Kapasitas normal



: 40 ton/jam



 Kapasitas maximum



: 50 ton/jam



 Ukuran : o Diameter screw



: 600 mm



o Pitch screw



: 600 mm



o Panjang



: 4.300 mm



o Diameter luar



: 800 mm



o Motor



: 5,5 Kw



 Bahan konstruksi



: Carbon steel



3.2.26 Strainer for Distributor (FD-301)  Fungsi



:Untuk



menyaring



dan



memisahkan urea dari kotoran yang



terikut



kemudian



ditempatkan ke head tank for distributor.  Jumlah



: 1 buah



 Kapasitas



: 0,75 m3



 Ukuran o Diameter



: 950 mm



o Panjang total



: 1.038 mm.



o Tebal shell atas



: 4 mm



o Tebal shell bawah



: 5 mm



 Tipe head



: Ellips 2 : 1



 Corrotion allowance



: 1,0 mm



Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa



Laporan Kerja Praktek 113



PT. Pupuk Kujang Cikampek (Persero)



 Temperatur operasi



: 135oC



 Temperatur desain



: 150oC



 Tekanan operasi



: Atmosfer



 Tekanan desain



: Full liquid



 Insulasi



: 75 mm hot



 Bahan konstruksi



: Carbon steel



3.2.27 Head Tank for Distribustor (FA-301)  Fungsi



: Mengontrol ukuran butiran urea



 Jumlah



: 1 buah



 Ukuran o Panjang total



:1.800 mm



o Tebal head atas



:216,3 mm



o Tebal head bawah



:550,0 mm



o Jaket



: 3 mm Shell side



Tube side



 Kapasitas



0,12 m3



0,03 m3



 Temperatur operasi



135oC



143oC



 Temperatur desain



170oC



170oC



 Tekanan operasi



atmosfer



3,0 kg/cm2G



 Tekanan desain



full liquid



7,0 kg/cm2G



 Corrotion allowance



1,0 mm



3,0 mm



 Bahan konstruks



: Carbon steel



Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa



Laporan Kerja Praktek PT. Pupuk Kujang Cikampek (Persero)



3.2.28 Distributor (PF-301) 



Fungsi



: Membentuk butir-butir urea halus seperti pada shower.



 Jumlah



: 12 buah



 Max all working press : atm  Temperatur desain



: 150oC



 Tekanan desain



: Full liquid



 Corrosion allowance



: 1 mm



 Desain load



: 300 kg/m2G + dead weight



 Jumlah lubang



: 2.130



 Ukuran : o Diameter luar bawah : 500 mm o Diameter luar atas



: 60,5 mm



o



: 3 mm



Tebal shell



o Panjang total



: 250 mm



o Pitch



: 9,5 mm



 Bahan konstruksi



: Carbon steel



3.2.29 Dust Separator (FD-304) 



Fungsi



: Menghisap dan memisahkan debu dari urea.







Jumlah



: 2 buah







Temperatur operasi



: 60oC







Temperatur desain



: 120oC







Tekanan operasi



: 150 mm Hg



Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa



114



Laporan Kerja Praktek PT. Pupuk Kujang Cikampek (Persero) 



Tekanan desain



: Full water







Bahan konstruksi



: Carbon steel



115



3.2.30 Trommel (FD-303) 



Fungsi



: Memisahkan butiran dengan ukuran urea yang diinginkan.



 Ukuran o Diameter



: 950 mm/1200 mm



o Panjang



: 2.500 mm



 Jumlah



: 1 buah



 Temperatur operasi



: 50oC



 Temperatur desain



: 60oC



 Tekanan operasi



: Atmosfer



 Tekanan desain



: Atmosfer



 Bahan konstruksi



: Carbon steel



3.2.31 Slurry Feed Pump (GA-202)  Fungsi



: Mensirkulasikan larutan urea yang berasal dari crystallizer bagian bawah



 Tipe



: Centrifugal pump



 Jumlah



: 1 buah



 Kapasitas normal



: 264 m3/jam



 Kapasitas desain



: 317 m3/jam



 Tekanan discharge



: 2,4 kg/cm2G



Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa



Laporan Kerja Praktek PT. Pupuk Kujang Cikampek (Persero)  Tekanan suction



: Atmosfer



 Total head



: 20 m



 Pumping temperatur



: 60oC



 Jenis fluida



: slurry urea



 Spesific gravity



: 1,2



 Tekanan uap



: 0,1 kg/cm2Abs



 Viskositas



: 20 cp



 Bahan konstruksi



: Carbon steel



3.2.32 Dissolving Tank I (FA-302)  Fungsi



: Tempat pelarutan urea oversize.



 Jumlah



: 1 buah



 Ukuran o Panjang



: 1.100 mm



o Lebar



: 1.600 mm



 Temperatur desain



: 110oC



 Temperatur operasi



: 80oC



 Tekanan desain



: Atmosfer



 Fluid



: Larutan urea



 Berat air



: 5.150 kg



 Kapasitas



: 4 m3



 Bahan konstruksi



: Carbon steel



Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa



116



Laporan Kerja Praktek PT. Pupuk Kujang Cikampek (Persero)



117



3.2.33 Dissolving Tank II (FA-303)  Fungsi



: Tempat pelarutan urea oversize



 Jumlah



: 1 buah



 Ukuran o Panjang



: 2.000 mm



o Lebar



: 1.000 mm



 Temperatur desain



: 110oC



 Temperatur operasi



: 80oC



 Tekanan desain



: Full liquor



 Tekanan operasi



: 4,0 kg/cm2G



 Kapasitas



: 2 m3



 Steam oil o Tekanan operasi



: 4,0 kg/cm2G



o Temperatur operasi



: 151oC



 Bahan konstruksi



: Carbon steel



3.2.34 Circulation Pump Crystallizer (GA-201)  Fungsi



: Mengalirkan larutan urea dari crystallizer menuju HPAC untuk mengambil panas, lalu ke vaccum concentrator untuk dipekatkan.



 Type



: Centrifugal pump



 Jumlah



: 1 buah



 Kapasitas normal



: 1.200 m3/jam



 Kapasitas design



: 1.200 m3/jam



Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa



Laporan Kerja Praktek PT. Pupuk Kujang Cikampek (Persero)  Tekanan discharge



: 0,96 kg/cm2G



 Tekanan suction



: Atmosfer



 Total head



:8m



 Pumping temperature



: 60-70oC



 Jenis fluida



: Slurry urea



 Spesific gravity



: 1,2



 Tekanan uap



: 0,1 kg/cm2Abs



 Viskositas



: 20 cp



 Bahan konstruksi



: Carbon steel



Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa



118



Laporan Kerja Praktek PT. Pupuk Kujang Cikampek (Persero)



119



BAB IV UTILITAS DAN PENGOLAHAN LIMBAH CAIR



1.1 Utilitas Pabrik utilitas adalah pabrik yang menyediakan bahan baku penunjang untuk kebutuhan operasi seluruh pabrik pupuk Kujang. Unit ini memegang peranan yang sangat penting dalam produksi karena tanpa adanya unit ini maka proses produksi tidak dapat berjalan secara optimal. Kebutuhan operasi ini dihasilkan oleh unit- unit di utilitas PT. pupuk Kujang, yaitu: 1.



Unit Water Intake



2.



Unit Pengolahan Air



3.



Unit Pembangkit Uap



4.



Unit Pembangkit Listrik



5.



Unit Air Pendingin



6.



Unit Instrument Air / Plant Air



7.



Unit Pengolahan Air Limbah Cair



Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa



Laporan Kerja Praktek PT. Pupuk Kujang Cikampek (Persero)



120



Gambar 8. Skema Penyediaan Utilitas



1.



Unit Water Intake Water intake untuk pabrik PT. Pupuk Kujang diambil dari Sungai Citarum dan down stream turbin Waduk Jatiluhur di Purwakarta. Station pompa water intake ada 3 yaitu water intake Parung Kadali (Curug), water intake Cikao ( Jatiluhur) dan Water Intake Kolam Emergency (Kolam 8). a) Water Intake Parung Kadali (curug) Parung Kadali station pompa berada di desa Parung Kadali dan mempunyai 4 buah pompa MP I, MP II, MP III dan MP IV (Main Pump 3001 JA/JB/JC/JD) dengan kapasitas masing-masing pompa adalah 5500 GPM dan penggerak motor dengan daya 500 HP/2300 V. Serta dua buah pompa Auxilliary (AP I dan AP II) untuk membantu apabila level sungai turun dan tidak bisa turun ke basin penampungan, dengan kapasitas pompa 3700 GPM dan penggerak motor dengan daya 125 HP/440 V.



Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa



Laporan Kerja Praktek PT. Pupuk Kujang Cikampek (Persero)



121



Tenaga listrik yang digunakan berasal dari PLN dengan daya 6000 V, sehingga diperlukan trafo step down untuk menurunkan daya menjadi 2300 V. Tenaga listrik cadangan diperoleh dari dua buah genset dengan kapasitas masing-masing 750 KW/440 V, untuk menyesuaikan tegangan yang diperlukan maka perlu dinaikkan melalui trafo step up menjadi 2300 V. Untuk suction pompa diambil dari aliran sungai Citarum. b) Water Intake Cikao (Jatiluhur) Cikao adalah station pompa yang berada di desa Cikao / Jatiluhur Purwakarta. WI Cikao beroperasi apabila kondisi air baku di WI Parung Kadali turbidity-nya mengalami kenaikan lebih dari 200 ntu. Di station ini disediakan dua buah pompa MPA dan MPB dengan kapasitas masing- masing pompa 1250 m3/jam dengan power PLN dan dengan penggerak motor 500 HP. Tenaga listrik dari PLN yang digunakan memiliki tegangan 6000 V sehingga diperlukan trafo step down agar tegangannya menjadi 2300 V. Selain itu juga disediakan satu buah generator 2008-JC kapasitas 750



kW sebagai pengganti apabila power PLN tidak ada. Untuk



suction pompa diambil dari aliran down steam turbin Waduk Jatiluhur. c)



Water Intake Kolom Emergency (kolom 8) Kolam 8 adalah kolam cadangan yang sumbernya dari air hujan dan make up dari air baku Parung Kadali. Air ini digunakan jika air baku dari parung kadali tidak dapat mensupply. Kolam ini dilengkapi dengan 2 buah pompa 3003 J/JA dengan kapasitas pompa 450 cm3/jam.



2.



Unit Pengolahan Air



Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa



Laporan Kerja Praktek 122



PT. Pupuk Kujang Cikampek (Persero)



Unit ini bertujuan untuk menyediakan air bersih yang mempunyai pH 7,0 - 7,5 dan kekeruhan maksimal 2,0 ppm. Unit pengolahan air ini dibagi menjadi 2 unit utama, yaitu : a) Pretreatment Pretreatment



bertujuan



untuk



menghilangkan



pengotor



suspended solid. Unit ini mengolah air baku menjadi air bersih dengan proses koagulasi, flokulasi, sedimentasi, dan filterisasi sehingga menghasilkan air bersih yang mempunyai pH 7,0 – 7,5 dan turbidity maximal 2,0 ntu. Penggunaan air bersih ini adalah untuk : 1.



Air Proses.



2.



Air Pendingin.



3.



Air Umpan Ketel.



4.



Air Pemadam Kebakaran (hydrant).



5.



Air Minum untuk pabrik dan perumahan.



Gambar 9. Unit Pretreatment Air Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa



Laporan Kerja Praktek 123



PT. Pupuk Kujang Cikampek (Persero) 1) Premix tank



Air baku (raw water) yang berasal dari water intake Jatiluhur atau Cikao dengan debit 900 m3/jam (15000 L/menit) diumpankan melalui pipa dengan menggunakan pompa berkapasitas 1100 m3/jam. Didalam premix tank diinjeksikan bahan-bahan kimia antara lain: 1.



Soda caustic (NaOH) sebagai pengatur pH air (6,4-6,7)



2.



Alum sulfat atau AI2(SO4)3.18H2 O sebagai flokulan, mengikat kotoran menjadi flock-flock kecil.



3.



Klorin atau CI2 sebagai bahan disenfektan, membunuh bakteri dan memecahkan zat-zat organik yang berbentuk koloid yang susah diikat oleh alum sulfat.



4.



Coagulant aid untuk mempercepat koagulasi. Premix tank dengan kapasitas 266,8 m3 merupakan sebuah silinder baja tegak yang dilengkapi pengaduk (agiator) dan berfungsi sebagai pengaduk air baku dan bahan kimia agar larutan dapat merata / homogen.



Coagulant



aid



diinjeksikan



pada



aliran outlet premix tank yang berfungsi mengikat flok - flok kecil menjadi flok – flok yang besar sehingga mudah mengendap dengan adanya gravitasi. 2) Clarifier dan Clearwell Clarifier adalah tempat proses penjernihan air keluaran dari premix tank, dimana turbidity dan koloidal yang terlarut akan mengendap menjadi lumpur dan dibuang melalui blowdown secara periodik. Clarifier ini terjadi proses koagulasi, flokulasi, dan sedimentasi.



Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa



Laporan Kerja Praktek 124



PT. Pupuk Kujang Cikampek (Persero)



Proses yang terjadi yaitu pertama air masuk ke clarifier, kemudian didistribusikan kedalam cone secara merata, diaduk dengan agitator supaya terjadi koagulasi untuk menghilangkan kestabilan



partikel koloid dengan cara menetralkan muatan



elektrisnya dengan putaran ±6 mpr (menit per rotasi), agar flok – flok halus tidak mengendap didasar cone tetapi terangkat keluar cone. Proses flokulasi terjadi di atas cone yaitu penyatuan kembali partikel–partikel yang sudah di-destabilisasi- kan menjadi suatu flok yang teraglomerasi menyebar



keluar



selanjutnya proses sedimentasi dimana



diatas cone. Langkah partikel – partikel yang



teraglomerasi menjadi flok yang begitu besar dan semakin berat maka akan mengendap diluar cone yang nantinya secara periodik akan dibuang/di-blow down setiap 100.000 liter air yang masuk. Air yang bersih akan mengalir ke atas melalui lubang – lubang over flow dan masuk ke penampungan kemudian mengalir ke clearwell. Air yang dihasilkan pHnya 6,4–6,6 dan turbidity < 1,0 ppm dan Cl2 antara 0,5– 1,0 ppm. Urutan proses terjadinya flokulasi adalah sebagai berikut: a. Alum bereaksi dengan air membentuk koloid Al2 (SO4)3 + H2 O



2Al(OH)3 + 3H2SO4



b. Koloid Al(OH)3 yang bermuatan positif mengabsorsi partikelpartikel tersuspensi yang bermuatan negatif. c. Koloid Al(OH)3 yang telah mengabsorsi partikel negatif akan mudah mengendap dan membentuk lumpur proses ini dipercepat oleh coagulant aid. Clearwell ditambahkan kaustik untuk menaikkan pH 7,0–7,5, kemudian dari clearwell dipompakan dengan pompa



2203



UJA/UJB/UJC, menuju sand filter. Premix tank dan clearwell



Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa



Laporan Kerja Praktek PT. Pupuk Kujang Cikampek (Persero)



125



dihubungkan dengan pipa bypass yang digunakan bila clarifier tidak dapat dioperasikan. 3) Sand Filter Proses yang terjadi di sand filter adalah proses filterisasi. Air dari clear well kemudian disaring dalam enam buah rapid pressure horizontal sand filter yang disusun secara paralel dan berfungsi menyaring partikel-partikel halus yang terbawa. Air hasil saringan sand filter dengan turbidity dan CI2 masing-masing kurang dari 0,5 ppm, selanjutnya dilairkan ke dalam dua buah storage yaitu filtered water storage dan portabel water storage. Susunan sand filter pada vessel terdiri dari : 1. Antrifilt 2. Fine Sand 3. Media Sand 4. Fine Gravel 5. Media Gravel 6. Coarse Gravel Back wash (pencucian balik) terhadap sand filter dilaksanakan jika pressure drop antara inlet dan outlet melebihi 1,0 kg/cm2G. Pencucian balik dilakukan dengan membalikkan arah aliran air yang dapat dilaksanakan secara otomatis di control room atau secara manual di tempat. Tahapan regenerasi adalah : 1. Drain down, mengurangi sebagian air dalam vessel 2. Back wash (membalik aliran), untuk mengaduk lumpur yang mengendap pada permukaan pasir dan mengeluarkan lumpur dari dalam sand filter. Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa



Laporan Kerja Praktek 126



PT. Pupuk Kujang Cikampek (Persero)



3. Rinse, untuk membuang lumpur yang masih tertinggal didalam sand filter. 4) Storage Storage (penampungan) pada pretreatment ini terdiri atas dua macam : 1. Potabel water storage berfungsi sebagai tempat penampungan air untuk kebutuhan rumah tangga di pabrik, kantor dan pemukiman. Air portabel ini diinjeksi dengan klorin sebagai desinfektan sehingga menghasilkan pH antara 7-7,5 dan CI2 antara 0,5-1,5 ppm. 2. Filtered water storage berfungsi sebagai tempat penampung air untuk keperluan make up air pendingin, air hydrant, dan umpan ke seksi demineralized water. b) Demineralisasi Demineralization bertujuan untuk menghasilkan dissolved



solid.



Air



dari



filtered



water



storage



pengotor pada



unit



demineralisasi diolah menjadi air bebas mineral (demineralized water) yang akan diproses lebih lanjut menjadi air umpan ketel (boiler feed water), hal ini dilaksanakan karena air umpan ketel harus mempunyai sifat : 1. Tidak menimbulkan kerak yang akan berakumulasi pada sudutsudut turbin atau tube-tube heat exchanger sehingga menggangu proses. 2. Bebas dari gas-gas penyebab korosi seperti O2 dan CO2 Unit demineralisasi meliputi beberapa bagian yaitu : a. Activated carbon filter



Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa



Laporan Kerja Praktek PT. Pupuk Kujang Cikampek (Persero)



127



b. Cation exchanger c. Anion exchanger d. Mixed bed polisher



Gambar 10. Unit Demineralisasi Air



1) Activated Carbon Filter Air dari filtered water diumpankan kedalam empat buah carbon filter yang bertujuan : 1. Menangkap chlorine yang dapat menggangu resin 2. Mengihilangkan bau dan warna 3. Menghilangkan zat renik dan mikroba 4. Menghasilkan pH 7,0-7,5 Media yang digunakan dalam carbon filter adalah norit (carbon active). Usia layanan carbon filter tergantung pada kondisi filtered water. Regenerasi dilakukan bila kondisi karbon aktif telah jenuh. Batasan operasi pada carbon filter adalah pH 6,8–7,6, turbidity