Download doc - PT Pupuk Kujang

Laporan Praktek Kerja Dinas Perbengkelan PT.PUPUK KUJANG CIKAMPEK (PERSERO)

BAB I

PENDAHULUAN

Pabrik Pupuk Kujang adalah pabrik yang memproduksi pupuk urea

(NH2CONH2) dengan kandungan N 46% sebagai produk utama, dengan hasil

antara / sampingan amonia, oksigen, dan nitrogen. Badan hukum pabrik ini

merupakan Badan Usaha Milik Negara yang berbentuk Perseroan Terbatas.

I.1.Sejarah Berdirinya Pabrik

Pada Garis-garis Besar Haluan Negara, disebutkan bahwa titik berat

pembangunan jangka panjang adalah pembangunan di bidang ekonomi, dengan

sasaran utama mencapai keseimbangan antara bidang pertanian dan industri

serta terpenuhinya kebutuhan pokok rakyat. Untuk itu dibutuhkan industri yang

sekiranya mendukung bidang pertanian seperti halnya pupuk sebagai upaya

mendukung upaya pemerintah dalam peningkatan produksi pertanian melalui

swasembada pangan.

Pabrik pupuk urea yang pertama di Indonesia adalah pupuk Sriwijaya I

(PUSRI). Sesuai dengan pasal 33 UUD 1945, kekayaaan alam dimanfaatkan

sebesar-besarnya untuk kemakmuran rakyat, pabrik pupuk Sriwijaya I

menggunakan gas alam sebagai bahan bakunya. Produksi pupuk PUSRI I pada

saat itu diperkirakan tidak dapat mencukupi konsumsi kebutuhan petani, yaitu

hanya berkapasitas 100.000 ton urea per tahun. Menyusul ditemukannya

beberapa sumber gas alam dan minyak pada tahun 1969 di Jati Barang

(Cirebon Selatan) dan lepas pantai Cilamaya (kabupaten Karawang) di bagian

utara Jawa Barat, maka timbul gagasan untuk mendirikan pabrik urea di Jawa

Barat.

Untuk melaksanakan proyek pendirian pabrik di Jawa Barat tersebut,

pada tahun 1973 pemerintah menunjuk Departemen Pertambangan dan

Pertanian sebagai pelaksananya. Oleh Departemen Pertambangan wewenang

pelaksanaan proyek tersebut dilimpahkan kepada Pertamina, dengan BEICIP,

sebuah perusahaan Perancis, yang bertugas sebagai konsultan untuk meneliti

Jurusan Pendidikan Teknik Mesin Universitas Negeri Yogyakarta

1


kemungkinan pembangunan sebuah pabrik pupuk di Jawa Barat. Tim Teknis

dibentuk dan langkah-langkah selanjutnya telah diambil oleh Pertamina dengan

menentukan Jati Barang Balongan sebagai lokasi proyek.

Pada tahun 1975 keluar surat Keputusan Presiden tanggal 17 April 1975

yaitu SK. No.16/1975 yang memutuskan pengalihan tugas pelaksanaan proyek

dari Departemen Pertambangan kepada Departemen Perindustrian. Pada

tanggal 9 Juni 1975 terbentuklah PT Pupuk Kujang yang berstatus hukum PT

(Persero).

Sumber biaya untuk pendirian pabrik ini diperoleh dari Pemerintah Iran

sebesar US $ 200 juta untuk pembelian pipa-pipa gas dan mesin-mesin.

Sedangkan biaya kontruksi dananya diperoleh dari Pemerintah RI sebagai

penyertaan modal pemerintah. Perjanjian pinjaman dengan Pemerintah Iran

ditandatangani pada tanggal 9 Maret 1975 dan mulai berlaku pada tanggal 24

Desember 1975. Dewan Komisaris diduduki oleh wakil-wakil dari Departemen

Perindustrian dan Departemen Keuangan yang bertujuan untuk memberikan

pengawasan yang lebih baik terhadap segala kebijaksanaan direksi karena

adanya kewajiban untuk membayar kembali hutang luar negeri. Pelaksanaan

tender internasional terbatas untuk memilih kontraktor utama pembangunan

pabrik dilakukan tanggal 30 Mei 1975, maka dipilih oleh Pemerintah RI:

1. Kellog Overseas Corporation dari Amerika Serikat dengan tugas-tugas

teknik, desain, pengaturan tata letak dan uji coba produksi awal dari pabrik

ammonia dan utilitas, konstruksi dan koordinasi dari pabrik urea.

2. Toyo Engineering Corporation dari Jepang dengan tugas-tugas teknik,

pengaturan tata letak dan pengawasan konstruksi dan koordinasi dari pabrik

urea.

Pembangunan pabrik PT Pupuk Kujang dimulai pada awal Juli 1976.

Bulan Oktober uji coba produksi awal sudah bisa dilakukan dari beberapa unit

pabrik sehingga pada tanggal 7 November 1978 pabrik ammonia sudah

menghasilkan produksi yang pertama.

Kujang mulai berproduksi, dengan kapasitas terpasang, sebagai berikut :

- 1000 ton/hari (330.000 ton/tahun) pabrik ammonia


2


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

- 30 ton/hari (9.900 ton/tahun) hasil samping ammonia

Pabrik sudah mulai berproduksi tiga bulan lebih awal dari jadwal yang

diperkirakan. Pada tanggal 12 Desember 1978 pabrik PT Pupuk Kujang

diresmikan oleh Presiden Suharto dan pada 1 April 1979 PT Pupuk Kujang

mulai dengan operasi komersial.

I.2.Lokasi Pabrik dan Plant Lay Out

Penentuan lokasi suatu proyek merupakan suatu hal yang penting. Dilihat

dari pelaksanaan pembangunan, operasi pabrik dan selanjutnya penyaluran

produksi. PT. Pupuk Kujang berlokasi di Desa Dawuan, Kecamatan Cikampek,

Kabupaten Karawang, Jawa Barat. Pemilihan lokasi ini didasarkan pada

beberapa pertimbangan antara lain :

a. Dekat sumber listrik di Jatiluhur.

b. Dekat sumber gas alam di Cilamaya.

c. Dekat sumber air tawar di Sungai Parungkadali dan Sungai Cikao.

d. Tersedianya jaringan angkutan darat yang baik seperti jalan raya dan jalan

kereta api.

e. Dekat sumber penyediaan bahan bangunan.

f. Terdapatnya sungai pembuangan Cikaranggelam.

g. Berada di tengah-tengah daerah pemasaran produksinya.

Tata letak pabrik atau plant lay out perlu dirancang dengan tujuan :

a. Pengolahan produk lebih efisien.

b. Memudahkan penanggulangan bahaya yang mungkin terjadi seperti

kebakaran, peledakan, kebocoran gas dan lain-lain.

c. Mencegah polusi gas maupun suara.

d. Memudahkan jalan keluar dan masuknya kendaraan di area pabrik.


3


Gambar 1.1. Lay Out Pabrik PT. Pupuk Kujang

(Sumber : Kantor Pusat PT. Pupuk Kujang, 2002)

Keterangan : Taman


4

JL. A. YANIKE JAKARTA KE BANDUNG

Garasi Bus Karyawan

Unit Utilitas

Unit Amonia

Unit Utilitas

Perluasan Unit Amonia

Uni

t P

enga

nton

gan

Pab

rrik

– P

abri

k A

nak

Per

usah

aan

DIKLATP

abrr

ik –

Pab

rik

Ana

k P

erus

ahaa

n

Kol

am P

enam

pung

an A

ir

Unit Urea

Unit Utilitas

Perluasan Unit Urea

Laboratorium Bengkel

Halaman Parkir

Bal

ai K

eseh

atan

Kantor Perusahaan Patungan

Kantor Pusat


I.3.Karakteristik Bahan Baku dan Produk

Diperlukan data sifat fisika dan kimia dari senyawa yang akan dijadikan

bahan baku dan produk yang akan dihasilkan. Hal ini dimaksudkan untuk

mengetahui perlakuan awal dan kondisi operasi apa saja yang nanti akan

dilakukan sehingga didapatkan produk yang diinginkan.

1. Karakteristik Bahan Baku

Bahan baku yang digunakan untuk pembuatan urea di PT Pupuk Kujang

adalah gas alam, udara, dan air.

a. Gas Alam

Gas alam yang digunakan sebagai bahan baku di PT Pupuk Kujang

berasal dari beberapa sumber minyak yang berada di lepas pantai utara

Jawa Barat. Gas alam terdiri berbagai senyawa yang berada dalam fase

gas dan didapat dari eksploitasi sumber minyak dan gas bumi. Senyawa

utama yang memiliki kadar terbesar dalam campuran ini adalah metana

(CH4).

Jumlah gas alam yang diperlukan sebagai bahan baku adalah 36,6

ton/jam. Masuknya gas alam ke dalam pabrik melalui jalur pipa gas alam

antara lain Cilamaya – Cilegon, yaitu Citarik yang berjarak 7 km dari

pabrik. Pemasukan gas alam dilakukan dengan cara sadap.

Selain kandungan gas metana (CH4) dalam jumlah yang besar, gas

alam juga masih mengandung senyawa lain dalam jumlah yang sangat

kecil seperti H2S yang rata-rata kadarnya 30 ppm, R-SH dan Hg yang

rata-rata kadarnya 5 ppm. Komposisi gas alam dapat dilihat pada tabel

dibawah ini.

Tabel 1.1 Komposisi Gas Alam

KomponenTipe Gas I

(Arco) (% mol)

Tipe Gas II

(Parigi) (% mol)

Tipe Gas III

(Mundu) (% mol)

N2 1,00 1,50 1,00

CO2 3,00 5,00 1,00

CH4 88,36 90,00 70,00

C2H6 5,00 2,00 12,00


5


C3H8 2,00 0,75 10,50

i-C4H10 0,24 0,10 2,50

n-C4H10 0,23 0,10 2,00

i-C5H12 0,04 0,01 0,30

n-C5H12 0,03 0,01 0,30

C6H14 0,03 0,01 0,03

C7H16 0,06 0,01 0,10

Ket: Gas masuk pada temperatur 32 °C dan tekanan 15,1 kg/cm2

Sumber : PT Pupuk Kujang

Tabel 1.2 Sifat-Sifat Gas Alam

Komponen BM

TD

Normal

(ºF)

Specific

Gravity

Cairan (60ºC)

Specific

Gravity

Gas (60ºC)

Panas

Pembentukan

(Kkal/mol)

Metana 16,04 -258,7 0,248 0,554 -17,89

Etana 30,07 -127,5 0,368 1,038 -20,24

Propana 44,09 -43,7 0,508 1,552 -24,82

i-butana 58,12 10,9 0,563 2,001 -32,15

n-butana 58,12 31,1 0,584 2,001 -30,15

i-pentana 72,15 82,1 0,625 2,491 -36,92

n-pentana 72,15 96,9 0,631 2,491 -35,00

n-heksana 86,17 155,7 0,664 2,975 -39,96

CO2 44,01 -164,9 0,815 1,519 -94,05

H2S 34,08 -76,5 0,790 1,176 -4,82

N2 28,02 -320,4 0,808 0,967

Sumber: Perry, R., “Perry’s Chemical Engineers’ Handbook”, 5thed.

Singapore.1999

b. Udara

Kandungan terbesar komposisi udara terdiri dari 79 % N2, 20 % O2 dan

sisanya senyawa lain dalam jumlah kecil. Udara memiliki temperatur


6


kritis (Tc) = -140,7 ºC dan tekanan kritis (Pc) = 37,2 atm, dan densitas

kritis (ρc) = 350 kg/m3. Udara ini diperoleh dari atmosfir sekitar

lingkungan pabrik yang dikompresi hingga bertekanan 70 kg/cm2.

Kebutuhan udara untuk memproduksi 1 ton pupuk urea adalah sebesar

473,04 Nm3.

c. Air

Air (H2O) dalam bidang kimia biasa disebut pelarut universal karena

merupakan senyawa polar dan reaktif, oleh karena itu air dapat bereaksi

dengan berbagai macam zat yang kepolarannya sama serta dapat

menghantarkan listrik dengan baik. Air mempunyai tekanan kritis (Pc) =

218,4 atm, temperatur kritis (Tc) = 374,15º C, dan densitas kritis (ρc) =

323 kg/cm3. Sifat-sifat air lainnya dapat dilihat pada Tabel.

Air baku diperoleh dari waduk Curug, Parung Kadali dan Hilir

Bendungan Jatiluhur, dengan menggunakan stasiun pompa air. Untuk

mengatasi kekurangan air, maka dibangun delapan bak penampung yang

terletak di kawasan sekitar pabrik, yang mampu menampung air

cadangan untuk operasi selama 10-14 hari. Kebutuhan air untuk Unit

Utilitas membutuhkan 82,4 ton air per jam. Air yang digunakan untuk

proses dibedakan menjadi dua, yaitu: air umpan ketel dan air pendingin.

Kebutuhan air umpan ketel adalah 2,4 m3 per ton urea, sedangkan

kebutuhan air pendingin untuk menghasilkan 1 ton urea adalah 272,4

ton.

Tabel 1.3. Sifat-Sifat Air

Sifat Air

Berat molekul 18,05

Titik Beku (°C) 0

Titik Didih (°C) 100

Densitas (g/mL) 0,998

Viskositas (cP) 0,8948

Panas pembentukan (kJ/mol) 285,89 (18°C)

Panas penguapan (kJ/mol) 40,65(100°C)


7


Panas spesifik (J/g°C) 4,179


Singapore.1999

2. Karakteristik Bahan Penunjang

Bahan-bahan baku penunjang dalam produksi amonia dan urea yang

digunakan oleh PT Pupuk Kujang adalah :

1. Larutan Benfield

Larutan ini berfungsi untuk memisahkan CO2 dari campuran gas sintesis.

Komponen utama dari larutan ini adalah:

a. K2CO3 sebanyak 25-30 %, yang berfungsi untuk reaksi absorbsi dan

desorpsi.

b. KVO3 (Kalium Vanadat) yang berfungsi untuk mencegah korosi.

c. UCON yang berfungsi untuk mencegah busa.

d. Diethanol Amine (DEA), yang berfungsi sebagai pengaktif.

2. Katalis

Katalis yang digunakan oleh PT Pupuk Kujang pada unit produksi

amonia terdiri dari: Kobalt molibdenum, Nikel, ZnO. Fe-Cr, campuran

Cu-ZnO-alumina dan promoted iron.

Tabel 3.2 menampilkan jenis-jenis katalis yang digunakan pada sistesis

amonia.

Tabel 1.4. Jenis Katalis

Unit Pemroses Jenis Katalis Bentuk

Primary reformer Nikel Oksida Rasching Ring

Secondary reformer Nikel Oksida Pelet

HTS Converter Besi Oksida chromina Pelet

LTS Converter Temabaga oksida Pelet

Metanator Nikel Oksida Pelet

Ammonia Converter Promoted Magnetite Granular

ZnO Guard Chamber Seng Oksida Bola


8


3. Karakteristik Produk

Produk-produk yang dihasilkan oleh PT. Pupuk Kujang adalah Amonia

(NH3), Karbondioksida (CO2), Karbonmonoksida (CO), gas Hidrogen (H2),

gas Nitrogen (N2) sebagai produk antara dan produk utamanya adalah urea.

a. Urea

Urea mempunyai rumus molekul NH2CONH2. Urea adalah senyawa

berbentuk serbuk putih, tidak berbau atau mengeluarkan bau ammonia,

dan tidak berasa. Di dalam air, urea akan terhidrolisis menjadi amonium

karbamat (NH2COONH4) yang selanjutnya akan terdekomposisi menjadi

NH3 dan CO2. Sifat-sifat urea dapat dilihat pada Tabel 2.3.

Tabel 1.5. Sifat-Sifat Urea

Karakteristik Nilai

Titik leleh 132,7 oC

Indeks refraksi, nD20 1,484;1,602

Specific gravity, d420 1,335

Bentuk kristalin Tetragonal, prisma

Energi bebas pembentukan (25oC) -42,120 cal/g mol

Panas Pembentukan 60 cal/g, endotermik

Panas larutan, dalam air 58 cal/g, endotermik

Panas kristalisasi 110 cal/g, eksotermik

70% densitas bulk larutan urea 0,74 g/cm2


Singapore.1999

b. Amonia

Amonia (NH3) adalah bahan dasar pembuatan pupuk yang berbasis

nitrogen, senyawa ini digunakan sebagai penyedia nitrogen yang siap

pakai dibandingkan dengan nitrogen bebas yang merupakan senyawa

inert.

Senyawa ini mempunyai bau yang sangat menyengat. Titik didihnya

sangat rendah (-33,35 oC) pada tekanan atmosfer, sehingga berwujud gas

yang tidak berwarna pada suhu ruang. Gas amonia lebih ringan dari pada


9


udara, sangat mudah larut dalam air membentuk basa lemah amonium

hidroksida (NH4OH).

NH3(g) + H2O(l) NH4OH(l)

Dan apabila terhirup dalam jumlah yang besar maka dapat menimbulkan

air mata dan menyebabkan sesak nafas. Sifat-sifat ammonia dapat dilihat

pada Tabel 2.4.

Tabel 1.6. Sifat-Sifat Amonia

Karakteristik Nilai

Berat Molekul 17,03

Titik Beku (oC) -77,07

Titik didih (oC) -33,35

Densitas (g/mL) 0,817 (80 oC)

Viskositas (cP) 0,255 (-30 oC)

Panas Pembentukan (kJ/mol) 46,2 (18 oC)

Panas Penguapan (kJ/mol) 23,3 (-33,3 oC)

Panas spesifik (J/g oC) 2,225


Singapore.1999

I.4.Organisasi Perusahaan

Organisasi di PT Pupuk Kujang mempunyai tujuan jangka pendek dan

jangka panjang yang menjadi arah pengembangan perusahaan. Tujuan jangka

pendek yaitu menyelesaikan dan menyempurnakan pengembagan pabrik urea,

sedangkan tujuan jangka panjang, yaitu :

1. Mengolah bahan mentah menjadi bahan baku untuk pembuatan urea dan

bahan kimia lainnya.

2. Penyediaan jasa dalam proyek industri pupuk, kimia, penelitian,

pemeliharaan serta fabrikasi alat-alat produksi.

3. Menyediakan jasa angkutan dan pergudangan untuk melengkapi

pelaksanaan usaha-usaha di atas.


10


4. Menyalurkan dan menyediakan jasa pergudangan ekspor maupun impor

untuk hasil produksi.

I.4.1.Struktur Organisasi

Kelancaran dan kontinuitas suatu perusahaan merupakan hal penting

dan menjadi tujuan utama setiap perusahaan. Hal ini ditunjang dengan

adanya struktur organisasi yang handal. Struktur organisasi memberikan

wewenang kepada setiap bagian perusahaan untuk melaksanakan tugas yang

dibebankan kepadanya, juga mengatur sistem dan hubungan struktural antar

fungsi atau orang-orang dalam hubungan satu dengan lainnya pada

pelaksanaan fungsi mereka.

PT Pupuk Kujang merupakan Badan Usaha Milik Negara di bawah

Departemen Perindustrian dan Perdagangan dan dibawah naungan

Direktorat Industri Kimia Dasar yang seluruh modalnya milik pemerintah.

Perusahaan ini mempunyai struktur organisasi yang berbentuk lini dan staf.

Tugas kelompok lini adalah melaksanakan tugas pokok, sedangkan

kelompok staf melaksanakan tugas penunjang.

Sejak pertama kali berdiri sampai sekarang, PT Pupuk Kujang

(Persero) telah mengalami beberapa kali reorganisasi. Stuktur organisasi

yang berlaku saat ini adalah berdasarkan Surat Keputusan Direksi No.

016/SK/DU/VIII/2001 tanggal 2 Agustus 2001. Berdasarkan Surat

Keputusan tersebut, PT. Pupuk Kujang dipimpin oleh Dewan Direksi yang

terdiri dari :

a. Direktur Utama

b. Direktur Produksi

c. Direktur Teknik dan Pengembangan

d. Direktur Keuangan

e. Direktur Sumber Daya Manusia dan Umum

Direktur-direktur tersebut mempunyai tugas-tugas sebagai berikut :

a. Direktur Utama

Dalam Dewan Direksi, Direktur utama membawahi keempat

direktur yang lain. Selain itu Direktur Utama juga membawahi langsung


11


Sekretariat Perusahaan dan Staf Satuan Pengawasan Intern. Sekretaris

Perusahaan membawahi Biro Kemitraan, Biro Hukum dan Tata Usaha,

Biro Komunikasi, dan Biro Pengamanan. Satuan Pengawasan Intern

membawahi biro Pengawasan Keuangan, dan Biro Pengawasan

Opersional.

b. Direktur Produksi

Direktur produksi membawahi langsung Kompartemen Produksi

dan Komparteme Pemeliharaan. Kompartemen Produksi membawahi

Biro Pengawasan Proses, Biro Keselamatan dan Lingkunga Hidup, Divisi

Produksi I-A, dan Divisi Produksi I-B. Sedangkan Kompartemen

Pemeliharaan membawahi Biro Inspeksi, Biro Material, Divisi

Pemeliharaan Mekanis, dan Divisi Pemeliharaan Listrik dan

Instrumental.

c. Direktur Teknik dan Pengembangan

Direktur Teknik dan Pengembangan membawahi langsung

Kompartemen Teknik dan Pelayanan Jasa. Kompartemen Teknik dan

Pelayanan Jasa membawahi Biro Sistem Manajemen, Biro

Pengembangan, Biro Rancang Bangun, Biro Pengadaan, Divisi

Konstruksi, Divisi Industri Peralatan Pabrik, dan Divisi Jasa Pelayanan

Pabrik.

d. Direktur Keuangan

Direktur Keuangan membawahi langsung Kompartemen

Administrasi Keuangan dan Kompartemen Pemasaran. Kompartemen

Administrasi Keuangan membawahi Divisi Keuangan, Biro Anggaran,

Biro Teknologi Informasi, Biro akuntansi, Biro Manajemen Risiko, dan

Biro Administrasi Perusahaan Patungan. Sedangkan Kompartemen

Pemasaran membawahi Biro Rendal Pemasaran, Divisi Penyediaan

Angktan dan Pengelolaan Produk, dan Divisi Penjualan dan Pemantauan

Distribusi..


12


e. Direktur Sumber Daya Manusia dan Umum

Direktur Sumber Daya Manusia dan Umum membawahi langsung

Kompartemen SDM dan Umum. Kompartemen SDM dan Umum

membawahi Biro Pengembangan SDM, Biro SDM, Biro Kesehatan, dan

Biro Umum Pupuk Kujang Jakarta. Bagan struktur organisasi PT. Pupuk

Kujang yang dapat dilihat pada lampiran.

I.5. Pengembangan Perusahaan

Untuk mengembangkan perusahaan, PT Pupuk Kujang telah melakukan

perluasan dan pembangunan beberapa pabrik yang terletak dalam Kawasan

Industri Kujang Cikampek ( KIKC ) dengan luas area 377,5 Ha. Usaha ini

dilakukan untuk menunjang program pemerintah, yang antara lain

menumbuhkan usaha keterkaitan industri dan meningkatkan ekspor hasil

indutri.

KIKC didirikan sesuai KepPres No. 53/1989 tentang kawasan industri yang

dilengkapi dengan kawasan industri berikat. Beberapa pabrik di bawah ini

dikelola oleh anak perusahaan PT Pupuk Kujang :

I.5.1. Pabrik Asam Formiat

Pabrik ini dikelola oleh PT Sintas Kurama Persada dengan teknologi

Kemira ( Finlandia ). Proyek ini dibangun dengan investasi total Rp 36,8

miliar, sedangkan hasil penjualan sekitar US$ 7,5 juta per tahun. Bahan

baku yang digunakan adalah karbon monoksida yang dihasilkan oleh unit

penyerapan karbon monoksida ( unit Cosorb ) dari unit ammonia. Asam

formiat terutama digunakan sebgai koagulan karet pada industri tekstil dan

kulit.

Pabrik asam formiat ini diresmikan oleh Presiden Soeharto pada tanggal

19 November 1988. Pabrik mulai memproduksi asam formiat 90 % pada

akhir Agustus 1989 dengan kapasitas terpasang 11.000 ton per tahun.

Produk asam formiat dipasarkan untuk keperluan dalam negeri sebanyak

60 % sisanya dipasarkan di luar negeri terutama Thailand, Malaysia dan

Jepang dengan merk dagang “Syntas 90”.


13


I.5.2. Pabrik Gasket

Pabrik gasket ini dikelola oleh PT. Kunisel Nusantara yang mulai

memproduksi gasket pada bulan April 1989 dengan kapasitas 2.260 ton

pertahun dan dipasarkan dalam negeri sebanyak 30 % dan sisanya

dipasarkan di luar negeri terutama Jepang. Jenis yang diproduksi adalah

joint sheet, steel bestos, dan spiral wound. Gasket digunakan untuk

keperluan industri otomotif, kimia, perkapalan dan lain-lain.

I.5.3. Pabrik Katalis

Pabrik ini dikelola oleh PT. Kujang United Catalist dengan kapasitas

produksi 1.100 ton per tahun. Jenis katalis yang diproduksi adalah untuk

HTS ( C-12 ), LTS ( C-18 ), Zn Absorber ( C-7 ), Primary Reformer ( C-

11 ), Secondary Reformer ( C-14 ). Katalis tersebut digunakan untuk

industri kimia seperti industri pupuk dan pengolahan minyak.

I.5.4. Pabrik Kemasan Plastik

Pabrik yang dikelola oleh Megayaku kemasan Perdana ini menghasilkan

jerry can yang dibutuhkan pada pabrik asam formiat, hydrogen peroksida

dan asam nitrat. Pabrik ini mulai berproduksi pada bulan Janu ari 1990

sebanyak 554.400 kemasan per tahun.

I.5.5. Pabrik Asam nitrat dan Ammonium Nitrat

Pabrik yang dikelola oleh PT Mulia Nitrotama Kimia ini dibangun dengan

investasi total US$ 34 juta. Pabrik ini memanfaatkan kelebihan ammonia

sebagai bahan baku pembuatan asam nitrat dan ammonium nitrat.

Teknologi yang digunakan adalah teknologi Weatherly ( USA ) untuk

nitrat dan teknologi Norak Hydro ( Norwegia ) untuk ammonium nitrat.

Kapasitas produksi asam nitrat adalah 54.000 ton pertahun dan kapasitas

ammonium nitrat adalah 26.000 ton pertahun. Kapasitas ini mulai

beroperasi pada bulan Oktober 1990 untuk memenuhi kebutuhan bahan

peledak pada industri perdagangan di dalam negeri dan memenuhi

keperluan pasar luar negeri, terutama ASEAN.


14


I.5.6. Pabrik Hidrogen Peroksida

Pabrik ini dikelola oleh PT Peroksida Indonesia Pratama, mulai

menghasilkan H2O2 dengan kadar 50 %, dengan kapasitas 16.000 ton

pertahun yang digunakan untuk industri kertas dan tekstil di Indonesia.

Investasi total pembangunan pabrik ini adalah sekitar US$ 30,33 juta

sedang hasil penjualan per tahun sekitar US$ 10,90 juta. Teknologi yang

digunakan berasal dari Mitsubishi Gas Chemical ( Jepang ). Bahan baku

yang digunakan adalah gas hydrogen dari hasil pemurnian pada unit

ammonia.

I.5.7. Pabrik Nitrosellulosa

Pabrik ini dikelola oleh PT Nicellin Internasional dan bertujuan

memproduksi lacquer untuk keperluan pelapis berbagai macam barang

seperti furniture, kendaraan bermotor, kertas, kulit, dan lain-lain. Bahan

baku yang digunakan asam nitrat dan selulosa dengan kapasitas produksi

5.300 ton pertahun.

I.5.8. Unit Jasa Pelayanan Industri

Merupakan unit kerja yang terdiri dari beberapa tenaga ahli dalam

bidangnya masing-masing guna melayani setiap permintaan bidang :

- Opersi dan pemeliharaan pabrik

- Rancang bangun dan perekayasaan

- Konstruksi

- Laboratorium

- Inspeksi dan keselamatan kerja

I.5.9. Pusdiklat Industri

Kegiatan pusdiklat industri di PT Pupuk kujang dikembangkan dan

didukung oleh tenaga ahli dan berpengalaman dalam bidang operasi dan

pemeliharaan pabrik, rancang bangun, dan manajemen industri.

I.5.10. Proyek Kujang IB

Proyek ini bertujuan membangun pabrik pupuk urae untuk memenuhi

kebutuhan dalam negeri dan untuk diekspor, dengan kapasitas pabrik yang


15


direncanakan sama dengan kapasitas pabrik yang sudah ada atau Pupuk

Kujang IA yaitu sebesar 570.000 ton/tahun, dimana proses yang digunakan

adalah proses hemat energi ( Proses ACES 21 ). Proyek ini mulai dibangun

pada bulan Oktober 2003 – September 2005, pabrik Pupuk Kujang IB ini

mulai memproduksi urea pada tanggal 24 Oktober 2005 dan sudah

diresmikan tanggal 4 April 2006 oleh Presiden Susilo Bambang

Yudhoyono.

I.6. Kepegawaian/Tenaga Kerja

Jumlah karyawan PT. Pupuk Kujang yang tercacat pada biro

Ketenagakerjaan sampai bulan desember 2002 adalah 853 orang. Jumlah ini

tidak termasuk tenaga harian lepas (karyawan honorer dan ikatan kerja).

Menurut statusnya karyawan PT. Pupuk Kujang dapat dibedakan menjadi :

a. Karyawan tetap : 853 orang

b. Karyawan honorer : 9 orang

c. Karyawan ikatan kerja : 10 orang

Berdasarkan waktu kerjanya, karyawan dapat dibedakan menjadi

karyawan reguler dan karyawan shift. Pembagian kerja secara shift

bertujuan untuk menjamin lancarnya pabrik agar bisa beroperasi secara 24

jam penuh.

a. Jam karyawan reguler

Karyawan yang termasuk karyawan reguler adalah mereka yang tidak

terlibat langsung dalam kegiatan produksi maupun pengamanan pabrik,

yaitu karyawan yang bekerja selama 5 hari dalam seminggu.

Jam kerja untuk karyawan reguler adalah sebagai berikut :

Hari senin-jumat : 07.00 - 16.00

Istirahat : 11.30 - 12.30

Hari sabtu dan minggu libur

Yang termasuk karyawan reguler ini biasanya adalah pada bagian

administrasi dan kepala seksi ke atas.


16


b. Jam kerja Shift

Jam kerja shift berlaku bagi karyawan yang terlibat langsung dalam

kegiatan produksi dan pengamanan pabrik. Jam kerja karyawan shift

diatur sebagai berikut:

Shift pagi : 07.00 - 15.00

Shift sore : 15.00 - 23.00

Shift malam : 23.00 - 07.00

Di PT Pupuk Kujang terdapat 4 kelompok shift, masing-masing kelompok

bekerja selama tujuh hari tiap shift kemudian libur dua hari .

Sedangkan tingkatan dari karyawan disesuaikan dengan pendidikan,

pengalaman dan masa kerja dari karyawan.

Pasca sarjana : 30 orang

Sarjana : 139 orang

Sarjana Muda : 52 orang

SLTA : 566 orang

SLTP : 33 orang

SD : 33 orang

Jumlah :853 orang

I.7.Sistem Penggajian

Sistem penggajian di PT. Pupuk Kujang dibedakan menjadi dua, yaitu :

1. Gaji karyawan tetap, ikatan dinas dan honorer

Untuk karyawan tetap, karyawan yang bekerja karena ikatan dinas,

maupun karyawan honorer, gaji diberikan setiap akhir bulan. Gaji ini

meliputi : tunjangan istri, tunjangan anak, kesehatan dan perumahan.

2. Gaji tenaga harian lepas

Untuk tenaga harian lepas, gaji diberikan setiap hari Sabtu yang

jumlahnya disesuaikan dengan jumlah jam kerja.

Disamping gaji rutin, setiap karyawan memperoleh bonus

keuntungan tahunan yang biasanya tergantung laju produksinya. Bagi


17


karyawan yang bekerja lembur diberikan upah tambahan dengan

perhitungan sebagai berikut :

1. Untuk hari biasa, lembur 1 jam pertama ebesar 1,5 kali upah/jam

2. Untuk hari Minggu dan hari libur besarnya 2 kali upah /jam

3. Bagi karyawan yang dipanggil untuk bekerja di pabrik di luar jam

kerja akan diberikan tambahan upah.

I.7.1. Uang Cuti

Disamping gaji rutin dan bonus, setiap karyawan yang akan

melakukan cuti tahunan diberikan uang saku sebesar 1 kali gaji kotor.

Sedangkan bagi yang akan melakukan cuti besar (6 tahun sekali) diberikan

uang cuti sebesar :

1. Dua kali gaji kotor untuk cuti satu bulan

2. Dua per tiga gaji kotor untuk cuti dua bulan

3. Satu per tiga gaji kotor untuk cuti tiga bulan

I.8.Keselamatan dan Kesehatan Kerja

Undang – undang No.1 tahun 1970 menetapkan bahwa setiap tenaga

kerja berhak mendapat perlindungan demi keselamatan hidup dan

meningkatkan produksi serta produktifitas nasional. Berdasarkan Surat

Keputusan Direksi PT. Pupuk Kujang No. 067/DIR/X/1978 tentang pemberian

wewenang kepada bagian keselamatan dan pemadam kebakaran maka

perusahaan mengambil langkah-langkah yang pada prinsipnya adalah

melakukan pencegahan dan penanggulangan terhadap kemungkinan terjadinya

bahaya. Jenis bahaya di tempat kerja bermacam – macam, seperti :

1. Bahaya zat kimia, baik berupa gas maupun cairan yang beracun atau

mudah terbakar

2. Debu – debu disekitar tempat kerja yang dapat mengganggu pernafasan

3. Aliran listrik tegangan tinggi

4. Kebisingan yang melebihi ambang batas pendengaran

5. Mesin-mesin yang bekerja pada tekanan dan suhu yang tinggi sehingga

dapat menimbulkan ledakan dan kebakaran


18


6. Penerangan / lampu yang kurang memadai

7. House keeping yang tidak baik mengakibatkan tempat kerja kotor serta

alat-alat yang tidak teratur sehingga menyulitkan dalam penanggulangan

kebakaran dan kecelakaan

8. Jam kerja yang berlebihan dan kerja rutin sehingga dapat menyebabkan

kelelahan dan kejenuhan.

Untuk mengatasi akibat yang ditimbulkan oleh jenis – jenis bahaya tersebut,

diperlukan kesatuan kelompok kerja dalam sistem terpadu. Sistem keselamatan

kerja di lingkungan PT.Pupuk Kujang melibatkan 6 kelompok kerja, yaitu :

1. Bagian keselamatan dan pemadam kebakaran (fire and safety)

2. Bagian keamanan

3. Bagian pemeliharaan lapangan

4. Bagian kesehatan

5. Bagian ekologi

6. Bagian perbendaharaan dan asuransi

Selain kelompok kerja di atas, sangat penting juga adanya kesadaran dari

seluruh karyawan untuk mencegah serta menghindari adanya bahaya yang

dapat merugikan diri sendiri, orang lain maupun perusahaan. Untuk mengingat

karyawan, maka setiap pagi dan sore selalu dibacakan pesan-pesan

keselamatan kerja oleh bagian keselamatan dan pemadam kebakaran.

1.8.1. Bagian Keselamatan dan Pemadam Kebakaran

Bagian ini berkedudukan di bawah divisi inspeksi dan keselamatan

dengan jumlah anggota 33 orang yang dibagi menjadi dua seksi yaitu seksi

pencegahan dan seksi penanggulangan kecelakaan atau kebakaran.

Bagian ini dilengkapi sarana penunjang, seperti :

a. Mobil ambulan

b. Kendaraan pemadam kebakaran, fire truck multi purpose dan fire jeep

precure

c. Jaringan air hydrant dari kawasan pabrik sampai perumahan

d. Unit pengisian udara tekan

e. Masker gas dan debu, safety goggle dan ear plug


19


f. Racun api, pendeteksi api dan peralatannya

g. Kotak PPPk

h. Poster-poster keselamatan

1.8.2. Bagian Keamanan

Bagian keamanan terdiri dari dua pasukan yaitu pasukan penjagaan,

pasukan penyelidikan dan apsukan penanggulangan. Tugas utama dari

bagian ini adalah menjaga keamanan lingkungan.

1.8.3. Bagian Pemeliharaan dan Lapangan

Bagian ini menyediakan sarana bagi karyawan berupa

perlengkapan kerja, misalnya pakaian kerja dan peralatan lainnya. Bagian

ini juga menyediakan konsultasi bagi karyawan yang ditangani oleh seorang

psikolog.

1.8.4. Bagian Kesehatan

Bagian ini dilengkapi dengan dokter umum, perawat dan dokter gigi,

bertugas untuk memberikan pelayanan kesehatan kepada seluruh karyawan

dan keluarga.

1.8.5. Bagian Ekologi

Bagian ini bertugas untuk menjaga kelestarian lingkungan dan

mencegah terjadinya pencemaran lingkungan baik pencemaran udara

maupun suara.

1.8.6. Bagian Perbendaharaan dan Asuransi

Bagian ini bertugas mengurusi masalah asuransi tenaga kerja dan

pemberian santunan kepada karyawan yang mendapatkan musibah

kecelakaan. Dengan adanya asuransi ini diharapkan akan memberikan rasa

aman kepada karyawan dalam menjalankan tugasnya.

I.9.Penanganan Limbah

1.9.1. Unit Pengolahan Buangan Sanitasi

Air buangan sanitasi berasal dari toilet di sekitar pabrik dan perkantoran.

Air tersebut dikumpulkan dan diolah dalam unit stabilisasi dengan


20


menggunakan lumpur aktif, aerasi dan injeksi klorin. Klorin ini berfungsi

sebagai desinfektan.

1.9.2. Pengolahan Air Berminyak

Air berminyak berasal dari buangan pelumas pada pompa kompresor dan

alat-alat lain. Pemisahan dilaksanakan berdasarkan perbedaan berat

jenisnya. Minyak di bagian atas dialirkan ke tungku pembakar sedangkan air

di bagian bawah dialirkan ke penampungan akhir kemudian dibuang.

1.9.3. Pengolahan Air Buangan yang mengandung Ammonia

Air yang mengandung senyawa ammonia dan nitrogen dari kondesat di unit

ammonia dihilangkan kandungan ammonia melalui unit kondesat stripper

dimana air yang mengandung senyawa nitrogen diumpankan dari atas,

sedangkan steam yang bertekanan rendah dialirkan dari bagian bawah

menara. Gas ammonia dan nitrogen akan keluar dari bagian atas menara dan

dibuang ke udara, sedangkan air keluar dari bagian bawah menara.

1.9.4. Pengolahan Air Sisa Regenerasi

Air sisa regenerasi dari unit demineralisasi mengandung NaOH dan H2SO4

yang kemudian dinetralkan dalam kolam penetralan dengan larutan H2SO4,

jika pH air buangan lebih dari 7 dan penetralan dengan larutan NaOH jika

pH kurang dari 7. Larutan NaOH dan H2SO4 ditambahkan dari tangki

melalui pompa. Air yang netral dialirkan ke kolam penampungan akhir.


21


BAB II

DISKRIPSI PROSES

II.1. Pembuatan Amonia

1. Sejarah Pembuatan Amonia

Sintesis amonia ditemukan oleh Fritz Haber dilakukan pada tekanan tinggi

dengan penggunaan katalis yang sesuai. Kemudian Carl Bosch yang memimpin

Badishe Anilud Soda Fabric (BASF) bekerjasama dengan Fritz Haber pada

tahun 1913 untuk memproduksi amonia, dengan mereaksikan gas nitrogen dan

gas hidrogen yang diperoleh dari batu bara yang direaksikan dengan uap

(steam). Menggunakan katalis besi dengan penambahan Al2O3, MgO, CaO dan

K2O sebagai promotor. Proses sintesis yang dilakukan berjalan pada tekanan

sekitar 150-350 atm dan suhu 550oC. Pabrik tersebut dapat memproduksi

30.000 kg amonia per hari. Sehingga akhirnya sintesis amonia tersebut dikenal

dengan proses Haber-Bosch, dengan persamaan reaksinya adalah:

N2 (g) + 3H2(g) 2NH3(g)

2. Macam-macam Proses Sintesis Amonia

Sampai saat ini ada banyak cara untuk sintesis amonia di antaranya adalah

sebagai berikut :

a. Proses Haber-Bosch yang telah termodifikasi

b. Proses Claude

c. Proses Casale

d. Proses Fauser

e. Proses Mont Cenis

f. Proses Kellog

Proses yang dipakai oleh PT Pupuk Kujang untuk memproduksi amonia adalah

proses Kellog secara garis besar tahapan prosesnya adalah sebagai berikut:

Pada langkah pertama, reaksi yang dilangsungkan adalah pembentukan gas

hidrogen, karbonmonoksida dan karbondioksida dari senyawa hidrokarbon (gas

alam) dan steam pada primary reformer. Gas yang keluar diharapkan

mempunyai tekanan 36,8 kg/cm2 dan suhu 484 oC dengan yang kemudian


22


dimasukkan ke tube-tube katalis di seksi radian. Pada primary reformer

terdapat 9 buah heater yang masing-masing heater terdiri dari 42 tube katalis.

Katalis yang dipakai adalah NiO. Reaksi yang terjadi pada primary reformer

ini adalah :

CH4(g) + H2O(g) CO(g) + 3H2(g) ∆H = 49,3 kkal/mol

CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g) ∆H = -9,8 kkal/mol

Gas yang terbentuk ini lalu dikirim ke secondary reformer yang berfungsi

sebagai tempat berlangsungnya reaksi reforming. Reaksi yang terjadi sama

dengan reaksi pada primary reformer, tetapi panas yang digunakan diperoleh

dari pembakaran langsung dengan udara di dalam reaktor. Gas dan campuran

udara steam masuk ke secondary reformer secara terpisah dari bagian atas. Gas

dan udara dicampur dalam mixing zone, dimana terjadi reaksi pembakaran

sebagai berikut:

CH4(g) + 2O2(g) CO2 (g) + 2H2O(g ) ∆H = -191,7,3 kkal/mol

2H2(g) + O2(g) 2H2O(g) ∆H = -57,58 kkal/mol

Reaksi di atas adalah reaksi eksoterm sehingga panas pembakaran ini

digunakan untuk reaksi reforming di bed katalis. Untuk membentuk urea,

diperlukan NH3 dan CO2 sebagai bahan baku. Oleh karena itu, gas CO yang ada

perlu diubah menjadi CO2 dalam shift converter yang berfungsi sebagai tempat

terjadinya reaksi CO manjadi CO2. Reaksi yang terjadi pada shift converter

adalah sebagai berikut :

CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g) ∆H = -9,8 kkal/mol

Unit ini pun berfungsi sebagai tempat untuk mempersiapkan bahan baku

sebelum masuk ke ammonia converter, yang berupa gas N2 dan H2 sehingga

gas-gas lain yang ada harus dipisahkan dahulu. Gas CO2 yang diperlukan

dalam pembuatan urea diambil dengan cara diserap menggunakan larutan

penyerap yang kemudian dilepaskan kembali sehingga diperoleh gas CO2.

Prosesnya adalah gas yang keluar dari konverter dimasukkan ke dalam

absorber. Pada absorber mula-mula CO2 bereaksi dengan H2O membentuk

asam karbonat (H2CO3) yang kemudian asam karbonat ini bereaksi kembali


23


dengan ion karbonat dari K2CO3 membentuk ion bikarbonat (HCO3-). Reaksi

absorbsi yang terjadi adalah sebagai berikut :

CO2(g) + H2O(l) H2CO3(l)

H2CO3(l) + CO32-

(l) 2HCO3-(l)

2HCO3-(l) + 2K+

(l) 2KHCO3(l) +

CO2(g) + H2O(l) + K2CO3(l) 2KHCO3(l)

Gas CO2 dalam larutan rich benfield itu dilepas oleh dorongan uap ke atas yang

beroperasi pada tekanan rendah dan suhu tinggi. Reaksi yang terjadi

merupakan kebalikan reaksi absorbsi yaitu:

2KHCO3(l) K2CO3(l) + CO2(g) + H2O(l)

Gas CO2 inilah yang digunakan sebagai umpan pada reaktor sintesis urea. Gas

yang keluar dari absorber masih mengandung sisa CO dan CO2 yang dapat

menyebabkan rusaknya katalis di ammonia converter, oleh karena itu perlu

diubah menjadi CH4 yang tidak meracuni katalis dalam metanator. Reaksi yang

terjadi dalam metanator merupakan reaksi kebalikan dari primary reformer.

CO(g) + 3H2(g) CH4(g) + H2O(g) ∆H = -49,3 kkal/mol

CO2(g) + 4H2(g) CH4(g) + 2H2O(g) ∆H = 639,5 kkal/mol

Menurut Kellog, proses sintesis amonia akan optimum jika kondisi operasi

dalam ammonia converter beroperasi pada temperatur 430-500 oC dan tekanan

140-150 kg/cm2. Reaksi yang terjadi pada ammonia converter adalah sebagai

berikut :

N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)

Amonia yang terbentuk itu lalu dipisahkan dan dikondensasikan yang

kemudian disimpan dalam bentuk cair.

3. Konsep Proses Sintesis Amonia

Reaksi utama di unit amonia adalah reaksi gas hidrogen dan nitrogen menjadi

NH3 yang terjadi pada seksi ammonia converter. Kondisi operasi optimum

untuk reaksi tersebut adalah adalah dengan mempertahankan reaksi pada

tekanan antara 140-150 kg/cm2 dan temperatur antara 430-500 oC. Reaksi yang

terjadi adalah sebagai berikut:

1/2 N2(g) + 3/2 H2(g) NH3(g) ∆H 700K = -52,6 kJ/mol K


24


Menurut reaksi kesetimbangan di atas, untuk menghasilkan 1 mol NH3

membutuhkan 1/2 mol N2 dan 3/2 mol gas H2. Reaksi sintesis amonia dari

nitrogen dan hidrogen merupakan reaksi reversibel yang memiliki tetapan

tertentu untuk berbagai kondisi.

4. Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Sintesis Amonia

Ada banyak variabel yang mempengaruhi sintesis amonia di dalam ammonia

converter di antaranya adalah :

a. Temperatur

Sesuai dengan Azas Le Chatelier “Jika suatu sistem berada dalam

kesetimbangan, suatu kenaikan temperatur akan menyebabkan

kesetimbangan itu bergeser ke arah yang menyerap kalor (reaksi

penguraian/reaksi endoterm)”. Dan reaksi sintesis amonia merupakan reaksi

eksoterm (reaksi pembentukan) :

N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) ∆Hr o = -92,22 kJ

Sedangkan reaksi penguraian amonia adalah reaksi endoterm :

2NH3(g) N2(g) + 3H2(g) ∆Hr o = 92,22 kJ

Perubahan temperatur akan mengakibatkan bergesernya kesetimbangan

reaksi.

b. Tekanan

Menurut Azas Le Chatelier, kenaikan tekanan menyebabkan reaksi bergeser

ke arah mol (koefisien reaksi) yang lebih kecil (ke arah pembentukkan

NH3).

c. Laju alir gas reaktan

Sesuai dengan Azas Le Chatelier, jika komponen reaktan ditambah dan

produk terus-menerus diambil/dikurangi maka reaksi kesetimbangan akan

bergeser ke arah pembentukkan NH3.

d. Perbandingan reaktan antara hidrogen dan nitrogen

Menurut reaksi kesetimbangan, pembentukan amonia dalam memproduksi

1 mol gas NH3 membutuhkan 1/2 mol N2 dan 3/2 mol H2. Perbandingan N2:

H2 = 1:3.


25


e. Jumlah gas inert

Jika terjadi peningkatan kadar gas inert dalam ammonia coverter yang

terutama terdiri dari metana dan argon maka dapat mengakibatkan turunnya

produksi pembentukkan amonia.

f. Katalis

Katalis yang paling baik untuk sintesis amonia adalah promoted iron

catalyst yang terdiri dari katalis besi dengan tambahan promotor oksida

aluminum, zirkonium, ataupun silikon. Komposisi yang terbaik dari katalis

tersebut adalah sebagai berikut :

(1) SiO2 : 0,1 – 1,2 %

(2) K2O : 0,8 – 1,2 %

(3) Al2O3 : 2,3 – 5 %

(4) CaO : 2,5 – 3,5 %

(5) Fe3O4 : 8,5 – 92,3 %

Penurunan aktivitas katalis dalam suatu reaksi dapat terjadi karena adanya

racun katalis seperti senyawa O2 yang terdapat dalam air, CO, CO2, senyawa

belerang dan klorin.

5. Manfaat Amonia

Amonia memiliki banyak kegunaan baik dalam kehidupan sehari-hari maupun

dalam dunia industri. Berikut adalah beberapa manfaat amonia :

a) Bahan pembersih alat-alat pabrik dan rumah tangga.

b) Bahan baku pembuatan pupuk, seperti urea dan amonium sulfat.

c) Bahan baku pembuatan asam dan basa, seperti NH4OH dan HNO3.

d) Bahan baku pembuatan bahan peledak seperti nitrogliserin dan TNT.

e) Bahan baku obat-obatan dalam industri farmasi.

f) Bahan pengganti kalsium dalam industri pulp dan kertas yang

menggunakan proses biosulfit.

g) Bahan baku pembuatan benang sintesis dalam industri tekstil.

h) Sumber nitrogen dan pengatur pH dalam industri fermentasi.

i) Refrigeran dalam mesin pendingin.

j) Pencegah lumpur pada industri kulit.


26


k) Pereduksi oksida logam dalam industri logam.

l) Pencegah koagulasi lateks dalam industri karet.

m) Penetral asam dalam industri refinery minyak bumi.

II.2. Pembuatan Urea

1. Sejarah Pembuatan Urea

Urea mempunyai rumus molekul NH2CONH2, tidak berbau dan tidak

berwarna. Urea ditemukan pertama kali oleh Roelle pada tahun 1773 dalam

urine. Yang kemudian untuk pertama kalinya dibuat oleh F.Wohler pada tahun

1828 dengan mereaksikan garam sianat dan amonium hidroksida yang akan

membentuk amonium sianat yang akan berubah menjadi urea jika dipanaskan

pada suhu tertentu.

2. Macam-Macam Metode Sintesis Urea

Proses sintesa urea secara komersial dapat dibagi menjadi beberapa jenis, jika

ditinjau dari amonium karbamat yang tidak terkonversi yang perlu dipisahkan.

Jenis-jenisnya terdiri dari :

a. Once-through urea process

b. Solution recycle urea process

Solution recycle urea process ini termasuk cara yang sudah tua dan

sekarang jarang digunakan, hanya ada tiga proses lama yang masih tetap

digunakan hingga sekarang yaitu :

(1) Urea Technologies Inc. (UTI)

(2) Proses Mitsui Toatsu Coorporation (MTC) Conventional Process

of Toyo Engineering Coorporation.

(3) Interval carbamate recycle urea process

Proses yang digunakan dalam pembuatan urea di PT. Pupuk Kujang adalah

proses Mitsui Toatsu Coorporation(MTC). Perusahaan yang mempunyai

lisensi proses ini adalah Toyo Engineering Coorporation (TEC) dan sukses

hingga pertengahan tahun 1980. Proses ini terdiri dari beberapa tahap, yaitu :

(a) Total Recycle A Process (TR-A)

(b) Total Recycle B Process (TR-B)


27


(c) Total Recycle C Process (TR-C)

(d) Total Recycle C Improved Process (TR-CI)

(e) Total Recycle D Process (TR-D)

3. Konsep Proses Sintesis Amonia

Pada umumnya urea diproduksi dengan mereaksikan amonia dan CO2 pada

kondisi operasi optimumnya pada temperatur 185 oC dan tekanan 250 kg/cm2

sesuai dengan reaksi Bassarow sebagai berikut :

2NH3 + CO2 NH2COONH4 ∆H = -117 kJ/mol

NH2COONH4 NH2CONH2 + H2O ∆H = 15,5 kJ/mol

Dari kedua reaksi di atas dapat dilihat bahwa reaksi pertama adalah eksoterm

(mengeluarkan panas) dan yang kedua adalah endoterm (memerlukan panas).

Panas yang dihasilkan pada reaksi pertama diserap pada reaksi kedua.

4. Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Sintesis Urea

Ada beberapa faktor yang mempengaruhi reaksi pembuatan urea, yaitu :

a. Temperatur

Reaksi sintesis urea berjalan pada temperatur optimal adalah 185 oC dengan

waktu pemanasan sekitar 30 menit. Jika temperatur turun akan

menyebabkan konversi amonium karbamat menjadi urea akan turun.

b. Tekanan

Untuk menghasilkan urea yang optimal, maka diperlukan tekanan tinggi

yaitu 250 kg/cm2 karena konversi amonium karbamat menjadi urea hanya

berlangsung pada fasa cair sehingga tekanan harus dipertahankan pada

keadaan tinggi.

c. Perbandingan NH3 dan CO2

Industri urea di Indonesia pada umumnya mensintesis urea dengan

perbandingan NH3 dan CO2 adalah 3,5-4 mol.

d. Jumlah air

Jika terdapat air dalam jumlah yang cukup banyak, maka akan memperkecil

konversi terbentuknya urea dari larutan karbamat.

5. Manfaat Urea

Beberapa manfaat urea dalam kehidupan sehari-hari adalah :


28


a) Sebagai sumber nitrogen bagi tanaman

b) Sebagai bahan baku dalam pembuatan resin, seperti resin urea-

formaldehida

c) Sebagai pelembut kulit, terutama untuk kulit kaki yang pecah-pecah.

d) Sebagai sumber nitrogen dalam pupuk dan pakan ternak

e) Sebagai bahan untuk membuat produk pemutih gigi

f) Sebagai bahan baku untuk membuat perekat

g) Sebagai zat aditif di dalam rokok

II.3 Diskripsi Proses Ammonia

Unit produksi amonia bertugas untuk mereaksikan gas alam, steam

dan udara menjadi amonia. Unit ini juga menghasilkan karbon dioksida dan

hidrogen. Kapasitas terpasang pabrik adalah 1000 Ton amonia/hari dengan

kemurnian 99,5%. Proses yang digunakan adalah proses Kellog atau proses

high pressure catalytic steam reforming. Unit ini dibagi menjadi enam unit,

yaitu:

1. Unit Pemurnian Gas Alam

Bahan baku gas alam yang digunakan oleh PT Pupuk Kujang

berasal dari Pertamina (Cilamaya).dengan laju 36570 kg/jam, bertekanan

14,7 kg/cm2 dan dengan suhu 32 oC. Sebelum dipakai untuk membuat gas

sintesis gas alam ini harus mengalami pemurnian lebih dahulu, yaitu :

a. Pemisahan debu dan fraksi berat

Debu maupun tetes cairan seperti hidrokarbon fraksi berat dipisahkan

dari gas alam dengan memasukkan gas alam ke knock out drum 116 F.

cairan dan partikel halus keluar melalui level otomatis dibagian bawah

drum, kemudian dikirim ke burning pit untuk dibakar.

b. Penghilangan Mercury

Bahan baku gas alam hasil pemurnian kemungkinan mengandung

mercury, oleh karena itu harus dihilangkan karena dapat meracuni

katalis pada proses berikutnya, dan proses pemurnian tersebut


29


dilakukan di dalam mercury guard chamber (109-D). Reaksi yang

terjadi di dalam mercury guard chamber yaitu:

Di dalam mercury guard chamber, sulfur diimpergnasikan pada

karbon aktif. Gas alam dari mercury guard chamber tekanannya

belum cukup tinggi untuk masuk ke alat-alat berikutnya sehingga

harus dinaikkan dari 14,7 kg/cm2 menjadi 42,9 kg/cm2 dalam feed gas

compressor (102-J) dengan suhu sekitar 146oC. Gas keluar feed gas

compressor sebagian dilewatkan feed gas compressor kick back cooler

untuk dikembalikan ke kompresor dan sebagian dikirim ke feed

preheat coil di bagian konveksi primary reformer untuk membuat gas

sintesa.

c. Penghilangan sulfur

Belerang adalah racun bagi katalis di primary reformer dan secondary

reformer. Penghilangan belerang dilakukan dua kali yaitu di cobalt-

moly hidrotreater 101-D dan zinc oxide guard chamber 108-D.

Reaksi yang terjadi di cobalt-moly hidrotreater adalah sbb:

Hidrogen sebagai reaktan diperoleh dari recycle gas sintesis, yang

dimasukkan ke cobalt-moly hidrotreater bersama-sama dengan gas

alam yang telah dipanaskan di primary reformer. Cobalt-moly

hidrotreater terdiri dari 2 packed bed katalis cobalt molibdenum

sebanyak 28,3 m3. Gas keluar cobalt-moly hidrotreater dimasukkan ke

dalam zinc oxide guard chamber 108-D yang berisi katalis ZnO

sebanyak 28,3 m3. Terjadi reaksi antara H2S dan ZnO sebagai berikut :

Suhu gas keluar sekitar 391 oC dan tekanannya 37,7 kg/cm2. Gas ini

diumpankan ke Mix Feed Primary Reformer.


30


2. Unit Pembuatan Gas Sintesis

Unit ini bertugas membuat gas sintesa, yaitu H2 dan N2 dengan

perbandingan mol 3:1 sebagai umpan ammonia converter . Mula-mula

gas alam akan mengalami proses reforming menjadi CO, CO2, dan H2 di

primary dan secondary reformer, kemudian gas CO dikonversi menjadi

CO2 di shift converter.

a. Proses reforming

Reaksi yang terjadi di primary reformer 101-B adalah reaksi

pembentukan hidrogen dari senyawa hidrokarbon dan steam. Gas

alam yang keluar dari zinc oxide guard chamber dicampur dengan

steam dan dipanaskan dengan mix feed preheater coil di bagian

konveksi primary reformer. Gas keluar mempunyai suhu 483oC dan

tekanan 36,8 kg/cm2 dan siap dimasukkan dalam tube-tube katalis di

unit radiant. Reaksi yang terjadi sebagai berikut:

Reaksi keseluruhan adalah endotermis. Panas yang dibutuhkan

disuplai oleh panas pembakaran gas alam di luar tube. Reaksi

pembakaran dapat dituliskan sebagai berikut:

Burner-burner fuel gas ini terletak diantara dua baris tube katalis. Ada

10 baris burner, masing-masing terdiri dari 20 burner.

Gas alam yang masuk ke primary reformer diatur supaya

perbandingan mol S : C = 3,5 : 1, karena jika steam kurang akan

terjadi reaksi samping sebagai berikut:

Q2HCCH 24

Perbandingan mol S : C ini diatur oleh suatu alat yang disebut ratio

relay (RRl).


31


Gas yang bereaksi dalam tube akan keluar melalui bagian bawah tube

dan disatukan dalam sebuah pipa besar untuk masing-masing baris

yang disebut riser. Dari riser, gas dikirim ke secondary reformer 103-

D melalui suatu pipa besar yang disebut transfer line. Gas CH4 yang

lolos dari primary reformer diharapkan kurang dari 10%.

Gas hasil pembakaran (fuel gas) yang suhunya semakin tinggi dihisap

oleh induced fan melalui unit konveksi untuk dimanfaatkan panasnya

dalam memanaskan umpan gas alam, udara untuk secondary reformer,

boiler feed water dan superheated steam untuk power generator. Dari

unit konveksi, fuel gas dibuang ke udara melalui suatu cerobong

(slack).

Tugas secondary reformer adalah untuk melanjutkan reaksi reforming.

Reaksi yang terjadi sama dengan reaksi yang terjadi di primary

reformer, tetapi panas yang diperlukan diperoleh dari pembakaran

langsung dengan udara di dalam reaktor. Gas dan campuran udara

steam masuk ke secondary reformer secara terpisah dari bagian atas

yang disebut mixing zone atau combustion zone dan bagian bawah

disebut reaction zone. Reaction zone berupa packed bed yang terdiri

dari tiga buah bed katalis nikel.

Gas dan udara dicampur dalam mixing zone, dengan reaksi

pembakaran yang terjadi sebagai berikut:

Panas pembakaran ini digunakan untuk reaksi reforming di bed

katalis. Kadar CH4 dalam gas yang keluar secondary reformer kira-

kira tinggal 0,3%.

Udara yang masuk ke secondary reformer berfungsi juga sebagai

penyuplai N2, sehingga gas H2 dan N2 yang keluar mempunyai

perbandingan mol yang sesuai sebagai umpan amonia converter yaitu

3:1.


32


b. Proses konversi menjadi CO2

Untuk memproduksi urea, diperlukan bahan baku amonia dan karbon

dioksida, karena itu gas CO yang ada perlu dikonversi menjadi CO2.

Konversi CO menjadi CO2 terjadi di shift converter 104-D. Reaksi

yang terjadi adalah sebagai berikut:

reaksi ini endotermis, sehingga konversi ke kanan yang mengkonversi

gas CO menjadi CO2 bertambah konversinya apabila temperatur

diturunkan. Sebaliknya jika temperatur dinaikkan konversi akan

berkurang, oleh sebab itu shift converter terdiri dari dua bagian, yaitu

high temperature shift converter dan low temperature shift converter.

High temperature shift converter (HTS) berfungsi untuk mempercepat

reaksi. Gas yang keluar HTS digunakan untuk membangkitkan steam

di shift effluent waste heat boiler 103-C dan memanaskan umpan

methanator 106-D di methanator feed heater.

Low temperature shift converter (LTS) berfungsi untuk memperbesar

konversi. Gas keluar LTS dikirim ke unit pemurnian gas sintesis.

3. Unit Pemurnian Gas Sintesis

Unit ini bertugas menyiapkan bahan baku ammonia converter ,

yang berupa gas N2 dan H2. Karena itu gas–gas yang lain harus

dipisahkan terlebih dahulu. Gas CO2 dibutuhkan sebagai bahan baku

pembuatan urea, sehingga gas ini diambil dengan cara diserap dengan

larutan penyerap di unit CO2 absorber, kemudian di strip untuk

memperoleh gas CO2 yang siap untuk diumpankan ke dalam reaktor

sintesis urea di unit CO2 stripper. Keberadaan CO dan CO2 di ammonia

converter dapat merusak katalis, oleh sebab itu CO dan CO2 sisa harus

diubah kembali menjadi CH4 sebagai inert agar tidak merusak katalis.

Proses perubahan CO dan CO2 menjadi CH4 disebut proses methanasi,

proses methanasi terjadi di unit methanator.


33


a. Pengambilan gas karbon dioksida

Gas keluar dari LTS dimasukkan ke CO2 absorber 1101-E melalui

sparger dibagian menara. CO2 absorber ini tersusun dari empat buah

bed berisi slotted ring. Larutan penyerap yang digunakan adalah

larutan benfield. Pada absorbsi CO2, mula-mula gas CO2 bereaksi

dengan H2O membentuk asam karbonat. Asam karbonat kemudian

bereaksi lagi dengan ion karbonat dari K2CO3 membentuk ion

bikarbonat. Reaksi kimia yang terjadi dapat dituliskan sebagai berikut:

332 HCO2COCOH

Reaksi absorbsi ini adalah reaksi eksotermis.

Larutan benfield yang dipakai ada dua aliran, yaitu larutan lean

benfield yang masuk dari puncak menara dan larutan semi lean

benfield yang masuk menara melalui bagian tengah menara.

Larutan lean benfield adalah larutan yang sama sekali tidak

mengandung CO2. Larutan ini berasal dari bagian tengah absorber,

sebelum dipompa dengan pompa 1107-JA/JB/JC ke bagian tengah

absorber, larutan semi lean benfield dimasukkan ke dalam tangki low

heat benfield yang dialiri steam diatasnya untuk menyempurnakan

penyerapan CO2. Steam yang telah lewat low heat benfield banyak

mengandung CO2 kemudian dimasukkan ke stripper.

Gas dari LTS yang masuk dari bagian bawah absorber akan berkontak

dengan larutan semi lean benfield yang akan menyerap sebagian besar

gas CO2 yang ada, kemudian sisa CO2 dalam gas akan diserap oleh

larutan lean Benfield.

Larutan yang banyak mengandung CO2 (larutan rich benfield) keluar

dari dasar absorber pada suhu 123oC, mengalir melalui turbin hidrolik

1107-JA, kemudian menuju bagian atas stripper. Gas yang keluar dari


34

+


bagian atas absorber diharapkan kadar CO2-nya di bawah 0,1%

volume.

Stripper 1102-E terdiri dari tiga buah bed berisi tumpukan slotted

ring. Kondisis operasi dari stripper adalah 107-129oC dan tekanan 0,6

kg/cm2. Karena larutan rich benfield yang keluar dari dasar absorber

masih mempunyai tekanan sebesar 27 kg/cm2, maka tekanan ini

dimanfaatkan untuk menggerakkan turbin hidrolik 1107-JA, yang

digunakan untuk memompa larutan semi lean benfield yang akan

menuju absorber. Untuk men-stripping CO2 digunakan steam

bertekanan rendah yaitu 3,5 kg/cm2, yang berasal dari reboiler 1105-C,

1111-C dan 1113-C. Menggunakan tekanan rendah yaitu 0,6 kg/cm2

dari suhu tinggi antara 107-109oC dan dorongan steam ke atas, maka

diharapkan gas CO2 dalam larutan rich benfield akan terlepas. Reaksi

yang terjadi adalah kebalikan dari reaksi absorbsi, yaitu:

Setelah melewati bed kedua, larutan ditampung dalam trap out pan,

tempat sebagian larutan dikeluarkan sebagai larutan lean benfield

menuju absorber, dan sebagian lagi mengalir ke bed ketiga untuk

ditampung dalam trap out pan kedua. Larutan ini dialirkan ke reboiler

1105-C dan 1111-C dan steam yang terbentuk dimasukkan bagian

bawah stripper. Steam dari reboiler 1113-C berasal dari trap out pan

di atas bed pertama.

Larutan lean benfield yang keluar dari dasar stripper dialirkan ke

puncak absorber, sedangkan gas CO2 keluar dari puncak menara. Uap

air yang terkandung dalam gas ini cukup tinggi, yaitu sekitar 45%,

sehingga sebelum masuk ke pabrik urea perlu dikurangi dahulu kadar

airnya.

Untuk mengurangi kadar air dalam gas CO2, maka gas dimasukkan

dalam CO2 overhead condensor 1110-C, untuk didinginkan kemudian

dipisahkan kondensatnya dalam CO2 stripper reflux drum 1103-V.

Kondensat ini dimasukkan ke bagian atas stripper dengan pompa


35


1108-J/JA, sedangkan gas CO2 yang keluar siap dikirim ke pabrik

urea.

b. Pembentukan metana

Gas keluar dari absorber masih mengandung CO dan CO2 sisa yang

merupakan racun di amonia converter, karena itu perlu diubah

menjadi CH4 dalam methanator 106-D. Methanator berisi katalis nikel

sebanyak 19,8 m3 yang tersusun menjadi tiga bed. Gas yang masuk

methanator dibatasi kadar CO dan CO2-nya maksimum 0,1% untuk

CO2 dan 0,6% untuk CO. Reaksi yang terjadi adalah kebalikan dari

reaksi di primary reformer yang dapat dituliskan sebagai berikut:

Reaksi yang terjadi adalah reaksi endotermis sehingga methanator

dilengkapi dengan sistem interlock yang akan menghentikan aliran gas

bila terjadi kenaikan suhu sebesar 399oC, serta menghentikan aliran

boiler feed water ke 114-C. Gas yang keluar dari methanator

diharapkan mempunyai kadar CO dan CO2 maksimum 0,3 ppm.

4. Unit Sintesis Amonia

Gas yang keluar dari methanator memiliki tekanan 26 kg/cm2 dan suhu

310oC. Tekanan gas umpan amonia converter dinaikkan terlebih dahulu

menjadi 430-500oC dan tekanan 140-150 kg/cm2. Karena itu gas

dinaikkan dahulu tekanannya dalam synthesis gas and recycle

compressor 103-J, yang terjadi dari low pressure case dan high pressure

case compressor. Gas sintesis keluar LP case compressor bertekanan 67

kg/cm2 dengan suhu 177oC. Sebelum ditekan dalam HP case compressor,

gas ini didinginkan dahulu dalam intercooler gas feed methanator 136-C,

cooler 116-C, serta amonia chiller 129-C. Kondensat yang terbentuk

dipisahkan dalam synthesis gas feed compressor first stage separator

105-F. Gas yang keluar kira-kira suhunya 8oC. Gas kering dari separator

dimasukkan ke HP compressor compressor bersama-sama dengan

recycle gas dari amonia converter, dan keluar dari kompresor tekanannya


36


sekitar 151,2 kg/cm2 dan suhu 86oC. Gas ini mengandung amonia karena

bercampur dengan recycle gas dari amonia converter.

Untuk memungut amonia dalam gas alam, gas ini dilewatkan pada unit

pemisahan dan pemurnian sehingga kadar amonianya turun dari 9%

menjadi 2% mol. Gas ini kemudian dipanaskan dalam heat exchanger

112-C yang kemudian memanfaatkan panas yang keluar dari amonia

converter, baru kemudian diumpankan ke amonia converter.

Gas masuk amonia converter pada dua tempat, yaitu bagian atas dan

bagian bawah. Amonia converter 105-D ini terdiri dari empat buah bed

katalis promoted iron dengan ukuran katalis 1,3 – 5,0 mm, dipisahkan

oleh ruang antar bed untuk keperluan quenching. Volume masing-masing

bed tidak sama, semakin ke bawah semakin besar. Volume katalis di bed

pertama sebanyak 8,3 m3, bed kedua sebesar 11,0 m3, bed ketiga 17,2 m3

dan bed keempat 22,5 m3. Dinding amonia converter dibuat rangkap

dengan ruang antara (annulus). Gas umpan yang masuk dari bagian

bawah converter mengalir dari bagian bawah annulus menuju ke puncak

converter dan masuk ke dalam bed katalis melalui shell exchanger.

Selanjutnya gas mengalir pada tiap-tiap bed, dengan dua tipe aliran,

yaitu:

aliran axial dan aliran radial (aliran dari luar ke bagian dalam),

sedangkan bagian atas converter digunakan untuk keperluan quenching

sebelum gas masuk ke bed bawahnya. Gas ini dibagi menjadi tiga aliran,

yaitu untuk quench bed kedua, ketiga dan keempat. Gas umpan yang

mengalir dalam annulus juga mengambil panas reaksi sehingga suhunya

naik dan sewaktu sampai di shell exchanger suhu tersebut sudah sesuai

untuk reaksi, yaitu 335oC. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut :

N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)

Konversi yang dicapai saat kesetimbangan adalah 14,7%. Dengan adanya

quenching yang berulang diharapkan suhu dapat dikontrol sesuai yang

diinginkan.


37


Gas hasil reaksi keluar dari bed keempat melalui pipa di tengah converter

dan naik ke puncak converter. Suhu gas ini sekitar 481oC dan diggunakan

untuk membangkitkan steam di 121-C. Untuk mengurangi kadar inert

yang berupa CH4 dan Ar, sebagian gas umpan di-purge sebelum di-

recycle melalui HP case compressor. Inert ini dapat meracuni katalis

dan mempengaruhi kesetimbangan reaksi bila kadarnya terlalu tinggi.

5. Unit Pemurnian dan Refrigerasi Amonia

Secara garis besar prinsip kerja unit pemurnian dan pemisahaan ammonia

ini adalah kompresi dan flashing. Unit ini mempunyai fungsi sebagai

berikut :

a. Memisahkan gas-gas terlarut dalam NH3 cair dengan kemurnian

tinggi. Gas yang telah dipisahkan tersebut digunakan sebagai bahan

bakar.

b. Memperoleh berbagai produk NH3 cair dengan temperatur berbeda.

Amonia bersuhu -33 oC dikirim ke storage tank, sedangkan amonia

bersuhu -7 oC dan 13 oC digunakan sebagai media pendingin. Amonia

bersuhu 42 oC dicampur dengan amonia bersuhu -33 oC sehingga

dihasilkan amonia cair bersuhu 30 oC untuk dikirim ke unit urea.

Adanya produk amonia dalam aliran purge gas akan mempengaruhi

kesetimbangan reaksi sehingga konversi ammonia akan berkurang,

karena itu ammonia yang ada perlu dipisahkan dari aliran recycle gas

yang menuju converter. Pemisahan dilakukan dengan cara

mengembunkan ammonia melalui chiller-chillier 117-C, 118-C dan 119-

C.

Mula-mula gas didinginkan dengan cooling water 124-CA/CB, kemudian

dibagi menjadi dua aliran paralel. Aliran pertama didinginkan di chiller

117-C dan 118-C, sedangkan aliran kedua didinginkan di 120-C dengan

refrigeran ammonia, yang sekaligus merupakan pemanas gas yang keluar

dari ammonia separator 106-F. Kedua aliran bergabung menuju chiller

119-C yang menggunakan ammonia cair dari 112-F sebagai pendingin.

Suhu gas keluar dari 119-C sudah mencapai -23oC dan tekanan 145


38


kg/cm2. Selanjutnya gas dan amonia cair dimasukkan ke ammonia

separator 106-F, dimana ammonia cair dari recycle gas mengembun dan

terkumpul.

Ammonia yang keluar dari 106-F masih mengandung sejumlah gas H2,

N2, Ar, dan CH4, karena itu perlu dipisahkan dengan cara flashing dalam

flash drum 111-F pada tekanan 2,3 kg/cm2 dan 112-F pada tekanan 0,03

kg/cm2. Uap yang terbentuk dikompresikan di ammonia refrigerant

compressor 105-J. Uap ammonia dari LP case compressor 105-J, flash

drum 111-F dan flash drum 110-F diumpankan ke HP case compressor

105-J. Keluar dari HP compressor, gas yang sudah bertekanan 19

kg/cm2. Gas selanjutnya didinginkan dan dipisahkan di refrigerant

reciever 109-F, dan ammonia yang terbentuk ditampung untuk dikirim ke

pabrik urea.

6. Unit Hidrogen Recovery

Gas buang dari daur ulang sintesa amonia masih mengandung gas

hidrogen dengan kadar yang cukup tinggi, oleh karena itu perlu

diusahakan agar gas ini dapat diambil dan dimanfaatkan kembali. Purge

gas recovery unit (PGRU) bertugas untuk memisahkan H2 dari gas-gas

lain untuk dimanfaatkan kembali di daur sintesis amonia dan untuk

keperluan lain. Keuntungan yang diperoleh dengan adanya unit ini antara

lain :

a. Naiknya produksi ammonia dengan tambahan 50-60 ton

per hari

Sistem pemisahan purge gas ini terbagi atas 3 bagian utama yaitu

pretreatment, post-treatment dan pemisahan gas hidrogen

menggunakan prims separator.

(1) Pretreatment

Gas buang dari unit amonia yang mengandung 2 % mol amonia, 61

% mol hidrogen , 20 % mol nitrogen, 5 % mol argon dan 12 % mol

metana dialirkan ke scrubber (201). Amonia dipisahkan dengan

cara diserap dengan kondensat steam. Hasil penyerapan yang


39


keluar dari dasar scrubber (201), berupa larutan amonia dengan

kadar 20-30 % yang kemudian dikirim ke degasser (211).

(2)Post-treatment

Tahap post-treatment berfungsi untuk memurnikan larutan amonia

sisa tersebut dengan distilasi. Larutan amonia dari dasar scrubber

dimasukkan ke degasser untuk dipisahkan dengan gas-gas inert

yang terlarut.

(3)Prims separator

Prims separator ini merupakan suatu alat pemisah yang proses

pemisahannya didasarkan pada kerja suatu serat membran.

Prims separator ini terdiri atas 3 tingkat pemisahan yaitu :

(a)Prims separator tingkat I yang terdiri atas 2 unit separator yang

terpasang seri

(b)Prims separator tingkat II yang terdiri atas 7 unit separator

yang terpasang seri

(c)Prims separator tingkat III yang terdiri atas 2 unit separator

yang terpasang parallel

Unit prism separator berbentuk seperti shell dan tube dari sebuah alat

penukar panas dengan serat membrane yang berjumlah ±100.000 buah

yang seolah-olah terlihat seperti tube-nya. Serat membrane berupa

silinder berlubang dengan diameter luar 500 μm dan diameter dalam 200

μm yang terbuat dari polimer polysulfon. Jenis gas yang mempunyai

permeabilitas tinggi akan terdifusi ke dalam serat dan akan mengalir

berlawanan arah dengan gas di shell. Unit pemisah diletakkan vertical

sehingga gas non-permeat mengalir ke atas, sedangkan gas yang kaya

akan hydrogen bertekanan rendah akan mengalir ke bawah.

Kerusakan serat membrane ini dapat terjadi apabila kandungan ammonia

di dalam gas yang akan dipisahkan terlalu tinggi dan beda tekan sisi luar

dan sisi dalam yang terlalu besar. Untuk mencegah hal ini, kandungan

ammonia dalam aliran gas dibatasi hingga 200 ppm dan beda tekan

dibatasi dengan dipasangnya system interlock. Sehingga apabila


40


ammonia lebih dari 200 ppm maka system akan shut down secara

otomatis.


41


BAB III

SPESIFIKASI ALAT

III.1. Spesifikasi Alat Utama

1. Primary Reformer (101-B)

Tipe : Kotak dengan horyzontal convection tube.

Pembuat : Toyo Engineering Corporation (Jepang)

Fungsi : Mengubah gas alam menjadi hidrogen dan nitrogen.

Katalisator : Nikel Oksida.

a. Bagian bawah

Tipe : ring

BJ bubuk : 80 lb/cuft.

b. Bagian atas

Tipe : 7 holes cylinder, HGS

BJ bubuk : 62 lb/cuft.

Kondisi Operasi :

Temperatur : - Desain : 510ºC

- Opersi : 504ºC

Tekanan : - Desain : 32,4 kg/cm2

- Operasi : 31,1 kg/cm2

Kapasitas : 23.578,9 m3/jam

2. Secondary Reformer (103-D)

Tipe : Vessel dengan water cooled jacket

Asal : Toyo Engineering Corporation (Jepang)

Material : Carbon steel (tipe A.516.GR.70)

Fungsi : Menyempurnakan reaksi reforming gas sintesa dari

101-B.

Posisi : Vertikal

Dimensi : - Diameter : 3810 mm

- Panjang total : 5715 mm


42


- Tebal shell : 60 mm

- Tebal head : - Atas : 68 mm

- Bawah : 69 mm

- Tipe head : Ellips 2:1

Kondisi operasi :

Temperatur : - Atas : - Desain : 4320C

- Operasi : 4320C

- Bawah : - Desain : 3020C

- Operasi : 2530C

Tekanan : - Atas : - Desain : 34,1 kg/cm2


- Bawah : - Desain : 35,0 kg/cm2


Kapasitas : 108.173 m3/jam

3. Shift Converter (104-D)

Tipe : Vessel



Fungsi : Mengubah CO menjadi CO2

Posisi : Vertikal

a. High Temperatur Shift Converter / HTS ( Top Compartment )




- Tebal head : 68 mm

Kondisi operasi:

Temperatur : - Desain : 4820C

- Operasi : 4320C




43


b. Low Temperatur Shift Converter / LTS ( Bottom Compartment )




- Tebal head : 68 mm


- Operasi : 2530C



Kapasitas : 165,782 m3/jam

4. CO2 Absorber (1101-E)

Tipe : Vessel


Material : Stainless steel (tipe SS.316)

Fungsi : Menyerap CO2 yang terkandung dalam gas sintesa

Posisi : Vertikal

Dimensi : - Diameter : 2590,8 mm dan 3505,2 mm

- Panjang total : 42.214,8 mm

- Tebal Head : - Atas: 38,1 mm

- Bawah : 38,1 mm

- Tipe Head : Ellips 2:1

Kondisi operasi :


- Operasi : 1270C



Isolasi : Tebal : 1,5 inc


5. CO2 Stripper (1102-E)

Tipe : Vessel



44


Material : Carbon steel (tipe A.350.LF.2)

Fungsi : Melepaskan gas CO2 dari larutan benfield

Posisi : Vertikal

Dimensi : - Diameter : 4.267 mm

- Panjang total : 49.072 mm

- Tebal Shell : 14,28 mm

- Tebal Head : Atas : 12,70 mm

: Bawah : 18,95 mm

Kondisi operasi :

Temperatur : - Desain : 148,80C

- Operasi : 114,00C



Isolasi : Tebal : 38 inc


6. Methanator (106-D)

Tipe : Vessel

Asal : Toyo Engineering Corperation (Jepang)

Material : Carbon steel dengan tipe A.285.C

Fungsi : Mengubah CO dan CO2 menjadi CH4.

Posisi : Vertikal


- Panjang total : 6074mm

- Tebal Head : 43 mm


Kondisi operasi :


- Operasi : 3000C




45



7. Ammonia Converter (105-D)

Tipe : Vessel

Asal : Kellog Overseas Corporation (USA)

Material : Carbon steel dengan tipe A.516.GR.70

Fungsi : Mensintesa gas Ammonia

Posisi : Vertikal



- Tebal Shell : 166 mm


Kondisi operasi:


- Operasi : 283,00C




III.2. Spesifikasi Alat Pendukung

1. Feed Gas Knock Out Drum (116-F)

Tipe : Vessel

Asal : Toyo engineering Corporation (Jepang)


Fungsi : Memisahkan hidrokarbon fraksi berat dari gas alam.

Posisi : Vertikal




- Tebal Head : - Atas : 18 mm

- Bawah : 18 mm


46


Kondisi Operasi :


- Operasi : 32,80C



Kapasitas : 21.413,2 kg/cm2

2. Cobalt-Moly Hidrotreater (101-D)

Tipe : Vessel



Fungsi : Mengubah senyawa organik sulfur dengan hidrogen

menjadi H2S.





- Bawah : 57 mm

- Tipe head : Ellips (2 : 1)

Kondisi operasi:


- Operasi : 3990C

Tekanan : - Desain : 41 kg/cm2

- Operasi : 30 kg/cm2

Kapasitas : 2.059 m3/jam

3. ZnO Guard Chamber (108-D)

Tipe : Vessel



Fungsi : Menghilangkan H2S dari gas proses dengan

menggunakan katalis ZnO sebelum memasuki primary

reformer.


47


Posisi : Vertikal





- Bawah : 51 mm

- Tipe head : Ellips (2 : 1)

Kondisi operasi :


- Operasi : 4000C




4. Raw Gas Separator (102-F)

Tipe : Vessel



Fungsi : Memisahkan kondensat air yang terkandung dalam gas

sintesa yang keluar dari LTS dan akan masuk absorber.

Posisi : Vertikal

Dimensi : - Diameter : 2.286 mm




- Bawah : 40 mm

Kondisi operasi :


- Operasi : 1270C




48


5. Mercury Guard Chamber (109-D)

Tipe : Vessel



Fungsi : Menghilangkan merkuri dari gas alam.

Posisi : Vertikal





- Bawah : 51 mm

- Tipe head : Elips (2 : 1)

Kondisi operasi :


- Operasi : 3990C



Kapasitas : 20.469,9 kg/cm2

Kenaikan suhu air : 11,1 oC

6. Kick Back Cooler (132-C)

Tipe : Vessel



Fungsi : Mendinginkan sebagian aliran gas alam sebagai

feed back agar tidak terjadi surging pada

compressor akibat kekurangan beban.

Shell Side Tube Side

Fluida material : natural gas cooling water

Kondisi operasi :

Temperature (0C)

- Desain : 204,4 65,5


49


- Operasi :

- Masuk : 164 32

- Keluar : 37 37,7

Tekanan (kg/cm2)

- Desain : 17,6 10,6

- Operasi : 14,0 7,5

Corrosion allow (mm): 3,2 3,2

Effisiensi (%) : 100 100

Beban panas : 5.800.000 BTU/jam


7. Steam Drum (101-F)

Tipe : Vessel

Asal : Kellog Overseas Corporation (Amerika)

Material : Carbon steel (tipe A.204)

Posisi : Vertikal

Dimensi : - Diameter : 1828,8 mm

- Panjang total : 10.820,9 mm


- Tebal Head : 63,50 mm

Kondisi operasi :


- Operasi : 1160C




8. Purge Separator (108-F)

Tipe : Vessel



Fungsi : Membuang gas inert dari sintesa loop.

Posisi : Vertikal


50


Dimensi : - Diameter : 324,4 mm


- Tebal Head : 48,0 mm

Kondisi operasi :

Temperatur : - Desain : -230C

- Operasi : -230C


- Operasi : 140,7kg/cm2

Kapasitas: 24.383,4 m3/jam

9. Secondary Ammonia Separator (106-F)

Tipe : Vessel



Fungsi : Pemisahan ammonia dari gas proses ammonia.

Posisi : Horisontal





- Tipe Head : Ellips 2:1

Kondisi operasi :


- Operasi : -330C




10. Primary Ammonia Separator (107-F)

Tipe : Vessel

Asal : Toyo Engineering coorperation (Jepang)


Fungsi : Memurnikan ammonia.


51


Posisi : Horisontal





Kondisi operasi :


- Operasi : -330C




11. First Stage Refrigerant Flash Drum (110-F)

Tipe : Vessel



Fungsi : Mendinginkan dan memurnikan ammonia.

Posisi : Horisontal





Kondisi operasi :


- Operasi : 130C




12. Second Stage Refrigerant Flash Drum (111-F)

Tipe : Vessel

Asal : Toyo Engineering Coorperation (Jepang)


52


Material : Carbon steel dengan tipe A.204


Posisi : Horisontal





Kondisi operasi :


- Operasi : -70C




13. Third Stage Refrigerant Flash Drum (112-F)

Tipe : Vessel

Asal : Toyo Engineering Coorperation (Jepang)



Posisi : Horisontal





Kondisi operasi :


- Operasi : -330C





53


14. Refrigerant Receiver (109-F)

Tipe : Vessel



Fungsi : Membuang gas inert.

Posisi : Vertikal




- Tebal Head 22 mm

Kondisi operasi :


- Operasi : 420C



Kapasitas : 40.566 m3/jam.


54


BAB IV

UTILITAS

Utilitas merupakan bagian yang menyediakan bahan pembantu proses atau

biasa disebut sebagai sarana penunjang proses. Unit ini memegang peranan yang

sangat penting dalam produksi, karena tanpa adanya unit ini maka proses produksi

tidak dapat berjalan secara optimal.

Unit penunjang (utilitas) yang ada di PT. Pupuk Kujang Cikampek dibagi

menjadi beberapa unit meliputi :

1. Unit Penyediaan Air.

2. Unit Penyediaan Uap (steam).

3. Unit Penyediaan Tenaga listrik.

4. Unit Penyediaan Udara Tekan Kering dan Udara Instrumen.

IV.1. Penyediaan Air

Kebutuhan air untuk keperluan pabrik sebesar 50.000 m3/hari dengan

perincian sebagai berikut :

Air untuk keperluan kantor dan permukiman : 5000 m3/hari

Air pendingin : 25.000 m3/hari

Air umpan ketel : 20.000 m3/hari

Bahan baku air yang digunakan diperolah dari Sungai Parungkadali yang

berjarak 10 km, dan Sungai Cikao yang berjarak kurang lebih 20 km dari

pabrik. Air dari Sungai Parungkadali dipompakan dengan dua buah pompa

yang masing-masing memiliki debit 5.500 gpm, dimana 10.000 gpm

dialirkan kelokasi pabrik sedangkan sisanya ditampung pada delapan buah

kolam penampungan yang terdapat dilingkungan pabrik dengan kapasitas

700.000 m3 untuk persediaan jika suplainya terputus, sedangkan air dari

Sungai Cikao dipompakan dengan dua buah pompa yang masing-masing

memiliki debit 5.500 gpm. Kapasitas tempat penampungan untuk mensuplay

kebutuhan air pabrik diperkirakan selama dua bulan.


55


Tabel 4.1 Karakteristik Bahan Baku dan Karakteristik Umpan Air Pabrik

Karakteristik Bahan Baku Air Karaktersitik Umpan Air Pabrik

- Kekeruhan antara 20 - 200

ppm

- pH antara 6,5 sampai 7,7

- Kadar Cl2 0

- Kesadahan 50 ppm

- Kekeruhan lebih kecil dari 0,5

ppm


- Kadar Cl2 0,5 ppm

- Kesadahan lebih kecil dari 50

ppm

(Sumber : Dokumen Unit Utility, PT Pupuk Kujang1998)

Dari tabel 4.1 terlihat bahwa air bahan baku yang diperoleh harus diolah

terlebih dahulu agar memenuhi syarat sebagai air kebutuhan pabrik. Menurut

karakteristik air baku, pengolahan yang harus dilakukan adalah menurunkan

kekeruhan, yaitu dengan menghilangkan zat-zat yang terlarut dan tersuspensi

di dalam air. Prinsip pengolahan yang perlu dilakukan adalah pengendapan

zat-zat terlarut dan tersuspensi tersebut dengan bantuan koagulan. pH air

juga harus disesuaikan dengan karakteristik umpan air pabrik.

Proses Pengolahan Air Kebutuhan Pabrik

Mula-mula air baku diumpankan ke premix tank dengan debit 900 m3/jam,

kemudian diaduk dengan putaran tinggi sambil diinjeksikan bahan-bahan

kimia berikut :

1.Alum (Al2SO4)3 antara 30 sampai 40 ppm, yang berfungsi sebagai

flokulan.

2.Klorin atau Cl2 sejumlah 0,5 sampai 1 ppm, yang berfungsi sebagai

desinfektan atau membunuh mikroorganisme.

Dalam premix tank dilakukan pengadukan agar terjadi percampuran yang

sempurna antara zat-zat yang ditambahkan tersebut dengan air. Keluar dari

premix tank, air dimasukkan ke dalam clarifier, dimana flok-flok yang

terbentuk diendapkan secara gravitasi sambil diaduk dengan putaran rendah.

Untuk membantu terjadinya proses tersebut, sebelum masuk ke clarifier,

air ditambah dahulu dengan koagulan aid dengan konsentrasi antara 0,1

sampai 0,2 ppm. Tujuannya adalah untuk membantu menggabungkan


56


partikel-partikel besar sehingga dapat diendapkan dengan mudah. Lumpur

hasil pengendapan diblow-down (dibuang dari bawah), sedangkan air keluar

dari bagian atas.

Air keluar dari clarifier ini mempunyai karakteristik sebagai berikut :

pH antara 6,5 sampai 6,8,

Kekeruhan kurang dari 1 ppm,

Kadar Cl antara 0,5 sampai 1 ppm.Untuk memenuhi syarat sebagai

air kebutuhan pabrik, pH air harus dinaikkan antara 7,0 sampai

dengan 7,5 dengan menambahkan NaOH, lalu dialirkan ke clear

well sebagai tempat penampungan sementara.

Selanjutnya air diumpankan ke sand filter. Di sand filter ini air dari

clear well yang kemungkinan masih mengandung partikel-partikel kotoran

yang halus disaring, kemudian ditampung ke dalam dua buah tangki, yaitu :

1. Filtered water storage tank, berfungsi untuk menampung air yang

digunakan untuk keperluan make up air pendingin, air hidran dan umpan

unit demineralisasi air.

2. Portable water storage tank, berfungsi menampung air yang digunakan

untuk keperluan sehari-hari di pabrik dan pemukiman.

Gambar unit pengolahan air dapat dilihat dalam gambar 4.1.


57


Gambar 4.1. Unit Pengolahan Air

(Sumber : Dokumen Unit Utility, PT Pupuk Kujang, 1998)

Gambar 4.2. Blok Diagram Pengolahan Air

IV.1.1. Unit Demineralisasi Air

Kebutuhan air umpan ketel adalah 180 m3 dalam setiap jam. Dari tabel

4.2. terlihat bahwa air tersaring dari filtered water storage tank belum

memenuhi syarat untuk dijadikan sebagai air umpan ketel. Untuk itu harus

dilakukan pengolahan dalam demin plant agar diperoleh syarat-syarat

sebagai air umpan ketel.


58

Air sungai Premik Tank Clarifier Clear Well

Chlorin Alum Coagulan Aid Caustic

Endapan

Sand FilterFilter Water Storage

Portable Water Storage


Tabel 4.2. Karakteristik Umpan Air Pabrik dan Karakteristik Air Umpan Ketel.

Karaktersitik Umpan Air Pabrik Karaktersitik Air Umpan Ketel


- Kadar Cl2 0,5 ppm

- Kesadahan lebih kecil dari 50

ppm


- pH antara 9,8 sampai dengan 10,

- Konduktivitasnya 100 mmHous,

- Kadar SiO2 0,2 ppm

- Kadar PO4 antara 15 - 20 ppm,

- Padatan terlarutnya 0,2 ppm,

- Kadar Fe 0,01 ppm

- O2 sampai kurang dari 0,007 ppm.

(Sumber : Dokumen Unit Utility, PT Pupuk Kujang,1998)

Demineralisasi dipe rlukan karena BFW harus memenuhi syarat-syarat

tertentu. Hal ini dimaksudkan agar :

1. Tidak menimbulkan kerak pada kondisi uap yang dikehendaki maupun pada

tube heat exchanger, jika uap digunakan sebagai pemanas. Hal ini akan

mengakibatkan turunnya effisiensi operasi, bahkan bisa mengakibatkan tidak

beroperasi sama sekali.

2. Bebas dari gas-gas yang mengakibatkan terjadinya korosi terutama gas

oksigen dan karbondioksida.

Jadi pengolahan yang harus dilakukan adalah penghilangan mineral-mineral

yang terkandung di dalam air, seperti Ca++, Mg++, Na+, HCO3-, SO42-, Cl- dan lain-

lain, dengan menggunakan resin. Air yang diperoleh adalah air bebas mineral

yang akan diproses lebih lanjut menjadi air umpan ketel (Boiler Feed Water /

BWF).

Air dari filtered water storage diumpankan ke carbon filter vertikal yang

berfungsi untuk menghilangkan gas klorin, warna, bau dan zat-zat organik

lainnya. Air yang keluar dari carbon filter diharapkan mempunyai pH sekitar 7,0

sampai dengan 7,5. Selanjutnya air tersebut diumpankan ke dalam cation

exchanger untuk menghilangkan kation-kation mineralnya. Kemungkinan jenis

kation yang ditemui adalah Mg++,Ca++, K+, Fe++, Mn++ dan Al 3+.

Cation exchanger merupakan suatu silinder baja tegak yang berisi resin R-H,

yaitu polimer dengan rantai karbon R yang mengikat ion H.


59


Reaksi yang terjadi :

L+x + x R-H RxL + x H+

(kation) (resin) (resin-kation)

Ion L+x dalam operasi akan diganti oleh ion H+ dari resin R-H sehingga air

yang dihasilkan bersifat asam dengan pH sekitar 3,2 sampai 3,3. Regenerasi

dilakukan jika resin sudah berkurang keaktifannya (jenuh), biasanya dilakukan

pada selang waktu tertentu atau berdasarkan jumlah air yang telah melewati unit

ini. Regenerasi ini dilakukan dengan asam sulfat dan dilakukan dalam tiga tahap,

yaitu back wash atau cuci balik, regenerasi dengan menggunakan bahan kimia

asam sulfat dan pembilasan dengan air demin. Reaksi yang terjadi pada proses

regenerasi adalah kebalikan dari reaksi operasi, yaitu :

2 RxL + x H2SO4 2x R-H + L2(SO4)x

(resin jenuh) (asam sulfat) (resin)

Air yang keluar dari cation exchanger kemudian diumpankan ke anion

exchanger untuk menghilangkan anion-anioan mineralnya. Kemungkinan jenis

anion yang ditemui adalah HCO3-, CO32-, Cl- NO- dan SiO32-.

Seperti pada cation exchanger, anion exchanger ini juga berupa tiga buah

bejana tekan yang berisi resin. Resin yang terdapat pada anion exchanger dapat

dituliskan dengan simbol R-OH. Reaksi yang terjadi pada unit ini adalah sebagai

berikut :

NL-x + x R-OH Rx NL + x OH-

(anion) (resin) (resin-anion)

Pada saat operasi, reaksi akan berlangsung ke kanan, sehingga ion negatif

NL-x akan diganti oleh ion OH- dari resin R-OH. Air yang keluar dari anion

exchanger diharapkan mempunyai pH sekitar 8,6 sampai 8,9. Regenerasi

dilakukan dengan menambahkan larutan NaOH 4% dengan suhu 490C sebagai

regenerant. Reaksi berlangsung sehingga resin jenuh akan kembali menjadi R-OH.

Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut :

RxNL + x NaOH x R-OH + (Na)xNL

(resin jenuh) (natrium hidroksida) (resin)


60


Untuk menyempurnakan kerja kedua unit penukar ion diatas, maka air dari

anion exchanger selanjutnya dialiran ke unit mixed bed exchanger untuk menjaga

kemungkinan sisa-sisa kation dan anion yang masih lolos. Unit ini berupa vessel

dengan isi resin penukar ion negatif dan positif yang telah dicampur.

Air yang keluar dari unit ini diharapkan mempunyai pH sekitar 6,1 sampai

6,2 dan selanjutnya dikirim ke unit demineralized water storage sebagai

penyimpanan sementara sebelum diproses lebih lanjut sebagai BFW. Gambar unit

demineralisasi dapat dilihat pada gambar 6.3, dan gambar pertukaran ion beserta

regenerasinya dapat dilihat pada gambar 6.5.

Gambar 4.3. Unit Demineralisasi



61

Filter WaterStorage

CarbonFilter

Cation Exchanger


Gambar 4.4. Blok Diagram Proses Demineralisasi

Gambar 4.5. Proses Pertukaran Ion dan Regenerasi pada Ion Excanger.


Air yang sudah mengalami demineralisasi masih mengandung gas-gas

terlarut terutama oksigen dan karbon dioksida. Gas-gas tersebut dihilangkan dari

air karena dapat menimbulkan korosi.

Gas-gas tersebut dihilangkan dalam suatu deaerator (Gambar 6.4) dengan di

stripping menggunakan uap bertekanan rendah (0,6 kg/cm2) dan suhu sekitar

1500C.


62

Anion Exchanger

Mix Bed Exchanger

Demine Tank


Gambar 4.6. Deaerator.


Pada deaerator diinjeksikan bahan-bahan kimia berikut :

1. Hidrazin yang berfungsi mengikat oksigen berdasarkan reaksi berikut:

N2H2 + O2 2N2 + H2O

Nitrogen sebagai hasil reaksi besama-sama dengan gas lain dihilangkan

melalui stripping dengan uap bertekanan rendah.

2. Larutan ammonia yang berfungsi mengontrol pH

Air yang keluar dari deaerator pH-nya sekitar 9,8 sampai 10 dan

temperatur kira-kira 112,5oC. pH ini diatur sedemikian rupa sehingga

korosi pada bahan konstruksi besi tidak terjadi.

3. Na3PO4.12H2O untuk mengatur kesadahan air dengan cara mengendapkan

semua kesadahan sebagai phospat, kemudian endapan dikeluarkan lewat

blow down (pembuangan dari bawah).

Diharapkan kadar oksigen yang ada dalam air setelah keluar dari unit

deaerasi bisa turun sampai kurang dari 0,007 ppm.

IV.1.2. Unit Air Pendingin


63


Sistem air pendingin ini merupakan sistem sirkulasi air panas yang

telah digunakan untuk pendinginan peralatan atau exchanger di pabrik,

kemudian didinginkan dalam menara pendingin (cooling tower). Gambar

cooling tower dapat dilihat pada gambar 6.5.

Air pendingin harus mempunyai sifat-sifat yang tidak korosif, tidak

menimbulkan kerak dan tidak mengandung mikroorganisme yang dapat

menimbulkan lumut.

Tabel 4.3. Karakteristik Umpan Air Pabrik dan Karakteristik Air Pendingin

Karakteristik Umpan Air Pabrik Karakteristik Air Pendingin



- kadar Cl2 < 0,5 ppm

- kesadahan lebih kecil dari 50 ppm

- kekeruhan mencapai 0,5 atau kurang

- mempunyai pH antara 7,0 -7,8

- kadar Cl kurang dari 0,5 ppm,

Untuk mempertahankan kondisi air agar seperti yang diinginkan, maka

ke dalam air pendingin diinjeksikan bahan–bahan kimia sebagai berikut :

1. Klorine untuk membunuh mikroorganisme.

2. CaOPO4 untuk mencegah terjadinya penggumpalan.

3. Asam sulfat untuk mengatur keasaman.

Dalam cooling tower ini, air panas dari bagian atas menara dicurahkan

ke bawah, sehingga akan terkontakkan dengan udara yang masuk lewat kisi-

kisi menara akibat tarikan dari induce fan yang ada dibagian puncak menara.

Kemudian air yang sudah dingin dengan temperatur sekitar 32C ditampung

dalam bak penampung yang ada di bagian bawah menara.

Kehilangan air karena, terbawa tetesan oleh udara maupun dilakukan

blown down di cooling tower diganti dengan air yang disediakan oleh filtered

water storage. Kebutuhan air pendingin adalah 573,4 m3/jam.


64


Gambar 4.7. Cooling Tower.


IV.1.3. Air Minum

Kebutuhan air minum mencapai 75 m3/jam, dengan karakteristik yang sama

dengan karakteristik air umpan pabrik, sehingga biasanya air umpan pabrik

dapat langsung digunakan sebagai bahan air minum.Tapi jika air yang

berasal dari sand filter jika belum memenuhi syarat, maka perlu

ditambahkan klorin ke dalamnya. Tabel 4.4. Karakteristik Umpan Air Pabrik

dan Karakteristik Air Minum

Karakteristik Umpan Air Pabrik Karakteristik Air Minum

- kekeruhan lebih kecil dari 0,5

- pH antara 7,0 - 7,5

- kadar Cl2 < 0,5 ppm

- kesadahan lebih kecil dari 50 ppm

- kekeruhan lebih kecil dari 0,5 ppm,

- pH antara 7,0 - 7,5

- kadar Cl2 < 0,5 ppm,

- kesadahan lebih kecil dari 50 ppm.


IV.2. Unit Penyediaan Uap

Kebutuhan uap di PT Pupuk Kujang dipenuhi oleh Unit Utilitas dan Unit

Amonia. Dari Unit Utilitas dihasilkan uap bertekanan menengah (45


65


kg/cm2) dan uap bertekanan rendah (10,5 kg/cm2). Sedangkan Unit

Amonia menghasilkan uap dengan tekanan tinggi (105 kg/cm2).

Unit ini terdiri dari tiga buah boiler, yaitu :

a. Satu buah waste heat boiler (WHB).

Boiler ini dapat memenuhi 45% dari kebutuhan steam di pabrik. WHB

ketel ini tipe pipa air dengan luas permukaan panas :

- Economizer = 3417,15 M2

- Boiler tube = 3680,07 M2

- Super Heater = 523 M2

Kapasitas boiler ini 90,7 ton/jam, dan beroperasi pada temperatur

397C dan tekanan 42,3 kg/cm2. Untuk media pemanas digunakan

panas dari exhaust gas turbin Hitachi dan dipanaskan lagi dalam

pembakaran gas alam. Gambar WHB dapat dilihat pada gambar 4.6.

b. Dua buah package boiler.

Boiler ini dapat menghasilkan uap sebanyak 55% dari kebutuhan.

Package boiler merupakan ketel tipe pipa air dengan kapasitasnya

mencapai 102,06 ton/jam dan beroperasi pada temperatur 399C dan

tekanan 42,3 kg/cm2. Bahan bakar menggunakan gas alam. Gambar

package boiler dapat dilihat pada gambar 4.7.

Distribusi pemakaian Steam dari pabrik utilitas adalah untuk :

Supplay ke pabrik urea = 110 ton/jam

Supplay ke pabrik ammonia = 10 ton/jam (sewaktu-waktu bila

dibutuhkan)

Konsumsi unit utilitas = 27 ton/jam

Pemakaian uap untuk proses keseluruhan pabrik meliputi :

a. Uap tekanan tinggi (high pressure steam).

Uap ini dihasilkan oleh Unit Ammonia dengan tekanan 105 kg/cm2.

Uap ini dibuat dengan memanfaatkan panas dari Secondary Reformer

yang bersuhu 10000C. Kapasitasnya mencapai 300 ton/jam.

b. Uap bertekanan menengah (middle pressure steam).

Uap ini didapat dengan tiga cara, yaitu :


66


Uap bertekanan tinggi yang diekspansikan melalui turbin sehingga

mempunyai tekanan 42 kg/cm2.

Uap yang berada di blow down yang berasal dari steam drum dan

mud drum pada boiler.

Uap yang berasal dari reduksi uap bertekanan menengah melalui

valve.

c.Uap bertekanan rendah (low pressure steam).

Uap ini dihasilkan dengan tiga cara, yaitu :

Hasil ekspansi uap bertekanan menengah yang keluar dari turbin.

Flashing dan blow down dari steam drum dan mud drum boiler.

Menurunkan tekanan uap bertekanan menengah melalui valve.

Gambar 4.8. Waste Heat Boiler



67


Gambar 6.7. Packaged Boiler

Gambar 4.9. Packed Boiler


IV.3. Unit Penyediaan Tenaga Listrik

Tugas dari unit ini adalah menyediakan tenaga listrik untuk

kebutuhan pabrik, perkantoran dan perumahan. Daya listrik yang

dikonsumsi adalah mencapai daya 21 MVA. Kebutuhan listrik tersebut

disediakan dari beberapa sumber, yaitu sumber utamanya diperoleh dari

generator Hitachi, sedangkan cadangan listriknya adalah dari PLN, Stand

by Generator, dan Emergency Generator.

a. Gas Turbin Generator Hitachi.

Turbin ini mampu menghasilkan listrik 13,8 kV dengan daya 21 MVA.

Pada kapasitas normal, generator tersebut membutuhkan gas alam

sebanyak 3700 m3/jam. Generator Hitachi ini merupakan sumber

listrik utama dalam keadan operasi normal.


68


b. PLN.

Sumber ini hanya berfungsi untuk cadangan saja bila generator yang

digunakan mengalami kerusakan. Listrik dari PLN dapat memenuhi

tegangan sebesar 150 KVA dengan daya 15 MVA.

c. Stand by Generator.

Berjumlah tiga buah, berupa mesin diesel yang mampu menghasilkan

listrik sebesar 450 volt dengan daya sebesar 3 x 750 KVA. Generator

ini digunakan hanya pada waktu kedua sumber listrik lainnya

mengalami gangguan.

d. Emergency Generator.

Emergency generator akan langsung menyediakan listrik saat adanya

pergantian sumber listrik.

Daya generator ini sebesar 300 KVA. Tenaga yang dihasilkan ini

hanya dipakai untuk :

– Instrumentasi di panel Unit Utilitas, Unit Amonia dan Unit Urea,

– Penerangan panel,

– Pompa-pompa bermotor.

Ketiga sumber listrik ini di dalam penggunaannya diubah dulu oleh

transformator sehingga tegangannya menjadi 13,8 KV. Kemudian

tegangan diubah lagi dalam pendistribusiannya sehingga diperoleh

tegangan yang sesuai dengan yang diinginkan.


69


Gambar 4.10. Generator HITACHI


IV.4. Unit Penyediaan Udara Tekan Kering dan Udara Instrumen

Udara yang dipakai di pabrik ada 2 macam, yaitu udara pabrik dan udara

instrumen. Udara pabrik merupakan udara kering yang digunakan untuk proses,

pembersihan peralatan dan pemipaan. Sedangkan udara instrumen digunakan

untuk penggerak instrumen yang bekerja dengan sistem pneumatis.

Udara diperoleh dari udara bebas yang dihisap dengan kompresor pada

tekanan 8,4 kg/cm2. Keluar dari kompresor, udara dibagi menjadi dua, 1.127,25

m3/jam untuk udara instrumen dan 796,59 m2/jam untuk udara pabrik.

Untuk udara instrumen, udara dari kompresor harus dikeringkan terlebih

dahulu pada silica gel drier sehingga mempunyai titik beku –400C serta bebas dari

minyak dan debu agar cukup aman untuk menggerakkan pneumatic valve.

Kandungan air harus dihilangkan untuk mencegah korosi. Udara instrumen ini

biasanya mempunyai tekanan sampai 9 kg/cm2.


70


DAFTAR PUSTAKA

Anonim, 1979, “Uraian Proses dan Operasi Pabrik Amonia”, Bagian persiapan

operasi, PT. Pupuk Kujang Cikampek Jawa Barat

Austin, George T, 1996, “Industri Proses Kimia”, Jilid 1, Edisi 5, Penerbit

Erlangga, Jakarta

Hasan, B. Jazid MSc. Ch. E., 1969. “Sintesa Amonia”, Institut Teknologi

Bandung

Kellogg, Pullman, 1978, ”Mechanical Catalog for 1000 MT PSP Ammonia

Plant”, Cikampek, West Java

R.H, Perry, and D, Green, 1984,“Perry’s Chemical Engineers Hand Book”, 6th

edition, Mc Graw hill Book, Inc. New York

Strelzoff S.,1981, “Technology and Manufacture of Ammonia”, John Willey and

Son’s, Inc. Tokyo

http://www.alumnos-atip.blogspot.com

http://www.b3-mnlh.co.id


71

http://www.b3-mnlh.co.id/

http://www.alumnos-atip.blogspot.com/