LAPORAN KERJA PRAKTIK PT PETROKIMIA GRESIK DEPARTEMEN PROSES DAN PENGELOLAAN ENERGI

Transkripsi

1 UNIVERSITAS INDONESIA LAPORAN KERJA PRAKTIK PT PETROKIMIA GRESIK DEPARTEMEN PROSES DAN PENGELOLAAN ENERGI EVALUASI PENGGUNAAN KOMPRESOR UNTUK PROSES REFRIGERASI PADA UNIT PRODUKSI AMMONIA DISUSUN OLEH: RAYHAN HAFIDZ IBRAHIM ( ) DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS INDONESIA DEPOK, AGUSTUS 2016 LEMBAR PENGESAHAN

2 LAPORAN KERJA PRAKTIK DI DEPARTEMEN PROSES DAN PENGELOLAAN ENERGI PT PETROKIMIA GRESIK Periode: 1 Juli Agustus 2016 Disusun oleh: Ervandy Haryoprawironoto ( ) Rayhan Hafidz Ibrahim ( ) Menyetujui, Manager Pembimbing, Proses dan Pengelolaan Energi, (Widodo Heru Sulistyo, S.T.) (Muh. Makki Maulana, S.T.) Manager Pendidikan dan Pelatihan (Dra. Chursiana Luthfa) LEMBAR PENGESAHAN 2

3 3 DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS INDONESIA LAPORAN KERJA PRAKTIK DEPARTEMEN PROSES DAN PENGELOLAAN ENERGI PT PETROKIMIA GRESIK TUGAS KHUSUS: EVALUASI PENGGUNAAN KOMPRESOR UNTUK PROSES REFRIGERASI PADA UNIT PRODUKSI AMMONIA Periode: 1 Juli 31 Agustus 2016 Disusun oleh: Rayhan Hafidz Ibrahim ( ) Menyetujui, Pembimbing Departemen Dr. Ir. Tania Surya Utami, M.T. NIP Koordinator Kerja Praktik Departemen Teknik Kimia Dr. Ir. Yuliusman, M.Eng. NIP

4 4 KATA PENGANTAR Puji syukur saya panjatkan ke hadirat Allah swt. karena berkat rahmat dan karunia-nya lah saya dapat melaksanakan kegiatan kerja praktik di Departemen Proses dan Pengelolaan Energi PT Petrokimia Gresik dan menyelesaikan laporan kerja praktik ini. Kerja praktik merupakan mata kuliah wajib yang berada pada semester 7 dan menjadi salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana di Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik,. Kerja praktik merupakan program yang memiliki manfaat besar bagi mahasiswa dalam menimba ilmu pengetahuan dan pengalaman kerja langsung dari lapangan, meliputi aspek teknologi, proses produksi dan pengelolaannya. Selain itu, mahasiswa juga dapat membandingkan teori yang dipelajari di bangku kuliah dengan kondisi nyata yang berada di lapangan. Laporan ini dibuat berdasarkan hasil pengamatan dan data yang saya peroleh pada saat melaksanakan kerja praktik di Departemen Proses dan Pengelolaan Energi PT Petrokimia Gresik dalam periode 1 Juli 2016 hingga 31 Agustus Pada kesempatan kali ini saya ingin mengucapkan banyak terima kasih kepada berbagai pihak atas segala bantuan dan bimbingan kepada saya selama kegiatan kerja praktik yang Saya laksanakan. Ucapan terima kasih ini saya ucapkan terutama kepada: 1. Prof. Ir. Sutrasno Kartohardjono, M.Sc. selaku Ketua Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik,. 2. Dr. Ir. Yuliusman, M.Eng. selaku Koordinator Kerja Praktik Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik,. 3. Dr. Ir. Tania Surya Utami, M.T. selaku pembimbing Kerja Praktik Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik,. 4. Orangtua dan keluarga saya yang selalu memberikan doa dan dukungan selama ini. 5. Bapak Widodo Heru Sulistyo, S.T. selaku Manager Proses dan Pengelolaan Energi (PPE) PT Petrokimia Gresik.

5 5 6. Bapak Muh. Makki Maulana, S.T. selaku Pembimbing Lapangan di Departemen Proses dan Pengelolaan Energi (PPE) PT Petrokimia Gresik. 7. Operator lapangan yang telah memberikan pengetahuan dan pengalaman baru tentang proses pada Departemen Produksi I PT Petrokimia Gresik. 8. Segenap pegawai dan karyawan PT Petrokimia Gresik yang telah memberikan bantuan baik secara langsung maupun tidak langsung. 9. Teman saya Naufal Giffari Rachmat atas segala bantuannya antara lain tempat tinggal dan alat transportasi selama saya berada di Gresik. 10. Dan semua pihak yang telah memberikan bantuan dan dukungannya, yang tidak bisa saya sebutkan satu per satu. Saya menyadari bahwa masih banyak kekurangan dalam penyusuanan laporan kerja praktik ini. Oleh karena itu, saya mengharapkan kritik dan saran yang membangun untuk lebih menyempurnakan laporan ini. Demikianlah kata pengantar laporan kerja praktik ini, semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi berbagai pihak. Terima kasih atas perhatiannya. Gresik, Agustus 2016 (Penulis)

6 6 DAFTAR ISI KATA PENGANTAR...iv DAFTAR ISI...vi DAFTAR GAMBAR...viii DAFTAR TABEL...x BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Tujuan Kerja Praktik Manfaat Kerja Praktik Ruang Lingkup Kerja Praktik Pelaksanaan Kerja Praktik...4 BAB II TINJAUAN UMUM PERUSAHAAN Tinjauan Umum PT Petrokimia Gresik Sejarah Singkat dan Perkembangan Perusahaan Organisasi Perusahaan Lokasi Industri Unit - Unit Produksi Fasilitas Penunjang Bahan Baku dan Produk Kesehatan dan Keselamatan Kerja (K3)...30 BAB III PROSES PRODUKSI Unit Urea Unit Amoniak Unit ZA I/III...71 BAB IV UTILITAS Unit Utilitas...78 BAB V TUGAS KHUSUS II: EVALUASI PENGGUNAAN KOMPRESOR UNTUK PROSES REFRIGERASI PADA UNIT PRODUKSI AMMONIA Pendahuluan Tinjauan Pustaka Metodologi...95

7 Hasil dan Pembahasan Kesimpulan DAFTAR PUSTAKA...119

8 8 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1. Struktur Organisasi PT Petrokimia Gresik Gambar 2.2. Logo PT Petrokimia Gresik Gambar 2.3. Dewan Direksi PT Petrokimia Gresik Gambar 2.4. Alur Produksi Pupuk PT Petrokimia Gresik Gambar 3.1. Diagram Proses Produksi Urea Gambar 3.2. Diagram Proses Sintesis Gambar 3.3. Diagram Proses Purifikasi dan recovery Gambar 3.4. Diagram Proses Kondensat Gambar 3.5. Diagram Proses Konsentrasi dan Pembutiran Gambar 3.6. Blok Diagram Proses Produksi Amoniak Gambar 3.7. Diagram Alir Proses pada Primary & Secondary Reformer Gambar 3.8. Diagram Alir Proses pada CO Shift Converter Gambar 3.9. Diagram Alir Proses pada Unit CO2 Removal Gambar Diagram Alir Proses pada Unit Methanator Gambar Diagram Alir Proses NH3 Converter dan Refrigeration Gambar Diagram Alir Proses pada Purge Gas Recovery Unit Gambar Diagram Blok Proses Produksi Pupuk ZA Gambar Diagram Alir Proses Produksi Pupuk ZA Gambar 4.2. Proses lime softening unit Gambar 4.3. Flow diagram demin plant I Gambar 4.4. Flow diagram demin plant II Gambar 4.5. Gas Turbine Generator (GTG) Gambar 4.6. Sistem Udara Bersih Gambar 5.1. Contoh dari kurva head vs flow suatu kompresor Gambar 5.2. Contoh gambar dari kompresor Gambar 5.3. Metodologi penyelesaian masalah tugas khusus Gambar 5.4. Tampilan UniSim Design (Free Trial) Gambar 5.5. Gambar skema dari proses kompresi ammonia pada pabrik ammonia

9 9 Gambar 5.6. Menu untuk input data kurva flow, head, dan efisiensi politropik Gambar 5.7. Salah satu kurva kompresor yang akan diubah menjadi data-data Gambar 5.8. Simulasi skema proses refrigerasi ammonia Gambar 5.9. Hasil simulasi skema proses refrigerasi ammonia dengan data rating Gambar Kurva head vs flow pada pada 1st stage (input data rating) Gambar Kurva head vs flow pada 2nd stage (input data rating) Gambar Kurva head vs flow pada 3rd stage (input data rating) Gambar Kurva head vs flow pada 4th stage (input data rating) Gambar Kurva efisiensi politropik vs flow pada 1st stage (input data rating) Gambar Kurva efisiensi politropik vs flow pada 2nd stage (input data rating) Gambar Kurva efisiensi politropik vs flow pada 3rd stage (input data rating) Gambar Kurva efisiensi politropik vs flow pada 4th stage (input data rating) Gambar Skema proses hasil input data DCS (heat exchanger) Gambar Skema proses hasil input data DCS (cooler) Gambar Kurva head vs flow pada 1st stage (input data DCS) Gambar Kurva head vs flow pada 2nd stage (input data DCS) Gambar Kurva head vs flow pada 3rd stage (input data DCS) Gambar Kurva head vs flow pada 4th stage (input data DCS) Gambar Kurva efisiensi vs flow pada 1st stage (input data DCS) Gambar Kurva efisiensi vs flow pada 2nd stage (input data DCS) Gambar Kurva efisiensi vs flow pada 3rd stage (input data DCS) Gambar Kurva efisiensi vs flow pada kompresor 3rd stage (data DCS)

10 10 DAFTAR TABEL Tabel 2.1. Kronologi Sejarah dan Perkembangan PT Petrokimia Gresik Tabel 2.2. Jumlah SDM Berdasarkan Tingkat Pendidikan (Juni 2016) Tabel 2.3. Jumlah SDM Berdasarkan Jenjang Jabatan (Juni 2016) Tabel 2.4. Produk Utama Unit Produksi I Tabel 2.5. Produk Unit Produksi II Tabel 2.6. Jumlah Pabrik dan Kapasitas Produksi Pabrik Pupuk Tabel 2.7. Jumlah Pabrik dan Kapasitas Produksi Pabrik Pupuk Tabel 2.8. Spesifikasi Produk Pupuk PT Petrokimia Gresik Tabel 3.1. Komposisi Umpan Gas Alam Tabel 3.2. Komposisi Gas Keluar Primary Reformer Tabel 3.3. Komposisi Gas Keluar Secondary Reformer Tabel 3.4. Komposisi Gas Keluar CO2 Removal Tabel 3.5. Komposisi Gas Keluar Unit Methanator Tabel 5.1. Perbandingan hasil simulasi dengan data rating pada 1st Stage Tabel 5.2. Perbandingan hasil simulasi dengan data rating pada 2nd Stage Tabel 5.3. Perbandingan hasil simulasi dengan data rating pada 3rd Stage Tabel 5.4. Perbandingan hasil simulasi dengan data rating pada 4th Stage Tabel 5.5. Rata-rata data lapangan Produksi I pada sistem refrigerasi ammonia Tabel 5.6. Data lapangan untuk duty pendingin pada sistem refrigerasi ammonia Tabel 5.7. Perbandingan hasil simulasi data DCS dengan data rating 1st Stage Tabel 5.8. Perbandingan hasil simulasi data DCS dengan data rating 2nd Stage Tabel 5.9. Perbandingan hasil simulasi data DCS dengan data rating 3rd Stage Tabel Perbandingan hasil simulasi data DCS dengan data rating 4th Stage Tabel Perbandingan data power hasil simulasi data DCS dengan data rating Tabel Perbandingan total laju alir massa hasil simulasi data DCS dengan data rating Tabel Perbandingan efisiensi politropik hasil simulasi data DCS dengan data rating.

11 11 BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Dalam waktu yang panjang, industri pupuk memiliki peranan yang sangat penting dalam pemenuhan kegiatan pangan. Hal ini dikarenakan pupuk terbukti dapat meningkatkan produktivitas tanah yang digunakan baik untuk lahan pertanian maupun perkebunan. Di Indonesia terdapat lima produsen pupuk nasional, yaitu Pupuk Iskandar Muda di Aceh, Pupuk Sriwjaya di Palembang, Pupuk Kujang di Cikampek, Petrokimia Gresik di Gresik, dan Pupuk Kalimantan Timur di Bontang. Pada kasus ini mahasiswa bisa berpartisipasi langsung dalam perkembangan inovasi dan teknologi pada industri melalui kegiatan kerja praktik. PT Petrokimia Gresik adalah anak perusahaan dari BUMN PT Pupuk Indonesia (Persero) bersama empat perusahaan pupuk lainnya yaitu PT Pupuk Kujang, PT Pupuk Kalimantan Timur, PT Pupuk Iskandar Muda, dan PT Pupuk Sriwijaya. PT Petrokimia Gresik bergerak dalam bidang produksi pupuk dan bahan kimia. Nama Petrokimia berasal dari kata Petroleum Chemical disingkat menjadi Petrochemical, yaitu bahan-bahan kimia yang dibuat dari minyak bumi dan gas. PT Petrokimia Gresik merupakan pabrik pupuk kedua di Indonesia setelah PT Pupuk Sriwijaya, dan juga pabrik pupuk terlengkap diantara pabrik lainnya. Keberadaannya telah dirancang pemerintah sejak tahun 1965 melalui Departemen Perancangan Negara (DPN). PT Petrokimia Gresik memiliki dua kategori produk, yaitu pupuk dan nonpupuk. Selain itu, PT Petrokimia Gresik juga menghasilkan produk-produk kimia untuk keperluan berbagai industri, diantaranya Amoniak, Asam Sulfat, Asam Fosfat, Cement Retarder, Aluminium Fluorida, CO2 cair, Dry Ice, Asam Klorida, Nitrogen, Hidrogen, dan Gypsum. Untuk pupuk bersubsidi PT Petrokimia Gresik memproduksi pupuk Urea, NPK (Phonska), Petroganik (pupuk organik), SP-36, dan ZA. Sementara itu, untuk produk pupuk non-subsidi, PT Petrokimia Gresik memproduksi pupuk NPK kebomas, ZK, DAP, KCL, Rock Phosphate, Petronik, Petro Kalimas, Petro Biofertil, dan Kapur Pertanian.

12 Tujuan Kerja Praktik Tujuan dari kegiatan kerja praktik di PT Petrokimia Gresik adalah sebagai berikut: Tujuan Utama Tujuan utama dari kerja praktik ini adalah: 1. Memberikan pengetahuan dan keterampilan praktis serta pengalaman dibidang proses produksi suatu industri kimia. 2. Mengenalkan budaya kerja, kerja, dan kerja kepada mahasiswa. 3. Memberikan kesempatan kepada mahasiswa untuk mengembangkan interpersonal skill Tujuan Khusus Tujuan khusus dari kerja praktik ini adalah: 1 Memenuhi salah satu mata kuliah wajib di Program Studi Teknik Kimia,, yaitu Kerja Praktik, yang merupakan prasyarat bagi 2 mahasiswa untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik. Mampu menerapkan ilmu-ilmu yang diperoleh dari kegiatan perkuliahan di Program Studi Teknik Kimia,, dengan kondisi nyata yang beradadi lapangan, terkait dengan proses pengolahan dan produksi pada pabrik. 3 Mampu menggambarkan diagram alir proses dari pabrik yang bersangkutan, dalam hal ini PT Petrokimia Gresik. 4 Dapat menjelaskan proses-proses utama dan proses utilitas pada pabrik di PT Petrokimia Gresik. 5 Dapat menjelaskan pengetahuan-pengetahuan tentang spesifikasi alat, bahan baku dan produk dari pabrik yang bersangkutan, dalam hal ini PT Petrokimia Gresik. 6 Mampu menyelesaikan tugas khusus yang diberikan oleh pembimbing kerja praktek atau instruktur kerja praktek di lapangan.

13 Manfaat Kerja Praktik Manfaat dari kegiatan kerja praktik di PT Petrokimia Gresik dapat diperoleh baik untuk mahasiswa maupun perusahaan. Berbagai manfaat tersebut adalah sebagai berikut: Manfaat Bagi Mahasiswa 1. Memperluas dan lebih mendalami lagi pengetahuan pada bidang ilmu teknik kimia dalam industri. 2. Mendapatkan kesempatan mencermati, menganalisa dan memecahkan masalah yang ada dalam proses produksi. 3. Memperoleh pengalaman-pengalaman kerja praktek secara langsung di lapangan. 4. Mahasiswa mampu membiasakan diri terhadap suasana kerja, sehingga nantinya diharapkan mampu menerapkan ilmu yang telah didapat dalam aktivitas dunia kerja. 5. Mahasiswa dapat memahami dan menjelaskan proses-proses yang ada (operations unit) beserta prinsip kerja peralatan yang digunakan untuk menghasilkan suatu produk termasuk alat ukur dan alat kontrol Manfaat Bagi Perusahaan 1. Hasil analisis dan penelitian yang dilakukan selama kerja praktek dapat menjadi bahan masukan bagi perusahaan untuk menentukan kebijaksanaan perusahaan di masa yang akan datang. 2. Membuka kesempatan sekaligus mempererat kerjasama yang dijalin antara perusahaan dengan Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik Ruang Lingkup Kerja Praktik Kerja praktik dilaksanakan di Departemen Proses dan Pengelolaan Energi (PPE) dengan tinjauan lapangan di Produksi I PT Petrokimia Gresik. Laporan kerja praktik yang dikerjakan meliputi 2 laporan: Ruang Lingkup Umum

14 14 Merupakan laporan yang membahas tentang PT Petrokimia Gresik secara menyeluruh. Secara umum meliputi proses produksi di PT Petrokimia Gresik dan hal-hal lain yang mendukung proses tersebut pada Departemen Produksi I Ruang Lingkup Khusus Merupakan tugas yang diberikan oleh pembimbing lapangan. Tugas khusus tersebut memiliki judul Evaluasi Penggunaan Kompresor untuk Proses Refrigerasi Pada Unit Produksi Ammonia Pelaksanaan Kerja Praktik Berikut merupakan informasi yang menyangkut kegiatan kerja praktik: Profil Peserta Kerja Praktik Berikut profil singkat peserta kegiatan kerja praktek: Nama Jurusan NPM : Rayhan Hafidz Ibrahim : Teknik Kimia : Profil Perguruan Tinggi Asal Berikut profil singkat perguruan tinggi asal mahasiswa anggota kelompok diatas yang melaksanakan kegiatan kerja praktek: Nama Perguruan Tinggi Alamat Telepon Fax : Kampus UI Depok : (021) , : (021) : humas-ui@ui.ac.id Profil Perusahaan Berikut profil singkat perusahaan tempat pelaksanaan kerja praktik: Nama Perusahaan Alamat Kantor Pusat Telepon Fax Jenis Usaha Bidang Usaha : PT Petrokimia Gresik : Jl. Jenderal Ahmad Yani, Gresik : (031) , , : (031) , , : BUMN : - Pupuk kimia dan organik - Bahan kimia Tempat dan Waktu Pelaksanaan

15 15 Kegiatan kerja praktik dilaksanakan sesuai dengan ketentuan sebagai berikut: Tempat : - Departemen Proses dan Pengelolaan Energi, PT Petrokimia Gresik - Departemen Produksi I, PT Petrokimia Gresik Periode : 1 Juli Agustus 2016 Pembimbing : - Dr. Ir. Tania Surya Utami, M.T. selaku Pembimbing Kerja Praktik di Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik,. - Muh. Makki Maulana, S.T. selaku Pembimbing Kerja Praktik di Departemen Proses dan Pengelolaan Energi (PPE), PT Petrokimia Gresik. BAB II TINJAUAN UMUM PERUSAHAAN 2.1. Tinjauan Umum PT Petrokimia Gresik PT Petrokimia Gresik merupakan pabrik pupuk terlengkap di Indonesia, yang pada awal berdirinya disebut Proyek Petrokimia Surabaya. Kontrak pembangunannya ditandatangani pada tanggal 10 Agustus 1964, dan mulai berlaku pada tanggal 8 Desember Proyek ini diresmikan oleh Presiden Republik Indonesia pada tanggal 10 Juli 1972, yang kemudian tanggal tersebut ditetapkan sebagai hari jadi PT Petrokimia Gresik. PT Petrokimia Gresik merupakan perusahaan yang bergerak dalam bidang pembuatan pupuk terbesar di Indonesia. PT Petrokimia Gresik mempunyai 3 (tiga) lokasi pabrik, yaitu Pabrik I, Pabrik II, dan Pabrik III. Dimana pabrik-pabrik tersebut memiliki proses produksi dan menghasilkan produk yang berbeda-beda. Pabrik I (pabrik pupuk nitrogen) terdapat unit produksi Amoniak, ZA I & III, Urea, CO2, Dry Ice, dan unit Utilitas Pabrik I. Pabrik II (pabrik pupuk Fosfat) terdapat unit produksi SP-36 1, Phonska (NPK), Tank yard amoniak dan

16 16 Phosphat. Sedangkan Pabrik III (pabrik Asam Fosfat) terdapat unit produksi Asam Sulfat, Asam Phospat (H3PO4), Aluminium Flouride (AlF3), Cement Retarder, ZA II, Utilitas Batu Bara & Utilitas Pabrik III. Visi, misi, beserta tata nilai perusahaan yang dianut dan dilaksanakan oleh PT Petrokimia Gresik adalah sebagai berikut. a. Visi PT Petrokimia Gresik PT Petrokimia Gresik bertekad untuk menjadi produsen pupuk dan produk kimia lainnya yang berdaya saing tinggi dan produknya paling diminati konsumen. b. Misi PT Petrokimia Gresik Mendukung penyediaan pupuk nasional untuk tercapainya program swasembada pangan. Mengembangkan potensi usaha untuk mendukung industri kimia nasional dan berperan aktif dalam community development. Meningkatkan hasil usaha untuk menunjang kelancaran kegiatan operasional dan pengembangan usaha perusahaan. c. Tata Nilai PT Petrokimia Gresik Mengutamakan keselamatan dan kesehatan dalam setiap kegiatan operasional. Memanfaatkan profesionalisme untuk peningkatan kepuasan pelanggan. Meningkatkan inovasi untuk memenangkan bisnis. Mengutamakan integritas di atas segala hal. Berupaya membangun semangat kelompok yang sinergistik. d. Tri Dharma Karyawan 1. Rumongso Melu Handarbeni (Merasa ikut memiliki) 2. Rumongso Melu Hangrukebi (Wajib ikut memelihara) 3. Mulatsariro Hangrosowani (Berani mawas diri)

17 Sejarah Singkat dan Perkembangan Perusahaan PT Petrokimia adalah pabrik pupuk terlengkap di Indonesia yang menjadi produsen pupuk tertua setelah PT Pupuk Sriwijaya (Pusri) Palembang, pada awal berdirinya disebut proyek Petrokimia Surabaya. Pada tahun 1964 berdasarkan inpres RI No.I/Instr/1963 PT Petrokimia Gresik dibangun dan dikerjakan oleh kontraktor Cosindit Sp.A dari Italia. Pada tanggal 10 Agustus 1964 kontrak pembangunan ditandatangani dan mulai berlaku pada tanggal 8 Desember Namun pada tahun 1968 proyek ini sempat terhenti karena adanya permasalahan politik dan ekonomi yang dialami oleh bangsa Indonesia. Pada tanggal 10 Juli 1972 proyek ini diresmikan oleh Presiden Republik Indonesia, yang kemudian tanggal tersebut ditetapkan sebagai hari jadi PT Petrokimia Gresik. Berdasrkan PP No. 28/1997. PT Petrokimia Gresik mulanya berada dibawah Direktorat Industri Kimia Dasar, namun sejak tahun 1992 berada dibawah Departemen Perindustrian dan mulai tahun 1997 berada dibawah naungan Departemen Keuangan. Pada tahun 1998 berada di bawah nauangan Departemen Pendayagunaan BUMN. Akan tetapi akibat adanya krisis moneter yang dialami Indonesia menyebabkan PT Petrokimia Gresik berada di bawah Holding Company PT Pupuk Sriwijaya Tepatnya pada tahun Pada tahun 2000, pabrik pupuk majemuk PHONSKA dengan teknologi Spanyol INCRO dimana konstruksinya ditangani oleh PT Rekayasa Industri dengan kapasitasproduksi 3000 ton/tahun. Pabrik ini diresmikan oleh Presiden Abdurrahman Wahid pada tanggal 25 Agustus Pada bulan Oktober 2003 dibangun pabrik NPK Blendding dengan kapasitas produksi ton/tahun. Pada tahun 2004, penerapan rehabilitation Flexible Operation (RFO) ditunjukan agar pabrik Fosfat I (PF I) dapat memproduksi pupuk PHONSKA selain memproduksi SP-36 dengan harapan dapat memenuhi permintaan pasar akan PHONSKA yang tinggi sewaktu-waktu. Pada bulan maret tahun 2005, diproduksi pupuk Kalium Sulfat (ZK) dengan kapasitas produksi ton/tahun.bulan Desember 2005 diproduksi/dikomersialkan pupuk petroganik dengan kapasitas produksi ton/tahun.pada bulan desember pula dikomersialkan pupuk NPK Granulation dengan kapasitas produksi ton/tahun.

18 18 Sejarah dan perkembangan PT Petrokimia Gresik secara kronologis dijelaskan pada tabel 2.1. Tabel 2.1. Kronologi Sejarah dan Perkembangan PT Petrokimia Gresik (Sumber: petrokimia-gresik.com) Tahun 1960 Keterangan Proyek pendirian PT Petrokimia Gresik adalah PROJEK PETROKIMIA SURABAJA, didirikan dengan dasar hukum: a) TAP MPRS No. II/MPRS/1960 b) Kepres No. 260 Th Berdasarkan Instruksi presiden No. I/1963, maka pada tahun 1964 pembangunan PT Petrokimia dilaksanakan oleh kontraktor Cosindit, SpA dari Italia Pembangunan sempat dihentikan pada tahun ini karena adanya pergolakan politik dan perekonomian nasional Ditetapkan menjadi perusahaan umum (Public Service Company) dengan PP No.55/1971 Tahun Keterangan 1972 Diresmikan oleh Presiden Republik Indonesia, Soeharto Bertransformasi menjadi Persero (Profit Oriented Public Service Company) berdasarkan PP No.35/1974 jo PP No.14/ Perluasan Pabrik tahap I: Pabrik pupuk TSP I dilaksanakan oleh kontraktor Spie Batignoles dari Perancis, meliputi pembangunan: Prasarana pelabuhan dan penjernihan air Gunungsari Surabaya yang dilengkapi booster pump 1983 di Kandangan sehingga kapasitasnya meningkat menjadi 720 m3/jam. Perluasan Pabrik tahap II: Pembangungan Pabrik pupuk TSP II dilaksanakan oleh kontraktor Spie Batignoles dari Perancis yang disertai perluasan prasarana pelabuhan dan pembangunan unit penjernihan air Babat berkapasitas 3000 m3/jam yang dilengkapi booster pump.

19 Perluasan Pabrik tahap III: Pendirian Pabrik Asam Fosfat (Unit Produksi III) dilaksanakan oleh Hitachi Zosen dari Jepang yang meliputi: a) Pabrik Asam Fosfat b) Pabrik Asam Sulfat c) Pabrik Cement Retarder d) Pabrik Aluminium Fluorida e) Pabrik Amonium Sulfat f) Unit Utilitas 1986 Perluasan Pabrik tahap IV: Pabrik Pupuk ZA III yang mulai dari studi kelayakan hingga pengoperasian pada 2 Mei 1986 ditangani sendiri oleh tenaga-tenaga ahli PT Petrokimia Gresik Tahun Keterangan 1997 Berdasarkan PP No. 28/1997, PT Petrokimia Gresik berubah status menjadi Holding Company bersama PT Pupuk Sriwijaya Palembang (PUSRI) Perluasan Pabrik tahap VI: Pembangunan pabrik Pupuk Majemuk (NPK) PHONSKA dengan teknologi Spanyol INCRO dimana konstruksinya ditangani oleh PT Rekayasa Industri. Pabrik ini diresmikan oleh Abdurrachman Wachid pada tanggal 25 Agustus 2000 dan mulai beroperasi secara komersial 2003 pada 1 November 2000 dengan kapasitas ton/tahun. Pada bulan Oktober dibangun pabrik NPK blending dengan kapasitas produksi ton/tahun Penerapan Rehabilitation Flexible Operation (RFO) ditujukan agar Pabrik Fosfat I (PF I) dapat memproduksi pupuk PHONSKA selain memproduksi SP-36 dengan harapan dapat memenuhi permintaan pasar.

20 Perluasan Pabrik tahap VII: Bulan Maret diproduksi Pupuk Kalium Sulfat (ZK) dengan kapasitas produksi ton/tahun. Bulan Desember diproduksi/ dikomersialkan pupuk petroganik dengan kapasitas ton/tahun. Pada bulan Desember pula dikomersialkan pupuk NPK Granulation 2009 dengan kapasitas produksi ton/tahun. Perluasan pabrik tahap VIII: Petrobio, NPK Kebomas II, III & IV Perluasan pabrik tahap IX: 2012 Pembangunan phonska IV dengan kapasitas ton/tahun, pembangunan tangki amoniak dan power plant batubara. Tahun Keterangan Perluasan pabrik tahap X: 2015 Membangun unit Revamping PA meliputi pabrik phosphoric acid, sulfuric acid dan purified gypsum. Selain itu juga membangun ammoniak dan urea II dengan kapasitas ton/tahun dan ton/tahun serta membangun unit-unit pendukung lainnya meliputi uprating Gunung Sari, perluasan pelabuhan dan pergudangan Organisasi Perusahaan Bentuk Perusahaan PT Petrokimia Gresik bergerak dalam bidang pengadaan pupuk, bahan kimia dan jasa engineering. Dalam perkembangannya, PT Petrokimia Gresik telah mengalami perubahan bentuk perusahaan. Dari sebuah perusahaan umum menjadi sebuah perusahaan perseroan dan kini PT Petrokimia Gresik merupakan anak perusahaan dari Badan Usaha Milik Negara (BUMN) PT Pupuk Indonesia Persero dalam lingkup Departemen Perindustrian RI Fungsi Sosial dan Ekonomi

21 21 Sebagai suatu BUMN, PT Petrokimia Gresik mempunyai fungsi social dan fungsi ekonomi. Hal ini tampak dalam Tri Misi BUMN, yaitu: a Sebagai suatu unit ekonomi yang produktif, efisien dan menguntungkan. b Sebagai stabilisator ekonomi yang menunjang program pemerintah. c Sebagai unit penggerak pembangunan untuk wilayah sekitarnya. Fungsi social yang diemban adalah menampung tenaga kerja, membina sistem bapak angkat, mengadakan loka latihan ketrampilan, membangun sarana ibadah dan mendirikan koperasi karyawan, membina mahasiswa kerja praktek, penelitian, tugas akhir dan sebagainya. Fungsi ekonominya adalah menghemat dan menghasilkan devisa sebagai sumber pendapatan negara serta sebagai pelopor pembangunan daerah Gresik yang tangguh dalam upaya menunjang industri nasional Struktur Organisasi PT Petrokimia Gresik Berdasarkan data terbaru yang terdapat pada Lampiran SK Direksi No. 0200/LI.00.01/30/SK/2016 pada tanggal 30 Juni 2016, struktur organisasi PT Petrokimia Gresik adalah sebagai berikut.

22 22 Gambar 2.1. Struktur Organisasi PT Petrokimia (Sumber: Lampiran SK Direksi No. 0200/LI.00.01/30/SK/2016) Makna Logo PT Petrokimia Gresik

23 23 Gambar 2.2. Logo PT Petrokimia Gresik (Sumber: petrokimia-gresik.com) Logo PT Petrokimia Gresik adalah seekor kerbau berwarna emas yang berdiri di atas daun yang berwarna hijau. Secara keseluruhan logo ini menggambarkan bahwa PT Petrokimia Gresik merupakan mitra para petani dalam mengembangkan pertanian Indonesia. Makna dan filosofi dari logo tersebut adalah sebagai berikut. 1. Inspirasi logo PT Petrokimia Gresik adalah seekor kerbau berwarna kuning keemasan yang berdiri tegak di atas kelopak daun yang berujung lima dengan tulisan berwarna putih di bagian tengahnya. 2. Seekor kerbau berwarna kuning keemasan atau dalam bahasa Jawa dikenal sebagai Kebomas merupakan penghargaan perusahaan kepada daerah di mana PT Petrokimia Gresik berdomisili, yakni Kecamatan Kebomas di Kabupaten Gresik. Kerbau merupakan simbol sahabat petani yang bersifat loyal, tidak buas, pemberani, dan giat bekerja. 3. Kelopak daun hijau berujung lima melambangkan kelima sila Pancasila. Sedangkan tulisan PG merupakan singkatan dari nama perusahaan PETROKIMIA GRESIK. 4. Warna kuning keemasan pada gambar kerbau merepresentasikan keagungan, kejayaan, dan keluhuran budi. Padu padan hijau pada kelopak daun berujung lima menggambarkan kesuburan dan kesejahteraan. 5. Tulisan PG berwarna putih mencerminkan kesucian, kejujuran, dan kemurnian. Sedangkan garis batas hitam pada seluruh komponen logo merepresentasikan kewibawaan dan elegan. 6. Warna hitam pada penulisan nama perusahaan melambangkan kedalaman, stabilitas, dan keyakinan yang teguh. Nilai-nilai kuat yang selalu mendukung seluruh proses kerja Manajemen dan SDM PT Petrokimia Gresik Dewan Komisaris

24 24 Komisaris Utama: M. Djohan Safri Komisaris: - Panggah Susanto - Mahmud Nurwindu - Hari Priyono - Yoke C. Katon - Heriyono Harsoyo Dewan Direksi Nugroho Christijanto Direktur Direktur Utama Utama Arif Fauzan I Ketut Rusnaya Pardiman Direktur Direktur Produksi Produksi Direktur Direktur Teknik Teknik & & Pengembangan Pengembangan Direktur Direktur Keuangan Keuangan Meinu Sadariyo Direktur Direktur Pemasaran Pemasaran Rahmad Pribadi Direktur Direktur SDM SDM & & Umum Umum Gambar 2.3. Dewan Direksi PT Petrokimia Gresik (Sumber: petrokimia-gresik.com) Jumlah Karyawan Jumlah karyawan yang bekerja di PT Petrokimia Gresik per Juni 2016 adalah orang. Berikut pembagian jumlah karyawan berdasarkan tingkat pendidikan dan jenjang jabatan masing-masing pada tabel 2.2 dan tabel 2.3. a. Jumlah Karyawan Berdasarkan Tingkat Pendidikan Tabel 2.2. Jumlah SDM Berdasarkan Tingkat Pendidikan (Juni 2016) (Sumber: petrokimia-gresik.com) Pendidikan Pasca Sarjana Sarjana Sarjana Muda Jumlah

25 25 SLTA SLTP TOTAL b. Jumlah Karyawan Berdasarkan Jenjang Jabatan Tabel 2.3. Jumlah SDM Berdasarkan Jenjang Jabatan (Juni 2016) (Sumber: petrokimia-gresik.com) Jabatan Direksi Eselon I Eselon II Eselon III Eselon IV Eselon V Pelaksana Bulanan Percobaan TOTAL Jumlah Sistem Pembagian Waktu Kerja Sebagian besar proses produksi yang ada di PT Petrokimia Gresik merupakan proses kimia dan beroperasi selama 24 jam. Sistem kerja di PT Petrokimia Gresik diatur menjadi 2 jenis, yaitu: 1 Normal day Jam kerja: (5 hari kerja) Hari: Senin-Jumat 2 Shift Terdiri dari 3 shift Shift pagi : pukul Shift sore : pukul Shift malam : pukul Terdiri dari empat grup, yaitu grup A, B, C, dan D, setiap hari terdapat 3 grup masuk dan 1 grup libur shift Anak Perusahaan dan Usaha Patungan

26 26 Dalam menjalankan praktik usahanya, PT Petrokimia Gresik juga mengembangkan dua anak perusahaan dan lima usaha patungan disamping usaha utamanya yakni memproduksi beragam jenis pupuk Anak Perusahaan a. PT Petrokimia Kayaku Pabrik formulator pestisida yang meliputi herbisida, fungisida, dan insektisida ini merupakan anak perusahaan PT Petrokimia Gresik dengan saham sebesar 60 % dan sisanya dipegang oleh Nippon Kayaku dan Mitsubishi Corp dengan saham masing-masing sebesar 20%. Anak perusahaan ini beroperasi mulai tahun Hasil produksi PT Petrokimia Kayaku adalah sebagai berikut : a. Pestisida cair : ton/tahun b. Pestisida butiran : ton/tahun c. Pestisida tepung : ton/tahun b. PT Petrosida Gresik Menghasilkan bahan aktif pestisida yang sahamnya secara penuh dimiliki oleh PT Petrokimia Gresik sebesar 99,99% dan K3PG sebesar 0,01%. Pabrik ini beroperasi sejak tahun 1984 dan dimaksudkan untuk memasok bahan baku PT Petrokimia Kayaku. Hasil Produksi PT Petrosida Gresik adalah sebagai berikut : a. BPMC/2-(1-methylpropyl) phenyl methyl carbamate (2.500 ton/tahun) b. MIPC/2-isopropylphenyl-N-methylcarbamate(700 ton/tahun) c. Diazinon (2.500 ton/tahun) d. Carbofuron (900 ton/tahun) e. Carbaryl (200 ton/tahun) Usaha Patungan 1. PT Kawasan Industri Gresik (KIG) Bisnis Utama: Menyiapkan lahan, sarana, prasarana dan berbagai fasilitas yang diperlukan untuk menunjang kegiatan aneka industri, termasuk di dalamnya Kawasan Berikat (Export Processing Zone). Saham PT Petrokimia Gresik: 35% 2. PT Petronika

27 27 Bisnis Utama: Produsen bahan platicizer Diocthyl Phthalate (DOP) Saham PT Petrokimia Gresik: 20% 3. PT Petrocentral Bisnis Utama: Produsen Sodium Tripoly Phosphate (STPP) Saham PT Petrokimia Gresik: 9.8% 4. PT Petro Jordan Abadi Bisnis Utama: Produsen Asam Fosfat (Phosphoric Acid) Saham PT Petrokimia Gresik: 50% 5. PT Pupuk Indonesia Energi Bisnis Utama: Produsen dan penyuplai energi dan utilitas ke perusahaan-perusahaan di lingkungan kelompok usaha PIHC (Pupuk Indonesia Holding Company) pada khususnya, serta ke industri atau perusahaan lainnya pada umumnya. Saham PT Petrokimia Gresik: 10% 2.4. Lokasi Industri PT Petrokimia Gresik mempunyai area tanah seluas 450 ha, tetapi yang sudah ditangani sebesar 300 ha. Area tanah yang ditempati meliputi daerah 10 desa di tiga kecamatan yaitu: Kecamatan Gresik, meliputi Desa Ngipik, Karangturi, Sukorame, dan Tlogopojok. Kecamatan Kebomas, meliputi Desa Kebomas, Tlogopatut, dan Randu Agung. Kecamatan Manyar, meliputi Desa Romo Meduran, Pojok Pesisir, serta Tepen. Dipilihnya kawasan-kawasan di atas sebagai lokasi pabrik PT Petrokimia Gresik merupakan hasil studi kelayakan pada tahun 1962 oleh Badan Persiapan Proyek Industri (BP3I) yang dikoordinir oleh Departemen Perindustrian Dasar dan Pertambangan dengan pertimbangan: Cukup tersedia lahan yang kurang produktif. Cukup tersedia sumber air dari Sungai Brantas dan Bengawan Solo. Berdekatan dengan daerah konsumen pupuk terbesar, yaitu perkebunan dan petani tebu. Dekat dengan pelabuhan sehingga memudahkan pengangkutan peralatan pabrik selama masa konstruksi, pengadaan bahan baku, maupun pendistribusian hasil produksi melalui angkatan laut.

28 28 Dekat dengan pusat pembangkit tenaga listrik Unit - Unit Produksi PT Petrokimia Gresik memiliki tiga unit departemen produksi/pabrik, yaitu Departemen Produksi I (unit pupuk Nitrogen), Departemen Produksi II (unit pupuk Fosfat) dan Departemen Produksi III (Unit Asam Fosfat) Departemen Produksi I (Unit Pupuk Nitrogen) Departemen Produksi I menghasilkan produk utama sebagai berikut: Tabel 2.4. Produk Utama Unit Produksi I (Sumber: petrokimia-gresik.com) Produk Kapasitas Produksi (ton/tahun) Produksi Komersial ZA I Mei-76 ZA III Okt-86 Urea Des-94 Selain itu Unit Produksi I juga menghasilkan produk samping berupa CO 2 cair, digunakan sebagai bahan pembuatan es kering (CO 2 padat) dengan kapasitas produksi sebesar ton/tahun Departemen Produksi II (Unit Pupuk Fosfat) Pada Departemen Produksi II dibagi lagi menjadi dua unit departemen, yaitu Departemen Produksi II A dan Departemen Produksi II B. Pembagian ini dikarenakan banyaknya jumlah unit produksi/pabrik pada Departemen II, sehingga dipisahkan untuk mempermudah dalam manajemen dan pengoperasiannya. Produk yang dihasilkan pada Departemen Produksi II ini diantaranya adalah: Tabel 2.5. Produk Unit Produksi II (Sumber: petrokimia-gresik.com) Produk Kapasitas Produksi (ton/tahun)

29 29 SP PHONSKA (I,II,III,IV) NPK Kebomas (NPKI,II,III,IV) TSP DAP ZK Tergantung pemesanan Tergantung pemesanan HCl (tidak diketahui) Petroganik Departemen Produksi III (Unit Asam Fosfat) Beroperasi sejak tahun 1 Januari 1985, yang terdiri dari: a Pabrik Asam Fosfat Kapasitas produksi sebesar ton/tahun dan digunakan untuk pembuatan pupuk TSP/SP-36 serta produk samping gypsum untuk bahan baku Unit Cement Retarder serta pupuk ZA II dan Asam Fluosilikat (H2SiF6) untuk bahan baku Unit Aluminium Fluorida. b Pabrik Asam Sulfat (H2SO4) Beroperasi sejak tahun 1985 dengan kapasitas produksi sebesar ton/tahun dan digunakan sebagai bahan baku Unit Asam Fosfat dan Unit Pupuk Fosfat. c Pabrik ZA II Kapasitas produksi sebesar ton/tahun. Bahan bakunya berupa gypsum dan ammonia cair. Dimana Gypsum diperoleh dari limbah proses pembuatan Asam Fosfat. d Pabrik Cement Retarder (CR) Kapasitas produksi sebesar ton/tahun dan digunakan dalam industri semen sebagai bahan penolong untuk mengatur waktu pengeringan. e Pabrik Aluminium Fluorida (AlF3)

30 30 Kapasitas produksi ton/tahun yang diperlukan untuk bahan penurun titik lebur pada industri peleburan bijih aluminium serta hasil samping berupa silika (SiO2) untuk bahan kimia tambahan Unit Asam Fosfat Kapasitas Produksi (per 13 Oktober 2015) a. Pabrik Pupuk Tabel 2.6. Jumlah Pabrik dan Kapasitas Produksi Pabrik Pupuk (Sumber: petrokimia-gresik.com) Pupuk Pabrik Kapasitas/Tahun Tahun Beroperasi Pupuk Urea ton/tahun 1994 Pupuk Fosfat ton/tahun 2009 Pupuk ZA ton/tahun 1972, 1984, 1986 Pupuk Pupuk NPK: Pabrik Kapasitas/Tahun Tahun Beroperasi ton/tahun ton/tahun ton/tahun ton/tahun ton/tahun ton/tahun 2009 Pupuk K2SO4 (ZK) ton/tahun 2005 Pupuk Petroganik (*) ton/tahun 2005 Phonska I Phonska II & III Phonska IV NPK I NPK II NPK III & IV Jumlah pabrik/kapasitas , ton/tahun b. Pabrik Non Pupuk Tabel 2.7. Jumlah Pabrik dan Kapasitas Produksi Pabrik Pupuk (Sumber: petrokimia-gresik.com) Non Pupuk Pabrik Kapasitas/Tahun Tahun Beroperasi

31 31 Amoniak ton/tahun 1994 Asam Sulfat (98% H2SO4) ton/tahun 1985, 2015 Asam Fosfat (100% P2O5) ton/tahun 1985, 2015 Cement Retarder ton/tahun 1985 Aluminium Fluorida ton/tahun 1985 Purified Gypsum ton/tahun 1985, 2015 Jumlah pabrik/kapasitas ton/tahun Sehingga PT Petrokimia Gresik memiliki total pabrik sebanyak 24 pabrik dengan kapasitas total ton/tahun Teknologi Proses Produksi PT Petrokimia Gresik Teknologi proses produksi yang digunakan PT Petrokimia Gresik, yaitu : 1. Pabrik Ammonia : Steam Methane Reforming - MW Kellog Amerika 2. Pabrik Urea : Advanced Cost Energy Saving TEC Jepang 3. Pabrik ZA I dan III : Oronzio de Nora Impianti Elettrochimici 4. Pabrik ZA II : Serberg ICI 5. Pabrik PF II : Tennese Valley Authority Spie Batignoless 6. Pabrik RFO PF I : Incro Spanyol 7. Pabrik Phonska : Incro Spanyol 8. Pabrik ZK : Manheim KNT Group China 9. Pabrik Asam Sulfat : Double Contact and Double Absorption TJ Browder 10. Pabrik Asam Fosfat : Nissan C Hemihydrate Dihydrate 11. Pabrik Aluminium Fluorida : Chemie Linz dan Tohoku Horyo 12. Pabrik Cement Retarder : Purification and Granulation Hitachi 2.6. Fasilitas Penunjang Dermaga PT Petrokimia Gresik memiliki dermaga bongkar muat berbentuk hurut T dengan panjang 819 meter dan lebar 36 meter. Dermaga dilengkapi dengan 2 unit continuous ship unloader (CSU) berkapasitas ton/jam, 2 unit cangaroo crane dengan kapasitas ton/hari, 2 unit ship loader dengan kapasitas masing-masing ton/hari, belt conveyor sepanjang 22 km, serta fasilitas pemipaan untuk untuk bahan cair. Pada sisi laut dermaga dapat disandari dengan 3

32 32 buah kapal berbobot mati ton, dan pada sisi darat dapat disandari kapal dengan bobot mati ton Pembangkit Tenaga Listrik Untuk memenuhi kebutuhan dan menjamin keberlanjutan pasokan daya listrik demi kelancaran operasional pabrik, PT Petrokimia Gresik mengoperasikan dua unit pembangkit tenaga listrik, yaitu: a. Gas turbine generator yang berkapasitas 33 MW untuk memenuhi kebutuhan proses di unit-unit produksi. b. Steam turbine generator dengan kapasitas 20 MW yang juga dikonsumsi untuk memenuhi kebutuhan proses Unit Penjernihan Air PT Petrokimia Gresik memiliki 2 unit penjernihan air yang terletak di Gunungsari Surabaya, memanfaatkan air sungai Brantas, dan di Babat Lamongan, memanfaatkan air sungai Bengawan Solo. Kapasitas total air yang dialirkan ke Gresik dari 2 unit penjernihan air tersebut sebesar m3/jam Unit Pengolahan Limbah Sebagai perusahaan berwawasan lingkungan PT Petrokimia Gresik terus berupaya meminimalisir adanya limbah sebagai akibat dari proses produksi, sehingga tidak membahayakan lingkungan sekitarnya. PT Petrokimia Gresik melakukan pengelolaan limbah dengan menggunakan sistem reuse, recycle dan recovery (3R) dengan dukungan: unit pengolahan limbah cair berkapasitas 240 m3/jam, fasilitas pengendali emisi gas di setiap unit produksi, di antaranya bag filter, cyclonic separator, dust collector, electric precipitator (EP), dust scrubber, dll Sarana Distribusi PT Petrokimia Gresik mempunyai Gudang Distribution Center di Medan, Lampung, Padang, Cigading, Banyuwangi, Makasar dan Gresik Laboratorium Laboratorium Kalibrasi Uji Tekanan, bidang dimensi, Densitas, Temperatur, Massa, Kelistrikan Laboratorium Uji Kimia

33 33 Analisa produk pupuk meliputi urea, ZA, SP-36, TSP, KCl, ZK, Fosfat Alam, MAP, DAP, Pupuk Organik, Natrium Borat Analisa bahan kimia meliputi: Asam basa, Karbon aktif, Molekulair Sieve, Mobil bead, Pasir Silika, Pumice Stone, Sulfamic acid, Anticaking, Antifoam, Coating Oil Oil Remover, Batu tahan api/ asam Kimia lingkungan meliputi Udara ambient, Emisi, Air limbah, Air minum, Air Baku Air Laut Minyak meliputi Gemuk /grease, Minyak Pelumas, Minyak Bakar Gas meliputi Gas bumi, CO2, O2, N2 Bahan tambang meliputi batu bara, logam, mineral Uji tekan Uji bending Uji puntir Uji kompresi Uji fatique Uji impact Laboratorium Uji Mekanik Uji tekan Uji bending Uji puntir Uji kompresi Uji fatique Uji impact Macro & micro hardness test Uji komposisi kimia logam Laboratorium Uji Kelistrikan Uji tegangan tinggi tahanan isolasi Uji tegangan tembus Lain-lain Uji valve Uji permeabilitas udara Laboratorium Pabrik I Laboratorium ini bertugas melakukan penelitian dan pemeriksaan untuk mengendalikan mutu, proses dan produk. Pengendalian mutu ditujukan pada

34 34 pemeriksaan mutu hasil produksi utama maupun produk samping untuk unit-unit proses yang berada di Pabrik I. Tugas-tugas utama dari Laboratorium Pabrik I adalah sebagai berikut : a Melayani analisa-analisa yang berhubungan dengan proses produksi, mulai dari bahan baku, bahan penolong, bahan setengah jadi dan produk hasil. b Melakukan pemantauan terhadap air proses, air pendingin, air umpan boiler, air minum dan lain-lain yang berkaitan dengan proses produksi. c Memonitor emisi pabrik yang ada di Departemen Produksi I, untuk mengetahui unjuk kerja masing-masing pabrik melalui analisa buangan padat, cair dan gas yang langsung keluar dari pabrik. Laboratorium Pabrik I melayani kegiatan analisa untuk menunjang kelangsungan proses produksi yang meliputi kontrol kualitas bahan baku, bahan seengah jadi, bahan peolong dan produk dari pabrk Ammonia, ZA I/III, Urea, CO2, Air Separation Plants dan Utilitas Kebun Percobaan (Buncob) Kegiatan penelitian dan pengembangan merupakan bagian dari langkahlangkah inovasi yang dilakukan sebagai upaya untuk menghasilkan produkproduk unggulan yang berdaya saing tinggi di pasar. Di samping kegiatan penelitian dan pengembangan yang dilakukan di laboratorium, PT Petrokimia Gresik juga memiliki Kebun Percobaan seluas 5 hektar yang dilengkapi berbagai fasilitas meliputi: Laboratorium tanah Laboratorium tanaman Laboratorium kultur jaringan Rumah kaca Screen house Mini plant Pupuk NPK, Petroganik, Pupuk Hayati dan Pabrik Benih Tanaman uji coba Kebun percobaan berfungsi sebagai : Tempat pengujian produk sebelum komersial Percontohan pemeliharaan tanaman dan ternak

35 35 Sumber informasi pertanian Koleksi tanaman buah dan tanaman hias Media belajar dan studi wisata bagi pelajar, mahasiswa,petani dan masyarakat Indikator lingkungan Sarana pendidikan dan Pelatihan Unit Utilitas Batubara Memiliki kapasitas steam 2 x 150 ton/jam, serta tenaga listrik sebesar 25 MW. Unit ini dilengkapi dengan dermaga khusus batubara berkapasitas DWT Bahan Baku dan Produk Gambaran alur proses produksi pupuk PT Petrokimia Gresik yang dimulai dari bahan baku, produk setengah jadi hingga produk jadi sebagai berikut:

36 36 Gambar 2.4. Alur Produksi Pupuk PT Petrokimia Gresik (Sumber: petrokimia-gresik.com) Produk utama dari PT Petrokimia Gresik adalah pupuk Nitrogen (Pupuk ZA dan Pupuk Urea), Phonska dan pupuk fosfat (Pupuk SP-36) serta bahan-bahan kimia lainnya seperti CO2 cair dan kering (dry ice), Amoniak, Asam Sulfat, Asam Fosfat, Asam Chlorida, O2, N2, H2. Spesifikasi produk pupuk yang diproduksi oleh PT Petrokimia Gresik dijelaskan pada tabel 2.8. Tabel 2.8. Spesifikasi Produk Pupuk PT Petrokimia Gresik (Sumber: petrokimia-gresik.com) Produk Urea (SNI ) ZA (SNI ) Spesifikasi Bahan Baku : NH3 & CO2 N-total % : 46 min Biuret % : 1 maks Air % : 0.5 maks Bentuk : Kristal Ukurtan butir : 90% min ( mm) Warna : Putih (non subsidi) : Pink ( Subsidi) l Sifat : Higroskopis, mudah larut dalam air Dikemas dalam kantong bercap Kerbau Emas dengan isi 50 kg. Bahan Baku Nitrogen % Sulfur % FA % Air % Bentuk Ukurtan butir Warna : NH3 & H2SO4 : 20.8 min : 23.8 min : 0.1 maks : 1.0 maks : Kristal : 55 % min + 30 US Mesh : Putih ( Non subsidi ) Orange ( Subsidi ) : Tidak Higroskopis, mudah Sifat larut dalam air Dikemas dalam kantong bercap Kerbau Emas dengan isi 50 kg

37 37 Produk SP-36 (SNI ) DAP (SNI ) ZK (SNI ) Spesifikasi Bahan Baku : Batuan fosfat (P. Rock), H3PO4, dan H2SO4 P2O5 total % : 36 min P2O5 Cs % : 34 min P2O5 Ws % : 30 min Sulfur % : 5.0 min FA % : 6.0 maks H2O % : 5.0 maks Bentuk : Butiran Ukuran butir : 65 % ( 2 4 mm ) Warna : Abu - abu Sifat : Tidak Higroscopis, Mudah larut dalam air Dikemas dalam kantong bercap Kerbau Emas dengan isi 50 kg Bahan Baku : NH3 dan H3PO4 N total % : 18 P2O5 % : 46 Air % : 1 maks Bentuk : Butiran Ukuran butir : 80 % 2 4 mm Warna : Hitam atau abu - abu Sifat :Tidak higroskopis, Mudah larut dalam air Dikemas dalam kantong bercap Kerbau Emas dengan isi 50 kg. Bahan Baku : H2SO4 dan KCl Kalium (K2O ) : 50 % Sulfur : 17 % Chlorida sbg Cl : 2.5 % maks Air : 1.0 % maks Bentuk : Puder Warna : Putih Sifat : Tidak Higroskopis, Mudah larut dalam air Dikemas dalam kantong bercap Kerbau Emas dengan isi 50 kg.

38 38 Produk Phonska (Quality Plant) (SNI sesuai NPK padat) NPK padat (SNI ) TSP (SNI ) Spesifikasi N total % P2O5 Cs % K2O % Sulfur (S) % Air % Ukuran butir Warna Sifat larut : 15 : 15 : 15 : 10 : 2 maks : 70 % 2 4 mm : Merah muda : Higroskopis, Mudah dalam air Dikemas dalam kantong bercap Kerbau Emas dengan isi 50 dan 20 kg N total % : 6 min P2O5 Cs % : 6 min K2O % : 6 min N+P+K % : 30 min Air % : 2.0 maks Mercuri (Hg) = 10 ppm Kadmium (Cd) = 100 ppm Timbam (Pb) = 500 ppm Arsen (As) = 100 ppm P2O5 tot % : 45 min P2O5 ws % : 36 min Asam bebas % : 6 maks Air % : 5 maks Bentuk : Butiran Ukurtan butir : 75 % min Tyler : Mesh Warna : Abu abu Sifat : Tidak Higroskopis (Tidak Mudah larut dalam air) Dikemas dalam kantong bercap Kerbau Emas dengan isi 50 kg

39 Kesehatan dan Keselamatan Kerja (K3) Filosofi Dasar Penerapan K3 a Setiap tenaga kerja berhak mendapatkan perlindungan atas keselamatan dalam melakukan pekerjaan untuk meningkatkan produksi dan produktivitas. b Setiap orang lainnya yang berada di tempat kerja perlu terjamin keselamatannya. c Setiap sumber-sumber produksi harus digunakan secara aman dan efisien. d Pengurus/Pimpinan Perusahaan diwajibkan memenuhi dan mentaati semua syarat-syarat dan ketentuan keselamatan kerja yang berlaku bagi usaha dan tempat kerja yang dijalankan. e Setiap orang yang memasuki tempat kerja diwajibkan mentaati semua persyaratan keselamatan kerja. f Tercapainya kecelakaan nihil (zero accident) Kebijakan K3 Sesuai dengan nilai-nilai dasar tersebut, Direksi PT Petrokimia Gresik menetapkan kebijakan K3 sebagai berikut: a Direksi berusaha untuk selalu meningkatkan perlindungan K3 bagi setiap orang yang berada di tempat kerja serta mencegah adanya kejadian dan kecelakaan yang dapat merugikan perusahaan. b Perusahaan menerapkan UU No. 1/70 tentang K3, PERMEN No. 05/Men/1996 tentang SMK3 serta peraturan dan norma dibidang K3. Setiap Pejabat dan pimpinan unit bertanggung jawab atas dipatuhinya ketentuan K3 oleh setiap orang yang berada di unit kerjanya. c Setiap orang yang berada ditempat kerja wajib menerapkan serta melaksanakan ketentuan dan pedoman K3. d Dalam hal terjadi keadaan darurat dan/atau bencana pabrik, seluruh karyawan wajib ikut serta melakukan tindakan penanggulangan Tujuan dan Sasaran K3

40 40 Tujuan K3 adalah menciptakan sistem K3 di tempat kerja dengan melibatkan unsur manajemen, tenaga kerja, kondisi dan lingkungan kerja yang terintegrasi dalam rangka mencegah terjadinya kecelakaan dan penyakit akibat kerja serta terciptanya tempat kerja yang aman, nyaman, efisien, dan produktif. Sasaran K3 antara lain: a Memenuhi Undang-Undang No. 1/1970 tentang Keselamatan Kerja. b Memenuhi Permen Naker No. 05/MEN/1996 tentang sistem manajemen K3. c Mencapai nihil kecelakaan Organisasi K3 Organisasi K3 yang dibentuk di PT Petrokimia Gresik meliputi Organisasi Struktural dan Organisasi Non Struktural a Organisasi Struktural Organisasi struktural yang membidangi K3 adalah Bagian K3 dan bertangungjawab kepada Departemen Lingkungan & K3. Departemen ini berada dalam Kompartemen Teknologi di bawah Direktorat Produksi. Bagan organisasinya ditampilkan pada Gambar 2.5. GENERAL MANAGER TEKNOLOGI MANAGER LINGKUNGAN KABAG DAL. LING KABAG TEK. LING KABAG K3 LING KABAG PMK STAF MADYA LING Gambar 2.5. Organisasi struktural K3 di PT Petrokimia Gresik b Organisasi Non Struktural, meliputi : Panitia Pembina Keselamatan dan Kesehatan Kerja (P2K3) Sub Panitia Pembina Keselamatan dan Kesehatan Kerja (P2K3)

41 41 Safety Representative Aktivitas K3 untuk Mencapai Nihil Kecelakaan Usaha pencapaian nihil kecelakaan harus didukung oleh semua jajaran karyawan maupun pihak manajemen untuk ikut berperan aktif dan bertanggung jawab terhadap program K3 yang diarahkan pada pengamatan dan perbaikan terhadap perencanaan, pengorganisasian, pengembangan dan pengawasan secara terpadu semua kegiatan perusahaan. Aktivitas K3 yang dilakukan untuk mencapai nihil kecelakaan diantaranya: a Penerapan SMK3 sesuai dengan Permen No. 5/MEN/1996. b Pelatihan dan penyegaran K3 seluruh karyawan sesuai dengan jenjang jabatannya. c Pengawasan peraturan K3 d Pemeriksaan P2K3 e Promosi K3 dengan Pagging System f Penerapan Surat Ijin Keselamatan Kerja. g Pembagian APD setiap karyawan sesuai dengan bahaya kerjanya h Pemasangan safety sign dan Poster K3 i Kampanye Bulan K3 j Investigasi Kecelakaan untuk Pelaporan dan penyelidikan kecelakaan kerja. k Membentuk dan mengefektifkan Safety Representative l Audit SMK3 internal dan eksternal. m Pemeriksaan dan pemantauan gas-gas berbahaya n Pelatihan Penanggulangan Keadaan Darurat Pabrik atau STDL. o Pembinaan K3 tenaga bantuan. p Pembinaan K3 bagi pengemudi dan pembantu pengemudi B3. q Pembinaan K3 untuk mahasiswa PKL r Membuat rencana dan program kesehatan kerja karyawan s Meningkatkan gizi kerja karyawan t Memeriksa lingkungan kerja u Pemeriksaan kebersihan tempat kerja

42 Evaluasi Kinerja K3 Pengukuran keberhasilan penerapan K3 di perusahaan agar sesuai dengan tujuan perusahaan yang telah ditentukan, digunakan beberapa parameter sebagai berikut: a Frequency Rate/Tingkat Keselamatan Kecelakaan merupakan parameter yang digunakan menghitung atau mengukur tingkat kekerapan kecelakaan kerja untuk setiap juta jam kerja orang. Persamaannya sebagai berikut: FR= b Jumlah karyawan kecelakaan 1 Juta Jumlah seluruh jam kerja karyawan Safety Rate/Tingkat Keparahan Kecelakaan merupakan parameter yang digunakan untuk menghitung atau mengukur tingkat keparahan total hilangnya hari kerja pada setiap juta jam kerja orang. Persamaannya sebagai berikut: SR= c Jumlah hilangnya hari kerja karena kecelakaankerja 1 Juta Jumlah seluruh jam kerja karyawan Safety Audit /Audit K3 Sistem penilaian dan pengukuran secara efektif terhadap pelaksanaan program K3 di perusahaan. Pokok sasaran audit K3 adalah: Management audit (penilaian pelaksanaan program K3 di perusahaan) Physical audit (penilaian perangkat keras di unit kerja seperti alat-alat kerja, mesin peralatan dan lain-lain). Audit K3 bertujuan: Menilai dan mengidentifikasikan secara kritis dan sistematis semua sumber bahaya potensial Mengukur dan memastikan secara obyektif pekerjaan apakah telah berjalan sesuai dengan perencanaan dan standar Menyusun suatu rencana koreksi untuk menentukan langkah dan cara mengatasi sumber bahaya potensial Pelaksanaan Audit K3 : Audit Intern, dilakukan setiap 6 bulan sekali. Audit Ekstern, dilakukan 3 tahun sekali atau sesuai dengan kebutuhan Alat Pelindung Diri

43 43 Alat pelindung diri bukan merupakan alat untuk melenyapkan bahaya di tempat kerja, tetapi hanya merupakan usaha pencegahan dan mengeliminir kontak antara bahaya dan tenaga kerja sesuai dengan standar kerja yang ditetapkan. Sesuai dengan UU No. 1 Tahun 1970, penyediaan alat pelindung diri adalah menjadi kewajiban dan tanggung jawab bagi pengusaha atau pimpinan perusahaan. Macam-macam alat pelindung diri: a Topi keselamatan Untuk melindungi kepala terhadap benturan kemungkinan tertimpa bendabenda yang jatuh, melindungi bagian kepala dari kejutan listrik ataupun terhadap kemungkinan terkena bahan kimia yang berbahaya. b Alat pelindung mata (Eye Goggle) Untuk melindungi mata terhadap benda yang melayang, geram, percikan, bahan kimia dan cahaya yang menyilaukan. Juga dipakai di tempat berdebu, menggerinda, memahat, mengebor, membubut, dan mem-frais, di mana terdapat bahan atau dihandle bahan kimia yang berbahaya termasuk asam atau alkali, pengelasan. c Pelindung muka (Face Shield) Untuk melindungi muka dari dahi sampai batas leher dari bahan-bahan yang berbahaya, antara lain: bahan kimia berbahaya, pancaran panas (warna abu-abu), sinar ultraviolet dan inframerah. d Pelindung telinga Untuk melindungi telinga terhadap kebisingan dimana bila alat tersebut tidak dipergunakan dapat menurunkan daya pendengaran dan ketulian yang bersifat tetap. Ada dua jenis pelindung telinga: Ear Plug (untuk daerah dengan tingkat kebisingan sampai dengan 95 db) Ear Muff (untuk daerah dengan tingkat kebisingan lebih besar dari 95 db) e. Pelindung pernafasan. Untuk melindungi hidung dan mulut dari berbagai gangguan yang dapat membahayakan karyawan. Terdiri dari: Masker kain

44 44 Dipakai ditempat kerja dimana terdapat debu pada ukuran lebih 10 mikron. Masker dengan filter untuk debu. Digunakan untuk melindungi hidung dan mulut dari debu dan dapat menyaring debu pada ukuran rata-rata 0,6 mikron sebanyak 98 %. Masker dan filter untuk debu dan gas Digunakan untuk melindungi hidung dan mulut dari debu dan gas asam, uap bahan organik, fumes, asap dan kabut. Dapat menyaring debu pada ukuran rata-rata 0,6 mikron. Sebanyak 99,9 % dan dapat menyerap gas/uap/fumes sampai 0,1 % volume atau 10 kali konsentrasi maksimum yang diijinkan. Masker gas dengan tabung penyaring (canister filter) Digunakan untuk melindungi mata, hidung, mulut dari gas/uap/fumes yang dapat menimbulkan gangguan pada keselamatan dan kesehatan kerja. Syarat pemakaian: - Tidak boleh untuk pekerjaan penyelamatan korban atau dipergunakan di ruangan tertutup - Tidak boleh digunakan bila kontaminasi gas tidak dikenal atau di daerah dengan kontaminasi > 1% untuk ammonia - Konsentrasi oksigen harus di atas 16 % - Tabung penyaring yang dipergunakan harus sesuai dengan kontaminasi gas/uap/fumes Masker gas dengan udara bertekanan dalam tabung (self containing breathing apparatus) Digunakan untuk melindungi mata, hidung dan mulut dari gas/uap/fumes yang dapat menimbulkan gangguan keselamatan dan kesehatan karyawan. Syarat pemakaian: - Digunakan di daerah dengan konsentrasi oksigen kurang dari 16 %

45 45 - Digunakan bilamana kontaminasi tidak bisa diserap dengan pemakaian tabung penyaring (kontaminasi > 1%) - Dapat digunakan untuk penyelamatan korban - Waktu pemakaian 30 menit Masker gas dengan udara tekan yang dibersihkan (supplied air respirator) Digunakan untuk melindungi mata, hidung, dan mulut dari gas/uap/fumes yang dapat menimbulkan gangguan pada keselamatan dan kesehatan kerja karyawan. Masker ini khusus digunakan di daerah yang konsentrasi oksigennya rendah, kontaminasi gas/uap/fumes yang tinggi dan dapat dipergunakan terus menerus sepanjang suplai udara dari pabrik (plant air) tersedia. Masker gas dengan udara dari blower yang digerakkan tangan (a hand operated blower) Digunakan untuk melindungi mata, hidung mulut dari gas/uap/fumes yang dapat menimbulkan gangguan pada keselamatan dan kesehatan karyawan. Masker ini khusus digunakan di daerah yang kadar oksigennya kurang, kontaminasi gas/uap/fumes yang tinggi dan dapat dipergunakan terus menerus sepanjang blower diputar dimana pengambilan udara blower harus dari tempat yang bersih, bebas dari kontaminasi. f Kerudung kepala (hood) Digunakan untuk melindungi seluruh kepala dan bagian muka terhadap kotoran bahan lainnya yang dapat membahayakan maupun yang dapat mengganggu kesehatan karyawan. g Kerudung kepala dengan alat pelindung pernafasan Digunakan di daerah kerja yang berdebu, terdapat gas/uap/fumes yang tidak lebih dari 1% volume atau 10 kali dari konsentrasi maksimum yang diijinkan. h Kerudung kepala anti asam atau alkali Digunakan untuk melindungi seluruh kepala dan bagian muka dari percikan bahan kimia yang bersifat asam atau alkali. i Sarung tangan

46 46 Digunakan untuk melindungi tangan terhadap bahaya fisik, kimia dan listrik. Sarung tangan kulit, dipakai bila bekerja dengan benda yang kasar, tajam. Sarung tangan asbes, digunakan bila bekerja dengan benda yang panas. Sarung tangan katun, digunakan bila bekerja dengan peralatan oksigen. Sarung tangan karet, digunakan bila bekerja dengan bahan kimia yang berbahaya, korosif dan iritatif. Sarung tangan listrik, digunakan bila bekerja dengan kemungkinan terkena bahaya listrik. j. Sepatu pengaman Untuk melindungi kaki terhadap gangguan yang membahayakan karyawan di tempat kerja. Sepatu keselamatan, digunakan untuk melindungi kaki dari benda yang keras atau tajam, luka bakar karena bahan kimia yang korosif, tertembus benda tajam dan untuk menjaga agar seseorang tidak jatuh terpeleset oleh air/minyak Sepatu karet, digunakan untuk melindungin kaki dari bahan kimia berbahaya. Sepatu listrik, digunakan apabila bekerja dengan kemungkinan terdapat bahaya listrik. k. Baju pelindung Untuk melindungi seluruh bagian tubuh terhadap berbagai gangguan yang dapat membahayakan karyawan. Baju pelindung yang tahan terhadap asam atau alkali (warna kuning), digunakan untuk melindungi seluruh bagian tubuh terhadap percikan bahan kimia yang berbahaya baik asam, maupun alkali. Baju pelindung terhadap percikan pasir, digunakan untuk melindungi seluruh bagian tubuh terhadap percikan pasir pada saat membersihkan logam dengan semprotan pasir.

47 47 BAB III PROSES PRODUKSI 3.1. Unit Urea Bahan Baku Bahan baku pembuatan urea adalah amoniak cair dan gas CO2. Amoniak cair yang digunakan merupakan produk utama dari pabrik amoniak di Departemen Produksi I, sedangkan gas CO2 yang digunakan merupakan produk samping dari pabrik amoniak tersebut. Pabrik ini dirancang untuk memproduksi pupuk urea dengan kapasitas produksi 1400 ton/hari. Berikut detail bahan baku proses produksi urea: Amoniak cair dengan spesifikasi sebagai berikut: - Kadar NH3 = 99,5% - H2O = 0,5 % - Temperature = 30 oc - Tekanan = 20 Kg/cm2 Gas CO2 dengan spesifikasi sebagai berikut: - Kadar CO2 = 99% - Total Sulfur = 0,8 % - H2O = Saturated - Temperature = 35 oc - Tekanan = 1 Kg/cm2 Bahan penunjang yang digunakan pada pabrik urea terdiri dari steam, air umpan boiler, air pendingin, dan udara. Steam Steam digunakan sebagai media pemanas dalam alat penukar panas. Air umpan boiler Air umpan boiler di pabrik urea disuplai oleh unit utilitas. Air pendingin Air pendingin (cooling water) digunakan sebagai media pendingin pada alat penukar panas untuk mendinginkan steam condensate, process condensate, dan lain-lain. Udara

48 48 Udara yang digunakan terdiri atas udara instrumen dan udara proses. Udara instrumen berfungsi sebagai penggerak valve. dan juga untuk membentuk pasivasi di unit sintesis dengan tujun untuk mencegah korosi Tahapan proses Proses yang digunakan pad apembuatan urea adalah Aces Process dari TEC Tokyo, Jepang dengan kapasitas produksi sebesar 1400 ton/hari dengan frekuensi operasi 330 hari/tahun. Secara umum proses pembuatan urea dibagi menjadi beberapa tahap sebagai berikut: Unit Sintesis Unit Purifikasi Unit Recovery Unit Konsentrasi Unit Prilling Unit Pengolahan Proses Kondensat Berikut diagram proses produksi urea untuk mempermudah penjelasan proses pembuatan pupuk urea. Gambar 3.1. Diagram Proses Produksi Urea (Sumber: Materi Departemen Produksi I PT Petrokimia Gresik) Uraian Proses Unit Sintesis Unit ini bertujuan untuk menghasilkan urea dengan meraksikan NH 3 cair dan gas CO2 yang dikirim dari unit NH3 dan sirkulasi kembali larutan karbamat yang diperoleh dari tahap recovery. Reaksi yang terjadi sebagai berikut:

49 49 2NH3 + CO2 NH4COONH2 NH4COONH2 + Q NH2CONH2 + H2O Q Kedua reaksi di atas bersifat reversible (bolak-balik). Reaksi pembentukan karbamat bersifat eksotermis dengan panas yang dihasilkan kkal tiap mol carbamate. Sementara itu, reaksi dehidrasi karbamat bersifat endotermis dengan membutuhkan panas kkal tiap mol urea yang dihasilkan. Gambar 3.2. Diagram Proses Sintesis (Sumber: Materi Departemen Produksi I PT Petrokimia Gresik) Peralatan utama pada seksi sintesis adalah Reaktor (DC-101), Stripper (DA-101), Scrubber (DA-102) dan Carbamate Condenser (EA-101 dan EA102). a. Reaktor (DC-101) Bertugas untuk mereaksikan NH3 dan CO2 membentuk ammonium carbamate, diikuti reaksi dehidrasi ammonia carbamat menjadi urea. Berikut reaksi Pembentukan carbamate: 2NH3 + CO2 NH2COONH4 Sementara reaksi dehidrasi carbamate adalah: NH2COONH4 - NH2CONH2 + H2O P = 172 kg/cm2, T Bottom = 175,8oC, T Top = 188,1oC H2O / CO2 = 0,57 dan NH3 / CO2 = 3,78

50 50 - CO2 conversion= 64,28 % Reaktor (DC-101) adalah nama menara vertikal dengan 9 interval baffle plate dan dinding bagian dalam yang dilapisi dengan stainless steel 316 L urea grade sebagai anti korosi dari zat-zat pereaksi dengan produk. Baffle plate didalamnya digunakan untuk menghidari back mixing. Di dalam reaktor terjadi pengontakan NH3 cair dan larutan carbamat. NH3 cair dengan tekanan 20 kg/cm2g dan temperatur 30 oc dialirkan ke pabrik urea dan ditampung ke dalam Amoniak Reservoir (FA105). Pengontakan ini membentuk karbamat dan urea. NH3 cair dipompa ke reaktor menggunakan NH3 Feed Pump (GA-101 A/B) hingga tekanannya 180 kg/cm2g dan dialirkan menuju Ammonia Preheater (EA-103). Larutan carbamat berasal dari carbamat condenser. Dengan pengontakkan ini terjadi reaksi pembentukkan carbamat dan urea. Kedua reaksi merupakan reaksi kesetimbangan, sehingga untuk mencapai konversi yang diinginkan perlu kontrol terhadap temperatur, tekanan, waktu tinggal dan perbandingan molar NH3 dan CO2. Berikut parameter-parameter yang memengaruhi operasi reaktor: Suhu Reaksi konversi urea merupakan reaksi endotermis dan untuk mencapai konversi yang tinggi diperlukan temperatur reaksi tinggi. Namun, temperatur yang terlalu tinggi dapat menurunkan pembentukkan urea karena terjadi penambahan volume gas. Pertambahan volume gas dengan sendirinya akan menambah laju alir gas ke scrubber. Selain itu, temperatur tinggi juga berpengaruh terhadap korosi material reaktor serta naiknya tekanan keseimbangan. Temperatur rendah juga menurunkan konversi urea, karena reaksi pembentukkan urea adalah reaksi endotermis. Reaktor beroperasi pada temperatur oC untuk reaktor bagian atas, dan pada temperatur oC untuk reaktor bagian bawah. Hal ini tergantung pada jumlah produksi. Temperatur dalam reaktor diatur dengan menaikkan atau menurunkan steam pemanas pada ammonia preheater, mengatur ekses NH3 dan laju larutan recycle. Tekanan Konversi amonium karbamat menjadi urea hanya berlangsung pada fasa cair, jadi diperlukan tekanan tinggi. Tekanan operasi yang terlalu tinggi dapat

51 51 menyebabkan kerusakan pada dinding reaktor apabila melebihi tekanan disain. Tekanan yang rendah akan menurunkan pembentukkan urea karena larutan yang menguap bertambah. Reaktor beroperasi pada tekanan kg/cm2. Tekanan keseimbangan di dalam reaktor ditentukan oleh temperatur operasi dan molar rasio N:C. Apabila reaktor dioperasikan dibawah tekanan keseimbangan, konversi CO2 menjadi urea akan turun. Apabila reaktor dioperasikan diata tekanan keseimbangan, maka rasio konversi akan naik. Tekanan operasi yang tinggi akan mengakibatkan temperatur operasi di stripper tinggi. Hal ini dimaksudkan untuk mencapai dekomposisi yang cukup terhadap bahan yang keluar dari reaktor belum terkonversi. Sementara itu kondisi yang demikian akan mengakibatkan hidrolisis urea dan pembentukkan biuret di stripper bertambah. Waktu Tinggal Untuk mencapai konversi urea yang tinggi, diperlukan waktu reaksi yang cukup. Waktu reaksi yang cukup diatur/dikendalikan dengan ketinggian level cairan dalam reaktor. Level tinggi menyebabkan adanya larutan yang terbawa ke Scrubber. Level yang rendah akan mengurangi waktu reaksi sehingga konversi yang diinginkan tidak tercapai. level operasi berkisar 51 53%. Ketinggian level diatur dengan bukaan valve pada bagian keluaran reaktor. Pada suhu dan tekanan rendah diperlukan waktu tinggal yang lama. Untuk meminimalisasikan waktu tinggal, di dalam reaktor dipasang Baffle Plate. Hal ini dilakukan untuk menghindari pencampuran balik dari larutan sintesis. Perbandingan Molar NH3 dan CO2 Untuk mencapai homogenitas reaksi diperlukan reaktan dengan konsentrasi tinggi. Di antara kedua reaktan (NH3 dan CO2), NH3 lebih mudah dipisahkan dari aliran gas daripada CO2. Untuk memisahkan NH3 dari aliran gas dapat dilakukan dengan absorpsi menggunakan air. Untuk ekses reaktan digunakan ekses NH3. Perbandingan NH3:CO2 adalah 4:1. Perbandingan ini berfungsi untuk menjaga konversi. Perbandingan rendah akan menurunkan laju pembentukkan urea dan menambah beban di stripper. Perbandingan tinggi akan menambah laju gas menuju stripper. Perbandingan molar dikendalikan dengan mengatur laju NH3. Larutan urea yang terbentuk di dalam reaktor keluar melalui

52 52 down pipe dan masuk ke stripper secara gravitasi dan gas yang terbentuk mengalir ke scrubber. b. Stripper (DA-101) Stripper berfungsi untuk meguraikan larutan karbamat yang tidak terkonveksi dan memisahkan NH3 dan CO2 dari larutan urea. Ekses NH3 dipisahkan dari aliran dengan menggunakan tray-tray pada bagian stripper. Reaksi penguraian yang terjadi: NH4COONH2 NH2CONH2 + H2O - Q Kalor untuk reaksi penguraian diperoleh dari steam yang dialirkan pada falling type heater. Pada stripper dialirkan gas CO2 untuk meningkatkan tekanan parsial CO2 agar larutan karbamat terurai. Gas CO2 dikompressi dengan CO2 Compressor (GB-101). Dan di injeksikan udara (berfungsi sebagai anti korosi) lewat interstage CO2 compressor. Pengijeksian udara berfungsi anti korosi/pasivasi pada logam-logam peralatan proses. Tray dipasang di bagian atas dari Stripper untuk memisahkan amoniak dan mengatur molar rasio N:C larutan pada komposisi yang tepat untuk operasi stripping. Supaya proses pada Stripper sesuai dengan kebutuhannya diperlukan kontrol terhadap temperatur, level, aliran CO2, tekanan steam, tekanan operasi, dan komposisi pada larutan sintesis urea. Faktor yang mempengaruhi operasi stripper, antara lain: Temperatur Reaksi penguraian merupakan reaksi endotermis, untuk memenuhi kebutuhan kalor reaksi dibutuhkan temperatur yang tinggi. Temperatur yang terlalu tinggi dapat menyebabkan korosi pada dinding stripper. Temperatur rendah akan menurunkan laju penguraian. Stripper beroperasi pada temperatur bagian bawah oC dan 191,5-193oC untuk bagian atas. Level Agar sebagian besar karbamat dapat diuraikan diperlukan waktu kontak antara larutan dengan pemanas yang mencukupi. Kontrol level digunakan untuk mengatur waktu kontak antara larutan dan gas CO 2. Level yang terlalu rendah akan menyebabkan banyak gas CO2 yang terbawa ke HP decomposer. Level yang

53 53 tinggi akan meningkatkan reaksi pembentukkan biuret dan hidrolisis urea dengan reaksi: NH2COONH2 + H2O 2NH2CONH2 2NH3 + CO2 Q NH2COONH4 (biuret) + NH3 Q Level dijaga pada rentang 30-38%. Pengendalian level dilakukan dengan mengatur bukaan valve pada bagian keluaran. Umumnya, level di bagian stripper dibuat serendah mungkin. Level yang tinggi akan menambah waktu tinggal di bagian bawah stripper sehingga meningkatkan reaksi pembentukkan biuret. Aliran CO2 Selain dengan menggunakan pemanas steam sebagai stripping, penguraian karbamat dapat dilakukan dengan meningkatkan tekanan parsial CO 2. Aliran CO2 rendah akan menurunkan perbandingan molar NH3:CO2 pada reaktor. Laju alir CO2 tergantung pada jumlah produksi. Tekanan Steam Steam berfungsi sebagai stripping, apabila tekanan steam meningkat dengan sendirinya temperatur meningkat. Peningkatan temperatur dapat mengakibatkan terjadinya pembentukkan biuret dan hidrolisis urea. Hal ini mengakibatkan kecepatan korosi naik. Tekanan steam rendah, kalor yang dibutuhkan untuk menguraikan karbamat tidak mencukupi sehingga efisiensi stripper menurun. Larutan urea selanjutnya dipanaskan pada bagian Shell (EA102). Tekanan Operasi Tekanan operasi yang tinggi akan menaikkan sisa amoniak yang terkandung di dalam outlet stripper. Temperatur operasi juga dinaikkan untuk mencapai dekomposisi yang cukup. Tekanan operasi stripper berada pada kg/cm2g. Komposisi Larutan pada Sintesis Urea Efisiensi stripping dipengaruhi oleh komposisi larutan sintesis. Konversi CO2 yang tinggi pada larutan sintesis dapat dicapai dengan efisiensi stripping yang tinggi yang dilihat dengan rendahnya jumlah steam yang dibutuhkan pabrik urea.

54 54 c. Scrubber (DA-102) Scrubber berfungsi untuk mengabsorb gas-gas dari reaktor dengan menggunakan larutan karbamat recycle. Absorpsi dengan adanya reaksi pembentukkan karbamat dari gas-gas tersebut. 2NH3 + CO2 NH4COONH2 + Q Larutan dialirkan ke carbamate condenser (EA-101). Gas-gas yang tidak terabsorb dikirim ke HPA (EA-401) untuk diabsorb lebih lanjut. d. Carbamate Condenser (EA-101 dan EA-102) Dalam EA-101 dan E-102, gas dari DA-101 dikondensasi dan diabsorpsi oleh larutan karbamat dari scrubber dan dari recycle pada tahap recovery. Kedua kondenser dioperasikan pada tekanan kg/cm2 dan temperatur 173,5175oC. Sebagian besar larutan karbamat terbentuk pada bagian ini. 2NH3 + CO2 NH4COONH2 + Q EA-101 berfungsi mengabsorb gas menggunakan larutan karbamat dari scrubber dan memanfaatkan panas reaksi untuk menghasilkan steam 5 kg/cm2. Larutan karbamat yang terbentuk dialirkan ke reaktor. EA-102 berfungsi mengabsorb gas menggunakan larutan karbamat recycle dan panas reaksi dimanfaatkan untuk memanaskan larutan urea sebelum masuk ke HP decomposer. Larutan karbamat yang terbentuk diproses lebih lanjut pada reaktor membentuk urea. Larutan urea dipanaskan pada bagian shell, dengan pemanasan ini karbamat yang tersisa akan terurai menjadi amoniak dan CO 2. Larutan urea pada bagian shell EA-102 dan memanaskan panas reaksi dialirkan ke tahap purifikasi. Faktor-faktor yang mempengaruhi Carbamate Condenser adalah: Pembangkit Steam di Carbamate Condener no.1 (EA-101) Jika temperatur di EA-101 tinggi, temperatur reaktor akan meningkat, begitu sebaliknya. Tekanan steam yang dihasilkan perlu dikontrol. Tekanan steam yang dihasilkan carbamate condenser itu diukur dari suhu puncak reaktor. Peningkatan tekanan steam akan menurunkan kalor yang diserap EA-101 dan mengakibatkan peningkatan bawah reaktor. Tekanan steam yang dibangkitkan adalah 5-6 kg/cm2. Suhu keluar dari EA-102

55 55 Temperatur reaksi perlu dikontrol karena proses ini mempengaruhi kondisi reaktor di HP decompreso. Suhu ini dikontrol pada temperatur 155oC dengan mengontrol flow rate gas masuk. Apabila temperatur rendah, kondisi temperatur reaktor dan HP decompresor turun Unit Purifikasi Gambar 3.3. Diagram Proses Purifikasi dan recovery (Sumber: Materi Departemen Produksi I PT Petrokimia Gresik) Peralatan utama pada unit purifikasi adalah HP decomposer dan LP decomposer. Larutan urea sintesis yang diproduksi pada unit sintesis dimasukkan ke unit purifikasi, dimana amonium karbamat dan excess amonia yang terkandung dalam larutan urea diuraikan dan dipisahkan sebagai gas dari larutan urea dengan penurunan tekanan dan pemanasan dalam HP decomposer dan LP decomposer. a. HP Decomposer (DA-201) Di dalam DA-201 karbamat yang masih diuraikan menggunakan pemanas, menggunakan steam condensate di dalam falling film type internal heat exchanger. Untuk mencegah korosi pada vessel, dimasukkan gas keluaran DA102, karena gas mengandung oksigen. Dalam proses dekomposisi dan pemisahan diperlukan kontrol terhadap temperatur, tekanan, dan level.

56 56 Faktor yang memengaruhi HP Decomposer adalah: Pengaruh Suhu Temperatur pada bagian ini dikontrol dengan tujuan untuk meminimalisir terjadinuya korosi pada peralatan dan meminimalisir terbentuknya biuret b. LP Decomposer (DA-202) Larutan urea dari DA-201 yang masih mengandung NH3, CO2, dan karbamat dimurnikan lebih lanjut. Proses pemurnian dilakukan dengan penurunan tekanan menjadi 2,5-2,6 kg/cm2, pemanasan dengan steam condensate dan CO2 stripping. Agar proses pemurnian berjalan dengan baik perlu dikontrol temperatur, tekanan, dan aliran CO2. Faktor yang Mempengaruhi LP Decomposer adalah: Pengurangan supply air sebagai absorben ke absorber dan condenser. Penggunaan CO2 untuk stripping dapat beraksi dengan NH3 membentuk karbamat yang menurunkan tekanan parsial. Larutan urea selanjutnya dikirim flash separator (FA-205) untuk memisahkan gas-gas yang masih tersisa. Larutan urea diekspansi mejadi tekanan atmosfer dan gas-gas yang terlarut akan terlepas. Gas yang terbentuk dipisahkan dalam FA-205 dan dikirim ke tahap recovery. Larutan urea dialirkan ke urea solution tank (FA-201) Unit Recovery Gas NH3 dan CO2 yang terlepas dari tahap purifikasi diabsorpsi dalam tahap recovery menggunakan kondensat proses sebagai absorben dan direcycle kembali ke reaktor. Gas NH3 dan CO2 diabsorbsi membentuk karbamat dan aqua amoniak, dengan reaksi: 2NH3 + CO2 NH3 + H2O NH4COONH2 + Q NH4OH + Q Absorpsi gas dilaksanakan melalui alat-alat berikut: - HP Absorber (EA401 A/B) LP Absorber (EA-402) Washing Column (DA-401) Berikut penjelasan detail tentang bagian-bagian tersebut: a. HP Absorber (EA401 A/B)

57 57 Gas CO2 dan NH3 keluaran HP Decomposer (DA-201) dikontakkan absorben berupa larutan karbamat dari EA-402. Aliran gas dimasukkan pada bagian bawah dan didistribusikan melalui nozzle dan absorben dialirkan dari bagian atas. Pengontakkan menghasilkan reaksi pembentukkan karbamat dan aqua amoniak, kedua senyawa ini terlarut di dalam absorben. Proses absorbsi menghasilkan panas dan dimanfaatkan untuk pemanasan larutan urea dan produksi air panas. Gas yang tidak terabsorb dialirkan ke washing column (DA401) untuk diabsorb lebih lanjut. Agar proses absorbsi berlangsung dengan efisien hal yang perlu dikontrol adalah level, konsentrasi, teknan, dan temperatur. Faktor yang Memengaruhi Operasi HP Absorber adalah: Pengaruh Level Level larutan dalam EA-401 menentukan waktu kontak antara absorben dan gas. Level rendah akan menghasilkan proses absorpsi yang tidak efisien. Level tinggi akan menyebabkan sebagian absorben terbawa aliran gas. Level operasi 65-75%. Pengaruh Tekanan dan Konsentrasi Tekanan operasi sistem HP absorber ditentukan sebesar 17,3 kg/cm2g oleh kondisi operasi HP Decomposer. Proses absorpsi bersifat eksotermis, sehingga temperatur tinggi akan menurunkan efisiensi absorpsi dan aliran gas ke DA-401 meningkat. Dengan adanya pembentukkan karbamat dalam absorben, temperatur absorben harus dijaga agar tidak terjadi pembentukkan kristal karbamat. Pembentukkan kristal terjadi karena temperatur rendah dan ini akan menyumbat aliran larutan karbamat. Temperatur operasi dijaga pada 58-98oC. Larutan karbamat dipompa dengan carbamate pump menuju scrubber (DA-102) dan carbamate condenser (EA-102). Pengaruh Konsentrasi NH3 dan CO2 gas dari HP decomposer diumpankan ke dalam HP Absorber bagian bawah dengan konsentrasi sekitar 70% campuran gas terabsorpsi dan sisa NH3 dan CO2 diabsorbsi di bagian absorber.

58 58 b. LP Absorber (EA-402) Gas NH3 dan CO2 keluaran LP decomposer diabsorb dengan larutan absorben dari DA-401 kololm atas. Proses absorpsi sama dengan proses di HP absorber. Temperatur operasi dijaga di atas 40oC. Pada temperatur ini akan terjadi pembentukkan padatan karbamat. Untuk menjaga efisiensi absorbsi diperlukan waktu kontak yang mencukupi. Level operasi 64-85%, pada level ini waktu kontak untuk absorpsi mencukupi. Gas yang tidak diabsorb dialirkan.ke final absorber (DA-503) untuk diabsorb lebih lanjut. Larutan absorben dialirkan ke DA-401 kolom bawah. Kondisi operasi pada lp absorber ditentukan oleh faktor gas NH3 dan CO2 dari Lp Decompresor secara sempurna diabsorb oleh larutan yang berasal dari atas washing column. Gas CO2 dimasukan untuk menaikan kapasitas absorbsi, karena CO2 bereaksi dengan NH3 untuk membentuk amunium karbonat yang berguna untuk menurunkan tekanan uap parsial amoniak. Akibat injeksi gas CO2 kandungan air akan sedikit didalam larutan. c. Washing Column (DA-401) Washing Column berfungsi untuk mengabsorb gas-gas yang tidak terabsorb di EA-401. DA-401 terbagi atas dua kolom. Kolom bawah berfungsi mengabsorb gas keluaran EA-401B dengan menggunakan absorben dari EA-402 dan kolom atas berfungsi mengabsorb gas dari kolom bawah menggunakan kondensat proses. Gas-gas yang tidak terabsorb dibuang ke atmosfer. Faktor yang memengaruhi operasi Washing Column antara lain: Temperatur Temperatur atas yang terlalu tinggi akan menyebabkan gas yang keluar menganduk banyak NH3 dan CO2. Washing column meliputi bagian atas dan bagian bawah. Suhu operasi bagian atas dan bagian bawah masing- masing 49oC dan 65oC. Tekanan Tekanan operasi yang rendah akan menyebabkan gasifikasi larutan karbamat.

59 Unit Pengolahan Proses Kondensat Gambar 3.4. Diagram Proses Kondensat (Sumber: Materi Departemen Produksi I PT Petrokimia Gresik) Tahap ini berfungsi untuk mengambil urea, gas NH3 dan CO2 yang terikut dalam uap air yang terdapat pada tahap pemekatan. Tahap ini terdiri dari dua bagian, antara lain: - Final Absorber (DA-503) Process Condensate Stripper (DA-501) dan Urea Hydrolizer (DA502) Berikut penjelasan detail tentang bagian-bagian tersebut: a. Final Absorber (DA-503) Uap air yang terbentuk di tahap evaporasi ditarik oleh steam ejector (EE201,501/3) dan dikondensasikan di surface condenser (EA-501/2/3). Uap air yang terkondensasi ditampung di dalam process condensate tank (FA-501). Uap yang tidak terkondensasi ditarik oleh second ejector (EE-502) dan dimasukkan ke dalam final absorber (DA-503). Di dalam absorber, gas dikontakkan dengan kondensat proses dari FA501. Dengan pengontakkan ini, uap air akan terkondensasi dan NH 3 dan CO2 terkonversi menjadi karbamat dan aqua amoniak, dengan reaksi sebagai berikut: 2NH3 + CO2 NH4COONH2 + Q

60 60 NH3 + H2O NH4OH + Q Gas-gas yang tidak terabsorb diventing ke atmosfer. Kondensat ditampung dalam FA-501. b. Process Condensate Stripper (DA-501) dan Urea Hydrolizer (DA-502) Di dalam kondensat proses terdapat karbamat, urea, dan aqua amoniak. Sebelum dikirim ke utilitas, senyawa-senyawa ini harus dipisahkan. Kondensat proses dari process condensate tank (FA-501) dipompakan ke kolom atas. Pada kolom atas larutan distripping menggunakan gas keluaran urea hydrolizer (DA502) dan pemanasan dengans steam. Karbamat dan aqua amoniak akan terurai menjadi NH3, CO2, dan H2O. NH4COONH2 NH4OH 2NH3 + CO2 Q NH3 + H2O Q Gas yang terbentuk dari proses stripping dikirim ke LP Decomposer (DA202). Kondesat keluaran kolom atas dimasukkan ke bagian bawah kolom urea hydrolizer (DA-502). Di dalam kolom kondensat tersebut dikontakkan dengan steam dan urea yang terkandung di dalamnya akan terhidrolisis: NH2CONH2 + H2O 2NH3 + CO2 Q Gas proses dialirkan ke kolom atas process condensate stripper (DA501) dan kondensat dialirkan ke preheater for urea hydrolizer (EA-505) untuk memanaskan kondensat masukkan urea hydrolizer (DA-502). Kondensat selanjutnya dialirkan ke kolom bawah process condensate stripper (DA-501) dan kontak dengan steam untuk menguraikan dan memisahkan sisa-sisa urea, aqua amonia, dan karbamat. Kondensat keluar melalui bagian bawah kolom dan didinginkan pada preheater for process condensate stripper (EA-504) menggunakan kondensat masukkan process condensate stripper (DA-501). Kondensat yang bersih adalah kondensat yang mengandung kurang dari 5 ppm urea dan 5 ppm amoniak. Aliran kondensat yang sudah diambil panasnya kemudian ditampung di bagian pembutiran. Air dari kondensat sebagian dipompakan dengan water pump for prilling tower dari (FA-305) menuju prilling tower yang digunakan sebagai scrubber di prilling tower dan sebagian lagi dialirkan ke FB-801.

61 Unit Konsentrasi (concentration unit) Unit ini berfungsi untuk memekatkan larutan urea dari 70% menjadi 99,7% dengan penguapan secara vacuum. Tahap ini terdiri atas dua alat utama: - Vacuum Concentrator (FA-202A/B) Final Separator (FA-203) Gambar 3.5. Diagram Proses Konsentrasi dan Pembutiran (Sumber: Materi Departemen Produksi I PT Petrokimia Gresik) a. Vacuum Concentrator (FA-202A/B) Larutan urea dari FA-201 dipompakan ke dalam FA-202A. Larutan urea divakumkan meneggunakan steam ejector hingga kevakuman mmhg (kondisi desain 150 mmhg) dengan pemvakuman akan menurunkan titik didih air. Panas untuk penguapan diperoleh dari panas reaksi pada HP absorber (EA-401B). Untuk proses penguapan air dapat berjalan denga baik diperlikan kontrol terhadap temperatur dan kecepatan vakuman. Pada tekanan vakum 150 mmhg air memiliki titik didih 80oC. Dengan penurunan titik didih air akan mempermudah pemisahan air dari larutan. Temperatur operasi dijaga di atas titik didih air. Temperatur operasi pada 81oC.

62 62 Kondisi vakum akan mempengaruhi densitas kristal. Tingkat kevakuman tinggi menurunkan titik didih air sehingga banyak air yang menguap dan densitas kristal meningkat. Peningkatan kristal terlalu tinggi dan menyebabkan penyumbatan pada pipa. Larutan dari FA-202B dengan kepekatan sekitar 84% berat selanjutnya dipanaskan pada heater for FA-202 (EA-201) menggunakan steam tekanan rendah hingga temperatur oC. Tingkat kevakuman operasi sama dengan FA-202B. Tingkat kevakuman yang tinggi akan meningkatkan konsentrasi urea, tetapi apabila terlalu tinggi dapat menyebabkan terjadinya chocking pada aliran pipa. Sementara itu, tingkat kevakuman rendah akan menurunkan konsentrasi urea sekaligus menambah beban pada final separator (FA-203). Larutan selanjutnya dimasukkan ke dalam vacuum concentrator upper (FA-202A). Di dalalm alat ini larutan urea dipekatkan lebih lanjut hingga mencapai konsentrasi 97,9% berat. Temperatur operasi berkisar antara oc. Temperatur terlalu rendah akan menyebabkan terjadinya chocking (penyumbatan pada pipa karena pembentukkan kristal urea), sementara temperatur yang terlalu tinggi akan mendorong terbentuknya biuret. Faktor yang memengaruhi operasi Vacuum Concentration bagian bawah (FA-202B) antara lain: Pengaruh Kelarutan Urea Kelarutan berubah terhadap suhu, biasanya kelarutan yang tinggi terjadi pada suhu yang tinggi pula. Jadi, kristalisasi dapat terbentuk dengan pendingin larutan jenuh. Pengaruh suhu dan tekanan Selama operasi panas ditambahkan ke sistem untuk menguapkan air dengan menaikkan konsentrasi urea, disamping menjaga suhu air tetap konstan. Tekanan dijaga dibawah kondisi vacuum untuk membantu penguapan air pada penurunan temperatur. Selain itu, perubahan tekanan juga berpengaruh terhadap operasi, terutama terhadap densitas kristal. Kenaikan vacuum mengakibatkan penurunan temperatur pada slurry. Dengan demikian secara tidak langsung juga akan menaikan densitas kristal dan sebaliknya. Suhu dan tekanan pada vacuum

63 63 concentrasion bagian bawah dijaga masing-masing sekitar oc dan mmhg abs. Sementara itu, untuk faktor yang memengaruhi operasi Vacuum Concentration bagian atas (FA-202A) dan Heater (FA-202) adalah: Pengaruh Tekanan Tekanan operasi normal adalah mmhg abs. Pada tahap Ini sebagian besar air yang ada dalam larutan dari vacuum concentration bagian bawah diuapkan. Jika tekanan melebihi 300 mmhg abs maka air yang teruapkan sangat sedikit dan ini mengakibatkan konsentrasi inlet final concentrator akan lebih kecil dari 95% dan menyebabkan overload. Apabila tekanan pada tingkat pertama Terlalu rendah maka akan terlalu banyak air yang diuapkan sehingga konsentrasi larutan akan menjadi sangat tinggi dan memungkinkan pipa menjadi buntu akibat rendah maka akan terlalu banyak air yang diuapkan sehingga konsentrasi larutan akan menjadi sangat tinggi dan memungkinkan pipa menjadi buntu akibat kristalisasi. Pengaruh Suhu Range suhu operasi sebesar oC. Jika suhu terlalu rendah memungkinkan tekanan steam terlalu rendah atau juga terlalu banyak produk steam yang dilewatkan melalui heater, sehingga mengakibatkan penguapan kurang efektif. Namun, jika suhu operasi terlalu tinggi (>135 oc) maka jumlah kandungan biuret akan menjadi besar. b. Final Separator (FA-203) Pada bagian ini larutan urea dipekatkan hingga konsentrasi 99,7% dengan tekanan 25 mmhg. Pemekatan dilakukan dengan cara pemanasan pada final concentration (EA-202) dan pemvakuman di final separator (FA-203). Waktu pemekatan dalam FA-203 diatur dengan ketinggian level bawah vessel. Level operasi pada 70-86% dan ini tergantung pada kapasitas produksi. Level yang terlalu tinggi akan menyebabkan peningkatan pembentukkan biuret. Larutan urea dikirim ke tahap pembutiran.

64 64 Setelah dari final separator, larutan dipompa ke prilling tower dengan pompa molten urea, uap air yang dipisahkan dalam final separator diolah pada unit proses pengolahan kondensat. Faktor yang memengaruhi operasi Final Concentrator antara lain: Tekanan Tekanan operasi FA-203 sekitar mmhg Tingkat kevakuman Tingkat kevakuman yang rendah meningkatkan kadar air didalam prill. Suhu Larutan urea dalam FA-202a dipanaskan pada EA-202 menggunakan Steam temperatur rendah dari rentang ini menyebabkan pembentukkan padatan/kristal urea pada pipa dan vessel, karena titik leleh urea pada tekanan desain alat adalah 138oC dan titik pemadatan urea adalah sekitar 132,6oC. Jika suhu terlalu rendah, kristalisasi urea akan terjadi, dan mengakibatkan penyumbatan pada line urea prill. Tetapi temperatur terlalu tinggi akan meningkatkan pembentukkan biuret Unit Pembutiran (Prilling Section) Larutan urea dengan konsentrasi 99,7% berat dialirkan ke dalam prilling tower. Di dalam prilling tower larutan urea dispray, didinginkan dan dipadatkan untuk memperoleh urea prill. Dalam tahap ini terdiri atas beberapa bagian, yaitu: - Head Tank (FA-301) dan Disitributor (FJ-301A-I) Fluidizing Cooler (FD-302) Dust Chamber (FC-302) Berikut penjelasan detail tentang bagian-bagian tersebut: a. Head Tank (FA-301) dan Distributor (FJ-301A-I) Larutan urea dari FA-203 dipompakan ke Head tank (FA-301). Pada FA301 larutan dialirkan ke distributor (FJ-301A-I) yang berupa acoustic granulator. Pada acoustic granulator larutan urea dispray dalam bentuk tetesantetesan. Untuk menghasilkan butiran perlu dijaga temperatur dari larutan urea. Temperatur operasi dijaga pada suhu oC. Temperatur dibawah rentang ini akan menyebabkan chocking, karena larutan urea akan membentuk kristal/padatan. Temperatur lebih tinggi akan meningkatkan pembentukan biuret.

65 65 Larutan urea dialirkan dari FA-301 ke FJ-310A-I secara gravitasi maka perlu dijaga level pada FA-301. Level tangki dijaga pada level 50-70%. Level lebih rendah akan menghasilkan aliran larutan urea yang lebih kecil sehingga kualitas produk menurun. Level tinggi meningkatkan pembentukan biuret. b. Fluidizing Cooler (FD-302) Tetasan urea dari accoustic granulator didinginkan pada fluidizing cooler (FD-302) menggunakan udara dari blower (GB-302) yang terlebih dahulu dipanaskan air heater (EC-301) menggunakan steam. Temperatur adalah variabel yang perlu dikendalikan. Temperatur operasi rendah akan menghasilkan produk urea prill dibawah temperatur lingkungan. Ketika produk keluar dari proses pembutiran akan kontak dengan lingkungan, temperatur produk akan naik mencapai temperature lingkungan. Peningkatan temperatur diikuti dengan absorpsi uap air dari udara. Temperatur tinggi pendinginan tidak merata pada urea prill dan terbentuk aglomerasi. Butiran urea akan disaring menggunakan bar screen, butiran dengan ukuran diameter lebih besar dari 1,7 mm akan dilarutkan kembali di FA-302 dicampur dengan larutan pencuci dari dust chamber (FD-301). Urea prill yang memenuhi spesifikasi dispray dengan ureasoft untuk mencegah penggumpalan sebelum dikirim ke pengantongan. c. Dust Chamber (FC-302) Debu urea dari proses akan direcover pada dedusting system. Dedusting system terdiri dari dust chamber (FD-301) untuk menangkap debu, circulation pump (GB-301) dan induce fan untuk menghisap udara panas. Debu urea yang terbawa oleh udara pendingin ditangkap pada FD-301, debu yang tertangkap dicuci dengan menggunakan larutan pencuci dengan cara dispray. Pada bagian atas terdapat demister yang berfungsi untuk menahan debu dan cairan yang tidak terabsorb pada packed bed. Untuk membersihkan demister digunakan kondensat dari DA-501 yang dispray ke demister. Kedua larutan pencuci ditampung dalam tangki FD-301. Sebagian larutan dikirim ke urea soulution tank (FA-201) dan sebagian lagi dikirim ke FA-302 untuk dicampur dengan off spec urea dan disirkulasi untuk pencucian dust chamber dan demister.

66 Unit Amoniak Bahan Baku Bahan baku utama yang digunakan dalam proses pembuatan amoniak adalah gas alam dan udara. Gas alam akan menyuplai kebutuhan gas hidrogen (H2) yang akan bereaksi dengan nitrogen yang terdapat pada udara yang selanjutnya membentuk amoniak. Berikut komposisi gas alam dan udara yang diperlukan untuk memproduksi amoniak. 1. Gas Alam Pabrik amoniak pada Departemen Produksi I PT Petrokimia Gresik dirancang dapat memproses bahan baku gas alam dengan komposisi dan kondisi sebagai berikut. Kadar CH4 : 85,76%vol Suhu : 15,6 C Tekanan : 19,3kg/ Total S : 25ppm Bahan baku gas alam disuplai oleh Pertamina yang mengolah gas alam dari Pulau Kangean Madura di mana komposisi metana sebagai komponen yang dibutuhkan dalam proses steam reforming untuk membentuk H 2 adalah 98% mol gas. Komposisi metana dalam umpan yang ternyata jauh lebih besar atau murni dari pada komposisi minimum yang dapat diproses oleh pabrik amoniak pada tahap awal perancangannya. Hal ini memiliki keuntungan seperti peningkatan yield produk dan proses pemurnian gas yang lebih mudah. Berikut merupakan komposisi gas alam yang dijadikan umpan dalam pembuatan amoniak di PT Petrokimia Gresik. Tabel 3.1. Komposisi Umpan Gas Alam Nama Komponen CH4 C2H6 C3H8 ic4h10 nc4h10 ic5h12 % Mol dalam Gas

67 67 nc5h1 Nama Komponen C6 C7 CO2 N2 TOTAL 2. Udara % Mol dalam Gas Komponen udara yang diambil adalah (79% mol N2) bertekanan atmosfer Tahapan Proses Proses yang digunakan 3.1dalam pabrik ammonia adalah proses low energi steam methane refoming dari MW kellog dengan kapasitas produksi ton/tahun ammonia cair. Secara garis besar pembuatan amoniak pada Pabrik Amoniak Departemen Produksi I terdiri atas 5 tahap sebagai berikut. 1. Penyediaan gas sintesa 2. Pemurnian gas sintesa 3. Sintesa ammonia 4. Refrigerasi 5. Purge gas recovery (PGRU) dan Hydrogen Recovery Unit (HRU) Gambar 3.6. Blok Diagram Proses Produksi Amoniak (Sumber: Materi Departemen Produksi I PT Petrokimia Gresik)

68 Uraian Proses Penyediaan Gas Sintesa A. Desulfurisasi (108-DA/DB) Sebelum masuk ke proses desulfurisasi gas mengalami beberapa perlakuan, yaitu: Pemisahan Pengotor Gas alam digunakan sebagai bahan baku pembuatan amoniak, masih mengandung pengotor yang harus dipisahkan kandungan cairan dan padatannya menggunakan KO drum 144o F, alat ini terdiri dari distributor gas inlet, demister pada nozzle gas outlet dan pemecah vortex diatas nozzle cairan. Cairan yang telah dipisahkan dimasukkan ke tangki flash kondesat proses. Gas keluar 144o F dibagi menjadi dua aliran, yaitu untuk umpan unit sintesis gas amoniak dan bahan bakar. Kompresi dan Pemanasan Awal Proses ini berfungsi untuk menaikkan tekanan gas alam dari 18,3 kg/cm 2 menjadi 45,7 kg/cm2. Komponen utama yang digunakan adalah Gas Preheat Coil (101-B) yang terletak dalam zona konveksi 101-B panas gas diumpankan dari 103o C ke 35o C 399o C dengan pertukaran panas dengan gas buang existing. Desulfurisasi merupakan langkah penghilangan senyawa Belerang (S) yang terkandung di dalam Gas bumi (Natural gas) karena Sulfur merupakan racun katalis. Dalam proses ini H2S dari 25 ppm menjadi 0,1 ppm. Ada 2 macam unsur Sulfur dalam gas bumi yaitu senyawa sulfur reaktif dan senyawa sulfur non reaktif Penghilangan sulfur memalui 2 reaktor yaitu 108-DA dan 108DB, dimana setiap reaktor berisi katalis Co-Mo dan ZnO. Menggunakan katalis Co-Mo (Cobalt-Molybden) Dengan menambahkan Gas H2 dari Synthesis loop, maka semua senyawa S organik baik reaktif maupun Non reaktif akan di Hidrogenasi pada katalis CoMo menjadi H2S. Life time 5 tahun, setelah melalui proses ini senyawa S yang telah di ubah menjadi H2S kembali diproses dalam katalis ZnO. Reaksi yang terjadi pada katalis Co-Mo: CH3HS + H2 CH4 + H2S + Panas C4H4S + 4H2 n - CH4H2O + H2S + Panas

69 69 Menggunakan katalis ZnO (Zine Oxide) Reaksi yang terjadi pada katalis ZnO: H2S + ZnO ZnS + H2O + Panas B. Steam Reforming (Primary Reformer 101-B) Pada proses primary reformer digunakan komponen utama, diantaranya adalah sebagai berikut : Reformer (101-B) yang terdiri dari furnace, tube berisi katalis, riser, dan zona konveksi. Tube radian, terdapat 224 tube radian berisi katalis yang terdapat pada 101-B. Tube tersebut diisi dengan katalis nikel oksida dengan ukuran 5/8 x 5/8 x 5/16 inchi raschig ring diatas setengah pada setiap tube reformer dan 5/8 x 5/8 x 5/16 inchi raschig ring yang diletakkan setengah pada bagian bawah setiap tube. Total katalis 26,16 m3. Katalis nikel oksida diperlukan untuk reaksi di primary reformer. Proses primary reformer berfungsi untuk mengubah gas alam menjadi H2, CO, dan CO2. Reaksi berlangsung pada temperatur ±800oC dan tekanan 39,8 kg/cm2. Reaksi pada tube katalis primary reformer akan menghasilkan gas yang mengandung Methane ( CH4 ) ± %. Reaksi ini merupakan reaksi endotermik yang mengambil panas dari reaksi pembakaran sebagian gas alam. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut: CH4 + H2O CO + 3H2 CO + H2O CO2 + H2 H = +206,11 kj/mol (endotermis) H = -41,22 kj/mol (eksotermis) Ketika suhu dinaikkan maka konversi CH4 semakin besar (ke arah endotermis) juga ketika tekanan diturunkan, konversi CH4 semakin besar. Berikut ini merupakan komposisi gas keluar dari primary reformer. Tabel 3.2. Komposisi Gas Keluar Primary Reformer Nama Komponen H2 CH4 CO2 CO N2 Ar TOTAL % Mol dalam Gas 65,76 12,17 11,26 10,23 0,

70 70 C. Autothermal Reforming (Secondary Reformer 103-D) Dari gambar 3.6. dapat dilihat gambar diagram proses primary dan secondary reformer. Proses ini berfungsi untuk memenuhi kebutuhan nitrogen pada sintesis amoniak. Oksigen yang ditambahkan direaksikan dengan hidrogen pada gas proses akan menghasilkan panas yang diperlukan pada reaksi reformer. Panas gas keluaran dimanfaatkan untuk membangkitkan uap tekanan tinggi WHB (Waste Heat Boiler). Gambar 3.7. Diagram Alir Proses pada Primary & Secondary Reformer (Sumber: Materi Departemen Produksi I PT Petrokimia Gresik) Komponen utama : Vessel (103-D): Bejana tekan yang dilapisi dengan batu tahan api, dilengkapi dengan jaket air dan berisi katalis nikel yang diperlukan untuk reaksi di secondary reformer. Katalis: Katalis bed terdiri dari 34,8 m3 katalis nikel. Katalis ini diletakkan diatas bed bola alumina yang berdiameter 25 mm dan dibawahnya alumina berdiameter 50 mm. Bola alumina dan katalis didukung dengan archid brick. WHB (101-C) merupakan penukar panas tipe shell and tube, bagian dalam sel dilengkapi dengan batu

71 71 tahan api dan bagian luar dengan jaket air. Gas proses mengalir melewati shell memberikan panas ke air boiler dalam tube. Super Heater (102-C): Penukar panas tipe shell and tube, bagian dalam sel dilengkapi dengan batu tahan api dan bagian luar dengan jaket air. Gas proses mengalir melewati shell memberikan panas steam dalam tube, menghasilkan uap tekanan tinggi (superheated). Gas dari primary reformer direaksikan lebih lanjut untuk mencapai CH 4 ±0,3% dilakukan pada bejana tekanan dilapisi batu tahan api. Panas yang diperlukan diperoleh dari pembakaran gas dengan udara luar yang sekaligus menghasilkan N2 untuk sintesis NH3. Reaksi yang terjadi di secondary reformer: 2H2 + O2 2H2O CH4 + H2O CO + 3H2 H = -483,6 kj/mol (eksotermis) H = +206,14 kj/mol (endotermis) Berikut ini merupakan komposisi gas keluar dari secondary reformer. Tabel 3.3. Komposisi Gas Keluar Secondary Reformer Nama Komponen H2 CH4 CO2 CO N2 Ar TOTAL % Mol dalam Gas 54,31 0,33 7,93 13,83 23,31 0, D. Shift Converter

72 72 Gambar 3.8. Diagram Alir Proses pada CO Shift Converter (Sumber: Materi Departemen Produksi I PT Petrokimia Gresik) Tahap ini merupakan tahap untuk mengubah karbon monoksida menjadi karbon dioksida. Karbon monoksida merupakan bentuk karbon yang tidak diinginkan pada proses pembuatan amoniak karena sifatnya yang beracun bagi katalis ammonia conventer. Oleh karena itu, hampir semua karbon monoksida diubah menjadi CO2 dan H2. Proses perubahan karbon monoksida menjadi karbon dioksida dilakukan dua tahapan seperti yang terdapat pada gambar 3.8. yaitu: HTSC (High Temperatur Shift Conventer 104-D1) Untuk mereaksikan sebagian besar CO pada suhu tinggi (425 C) dengan katalis besi (Fe2O3). Reaksinya adalah sebagai berikut: CO + H2O CO2 + H2 H = -41,22 kj/mol (eksotermis) Mereaksikan CO dan steam menjadi CO2 pada suhu tinggi dengan katalis Fe sebanyak 79,5 m3. Reaksi bersifat eksotermis, temperatur proses gas dalam HTSC 427 C. Gas keluar pada suhu 432 C dan tekanan 34,8 kg/cm2 dengan kadar CO outlet 3,65 %. Gas keluar didinginkan hingga suhu 204 C. LTS (Low Temperatur Shift Conventer 104-D2)

73 73 Untuk mereaksikan sisa CO sehingga menghasilkan kadar CO yang rendah yang bisa diterima di Proses Methanasi, reaksi pada suhu 225 C, katalis tembaga. Reaksinya adalah sebagai berikut: CO + H2O CO2 + H2 H = -41,22 kj/mol (eksotermis) Reaksi bersifat eksotermis,gas keluar pada suhu 227 C dan tekanan 34,5 kg/cm2 dengan kadar CO outlet 3,65 % Pemurnian Gas Sintesa Produk gas yang keluar dari LTS mengandung CO2, CO, H2O, CH4, Ar, H2, dan N2. Outlet LTS yang masih mengandung CO2 yang harus dihilangkan sebelum masuk Ammonia Conventer (105-D), yang berupa gas H2 dan N2. Sehingga gas-gas lain harus dipisahkan telebih dahulu. Gas CO dan CO 2 yang terdapat pada outlet LTS merupakan racun katalis ammonia converter. Oleh karena itu, harus dibersihkan dari CO dan CO2 sebelum sampai ke tahap sintesis amoniak. Pemisahan akan dilakukan dengan cara absorbsi di CO2 absorber sehingga kadar CO2 gas 600 ppm. Kemudian gas dibersihkan lebih lanjut dalam dari sisa CO dan CO2 dalam methanator dengan mereaksikan dengan gas H2 sehingga menjadi gas, methane dimana gas methane tidak meracuni katalis pada ammonia converter. A. CO2 Removal Gambar 3.9. menunjukkan diagram alir dari CO2 removal. Tahap CO2 removal terdiri dari 2 bagian yaitu CO 2 absorption dan CO2 stripper. Penghilangan gas CO2 dilakukan dengan cara absorbsi gas CO2 oleh media K2CO3 pada: Tekanan tinggi: ± kg/cm2g. Temperatur: ± 70oC Media penyerap : K2CO3 dengan konsentrasi: 25 30% DEA (Diethanol Amine) sebagai aktivator KNO2 (Kalium Nitrit): mengontrol keadaan oksidasi dari vanadium. V+4 + KNO2 V+5 + N2 + NO V2O5 sebagai Corrosion Inhibitor - Membentuk lapisan pelindung pada dinding dalam absorber - Menurunkan korosi pada pipa, vessel, dan pompa Reaksi absorbsi pada proses CO2 Removal adalah sebagai berikut:

74 74 K2CO3 + H2O + CO2 2KHCO3 + Panas Gambar 3.9. Diagram Alir Proses pada Unit CO2 Removal (Sumber: Materi Departemen Produksi I PT Petrokimia Gresik) DEA menyerap sisa CO2, mengatur target operasi 0,06% CO2 pada proses gas keluar. Pemberian inhibitor vanadium akan menurunkan korosi pada pipa, vessel, dan pompa. Pelepasan CO2 dari KHCO3 dengan cara stripping pada tekanan rendah, yaitu 0,5 1 kg/cm 2g dengan suhu oC (pada suhu jenuh). Reaksi yang terjadi: 2KHCO3 K2CO3 + H2O + CO2 Komposisi gas keluar dari proses absorbsi adalah sebagai berikut. Tabel 3.4. Komposisi Gas Keluar CO2 Removal Nama Komponen H2 CH4 CO2 CO N2 Ar % Mol dalam Gas 73,59 0,36 0,06 0,3 25,30 0,32

75 75 TOTAL B. Methanator 100 Gambar Diagram Alir Proses pada Unit Methanator (Sumber: Materi Departemen Produksi I PT Petrokimia Gresik) Gambar adalah gambar diagram alir Methanator. Fungsi methanator adalah untuk mengkonversi atau mengubah sisa CO dan CO 2 yang lolos dari tahap proses CO2 removal menjadi CH4 yang bersifat inert terhadap katalis di ammonia converter. Prosesnya berlangsung pada tekanan 32 kg/cm2g dengan suhu 315o C. Katalis yang digunakan adalah nikel (Ni) = 26,7m 3. Apabila sisa CO dan CO2 dari gas sintesis ini tidak dikonversikan menjadi CH 4, maka akan menjadi racun katalis sehingga menjadi tidak aktif saat masuk ke katalis ammonia converter. Reaksi yang terjadi adalah: CO + 3H2 CH4 + H2O H = -206,11 kj/mol (eksotermis) CO2 + 4H2 CH4 + 2H2O H = -164,89 kj/mol (eksotermis) Komponen utama yang terdapat pada proses metanasi:

76 76 Methanator (106-D): Suatu bejana vertikal terdiri dari sebuah distributor gas inlet, berisi katalis nikel 26,7 m 3 dengan ukuran 5/16 x 5 x 16 inchi. Methanator Feed, Effluent Exchanger (114-C) penukar panas tipe shell and tube dengan umpan methanator berada pada shell dan effluent melalui tube. Methanator Effluent Cooler (115-C) penukar panas tipe shell and tube dengan effluent methanator. Komposisi Gas yang keluar dari proses metanasi adalah sebagai berikut. Tabel 3.5. Komposisi Gas Keluar Unit Methanator Nama Komponen H2 CH4 CO2 CO N2 Ar TOTAL % Mol dalam Gas 73,23 0, ,65 0, Sintesis Amoniak Pembuatan amoniak dari N2 dan H2 dengan katalis Fe2O5 sudah digunakan secara komersial sejak lebih dari 60 tahun. Reaksi pembentukan NH 3 dari N2 dan H2 mengikuti persamaan: N2 + 3H2 2NH3 Katalis yang digunakan: Besi (Fe2O5) Disamping CO dan CO2, H2O juga bersifat racun terhadap katalis. Untuk menghilangkan H2O sebelum masuk Syn Loop dipasang Molecular Sieve Dryer yang berfungsi sekaligus untuk menyerap sisa CO2 yang masih ada. Reaksi sintesa amoniak merupakan reaksi kesetimbangan. Reaksi berlangsung pada Temperatur C, Tekanan 179 kg / cm²g, kadar NH3 out converter 17,2%. Sisa gas yang tidak bereaksi di recycle. Gas sintesa didinginkan sampai 37 C sambil mengembunkan sebagian kecil uap air. Gas dengan suhu 37 C ditekan dengan syn gas kompresor LP case

77 77 sampai tekanan 57,6 kg/cm2, kemudian dinaikkan menjadi 102 kg/cm2. Selama pendinginan di LP, sebagian besar H2O mengembun dan sisanya dilewatkan di Molecular Sive Dryer yang sekaligus bisa menyerap sehingga keluar dari LP case, jumlah HO2 dan CO2 kurang dari 1 ppm volume. Kemudian, gas ditekan di HP case sehingga mencapai tekanan 179 kg/cm2 dan bercampur dengan aliran recycle dan masuk ke dalam converter. Gas keluar dari conventer pada suhu 459 C setelah mengalami pendinginan dengan BFW, feed gas masuk ke dalam cooling water dan akhirnya didinginkan dan diembunkan lebih lanjut di NH 3 Unitized Chiller. Sejumlah kecil dari gas yang direcycle ditarik ke purge gas recovery untuk mencengah akumulasi inert di loop dan merecover sisa NH3 di purge gas. Secara ringkas, proses yang terjadi pada tahap sintesa amoniak adalah Synthesis Gas Compressor (103-J) Berfungsi : Mengkompresi synthesis gas pada tekanan operasi: Pin Pout Tin Tout = 30,5 kg/cm2 = 179,5 kg/cm2 = 37 C = 42 C Ammonia Synthesis Berfungsi: Mereaksikan N2 dan H2 menjadi NH3 N2 + 3H2 2NH3 H298 = -92,4 kal/mol P = 179 kg/cm2 T = C Katalis: Fe = 77 m3 dan life time : 5 10 tahun Refrigerasi Sistem memakai 4 tingkat, kegunaannya adalah mengondensasi NH 3 di syn loop, ven gas dan purge gas serta menurunkan jumlah H2O dari gas sintesis. Sistem beroperasi pada 4 level suhu yaitu 13 o C, -1o C, -12o C, dan -33o C dan terdiri dari kompresor sentifugal 4 tingkat dengan 2 buah intercooler, refrigent condenser, refrigent receive dan evaporator. Refrigerasi dengan media amoniak digunakan untuk mengembunkan amoniak yang terkandung dalam syn loop, recovery amoniak dari purge dan flash, serta mendinginkan make up gas sebelum masuk dryer. Gambar berikut

78 78 merupakan tahapan proses sinstesis amonia yang dilanjutkan dengan tahap refrigerasi. Gambar Diagram Alir Proses NH3 Converter dan Refrigeration (Sumber: Materi Departemen Produksi I PT Petrokimia Gresik) Purge gas recovery (PGRU) dan Hydrogen Recovery Unit (HRU) Untuk menjaga inert gas (CH4, He, Ar) di syn loop, sejumlah kecil syn gas dikeluarkan dari sistem. Purge gas setelah di-recover kandungan NH3 dan H2-nya, kemudian inert-nya dipakai sebagai fuel gas di primary reformer. Purge Gas Recovery Unit (PGRU) me-recover NH3 dan Hydrogen Recovery Unit (HRU) me-recover H2 untuk dikembalikan ke syn loop pada tekanan 157 kg/cm2 dan suhu 45o C. Gas-gas dari HP purge gas dikirim ke HP purge gas scrubber. Flash gas dari NH3 stripper dikirim ke LP gas scrubber. Media penyerap NH3 pada scrubber ini adalah H2O. Gas ini puncak HP absorber dikirim ke separator sebagain besar N2 dan H2 dapat direcovery dan dipakai sebagai make up gas ke syn loop. Gas dari puncak LP absorber dan sisa off gas dari HRU di-recoever dan dipakai sebai bahan bakar primary reformer. Gabungan larutan dari scrubber dibawa ke stripper di bagian bawah reflux NH3.

79 79 Reflux NH3 didapat dari sistem refrigerasi, sedangkan media stripping adalah MPS NH3 vapour dari puncak stripper divent ke refrigerant condenser, diembunkan, dan di-recoveri sebagai produk. Gambar Diagram Alir Proses pada Purge Gas Recovery Unit (Sumber: Materi Departemen Produksi I PT Petrokimia Gresik) 3.3. Unit ZA I/III Bahan Baku Pupuk ZA (Zwavelzure Amoniak) juga dikenal sebagai pupuk Ammonium Sulphate. Bahan baku yang digunakan untuk membuat pupuk ZA adalah NH3 berupa gas dan H2SO4 berbentuk larutan, dengan spesifikasi: Amoniak cair: - Kadar NH3 (min.) - H2O (max.) Larutan H2SO4: - Kadar H2SO4 (min.) - H2O (max.) = 99,5% = 0,5 % = 98,5% = 1,5% Tahapan Proses Proses yang digunakan adalah netralisasi (De Nora) dengan prinsip uap NH3 yang dimasukkan ke dalam saturator yang berisi mother liquor dan ditambah

80 80 air kondensat sebagai penyerap panas hasil reaksi dengan bantuan udara sebagai pengaduk. Berikut tahapan proses pembuatan pupuk ZA beserta diagram blok: Reaksi Netralisasi Pemisahan Kristal Pengeringan Produk Penampungan Produk Gambar Diagram Blok Proses Produksi Pupuk ZA (Sumber: Materi Departemen Produksi I PT Petrokimia Gresik) Uraian Proses Uraian proses produksi pupuk ZA secara lengkap dapat digambarkan melalui diagram alir berikut ini pada gambar 3.14.

81 81 Gambar Diagram Alir Proses Produksi Pupuk ZA (Sumber: Materi Departemen Produksi I PT Petrokimia Gresik) Reaksi Netralisasi dan Kristalisasi Reaksi netralisasi dan kristalisasi ini terjadi dalam saturator R-301 ABCD. Reaksi ini bertujuan untuk mereaksikan gas ammonia murni (NH 3) dengan larutan asam sulfat (H2SO4) dan memekatkan ammonium sulfat yang terbentuk. Amoniak dimasukkan bersama dengan asam sulfat ke dalam reaktor (saturator) secara kontinu dengan bantuan udara sebagai pengaduk dan air sebagai penyerap panas. Saturator adalah alat utama pada proses kristalisasi yang berfungsi untuk mereaksikan amoniak dengan asam sulfat dan memekatkan amonium sulfat yang terbentuk. Reaksi pembentukan ammonium sulfat dalam saturator 2NH3 + H2SO4 (NH4)2SO4 + panas Air proses dari tangki TK-301 dialirkan ke dalam saturator ke dalam saturator R-301 ABCD dengan menggunakan pompa P-302, setelah ketinggian air ± 4,0m, uap amoniak dengan konsentrasi 99,5% berat dialirkan ke dalam saturator R-301 ABCD dengan kondisi suhu 70oC dan tekanan 3,5-5,5 kg/cm2g. Asam sulfat dari tangki TK-200 dengan konsentrasi 98,5% dipopakan ke dalam saturator R-301 ABCD pada kondisi 32oC dengan menggunakan pompa P305/P202. Udara

82 82 pengaduk yang digunakan diambil dari udara luar yang ditekan oleh kompresor, lalu dibersihkan dengan separator oil sebelum dimasukkan ke dalam saturator. Reaksi pembentukan amonium sulfat adalah reaksi eksotermis, yang menghasilkan panas ± 109,72 kkal/mol dengan penambahan uap amoniak dan asam sulfat secara terus menerus maka konsentrasi amonium sulfat yang terbentuk akan semakin meningkat dan panas yang dihasilkan juga akan semakin besar. Desain operasi saturator R-301 ABCD adalah pada 105oC dan tekanan 1 atm sedangkan reaksi selalu melepas panas ± 109,72 kkal/mol. Dengan tujuan menjaga suhu larutan amonium sulfat agar konstan ± 105oC maka air proses dari tangki TK-301 perlu ditambahkan secara terus-menerus ke dalam saturator. Temperatur dalam saturator dapat bertahan hampir konstan ( oC) pada kondisi normal operasi. Sebagian kecil panas ini hilang melalui dinding saturator, sebagian besar akan menguapkan air dari larutan dan dimasukkan kembali ke dalam saturator untuk menjaga temperatur konstan. Kadar impuritis di dalam larutan induk (mother liquor) harus diamati, dengan batasan Fe maksimum 10 ppm. Untuk mengikat Fe maka diinjeksikan asam fosfat. Pada suhu 105oC dan tekanan 1 atm air proses akan berubah fasa menjadi uap sehingga larutan amonium sulfat dalam saturator akan menjadi jenuh dan kemudian membentuk kristal amonium sulfat. Uap air proses yang terbentuk segera dialirkan keluar saturator R-301 untuk menjaga kondisi tekanan dalam saturator konstan 1 atm. Uap air ini dikondensasikan lagi di kondensor E-301 ABCD kemudian air kondensat yang dihasilkan, dialirkan ke dalam tangki TK-301. Tipe kondensor E-301 BCD adalah shell and tube dengan media air pendingin dari unit utilitas I dengan temperatur 30oC, air pendingin yang keluar dari kondensor harus dijaga temperaturnya tidak boleh lebih dari 50oC. Kristal amonium sulfat yang terbentuk mempunyai kecenderungan mengendap di dasar saturator, hal ini dapat mengganggu jalan keluar slurry amonium itu sendiri. Dengan tujuan untuk mengatasi hal tersebut maka udara murni bertekanan 1 kg/cm2 dan temperatur 70oC dihembuskan ke dalam saturator R-301 ABCD.

83 83 Setelah ketinggian slurry dalam saturator 3,5-4,5 m kandungan kristal amonium sulfat dalam saturator sudah mencapai 50% berat, slurry amonium sulfat dapat dialirkan keluar saturator melalui produk outlet berupa kristal yang kemudian dibawa ke unit pengeringan selanjutnya ke unit pengantongan. Larutan amonium sulfat jenuh (larutan induk) dari tangki D-301 AB dengan konsentrasi ±50% dan temperatur 70oC juga dipompakan ke dalam saturator R301 ABCD dengan tujuan mempercepat terbentuknya kristal amonium sulfat. Untuk mendapatkan konversi yang tinggi asam sulfat dimasukkan melalui line yang selalu terendam di bagian atas saturator dengan flow sebesar ± 5,2 ton/jam dan uap amoniak dilewatkan melalui sparger di bagian bawah saturator dengan flow sebesar ± 1/3 dari flow asam sulfat. Acidity (keasaman) dijaga dengan mengatur jumlah pemasukan NH3 vapor. Acidity naik, pemasukan NH3 ditambah. Acidity turun, pemasukan NH3 vapor dikurangi. Sedangkan flow acid (asam sulfat) sudah tertentu jumlah (konstan) Pemisahan Kristal (Centrifuge) Proses ini bertujuan untuk memisahkan Kristal ammonium sulfat yang terbentuk dari ML. Larutan amonium sulfat dalam tangki mother liquor harus dijaga suhunya pada 70oC dan dilakukan pengadukan secara kuntinyu sebelum dialirkan ke saturator R-301 ABCD dengan menggunakan pompa P-301. Produk dari saturator R-301 ABCD yang terdiri dari kristal amonium sulfat 50% berat dan sisanya larutan ammonium sulfat akan dipisahkan di centrifuge (M 301 AB). Centrifuge merupakan suatu alat pemisah antara padatan dan cairan dengan menggunakan screen yang berputar secara kontinyu. Produk slurry amonium sulfat dari saturator R-301 ABCD dilewatkan melalui Hopper D 302 AB untuk diumpankan ke centrifuge M 301 AB secara kontinyu. Kristal amonium sulfat akan tertahan pada dinding screen dan terkumpul di silinder screen. Secara kontinyu pusher bergerak maju mundur untuk mendorong kristal amonium sulfat yang terkumpul di screen ke solid discharge. Produk kristal keluar dari centrifuge M 301 AB mempunyai kandungan air sekitar 2% berat maksimum dikirim ke rotary dryer M-302 melalui belt conveyor M 303 secara kontinyu. Larutan amonium sulfat yang tertampung di dalam tangki mother liquid D 301 AB

84 84 dianalisis kadar kation-kation bebasnya. Kation-kation tersebut biasanya adalah Fe3+ yang dalam jumlah tertentu akan mempengaruhi bentuk kristal yang akan dihasilkan. Kristal amonium sulfat yang banyak mengandung ion logam tersebut biasanya berbentuk panjang seperti jarum. Kandungan kation bebas dalam larutan induk dibatasi maksimum 10 ppm. Apabila melebihi ambang batas yang ditetapkan maka ke dalam tangki mother liquor D 301 AB ditambahkan asam fosfat sehingga akan terbentuk endapan putih yang mudah dipisahkan. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut: Fe3+ + (PO4)3- FePO4 Butiran kristal amonium sulfat diteruskan ke belt conveyor dan screw conveyor untuk selanjutnya dibawa ke rotary dryer untuk dikeringkan. Sedangkan larutan induk dialurkan ke mother liquor tank untuk di recycle ke saturator Proses Pengeringan Tujuan dari tahap ini adalah mengurangi kadar air kristal amonium sulfat hingga 1,0% berat maksimal. Proses pengeringan kristal ZA di PT. Petrokimia Gresik menggunakan rotary dryer. Alat ini terdiri dari shell berbentuk silinder horizontal yang dipasang pada suatu roll, sehingga silinder dapat berputar dan kedudukannya sedikit membentuk sudut kemiringan. Pada bagian dalam silinder terdapat sekat-sekat yang arahnya mebujur sejajar sumbu silinder. Sekat ini desebut shovel berfungsi sebagai pengangkut butiran bahan yang akan dikeringkan pada saat silinder berputar. Pada bagian akhir belt conveyor sebelum jatuh ke screw conveyor M 307 pada permukaan kristal amonium sulfat ditambahkan larutan anti-cacking, pada ujung akhir screw conveyor dihubungkan langsung dengan bagian masuk ke rotary dryer M 302. Kristal amonium sulfat masuk ke bagian ujung yang lebih tinggi dari rotary dryer M 302 dengan kadar air maksimum 1% berat pada temperatur 70 oc keluar melalui bagian ujung yang lebih rendah karena adanya gaya gravitasi. Sebagai media pemanas adalah udara yang dipanaskan dengan heater yang sudah terangkai dalam rotary dryer tersebut. Udara pemanas akan mengalir searah dengan Kristal amonium sulfat, suhu udara pemanas masuk adalah untuk ZA I sebesar 115 oc dan ZA III sebesar 104 oc.

85 85 Kristal amonium sulfat akan mengalir keluar sebagai produk kering dengan kadar air maksimum 1% berat denan temperatur 55oC pada bagian ujung yang lebih rendah. Gerakan aliran dari kristal amonium sulfat ini disebabkan adanya putaran silinder dan kemiringan silinder. Media pemanas heater adalah Low Pressure Steam dari unit utilitas I, udara dari atmosfer akan memasuki rotary dryer disebabkan adanya hisapan atau tarikan dari Fan C 302. Udara keluar dari rotary dryer M 302 pada temperatur oc, udara tersebut diperkirakan mengandung debu amonium sulfat. Udara keluar dari rotary dryer M 302 dilewatkan wet cyclone D 303/309 untuk menangkap debu amonium sulfat yang terbawa dalam udara pemanas. Udara pemanas yang masuk ke wet cyclone D 303/309 di spray dengan air proses, kemudian air proses dan debu amonium sulfat yang tertangkap akan mengalir ke tangki larutan ZA dan D 307. Larutan ini kemudian dialirkan ke tangki mother liquor sedangkan udara pemanas setelah melewati wet cyclone D 303/309 dilepaskan ke atmosfer Penampungan Product dan Pengemasan Penampungan produk bertujuan untuk menyimpan sementara kristal ZA sebelum dikemas. Krital amonium sulfat kering dengan bantuan vibrating feeder M 308 diumpankan ke bucket elevator M 306. Kemudian diangkut setinggi 16,6 m. Kristal amonium sulfat dari bucket elevator diteruskan ke belt conveyor M 309 dan dilewatkan melalui hopper D 306 dan dilewatkan kembali dalam belt conveyor M 662 AB, akhirnya ditampung dalam sebuah bin. Dari bin ini selanjutnya kristal akan masuk ke proses pengantongan. Kristal amonium sulfat dikemas dalam karung plastik dengan berat bersih 50 kg tiap karung.

86 86 BAB IV UTILITAS 4.1. Unit Utilitas Utilitas merupakan komponen penting yang menentukan kelancaran proses produksi dalam suatu pabrik serta merupakan salah satu bentuk kepedulian jajaran PT Petrokimia Gresik dalam menjaga kenyamanan masyarakat dan kelestarian lingkungan sekitar. Secara menyeluruh pabrik I memiliki dua unit utilitas, yaitu unit utilitas lama (existing) dan unit utilitas baru (service unit). Unit utilitas I merupakan unit penunjang yang bertugas mempersiapkan dan memenuhi kebutuhan operasional pabrik I, khusus berkaitan dengan penyediaan bahan baku dan bahan pembantu. Bagian utilitas I adalah bagian yang bertanggungjawab terhadap: Unit Penyediaan Air Air yang digunakan PT Petrokimia Gresik disuplai dari 2 sungai, yaitu: a. Water Intake Gunungsari Hasil yang diperoleh dari Water Intake Gunungsari mempunyai spesifikasi sebagai berikut: b. Jenis: hard water ph = 7,5 8,5 Total Hardness = 220 ppm sebagai CaCO3 Kapasitas = 800 m3/jam Water Intake Babat Produk yang dihasilkan dari water intake Babat mempunyai spesifikasi sebagai berikut: - Jenis: hard water ph = 7,5 8,5 Total hardness = maks. 200 ppm sebagai CaCO3 Kapasitas = 2500 m3/jam Hard water digunakan sebagai service water, hydrant water, softening unit pabrik I, air umpan dan dikirim ke produksi II, III serta ke anak perusahaan Air, meliputi beberapa macam spesifikasi, yaitu:

87 Air proses (process water), yang digunakan untuk proses produksi. Air minum (drinking water), digunakan sebagai air minum dan sanitasi Air Hydrant (Hydrant water), digunakan sebagai air pemadam kebakaran. Air Demineralisasi (Demineralized Water), digunakan sebagai bahan baku steam, pembuatan larutan kimia, dll. 5. Air pendingin (Cooling water), digunakan untuk mendinginkan mesin, proses (Heat Exchanger), dll. 6. Service water, digunakan untuk sarana house keeping. Berikut diagram blok proses penyediaan air: Gambar 4.1. Diagram blok proses penyediaan air (Sumber: Materi Departemen Produksi I PT Petrokimia Gresik) Lime Softening Unit (LSU) Unit ini menampung hard water dari Water Intake Gunungsari dan Water Intake Babat di TK 951 yang mempunyai kapasitas m 3 dan TK 1103 yang berkapasitas m3. Tugas utama dari Lime Softening Unit ini adalah mengolah hard water dari TK 951 menjadi soft water dengan penambahan larutan kapur dan polyelectrolite. Soft water ini digunakan sebagai bahan baku air demin (demineralized water) yang diolah diunit Demin plant. Produk softwater sebesar m3/jam. Air dari TK 951 dipompa dengan menggunakan pompa P2201 ABC, kemudian masuk ke dalam Circulator Clarifier yang bagian bawahnya dilengkapi dengan nozzle untuk menghisap lumpur-lumpur disekitarnya dan mensirkulasi ke dalam difusser, sehingga dapat membantu terbentuknya flok di dalam deflektor shift. Dengan demikian, proses ini membantu mengikat garam-garam Ca dan Mg yang terlarut dalam raw water. Dengan menginjeksikan lime maka akan menghasilkan reaksi sebagai berikut: Ca(OH)2 + Ca(HCO3)2 CaCO3 + 2H2O 2Ca(OH)2 + Mg(HCO3)2 2CaCO3 + Mg(OH)2 + 2H2O

88 88 Gambar 4.2. Proses lime softening unit (Sumber: Materi Departemen Produksi I PT Petrokimia Gresik) Penginjeksian polyelectrolitber tujuan untuk membentuk flok flok yang lebih besar dan mudah mengendap. Sludge yang terbentuk akan di blowdown bila mencapai 10 padatan. Jumlah padatan dijaga antara 6-8% dan dibuang secara otomatis setiap 30 menit selama 10 detik. Overflow dari circulator clarifier dilewatkan ke aquazur T filter. Filter ini berisi pasir silika dan dilengkapi dengan syphoon bertekanan vakum yang berfungsi untuk meningkatkan flow filtrat. Filter ini di-back wash dengan udara dari kompresor C 2202 AB yang dihembuskan dari bagian bawah filter sehingga kotoran yang menutupi filter akan mengalir secara overflow kesaluran pembuangan. Air produk dari unit pengolahan ini sebagian ditampung di reservoir R 2201, kemudian dialirkan ke storage tank dengan pompa P 2206 ke tangki 1201, serta dikirim ke produksi II dan III dan ke tangki TK 10 untuk dialirkan ke demin plant Coolling Tower Unit ini bertugas untuk menyediakan air pendingin dengan suhu 30-31,5 oc untuk unit utilitas dan proses. Kapasitas produksi keseluruhan adalah m3

89 89 sirkulasi dan di olah oleh Cooling tower T-1201 A. Cooling Tower ini terdiri dari 6 sel yang didesain untuk keperluan power station existing. Namun karena saat ini power station existing tidak beroperasi maka cooling tower A diinterkoneksikan dengan cooling tower amoniak untuk membantu penurunan suhu cooling water dengan flow sirkulasi 3000 m3/jam. Cooling tower T-2211A merupakan cooling water untuk pabrik Amoniak dengan flow sirkulasi m3/jam. Sementara itu, cooling tower T-2211 B merupakan cooling water untuk pabrik Urea dengan flow sirkulasi 5000 m3/jam. Dari cooling tower A, cooling water dipompa dengan menggunakan pompa P 1216 ABC ke basis T-2212 A dan sebagian lagi ke filter 1203 AB. Sedangkan dari cooling tower B, cooling water dipompa dengan pompa P 1212 ABC ke ZA I, ZA III, CO2 plant serta untuk kebutuhan AC di kantor-kantor. Air dari sirkulasi proses dengan suhu 40-43oC masuk ke menara pendingin di bagian atas, lalu jatuh ke dalam basin melalui distributor dan splashing cup (bilah pemercik) dalam bentuk butiran hujan. Udara luar masuk melalui sirip-sirip kayu yang terhisap oleh fan yang berada di puncak cooling tower dan terkontak langsung dengan air yang turun ke basin, sehingga temperatur air turun sampai 28-30oC. Air pendingin di basin harus memenuhi syarat bebas korosi, bebas kerak, bebas jamur, dan bebas bakteri. Karena hal tersebut, diperlukan penginjeksian beberapa bahan kimia berikut: H2SO4 untuk menjaga ph 7,3-7,8. Cl2 sebanyak 0,2-0,5 ppm sebagai desinfektan untuk membunuh lumut- lumut. Nalco 7342 untuk mengendalikan kadar PO4 agar terjaga antara 5-7 ppm. Nalco 7392 dan Nalco untuk membunuh mikroorganisme dan untuk menjaga agar mikroorganisme dan jamur yang mati tetap melayang dan tidak melekat pada tube. Zat ini diinjeksikan setiap minggu sekali. Untuk mengendalikan kadar chloride ( ppm), total solid ( ppm), silika (maksimum 150 ppm) dilakukan blow down secara manual. Sementara itu, untuk pabrik amoniak dan urea, terdapat unit cooling tower baru, yaitu:

90 90 T 2211 A, terdiri dari 5 sel yang digunakan untuk pendingin air pabrik amoniak dari suhu 42 0C menjadi 32 0C. T 2211 B, terdiri dari 3 sel yang digunakan sebagai pendingin air pabrik urea dari suhu 42 0C menjadi 32 0C. Kontrol operasional dan bahan kimia yang dipakai di T 2211 AB sama dengan T 1201 ABCDEF Demineralisasi Plant I/II Unit ini mengolah soft water menjadi air bebas mineral yang digunakan untuk air proses dan air umpan boiler. Air dari tangki TK 1201 dipompa dengan pompa P 1203 ABC disaring di quartzite filter F 1202 ABCD, kemudian air tersebut dialirkan ke cation exchanger D 1208 ABCD. Setelah itu air tersebut dialirkan ke begian atas degasifier D 1221 disertai dengan menghembuskan udara dari blower C 1243 (untuk menurunkan kadar O2 dan CO2) melalui bagian bawah degasifier. Dari bagian bawah degasifier, air dipompakan oleh pompa P 1241 AB ke bagian atas anion exchanger D 1209 ABCD, lalu dialirkan ke mixed bed exchanger D 1210 ABC. Produknya sebagian besar dipakai sebagai air umpan di Boiler B 1102 dan sebagian lagi ditampung di TK Quartzite Filter Alat ini berisi gravel dan pasir yang berfungsi untuk menurunkan turbiditas soft water hingga menjadi sekitar 2 NTU. Kapasitas desain tiap vessel adalah 35 m3/jam. Namun dalam operasi dapat ditingkatkan menjadi 65 m 3/jam. Indikator kejenuhan filter dapat dilihat dari kenaikan hilang tekan dan turbiditas air. Back wash dilakukan dengan menghembuskan udara, kemudian mengalirkan soft water dari TK 1201 setelah itu dilakukan pembilasan dengan soft water tersebut Cation Exchanger (D 1208 ABCD) Alat ini berisi kation tipe C 300 yang berfungsi untuk mengikat ion-ion positif melalui reaksi: RH2 + 2NaCl RNa2 + 2HCl RH2 + CaCO3 RCa + H2CO3 RH2 + BaCl2 RBa + 2HCl

91 91 Resin akan jenuh setelah bekerja ± 36 jam yang ditunjukkan dengan kenaikan konduktivitas anion, FMA (Free Mineral Acid), kenaikan ph, dan Na serta total hardness yang lebih besar dari 0. Pada resin yang jenuh akan dilakukan regenerasi dengan menggunakan larutan H2SO4. Reaksi yang terjadi selama regenerasi adalah: RNa2 + H2SO4 RH2 + Na2SO4 RCa + H2SO4 RH2 + CaSO4 RBa + H2SO4 RH2 + BaSO4 Spesifikasi air yang keluar dari cation exchanger: - ph = ± 3 FMA: konstan Total Hardness = 0 Prosedur regenerasi resin pada cation exchanger adalah sebagai berikut: Level discharge selama 5 menit. Backwash selama 20 menit dengan menggunakan air dari quartzite filter. Level discharge selama 15 menit. Regenerasi I menggunakan H2SO4 2% volume (kemurnian 98%) dan densitas 1,01 gr/ml selama 23 menit dengan laju alir 47 m3/jam. Regenerasi II menggunakan H2SO4 4% volume dan densitas 1,02 gr/ml selama 22 menit dengan laju alir 23 m3/jam. Pencucian I menggunakan air quartzite filter dengan laju alir 23 m3/jam selama 40 menit. Pencucian II menggunakan air quarzite filter dengan laju alir 27,5 m3/jam selama 2 jam Degasifier (D 1221) Unit ini berfungsi untuk menghilangkan gas CO2 yang terlarut di dalam air yaitu dengan cara, produk air yang keluar dari cation exchanger di spray dari atas dan.dikontakkan dengan udara terkompresi oleh blower C 1234 dari bawah. Untuk meringankan beban kerja dari unit degasifier, maka diberi vent untuk gas gas tersebut Anion Exchanger (D 1209 ABCD)

92 92 Unit ini berfungsi untuk mengikat ion-ion negatif yang terkandung dalam air dengan menggunakan resin anion Castel A 500 P. Reaksi-reaksi yang terjadi adalah: R(OH)2 + H2SO4 RSO4 + 2H2O R(OH)2 + 2HCl RCl2 + 2H2O R(OH)2 + H2CO3 RCO3 + 2H2O Resin akan menjadi jenuh setelah beroperasi ± 40 jam dengan indikasi adalah kadar silika lebih dari 0,1 ppm, ph air yang keluar menurun, serta konduktivitas menurun drastis. Reaksi-reaksi yang terjadi pada saat proses regenerasi adalah : RSO4 + 2NaOH R(OH)2 + Na2SO4 RCl2 + 2NaOH R(OH)2 + 2NaCl RCO3 + 2NaOH R(OH)2 + Na2CO3 Proses regenerasi selesai apabila kadar silika lebih kecil dari 0,1 ppm, konduktivitas maksimum 45 µs/cm, dan ph ± 9,7. Prosedur regenerasi resin pada anion exchanger adalah sebagai berikut : Level discharge selama 5 menit. Backwash selama 15 menit dengan menggunakan air demin. Level discharge selama 5 menit. Preheating selama 15 menit dengan menggunakan air demin yang dilewatkan pada heat exchanger hingga mencapai temperatur 50oC. Regenerasi dengan menggunakan larutan NaOH 4% selama 60 menit dengan laju alir 15 m3/jam. Pencucian I dilakukan selama 60 menit dengan menggunakan air jenuh demin dengan laju alir 13 m3/jam. Pencucian II dilakukan selama 90 menit dengan menggunakan air jenuh demin dengan laju alir 21,5 m3/jam Mixed Bed Exchanger (D 1210 ABC) Unit ini untuk mengikat sisa-sisa kation dan anion yang masih terkandung di dalam air setelah melewati cation dan anion exchanger. Tangki mixed bed exchanger berisi campuran resin kation dan anion. Karena perbedaan berat jenis, maka resin kation dan anion akan terpisah. Resin anion berada di lapisan atas dan resin kation berada di lapisan bawah. Resin pada mixed bed exchanger dapat

93 93 mengalami kejenuhan setelah beroperasi selama ± 3 bulan dengan indikasi konduktivitas terus meningkat, kadar silika lebih besar dari 0,1 ppm, total hardness lebih besar dari 0,1 ppm, dan ph cenderung naik atau turun (pada batas ph kation dan anion). Spesifikasi air yang keluar dari mixed bed exchanger adalah sebagai berikut: - ph = 7,5 (ph cenderung akan naik terus atau turun terus) Konduktivitas > 2,0 µs/cm Kadar silica < 0,1 ppm Total Hardness = 0 Proses regenerasi Mixed Bed Exchanger sebagai berikut: Level discharge selama 10 menit. Backwash selama 20 menit dengan menggunakan air demin. Level discharge selama 5 menit. Regenerai resin anion dengan menggunakan larutan NaOH 4% selama 60 menit dengan laju alir 8,7 m3/jam. Pencucian I dilakukan dengan menggunakan air demin selama 60 menit dengan laju alir 7,6 m3/jam. Pencucian II dilakukan dengan menggunakan air demin selama 30 menit dengan laju alir 25 m3/jam. Regenerasi resin anion dengan menggunakan larutan H2SO4 4% selama 55 menit dengan laju alir 6 m3/jam. Level discharge selama 5 menit. Pencucian I dengan menggunakan air demin selama 45 menit dengan laju alir 6 m3/jam. Pencucian II dengan menggunakan air demin selama 25 menit dengan laju alir 25 m3/jam. Level mixing resin selama 25 menit. Pencucian akhir dilakukan dengan menggunakan air demin selama 60 menit dengan laju alir 30 m3/jam. Di servis unit pabrik amoniak terdapat unit demineralisasi air dengan air umpan yang berasal dari steam condensate dari pabrik amoniak dan unit demineralisasi di utilitas I. Unit demineralisasi ini terdiri dari carbon filter, cation exchanger, dan mixed bed exchanger (polisher). Produk unit demineralisasi ini mempunyai spesifikasi sebagai berikut: - ph = 7 8 Kadar silica < 0,01 ppm Total Hardness = 0

94 94 Air ini digunakan untuk air umpan pada Waste Heat Boiler (WHB) dan air proses di pabrik amoniak dan urea. Berikut ini flow diagram demin plant I dan II. Gambar 4.3. Flow diagram demin plant I (Sumber: Materi Departemen Produksi I PT Petrokimia Gresik) Gambar 4.4. Flow diagram demin plant II (Sumber: Materi Departemen Produksi I PT Petrokimia Gresik)

95 Waste Heat Boiler (WHB)/Boiler 1102 Kebutuhan steam di Departemen Produksi I dipenuhi oleh boiler utilitas I (B 1102) dan Waste Heat Boiler (WHB). B 1102 menyediakan steam untuk keperluan proses di pabrik amoniak, ZA dan utilitas I. Pada kondisi normal operasi, pabrik amoniak mengimpor Medium Pressure Steam (MPS) dengan tekanan 45 kg/cm2 dari B sebanyak ± 75 ton/jam. Pada saat start up, kebutuhan steam akan lebih banyak lagi, lebih dari 120 ton/jam WHB memproduksi steam dengan tekanan 65 kg/cm2 sebanyak 70 ton/jam untuk keperluan start up amoniak. Bila unit amoniak beroperasi secara normal, steam produk WHB dipakai untuk unit urea GTG (Gas Turbin Generator) Kebutuhan listrik di Departemen Produksi I dipenuhi oleh Gas Turbine Generator (GTG). Pembangkit tenaga listrik di servis unit pabrik amoniak yang digunakan untuk keperluan pabrik dipenuhi dari Gas Turbine Generator (GTG) dengan kapasitas operasi normal 33 MW dan output 11,6 kv. Pada operasi normal, GTG menggunakan bahan bakar gas alam dari Pulau Kangean, Madura sebesar MMSCFD. Apabila terjadi penurunan laju alir gas, secara otomatis ditambahkan bahan bakar solar. Servis unit dilengkapi dengan satu buah back up diesel berkapasitas 1 MW. Gas buang yang dihasilkan oleh Gas Turbine Generator (GTG) memiliki jumlah kalori yang cukup tinggi sehingga digunakan untuk menghasilkan steam pada Waste Heat Boiler (WHB) dengan fasilitas additional firing dengan bahan bakar gas alam.

96 96 Gambar 4.5. Gas Turbine Generator (GTG) (Sumber: Materi Departemen Produksi I PT Petrokimia Gresik) Unit Utilitas I juga dilengkapi dengan 4 buah pembangkit tenaga listrik pembantu yang digunakan pada saat darurat terutama pada saat start up Departemen Produksi I. Bila ada salah satu turbin yang mati, diesel akan berjalan secara manual. Setiap diesel memiliki kapasitas desain 725 KVA, 380 V, dan 750 rpm. Turbin generator di Unit Utilitas I tersebut tidak digunakan lagi karena kurang ekonomis Drinking Water Unit ini bertugas untuk menyediakan kebutuhan air minum ke sebagian instalasi perusahaan, seperti pabrik I termasuk perumahan, yang dilayani dengan membentuk jaringan yang melingkar. Kebutuhan air minum sekitar 220 m3/jam. Jaringan yang melingkar meliputi ring utara dan selatan yang ujungnya saling bertemu. Alat yang mendukung TK 1202 AB dengan pompa P 1207 AB untuk ring utara,sedangkan P 1207 CD untuk ring selatan. Kualitas yang diharapkan adalah: - ph = 6,8 8,4 Turbidity = 5 NTU (max.) Cl2 sisa = 0,2 ppm (max.)

97 97 Berikut merupakan alur proses air minum: Ring Utara Hard Water P-1243AB F-1204AB TK-1202A P-1207AB TK-951/191/1203 Carbon Filter Ring Selatan Hard Water P-1243CD F-1204CD F-1205CD TK-1202B P-1240 F-1104 Carbon Filter P-1207CD Penyediaan Bahan Bakar Gas Dan Solar Bahan bakar yang dipakai pada Unit Utilitas I, adalah gas alam yang disupply dari KEI (Kangean Energi Indonesia) dari sumur TSB (Terang Sirasun Batur) Unit Penyediaan Udara Instrumen Udara instrumen adalah udara bertekanan yang telah dikeringkan atau dihilangkan kandungan airnya. Udara instrumen digunakan untuk keperluan aerasi, udara campuran, menggerakkan peralatan intrumentasi (pneumatic) seperti control valve, transmitter, dan lainnya. Udara instrumen diperoleh dari udara bebas yang diambil dengan kompresor dan udara pabrik yang berasal dari kompresor udara 101 J dibagian ammonia. Udara pabrik dari kompresor 101-J masuk ke penerima udara intrumen untuk dipisahkan kandungan airnya dan sebagai penampung udara sementara pada tekanan 8 kg/cm2g. Udara kemudian masuk ke filter untuk menyaring kotorankotoran dan minyak yang terbawa, kemudian masuk melalui kerangan 4 tahap ke salah satu pengering udara. Pengeringan udara instrumen adalah tipe pressure swing heatless dan terdiri dari dua bejana yang diisi dengan bahan pengering bola alumina atau slica gel untuk menyerap air yang terkandung dalam udara sehingga memenuhi spesifikasi titk embun -40 C pada tekanan 7,0 kg/cm2g. Udara yang telah kering keluar dari pengering udara kemudian disaring kembali keluar filter. Udara instrumen dikirim ke user melewati instrumen air header. Udara instrumen tersebut bertekanan 7 kg/cm2. Adapun udara instrumen

98 98 yang bertekanan 4 kg/cm2 disuplai dari kompresor C 2231 C untuk digunakan oleh pabrik utilitas exiting, pabrik ZA I/III, pabrik CO2, dan pengantongan. Gambar 4.6. Sistem Udara Bersih (Sumber: Materi Departemen Produksi I PT Petrokimia Gresik) BAB V TUGAS KHUSUS II: EVALUASI PENGGUNAAN KOMPRESOR UNTUK PROSES REFRIGERASI PADA UNIT PRODUKSI AMMONIA

99 Pendahuluan Latar Belakang Pada unit ammonia di Produksi I PT Petrokimia Gresik terdapat banyak alat untuk menjalankan serta menunjang proses produksi ammonia. Salah satu dari sekian banyak alat tersebut adalah kompresor. Kompresor adalah alat yang memiliki peranan yang cukup penting di dunia industri untuk dapat menjalankan suatu proses produksi. Pengertian dari kompresor itu sendiri adalah alat mekanik yang bertugas untuk meningkatkan tekanan fluida yang dapat dimampatkan. Tujuan utama penggunaan kompresor adalah untuk meningkatkan energi suatu fluida kompresibel dengan memberikan tekanan yang tinggi, kecepatan yang tinggi, atau dengan ketinggian yang tinggi kepada fluida. Dengan tekanan atau kecepatan yang tinggi, maka kita bisa menggunakan energi ini untuk menggerakkan sebuah benda. Pada aplikasinya, contoh utama penggunaan kompresor yang paling umum adalah pada pabrik-pabrik kimia, dimana kompresor digunakan untuk kebutuhan reaksi. Kompresor juga dapat bertugas untuk membagi-bagikan gas dan bahan bakar cair melalui instalasi pipa-pipa gas. Selain itu, kompresor banyak dipakai untuk mesin-mesin pneumatik, sedangkan yang menjadi satu kesatuan dengan mesin adalah turbin gas, mesin pendingin dan lainnya. Kompresor mampu digunakan baik sebagai penghasil udara bertekanan atau sebagai satu kesatuan dari mesin-mesin Rumusan Masalah Pada kompresor, terdapat fenomena surge dan stonewall yang harus dihindari. Surge dan stonewall terlihat melalui grafik. Surge merupakan fenomena ketidakstabilan yang terjadi pada saat laju alir rendah. Fenomena ini dapat terlihat pada kurva karakteristik kompresor. Surge melibatkan keseluruhan sistem, bukan hanya kompresor, yakni semua kumpulan komponen yang dilewati oleh aliran masuk (upstream) dan keluar (downstream) dari fluida.kompresor tidak dapat mencapai tekanan keluar sedemikian rupa sehingga terjadi serangkaian aliran balik. Sementara itu, choke merupakan fenomena penyumbatan, atau bisa disebut dengan efek dinding batu, atau sering juga disebut sebagai stonewall

100 100 effect. Efek ini merugikan kompresor karena membatasi kapasitas kompresor Kondisi choke disebabkan oleh laju alir membatasi gas yang melalui mata impeller pertama. Laju aliran ini selalu lebih besar dari disain dan biasanya tidak akan terjadi di bawah % rated capacity. Kecepatan maksimum dibatasi oleh bilangan Mach (kecepatan suara) dari gas. Secara teori, efek choke akan terjadi pada harga ini, tetapi prakteknya biasanya adalah membatasi disain pada bilangan Mach 0,80 hingga 0,90. Dibawah ini merupakan contoh dari kurva head vs flow dari suatu kompresor yang menunjukkan garis surge dan stonewall. Jika operating point kompresor melewati surge line, maka kompresor akan mengalami masalah surge. Begitu pula dengan stonewall. Gambar 5.1. Contoh dari kurva head vs flow suatu kompresor (Sumber: Hanlon, Paul C Compressor Handbook. McGraw-Hill Companies, Inc.) Selain itu diperlukan peninjauan kepada kompresor apakah kompresor terssebut pada kondisi nyata di lapangan telah bekerja sesuai dengan desain atau ratign yang telah dibuat untuk kompresor tersebut. Karena itu, diperlukan simulasi untuk membandingkan input dari rating yang telah ada dengan data-data yang didapatkan dari kondisi yang ada di lapangan untuk dapat mengevaluasi peforma dan kondisi dari kompresor.

101 Tujuan Tujuan dari evaluasi kompresor ini adalah: Mengetahui apakah pada kompresor yang ada telah beroperasi dengan baik. Meninjau apakah kompresor yang ada mampu bekerja tanpa mengalami gangguan yang kerap terjadi pada kompresor seperti surge dan stonewall. Melihat apakah pada kondisi lapangan kompresor telah bekerja sesuai dengan desiain atau rating kompresor tersebut Manfaat Manfaat dari evaluasi kompresor ini adalah: Mempelajari kompresor secara menyeluruh mulai dari cara kerja dan keadaan-keadaan yang harus dihindari pada kompresor (surge dan stonewall) Mampu membuat simulasi untuk kompresor sebagai cara untuk membandingkannya menggunakan data dari rating dengan data lapangan. Mengevaluasi peforma dan kondisi dari kompresor berdasarkan hasil simulasi yang dilakukan dengan data rating dan data lapangan. Memberikan rekomendasi dan masukan pada unit produksi apabila kompresor yang ada tidak mampu beroperasi dengan baik, 5.2. Tinjauan Pustaka Pada pabrik atau industri kimia, diperlukan banyak alat-alat yang dirancang dan dipasang untuk memastikan bahwa proses produksi berjalan dengan baik, salah satunya adalah kompresor. Kompresor merupakan alat mekanik yang bertugas untuk meningkatkan tekanan fluida yang dapat dimampatkan (compressible fluid), yaitu gas atau udara. Kompresor memiliki tujuan utama untuk meningkatkan energi suatu fluida yang dapat dimampatkan (compressible fluid) dengan memberikan tekanan yang tinggi, kecepatan yang tinggi, atau dengan ketinggian yang tinggi kepada fluida tersebut sesuai dengan hukum Bernoulli. Dengan tekanan atau kecepatan yang tinggi, maka kita bisa menggunakan energi ini untuk menggerakkan sebuah benda.

102 102 Gambar 5.2. Contoh gambar dari kompresor (Sumber:images.google.com) Penggunaan kompresor sangatlah penting di dunia industri, contoh yang paling umum adalah pada pabrik-pabrik kimia untuk kebutuhan reaksi. Kompresor juga bertugas untuk membagi-bagikan gas dan bahan bakar cair melalui instalasi pipa-pipa gas. Kompresor mampu digunakan baik sebagai penghasil udara bertekanan atau sebagai satu kesatuan dari mesin-mesin. Kompresor juga dapat menjadi satu kesatuan dengan mesin adalah turbin gas, mesin pendingin dan lainnya. Selain itu, kompresor banyak dipakai untuk mesinmesin pneumatik. Secara singkat, fungsi utama dan pendukung kompresor antara lain: - Untuk memompa pendingin melalui sistem pendingin. - Untuk menekan gas pendingin dalam sistem sehingga dapat terkondensasi menjadi cair dan menyerap panas dari udara atau air yang sedang didinginkan atau dingin. - Mengirim tenaga berupa udara untuk peralatan pneumatik dan peralatan pengangkat yang bekerja, secara pneumatik - Mengirim dan membagikan gas seperti pada pipa gas dan bahan bakar cair - Menyediakan udara bertekanan tinggi seperti pada mesin otomotif - Meningkatkan sistem tekanan untuk membantu reaksi kimia Metodologi Dalam mengerjakan evaluasi kompresor yang telah digunakan pada pabrik ammonia, dilakukan beberapa langkah secara terstruktur dan sistematis sebagai

103 103 metodologi untuk mencapai hasil yang diharapkan. Secara singkat metodologi dalam menyelesaikan masalah pada tugas ini dijelaskan pada bagan berikut ini: Mengambil data rating kompresor (kondisi inlet kompresor, kurva kompresor) Melakukan simulasi dengan input data rating ke software (kondisi inlet kompresor dan kurva kompresor) Melihat %error hasil simulasi terhadap data rating (power, efisiensi politropik, kondisi outlet kompresor) Melihat posisi operating point pada kurva kompreosor hasil data rating untuk mengecek apakah terjadi surge atau stonewall Mengambil data kondisi lapangan kompresor dari DCS (kondisi inlet kompresor, kurva kompresor) Melakukan simulasi dengan input data DCS ke software (kondisi inlet kompresor dan duty pendingin pada sistem) Membandingkan output simulasi berupa power kompresor dengan power kompresor dari data rating Mencari data lain yang memiliki korelasi dengan power kompresor pada hasil simulasi dan data rating, membandingkannya dan membuktikannya dengan rumus power kompresor Melihat posisi operating point pada kurva kompreosor hasil input data DCS untuk mengecek apakah terjadi surge atau stonewall Gambar 5.3. Metodologi penyelesaian masalah tugas khusus (Sumber:Dokumen pribadi) Metodologi yang dilakukan adalah dengan simulasi menggunakan software UniSim Design (Free Trial) untuk mensimulasi dan menganalisis proses-

104 104 proses kimia dengan segala macam senyawa-senyawa yang terlibat dan peralatanperalatan proses yang terkait, dengan hasil yang cukup akurat. Berikut tampilan awal UniSim Design (Free Trial) yang akan menjalankan simulasi ini. Gambar 5.4. Tampilan UniSim Design (Free Trial) (Sumber:Dokumen pribadi) Sistem yang akan disimulasikan adalah sistem refrigerasi ammonia. Sistem refrigerasi ini memakai 4 tingkat kompresor. Kegunaan dari sistem ini adalah untuk mengondensasi NH3 di syn loop, ven gas dan purge gas serta menurunkan jumlah H2O dari gas sintesis. Sistem beroperasi pada 4 level suhu yaitu 13 oc, -1 oc, -12 oc, dan -33 oc. Sistem ini terdiri dari kompresor sentifugal 4 tingkat dengan 2 intercooler, refrigent condenser, refrigent receive dan evaporator. Refrigerasi dengan media amoniak digunakan untuk mengembunkan amoniak yang terkandung dalam syn loop, recovery amoniak dari purge dan flash, serta mendinginkan make up gas sebelum masuk dryer. Dibawah ini merupakan skema proses kompresi ammonia yang akan disimulasikan.

105 105 Gambar 5.5. Gambar skema dari proses kompresi ammonia pada pabrik ammonia (Sumber:DCS Produksi I PT Petrokimia Gresik) Untuk mengevaluasi sistem refrigerasi ini, langkah pertama yang dilakukan adalah membuat skema proses yang menggunakan kompresor yang akan dievaluasi. Seperti yang telah dijelaskan, pada proses ini terdapat 4 stage kompresor untuk mengkompresi ammonia, dilengkapi dengan pendingin berupa dua unit heat exchanger jenis shell and tube, dengan kode 167-C dan 128-C untuk menurunkan suhu ammonia yang naik setelah dikompresi. Pada aliran masuk ke kompresor stage kedua, ketiga, dan keempat terdapat aliran ammonia tambahan yang secara otomatis menambah laju alir ammonia yang dikompresi. Skema aliran dengan data-data kondisi-kondisi yang sesuai dengan rating dijelaskan dibawah ini. Pada aliran input awal masuk kompresor pada 1st stage, laju alir ammonia sesuai rating adalah sebesar kg/hr, dengan suhu -32,8 oc dan tekanan 1,04 kg/cm2. Setelah dikompresi, suhu dan tekanan ammonia berubah menjadi 43,2 oc dan 2,69 kg/cm2. Discharge dari kompresor pada 1st stage ini mendapatkan aliran tambahan sebelum mencapai 2nd stage berupa ammonia dari 120 CF dengan laju alir 7694 kg/hr, dengan kondisi suhu -11,7 oc dan tekanan 2,74 kg/cm2. Hal ini membuat laju alir discharge ammonia bertambah menjadi kg/hr. Kondisi

106 106 suhu dan tekanannya mengalami penurunan menjadi 22,5 oc dan 2,66 kg/cm2. Aliran ini menjadi input untuk kompresor pada 2nd stage. Memasuki 2nd stage, ammonia dikompresi lagi sehingga tekanan keluaran naik menjadi 4,43 kg/cm2, dan secara otomatis suhunya juga naik menjadi 67,8 o C. Untuk suhu sebesar itu diperlukan pendingin berupa heat exchanger (167-C) untuk menurunkannya agar suhu menjadi tidak lebih tinggi lagi. Aliran ammonia discharge dari 2nd stage memasuki heat exchanger 167-C yang bertipe shell and tube ke dalam shell-nya. Sementara pendingin yang digunakan adalah air (cooling water) dengan laju alir sebesar kg/hr dan bersuhu 32 oc yang ditempatkan pada sisi tube. Pada heat exchanger, dengan pressure drop dari shell dan tube masing-masing sebesar 0,23 dan 0,7 kg/cm2, suhu ammonia dapat diturunkan menjadi 37 oc, sementara suhu cooling water naik menjadi 37,2 oc. Setelah itu aliran ammonia mendapatkan aliran ammonia tambahan dari 120 CF dengan laju alir sebesar kg/hr, dan kondisi suhu dan tekanan masing-masing sebesar 0,6 oc dan 4,25 kg/cm2. Laju alir ammonia menjadi kg/hr, dengan suhu dan tekanan masing-masing menjadi 18,2 oc dan 4,05 kg/cm2. Aliran tersebut dikompresi pada 3rd stage, membuat kondisi suhu dan tekanan menjadi masing-masing 67,8 oc dan 7,22 kg/cm2. Suhu yang terlalu tinggi membuat diperlukannya lagi pendingin berupa heat exchanger untuk mendinginkannya. Heat exchanger yang digunakan adalah heat exchanger 128-C dengan tipe shell and tube. Pendingin yang digunakan adalah air (cooling water) dengan suhu 32 oc dan laju alir yang cukup besar, yaitu kg/hr. Pada heat exchanger, dengan pressure drop dari shell dan tube masing-masing sebesar 0,35 dan 1,05 kg/cm2, suhu ammonia dapat diturunkan menjadi 37 oc, sementara suhu cooling water naik menjadi 37 oc. Aliran ammonia kembali mendapatkan aliran tambahan berupa ammonia dari 120 CF dengan laju alir sebesar kg/hr, dengan kondisi suhu dan tekanan masing-masing sebesar 13,3 oc dan 6,96 kg/cm2. Hal itu membuat laju alir ammonia menjadi bertambah besar lagi, yaitu sebesar kg/hr, dengan suhu dan tekanan masing-masing menjadi 27,6 oc dan 7 kg/cm2. Aliran tersebut dikompresi pada 4th stage, membuat kondisi suhu dan tekanan menjadi lebih tinggi lagi, masing-masing sebesar 102 oc dan 15,27 kg/cm2.

107 107 Setelah mempelajari proses dan perubahan-perubahan kondisi pada proses tersebut (laju alir, suhu, tekanan), dilakukan simulasi dengan UniSim Design (Free Trial) dengan awalmya dilakukan penginputan data berupa kondisi inlet awal kompresor pada 1st stage berupa suhu, tekanan dan laju alir massa. Selain itu, kondisi suhu, tekanan, dan laju alir massa stream tambahan dari 127 CF juga diinput, begitu juga suhu awal dan akhir dari cooling water pada pendingin jika memakai sistem heat exchanger. Selanjutnya, data-data dari kurva kompresor dimasukkan untuk menghitung stream keluaran dari kompresor (temperatur, tekanan, dan laju alir massa), dimana akan terhitung juga power (kw) kompresor. Terdapat dua kurva kompresor pada masing-masing RPM, yaitu head vs flow dan efisiensi politropik vs flow, dimana kurva tersedia untuk masing-masing speed, yaitu pada speed RPM, RPM, RPM, RPM, serta RPM. Data dari kurva tersebut ditafsirkan dalam bentuk tabel untuk diinput dalam UniSim Design (Free Trial). Di bawah ini merupakan menu untuk input data kurva flow, head, dan efisiensi politropik dam alah satu kurva head vs flow dan efisiensi politropik vs flow yang diubah dalam bentuk data-data. Gambar 5.6. Menu untuk input data kurva flow, head, dan efisiensi politropik (Sumber:Dokumen pribadi)

108 108 Gambar 5.7. Salah satu kurva kompresor yang akan diubah menjadi data-data (Sumber:Departemen PPE PT Petrokimia Gresik) Hasil simulasi dengan rating diperbandingkan antara data power (kw), laju alir massa inlet (kg/hr), kondisi stream masuk dan keluaran kompresor yaitu suhu (oc) dan tekanan (kg/cm2), serta efisiensi politropik (%). Setelah itu dihitung error hasil simulasi dengan data rating yang telah ada, apakah perhitungan pada simulasi yang telah dikerjakan sudah akurat atau tidak. Kita juga melihat kurva kompresor pada UniSim Design (Free Trial) yaitu kurva flow (kg/hr) vs head (m) dan mengecek operating point nya pada masing-masing kompresor, apakah kompresor tersebut mengalami surge/stonewall atau tidak. Setelah menvalidasi dan menyatakan bahwa simulasi yang dilakukan telah menghitung dengan cukup akurat, langkah selanjutnya adalah memasukan data real yang ada di lapangan ke dalam simulasi yang didapatkan dari DCS Produksi I. Data tersebut antara lain data kondisi inlet dari masing-masing kompresor berupa suhu, tekanan, dan laju alir massa inlet ke kompresor tersebut, serta duty

109 109 pendingin aliran ammonia. Selanjutnya dilakukan perbandingan hasil antara simulasi input data dari DCS dengan rating. Perbandingan hasil data dari DCS dengan rating dilakukan dengan membandingkan antara lain power (kw), laju alir massa inlet (kg/hr), kondisi stream masuk dan keluaran kompresor yaitu suhu ( oc) dan tekanan (kg/cm2) serta efisiensi politropik (%), kemudian dihitung errornya. Selanjutnya, sama dengan perbandingan simulasi dengan rating, perlu dicek pula operating point pada masing-masing kompresor, apakah kompresor tersebut mengalami surge/stonewall atau tidak Hasil dan Pembahasan Pengecekan Simulasi Proses Refrigerasi Ammmonia dengan Rating Kompresor Seperti yang telah dijelaskan pada sub-bab sebelumnya, langkah pertama yang dilakukan adalah membuat skema proses refrigerasi ammonia yang akan disimulasikan pada UniSim Design (Free Trial). Berikut merupakam gambar skema proses tersebut yang digambarkan melalui UniSim Design (Free Trial). Gambar 5.8. Simulasi skema proses refrigerasi ammonia (Sumber:Dokumen pribadi) Skema proses pada gambar 6.5. digambarkan dengan adanya aliran ammonia yang dikompresi dengan 4 tingkatan, dilengkapi dengan heat exchanger setelah kompresi tingkat kedua dan ketiga. Setelah diinputkan data rating denagn data-data yang telah disebutkan pada sub-bab sebelumnya, simulasi berjalan dan menunjukkan hasil perhitungannya. Hasil perhitungan yang muncul pada UniSim Design (Free Trial) dilampirkan pada gambar berikut.

110 110 Gambar 5.9. Hasil simulasi skema proses refrigerasi ammonia dengan data rating (Sumber:Dokumen pribadi) Dari hasil simulasi tersebut diambil data-data pada tiap kompresor yang telah terhitung untuk diperbandingkan dengan data rating yang tetap dan dibuat error yang dihasilkan. Hasil perbandingannya dijabarkan melalui tabel berikut: Tabel 5.1. Perbandingan hasil simulasi dengan data rating tetap pada 1st Stage. Parameter Power (kw) Laju alir massa (kg/hr) Tekanan inlet (kg/cm2) Suhu inlet (oc) Tekanan outlet (kg/cm2) Suhu outlet (oc) Efisiensi politropik (%) Hasil Simulasi , ,63 46,87 76,56 Data Rating , ,69 43,20 76,80 Error (%) 4, ,23 8,50 0,32 Tabel 5.2. Perbandingan hasil simulasi dengan data rating tetap pada 2nd Stage. Parameter Hasil Simulasi Data Rating Error (%)

111 111 Power (kw) Laju alir massa (kg/hr) Tekanan inlet (kg/cm2) Suhu inlet (oc) Tekanan outlet (kg/cm2) Suhu outlet (oc) Efisiensi politropik (%) 527, ,63 23,43 4,34 71,42 76, ,66 22,50 4,43 67,80 77,70 4,54 0 1,13 4,13 2,05 5,34 0,94 Tabel 5.3. Perbandingan hasil simulasi dengan data rating tetap pada 3rd Stage. Parameter Power (kw) Laju alir massa (kg/hr) Tekanan inlet (kg/cm2) Suhu inlet (oc) Tekanan outlet (kg/cm2) Suhu outlet (oc) Efisiensi politropik (%) Hasil Simulasi Data Rating Error (%) Tabel 5.4. Perbandingan hasil simulasi dengan data rating tetap pada 4th Stage. Parameter Power (kw) Laju alir massa (kg/hr) Tekanan inlet (kg/cm2) Suhu inlet (oc) Tekanan outlet (kg/cm2) Suhu outlet (oc) Efisiensi politropik (%) Hasil Simulasi Data Rating Error (%) Pada hasil diatas dapat dilihat bahwa persen kesalahan/error yang didapatkan pada hampir semua parameter yang diukur rata-rata mengeluarkan hasil dibawah 5%. Hasil tersebut sudah cukup baik untuk simulasi. Dengan acuan hasil perbandingan tadi dapat diambil kesimpulan bahwa simulasi yang telah dibuat tersebut cukup valid dan akurat jika digunakan untuk mensimulasi proses ini dengan data input yang berbeda. Selain itu dilakukan pula pengecekan apakah terjadi surge pada kompresor, dengan kurva head vs flow dan efisiensi politropik vs flow pada UniSim Design (Free Trial).

112 112 Surge Line Stonewall Line Gambar Kurva head vs flow pada pada 1st stage (data rating) (Sumber:Dokumen pribadi) Surge Line Stonewall Line Gambar Kurva head vs flow pada 2nd stage (data rating) (Sumber:Dokumen pribadi)

113 113 Surge Line Stonewall Line Gambar Kurva head vs flow pada 3rd stage (data rating) (Sumber:Dokumen pribadi) Surge Line Stonewall Line Gambar Kurva head vs flow pada 4th stage (data rating) (Sumber:Dokumen pribadi)

114 114 Surge Line Stonewall Line Gambar Kurva efisiensi politropik vs flow pada 1st stage (input data rating) (Sumber:Dokumen pribadi) Surge Line Stonewall Line Gambar 5.15.Kurva efisiensi politropik vs flow pada 2nd stage (input data rating) (Sumber:Dokumen pribadi)

115 115 Surge Line Stonewall Line Gambar 5.16.Kurva efisiensi politropik vs flow pada 3rd stage (input data rating) (Sumber:Dokumen pribadi) Surge Line Stonewall Line Gambar Kurva efisiensi politropik vs flow pada 4th stage (input data rating) (Sumber:Dokumen pribadi) Pada hasil kurva head vs flow dan efisiensi vs flow pada keempat tingkat kompresor hasil simulasi dengan data rating diatas, terlihat bahwa operating point pada tiap kompresor terletak pada posisi yang jauh dari surge line dan stonewall line, dan tidak melewati kedua garis tersebut. Dari hasil yang didapatkan ini dapat ditarik kesimpulan bahwa data rating kompresor tidak bermasalah dan jika keempat tingkat kompresor berjalan sesuai dengan data rating, kompresor tersebut tidak akan mengalami surge dan stonewall yang merugikan operasi kompresor.

116 116 Hal ini terlihat dari operating point keempat tingkat kompresor yang tidak melewati atau berada pada surge line dan stonewall line Evaluasi Kompresor pada Proses Refrigerasi Ammonia dengan Kondisi di Lapangan. Setelah melakukan pengecekan kemampuan simulasi dan didapatkan hasil bahwa simulasi telah akurat dan dapat berjalan dengan baik, dilakukan pengecekan terhadap data real dari lapangan yang didapatkan dari DCS Produksi I. Data yang didapatkan merupakan kondisi stream berupa laju alir massa, suhu dan tekanan pada tiap-tiap stream yang diukur secara continuous setiap 1 jam sekali setiap hari. Daya yang diambil merupakan data selama satu pekan di awal bulan Juli 2016, yaitu pada tanggal 1 Juli 2016 pukul hingga tanggal 7 Juli 2016 pukul Masing-masing data dari rentang tanggal tersebut dirataratakan, dan dijadikan input untuk simulasi pada UniSim Design (Free Trial). Data-data tersebut dirangkum dalam tabel berikut. Tabel 5.5. Rata-rata data lapangan Produksi I pada sistem refrigerasi ammonia Parameter Laju alir massa (kg/hr) Suhu (oc) Tekanan (kg/cm2) Stream #1 8176,89-31,86 Stream #2 Stream #3 7666, ,94-11,06 1,91 1,03 Stream # ,65 16,28 Tabel 5.6. Data lapangan untuk duty pendingin pada sistem refrigerasi ammonia Nama Pendingin 167-C 128-C Duty (Gcal/hr) 0,24 0,47 Untuk data lapangan pendingin yang diperoleh, didapatkan data berupa duty dengan satuan Gigakalori per jam. Untuk adanya opsi lain dalam simulasi dengan memanfaatkan data duty, heat exchanger pada simulasi dapat digantikan dengan cooler. Pada trial perbandingan antara hasil keluaran antara heat exchanger dengan cooler yang telah dilakukan, hasil yang didapatkan akan tidak terlalu berbeda jauh karena stream keluaran akan mengikuti hasil dari duty. Berikut merupakan gambar skema proses dan hasil simulasi yang telah dilakukan.

117 117 Gambar Skema proses hasil input data DCS (heat exchanger) (Sumber:Dokumen pribadi) Gambar Skema proses hasil input data DCS (cooler) (Sumber:Dokumen pribadi) Pada simulasi menggunakan heat exchanger maupun cooler didapatkan hasil yang sama persis. Hal ini menandakan bahwa kondisi stream ammonia yang didinginkan akan mengikuti duty yang diinput baik dalam heat exchanger maupin cooler. Jadi pemilihan unit pendingin dapat dipilih heat exchanger maupun cooler, dengan perbedaan bahwa pada heat exchanger akan terlihat kondisi dari stream fluida pendingin pada input atau outputnya. Setelah mendapatkan hasil

118 118 dari input dengan data real kondisi lapangan dari DCS, dilakukan perbandingan antara hasil simulasi DCS dengan rating. Parameter-parameter yang diperbandingkan sama dengan yang diperbandingkan oleh hasil simulasi rating dengan data rating tetap yang telah dilakukan. Perbandingan tersebut dapat dilihat melalui tabel-tabel berikut. Tabel 5.7. Perbandingan simulasi data DCS dengan data rating pada 1st Stage Parameter Power (kw) Laju alir massa (kg/hr) Tekanan inlet (kg/cm2) Suhu inlet (oc) Tekanan outlet (kg/cm2) Suhu outlet (oc) Efisiensi politropik (%) Simulasi 422, ,89 1,03-31,86 3,02 59,26 79,18 Rating ,04-32,80 2,69 43,20 76,80 Tabel 5.8. Perbandingan simulasi data DCS dengan data rating pada 2nd Stage Parameter Power (kw) Laju alir massa (kg/hr) Tekanan inlet (kg/cm2) Suhu inlet (oc) Tekanan outlet (kg/cm2) Suhu outlet (oc) Efisiensi politropik (%) Simulasi 477, ,7 Rating ,80 25,36 4,88 77,78 78, ,66 22,50 4,43 67,80 77,70 Tabel 5.9. Perbandingan simulasi data DCS dengan data rating pada 3rd Stage Parameter Power (kw) Laju alir massa (kg/hr) Simulasi ,6 Rating

119 119 2 Tekanan inlet (kg/cm ) Suhu inlet (oc) Tekanan outlet (kg/cm2) Suhu outlet (oc) Efisiensi politropik (%) 7 4, ,51 76,53 79,64 4,05 18,20 7,22 70,70 77,70 Tabel Perbandingan simulasi data DCS dengan data rating pada 4th Stage Parameter Power (kw) Laju alir massa (kg/hr) Tekanan inlet (kg/cm2) Suhu inlet (oc) Tekanan outlet (kg/cm2) Suhu outlet (oc) Efisiensi politropik (%) Simulasi ,3 Rating ,68 42,83 16,28 121,30 79, ,60 15,27 102,30 77,50 Pada hasil perbandingan diatas, untuk efisiensi politropik yang diperbandingkan, terlihat hasil efisiensi input DCS lebih besar dari data rating. Hal tersebut menunjukan bahwa dengan kondisi real pada lapangan yang memiliki suhu dan tekanan inlet-outlet yang cukup berbeda, keempat tingkat kompresor masih dapat bekerja dengan efisiensi politropik yang lebih besar dari efisiensi yang dihitung berdasarkan input data rating dari kompresor tersebut. Lalu pada power yang dihasilkan dengan input data lapangan dari DCS, secara total dihasilkan sebesar 5964,50 kw. Hasil simulasi data DCS tersebut lebih kecil dari data rating, yaitu power total sebesar 5114 kw. Perbedaan ini terjadi karena adanya perbedaan laju alir massa pada kompresor tersebut. Pada simulasi data lapangan dari DCS, total laju alir massa yang dikompresi adalah sebesar ,32 kg/hr. Sementara itu, pada data rating diketahui total laju alir massa yang dikompresi adalah sebesar kg/hr. Hal tersebut juga dipengaruhi oleh efisiensi politropik pada hasil simulasi data DCS yang lebih kecil dari rating pada masing-masing tingkat kompresor, dimana rata-rata efisiensi politropik pada hasil simulasi data DCS adalah sekitar 79,44&, sementara pada data rating diketahui sebesar 77,43%.

120 120 Terlihat bahwa power yang dikeluarkan oleh kompresor berbanding lurus dengan total laju alir gas yang dikompresi oleh kompresor, serta berbanding terbalik dengan efisiensi kompresor. Kondisi tersebut sesuai dengan rumus power pada kompresor, yaitu: Power= ( Mass of Gas per Unit Time )( h per Unit Mass) (6.1) ( Efficiency)( Energy Conversion Factor) Berikut tabel summary hasil total power, laju alir, dan efisiensi politropik: Tabel Perbandingan data power hasil simulasi data DCS dengan data rating. Power (kw) 1st Stage 2nd Stage 3rd Stage 4th Stage Overall DCS 422,20 477, ,50 Rating Tabel Perbandingan total laju alir massa hasil simulasi data DCS dengan data rating. Laju alir massa (kg/hr) Overall DCS ,32 Rating Tabel Perbandingan efisiensi politropik hasil simulasi data DCS dengan data rating. Efisiensi politropik (%) 1st Stage 2nd Stage 3rd Stage 4th Stage Overall DCS 79,18 78,93 79,64 79,99 79,44 Rating 76,80 77,70 77,70 77,50 77,43 Selain itu dilakukan pula pengecekan apakah pada kondisi real terjadi surge pada kompresor, dengan kurva head vs flow dan efisiensi politropik vs flow pada UniSim Design (Free Trial). Pengecekan tersebut perlu dilakukan karena menyangkut dengan kelancaran proses, dimana surge dan stonewall merupakan kondisi kompresor yang tidak diinginkan. Hal tersebut membuat pada evaluasi

121 121 kompresor ini juga harus dilihat apakah dengan kondisi real di lapangan yang berbeda pada data rating kompresor tersebut mengalami surge dan stonewall atau tidak. Berikut merupakan kumpulan kurva head vs flow dan efisiensi politropik vs flow pada simulasi dengan input data lapangan dari DCS. Surge Line Stonewall Line Gambar Kurva head vs flow pada 1st stage (simulasi data DCS) (Sumber:Dokumen pribadi) Surge Line Stonewall Line Gambar Kurva head vs flow pada 2nd stage (simulasi data DCS) (Sumber:Dokumen pribadi)

122 122 Surge Line Stonewall Line Gambar Kurva head vs flow pada 3rd stage (simulasi data DCS) (Sumber:Dokumen pribadi) Surge Line Stonewall Line Gambar Kurva head vs flow pada 4th stage (simulasi data DCS) (Sumber:Dokumen pribadi)

123 123 Surge Line Stonewall Line Gambar Kurva efisiensi vs flow pada 1st stage (simulasi data DCS) (Sumber:Dokumen pribadi) Surge Line Stonewall Line Gambar Kurva efisiensi vs flow pada 2nd stage (simulasi data DCS) (Sumber:Dokumen pribadi)

124 124 Surge Line Stonewall Line Gambar Kurva efisiensi vs flow pada 3rd stage (simulasi data DCS) (Sumber:Dokumen pribadi) Surge Line Stonewall Line Gambar Kurva efisiensi vs flow pada 4th stage (simulasi data DCS) (Sumber:Dokumen pribadi) Hasil kurva head vs flow dan efisiensi vs flow keempat tingkat kompresor hasil simulasi dengan data DCS memperlihatkan operating point pada tiap kompresor terletak pada posisi yang jauh dari surge line dan stonewall line, dan tidak melewati kedua garis tersebut. Dari hasil yang terlihat ini dapat ditarik