Pengolahan Limbah Air Regenerasi

Laporan Praktek Kerja Lapangan

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Sejarah Perusahaan

PT. Kaltim Pasifik Amoniak (PT. KPA) adalah perusahaan yang didirikan

pada tanggal 28 Juli 1997 dan berlokasi di kota Bontang, Kalimantan Timur,

Indonesia. PT. Kaltim Pasifik Amoniak didirikan berdasarkan investasi asing murni

dari Mitsui Co.Ltd dan Toyota Tshuso (yang sebelumnya bernama Tomen

Corporation, Jepang). Untuk saat ini, saham PT. Kaltim Pasifik Amoniak dimiliki

oleh Mitsui Co.Ltd sebesar 75% dan oleh Toyota Tsusho sebesar 25%.

Perusahaan ini didirikan dengan sistem BOT yakni Built, Operation, dan

Transfer yang direncanakan untuk beroperasi selama 18 tahun setelah produksi

pertamanya pada tahun 2000. Dengan luas 46 hektar, PT. Kaltim Pasifik Amoniak

yang merupakan industri penghasil amoniak memiliki kapasitas produksi sebesar

2.000 MT (Metric Ton) per hari maka mencapai 660.000 MT (Metric Ton) per

tahun.

Karena kebutuhan amoniak dunia yang terus meningkat maka PT. Kaltim

Pasifik Amoniak terus meningkatkan kualitas, kuantitas dan proses produksinya.

Visi PT. Kaltim Pasifik Amoniak yaitu To Be A World Class Ammonia

Manufacturing, serta menerapkan nilai-nilai Tireless, Fairness dan Humble oleh

seluruh karyawannya.

1.2 Tata Letak Pabrik dan Proses

Tata letak pabrik PT. Kaltim Pasifik Amoniak disusun sedemikian rupa

sehingga memudahkan berlangsungnya proses produksi amoniak dan keamanan

pabrik. PT. Kaltim Pasifik Amoniak terdiri dari 2 unit utama yakni unit 1 dan unit

2. Unit 1 adalah unit yang mencakup berbagai peralatan proses dan berfungsi untuk

menjalankan proses produksi amoniak. Unit 1 terbagi menjadi 3 bagian, yaitu :

1. Front End, meliputi: Desulphurizer, Primary Reformer, Secondary Reformer,

High Temperature Shift Converter (HTSC), Low Temperature Shift Converter

(LTSC).

POLITEKNIK NEGERI SAMARINDA 1


2. Middle End, meliputi: CO2 Removal dan Methanantor.

3. Back End, meliputi: Synthesis Loop, Ammonia Recovery Unit (ARU) dan

Hydrogen Recovery Unit (HRU).

Unit 2 merupakan unit tempat penyimpanan amoniak cair yang dihasilkan

dari unit 1 dan pemindahan (loading) amoniak cair dari tangki penyimpanan

menuju kapal pengangkut amoniak, sehingga unit 2 terletak di dekat pelabuhan. Hal

ini bertujuan untuk memudahkan proses loading amoniak menuju kapal

pengangkut. Tata letak pabrik dan peralatan PT. Kaltim Pasifik Amoniak unit 1

dapat dilihat pada gambar 1 di bawah ini

Gambar 1. Tata Letak Pabrik dan Peralatan PT. Kaltim Pasifik Amoniak

Keterangan gambar 1 :

1. Primary Reformer2. Secondary Reformer3. Sulphur Adsorber4,10 Waste Heat Boiler5,9 Steam Superheater 6. High Temperature Shift

Converter7. Low Temperature Shift

Converter

8. 2nd Ammonia Converter11. 1st Ammonia converter12. Methanator13. Hydrogen Recovery Unit14. Ammonia Recovery Unit15. Shelter16. MDEA Tank17. CO2 Absorber18. CO2 Stripper

19. Marine Plate Heat Exchanger

20. Sweet Cooling Water Heat Exchanger


1

Panas

+Panas

CH4 + H2O CO + 3H2

CO + H2O CO2 + H2

CxHy + 2x H2O

x CO2 + (y/2 + 2x) H2 Panas


1.3 Unit – Unit Produksi

Proses produksi amoniak pada PT. Kaltim Pasifik Amoniak mengadopsi

proses Haldor-Topse, yang secara garis besar tahapannya terdiri dari:

1. Pemurnian Gas Alam

Gas alam yang digunakan sebagai bahan baku utama pada pabrik

amoniak PT. Kaltim Pasifik Amoniak mengandung beberapa jenis pengotor

seperti sulfur dan fraksi hidrokarbon berat. Oleh karena itu, sebelum

dimanfaatkan dalam proses, gas alam harus melewati tahap pemurnian terlebih

dahulu. Fraksi hidrokarbon berat yang terdapat dalam aliran gas alam

dipisahkan pada Natural Gas Knock Out Drum, sedangkan sulfur dihilangkan

melalui proses Desulfurisasi.

2. Pembuatan Gas Sintesis

Pembuatan gas untuk sintesis berlangsung di unit Primary Reformer dan

Secondary Reformer sehingga memperoleh gas Hidrogen (H2) dan Nitrogen

(N2). Pada unit Primary Reformer berlangsung reaksi steam reforming antara

hidrokarbon dan steam menghasilkan gas hidrogen. Reaksi yang berlangsung

adalah sebagai berikut:

Panas yang dibutuhkan untuk reaksi pada Primary Reformer diperoleh

dari panas pembakaran fuel gas dengan menggunakan burner. Sisa gas metana

yang tidak ikut bereaksi pada Primary Reformer direaksikan kembali pada

Secondary Reformer dengan reaksi yang sama. Sedangkan panas yang

dibutuhkan untuk reaksi tersebut pada Secondary Reformer diperoleh dari hasil


H2 + 1/2 O2 H2O


reaksi antara H2 dan O2. Pada reaksi ini diharapkan O2 tersebut habis bereaksi

dengan gas hidrogen sehingga akan tersisa nitrogen sebagai gas sintesis.

3. Pemurnian Gas Sintesis

Tahap pemurnian gas sintesis bertujuan untuk menghilangkan kandungan

CO dan CO2 dalam aliran gas sintesis. Pemurnian gas sintesis berlangsung di

beberapa unit, yaitu:

Shift Converter

Unit Shift Converter terbagi dua yaitu High Temperatur Shift Converter

(HTSC) dan Low Temperatur Shift Converter (LTSC). Pada shift converter,

CO yang terdapat pada gas sintesis dikonversi menjadi CO2. Konversi ini

dilakukan karena penyerapan CO tidak bisa dilakukan di unit CO2 Removal

dan konversi CO juga menghasilkan gas sintesis yaitu H2.

CO2 Removal

Agar tidak meracuni katalis pada saat sintesis amoniak, CO2 yang terdapat

dalam aliran gas sintesis dihilangkan pada unit CO2 Removal. Sistem pemroses

utama CO2 Removal terdiri dari absorbsi CO2 pada CO2 Absorber, pelucutan

CO2 pada CO2 Stripper, dan proses regenerasi MDEA yang berlangsung pada

LP Flash drum dan HP flash drum. Larutan MDEA 37% dan piperazine 3%

digunakan sebagai absorben CO2 pada unit ini.

Methanator

Pada unit Methanator, CO dan CO2 yang masih tersisa di aliran gas sintesis

dikonversi menjadi metana. Reaksi yang terjadi disini adalah kebalikan dari

reaksi steam reforming.

4. Sintesis Amoniak, Pemurnian Amoniak, dan Sistim Refrigerasi Amoniak

Proses sintesis dilakukan pada dua converter buatan Haldor Topse.

Converter yang pertama (converter S-200) terdiri dari 2 buah unggun katalis dan



dilengkapi dengan Interbed Heat Exchanger, sedangkan konverter yang kedua

(converter s-50) berisi satu unggun katalis.

Gas amoniak yang terbentuk kemudian dimurnikan dari gas-gas inert dan

gas sintesis yang belum bereaksi. Sistim refrigerasi amoniak bertujuan untuk

mencairkan amoniak dengan memanfaatkan amoniak produk sebagai

refrigerannya.

5. Ammonia Recovery Unit (ARU) dan Hydrogen Recovery Unit (HRU)

Unit ARU dan HRU bertujuan untuk mengambil kembali amoniak dan H2 yang

terdapat dalam aliran purge gas dan flash gas.

1.4 Bahan Baku, Produk dan Pemasaran Produk

A. Bahan Baku

Terdapat 3 bahan baku utama dalam proses pembuatan amoniak yang

digunakan pada PT. Kaltim Pasifik Amoniak yaitu gas alam, udara dan air.

Selain bahan baku utama tersebut ada pula bahan pendukung yang digunakan

untuk mendukung berlangsungnya proses sintesis amoniak di PT. Kaltim Pasifik

Amoniak yaitu katalis, larutan MDEA, Anti-Scale, anti korosi, Anti-Foam, zat

pengikat oksigen (Oxygen Scavenger), biosida, Molecular Sieve Adsorbents, dan

resin penukar ion (LEWATIT® MonoPlus SP 112 dan LEWATIT® MonoPlus

MP 800).

a. Gas Alam

Bahan baku dalam pembuatan amoniak (NH3) adalah gas hidrogen (H2)

dan gas nitrogen (N2). Pada PT. Kaltim Pasifik Amoniak hidrogen yang

dibutuhkan pada proses pembuatan amoniak bersumber dari gas alam. Gas alam

tersebut berasal dari beberapa sumber yang terkumpul di stasiun pengumpulan

gas KM 53 Muara Badak. Kemudian didistribusikan ke area industri Kaltim

Industrial Estate (KIE), lalu gas tersebut disalurkan ke sistem kompresi gas

(SKG).



Gas alam yang disalurkan dari stasiun kompresi gas (SKG) dipisahkan

terlebih dahulu fraksi hidrokarbon ringan dan hidrokarbon beratnya pada

Natural Gas Knock Out Drum (NG KO Drum) sebelum memasuki proses

selanjutnya seperti untuk sintesis amoniak dan sebagai bahan bakar pada

Primary Reformer. Komposisi gas alam yang masuk ke pabrik PT. Kaltim

Pasifik Amoniak serta komposisi gas alam yang masuk ke dalam Natural Gas

Knock Out Drum (V-0101) dapat dilihat pada tabel 1 di bawah ini

Tabel 1. Komposisi Gas Alam Sesuai Desain

No. Komponen Komposisi (%mol)

1 CH4 85,59

2 C2H6 4,58

3 C3H8 2,76

4 C4+ 1,75

5 CO2 5,31

6 N2 0,01

Total 100

Sumber : Material Balance of Process Flow Diagram, PT. Kaltim Pasifik Amoniak

b. Udara

Pada umumnya udara bebas di bumi ini mengandung sekitar 79% N2 dan

21% O2, karena jumlah udara yang berlimpah dan tidak memerlukan biaya untuk

mendapatkannya maka PT. Kaltim Pasifik Amoniak memanfaatkan gas nitrogen

(N2) tersebut dalam proses sintesis amoniak. serta memanfaatkan oksigen (O2)

yang nantinya akan bereaksi dengan hidrogen sehingga menghasilkan panas

pada Secondary Reformer. Sebelumnya udara bebas tersebut melalui proses

penyaringan, pengeringan, dan kompresi yang kemudian disuplai ke Secondary

Reformer. PT. Kaltim Pasifik Amoniak mengkonsumsi udara bebas pada

temperatur 32C dengan tekanan atmosferik dan laju alir sebesar 76.694

Nm3/jam.



c. Air

Air adalah salah satu bahan baku dari proses pembuatan amoniak. Dalam

proses ini air yang digunakan adalah air dalam bentuk steam atau kukus. Steam

ini berasal dari air laut yang telah melewati beberapa proses seperti desalinasi

(penghilangan garam-garam), demineralisasi (penghilangan mineral) dan

deaerasi (penghilangan oksigen). Air laut yang telah melalui

proses tersebut kemudian dijadikan air umpan boiler (Boiler Feed Water) untuk

dijadikan steam. Steam yang diproduksi ialah High Pressure Steam (HP Steam)

dengan tekanan 110 kg/cm2 dan temperatur 510C. Hp Steam tersebut diekspansi

melalui turbin steam sehingga menghasilkan Medium Pressure Steam dengan

tekanan 40 kg/cm2 dan temperatur 384C, Medium Low- Pressure Steam dengan

tekanan 8,5 kg/cm2 dan temperatur 249C, dan Low Pressure Steam dengan

tekanan 3,5 kg/cm2 dan temperatur 225C.

d. Katalis

Katalis adalah salah satu elemen penting dalam suatu reaksi, di mana ia

berfungsi untuk mempercepat laju reaksi serta mengarahkan reaksi tanpa ikut

berreaksi dengan bahan yang akan direaksikan. Keaktifan dari suatu katalis

sangat terpengaruh oleh adanya zat-zat asing, jika zat-zat asing itu menambah

keaktifan katalis maka disebut promotor, sedangkan yang mengurangi keaktifan

disebut racun. Katalis yang biasa digunakan di PT. Kaltim Pasifik Amoniak

adalah produk dari Haldor Topse A/S. Jenis-jenis katalis yang digunakan di

PT. Kaltim Pasifik Amoniak telah disesuaikan dengan kebutuhan dan kondisi

proses masing-masing. Spesifikasi katalis yang digunakan di PT. Kaltim Pasifik

Amoniak dapat dilihat pada tabel 2 di bawah ini



Tabel 2. Spesifikasi Katalis di PT. Kaltim Pasifik Amoniak

AplikasiNama

Katalis

Tipe

Katalis

Bentuk

Fisik

Temperatur

Operasi (C)

Ukuran

(mm)

Hidrogenasi

Sulfur

Organik

TK-550 CoMo Ring 225-450 5

Adsorbsi

Sulfur

Anorganik

HTZ-5 ZnO ExtrudateAmbient-

4503 dan 4

Adsorbsi

SulfurST-101 Cu-based Tablets

Ambient-

3004x2,5

Primary

ReformerR-67R-

7H

Nickel-low

K

Promoted

7 hole

Cylinder430-1400

16/8x16,

16/8x10

R-67-7H

Nickel-low

K

Promoted

7 hole

Cylinder350-1400

16/8x16,

16/8x10

Secondary

Reformer

RKS-2-

7H

Nickel-low

K

Promoted

7 hole

Cylinder

1400 20x18,

16x11

HTSCSK-201-

2

Iron

Chromium,

Cu

promoted

Tablet 325-500 6x6

LTSCLK-821-

2Cu-bassed Tablet 170-275 4,5x3,4

Methanator LK-7R Nickel Ring 220-450 6



Ammonia

Syntesis

KM1Promoted

Iron OxideIrregular 340-450

1,5-3,6-

10,12-21

KM1RPromoted

Iron OxideGrains 340-450

1,5-3,6-

10,12-21

Sumber : Topse A/S Operating Manual, Haldor Topse A/S

e. Spesifikasi dari larutan MDEA, Anti-Scale, anti korosi, Anti-Foam, zat pengikat

oksigen (Oxygen Scavenger), biosida, Molecular Sieve Adsorbents, dan resin

penukar ion (LEWATIT® MonoPlus SP 112 dan LEWATIT® MonoPlus MP

800).

Larutan MDEA,

Tabel 3. Data Spesifikasi larutan MDEA

Anti Scale Nalco 72990

Tabel 4. Data Spesifikasi Anti Scale

Anti

Korosi

N- 39-L-

SN


Fungsi Menyerap gas CO2 pada absorber

Wujud Liquid

Warna Bening Kekuning-Kuningan

Bau Seperti Amin

pH 13-14

Melting Point 5-6°

Boiling Point > 100°

Densitas 1,045 g/mL

FungsiMencegah terbentuknya kerak pada unit

desalinasi

Wujud Liquid

Warna Kuning muda

pH 6,5

Melting Point -6°C

Boiling Point 100°C

Specific Gravity 1,21 (20°)


Tabel 5. Data Spesifikasi Anti Korosi N-39-L-SN

Anti-

Foam

AMEREL 1500

Tabel 6. Data Spesifikasi Anti Foam AMEREL 1500

FungsiMencegah adanya busa pada sirkulasi larutan

MDEA

Wujud Cairan tak tembus cahaya

Warna Off-white

Melting Point < 0°C

Boiling Point > 250°C

Densitas 1,03 g/mL

Oxygen Scavenger (ELIMINOX)

Tabel 7. Data Spesifikasi Oxygen Scavenger (ELIMINOX)

FungsiMengikat O2 yang terkandung di demin wat agar

tidak menimbulkan korosi

Wujud Liquid

Warna Bening

Tekanan Uap 12 mmHg (20°C)

Specific Gravity 1,02 (20°C)

Molecular Sieve Adsorbents


Fungsi Mencegah korosi pada peralatan pabrik

Wujud Liquid

Warna Jernih,Merah

pH 12,8-14

Melting Point -8°C

Boiling Point 100°C

Specific Gravity 1,31-1,33 (25°C)

Viskositas 5 cPs (20°C)


Tabel 8. Data Spesifikasi Molecular Sieve Adsorbents

Resin Penukar Ion (Lewatit MonoPlus SP 112 dan MP 800)

Tabel 9. Data Spesifikasi Resin Penukar Ion

Jenis SP 112 MP 800

FungsiMenyerap ion-ion atau mineral yang terkandung

pada air

Warna Beige-Abu, Buram Beige,Buram

Densitas 1,18 g/mL 1,06 g/mL

B. Produk

Produk utama dari PT. Kaltim Pasifik Amoniak adalah amoniak dan

produk sampinya adalah gas karbon dioksida (CO2).

1. Amoniak

Amoniak merupakan senyawa dengan rumus molekul NH3 yang pada

kondisi atmosferik berwujud gas tak berwarna, lebih ringan dari udara, dan

memiliki bau yang menyengat. Amoniak terdapat dalam jumlah kecil di

udara dan terkadang terdapat dalam air. Sifat fisik dari amoniak adalah

memiliki titik didih dan titik beku amoniak sebesar -33,35 oC dan 77,7 oC,

serta Flammable limit di udara sebesar 16-25% dengan kadar oksigen

15-79%.

Amoniak yang diproduksi oleh PT. Kaltim Pasifik Amoniak

mengandung kemurnian sebesar 99,85 % dengan temperatur -32C yang

disimpan di dalam storage tank dengan kapasitas 50.000 MT. Adapun

kegunaan amoniak di dalam kehidupan adalah sebagai berikut:


Fungsi Mengikat NH3, H2O dan Kondensat

Wujud Pellet

Warna Coklat

pH 8,0-11,0


1. Pupuk

Sekitar 83% amoniak di dunia digunakan sebagai pupuk, baik

dalam bentuk garam maupun larutan.Industri pupuk adalah konsumen

terbesar amoniak dan turunannya. Amoniak yang dibutuhkan dalam

bentuk amoniak anhidrat, amoniak cair, amonium nitrat, larutan

amonium nitrat-amoniak, larutan amoniak-urea, urea, dan sodium nitrat.

Amoniak anhidrat, amoniak cair, larutan amonium nitrat-amoniak, dan

larutan amoniak-urea digunakan untuk mengamonifikasi superfosfat

pada preparasi pupuk campuran.

2. Bahan Pembersih

Amoniak yang digunakan untuk pembersih adalah larutan amoniak

dalam air (amonium hidroksida) dengan konsentrasi 5-10 %wt amoniak

dan dapat membersihkan berbagai jenis permukaan, terutama lapisan

kaca, porselen, dan stainless steel. Hasilnya cukup berkilau dan dapat

digunakan untuk membersihkan oven dan alat memasak.

3. Bahan peledak

Pada pabrik bahan peledak amoniak diubah menjadi asam nitrat

yang merupakan komponen dasar dari bahan peledak seperti

nitrocellulose, nitrogliserin, nitrostarch, trinitrotoluene, amonium nitrat,

sodium nitrat, dan komponen nitrogen yang lain.

4. Refrijerasi

Amoniak digunakan pada sistem refrijerasi dengan kapasitas besar.

Karakteristik khusus dari amoniak seperti panas laten penguapan tinggi,

massa jenis uap rendah, kestabilan kimia, dan tidak korosif terhadap

peralatan yang terbuat dari besi. Hal ini menyebabkan biaya operasional



amoniak adalah yang terendah dibandingkan dengan refrijeran lain yang

biasa digunakan untuk industri.

5. Farmasi

Dalam bidang farmasi amoniak banyak digunakan sebagai bahan

baku sulphanilamide. Amoniak juga digunakan dalam produksi vitamin,

antimalaria, methonine, dan asam amino yang lain. Selain itu, amoniak

dan turunannya sering digunakan dalam pembuatan dentrifrices, lotion,

dan kosmetik.

2. CO2 (Karbon Dioksida)

Karbon dioksida (CO2) merupakan produk samping dari PT. Kaltim

Pasifik Amoniak yang aliran gasnya dikirim ke urea plant, ke WWT dan di

buang ke udara. Karbon dioksida ini diperoleh dari proses CO2 Removal

dengan kemurnian gas sebesar 99,66%. Karbon monoksida merupakan salah

satu bahan dasar dalam pembuatan pupuk urea, selain itu gas ini juga

digunakan dalam industri minuman, pengawet makan, pendingin dan

sebagainnya. Sedangkan gas CO2 yang dialirkan ke WWT berfungsi untuk

mengatur pH dari air limbah sehingga dapat mengurangi penggunaan bahan

kimia yang digunakan.

C. Pemasasaran Produk

Pemasaran produk amoniak yang dilakukan oleh PT. Kaltim Pasifik

Amoniak dengan mengekspor amoniak ke wilayah-wilayah Asia Pasifik maupun

dalam negeri. Sedangkam produk sampingnya, yakni karbon dioksida sebagian

alirannya diekspor ke urea plant.

1.5 Struktur Organisasi



PT. Kaltim Pasifik Amoniak dipimpin oleh Presiden Direktur yang

berkedudukan di Jakarta. Presiden Direktur dibantu oleh dewan direksi dan

langsung membawahi General Manager yang berkedudukan di kantor PT.

Kaltim Pasifik Amoniak Jakarta dan Vice Precident Manufacturing (VPM) yang

berkedudukan di PT. Kaltim Pasifik Amoniak Bontang.

Vice Precident Manufacturing (VPM) membawahi Genereal

Manufacturing Manager (GMM), di mana secara struktual Genereal

Manufacturing Manager mengkoordinasi berbagai departemen yang membawahi

beberapa seksi. Departemen-departemen tersebut adalah Quality Environment

Safety & Healty (QESH), Production Departement, Human Resources and

General Affair (HR&GA), Inspection Engginer, dan Materials Management and

Admin Departement. Setiap departemen dipimpin oleh seorang manager,

sedangkan setiap seksi dipimpin oleh seorang Superintendent.


President Director

VPM

GMM

Executive Secretary

QESH

QE

SH

Ops&

Shipping

PRODUCTION

Secretary

HRD & GA

Secretary

Stake Holder Relatio

nHRD

GA

C&B

Dev

CSR

RE

PE

MTC

Inspection &

Engineering

IA

WHS

PURCH

Secretary

MM & Admin

Legal CDM

S

MM

IT

F&A JktF&A

Bontang

Gambar 2. Struktur Organisasi PT. Kaltim Pasifik Amoniak


Setiap departemen memiliki tugas masing-masing dan saling berkaitan

antara departemen satu dengan yang lain. Seperti pada departemen QESH yang

bertugas menyusun prosedur, tujuan, sosialisasi dan pengembangan ke dalam

perusahaan, karyawan dan kontraktor yang bertujuan untuk mencegah terjadinya

kecelakaan kerja dan pencemaran lingkungan sataupun kerusakan properti. Serta

mendukung perusahaan untuk mematuhi, memenuhi dan melaksanakan peraturan

sistem manajemen K3LH yang berlaku di negara Indonesia dan Internasional.

Departemen produksi bertugas untuk memastikan, mengontrol, dan menjaga

proses produksi agar berjalan lancar sesuai dengan kapasitas produksi yang akan

dicapai. Serta dapat mengatasi masalah apabila terjadi kecelakaan pada pabrik,

terutama yang dapat mengakibatkan emergency shut-down pabrik.

A. Peraturan Kerja

Peraturan kerja yang dimiliki oleh PT. Kaltim Pasifik Amoniak dan

harus dipatuhi serta dilaksanakan oleh seluruh karyawan PT. Kaltim Pasifik

Amoniak antara lain sebagai berikut :

Karyawan wajib melewati pintu yang ditetapkan dan memakai tanda

pengenal jika akan keluar masuk perusahaan. Untuk memasuki kawasan

pabrik, diperlukan izin masuk pabrik.

Karyawan harus memakai seragam kerja yang telah ditetapkan.

Karyawan harus sudah masuk di lingkungan perusahaan sebelum jam

kerja dan harus siap sedia di tempat kerja masing-masing.

Para pelaksana operasi lapangan wajib memakai perangkat keselamatan

pekerja seperti safety helmet, safety glasses, ear plug, safety shoes, dan

sebagainya.

Karyawan dilarang merokok di lingkungan perusahaan kecuali pada

tempat-tempat yang disediakan khusus untuk merokok.

Waktu kerja karyawan dibagi dua, yaitu untuk kelompok reguler dan

kelompok shift. Seluruh karyawan bekerja secara waktu reguler, kecuali

bagian operasional pabrik. waktu kerja reguler adalah hari Senin hingga



Jumat, dimulai dari pukul 07.00-16.00 pada hari Senin hingga Kamis dan

pada pukul 07.00-17.00 pada hari Jumat. Sedangkan waktu istirahat pada hari

Senin hingga Kamis adalah pukul 12.00-13.00 dan pada hari Jumat adalah

pukul 11.30-13.30. Hari Sabtu dan Minggu merupakan hari libur kerja.

Untuk bagian operasional pabrik atau kelompok shift, waktu kerjanya

dibagi menjadi 4 shift, di mana hanya 3 shift yang bekerja secara operasional

dalam satu hari yakni shift pagi, shift siang dan shift malam secara bergantian.

Di mana hari libur bagi setiap kelompok shift disesuaikan dengan jadwal

masing-masing. Waktu kerja karyawan operasional dibagi menjadi 3, yaitu:

1. Shift Pagi : Pukul 07.00-15.00

2. Shift Siang : Pukul 15.00-23.00

3. Shift Malam : Pukul 23.00-07.00

B. Keselamatan Kerja

Undang-undang Nomor 1 Tahun 1970 tentang keselamatan kerja

menyatakan bahwa setiap tenaga kerja berhak mendapatkan perlindungan atas

keselamatannya dalam melakukan pekerjaannya di lokasi kerja, demi

kesejahteraan hidupnya dan demi produktifitas nasional. Dengan peraturan

tersebut, maka industri perlu memperhatikan keselamatan para pekerjanya.

Proses produksi yang berlangsung disuatu pabrik amoniak melibatkan

gas-gas yang berbahaya, bahan-bahan mudah terbakar, zat kimia beracun,

aliran listrik tegangan tinggi, bahaya jatuh dari ketinggian, tangki bertekanan

tinggi dan sebagainya yang dapat membahayakan keselamatan pekerja.

Dalam struktur organisasi PT. Kaltim Pasifik Amoniak terdapat departemen

QESH atau (Quality, Environment, Safety, and Healty) yang selalu

memberikan pengarahan dan pelatihan keselamatan kerja kepada setiap

karyawan. Sehingga setiap karyawan diharapkan dapat menanggulangi

kemungkinan-kemungkinan bahaya dalam pabrik. Fasilitas safety yang

diberikan kepada karyawan berupa asuransi jiwa dan kesehatan, pemberian



perangkat safety dan berbagai pelatihan safety. Pemberian perangkat safety

standar berupa sepatu safety, helmet, safety glasses dan ear plug diberikan

secara cuma-cuma kepada seluruh karyawan dan wajib digunakan (terutama

sepatu safety dan helmet safety) apabila karyawan berada di kawasan pabrik.

PT. Kaltim Pasifik Amoniak juga menyediakan breathing masker di

setiap ruang kerja yang jumlahnya disesuaikan dengan jumlah karyawan pada

ruangan tersebut. Breathing masker digunakan untuk mengantisipasi

terjadinya kebocoran gas dari pabrik. Untuk karyawan yang akan melakukan

pekerjaan di area pabrik dengan resiko bahaya yang tinggi, perangkat

keselamatan tambahan akan disediakan sesuai dengan kondisi yang mereka

hadapi.

Fasilitas pelatihan safety yang diberikan antara lain penyuluhan

mengenai aspek keselamatan kerja dan pelatihan pemadaman kebakaran.

Fasilitas pelatihan safety ini dilakukan agar setiap karyawan memahami dan

memperhatikan betul keselamatan kerja dan resiko bahaya yang ada di

lingkungannya.



BAB II

PROSES PRODUKSI

1.1 Proses Produksi

Proses produksi amoniak di PT. Kaltim Pasifik Amoniak terdiri dari 4

tahapan utama, yakni:

1. Pemurnian gas alam

2. Pembuatan gas sintesis

3. Pemurnian gas sintesis

4. Pembentukan amoniak, pemurnian amoniak, sistem refrigerasi amoniak dan

recovery gas hidrogen serta amoniak

Proses pemurnian gas alam bertujuan untuk memurnikan gas alam dari

kondensatnya maupun zat-zat yang dapat mengganggu proses pembuatan amoniak.

Proses ini dilakukan dengan 2 tahapan yakni condensate separation (heavy

hydrocarbon) dan Desulphurizer.

Pembuatan gas sintesis adalah pengadaan gas N2 dan H2 sebagai bahan

utama dalam proses sintesis amoniak. Proses ini dilakukan pada unit Primary

Reformer dan Secondary Reformer. Pemurnian gas sintesis adalah memurnikan gas

N2 dan H2 dari gas-gas lain yang dapat mengganggu proses sintesis amoniak, proses

ini dilakukan pada HTSC, LTSC, CO2 Removal, dan Methanator dengan harapan

gas yang akan masuk ke proses sintesis amoniak hanyalah N2 dan H2 murni.

Proses sintesis amoniak adalah mensintesiskan nitrogen dan hidrogen pada

konverter amoniak sehingga menjadi produk amoniak (NH3), proses ini

berlangsung pada konverter R-0501 (1st Ammonia Converter) dan konverter R-502

(2nd Ammonia Converter). Sedangkan proses pemurnian amoniak produk terjadi

pada chiller, separator, let down vessel serta flash vessel, dengan harapan amoniak

yang akan masuk ke storage tank adalah amoniak liquid yang murni bebas dari

purge gas dan flash gas dengan purity sekitar 99.85%.



Sistem refrigerasi adalah sistem pendinginan yang menggunakan amoniak

sebagai bahan pendinginnya. Sistem ini meliputi turbin refrigerant sebagai

penggerak kompresor refrigerant, condenser amoniak, akumulator dan chiller.

Sedangkan HRU dan ARU adalah proses yang bertujuan untuk mengambil kembali

hidrogen dan produk amoniak yang mungkin masih terikut pada purge gas dan flash

gas, sehingga gas-gas tersebut dapat dimanfaatkan kembali dalam upaya

meningkatkan efisiensi perolehan produk amoniak. Berikut ini dalah diagram alir

proses sintesis amoniak di PT. Kaltim Pasifik Amoniak.

Gambar 3. Diagram Alir Proses Sintesis Amoniak di PT. Kaltim Pasifik Amoniak

A. Condensate Separation

Gas alam yang diterima PT. Kaltim Pasifik Amoniak dari stasiun

kompresi gas adalah gas alam yang masih mengandung hidrokarbon fraksi

berat maupun fraksi ringannya. Kemudian gas alam tersebut terlebih dahulu di

pisahkan antara fraksi hidrokarbon ringan dengan fraksi hidrokarbon beratnya.

Hal ini dikarenakan senyawa hidrokarbon berat dapat mengurangi keaktifan

katalis serta cenderung menimbulkan karbon deposit. Proses pemisahan ini

berlangsung pada Natural Gas Knock Out Drum (V-0101), di mana



hidrokarbon fraksi ringan adalah outlet bagian atas yang kemudian dinaikkan

tekanannya pada kompresor K-0411 dari tekanan 20 kg/cm2 menjadi 43

kg/cm2, tetapi sebagian alirannya juga dimanfaatkan sebagai fuel natural gas

untuk burner pada Primary Reformer. Sedangkan kondensatnya sebagai outlet

bagian bawah di buang yang kemudian dibakar di burn pit. Berikut ini adalah

diagram alir proses pemisahan natural gas dari kondensatnya

Gambar 4. Diagram Alir Proses Pemisahan Natural Gas dengan Kondensatnya

Legenda yang digunakan untuk setiap gambar:


LAJU ALIR (Nm3/jam)

LAJU ALIR (kg/jam)

LAJU ALIR (ton/jam)

TEKANAN (kg/cm2G)

TEMPERATUR (°C)

NORMAL OPERASI

START-UP

EMERGENCY/SPESIFIC CONDITION

RSH + H2 H2S + RH

H2S + ZnO ZnS + H2O


B. Desulphurizer

Pada umumnya gas alam mengandung zat ikutan seperti padatan ataupun

senyawa sulfur yang dapat mengganggu operasi di dalam suatu pabrik. Zat

ikutan yang biasa dijumpai pada gas alam adalah senyawa sulfur, di mana

senyawa ini dapat mengurangi keaktifan katalis dan menjadi racun bagi katalis

di Primary Reformer serta pada LTSC. Kandungan sulfur di dalam gas alam

berbentuk senyawa sulfur anorganik seperti hidrogen sulfida (H2S) dan senyawa

sulfur organik seperti mercaptan (RSH). Jumlah sulfur pada gas alam yang

diterima oleh PT.KPA adalah 0,18-1,3 ppm untuk sulfur anorganik dan 10 ppm

untuk sulfur organik. Sedangkan batasan sulfur maksimum yang diizinkan

untuk memasuki katalis di Primary Reformer adalah 0,05 ppm atau 50 ppb.

Untuk mencapai batasan sulfur tersebut ada 2 cara yang dilakukan yakni :

- Proses hidrogenasi sulfur organik menjadi anorganik

- Proses penyerapan sulfur anorganik

Proses hidrogenasi sulfur organik menjadi sulfur anorganik dilakukan

karena penyerapan sulfur organik jauh lebih sulit dari pada penyerapan sulfur

anorganik. Proses hidrogenasi ini dilakukan dengan cara mencampurkan gas

alam dengan gas hidrogen (H2) kemudian menaikkan temperaturnya hingga

menjadi 250-400°C dengan memanfaatkan panas pada area konveksi di

Primary Reformer dan dibantu oleh katalis CoMo (Cobalt Molibdenum) yang

kemudian diserap sulfur anorganiknya oleh ZnO, mekanisme reaksinya adalah :

Hidrogen sulfida (H2S) yang terbentuk akan di serap di dalam Sulphur

Absorber dengan bantuan absorben ZnO, mekanisme reaksinya adalah :

Keberhasilan penyerapan sulfur anorganik ini sangat tergantung pada

temperatur yakni dengan temperatur yang lebih rendah (200-250°C). Jika

kandungan sulfur dalam gas alam yang keluar dari Sulphur Absorber (R-0202)

meningkat dari yang diizinkan maka hal ini dapat disebabkan oleh temperature


………………..b2

………………..b1


gas yang masuk terlalu rendah atau dikarenakan kejenuhan proses adsorbsi

yakni sebagian besar adsorben (ZnO) telah berubah menjadi ZnS. Berikut ini

adalah flow diagram desulfurizer dan kondisi operasinya:

Tekanan = 41,5 kg/cm2G

Temperatur Inlet = 400°C

Temperatur Outlet = 400°C

Kandungan Sulfur Outlet = 0,05 ppm

Gambar 5. Flow Diagram Pada Proses Desulfurisasi

C. Primary Reformer

Primary Reformer (H-0201) merupakan unit tempat terjadinya reaksi gas

alam (CH4) dengan steam (H2O) sehingga mendapatkan gas hidrogen (H2) yang

merupakan salah satu komponen dalam proses sintesa amoniak. Primary

Reformer ini terbagi atas 2 area yakni area radian dan area konveksi. Area

radian adalah area terjadinya reaksi, yakni pada tube katalis pada Primary

Reformer yang berisi katalis nikel (Ni) yang telah tereduksi pada bagian atas

dan nikel yang belum tereduksi pada bagian bawah (Ni), dimana performa dari

katalis ini dapat dipantau dengan parameter peningkatan beda tekanan

(pressure drop) pada inlet tube katalis dan outlet tube katalis. Area ini terdiri

dari 2 furnace dimana masing-masing furnace memiliki 2 sisi dan terdiri dari

120 tube katalis pada setiap furnacenya (total 240 tube katalis), dengan masing-


..........................c1

..........................c2

CH4 + H2O CO + 3H2

CO + H2O CO2 + H2

CxHy + 2x H2O

x CO2 + (y/2 + 2x) H2 ...............c3

CO + H2 C + H2O

2CO CO2 + C

………………..c4

………………..c5


masing sisi terdiri dari 7 row (tingkat) dan setiap row terdiri dari 25 burner.

Sehingga total burner secara keseluruhan adalah 4 cell x 7 row x 25 burner =

700 burner. Dimana, tekanan di dalam furnace dijaga agar lebih rendah dari 1

atm (dibuat kondisi vakum) dengan menempatkan dua IDFAN (K-0201 A/B) di

bagian atas convection section. Sedangkan area konveksi terdiri dari koil-koil

pemindah panas yang dimanfaatkan untuk preheating (pemanasan awal) dan

steam generation (pembangkit steam) dengan memanfaatkan panas fuel gas

dari area radian sehingga akan mencapai effisiensi panas yang maksimum.

Reaksi yang terjadi pada unit Primary Reformer adalah jenis reaksi

endotermis yakni yang membutuhkan panas yang besar agar reaksi dapat

berlansung. Maka gas alam dan hidrogen tersebut dipanaskan terlebih dahulu

pada area konveksi hingga temperaturnya 520°C. Mekanisme reaksinya

adalah :

Reaksi c1 disebut sebagai reaksi reforming, reaksi c2 disebut sebagai

reaksi kesetimbangan pergeseran air (water gas shift reaction) dan reaksi c3

adalah reaksi antara hidrokarbon yang lebih berat dengan uap air. Bereaksinya

hidrokarbon yang lebih berat dengan uap air dikarenakan gas yang disuplaikan

ke PT. Kaltim Pasifik Amoniak mengandung 80-95% metan (CH4) dan

selebihnya merupakan gugusan hidrokarbon yang lebih berat (CxHy).

Sesungguhnya yang diharapkan dari hasil reaksi tersebut adalah terbentuknya

H2 serta jumlah CH4 slip yang keluar sebesar 14,1%. Tetapi ada reaksi yang

tidak diinginkan atau harus dihindari yakni, reaksi pembentukan karbon

deposit:


+Panas……..…d1

2H2 + O2

2H2O

CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O

2CO + O2 2CO2


Reaksi tersebut dihindari karena apabila terbentuk muatan karbon maka muatan

itu akan sangat radikal. Selain itu pembentukan karbon pada permukaan katalis

akan mengakibatkan peningkatan beda tekanan (pressure drop). Sedangkan

pembentukan karbon pada pori katalis dapat mengakibatkan penurunan

aktivitas katalis. Maka, untuk menghindarinya umpan (aliran) yang masuk ke

Primary Reformer harus mengandung uap air (steam) yang cukup dengan ratio

steam & karbon (S/C) = 2,8 - 2,9.

D. Secondary Reformer

Tahap kedua dari proses reforming terjadi di unit Secondary Reformer

(R-0203) yakni, mereaksikan gas yang keluar dari Primary Reformer dengan

udara yang telah dikompresi oleh kompresor udara K-0421 dan dinaikkan

temperaturnya dengan memanfaatkan panas pada area konveksi E-0202B dan

E-0202A. Proses ini bertujuan untuk memperoleh gas N2 (Nitrogen) yang akan

digunakan sebagai bahan baku pembuatan amoniak pada amoniak converter

serta memperkecil kandungan hidrokarbon (CH4) dari 14,1% mol menjadi

0,6% mol.

Untuk mencapai tujuan tersebut pada bagian atas Secondary Reformer

terjadi reaksi pembakaran antara O2 dari udara dengan gas-gas yang keluar dari

Primary Reformer, seperti hidrogen (H2), metan (CH4), maupun karbon

monoksida (CO). Dimana pada bagian atas Secondary Reformer tersebut

dilengkapi distributor yang berfungsi untuk mendistribusikan udara secara

merata sehingga O2 akan benar-benar habis bereaksi dengan gas-gas tersebut

dan membentuk reaksi pembakaran. Parameter dari jumlah oksigen yang akan

bereaksi dapat dipantau dari ratio gas/air (gas/udara), dimana batasan

minimum rasio tersebut adalah 0,636-0,7. Mekanisme reaksinya adalah:


CH4 + H2O CO + 3H2 ……………d2


Maka, panas dari hasil reaksi d1 tersebut dimanfaatkan untuk memecah

CH4 yang keluar dari Primary Reformer. Sehingga kandungan metan pada gas

proses berkurang dari 14,1% mol menjadi 0,6% mol. Mekanisme reaksinya

adalah:

Reaksi d2 disebut juga sebagai reaksi reforming. Hasil dari campuran reaksi

pada Secondary Reformer ini menyisakan N2 (nitrogen) yang belum bereaksi

dengan gas-gas lain maupun dengan hidrogen.

Reaksi yang terjadi pada Secondary Reformer adalah eksotermis

(menghasilkan panas), sehingga pada reaktor Secondary Reformer vessel

(bejana) ini dilapisi dengan refractorylined dan jacket water yang bersifat

emergensi. Temperatur outlet dari Secondary Reformer dibatasi hingga

1010C, hal ini dikarenakan untuk menghindari adanya deaktivasi katalis Ni

(Nikel) yang digunakan pada proses ini, walupun pada proses ini katalis nikel

yang digunakan telah dilindungi oleh alumina lumps dan alumina tiles yang

diletakkan di atas unggun katalis agar katalis tersebut tidak langsung berkontak

dengan api. Deaktivasi katalis tersebut diakibatkan oleh sintering ataupun

peleburan penyangga katalis akibat dari panas yang berlebihan. Selain itu

perlindungan katalis juga dilakukan terhadap oksigen, hal ini dikarenakan

apabila katalis berkontak langsung dengan O2 akan mengakibatkan katalis

tersebut teroksidasi yang seharusnya ia berada pada kondisi tereduksi dan akan

membebaskan panas yang cukup besar hingga cukup untuk menaikkan

temperatur sampai titik lebur katalis.



Diagram alir proses pengadaan gas sintesis pada Primary Reformer dan Secondary Reformer dapat dilihat pada gambar di bawah ini

Gambar 6. Diagram Alir Proses Pada Unit Primary Reformer dan Secondary Reformer

E. HTSC & LTSC

Gambar 7. Diagram Alir Proses Pada Unit HTSC & LTSC

High Temperature Shift Converter (HTSC) berfungsi untuk mereaksikan

atau mengkonversi gas karbon monoksida (CO) dengan air menjadi gas karbon


RATIO :S/C = 2,8 – 2,9

Gas/Air = 0,636 – 0,7

CO + H2O CO2 + H2 ..........................e1


dioksida dan hidrogen serta untuk menyempurnakan pembentukan hidrogen.

Mekanisme reaksinya adalah :

Reaksi ini adalah reaksi eksotermis, sehingga konstanta kesetimbangannya akan

turun dengan naiknya temperatur. Reaksi ini berlangsung pada temperatur

antara 340-450°C dengan bantuan katalis besi (Fe) hal ini dikarenakan katalis

Fe tahan terhadap temperatur yang tinggi.

Konversi ini dilakukan karena penyerapan CO tidak dapat dilakukan

pada unit CO2 Removal, 1 %mol CO dapat menaikkan temperatur pada unggun

katalis Methanator sebesar 75°C, dan CO merupakan racun bagi katalisator di

sintesa amoniak serta CO dapat terdekomposisi menjadi karbon ataupun

terhidrogenasi membentuk metan sehingga sejumlah steam harus ditambahkan

secukupnya ke dalam HTSC untuk mencegah reaksi tersebut. Proses HTSC ini

juga bertujuan untuk mendapatkan kecepatan reaksi yang tinggi dan diharapkan

kandungan CO yang meninggalkan HTSC berkisar antara 2-3,5% mol.

Low Temperature Shift Converter (LTSC) juga berfungsi seperti halnya

HTSC tetapi yang membedakan adalah temperatur operasi serta penggunaan

katalisnya, yakni 200°C pada proses LTSC dengan dibantu oleh katalis tembaga

(Cu) dimana katalis ini cukup reaktif untuk melakukan reaksi pergeseran air

dengan kondisi temperatur operasi yang rendah. Proses ini bertujuan untuk

mendapatkan kesetimbangan reaksi pengkonversian CO menjadi CO2 dengan

harapan kandungan CO yang keluar dari LTSC dapat ditekan serendah-

rendahnya (berkisar 0,2-0,4% mol).

Pada proses ini ada batasan temperatur terendah yang tidak boleh

terlewati, yakni temperatur pengembunan air yang harganya tergantung pada

tekanan total dan ratio dari steam/gas bumi. Walaupun temperatur yang rendah

sangat menguntungkan jka ditinjau dari kesetimbangan termodinamika. Akibat

dari terlampauinya temperatur terendah adalah terbentuknya tetesan-tetesan air

pada permukaan katalis sehingga akan melarutkan amoniak dan CO2 yang ada


Temperatur (C)E

xit CO

% (dry basis)

HT Shift

Inter-bed cooling

LT Shift

1

2

3

4

Equilibrium

200 300 400 500 600


pada aliran outlet HTSC dan membentuk larutan ammonium karbonat

(NH2COONH4). Di mana larutan tersebut akan menyebabkan pelarutan logam

tembaga, sehingga katalis tembaga (Cu) akan menjadi tidak aktif.

Penggunaan sistem HTSC dan LTSC ini bertujuan agar memperoleh

konversi CO menjadi CO2 yang tinggi, memperkecil kebutuhan steam, dan

meningkatkan effisiensi biaya produksi amoniak. Berikut ini adalah “Typical”

perubahan konsentrasi CO di dalam gas yang meninggalkan HTSC dan LTSC.

Gambar 8. Typical Perubahan Konsentrasi CO outlet dari HTSC & LTSC

Ada beberapa variabel yang mempengaruhi kondisi serta reaksi yang

terjadi pada reforming dan shift converter, yaitu:

1. Steam Karbon Ratio

Jumlah steam yang diperlukan untuk reaksi-reaksi di Primary

Reformer ditentukan dari perbandingan antara mol steam dan mol karbon di

gas bumi yang masuk ke Primary Reformer. Ratio tersebut dijaga antara

2,8-2,9. Hal tersebut dilakukan untuk mencegah kecenderungan

pembentukan karbon deposit apabila ratio tersebut kurang dari batasan.

Sedangkan bila ratio steam karbon melebihi batasan maka akan

mengakibatkan menurunnya jumlah CO yang lolos dari Primary Reformer

dan Secondary Reformer, menurunkan inert di syn loop, menaikkan H2 dan



CO2 serta menaikkan produksi amoniak. Tetapi hal tersebut akan berdampak

pada konsumsi energi yang menjadi lebih tinggi.

2. Temperatur

Pada Primary Reformer kenaikan temperatur pada tube katalis akan

mengurangi jumlah metan dan karbon monoksida serta memperbanyak

kandungan hidrogen. Oleh karena itu kenaikan temperatur harus dibatasi

antara 794-810 C agar dapat mengefisiensikan pemakaian fuel gas alam.

Sedangkan pada HTSC, jika temperatur inlet terlalu tinggi dari batasan

optimum akan mengakibatkan CO yang lolos dari HTSC dan LTSC

meningkat, inert dari Methanator meningkat, dan temperatur outlet dari

HTSC dan LTSC meningkat. Jika pada LTSC, temperatur gas inlet yang

terlalu tinggi dapat mengakibatkan temperatur outlet LTS akan lebih tinggi,

inert di Methanator dan syn loop akan naik serta produksi amoniak akan

menurun.

3. Flow Udara Proses

Apabila flow udara ke Secondary Reformer dinaikkan melebihi

jumlah flow yang dibutuhkan maka akan menyebabkan temperatur outlet

Secondary Reformer meningkat, menurunkan jumlah CH4 slip dari

Secondary Reformer, menaikkan produksi steam dan menurunkan ratio

hidrogen nitrogen inlet converter.

4. Tekanan

Tekanan operasi di tube katalis Primary Reformer diusahakan dijaga

stabil dan menghindari adanya fluktuasi (perubahan) yang besar. Penurunan

tekanan operasi akan dapat menggeser reaksi reforming kearah

pembentukan gas H2. Tetapi apabila tekanan dibuat rendah, akan menaikkan

beban (power) di syn gas kompresor.

5. Firing Burner

Pembakaran pada burner di Primary Reformer diusahakan merata

pada setiap row dan cell. Distribusi panas pada setiap tube katalis harus



terdeteksi dan merata agar tidak ada hot spot local pada skin tube katalis.

Udara pembakaran yang masuk ke Primary Reformer dialirkan melalui PAR

(Primary Air Register) yang kebutuhannya disesuaikan berdasarkan jumlah

aliran gas yang masuk. Sedangkan untuk mengatur kualitas pembakaran di

setiap burner dapat dilakukan dengan memperhatikan warna api. Sehingga

dengan kualitas pembakaran yang baik maka akan memperoleh effisiensi

yang tinggi.

6. Vacuum di Drough Furnace

Vacuum di Drough Furnace dijaga stabil = -5 mmH2O dengan

dikontrol oleh PV-0202 A/B. Apabila terjadi perubahan vacuum, akan

mengganggu kualitas pembakaran burner, karena dengan berubahnya

vacuum maka jumlah aliran udara pembakaran yang melalui air register ikut

berubah. Sehingga ratio pembakaran antara natural gas dan udara menjadi

tidak seimbang.

F. CO2 Removal

Pada unit CO2 Removal terjadi proses penghilangan kandungan CO2, di

mana gas proses outlet dari LTSC yang mengandung 18-18,75% mol CO2 akan

dihilangkan kandungan CO2-nya hingga menjadi sekitar 0,04-0,05 %mol.

Tetapi sebelum memasuki sistem pemprosesan utama CO2 Removal gas outlet

tersebut dimanfaatkan panasnya untuk memanaskan beberapa aliran dengan

melewatkan gas tersebut pada BFW preheater no.2 (E-0213A/B),CO2 stripper

reboiler (E-0302), dan DFW preheater no.2 (E-0305).Sistem pemprosesan

utama CO2 Removal terdiri dari Two-Stage CO2 Absorber (Proses absorbsi

CO2), HP Flash Drum (V-0302) , LP Flash Drum (V-0301), dan CO2 Stripper

(Pelucutan CO2).

Proses absorbsi CO2 di PT. Kaltim Pasifik Amoniak dilakukan dengan

menggunakan absorben larutan MDEA 37% dan 3% piperazine sebagai

aktivator. Reaksi yang terjadi di dalam CO2 Absorber adalah:


R3N + H2O + CO2

R3NH+ + HCO3- ……………..f1

2R2NH + CO2 R2NH2+ + R2N-COO-

………..f2


Reaksi f1 menjelaskan reaksi untuk amina tersier (MDEA) sedangkan

reaksi f2 menjelaskan reaksi untuk amina sekunder (piperazine). Proses

absorbsi karbon dioksida berlangsung pada dua tahap penyerapan untuk

memperoleh laju reaksi dan konversi yang optimal. Penyerapan pertama

dilakukan dibagian bawah absorber dengan temperatur 70,9C menggunakan

semi-lean solution, sedangkan penyerapan kedua dilakukan dibagian atas

absorber pada temperatur 50C dan tekanan 30,7 Kg/cm2G menggunakan lean

solution.

Pada HP Flash Drum terjadi proses regenerasi MDEA rich solution

(MDEA yang banyak mengandung CO2), dimana gas-gas yang terlarut akan di

flash (diturunkan tekanannya dari tekanan tinggi (30 kg/cm2) ke tekanan rendah

(8 kg/cm2)) dan dipisahkan di MDEA Recycle Separator, sehingga kelarutan

gas-gas inert dan hidrogen dalam larutan MDEA akan berkurang dan terlepas.

Rich Solution dari HP Flash Drum kemudian masuk ke LP Flash Drum.

Pada unit ini terjadi lagi regenerasi MDEA dengan menurunkan kembali

tekanannya dari tekanan 8 kg/cm2 menjadi 0,3 kg/cm2, sehingga kelarutan gas

CO2 dalam larutan MDEA menjadi turun. Untuk menurunkan temperatur dari

CO2 produk dan menghindari kehilangan piperazine ataupun MDEA dalam CO2

produk, pada bagian atas LP Flash Drum terdapat washing column yang

menggunakan DFW sebagai media pendingin dan menjaga level media

pendingin tersebut. Outlet dari LP Flash Drum adalah semi-lean solution yang

dialirkan kembali ke CO2 Absorber dan CO2 Stripper.

Tahapan terakhir dalam regenerasi larutan MDEA adalah pelepasan gas

CO2 di dalam CO2 stripper. Produk bawah dari CO2 stripper disebut lean

solution dan digunakan kembali di CO2 Absorber. Sedangkan produk atasnya

adalah gas CO2 yang alirannya dapat di kirimkan ke urea plant, di buang ke


CO + 3H2 CH4 + H2O …………..….g1+ Panas (Q)

…………..….g2+ Panas (Q)CO2 + 4H2

CH4 + 2H2O


atmosfer, dan dialirkan ke WWT. Diagram alir proses CO2 Removal dapat

dilihat pada gambar 9 di bawah ini

Gambar 9. Diagram Alir proses Pada CO2 Removal

G. Methanator

Tahapan terakhir pemurnian gas sintesis terjadi pada unit Methanator,

yakni proses pengkonversian gas CO (karbon monoksida) dan CO2 (karbon

dioksida) menjadi metana (CH4) atau disebut metanasi. Sehingga kandungan

CO dan CO2 yang keluar dari Methanator dapat kurang dari 10 ppm.

Pengkonversian ini dilakukan karena CO dan CO2 merupakan racun bagi katalis

pada proses sintesis amoniak, sedangkan metan bersifat inert pada proses

tersebut. Reaksi yang terjadi pada Methanator adalah:

Reaksi yang terjadi pada Methanator merupakan reaksi eksotermis,

sehingga terjadi peningkatan temperatur. Peningkatan temperatur tersebut

sangat ditentukan oleh jumlah CO dan CO2 yang terkandung dalam gas proses.

Temperatur akan naik sekitar 60C per mol CO2 dan 75C per mol CO. Maka


PROCESS GAS

CO2 PRODUCT COOLER

SW

CO2 TO UREA PLANT

LP FLASH DRUMV-0301

CO2 STRIPPERC-0301

HP FLASH DRUMV-0302

CO2 STRIPPERREBOILER

E-0302

MDEA RECYCLECOOLER E-0306

MDEA RECYCLE SEPARATOR

MDEA RECYCLE COMPRESSOR

PURIFIED GAS

DEMIN WATER

LEAN SOLUTION PUMPP-0302

LEAN SOLUTION COOLER E-0303

SOLUTION HEAT EXCHANGER E-0301

CW

HYDRAULIC TURBINE

CO2 ABSORBERC-0302

SEMI LEAN SOLUTION PUMP

DFW PREHEATERNO.1 E-0304

SPLIT STREAMPUMP

SW

DFW

DFW

31,8

157

31,4

129

31

70

31

70

30,7

50

SEMILEAN SOLUTION

70,9

LEAN SOLUTION

50

RICH SOLUTION

80,9

97,8

0,27

40

0,42

85,4 76, 50

PROCESS CONDENSATE

1.105427

2.713

3.251

293.171

460

57.772

3.249

235.695

8

70,9

WASHING COLUMN

E-0305

PROCESS CONDENSATE

DFW

PROCESS CONDENSAT

DFW


dari itu, diharapkan kandungan CO dan CO2 yang terdapat pada gas sintesis

dapat kurang dari 1% mol agar tidak terjadi kenaikan temperatur yang terlalu

besar.

Pada Methanator katalis yang digunakan untuk mempercepat konversi

CO dan CO2 menjadi CH4 adalah katalis LK-7R atau katalis berbasis nikel (Ni)

dengan kandungan 27% nikel dan volume sebesar 27 m3, dimana katalis ini

sangat sensitif terhadap senyawa sulfur dan dapat teroksidasi oleh steam .

Parameter penentu reaksi pada Methanator adalah aktifasi katalis, temperatur,

tekanan, dan kandungan air dalam gas proses. Kondisi yang mendukung untuk

reaksi metanasi adalah temperatur yang rendah, tekanan yang tinggi, dan

kandungan uap air yang rendah. Pada kondisi operasi normal, reaksi terjadi

pada range temperatur 280-320C. Diagram alir proses pada Methanator dapat

di lihat pada gambar 10 di bwah ini

Gambar 10. Diagram Alir Proses Pada Unit Methanator


3H2 + N2

2NH3+ Panas ……….….h1


H. Pembentukan Amoniak

Gambar 11. Diagram Alir Kompresi Gas Sintesis

Gas sintesis yang telah melewati serangkaian proses pemurnian

kemudian memasuki sistem syn gas compressor untuk menaikkan tekanannya

dari 29 kg/cm2G menjadi sekitar 135 kg/cm2G. Kemudian, setelah diinjeksikan

sebagai make-up gas bagi konversi amoniak, lalu digabung dengan gas keluaran

konverter yang telah mengalami proses pendinginan, gas sintesis dikompresi

lagi pada syn gas compressor hingga tekanannya menjadi 141 kg/cm2G.

Hidrogen dan nitrogen kemudian dikonversi menjadi amoniak pada dua buah

konverter amoniak yakni (R-0501 dan R-0502) , mekanisme reaksinya sebagai

berikut:

Reaksi tersebut merupakan reaksi reversibel dan bersifat eksotermis.

Serta hanya gas nitrogen dan hidrogen yang dikonversi menjadi amoniak ketika

gas tersebut melewati unggun katalis pada konverter amoniak. Dengan kondisi

temperatur yang rendah dan tekanan yang tinggi maka konversi yang diperoleh

akan semakin banyak, tetapi dengan temperatur yang tinggi laju reaksi akan



lebih cepat. Sehingga pemilihan temperatur harus didasarkan pada

pertimbangan antara konversi kesetimbangan teoritis dan kinetika reaksi. Selain

itu, rasio hidrogen/nirogen (H2/N2) di dalam syn loop harus dijaga tetap. Ratio

tersebut dikontrol oleh make-up gas sebesar 2,9-3 agar memperoleh rasio H2/N2

di dalam gas sintesis yang bersirkulasi sesuai dengan yang diharapkan.

Konverter amoniak (R-0501 dan R-0502) adalah konverter tipe radial

dengan aliran gas yang melewati unggun katalis dalam arah radikal. R-0501

merupakan konverter tipe S-200 buatan Haldor Topse A/S yang terdiri dari

dua unggun katalis dan interbed heat exchanger. Unggun pertama (bagian atas)

memiliki volum 33 m3 dan unggun kedua (bagian bawah) memiliki volum 96,8

m3 dengan tekanan operasi normal sebesar 140 kg/cm2G. R-0502 merupakan

konverter tipe S-50 buatan Haldor Topse A/S yang terdiri dari satu buah

unggun katalis dengan volume 137,6 m3 dan tekanan operasi normal sebesar

138 kg/cm2.

Katalis yang digunakan pada unggun pertama katalis konverter pertama

adalah KM1R dan KM1 yang terdapat pada unggun kedua katalis konverter

pertama dan pada unggun katalis konverter kedua. Katalis tersebut merupakan

katalis besi oksida yang telah dipromosikan dengan ukuran partikel 1,5-3 mm.

Ukuran katalis yang kecil ini menyebabkan aktivitas katalis secara keseluruhan

sangat tinggi karena luas permukaan katalis menjadi lebih besar. Aktivasi

katalis akan menurun secara perlahan selama operasi normal. Laju deaktivitas

katalis dipengaruhi oleh temperatur di dalam unggun katalis dan konsentrasi

racun-racun katalis dalam gas sintesis pada inlet konverter. Katalis ini dapat

digunakan pada rentang temperatur 530-550C, tetapi semakin rendah

temperatur katalis selama operasi akan semakin lambat laju deaktivasi katalis

sehingga umur katalis akan semakin panjang. Temperatur terendah yang paling

memungkinkan bagi katalis harus selalu dijaga, terutama di dalam unggun

katalis konverter kedua karena merupakan penentu reaksi konversi secara

keseluruhan. Komponen atau senyawa yang dapat menyebabkan penurunan



pada aktivitas katalis akibat proses oksidasi adalah seluruh senyawa yang

mengandung oksigen, seperti: air, karbon dioksida, dan karbon monoksida yang

juga merupakan racun bagi katalis.

Gambar 12. Diagram Alir Proses Pada Sintesa Loop amoniak

Pada konverter pertama (R-0501), gas sintesis resirkulasi masuk

melalui dua saluran inlet utama pada bagian bawah, kemudian gas mengalir ke

atas. Pada bagian atas konverter, gas mengalir melalui tube dari interbed heat

exchanger, dimana interbed heat exchanger tersebut berfungsi untuk pertukaran

panas antara aliran gas inlet unggun pertama dengan gas hasil reaksi oultet

unggun pertama. Pada bagian tube, gas inlet dipanaskan hingga temperatur

reaksi yakni sekitar 360C. Pengaturan temperatur gas inlet ini diatur dengan

cara “Cold Shot”, yakni gas sintesis dingin dimasukkan melalui transfer pipe

pada center tube. Kemudian gas outlet unggun katalis pertama yang telah

bereaksi, diturunkan temperaturnya dengan cara melewatkannya pada bagian

shell dari interbed heat exchanger sebelum memasuki unggun katalis kedua.

Penurunan temperatur ini dimaksudkan agar temperatur gas saat bereaksi di

unggun katalis kedua tidak terlalu tinggi hingga melebihi batasan temperatur

pada konverter dan memperpanjang umur katalis. Konversi amoniak yang

terbentuk pada reaktor ini sekitar 17%.



Setelah melalui konverter pertama, panas yang terbawa dimanfaatkan

untuk menaikkan temperatur saturated steam menjadi superheated steam di E-

0500. Kemudian gas melewati unggun katalis konverter kedua (R-0502). Pada

konverter ini, sintesis gas terkonversi lagi menjadi amoniak sebesar 3%.

Sehingga total konversi dari kedua konverter adalah 20 %mol. Kemudian, pada

gas outlet konverter kedua tersebut panas yang dilepaskan oleh reaksi

dimanfaatkan untuk memanaskan high pressure boiler feed water di E-0502.

Berikut ini adalah tabel komposisi gas di inlet dan outlet konverter

amoniak.

Tabel 10. Komposisi Gas di Inlet dan Outlet Konverter Amoniak (%mol)

KonverterR-0501 R-0502

Inlet Outlet Outlet

H2 65,91 55,18 52,52

N2 21,97 18,39 17,51

Ar 2,24 2,52 2,59

CH4 5,76 6,50 6,68

NH3 4,12 17,40 20,70

Sumber : Material Balance of Process Flow Diagram PT. Kaltim Pasifik Amoniak,

1999

Ada beberapa faktor utama yang dapat mempengaruhi unjuk kerja dari

reaksi amoniak, yaitu : temperatur, tekanan, laju alir sirkulasi, ratio H2/N2 dalam

umpan, konsentrasi amoniak dalam umpan dan konsentrasi gas inert (CH4 & Ar)

dalam umpan.



I. Pendinginan, Pemurnian dan Pemisahan Amoniak

Amoniak yang keluar dari konverter R-0502 masih berupa fasa uap

sedangkan amoniak yang akan dikirim menuju Ammonia Storage Tank adalah

amoniak murni berfasa liquid. Sehingga untuk merubah fasa dan memurnikan

gas amoniak yang keluar dari konverter R-0502, amoniak tersebut terlebih

dahulu melewati serangkaian proses pendinginan dan pemurnian.

Gas yang keluar dari konverter amoniak diturunkan temperaturnya secara

bertahap (dapat dilihat pada gambar 12), pertama di SG Waste Heat Boiler (E-

0501) dari temperatur 418C menjadi 340C, kedua di SG BFW Preheater (E-

0502) hingga temperaturnya menjadi 281C, ketiga di Hot Heat Exchanger (E-

0503) dimana panasnya dimanfaatkan untuk memanaskan recycle gas yang akan

memasuki konverter amoniak pertama, sehingga temperatur gas amoniak turun

menjadi 64,3C. Kemudian gas tersebut didinginkan lagi di dalam Water Cooler

(E-0504), 1st Cold Heat Exchanger (E-0505) hingga temperaturnya menjadi

33,3C. Dimana pemanfaatan panas pada E-0505 adalah untuk memanaskan gas

recycle yang akan memasuki syn gas compressor recycle. Pendinginan akhir gas

sintesis untuk mencapai temperatur -5C terjadi pada 1st Ammonia Chiller (E-

0506), 2nd Cold Exchanger (E-0507) dan 2nd Ammonia Chiller (E-0508).

Pada gas yang melewati proses pendinginan di atas, di dalamnya masih

terkandung komponen-komponen inert seperti Ar dan CH4 dalam jumlah yang

sangat kecil (traces). Untuk menyeimbangkan peneracaan komponen dalam

siklus sintesis serta untuk menghindari akumulasi gas inert, maka sebagian gas

tersebut di purge di 2nd Cold Exchanger (E-0507). Purge gas lebih lanjut

didinginkan di dalam Purge Gas Chiller (E-0514) untuk mengkondensasikan

amoniak cair yang kemudian dipisahkan di dalam Purge Gas Separator (V-

0514), sehingga amoniak cair yang telah terbentuk dikembalikan ke Ammonia

Separator (V-0501). Sedangkan purge gas diproses lebih lanjut pada Ammonia

Recovery (ARU) dan Unit Hidrogen Recovery Unit (HRU).


2NH3 + CO2

NH2COONH4 ……….….i1


Make-up gas sintesis dilakukan antara 2nd Cold Exchanger (E-0507) dan

2nd Ammonia Chiller (E-0508). Dimana, make-up gas yang memasuki syn loop

dijenuhkan dengan uap air. Gas ini masih mengandung traces karbon monoksida

dan karbon dioksida (sisa dari Methanator). Karbon dioksida di dalam make-up

gas kemudian direaksikan dengan gas dan cairan amoniak sehingga membentuk

amonium karbamat :

Karbamat yang terbentuk kemudian larut di dalam amoniak yang telah

terkondensasi. Sedangkan karbon monoksida sukar larut dalam amoniak

sehingga terbawa oleh gas yang akan bersirkulasi menuju Ammonia Converter,

kemudian dihidrogenasi menjadi air dan metan. Air ini akan mendeaktivasikan

katalis sintesis amoniak, oleh sebab itu kandungan karbon monoksida di dalam

make-up gas harus serendah mungkin.

Amoniak yang terkondensasi selama proses pendinginan kemudian

dipisahkan dari sirkulasi gas sintesis di dalam Ammonia Separator (V-0501).

Sebagian produk atas V-0501 adalah recycle gas yang akan dikembalikan ke

konverter amoniak dengan melalui 2nd Cold Exchanger (E-0507), 1st Cold

Exchanger (E-0505), Recycle Stage Syn Gas Compressor (K-0431), dan terakhir

melewati Hot Heat Exchanger (E-0503) menuju konverter amoniak pertama.

Sedangkan produk bagian bawahnya dikirim ke Let Down Vessel (V-0502). Pada

Let Down Vessel amoniak cair dimurnikan dengan cara menurunkan tekanannya

dari tekanan tinggi ke tekanan rendah sehingga amoniak fasa gas dan liquidnya

terpisah. Amoniak liquid di alirkan menuju Flash Vessel (V-0503), sedangkan

amoniak fasa gas akan teruapkan dan di proses lebih lanjut pada Ammonia

Recovery Unit (ARU). Pada Flash Vessel amoniak liquid yang terbentuk

dimurnikan lagi dengan menurunkan tekanannya dari 25 kg/cm2G menjadi 0,05

kg/cm2G. Kemudian, amoniak liquid hasil pemurnian pada V-0503 dikirimkan

menuju tangki penyimpanan (Ammonia Storage Tank), sedangkan amoniak fasa

gas yang masih ada akan dikompresikan pada Ammonia Compressor (K-0441).



J. Refrigerant System

Fungsi dari Refrigerant System adalah untuk melakukan pendinginan di

dalam sintesis loop amoniak, dengan media pendingin berupa amoniak itu

sendiri. Tugasnya adalah untuk mengkondensasikan amoniak yang diproduksi

di dalam konverter dan mendinginkan purge gas, inert gas, dan let down gas.

Sistem ini terdiri dari empat buah chiller yang beroprasi pada dua tekanan yang

berbeda yakni chiller E-0506 yang beroprasi pada tekanan sekitar 6,8 kg/cm2,

chiller E-0508, E-0511 dan E-0514 beroprasi pada tekanan sekitar 2,1 kg/ cm2,

kompresor refrigerant, ammonia condensor dan ammonia accumulator.

Gambar 13. Sistem Refrijerasi Amoniak

K. ARU & HRU

Ammonia Recovery Unit (ARU) berfungsi untuk mengambil dan

mengolah kembali kandungan amoniak yang terkandung di purge gas, inert gas

dan flash gas untuk dimanfaatkan kembali di syngas loop. Purge gas

merupakan produk bagian atas dari kolom separator V-0514, dimana gas

sintesis ini dikeluarkan dari sistem synloop dengan tujuan untuk menghindari

terjadinya akumulasi gas-gas inert yang terbawa di dalam aliran gas sintesis.

Sedangkan flash gas merupakan gas-gas yang terpisahkan dari ammonia

refrigerant (discharge kompresor ketiga dari ammonia compressor system)



ketika mengalami pendinginan dan perubahan fasa dari uap menjadi cair di

dalam E-0510 A/B.

Pada ARU terdapat beberapa peralatan yaitu LP scrubber, HP scrubber

dan stripper. Umpan purge gas mengalir masuk ke HP Scrubber kemudian

berkontak dengan ammonia water yang menjadi penyerap gas amoniak yang

terdapat pada purge gas. Karena kelarutan amoniak di dalam air lebih besar

maka amoniak yang terdapat di purge gas, akan terlarut pada ammonia water

dan terpisah sebagai produk bawah HP Scrubber (C-0801) yang kemudian

dialirkan ke Stripper. Sedangkan, purge gas yang tidak dapat larut didalam

ammonia water akan mengalir keatas, selanjutnya menuju ke HRU.

Proses yang berlangsung pada LP Scrubber sama dengan proses di HP

Scrubber. Tetapi, gas yang masuk ke LP Scrubber adalah inert gas, letdown gas

serta flash gas. Gas-gas tersebut akan berkontak dengan ammonia water dari

outlet bagian bawah Stripper. Amoniak yang telah terserap akan dialirkan ke C-

0803 (kolom stripper) dengan dipompa oleh P-0802 A/B. Sedangkan, gas yang

tidak larut di dalam ammonia water akan dimanfaatkan sebagai bahan bakar

(fuel off gas) pada Primary Reformer.

Selanjutnya, amoniak yang telah diserap di HP Scrubber dan LP

Scrubber dimasukkan ke kolom stripper C-0803. Sebelum memasuki kolom

stripper C-0803, kedua aliran tersebut digabungkan terlebih dahulu kemudian

dipanaskan hingga temperatur 115oC di E-0803 dengan menggunakan aliran

ammonia water recycle dari stripper. Ammonia water dari LP Srubber dan HP

Scrubber dipanaskan dengan ammonia water juga dari bottom Stripper yang

telah dipanaskan oleh MP steam pada E-0801. Karena pemanasan tersebut,

amoniak yang terlarut didalamnya akan menguap ke atas kemudian

dikondensasikan dengan cooling water di E-0802. Amoniak liquid yang telah

dipisahkan di Stripper akan ditampung di dump C-0803 sebagai amoniak

produk. Sedangkan komponen-komponen fasa gas yang tidak terkondensasi di



dalam E-0802 akan keluar melalui bagian atas kolom stripper dan masuk ke LP

Scrubber.

Gambar 14. Proses Recovery Amoniak Pada ARU

Hydrogen Recovery Unit (HRU) berfungsi untuk mengambil dan

mengolah kembali kandungan hidrogen yang ada di purge gas. Purge gas yang

tidak dapat larut dalam ammonia water (air) pada proses ARU akan mengalir

menuju HRU. Pada proses ini pemisahan hidrogen dengan komponen lain

didasarkan atas perbedaan titik embun hidrogen dengan komponen lain yang

terdapat pada purge gas.

Karena proses pemisahannya berlangsung pada temperatur yang rendah,

sekitar -190C maka komponen-komponen yang ikut terbawa di dalam aliran

purge gas memiliki titik beku di atas -190C. Hal ini dikarenakan untuk

menghindari adanya pembekuan pada pipa aliran yang dapat mengakibatkan

penyumbatan aliran pipa di dalam cold box. Agar tidak ada senyawa yang

temperatur titik bekunya di bawah -190C terikut di dalam aliran umpan menuju

cold box, maka Hydrogen Recovery Unit (HRU) dilengkapi oleh dua buah

absorber yaitu R-0901 A dan R-0901 B yang berfungsi untuk mengadsorpsi air

dan amoniak yang terikut di dalam umpan cold box dengan menggunakan

molecular sieves sebagai adsorbennya. Kemudian purge gas tersebut di flashing



di dalam V-0901 sehingga gas-gas inert (CH4 dan Ar) dan N2 yang telah

terkondensasi terpisah dari gas hidrogen.

Gas H2 yang belum terkondensasi keluar dari kolom flash V-0901

sebagai produk atas dan digunakan sebagai pendingin cold box sebelum

akhirnya di-recovery dan dimasukkan ke dalam kolom V-0432 di syngas &

synloop system. Sedangkan gas inert dan nitrogen cair yang keluar dari V-0901

sebagai produk bawah (disebut juga fuel product) yang kemudian di flashing

untuk dimanfaatkan sebagai pendingin umpan menuju cold box. Setelah

meninggalkan cold box aliran fuel product ini dibagi menjadi dua aliran. Aliran

pertama menuju Primary Reformer sebagai fuel off gas, sedangkan aliran kedua

dinaikkan temperaturnya di dalam E-0901 hingga mencapai temperatur sekitar

233C yang digunakan untuk meregenerasi kolom adsorber yang sedang stand-

by.

Gambar 15. Proses Recovery Hydrogen Pada HRU



1.2 Unit Utililtas dan Pengolahan Limbah

Unit utilitas adalah unit pendukung yang menyediakan berbagai sarana yang

diperlukan untuk menunjang kelancaran proses produksi, seperti kebutuhan listrik,

udara instrumen, udara pabrik, nitrogen, steam, air bebas mineral, serta air bersih.

Unit ini terdiri dari : Unit penyediaan air, Unit air pendingin, Unit pembangkit

steam, Unit pembangkit listrik, Unit pembangkit udara instrumen dan pabrik, dan

Unit penyediaan nitrogen.

A. Unit penyediaan air

Unit ini berfungsi untuk menyediakan bahan baku air yang digunakan

untuk boiler feed water atau bahan baku steam proses serta untuk cooling water.

Untuk menghasilkan boiler feed water dan cooling water diperlukan serangkaian

proses pengolahan terlebih dahulu, yaitu proses desalinasi, demineralisasi dan

deaerasi.

Desalinasi

Desalinasi adalah suatu proses pembuatan air tawar dari air laut atau

proses pemisahan garam-garam yang terkandung di dalam air laut, dengan cara

distilasi (penyulingan), dimana air tawar tersebut akan digunakan sebagai air

umpan boiler. Desalinasi plant terdiri dari 2 unit alat desalinator, yaitu Z-

2201A dan Z-2202B yang masing-masing unitnya dapat memproduksi ± 1680

ton/day air tawar.



Steam yang bertekanan rendah (MLP) 8,5 kg/cm2G digunakan untuk

memanasi air laut dan membuat vacum dengan menggunakan steam ejector

(main ejector) dan ejector condenser. Kemudian, steam yang mengkondensasi

dari main ejector bergabung dengan air destilat sebagai product destilate

water.

Gambar 16. Diagram Alir Proses Unit Desalinasi PT. Kaltim Pasifik Amoniak

Berikut ini peralatan-peralatan yang terdapat pada unit desalinasi:

Ruang Evaporator, berfungsi sebagai pemanas awal, penguapan dan

pengkondensasian.

Main Ejector, berfungsi membuat vacum dan menambah product destilate

setelah steam yang digunakan untuk driving mengkondens.

Ejector Condenser Dua Stage, berfungsi untuk membantu membuat vacum

yang lebih tinggi dan mengkondensasi steam serta membuang gas-gas

uncondensible.


1st Effect

Main Ejector

2st Effect 3st Effect


Brine Blow Down Pump, berfungsi untuk memompakan sea water yang tidak

menjadi destilate.

Destilate Pump, berfungsi memompa destilate water produk.

Scale Inhibitor, berfungsi mencegah terbentuknya scale di tube evaporator

yang di injection ke sea water inlet.

Pada unit desal dilengkapi oleh peralatan Acid Cleaning yang berfungsi

untuk membersihkan atau menghilangkan scale yang menempel dipermukaan

tube-tube evaporator.

Desalinasi ini menggunakan multi effect, horizontal tube, spray film

evaporation dan thermal vapour compression dari steam jet ejector. Air laut

yang masuk ke kondenser memiliki temperatur ± 30oC dengan flow 737.000

kg/jam. Dalam kondenser air laut mengalami pemanasan awal hingga

mencapai temperatur 44,5oC. Kemudian air laut mengalir ke ejector kondenser

untuk menyerap panas dari steam atau gas exhaust ejector kondenser,

selanjutnya air laut diinjeksikan dengan chemical (scale inhibitor) dan

didistribusikan ke tiga ruang (effect) evaporator.

Air laut yang dispray ke masing-masing ruang evaporator melalui

dinding-dinding tube evaporator mengalami pertukaran panas dengan exhaust

atau steam main ejector, dengan demikian air laut mengalami kenaikan

temperatur, sedangkan steam exhaust ejector mengalami perubahan fasa dari

fasa uap ke fasa cair (kondensasi).

Dengan adanya penurunan tekanan di ruang evaporator maka kenaikan

temperatur air laut akan mencapai titik didihnya, sehingga air laut mengalami

penguapan (uap yang bebas dari garam). Steam exhaust ejector yang

terkondensasi menjadi product air destilate bergabung dengan kondensasi uap

air laut. Uap air laut selanjutnya masuk ke ruang evaporator kedua dan ketiga

untuk melakukan pertukaran panas dengan spray air laut. Uap air selanjutnya

mengalami kondensasi dan bergabung dengan air destilate menjadi air product



destilate. Air produk destilat selanjutnya dialirkan melalui pompa destilat ke

tangki destilat.

Demineralisasi

Demineralisasi merupakan proses pengolahan air produk desalinasi,

steam kondensat dan proses kondensat menjadi air demin atau air yang bebas

kandungan mineral. Air demin ini nantinya akan digunakan sebagai air umpan

boiler (BFW), dimana air demin ini harus bebas dari mineral-mineral, karena

mineral yang terkandung pada air demin dapat menyebabkan hot spot pada

tube boiler.

Gambar 17. Diagram Alir Proses Pada Unit Demineralisasi

Terdapat 3 Mix bed pada unit demineralisasi ini, pada normal operasi 2

Mix bed on line dan 1 Mix bed stand by atau regenerasi. Air desalinasi, steam

condensat, dan proses condensat yang bercampur pada RC Tank (Raw

Condensat Tank T-) dialirkan ke Mix bed (F-2401A/B/C) yang berisi resin

penukar ion sehingga akan terjadi pengikatan ion-ion baik kation maupun

anion.


STEAM CONDENSATEPROCESS CONDENSATE


Kation Exchanger :

Berfungsi untuk menghilangkan kation-kation atau ion positif yang

terkandung di dalam air. Mekanisme reaksinya adalah

RH + C+ RC + H+

C+ adalah ion-ion positif yang terkandung di dalam umpan, yaitu Ca2+, K+,

NH4+, Mg2+, Na+ dan lain-lain.

Anion Exchanger :

Berfungsi untuk menghilangkan anion yang terkandung di dalam air.

Mekanisme reaksinya adalah

ROH + A- RA + OH-

A- adalah ion-ion negatif seperti Cl-, SO42-, CO2-, HCO3

-, SiO3- dan lain-lain.

Kejenuhan dari resin tersebut terhadap ion-ion ini ditunjukan oleh

naiknya conductivity demin water outlet Mix bed hingga sekitar 0,1 µs/cm.

Sehingga resin tersebut harus diregenerasi agar dapat kembali menyerap ion-

ion tersebut dengan jalan mencuci resin dengan H2SO4 untuk resin ion positif

dan NaOH untuk resin negatif.

Reaksi regenerasi ion positif (kation)

2R-C + H2SO4 2 RH + C2SO4

Reaksi regenerasi ion negatif (anion)

R-A + NaOH ROH + NaA

Kualitas demin water didesain sebagai berikut:

Conductivity : < 0,2 µs/cm

Silica (SiO2) : < 0,02 ppm

Iron (Fe) : < 0,02 ppm

Cupper (Cu) : < 0,003 ppm

TDS : < 0,3 ppm



Deaerasi

Unit ini berfungsi untuk menghilangkan kandungan gas-gas inert

terutama oksigen dalam air demin yang dapat menyebabkan korosi pada

peralatan. Oksigen mengalami proses stripping di dalam deaerator (V-2501)

dimana air demin dikontakkan dengan LP steam. Air keluaran deaerator

(BFW) mengalami penginjeksian eliminox untuk mengikat oksigen secara

kimiawi. Persamaan reaksi pengikatan oksigen oleh eliminox adalah:

(H2N – NH)2 CO + H2O 2N2H4 + CO2

2N2H2 + O2 2N2 + 2H2O

Selain injeksi eliminox, amoniak (NH3) juga diinjeksikan untuk mengatur

pH boiler feed water (BFW) agar berada pada rentang pH 8-9.

B. Unit pembangkit steam

Kebutuhan steam pada PT. Kaltim Pasifik Amoniak dipenuhi dengan

memanfaatkan panas yang dilepas oleh reaksi-reaksi di dalam alat penukar panas

(heat exchanger) selama normal operasi atau disebut juga waste heat recovery

(WHT) & boiler feed water (BFW). Pada saat start up, kebutuhan steam dipenuhi

dengan mengimpor steam dari PT. Pupuk Kalimantan Timur.

Gambar 18. Diagram Alir Unit Pembangkit Steam



Terdapat beberapa jenis steam yang digunakan oleh PT. Kaltim Pasifik

Amoniak, yaitu: High Pressure Steam (HP Steam), Medium Pressure Steam (MP

Steam), Low Pressure Steam (LP steam) dan Medium Low Pressure Steam

(MLP). Perbedaan dari jenis sistem tersebut didasari oleh perbedaan temperatur

dan tekanannya. High Pressure Steam (HP Steam) di produksi dari pemanfaatan

panas hasil reaksi dari Primary Reformer dan BFW yang dipanaskan dalam

beberapa preheater yang kemudian masuk ke dalam steam drum (V-0201). Air

yang telah berubah fasa menjadi fasa uap dipanaskan lagi di dalam steam

superheater hingga kondisi superheated, yakni pada suhu 510C dan tekanan 110

kg/cm2G.

Kemudian High Pressure Steam (HP Steam) tersebut didistribusikan

dengan mensirkulasi steam tersebut ke dalam HP Steam Header yang kemudian

digunakan sebagai penggerak turbin syn gas (TS-0431) dan turbin ammonia

compressor (TS-0411). Setelah pemanfaatan tersebut, HP Steam mengalami

penurunan tekanan menjadi 42 kg/cm2G dan dimasukkan ke dalam MP Steam

Header. Kemudian MP Steam tersebut dialirkan untuk menggerakkan turbin dari

process air compressor turbin turbin penggerak kompresor natural gas, turbin

penggerak pompa BFW, turbin penggerak kompresor semi-lean solution dan lean

solution, CO2 stripper reboiler, turbin pada unit ARU & HRU, turbin pada

proses pengolahan condensat process, serta digunakan untuk reaksi reforming

pada Primary Reformer.

Kemudian MP Steam yang telah dimanfaatkan diturunkan lagi tekanannya

hingga menjadi 8,5 kg/cm2G (MLP Steam) dan 3,5 kg/cm2G (LP Steam).

Dimana, MLP Steam akan digunakan pada unit desalinasi sedangkan LP Steam

akan digunakan sebagai penggerak turbin pompa cooling water serta pada proses

penghilangan oksigen dalam air di deaerator.



C. Unit air pendingin

Sistem air pendingin yang digunakan PT. Kaltim Pasifik Amoniak adalah

sea water dan sweet cooling water. Sea water dengan kandungan Cl2 sebesar 1

ppm, di import dari POPKA kemudian di distribusikan sebagai pendingin

diproses amoniak, sirkuit sweet coolong water dan product destilate water pada

unit desalinasi.

Sweet cooling water menggunakan sistem sirkulasi tertutup. Dimana, sweet

cooling water yang telah digunakan untuk mendinginkan proses pada cooler-

cooler akan didinginkan kembali dengan sea water di Marine Plate Heat

Exchanger E-2301 A/B/C/D. Pada normal operasi 3 buah Marine Plate Heat

Exchanger aktif dan 1 buah stand by. Kemudian, sweet cooling water yang telah

didinginkan didistribusikan kembali ke cooler-cooler proses pendinginan.

Pada PT. Kaltim Pasifik Amoniak, terdapat 2 buah pompa sweet cooling

water yaitu P-2301 A yang digerakan oleh turbine dan P-2301 B yang digerakan

oleh motor, dengan kapasitas masing-masing 7.996 ton/jam. Pada normal

operasi sweet cooling water dipompa melalui P-2301 A sedangkan P-2301 B

posisi stand by auto. Untuk menjaga level sistem tetap stabil maka air demin

diinjeksikan ke cooling water head tank (T-2301). Sedangkan untuk mencegah


Gambar 19. Diagram Alir Proses Unit Air Pendingin


korosi, pada sistem ini diinjeksikan hydrazine yang jumlahnya dijaga sebesar 2

ppm.

Tabel 11. Distribusi Sweet Cooling Water dan Jumlah Pemakaian

No. Item Number Service Jumlah

1 E-0214Start up N2 cooler (hanya

untuk start up)327 T/h

2 E-0306 MDEA recycle cooler 23 T/h

3 E-0312 Final cooler 527 T/h

4 E-0411 NG recycle cooler 153 T/h

5 E-0421 Air 1st inter cooler 444 T/h

6 E-0422 Air 2nd inter cooler 505 T/h

7 E-0423 Air 3rd inter cooler 101 T/h

8 E-0431 Syn gas 1st inter cooler 379 T/h

9 E-0432 Syn gas 2nd inter cooler 402 T/h

10 E-0433 Syn gas after cooler 1102 T/h

11 E-0434 Circulator recycle cooler 161 T/h

12 E-0441 Amoniak inter cooler 124 T/h

13 E-0504 Water cooler 3005 T/h

14 E-0703 Stripper cond. Cooler 241 T/h

15 Z-0801 Amoniak recycle unit 109 T/h

16 E-1101 Boiler blow down cooler 21 T/h

17 K-0431/0421E1 A/B Oil cooler 484 T/h

18 K-0201 A/B ID Fan 4 T/h

Sumber : Material Balance of Process Flow Diagram

PT. Kaltim Pasifik Amoniak, 1999

D. Unit pembangkit listrik

Sumber utama listrik di PT. Kaltim Pasifik Amoniak disuplai dari Kaltim

Daya Mandiri (KDM) dengan tegangan 11 kV. Kemudian listrik tersebut masuk



ke HSG-1 (11 kV switch gear) di sub station dan didistribusikan ke beberapa

transformer untuk mendapatkan tegangan yang diperlukan.

Pendistribusian power listrik dari HSG-1 (11 kV switch gear) di sub

station adalah:

TRH-1 : menurunkan tegangan dari 11 kV ke 6,9 kV dan masuk ke MSG-1

(6,9 kV switch gear) kapasitas maximum TRH-1 adalah 7.500 kVA.

TRH-2 : menurunkan tegangan dari 11 kV ke 525 V switch gear dan MCC

LSG-1A / MCC-1A. Kapasitas maksimum TRH-2 adalah 1250 kVA.

TRH-3 : menurunkan tegangan dari 11 kV ke 525 V masuk 525 V switch

gear dan MCC-LSG-1B / MCC-1B dan MCC 1-E. Kapasitas maximum TRH-

3 adalah 1250 kVA.

PM-2501 B power listrik yang dibutuhkan 2130 kW

Ammonia Storage power listrik yang dibutuhkan 2000 kVA

Jika suplai power listrik dari KDM gagal, untuk melindungi peralatan yang

kritis maka emergency generator (GE-6101) yang digerakan oleh diesel engine

akan auto start. Kapasitas emergency generator adalah 920 kW.

E. Unit pembangkit udara instrumen dan pabrik

Plant air di pabrik PT. Kaltim Pasifik Amoniak digunakan untuk kegiatan

penunjang seperti blowing, pneumatic test dan penggerak mesin-mesin untuk

kegiatan maintenance. Sedangkan instrument air digunakan untuk penggerak

peralatan instrumentasi.

Pada kondisi normal operasi PA/IA disuplai dari 2nd discharge stage low

pressure compressor K-0421 (LPC K-0421) dengan tekanan 9,5 kg/cm2G dan

temperatur 45C. Selain itu sebagai back up bila terjadi penurunan tekanan suplai

maka IA dan PA juga disuplai dari 4th discharge stage high pressure compressor

K-0421 (HPC K-0421) yang ditampung terlebih dahulu di V-4101 (emergency

air receiver) melalui Z-4101.



Uap air yang terkandung di dalam udara akan di serap oleh activated

alumina di dalam dryer, sehingga kandungan uap air udara dari dryer turun

hingga – 40oC pada tekanan7 kg/cm2G. Air dryer yang digunakan adalah tipe

pressure swing tanpa pemanas dan terdiri dari dua vessel yang berisi ACT

alumina (activated alumina). Pada normal operasi satu vessel service dan yang

lainnya regenerasi atau stand by. Setelah melewati proses pengeringan di air

dryer, udara instrumen dialirkan ke after filter kemudian ditampung di V-4101

(instrument air receiver) dan di distribusikan ke unit desal Z-2201, unit demin

Z-2401 dan unit amoniak.

Gambar 20. Diagram Alir Proses Unit Pembangkit Udara

F. Unit penyediaan nitrogen

Nitrogen adalah salah satu bahan baku dalam pembuatan amoniak, selain

itu nitrogen juga sebagai neutralizer dalam sistem karena sifatnya yang tidak

explosif, netral dan tidak mudah bereaksi dengan zat-zat lain. Nitrogen yang

dibutuhkan oleh PT. Kaltim Pasifik Amoniak diperoleh dari dua sumber, yakni

nitrogen generator dan liquid nitrogen holder.

Nitrogen Generator (R-7101) berfungsi untuk membangkitkan atau

memproduksi nitrogen dengan:

Kapasitas produksi : 200 Nm3/jam

Tekanan minimum : 7,0 kg/cm2 G



Purity N2 : 98 %

Purity O2 : 2 %

Berikut ini adalah proses yang terjadi pada Nitrogen Generator:

Udara yang berasal dari PA sistem sejumlah 622 Nm3/jam dengan tekanan ±

7,5 kg/cm2G dan temperatur ambient dimasukkan ke R-7101 sebagai udara

suplai. Udara yang mengandung N2 78%, O2 21%, Ar 0,9% dan lain-lain

0,1% kemudian dialirkan ke separator (FLT-210) untuk dilakukan pemisahan

kandungan H2O.

Udara melalui dua filter (FLT-211 & FLT-212) yang berfungsi untuk

memisahkan zat-zat asing lainnya yang terikut dalam udara suplai, dengan

melalui tiga tahapan penyaringan (filter) diharapkan udara suplai yang akan

dipakai sebagai bahan baku N2 generator benar-benar sudah bersih dari

kontaminasi zat-zat asing (kotoran-kotoran).

Memanaskan udara supali yang sudah bersih ke dalam air heater (HTR-204)

sehingga temperaturnya naik dari kondisi ambient temperatur ke 52oC,

dengan tujuan untuk menghindari tercapainya titik kondensasi air di

membrane sistem.

Mendistribusikan Udara suplai yang sudah bersih dengan temperatur 52oC ke

“Permeate Plenum” (membrane) melalui V-214 ABC, untuk dilakukan

pemisahan atau penyaringan gas nitrogen. Sehingga, gas yang berhasil

menembus membrane dengan spesifikasi N2 98% dan O2 2% dialirkan ke line

product nitrogen outlet sebagai produk nitrogen.

Liquid Nitrogen Holder (V-7101) merupakan tangki penampungan

nitrogen liquid dimana sistem isolasi tankinya menggunakan “Perlite Filled

Vacuum”. Tangki yang berkapasitas volume (net) 12.130 liter, dengan tekanan

16 kg/cm2G, dan temperatur -196oC s/d +35oC digunakan untuk mem-back up

pemakaian nitrogen di KPA plant. Hal ini dikarenakan pada saat start up

maupun shut down, pabrik banyak membutuhkan gas nitrogen, sedangkan



kapasitas produksi nitrogen generator (R-7101) maximum 200 Nm3/jam tidak

mencukupi untuk menyuplai kebutuhan tersebut.

Pengolahan air buangan (limbah) PT. Kaltim Pasifik Amoniak terdiri dari

limbah padat, gas dan limbah cair. Berikut ini adalah penanganan masing-masing

limbah yang terdapat pada PT. Kaltim Pasifik Amoniak:

Limbah Padat

Limbah padat yang dihasilkan oleh PT. Kaltim Pasifik Amoniak dibagi

menjadi dua yaitu limbah padat berkategori B3 dan non-B3. Contoh limbah B3

adalah batrai bekas, sarung tangan yang terkontaminasi oli, katalis bekas seperti

ZnO, Fe2O3, dan lain-lain. Sedangkan contoh limbah non-B3 meliputi sampah

rumah tangga, barang sisa-sisa produksi seperti kaleng cat, drum, besi-besi dan

pipa bekas.

Ada beberapa limbah padat yang dapat diolah kembali, contohnya adalah

katalis bekas HTSC yakni Fe2O3 yang diolah kembali sebagai bahan bangunan.

Sedangkan limbah padat yang masih memiliki nilai ekonomis seperti besi-besi

yang sudah tidak terpakai dapat dijual kepada pihak luar yang telah memiliki

izin dan mengikuti prosedur pembelian yang telah ditetapkan. Untuk limbah

padat berkategori B3 contoh penanganannya adalah seluruh batrai bekas ataupun

kadaluarsa, sarung tangan yang terkontaminasi oli, dan lain-lain akan

dikumpulkan terlebih dahulu sesua jenisnya kemudian diserahkan kepada pihak

yang memiliki izin untuk mengolahnya lebih lanjut.

Limbah Cair

Limbah cair yang dihasikan oleh PT. Kaltim Pasifik Amoniak dapat

dibagi menjadi dua, yaitu limbah B3 (Bahan Beracun Berbahaya) dan limbah

non-B3. Contoh limbah B3 adalah oli bekas. Sedangkan contoh limbah non-B3

adalah air sisa demineralisasi. Beberapa limbah cair yang terdapat dalam PT.

Kaltim Pasifik Amoniak yaitu : air hujan yang tidak terkontaminasi, air hujan

yang terkontaminasi oli, air sisa regenerasi resin pada unit demineralisasi, air



yang terkontaminasi MDEA, air yang terkontaminasi amoniak, bocoran oli, oli

bekas pakai, dan larutan MDEA bekas pakai.

Air yang terkontaminasi oleh oli ataupun bahan kimia akan dialirkan

menuju neutralization pit, kemudian dikumpulkan di treated waste water pit

untuk mengatur pHnya. Air buangan dari proses regenerasi Mix bed polisher

terlebih dahulu di tampung didalam neutralization pit untuk mengatur pHnya

dengan menambahkan NaOH. Sedangkan air buangan yang mengandung larutan

MDEA ditampung ke dalam MDEA collecting sump, kemudian dialirkan

menuju neutralization pit dan terakhir ditampung ke dalam treated waste water

pit. Air buangan ini relatif mengandung amoniak yang cukup tinggi, maka air

buangan ini akan di salurkan ke chemical pond milik PT. Pupuk Kalimantan

Timur dengan kualitas air yang telah mengikuti baku mutu yang ditentukan.

Berikut ini adalah tabel baku mutu limbah cair yang menjadi salah satu acuan

atau standar pengelolaan limbah pada PT. Kaltim Pasifik Amoniak

Tabel 12. Baku Mutu Limbah Cair

Paramete

rUnit

Kepmen

51/1995

KepGub

26/2002

Kepmen

112/2004

Perda

02/2011

Kepmen

560/2009

Kondisi

Aktual

pH - 6-9 6-9 6-10 6-10 6-10 8,25

COD Kg/Ton 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,02690

TSS Kg/Ton 0,15 15 15 15 15 0,01082

O&G Kg/Ton 0,03 0,03 0,03 0,1 0,1 0,00010

NH3N Kg/Ton 0,3 0,3 0,3 0,2 0,2 0,00516

Debitm3/ton

produk15 15 15 1,5 1,5 0,27511

Sumber : Dep. QESH PT. Kaltim Pasifik Amoniak

Limbah Gas

Limbah gas yang dihasilkan PT. Kaltim Pasifik Amoniak berupa gas-gas

sisa pembakaran hasil keluaran dari convection section pada Primary Reformer

dan produk samping, yaitu karbon dioksida yang dapat menyebabkan efek



rumah kaca. Sedangkan, karbon dioksida yang dihasilkan pada proses CO2

Removal tidak serta merta di-venting ke udara tetapi ada yang dialirkan ke urea

plant dan dialirkan ke WWT untuk proses penghilangan gas-gas yang

terkandung pada air buangan dan untuk mengatur pH pada kolam WWT.

Limbah gas yang dihasilkan oleh PT. Kaltim Pasifik Amoniak masih berada di

bawah baku mutu regulasi pemerintah.



BAB III

PENUTUP

3.1 Kesimpulan

- Proses produksi amoniak pada PT. Kaltim Pasifik Amoniak yang menggunakan

lisensi Haldor Topse sangat baik dan sesuai sehingga mampu berproduksi

sesuai target.

- Pada PT. Kaltim Pasifik Amoniak, pemanfaatan panas dari setiap hasil reaksi

yang bersifat eksoterm sangat baik.



DAFTAR PUSTAKA

Gultom, B, 2009: “Pengaruh Gas Inert Terhadap Kinerja Konverter

Amoniak R-0501 & R-0502” Laporan Kerja Praktek PT. Kaltim

Pasifik Amoniak, Bontang

Operating Manual PT. Kaltim Pasifik Amoniak. 1999. Haldor-Topsoe A/S

Lyngby,Denmark

Process Flow Diagram PT. Kaltim Pasifik Amoniak. 1999. Haldor-Topsoe

A/S Lyngby, Denmark

Team Start-Up PT. Kaltim Pasifik Amoniak. Kumpulan Bahan Training

Operator Kaltim Pasifik Amoniak, Buku I : Proses


Operator Kaltim Pasifik Amoniak, Buku III : Utilitas



BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Air merupakan salah satu kebutuhan pabrik yang sangat penting guna

menunjang kelancaran dan keberhasilan dalam proses produksi. Ketersediaan air

tanah yang terbatas dan letak yang dekat dengan laut memungkinkan pabrik PT.

Kaltim Pasifik Amoniak (PT.KPA) untuk menggunakan air laut sebagai sumber

air untuk memenuhi kebutuhan proses. Ada beberapa persyaratan yang harus

dipenuhi apabila air laut akan digunakan sebagai unit penunjang. Kadungan

garam-garam mineral yang tinggi, parameter fisik dan kimia seperti: kondisi pH,

keberadaan bakteri dan benda-benda padat, serta gas-gas terlarut, dan lain-lain,

yang perlu dihilangkan terlebih dahulu sebelum air laut digunakan untuk

memenuhi kebutuhan pabrik.

Ada beberapa tahapan yang harus dilakukan agar air laut dapat digunakan

untuk memenuhi kebutuhan air pada pabrik amoniak, salah satunya adalah tahapan

demineralisasi atau penghilangan kandungan ion-ion terlarut di dalam air sebelum

digunakan sebagai air bahan baku pembuatan steam. Hal ini dilakukan untuk

mengurangi penyebab pengkaratan dan pembentukan kerak pada sistem perpipaan

dan peralatan proses. Kebutuhan air umpan untuk pembuatan steam di PT. Kaltim

Pasifik Amoniak cukup banyak, maka pada unit demineralisasi dilengkapi dengan

3 unit Mix bed (Mix bed-A/B/C) dalam kondisi 2 unit beroperasi dan 1 unit stand

by. Demineralisasi bekerja berdasarkan pertukaran ion (Ion Exchange) dengan

bantuan resin (anion-kation) yang berada dalam satu vessel untuk mendapatkan air

yang bebas mineral dari air desalinasi, steam condensate, dan proses condensate

(stripping).

Resin yang memiliki kapasitas penukaran ion tertentu sering mengalami

kejenuhan (daya tangkap menurun) dengan tingginya conductivity produk yang

dihasilkan, sehingga perlu diregenerasi (dipulihkan) dengan mengunakan bahan



kimia tanpa harus diganti dengan resin yang baru apabila kondisi conductivity

produk demineralisasi yang dihasilkan selama service telah mencapai 0,1 µs.

Proses regenerasi terdiri dari 18 tahap yang saling berurutan dimana keberhasilan

pemulihan kondisi resin yang telah jenuh dapat dilihat dari indikasi hasil akhir

conductivity yang menurun pada akhir proses regenerasi ( < 0,1 µs).

1.2. Perumusan Masalah

Dengan jumlah kebutuhan air umpan untuk pembuatan steam yang cukup

banyak, maka kinerja unit demineralisasi dituntut maksimal dalam menghilangkan

ion-ion terlarut dalam air. Ketepatan proses regenerasi yang bertujuan untuk

memulihkan kembali kondisi resin yang telah jenuh menjadi sangat penting agar

unit demineralisasi dapat kembali beroperasi dengan maksimal. Saat ini, waktu

service dari Mix bed A, B dan C tidak lagi mencapai waktu service seperti yang

telah di rancang, yakni 24 jam. Hal ini menyebabkan lebih seringnya proses

regenerasi dilakukan sehingga berakibat pada banyaknya penggunaan bahan kimia

untuk proses regenerasi resin yang telah jenuh dan kondisi fisik resin yang

menurun..

1.3. Tujuan

Tugas khusus ini bertujuan untuk mengevaluasi faktor penyebab service

time aktual Mix bed A, B dan C berada di bawah dari service time design.

1.4. Manfaat

Melalui evaluasi ini diharapkan dapat diketahui faktor-faktor penyebab dari

penurunan service time Mix bed A, B dan C. Sehingga dapat dilakukan penangan

atau tindakan yang sesuai untuk mengatasi permasalahan tersebut.



BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Demineralisasi

Demineralisasi merupakan proses penghilangan kandungan mineral yang

terkandung di dalam air. Umumnya mempergunakan media penukar ion yang dibedakan

atas muatan listrik yang terkandung di dalamnya menjadi :penukar kation dan penukar

anion. Proses ini biasa digunakan untuk memproduksi air demin water yang nantinya akan

digunakan sebagai air umpan boiler (BFW), air demin ini harus bebas dari mineral-

mineral, karena mineral yang terkandung pada air demin dapat menyebabkan hot

spot pada tube boiler.

2.2 Ion Exchange

Ion exchange adalah pertukaran ion antara dua elektrolit atau antara

elektrolit solution dan kompleks Ion exchange biasa digunakan dalam proses

demineralisasi, pemurnian, pemisahan, dan lain-lain. Proses ion exchange terdiri

dari reaksi kimia antara ion dalam fase larutan dan ion dalam fase padat. Bentuk

pertukaran ion exchange adalah dasar dari sejumlah reaksi besar proses kimia yang

mana proses ini terjadi dengan cara mengganti ion dalam larutan dengan ion yang

yang ada pada padatan yang melewati kolom dari resin penukar anion-kation.

Penelitian untuk menemukan bahan yang efektif dalam menangkap ion

sudah dikembangkan sejak tahun 1850, tetapi baru mengalami lonjakan yang

berarti ketika d’Alelio memperkenalkan resin dari bahan polystyrene pada tahun

1944. Bahan polystyrene ini memiliki kelemahan diantaranya : bentuk molekul

yang relatif besar sehingga mempersulit proses regenerasi dan kapasitasnya cepat

sekali menurun. Hingga saat ini banyak digunakan resin penukar ion dari bahan

polyacrylic yang memiliki bentuk lebih kuat dan tahap terhadap racun organik.

Berikut ini adalah reaksi yang terjadi pada proses ion exchange :

Kation Exchange :


http://translate.googleusercontent.com/translate_c?hl=id&prev=/search%3Fq%3Dion%2Bexchange%2Badalah%26hl%3Did%26client%3Dfirefox-a%26hs%3Dnt8%26sa%3DX%26rls%3Dorg.mozilla:id:official%26biw%3D1024%26bih%3D410%26prmd%3Dimvns&rurl=translate.google.co.id&sl=en&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Complex_(chemistry)&usg=ALkJrhiiyDUpH0Azm43YwYnC0F0q3AqaAg

http://translate.googleusercontent.com/translate_c?hl=id&prev=/search%3Fq%3Dion%2Bexchange%2Badalah%26hl%3Did%26client%3Dfirefox-a%26hs%3Dnt8%26sa%3DX%26rls%3Dorg.mozilla:id:official%26biw%3D1024%26bih%3D410%26prmd%3Dimvns&rurl=translate.google.co.id&sl=en&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Electrolyte&usg=ALkJrhikEVGlZp5vfrlzfhkvUb51kG6JRg

http://translate.googleusercontent.com/translate_c?hl=id&prev=/search%3Fq%3Dion%2Bexchange%2Badalah%26hl%3Did%26client%3Dfirefox-a%26hs%3Dnt8%26sa%3DX%26rls%3Dorg.mozilla:id:official%26biw%3D1024%26bih%3D410%26prmd%3Dimvns&rurl=translate.google.co.id&sl=en&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Ion&usg=ALkJrhh9EfYeg-TRC0U5_WNi5purxzKJXg


Berfungsi untuk menghilangkan kation-kation atau ion positif yang

terkandung di dalam air. Mekanisme reaksinya adalah

RH + C+ RC + H+

C+ adalah ion-ion positif yang terkandung di dalam umpan, yaitu Ca2+, K+, NH4+,

Na+, Mg2+, Fe2+ dan lain-lain.

Anion Exchange :

Berfungsi untuk menghilangkan anion yang terkandung di dalam air.

Mekanisme reaksinya adalah

ROH + A- RA + OH-

A- adalah ion-ion negatif seperti Cl-, SO42-, CO2-, SiO3-, HCO3- dan lain-lain.

2.3 Resin

Resin adalah senyawa hidrokarbon terpolimerisasi sampai tingkat yang

tinggi yang mengandung ikatan-ikatan hubung silang (cross-linking) serta gugusan

yang mengandung ion-ion yang dapat dipertukarkan. Berdasarkan gugus

fungsionalnya, resin penukar ion terbagi menjadi dua yaitu resin penukar kation dan

resin penukar anion. Resin penukar kation, mengandung kation yang dapat

dipertukarkan. Sedangkan resin penukar anion, mengandung anion yang dapat yang

dapat dipertukarkan. Secara umum rumus struktur resin penukar ion yang dapat

merupakan resin penukar kation (Gambar 2.3.1) dan resin penukar anion. (Gambar

2.3.2).


Gambar 2.3.1 Gambar 2.3.2


Resin pertukaran ion merupakan bahan sintetik yang berasal dari aneka

ragam bahan, alamiah maupun sintetik, organik maupun anorganik, memperagakan

perilaku pertukaran ion dalam analisis laboratorium dimana keseragaman

dipentingkan dengan jalan penukaran dari suatu ion. Pertukaran ion bersifat

stokiometri, yakni satu H+ diganti oleh suatu Na+. Pertukaran ion adalah suatu

proses kesetimbangan dan jarang berlangsung lengkap, namun tak peduli sejauh

mana proses itu terjadi, stokiometrinya bersifat eksak dalam arti satu muatan positif

meninggalkan resin untuk tiap satu muatan yang masuk. Ion dapat ditukar yakni ion

yang tidak terikat pada matriks polimer disebut ion lawan (Counterion)

(Underwood, 2001).

Sifat-sifat Penting Resin (Penukar Ion) adalah adalah sebagai berikut :

1. Kapasitas Penukaran ion

Sifat ini menggambarkan ukuran kuantitatif jumlah ion-ion yang dapat

dipertukarkan dan dinyatakan dalam mek (milliekivalen) per gram resin kering

dalam bentuk hydrogen atau kloridanya atau dinyatakan dalam milliekivalen tiap

milliliter resin (meq/ml).

2. Selektivitas

Sifat ini merupakan suatu sifat resin penukar ion yang menunjukan aktifitas

pilihan atas ion tertentu .Hal ini disebabkan karena penukar ion merupakan suatu

proses stoikhiometrik dan dapat balik (reversible) dan memenuhi hukum kerja

massa. Faktor yang yang menentukan selektivitas terutama adalah gugus

ionogenik dan derajat ikat silang. Secara umum selektivitas penukaran ion

dipengaruhi oleh muatan ion dan jari-jari ion. Selektivitas resin penukar ion akan

menentukan dapat atau tidaknya suatu ion dipisahkan dalam suatu larutan

apabila dalam larutan tersebat terdapat ion-ion bertanda muatan sama, demikian

juga dapat atau tidaknya ion yang telah terikat tersebut dilepaskan



3. Derajat ikat silang (crosslinking)

Sifat ini menunjukan konsentrasi jembatan yang ada di dalam polimer. Derajat

ikat silang tidak hanya mempengaruhi kelarutan tetapi juga kapasitas pertukaran,

perilaku mekaran, perubahan volume, seletivitas, ketahanan kimia dan oksidasi.

4. Porositas

Nilai porositas menunjukan ukuran pori-pori saluran-saluran kapiler. Ukuran

saluransaluran ini biasanya tidak seragam. Porositas berbanding lansung derajat

ikat silang, walaupunn ukuran saluran-saluran kapilernya tidak seragam. Jalinan

resin penukar mengandung rongga-rongga, tempat air terserap masuk. Porositas

mempengaruhi kapasitas dan keselektifan. Bila tanpa pori, hanya gugus

ionogenik di permukaan saja yang aktif.

5. Kestabilan resin

Kestabilan penukar ion ditentukan juga oleh mutu produk sejak dibuat.

Kestabilan fisik dan mekanik terutama menyangkut kekuatan dan ketahanan

gesekan. Ketahanan terhadap pengaruh osmotik, baik saat pembebanan maupun

regenerasi, juga terkait jenis monomernya. Kestabilan termal jenis makropori

biasanya lebih baik daripada yang gel, walau derajat ikat silang serupa. Akan

tetapi lakuan panas penukar kation makropori agak mengubah struktur kisi ruang

dan porositasnya.

2.4 Regenerasi

Kejenuhan dari resin untuk mengikat ion-ion ditunjukan oleh naiknya

conductivity demin water outlet Mix bed hingga sekitar 0,1 µs/cm. Sehingga resin

tersebut harus diregenerasi atau mengembalikan fungsi resin seperti semula, agar

dapat kembali menyerap ion-ion. Adapun langkah-langkah regenerasi di PT. Kaltim

Pasifik Amoniak adalah sebagai berikut :



1. 1st Drain Out

Air demin yang masih tertinggal di Mix bed polisher dibuang terlebih

dahulu sebelum dilakukan proses regenerasi. Pembuangan ini berlangsung

selama 1 menit agar resin tidak keluar melaui venting udara selama tahap 2nd

Drain Out.

2. 2nd Drain Out

Penurunan level air yang ada di dalam tangki hingga level air berada

sekian persen dengan level resin. Hal ini bertujuan agar proses Air Scrub dapat

berlangsung dengan maksimal dan tidak ada resin yang lolos saat proses back

wash.

3. Air Scrub

Proses pemasukkan udara ke Mix bed dari bagian bawah yang bertujuan

untuk mengaduk resin yang ada. Sehingga kotoran-kotoran yang terdapat pada

bagian bawah Mix bed dapat ter-scrub.

4. 1st Back Wash

Raw condensate dialirkan dari bawah Mix bed untuk mengisi level air di

dalam Mix bed hingga batasan saranet, hal ini bertujuan untuk mengambil

kembali resin-resin yang menempel di atas ataupun yang menempel di dinding-

dinding Mix bed setelah proses air scrub dapat turun kembali.

5. Rest

Memberikian kesempatan resin-resin yang menempel untuk turun sesuai

berat jenisnya, tahapan ini berlangsung selama delapan menit.



6. 2nd Back Wash

Mengalirkan kembali raw condensate dari bawah Mix bed agar dapat

mengaduk kembali anion dan kation yang juga berfungsi untuk memisahkan

kotoran yang telah terpisah. Aliran air bersama kotoran ini dialirkan ke

neutralization pit.

7. Settle

Pemisahan resin anion dan kation berdasarkan berat jenisnya, dimana

resin anion yang lebih ringan berada di bagian atas dan resin kation yang lebih

berat berada di bagian bawah.

8. Balance Inject NaOH

Meregenerasi resin anion dengan larutan NaOH 4% yang dimasukkan

dari bagian atas, hal ini dikarenakan anion yang berat jenisnya lebih ringan

berada di bagian atas. Bersamaan dengan masukknya larutan NaOH, air demin

pun dimasukkan dari bagian bawah untuk mencegah larutan NaOH meracuni

resin kation yang berada di bagian bawah.

Reaksi regenerasi ion negatif (anion)

R-A + NaOH ROH + NaA

9. Inject NaOH / H2SO4

Inject NaOH / H2SO4 menggunakan asam sulfat (H2SO4) 6% dan caustic

soda (NaOH) 4%. Keduanya dialirkan serentak, asam sulfat (acid) melalui

bagian bawah bed sedangkan natrium (caustid soda) melalui bagian atas.

Sehingga aliran caustic soda searah dengan aliran saat in-service dan aliran acid

berlawanan arah saat in-service. Kedua aliran bercampur di aliran keluar bed dan

diteruskan menuju neutralization pit.



10. Inject H2SO4

Meregenerasi kembali resin kation dengan mengalirkan H2SO4 dari

bagian bawah dan air demin dari bagian atas agar H2SO4 yang masuk tidak

meracuni resin anion yang berada di atas.

Reaksi regenerasi ion positif (kation)

2R-C + H2SO4 2 RH + C2SO4

11. Disp / Disp

Pada tahapan ini inject chemical distop, tetapi demin water dijaga tetap

mengalir yang bertujuan untuk membilas resin-resin yang telah aktif dari sisa-

sisa chemical.

12. 1st Rinse

Pembilasan kembali resin-resin yang telah di regenerasi dengan

menggunakan demin water yang dialirkan dari bagian bawah hingga meluap dan

keluar dari atas tangki Mix bed, sehingga resin tersebut benar-benar bersih dari

chemical.

13. 1st Drain Out

Tahapan ini sama dengan tahapan awal proses regenerasi yakni

menurunkan level air yang ada di dalam Mix bed.

14. 2nd Drain Out

Mengeluarkan air yang ada di dalam Mix bed hingga level air berada

sekian persen dengan level resin. Agar saat proses air mix resin dapat teraduk

sempurna dan tidak keluar dari dalam Mix bed.

15. Air Mix

Pengandukan oleh udara yang prinsipnya sama dengan air Scrub.



16. 1st Fill

Pengisian air raw condensate ke dalam Mix bed dari bagian atas melalui

distributor secara perlahan agar resin yang sudah homogen tidak terpisah lagi.

Tahapan ini juga berfungsi untuk mengeluarkan kotoran yang telah terpisah saat

proses air scrub.

17. 2nd Fill

Tahapan ini ada proses pengisian level air di dalam mix dengan

mengalirkan air raw condensate dari bagian atas melalui distributor.

18. 2nd Rinse

Pada tahap terakhir ini aliran air raw condensate masuk melalui

distributor bagian atas, dimana aliran keluar melalui tempat dimana resin telah

diaduk sempurna. Aliran buangan berada di bagian bawah polisher mengalir ke

pembuangan dan masuk ke neutralization pit. Langkah terakhir adalah

mengamati konduktivitas air yang keluar dari bagian bawah Mix bed berada

pada angka di bawah 0,1 µs/cm. Tahapan ini merupakan penentu dari

keberhasilan proses regenerasi.



BAB III

METODOLOGI

3.1. Metode Pengambilan Data

Dalam penyusunan Tugas Khusus ini, data yang digunakan meliputi data primer

dan data sekunder.

3.1.1. Data Primer

Merupakan data yang diperoleh dari pengambilan sampel yang dianalisa secara

laboratorium seperti air umpan yang akan memasuki Mix bed (outlet RC Tank),

air demin outlet Mix bed, analisa resin sebelum digunakan, dananalisa resin

setelah di gunakan. Sebagai pembanding dari kualitas air umpan adalah data

total anion dan total kation yang ada pada design.

3.1.2. Data Sekunder

Merupakan data yang diperoleh dari study literatur umum maupun pabrik PT.

Kaltim Pasifik Amoniak serta data pengamatan dari proses regenerasi dengan

18 tahapan proses regenerasi. Data-data sekunder meliputi :

1. Waktu service aktual

2. Penurunan level inject chemcical saat regenerasi.

3. Durasi dan Flow actual masing-masing saat regenerasi.

4. Opening valve pada masing-masing saat regenerasi

3.2. Metode Pengolahan Data

Data-data yang telah ada dalam referensi ataupun dalam job description process

tersebut dijadikan dasar dalam menganalisis faktor-faktor yang menyebabkan

penurunan service time dari masing-masing Mix bed A, B dan C dan untuk :

a. Menghitung waktu service secara teoris.

b. Menganalisa trend dari total anion dan total kation

c. Menghitung konsentrasi chemical untuk regenerasi secara teoritis.



BAB IV

PENGOLAHAN DATA DAN PEMBAHASAN

4.1. Fakta & Data

Pada unit demineralisasi PT. Kaltim Pasifik Amoniak terjadi proses

pertukaran ion, menggunakan tiga Mix bed polisher berisi resin anion dan resin

kation. Unit ini berguna untuk menghasilkan air demin atau air yang bebas dari

kandungan mineral, yang mana air tersebut akan dijadikan sebagai boiler feed

water. Ketiga Mix bed polisher tersebut memiliki service time design yang sama

yakni 24 jam. Tetapi, saat ini service time dari Mix bed polisher tidak lagi dapat

mencapai service time sesuai design. Ada beberapa faktor yang memungkinkan

terjadinya penurunan service time Mixed Bed Polisher, yaitu :

1. Kualitas air umpan yang lebih rendah.

2. Proses regenerasi resin yang kurang baik.

3. Kondisi fisik resin yang telah menurun.

4. Jumlah dan komposisi resin pada Mix bed polisher yang tidak sesuai dengan

design.

Dari hasil pengumpulan fakta dan data untuk masing-masing faktor

penyebab diatas akan dipaparkan sebagai berikut:

4.1.1 Kualitas Air Umpan Mix Bed Polisher

Parameter yang digunakan dalam pengamatan kualitas air umpan adalah

konduktivitas dan total anion-kation. Dimana Konduktivitas adalah kemampuan

suatu larutan dalam menghantarkan arus listrik parameter ini menunjukkan

keadaan air umpan yang memiliki kandungan mineral yang terdapat pada air.

Sedangkan parameter total anion dan kation yang dianalisa dari sample air umpan

Mixbed mencerminkan jumlah ion-ion positif dan negative yang berasal dari

unsur-unsur bahan kimia. Anion atau ion negatif dianalisa dari keberadaan unsur-

unsur antara lain Cl-, SO42-, HCO3

-, CO2- dan kation atau ion positif dianalisa dari

keberadaan unsur-unsur antara lain Na+, Mg2+, Ca2+, NH4+.



4.1.1.1 Konduktivitas

Data konduktivitas dari air umpan masuk mixbed terhadap service time

masing-masing mixbed dapat dilihat pada tabel 4.1, 4.2, dan 4.3.

Tabel 4.1 Data Konduktivitas Feed dengan Service Time Mix Bed Polisher A

Tanggal Konduktivitas Feed Service Time

12-Jul-12 16,7 19,73

5-Jul-12 18,33 19,3

28-Jun-12 15,94 23,42

14-Jun-12 17,09 13,7

7-Jun-12 18,29 19,73

31-May-12 21,2 20,2

26-Apr-12 13,83 25,05

19-Apr-12 8,02 21,83

5-Apr-12 15,88 20,98

29-Mar-12 14,15 28,35

1-Mar-12 16,59 26,35

23-Feb-12 17,05 24

9-Feb-12 20,4 24

12-Jan-12 21,6 22

15-Dec-11 14,6 24

8-Dec-11 20,2 22,25

18-Nov-11 19,22 23,75

20-Oct-11 14,63 20,5

13-Oct-11 13,93 25,5

6-Oct-11 12,86 28,25

29-Sep-11 13,54 23

15-Sep-11 14,46 24

8-Sep-11 13,1 24

1-Sep-11 14,52 17

18-Aug-11 14,71 21,75

12-Aug-11 14,74 25



Tabel 4.2 Data Konduktivitas Feed dengan Service Time Mix Bed Polisher B

Tanggal Konduktivitas Feed Service Time12 Agustus 2011 14,74 33,2525 Agustus 2011 15,38 271 September 2011 14,52 2515 September 2011 14,46 3129 September 2011 13,54 29,5

6 Oktober 2011 12,86 28,510 November 2011 19,29 2424 November 2011 16,92 19,2515 Desember 2011 14,6 23,7529 Desember 2011 17,38 24,5

5 Januari 2012 18,31 22,526 Januari 2012 19,2 231 Maret 2012 16,59 23,0729 Maret 2012 14,15 25,0312 April 2012 17,92 23,5819 April 2012 8,02 20,93 Mei 2012 14,77 35,5510 Mei 2012 12,18 29,6317 Mei 2012 16,46 32,9814 Juni 2012 17,09 24,2821 Juni 2012 16,95 19,1228 Juni 2012 15,94 26,38

Tabel 4.3 Data Konduktivitas Feed dengan Service Time Mix Bed Polisher C

Tanggal Konduktivitas Feed Service Time4 Agustus 2011 15,27 24,2518 Agustus 2011 14,71 20,2525 Agustus 2011 15,38 238 September 2011 13,1 2422 September 2011 12,88 1913 Oktober 2011 13,93 15,5

10 November 2011 19,29 27,518 November 2011 19,22 2524 November 2011 16,92 28,58 Desember 2011 20,2 2929 Desember 2011 17,38 26,25

5 Januari 2012 18,31 25,519 Januari 2012 18,67 25,7526 Januari 2012 19,2 24,59 Februari 2012 20,4 2723 Februari 2012 17,05 27

5 April 2012 15,88 24,2



26 April 2012 13,83 26,483 Mei 2012 14,77 26,1710 Mei 2012 12,18 24,8817 Mei 2012 16,46 20,8231 Mei 2012 21,2 21,1214 Juni 2012 17,09 17,2721 Juni 2012 16,95 21,735 Juli 2012 18,33 24,3512 Juli 2012 16,7 27,05

4.1.1.2 Total Kation dan Total Anion Feed

Perbandingan data total kation dan total anion terhadap total kation dan total

anion design untuk sejak Juli 2011 dapat dilihat pada tabel 4.4 dan tabel 4.5.

Tabel 4.4 Total Kation Feed dengan Total Kation Design

Tanggal Total Kation Feed Total Kation Design4 Agustus 2011 8,15 22,0812 Agustus 2011 7,65 22,0818 Agustus 2011 7,47 22,0825 Agustus 2011 10,50 22,081 September 2011 7,68 22,088 September 2011 6,88 22,0815 September 2011 8,47 22,0822 September 2011 6,85 22,0829 September 2011 8,03 22,08

6 Oktober 2011 7,59 22,0813 Oktober 2011 8,97 22,0820 Oktober 2011 8,56 22,08

10 November 2011 9,29 22,0818 November 2011 5,85 22,0824 November 2011 9,15 22,088 Desember 2011 8,50 22,0815 Desember 2011 7,18 22,0829 Desember 2011 9,79 22,08

5 Januari 2012 7,94 22,0812 Januari 2012 8,71 22,0819 Januari 2012 8,76 22,0826 Januari 2012 9,32 22,089 Februari 2012 10,41 22,0823 Februari 2012 6,91 22,08

1 Maret 2012 8,88 22,088 Maret 2012 6,62 22,08



29 Maret 2012 6,03 22,085 April 2012 7,18 22,0812 April 2012 10,38 22,0819 April 2012 5,91 22,0826 April 2012 7,35 22,083 Mei 2012 7,12 22,0810 Mei 2012 7,41 22,0817 Mei 2012 6,32 22,0831 Mei 2012 11,29 22,087 Juni 2012 2,50 22,0814 Juni 2012 8,38 22,0821 Juni 2012 9,38 22,0828 Juni 2012 8,29 22,085 Juli 2012 9,41 22,0812 Juli 2012 9,41 22,08

Tabel 4.5 Total Anion Feed dengan Total Anion Design

Tanggal Total anion Feed Total Kation Design4 Agustus 2011 19,51 7,9912 Agustus 2011 14,18 7,9918 Agustus 2011 19,68 7,9925 Agustus 2011 19,89 7,991 September 2011 18,99 7,998 September 2011 13,03 7,9915 September 2011 14,75 7,9922 September 2011 12,18 7,9929 September 2011 7,06 7,99

6 Oktober 2011 9,40 7,9913 Oktober 2011 9,62 7,9920 Oktober 2011 9,58 7,99

10 November 2011 16,04 7,9918 November 2011 19,38 7,9924 November 2011 19,11 7,998 Desember 2011 21,78 7,9915 Desember 2011 17,93 7,9929 Desember 2011 21,32 7,99

5 Januari 2012 20,66 7,9912 Januari 2012 21,96 7,9919 Januari 2012 16,97 7,9926 Januari 2012 119,48 7,999 Februari 2012 120,76 7,9923 Februari 2012 116,28 7,99

1 Maret 2012 16,86 7,998 Maret 2012 14,88 7,99



29 Maret 2012 4,59 7,995 April 2012 14,11 7,9912 April 2012 16,98 7,9919 April 2012 14,64 7,9926 April 2012 14,56 7,993 Mei 2012 31,97 7,9910 Mei 2012 17,85 7,9917 Mei 2012 15,27 7,9931 Mei 2012 18,59 7,997 Juni 2012 17,47 7,9914 Juni 2012 21,09 7,9921 Juni 2012 13,36 7,9928 Juni 2012 7,12 7,995 Juli 2012 18,93 7,9912 Juli 2012 19,77 7,99

Sedangkan korelasi antara total anion - kation pada air umpan mixbed

terhadap kemampuan service time mixbed dapat dilihat pada Tabel 4.6, 4.7,

4.8, 4.9, 4.10 dan 4.11.

Tabel 4.6 Total Anion Feed terhadap Service Time Teoritis dan Aktual pada MBP A

Tanggal Total Anion Waktu Teoritis Waktu Aktual

12-Jul-12 19,77 19,67 19,73

5-Jul-12 18,93 20,54 19,314-Jun-12 21,09 18,44 13,77-Jun-12 17,47 22,26 19,73

31-May-12 18,59 20,92 20,226-Apr-12 14,56 26,71 25,0519-Apr-12 14,64 26,56 21,835-Apr-12 14,11 27,56 20,981-Mar-12 16,86 23,07 26,3512-Jan-12 21,96 17,71 2215-Dec-11 17,93 21,69 248-Dec-11 21,78 17,86 22,25

18-Nov-11 19,38 20,07 23,7520-Oct-11 9,58 40,59 20,513-Oct-11 9,62 40,43 25,56-Oct-11 9,4 41,37 28,25

15-Sep-11 14,75 26,37 24



8-Sep-11 13,03 29,85 241-Sep-11 18,99 20,48 17

18-Aug-11 19,68 19,76 21,7512-Aug-11 14,48 26,86 25

Tabel 4.7 Total Kation Feed terhadap Service Time Teoritis dan Aktual pada MBP A

Tanggal Total Kation Waktu Teoritis Waktu Aktual

12-Jul-12 9,41 66,12 19,73

5-Jul-12 9,41 66,12 19,328-Jun-12 8,29 75,06 23,4214-Jun-12 8,38 74,25 13,731-May-12 11,29 55,11 20,226-Apr-12 7,35 84,66 25,055-Apr-12 7,18 86,66 20,981-Mar-12 8,88 70,07 26,3523-Feb-12 6,91 90,05 249-Feb-12 10,41 59,77 2412-Jan-12 8,71 71,44 2215-Des-11 7,18 86,66 248-Des-11 8,5 73,2 22,2520-Okt-11 8,56 72,69 20,513-Okt-11 8,97 69,37 25,56-Okt-11 7,59 81,98 28,2529-Sep-11 8,03 77,49 2315-Sep-11 8,47 73,46 248-Sep-11 6,88 90,44 241-Sep-11 7,68 81,02 17

18-Aug-11 7,47 83,3 21,7512-Aug-11 7,65 81,34 25

Tabel 4.8 Total Anion Feed terhadap Service Time Teoritis dan Aktual pada MBP B

Tanggal Total Anion Waktu teoritis Waktu aktual12-Aug-11 14,18 27,43 33,25



25-Aug-11 19,89 19,55 271-Sep-11 18,99 20,48 2515-Sep-11 14,75 26,37 3129-Sep-11 16,04 24,24 246-Oct-11 19,11 20,35 19,25

10-Nov-11 17,93 21,69 23,7524-Nov-11 21,32 18,24 24,515-Dec-11 20,66 18,82 22,529-Dec-11 16,86 23,07 23,075-Jan-12 16,98 22,9 23,5826-Jan-12 14,64 26,56 20,91-Mar-12 17,85 21,79 29,6329-Mar-12 15,27 25,47 32,9812-Apr-12 21,09 18,44 24,2819-Apr-12 13,36 29,11 19,123-May-12 7,12 54,62 26,38

Tabel 4.9 Total Kation Feed terhadap Service Time Teoritis dan Aktual pada MBP B

Tanggal Total kation Waktu teoritis Waktu aktual

12-Aug-11 7,65 81,34 33,25

25-Aug-11 10,5 59,26 27

1-Sep-11 7,68 81,02 25

15-Sep-11 8,47 73,46 31

29-Sep-11 8,03 77,49 29,5

6-Oct-11 7,59 81,98 28,5

10-Nov-11 9,29 66,98 24

24-Nov-11 9,15 68 19,25

15-Dec-11 7,18 86,66 23,75

29-Dec-11 9,79 63,56 24,5

5-Jan-12 7,94 78,37 22,5

26-Jan-12 8,88 70,07 23

1-Mar-12 8,88 70,07 23,07

29-Mar-12 10,38 59,94 23,58

12-Apr-12 7,12 87,39 35,55

19-Apr-12 7,41 83,97 29,63

3-May-12 8,38 74,25 24,28

10-May-12 9,38 66,33 19,12



17-May-12 8,29 75,06 26,38

Tabel 4.10 Total Anion Feed terhadap Service Time Teoritis dan Aktual pada MBP C

Tanggal Total Anion Waktu teoritis Waktu aktual

4-Aug-11 19,51 19,93 24,25

18-Aug-11 19,68 19,76 20,25

25-Aug-11 19,89 19,55 23

8-Sep-11 13,03 29,85 24

22-Sep-11 12,18 31,93 19

13-Oct-11 9,62 40,43 15,5

10-Nov-11 16,04 24,24 27,5

18-Nov-11 19,38 20,07 25

24-Nov-11 19,11 20,35 28,5

8-Dec-11 21,78 17,86 29

29-Dec-11 21,32 18,24 26,25

5-Jan-12 20,66 18,82 25,5

19-Jan-12 16,97 22,92 25,75

9-Feb-12 120,76 3,22 27

23-Feb-12 116,28 3,34 27

5-Apr-12 14,11 27,56 24,2

26-Apr-12 14,56 26,71 26,48

3-May-12 31,97 12,16 26,17

10-May-12 17,85 21,79 24,88

31-May-12 18,59 20,92 21,12

14-Jun-12 21,9 17,76 17,27

21-Jun-12 13,36 29,11 21,73

12-Jul-12 19,77 19,67 27,05

Tabel 4.11 Total Kation Feed terhadap Service Time Teoritis dan

Aktual pada MBP C

Tanggal Total kation Waktu teoritis Waktu aktual

4-Aug-11 8,15 76,35 24,25



18-Aug-11 7,47 83,3 20,25

25-Aug-11 10,5 59,26 23

8-Sep-11 6,88 90,44 24

22-Sep-11 6,85 90,84 19

13-Oct-11 8,97 69,37 15,5

10-Nov-11 9,29 66,98 27,5

18-Nov-11 5,85 106,36 25

24-Nov-11 9,15 68 28,5

8-Dec-11 8,5 73,2 29

29-Dec-11 9,79 63,56 26,25

5-Jan-12 7,94 78,37 25,5

19-Jan-12 8,76 71,03 25,75

9-Feb-12 10,41 59,77 27

23-Feb-12 6,91 90,05 27

5-Apr-12 7,18 86,66 24,2

26-Apr-12 7,35 84,66 26,48

3-May-12 7,12 87,39 26,17

10-May-12 7,41 83,97 24,88

31-May-12 11,29 55,11 21,12

14-Jun-12 8,38 74,25 17,27

21-Jun-12 9,38 66,33 21,73

12-Jul-12 9,41 66,12 27,05

4.1.2 Proses Regenerasi Resin yang Kurang Baik.

Parameter yang diamati pada saat proses regenerasi, antara lain adalah

waktu / durasi injeksi chemical, flow injeksi chemical, dan konsentrasi

chemical yang diinjeksikan selama proses regenerasi.

Tabel 4.12 Konsentrasi acid dan caustic inlet Mix bed polisher A, B dan C

UNIT MBP

Tanggal StepOpening

valve

waktu aktual (menit)

Flow (m3/h)

Konsentrasi

Service Time After Regen

DESIGNInjeksi NaOH

10 11.90 4.87% 24 Jam



UNIT MBP

Tanggal StepOpening

valve


Flow (m3/h)

Konsentrasi


Injeksi NaOH + H2SO4

25 11.90 4.87%


25 14.00 6.27%

Injeksi H2SO4

5 14.00 6.27%

MBP

A

27-Jul-12

Injeksi NaOH

100% 5 12.80 5.56%

20.3 Jam

100% 4 12.50 3.69%


100% 27 12.50 4.45%


48% 12.00 14.00 5.06%

46% 13.00 5.00 6.45%

45% 13.00 10.00 6.95%

Injeksi H2SO4

45% 12.00 9.00 4.43%

3-Aug-12

Injeksi NaOH

100% 10 13.50 3.91%

13.12 Jam


100% 28 13.50 4.01%


50% 10 13.00 4.09%

45% 12.50 4.00 12.76%

35% 11.50 8.00 7.51%

30% 11.00 6.00 4.83%

Injeksi H2SO4

30% 11.00 10.00 2.42%

35% 11.50 12.00 1.52%

7-Aug-12Injeksi NaOH

80% 10 12.00 4.51% 25.63 Jam



UNIT MBP

Tanggal StepOpening

valve


Flow (m3/h)

Konsentrasi



80% 27 12.00 4.64%


45% 9 12.00 4%

47% 1 12.00 9%

48% 1 12.00 13%

49% 8 12.00 5%

48% 5 12.00 4%

45% 3 12.00 23%

Injeksi H2SO4

45.00% 12.00 10.00 4%

MBP

B

1-Aug-12

Injeksi NaOH

100% 10 12.00 4.40%

29.58 Jam


100% 28 12.00 4.54%


43.00% 28.00 13.00 5.41%

Injeksi H2SO4

45% 1.00 13.00 12.21%

44% 9.00 13.00 4.09%

43% 1.00 13.00 4.09%

3-Aug-12

Injeksi NaOH

100% 10 13.50 3.91%

24.73 JamInjeksi 100% 29 13.50 3.77%



UNIT MBP

Tanggal StepOpening

valve


Flow (m3/h)

Konsentrasi


NaOH + H2SO4


45.0% 29.00 13.00 5.36%

Injeksi H2SO4

45.00% 3.00 14.00 7.66%

48.00% 3.00 14.00 7.66%

9-Aug-12

Injeksi NaOH

80% 10 12.50 4.33%

26.75 Jam

Injeksi NaOH+ H2SO4

80% 28 12.50 4.30%


45.0% 28.00 12.50 5.77%

Injeksi H2SO4

48.0% 2.00 12.50 12.76%

45.0% 3.00 12.50 8.51%

10-Aug-12

Injeksi NaOH

80% 10 12.50 4.33%

24.28 Jam


80% 29 13.00 4.06%

injeksi NaOH + H2SO4

45.0% 1 11.50 4.62%

46.0% 5 11.50 13.78%

45.0% 19 11.50 1.46%

45.5% 1 11.50 46.42%

46.0% 1 11.50 9.25%

48.0% 1 12.00 4.43%

46.0% 1 11.50 4.62%

Injeksi H2SO4

46.0% 10 11.50 6.94%

M 30-Jul-12

Injeksi NaOH

100% 15 13 2.70%17.52 Jam

Injeksi 100% 30 13 3.90%



UNIT MBP

Tanggal StepOpening

valve


Flow (m3/h)

Konsentrasi


BP

C

NaOH+ H2SO4

Injeksi H2SO4+NaOH

45 10 12.8 4%

42 7 12 7%

40 6 12 7%

39 4 12 4%

38 3 12 4%

Injeksi H2SO4

38 10 12 4%

31-Jul-12

Injeksi NaOH

100% 10.00 13.00 4.20%

20.23 Jam

Injeksi NaOH+H2SO4

100% 27.00 13.00 4.30%

Injeksi H2SO4+NaOH

45 17 12 7.82%

47 9 12 1.23%

49 1 12 24.37%

Injeksi H2SO4

48 8 12 4.43%

40 2 12 8.86%

9-Aug-12 Injeksi NaOH

80% 10 12.5 4.30%18.1 Jam

Injeksi NaOH+H2SO4

80% 30 12.5 4.00%

Injeksi H2SO4+NaOH

50 5 12.5 6.8%

48 2 12.5 14.9%

47 1 12.5 8.5%

46 6 12.5 5.0%

45 8 12.5 2.1%

45.5 3 12.5 4.3%

47 5 13 9.4%

Injeksi H2SO4

47 10 14 8.2%



UNIT MBP

Tanggal StepOpening

valve


Flow (m3/h)

Konsentrasi


12-Aug-12

Injeksi NaOH

80% 13 13 2.9%

15.07 Jam

Injeksi NaOH+H2SO4

80% 38 38 4.4%

Injeksi H2SO4+NaOH

40 12 13 6.8%

37 5 13.5 7.1%

34 8 13 6.14%

Injeksi H2SO4

29 13 13 1.26%

25 4 13 5.11%

15-Aug-12

Injeksi NaOH

100% 10 12.50 4.75%

Injeksi NaOH+H2SO4

100% 28 12.50 4.14%

Injeksi H2SO4+NaOH

45% 13.00 13.00 5%

45,5% 13.00 2.00 5%

46% 13.00 13.00 7%

Injeksi H2SO4

46% 13.00 8.00 6%

Notes:

Purity NaOH = 40%

Purity H2SO4 = 98%

Make up resin mix bed A = Tanggal 7 Agustus 2012

Make up resin mix bed B = Tanggal 31 Juli 2012

Make up resin mix bed C = Tanggal 13 Agustus 2012

4.1.3 Kondisi fisik resin yang telah menurun.


AIR UMPAN AIR UMPAN


Parameter yang diamati untuk menilai kondisi fisik resin adalah Total Exchange

Capacity (TEC) dan ukuran resin. Perbandingan kondisi fisik resin baru dan resin

yang beroperasi saat ini dapat dilihat pada Tabel 4.2 Analysis report resin mix bed

B Tanggal 31 Juli 2012, PT. Kaltim Pasifik Amoniak.

Tabel 4.13 Analysis Report Resin Mix bed B PT. Kaltim Pasifik Amoniak

No Item Analysis Unit

Analysis Result Analysis ResultIn

Service Kation

In Service Anion

New Katio

n

New Anion

1 Back Washed Settled Density gr/ml 0.81 0.72 0,82 0,692 TEC (Total Exchange Capacity) eq/lt 1.67 1.24 1,74 1,203 Fe Ppm Trace Trace4 Cl Ppm Trace Trace

5

Size Distribution:No. 18 (1.000 mm)No. 20 (0.850 mm)No. 25 (0.710 mm)No. 30 (0.600 mm)No. 35 (0.500 mm)No. 40 (0.425 mm)Pan

-%vol%vol%vol%vol%vol%vol

0.802.002.5094.000.400.300.00

1,192,625,4985,884,530,240,05

0,370,366,7594,390,860,40

4.1.4 Jumlah dan Komposisi Resin Pada Mix Bed Polisher Tidak Sesuai Dengan

Design.

Pada tanggal 31 Juli 2012, dilakukan pengambilan sample untuk mengetahui

jumlah atau komposisi resin yang berada di dalam MBP B. Dan dari hasil

sampling tersebut diambil kesimpulan bahwa komposisi resin anion : resin kation

tidak lagi sesuai design, diasumsikan sebesar1 : 5.



Gambar 4.1 Komposisi Resin Anion dan Kation pada Design dan Aktual

4.2 Pembahasan

Pada PT. Kaltim Pasifik Amoniak, Mix bed polisher (MBP) merupakan alat

yang digunakan untuk membuat air demin dengan prinsip penukaran ion (ion

exchange). Kinerja Mix bed polisher ini sangat mempengaruhi air demin yang

dihasilkan. Mix bed polisher mampu beroperasi selama 24 jam dengan beban

umpan yang masuk sebesar 180 m3/h dan menghasilkan air demin sebesar 4.320

m3/hari. Pembahasan dari fakta dan data yang telah ditampilkan sebelumnya

adalah sebagai berikut:

4.2.1 Kualitas air umpan yang lebih rendah

Kualitas air umpan yang masuk kedalam mix bed polisher memungkinkan

terjadinya penurunan service time. Kualitas air umpan ini dipengaruhi oleh



konduktivitas dan total anion-kation. Dimana, kualitas air umpan ditinjau dari

trend konduktivitas feed terhadap service time masing-masing mix bed tergambar

pada gambar 4.2, 4.3 dan 4.4 di bawah ini

16-Jul-1131-Jul-1115-Aug-1130-Aug-1114-Sep-1129-Sep-1114-O

ct-1129-O

ct-1113-Nov-1128-Nov-1113-Dec-1128-Dec-1112-Jan-1227-Jan-1211-Feb-1226-Feb-1212-M

ar-1227-M

ar-1211-Apr-1226-Apr-1211-M

ay-1226-M

ay-1210-Jun-1225-Jun-1210-Jul-1225-Jul-129-Aug-1224-Aug-12

0

3

6

9

12

15

18

21

24

27

30

Tanggal

Tanggal :18 Nov 2011Konduktivitas: 29,22 μs/cm

Tanggal :19 Apr 2012Konduktivitas: 8,02 μs/cm

Tanggal :19 Apr 2012Service time : 21,83 jam

Gambar 4.2 Trend Konduktivitas Feed (line biru) dengan

Service Time Mix Bed Polisher A (line merah)

16-Jul-11

5-Aug-11

25-Aug-11

14-Sep-11

4-Oct-11

24-Oct-11

13-Nov-11

3-Dec-11

23-Dec-11

12-Jan-12

1-Feb-12

21-Feb-12

12-Mar-12

1-Apr-12

21-Apr-12

11-May-12

31-May-12

20-Jun-12

10-Jul-12

30-Jul-12

05

10152025303540

TANGGAL


Tanggal :18 Nov 2011Service time : 23,75 jam

Gambar 4.3 Trend Konduktivitas Feed (line biru) dengan Service Time Mix Bed Polisher B (line merah)


16-Jul-1131-Jul-1115-Aug-1130-Aug-1114-Sep-1129-Sep-1114-O

ct-1129-O

ct-1113-Nov-1128-Nov-1113-Dec-1128-Dec-1112-Jan-1227-Jan-1211-Feb-1226-Feb-1212-M

ar-1227-M

ar-1211-Apr-1226-Apr-1211-M

ay-1226-M

ay-1210-Jun-1225-Jun-1210-Jul-1225-Jul-129-Aug-12

5

10

15

20

25

30

35

TANGGAL

Gambar 4.4 Trend Konduktivitas Feed (line biru) denganService Time Mix Bed Polisher C (line merah)

Berdasarkan gambar 4.2, kualitas air umpan bila ditinjau dari konduktivitas

feed dan service time-nya, perbandingan tersebut seharusnya dapat dikorelasikan.

Tetapi jika ditinjau pada tanggal 18 November 2011, konduktivitas inlet Mix Bed

Polisher A sebesar 19,22 µs/cm, service timenya selama 23,75 jam. Sedangkan

pada tanggal 19 April 2012 konduktivitas inlet Mix Bed Polisher A sebesar 8,02

µs/cm, service timenya hanya selama 21,83 jam. Berdasarkan kedua data tersebut,

perbandingan antara konduktivitas inlet terhadap service time tidak selalu selaras.

Kemungkinan hal tersebut di pengaruhi oleh faktor-faktor seperti : proses

regenerasi yang tidak selalu, jumlah resin yang berkurang, ataupun keaktifan resin

yang menurun. Proses regenerasi yang dilakukan tidak selalu sama dapat terlihat

dari konsentrasi injeksi chemcical yang berbeda-beda, hal ini dapat di lihat pada

sub.bab 4.1.2. Jumlah resin yang menurun dapat dikarenakan oleh adanya resin

yang keluar dari mix bed saat proses regenrasi. Keaktifan dari resin juga di

pengaruhi oleh keberhasilan dari proses regenerasi nya ataupun di karenakan

kondisi fisik resin yang telah berubah karena proses regen yang berulang-ulang.

Ketidak selarasan antara konduktivitas inlet dengan service time juga berlaku



pada Mix Bed Polisher B dan C yang dapat di lihat dari gambar 4.3 dan gambar

4.4.

Sedangkan kualitas dari air umpan yang ditinjau dari perbandingan antara

total anion serta total kation yang masuk terhadap design menunjukkan bahwa

total anion yang masuk telah melebihi design. Hal ini dapat dilihat pada gambar

4.5 dan 4.6 berikut ini

22-Jun-11

21-Jul-11

19-Aug-11

17-Sep-11

16-Oct-11

14-Nov-11

13-Dec-11

11-Jan-12

9-Feb-12

9-Mar-12

7-Apr-12

6-May-12

4-Jun-12

3-Jul-12

1-Aug-12

048

12162024

TANGGAL

TOTA

L KAT

ION

Gambar 4.5 Total Kation Feed Aktual (line biru) dengan

Total Kation Design (line merah)1-Jul-11

26-Jul-11

20-Aug-11

14-Sep-11

9-Oct-11

3-Nov-11

28-Nov-11

23-Dec-11

17-Jan-12

11-Feb-12

7-Mar-12

1-Apr-12

26-Apr-12

21-May-12

15-Jun-12

10-Jul-12

4-Aug-12

0

20

40

60

80

100

120

TANGGAL

TOTA

L AN

ION


Gambar 4.6 Total Anion Feed Aktual (line orange) dengan Total Anion Design (line merah)


Gambar 4.5 menunjukkan trend dari total kation feed sedangkan gambar 4.6

menunjukkan trend dari total anion feed. Total kation yang masuk masih dalam

kondisi baik yakni di bawah dari total kation design, tetapi total anion yang masuk

lebih sering melewati design. Kenaikan total anion yang masuk dapat dikarenakan

meningkatnya komposisi ion-ion negatif seperti ion CO2- dan HCO3

- di dalam air

umpan. Kenaikan ion tersebut kemungkinan bersumber dari steam kondensat LP

steam dari unit V-0211 (Blow Down Vessel) yang ventingan dari unit tersebut

mungkin kurang maksimal untuk melepas gas CO2-. Total anion feed yang telah

melebihi desin ini mengakibatkan kinerja dari resin anion menjadi lebih berat dan

mempengaruhi service time dari resin tersebut.

Kualitas air umpan juga dapat di tinjau dari total anion serta total kation

yang masuk ke masing-masing mix bed dan di bandingkan dengan service time

secara aktual dengan service time secara teoritis. Dimana, perhitungan service

time secara teoritis berdasarkan rumus di bawah ini :

Dengan asumsi volume resin, Total Exchange Capacity (TEC), serta flow

inlet ke mix bed A,B dan C sesuai dengan design, yakni :

Volum resin anion, kation : 2.800 L, 2.800 L

Flow inlet : 180 m3/h

TEC Anion : 1,0 eq/L

TEC Kation : 1,6 eq/L


………..4.2a


12-Ju

l-12

5-Ju

l-12

14-Ju

n-12

7-Ju

n-12

31-M

ay-1

226

-Apr

-12

19-A

pr-1

25-

Apr-

121-

Mar

-12

12-Ja

n-12

15-D

ec-1

18-

Dec-

1118

-Nov

-11

20-O

ct-1

113

-Oct

-11

6-O

ct-1

115

-Sep

-11

8-Se

p-11

1-Se

p-11

18-A

ug-1

112

-Aug

-110

10

20

30

40

0

5

10

15

20

25

MBP A

Tanggal

Wak

tu

Tota

l Ani

on

Gambar 4.7 Total Anion Feed (line biru) terhadap Service Time Teoritis (kolom merah)

dan Service Time Aktual (kolom hijau) pada MBP A

Seperti pada gambar 4.7 dengan total anion sebesar 14,48 μs waktu teoritis

pada tanggal 12 Agustus 2011 adalah 26,86 jam dan waktu aktualnya adalah 25

jam. Jika dibandingkan dengan waktu teoritis, waktu aktual pada tanggal tersebut

hampir sama dengan waktu teoritis, walau hanya selisih sedikit. Dengan total

anion yang masuk tidak terlalu besar resin anion tersebut mampu bekerja melebihi

waktu design. Jika dilihat pada gambar tersebut pada tanggal 12 Juli 2012 total

anion yang masuk lebih tinggi dari tanggal 12 Agustus 201, sehingga waktu

teoritis dari resin anion menurun. Tetapi waktu aktual yang diperoleh dari total

anion pada tanggal tersebut sama dengan waktu teoritisnya. Jadi, total anion yang

sama untuk waktu aktual dan waktu teoritis menghasilkan selisih waktu yang

tidak begitu besar. Ternyata waktu aktual yang ditinjau dari total anion umpannya

pada seluruh mix bed polisher tidak jauh berbeda dengan waktu teoritisnya, hal ini

terlihat pada gambar 4.8 dan 4.9.



8/12/2011

8/25/2011

9/1/2011

9/15/2011

11/10/2011

11/24/2011

12/15/2011

12/29/2011

1/5/2012

3/1/2012

4/12/2012

4/19/2012

5/10/2012

5/17/2012

6/14/2012

6/21/2012

05

101520253035

0

5

10

15

20

25

MBP B

Tanggal

Wak

tu

Tota

l Ani

on


dan Service Time Aktual (kolom hijau) pada MBP B

8/4/2011

8/18/2011

8/25/2011

9/8/2011

11/10/2011

11/18/2011

11/24/2011

12/8/2011

12/29/2011

1/5/2012

1/19/2012

4/5/2012

4/26/2012

5/10/2012

5/31/2012

6/21/2012

7/12/2012

05

101520253035

0

5

10

15

20

25

MBP C

Tanggal

Wak

tu

Tota

l Ani

on


dan Service Time Aktual (kolom hijau) pada MBP C



Tetapi pada gambar 4.10, 4.11, dan 4.12 yang menggambarkan

perbandingan total kation terhadap waktu toritis dan waktu aktual pada mbp A, B

dan C terlihat bahwa waktu teoritis lebih tinggi dari waktu aktualnya. 12

Jul '

125

Jul '

1228

Jun

'12

14 Ju

n '1

231

May

'12

26 A

pr '1

219

Apr

'12

5 Ap

r '12

29 M

ar '1

21

Mar

'12

23 F

eb '1

29

Feb

'12

12 Ja

n '1

215

Des

'11

8 De

s '11

18 N

ov '1

120

Okt

'11

13 O

kt '1

16

Okt

'11

29 S

ep '1

115

Sep

'11

8 Se

p '1

11

Sep

'11

18 A

ug '1

112

Aug

'110

20

40

60

80

100

120

0

2

4

6

8

10

12

MBP A

Tanggal

Wak

tu

Tota

l Kati

on

Gambar 4.10 Total Kation Feed (line biru) terhadap Service Time Teoritis (kolom

merah) dan Service Time Aktual (kolom hijau) pada MBP A



8/12/2011

8/25/2011

9/1/2011

9/15/2011

9/29/2011

10/6/2011

11/10/2011

11/24/2011

12/15/2011

12/29/2011

1/5/2012

1/26/2012

3/1/2012

4/12/2012

5/3/2012

5/10/2012

6/14/2012

6/21/2012

6/28/2012

0102030405060708090

100

0

2

4

6

8

10

12MBP B

Tanggal

Wak

tu

Tota

l Kati

on


merah) dan Service Time Aktual (kolom hijau) pada MBP B

8/4/2011

8/18/2011

9/8/2011

9/22/2011

10/13/2011

11/10/2011

12/8/2011

12/29/2011

1/5/2012

1/19/2012

2/23/2012

4/5/2012

4/26/2012

5/3/2012

5/10/2012

6/14/2012

6/21/2012

7/12/2012

0

20

40

60

80

100

024681012

MBP C

Tanggal

Wak

tu

Tota

l Kati

on


merah) dan Service Time Aktual (kolom hijau) pada MBP C

Waktu aktual dari total kation ini tidak dapat mencapai waktu teoritis

dikarenakan waktu aktualnya dibatasi oleh waktu aktual total anion yang lebih



kecil dari pada waktu teoritis total kation. Sehingga waktu service time dari mix

bed polisher tidak dapat mencapai service designnya. Jadi, dapat dikatakan service

time dari total anion yang menentukan service time dari mix bed polisher tersebut.

4.2.2 Proses regenerasi resin yang kurang baik

Proses regenerasi resin yang kurang baik dapat terlihat dari proses injeksi

chemical, di mana konsentrasi chemical yang masuk tidak selalu konstan dan

sesuai design. Konsentrasi acid dan caustic yang masuk ke mix bed A, B dan C

dari empat kali pengamatan berbeda-beda dapat dilihat pada table 4.12. Saat

injeksi caustic, kosentrasi caustic yang masuk masih sesuai dengan konsentrasi

yang telah di tetapkan yakni 4%. Sedangkan konsentrasi acid yang masuk

berubah-ubah seiring dengan opening valve yang ada. Konsentrasi caustic yang

masuk mempengaruhi proses pengembalian keaktifan dari resin anion yang telah

jenuh. Apabila konsentrasi caustic di bawah dari yang seharusnya, maka dapat

memungkinkan proses peremajaan dari resin tersebut tidak optimal. Sehingga

kemampuan resin anion untuk menyerap kembali anion-anion yang masuk akan

menurun. Konsentrasi acid yang berubah-ubah juga dapat mengakibatkan

peremajaan resin kation tidak sempurna yakni pelepasan ion-ion yang terikat di

resin tersebut tidak maksimal, karena seharusnya konsentrasi acid yang masuk

konstan sebesar 6% dengan waktu kontak yang lama. Tetapi dengan adanya

opening valve yang beubah-ubah maka konsentrasi dari acid yang masuk ikut

berubah. Konsentrasi inlet yang terlalu tinggi kemungkinan dapat menyebabkan

resin-resin yang ada akan terdegradasi sehingga struktur dari resin tersebut

berubah. Service dari dari mix bed ini tidak hanya dipengaruhi oleh konsentrasi

injeksi chemical yang masuk, jika dilihat dari table 4.12 pada mix bed B dengan

konsentrasi injeksi yang melebihi design, service time dari mixbed masih dapat

lebih dari 24 jam. Hal tersebut di karenakan kondisi dari mix bed B yang telah di

make up resin anion dan kation. Sehingga, walaupun proses injeksi bahan kimia

tidak sesuai tetapi jumlah resin yang ada bertambah dan kemampuan resin dalam



mengikat ion-ion sangat maksimal maka service time setelah make up akan lebih

lama di bandingkan sebelum make up.

4.2.3. Kondisi fisik resin yang telah menurun

Kondisi fisik resin juga berpengaruh pada service time mix bed polisher.

Fisik resin dapat berubah selama ia masih mengikat ion-ion dan akibat seringnya

proses regenerasi. Resin yang telah berbeda dengan kondisi awalnya tidak dapat

bekerja dengan maksimal. Sehingga, mineral-mineral yang ada tidak terserap

sempurna. Dengan adanya mineral-mineral yang lolos karena kondisi fisik resin

telah menurun maka akan memperpendek service time. Pada tabel 4.13 dari hasil

analisis laboratorium saat ini kondisi fisik dari resin masih dalam keadaan baik.

Hal tersebut dikarenakan saat resin akan dianalisa, resin tersebut terlebih dahulu

melewati proses regenerasi yang baik sesuai dengan skala laboratorium. Sehingga,

jika ditinjau dari kondisi fisiknya service time dari MBP masih dapat bekerja

dengan baik.

4.2.4. Jumlah dan komposisi resin pada Mix bed polisher yang tidak sesuai dengan

design

Berdasarkan gambar 4.12 perbandingan resin anion dan kation sebelum di

make up diasumsikan sekitar 1:5, di mana lebih banyak resin kation dari pada

resin anion. Hal tersebut di karenakan lolosnya resin-resin anion, lolosnya resin

tersebut sebagian besar dikarenakan rusaknya jahitan saranet (filter) yang terdapat

di dalam mix bed. Perbedaan komposisi tersebut berpengaruh juga terhadap

service time. Sesuai persamaan 4.2.a apabila volume resin semakin berkurang

maka service time akan semakin menurun, karena kedua hal tersebut saling

berbanding lurus.





BAB V

PENUTUP

5.1 Kesimpulan Dari beberapa faktor-faktor penyebab turunnya service time dari mixed bed

polisher A/B/C, maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut :

• Kualitas air umpan yang masuk ke mix bed rendah, yakni total anion yang

masuk melebih total anion pada design sehingga service time menurun.

• Proses regenerasi kurang tepat, yakni konsentrasi pada step injeksi acid setiap

proses regen tidak tetap. Sehingga mempengaruhi kualitas resin.

• Kualitas fisik resin masih dalam keadaan baik. TEC dari resin anion sebesar 1,24

eq/lt dan resin kation sebesar 1,67 eq/lt masih sesuai dengan TEC dari resin yang

baru digunakan.

• Komposisi dan jumlah resin anion dan kation pada MBP B 1:5

Dari kesimpulan tersebut, yang paling mempengaruhi service time ialah saat

proses regenerasi, konsentrasi injeksi bahan kimia (acid dan caustic) pada tahap

inject tidak konstan dan tidak sesuai dengan design.

5.2 Saran Usahakan total anion pada umpan MBP kecil, dengan mem-venting CO2 pada

blow down vessel.

Usahakan konsentrasi H2SO4 selama injeksi konstan sebesar 6% dengan tidak

merubah-rubah opening valve.

Lakukan sampling komposisi jumlah resin di dalam vessel MBP, agar make up

resin yang dilakukan tepat dan sesuai kebutuhan.

Lakukan pengecekan secara berkala pada saranet, orifice dan level glass pada

unit demineralisasi.



DAFTAR PUSTAKA

Arfianto, I, A., dkk, 2012. “ Proses PelunakanAir”.http://ml.scribd.com/

document/101110580/proses-pelunakan-air


Operator Kaltim Pasifik Amoniak, Buku III : Utilitas

Underwood, A, L., dan Day R. A. 2001. “Analisi Kimia Kuantitatif Edisi

Keenam”.Erlangga, Jakarta


Documents

Pengolahan Limbah Air Regenerasi