Laporan Kerja Praktek PT Pupuk Kujang Boiler [PDF]

Citation preview

Laporan Kerja Praktik Industri PT Pupuk Kujang Cikampek



BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi di dalam era globalisasi sangat cepat sehingga dengan semakin banyaknya pertumbuhan usaha menyebabkan persaingan yang semakin pesat dan ketat pula. Dengan pesatnya persaingan usaha tersebut, mahasiswa sebagai salah satu sumber daya manusia dituntut untuk meningkatkan daya intelektualitasnya serta diikuti langkah profesionalitasnya agar dapat berperan aktif dalam persaingan tersebut. Perkembangan dari ilmu pengetahuan serta teknologi tidaklah mungkin dibendung tanpa batas waktu. Karena itu dibutuhkan pengetahuan serta pengalaman sebanyak-banyaknya agar tidak tertinggal dalam persaingan tersebut. Untuk menambah pengalaman dalam menerapkan ilmu yang diperoleh pada saat perkuliahan maka perlu diadakan Praktik secara langsung. Kerja Praktik Industri merupakan salah satu program yang tercantum dalam kurikulum Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Industri Universitas Pembangunan Nasional ‘Veteran’ Yogyakarta. Program tersebut merupakan salah satu prasyarat kelulusan Mahasiswa Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Industri Universitas Pembangunan Nasional ‘Veteran’ Yogyakarta. Kerja Praktik Industri ini juga merupakan bagian pendidikan yang menyangkut proses belajar berdasarkan pengalaman diluar sistem belajar mengajar tatap muka. Mahasiswa secara



perseorangan



dipersiapkan



untuk



mendapatkan



pengalaman



atau



keterampilan khusus dari keadaan nyata dilapangan dalam bidangnya masing– masing. Dalam pengalaman tersebut diharapkan mahasiswa akan memperoleh ketrampilan yang tidak semata–mata bersifat psikomotorik akan tetapi skill yang meliputi keterampilan fisik, intelektual, sosial, dan manajerial. Dalam kegiatan



Program Studi S1 Teknik Kimia Fakultas Teknik Industri – UPN Veteran Yogyakarta



1



Laporan Kerja Praktik Industri PT Pupuk Kujang Cikampek



Kerja Praktik Industri ini, para mahasiswa dipersiapkan untuk mengerjakan serangkaian tugas keseharian di tempat industri yang menunjang keterampilan akademis yang telah diperoleh di bangku kuliah yang menghubungkan pengetahuan akademis dengan keterampilan. Berdasarkan hal di atas maka dibutuhkan suatu industri yang mampu menunjang



dan



membimbing



mahasiswa,



untuk



mendapatkan



materi



pembelajaran di lapangan. PT. PUPUK KUJANG (Persero) merupakan salah satu perusahaan dengan bidang usaha memproduksi dan memasarkan pupuk urea dan industri kimia lainnya yang beroperasi di Kecamatan Cikampek, Kabupaten Karawang, Jawa Barat. PT. PUPUK KUJANG (Persero) memiliki dua unit pabrik pupuk urea dengan kapasitas produksi sebesar 1.140.000 ton/tahun dan amoniak sebesar 660.000 ton/tahun. Kinerja industri terkemuka PT. PUPUK KUJANG (Persero) tercermin melalui standart yang tinggi dalam lingkungan, manajemen kesehatan dan keselamatan bagi karyawan yang terjamin. Karena itu, PT. PUPUK KUJANG (Persero) merupakan salah satu pilihan yang tepat sebagai tempat Kerja Praktik Industri bagi mahasiswa Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Industri Universitas Pembangunan Nasional ‘Veteran’ Yogyakarta.



1.2 Tujuan 1.2.1 Tujuan Umum Tujuan umum penyelenggaraan kegiatan Kerja Praktik Industri yang dilakukan di PT. PUPUK KUJANG (Persero) mempunyai beberapa tujuan baik bagi mahasiswa, institusi pendidikan (Universitas Pembangunan Nasional ‘Veteran’ Yogyakarta) maupun bagi instansi tempat mahasiswa melakukan Praktik kerja.



Program Studi S1 Teknik Kimia Fakultas Teknik Industri – UPN Veteran Yogyakarta



2



Laporan Kerja Praktik Industri PT Pupuk Kujang Cikampek



a. Tujuan Bagi Mahasiswa 1. Menambah wawasan mahasiswa terhadap aspek – aspek diluar bangku kuliah di lokasi Kerja Praktik Industri yaitu perusahaan 2. Menyiapkan mahasiswa sehingga lebih memahami kondisi pekerjaan sesungguhnya. 3. Melatih mahasiswa untuk berfikir kritis pada perbedaan metode– metode pekerjaan antara teoritis dan praktik kerja dilapangan. 4. Memberikan kesempatan untuk mempelajari keterampilan dan pengetahuan baru melalui kegiatan kerjasama dengan para pakar industri yang telah berpengalaman di lapangan. 5. Memperoleh kesempatan untuk menerapkan pengetahuan dan keterampilan yang telah diperoleh di Universitas Pembangunan Nasional ‘Veteran’ Yogyakarta. b. Tujuan Bagi Universitas Pembangunan Nasional ‘Veteran’ Yogyakarta  Mendapatkan umpan balik dari lapangan mengenai isi materi yang telah diberikan di bangku kuliah.  Memperoleh masukan tentang masalah-masalah di tempat Kerja Praktik Industri c. Tujuan Bagi PT. PUPUK KUJANG (Persero) 1. Terjalin



hubungan



yang



baik



dengan



pihak



Universitas



Pembangunan Nasional ‘Veteran’ Yogyakarta ,terutama Fakultas Teknik Industri Jurusan Teknik Kimia sebagai salah satu instansi pendidikan bagi calon tenaga ahli bidang teknik yang sangat dibutuhkan dalam perusahaan.



Program Studi S1 Teknik Kimia Fakultas Teknik Industri – UPN Veteran Yogyakarta



3



Laporan Kerja Praktik Industri PT Pupuk Kujang Cikampek



2. Memperoleh masukan yang dapat membantu penyelesaian studi kasus di kalangan sesuai dengan konsentrasinya. 3. Menjalin hubungan kerja sama dalam bidang pendidikan dengan institusi sebagai suatu badan penelitian. 1.2.2 Tujuan Khusus 



Mengaplikasikan ilmu dan teori sesuai dengan konsentrasi peserta Kerja Praktik Industri.







Mengaplikasikan ilmu teoritis tentang pekerjaan di dunia kerja atau melakukan serangkaian keterampilan yang sesuai dengan jurusan yang diambil di bangku kuliah, dan analisis datanya pada kondisi tempat praktik kerja.







Diharapkan setelah pasca praktik kerja peserta dan perusahaan terjadi hubungan timbal balik baik sehingga nantinya, peserta dapat direkrut sebagai karyawan.



1.3 Metode Kerja Praktik Industri Dalam pelaksanaan Kerja Praktik Industri ini digunakan dua metode dalam pengumpulan data. Adapun metode praktik yang digunakan ini adalah sebagai berikut : 1.3.1 Metode Penelitian Kepustakaan (Library Research) Adalah suatu metode yang digunakan dalam mendapatkan data dengan jalan studi literatur di perpustakaan serta dengan membaca sumber-sumber data informasi lainnya yang berhubungan dengan pembahasan. Sehingga dengan penelitian kepustakaan ini diperoleh secara teori mengenai permasalahan yang dibahas.



Program Studi S1 Teknik Kimia Fakultas Teknik Industri – UPN Veteran Yogyakarta



4



Laporan Kerja Praktik Industri PT Pupuk Kujang Cikampek



1.3.2 Metode Penelitian lapangan (Field Research) Metode ini digunakan dalam pengumpulan data, dimana penyelidik secara langsung terjun pada proyek penelitian, sedangkan cara lain yang dipakai dalam Field Research ini adalah : a. Interview, yaitu suatu metode yang digunakan dalam mendapatkan data dengan jalan mengajukan pertanyaan secara langsung pada saat perusahaan mengadakan suatu kegiatan. b. Observasi, yaitu suatu metode dalam memperoleh data, dengan mengadakan



pengamatan



langsung



terhadap



keadaan



yang



sebenarnya dalam perusahaan. 1.4 Data-Data yang Diperlukan Data-data yang dibutuhkan dalam Kerja Praktik Industri antara lain : 



Data-data yang berhubungan dengan bidang konsentrasi Konversi Energi dari mahasiswa.







Data-data yang berhubungan dengan proses Konversi Energi.



1.5 Sistematika Laporan Dalam penyajian laporan kerja praktek ini, penyusun membagi dalam lima (5) bab bahasan, yaitu Bab I Pendahuluan bab yang berisi tentang latar belakang, rumusan masalah, tujuan, metode Kerja Praktik Industri, data-data yang diperlukan, sistematika penulisan laporan dan waktu kerja praktek dilakukan,. Bab II Profil Perusahaan, dimana bab ini berisikan tentang sejarah Perusahan, lokasi dan tata letak pabrik, struktur organisasi dan kepegawaian, visi dan misi perusahaan, hingga pembahasan logo PT PUPUK KUJANG dan definisinya, Program Studi S1 Teknik Kimia Fakultas Teknik Industri – UPN Veteran Yogyakarta



5



Laporan Kerja Praktik Industri PT Pupuk Kujang Cikampek



hingga kebijakan mutu K3 dan Lingkungan Hidup (K3LH). Bab III uraian proses, bab ini berisi tentang proses yang ada di PT PUPUK KUJANG dan produk – produk yang dihasilkan oleh PT PUPUK Kujang. Bab IV Utilitas dan Pengolahan limbah, bab ini berisikan tentang penjelasan mengenai proses pengolahan air baku menjadi air proses dan pengolahan limbah pabrik. Bab V kesimpulan dan saran yang berisikan hasil – hasil yang ada di perusahaan dan saran yang diberikan oleh penulis untuk pembaca. Lalu pada bagian tugas khusus, penulis membaginya pada 5 (lima) bab, yaitu pada BAB I pendahuluan, bab ini berisikan tentang latar belakang, tujuan, manfaat, dan batasan – batasan masalah pada tugas khusus. BAB II tinjauan pustaka, bab ini berisikan tentang pustaka yang akan dibahas pada tugas khusus. BAB III data pengamatan dan analisa perhitungan, bab ini berisikan tentang data – data yang didapat saat kerja praktik dengan interval data tertentu dan cara menghitung data tersebut. BAB IV pembahasan, bab ini berisikan tentang pembahasan hasil yang didapat dari BAB III. BAB V penutup, bab ini berisikan kesimpulan dari tugas khusus ini dan saran untuk pabrik dan pembaca.



1.6 Waktu Pelaksanaan Kerja Praktek Waktu dari pelaksanaan Kerja Praktek Industri di PT PUPUK KUJANG berlangsung selama 1 (satu) bulan di Departemen Rekayasa Proses K-1B terhitung tanggal 1 April – 30 April 2018. Pelaksanaan Kerja Praktek Industri ini meliputi 3 kegiatan utama orientasi, yaitu : 



Orientasi Umum Orientasi umum mencakup kegiatan studi pustaka, penjelasan serta pengarahan dari pembimbing yang ada di lingkungan pabrik



Program Studi S1 Teknik Kimia Fakultas Teknik Industri – UPN Veteran Yogyakarta



6



Laporan Kerja Praktik Industri PT Pupuk Kujang Cikampek







Orientasi Lapangan Orientasi lapangan mencakup kegiatan studi lapangan yang dilaksanakan di Unit Produksi K-1B PT PUPUK KUJANG sebagai berikut :



 Pabrik Ammonia K-1B  Pabrik Urea K-1B  Pabrik Utilitas K-1B  Orientasi Tugas Orientasi tugas di PT Pupuk Kujang terbagi menjadi 2 (dua) macam tugas, yaitu :  Tugas Umum Tugas umum yang dilakukan adalah membahas dan menyusun laporan mengenai PT Pupuk Kujang dan proses pada Unit Produksi K-1B serta hal – hal lain yang mendukung dari proses tersebut  Tugas Khusus Tugas khusus merupakan tugas yang diberikan oleh pembimbing baik dari PT Pupuk Kujang maupun dari dosen pembimbing yang ada di lingkungan kampus.



BAB II Program Studi S1 Teknik Kimia Fakultas Teknik Industri – UPN Veteran Yogyakarta



7



Laporan Kerja Praktik Industri PT Pupuk Kujang Cikampek



PROFIL PERUSAHAAN



2.1 Sejarah PT. Pupuk Kujang PT Pupuk Kujang didirikan pada tanggal 9 Juni 1975 dengan dana US$ 260 juta merupakan pinjaman dari Pemerintah Iran sebesar US$ 200 Juta, serta Penyertaan Modal Pemerintah (PMP) Indonesia sebesar US$ 60 juta. Pinjaman kepada Pemerintah Iran telah dilunasi tahun 1989. Pembangunan pabrik Pupuk Kujang pertama yang kemudian diberi nama Pabrik Kujang 1A dengan kapasitas produksi



570.000



ton/tahun



urea



dan



330.000



ton/tahun



amoniak



pembangunannya dilaksanakan oleh kontraktor utama Kellogg Overseas Corporation (USA) dan Toyo Engineering Corporation (Japan). Pembangunan Pabrik Kujang 1A ini berhasil dibangun selama 36 bulan dan diresmikan oleh Presiden Republik Indonesia pada tanggal 12 Desember 1978. PT Pupuk Kujang merupakan anak perusahaan dari BUMN Pupuk di Indonesia yaitu PT Pupuk Indonesia Holding Company. Sejalan dengan perkembangannya di usia pabrik yang semakin tua, membawa konsekuensi kepada pembebanan biaya pemeliharaan yang semakin tinggi dan down time yang semakin meningkat pula. Penanggulangan masalah tersebut memerlukan dana yang besar terutama untuk replacement dan rekondisi beberapa peralatan inti. Untuk mengantisipasi masalah tersebut PT Pupuk Kujang telah menyusun action plan sehingga kesinambungan usaha dapat terus berjalan. Salah satu rencana yang sudah dilaksanakan adalah penggantian reaktor urea pada tahun 2001 dan pembangunan Pabrik Kujang 1B. Pembangunan Pabrik Kujang 1B dengan kapasitas produksi 570.000 ton/tahun urea dan 330.000 ton/tahun amonia dilaksanakan oleh kontraktor utama Toyo Engineering Corporation (TEC) Japan dan didukung oleh 2 (dua) kontraktor dalam negeri yaitu PT Rekayasa Industri dan PT Inti Karya Persada Teknik. Pembangunan Pabrik Kujang 1B



Program Studi S1 Teknik Kimia Fakultas Teknik Industri – UPN Veteran Yogyakarta



8



Laporan Kerja Praktik Industri PT Pupuk Kujang Cikampek



ditempuh dalam waktu 36 bulan, dimulai tanggal 1 Oktober 2003 sampai dengan 6 September 2005. Selain dari equity yang dimiliki oleh PT Pupuk Kujang, pendanaan proyek ini diperoleh dari pinjaman Japan Bank for International Cooperation (JBIC) sebesar JPY 27.048.700.000. Peresmian Pabrik Kujang 1B dilakukan oleh Presiden Republik Indonesia pada tanggal 3 April 2006. Pada tanggal 4 Januari 2011, PT Pupuk Kujang melakukan Kredit Refinancing pembangunan pabrik Kujang 1B melalui proses Take Over oleh 4 perbankan nasional. Hal ini merupakan langkah untuk menghindari fluktuasi utang luar negeri atas mata uang asing, yen serta merupakan arahan dari para pemegang saham serta implementasi dari Surat Kementerian BUMN no. S33/MBU/2008 tentang Pengelolaan Pinjaman & Dana Dalam Valuta Asing. Dengan Kredit Refinancing ini, PT Pupuk Kujang meminjam uang sebesar Rp 1,9 triliun kepada 4 bank nasional yaitu Bank BRI, BNI, Mandiri, dan BCA. Uang tersebut digunakan untuk membeli yen dan membayar utang kepada JBIC. Rencana pembayaran PT Pupuk Kujang kepada 4 perbankan nasional akan dilakukan dalam jangka waktu 8 tahun mulai 2012 hingga 2019. Bahan baku utama dalam pembuatan urea adalah gas alam, air dan udara. Ketiga bahan baku tersebut diolah sehingga menghasilkan amonia dan akhirnya menjadi urea. Penyediaan gas bumi berasal dari Pertamina dan Perusahaan Gas Swasta lainnya yang diambil dari sumber lepas pantai laut Jawa, sedangkan air baku diambil dari Perum Jasa Tirta II Jatiluhur-Purwakarta. Untuk memanfaatkan ekses operasional Pabrik Pupuk Kujang maka dibangunlah beberapa anak Perusahaan yang merupakan Joint Venture dengan pihak swasta dalam negeri maupun luar negeri. Saat ini PT Pupuk Kujang mempunyai 5 (lima) anak perusahaan yang merupakan perusahaan patungan dengan pihak swasta yaitu : PT Sintas Kurama Perdana yang memproduksi Asam Formiat, PT Multi Nitrotama Kimia yang memproduksi Ammonium Nitrat dan Asam Nitrat, PT Peroksida Indonesia Pratama memproduksi Hydrogen Peroksida,



Program Studi S1 Teknik Kimia Fakultas Teknik Industri – UPN Veteran Yogyakarta



9



Laporan Kerja Praktik Industri PT Pupuk Kujang Cikampek



PT Kujang Sud-Chemie Catalysts yang memproduksi Katalis, dan yang terakhir adalah PT Kawasan Industri Kujang Cikampek yang mengelola lahan di Kawasan PT Pupuk Kujang. Mengingat biaya produksi pupuk urea masih lebih tinggi dari Harga Eceran Tertinggi (HET), maka Pemerintah memberikan subsidi melalui Peraturan Menteri Keuangan No. 122/KMK.02/2006 tanggal 7 Desember 2006, tentang Tata Cara Perhitungan dan Pembayaran Subsidi Pupuk Tahun Anggaran 2006 merubah pola subsidi gas menjadi subsidi harga, dalam subsidi harga tersebut besaran subsidi dari Pemerintah terhadap industri pupuk adalah seluruh biaya produksi termasuk harga bahan baku utama yaitu gas alam ditambah margin 10 % dan biaya distribusi dikurangi dengan Harga Eceran Tertinggi. Sesuai Peraturan Menteri Perdagangan No. 17/MDAG/PER/6/2011, tentang Pengadaan dan Penyaluran Pupuk Bersubsidi, dan Surat Direktur Utama PT Pupuk Sriwidjaja (Persero) No. U-909/A00000.UM/2011 tanggal 11 Agustus 2011 bahwa terhitung mulai tanggal 1 September 2011, seluruh Provinsi Jawa Barat menjadi daerah tanggung jawab PT Pupuk Kujang. Posisi strategis Perusahaan yang terletak di Provinsi Jawa Barat dan berdekatan dengan Ibu Kota DKI Jakarta menjadi salah satu tantangan tersendiri, mengingat Jawa Barat sebagai lumbung padi nasional harus ditunjang dengan pasokan pupuk yang memadai sehingga Ketahanan Pangan Nasional dapat terjamin. Mengenai harga jual, Harga Eceran Tertinggi pupuk urea bersubsidi berdasarkan pada Peraturan Menteri Pertanian No. 87/Permentan/SR.130/12/2011 adalah Rp 1.800/Kg. Sedangkan ammonia, yang merupakan kelebihan dari produksi ammonia yang diproses menjadi urea, sebagian besar disalurkan ke PT Multi Nitrotama Kimia serta sebagian lagi dipasarkan ke wilayah Jawa Barat, Jawa Timur dan diekspor dalam partai kecil (small cargo)



Program Studi S1 Teknik Kimia Fakultas Teknik Industri – UPN Veteran Yogyakarta



10



Laporan Kerja Praktik Industri PT Pupuk Kujang Cikampek



Sesuai dengan arahan dari Surat Direktur Jenderal Prasarana dan Sarana Pertanian Kementerian Pertanian No. 712/SR.130/B.5/8/2011 tanggal 23 Agustus 2011 perihal Pewarnaan pupuk Urea Bersubsidi, PT Pupuk Kujang per tanggal 1 Januari 2012 warna pupuk urea bersubsidi menjadi berwarna merah jambu (pink). Tujuannya agar pengawasan pupuk tersebut bisa lebih mudah. Pewarna pupuk yang digunakan dalam proses ini menggunakan bahan-bahan Food-edible-grade atau aman untuk dikonsumsi, tidak beracun bagi tanaman, tidak mengubah kandungan zat hara yang ada pada pupuk, serta sesuai dengan Standar Nasional Indonesia (SNI). 2.2 Produk dan Kapasitas PT. Pupuk Kujang merupakan industri yang menghasilkan pupuk urea sebagai hasil utama, selain itu juga menghasilkan amonia dan CO sebagai produk samping untuk memenuhi kebutuhan anak perusahaan PT. Pupuk Kujang. PT.Pupuk Kujang mulai berproduksi dengan kapasitas terpasang sebagai berikut : 1.



1000 ton/hari (330.000 ton/tahun) pabrik amonia.



2.



1725 ton/hari (570.000 ton/tahun) pabrik urea.



3.



30 ton/hari (9.900 ton/tahun) hasil samping amonia.



2.3 Visi dan Misi PT. Pupuk Kujang 2.3.1 Visi Visi yang diusung oleh PT Pupuk Kujang adalah Menjadi Industri Kimia Dan Pendukung Pertanian Yang Berdaya Saing Dalam Skala Nasional



Program Studi S1 Teknik Kimia Fakultas Teknik Industri – UPN Veteran Yogyakarta



11



Laporan Kerja Praktik Industri PT Pupuk Kujang Cikampek



2.3.2 Misi Misi yang diusung oleh PT Pupuk Kujang adalah Menghasilkan Produk Bermutu dan Melakukan Perdaganan yang Berdaya Saing Tinggi dengan Mengutamakan Kepuasan Pelanggan. 2.3.3 Tata Nilai / Budaya S-I-A-P  Selamat  Mengutamakan



keselamatan



dan



kesehatan



kerja



serta



mempedulikan lingkungan.  Menggunakan sumber daya perusahaan yang terbatas dengan efektif dan efisien.  Integritas  Melakukan pekerjaan dengan (jujur) benar dan tepat  Memenuhi komitmen atau perjanjian kepada pelanggan  Menghargai orang berprestasi  Adaptif  Mendayagunakan inovasi dan kreatifitas karyawan  Mengantisipasi perubahan dalam lingkungan usaha  Secara terus menerus memperbaiki cara kerja  Menggunakan sumber daya dari luar untuk mencapai tujuan  Pelanggan  Memperoleh kepercayaan pelanggan.  Membangun aliansi strategis dengan organisasi lain. 2.4 Lokasi dan Tata Letak Pabrik



Program Studi S1 Teknik Kimia Fakultas Teknik Industri – UPN Veteran Yogyakarta



12



Laporan Kerja Praktik Industri PT Pupuk Kujang Cikampek



Pabrik PT Pupuk Kujang (Persero) terletak di Jalan Jenderal Ahmad Yani, Desa Dawuan, Kecamatan Cikampek, Kabupaten Karawang, Jawa Barat. Tata letak pabrik diusahakan sedemikian rupa sehingga memudahkan jalannya produksi dan keluar masuknya serta mendukung pemadaman kebakaran.



A



B



C



D E F



G H I



Program Studi S1 Teknik Kimia Fakultas Teknik Industri – UPN Veteran Yogyakarta



13



Laporan Kerja Praktik Industri PT Pupuk Kujang Cikampek



Gambar 2.1. Tata letak Pabrik PT. Pupuk Kujang Keterangan Gambar : A = Pos Penjagaan Utama B = Kantor Fire Safety C = Kawasan Industri / anak perusahan D = Puskesmas PT. Pupuk Kujang E = Pabrik Kujang 1A F = Pabrik Kujang 1B G = Kantor Pusat PT. Pupuk Kujang H = Kawasan Perumahan PT. Pupuk Kujang I = Lapangan Golf



2.5 Struktur 2.5.1 Struktur Organisasi PT Pupuk Kujang Struktur organisasi PT Pupuk Kujang dipimpin oleh 1 Direktur Utama dan membawahi 4 Direktorat, yang masing-masing dipimpin seorang Direktur, yaitu : -



Direktorat Produksi



-



Direktur Teknik & Pengembangan



-



Direktorat SDM & Umum



-



Direktorat Komersil



Program Studi S1 Teknik Kimia Fakultas Teknik Industri – UPN Veteran Yogyakarta



14



Laporan Kerja Praktik Industri PT Pupuk Kujang Cikampek



Gambar 2.2. Struktur Organisasi PT Pupuk Kujang 2.5.2. Profil Karyawan Pupuk Kujang pada akhir November 2016 memiliki karyawan sebanyak 1155 orang. Domisili dari karyawan tersebut saat diterima berasal dari Kab. Karawang sebanyak 680 orang (58,5%), Kab. Purwakarta sebanyak 116 (10,0%), Jawa Barat (diluar Pwk dan Krw) sebanyak 220 orang (18,9%), DKI & sekitarnya sebanyak 65 orang (5,6%), dan daerah lainnya sebanyak 81orang (7,0%)



Program Studi S1 Teknik Kimia Fakultas Teknik Industri – UPN Veteran Yogyakarta



15



Laporan Kerja Praktik Industri PT Pupuk Kujang Cikampek



2.5.3. Kesejahteraan Karyawan, Keluarga dan Purna Bakti (Pensiunan) Pemeliharaan sumber daya manusia dimulai dari awal masuk bekerja sampai purna tugas melalui sistem kesejahteraan dan kesehatan yang memadai sesuai dengan kemampuan perusahaan. Peningkatan kesejahteraan telah dilaksanakan melalui kenaikan Gaji pokok, tunjangan-tunjangan seperti tunjangan sarana, tunjangan jabatan maupun



tunjangan shift bagi



karyawan



yang



ditugaskan



bekerja



secara shift serta peningkatan pemberian bantuan kesejahteraan berupa pinjaman uang tanpa bunga, serta pembinaan kenaikan Gaji dasar pensiun, Prokespen (Program kesehatan Pensiunan) dan THT (Tabungan Hari Tua). Perusahaan juga memberikan fasilitas pelayanan kesehatan kepada karyawan dan keluarganya, antara lain pemeriksaan dan perawatan di Rumah Sakit/ poliklinik Perusahaan oleh tenaga dokter umum, sedangkan bagi karyawan dan keluarganya yang memerlukan pemeriksaan dan atau perawatan oleh tenaga dokter spesialis, perusahaan memberikan rujukan ataupun melalui BPJS Kesehatan untuk berobat ke rumah sakit sesuai dengan penyakitnya. Serta dilakukan pemeriksaan kesehatan berkala (medical check up) yang dilaksanakan melalui rekanan penyelenggara laboratorium medical check up setiap satu tahun sekali. Untuk memberikan rasa aman dan nyaman dalam bekerja juga sebagai jaminan kalau terjadi hal-hal yang tidak diinginkan karyawan diikutsertakan dalam program jaminan sosial tenaga kerja yang dikelola oleh BPJS Ketenagakerjaan serta program asuransi kecelakaan oleh PT Ramayana Tbk. Dan Asuransi kematian oleh PT Bringinlife. Disamping itu juga perusahaan memberikan bantuan uang rekreasi kepada karyawan beserta keluarga setiap satu tahun sekali, untuk lebih



Program Studi S1 Teknik Kimia Fakultas Teknik Industri – UPN Veteran Yogyakarta



16



Laporan Kerja Praktik Industri PT Pupuk Kujang Cikampek



mempererat hubungan tali silaturahmi sesama karyawan dan keluarganya dan meningkatkan motivasi dalam bekerja. Penghargaan terhadap karyawan • Sewindu berupa emas @3 gram • Dwiwindu, berupa emas @10 gram • Triwindu, berupa emas @15 gram • Caturwindu, berupa emas @25 gram Penghargaan lain yang diberikan perusahaan kepada karyawan adalah penghargaan karyawan sehat. 2.6. Logo Perusahaan



Gambar 2.3. Logo PT Pupuk Kujang



Program Studi S1 Teknik Kimia Fakultas Teknik Industri – UPN Veteran Yogyakarta



17



Laporan Kerja Praktik Industri PT Pupuk Kujang Cikampek



Makna dari logo PT Pupuk Kujang :  Logo berbentuk perisai bermakna pelindung  Sentra dari logo adalah Kujang yaitu senjata tajam Rakyat Jawa Barat mengandung makna kejayaan  Lingkaran dalam logo : 1. Lingkaran besar



: Kebijakan seorang pemimpin



2. Lingkaran kecil



: Kepatuhan yang dipimpin



3. Bulatan – bulatan dalam lingkaran menunjukkan bentuk butiran urea 4. Bentuk padi pada batangnya di kiri kanan Kujang bermakna kemakmuran Makna warna dari logo PT Pupuk Kujang : 1. Hijau



: Kesuburan



2. Kuning



: Keagungan



3. Putih



: Kesucian



4. Hitam



: Keteguhan



Makna angka dari logo PT Pupuk Kujang : Sembilan butir pada masing – masing batangnya dan enam butir titik dalam lingkaran pada masing – masing sisi kanan dan kiri bermakna tanggal 9 bulan 6 (Juni) yaitu tanggal didirikannya PT Pupuk Kujang pada tahun 1975.



2.7. Kebijakan K3 dan Lingkungan Hidup (K3LH)



Program Studi S1 Teknik Kimia Fakultas Teknik Industri – UPN Veteran Yogyakarta



18



Laporan Kerja Praktik Industri PT Pupuk Kujang Cikampek



Direksi dan seluruh karyawan PT Pupuk Kujang berdasarkan budaya dan risiko organisasi secara terus menerus dan konsisten selalu berusaha memuaskan semua pihak yang berkepentingan dengan perusahaan melalui peningkatan:



I. Implementasi sistem keselamatan dan kesehatan kerja II. Hasil produk urea, amoniak, NPK dan produk turunannya jasa perekayasaan dan engineering serta jaminan hasil pengujian laboratorium yang bermutu tinggi III. Kepedulian terhadap lingkungan IV. Implementasi Sistem Manajemen Pengamanan Untuk itu, perusahaan menetapkan kebijakan antara lain: 



Melakukan upaya pencegahan kecelakaan kerja dan penyakit akibat kerja







Mematuhi persyaratan, peraturan dan perundang – undangan yang berlaku







Melaksanakan pengendalian dan peningkatan efektivitas sistem organisasi yang telah ditetapkan secara professional dan terus menerus untuk memenuhi kepuasan pelanggan baik pelanggan internal maupun eksternal







Melakukan kegiatan K3 sesuai PP RI 50 Tahun 2012, peningkatan mutu produksi, pengelolaan lingkungan, jaminan mutu hasil pengujian laboratorium dan Sistem Manajemen Pengamanan







Pencegahan terhadap terjadinya pencemaran limbah yang dihasilkan oleh pabrik amoniak, pabrik urea, pabrik NPK dan kegiatan laboratorium



Program Studi S1 Teknik Kimia Fakultas Teknik Industri – UPN Veteran Yogyakarta



19



Laporan Kerja Praktik Industri PT Pupuk Kujang Cikampek







Melaksanakan pengelolaan lingkungan dan penghematan sumber daya gas dan air







Mendokumentasikan dan menerapkan serta memelihara kebijakan SMK-3 sesuai PP RI 50 Tahun 2012, ISO 9001:2008/SNI 199001:2008,



ISO



14001:2004/SNI



19-14001:2005,



SNI



yang



disediakan dan dikomunikasikan kepada pihak terkait 



Mencegah Ancaman, Gangguan, Hambatan, dan Tantangan (AGHT) di lingkungan PT Pupuk Kujang







Menciptakan kondisi aman di lingkungan PT Pupuk Kujang







Memahami, menerapkan dan menyempurnakan secara berkelanjutan sistem yang sesuai dengan standar SMK-3 sesuai dengan PP RI 50 Tahun 2012, ISO 9001:2008/SNI 19-9001:2008, ISO 14001:2004/SNI 19-14001:2005, SNI ISO/IEC 17025:2008. Sistem Manajemen Pengamanan sesuai Perkap No 24 Tahun 2007 dan melaksanakan pengawasan di setiap kegiatan



Program Studi S1 Teknik Kimia Fakultas Teknik Industri – UPN Veteran Yogyakarta



20



Laporan Kerja Praktik Industri PT Pupuk Kujang Cikampek



BAB III URAIAN PROSES 3.1. Ammonia Pabrik ini menggunakan proses ammonia dengan teknologi penghematan energi yang lisensinya dipegang oleh Kellog Brown & Root, Inc. (KBR). Kapasitas produksi ammonia inididesain sejumlah 1000 MT per hari. Umpan untuk pabrik ammonia adalah gas alam. Produk ammonia dapat dikirim secara keseluruhan berupa produk ammonia cair hangat untuk pabrik urea yang berdekatan, ataupun sebagai ammonia cair yang dikirim ke tangki penyimpanan. Semua kompresor di pabrik ammonia digerakkan oleh turbin uap. Pompa BFW (Boiler Feed Water), ID (Induce Draft) fan, FD (Forced Draft) fan, dan pompa oli pelumas kompresor juga digerakkan oleh turbin uap. Dalam operasi yang normal, pabrik ammonia mensuplai uap air (steam) ke pabrik urea dan kebutuhan di luar pabrik ammonia.Produksi pabrik ammonia dapat dikurangi hingga 80% dari total kapasitas produksinya. Urutan skema proses pabrik ammonia berupa:  Penghilangan merkuri dengan adsorpsi oleh karbon  Penghilangan sulfur  Primary reforming  Secondary reforming  Shift conversion  CO2 removal  Methanasi  Kompresi gas sintesa



Program Studi S1 Teknik Kimia Fakultas Teknik Industri – UPN Veteran Yogyakarta



21



Laporan Kerja Praktik Industri PT Pupuk Kujang Cikampek



        



Pengeringan gas sintesa Unit sintesis amonia Pendinginan keluaran converter dan pemisahannya Sistem refrigerasi Ammonia recovery Hydrogen recovery Condensat stripping Steam system Cooling water systen



3.1.1. Penghilangan Merkuri



Gambar 3.1. Diagram Alir Penghilangan Merkuri Teknologi yang digunakan untuk proses ini berasal dari Calgon Carbon. Gas alam pertama kali dilewatkan melalui Feed Gas K.O.Drum, A-144-F untuk menghilangkan sisa-sisa padatan dan cairan apapun yang terikut. Gas untuk bahan bakar diambil dari keluaran A-144-F, sedangkan gas umpan yang tersisa, dialirkan menuju Mercury Guard Chamber, A102-D. Kandungan merkuri dalam gas dikurangi hingga kurang dari 0,01 µg/Nm3 (= 0,001 ppbv) untuk mencegah akumulasi merkuri pada synthesis loop. Tangki penghilangan merkuri berisi bed dari carbon yang di dalamnya ditanamkan sulfur. Sulfur dalam bed tersebut akan bereaksi



Program Studi S1 Teknik Kimia Fakultas Teknik Industri – UPN Veteran Yogyakarta



22



Laporan Kerja Praktik Industri PT Pupuk Kujang Cikampek



dengan merkuri dalam gas umpan untuk membentuk merkuri sulfida dengan reaksi sebagai berikut: Hg + S HgS Reaksi ini terjadi pada tekanan yang sama dengan tekanan gas tersebut. Produk sulfida yang dihasilkan akan tertahan pada pori-pori dari biji karbon.Waktu pemakaian Mercury Guard Chamber dirancang untuk 5 tahun dengan Kondisi operasi bejana ini : tekanan



10,9 kg/cm2 dan



temperatur 320 C. 3.1.2. Desulfurisasi



Gambar 3.2. Diagram Alir Penghilangan Sulfur Gas umpan yang masuk ke bagian penghilangan sulfur ini diharapkan mengandung senyawa sulfur sebagai H2S maksimal 30 ppmv, termasuk maksimal 10 ppmv untuk senyawa sulfur organik. Gas umpan dari A-102-D dicampur dengan recycle gas sintesa yang kaya akan kandungan hidrogen untuk memberikan kandungan hidrogen sebesar 2% volume gas total. Gas tersebut dikompresikan sampai tekanan 44,7



kg/cm2G



menggunakan



single-case



centrifugal



Feed



Gas



Compressor, A-102-J. Kompresor ini digerakkan dengan turbin uap



Program Studi S1 Teknik Kimia Fakultas Teknik Industri – UPN Veteran Yogyakarta



23



Laporan Kerja Praktik Industri PT Pupuk Kujang Cikampek



dengan menggunakan medium-pressure steam (MS). Feed Gas Kickback Cooler (A – 133 – C) disediakan untuk memastikan kompresor memiliki High turndown capability dan dapat melakukan startup dengan mulus. Gas umpan yang telah terkompresi, dipanaskan pada bagian convention section di primary reformer, A-101-B. Sebuah control-valve yang beroperasi secara otomatis disediakan untuk pengaturan suhu gas umpan. Proses penghilangan sulfur berlangsung dalam dua tahapan terpisah. Pertama, gas yang telah dipanaskan masuk ke dalam hydrotreater (A – 108 – D) dimana senyawa sulfur dihidrogenasi menjadi hidrogen sulfida melewati sebuah bed dari katalis cobalt/molybdenum (CoMo): RSH + H2 RH + H2S RSR + 2H2 RH + R’H + H2S Tahapan kedua, hidrogen sulfida dihilangkan dalam 2 bejana zinc oxide desulfurizers (A-108-DA/DB) yang dapat beroperasi secara seri/sendiri-sendiri atau paralel. Di dalam bejana ini, hidrogen sulfida bereaksi untuk menghasilkan zinc sulfida: H2S + ZnO ZnS + H2O Kondisi operasi alat ini : temperatur antara 3710C sampai 3600C dan tekanan sekitar 44kg/cm2G. Senyawa zinc mengikat sulfur yang melewati bed menghasilkan arus dengan kandungan sulfur kurang dari 0,1 ppmv. Penghilangan sulfur ini bertujuan untuk mencegah proses peracunan katalis pada katalis di primary reformer dan low-temperature shift converter. A-108-DA/DB mengandung zinc yang diperkirakan umur operasinya cukup untuk setahun. 3.1.3. Primary Reforming Gas Umpan yang telah dihilangkan kandungan sulfurnya dari A-108DA/DB dicampur dengan medium - pressure steam (MS). Steam proses (Process Steam) ditambahkan dengan perbandingan : 3,2 mol steam / mol dari karbon organik yang terkandung dalam gas umpan. Campuran gas



Program Studi S1 Teknik Kimia Fakultas Teknik Industri – UPN Veteran Yogyakarta



24



Laporan Kerja Praktik Industri PT Pupuk Kujang Cikampek



tersebut mulai dipanasi pada bagian pemanasan secara konveksi (convection section) di primary reformer A-101-B.



Gambar 3.3. Diagram Alir Primary Reformer



Gas campuran yang telah terpanaskan didistribusikan ke tube-tube berkatalis di dalam reformer, tube tersebut letaknya tergantung pada bagian pemanasan secara radiasi (radiant section) di A-101-B. Gas umpan di dalam tube mengalir ke bawah melewati katalis nikel dan bereaksi untuk membentuk hidrogen, karbon-monoksida, dan karbon-dioksida. Reaksi utamanya adalah sebagai berikut: Selama tahapan awal pembentukan, hidrokarbon fraksi yang lebih berat diubah menjadi metana: HC + H2O x CH4 + y CO2 Reaksi utama perubahan metana menjadi hidrogen dan karbonmonoksida: CH4 + H2O



CO + 3H2



Program Studi S1 Teknik Kimia Fakultas Teknik Industri – UPN Veteran Yogyakarta



25



Laporan Kerja Praktik Industri PT Pupuk Kujang Cikampek



Reaksi perubahan karbon-monoksida menjadi karbon-dioksida dan tambahan hidrogen: CO + H2O



CO2 + H2



Konversi hidrokarbon dengan fraksi yang lebih berat menjadi fraksi yang lebih ringan adalah sempurna/semua reaktan bereaksi seluruhnya. Reaksi pembentukan ulang metana dan reaksi perubahan karbonmonoksida terbatas pada titik equilibrium dan secara keseluruhan reaksireaksi yang terjadi sangat endhotermis. Panas untuk reaksi diperoleh dari pembakaran fuel di burners yang terletak diantara barisan tubes di A-101B dengan arah pembakaran ke bawah. Saat gas proses melewati katalis, temperatur proses meningkat dari 5000C menjadi 7990C, tekanan pada keluaran tube berkatalis sebesar 36,2 kg/cm2G. Keluaran dari primary reformer berkisar mengandung 66% volume hidrogen dan 13,4% volume metana (basis kering). Reformer didesain untuk memaksimalkan efisiensi panas hingga 92 persen. Outlet manifold untuk tube berkatalis dan keluaran pipa “riser”, terletak di dalam fireboxdi Primary Reformer. Bagian pemanasan secara konveksi (convection section) di Primary Reformerterdiri dari: Tabel 3.1. Bagian pemanasan secara konveksi pada primary reformer Koil



Temperatur masuk



Mixed feed preheat coil (A – 101 – BCX) Process Air Preheating Coil 1 (A – 101 - BCA1 ) Process Air Preheating Coil 2 (A – 101 – BCA2) High Pressure Steam Superheating Coil 1 (A – 101 – BCS1) High Pressure Steam Superheating



Temperatur keluar



3440C



5000C



3620C



6210C



1810C



3710C



4250C



5150C



3410C



4370C



Program Studi S1 Teknik Kimia Fakultas Teknik Industri – UPN Veteran Yogyakarta



26



Laporan Kerja Praktik Industri PT Pupuk Kujang Cikampek



Coil 2 (A – 101 – BCS2) Feed Gas Preheating Coil (A – 101 – BCF) Boiler Feed Water Preheating Coil (A – 101 – BCW) Fuel Gas Preheating Coil (A – 101 – BCFU) Combustion Preheating Coil (A – 101 – BL1)



1810C



3710C



1310C



3210C



160C



1490C



200C



2240C



Didalam Primary reformer terdapat Radiant Box, sama halnya dengan “tunnel burner” pada keluaran radiant section, pembakarannya menggunakan campuran gas alam dan tail gas dari recovery system yang didiskusikan nanti. Pada kondisi operasi yang normal, tekanan masuk radiant section adalah 39,2 kg/cm2G. Gas alam untuk pembakaran mengandung CO2 dan hidrogen sulfida dan pada saat yang sama, tail gas yang dicampur mungkin memiliki kandungan ammonia. Untuk mencegah pembentukan padatan dalam sistem bahan bakar, masing-masing gas dipanasi dahulu hingga 1300C sebelum dicampur burner untuk pemanasan superheated steam, pembakarannya hanya menggunakan gas alam agar beroperasi secara tetap (steady state). A-101-B dilengkapi dengan Forced Draft Fan (A – 101 – BJ1) (static pressure pada inlet = -5 mmH2OG dan pada bagian outlet = 350 mm H2OG untuk kondisi operasi normal) dan Induced Draft Fan (A – 101 – BJ2) (static pressure pada inlet = -299mmH2OG dan pada bagian outlet = 15mmH2OG untuk kondisi operasi normal). Terdapat line untuk mengalirkan udara dari kompresor A – 101 – J melewati reformer. Udara ini digunakan untuk proses pembersihan debu katalis (dedusting catalyst) dan memulai pemanasan awal (heating up) katalis yang masih baru, sebelum dikontakkan pertama kali dengan steam.



Program Studi S1 Teknik Kimia Fakultas Teknik Industri – UPN Veteran Yogyakarta



27



Laporan Kerja Praktik Industri PT Pupuk Kujang Cikampek



Proses ini bertujuan mencegah terjadinya proses kondensasi dari uap air yang ada di udara. Sisa temperatur gas hasil pembakaran reformer (flue gas) dibuang ke atmosfir melalui cerobong asap (stack reformer) (A – 101 – B1) dengan temperatur minimal 1400C pada kondisi operasi normal. 3.1.4. Secondary Reforming



Gambar 3.4. Diagram Alir Secondary Reformer Keluaran primary reformer melewati Primary Reformer Effluent Transfer Line (A – 107 – D) menuju ke secondary reformer (A – 103 – D). Di dalam secondary reformer, udara luar ditambahkan ke dalam gas proses. Beberapa bagian dari gas proses terbakar pada combustion chamber di secondary reformer, dimana dari pembakaran tersebut diperoleh panas yang digunakan untuk reforming reaction lebih lanjut. Gas mengalir ke bawah melalui bed berkatalis nikel. Reaksi kimia yang terjadi sama dengan reaksi yang terjadi di dalam primary reformer. Temperatur nyala api adiabatis yang terjadi sekitar 1290 0C, dan setelah mengalami reaksi endotermis, temperatur keluaran A-103-D berkisar pada 990 0C. Kandungan metana pada gas proses berkurang hingga 0,42% volume (basis kering).



Program Studi S1 Teknik Kimia Fakultas Teknik Industri – UPN Veteran Yogyakarta



28



Laporan Kerja Praktik Industri PT Pupuk Kujang Cikampek



Udara didapatkan dari kompresor udara (A – 101 – J) adalah kompresor sentrifugal yang digerakkan oleh penggerak turbin uap. Kompresor ini memiliki 4 tingkatan (stage) di dalam 2 selubung (casing). Kompresor ini dilengkapi dengan penyaring udara (A – 101 – JL1), pendingin antar tingkatan (inter-stage coolers) (A – 101 – JCA/JCB/JCC), dan inter-stage knockout drums. High turndown capability didapat dengan melepaskan udara terkompresi yang berlebih ke udara (venting). Kompresor udara juga menyediakan udara instrumen (instrument air) dan udara pabrik (Plant air) dengan jumlah total 2000 Nm3/h untuk pabrik ammonia, pabrik urea, dan unit pelayanan (utility). Tahapan di secondary reforming ini efisien dalam penggunaan panas karena tidak ada panas hilang seperti halnya panas hilang di cerobong asap (stack) pada primary reformer. Jumlah udara yang masuk disesuaikan dengan kebutuhan nitrogen untuk proses sintesa ammonia. Udara dikompresikan pada kompresor udara (A – 101 – J) dan mulai dipanasi pada convection section di dalam primary reformer. Tujuan pemanasan awal ialah memindah jumlah maksimal reaksi pembentukan ulang metana menjadi hidrogen yang dapat dilakukan di primary reformer ke secondary reformer (A-103-D), sehingga kebutuhan bahan bakar di primary reformer dapat diminimalisasi. Medium – pressure steam (SM) disiapkan untuk mendinginkan koil bila terjadi masalah kehilangan pasokan udara terkompresi. Pada kondisi operasi normal, sejumlah kecil steam (10% dari udara kering) ditambahkan ke udara. Penambahan ini dapat mencegah akumulasi kondensat pada linesteam. Panas dari secondary reformer masuk ke waste heat boiler dari secondary reformer (A – 101 – C) aliran sirkulasi di WHB ini di desain untuk bersirkulasi secara alami serta menghasilkan steam bertekanan tinggi. Gas keluaran A-101-C lalu mengalir ke HP steam superheater (A – 102 – C). Pengaturan aliran secara bypass disediakan untuk menjaga temperatur umpan masuk ke High Temperature Shift Converter (A – 104 –



Program Studi S1 Teknik Kimia Fakultas Teknik Industri – UPN Veteran Yogyakarta



29



Laporan Kerja Praktik Industri PT Pupuk Kujang Cikampek



D1) pada 3710C (A – 104 – D1) ada setelah bypass. Bypass ini juga memberikan fleksibilitas dalam pembagian kerja antara produksi steam dan pemanasan lanjut saturated steam menjadi superheated steam. Oleh karena temperatur gas proses yang sangat tinggi (A – 107 – D) (A – 103 – D) (A – 101 – C), dan (A – 102 – C) diisolasi bagian dalamnya dan dilengkapi dengan jacket water. Air untuk jacket water ini disediakan dari kondensat steam (steam condensate system). 3.1.5. Proses Shift Conversion



Gambar 3.5. Diagram Alir Shift Conversion Pada Shift Conversion System dan aliran pendinginnya terjadi reaksi perubahan.Reaksi perubahan yang dimaksud ialah sebagai berikut: CO + H2O



CO2 + H2



Reaksi yang terjadi eksothermis dan terbatas oleh kesetimbangan reaksi kimianya. Reaksi ini terjadi dalam dua tahapan. Bagian terbesar reaksi terjadi di High Temperature Shift (HTS) Converter (A – 104 – D1) yang berisikan katalis tembaga yang didukung oleh besi (copper promoted iron). Katalis ini relatif murah dan tahan lama. Kecepatan reaksi yang tinggi ini disebabkan oleh temperatur HTS yang tinggi. Temperatur operasi normal alat ini adalah 371 oC pada bagian inlet dan 434oC pada bagian outlet. Kandungan karbonmonoksida dari gas proses



Program Studi S1 Teknik Kimia Fakultas Teknik Industri – UPN Veteran Yogyakarta



30



Laporan Kerja Praktik Industri PT Pupuk Kujang Cikampek



yang melewati alat ini akan berkurang sampai sekitar 3,4% volume (basis kering). Reaksi perubahan karbon monoksida menjadi karbon dioksida kemudian disempurnakan pada Low Temperature Shift (LTS) Converter (A – 104 – D2) yang berisikan katalis tembaga/zink (copper/zinc). Temperatur operasi normal alat ini adalah 209oC pada bagian inletnya dan 231oC pada bagian outletnya. Kandungan karbon-monoksidanya berkurang hingga 0,3 persen volume (basis kering). Penggunaan sistem dua katalis (HTS/LTS) berdampak pada berkurangnya gas sisa karbonmonoksida sehingga akan mengurangi jumlah metana yang terbentuk di methanator yang pada akhirnya akan masuk ke synthesis loop. Aliran gas proses dari HTS menuju ke LTS didinginkan dahulu pada HTS Effluent Steam Generator (A – 103 – C1/C2). Sebuah bypass disediakan untuk mengatur temperatur masuk (inlet) LTS terjaga pada 209oC. Terdapat line by-pass (LTS full by-pass) yang dapat digunakan bila katalis LTS akan diganti atau untuk masalah darurat. Aliran dari LTS (bersuhu 231oC) kemudian didinginkan dalam heat exchanger yang tersusun seri sehingga kebanyakan kandungan steam terkondensasi. Susunan HE tersebut: - A-131-C, Aliran dari LTS didingankan dengan BFW sampai 2100C - A-105-C, Keluaran A-131-C digunakan sebagai reboiler pada CO 2 stripper sampai 1340C - A-106-C, Keluaran A-106-C didinginkan dengan demin water sampai 650C Air yang terkondensasi dipisahkan di dalam Raw Gas Separator (A – 102 – F1) dan dipompa dengan Process Condensate Pump (A – 121 – J/JA) menuju Process Condensate Stripper (A – 150 – E). Temperatur di Program Studi S1 Teknik Kimia Fakultas Teknik Industri – UPN Veteran Yogyakarta



31



Laporan Kerja Praktik Industri PT Pupuk Kujang Cikampek



A-102-F1 diatur untuk menjaga keseimbangan jumlah air di bagian sistem aMDEA. Temperatur yang lebih tinggi di A-102-F1 akan menambah jumlah steam yang masuk ke aMDEA absorber. Beberapa katalis proses perlu direduksi terlebih dahulu untuk dapat dipergunakan dengan normal. Pada sebagian besar kasus, reduksi dapat dilakukan menggunakan gas umpan proses dan gas untuk regenerasi itu dilepas melalui sistem pembuangan (vent system). Akan tetapi, katalis LTS perlu direduksi dengan cara yang sangat terkontrol. Untuk melakukannya, gas pembawa (carrier gas) berupa N2 disirkulasikan dengan A-101-J di high pressure casingnya pada tekanan sekitar 4,8 kg/cm2G. Gas sintesa dari Kujang 1A yang mengandung hidrogen ditambahkan dengan rate yang telah diatur dan campuran gas tersebut dipanaskan di methanator preheater, A-172-C1. Gas tersebut kemudian melewati A-102-D2 untuk mereduksi katalis LTS. Dari A – 104 – D2, gas tersebut disirkulasikan kembali menuju A – 101 – J. Gas tersebut didinginkan di interstage-cooler (A – 101 – JCB) kompresor tersebut dan air yang terbentuk dari proses reduksi tersebut dikeluarkan (drained) dari interstage-cooler tersebut. Penambahan (make-up) gas N2 berada pada inlet menuju A-101-JCB. Sementara itu, udara terkompresi pada selubung (casing) pertama A-101-J di buang (venting) ke atmosfer. Sebuah line juga disediakan untuk memungkinkan Feed Gas Compressor (A – 102 – J) digunakan untuk mereduksi katalis dengan prinsip sekali lewat (once-through basis). Hal ini memungkinkan untuk melakukan pemanasan bagian front end dari pabrik menggunakan A – 101 – J sekaligus melakukan reduksi katalis LTS. Dalam hal ini, jika gas sintesa mengandung hidrogen dari Kujang 1A tidak tersedia, gas tersebut dapat ditambahkan dari A – 104 – F.



Program Studi S1 Teknik Kimia Fakultas Teknik Industri – UPN Veteran Yogyakarta



32



Laporan Kerja Praktik Industri PT Pupuk Kujang Cikampek



3.1.6. Proses pengambilan CO2 (CO2 Removal)



Gambar 3.6. Diagram Alir Pengambilan CO2



Proses ini menggunakan sistem aMDEA dengan lisensi dari BSAF. Sirkulasi larutan menggunakan aMDEA (40%wt concentration). Sistem ini didesain untuk mengurangi kandungan CO2 dalam gas dari sekitar 18% volume menjadi 600 ppmv (basis kering). Gas proses dibersihkan (dihilangkan CO2 nya) di dalam CO2 absorber (A – 101 – E) dengan kondisi penyerapan terjadi pada temperatur 47 – 800C dan tekanan sekitar 33,2 kg/cm2G. Gas keluaran dari atas (Overhead Gas) absorber masuk CO2 Absorber Overhead KO Drum (A – 102 – F2) untuk memisahkan larutan yang terikut. Gas sintesa berlebih dari A-102-F2 kemudian dikirim ke fuel gas pre-heater (A – 101 – BCFU).



Program Studi S1 Teknik Kimia Fakultas Teknik Industri – UPN Veteran Yogyakarta



33



Laporan Kerja Praktik Industri PT Pupuk Kujang Cikampek



Larutan kaya akan CO2 (rich solution) dari absorber mengalir melewati hydraulic turbine (A – 107 – JAHT) untuk efisiensi daya. Turbin tersebut menyediakan sebagian tenaga yang dibutuhkan untuk menggerakkan A – 107 – JA, salah satu dari pompa larutan aMDEA (lean solution pump). Larutan tersebut kemudian masuk stripper CO2. Level control pada absorber CO2 ( A-101-E ): Selama kondisi operasi normal, level control LIC mengirim sinyal ke level control valve LV – 1004C (keluaran A – 107 – JAHT) dan LV – 1004A/B (by-pass A – 107 – JAHT). Urutan pengaturan terpisah (split control sequence) nya adalah C => A => B. Dalam kasus ini, pengaturan pengurangan level dapat dilakukan dengan LV-1004A, yang memiliiki beban pengaturan sekitar 20% kapasitas aliran. Dalam kasus dimana A107-JAHT trip, perintah pengaturan terpisah (split control order) berubah menjadi B => A. Dalam kasus ini, level diatur dengan LV-1004B, yang secara desain seharusnya dapat menangani



100% jumlah aliran



normalnya. Stripper CO2 di desain dalam 3 bagian sebagai berikut:  A contact – cooler section di bagian atas  A low – pressure (LP) flash section di bagian tengah  A stripper section di bagian bawah Larutan kaya gas CO2 dari turbin hidraulik masuk ke LP flash section yang menyebabkan terjadinya pemisahan fasa dari gas CO2 karena penurunan tekanan. Semi-lean solution pump (A – 108 – J) memompa larutan



dari bagian bawah LP flash section melewati



Lean/Semi-Lean Solution Exchanger (A – 112 – C) menuju bagian atas stripper section. Alat pertukaran panas tersebut memperoleh kembali panas dari larutan yang bersih dari CO2 yang meninggalkan stripper section. Larutan yang meninggalkan stripper section dipanaskan pertama kali oleh panas dari gas proses di CO2 stripper reboiler (A – 105 – C) dan kemudian menggunakan steam low (SL) di dalam CO2 stripper reboiler (A – 111 – C).



Program Studi S1 Teknik Kimia Fakultas Teknik Industri – UPN Veteran Yogyakarta



34



Laporan Kerja Praktik Industri PT Pupuk Kujang Cikampek



CO2 dan steam dari LP flash section (A – 102 – E) didinginkan sampai 380C di dalam contact cooler section. Pendinginan ini dilakukan dengan



kontak



menggunakan



air



terkondensasi.



Air



tersebut



disirkulasikan melewati CO2 stripeer quench cooler (A – 107 – C) menggunakan CO2 stripper quench pump (A – 116 – J/JA). Sebagian besar CO2 yang telah didinginkan dikirim ke pabrik urea. Gas yang dikirim ini diharapkan memiliki kemurnian 99,0 persen volume (basis kering). Gas CO2 yang tersisa dilepas ke atmosfer dengan alat pengatur tekanan yang tersedia. Di samping



mendinginkan CO2 dan



mengkondensasikan steam, contact cooler section berfungsi untuk mencegah terbawanya (carry-over) larutan ke pabrik urea. Lean solution yang teregenerasi dari A – 102 – E didinginkan di Lean/Semi-Lean Solution Exchanger (A – 112 – C). Larutan tersebut didinginkan lebih lanjut dengan air pendingin (cooling water) di Lean Solution Cooler (A – 110 – C). Pendinginan lebih lanjut dilakukan dengan mengambil panas larutan tersbut untuk pemanasan awal boiler feed water (BFW) di Lean Solution BFW Exchanger (A – 109 – C). Terdapat jalur bypass yang berguna untuk melakukan pengaturan temperatur inlet gas dan cairan yang masuk ke absorber. Setelah mengalami proses pendinginan, lean solution dikirim ke bagian atas absorber dengan menggunakan Lean Solution Pump (A – 107 – JA/JB/JC). Suatu aliran slipstream dari larutan



dipompakan melalui



aMDEA Solution Filter (A – 104 – L) untuk menghilangkan partikel padat dari larutannya. Larutan yang disirkulasikan dikeluarkan dari bagian bawah absorber (A – 101 – E) menggunakan alat pengatur level absorber. Fluktuasi jumlah larutan di dalam absorber akan menyebabkan keanekaragaman level larutan di kompertemen/ruang-ruang keluaran A – 102 – E. Jumlah air dalam sistem dapat diatur dengan mengubah temperatur di A – 102 – F1. Semakin tinggi temperatur akan menyebabkan semakin banyak air



Program Studi S1 Teknik Kimia Fakultas Teknik Industri – UPN Veteran Yogyakarta



35



Laporan Kerja Praktik Industri PT Pupuk Kujang Cikampek



yang teruapkan masuk ke absorber. Jumlah air dalam sistem juga dapat diatur dengan mengubah laju make-up water yang dikirim ke suction A – 116 – J atau (jika memungkinkan) dengan membuang kondensat dari suction A – 116 – J. Konsentrasi larutan dapat dinaikkan dengan menambahkan aMDEA. Konsentrasi larutan dapat diturunkan dengan membuang sejumlah larutan ke tangki larutan (solution tank) dan menambahkan air ke dalam sistem. Sebuah sistem pengamanan larutan aMDEA tersedia dan terdiri dari:  aMDEA Solution Storage Tank (A – 114 – F)  aMDEA Solution Sump (A – 115 – F)  aMDEA Transfer Pump (A – 111 – J)  aMDEA Sump Pump (A – 115 – J)  aMDEA Sump Filter (A – 115 – L) Senyawa antifoam dapat disuntikkan ke dalam suction A – 107 – J dan ke dalam bagian inlet A – 102 – E untuk rich solution. Senyawa antifoam disediakan dari Antifoam Injection Unit (A – 109 – L). Dosis penyuntikan yang diharapkan untuk sistem penghilangan CO 2 adalah 60 ml tiap 8 jam shift. Larutan pembilas segel (seal flush liquid) untuk pompa larutan normalnya diambil dari keluaran pompa dengan tujuan menghindari pengenceran larutan aMDEA dengan air. Air terkondensasi dari keluaran A – 116 – J dapat digunakan selama proses startup sampai diperoleh tekanan keluaran pompa yang cukup. 3.1.7. Pembentukan Methane (Methanasi)



Program Studi S1 Teknik Kimia Fakultas Teknik Industri – UPN Veteran Yogyakarta



36



Laporan Kerja Praktik Industri PT Pupuk Kujang Cikampek



Gambar 3.7. Diagram Alir Methanator Di dalam methanator, sisa-sisa CO2 dan CO bereaksi dengan hidrogen untuk membentuk metana dan air dengan reaksi sebagai berikut: CO2 + 4H2 CH4 + 2H2O CO + 3H2 CH4 + H2O Reaksi ini merupakan kebalikan dari shift reaction dan reforming reaction yang terjadi di primary reformer. Perubahan konversi kesetimbangannya merupakan kebalikan dari kondisi di primary reformer, yaitu dengan menggunakan tekanan parsial steam yang rendah dan temperatur yang relatif rendah sekitar 3160C sampai 3450C, diharapkan kombinasi kandungan CO dan CO2 di dalam gas sintesa berkurang hingga sekitar 5 ppmv (basis kering). Gas proses dari A – 102 – F2 dipanaskan di Methanator Feed/Effluent Exchanger (A – 114 – C) hingga 310 0C dan pada Methanator Preheater (A – 172 – C1) hingga 316 0C. Sebuah bypass di sekitar A – 114 – C tersedia untuk pengaturan temperatur inlet methanator. Gas proses kemudian melewati methanator (A – 106 – D) yang berisi katalis nikel. Aliran gas dari methanator didinginkan dengan memberikan panasnya pada umpan methanator di A – 114 – C hingga suhu 820C dan dengan air pendingin (cooling water) di Methanator



Program Studi S1 Teknik Kimia Fakultas Teknik Industri – UPN Veteran Yogyakarta



37



Laporan Kerja Praktik Industri PT Pupuk Kujang Cikampek



Effluent Cooler (A – 115 – C1/C2) hingga suhu 38 0C. Air yang terkondensasi dipisahkan di dalam Syn Gas Compressor Suction Drum (A – 104 – F). Sejumlah kecil gas sintesa dialirkan kembali (karena dibutuhkan) dari A-104-F menuju feed gas compressor untuk menyediakan hidrogen pada langkah penghilangan sulfur (sulfur removal). Reaksi proses methanasi adalah eksothermis dan dapat berpotensi membuat reaktor terlalu panas (overheat). Hal ini dapat terjadi jika ada sebuah gangguan di HTS/LTS atau proses CO 2 removal yang menyebabkan kebocoran CO atau CO2 ke methanator. Sistem shutdown otomatis disediakan untuk mencegah kenaikan panas yang berlebihan (overheating) pada methanator. Jika reaktor mati (shutdown), reaktor tersebut akan di purging dengan gas N2 dan gas proses akan dibuang ke atmosfer melalui vent yang ada. Saat katalis LTS masih baru (fresh), jumlah CO yang sampai ke methanator akan kecil. Oleh karena itu, kenaikkan temperatur di methanator akan kecil. Untuk memperoleh pemanasan awal yang tepat, pemanasan tambahan dengan steam dapat digunakan di A – 172 – C1. Untuk alternatif pemanasan lain, bypass pada LTS converter dapat dibuka sedikit (0-10% LTS By-pass) untuk membiarkan beberapa CO bocor ke methanator. 3.1.8. Synthesis Gas Compressor



Gambar 3.8. Syn Gas Compressor and Drying Program Studi S1 Teknik Kimia Fakultas Teknik Industri – UPN Veteran Yogyakarta



38



Laporan Kerja Praktik Industri PT Pupuk Kujang Cikampek



Makeup gas sintesa dari A-104-F dikompresikan dari sekitar 30,5 kg/cm2G menjadi tekanan synloop sekitar 144,6 kg/cm2G, di dua casing kompresor gas tiga tingkat/stage, A-103-J, yang digerakkan oleh turbin uap (steam turbine). Keluaran kompresor tingkat pertama didinginkan di Syn Gas Compressor Intercooler (A – 116 – C), hingga suhu 38 0C. Gas tersebut mengalami pendinginan lebih lanjut di Syn Gas Compressor Interstage Chiller (A – 129 – C) hingga suhu 4,3 0C. Pendinginan yang terakhir menggunakan refrigerasi ammonia dan mendinginkan gas tersebut sampai sedikit di atas titik bekunya. Hal ini dilakukan untuk menghilangkan sebanyak mungkin air yang ada dengan proses kondensasi sebelum memasuki molecular sieve drier pada proses selanjutnya. Air yang terkondensasi dipisahkan di Syn Gas Compressor 1st Stage Separator (A – 105 – F). Kondensat dari A – 105 – F kemudian di alirkan ke A – 104 – F. Gas sintesa dari A – 105 – F mengalir ke sistem pengeringan yang akan dibahas di bagian bawah. Gas yang kering dikompresikan lebih lanjut di selubung (casing) kedua A – 103 – J. Wheel terakhir dari kompresor juga mengkompresikan gas recycle pada synthesis loop dari Ammonia separator, A – 106 – F. Syn Gas Compressor Kickback Cooler (A – 134 – C) disediakan untuk tingkatan kompresi tekanan tinggi (high-pressure stages) A-103-J. Kickback tersebut memberikan turndown capability dan melindungi dari masalah surging. 3.1.9. Pengeringan Gas Sintesa Molecular



sieve



digunakan



dalam



perancangan



ini



untuk



menghilangkan air dan sejumlah CO2, sehingga dapat benar-benar mengeliminasi racun pada katalis untuk proses sintesa.



Program Studi S1 Teknik Kimia Fakultas Teknik Industri – UPN Veteran Yogyakarta



39



Laporan Kerja Praktik Industri PT Pupuk Kujang Cikampek



Gas sintesa dingin dari A – 105 – F melewati salah satu dari Molecular Sieve Drier (A – 109 – DA/DB). drier tersebut penuh dengan molecular sieve desiccant. Di dalam drier tersebut, kandungan air dari gas berkurang hingga di bawah 0,5 ppmv dan kandungan CO 2 berkurang hingga di bawah 1 ppmv. Masing-masing drier beroperasi sendiri, sehingga 1 drier bekerja selama 12 jam sementara drier yang lain diregenerasi atau dalam kondisi untuk siap pakai (stand-by). Drier tersebut normalnya diregenerasi dengan hydrogen-lean off gas dari unit hydrogen recovery yang akan dibahas di bagian akhir. Karena offgas mungkin mengandung upa air, gas ini dikeringkan terlebih dahulu di Molecular Sieve Regeneration Gas Drier (A – 111 – D). Drier ini juga membutuhkan regenerasi, dimana regenerasi tersebut dilakukan dengan gas sintesa kering. Proses regenerasi dan pendinginan dapat dilakukan dalam 6 jam atau kurang dan proses regenerasi ini dibutuhkan tiap 48 jam (setelah 4 kali regenerasi dari A-109-DA/DB). Selama proses regenerasi pengering, gas untuk regenerasi dipanaskan pertama kali dengan high-pressure steam (SH) hingga suhu 2880C di Molecular Sieve Regeneration Heater (A – 173 – C). Selama proses pendinginan, aliran gas melewati A – 173 – C di by-pass. Gas regenerasi yang telah terpakai dikirim ke primary reformer fuel system. Jika gas sintesa sedang digunakan untuk meregenerasi, gas yang telah terpakai ini dapat dikirim kembali (recycled) sebagai umpan methanator. Pada ketiga pengering ini, proses pengeringan gas mengalir dari atas ke bawah dan pada proses regenerasi dan pendinginan gas mengalir dari bawah ke atas. Selama proses startup, atau jika unit hydrogen recovery sedang tidak beroperasi, gas sintesis yang kering dapat digunakan juga untuk proses regenerasi A – 109 – DA/DB. 3.1.10. Sintesa Ammonia



Program Studi S1 Teknik Kimia Fakultas Teknik Industri – UPN Veteran Yogyakarta



40



Laporan Kerja Praktik Industri PT Pupuk Kujang Cikampek



Gambar 3.9. Ammonia Synthesis Loop



Synthesis loop ditunjukkan pada Diagram Alir Proses K1B 61T4020/2C. Ammonia terbentuk dari reaksi antara hidrogen dan nitrogen: N2 + 3H2 2NH3 Reaksi tersebut terjadi pada katalis besi dengan tekanan sekitar 141 kg/cm2G dan temperatur 360-5000C. Reaksinya eksotermis, tetapi dibatasi oleh kesetimbangan kimianya. Oleh karena itu reaksi yang tak terkendali (run – away reaction) tidak dapat terjadi. Desain kandungan ammonia pada arus keluaran di reaktor adalah 16,3 persen volume. Makeup dan gas recycle yang meninggalkan A-103-J mulai dipanaskan di Ammonia Converter Feed/ Effluent Exchanger (A – 121 – C) hingga suhu 2380C. Gas yang telah dipanasi mengalir ke Ammonia Synthesis Converter (A – 105 – D). Makeup gas dapat ditambahkan ke bagian upstream synthesis loop di ammonia converter karena gas makeup tersebut sudah dikeringkan di A – 109 – D. Skema ini berguna untuk menurunkan konsentrasi ammonia pada inlet converter, sehingga berdampak pada jumlah reaksi yang lebih banyak pada tiap aliran yang masuk melewati converter dan menurunkan kebutuhan recyle.



Program Studi S1 Teknik Kimia Fakultas Teknik Industri – UPN Veteran Yogyakarta



41



Laporan Kerja Praktik Industri PT Pupuk Kujang Cikampek



Ammonia converter menggunakan rancangan KBR dengan two-bed horizontal converter. Converter ini berisi sebuah keranjang berkatalis yang dapat removable dan sebuah heat exchanger yang terpasang di dalamnya. Pola aliran gas di dalam converter disusun sedemikian rupa sehingga semua gas sintesa melewati semua katalis. Hal ini berdampak diperolehnya konversi rata-rata converter yang maksimal. Umpan converter mengalir melewati sebuah annulus di dalam bagian luar shell dari converter sehingga menjaga bagian shell relatif dingin. Gas tersebut kemudian mengalir melalui bagian shell Ammonia converter Interchanger (A – 112 – C). Proses ini dimaksudkan untuk memanaskan umpan yang menuju first catalyst bed menggunakan panas dari aliran keluaran bed tersebut. Gas tersebut kemudian mengalir melewati first catalyst bed melalui bagian tube A – 122 – C, dan mengalir melewati second catalyst bed. Bed kedua ini terdiri dari dua ruangan yang bertujuan untuk memperoleh kecepatan alir gas yang tepat. Arah aliran bed 2 ini turun melalui tiap-tiap bed. Sebuah bypass pada A – 121 – C memungkinkan temperatur umpan untuk dikurangi. Sebuah bypass pada A – 123 – C (dibahas di bawah) memungkinkan temperatur umpan untuk dinaikkan. Sebuah Cold bypass mengelilingi annulus dan A – 122 – C memungkinkan pengaturan dari temperatur relatif inlet menuju kedua bed berkatalis. Bersama-sama, ketiga bypass ini memungkinkan pengaturan dari temperatur inlet dari tiap-tiap bed berkatalis untuk produksi ammonia yang maksimal. Pengisian katalis yang masih baru, memerlukan proses aktivasi (proses reduksi katalis). Aktivasi katalis ini dapat dilakukan dengan gas sintesa dari bagian front end unit ammonia. Gas tersebut di sirkulasikan melalui syhnthesis loop menggunakan A – 103 – J dan dipanaskan di Startup heater (A – 102 – B). Kondisi di dalam converter diatur dengan hati – hati untuk memperoleh reduction rate yang tepat, dan proses reduksi yang sempurna. Proses reduksi ini menghasilkan air yang kemudian dipisahkan di Ammonia separator (A – 106 – F). Untuk mencegah air agar tidak Program Studi S1 Teknik Kimia Fakultas Teknik Industri – UPN Veteran Yogyakarta



42



Laporan Kerja Praktik Industri PT Pupuk Kujang Cikampek



membeku di Ammonia Unitized Chiller (A – 120 – C) ammonia ditambahkan pada bagian upstream dari A – 120 – C menggunakan Ammonia Injection Pump (A – 120 – J). Aqueos Ammonia yang dihasilkan (mengandung sekitar 80% air) dikeluarkan dari A – 106 – F menuju Ammonia Let Down Drum (A – 107 – F). Dari sana, aqueous ammonia dikirim keluar. Untuk mengurangi waktu yang dibutuhkan untuk proses reduksi katalis, disarankan setidaknya katalis yang dibeli untuk bed pertama converter telah mengalami proses reduksi awal (pre-reduced catalyst).



3.1.11. Pendinginan Keluaran Converter dan Pemisahannya Keluaran dari shynthesis converter pertama kali didinginkan di Ammonia Converter Effluent Steam Generator (A – 123 – C1/C2) hingga suhu 2610C. Pendinginan lebih lanjut terjadi di Ammonia Converter Feed/Effluent Exchanger (A – 121 – C) hingga suhu 720C, dan kemudian di Water-Cooled Ammonia Converter Effluent Cooler (A – 124 – C). Ammonia mulai mengalami proses kondensasi di A – 124 – C pada suhu 380C. Cara pendinginan ini memungkinkan porsi beban kondensasi yang signifikan dapat diambil oleh cooling water, sehingga menurunkan beban pada sistem refrigerasi. Proses pendinginan dan kondensasi ammonia yang terakhir terjadi di Ammonia Unitized Chiller (A – 120 – C). Heat Exchanger yang didesain secara spesial ini memberikan proses pendinginan keluaran converter dengan proses refrigerasi ammonia pada empat tingkatan di dalam Refrigerant Flash Drums (A – 120 – CF4/CF3/CF2/CF1). Pendingin tambahan pada keluaran converter diberikan A – 120 – C dengan proses pertukaran panas dengan gas sintesa dingin yang kembali dari Ammonia Separator (A – 106 – F).



Program Studi S1 Teknik Kimia Fakultas Teknik Industri – UPN Veteran Yogyakarta



43



Laporan Kerja Praktik Industri PT Pupuk Kujang Cikampek



Secara desain mekanis, A – 120 – C terdiri dari banyak concentric cubes yang membujur melewati boiling ammonia compartements. Recycle gas dari A – 106 – F melewati tubes bagian dalam berlawanan arah dengan keluaran dari converter yang mengalir melewati ruang annular di antara tube. Dengan cara ini, keluaran converter didinginkan dari bagian luar shell dengan proses refrigerasi ammonia dan dari dalam tubes dengan recycle gas. Keluaran converter meninggalkan A – 120 – C pada suhu -180C. Ammonia yang terkondensasi memisah dari recycle gas di Ammonia Separator (A – 106 – F). Recycle gas kembali dipanaskan di A – 120 – J dan dikirim kembali ke A – 103 – J. Sejumlah kecil fraksi recycle gas dibuang keluar (purged) dari synthesis loop. Proses ini bertujuan untuk mencegah penumpukan metana dan argon di synthesis loop. Laju alir gas yang dibuang (purged) diatur untuk menjaga kandungan gas inert di umpan ammonia converter berkisar 8% volume. Arus yang dibuang (purged) dikirim ke Ammonia Recovery System yang dibahas di bawah. Ammonia cair dari A – 106 – F dipisahkan fase cair dan uapnya ke dalam Ammonia Letdown Drum (A – 107 – F). Uap yang terpisah yang kebanyakan mengandung gas sintesa terlarut dikirim ke Ammonia Recovery System.



3.1.12. Sistem Refrigerasi



Program Studi S1 Teknik Kimia Fakultas Teknik Industri – UPN Veteran Yogyakarta



44



Laporan Kerja Praktik Industri PT Pupuk Kujang Cikampek



Gambar 3.10 Refrigeration System Sistem refrigerasi ditunjukkan pada Diagram Alir Proses K-1B – 61T4020/2C. Sistem tersebut menyediakan kegunaan sebagai berikut: 



Proses pendinginan di A – 120 – C untuk kondensasi ammonia dari keluaran converter







Pendinginan make up gas sintesa di A – 129 – C







Pendinginan produk ammonia dingin (cold ammonia product)







Kondensasi uap ammonia dari Ammonia Recovery System yang dibahas dibawah







Kondensasi uap yang kembali dari tangki penyimpanan ammonia (ammonia storage tank) Sistem refrigerasi ini beroperasi dengan 4 tingkatan: 1. A – 120 – CF4 : 16,6oC dan 6,8 kg/cm2G 2. A – 120 – CF3 : -2,2oC dan 3,0 kg/cm2G 3. A – 120 – CF2 : -17,8oC dan 1,1 kg/cm2G 4. A – 120 – CF1 : -33,3oC dan 0,05 kg/cm2G



Program Studi S1 Teknik Kimia Fakultas Teknik Industri – UPN Veteran Yogyakarta



45



Laporan Kerja Praktik Industri PT Pupuk Kujang Cikampek



Proses kompresi pada sistem refrigerasi dilakukan dalam dua selubung (case), empat tingkatan Ammonia Refrigerant Compressor (A – 105 – J). Kompresor tersebut digerakkan oleh turbin uap (steam turbine) dan dilengkapi dengan Refrigerant Compressor Second Stage Intercooler (A – 167 – C) dan Refrigerant Compressor Third Stage Intercooler (A – 128 – C). Uap ammonia dari chiller yang berbeda-beda dan dari tangki penyimpanan ammonia diumpankan pada tingkatan A – 105 – J yang tepat. Kompresor ini memiliki kickbacks pada tiap-tiap tahapan kompresinya untuk memberikan turndown capability dan melindungi dari masalah surging. Uap ammonia keluaran A – 105 – J dikondensasikan di Refrigerant condenser (A – 127 – C). Keluaran dari A – 127 – C diarahkan langsung ke Refrigerant Receiver (A – 109 – F). Uap yang tidak terkondensasi masuk ke packed section pada bagian atas A – 109 – F. Ammonia dikondensasikan dengan kontak secara langsung dengan arus ammonia dingin dari A – 107 – F. Laju ammonia dingindiatur sedimikian rupa sehingga temperatur scrubbed gas yang keluar dari packed section -90C. Gas yang terscrub masih mengandung sejumlah kecil ammonia dan dikirim ke Ammonia Recovery System yang akan dibahas di bawah. Diagram Alir Proses dan Neraca massa menunjukkan case pembuatan 100% produk hangat (warm product) yang dijamin oleh kontraktor. Sistem refrigerasi ammonia juga mampu memproduksi 100% produk dingin (cold product). Untuk proses pembuatan seluruh produk berupa cold product, sebagian besar ammonia cair dari A – 107 – F dikirim ke A – 120 - CF1, ruang paling dingin di dalam unitized chiller. Dari sini, produk tersebut dipompakan ke tangki penyimpanan dengan menggunakan Cold Ammonia Product Pump (A – 124 – J). Sekitar 5 ton/jam ammonia dari A – 107 – F



Program Studi S1 Teknik Kimia Fakultas Teknik Industri – UPN Veteran Yogyakarta



46



Laporan Kerja Praktik Industri PT Pupuk Kujang Cikampek



dikirimi ke bagian pendingin (chiller section) A – 109 – F. Sekitar 64 ton/jam ammonia cair dari A – 109 – F di recycle ke A – 120 – CF4, dimana ammonia tersebut mengalir melewati ruang-ruang di A – 120 – C. Sebuah line disediakan untuk menginject sekitar 0,2%wt steam condensate ke dalam ammonia dingin yang dikirim ke tangki penyimpanan ammonia. Hal ini berguna untuk perlindungan dari Stress Corossion Cracking (SCC). Pada kondisi operasi normal, kebanyakan produk yang diproduksi pleh pabrik ammonia adalah warm product. Sebagian besar ammonia cair dari A – 107 – F diarahkan ke A – 120 – CF4, ruangan paling hangat di unitized chiller. Dari sini, ammonia mengalir melewati ruang-ruang dari A – 120 – C, sebagaimana dibutuhkan untuk beban refrigerasi. Produk hangat ammonia diambil dari A – 109 – F dan dipompakan dengan Warm Ammonia Product Pump (A – 113 – J). Sekitar 7 ton/ jam ammonia yang lebih dingin dari A – 107 – F diarahkan langsung ke suction A – 113 – J untuk mencapai suhu 300C pada warm product di battery limit. Sekitar 3 ton/jam ammonia dari A – 107 – F dikirim ke chiller section A – 109 – F. Sejumlah kecil cold product kadangkala perlu diambil dari A – 120 – CF1 untuk mecegah penumpukan air pada sistem refrigerasi. Pada kondisi normal, ammonia dingin dari storage dikembalikan sejumlah 500 kg/jam dalam fase uap untuk mengeliminasi risiko penumpukan air di CF1. Cold product akan dipompakan keluar tangki penyimpanan dengan Cold Ammonia Product Pump (A – 124 – J). Sekitar 15 ton/jam ammonia cair akan direcycle dari A – 109 – F ke A – 120 – CF4 untuk memenuhi kebutuhan sistem refrigerasi. Sekitar 5 ton/jam ammonia cair dari A – 120 – CF4 digunakan sebagai refigerant di A – 129 – C. Pendingin ini beroperasi dengan suhu 10C dan tekanan 3,5kg/cm2G untuk mencegah pembentukan kristal es pada sisi



Program Studi S1 Teknik Kimia Fakultas Teknik Industri – UPN Veteran Yogyakarta



47



Laporan Kerja Praktik Industri PT Pupuk Kujang Cikampek



proses. Refrigerant yang teruapkan dikembalikan ke A – 120 – CF3. Uap yang kembali dari tangki penyimpanan ammonia bergabung dengan uap dari A – 120 – CF1 menuju A – 105 – J. Selama prose startup pabrik ammonia, sistem refrigerasi diisi dengan ammonia cair dari tangki penyimpanan ammonia. 3.1.13. Ammonia Recovery



Gambar 3.11 Ammonia and Hydrogen Recovery Purged gas bertekanan tinggi dari synthesis loop dikirim menuju HP scrubber (A – 104 – E) dan uap dari A – 107 – F dan A – 109 – F dikirim menuju LP Ammonia Scrubber (A – 103 – E). Di dalam kedua scrubber ini, ammonia diserap oleh air pencuci. Ammonia yang terserap oleh air pencuci, diperoleh kembali (recovery) di Ammonia stripper (A – 105 – E). Untuk Gas keluaran dari atas (Overhead Gas) HP Scrubber dikirim ke unit hydrogen recovery yang akan dibahas di bawah. Overhead Gas dari LP Scrubber dikirim untuk dicampur menjadi bahan bakar gas (fuel gas). Dari A – 103 – E, larutan ammonia dipompakan oleh LP Ammonia Scrubber Pump (A – 140 – J) dan dicampur dengan larutan ammonia yang meninggalkan A – 104 – E. Campuran tersebut dipanaskan di Ammonia



Program Studi S1 Teknik Kimia Fakultas Teknik Industri – UPN Veteran Yogyakarta



48



Laporan Kerja Praktik Industri PT Pupuk Kujang Cikampek



Stripper Feed/Effluent Exchanger (A – 141 – C1/C2) hingga suhu 1600C, dan dikirim menuju ammonia stripper. Ammonia cair untuk reflux di bagian atas stripper diambil dari refrigerant receiver melalui discharge warm product pump (A – 113 – J). Uap ammonia yang hampir murni dari bagian atas stripper dikirimkan ke refrigerant condenser (A – 127 – C). Cairan-cairan di stripper dididihkan dengan Ammonia Stripper Reboiler (A – 140 – C), dengan menggunakan medium-pressure steam (SM). Sejumlah kecil kondensat dari reboiler, digunakan sebagai make up untuk menjaga jumlah air untuk Ammonia Recovery System. Air dari bottom stripper pada dasarnya sudah murni. Air ini didinginkan dengan arah aliran berlawanan dengan umpan stripper di A – 141 – C, dan kemudian didingankan oleh air pendingin di Ammonia Stripper Effluent Cooler (A – 142 – C) hingga suhu 380C. Air ini kemudian dibagi antara LP dan HP Ammonia Scrubber. Air ke HP Scrubber dipompakan dengan HP Scrubber Pump (A – 141 – J).Terdapat aliran by-passes di sekitar scrubbers. By-passes ini membuat unit ammonia dapat dioperasikan tanpa Ammonia Recovery System nya. Ammonia Recovery System ini memiliki 10% kapasitas tambahan yang memberikan fleksibilitas/keluwesan di dalam pengoperasian pabrik. 3.1.14. Hydrogen Recovery Hydrogen Recovery System ditunjukkan pada Diagram Alir Proses K 1B – 61T4020/2D. Sistem ini menggunakan teknologi proses dengan membran yang dimiliki oleh Air Product. Overhead gas dari HP Ammonia Scrubber dikirim ke membrane-type Hydrogen Recovery Unit (A – 103 – L). Kandungan ammonia di dalam gas ini sekitar 20 ppmv. Disini, hampir seluruh hydrogen dan beberapa nitrogen melewati membran dan di recovery untuk di recycle ke synthesis loop.



Program Studi S1 Teknik Kimia Fakultas Teknik Industri – UPN Veteran Yogyakarta



49



Laporan Kerja Praktik Industri PT Pupuk Kujang Cikampek



Diperoleh dua aliran recovered gas. Aliran gas yang bertekanan tinggi, diarahkan langsung ke suction tingkat dua synthesis gas compressor. Aliran gas yang bertekanan rendah, diarahkan langsung ke suction tingkat satu synthesis gas compressor dan atau PT PIP sebagai bahan baku pabrik H2O2. Beberapa gas yang tidak berhasil melewati membran (reject gas) memiliki kandungan gas seperti metana dan argon yang dibuang keluar (purged) dari Ammonia Synthesis Loop dan sebagian besar gas nitrogen dari purge stream. Reject Gas dikeringkan di A – 111 – D dan kemudian digunakan untuk proses regenerasi Synthesis Gas Driers. Dari sana, gas tersebut dialirkan ke Fuel Gas System. Akan tetapi, jika regenerasi Synthesis Gas Driers menggunakan syn gas mode, maka reject gas ini langsung dikirim ke Fuel Gas System. Hydrogen Recovery System ini memiliki 10% kapasitas tambahan yang memberikan fleksibilitas/keluwesan di dalam pengoperasian pabrik. Terdapat aliran by-passes yang memungkinkan unit ammonia dapat dioperasikan tanpa Hydrogen Recovery System nya.



3.1.15. Condensate Stripping Kondensat dari aliran gas proses (Process Condensate) dari A – 102 – F1 dipompakan dengan A – 121 – J menuju Process Condensate Stripper (A – 150 – E). Disini, kondensat tersebut di stripping dengan Medium Pressure Steam. Proses stripping mengurangi kandungan pengotor pada kondensat sebagai berikut: - Kandungan ammonia dari 1500 ppmw menjadi kurang dari 10 ppmw - Kandungan CO2 dari 4000 ppmw menjadi kurang dari 10 ppmw - Kandungan methanol dari 1900 ppmw menjadi kurang dari 20 ppmw



Program Studi S1 Teknik Kimia Fakultas Teknik Industri – UPN Veteran Yogyakarta



50



Laporan Kerja Praktik Industri PT Pupuk Kujang Cikampek



Stripper ini dilengkapi dengan Condensate Stripper Feed/Effluent Exchanger (A – 188 – C1/C2/C3). Kondensat yang telah di stripping didinginkan lebih lanjut di Stripped Condensate Cooler (A – 174 – C) hingga suhu 410C. Kondensat yang telah didinginkan dikirim menuju tempat persiapan air umpan boiler, sedangkan steam yang meninggalkan stripper digunakan sebagai process steam di dalam Primary Reformer. Proses ini mengeliminasi sumber polusi udara dari unit ammonia. Diharapkan, analisis kondensat seperti yang diinginkan, dapat diperoleh dengan mengatur steam-to-condensate ratio sebesar 0,3 kg/kg. Untuk memastikan kualitas kondensat, stripper ini dirancang untuk dapat menggunakan steam-to-condensate ratio hingga sebesar 0,4 kg/kg. Perlu diperhatikan bahwa menggunakan perbandingan lebih tinggi dari 0,3 kg/kg dapat menyebabkan PH kondensat yang telah distripping berkurang hingga di bawah 7. Hal ini dikarenakan adanya kandungan ammonia di kondensate ter stripping, tetapi kandungan asam-asam organik di dalamnya tidak. Oleh kareana itu, pH dari kondensat yang telah di stripping harus dimonitor dengan teliti jika rasio yang digunakan di atas 0,3 kg/kg. 3.1.16. Steam System



Gambar 3.12 Steam System



Program Studi S1 Teknik Kimia Fakultas Teknik Industri – UPN Veteran Yogyakarta



51



Laporan Kerja Praktik Industri PT Pupuk Kujang Cikampek



Unit ammonia beroperasi dengan sumber utama steam (Steam Header) pada tekanan 123,42 dan 3,5 kg/cm2G. Demineralized dan Polished water diimpor dari utilitas. Polished water ini mulai dipanasi dengan proses pertukaran panas dengan larutan aMDEA di A – 109 – C dan dengan keluaran LTS di A – 106 – C. Demineralized water yang telah dipanaskan dialirkan menuju deaerator (A – 101 – U). Di dalam deaerator, air tersebut di stripping dengan low-pressure steam untuk menghilangkan kandungan oksigen terlarut. Untuk perlindungan highpressure steam system, oxygen scavenger ditambahkan, dengan tujuan menyempurnakan proses penghilangan oksigen, menggunakan Oxygen Scavenger Injection Unit (A – 106 – L) dan suatu chemical ditambahkan untuk pengendalian pH menggunakan Ammonia Injection Unit (A – 107 – L). Demineralized water yang telah dihilangkan kandungan oksigennya di deaerator dipompakan dengan pompa BFW (A – 104 – J) menuju highpressure steam generation system. Phospate ditambahkan untuk mencegah timbulnya kerak menggunakan Phospate Injection Unit (A – 108 – L) di downstream tapping untuk quench water/desuperheater. Air umpan boiler (BFW) ini dibagi menjadi 3 rangkaian arus. Rangkaian arus pertama meliputi koil economizer di convection section pada primary reformer. Di sini, BFW dipanaskan hingga sekitar 100C di bawah titik didihnya. Rangkaian arus keduameliputi LTS Effluent/BFW Exchanger (A – 131 – C) dan HTS Effluent Steam Generator (A – 103 – C1/C2). Rangkaian arus ketiga meliputi Ammonia Converter Effluent Steam Generator (A – 123 – C1/C2). Rangkaian arus kedua dan ketiga memanaskan air hingga titik didihnya dan menguapkan sekitar 25% air. Keluaran dari economizer (A – 103 - C1) dan A – 123 – C1 memasuki steam drum (A – 101 – F). Pembentukan steam lebih lanjut terjadi di



Program Studi S1 Teknik Kimia Fakultas Teknik Industri – UPN Veteran Yogyakarta



52



Laporan Kerja Praktik Industri PT Pupuk Kujang Cikampek



Secondary Reformer Waste Heat Boiler (A – 101 – C). Pembentukan steam ini beroperasi dengan sirkulasi secara alami. Steam drum ini dilengkapi dengan Steam blowdown Drum (A – 156 – F), yang mengapung di atas low-pressure steam header. Saturated high-pressure steam digunakan di Methanator Preheater (A – 172 – C1) dan di Molecular Sieve Regeneration Heater (A – 173 – C). A – 172 – C1 juga digunakan untuk proses reduksi katalis LTS. Kondensat bertekanan tinggi (High-Pressure condensate) ditampung di HP Condensate Flash Drum (A – 157 – F). Steam hasil flashing di A – 157 – F dikirim ke SL header, sedangkan kondensat yang terpisahkan dikirim ke deaerator. Sebagian besar saturated steam dari A – 101 – F dibuat menjadi superheated steam di dua superheater.Superheater pertama adalah HP Steam Superheater (A – 102 – C), yang memperoleh panas dari keluaran Secondary Reformer. Superheater yang kedua berupa koil di convection section pada Primary Reformer. BFW dimasukkan ke dalam koil superheatuntuk pengendalian temperatur superheated steam yang baik. Penambahan BFW ini juga dapat digunakan untuk menambah jumlah produksi steam secara keseluruhan. Temperatur superheater yang kedua dikendalikan oleh burners yang terletak di bagian atas lengkungan convection section. High-pressure steam digunakan untuk penggerak turbin di Kompresor udara (A – 101 – J) dan Syn Gas Compressor (A – 103 – J). Di dalam kedua turbin tersebut, sebagian besar steam diekstrak sebagai sumber medium-pressure steam. Steam yang tersisa dari turbin diarahkan ke Surface Condenser (A – 101 – JTC). Medium-Pressure Steam digunakan untuk beberapa tujuan antara lain:



Program Studi S1 Teknik Kimia Fakultas Teknik Industri – UPN Veteran Yogyakarta



53



Laporan Kerja Praktik Industri PT Pupuk Kujang Cikampek



-



Sebagai process steam menuju Primary Reformer. Sebagian setam ini diarahkan melewati Process Condensate Stripper, A-150-E.



-



Untuk menggerakkan turbin uap pada Feed Gas Compressor, Refrigerant Compressor, Induced Draft dan Forced Draft Fans pada Primary Reformer, Boiler Feed Water Pumps,



dan



Compressor Lube Oil Pumps. -



Sebagai pemanas di reboiler pada Ammonia Stripper



-



Untuk melindungi koil pemanasan awal udara ( air preheat coil ) jika terjadi masalah kegagalan “udara”.



Pada kondisi normal (35 ton/jam) medium-pressure steam dikirim ke pabrik urea. Medium-pressure steam dapat didatangkan guna keperluan startup unit Ammonia. Aliran untuk let-down dari high-pressure steam header menuju medium-pressure steam header juga disediakan. Low-pressure steam header menerima buangan dari sebagian besar turbin-turbin dengan penggerak medium-pressure steam dan steam hasil pemisahan dari A – 156 – F dan A – 157 – F. Low-pressure steam digunakan sebagai berikut: -



Untuk admission A – 105 – JT



-



Untuk Pemanasan pada aMDEA system.



-



Steam masuk ke deaerator



-



Impor steam dari luar pabrik.



-



Bermacam-macam kegunaan skala kecil.



Program Studi S1 Teknik Kimia Fakultas Teknik Industri – UPN Veteran Yogyakarta



54



Laporan Kerja Praktik Industri PT Pupuk Kujang Cikampek



Sebuah aliran letdown dari medium-pressure steam header menuju low-pressure steam header disediakan untuk fleksibilitas operasi. Process condensate yang telah distripping dari condensate stripper dikirim menuju unit carbon filter di demineralized water plant. Kondensat steam dari A – 101 – JTC dipompakan ke condensate polisher dengan Condensate Pump (A – 114 – J).



3.1.17. Cooling Water System Air pendingin (Cooling Water) dari pabrik utilitas memiliki temperatur 320C dan dikembalikan pada temperatur 410C. Steam Surface Condenser, Lean Solution Cooler, dan Lube oil Coolers dirangkai seri dengan Refrigerant Condenser untuk memperoleh pendinginan maksimal dari air pendingin sampai ke Refrigerant Condenser.Compressor kick-back cooler, yang normalnya tidak memiliki beban, dirangkai seri dengan pendingin lain yang tepat. Pendingin-pendingin sisanya, dipasang secara paralel. 3.2. Urea Pabrik ini memproduksi pupuk urea dalam bentuk butiran (prill), dengan bahan baku amonia (NH3) dan karbondioksida ( CO2 ) yang dihasilkan di pabrik amonia. Proses yang digunakan adalah Mitsui Toatsu Total Recycle C Improved dengan kapasitas terpasang 1.725 ton/hari. Adapun keuntungan dari proses ini adalah: a.



Mudah dalam pengoperasian



b.



Biaya konstruksi murah



c.



Kualitas produk urea yang tinggi



Spesifikasi produk yang dikehendaki adalah sebagai berikut :



Program Studi S1 Teknik Kimia Fakultas Teknik Industri – UPN Veteran Yogyakarta



55



Laporan Kerja Praktik Industri PT Pupuk Kujang Cikampek



- Kandungan Nitrogen : 46% - Air



: 0,3% berat (max)



- Biuret



: 0,5% berat (max)



- Fe



: 1 ppm (max)



- NH3 bebas



: 150 ppm (max)



- Ukuran butir



: 6 – 8 mesh 95% (min) : 25 mesh 2% (max)



- Kandungan karbon Urea



diproduksi



melalui



: 53 % reaksi



eksotermis



dari



amonia



dan



karbondioksida lalu membentuk amonium karbamat, kemudian diikuti reaksi dehidrasi endotermis dari sebagian amonium karbamat membentuk urea. 2 NH3 (g) + CO2 (g) ↔ NH2COONH4 (l) ∆HR (298 K) = -38 Kkal/mol (1) Ammonia Karbondioksida Ammonium karbamat NH2COONH4 (l) ↔ NH2CONH2 (l) + H2O ∆HR (298 K) = +7,7 Kkal/mol (2) Amm. Karbamat Urea Air Kedua reaksi itu merupakan reaksi kesetimbangan dan bersifat reversibel. Reaksi pembentukan berlangsung sampai habis pada kondisi reaksi biasa, sedangkan reaksi dekomposisi yang terjadi adalah hanya terdekomposisi sebagian atau tidak sempurna. Variabel – variabel yang mempengaruhi reaksi adalah suhu, tekanan, komposisi feed dan waktu reaksi. Konversi amonium karbamat menjadi urea berlangsung hanya dalam fasa cairan, sehingga diperlukan tekanan tinggi. Suhu dan tekanan tinggi meningkatan konversi menjadi urea. Reaksi di atas dijalankan pada suhu 196 oC dan tekanan 200 kg/cm2. Reaksi samping yang tidak diinginkan adalah pembentukan dimer yang dinamakan biuret, (NH2CONHCONH2.H2O) yang kadarnya tidak boleh tinggi karena mengganggu pertumbuhan tanaman. Tahap proses pembuatan urea: a. Unit Sintesa.



Program Studi S1 Teknik Kimia Fakultas Teknik Industri – UPN Veteran Yogyakarta



56



Laporan Kerja Praktik Industri PT Pupuk Kujang Cikampek



b. Unit Pemurnian. a. High Pressure Decomposer (HPD) b. Low Pressure Decomposer (LPD) c. Gas Separator



c. Unit Recovery 1. Daerah Off Gas Condenser 2. Daerah Off Gas Absorber 3. Daerah Low Pressure Absorber 4. Daerah High Pressure Absorber 5. Daerah Amonia Recovery Absorber (ARA) d. Unit Kristalisasi dan Pembutiran. - Crystalizer - Centrifuge - Fluidized Dryer - Prilling Tower 3.2.1.



Unit Sintesa Pada unit ini bertujuan untuk mensintesa urea. Umpan pada unit ini



terdiri dari gas karbondioksida, amonia cair, dan larutan karbamat recycle. Alat utamanya adalah reaktor sintesa (DC-101) berupa bejana tegak yang beroperasi pada suhu 195 °C dan tekanan 200 kg/cm2. Jika temperatur



Program Studi S1 Teknik Kimia Fakultas Teknik Industri – UPN Veteran Yogyakarta



57



Laporan Kerja Praktik Industri PT Pupuk Kujang Cikampek



rendah pada reaktor akan menurunkan konversi karbamat menjadi urea sehingga akan mengakibatkan bertambahnya larutan recycle karbamat. Sebaliknya bila temperatur reaktor melebihi 195 °C akan terjadi proses lining di dalam reaktor akan naik dengan cepat. Demikian juga tekanan kesetimbangan dari pada campuran reaksi mungkin akan melebihi tekanan dalam reaktor sehingga akan mengakibatkan rendahnya konversi karbamat menjadi urea. Menurut kapasitas rancang, waktu tinggal dalam reaktor adalah 25 menit. Karena zat pereaksi dan produk bersifat korosif maka seluruh permukaan yang kontak dengan larutan diberi lapisan pelindung stainless steel. Biasanya baja tahan karat dan stainless steel juga terkorosi oleh reaktan, tetapi dengan penambahan oksigen (udara antikorosi), maka daya tahan yang diperoleh lebih tinggi. Sistem pelapisan stainless steel juga menggunakan sistem lining. Pada unit urea ini diproduksi melalui reaksi eksotermis yang tinggi dari NH3 dan CO2 untuk membentuk amonium karbamat, diikuti oleh dehidrasi endotermis amonium karbamat membentuk urea. Reaksi amonium karbamat menjadi urea hanya berlangsung pada fase cair sehingga dibutuhkan tekanan yang tinggi. Kenaikan temperatur dan tekanan akan menambah konversi pembentukan urea hingga batas tertentu. Reaktor ini mendapat umpan berupa gas CO2, amonia cair, dan larutan karbamat recycle. Gas CO2 yang berasal dari pabrik amonia dengan P = 0,6 kg/cm2 dan T = 38 °C diinjeksikan dengan udara antikorosi sebesar 340 m 3 yang mengandung oksigen 2.550 ppm, diumpankan ke Knock Out Drum (FA161) untuk menghilangkan partikel padatan dan tetesan cairan yang terdapat di dalamnya. Penambahan udara bertujuan untuk menghambat terjadinya korosi pada Urea Synthetic Reactor (DC-101) karena oksigen yang ada di



Program Studi S1 Teknik Kimia Fakultas Teknik Industri – UPN Veteran Yogyakarta



58



Laporan Kerja Praktik Industri PT Pupuk Kujang Cikampek



dalam udara berfungsi untuk mengoksidasi stainless steel karena stainless steel aktif sebagai penahan korosi bila keadaan teroksidasi. Gas CO2 dikompresikan oleh CO2 Booster Compressor (GB-102) mengalami kenaikan tekanan dari P = 0,6 kg/cm 2 menjadi 27 kg/cm2. Jenis kompressor yang digunakan adalah Multi Stage Centrifugal yang digerakkan oleh steam. Tekanan ini belum cukup tinggi untuk terjadinya reaksi di reaktor, maka dikompresikan lagi tekanannya sampai menjadi 200 kg/cm2 oleh CO2 Compressor (GB-101). Jenis kompressor ini adalah Two Stage Reciproating Double Acting dan digerakkan oleh steam. Gas CO2 masuk ke Reactor Synthetis Urea (DC-101) melalui bagian bawah reaktor dengan tekanan 200 kg/cm2 dan temperatur 123 °C dan sebagian dialirkan ke Low Pressure Decomposer (DA-202) sebagai proses stripping. Cairan amonia dengan tekanan 18 kg/cm2 dan temperatur 30 °C sebagai umpan diperoleh dari pabrik amonia yang ditampung dalam Ammonia Reservoir (FA-401) terlebih dahulu sebelum digunakan. Di dalam Ammonia Reservoir ini, amonia bercampur dengan amonia dari proses recovery yang berasal dari Ammonia Condenser (EA-404 A-D). Amonia cair dari Ammonia Reservoir dipompa oleh Ammonia Boost Up Pump (GA-404 A/B) tipe sentrifugal dan mengalami kenaikan tekanan dari 18 kg/cm2 menjadi 23 kg/cm2. Aliran amonia ini dibagi menjadi dua yaitu sebagian digunakan sebagai penyerap pada High Pressure Absorber (DA-401) dan sebagian cairan dipompa lagi oleh Liquid Ammonia Feed Pump (GA-101 A/D) Reciprocating Type mengalami kenaikan tekanan dari 23 kg/cm2 menjadi 200 kg/cm2 dan diumpankan ke bagian bawah Reactor Synthetis Urea (DC-101) yang sebelumnya terlebih dahulu dipanaskan di dua Ammonia Preheater yaitu (EA-101) yang menggunakan hot water dengan suhu 93 °C sebagai media pemanasnya dan (EA-102) yang menggunakan Steam Condensat sebagai media pemanasnya hingga dicapai suhu sekitar



Program Studi S1 Teknik Kimia Fakultas Teknik Industri – UPN Veteran Yogyakarta



59



Laporan Kerja Praktik Industri PT Pupuk Kujang Cikampek



81,4 °C sebelum masuk ke reaktor urea, agar memberikan panas yang cukup untuk mempertahankan suhu di puncak reaktor tetap sekitar 195 °C. Larutan karbamat recycle dari High Pressure Absorber Cooler (EA101) dipompakan oleh Recycle Solution Boost Up Pump (GA-401 A,B) Centrifugal Type dengan tekanan 16,5 kg/cm2. Kemudian dipompakan oleh Recycle Solution Feed Pump (GA-102 A,B) Reciprocating Type dengan tekanan 200 kg/cm2 dan temperatur 100 °C. Aliran sirkulasi larutan karbamat recycle melalui suction line dari Recycle Feed Pump (GA-102 A,B) kembali ke High Pressure Absorber Cooler (EA-401) diperlukan untuk mencegah pemadatan larutan karbamat di dalam pipa. Reaksi yang terjadi di dalam reaktor (DC-101) adalah sebagai berikut: 2NH3 (l) + CO2 (g) ↔ NH2COONH4 (l) ∆H = +38 Kkal/mol Ammonia Karbondioksida Ammonium karbamat NH2COONH4 (l) ↔ NH2CONH2 (l) + H2O (l) Ammonium karbamat



Urea



∆H = -7,7 KKal/mol Air



Ammonia cair dan gas CO2 yang masuk ke reaktor diatur agar memiliki perbandingan mol 4:1 untuk mencegah terbentuknya senyawa biuret dari hasil penguraian sebagai berikut: NH2CONH2 ↔ NH2CONHCONH2 + NH3 Urea



Biuret



Ammonia



Variabel utama yang mempengaruhi reaksi di dalam reaktor (DC-101) adalah : a. Temperatur Pada kondisi yang optimal temperatur di dalam reaktor adalah sekitar 200oC yaitu temperatur dimana konversi mendekati keseimbangan dengan waktu tinggal 0,3-1 jam. Temperatur di reaktor dapat dikontrol dengan mengatur jumlah amonia dan



Program Studi S1 Teknik Kimia Fakultas Teknik Industri – UPN Veteran Yogyakarta



60



Laporan Kerja Praktik Industri PT Pupuk Kujang Cikampek



larutan karbamat recycle yang masuk reaktor. Selain itu dapat juga dilakukan dengan mengatur temperatur amonia umpan di EA-101. Temperatur di reaktor dicatat oleh suatu temperatur recorder yang sensornya mengambil tempat di sepanjang reaktor. b. Tekanan Tekanan optimum yang diambil untuk ini adalah 200 Kg/cm 2, pemilihan tekanan operasi ini juga dipertimbangkan berdasarkan reaksi amonium karbamat menjadi urea hanya terjadi pada fase cair. Fase ini dapat dipertahankan dengan operasi pada tekanan tinggi dan temperatur tinggi.



c. Perbandingan NH3 dan CO2 Selain dapat mengatur dalam reaktor, maka jumlah amonia dapat pula mempengaruhi reaksi secara langsung. Adanya amonia berlebih akan mempercepat reaksi (reaksi akan bergeser ke arah produk), selain itu amonia berlebih akan membentuk biuret. Terbentuknya biuret sangat tidak diinginkan karena senyawa ini merupakan racun bagi tanaman. d. Jumlah air Jumlah air akan mempengaruhi reaksi (peruraian karbamat menjadi urea dan air). Adanya air akan mengurangi konversi terbentuknya urea. Produk-produk yang keluar dari reaktor ini terdiri dari urea, air, amonium karbamat, biuret, dan kelebihan amonia.



Program Studi S1 Teknik Kimia Fakultas Teknik Industri – UPN Veteran Yogyakarta



61



Laporan Kerja Praktik Industri PT Pupuk Kujang Cikampek



3.2.2.



Unit Purifikasi Unit ini bertujuan untuk memisahkan urea dari campuran yang tidak



dikehendaki yaitu memisahkan ammonia berlebih dan ammonium karbamat yang belum bereaksi menjadi urea dengan tiga langkah dekomposisi yaitu dengan tekanan 17 kg/cm2, tekanan 2,5 kg/cm2, dan tekanan atmosferik. Campuran gas dan zat cair yang keluar dari reaktor urea (DC-101) mengalir ke seksi dekomposisi di mana semua excess amonia dan amonium karbamat dipisahkan sebagai gas-gas dari larutan urea dengan cara Thermal Decomposition (penguraian dan pemanasan) yakni dengan menurunkan tekanan dan menaikkan temperatur di dalam High Pressure Decomposer (DA-201), Low Pressure Decomposer (DA-202), dan Gas Separator (DA203). Penurunan tekanan secara bertahap ini bertujuan untuk mengurangi terjadinya reaksi samping yang tidak dikehendaki. Ada beberapa reaksi yang perlu diperhatikan pada seksi ini, yaitu: a. Reaksi dekomposisi ammonium karbamat NH2COONH4 ↔ 2NH3 + CO2 Ammonium karbamat Ammonia Karbondioksida Reaksi berlangsung pada suhu antara 120oC – 165oC, kenaikan suhu dan penurunan tekanan akan memperbesar hasil reaksi dekomposisi ini. b. Reaksi hidrolisa urea NH2COONH2 Urea



+



H2O Air



↔



NH3 + CO2 Ammonia Karbondioksida



Reaksi ini berlangsung pada suhu tinggi, tekanan rendah dan waktu tinggal lama. c. Reaksi pembentukan biuret 2NH2CONH2



+ H2O ↔ NH2CONHCONH2 + NH3



Program Studi S1 Teknik Kimia Fakultas Teknik Industri – UPN Veteran Yogyakarta



62



Laporan Kerja Praktik Industri PT Pupuk Kujang Cikampek



Urea



Air



Biuret



Ammonia



Reaksi ini berlangsung pada tekanan parsial amonia yang rendah dan suhu diatas 90oC. Reaksi (a) diinginkan bergeser ke arah kanan, sedangkan reaksi (b) dan (c) diinginkan bergeser ke kiri, hal ini akan memperbesar hasil urea. Kadar maksimal biuret diinginkan dalam produk urea adalah 0,5%. 3.2.2.1.



High Pressure Decomposer (DA-201)



High Pressure Decomposer (DA-201) terbagi menjadi tiga bagian, yaitu : a.



Bagian paling atas disebut Flashing Section



b.



Bagian tengah disebut Stripping Section



c.



Bagian bawah disebut Falling Film Heater



High



Pressure



Decomposer



(DA-201)



berfungsi



untuk



memisahkan excess amonia dari hasil reaksi dan mengubah amonium karbamat menjadi amonia dan gas karbondioksida dengan cara menaikkan suhu dan menurunkan tekanan. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut : NH2COONH4 (l) ↔ 2 NH3 (g) + CO2 (g) Ammonium carbamate



Ammonia



Karbon dioksida



Reaksi di dalam HPD berlangsung pada temperatur tinggi dan tekanan rendah. Jika temperatur terlalu tinggi dan tekanan terlalu rendah maka akan terjadi rekasi samping dengan terbentuknya biuret. Dekomposisi ini dilakukan pada suhu 120 – 165 °C dengan tekanan 17 kg/cm2. Setelah dilakukan optimasi, maka didapatkan temperatur dan tekanan operasi adalah 165 °C dan 17 kg/cm2. Reaksi samping yang tidk dikehendaki antara lain : 1. Hidrolisa Urea



Program Studi S1 Teknik Kimia Fakultas Teknik Industri – UPN Veteran Yogyakarta



63



Laporan Kerja Praktik Industri PT Pupuk Kujang Cikampek



NH2CONH2 (aq) + H2O (l) ↔ 2 NH3 (g) + CO2 (g) Urea air ammonia Karbondioksida 2. Pembentukan Biuret NH2COONH2 (l) ↔ NH2CONHCONH2 (l) + NH3 (g) Ammonium kabamat Biuret Ammonia Selama dekomposisi, hidrolisa urea menjadi faktor paling penting karena hidrolisa akan mengurangi urea yang terbentuk sebagai produk yang dikehendaki, maka kondisi operasi harus dikontrol dengan ketat untuk memperkecil kehilangan produk. Hidrolisa terjadi pada temperatur tinggi, tekanan rendah dan waktu tinggal yang lama, maka alat pemurnian dan kondisi operasinya dipilih secara cermat untuk menghindari faktor-faktor tersebut serta agar diperoleh hasil urea yang tinggi. Pembentukan biuret merupakan faktor lain yang perlu diperhatikan, baik dalam proses pemurnian maupun dalam proses finishing. Pada tekanan parsial amoniak yang rendah serta temperatur di atas 90 oC, urea terkonversi membentuk biuret dan amonia, reaksi pembentukan biuret ini reversibel dan faktor yang berpengaruh pada reaksi tersebut adalah suhu, konsentrasi, dan waktu tinggal. Uraian proses Campuran hasil reaksi dari Reactor Synthesa Urea (DC-101) berupa urea, excess NH3, CO2, H2O, dan biuret pada temoeratur 195 °C dan tekanan 200 kg/cm2 akan memasuki bagian atas HPD (DA201) dengan tekanan 17 kg/cm2 dan temperatur 125 °C pada Flashing Section cairan mengalami penurunan tekanan yang besar, sehingga



komponen



volatil



akan



terpisah



dari



cairannya.



Program Studi S1 Teknik Kimia Fakultas Teknik Industri – UPN Veteran Yogyakarta



64



Laporan Kerja Praktik Industri PT Pupuk Kujang Cikampek



Komponen yang terlepas sebagian besar adalah NH 3 berlebih yang disuplai di reaktor dan keluar melalui bagian atas HPD. Gas akan menguap ke atas, sedangkan cairannya turun ke bagian tengah (stripping section) melalui empat buah sieve tray untuk menstripping



cairan agar gas yang terlarut dapat terlepas. Dalam



stripping



section



ini,



cairan



akan



bertemu



dengan



gas



bertemperatur tinggi dari Reboiler for High Pressure Decomposer (EA-201) dan gas dari Falling Film Heater sebagai pemanas. Setelah melewati stripping section maka gas-gas yang terlarut akan lepas dan mengalir ke atas, sedangkan cairannya akan mengalir ke Boiler for High Pressure Decomposer (EA-201). Pada Reboiler for High Pressure Decomposer (EA-201), cairan dipanaskan hingga 148 °C oleh Middle Pressure Steam 12 kg/cm2 dan hampir semua kelebihan amonia dan amonium karbamat dilepas sebagai gas. Cairan yang keluar dari Reboiler for High Pressure Decomposer (EA-201) sebagai umpan Decomposser melewati tube-tube pemanas dalam bentuk film yang disebut Falling Film Heater sampai temperatur 165 °C. Falling Film Heater digunakan untuk memperkecil waktu tinggal larutan yang ada di dalam heater dengan maksud untuk mengurangi pembentukan biuret serta hidrolisa urea. Pada bagian bawah HPD diinjeksikan kompresor (air passive) (GB-201) sebesar 2500 ppm sebagai pelindung korosi di dalam HPD. Gas-gas yang keluar dari bagian atas HPD (DA-201) mengalir ke bagian atas LPD (DA-202). 3.2.2.2.



Low Pressure Decomposer



Low Pressure Decomposer (DA-202) terdiri dari empat buat sieve tray di bagian atas dan sebuah packed bed di bagian bawah Program Studi S1 Teknik Kimia Fakultas Teknik Industri – UPN Veteran Yogyakarta



65



Laporan Kerja Praktik Industri PT Pupuk Kujang Cikampek



yang berfungsi untuk menyempurnakan dekomposisi setelah keluar dari HPD (DA-201). Mula-mula cairan berasal dari HPD dilewatkan pada Heat Exchanger (EA-203). Heat Exchanger ini bertujuan untuk memanfaatkan panas dari larutan karbamat yang keluar dari HPD (DA-201) yang bertemperatur 165 °C dan tekanan 17 kg/cm2 untuk pemanasan awal larutan hasil flashing pada unit LPD (DA-202) dan temperatur dijaga 117 °C (top) sampai 115 °C (bottom) sebelum dipanaskan kembali pada reboiler (EA-202). Larutan karbamat yang keluar dari Heat Exchanger ini memiliki temperatur 145 °C dan tekanan 17 kg/cm2 menjadi 2,5 kg/cm2. Campuran hasil flashing masuk ke bagian atas LPD (DA-202) dan larutan yang berasal dari Off Gas Absorber (DA-402) akan bercampur dengan keluaran HPD untuk mengalami flashing section. Proses yang terjadi pada sieve tray ini sama dengan yang terjadi di bagian atas HPD (DA-201). Cairan mengalir ke bawah melalui empat buah sieve tray pada bagian stripping section dan setelah melewati Reboiler for Low Pressure Decomposer (EA-202) untuk mengalami pemanasan, cairan turun ke bagian bawah LPD (DA202) berupa raschig ring packed bed. Larutan di dalam LPD (DA202) dpanaskan oleh Low Pressure Steam dengan tekanan 7 kg/cm2 dan temperatur 130 °C. Gas CO2 diinjeksikan dari bagian bawah LPD oleh CO2 Booster Compressor (GB-102) dengan tekanan 27 kg/cm2 agar sisa amonia yang terdapat di dalam larutan dapat distripping oleh sebagian gas CO2. Gas-gas yang keluar dari LPD (DA-202) dikirim ke Low Pressure Absorber (EA-402) pada tekanan 2,5 kg/cm2, sedangkan



Program Studi S1 Teknik Kimia Fakultas Teknik Industri – UPN Veteran Yogyakarta



66



Laporan Kerja Praktik Industri PT Pupuk Kujang Cikampek



larutannya hampir semua kelebihan amonia dan amonium karbamat sudah dipisahkan, mengalir ke Gas Separator (DA-203). 3.2.2.3.



Gas Separator (DA-203)



Gas Separator berfungsi untuk memurnikan urea yang keluar dari Low Pressure Decomposser (DA-202). Gas Separator (DA203) terdiri dari dua bagian, yaitu bagian atas yang beroperasi pada temperatur 106 °C, tekanan 0,3 kg/cm2, dan bagian bawah berupa Packed Bed beroperasi pada tekanan atmosfer dan temperatur 92 °C. Cairan keluaran dari LPD berupa sisa gas NH 3 dan CO2 akan mengalami flashing section yaitu penurunan tekanan ddari 2,5 kg/cm2 menjadi 0,3 kg/cm2. Gas-gas yang telah terpisah akan mengalir



menuju



Off



Gas



Condensor



(EA-406),



untuk



mengkondensasikan gas pada unit recovery sedangkan cairan dari flashing section akan menuju bagian bawah berupa raschig ring packed bed melalui semacam leher angsa untuk menjaga agar gasgas yang telah terpisah tidak masuk ke flashing section. Cairan yang jatuh di bagian bawah raschig ring packed bed akan mengalami kontak dengan gas yang keluar dari Off Gas Absorber (DA-402) sebagai stripping pada unit recovery dan disertakan hembusan udara dari Off Gas Circulation Blower (GB-401) dengan tekanan atmosfer dan temperatur 36 °C melalui distributor di bawah packed bed. Gas-gas dari bagian atas dan bagian bawah digabungkan bersama-sama lalu dikirim ke Off Gas Condensor (EA-406). Suhu bagian bawah Gas Separator (DA-203) dengan konsentrasi sekitar 70 – 75% yang selanjutnya dikirim ke unit kristalisasi dan prilling.



Program Studi S1 Teknik Kimia Fakultas Teknik Industri – UPN Veteran Yogyakarta



67



Laporan Kerja Praktik Industri PT Pupuk Kujang Cikampek



Gambar 3.13. Diagram Alir Unit Purifikasi Pemeriksaan kondisi peralatan dan pencatatan parameter pengendalian proses operasi pada unit purifikasi dilakukan setiap dua jam dalam rekaman mutu unit purifikasi oleh operator panel dan operator unit purifikasi. 3.2.3.



Unit Recovery Dalam proses Mitsui Toatsu Total Recycle C Improved, gas-gas yang



tidak bereaksi dikembalikan dalam bentuk larutan. Gas-gas campuran dari decomposer diserap oleh amonia cair atau larutan di dalam masing-masing absorber kemudian dikembalikan ke reaktor sintesa (DC-101). Gas dari gas separator diserap di off gas absorber (DA-402), gas dari LPD diserap di low pressure absorber (EA-402), dan gas dari HPD diserap di high pressure absorber (DA-401). 3.2.3.1. Off Gas Recovery System Gas dari Gas Separator (DA-203) dengan tekanan 0,3 kg/cm2 dan temperatur 106 °C akan dikondensasikan ke dalam Off Gas



Program Studi S1 Teknik Kimia Fakultas Teknik Industri – UPN Veteran Yogyakarta



68



Laporan Kerja Praktik Industri PT Pupuk Kujang Cikampek



Condensor (EA-406) dan didinginkan sampai temperatur 61 °C menggunakan cooling water sebagai media pendinginnya. Larutan kondensasi akan ditampung dalam Off Gas Absorber Tank (FA203) berupa larutan karbamat kemudian dipompakan oleh Off Gas Absorber Pump (GA-408) sampai tekanan 2 kg/cm2. Setelah itu larutan didinginkan dalam Off Gas Final Cooler (EA-408) untuk memperbesar penyerapan gas dengan media pendinginnya cooling water sampai temperaturnya 36 °C sedangkan gas-gas yang belum terkondensasi akan masuk ke bagian bawah Off Gas Absorber (DA-402). Larutan ini bertindak sebagai absorben bagi gas yang tidak terabsorbsi. Off Gas Absorber (DA-402) terdiri dari packed bed yang berfungsi untuk tempat kontak antara larutan karbamat hasil kondensasi degan gas-gas yang tidak terkondensasi di dalam Off Gas Condensor (EA-406) dan dari Low Pressure Absorber (EA402). Larutan yang telah kontak dengan gas akan keluar dari bagian bawah Off Gas Absorber (DA-402) dengan suhu 45 °C dan tekanan atmosfer akan dipompa oleh Off Gas Recycle Pump (GA-407) kemudian didinginkan dengan Off Gas Absorber Cooler (EA-407) sebagai larutan recycle di dlaam Off Gas Absorber (DA-402). Gas NH3 akan keluar melewati bagian atas Off Gas Absorber (DA-402) disertakan Gas Circulation Blower (GB-401) dengan tekanan atmosfer dan temperatur 56 °C untuk dikirim ke Gas Separator (DA-203) sebagai stripping gas CO2 dan NH3. Larutan hasil penyerapan dari Off Gas Absorber (DA-402) berupa larutan karbamat dibagi menjadi dua yaitu larutan pertama dikirim ke Low Pressure Absorber (EA-402) sebagai penyerap CO2 dan Low Pressure Decomposer (DA-202) untuk mengalami proses



Program Studi S1 Teknik Kimia Fakultas Teknik Industri – UPN Veteran Yogyakarta



69



Laporan Kerja Praktik Industri PT Pupuk Kujang Cikampek



purifikasi kembali melalui LPA Pump (GA-403) dan larutan kedua dikirim ke Off Gas Absorber Cooler melalui Off Gas Recycle Recovery Pump (GA-407). 3.2.3.2. Recovery Gas dari Low Pressure Decomposer Gas-gas dari LPD (DA- b402) dengan tekanan 2,5 kg/cm 2 dan temperatur 117 °C dikondensasikan dan diserap sempurna melalui bagian bawah LPA (EA-402). Sebagai penyerap digunakan larutan karbamat encer dari Off Gas Absorber ditambah air murni (steam condensate) yang berfungsi untuk menjaga temperatur di LPA (EA-402) suhu 45 °C dan tekanan 2,2 kg/cm 2. Reaktan dalam gas akan diabsorbsi dengan mother liquor yang dialirkan dari Mother Liquor Tank (FA-203) oleh Mother Liquor Pump (GA-203) yang mempunyai konsentrasi karbamat 30 – 40%. Larutan



akan



bercampur



dalam



bagian



shell



LPA



mengabsorbsi reaktan yang terkandung pada aliran gas yang berasal dari LPD. Gas yang tidak terserap akan terserap akan mengalir ke atas dan diabsorb dengan larutan karbamat dari Off Gas Absorber (DA-402) dalam packed bed sebagai penyerap CO2 sedangkan gas yang masih belum terserap di LPA (EA-402) kan masuk ke Off Gas absorber (DA-402) bagian bawah bercampur dengan gas-gas yang tidak terkondensasi di dalam Off Gas Condensor (EA-406) untuk dilakukan penyerapan kembali. Tekanan dalam LPA (EA-402) sangat penting untuk dilakukan penyerapan kembali. Tekanan dalam LPA (EA-402) sangat penting untuk dikontrol. Tekanan yang melebihi 2,5 kg/cm2 akan menyebabkan penguraian lebih lanjut dalam Gas Separator (DA203). Bila tekanan terlalu rendah akan menyebabkan kesukaran pengiriman larutan dari LPD (DA-202) ke Gas Separator (DA-



Program Studi S1 Teknik Kimia Fakultas Teknik Industri – UPN Veteran Yogyakarta



70



Laporan Kerja Praktik Industri PT Pupuk Kujang Cikampek



203). Larutan yang telah mengabsorbsi reaktan akan mengalir ke bawah dipompa melalui HPA Pump (GA-402) dengan tekanan 16 kg/cm2 dan temperatur 37 °C kemudian dialirkan ke bagian atas HPA (DA-401) untuk menyerap CO2. 3.2.3.3. Recovery Gas dari High Pressure Decomposer Gas-gas yang berasal dari HPD (DA-201) dengan tekanan 17 kg/cm2 dan temperatur 123 °C pada unit purifikasi akan dialirkan ke HPAC (EA-401). Disini terjadi penyerapan CO 2 oleh slurry dari HPA (DA-401) kurang lebih 65% dari seluruh CO 2 yang berasal dari HPD. Sebagai zat penyerapnya berasal dari larutan karbamat. High Pressure Absorber Cooler (EA-401) berbentuk seperti heat exchanger tipe shell and tube yang terletak secara horizontal di mana pendinginnya mengalir dalm tube sedangkan larutan karbamat mengalir dalam shell dengan kondisi operasi tekanan 16,5 kg/cm2 dan temperatur 83 °C. Di dalam HPAC (EA-401) terdapat tiga fluida pendingin yaitu yang pertama larutan urea sirkulasi dari Crystallizer (FA-201) yang mengambil kelebihan panas sekitar 65%, yang kedua cooling water mengambil kelebihan panas sekitar 15%, yang ketiga hot water mengambil kelebihan panas sekitar 25%. Temperatur di HPAC (EA-401) dijaga pada suhu 98 °C dan tekanan 17 kg/cm2. Hasil penyerapan berupa larutan amonium karbamat kemudian dipompa ke reaktor sebagi recycle sedangkan gas yang tidak terserap mengalir ke HPA (DA401). HPA (DA-401) mempunyai dua bagian utama, bagian atas berupa bubble cap tray 4 tingkat sedangkan bagian bawah raschig ring packed bed. Kondisi operasi dijaga pada temperatur 47 °C dan tekanan 16,5 kg/cm2. Larutan dari penyerapan berupa slurry yang Program Studi S1 Teknik Kimia Fakultas Teknik Industri – UPN Veteran Yogyakarta



71



Laporan Kerja Praktik Industri PT Pupuk Kujang Cikampek



keluar



HPA (DA-401) dari bagian bawah yang selanjutnya



digunakan sebagai media penyerap di HPAC (EA-401). Gas yang lolos dari penyerapan berupa gas amonia murni dikondensasikan di Ammonia Condensor (EA-404 A-D) untuk kemudian disimpan di Ammonia Recovery Absorber (EA-405 A-D) untuk meningkatkan amonia hingga di atas 90% dengan media penyerap adalah Steam Condensate. Gas amonia dialirkan ke bagian atas HPA (DA-401) melalui Amonia Pump (GA-405) agar sisa karbondioksida dapat diserap secara sempurna. Larutan hasil absorbsi berupa karbamat yang keluar dari HPAC (EA-401) dipompakan oleh Recycle Solution Boost Up Pump (GA-102) menuju reaktor sintesa urea (DC-101). 3.2.3.4. Ammonia Recovery Absorber Fraksi gas yang tidak mengembun di Ammonia Condenser digelembungkan pada pipa separger dibagian bawah Ammonia Recovery Absorber (EA-405 ) dan ditambahkan sedikit air untuk. Gas yang tidak diserap oleh



tahap absorbsi dalam ARA ini



kemudian dibuang ke atmosfer. 3.2.4.



Unit Kristalisasi dan Pembutiran Unit ini betujuan untuk membentuk urea butiran dari larutan urea yang



berasal dari Gas Separator (DA-203) kemudian dilanjutkan ke proses kristalisasi sehingga urea siap dijadikan butiran. Pada tahap ini terdiri atas empat langkah, yaitu: pengkristalan, pemisahan, pengeringan, dan pembutiran. Peralatan utama yang terlibat pada seksi ini adalah crystallizer, centrifuge, fluidized dryer, dan prilling tower. 3.2.4.1. Pengkristalan Program Studi S1 Teknik Kimia Fakultas Teknik Industri – UPN Veteran Yogyakarta



72



Laporan Kerja Praktik Industri PT Pupuk Kujang Cikampek



Unit ini berfungsi untuk membentuk urea menjadi butiran dari urea yang berasal dari Gas Separator (DA-203) yang masih mengandung 25% air. Larutan urea yang mempunyai konsentrasi 70 -75% yang berasal dari Gas Separator (DA-203) dipompakan oleh Urea Solution Feed Pump (GA-205) dialirkan ke bagian bawah Crystallizer (FA-201) untuk dikristalkan secara vakum. Crystallizer ini terbagi menjadi dua bagian, bagian atas berupa Vacuum Concentration dengan Vacuum Generator (EE-201) yang terdiri dari Steam Ejector tingkat I dan II dengan Barometric Condensor tingkat I dan II. Bagian bawah berupa Crystallizer dengan agitator di mana terbentuk kristal-kristal urea dalam larutan slurry dengan kadar 80%. Vacuum Concentrator beroperasi pada tekanan 72,5 mmHgabs dan temperatur 60 °C, kristalisasi secara vakum dipilih karena pemanfaatan panas yang effisien sehingga penguapan air dapat dilakukan pada suhu yang lebih rendah. Kemudian dengan menggunakan Circulation Pump for Crystallizer (GA-201),



larutan



urea



dari



bagian



bawah



Cystallizer



disirkulasikan ke Vacuum Concentrator untuk dipekatkan dan sebagian telah dilewatkan ke HPAC (EA-401) untuk menyerap panas. Panas digunakan untuk proses pem-vakuman di Crystallizer pada permukaan atas. Panas yang berasal dari larutan yang keluar dari HPAC memberikan panas 65% dari total yang dibutuhkan untuk penguapan air. Crystallizer dilengkapi dengan jaket air panas untuk mencegah terbentuknya endapan urea pada dindingnya. 3.2.4.2. Pemisahan Proses ini bertujuan untuk memisahkan kristal urea dari larutan induknya. Proses ini terjadi pada Centrifudge (GF-201) yang berjumlah lima buah dan bekerja secara paralel. Larutan slurry urea dari Crystallizer bagian bawah dipompa oleh Slurry Program Studi S1 Teknik Kimia Fakultas Teknik Industri – UPN Veteran Yogyakarta



73



Laporan Kerja Praktik Industri PT Pupuk Kujang Cikampek



Feed Pump (GA-202) dialirkan ke Centrifudge (GF-201 A-E) untuk dipisahkan kristal urea dari larutan induknya berdasarkan gaya sentrifugal sehingga dihasilkan kristal urea dengan kadar air 2,4% dan sebagian disirkulasi kembali ke Crystallizer untuk mencegah kebuntuan pipa. Larutan induk ditampung di Mother Liquor Tank (FA-203) yang dilengkapi Steam Heating Tube untuk mencegah terjadinya kristalisasi. Untuk mencegah terjadinya akumulasi biuret dalam Mother Liquor Pump (GA-203) maka larutan induk dipompakan ke dalam LPA (EA-402) sebagai penyerap CO2 dan ke Crystallizer untuk dikristalkan. 3.2.4.3. Pengeringan Kristal urea dari Centrifudge masuk ke Fluidizing Dryer (FF301). Di Fluidizing Dryer (FF-301), kristal urea dikeringkan sampai kandungan airnya 0,1 – 0,3% dengan hembusan udara dari Forced Fan Dryer (GB-301) yang telah melewati pemanasan udara (EC-301) atau Air Heater for Dryer dengan menggunakan steam condensate dan steam bertekanan rendah 4 kg/cm2. Udara panas yang masuk ke Fluidizing Dryer (FF-301) dijaga suhunya 120 °C dan tidak boleh melebihi 130 °C sebab ada kemungkinan terjadi pelelehan urea di Fluidizing Dryer (FF-301). Kristal-kristal urea dengan bantuan hembusan udara pengering dari Induced Fan (GB302) dan Pneumatic Duct akan terhisap ke atas Prilling Tower (I301). Kristal urea yang ukurannya terlalu besar (berupa gumpalan) dibawa ke tepi oleh sudu-sudu pengaduk untuk kemudian dilarutkan kembali ke Dissolving Tank I (FA-302) untuk dipompakan ke Mother Liquor Tank (FA-203). 3.2.4.4. Pembutiran



Program Studi S1 Teknik Kimia Fakultas Teknik Industri – UPN Veteran Yogyakarta



74



Laporan Kerja Praktik Industri PT Pupuk Kujang Cikampek



Kristal-kristal urea dengan kadar 99,8% dengan bantuan udara pengering dan hisapan dari Induced Fan for Dryer (GB-301) dan Pneumatic Duct akan terhisap ke atas Prilling Tower (TA-301). Kristal yang terhisap ke atas Prilling Tower (TA-301) ini memasuki 4 buah Cyclone (FC-301) yang bekerja secara paralel. Dari bawah Cyclone kristal urea akan turun melewati Screw Conveyor (JD-301) untuk kemudian dilelehkan di Melter (EA-301). Debu-debu yang ukurannya kecil akan terhisap oleh Induced Fan (GB-302) dan masuk ke Dust Chamber (PF-302). Udara dikeluarkan ke atmosfer oleh Induced Fan for Prilling Tower (GB-304) Melter (EA-301) beroperasi pada temperatur 135 °C yaitu temperatur sedikit di atas titik leleh urea (132,70 °C) dengan menggunakan bantuan pemanas steam bertekanan rendah yaitu 7 kg/cm2. Temperatur ini dijaga hingga konstan agar pembentukan biuret dapat ditekan sekecil mungkin. Pengontrolan temperatur ini dapat dilakukan dengan jalan mengontrol laju alir steam yang digunakan sebagai pemanas pada Melter. Lelehan urea pada Melter kemudian mengalir ke Strainer for Distributor (FD-301) lalu ke Head Tank for Distribution (PF-301) yang berjumlah 12 buah. Constant Heat di atas dibutuhkan untuk mengontrol ukuran butiran urea yang keluar Distributor. Lelehan urea dari Distributor yang berbentuk tetesan-tetesan akan memadat selama jatuh ke dalam Fluidized Bed (FD-302) dengan temperatur 40 °C yang dihembus udara Blower dari bawah menggunakan steam yang berfungsi untuk memadatkan urea yang sudah berbentuk butiran agar tidak menempel satu sama lain. Butiran-butiran urea yang sudah terbentuk, kemudian masuk ke ayakan Trommel (FD-303), untuk selajutnya dikirim ke bagian



Program Studi S1 Teknik Kimia Fakultas Teknik Industri – UPN Veteran Yogyakarta



75



Laporan Kerja Praktik Industri PT Pupuk Kujang Cikampek



pengantongan (bagging) melalui Belt Conveyor sedangkan oversize butiran urea yang berukuran besar (gunpalan) jatuh dari ayakan masuk ke dalam Dissolving Tank II (FA-303) yang kemudian dikembalikan ke Mother Liquor Tank II (FA-303) untuk daur ulang. 3.3. Pengantongan Pengelolaan butiran urea di unit pengantongan dibagi menjadi beberapa bagian, yaitu : a. Sistem pengelolaan urea curah ( Bulk handling system ) b. Sistem pengantongan urea ( Bagging system ) c. Sistem pengelolaan urea kantong ( Bag handling system )



3.3.1. Sistem Pengelolaan Urea Curah Urea curah dari prilling tower dikirim ke unit pengantongan melalui belt conveyer toyo U-JF 301 lalu ditransfer ke belt conveyer 2801-VA/VB yang disebut juga transfer conveyer untuk ditampung dalam tempat penyimpanan sementara yang disebut surge hopper 2801 – VD yang dilengkapi dengan travelling triper 2801 – VE.



Bin storage juga



dilengkapi dengan high level dan low level switch yang menunjukkan kondisi bin penuh atau kosong. Ada 10 buah bin storage dalam unit ini, tetapi dalam kondisi normal hanya 4 yang beroperasi. Kapasitas tiap bin sebesar 80 ton. 3.3.2. Sistem Pengantongan Urea Pada bagian bawah bin storage teradapat mesin yang diatur untuk menimbang denga kapasitas 50 kg, dengan akurasi timbang ± 300 gram. Untuk memuat urea curah kedalam kantong operator tinggal memasang kantong pada bagian bawah weighing machine, kemudian menginjak pedal



Program Studi S1 Teknik Kimia Fakultas Teknik Industri – UPN Veteran Yogyakarta



76



Laporan Kerja Praktik Industri PT Pupuk Kujang Cikampek



yang disebut foot pedal switch untuk mencurahkan urea. Bila urea dengan tekanan yang diinginkan telah tercurah seluruhnya, maka kantong akan terlepas secara otomatis dan dibawa oleh belt conveyer menuju bagian penjahitan. Pada kondisi normal kapasitas mesin jahit adalah 12 bag/menit/mesin. Sesuai dengan bin storage yang beroperasi, maka jalur penjahit ada 4 buah. Untuk kontrol mutu, setiap 20 bag diambil 1 sampel untuk ditimbang ulang dan diteliti jahitannya. Bila hasilnya kurang, maka mesin penimbang diset ulang dan mesin jahit diperbaiki atau diperlambat kapasitas jahitnya. 3.3.3. Sistem Pengelolaan Urea Kantong Urea yang telah dikemas dalam karung plastik dan dijahit agar kuat ketika akan dibawa ke sarana angkutan atau gudang penyimpanan dengan belt conveyer. Sarana alat angkut yang tersedia adalah truk. Untuk truk digunakan short conveyor sebanyak 4 buah dan kapasitas normal rata-rata 1920 bag/jam/conveyer, kemudian conveyer 2480 – VA/VB, bag flattener, lalu ke overhead conveyer. Urea kantong yang tidak termuat dalam truk atau kereta api disimpan dalam gudang. Sistem penyimpanan yang digunakan adalah sistem pindang,



agar



kapasitas



penyimpanan



dapat



maksimum



dan



pengambilannya mudah. Kapasitas penyimpanan digudang ini adalah 25.000 ton urea yang dikantongi.



BAB IV UTILITAS DAN PENGOLAHAN LIMBAH 4.1.



Utilitas



Program Studi S1 Teknik Kimia Fakultas Teknik Industri – UPN Veteran Yogyakarta



77



Laporan Kerja Praktik Industri PT Pupuk Kujang Cikampek



Utilitas adalah sarana penunjang proses yang diperlukan pabrik agar dapat berjalan dengan baik. Penyediaan utilitas dapat dilakukan secara langsung dimana utilitas diproduksi di dalam pabrik tersebut atau secara tidak langsung yang diperoleh dari pembelian ke perusahaan – perusahaan yang menjualnya. Unit pendukung proses yang terdapat pada pabrik PT Pupuk Kujang antara lain: 4.1.1. Unit Penyediaan Air Water intake untuk pabrik PT Pupuk Kujang diambil dari Waduk Jatiluhur di Purwakarta. Station pompa water intake yang dimiliki oleh PT Pupuk Kujang ada 2 yaitu Water Intake Parung Kadali di Desa Curug dan Water Intake di Desa Cikao (Jatiluhur) 4.1.1.1.



Water Intake Parung Kadali Parung Kadali adalah station pompa yang berada di desa Parung Kadali dan mempunyai 3 buah pompa utama yaitu MP I, MP II, dan MP III dengan kapasitas masing – masing 5500 gpm dan penggerak motor dengan daya 500hp. Tenaga listrik yang digunakan dari PLN adalah 6000V sehingga dibutuhkan trafo stepdown untuk merubah menjadi 2300 V



4.1.1.2.



Water Intake Cikao Cikao adalah station pompa yang berada di desa Cikao (Jatiluhur). Dilengkapi dengan 2 buah pompa MP A dan MP B dengan kapasitas masing – masing 5500 gpm menggunakan tenaga listrik dari PLN tegangan 6000V dengan trafo stepdown 2300V.



Air dari kedua water intake ini dialirkan ke pabrik dan kolam penampungan untuk persediaan jika suplai terputus. Ada 8 (delapan) kolam penampungan di kawasan pabrik PT Pupuk Kujang. Kapasitas



Program Studi S1 Teknik Kimia Fakultas Teknik Industri – UPN Veteran Yogyakarta



78



Laporan Kerja Praktik Industri PT Pupuk Kujang Cikampek



total kolam ini adalah 700.000 m3. Kapasitas tempat penampungan cukup untuk mensuplai kebutuhan air di pabrik selama 2 (dua) bulan. Kebutuhan air untuk Plant Unit K-1A sebesar 900 m3/jam sedangkan Plant Unit K-1B sebesar 850 m3/jam. 4.1.2. Pengolahan Air Pengolahan air yang diproses terdiri dari 2 (dua) unit yaitu unit pretreatment dan unit demineralization (Demin). Di unit pretreatment dilakukan proses koagulasi, flokulasi, sedimentasi, dan filtrasi sehingga menghasilkan air bersih dengan pH 7 – 7,5 dan tingkat kekeruhan maksimal 2 ppm. Sedangkan di unit demineralization, air dan unit pretreatment dilakukan proses demin dengan melewati Activated Carbon Filter, Cation Exchanger, Degasifier, Anion Exchanger, dan Mix Bed Polisher sehingga menghasilkan air bebas mineral.



Gambar 4.1 Diagram Alir Raw Water Treatment System



4.1.2.1. Premix Tank



Program Studi S1 Teknik Kimia Fakultas Teknik Industri – UPN Veteran Yogyakarta



79



Laporan Kerja Praktik Industri PT Pupuk Kujang Cikampek



Mula-mula air baku diumpankan ke premix tank dengan debit 900 m3/jam, kemudian diaduk dengan putaran tinggi sekitar 1450 rpm sambil diinjeksikan bahan-bahan kimia berikut : a. Alum Sulfat Al2(SO4)3.6H2O, sebagai flokulan untuk mengikat kotoran menjadi flok-flok kecil. b. Klorin (Cl2) 0.3 - 1 ppm, sebagai bahan desinfektan yaitu pembunuh bakteri dan memecahkan zat-zat organik yang berbentuk koloid yang susah diikat oleh alum sulfat. Penambahan klorin berlebihan dapat menyebabkan pH air menurun (bersifat asam). Dalam premix tank dilakukan pengadukan agar terjadi percampuran yang sempurna antara zat-zat yang ditambahkan tersebut dengan air. Batasan operasi yang dikehendaki pH 6,3 – 6,8 dan kekeruhan 5 – 200 Ntu. Premix tank dilengkapi dengan agitator, berfungsi sebagai pengaduk air baku dengan bahan kimia agar larutan dapat homogen. Coagulant aid diinjeksikan pada aliran outlet premix tank. Coagulant aid berfungsi untuk mengikat flokflok kecil yang tidak terendapkan menjadi flok besar sehingga mudah mengendap. Koagulasi merupakan proses penggumpalan akibat penambahan zat kimia atau bahan koagulan ke dalam air. Flokulasi merupakan proses pembentukan inti flok hasil koagulasi sehingga menghasilkan flok yang lebih besar agar mudah untuk diendapkan. Koagulan yang digunakan dalam Premix Tank adalah aluminium sulfat (tawas).



Program Studi S1 Teknik Kimia Fakultas Teknik Industri – UPN Veteran Yogyakarta



80



Laporan Kerja Praktik Industri PT Pupuk Kujang Cikampek



Selain



dapat



menghilangkan



partikel-partikel



tersuspensi dan partikel-partikel koloid, proses flokulasi juga dapat mengurangi warna dan dapat mengurangi logamlogam terlarut. Efisiensi proses flokulasi dipengaruhi kadar dan jenis tersuspensi, pH larutan, kadar dan jenis koagulan, waktu dan kecepatan pengadukan. Penambahan gas Cl dimaksudkan untuk memecah zat organik yang terdapat dalam umpan air agar dapat terikat alum. 4.1.2.2. Clarifier dan Clear Well Keluar dari premix tank, air dimasukkan ke dalam clarifier, dimana flok-flok yang terbentuk diendapkan secara gravitasi sambil diaduk dengan putaran rendah sehingga



dapat



diendapkan



dengan



mudah.



Untuk



membantu terjadinya proses tersebut, air ditambah dahulu dengan koagulan aid 0,1 - 0,2 ppm sebelum masuk ke clarifier. Tujuannya adalah membantu menggabungkan partikel-partikel besar. Lumpur hasil pengendapan diblowdown (dibuang dari bawah), sedangkan air



keluar dari



bagian atas. Urutan terjadinya flokulasi adalah sebagai berikut : a. Alum bereaksi dengan air membentuk koloid Al(OH)3 Al2(SO4)3 + 6 H2O → 2 Al (OH)3 + 3 H2SO4 b. Koloid



Al(OH)3



yang



bermuatan



positif



mengabsorbsi partikel-partikel tersuspensi yang bermuatan negatif.



Program Studi S1 Teknik Kimia Fakultas Teknik Industri – UPN Veteran Yogyakarta



81



Laporan Kerja Praktik Industri PT Pupuk Kujang Cikampek



c. Koloid Al(OH)3 yang mengabsorbsi partikel-partikel negatif akan mudah mengendap dan membentuk lumpur. Air yang keluar dari clarifier ini



mempunyai



karakteristik sebagai berikut : -



pH 6,3 - 6,8



-



kekeruhan < 5 Ntu



-



kadar Cl 0,1 – 0.5 ppm



Untuk memenuhi syarat sebagai air kebutuhan pabrik, pH air harus dinaikkan antara 6,8 sampai dengan 7,5 dengan menambahkan NaOH, lalu dialirkan ke clear well sebagai tempat



penampungan



sementara.



Selanjutnya



air



diumpankan ke sand filter. 4.1.2.3. Sand Filter Air dari clear well kemudian disaring dalam 6 buah rapid pressure horizontal sand filter yang disusun paralel dan berfungsi menyaring partikel-partikel yang masih terbawa dari clarifyer. Air bersih dari sand filter dengan turbidity < 2,0 Ntu dan Cl2 < 0,5 ppm selanjutnya dialirkan ke filter water storage dan potable water. Susunan sand filter pada vessel terdiri dari : - Antrafiet



:0.60-0.78mm = 101 cuft/unit



- Fine sand



: 20-30mesh = 561cuft/unit



- Medium sand



: 6-14mesh = 67 cuft/unit



- Fine gravel



: 1/8-1/4inchi = 66 cuft/unit



- Medium gravel



: 1/4-1/2 inchi = 66 cuft/unit



Program Studi S1 Teknik Kimia Fakultas Teknik Industri – UPN Veteran Yogyakarta



82



Laporan Kerja Praktik Industri PT Pupuk Kujang Cikampek



- Coarse gravel



: 1/2- 1 inchi = 301 cuft/unit



Regenerasi pada sand filter dilakukan dengan cara backwash (pencucian balik). Pencucian balik dilakukan dengan merubah aliran air yang dilakukan secara automatic di control room atau secara manual di tempat. Tahapan regenerasi adalah : a. Drain down, yaitu mengurangi sebagian air dalam vessel b. Back wash, yaitu untuk mengaduk lumpur yang mengendap pada permukaan pasir dan mengeluarkan lumpur dari dalam sand filter. c. Rinse,



yaitu



membuang



lumpur



yang



masih



tertinggal di dalam sand filter. Air yang keluar dari sand filter ditampung ke dalam dua buah tangki, yaitu: a. Filtered water storage tank, berfungsi untuk menampung air yang digunakan untuk keperluan make up air pendingin, air hidran dan umpan unit demineralisasi air. b. Potable water storage tank, berfungsi menampung air yang digunakan untuk keperluan sehari-hari di pabrik dan pemukiman 4.1.3. Unit Pengolahan Air Dingin (Cooling Water) Air pendingin adalah air yang digunakan untuk mendinginkan alat dengan melewatkannya melalui alat penukar panas (HE) sehingga terjadi pertukaran panas. Penggunaan air pendingin dalam suatu industri sangat diperlukan. Air pendingin harus memenuhi syarat-syarat antara lain:



Program Studi S1 Teknik Kimia Fakultas Teknik Industri – UPN Veteran Yogyakarta



83



Laporan Kerja Praktik Industri PT Pupuk Kujang Cikampek



a.



Tidak korosif



b.



Tidak menimbulkan kerak



c.



Tidak mengandung mikroorganisme



Menara pendingin yang digunakan terbuat dari kerangka kayu yang kokoh dari jenis kayu Red Wood yang telah diproses agar tahan air asam dan basa. Proses yang terjadi adalah sebagai berikut. Air panas dari alat penukar panas dengan temperatur 46oC dialirkan ke bagian atas menara pendingin dan dialirkan melalui distributor. Air dicurahkan ke bawah melalui lubang saluran air (swirl) sambil melepaskan panas karena kontak dengan udara yang melalui kisi-kisi bagian samping menara pendingin. Sirkulasi udara terbentuk akibat tarikan Induced Draft Fan pada bagian atas menara, sehingga udara yang mengalir ke atas mengalami kontak dengan air dan akan menghasilkan efek pendinginan air karena adanya perpindahan panas sehingga sebagian air ikut menguap. Uap air dan udara mengalir melalui bagian atas menara pendingin. Kemudian air yang sudah dingin dengan temperatur sekitar 32oC ditampung dalam bak penampung, dipompa dan didistribusikan sebagian besar ke alat penukar panas di pabrik amonia, sisanya ke pabrik Cosorb dan pabrik utilitas. Kebutuhan air pendingin total untuk proses tersebut adalah 13.000 – 14.000 m3/jam. Untuk mempertahankan kondisi air agar seperti yang diinginkan, maka ke dalam air pendingin diinjeksikan bahan–bahan kimia sebagai berikut : a. Klorin untuk membunuh mikroorganisme dan mencegah timbulnya lumut pada menara pendingin. b. Senyawa Fosfat untuk mencegah timbulnya kerak pada pipa exchanger. c. Asam sulfat dan kaustik untuk mengatur pH air pendingin. d. Seng Kromat , sebagai anti korosi.



Program Studi S1 Teknik Kimia Fakultas Teknik Industri – UPN Veteran Yogyakarta



84



Laporan Kerja Praktik Industri PT Pupuk Kujang Cikampek



e. Dispersant (CaOPO4), untuk mencegah penggumpalan dan mengendapnya kotoran-kotoran yang terdapat dalam air pendingin serta mencegah terjadinya fouling pada pipa exchanger. Batasan operasi pada Menara Pendingin (Cooling Tower) adalah : - pH = 6,5 – 8.0 - Cl2 = 0,5 - 1,5 ppm - PO4 = 13 - 18 ppm - SiO2 = < 200 ppm - Kekeruhan = < 20 Ntu Blow down dilakukan secara kontinu untuk membuang kotoran lumpur dan mengontrol cycle hardness (perbandingan antara hardness air yang masuk dengan hardness air pendingin) agar tidak terjadi akumulasi dari bahan kimia. Sebagai pengganti kehilangan air akibat blow down dan penguapan ditambahkan air make up dari Filtered Water Storage. Air



yang



dihasilkan



dari



unit



pengolahan



pendahuluan



(Pretreatment) belum memenuhi syarat untuk dijadikan air umpan ketel (Boiler Feed water). Untuk itu harus dilakukan pengolahan dalam unit demineralisasi agar dapat memenuhi syarat-syarat sebagai air umpan ketel. Unit demineralisasi berfungsi untuk menghilangkan mineralmineral yang terkandung dalam air seperti Ca 2+, Mg2+, Na+, HCO3-, SO42-,Cl- dengan menggunakan resin. Air yang diperoleh adalah air bebas mineral yang akan diproses lanjut menjadi air umpan ketel. Unit demineralisasi diperlukan karena BFW harus memenuhi syaratsyarat tertentu. Hal ini dimaksudkan agar : a. Tidak menimbulkan kerak pada sudu-sudu turbin dan pada tube heat exchanger, jika uap digunakan sebagai pemanas. Hal ini akan mengakibatkan turunnya efisiensi operasi, bahkan bisa mengakibatkan tidak beroperasi sama sekali.



Program Studi S1 Teknik Kimia Fakultas Teknik Industri – UPN Veteran Yogyakarta



85



Laporan Kerja Praktik Industri PT Pupuk Kujang Cikampek



b. Bebas dari gas-gas yang mengakibatkan terjadinya korosi terutama gas oksigen dan karbondioksida. 4.1.3.1. Activated Carbon Filter Air dari filtered water storage diumpankan ke carbon filter vertikal yang berfungsi untuk menghilangkan gas klorin, warna, bau dan zat-zat organik lainnya. Media yang digunakan dalam Carbon filter adalah karbon aktif (norit). Usia carbon filter tergantung pada kondisi filter water. Parameter regenerasi adalah penurunan tekanan dan analisa laboratorium kandungan Cl2 yang lolos. Air yang keluar dari carbon filter diharapkan mempunyai pH sekitar 7,0 - 7,5. Batasan operasi pada carbon filter adalah : - pH



=



6,5 – 8,0



- Kekeruhan



=



< 1 ppm



- Klorin



=



< 0,00 ppm



Tahapan regenerasi pada carbon filter adalah sebagai berikut: a. Back wash (pencucian balik) untuk membuang endapan lumpur dan partikel yang terdapat pada lapisan atas filter. b. Rinse (pembilasan) untuk lebih menyempurnakan pembebasan lumpur dan partikel yang masih tersisa. Selanjutnya air tersebut diumpankan ke dalam cation exchanger untuk menghilangkan kation-kation mineralnya. Kemungkinan jenis kation yang ditemui adalah Mg2+,Ca2+, K+, Fe2+, Mn2+ dan Al 3+.



Program Studi S1 Teknik Kimia Fakultas Teknik Industri – UPN Veteran Yogyakarta



86



Laporan Kerja Praktik Industri PT Pupuk Kujang Cikampek



4.1.3.2. Cation Exchanger Cation



Exchanger



tegak yang berisi resin



merupakan suatu silinder baja R-H, yaitu polimer dengan rantai



karbon R yang mengikat ion H. Misal kation Ca2+ , Reaksi yang terjadi : Ca2+ + H2R ↔ CaR + 2 H+ Kation dalam operasi akan diganti oleh ion H+ dari resin R-H sehingga air yang dihasilkan bersifat asam dengan pH sekitar 3,0 - 3,9. Regenerasi dilakukan jika resin sudah berkurang keaktifannya (jenuh), biasanya dilakukan pada selang waktu tertentu atau berdasarkan jumlah air yang telah melewati unit ini. Regenerasi ini dilakukan dengan asam sulfat dan dilakukan dalam tiga tahap, yaitu back wash atau cuci balik, regenerasi dengan menggunakan bahan kimia asam sulfat dan pembilasan dengan air demin. Reaksi yang terjadi pada proses regenerasi adalah kebalikan dari reaksi operasi, yaitu : CaR + H2SO4 ↔ H2R + CaSO4 Air yang keluar dari cation exchanger kemudian diumpankan ke anion exchanger untuk menghilangkan anion-anion mineralnya. Kemungkinan jenis anion yang ditemui adalah HCO3-, CO32-, Cl-, NO- dan SiO32-. Batasan Operasi Cation Exchanger adalah: - pH



: 3,0 – 4,5



- Conductivity



:330



–



600



mm



hos/cm - FMA (free minimal acid)



: max 60 ppm



Program Studi S1 Teknik Kimia Fakultas Teknik Industri – UPN Veteran Yogyakarta



87



Laporan Kerja Praktik Industri PT Pupuk Kujang Cikampek



4.1.3.3. Degasifier Degasifier berfungsi untuk melepaskan CO2 dan mengurangi alkalinity karena tidak terproses dalam Cation Exchanger Normal Capacity



: 70.9 m3/h



Design Capacity



: 170 m3/h



Degassified Capacity



: 186 m3/h @ 5 kg/cm2g



4.1.3.4. Anion Exchanger Seperti pada cation exchanger, anion exchanger ini juga berupa tiga buah bejana tekan yang berisi resin. Resin yang terdapat pada anion exchanger dapat dituliskan dengan simbol R-OH. Misal anion SO42- Reaksi yang terjadi pada unit ini adalah sebagai berikut: SO42- + ROH ↔ RSO4 + 2 OHanion



Pada saat operasi, reaksi akan berlangsung ke kanan, sehingga ion negatif akan diganti oleh ion OH- dari resin ROH. Air yang keluar dari anion exchanger diharapkan mempunyai pH sekitar 8,3 – 9,8. Regenerasi dilakukan dengan menambahkan larutan NaOH 4% dengan suhu 49 0C sebagai regenerant. Reaksi berlangsung sehingga resin jenuh akan kembali menjadi R-OH.Reaksi yang terjadi adalah: RSO4 + NaOH ↔ ROH + Na2SO4 Untuk menyempurnakan kerja kedua unit penukar ion diatas, maka air dari anion exchanger selanjutnya dialirkan ke mixed bed exchanger. Batasan operasi pada anion exchanger adalah : -



pH



:



8,0 – 9,8



Program Studi S1 Teknik Kimia Fakultas Teknik Industri – UPN Veteran Yogyakarta



88



Laporan Kerja Praktik Industri PT Pupuk Kujang Cikampek



-



Conductivity :



< 5,5 mmhos/cm



-



Silica



< 0,2 ppm



:



4.1.3.5. Mixed Bed Polisher Tugas



Mix



Bed



Polisher



adalah



menjaga



kemungkinan sisa-sisa kation dan anion yang masih lolos. Unit ini berupa vessel dengan isi resin penukar ion negatif dan positif yang telah dicampur. Air yang keluar dari unit ini diharapkan mempunyai pH sekitar 6,0 - 6,5 dan selanjutnya dikirim ke unit demineralized water storage (Demin Tank) sebagai penyimpanan sementara sebelum diproses lebih lanjut sebagai BFW. Batasan operasi mix bed adalah : -



pH



:



-



Conductivity :



max 0,3 mmhos/cm



-



Silica



225 kg/cm2) - Dapat menggunakan air dengan kualitas agak rendah



Program Studi S1 Teknik Kimia Fakultas Teknik Industri – UPN Veteran Yogyakarta



90



Laporan Kerja Praktik Industri PT Pupuk Kujang Cikampek



- Didesain dengan maksud untuk menyempurnakan ketel-ketel pipa air yang telah ada sebelumnya atau ketel-ketel pipa air yang biasa Unit pembangkit uap di PT Pupuk Kujang menghasilkan uap bertekanan sedang (Middle Pressure Steam) dengan tekanan 42 kg/cm2 dan uap bertekanan rendah (Low Pressure Steam) dengan tekanan 3.5 kg/cm2. Sedangkan uap bertekanan tinggi (High Pressure Steam) dengan tekanan 105 kg/cm2 dihasilkan sendiri oleh dinas amonia dengan memanfaatkan gas panas keluaran secondary reformer. Kebutuhan uap di PT Pupuk Kujang adalah sebesar 262 ton/jam dengan perincian sebagai berikut : - Dinas amonia : 125 ton/jam - Dinas urea : 110 ton/jam - Dinas utilitas : 27 ton/jam Alat yang digunakan adalah Package Boiler. Spesifikasi uap yang dihasilkan : - Jenis uap



: uap tekanan rendah (low steam)



- Tekanan



: 35 kg/cm2



- Temperatur



: 150oC



- Kapasitas



: 30 ton/jam



Untuk mencegah kerusakan pada dinding steam drum dan pipapipa ketel maka diinjeksikan fosfat. Fungsi fosfat adalah untuk mencegah korosi pada dinding steam drum dengan membuat lapisan film pada dinding steam drum dan untuk mencegah pengendapan yang dapat membentuk kerak-kerak. Untuk mengontrol konsentrasi metal solid dilakukan continuous blow down dengan aliran 2 ton/jam. Dan untuk menurunkan konsentrasi hardness air ketel serta parameter lainnya seperti kadar silika, kadar besi, dan konduktivitas, maka dilakukan intermitten blow down. Batasan operasi untuk air ketel :



Program Studi S1 Teknik Kimia Fakultas Teknik Industri – UPN Veteran Yogyakarta



91



Laporan Kerja Praktik Industri PT Pupuk Kujang Cikampek



- pH



: 9,0-9,5



- Besi (Fe)



: