22 0 4 MB
LAPORAN PRAKTIK KERJA LAPANGAN (PKL) PT PETROKIMIA GRESIK GRESIK, JAWA TIMUR
ANALISIS SECARA KUANTITATIF PADA PUPUK ZA I/III
Disusun oleh : Raden Roro Rania Wendriayuningsih
(16307141009)
Shinta Ningrumasri
(16307141031)
Raditya Kusumaningrum
(16307144017)
PROGRAM STUDI KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA 2019
HALAMAN PENGESAHAN
i
DAFTAR ISI
HALAMAN PENGESAHAN ................................................................................ i DAFTAR ISI ......................................................................................................... iii DAFTAR TABEL ..................................................................................................v DAFTAR GAMBAR ............................................................................................ vi KATA PENGANTAR ......................................................................................... vii BAB I PENDAHULUAN .......................................................................................2 A. Sejarah Perusahaan....................................................................................... 2 B. Visi, Misi Perusahaan dan Budaya Perusahaan ........................................... 7 C. Logo Perusahaan .......................................................................................... 8 D. Struktur Organisasi .................................................................................... 10 E. Anak Perusahaan dan Perusahaan Patungan .............................................. 11 F.
Tata Letak Pabrik ....................................................................................... 14
G. Unit-Unit Produksi ..................................................................................... 15 H. Bahan Baku, Produk dan Pemasaran Produk ............................................. 20 BAB II PROSES PRODUKSI DEPARTEMEN PRODUKSI IA ....................27 A. Unit Amoniak ............................................................................................. 27 B. Unit Urea .................................................................................................... 41 C. Unit ZA I/III ............................................................................................... 65 D. Utilitas ........................................................................................................ 72 BAB III PERENCANAAN DAN PENGENDALIAN PRODUKSI .................91 A. Perencanaan Produksi ................................................................................ 92 B. Pengendalian Produksi ............................................................................... 93 C. Sistem Pelaporan ........................................................................................ 94 BAB IV KESEHATAN DAN KESELAMATAN KERJA ...............................96 A. Struktur Organisasi K3 ............................................................................... 96 B. Peran K3 Dalam Unit Kerja ....................................................................... 97 iii
C. Kecelakaan Kerja ....................................................................................... 98 D. Sasaran dan Pelaksanaan Keselamatan dan Kesehatan Kerja .................. 102 E. Kebijakan Sistem Manajemen PT. Petrokimia Gresik ............................. 103 F.
Tugas- tugas Bagian K3 ........................................................................... 104
G. Alat Pelindung Diri (APD) ...................................................................... 104 BAB V LABORATORIUM PRODUKSI I ......................................................109 A. Program Kerja Laboratorium ................................................................... 109 B. Laboratorium Produksi I .......................................................................... 110 C. Alat Utama Laboratorium Produksi I....................................................... 111 D. Analisa Laboratorium Produksi I ............................................................. 111 BAB VI TUGAS KHUSUS ................................................................................114 A. Metode Analisis Pupuk ZA ...................................................................... 114 B. Metode Analisis ....................................................................................... 117 C. Hasil dan Pembahasan.............................................................................. 130 BAB VII PENUTUP...........................................................................................139 A. Kesimpulan .............................................................................................. 139 B. Saran ......................................................................................................... 140 DAFTAR PUSTAKA .........................................................................................141 LAMPIRAN PERHITUNGAN .........................................................................142
iii
DAFTAR TABEL Tabel 1.0.1 Kronologis sejarah singkat PT. Petrokimia Gresik .............................. 5 Tabel 1.0.2 Produk Unit Produksi I ...................................................................... 18 Tabel 1.0.3 Produk dan Spesifikasi Bahan Baku .................................................. 21 Tabel 2.0.1 Spesifikasi demin water .................................................................... 78 Tabel 6.0.1 Uji H2O pada kristal basah dan produk ZA I/III .............................. 130 Tabel 6.0.2 Uji kadar ZA dalam larutan induk ZA I ........................................... 132 Tabel 6.0.3 Uji kadar ZA dalam larutan induk ZA III ........................................ 132 Tabel 6.0.4 Uji Fe dalam larutan induk ZA I/III ................................................. 133 Tabel 6.0.5 Uji PO4 dalam larutan induk ZA I/III .............................................. 135 Tabel 6.0.6 Uji FA dalam kristal basah dan produk ZA I/III .............................. 136 Tabel 6.0.7Uji distribusi ukuran butiran produk ZA I/III ................................... 137
iv
DAFTAR GAMBAR Gambar 1.0.1 Logo PT Petrokimia Gresik ............................................................. 8 Gambar 1.0.2 Struktur Organisasi PT Petrokimia Gresik ..................................... 10 Gambar 1.0.3 Tata Letak Proses Pabrik I PT. Petrokimia Gresik......................... 14 Gambar 1.0.4 Produksi PT Petrokimia Gresik ...................................................... 17 Gambar 1.0.5 Alur Produksi Pupuk PT. Petrokimia Gresik ................................. 20 Gambar 1.0.6 Diagram Distribusi Pupuk .............................................................. 26 Gambar 1.0.7 Alur Distribusi Pupuk Subsidi........................................................ 26 Gambar 2.0.1 Block diagram Amonia .................................................................. 30 Gambar 2.0.2 Diagram Alir Primary dan Secondary Reformer ........................... 33 Gambar 2.0.3 Diagram Alir CO Shift Conventer .................................................. 34 Gambar 2.0.4 DiagramAlirCO2Removal .............................................................. 35 Gambar 2.0.5 Diagram Alir Sistem Metanator ..................................................... 37 Gambar 2.0.6 Diagram AlirNH3ConverterdanRefrigeration ................................ 39 Gambar 2.0.7 Diagram Blok ProsesProduksiUrea ................................................. 42 Gambar 2.0.8 Diagram Alir ProsesSintesis ............................................................ 43 Gambar 2.0.9 Diagram Alir ProsesPurifikasidanRecovery.................................... 51 Gambar 2.0.10 Diagram Alir ProsesKondensat ..................................................... 57 Gambar 2.0.11 DiagramProsesKonsentrasidanPembutiran .................................. 59 Gambar 2.0.12 Diagram Blok Proses Produksi Pupuk ZA I/III ........................... 66 Gambar 2.0.13 Diagram Alir Proses Neutralization – Crystallization................. 67 Gambar 2.0.14 Diagram Alir Proses Pemisahan Kristal ...................................... 70 Gambar 2.0.15 Diagram blok proses penyediaan air ............................................ 75 Gambar 2.0.16 Diagram AlirLime Softening Unit (LSU) ..................................... 76 Gambar 2.0.17 Diagram Alir Demin Plant Unit ................................................... 79 Gambar 2.0.18 Diagram Blok Proses Penyedian Steam ....................................... 83 Gambar 2.0.19 Diagram Alir Proses Boiler (B 1102)........................................... 85 Gambar 2.0.20 Diagram Alir Proses Waste Heat Boiler ...................................... 86 Gambar 2.0.21 Diagram Alir Proses GTG ............................................................ 88 Gambar 2.0.22 Sistem Udara Bersih ..................................................................... 89 Gambar 4.0.1 Struktur Organisasi Struktural ........................................................ 96 Gambar 4.0.2 Proses Terjadinya Kecelakaan ..................................................... 103
v
KATA PENGANTAR Puji syukur kami panjatkan kepada Allah SWT, yang telah memberikan segala rahmat dan hidayah-Nya, sehingga kami dapat menyelesaikan kegiatan dan laporan kerja praktek di PT. Petrokimia Gresik (Persero) yang telah berlangsung selama bulan Januari 2019. Tujuan kerja praktek ini adalah untuk memperoleh pengalaman di dunia kerja, sehingga dapat mengetahui secara langsung berbagai permasalahan yang ada serta dapat berperan serta untuk memecahkannya. Ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya, kami haturkan untuk segenap pihak yang telah membantu dalam penyelesaian penyusunan laporan ini, diantaranya : 1. Allah SWT atas berkah dan rahmatnya sehingga kami dapat menyusun laoparan kerja praktek ini. 2. BapakJaslin Ikhsan, Ph.D.,selaku Ketua Jurusan Kimia UNY. 3. IbuIr. Endang Dwi Siswani, MT, selaku koordinator kerja praktek Jurusan Kimia UNY. 4. Ibu Dr. Kun Sri Budiasih, M.Si., selaku dosen pembimbing kerja praktek. 5. Bapak Rully Eko Ardianto, selaku Kepala Departemen Produksi 1A PT. Petrokimia Gresik 6. Bapak Loh Sri Handono, selaku pembimbing kami di PT. Petrokimia Gresik, yang telah menunjukan dan memberikan banyak bantuan, serta pengertiannya selama kamimelaksanakan kegiatan kerja praktek di bagian Candal Poduksi Departemen Produksi I A di PT. Petrokimia Gresik. 7. Seluruh karyawan di departemen produksi 1A PT. Petrokimia Gresik yang turut membantu kami dalam melaksanakan kerja praktek. 8. Keluarga kami (bapak, ibu, adik, kakak) yang telah memberikan doa dan dukungannya. 9. Teman-teman kerja praktek (mahasiswaITS, UGM, dan Unsoed) terima kasih atas dukungan dan kebersamaanmu.
vi
Kami menyadari bahwa masih terdapat banyak kekurangan dalam laporan ini, oleh karenanya kami sangat mengharapkan saran dan kritik demi kesempurnaan laporan ini. Akhir kata, semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi semua pihak.
Yogyakarta, Januari 2019
Penyusun
vii
a
Laporan Praktek Kerja Departemen Produksi 1A BAB IPENDAHULUAN
PT.Petrokimia Gresik-Jawa Timur
BAB I PENDAHULUAN A. Sejarah Perusahaan Perusahaan PT Petrokimia Gresik adalah salah satu Badan Usaha Milik Negara (BUMN) dalam lingkup Departemen Perindustrian dan Perdagangan yang bergerak dibidang produksi pupuk, bahan – bahan kimia, pestisida, dan jasa lainnya seperti jasa konstruksi/rancang bangun, peralatan pabrik, perekayasaan, dan Engineering, yang menempati lahan seluas 450 hektar berlokasi di Kecamatan Kebomas, Kabupaten Gresik, Provinsi Jawa Timur. Nama perusahaan PT Petrokimia Gresik bersal dari kata “Petroleum Chemical” disingkat menjadi “Petrochemical”. Produk utama yang dihasilkan oleh PT. Petrokimia Gresik adalah pupuk Nitrogen (ZA dan Urea), pupuk Fosfat (SP-36), pupuk majemuk (NPK dan Phonska) dan pupuk Organik serta produk sampingan seperti Karbondioksida cair dan padat (dry ice), Amoniak, Asam Sulfat, Asam Fosfat, Asam Klorida, Oksigen dan Nitrogen cair. PT Petrokimia adalah pabrik pupuk terlengkap di Indonesia yang menjadi produsen pupuk tertua setelah PT Pupuk Sriwijaya (Pusri) Palembang, pada awal berdirinya disebut proyek Petrokimia Surabaya.Pada tahun 1964 berdasarkan inpres RI No.I/Instr/1963 PT Petrokimia Gresik dibangun dan dikerjakan oleh kontraktor Cosindit Sp.A dari Italia.Pada tanggal 10 Agustus 1964 kontrak pembangunan ditandatangani dan mulai berlaku pada tanggal 8 Desember 1964.Namun pada tahun 1968 proyek ini sempat terhenti karena adanya permasalahan politik dan ekonomi yang dialami oleh bangsa Indonesia.Pada tanggal 10 Juli 1972 proyek ini diresmikan oleh presiden Republik Indonesia, yang kemudian tanggal tersebut ditetapkan sebagai hari jadi PT Petrokimia Gresik. Berdasarkan PP No.28/1997, PT Petrokimia Gresik mulanya berada dibawah Direktorat Industri Kimia Dasar, namun sejak tahun 1992 berada dibawah Departemen Perindustrian dan mulai tahun 1997 berada dibawah naungan
PRODI KIMIA FMIPA-UNY 2019
2
Laporan Praktek Kerja Departemen Produksi 1A BAB I PENDAHULUAN
PT.Petrokimia Gresik-Jawa Timur
Departemen Keuangan. Pada tahun 1998 berada di bawah naungan Departemen Pendayagunaan BUMN. Akan tetapi akibat adanya krisis moneter yang dialami Indonesia menyebabkan PT Petrokimia Gresik berada di bawah Holding Company PT Pupuk Sriwijaya Tepatnya pada tahun 1999. Pada tahun 2000, pabrik pupuk majemuk PHONSKA dengan teknologi Spanyol INCRO dimana konstruksinya ditangani oleh PT Rekayasa Industri dengan kapasitas produksi 3000 ton/tahun.Pabrik ini diresmikan oleh presiden Abdurrachman Wachid pada tanggal 25 Agustus 2000.Pada bulan Oktober 2003 dibangun pabrik NPK Blendding dengan kapasitas produksi 60.000 ton/tahun. Pada tahun 2004, penerapan rehabilitation Flexible Operation (RFO) ditunjukan agar pabrik Fosfat I (PF I) dapat memproduksi pupuk PHONSKA selain memproduksi SP-36 dengan harapan dapat memenuhi permintaan pasar akan PHONSKA yang tinggi sewaktu – waktu. Pada bulan Maret tahun 2005, diproduksi pupuk Kalium Sulfat (ZK) dengan kapasitas produksi 10.000 ton/tahun.Bulan Desember 2005 diproduksi/dikomersialkan pupuk petroganik dengan kapasitas produksi 3.000 ton/tahun.Pada bulan Desember pula dikomersialkan pupuk NPK Granulation dengan kapasitas produksi 100.000 ton/tahun. Produksi pupuk terdapat dalam dua bentuk, yaitu ; subsidi pupuk Urea, NPK (PHONSKA), Petroganik, SP-36, dan ZA, dan non subsidi berupa NPK Kebomas, ZK, DAP, KCL, Phosphate rock, Petronik, Petro Kalimas, Petro Biofertil, dan kapur pertanian. Adapun produksi non pupuk adalah Amoniak, Asam Sulfat, Asam Fosfat, Cement Retarder, Aluminium florida, CO2 cair, Dry Ice, Asam Klorida, Oksigen, Nitrogen, Hidrogen, Gypsum, Petroseed, Petro Hibrid, Petro Gladiator, Petrofish, Petro Chick, dan Petro Rice. Secara kronologis sejarah singkat PT. Petrokimia Gresik adalah sebagai berikut:
3
Laporan Praktek Kerja Departemen Produksi 1A BAB IPENDAHULUAN
PT.Petrokimia Gresik-Jawa Timur
PRODI KIMIA FMIPA-UNY 2019
4
a
Laporan Praktek Kerja Departemen Produksi 1A BAB IPENDAHULUAN
PT.Petrokimia Gresik-Jawa Timur
Tabel 1.0.1Kronologis sejarah singkat PT. Petrokimia Gresik Tahun
Keterangan
1960
Proyek pendirian PT. Petrokimia Gresik adalah PROJEK PETROKIMIA SURABAJA didirikan dengan dasar hukum: a) TAP MPRS No. II/MPRS/1960 b) Kepres No. 260 Th. 1960
1964
Berdasarkan Instruksi presiden No. I/1963, maka pada tahun 1964 pembangunan PT. Petrokimia dilaksanakan oleh kontraktor Cosindit, SpA dari Italia.
1968
Pembangunan sempat dihentikan pada tahun ini karena adanya pergolakan perekonomian.
1971
Ditetapkan menjadi perusahaan umum (Public Service Company) dengan PP No.55/1971
1972
Diresmikan oleh Presiden Indonesia, Bapak HM. Soeharto.
1975
Bertransformasi menjadi Persero (Profit Oriented Public Service Company) berdasarkan PP No.35/1974 jo PP No.14/1975
1979
Perluasan Pabrik tahap I: Pabrik pupuk TSP I dilaksanakan oleh kontraktorSpie Batignoles dari Perancis, meliputi pembangunan: Prasarana pelabuhan dan penjernihan air dan Booster Pump di Gunung Sari Surabaya.
1983
Perluasan Pabrik tahap II: Pabrik pupuk TSP II dilaksanakan oleh kontraktor Spie Batignoles dari Perancis, dilengkapi pembangunan: perluasan prasarana pelabuhan dan penjernihan air dan Booster Pump di Babat.
PRODI KIMIA FMIPA-UNY 2019
5
a
Laporan Praktek Kerja Departemen Produksi 1A BAB IPENDAHULUAN
PT.Petrokimia Gresik-Jawa Timur
1984
Perluasan Pabrik tahap III: Pabrik Asam Fosfat dengan pembangunan Hitachi Zosen dari Jepang: a) Pabrik Asam Fosfat b) Pabrik Asam Sulfat c) Pabrik Cement Retarder d) Pabrik Aluminium Fluorida e) Pabrik Amonium Sulfat f) Unit Utilitas
1986
Perluasan Pabrik tahap IV: Pabrik Pupuk ZA III yang mulai dari studi kelayakan hingga pengoperasian pada 2 Mei 1986 ditangani oleh tenaga-tenaga PT. PETROKIMIA GRESIK
1994
Perluasan Pabrik tahap V: Pembangunan pabrik Amoniak dan Urea baru menggunakan tekmologi proses Kellog Amerika dengan konstruksi ditangani oleh PT. IKPT Indonesia. Pembangunan dimulai pada awal tahun 1991 tetapi baru beroperasi pada tanggal 29 April 1994.
1997
Berdasarkan PP No. 28/1997, PT. Petrokimia Gresik berubah status menjadi Holding Company bersama PT. Pupuk Sriwijaya Palembang (PUSRI). Perluasan Pabrik tahap VI: Pembangunan pabrik Pupuk Majemuk (NPK) PHONSKA dengan teknologi
2000
Spanyol INCRO dimana konstruksinya ditangani oleh PT. Rekayasa Industri dengan kapasitas produksi 3.000 ton/tahun. Pabrik ini diresmikan oleh Abdurrachman Wachid pada tanggal 25 Agustus 2000.
2003
Pada bulan Oktober dibangun pabrik NPK blending dengan kapasitas produksi 60000 ton/tahun.
2004
Penerapan Rehabilitation Flexible Operation (RFO) ditujukan agar Pabrik Fosfat I (PF I) dapat memproduksi pupuk PHONSKA selain memproduksi SP-36 dengan harapan dapat memenuhi permintaan pasar.
PRODI KIMIA FMIPA-UNY 2019
6
a
Laporan Praktek Kerja Departemen Produksi 1A BAB IPENDAHULUAN
PT.Petrokimia Gresik-Jawa Timur
2005
Perluasan Pabrik tahap VII: Bulan Maret diproduksi Pupuk Kalium Sulfat (ZK) dengan kapasitas produksi 10.000 ton/tahun. Bulan Desember diproduksi/dikomersialkan pupuk petroganik dengan kapasitas 3.000 ton/tahun. Pada bulan Desember pula dikomersialkan pupuk NPK Granulation dengan kapasitas produksi 100.000 ton/tahun.
2009
Perluasan pabrik tahap VIII: Petrobio, NPK Kebomas II, III & IV
2010-2012 Perluasan pabrik tahap IX: Pembangunan
phonska
IV
dengan
kapasitas
600.000
ton/tahun,
pembangunan tangki amoniak dan power plant batubara. 2012-2015 Perluasan pabrik tahap X: Membangun unit Revamping PA meliputi pabrik phosphoric acid, sulfuric acid dan purified gypsum. Selain itu juga membangun ammoniak dan urea II dengan kapasitas 660.000 ton/tahun dan 570.000 ton/tahun serta membangun unit-unit pendukung lainnya meliputi uprating Gunung Sari, perluasan pelabuhan dan pergudangan.
B. Visi, Misi Perusahaan dan Budaya Perusahaan 1. Visi PT Petrokimia Gresik Menjadi produsen pupuk dan produk kimia lainnya yang berdaya saing tinggi dan produknya paling diminati konsumen. 2. Misi PT Petrokimia Gresik a. Mendukung penyediaan pupuk nasional untuk tercapainya program swasembada pangan. b. Meningkatkan hasil usaha untuk menunjang kelancaran kegiatan operasional dan pengembangan usaha. c. Mengembangkan potensi usaha untuk pemenuhan industry kimia nasional dan berperan aktif dalam Community development.
PRODI KIMIA FMIPA-UNY 2019
7
a
Laporan Praktek Kerja Departemen Produksi 1A BAB IPENDAHULUAN
PT.Petrokimia Gresik-Jawa Timur
3. Budaya Perusahaan a. Mengutamakan keselamatan dan kesehatan kerja serta pelestarian lingkungan hidup dalam setiap kegitaan operasional. b. Memanfaatkan profesionalisme untuk peningkatan kepuasan pelanggan. c. Meningkatkan inovasi untuk memenangkan bisnis. d. Mengutamakan integritas di atas segala hal. e. Berupaya membangun semangat kelompok yang sinergis. C. Logo Perusahaan
Gambar 1.0.1Logo PT Petrokimia Gresik PT Petrokimia Gresik memiliki logo seekor kerbau berwarna kuning emas dan daun berwarna hijau berujung lima dengan huruf PG berwarna putih yang terletak di tengah-tengahnya seperti pada Gambar 1.1. Adapun arti logo tersebut adalah : 1. Kerbau sebagai penghormatan kepada daerah Kecamatan Kebomas, kerbau juga melambangkan sikap bekerja keras, loyalitas dan jujur, dan dikenal sebagai hewan yang dikenal oleh masyarakat Indonesia sebagai sahabat petani. 2. Warna kuning emas pada kerbau melambangkan Keagungan. 3. Daun hijau berujung lima yang melambangkan kesuburan dan kesejahteraan. 4. Lima ujung daun melambangkan kelima sila dari Pancasila. 5. Tulisan PG di tengahnya yang berarti singkatan dari PT Petrokimia Gresik. 6. Warna putih pada huruf PG melambangkan kesucian.
PRODI KIMIA FMIPA-UNY 2019
8
a
Laporan Praktek Kerja Departemen Produksi 1A BAB IPENDAHULUAN
PT.Petrokimia Gresik-Jawa Timur
Secara keseluruhan logo tersebut berarti : “ Dengan hati yang bersih dan suci berdasarkan kelima Pancasila, PT Petrokimia Gresik berusaha mencapai masyarakat yang adil dan makmur menuju keagungan bangsa”.
PRODI KIMIA FMIPA-UNY 2019
9
a
Laporan Praktek Kerja Departemen Produksi 1A BAB IPENDAHULUAN
PT.Petrokimia Gresik-Jawa Timur
D. Struktur Organisasi
Gambar 1.0.2Struktur Organisasi PT Petrokimia Gresik
PRODI KIMIA FMIPA-UNY 2019
10
a
Laporan Praktek Kerja Departemen Produksi 1A BAB IPENDAHULUAN
PT.Petrokimia Gresik-Jawa Timur
Struktur organisasi PT Petrokimia Gresik berbentuk matriks, dimana terdapat hubungan kerja dan aliran informasi secara horizontal dan vertikal.Secara garis besar, PT Petrokimia Gresik dipimpin oleh seorang Direktur khusus. Keempat direktur khusus ini antara lain: 1. Direktur Komersial Direktur komersial membawahi 5 Kompartemen, yaitu Kompartemen Penjualan Wilayah I, Kompartemen Penjualan Wilayah II, Kompartemen Pemasaran, Kompartemen Administrai Keuangan, dan Kompartemen Perencanaan & Pengendalian Usaha. 2. Direktur Produksi Direktur Produksi membawahi 4 Kompartemen, yaitu Kompartemen Produksi I, Kompartemen Produksi II, Kompartemen Produksi II, dan Kompartemen Teknologi. 3. Direktur Teknik dan Pengembangan Direktur Teknik & Pengembangan membawahi 4 Kompartemen, Kompartemen Riset, Kompartemen Pengembangan, Kompartemen Engineering, dan Kompartemen Pengadaan. 4. Direktur SDM dan Umum Direktur SDM dan Umum membawahi 2 Kompartemen dan 2 bagian secara langsung yaitu Kompartemen Sumber Daya Manusia dan Kompartemen Sekretaris Perusahaan.Sedangkan 2 bagian yang dibawahi secara langsung yaitu bagian Kemitraan dan Bina Lingkungan serta Bagian Keamanan.
E. Anak Perusahaan dan Perusahaan Patungan PT. Petrokimia Gresik memiliki beberapa anak perusahaan dan perusahaan patungan. 1. PT. Petrokimia Kayaku(Tahun 1977) Memproduksi Insektisida, Herbisida, dan Fungisida dengan saham PT Petrokimia Gresik sebanyak 60%, Nippon kayaku 20%, dan Mitsubishi 20%. 2. PT. Petrosida Gresik(Tahun 1984) PRODI KIMIA FMIPA-UNY 2019
11
Laporan Praktek Kerja Departemen Produksi 1A BAB IPENDAHULUAN
PT.Petrokimia Gresik-Jawa Timur
Memproduksi Diazinon, Carbofuron, Carbaryl, MIPC dengan saham PT Petrokimia Gresik 99,99% dan Yayasan 0,01%. 3. PT. Petronika(Tahun 1985) Memproduksi DOP ( Diocthyl Phthalat ) dengan saham PT Petrokimia Gresik 20%. 4. PT Petrowidada(Tahun 1985) Memproduksi Phytalic Anhydride, Maleik Anhydride dengan saham
PT
Petrokimia Gresik 1,47% 5. PT Petrocentral(Tahun 1990) Memproduksi Sodium Tripoly Phosphate dengan saham PT Petrokimia Gresik 9,8% 6. Kawasan Industri Gresik Bergerak di bidang pengolahan Kawasan Industri Gresik dan pengoperasian ekspor dan Processing Zone.Saham yang dimiliki PT. Petrokimia Gresik sebesar 35% dan semen Gresik 65%. 7. PT. Puspesindo Merupakan perusahan patungan antara : PT. Petrokimia Gresik (32,31%), PT Pupuk Sriwijaya (32,21%), PT. Rekayasa Industri (7,43%), PT. Mapido Parama (12,30%), Balceke Durr A. G. Jerman (15,76%) Perusahaan ini bergerak di bidang pembuatan peralatan pabrik, antara lain: Bejana bertekanan, Menara, Alat penukar panas, Peralatan cryogenic (Kontruksi Berat). 8.
PT. Gresik Cipta Sejahtera (GCS) Perusahhan ini didirikan pada tanggal 3 April tahun 1972 dengan bidang
usaha distributor, pemasok suku cadang, bahan baku industri kimia, angkutan bahan kimia, dan pembinaan usaha kecil. 9.
PT. Aneka Jasa Gharadika (AJG) Didirikan pada tanggal 10 November 1997 dengan bidang usaha penyediaan
tenaga harian, jasa pekerjaan borongan, dan cleaning service.
10. PT. Graha Sarana Gresik
PRODI KIMIA FMIPA-UNY 2019
12
Laporan Praktek Kerja Departemen Produksi 1A BAB I PENDAHULUAN
PT.Petrokimia Gresik-Jawa Timur
Perusahaan ini didirikan pada 13 Mei 1993 dengan bidang usaha penyedia akomodasi, persewaan perkantoran dan jasa travel. 11. PT. Petrokopindo Cipte Selaras ( PCS ) Perusahaan ini didirikan pada 13 Mei 1993 dengan bidang usaha perbengkelan, jasa angkutan, dan perdagangan umum. 12. Yayasan PT. Petrokimia Gresik Yayasan PKG juga membentuk sebuah yayasan dengan nama Yayasan Petrokimia Gresik yang berdiri pada 26 Juni 1965 dengan tujuan untuk ikut meningkatkan kesejahteraan karyawan. Usaha yang telah ditangani adalah: a. Pembangunan perumahan karyawan dengan harga murah b. Pemeliharaan kesehatan karyawan setelah pensiun c. Memberikan bantuan sosial bagi karyawan yang memasuki masa pensiun dan penyelenggaraan pendidikan yang berupa pengadaan TK, SD, dan menyediakan beasiswa bagi pelajar yang berprestasi. 13. Koperasi Karyawan Keluarga Besar PT. Petrokimia Gresik (K3PG) K3PG adalah badan usaha berbentuk koperasi yang didrikan pada 13 Agustus 1983. Fungsi K3PG antara lain: a. Sebagai Salah satu anggota dari PKG yang bergerak di bidang perkoperasian. b. Pembuka lapangan pekerjaan bagi masyarakat Sejak berdiri hingga saat ini berbagai pengharggan telah diraih oleh K3PG baik dari tingkat regional maupun nasional, antara lain: a. Koperasi Fungsional Terbaik I Nasional tahun 1989 b. Koperasi Fungsional Teladan Nasional tahun 1990 c. Koperasi Fungsional Andalan Pemula Jatim tahun 1990 d. Koperasi Fungsional Andalan Tingkat Jatim tahun 1991 Ada beberapa usaha yang dijalankan oleh K3PG seperti unit pertokoan, unit apotek, unit kantin, unit simpan pinjam, unit pompa bensin, dan jasa cleaning service.
PRODI KIMIA FMIPA-UNY 2019
13
a
Laporan Praktek Kerja Departemen Produksi 1A BAB IPENDAHULUAN
PT.Petrokimia Gresik-Jawa Timur
14.PT. Petro Graha Medika Perusahan ini lebih dikenal dengan Rumah Sakit Petrokimia Gresik. Tugas dan fungsinnya adalah sebagai berikut: a. Memberikan penyuluan kesehatan pada waktu sidang K3 di tiap-tiap kompartemen secara rutin tiap satu bulan sekali b. Melakukan jasa pelayanan kesehatan terhadap karyawan maupun masyarakat dilingkungan pabrik c. Melakukan pengenalan kecelakaan kerja dilingkungan pabrik
F. Tata Letak Pabrik Tata letak proses dari PT. Petrokimia Gresik dapat kita lihat pada Gambar 1.3 dibawah ini.
Gambar 1.0.3Tata Letak Proses Pabrik I PT. Petrokimia Gresik PT Petrokimia Gresik terletak pada kawasan industri yang menempati area seluas 450 ha. Areal tanah yang ditempati berada di tiga kecamatan yang meliputi enam desa, yaitu : 1. Kecamatan Gresik yang meliputi dea Ngipik, Karangturi, Sukorame, Lumpur dan Tlogopojok. 2. Kecamatan Kebomas yang meliputi desa Kebomas, Tlogopatut, dan Randungagung.
PRODI KIMIA FMIPA-UNY 14 2019
a
Laporan Praktek Kerja Departemen Produksi 1A BAB IPENDAHULUAN
PT.Petrokimia Gresik-Jawa Timur
3. Kecamatan Manyar yang meliputi desa Romo Meduran, Pojok Pesisir, dan Tepen. Desa yang masuk kategori ring 1 pada PT Petrokimia Gresik adalah Desa Tlogopojok, Desa Romo Meduran dan Desa Lumpur. Pada desa-desa ini mendapatkan perhatian khusus dalam hal pembinaan masyarakat misalnya pemberian bantuan sosial, pendidikan, dan pelatihan. Pemilihan lokasi kawasan industri ini berdasarkan atas pertimbangan keuntungan teknis dan ekonomis, yaitu : 1. Menampati lahan yang tidak subur untuk pertanian sehingga tidak mengurangi area pertanian, 2. Tersedianya sumber air dari aliran sungai Brantas dan Sungai Bengawan Solo. 3. Berada di tengah-tengah area pemasaran pupuk terbesar di Indonesia. 4. Dekat dengan pelabuhan sehingga memudahkan untuk mengangkut peralatan pabrik selama masa kontruksi, pengadaan bahan baku, maupun pendistribusian hasil produksi melalui angkatan laut. 5. Dekat dengab kota Surabaya memiliki kelengkapan memadai untuk sumber bahan kontruksi dan pemeliharaan peralatan serta tersedianya tenaga-tenaga terampil dan terlatih. 6. Dekat dengan pusat pembangkit tenaga listrik.
G. Unit-Unit Produksi PT. Petrokimia Gresikmempunyaitiga unitdepartemenproduksi/pabrik,yaitu DepartemenProduksiI (unitpupukNitrogen),DepartemenProduksiII(unitpupukFosfat) dan Departemen ProduksiIII(UnitAsamFosfat).
PRODI KIMIA FMIPA-UNY 2019
15
Laporan Praktek Kerja Departemen Produksi 1A BAB IPENDAHULUAN
PT.Petrokimia Gresik-Jawa Timur
PRODI KIMIA FMIPA-UNY 2019
16
a
Laporan Praktek Kerja Departemen Produksi 1A BAB IPENDAHULUAN
PT.Petrokimia Gresik-Jawa Timur
Gambar 1.0.4Produksi PT Petrokimia Gresik
1. DepartemenProduksi IA(Unit PupukNitrogen) Departemen ProduksiIAmenghasilkan produk utama sebagai berikut : a.
Produk Utama 1) Pupuk ZA a) Pabrik Pupuk ZA I (Tahun 1972)
Kapasitas
: 200.000 ton/tahun.
Bahan baku
: Ammoniak dan Asam Sulfat.
b) Pabrik Pupuk ZA II (Tahun 1984) Kapasitas : 250.000 ton/tahun. Bahan baku
: Gypsum (limbah Pabrik PA)secara
operasional masuk Unit Produksi III. c) Pabrik Pupuk ZA III (Tahun 1986) Kapasitas : 200.000 ton/tahun. Bahan baku : Ammoniak dan Asam Sulfat. 2) Pupuk Urea Pabrik Pupuk (Tahun 1994)
Kapasitas
Bahan baku : Ammoniak cair dan gas karbondioksida
PRODI KIMIA FMIPA-UNY 2019
: 460.000 ton/tahun.
17
a
Laporan Praktek Kerja Departemen Produksi 1A BAB IPENDAHULUAN
PT.Petrokimia Gresik-Jawa Timur
b. Produk Samping Selain produk utama juga menghasilkan bahan baku dan produk samping, yaitu: 1) Ammonia
Kapasitas : 445.000 ton/tahun
Terutama digunakan untuk pembuatan pupuk ZA, Phonska dan Urea.
2) CO2 cair,
Kapasitas : 25.000 ton/tahun
3) CO2 Padat (Dry Ice)
Kapasitas : 4.000 ton/tahun
4) Nitrogen
Kapasitas : 7.038.000 NCM/tahun (sebagaiN2 gas)
Kapasitas: 8.500 ton/tahun (sebagai N2 liquid)
5) Oksigen
Kapasitas: 5.382.000 NCM /tahun (sebagai O2 gas)
Kapasitas: 7.700 ton/tahun (sebagai O2 liquid)
2. DepartemenProduksi II (Unit PupukFosfat) Pada Departemen ProduksiII dibagilagimenjadidua unitdepartemen,yaitu Departemen ProduksiIIA danDepartemen ProduksiIIB.Pembagianinidikarenakan banyaknya
jumlahunitproduksi/pabrikpadaDepartemenII,sehinggadipisahkan
untukmempermudahdalam
manajemendanpengoperasiannya.Produkyang
dihasilkan padaDepartemen ProduksiIIinidiantaranyaadalah : Tabel 1.0.2ProdukUnitProduksiII Kapasitas Produksi
Produk SP-36
1.000.000
SP-18
1.000.000
PRODI KIMIA FMIPA-UNY 2019
(ton/tahun)
18
a
Laporan Praktek Kerja Departemen Produksi 1A BAB IPENDAHULUAN
PT.Petrokimia Gresik-Jawa Timur
PHONSKA (I,II,III,IV)
2.340.000
NPK Kebomas
370.000
(NPK I,II,III,IV) TSP
Tergantung pemesanan
DAP
Tergantung pemesanan
ZK
10.000
HCl
(tidak diketahui)
Petroganik
10.000
3. DepartemenProduksi III (Unit Produksi Asam Fosfat) Beroperasi sejak tahun 1 Januari 1985,yangterdiri dari: a. Pabrik Asam Fosfat Kapasitas produksi sebesar 200.000 ton/tahun dan digunakan untuk pembuatan pupuk TSP/SP-36 serta produk samping gypsum untuk bahan baku Unit Cement Retarder serta pupuk ZA II dan Asam Fluosilikat (H2SiF6) untuk bahan baku Unit Aluminium Fluorida. b. Pabrik Asam Sulfat (H2SO4) Beroperasi sejak tahun 1985 dengan kapasitas produksi sebesar 570.000 ton/tahun dan digunakan sebagai bahan baku Unit Asam Fosfat dan Unit Pupuk Fosfat. c. Pabrik ZA II Kapasitas produksi sebesar 250.000 ton/tahun. Bahan bakunya berupa gypsum dan ammonia cair. Dimana Gypsum diperoleh dari limbah
proses
pembuatan Asam Fosfat. d. Pabrik Cement Retarder(CR) Kapasitas produksi sebesar 440.000 ton/tahun dan digunakan dalam industri semen sebagai bahan penolong untuk mengatur waktu pengeringan.
PRODI KIMIA FMIPA-UNY 2019
19
Laporan Praktek Kerja Departemen Produksi 1A BAB IPENDAHULUAN
PT.Petrokimia Gresik-Jawa Timur
e. Pabrik Aluminium Fluorida (AlF3) Kapasitas produksi 12.600 ton/tahun yang diperlukan sebagai bahan penurun titik lebur pada industri peleburan bijih aluminium serta hasil samping berupa silika (SiO2) untuk bahan kimia tambahan Unit Asam Fosfat.
H. Bahan Baku, Produk dan Pemasaran Produk 1. Bahan Baku dan Produk yang Dihasilkan PT. Petrokimia Gresik Gambaran alur proses produksi pupuk PT Petrokimia Gresik yang dimulai dari bahan baku, produk setengah jadi hingga produk jadi sebagai berikut:
Gambar 1.0.5Alur Produksi Pupuk PT. Petrokimia Gresik Produk utama dari PT Petrokimia Gresik adalah pupuk Nitrogen (Pupuk ZA dan Pupuk Urea), Phonska dan pupuk fosfat (Pupuk SP-36) serta bahan-bahan kimia lainnya seperti CO2 cair dan kering (dry ice), Amoniak, Asam Sulfat, Asam Fosfat, Asam Chlorida, O2, N2, H2.
PRODI KIMIA FMIPA-UNY 2019
20
a
Laporan Praktek Kerja Departemen Produksi 1A BAB IPENDAHULUAN
PT.Petrokimia Gresik-Jawa Timur
Berikut adalah spesifikasi produk pupuk dan non-pupuk yang diproduksi oleh PT Petrokimia Gresik: Tabel 1.0.3Produk dan Spesifikasi Bahan Baku Spesifikasi
Produk
Urea (SNI 02-2801-2010) Bahan Baku : NH3& CO2 N-total % : 46 min Biuret % : 1 maks Air
% : 0.5 maks
Bentuk: Kristal Ukurtan butir: 90 % min (1.00 – 3.3 mm) Warna: Putih (non subsidi) : Pink ( Subsidi) l Sifat
: Higroskopis, Mudah larut dalam air
Dikemas dalam kantong bercap Kerbau Emas dengan isi 50 kg. ZA (SNI 02-1760-2005) Bahan Baku
: NH3& H2SO4
Nitrogen% : 20.8 min Sulfur % : 23.8 min FA% : 0.1 maks Air% : 1.0 maks Bentuk
: Kristal
Ukurtan butir : 55 % min + 30 US Mesh Warna : Putih ( Non subsidi ) Orange ( Subsidi ) Sifat: Tidak Higroskopis, Mudah larut dalam air Dikemas dalam kantong bercap Kerbau Emas
PRODI KIMIA FMIPA-UNY 2019
21
Laporan Praktek Kerja Departemen Produksi 1A BAB IPENDAHULUAN
PT.Petrokimia Gresik-Jawa Timur
dengan isi 50 kg SP-36 (SNI 02-3769-2005) Bahan Baku
: Batuan fosfat (P. Rock),
H3PO4 , danH2SO4 P2O5 total% : 36 min P2O5 Cs% : 34 min P2O5 Ws % : 30 min Sulfur% : 5.0 min FA% : 6.0 maks H2O% : 5.0 maks Bentuk
: Butiran
Ukuran butir : 65 % ( 2 – 4 mm ) Warna
: Abu - abu
Sifat
: Tidak Higroscopis, Mudah larut
dalam air Dikemas dalam kantong bercap Kerbau Emas dengan isi 50 kg DAP (SNI 02-2858-1994) Bahan Baku
: NH3 dan H3PO4
N total % : 18 P2O5 % : 46 Air
% : 1 maks
Bentuk
: Butiran
Ukuran butir : 80 % 2 – 4 mm Warna
: Hitam atau abu - abu
Sifat
: Tidak higroskopis, Mudah
larut dalam air Dikemas dalam kantong bercap Kerbau Emas
PRODI KIMIA FMIPA-UNY 2019
22
Laporan Praktek Kerja Departemen Produksi 1A BAB I PENDAHULUAN
PT.Petrokimia Gresik-Jawa Timur
dengan isi 50 kg ZK (SNI 02-2809-2005) Bahan Baku
: H2SO4 dan KCl
Kalium (K2O ) : 50 % Sulfur : 17 % Chlorida sbg Cl : 2.5 % maks Air
: 1.0 % maks
Bentuk
: Puder
Warna
: Putih
Sifat : Tidak Higroskopis, Mudah larut dalam air Dikemas dalam kantong bercap Kerbau Emas dengan isi 50 kg
Phonska (Quality Plant)(SNI sesuai NPK padat) N total % : 15 P2O5 Cs
% : 15
K2O
% : 15
Sulfur (S)
% : 10
Air
% : 2 maks
Ukuran butir
: 70 % 2 – 4 mm
Warna
: Merah muda
Sifat
: Higroskopis, Mudah larut dalam
air Dikemas dalam kantong bercap Kerbau Emas dengan isi 50 dan 20 kg
PRODI KIMIA FMIPA-UNY 2019
23
Laporan Praktek Kerja Departemen Produksi 1A BAB IPENDAHULUAN
PT.Petrokimia Gresik-Jawa Timur
NPK padat (SNI 02-2803-2012) N total % : 6 min P2O5 Cs
% : 6 min
K2O
% : 6 min
N+P+K% : 30 min Air % : 2.0 maks Mercuri (Hg) = 10 ppm Kadmium (Cd) = 100 ppm Timbam (Pb) = 500 ppm Arsen (As) = 100 ppm TSP (SNI 06-0086-1987) P2O5 tot
% : 45 min
P2O5 ws
% : 36 min
Asam bebas
% : 6 maks
Air
% : 5 maks
Bentuk
: Butiran
Ukurtan butir
: 75 % min -4 + 16 Tyler Mesh
Warna
: Abu –abu
Sifat
: Tidak Higroskopis
(Tidak Mudah larut dalam air) Dikemas dalam kantong bercap Kerbau Emas dengan isi 50 kg
NH3 Cair (SNI 06-0045-1987) Bahan Baku : Gas Alam dan Udara NH3 %
PRODI KIMIA FMIPA-UNY 2019
24
: 99,5 min
Laporan Praktek Kerja Departemen Produksi 1A BAB I PENDAHULUAN
PT.Petrokimia Gresik-Jawa Timur
Air %
: 0,5 maks
Minyak ppm : 10 maks Bentuk / Sifat : Cairan yang mudah menguap Dikemas dalam tangki isi 1,9 ton & 3,8 ton
2. Sistem Pemasaran Konsep pemasaran produk PT. Petrokimia Gresik menggunakan konsep baru yang berorientasikan pasar menggunakan manajemen pemasaran terintegrasi sehingga menghasilkan laba dan kepuasan pelanggan. Strategi pemasaran yang digunakan adalah Bauran Pemasaran 4P diantaranya adalah Product, Price, Place, dan Promotion. Product dari Bauran Pemasaran tersebut meliputi Brand, Size, Quality, Design, dan Packaging. Sedangan 4P yang kedua adalah Price, dimana meliputi Competitive dan Payment. Yang ketiga adalah Place yang meliputi Location, Coverage, Sagmen, Channel. Dan 4P yang terakhir adalah Promotion yang meliputi Media, Budget, Advertising, Sale. Mata rantai pemasaran produk PT Petrokimia Gresik dari berdirinya pabrik tersebut hinggal tahun 1998 adalah dengan pola PT Petrokimia Gresik dan dikirim ke Pupuk Sriwijaya lalu dipasarkan di kios-kios melalui distributor. Namun pada tahun 1999 hingga tahun 2000, hanya produk UREA PT Petrokimia Gresik yang masih menggunakan mata rantai pemasaran produk tersebut, untuk produk non UREA, PT Petrokimia Gresik langsung menyalurkan produknya melalui distributor untuk dikirim ke kios-kios yang berinteraksi langsung dengan para konsumen. Untuk tahun 2000 hingga saat ini, semua produk PT Petrokimia Gresik dipasarkan ke distributor tanpa perantara. Namun untuk produk UREA, PT Petrokimia Gresik mengalokasikan hanya di 6 kabupaten, untuk produk non UREA dialokasikan ke seluruh Indonesia.
Bagan sistem distribusi pupuk di PT. Petrokimia Gresik dapat digambarkan sebagai berikut :
PRODI KIMIA FMIPA-UNY 2019
25
Laporan Praktek Kerja Departemen Produksi 1A BAB II PROSES PRODUKSI
PT.Petrokimia Gresik-Jawa Timur
Gambar 1.0.6Diagram Distribusi Pupuk Pendistribusian pupuk subsidi di PT. Petrokimia Gresik menggunakan alur dari pemerintah sebagai berikut :
Gambar 1.0.7 Alur Distribusi Pupuk Subsidi
PRODI KIMIA FMIPA-UNY 2019
26
Laporan Praktek Kerja Departemen Produksi 1A BAB II PROSES PRODUKSI
PT.Petrokimia Gresik-Jawa Timur
BAB II PROSES PRODUKSI DEPARTEMEN PRODUKSI IA
Departemen Produksi IA terdiri dari beberapa bagian, yaitu Candal Produksi IA, Unit Produksi Ammoniak, Unit Produksi Urea, Unit Produksi ZA I/III, Unit Pengantongan dan Produk Samping, serta Unit Utilitas yang menangani penyediaan air, listrik, steam, instrument air (inerting), bahan bakar dan lain-lain. Selain itu Departemen Produksi IA juga menghasilkan produk samping berupa CO2 cair dengan kapasitas produksi sebesar 10.000 ton/tahun dan CO2 padat (dry ice) dengan kapasitas produksi sebear 4.000 ton/tahun.
A. Unit Amoniak Amoniak (NH3) diproduksi dari gas H2 dan N2 melalui reaksi dengan bantuan katalis pada kondisi tekanan dan temperatur tinggi. Proses yang digunakan dalam pabrik amoniak adalah proses low energi“steam methane refoming”dari MW Kellog dengan kapasitas produksi 445.000 ton/tahun ammonia cair.Proses pembuatan ammonia pada pabrik 1 ini terdiri beberapa tahap utama, yaitu penyediaan gas sintesa, pemurnian gas sintesa, sintesa ammonia, refrigerasi, purge gas recovery. 1. Bahan baku Bahan baku yang digunakan untuk membuat ammoniak di PT Petrokimia Gresik terbagi menjadi dua, yaitu bahan baku utama dan bahan baku penunjang yang dapat diuraikan sebagai berikut. a. Bahan baku utama 1) Gas alam Bahan baku gas alam disuplai oleh 3 perusahaan, yaitu Kangean Energy Indonesia Limited (KEIL), Hasky Cnooc Madura Limited (HCML), dan Pertamina Hulu Energy West Madura Offshore (PHE WMO). Gas tersebut dipisahkan dari liquid yang mungkin terbawa ketika distibusikan. Gas alam yang akan didistribusikan dalam bentuk gas, kemudian di kompresi menggunakan
PRODI KIMIA FMIPA-UNY 2019
27
Laporan Praktek Kerja Departemen Produksi 1A BAB II PROSES PRODUKSI
PT.Petrokimia Gresik-Jawa Timur
kompresor 102 J sehingga tekanan gas menjadi 40kg/𝐶𝑚2 . Sebelum masuk ke proses selanjutnya, gas alam harus dimurnikan lebih dahulu karena terdapat senyawa yang beracun bagi katalis dalam pembuatan ammonia Gas yang digunakan memiliki komposisi sebagai berikut: Kadar CH4
: 85,76%vol
Suhu
: 15,6°C
Tekanan
: 19,3kg/𝐶𝑚2 𝑔
Total S
: 25ppm
Berat Molekul
: 19,66
2) Udara Komponen udara yang diambil adalah 𝑁2 (79%mol) yang bertekanan atmosfer b. Bahan baku penunjang Selain bahan baku utama gas alam dan udara, dalam proses produksi amonia juga dgunakan bahan-bahan lain sebagai penunjang, anara lain: 1) Steam Steam digunakan sebagai reaktan dalam primary reformer yang berfungsi unuk pemecahan rantai carbon C hidrokarbon dari gas alam sehingga dihasilkan gas H2 (Steam Reforming). Steam untuk proses ini disuplai dari boiler paa unit utiitas. Steam digunakan untuk menggerakkan turbin, pompa, dan kompressor dalam unit produksi amonia 2) Katalis Katalis digunakan untuk membantu mengarahkan reaksi dan mempercepar proses reaksi. Beberapa jenis katalis yang digunakan antara lain: a) Katalis Disulfurlizer Merupakan fixed bed yang terdiri dari 2 bed katalis. Katalis paa masing-masing bed memiliki spesifikasi yang berbeda. Untuk bed 1 menggunakan katalis Co-Mo sedangkan bed 2 menggunakan zat ZnO b) Katalis Primary Reformer Jenis katalis yang digunakan adalah Nikel reforming
PRODI KIMIA FMIPA-UNY 2019
28
Laporan Praktek Kerja Departemen Produksi 1A BAB II PROSES PRODUKSI
PT.Petrokimia Gresik-Jawa Timur
c) Katalis Secondary Reformer Secondary Reformer terdiri atas 2 bagian. Dibagian atas katalis yang digunakan adalah Ni-Cr, sedangkan bagian bawah adalah Cr-UCI d) Katalis High Temperature Shift Converter (HTS) Katalis yang digunakan adalah Fe-Cr e) Katalis Low Temperature Shift Converter (LTS) Katalis yang digunakan adalah Cu-Zn-Al f) Katalis Methanator Katalis yang digunakan adalah NiO g) Katalis Amonia Converter Jenis katalis yang digunakan adalah promoted iron synthesis catalyst 3) Larutan benfield Larutan benfield digunakan sebagai absorban unuk menyerap gas karbon dioksida (CO2) yang terdapat dalam aliran gas sintesa. 4) Antifoaming agent Antifoaming agentberfungsi untuk mencegah pembentukan busa selama proses absorbsi berlangsung. Jenis antifoaming agent yang digunakan adalah UCON 50 HB-5100. 5) Larutan Oxygen Scavanger (Kurita H-6070) Larutan oxygen scavanger adalah caira yang tidak berwarna yang digunakan untuk pengolahan air agar diperoleh air berkualitas tinggi 6) Fosfat (Kalgen-352C) Fosfat yang digunakan dalam treatment air sebagai anti kerak
PRODI KIMIA FMIPA-UNY 2019
29
Laporan Praktek Kerja Departemen Produksi 1A BAB II PROSES PRODUKSI
PT.Petrokimia Gresik-Jawa Timur
2. Tahapan proses produksi
Gambar 2.0.1Block diagram Amonia a. Penyediaan gas sintesa Sebelum tahapan pembuatan amoniak, terlebih dahulu memasukkan natural gas ke compressor (102-J) yang berfungsi menaikkan tekanan agar gas alam dapat mengalir terus ke alat-alat selanjutnya. Kompresor yang digunakan digerakkan oleh steam turbine, single stage centrifugal compressor, sehingga tekanan gas alam berubahkondisi awal 18,3 kg/cm2 30,1 ̊ C ke 45 kg/cm2 111 C. Kemudian gas alam masuk ke preheat coil untuk mencapai temperatur desulfurisasi. Preheat coil memiliki suhu alat 506 ̊ C dan gas alam keluar alat bersuhu 412 ̊ C.
1) Desulfurisasi (108-DA/DB) Gas alam digunakan sebagai bahan baku proses pembuatan amoniak masih mengandung pengotor yang harus dipisahkan kandungan cairan dan padatannya menggunakan KO drum 144 F, alat ini terdiri dari distributor gas inlet, demister pada nozzle gas outlet dan pemecah vortek diatas nozzle cairan. Cairan yang telah dipisahkan dimasukkan ke tangki flash kondensat proses. Gas keluar 144 F dibagi
PRODI KIMIA FMIPA-UNY 2019
30
Laporan Praktek Kerja Departemen Produksi 1A BAB II PROSES PRODUKSI
PT.Petrokimia Gresik-Jawa Timur
menjadi dua aliran, yaitu untuk umpan unit sintesis gas amoniak dan bahan bakar. Gas selanjutnya melalui proses kompresi dan pemanasan awal. Proses ini berfungsi untuk menaikkan tekanan gas alam dari 18,3 kg/cm3menjadi 45,7 kg/cm3. Komponen utama yang digunakan adalah 101 B gas preheat coil yang terletak dalam zona konveksi 101 B panas gas diumpan dari 103oC ke 350 – 399oC dengan pertukaran panas. Desulfurisasi merupakan langkah penghilangan senyawa belerang (S) yang terkandung di dalam gas alam (neutral gas) karena sulfur merupakan racun katalis. Dalam proses ini H2S dari 25 ppm menjadi 0,1 ppm.Ada 2 macam unsur Sulfur dalam gas bumi yaitu senyawa sulfur reaktif dan senyawa sulfur non reaktif. Penghilangan sulfur memalui 2 reaktor yaitu 108-DA dan 108-DB, dimana setiap reaktor berisi katalis Co-Mo dan ZnO. a) Menggunakan katalis Co-Mo (Cobalt-Molybden) Dengan menambahkan Gas H2 dari Synthesis loop, maka semua senyawa S organik baik reaktif maupun non reaktif akan dihidrogenasi pada katalis Co-Mo menjadi H2S. Life time 5 tahun, setelah melalui proses ini senyawa S yang telah di ubah menjadi H2S kembali diproses dalam katalis ZnO. Reaksi yang terjadi : CH3HS + H2 C4H4S + 4H2
T=400oC P=40 kg/cm2 T=400oC P=40 kg/cm2
CH4+H2S+Q n- CH4H2O+H2S+Q
b) Menggunakan katalis ZnO (Zine Oxide) Katalis ini akan menangkap H2S dan mengubahnya menjadi ZnS. Gas H2S diikat oleh ZnO yang bertindak sebagai absorben yang. Gas alam keluar dengan kadar S 0,1 ppm kemudian diumpankan ke primary reformer. Reaksi yang terjadi :
T=400oC P=40 kg/cm2
H2S + ZnO
ZnS+H2O+Q
2) Steam Reforming (Primary Reformer 101-B) Tahapan ini merupakan tahapan pemecahan gas alam menjadi unsur-unsur tahap pertama. Proses ini dilakukan dengan mereaksikan gas alam dengan steam
PRODI KIMIA FMIPA-UNY 2019
31
Laporan Praktek Kerja Departemen Produksi 1A BAB II PROSES PRODUKSI
PT.Petrokimia Gresik-Jawa Timur
untuk menghasilkan CO dan H2 yang dilakukan pada tube catalys primary reformer. Reaksi yang terjadi : CH4 + H2O CO + H2O
T=600oC P=40 kg/cm2
CO+3H2ΔH=+206,11kJ/mol (Endotermis)
T=600oC
CO2+H2ΔH=-41,22 kJ/mol (Eksotermis)
P=40
kg/cm2
Komposisi Gas out : N2 : 0.58 % H2 : 65.76 %
CH4 : 12.17 %
Ar : 0 %
CO : 10.23 %
CO2 : 11.26 %
Primary reformer merupakan box berlapis batu tahan api, gas alam dari desulfurisasi masuk ke primary reformer direaksiakan dengan MPS pada perbandingan mol gas alam : MPS =1 : 3,2. Reaksi terjadi pada tube yang berisi katalis nikel sehingga terbentuk CO, CO2 dan H2. Box primary memiliki suhu ± 800 ̊ C dan tekanan 34 kg/cm2 dengan kadar CH4 ± 10% volume (dry basis). 3) Autothermal Reforming (Secondary Reformer 103-D) Merupakan tahapan kedua pemecahan gas alam dengan mencampur gas dari primary reforming dengan udara proses untuk memenuhi kebutuhan nitrogen dalam memproduksi ammonia. Gas mengalir kebawah melalui bed katalis nikel (34,8 m3). Reaksi di secondary reformer : 2H2 + O2
2H2O
CH4 + H2O
T=700oC P=40 kg/cm2
T=700oC P=40 kg/cm2
CO + H2O
ΔH=-483,6 kJ/mol (Eksotermis)
CO+3H2ΔH=+206,11kJ/mol (Endotermis) CO2+H2 ΔH=-41,22 kJ/mol (Eksotermis)
Komposisi Gas out : N2 : 23.31 %
H2 : 54.31 %
CH4 : 0.33 %
Ar : 0.30 %
CO2 : 7.93 %
CO : 13.83 %
Tekanan 34 kg/cm2 pada suhu 740 ̊ C. Temperatur yang tinggi sangat baik dilakukan karena reaksi yang terjadi pada primary reformer maupun secondary reformer merupakan reaksi endotermis. Dengan tingginya temperatur, kandungan CH4 akan turun dan kandungan CO2 ikut turun pula. Dengan penurunan kandungan CO2 maka kandungan H2 akan
PRODI KIMIA FMIPA-UNY 2019
32
Laporan Praktek Kerja Departemen Produksi 1A BAB II PROSES PRODUKSI
PT.Petrokimia Gresik-Jawa Timur
bertambah didalam primary reformer sehingga suhu sebiknya dijaga. Kenaikan temperatur ini juga mengakibatkan turunnya kandungan CH4 pada outlet secondary reformer. Namun, dengan menurunnya kandungan CH4, temperatur outlet secondary reformer akan naik pula. Tekananoperasi di tube dijaga konstan dan tidak merupakan variabel operasi. Penurunan tekanan akan menggeser reaksi kekanan dan kearah pembentukan gas H2 , tetapi bila tekanan dibuat rendah maka akan menaikkan beban (power) pada syn gas compressor.
Gambar 2.0.2Diagram Alir Primary dan Secondary Reformer
4) Shift Converter Tahap ini merupakan tahap untuk mengubah karbon monoksida menjadi karbon dioksida. Karbon monoksida merupakan bentuk karbon yang tidak diinginkan pada proses pembuatan ammonia karena sifatnya yang beracun bagi katalis ammonia conventer. Oleh karena itu, hampir semua karbon monoksida diubah menjadi CO2.
PRODI KIMIA FMIPA-UNY 2019
33
Laporan Praktek Kerja Departemen Produksi 1A BAB II PROSES PRODUKSI
PT.Petrokimia Gresik-Jawa Timur
Reaksi yang terjadi : T=425oC P=33 kg/cm2
CO + H2O
ΔH=- 41,22 kJ/mol (Eksotermis)
CO2+ H2
Proses merubah karbon monoksida menjadi karbon dioksida dilakukan dua tahapan, yaitu : a) HTS (High Temperatur Shift Conventer 104-D1) Mereaksikan CO dan steam menjadi CO2 pada suhu tinggi dengan katalis Fe 79,5 m3. Reaksi bersifat eksotermis, temperatur proses gas dalam HTS 427 ° C. Gas keluar pada suhu 432 ° C dan tekanan 34 kg/cm2 dengan kadar CO outlet 3,65%. Gas keluar didinginkan hingga suhu 204° C. b) LTS(LowTemperatur Shift Conventer 104-D2) Untuk mereaksikan sisa CO sehingga mengahasilkan kadar CO yang rendah yang bisa diterima di proses methanasi, reaksi pada suhu 225°C, menggunakan katalis tembaga. Reaksi bersifat eksotermis, gas keluar pada suhu 227°C dan tekanan 34,5 kg/cm2 dengan kadar CO outlet 3,65%.
Gambar 2.0.3Diagram Alir CO Shift Conventer
PRODI KIMIA FMIPA-UNY 2019
34
Laporan Praktek Kerja Departemen Produksi 1A BAB II PROSES PRODUKSI
PT.Petrokimia Gresik-Jawa Timur
b. Pemurnian gas sintesa Gas yang keluar dari LTS masih mengandung CO2 yang cukup tinggi dan sedikit ga sCO. Gas tersebut harus dibuang karena dapat meracuni katalis sintesis amoniak. 1) CO2 Removal Penghilangan gas CO2 dilakukan dengan cara absorbsi gas CO2 oleh media K2CO3 dengan konsentrasi :25– 30% pada tekanan tinggi ± 28– 32kg/cm2g dan temperatur ± 70oC.DEA (DiethanolAmine) berfungsi untuk menyerap sisa CO2 dan mengatur target operasi 0,06% CO2 pada proses gas keluar. Pemberian inhibitor Vanadium akan menurunkan korosi pada pipa, vessel, dan pompa. Pelepasan CO2
dari KHCO3
dengan cara stripping pada tekanan rendah,
yaitu 0,5 – 1 kg/cm2g dengan suhu 100 – 130oC (pada suhu jenuh). Reaksi yang terjadi: 2KHCO3 → K2CO3 + H2O + CO2
Gambar 2.0.4DiagramAlirCO2Removal
PRODI KIMIA FMIPA-UNY 2019
35
Laporan Praktek Kerja Departemen Produksi 1A BAB II PROSES PRODUKSI
PT.Petrokimia Gresik-Jawa Timur
2) Metanasi Mengkonversi atau mengubah sisa CO dan CO2
yang lolos dari tahap
proses CO2 removal menjadi CH4 yang bersifat inert terhadap katalis di Ammonia Converter. Prosesnya berlangsung pada tekanan 32 kg/cm2g dengan suhu 315oC. Katlais yang digunakan adalah nikel (Ni) = 26,7m3. Apabila sisa CO dan CO2 dari gas sintesis ini tidak dikonversikan menjadi CH4, maka akan menjadi racun katalis sehingga menjadi tidak aktif saat masuk ke katalis Ammonia Converter. Reaksi yang terjadi: CO + 3H2
T=315oC P=32 kg/cm2 T=315oC P=32 kg/cm2
CO2 + 4H2
CH4+H2OΔH=-206,11kJ/mol (Eksotermis) CH4+H2OΔH=-164,89 kJ/mol (Eksotermis)
Komposisi gas out : N2 :25,65%
H2 : 73,23%
CH4 : 0,80%
Ar : 0,32%
CO2 : 0%
CO : 0%
Komponen utama yang terdapat pada proses metanasi: a) Methanator 106-D, merupakan suatu bejana vertikal terdiri dari sebuah distributor gas inlet, berisi katalis nikel 26,7 m3 dengan ukuran 5/16 x 5 x 16 inchi. b) Methanator feed, effluent exchanger 114-C, merupakan penukar panas tipe shell and tube dengan umpan methanator berada pada shell dan effluent melalui tub. c) Methanator effluent cooler 115-C1 dan Methanator effluent cooler 115C2merupakan penukar panas tipe shell and tube dengan effluent methanator.
PRODI KIMIA FMIPA-UNY 2019
36
Laporan Praktek Kerja Departemen Produksi 1A BAB II PROSES PRODUKSI
PT.Petrokimia Gresik-Jawa Timur
Gambar 2.0.5Diagram Alir Sistem Metanator c. Sintesa Amonia 1) Synthesis Gas Compressor Mengkompresi gas sintesis pada tekanan operasi masuk 30,5 kg/cm 2 dengan suhu masuk 37oC dan tekanan operasi keluar 183 kg/cm2 dengan suhu keluar 42oC. 2) Ammonia Converter Mereaksikan N2 dan H2 menjadi NH3 pada tekanan 182 kg/cm2 dengan suhu 500-510oC serta menggunakan katalis besi oksida (Fe2O5) = 77m3. Reaksi yang terjadi: T=500oC P=179 kg/cm2
N2 + 3H2
2NH3 ΔH=-92,4 kJ/mol (Eksotermis)
Disamping CO dan CO2, H2O juga bersifat racun terhadap katalis. Untuk menghilangkan H2O sebelum masuk Syn Loop dipasang Molecular Sieve Dryer yang berfungsi sekaligus untuk menyerap sias CO2 yang masih ada. Komponen untama yang ada: a) Komponen amoniak 105-D: konverter berbentuk bejana horizontal, berisi keranjang katalis yang dapat ditambahkan. Konversi NH3 terjadi di bejana.
PRODI KIMIA FMIPA-UNY 2019
37
Laporan Praktek Kerja Departemen Produksi 1A BAB II PROSES PRODUKSI
PT.Petrokimia Gresik-Jawa Timur
b) Seal
Oil
Separator 111-L: bejana vertikal yang di rancang untuk
menghilangkan umpan oil dari gas sintesis, oil ini dikeringkan secara manual. c) Compressor kick-back cooler 134-C: shell dan tube exchanger, mendingan gas keluaran 103-J, air pendingin berada di tube sedangkan gas sintesis berada di shell. d) Konverter feed / effluent exchanger 121-C: konverter umpan di tube dipanaskan dengan effluent converter di shell. e) Konverter intercharge 121-C: umpan dari 121-C dipanaskan oleh gas sintesis dari bed katalis utama. f) Start up heater 120-B: terletak di dekat 105-D, heater merupakan sebuah furnace vertikal yang dinyalakan oleh gas dengan bottom fiiring burner dan dilengkapi dengan draft damper manual.
d. Refrigerasi Refrigerasi dengan media amoniak digunakan untuk kondensasi NH3 yang terkandung dalam syn loop, kondensasi secondary NH3 dari vent gas dan pure gas, recovery amoniak dari purge dan flash, mendinginkan make up gas sebelum masuk dryer, serta menurunkan jumlah H2O dari gas sintesis. Sistem ini beroperasi pada 4 macam level suhu yang berbeda, yaitu 13oC, -1oC, -12oC, dan 33oC serta terdiri dari kompresor, refrigerant condenser, evaporator, dan flash drum.
PRODI KIMIA FMIPA-UNY 2019
38
Laporan Praktek Kerja Departemen Produksi 1A BAB II PROSES PRODUKSI
PT.Petrokimia Gresik-Jawa Timur
Gambar 2.0.6 Diagram Alir NH3 Converter dan Refrigeration
a. Purge gas recovery Untuk menjaga gas inert (CH4, He, Ar) di syn loop, sejumlah kecil syn gas dikeluarkan dari sistem. Purge gas setelah direcover kandungan NH3 dan H2nya, kemudian inert-nya dipakai sebagai fuel gas di primary reformer. Untuk memisahkan H2 dan NH3, terdiri dari Purge Gas Recovery Unit (PGRU) fungsinya recover NH3
dan Hydrogen Recovery Unit (HRU) mengkonversi
H2 untuk dikembalikan ke Syn Loop pada tekanan 157 kg/cm2 dan suhu 45oC. Gas-gas yang berasal dari HP purge gas dikirim ke HP Purge Gas Scrubber sedangkan flash gas dari NH3 receiver dan sebagainya dikirim ke LP purge gas scrubber. Di dalam kedua scrubber tersebut, NH3 diserap dengan air. Dari HP absorber, gas dari puncak dikirim ke separator diamana sebagian besar H2 dan
PRODI KIMIA FMIPA-UNY 2019
39
Laporan Praktek Kerja Departemen Produksi 1A BAB II PROSES PRODUKSI
PT.Petrokimia Gresik-Jawa Timur
N2 dapat direcover dan digunakan kembali sebagai make up gas ke syn loop. Gas dari puncak LP absorber dan sisa off gas dari Hidrogen Recovery Unit (HRU)
PRODI KIMIA FMIPA-UNY 2019
40
Laporan Praktek Kerja Departemen Produksi 1A BAB II PROSES PRODUKSI
PT.Petrokimia Gresik-Jawa Timur
direcover dan digunakan kembali sebagai bahan bakar di Primary Reformer. Gabungan larutan dari scrubber dibawa ke stripper di bagian bawah reflux NH3. Reflux NH3 diperoleh dari sistem refrigerasi. Sebagai media stripping dipakai MPS. Uap NH3 yang dihasilkan di puncak stripper dialirkan ke refrigeration condenser dan diembunkan serta direcover sebagai produk.
B. Unit Urea Urea merupakan sumber nutrisi yang baik untuk memenuhi kebutuhan nitrogen tambuhan. Unsur hara nitrogen memiliki empat peranan penting bagi tanaman, yaitu membuat tanaman lebih hijau dan segar, banyak mengandung zat hijau daun yang penting untuk fotosintesis, mempercepat pertumbuhan tanaman, serta menambah kandungan protein hasil panen. Pabrik Urea PT Petrokimia Gresik ini dirancang untuk memproduksi pupuk urea dengan kapasitas produksi 1400 ton/hari. 1. BahanBaku Bahan baku yang digunakan untuk membuat ammoniak di PT Petrokimia Gresik terbagi menjadi dua, yaitu bahan baku utama dan bahan baku penunjang yang dapat diuraikan sebagai berikut. a. Bahan baku utama Bahanbakupembuatan urea adalahamoniakcair dangasCO2.Amoniak cair yang digunakanmerupakan produk utama dari Pabrik Amoniak di Departemen Produksi IA, sedangkan gas CO2yang digunakan merupakan produk samping dari pabrikamoniaktersebut. Spesifikasi dari masing-masing bahan baku utama tersebut adalah sebagai berikut: 1) Amoniak cair KadarNH3 : 99,5% H2O
: 0,5%
Temperatur
: 30oC
Tekanan
: 20 kg/cm2
PRODI KIMIA FMIPA-UNY 2019
41
Laporan Praktek Kerja Departemen Produksi 1A BAB II PROSES PRODUKSI
PT.Petrokimia Gresik-Jawa Timur
2) Gas CO2 Kadar CO2
: 99%
Hidrogen
: 0,8%
Total Sulfur
: 19,3%%
H2O
: saturated
Tekanan
: 1 kg/cm2
Temperatur
: 35oC
b. Bahan baku penunjang 1) Steam Digunakan sebagai media pemanas dalam alat penukar panas 2) Air umpan boiler Air umpan boiler di pabrik urea disuplai oleh Unit Utilitas 3) Air pendingin Air pendingin(coolingwater) digunakansebagaimedia pendinginpada alat penukar panasuntukmendinginkansteamcondensate,processcondensate,dan lainlain. 4) Udara Udarayang
digunakanterdiriatasudarainstrumendanudaraproses.Udara
instrumenberfungsisebagaipenggerakvalvedanjuga untuk membentuk pasivasi diunitsintesisdengan tujuan untuk mencegah korosi. 2. Tahapan proses produksi
Gambar 2.0.7Diagram Blok ProsesProduksiUrea
PRODI KIMIA FMIPA-UNY 2019
42
Laporan Praktek Kerja Departemen Produksi 1A BAB II PROSES PRODUKSI
PT.Petrokimia Gresik-Jawa Timur
Prosesyang Jepang
digunakanpada
pembuatanureaadalahAcesProcessdariTECTokyo,
dengankapasitasproduksisebesar1400ton/haridenganfrekuensioperasi330
hari/tahun.Secara
umumprosespembuatanureadibagimenjadibeberapatahap,
yaitusintesis, purifikasi,
recovery,
konsentrasi,
prilling, dan
pengolahan
proseskondensat.
a. Unit Sintesis UnitinibertujuanuntukmenghasilkanureadenganmeraksikanNH3cairdan gasCO2yang
dikirimdariUnitNH3dansirkulasikembalilarutankarbamatyang
diperoleh dari tahap recovery. Reaksiyangterjadisebagai berikut: 2NH3+CO2 NH4COONH2+Q NH4COONH2
NH2CONH2+H2O – Q
Keduareaksi diatas bersifat reversible (bolak-balik), dan reaksi:
Bersifat eksotermis dengan panas yang dihasilkan 38.000 kkal tiap mol carbamate.
Bersifatendotermisdenganmembutuhkanpanas5.000kkaltiapmolureayang dihasilkan.
Gambar 2.0.8Diagram Alir ProsesSintesis
PRODI KIMIA FMIPA-UNY 2019
43
Laporan Praktek Kerja Departemen Produksi 1A BAB II PROSES PRODUKSI
PT.Petrokimia Gresik-Jawa Timur
Peralatanutamapadaseksisintesisadalahreaktor(DC-101),Stripper(DA-101), Scrubber (DA-102)danCarbamateCondenser (EA-101 dan EA-102).
1) Reaktor(DC-101) ReaktorDC-101adalahnamamenara
vertikaldengan9intervalbaffleplatedan
dindingbagiandalamyangdilapisidenganStainlessSteel316L
UreaGradesebagai
antikorosidari zat-zatpereaksidenganproduk.Baffle platedidalamnya digunakan untuk menghidaribackmixing. Didalamreaktor terjadipengontakkanNH3cairdanlarutan karbamat.NH3cair dengantekanan20kg/cm2 dantemperatur 30oCdialirkankepabrikureadan ditampung kedalamamoniakreservoir(FA105),kemudiandipompamenggunakan NH3boost-up pump(GA-103
A,B)hinggatekanan25
kg/cm2g,selanjutnya
dipompakanmenggunakannamoniakfeedpump(GA-101A,B)hinggatekanannya 180kg/cm2.Tipepompayangdigunakanadalahpompa
sentrifugal.Aliranyang
dipompakan akan dialirkan menuju amoniakpreheater(EA-103) untukdipanaskan menggunakanpanasdaristeam condensate dandilanjutkanmenujureaktor DC-101. Larutan karbamat berasaldaricarbamatcondenser. Dengan pengontakkan initerjadi reaksipembentukkankarbamatdanurea.Kedua
reaksimerupakanreaksi
kesetimbangan, sehingga untuk mencapau konversi yang diinginkan diperlukan kontrolterhadap tekanan, termperatur, waktureaksi,dan perbandinganmolar antara NH3dan CO2. Faktoryangmempengaruhi operasireaktor adalah sebagai berikut : a) Pengaruh Suhu Reaksikonversi
ureamerupakan
reaksiendotermis
dan
untukmencapai
konversiyang
tinggidiperlukantemperaturreaksitinggi.Temperaturterlalu
tinggi
menurunkan
pembentukkan
volum
urea,
karena terjadi
penambahan
gas.Pertambahanvolumgasdengansendirinyaakanmenambahlajualirgas
ke
scrubber. Selain itu, suhu tinggijuga berpengaruh terhadap korosi material reaktorserta
naiknyatekanankeseimbangan.Temperaturrendahjuga
menurunkankonversiurea,karenareaksipembentukkanureaadalahreaksi endotermis.
PRODI KIMIA FMIPA-UNY 2019
44
Laporan Praktek Kerja Departemen Produksi 1A BAB II PROSES PRODUKSI
PT.Petrokimia Gresik-Jawa Timur
Reaktorberoperasipadatemperatur186-187o Cuntukreactor bagian atas, dan 174175oCuntukreaktor
bagian
bawah.
Halinitergantung
padajumlahproduksi.Temperaturdalamreaktordiaturdenganmenaikkan
atau
menurunkansteampemanaspadaammoniapreheater,mengaturekses NH3dan laju larutan recycle. b) PengaruhTekanan Konversiamoniumkarbamatmenjadiureahanyaberlangsungpadafasacair menyebabkan kerusakan pada dinding
reaktor apabila melebihi tekanan
disain.Tekananyang rendahakanmenurunkanpembentukkanureakarena larutanyang menguap
bertambah.Reaktorberoperasipadatekanan167-175
kg/cm2.Tekanankeseimbangandidalamreaktorditentukan operasidanmolarrasioN/C.Apabila
olehtemperatur
reaktordioperasikandibawahtekanan
keseimbangan,konversiCO2menjadiurea
akanturun.Apabila
dioperasikandiatatekanan keseimbangan, maka rasio
konversi
reaktor akan
naik.
Tekanan operasi yang tinggi akan mengakibatkan temperatur operasi di stripper tinggi.
Hal
ini
dimaksudkan
terhadapbahan
untuk
mencapai
dekomposisiyang
cukup
yangkeluardarireaktorbelumterkonversi.Sementaraitu
kondisiyangdemikianakanmengakibatkan hidrolisisurea danpembentukkan biuret distripperbertambah. c) Pengaruh Waktu Tinggal Untuk mencapai konversi urea yangtinggi, diperlukanwaktu reaksi yang cukup.Waktureaksiyang
cukupdiatur/dikendalikandenganketinggianlevel
cairandalamreaktor.Leveltinggimenyebabkanadanyalarutanyang
terbawa
kescrubber.Levelyang rendahakanmengurangiwaktureaksisehingga konversiyang diinginkantidaktercapai.Leveloperasiberkisar51-53%. Ketinggianleveldiaturdenganbukaanvalve
pada
bagian
Padasuhudantekananrendahdiperlukanwaktutinggalyang meminimalisasikanwaktutinggal,didalamreaktor
keluaran
lama.Untuk dipasangbaffleplate.Hal
inidilakukan untuk menghindari pencampuran balik dari larutan sintesis.
PRODI KIMIA FMIPA-UNY 2019
45
reaktor.
Laporan Praktek Kerja Departemen Produksi 1A BAB II PROSES PRODUKSI
PT.Petrokimia Gresik-Jawa Timur
PRODI KIMIA FMIPA-UNY 2019
46
Laporan Praktek Kerja Departemen Produksi 1A BAB II PROSES PRODUKSI
PT.Petrokimia Gresik-Jawa Timur
2) Stripper(DA-101) Stripper berfungsi untukmenguraikanlarutankarbamatyang tidak terkonversi danmemisahkanNH3 danCO2 darilarutanurea.EksesNH3 dipisahkandarialiran denganmenggunakantray-traypada
bagianatasstripper.Reaksipenguraianyang
terjadi: NH2COONH4 2NH3+CO2– Q Kaloruntukreaksipenguraiandiperolehdaristeamyangdialirkanpadafallingtype heater. Pada stripperdialirkangasCO2, denganadanyaaliran iniakan meningkatkan tekananparsialCO2 yangmengakibatkanlarutankarbamatterurai.GasCO2 dahuludikompresidenganCO2 interstageCO2
terlebih
compressor(GB-101)dandiinjeksikanudaralewat
compressor.Pengijeksianudaraberfungsiantikorosi/pasivasipada
logam-logamperalatanproses.Tray
dipasang
dibagianatas
daristripperuntuk
memisahkanamoniakdanmengaturmolarrasioN/Clarutanpadakomposisiyang tepat untuk operasi stripping.
Supaya
proses pada stripper sesuai dengan
kebutuhannya diperlukan kontrol terhadap temperatur, level, aliran CO2, tekanan steam, tekanan operasi, dan komposisipadalarutan sintesis urea. Faktoryangmempengaruhi operasi stripper adalah sebagai berikut : a) Temperatur Reaksipenguraian
merupakanreaksiendotermis,untukmemenuhikebutuhan
kalor reaksi dibutuhkan temperaturyangtinggi. Temperaturyangterlalu tinggi dapatmenyebabkankorosipada
dindingstripper.Temperaturrendahakan
menurunkanlajupenguraian.Stripperberoperasipada temperaturbagian bawah 175177oC dan 191,5-193oC untuk bagian atas. b) Level Agar sebagianbesar karbamatdapatdiuraikan diperlukanwaktukontak antara larutandengan pemanasyang mencukupi.Kontrolleveldigunakanuntuk mengatur waktukontakantaralarutan
dengansteamdangasCO2.Levelyang
terlalurendahakanmenyebabkanbanyakgasCO2yang
PRODI KIMIA FMIPA-UNY 2019
47
terbawakeHP
Laporan Praktek Kerja Departemen Produksi 1A BAB II PROSES PRODUKSI
PT.Petrokimia Gresik-Jawa Timur
decomposer. Level yang tinggi akan meningkatkan reaksi pembentukkan biuret dan hidrolisisureadengan reaksi berikut:
NH2COONH2+H2O
2NH3+CO2– Q
NH2COONH4(biuret) +NH3– Q
2NH2CONH2 Leveldijagapadarentang mengaturbukaanvalvepada
30-38%.Pengendalianleveldilakukandengan bagiankeluaran.
Pada
umumnya,leveldi
stripperdibuatserendahmungkin.Levelyang
bagian
tinggiakanmenambahwaktu
tinggaldibagianbawahstrippersehingga meningkatkanreaksipembentukkan biuret. c) Aliran CO2 Selain denganmenggunakan pemanas,penguraian karbamat dapatdilakukan denganmeningkatkantekananparsialCO2. menurunkanperbandingan
molar
AliranCO2rendahakan
NH3/CO2pada
reaktor.Lajualir
CO2
tergantungpadajumlah produksi. d) Tekanan Steam Steam sendirinya
berfungsisebagaipemanas,apabila temperatur
meningkat.
mengakibatkanterjadinya
tekanansteammeningkatdengan
Peningkatan
temperatur
dapat
pembentukkanbiuretdanhidrolisisurea.Halini
mengakibatkankecepatankorosinaik.Tekanansteam rendah,kaloryang dibutuhkan untukmenguraikan
karbamat
tidak
mencukupisehinggaefisiensi
strippermenurun.LarutanureaselanjutnyadipanaskanpadabagianshellEA-102. Tekanansteam dalamshell diaturuntuk mengatureffisiensistripping. e) Tekanan Operasi Tekananoperasiyangtinggi akan menaikkan sisaamoniakyangterkandungdi dalamoutletstripper.Temperaturoperasijuga
dinaikkanuntukmencapai
dekomposisiyangcukup.Tekanan operasistripperpada167-175 kg/cm2.
PRODI KIMIA FMIPA-UNY 2019
48
Laporan Praktek Kerja Departemen Produksi 1A BAB II PROSES PRODUKSI
PT.Petrokimia Gresik-Jawa Timur
f) Komposisi padaLarutanSintesisUrea Efisiensistrippingdipengaruhi oleh komposisilarutan sintesis. KonversiCO2 yang tinggipadalarutansintesisdapatdicapaidenanefisiensistrippingyang tingg,yang dilihatdenganrendahnyajumlahsteamyang dibutuhkanpabrik urea.
3) Scrubber(DA-102) Scrubber berfungsiuntukmengabsorbgas-gasdarireaktordenganmenggunakan larutan karbamatrecycle.Absorpsidengan adanyareaksipembentukkan karbamat dari gas-gas tersebut. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut : 2NH3+CO2
NH4COONH2+Q
Larutandialirkankecarbamatecondenser(EA-101).Gas-gasyang
tidakterabsorb
dikirim keHPA (EA-401) untuk diabsorb lebih lanjut.
4) Carbamate Condenser(EA-101 dan EA-102) Di dalam EA-101 dan E-102 gas dari DA-101 dikondensasikan dan diabsorpsi
oleh
larutankarbamatdariscrubberdandarirecyclepada
tahaprecovery.Kedua
kondenserdioperasikanpadatekanan167-
175kg/cm2dantemperatur173,5-175+C. Sebagian besar larutan karbamat terbentuk padabagian ini. 2NH3+CO2 EA-101
NH4COONH2+Q
berfungsimengabsorb
gasmenggunakan
larutan
karbamat
dariscrubberdan memanfaatkan panas reaksiuntukmenghasilkan steam.Larutan karbamatyang terbentuk dialirkan ke reaktor. EA-102 berfungsi mengabsorb gas menggunakan
larutan
karbamatrecycledanpanasreaksidimanfaatkanuntukmemanaskan
larutan
ureasebelummasukkeHPdecomposer.Larutankarbamatyang
terbentukdiproses
lebihlanjutpadareaktormembentukurea.Larutanurea dipanaskan padabagianshell, denganpemanasaninikarbamatyang
tersisaakanteruraimenjadiamoniakdanCO2.
Larutan ureayangdipanaskanpadabagianshellEA-102 dialirkan ketahappurifikasi.
PRODI KIMIA FMIPA-UNY 2019
49
Laporan Praktek Kerja Departemen Produksi 1A BAB II PROSES PRODUKSI
PT.Petrokimia Gresik-Jawa Timur
FaktoryangMempengaruhiCarbamateCondenser : a) PembangkitSteamdi Carbamate Condenerno.1 (EA-101) Apabila
temperatur
diEA-101tinggimakatemperaturpada
meningkatbegitupulasebaliknya.Steamyang
reaktor
dihasilkanperluuntuk
dikontrolteknanannya.Tekanansteamyang dihasilkancarbamatecondenser diukur dari suhupuncak reaktor. Peningkatan tekanan steamakan menurunkan yang
diserap
dari
EA-101
dan
kalor
mengakibatkan
peningkatantemperaturbawahreaktor.Tekanansteamyangdibangkitkanadalah
5-6
kg/cm2. b) Suhu keluardariShelldiCarbamateCondenser no.2 (EA-102) Temperaturreaksiperludikontrol
karena
prosesinimempengaruhi
kondisi
proses pada reaktor danHP decomposer. Suhuinidikontrol pada 155oC denganmengontrolflowrategasyang temperatur
masuk.Apabilatemperaturrendah
reaktordanHPdecomposerturun.Penurunantemperatur
decomposerakan menambah beban padatahap purifikasi. b. Unit Purifikasi
PRODI KIMIA FMIPA-UNY 2019
50
maka padaHP
Laporan Praktek Kerja Departemen Produksi 1A BAB II PROSES PRODUKSI
PT.Petrokimia Gresik-Jawa Timur
Gambar 2.0.9Diagram Alir ProsesPurifikasidanRecovery
PRODI KIMIA FMIPA-UNY 2019
51
Laporan Praktek Kerja Departemen Produksi 1A BAB II PROSES PRODUKSI
PT.Petrokimia Gresik-Jawa Timur
Peralatanutama
padaunitpurifikasiadalahHP
decomposerdanLP
decomposer.Larutanureasintesisyangdiproduksipadaunitsintesisdimasukkan keunitpurifikasi,dimanaamoniumkarbamatdanexcessamoniayang dalamlarutanurea
diuraikan
terkandung
dandipisahkansebagaigasdarilarutanurea
dengan
penurunan tekanan dan pemanasan dalam HP decomposerdan LP decomposer. 1) HPDecomposer (DA-201) DidalamDA-201karbamatyang
masihdiuraikanmenggunakanpemanas,
menggunakansteamcondensatedidalamfalling
filmtypeinternalheatexchanger.
Untuk mencegah korosi pada vessel, dimasukkangas keluaran DA-102, karenagas mengandungoksigen.Dalam proses dekomposisidan pemisahan diperlukan kontrol terhadap temperatur, tekanan, danlevel. FaktoryangmemengaruhiHP Decomposer: a) PengaruhSuhu Temperatur dalam bagian ini dikontrol dengan tujuan untuk meminimalisir terjadinya korosi pada peralatan dan meminimalisir terjadinya pembentukan biuret serta hidrolisa urea. Suhu operasi dari HP decomposer dijaga pada suhu 158oC dengan mengontrol aliran steam condensate ke Falling Film Heater. Temperatur operasi menunjukkan jumlah kalor yang tersedia . Temperatur rendah akan menurunkan jumlah dekomposisi karbamat sehingga menambah beban LP decomposer (DA-202). Temperatur tinggi dapat menyebabkan korosi pada peralatan dan pembentukan biuret serta hidrolisa air : 2NH3 + CO2 – Q
NH2CONH2 + H2O 2NH2CONH2
NH2COONH4 (biuret) + NH3 - Q
b) PengaruhTekanan Laju dekomposisi meningkat dengan penurunan tekanan operasi dan sebaliknya. Tetapi tekanan yang terlalu rendah akan menurunkan temperatur operasi. DA-201 beroperasi pada tekanan 17-17,5 kg/cm2.Pada bagian ini diharapkan jumlah NH3dan CO2di dalam larutan sekecil mungkin untuk mengurangi beban peralatan tersebut. Jika jumlah NH3dan CO2 dalam liquid
PRODI KIMIA FMIPA-UNY 2019
52
Laporan Praktek Kerja Departemen Produksi 1A BAB II PROSES PRODUKSI
PT.Petrokimia Gresik-Jawa Timur
bertambah, maka suhu kesetimbangan pada LP absorber akan turun dan air yang diumpankan ke larutan recovery harus ditambah. Tekanan operasi ditentukan dengan mempertimbangkan faktortersebut.
c) Level Level menunjukkan lamanya larutan di dalam DA-201. Level yang tinggi dapat menyebabkan terjadi reaksi samping berupa pembentukan biuret. Level rendah akan menyebabkan terjadinya kesalahan pengukuran pada alat kontrol temperatur. Bila ini terus berlanjut akan menyebabkan tekanan larutan menuju DA-202 melebihi tekanan desain. Level pada DA-201 dijaga pada 31-33%. Larutan urea dari DA-201 dialirkan ke DA-202.
2) LPDecomposer (DA-202) LarutanureadariDA-201yang dimurnikan
masihmengandung
NH3,CO2,dankarbamat
lebihlanjut.Prosespemurniandilakukandenganpenurunantekanan
menjadi2,5-2,6kg/cm2,pemanasandengansteamcondensatedanCO2
stripping.
Agar prosespemurnianberjalan denganbaikperludikontrol temperatur,tekanan, dan aliran CO2. Faktoryang MempengaruhiLP Decomposer : a) PengaruhSuhu Peningkatan temperatur akan mempermudah pelepasan gas dari larutan, tetapi apabila temperatur terlalu tinggi akan terjadi pembentukan biuret dan hidrolisa urea. Temperatur operasi DA-202 adalah 123-125oC. Suhu dikontrol oleh Falling Film Heater. b) PengaruhTekanan Penurunan tekanan akan meningkatkan laju dekomposisi dan pelepasan gas dari larutan. Tekanan pada bagian ini dijaga serendah mungkin agar NH3dan CO2 dalam fase liquid di dalam LP decomposer dapat dikurangi sebanyak mungkin.Tekanan terlalu rendah dapat membuat larutan menjadi pekat dan sulit untuk dialirkan. Tekanan operasi dijaga sekitar 2,5-2,6 kg/cm2. Pengaruh level
PRODI KIMIA FMIPA-UNY 2019
53
Laporan Praktek Kerja Departemen Produksi 1A BAB II PROSES PRODUKSI
PT.Petrokimia Gresik-Jawa Timur
samadenganpengaruh padaDA-201. c) Aliran GasCO2 Penambahan gas CO2 pada DA-202 berfungsi untuk mempercepat proses dekomposisi karbamat dan pemisahan gas-gas yang terlarut. Aliran gas CO2 rendah akan menurunkan kemampuan dari decomposer. Tetapi laju CO2 terlalu tinggi akan meningkatkan kadar CO2 dan titik leleh larutan meningkat. Penurunan titik leleh akan menyebabkan pembentukan kristal urea dalam aliran dan sulit untuk dialirkan. Laju alir CO2 dijaga pada laju 100-160 Nm3/jam. Penggunaan CO2Stripping dalam LP Decomposer mempunyai beberapa keuntungan sebagai berikut: Memiliki efisiensi dan kesempurnaan dalam pemisahan residual amoniak dan CO2 dari larutan urea tanpa pemanasanlanjut. Mengurangi supply air sebagai absorben ke Absorber dan Condenser, penggunaan CO2 untuk stripping dapat dapat bereaksi dengan NH3 membentuk karbamat yang menurunkan tekananparsial. Larutan urea selanjutnya dikirim flash separator (FA-205) untuk memisahkan gas- gas yang masih tersisa. Larutan urea diekspansi menjadi tekanan atmosfer dan gas-gas yang terlarut akan terlepas. Gas yang terbentuk dipisahkan dalam FA205 dan dikirim ke tahap recovery. Larutan urea dialirkan ke urea solution tank (FA-201).
c. Unit Recovery GasNH3danCO2yang
terlepasdaritahappurifikasidiabsorpsidalamtahap
recoverymenggunakankondensatprosessebagaiabsorbendandirecyclekembali reaktor. Gas NH3dan CO2diabsorbsi membentuk karbamat danaquaamoniak: 2NH3+CO2 NH4COONH2+Q NH3+H2O NH4OH+Q
PRODI KIMIA FMIPA-UNY 2019
54
ke
Laporan Praktek Kerja Departemen Produksi 1A BAB II PROSES PRODUKSI
PT.Petrokimia Gresik-Jawa Timur
Absorpsi gas dilaksanakan melaluitiga alat, yaitu : 1) HP Absorber (EA401 A/B) GasCO2danNH3keluaranHPDecomposer(DA-201) berupa
dikontakkanabsorben
larutankarbamatdariEA-402.Alirangasdimasukkanpadabagianbawah
dandidistribusikan
melaluinozzle
danabsorbendialirkandaribagian
atas.
Pengontakkan menghasilkan reaksipembentukkan karbamatdan aquaamoniak, kedua senyawainiterlarutdidalamabsorben. Proses absorbsimenghasilkanpanas dandimanfaatkan tidakterabsorb
untukpemanasanlarutanureadanproduksiair dialirkankewashingcolumn(DA-401)
panas.Gasyang
untukdiabsorblebihlanjut.
Agar prosesabsorbsiberlangsungdengan efisienhalyangperludikontroladalah level, konsentrasi, teknan, dan temperatur. FaktoryangMemengaruhi Operasi HPAbsorber :
a) Pengaruh Level LevellarutandalamEA-401menentukanwaktukontakantara dangas.Levelrendahakanmenghasilkanprosesabsorpsiyang
absorben tidak
efisien.
Leveltinggi akanmenyebabkan sebagianabsorben terbawaaliran gas. Leveloperasi 65-75%. b) Pengaruh Tekanan dan Konsentrasi TekananoperasisistemHPabsorberditentukansebesar17,3kg/cm2 kondisioperasiHPDecomposer.
Proses
absorpsibersifateksotermis,
oleh sehingga
temperaturtinggiakanmenurunkan efisiensiabsorpsidanaliran gas ke DA-401 meningkat.
Dengan
adanya
pembentukkan
karbamat
dalamabsorben,temperaturabsorbenharusdijaga agar tidakterjadi pembentukkan kristal karbamat. Pembentukkankristal terjadi karena temperatur rendah dan ini akan menyumbat aliran larutan karbamat. Temperaturoperasidijagapada5898oC.Larutan karbamatdipompa dengancarbamate pumpmenujuscrubber(DA102) dancarbamate condenser (EA-102).
PRODI KIMIA FMIPA-UNY 2019
55
Laporan Praktek Kerja Departemen Produksi 1A BAB II PROSES PRODUKSI
PT.Petrokimia Gresik-Jawa Timur
c) Pengaruh Konsentrasi NH3
dan CO2
gas dari HP decomposer
diumpankan ke
dalam HP
Absorberbagianbawahdengankonsentrasisekitar 70% campurangas terabsorpsi dan sisaNH3dan CO2diabsorbsi dibagian absorber. 2) LP Absorber (EA-402) Gas NH3dan CO2keluaranLP decomposerdiabsorb dengan larutan absorben dari DA-401 kololm atas. Proses absorpsi samadenganprosesdiHPabsorber. diatas40oC.
Temperaturoperasidijaga pembentukkan
padatankarbamat.Untuk
waktukontakyang
Pada
temperaturiniakanterjadi
menjagaefisiensiabsorbsi
diperlukan
mencukupi.Leveloperasi64-85%,padaleveliniwaktukontak
untukabsorpsimencukupi.Gasyangtidakdiabsorbdialirkankefinalabsorber 503) untuk diabsorb
(DA-
lebih lanjut. Larutan absorben dialirkan ke DA-401
kolombawah. Faktoryang
Memengaruhi
OperasiLP
Absorber
adalah
kondisioperasipadaLPAbsorberditentukanolehgasNH3
danCO2
dariLPDecomposersecarasempurnadiabsorbolehlarutanyang berasaldari
bagian
atasWashing Column. Selain itu juga gasCO2dimasukkanuntukmenaikkan kapasitasabsorbsi,karena CO2 bereaksi amonium karbamat
dengan
NH3
untuk
membentuk
yang menurunkan tekanan uap parsial amoniak. Akibat
dari
injeksi
CO2,
kandunganairyangsedikitdidalamlarutanrecyclecarbamatekereaktor akan tercapai. Suhu optimum 40oC dipilih dengan mempertimbangkan suhu pemadatan.
3) Washing Column(DA-401) WashingColumnberfungsiuntukmengabsorbgas-gasyangtidakterabsorb diEA401.DA-401terbagiatasdua gaskeluaranEA-401B
kolom.Kolombawahberfungsimengabsorb
denganmenggunakanabsorbendariEA-402dan
kolomatas
berfungsimengabsorbgasdarikolombawahmenggunakankondensatproses.Gasgasyangtidakterabsorbdibuangkeatmosfer.Dalamprosesabsorbsiyangperlu dikontrol adalah temperatur dan tekanan.
PRODI KIMIA FMIPA-UNY 2019
56
Laporan Praktek Kerja Departemen Produksi 1A BAB II PROSES PRODUKSI
PT.Petrokimia Gresik-Jawa Timur
Faktoryang Memengaruhi OperasiWashing Column: a) Temperatur Temperaturatasyang mengandukbanyakNH3
terlalutinggiakanmenyebabkangasyang
keluar
danCO2.Washingcolumnmeliputibagianatas danbagian
bawah.Suhuoperasibagianatas danbagian bawahmasing- masing49oC dan 65oC. b) Tekanan Tekananoperasiyangrendahakna menyebabkangasifikasilarutan karbamat.
d. Unit PengolahanProsesKondensat
Gambar 2.0.10Diagram Alir ProsesKondensat Tahapiniberfungsiuntukmengambilurea,gasNH3
danCO2
yangterikut
dalamuap air yangterdapatpadatahappemekatan.Tahapiniterdiri atasdua bagian, yaitu :
PRODI KIMIA FMIPA-UNY 2019
57
Laporan Praktek Kerja Departemen Produksi 1A BAB II PROSES PRODUKSI
PT.Petrokimia Gresik-Jawa Timur
1) Final Absorber(DA-503) Uapairyangterbentukditahapevaporasiditarikolehsteamejector(EE201,501/3)dandikondensasikan
disurfacecondenser(EA-501/2/3).Uapairyang
terkondensasiditampungdidalamprocesscondensatetank
(FA-501).Uapyang
tidakterkondensasiditarikolehsecondejector(EE-502)dandimasukkanke
dalam
final absorber (DA-503). Didalamabsorber,gasdikontakkandengankondensat
proses
dari
FA-501.
Dengan pengontakkan ini,uap air akan terkondensasidan NH3dan CO2terkonversi menjadi karbamat dan aqua amoniak, dengan reaksi sebagai berikut: 2NH3+CO2NH4COONH2+Q NH3 H2SO4 +H2O NH4OH+Q Gas-gasyangtidakterabsorbdiventingkeatmosfer.Kondensatditampungdalam
FA-
501.
2) Process Condensate Stripper(DA-501) danUrea Hydrolizer (DA-502) Di dalam kondensatproses terdapatkarbamat,urea,danaquaamoniak. Sebelum dikirim keutilitas, senyawa-senyawaini harusdipisahkan. Kondensat proses dariprocesscondensate
tank(FA-501)dipompakanke
kolomatas.Pada
kolomataslarutandistrippingmenggunakangaskeluaranureahydrolizer(DA502)danpemanasandengans steam.Karbamatdanaquaamoniakakanterurai menjadi NH3, CO2, dan H2O. NH4COONH22NH3+CO2– Q NH4OHNH3+H2O –Q GasyangterbentukdariprosesstrippingdikirimkeLPDecomposer(DA202).Kondesatkeluarankolomatasdimasukkankebagianbawahkolom
urea
hydrolizer (DA-502). Di dalam kolom kondensat tersebut dikontakkan dengan steamdan ureayangterkandungdi dalamnya akan terhidrolisis: NH2CONH2+H2O 2NH3+CO2– Q Gasprosesdialirkankekolomatasprocesscondensatestripper(DA-501) dankondensatdialirkankepreheaterforurea hydrolizer(EA-505) untuk memanaskan kondensat
masukkan
PRODI KIMIA FMIPA-UNY 2019
urea
hydrolizer
58
(DA-502).
Kondensat
Laporan Praktek Kerja Departemen Produksi 1A BAB II PROSES PRODUKSI
PT.Petrokimia Gresik-Jawa Timur
selanjutnyadialirkankekolombawahprocesscondensate
stripper(DA-501)
dan
kontakdengan steamuntuk menguraikan dan memisahkan sisa-sisa urea, aqua amonia,dankarbamat.Kondensatkeluar melaluibagianbawahkolomdan didinginkan pada
preheater
for
process
condensate
menggunakankondensatmasukkanprocesscondensate Kondensatyangbersihadalahkondensatyang
stripper
(EA-504)
stripper(DA-501).
mengandungkurangdari5ppmurea
dan5ppmamoniak.
Alirankondensatyang
sudahdiambilpanasnyakemudian
ditampung
dibagianpembutiran.Airdarikondensatsebagiandipompakan
menggunakanwaterpump forprillingtowerdari(FA-305) menujuprillingtower yang digunakansebagaiscrubberdiprilling towerdan sebagianlagidialirkan ke FB-801.
e. Unit Konsentrasi (concentrationunit)
Gambar 2.0.11DiagramProsesKonsentrasidanPembutiran
PRODI KIMIA FMIPA-UNY 2019
59
Laporan Praktek Kerja Departemen Produksi 1A BAB II PROSES PRODUKSI
PT.Petrokimia Gresik-Jawa Timur
Unitiniberfungsiuntukmemekatkanlarutanureadari70%menjadi99,7% dengan penguapan secaravacuum. Tahap initerdiri atas dua alat utama, yaitu : 1) VacuumConcentrator(FA-202A/B) Larutanurea
dariFA-201dipompakanke
divakumkanmeneggunakansteamejectorhingga (kondisidesain150mmHg)
kevakuman125-185mmHg
denganpemvakumanakanmenurunkantitikdidihair.
Panasuntukpenguapandiperolehdaripanas Untukproses
dalamFA-202A.Larutanurea
reaksipadaHP
absorber(EA-401B).
penguapanairdapatberjalandenganbaikdiperlikankontrolterhadap
temperatur dan kevakuman. Pada tekanan vakum 150 mmHg air memiliki titik didih 80oC. Dengan penurunan titik didih air akan mempermudah pemisahan air dari larutan. Temperatur operasi dijagadi atas titik didih air. Kondisi vakum akan mempengaruhi densitas kristal. Tingkat kevakuman tinggimenurunkantitikdidihairsehingga banyakairyang menguapdandensitas kristal meningkat. Peningkatan kristal terlalu tinggi dan menyebabkan penyumbatan padapipa.Larutan dariFA-202Bdengankepekatan sekitar 84% berat selanjutnya dipanaskan pada heater for FA-202 (EA-201) menggunakan steamtekanan rendah hinggatemperatur 133-134oC. Tingkatkevakuman operasisama dengan FA-202B. Tingkatkevakumanyang tinggiakanmeningkatkan
konsentrasiurea,tetapiapabila
menyebabkanchockingpadaaliranpipa.Tingkatkevakuman
terlalutinggidapat rendah
akan
menurunkan konsentrasi ureadan menambah beban padafinal separator(FA-203). Larutanselanjutnyadimasukkankedalamvacuumconcentratorupper(FA202A).Didalalmalatinilarutan
urea
dipekatkanlebihlanjuthingga
mencapai
konsentrasi 97,9% berat. Temperatur operasi berkisar 133-134oC.Temperatur terlalu rendah akan menyebabkan terjadinya chocking (penyumbatan padapipa karena
pembentukkankristalurea).Temperaturterlalutinggiakanmendorong
terbentuknyabiuret.
PRODI KIMIA FMIPA-UNY 2019
60
Laporan Praktek Kerja Departemen Produksi 1A BAB II PROSES PRODUKSI
PT.Petrokimia Gresik-Jawa Timur
Faktor yang Memengaruhi Operasi
Vacuum Concentration Bagian
Bawah(FA-202B) adalah sebagai berikut : a) Pengaruh Kelarutan Urea Kelarutanberubahterhadapsuhu,biasanyakelarutanyang
tinggiterjadi
pada
suhuyangtinggipula. Jadi,kristaldapatterbentukdengan pendinginan larutan jenuh. b) Pengaruh Suhu dan Tekanan Selama
operasipanasditambahkankesistemuntukmenguapkanair
denganmenaikkankonsentrasiurea,disampingmenjaga
suhuairtetap
konstan.Teknandijagadibawa kondisivacuumuntukmembantu penguapanairpada penurunantemperatur.
Selainitu,perubahantekanan
juga
berpengaruhterhadapoperasi,terutama terhadapdensitaskristal. Kenaikanvacuum mengakibatkan
penurunantemperatur
pada
slurry.
Dengandemikiansecaratidaklangsung juga akanmenaikkandensitas kristal dan sebaliknya.
Suhu
dan
tekanan
pada
vacuum
concentration
bagianbawahdijagamasing-masingsekitar75-80oCdan140-180mmHg abs. FaktoryangMemengaruhiOperasiVacuumConcentrationBagianAtas
(FA-
202A)danHeater (FA-202) adalah sebagai berikut : a) Pengaruh Tekanan Tekananoperasinormaladalah140-180mmHgabs. sebagianbesarair
yangadadalamlarutandari
Pada
tahapini
vacuumconcentration
bagianbawahdiuapkan.Jikatekananmelebihi300mmHg
absmakaair
yangteruapkansangatsedikitdaninimengakibatkankonsentrasiinlet finalconcentratorakanlebihkecildari95%
danmenyebabkanoverload.
Apabilatekananpadatingkatpertamaterlalurendahmaka akanterlalu banyakairyang diuapkansehinggakonsentrasilarutanakanmenjadi
sangat
tinggi
dan
memungkinkan pipa menjadi buntu akibat kristalisasi. b) Pengaruh Suhu Range suhuoperasisebesar 130-135oC.Jika suhuterlalu rendah memungkinkan tekanan steamterlalu
rendah ataujugaterlalu
dilewatkanmelaluiheater,sehinggamengakibatkan
PRODI KIMIA FMIPA-UNY 2019
61
banyak produksteamyang penguapan
Laporan Praktek Kerja Departemen Produksi 1A BAB II PROSES PRODUKSI
PT.Petrokimia Gresik-Jawa Timur
kurangefektif.
Namun,jikasuhuoperasiterlalutinggi
(>135oC)
makajumlah
kandungan biuret akan besar.
2) Final Separator(FA-203) Pada
bagianinilarutanureadipekatkanhinggakonsentrasi99,7%dengan
tekanan25mmHg.
Pemekatandilakukandengancara
pemanasanpadafinal
concentration(EA-202)dan pemvakuman difinal separator(FA-203). Waktu pemekatan
dalam FA-203 diatur dengan ketinggian level bawah
vessel.Leveloperasipada70-86%daninitergantungpadakapasitasproduksi. yangterlalutinggiakanmenyebabkanpeningkatanpembentukkanbiuret.
Level Larutan
ureadikirim ketahap pembutiran. Setelahdarifinalseparator,larutan dipompa ke prillingtowerdenganpompa moltenurea,uapairyang
dipisahkandalamfinalseparatordiolahpadaunitproses
pengolahan kondensat. FaktoryangMemengaruhi OperasiFinal Concentrator : a) Tekanan Tekanan operasiFA-203adalah sekitar 36-47 mmHg. b) Tingkat Kevakuman Tingkatkevakumanyangrendahakanmenyebabkankadaruapairdalam prillmeningkat. c) Suhu Larutanurea dari FA-202Adipanaskan pada EA-202menggunakansteam tekanan
rendah hingga temperatur 138,5-140oC. Apabila
temperatur
rendahdarirentanginiakanmenyebabkanpembentukkanpadatan/Kristal urea pada pipadanvessel,karena o
Cdantitikpemadatan
titiklelehureapada ureaadalah
sekitar
rendah,kristalisasiureaakan
tekanandesainalat 132,6
terjadi,dan
o
C.Jika
adalah suhu
138 terlalu
mengakibatkan
penyumbatanpadalineureaprill.Tetapi temperaturterlalutinggiakan meningkatkan pembentukkan biuret. f. Unit Pembutiran (Prilling Section)
PRODI KIMIA FMIPA-UNY 2019
62
Laporan Praktek Kerja Departemen Produksi 1A BAB II PROSES PRODUKSI
PT.Petrokimia Gresik-Jawa Timur
Larutan ureadengan konsentrasi 99,7%berat dialirkan kedalam prilling tower.Didalamprilling
PRODI KIMIA FMIPA-UNY 2019
towerlarutanureadispray,didinginkandandipadatkan
63
Laporan Praktek Kerja Departemen Produksi 1A BAB II PROSES PRODUKSI
PT.Petrokimia Gresik-Jawa Timur
untuk memperoleh ureaprill. Dalam tahap initerdiri atasbeberapabagian, diantaranya adalah sebagai berikut : 1) Head Tank (FA-301)danDistributor(FJ-301A-I) Larutanurea
dariFA-203dipompakankeHeadtank(FA-301).
larutandialirkankedistributor(FJ-301A-I)yang acousticgranulatorlarutan
urea
PadaFA-301
berupaacousticgranulator.Pada
dispraydalambentuktetesan-tetesan.Untuk
menghasilkanbutiranperlu dijaga temperatur dari larutan urea.Temperatur operasi dijagapadasuhu139-140oC.Temperaturdibawahrentang
iniakanmenyebabkan
chocking, karena larutan urea akan membentuk kristal/padatan. Temperatur lebih tinggiakanmeningkatkanpembentukanbiuret.Larutanurea
dialirkandariFA-301ke
FJ-310A-I secaragravitasimakaperludijagalevelpadaFA-301.Level tangkidijaga pada
level50-70%.Levellebih
rendahakanmenghasilkanaliranlarutanureayang
lebih kecil sehingga kualitas produk menurun. Level tinggi meningkatkan pembentukan biuret.
2) Fluidizing Cooler(FD-302) Tetasanureadariaccousticgranulatordidinginkanpadafluidizingcooler 302)menggunakanudara dariblower(GB-302)yang terlebih
(FD-
dahuludipanaskan
airheater(EC-301)menggunakansteam.Temperaturadalahvariabelyang
perlu
dikendalikan. Temperatur operasi rendah akan menghasilkan produk urea prill dibawahtemperaturlingkungan.Ketikaprodukkeluar
dariproses
pembutiranakan
kontak dengan lingkungan, temperatur produk akan naik mencapai temperature lingkungan. Peningkatan temperatur diikutidengan absorpsi uap air dari udara. Temperaturtinggipendinginan tidakmerata padaureaprilldanterbentukaglomerasi. Butiranureaakandisaring lebihbesardari
menggunakanbarscreen,butirandenganukurandiameter
1,7mmakandilarutkankembalidiFA-302dicampurdenganlarutan
pencucidaridustchamber(FD-301).Urea
prillyang
memenuhispesifikasidispray
dengan ureasoftuntuk mencegah penggumpalan sebelumdikirim kepengantongan.
PRODI KIMIA FMIPA-UNY 2019
64
Laporan Praktek Kerja Departemen Produksi 1A BAB II PROSES PRODUKSI
PT.Petrokimia Gresik-Jawa Timur
3) DustChamber(FC-302) Debuurea
dariprosesakandirecoverpada
dedustingsystem.Dedusting
systemterdiridaridustchamber(FD-301) untuk menangkapdebu,circulationpump (GB-301)daninducefanuntukmenghisapudarapanas.Debuureayang udarapendinginditangkappadaFD-301,debuyang
terbawaoleh
tertangkapdicucidengan
menggunakanlarutanpencucidengancara dispray.Padabagianatasterdapatdemister yang berfungsiuntukmenahandebudancairanyang tidakterabsorbpadapackedbed. Untuk membersihkandemisterdigunakan kondensat dariDA-501yang dispray ke demister.Kedua larutanpencuciditampungdalamtangki FD-301. Sebagianlarutan dikirimkeurea soulutiontank(FA-201) dansebagianlagidikirimke FA-302untuk dicampurdenganoffspecurea
dandisirkulasiuntukpencuciandustchamberdan
demister. C. Unit ZA I/III Pupuk ZA (Zwavelzure Amoniak) atau biasa dikenal dengan nama pupuk Ammonium Sulphate ((NH4)2SO4) merupakan salah satu pupuk nitrogen yang banyak digunakan karena mengandung ion NH4+ yang sangat dibutuhkan untuk pertumbuhan tanaman. Pupuk ini diproduksi oleh PT PETROKIMIA GRESIK di pabrik pupuk nitrogen (pabrik 1) tepatnya pabrik ZA I/III. Kapasitas produksi ZA I/III sebesar 400.000 ton/tahun.
1. Bahan Baku Bahan baku yang digunakan dalam pembuatan pupuk ZA dikelompokkan menjadi bahan baku utama dan bahan baku pembantu sebagai berikut : a.
Bahan baku utama 1) Ammonia (NH3) Merupakan bahan baku yang disuplai dalam benuk vapor secara langsung
dari Unit Produksi Ammoniak Pabrik I, pada konsentrasi 99,5-100% dengan suhu 70oC dan tekanan 3,5-5,5 Kg/cm3. Ammonia cair harus divaporasi sebelum dimasukkan ke dalam saturator dengan menggunakan evaporator (E-304C).
PRODI KIMIA FMIPA-UNY 2019
65
Laporan Praktek Kerja Departemen Produksi 1A BAB II PROSES PRODUKSI
PT.Petrokimia Gresik-Jawa Timur
2) Asam sulfat (H2SO4) Merupakan bahan baku yang dipaai dari Pabrik III dalam larutan pekat dengan konsenrasi 98-98,55 dengan suhu 34oC serta dalam tekanan 5 Kg/cm3. b. Bahan pembantu 1) Zat anti caking Merupakan bahan pencegah terjadinya penggumpalan kristal pada ZA. 2) Asam fosfat (H2PO4) Merupakan bahan yang digunakan untuk mengikat Fe jika kadarnya lebih dari 10 ppm dan Al agar produk berwarna putih. 3) Pewarna Merupakan bahan yang digunakan untuk memberi warna pada produk ZA yang bersubsidi. 2. Tahapan Proses Produksi
NH3 Gas Reaction Unit
unit
Unit
Unit
H2SO4 Mother liquor
Airheated
Gambar 2.0.12Diagram Blok Proses Produksi Pupuk ZA I/III Proses yangdigunakan adalahnetralisasi (De Nora)denganprinsip “uapNH3 dimasukkanke dalamsaturatoryang berisimotherliquordanditambahairkondensat (sebagai penyerap panashasilreaksi) dengan bantuan udarasebagai pengaduk”. Tahapan proses pembuatan pupuk ZA meliputi reaksi netralisasi, pemisahan kristal, pengeringan produk, dan penampungan produk. a. Reaksi Netralisasi dan Kristalisasi Reaksi netralisasi bertujuan untuk mereaksikan gas ammonia murni (NH3) dengan larutan asam sulfat (H2SO4) sedangkan reaksi kristalisasi bertujuan untuk memekatkan hasil reaksi, berupa ammonium sulfat yang terbentuk.Reaksi
PRODI KIMIA FMIPA-UNY 2019
66
Laporan Praktek Kerja Departemen Produksi 1A BAB II PROSES PRODUKSI
PT.Petrokimia Gresik-Jawa Timur
netralisasidankristalisasiiniterjadidalamsaturator dimasukkanbersama-samadenganasamsulfatke
R-301ABCD.
Amoniak
dalamreaktor(saturator)
secara
kontinu dengan bantuan udara sebagai pengaduk dan air sebagai penyerap panas. Reaksi pembentukan ammonium sulfat dalam saturator : 2NH3+H2SO4→ (NH4)2SO4+Q
Gambar 2.0.13Diagram AlirProses Neutralization – Crystallization AirprosesdaritangkiTK-301dialirkankedalamsaturatorkedalamsaturatorR-301 ABCDdenganmenggunakan pompaP-302, setelah ketinggian air± 4,0 m,uap amoniakdengankonsentrasi99,5%
beratdialirkankedalamsaturatorR-301ABCD
dengan kondisi suhu 70oC dan tekanan 3,5-5,5 kg/cm2g. Asam sulfat daritangki TK-200 dengankonsentrasi98,5% dipompakanke dalamsaturatorR-301ABCDpada kondisi32oC denganmenggunakanpompaP305/P202.Udarapengadukyangdigunakandiambildari udaraluaryang ditekanolehkompresor,laludibersihkan denganseparatoroilsebelum dimasukkan kedalamsaturator. Reaksipembentukanamoniumsulfatadalahreaksieksotermis,yangmenghasilkan panas±109,72kkal/moldenganpenambahanuapamoniakdan
PRODI KIMIA FMIPA-UNY 2019
67
Laporan Praktek Kerja Departemen Produksi 1A BAB II PROSES PRODUKSI
PT.Petrokimia Gresik-Jawa Timur
asamsulfatsecaraterus
menerus
makakonsentrasiamoniumsulfatyangterbentukakansemakin
meningkatdan
panasyangdihasilkan jugaakan semakin besar. Desain operasi saturator R-301 ABCD adalah pada 105oC dan tekanan 1 atm sedangkan reaksi selalu melepas panas ± 109,72 kkal/mol. Dengan tujuan menjaga suhu larutan amonium sulfat agar konstan ± 105oC maka air proses dari tangki TK-301 perlu ditambahkan secara terus-menerus ke dalam saturator. Temperatur dalam saturator dapat bertahan hampir konstan (105o-113oC) pada kondisi normal operasi. Sebagian kecil panas ini hilang melalui dinding saturator, sebagian besar akan menguapkan air dari larutan dan dimasukkan kembali ke dalam saturator untuk menjaga temperatur konstan. Kadar impuritis di dalam larutan induk (mother liquor) harus diamati, dengan batasan Fe maksimum 10 ppm. Untuk mengikat Fe maka diinjeksikan asam fosfat. Pada suhu 105oC dan tekanan 1 atm air proses akan berubah uap sehingga larutan amonium sulfat dalam saturator
fasa menjadi
akan menjadi jenuh dan
kemudian membentuk kristal amonium sulfat. Uap air proses yang terbentuk segera dialirkan keluar saturator R-301 untuk menjaga kondisi tekanan dalam saturator konstan 1 atm. Uap air ini dikondensasikan lagi di kondensor E-301 ABCD kemudian air kondensat yang dihasilkan, dialirkan ke dalam tangki TK-301. Tipe kondensor E-301 ABCD adalah shell and tube dengan media air pendingin dari unit utilitas I dengan temperatur 30oC, air pendingin yang keluar dari kondensor harus dijaga temperaturnya tidak boleh lebih dari 50oC. Kristal
amonium
sulfat
yang terbentuk
mempunyai
kecenderungan
mengendap di dasar saturator, hal ini dapat mengganggu jalan keluar slurry amonium itu sendiri. Dengan tujuan untuk mengatasi hal tersebut maka udara murni bertekanan 1 kg/cm2 dan temperatur 70oC dihembuskan ke dalam saturator R-301 ABCD. Setelah ketinggian slurry dalam saturator 3,5-4,5 m kandungan kristal amonium sulfat dalam saturator sudah mencapai 50% berat, slurry amonium sulfat dapat dialirkan keluar saturator melalui produk outlet berupa kristal yang
PRODI KIMIA FMIPA-UNY 2019
68
Laporan Praktek Kerja Departemen Produksi 1A BAB II PROSES PRODUKSI
PT.Petrokimia Gresik-Jawa Timur
kemudian dibawa ke unit pengeringan selanjutnya ke unit pengantongan. Larutan amonium sulfat jenuh (larutan induk)
dari
tangki
D-301
AB
dengan
konsentrasi ±50% dan temperatur 70oC juga dipompakan ke dalam saturator R301 ABCD dengan tujuan mempercepat terbentuknya kristal amonium sulfat. Untuk mendapatkan konversi yang tinggi asam sulfat dimasukkan melalui line yang selalu terendam di bagian atas saturator dengan flow sebesar ± 5,2 ton/jam dan uap amoniak dilewatkan melalui sparger di bagian bawah saturator dengan flow sebesar ± 1/3 dari flow asam sulfat. Keasaman (acidity) dijaga dengan mengatur jumlah pemasukan NH3 vapor. Acidity naik, pemasukan NH3 ditambah. Acidity turun, pemasukan NH3 vapor dikurangi. Sedangkan free acid berupa asam sulfat sudah tertentu jumlahnya (konstan).
b. Pemisahan Kristal (Centrifuge) Setelah proses netralisasi produk yang terdiri dari kristal amonium sulfat 50% berat dan sisanya larutan ammonium sulfat akan dipisahkan di centrifuge (M 301 AB). Produk tersebut dialirkan ke bagian bawah saturator untuk diarahkan ke hopper (D-302) menuju ke centrifugal separator (M-301 A/B). Centrifuge merupakan suatu alat pemisah antara padatan dan cairan dengan menggunakan screen yang berputar secara kontinyu. Untuk mencegah terjadinya penggumpalan (cake) pada kristal ZA, diinjeksikan bahan anti caking pada welt belt conveyer (M-303), dengan dosis 150 ppm/ton. Kristal ZA yang diharapkan minimal 55% tertahan pada screen dan selanjutnya akan diteruskan ke proses pengeringan.
PRODI KIMIA FMIPA-UNY 2019
69
Laporan Praktek Kerja Departemen Produksi 1A BAB II PROSES PRODUKSI
PT.Petrokimia Gresik-Jawa Timur
Gambar 2.0.14Diagram AlirProses Pemisahan Kristal Produk slurry amonium sulfat dari saturator R-301 ABCD dilewatkan melalui hopper D 302 AB untuk diumpankan ke centrifuge M 301 AB secara kontinyu. Kristal amonium sulfat akan tertahan pada dinding screen dan terkumpul di silinder screen. Secara kontinyu pusher bergerak maju mundur untuk mendorong kristal amonium sulfat yang terkumpul di screen ke solid discharge. Produk kristal keluar dari centrifuge M 301 AB mempunyai kandungan air sekitar 2% berat maksimum dikirim ke rotary dryer M-302 melalui belt conveyor M 303 secara kontinyu. Larutan amonium sulfat yang tertampung di dalam tangki mother liquid D 301 AB dianalisis
kadar
kation-kation
bebasnya.
Kation-kation
tersebut
biasanya adalah Fe3+ yang dalam jumlah tertentu akan mempengaruhi bentuk kristal yang akan dihasilkan. Kristal amonium sulfat yang banyak mengandung ion logam tersebut biasanya berbentuk panjang seperti jarum. Kandungan kation bebas dalam larutan induk dibatasi maksimum 10 ppm. Apabila melebihi ambang batas yang ditetapkan maka ke dalam tangki mother liquor D 301 AB ditambahkan asam fosfat sehingga akan terbentuk endapan putih yang mudah dipisahkan. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut: Fe3+ + (PO4)3- → FePO4
PRODI KIMIA FMIPA-UNY 2019
70
Laporan Praktek Kerja Departemen Produksi 1A BAB II PROSES PRODUKSI
PT.Petrokimia Gresik-Jawa Timur
Butiran kristal amonium sulfat diteruskan ke belt conveyor dan screw conveyor untuk selanjutnya dibawa ke rotary dryer untuk dikeringkan. Sedangkan larutan induk dialirkan ke mother liquortank untuk di recycle ke saturator.
c. Proses Pengeringan Tujuan dari tahap ini adalah mengurangi kadar air kristal amonium sulfat hingga 1,0% berat maksimal. Proses pengeringan kristal ZA di PT. Petrokimia Gresik menggunakan rotary dryer. Alat ini terdiri dari shell berbentuk silinder horizontal yang dipasang pada suatu roll, sehingga silinder dapat berputar dan kedudukannya sedikit membentuk sudut kemiringan. Pada bagian dalam silinder terdapat sekat-sekat yang arahnya mebujur sejajar sumbu silinder. Sekat ini desebut “shovel” berfungsi sebagai pengangkut butiran bahan yang akan dikeringkan pada saat silinder berputar. Pada
bagian
akhirbeltconveyorsebelumjatuhkescrewconveyorM307pada
permukaankristalamoniumsulfatditambahkanlarutananti-cacking,padaujung akhir screw conveyordihubungkan langsungdengan bagian masuk kerotarydryerM 302. Kristalamoniumsulfatmasukkebagianujungyanglebihtinggidarirotarydryer M302dengankadarairmaksimum1%beratpadatemperatur70oC keluarmelaluibagian ujungyang
lebihrendahkarenaadanyagayagravitasi.Sebagaimediapemanasadalah
udarayang
dipanaskan
denganheateryang
sudahterangkaidalamrotarydryertersebut.
Udara
pemanasakanmengalirsearahdenganKristalamoniumsulfat,suhu
udara
pemanas
masuk adalah untukZAI sebesar 115oC danZAIIIsebesar 104oC. Kristal amonium sulfat akan mengalir keluar sebagai produk kering dengan kadar air maksimum 1% berat denan temperatur 55oC pada bagian ujung yang lebih rendah. Gerakan aliran dari kristal amonium sulfat ini disebabkan adanya putaran silinder dan kemiringan silinder. Media pemanasdalamheateradalahLowPressure SteamdariunitutilitasI,udara dariatmosfer akanmemasukirotary dryerdisebabkanadanya hisapanatautarikandari FanC302.Udarakeluardari
PRODI KIMIA FMIPA-UNY 2019
rotarydryerM
71
302pada
Laporan Praktek Kerja Departemen Produksi 1A BAB II PROSES PRODUKSI
PT.Petrokimia Gresik-Jawa Timur
temperatur60-65oC,udara tersebutdiperkirakanmengandungdebuamoniumsulfat.Udarakeluardarirotarydryer M302dilewatkanwetcycloneD303/309untuk
menangkapdebuamoniumsulfatyang
terbawadalam udarapemanas. Udarapemanasyang
masukkewetcycloneD303/309dispraydenganairproses,
kemudianairprosesdandebuamoniumsulfatyang
tertangkapakanmengalirketangki
larutanZAdanD307.Larutaninikemudiandialirkanke tangkimotherliquorsedangkan udarapemanas setelah melewatiwet cyclone D 303/309 dilepaskanke atmosfer.
d. Penampungan Produk dan Pengemasan Penampunganprodukbertujuanuntukmenyimpansementara dikemas.Kritalamoniumsulfatkering
dengan
diumpankankebucketelevatorM306.Kemudian
kristalZAsebelum
bantuanvibratingfeederM308 diangkutsetinggi16,6m.Kristal
amoniumsulfatdaribucketelevatorditeruskan kebeltconveyorM309 dan dilewatkan melaluihopperD
306
dan
dilewatkan
kembalidalambeltconveyorM662AB,
akhirnya
ditampung
dalamsebuahbin.Daribininiselanjutnyakristalakanmasukkeproses pengantongan.Kristalamoniumsulfatdikemasdalamkarungplastikdenganberatbersi h 50 kgtiap karung.
D. Utilitas 1. Unit Utilitas Utilitas merupakan komponen penting yang menentukan kelancaran proses produksi dalam suatu pabrik. Pabrik I memiliki dua unit utilitas, yaitu unit utilitas lama (existing) dan unit utilitas baru (service unit). Unit utilitas I merupakan unit penunjang yang bertugas mempersiapkan dan memenuhi kebutuhan energi yang meliputi air, listrik, steam, instrument air dan plant air, seperti yang dijelaskan sebagai berikut : a. Unit penyediaan air dan pendistribusian air Ada beberapa macam spesifikasi air, yaitu proses, air minum, air hydrant, air demineralisasi, air service dan air pendingin.
PRODI KIMIA FMIPA-UNY 2019
72
Laporan Praktek Kerja Departemen Produksi 1A BAB II PROSES PRODUKSI
PT.Petrokimia Gresik-Jawa Timur
b. Unit penyediaan steam
PRODI KIMIA FMIPA-UNY 2019
73
Laporan Praktek Kerja Departemen Produksi 1A BAB II PROSES PRODUKSI
PT.Petrokimia Gresik-Jawa Timur
Digunakan untuk menggerakkan pompa turbine dan compressor turbine, alat penukar panas, pemanas pipa atau bejana agar fluida di dalamnya tetap panas dan untuk mencampur proses itu sendiri. c. Unit penyedian tenaga listrik Digunakan untuk penerangan, penggerak motor listrik, elektrik heater, power instrument pabrik lain-lain. d. Unit penyedian instrument air (udara instrumen) Digunakan untuk sarana isntrumen pabrik, yaitu penggerak control valve pneumatic.
2. Unit Penyediaan Air Air yang digunakan PT. Petrokimia Gresik disuplai dari 2 sungai yaitu sungai Brantas (UPA Gunungsari) dan sungai Bengawan Solo (UPA Babat). Air yang bersal dari Sungai Bengawan Solo yang berjarak 60 km dengan debit 2.500 m3/jam. Air yang berasal dari Sungai Brantas yan berjarak 26 km dengan debit 800 m3/jam. Secara umum distribusi air di unit Utilitas I digunakan pada pada pabrik I/II/III, hydrant, drinking water, perkantoran, dan rumah dinas. Air meliputi beberapa macam spesifikasi, yaitu: 1. Air proses (process water), yang digunakan untuk proses produksi. 2.
Air minum (drinking water), digunakan sebagai air minum dan sanitasi
3.
Air Hydrant (Hydrant water), digunakan sebagai air pemadam kebakaran.
4.
Air Demineralisasi (Demineralized Water), digunakan sebagai bahan baku steam, pembuatan larutan kimia, dll.
5.
Air pendingin (Cooling water), digunakan untuk mendinginkan mesin, proses (Heat Exchanger), dll.
6.
Service water, digunakan untuk sarana house keeping.
PRODI KIMIA FMIPA-UNY 2019
74
Laporan Praktek Kerja Departemen Produksi 1A BAB II PROSES PRODUKSI
PT.Petrokimia Gresik-Jawa Timur
River Water
Clarifier
Filter
Hard Water
Gambar 2.0.15Diagram blok proses penyediaan air
a. Lime Softening Unit (LSU) Lime Softening Unit (LSU) merupakan suatu unit kerja di utilitas 1 yang bertujuan untuk memproses hard water menjadi soft water menggunakan lime process dengan 3 sirkulator kapasitas produksi 150 m3/jam softened water (untuk dua circulator).Soft water ini digunakan sebagai air umpan Demin Plant yang menghasilkan demin water untuk keperluan baik proses maupun sebagai air umpan boiler. Di LSU ada dua line untuk treatment menurut desain, yaitu: 1) Clarifier dengan tipe circulator Raw water (hard water) dimasukkan ke circulator clarifier melalui nozzle bagian bawah. Pada bagian atas diinjeksikan bahan kimia larutan kapur dan polyelectrolyte secara counter flow. Ion-ion penyebab kesadahan (Ca dan Mg) akan diikat oleh kapur dan polyelectrolyte sehingga membentuk floc – floc yang akan dikeluarkan dari bagian bawah circulator, sedangkan soft water akan dialirkan ke sand filter. Reaksi yang terjadi di circulator clarifier adalah sebagai berikut: CaHCO3
+
Ca(OH)2
CaCO3 + H2CO3
H2CO3
CaHCO3
H2O
+
Ca(OH)2
+CO2
CaCO3+H2O
+ CO2
2) Sand filter Sand filter berfungsi untuk menyaring partikel-partikel sisa kapur serta impuritis lainnya. Output sand filter tersebut sudah berupa soft water yang sudah sesuai dengan spesifikasi yang diharapkan. Karakteristik sand filter:
Jumlah
: 8 (delapan) buah
PRODI KIMIA FMIPA-UNY 2019
75
Laporan Praktek Kerja Departemen Produksi 1A BAB II PROSES PRODUKSI
PT.Petrokimia Gresik-Jawa Timur
Tipe
: AQUAZUR “T” filter
Panjang
: 3.26 m
Lebar
: 2.34 m
Tinggi
: 2.0 m
Material
: beton bertulang
Isi Sand Filter :
Graffle dengan diameter 5 – 7 mm dan tebal lapisan 10 cm.
Pasir silica dengan ukuran 1 – 2 mm dan tebal lapisan untuk tiap-tiap ukuranpasir 30 cm.
Volume total bahan isian 7,5 m3 / filter
Nozzle plastic type D-20.
Ca(OH)2 Polyelectrolyte sol.
Babat
HARD WATER
Babat/ Gn. Sari
TK-951
3
R-2201
(±1500 m /h)
Gn. Sari TK-10
TK-1103 3
(±800 m /h)
TK-1201
Gambar 2.0.16Diagram AlirLime Softening Unit (LSU) b. Unit Cooling Tower Tugas pokok dari Unit Cooling Tower adalah menyediakan air pendingin yang memenuhi syarat-syarat sebagai air pendingin untuk keperluan operasi baik
PRODI KIMIA FMIPA-UNY 2019
76
SOFT WATER
Laporan Praktek Kerja Departemen Produksi 1A BAB II PROSES PRODUKSI
PT.Petrokimia Gresik-Jawa Timur
di Power Station (Utulitas I) sendiri maupun untuk proses operasi di pabrik I. Sistem dari Cooling Tower yang digunakan adalah sirkulasi terbuka. Terdiri dari: 1) Cooling Tower T-1201 A Dengan 6 sel yang di desain untuk keperluan power station exiting. Namun karena saat ini power station exiting tidak beroprasi, maka cooling water A diinterkoneksikan dengan cooling water dengan flow sirkulasi 6000 m3/jam interkoneksi dengan T-2211 A dan 2000 m3/jam untuk pabrik ZA I/III dan produk samping. 2) Cooling Tower T-2211 A Dengan 5 sel yang digunakan untuk pendinginan air pabrik ammonia dari suhu 42ᵒC – 32ᵒC (desain) dengan kapasitas basis 3.500 m3 dengan flow sirkulasi 9000 + 6000 (interkoneksi) 15.000 m3/jam.
3) Cooling Tower T-2211 B Dengan 3 sel digunakan untuk pendingin air pabrik urea dari suhu 42ᵒC – 32ᵒC (desain) dengan kapasitas basis 2.600 m3 dengan flow sirkulasi 5.000 m3/jam.
Syarat-syarat kualitas cooling water : -
Tidak menimbulkan kerak
-
Tidak menimbulkan korosi
-
Meminimize/ mengendalikan laju pertumbuhan bakteri.
Spesifikasi Cooling water :
PH
Conductivity :