LAPORAN KP

KERJA PRAKTEKPT. PETROKIMIA GRESIK

APRIL 2011

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Konsep pengembangan IPTEK dibangun oleh dua pihak yang saling

berkaitan, yakni praktisi di dunia industri dan akademisi di kalangan pendidikan.

Pembangunan di bidang pendidikan dilaksanakan seiring dengan pengembangan

ilmu pengetahuan dan teknologi, dengan mengaplikasikan sistem pendidikan

nasional dalam rangka peningkatan kemampuan sumber daya manusia (SDM)

nasional dalam berbagai bidang. Pendidikan tinggi sebagai bagian dari

pendidikan nasional dibina dan dikembangkan guna mempersiapkan mahasiswa

menjadi SDM yang memiliki kemampuan akademis dan profesi sekaligus tanggap

terhadap kebutuhan pembangunan dan pengembangan IPTEK sehingga dapat

dijadikan bekal pengabdian kepada masyarakat. Pengembangan sumber daya

manusia di perguruan tinggi dilaksanakan melalui kegiatan belajar mengajar,

penelitian, dan pengabdian masyarakat.

Untuk mencapai hasil yang optimal dalam pengembangan ilmu

pengetahuan dan teknologi dibutuhkan kerjasama dan jalur komunikasi yang baik

antara perguruan tinggi, industri, instansi pemerintah dan swasta. Kerjasama ini

dapat dilaksanakan dengan pertukaran informasi antara masing-masing pihak

tentang korelasi antara ilmu di perguruan tinggi dan penggunaan di dunia industri.

Program Studi Teknik Kimia Institut Teknologi Sepuluh Nopember

menetapkan mata kuliah Kerja Praktek (KP)/ Praktek Kerja Lapangan (PKL)

sebagai mata kuliah wajib bagi mahasiswa Program Studi Sarjana. Dengan

melaksanakan mata kuliah ini, maka diharapkan mahasiswa akan memperoleh

banyak ilmu dan pengalaman lapangan yang akan melengkapi pengetahuan-

pengetahuan teoritisnya, bahkan bisa ikut berperan serta dalam penyelesaian

masalah keteknikan yang terjadi pada pabrik. Jika ditinjau dari sudut pandang

stakeholder / praktisi industri maka program kerja praktek ini juga diharapkan

menjadi sinkronisasi antara dunia akademis dan dunia kerja seperti yang

diarahkan oleh Mendiknas RI.

LAPORAN KERJA PRAKTEK PT. PETROKIMIA GRESIKJURUSAN TEKNIK KIMIA FTI-ITS


APRIL 2011

PT. Petrokimia Gresik merupakan perusahaan yang bergerak di bidang

pupuk, dimana produksi pupuk melibatkan proses dan operasi yang berdasarkan

pada materi - materi perkuliahan Teknik Kimia. Oleh karena itu PT. Petrokimia

Gresik merupakan tempat kerja praktek yang akan sangat memfasilitasi

mahasiswa untuk mengembangkan wawasan Teknik Kimia dan kemampuan

mengaplikasikannya dalam dunia industri.

1.2 Kerja Praktek

1.2.1 Waktu dan Tempat Pelaksanaan Kerja Praktek

Tempat : PT. PETROKIMIA GRESIK

Waktu : 4 April - 29 April 2011 (1 bulan)

1.2.2 Tujuan Kegiatan Kerja Praktek

Pelaksanaan program kerja praktek bagi mahasiswa Program Studi Sarjana

Teknik Kimia bertujuan untuk:

1. Memenuhi persyaratan kurikulum pendidikan Program Sarjana Teknik

Kimia.

2. Mahasiswa mampu memahami dan mendeskripsikan diagram alir proses

dan sistem pemroses yang dilakukan di pabrik tempat pelaksanaan kerja

praktek.

3. Mahasiswa melihat secara langsung wujud dan pengoperasian sistem

proses atau fasilitas pabrik dalam skala industri.

4. Mahasiswa mengetahui dan memahami wujud, karakteristik dan

spesifikasi perangkat utama proses, instrumen pengendalian, serta sistem

penyediaan utilitas yang dibutuhkan pabrik.

5. Mahasiswa memahami struktur organisasi yang efisien dan efektif untuk

menjalankan pabrik serta beberapa hal terkait seperti jenjang karir.



APRIL 2011

1.2.3 Manfaat Kegiatan Kerja Praktek

Manfaat dari pelaksaan Kerja Praktek ini adalah sebagai berikut:

1. Bagi Perguruan Tinggi

Sebagai tambahan referensi khususnya mengenai perkembangan industri di

Indonesia maupun proses dan teknologi serta dapat digunakan oleh pihak-

pihak yang memerlukan.

2. Bagi Perusahaan

Perusahaan telah ikut berperan aktif dalam meningkatkan sumber daya

manusia guna pendidikan dan .

3. Bagi Mahasiswa

Mahasiswa dapat mengetahui secara lebih mendalam tentang kenyataan yang

ada dalam dunia industri sehingga diharapkan mampu menerapkan ilmu yang

telah diperoleh di dunia industri.

1.2.4 Tugas Kerja Praktek

Tugas kerja praktek dibagi menjadi dua bagian yaitu :

1. Tugas Umum

Membahas dan menyusun laporan mengenai PT. Petrokimia Gresik dan

proses yang terdapat pada departemen produksi I serta hal-hal lain yang

mendukung proses tersebut

2. Tugas Khusus

Bagian ini merupakan tugas yang diberikan oleh pembimbing dari PT.

Petrokimia Gresik yaitu bapak Joko Raharjo, S.T. yaitu berjudul “Evaluasi

Kinerja Heat Exchange 124C Sebelum Dan Sesudah TA”



APRIL 2011

1.3 Sistematika Penyusunan Laporan

Sistematika laporan kerja praktek ini pada tabel 1.1 :

Tabel 1.1 Sistematika Penyusunan Laporan

BAB I Pendahuluan

BAB II Tinjauan Umum PT. Petrokimia Gresik

BAB III Proses Produksi

BAB IV Manajemen Produksi

BAB V Tinjauan Pustaka

BAB VI Pabrik Amoniak

BAB VII Sistem Utilitas Dan Pengolahan Limbah



APRIL 2011

BAB II

TINJAUAN UMUM PT. PETROKIMIA GRESIK

2. 1 Pendahuluan

PT. Petrokimia Gresik merupakan Badan Usaha Milik Negara (BUMN)

yang menghasilkan produk utama pupuk Nitrogen (ZA dan Urea), pupuk Fosfat

(SP–36), pupuk majemuk (NPK) dan pupuk Organik serta produk sampingan

seperti Karbondioksida cair dan padat (dry ice), Amonia, Asam Sulfat, Asam

Fosfat, Oksigen dan Nitrogen cair.

PT. Petrokimia Gresik merupakan produsen pupuk terlengkap di

Indonesia, melayani kebutuhan pupuk di seluruh wilayah Indonesia dengan

menggunakan jargon “Petrokimia Sahabat Petani”. Kontrak pembangunannya

ditandatangani pada tanggal 10 Agustus 1964, dan mulai berlaku pada tanggal 8

Desember 1964. Proyek ini diresmikan oleh Presiden Republik Indonesia, pada

saat itu Bapak HM. Soeharto, pada tanggal 10 Juli 1972 yang kemudian

ditetapkan sebagai hari jadi PT. Petrokimia Gresik. Mulai tahun 1997,

PT. Petrokimia Gresik berstatus sebagai Holding Company bersama PT. Pupuk

Sriwijaya Palembang (PUSRI).

2. 2 Visi dan Misi PT. Petrokimia Gresik

Visi:

Menjadi produsen pupuk dan produk kimia lainnya yang berdaya saing tinggi

dan produknya paling diminati konsumen.

Misi:

Mendukung penyediaan pupuk nasional untuk tercapainya program

swasembada pangan.

Meningkatkan hasil usaha untuk menunjang kelancaran kegiatan

operasional dan pengembangan usaha perusahaan.

Mengembangkan potensi usaha untuk mendukung industri kimia nasional

dan berperan aktif dalam community development.



APRIL 2011

Nilai-nilai dasar perusahaan (values) yang dianut PT. Petrokimia Gresik:

Mengutamakan keselamatan dan kesehatan kerja dalam setiap operasional.

Memanfaatkan profesionalisme untuk meningkatkan kepuasan pelanggan

Meningkatkan inovasi untuk memenangkan bisnis

Mengutamakan integritas dalam setiap hal

Berupaya membangun semangat kelompok yang sinergis

2. 3 Sejarah dan Perkembangan PT. Petrokimia Gresik

Tabel 2.1 Sejarah dan Perkembangan PT. Petrokimia Gresik

Tahun Keterangan

1960 Proyek pendirian PT. Petrokimia Gresik adalah PROJEK

PETROKIMIA SURABAJA didirikan dengan dasar hukum:

a) TAP MPRS No. II / MPRS / 1960

b) Kepres No. 260 Th. 1960

1964 Berdasarkan Instruksi presiden No. I / 1963, maka pada tahun 1964

pembangunan PT. Petrokimia dilaksanakan oleh kontraktor Cosindit,

SpA dari Italia.

1968 Pembangunan sempat dihentikan pada tahun ini karena adanya

pergolakan perekonomian.

1971 Ditetapkan menjadi Perusahaan umum (Public Service Company)

dengan PP No.55/1971

1972 Diresmikan oleh Presiden Indonesia, Bapak HM. Soeharto.

1975 Bertransformasi menjadi Persero (Profit Oriented Public Service

Company) berdasarkan PP No.35/1974 jo PP No.14/1975

1979 Perluasan Pabrik tahap I:

Pabrik pupuk TSP I dilaksanakan oleh kontraktor Spie Batignoles dari

Perancis, meliputi pembangunan: Prasarana pelabuhan dan penjernihan

air dan Booster Pump di Gunung Sari Surabaya.

1983 Perluasan Pabrik tahap II:

Pabrik pupuk TSP II dilaksanakan oleh kontraktor Spie Batignoles dari

Perancis, dilengkapi pembangunan: Perluasan Prasarana pelabuhan dan



APRIL 2011

penjernihan air dan Booster pump di Babat.

1984 Perluasan Pabrik tahap III:

Pabrik Asam Fosfat dengan pembangunan Hitachi Zosen dari Jepang:

a) Pabrik Asam Fosfat

b) Pabrik Asam Sulfat

c) Pabrik Cement Retarder

d) Pabrik Aluminium Fluorida

e) Pabrik Amonium Sulfat

f) Unit Utilitas

1986 Perluasan Pabrik tahap IV:

Pabrik Pupuk ZA III, yang mulai dari studi kelayakan hingga

pengoperasian pada 2 Mei 1986 ditangani oleh tenaga-tenaga PT.

Petrokimia Gresik

1994 Pabrik Amoniak dan Urea baru, menggunakan teknologi proses Kellog

Amerika, dengan konstruksi ditangani oleh PT. IKPT Indonesia.

Pembangunan dimulai pada awal tahun 1991 tetapi baru beroperasi

pada tanggal 29 April 1994.

1997 Berdasarkan PP No. 28 / 1997, PT. Petrokimia Gresik berubah status

menjadi Holding Company bersama PT. Pupuk Sriwijaya Palembang

(PUSRI).

2000 Pabrik Pupuk Majemuk PHONSKA dengan teknologi Spanyol INCRO

dimana konstruksinya ditangani oleh PT. Rekayasa Industri dengan

kapasitas produksi 300.000 ton/tahun. Pabrik ini diresmikan oleh

Abdurrachman Wachid pada tanggal 25 Agustus 2000.

2003 Pada bulan Oktober dibangun pabrik NPK blending dengan kapasitas

produksi 60.000 ton/tahun.

2004 Penerapan Rehabilitation Flexible Operation (RFO) ditujukan agar

Pabrik Fosfat I (PF I) dapat memproduksi pupuk PHONSKA selain

memproduksi SP-36 dengan harapan dapat memenuhi permin.taan

pasar akan PHONSKA yang tinggi sewaktu-waktu.



APRIL 2011

2005 Bulan Maret diproduksi pupuk Kalium Sulfat (ZK) dengan kapasitas

produksi 10.000 ton/tahun.

Bulan Desember diproduksi/dikomersialkan pupuk petroganik dengan

kapasitas produksi 3.000 ton/tahun. Pada bulan Desember pula

dikomersialkan pupuk NPK Granulation dengan kapasitas produksi

100.000 ton/tahun.

2008 Pada tahun 2008 pabrik pupuk NPK II beroperasi dengan kapasitas

100.000 ton/tahun

2009 Pada tahun 2009 pabrik pupuk NPK III/IV beroperasi dengan kapasitas

200.000 ton/tahun

2010 Membangun tangki amoniak di area pabrik II dengan kapasitas 10.000

MT (metric ton)

2. 4 Dasar Pemilihan Lokasi PT. Petrokimia Gresik

1. Menempati tanah yang tidak subur untuk pertanian sehingga tidak mengurangi

area pertanian.

2. Mudah mendapatkan daerah pemasaran (market oriented) .

3. Ditengah-tengah daerah pemasaran pupuk.

4. Dekat dengan sumber bahan konstruksi.

5. Dekat dengan bengkel-bengkel besar untuk pemeliharaan.

2. 5 Lokasi PT. Petrokimia Gresik



APRIL 2011

PT. Petrokimia Gresik terletak di Provinsi Jawa Timur, Indonesia

menempati lahan kompleks seluas 450 hektar di Area Kawasan Industri Gresik.

Areal tanah yang ditempati berada di tiga kecamatan yang meliputi 10 desa, yaitu:

1. Kecamatan Gresik dengan empat desa, yaitu: Ngipik, Karangturi, Sukorame,

Tlogo pojok.

2. Kecamatan Kebomas dengan tiga desa, yaitu: Kebomas, Randuagung, Tlogo

patut.

3. Kecamatan Manyar dengan tiga desa, yaitu: Romo, Meduran, Tepen.

Gambar 2.1 Peta Kabupaten Gresik dan Lokasi PT. Petrokimia Gresik

2.6 Logo dan Arti Logo PT. Petrokimia Gresik



APRIL 2011

Gambar 2.2 Logo PT. Petrokimia Gresik

Seekor Kerbau berdiri di atas daun berujung lima

Dasar Pemilihan Logo :

Kerbau dengan warna kuning emas dipilih sebagai logo karena :

Penghormatan kepada daerah Kebomas.

Sikap suka bekerja keras, mempunyai loyalitas dan jujur.

Dikenal luas masyarakat Indonesia dan sahabat petani.

Arti Logo:

Warna kuning emas pada kerbau melambangkan keagungan.

Daun hijau berujung lima, mempunyai arti :

- Daun hijau melambangkan kesuburan dan kesejahteraan

- Berujung lima melambangkan kelima sila dari Pancasila

Huruf PG singkatan dari PT. Petrokimia Gresik

Warna putih huruf PG melambangkan kesucian

Logo mempunyai arti keseluruhan :

“Dengan hati yang bersih berdasarkan lima sila Pancasila PT. Petrokimia

Gresik berusaha mencapai masyarakat yang adil makmur untuk menuju

keagungan bangsa.”

2. 7 Unit Produksi PT. Petrokimia Gresik

Pada saat ini PT. Petrokimia Gresik terbagi dalam tiga unit produksi, yaitu

Unit Produksi I (Unit Pupuk Berbasis Nitrogen), Unit Produksi II (Unit Pupuk

Berbasis Fosfat) dan Unit Produksi III (Unit Asam Fosfat).

2.8 Produk PT. Petrokimia Gresik



APRIL 2011

Tabel 2.2 Produksi PT. Petrokimia Gresik

Produk Keterangan

PupukZA, Phonska, urea, petroganik, SP-36, ZK, KCl, Ammonium

Phosphate dan Petroganik

Non-pupukCO2 cair dan padat, amoniak, asam fosfat, asam sulfat,

purified gipsum, cement retarder, N2, O2, alumunium fluorida

Jasa

Melaksanakan studi penelitian, pengembangan, rancang

bangun dan perekayasaan, pengantongan (bagging station),

konstruksi, manajemen, pendidikan & pelatihan,

pengoperasian pabrik, perbaikan/reparasi, pemeliharaan,

konsultasi (kecuali konsultasi bidang hukum) dan jasa teknis

lainnya dalam sektor industri pupuk serta industri kimia

lainnya.

Usaha lainnya

Menjalankan kegiatan-kegiatan usaha dalam bidang angkutan,

ekspedisi dan pergudangan serta kegiatan lainnya yang

merupakan sarana pelengkap dan penunjang guna kelancaran

pelaksanaan kegiatan / usaha tersebut diatas.

2.9 Anak Perusahaan

1. PT. Petrokimia Kayaku (Tahun 1977)

Pabrik formulator pestisida yang merupakan perusahaan patungan antara

PT. Petrokimia Gresik dengan saham 60% dan perusahaan lain dengan saham

40% . Hasil produksi berupa :

Pestisida Cair, kapasitas produksi 3600 kl/tahun

Pestisida Butiran, kapasitas produksi 12600 ton/tahun

Pestisida Tepung, kapasitas produksi 1800 ton/ tahun

2. PT. Petrosida Gresik (Tahun 1984).



APRIL 2011

Saham milik PT. Petrokimia Gresik 99,9 % yang menghasilkan bahan aktif

pestisida untuk memasok bahan baku PT. Petrokimia Kayaku, dengan jenis

produk:

BPMC, kapasitas produksi 2500 ton / tahun

MIPC, kapasitas produksi 700 ton / tahun

Carbofuron, kapasitas produksi 900 ton / tahun

Carbaryl, kapasitas produksi 200 ton / tahun

Diazinon, kapasitas produksi 2500 ton / tahun

3. PT. Petronika (Tahun 1985).

Perusahaan patungan antara PT. Petrokimia Gresik dengan saham 20% dan

perusahaan lain dengan saham 80%, dengan hasil produksi berupa DOP

(Diocthyl Phthalate) berkapasitas 30.000 ton/ tahun.

4. PT. Petrowidada (Tahun 1988).

Merupakan perusahaan patungan dari PT. Petrokimia Gresik (saham 1,47 %),

dengan hasil poduksinya berupa :

Phthalic Anhydride, kapasitas produksi 30.000 ton/ tahun

Maleic Anhydride, kapasitas produksi 1200 ton/ tahun

5. PT. Petrocentral (Tahun 1990).

Merupakan perusahaan patungan PT. Petrokimia Gresik (saham sebesar

9,80%). Hasil produksi berupa STPP (Sodium Tripoly Phosphate) dengan

kapasitas produksi 40.000 ton/tahun.

6. PT. Kawasan Industri Gresik.

Perusahaan patungan PT. Petrokimia Gresik (saham 35%) yang bergerak di

bidang penyiapan kaveling industri siap pakai seluas 135 Ha, termasuk Export

Processing Zone (EPZ).

7. PT. Puspetindo.

Perusahaan patungan PT. Petrokimia Gresik ( saham 33,18 % ) yang

bergerak di bidang pembuatan peralatan pabrik seperti bejana bertekanan,

menara, alat penukar panas dan peralatan cryogenic.

2. 10 Unit Prasarana Pendukung



APRIL 2011

PT. Petrokimia Gresik juga mempunyai beberapa unit prasarana pendukung,

antara lain sebagai berikut:

1. Dermaga Khusus.

a. Kapasitas bongkar muat 3 juta ton/tahun

b. Kapasitas sandar 8 kapal sekaligus.

- 3 kapal bobot 40.000 – 60.000 DWT (sisi laut)

- 5 kapal bobot 10.000 DWT (sisi darat)

c. Fasilitas bongkat muat

- Continuous Ship Unloader (CSU), kapasitas curah 1.000 ton/jam;

- Multiple Loading Crane, kapasitas muat curah 120 ton/jam atau 2.000

kantong/jam (kantong 50 kg);

- Cangaroo Crane, kapasitas bongkar curah 350 ton/jam;

- Belt Conveyor, kapasitas angkut curah 1.000 ton/jam, atau 120 ton/jam

untuk kantong;

- Fasilitas pompa & pipa, kapasitas 60 ton/jam untuk produk cair.

2. Unit pembangkit tenaga listrik milik sendiri, yaitu :

a. Gas Turbin Generator, terdapat pada unit produksi Pupuk Nitrogen yang

mampu menghasilkan daya 33 MW;

b. Steam Turbine Generator, terdapat di unit utilitas pabrik III produksi Asam

Fosfat yang mampu menghasilkan daya 20 MW.

c. Utilitas Batu Bara yang mampu menghasilkan daya net 25 MW.

3. Sarana Air Bersih.

a. Unit Penjernihan Air I.

- lokasi : Gunungsari Surabaya

- bahan baku : Air Sungai Brantas

- ukuran pipa : 14 inci sepanjang 22 Km.

- kapasitas : 720 m3/jam.

b. Unit Penjernihan Air II.



APRIL 2011

- lokasi : Babat, Lamongan

- bahan baku : Air Bengawan Solo

- ukuran pipa : 28 inci sepanjang ± 60 Km.

- kapasitas : 2.500 m3/jam.

2. 11 Fasilitas

Untuk menunjang kinerja karyawan, perusahaan menyediakan berbagai

fasilitas yang dapat dimanfaatkan oleh karyawan / karyawati beserta keluarganya.

Sebagian dari fasilitas ini juga dapat dimanfaatkan oleh masyarakat sekitar

perusahaan.

Tabel 2.3 Fasilitas di Petrokimia Gresik

Fasilitas Keterangan

Kerohanian

Masjid Nurul Jannah

Koperasi Baitul Maal wat TAMWIL(Kop.BMT)

Tempat Pengajian Quran (TPQ)

Pengurusan Haji

Bina Rohani Islam

Sarana olah raga dan

rekreasi

Stadion Sepakbola Tri Dharma

Gedung Sarana Olahraga Tri Dharma

Lapangan Tenis

Pusat Kebugaran

Lapangan Golf

Kolam Renang

Pembinaan cabang

olah raga

Atletik

Senam Artistik/Prestasi

Bina Sepakbola

Renang



APRIL 2011

Aktivitas cabang

olah raga

Sepakbola

Bola voli

Tenis Lapangan

Bulutangkis

Golf

Silat Perisai Diri

Karate

Bridge

Catur

Aktivitas rekreasi

Petrokimia Motor & Camping Club (PMCC)

Senam Porpi / Aerobic

Petrokimia Diving Club

Petrokimia Photo Club

Paguyuban Burung Perkutut & Burung Berkicau

Band / Keroncong

Sanggar Seni

Perhimpunan Bonsai

Koperasi Karyawan

Keluarga Besar

Petrokimia Gresik

(K3PG)

K3PG memiliki kegiatan usaha dan jasa pelayanan

yang meliputi unit-unit:

Toko swalayan

Toko alat olahraga K-sport

Toko bahan bangunan

Toko suku cadang dan bengkel

Apotek

SPBU

Simpan-pinjam

Kantin

Service

Pabrik air minum dalam kemasan

Usaha patungan.

Penyediaan Perumahan Karyawan



APRIL 2011

2. 12 Public Responsibility

Silaturahmi

Masyarakat sekitar perusahaan

Tokoh masyarakat & alim ulama

Muspida

Pimpinan redaksi / staf media massa

Pemberian Bantuan Sosial Kemasyarakatan

1. Pendidikan

Pemberian beasiswa (SD, SLTP, LANJUTAN)

Pemberian bantuan pendidikan bagi anak asuh

2. Magang

Pendidikan sistem ganda

Pembinaan sekolah dasar

Mahasiswa kerja praktek

3. Kesehatan

Pengobatan umum tanpa dipungut biaya bagi warga yang kurang mampu

di RSU PT. Petrokimia Gresik.

Pengobatan umum secara berkala 1 (satu)tahun sekali, dilakukan pada saat

peringatan HUT PT. Petrokimia Gresik

Pengobatan umum dilakukan setiap bulan bagi warga sekitar perusahaan

(desa Lupur, Tlogopojok dan Roomo)

4. Olahraga

Memberikan kesempatan bagi warga masyarakat desa sekitar untuk

memanfaatkan fasilitas olahraga milik Perusahaan

Membina dan mendukung kegiatan olah raga masyarakat dalam cabang

bola voli, catur dan senam.

Sarana olah raga Tri Darma Petrokimia Gresik digunakan untuk

kepentingan olah raga tingkat regional maupun nasional antara lain telah

digunakan untuk kegiatan PON XV tahun 2000 untuk pertandingan sepak

bola dan bola voli.



APRIL 2011

5. Prasarana

Bantuan sarana fisik

Rehabilitasi sarana meliputi masjid, musholla/langgar, TPQ, pondok

pesantren, kantor kecamatan /kelurahan / desa dan pembenahan saluran air

di sekitar perusahaan

6. Seni dan Budaya

Pembinaan seniman berprestasi (lukis, musik)

Menampilkan kreasi seni (qasidah, hadrah)

Membina grup seni lingkungan sekitar perusahaan


Gas AlamSteam proses Udara reaksi

DE

SU

LF

UR

IZE

R108-D

A/D

B

SE

C.

RE

F.

103-B

HT SPRIMARY REFOR-

MER

L T

S

AB

SO

RB

ER

ST

RIP

PE

R

CO2

LARUTAN BENFIELD

ME

TA

NA

TO

R106-D

SYN-GASCOMPRESS

OR

NH3CONVERTER

105-D

NH3REFRIGERANT

120-C

NH3PRODUCT

PURGE GASREC. UNIT

103-C


APRIL 2011

BAB III

PROSES PRODUKSI

3.1 Departemen Produksi I

Departemen Produksi I terbagi menjadi beberapa unit produksi yaitu :

1. Pabrik amoniak

2. Pabrik pupuk urea

3. Pabrik pupuk ZA I / III

3.1.1 Pabrik Amoniak

Kapasitas produksi pabrik sebanyak 445.000 ton / tahun amoniak cair.

Bahan baku yang digunakan dalam produksi amoniak adalah gas alam dan udara

(79 % N2, 21% O2). Proses yang dipakai adalah Steam Methane Reforming dari

MW Kellog, dengan tahapan produksi digambarkan pada diagram di bawah ini.

Gambar 3.1 Diagram Alir Proses Produksi Amoniak



APRIL 2011

Uraian proses produksi amoniak akan dijelaskan di bawah ini.

a. Pembuatan Gas Sintesa

1. Desulfurisasi

Gas alam yang akan digunakan sebagai bahan baku proses pembuatan

amoniak masih mengandung pengotor berupa sulfur (dalam bentuk S dan H2S)

yang dapat meracuni katalis reformer. Kandungan sulfur dalam gas alam akan

dikurangi sampai batas 0,01 ppm di dalam desulfurizer berisi katalis Co-Mo

dan ZnO. Reaksi yang terjadi :

S + H2 H2S ∆Ho298 = -4,77 kcal/mol

H2S + ZnO ZnS + H2O ∆Ho298 = -14,9679 kcal/mol

P = 43,3 kg/cm2 ; T = 189 0C

2. Primary reformer

Gas alam keluaran desulfurizer direaksikan dengan steam di dalam packed

tube berisi katalis Nikel. Produk reaksi ini berupa CO2, CO, dan H2. Reaksi

yang terjadi dalam primary reformer adalah :

CH4 + H2O CO + 3H2 ∆Ho298 = 49,2709 kcal/mol

CO + H2O CO2 + H2 ∆Ho298 = -9,8381 kcal/mol

P = 39,8 kg/cm2 ; T = 621 - 810 0C

Reaksi ini merupakan reaksi endotermis yang mengambil panas dari reaksi

pembakaran sebagian gas alam.

3. Secondary reformer

Gas keluaran primary reformer direaksikan dengan udara (21% O2) di dalam

reaktor fixed bed berisi katalis nikel. Reaksi yang terjadi di dalam reformer ini

adalah :

H2 + ½O2 H2O ∆Ho298 = -57,7979 kcal/mol

CH4 + H2O CO + 3H2 ∆Ho298 = 49,2709 kcal/mol

P = 34,2 kg/cm2 ; T =827 - 1100 oC

Reaksi ini merupakan reaksi eksotermis yang panasnya dimanfaatkan untuk

membangkitkan steam pada waste heat boiler.



APRIL 2011

4. High Temperature Shift converter (HTS)

Gas keluaran secondary reformer direaksikan dengan steam di dalam reaktor

unggun satu lapis berisi katalis Fe. Tujuan reaksi di dalam shift converter ini

adalah untuk mereduksi kandungan CO yang dapat mengganggu katalis yang

berada di dalam ammonia converter.

Reaksi yang terjadi adalah :


P = 34,8 kg/cm2 ; T = 371 - 450 oC.

Reaksi dilangsungkan pada temperatur tinggi (3710C) untuk meningkatkan

kecepatan reaksi kadar CO berkurang dalam jumlah besar. Kadar CO yang

keluar 3,65 %

5. Low Temperature Shift converter (LTS)

Di dalam LTS terjadi reaksi yang sama dengan HTS, hanya saja reaksi

dilangsungkan pada temperatur yang lebih rendah (203 0C) dan P = 34,8 kg /

cm2 agar konversi reaksi tinggi. Kadar CO keluaran LTS diharapkan kurang

dari 0,3%.

b. Pemurnian Gas Sintesis (Penghilangan CO2)

1. CO2 absorber

Gas keluaran LTS masih mengandung sisa CO2 yang dapat mengganggu

reaksi pembentukan amoniak. Sisa CO2 ini direduksi dengan

mengontakkan gas sintesa dan Larutan Benfield dalam absorber berupa

lapisan unggun. Reaksi yang terjadi :

H2O + CO2 + K2CO3 2 KHCO3 ∆Ho298 = -6,4306 kcal/mol

P = 35 kg/cm2 ; T = 72 oC



APRIL 2011

2.CO2 stripper

Melepaskan CO2 dari larutan KHCO3, CO2 yang lepas dari stripper

sebesar 98,5 % Absorben yang bebas CO2 akan digunakan kembali di

absorber. Reaksi yang terjadi:

2KHCO3 K2CO3 + H2O + CO2 ∆Ho298 = 6,4306 kcal/mol

P = 0,8 kg/cm2 ; T = 112 oC

3. Methanator

Sisa CO2 dan CO yang lolos dari absorber akan dikonversi menjadi

metana (CH4) dengan bantuan katalis Nikel.

Reaksi yang terjadi :

CO + 3 H2 CH4 + H2O ∆Ho298 = -49,2709 kcal/mol

CO2 + 4 H2 CH4 + 2 H2O ∆Ho298 = -39,4328 kcal/mol

P = 31,4 kg/cm2 ; T = maksimal 380 oC

Kadar keluaran CO2 dan CO < 10 ppm.

c. Sintesa Amoniak

Sebelum diumpankan dalam ammonia converter gas sintesa dikompresi

terlebih dahulu. Reaksi yang terjadi di dalam ammonia converter adalah:

N2 + 3H2 2NH3 ∆Ho298 = -21,92 kcal/mol

P = 185 kg/cm2 ; T = 530 oC

Reaksi ini merupakan reaksi eksotermis yang akan berlangsung optimum pada

kondisi operasi tertentu dan menggunakan katalis Fe

d. Proses Pendinginan/ Refrigeration

Amoniak yang terbentuk direfrigerasi, sehingga terbentuk NH3 cair yang

didistribusikan ke tank yard sebagai bahan baku ZA I / III.

e. Purge Gas Recovery

Proses ini dilakukan untuk memperoleh kembali gas-gas yang dapat

dimanfaatkan kembali, yaitu : H2, dan amoniak.

P = 157 kg/cm2; T = 45 oC


Air, mist UreaNH3 & CO2

STRIPPERDA-101

REACTORDC-101

CO2

NH3

Steam

HP / LP DECOMPOSER

DA-201/202

HP/LPABSORBEREA-401/402

PRODUCTTO BAGGING

CONCEN-TRATOR PRILLING

PROCESSCONDENSATETREATMENT

TO UTILITAS

Recycle larutan Carbamat

Larutan Urea 70%

46 % min Nitrogen1 % max Biuret0.5 % max H2O

Urea 99,7%


APRIL 2011

3.1.2. Pabrik Pupuk Urea (NH2CONH2)

Pabrik urea memiliki kapasitas produksi 462.000 ton/tahun. Bahan baku yang

digunakan untuk menghasilkan urea adalah NH3 cair dan CO2 gas. Proses yang

dipakai adalah Aces Process dari TEC. Tokyo Jepang, dengan tahapan produksi

digambarkan pada diagram di bawah ini.

Gambar 3.2 Diagram Alir Proses Produksi Pupuk Urea

Tahapan pembentukan urea akan dijelaskan dibawah ini:

1. Reactor

Mereaksikan NH3 cair dan CO2 gas membentuk ammonium carbamat

diikuti dehidrasi ammonium carbamat menjadi urea.

Pembentukan amm.carbamat ( NH2COONH4) :

CO2 + 2NH3 NH2COONH4 ∆Ho298 = -22,0079 kcal/mol

Dehidrasi amm. carbamat :

NH2COONH4 CO(NH2)2 + H2O ∆Ho298 = 8,7325 kcal/mol

P = 166 – 175 kg/cm2 ; T = 174 –177 °C

H2O / CO2 = 0,64 dan NH3 / CO2 = 3,5 – 4



APRIL 2011

2. Stripper

Produk reaktor (urea cair, CO2, ammonium carbamat, dan

kelebihan NH3) dimasukkan ke dalam stripper, untuk melepaskan gas-gas

yang terlarut. Selanjutnya produk dialirkan ke dekomposer sehingga

amonium karbamat terurai menjadi CO2 dan NH3 yang kemudian akan

diserap dalam absorber.


NH2COONH4 CO2 + 2 NH3 ∆Ho298 = 38,6279 kcal/mol

P = 165 – 175 kg/cm2 dan T = 174 – 177°C.

NH3 dalam larutan outlet DA–101 = 12,5 – 14,5%.

Urea yang keluar dari dekomposer dialirkan ke dalam Concentrator untuk

dipekatkan menjadi slurry. Setelah itu slurry dialirkan ke dalam prilling tower

sehingga diperoleh urea dalam bentuk butiran.

3. Decomposer

Memisahkan amm. carbamat dan excess NH3 dari larutan urea dengan

pemanasan dan penurunan tekanan

NH2COONH4 CO2 + 2 NH3 ∆Ho298 = 38,6279 kcal/mol

HP decomposer :

P = 16 - 18 kg/cm2 ; T = 156 – 160 °C.

LP decomposer :

P = 2 – 3 kg/cm2 ; T = 120 – 128 °C.

Konsentrasi larutan urea outlet 70% dan NH3 = 0,4%.

4. Absorber

Menyerap gas NH3 dan CO2 dari decomposer dalam air dan larutan

carbamat untuk dikembalikan ke reaktor.

CO2 + 2 NH3 NH2COONH4 ∆Ho298 = -38,6279 kcal/mol

HP absorber : P = 17,3 kg/cm2g ; T = 108 °C

LP absorber : P = 2,3 kg/cm2g ; T = 50 °C



APRIL 2011

Konsentrasi CO2 dalam larutan perlu dijaga :

HP absorber : 39,5 liter / 25 cc

LP absorber : 27 liter / 25 cc

5. Concentrator

Memekatkan larutan Urea sampai 99.7% dengan vacuum evaporator.

Vacuum concentrator: P = 130 – 190 mmHg ; T = 132 – 134 °C

Final concentrator: P = 25 – 50 mmHg ; T = 137 – 140 °C

6. Prilling

Membentuk butiran Urea (Urea prill) dengan jalan di-spray-kan

dari atas menara prilling kemudian didinginkan dan dipadatkan dengan

alat fluidizing cooler.

P = atmospheric ; T = 42 – 70 °C, Temperatur di head tank dijaga 138 –

140 °C.

7. Process Condensate Treatment

Memisahkan uap air dari gas yang terikut (NH3 dan CO2).

NH2CONH2 + H2O → CO2 + 2 NH3 ∆Ho298 = 19,3759 kcal/mol

NH3 & CO2 stripping: P = 3,5 kg/cm2g ; T = 150°C

Urea hydrolizer: P = 18 kg/cm2, T = 200°C

8. Bagging

3.1.3 Pabrik Pupuk Ammonium Sulphate (ZA I/ III)

Pabrik ZA I / III memiliki kapasitas produksi 200.000 ton/tahun. Bahan

baku pembuatan ZA I/III adalah amoniak dan asam sulfat. Proses yang digunakan

adalah netralisasi ( DE NORA), dengan prinsip “ uap NH3 dimasukkan saturator

yang berisi H2SO4 dan ditambah air kondensat ( sebagai penyerap panas hasil

reaksi ) dengan bantuan udara sebagai pengaduk”. Tahapan produksi pupuk ZA

I/III digambarkan pada diagram di bawah ini.



APRIL 2011

Gambar 3.3 Diagram Alir Proses Produksi Pupuk ZA I/III

Tahapan pembentukan pupuk ZA akan diuraikan di bawah ini:

Amoniak dinetralkan dengan asam sulfat di dalam saturator (reaktor) dan

membentuk ammonium sulphate. Bahan baku yang digunakan adalah H2SO4

pada suhu kamar dan gas NH3 yang diambil dari pabrik amoniak. Bahan baku ini

kemudian direaksikan dalam reaktor bubbling (reaktor alir bergelembung). Reaksi

yang terjadi di dalam reaktor adalah :

2NH3 + H2SO4 (NH4)2SO4 ∆Ho298 = -66,13 kcal/mol

Panas hasil reaksi akan menyebabkan sebagian air dalam saturator

menguap membawa amoniak. Uap tersebut diembunkan di condensor dan

kondensat yang dihasilkan dipompa kembali ke saturator. Produk reaksi adalah

slurry yang terbentuk dari kristal ZA dan larutan jenuh (mother liquor).

Selanjutnya, kristal ZA dipisahkan dari mother liquor dengan menggunakan

centrifuge. Kristal ZA dari centrifuge dikeringkan kemudian diangkut menuju

bagian pengantongan sedangkan mother liquor dialirkan kembali ke saturator.



APRIL 2011

BAB IV

MANAJEMEN PRODUKSI

4.1 Pendahuluan

4.1.1 Manajemen Produksi Secara Umum

Manajemen produksi terdiri dari dua kata yang masing-masing

mengandung pengertian tersendiri yaitu manajemen dan produksi. Manajemen

adalah upaya-upaya yang dilakukan untuk mencapai tujuan bersama dengan

memanfaatkan sumber daya yang ada (SDM, mesin, modal, material, dll.).

Terdapat 3 unsur yang tercakup dalam pengertian tersebut, yaitu adanya orang

lebih dari satu, adanya tujuan yang dicapai, dan adanya orang yang bertanggung

jawab terhadap pencapaian tujuan tersebut. Produksi adalah suatu kegiatan untuk

menciptakan, menambah nilai guna, atau melipatgandakan jumlah suatu barang

atau jasa sehingga mempunyai nilai lebih dibandingkan sebelumnya. Proses

produksi terutama meliputi reaksi, pencampuran, dan pemisahan.

Penggabungan dari kedua kata tersebut memberikan pengertian tersendiri

yaitu kegiatan untuk mengatur faktor-faktor produksi secara efektif dan efisien

untuk menciptakan dan menambah nilai guna suatu produk (barang, jasa, atau

ide). Kegiatan mengubah bahan baku menjadi barang dan jasa diatur oleh

manajemen agar kebutuhan bahan baku dan pengendaliannya lebih mudah

dilakukan.

Fungsi manajemen produksi adalah untuk membuat keputusan jangka

pendek maupun jangka panjang guna mencapai tujuan produksi. Jadi, dapat

dikatakan bahwa manajemen produksi bertujuan untuk mengatur faktor-faktor

produksi sehingga produksi dan proses produksi berjalan dengan lancar.

Dalam manajemen produksi ada empat faktor yang menentukan manajemen

produksi, yaitu:

1. tenaga kerja

2. bahan baku

3. mesin-mesin

4. perlengkapan



APRIL 2011

Semua faktor tersebut diatur oleh manajemen produksi, sehingga produksi dan

proses produksi berjalan dengan lancar sesuai spesifikasi dan target yang

diinginkan.

Proses produksi merupakan suatu rangkaian kegiatan untuk mengubah dari

bahan baku menjadi produk yang berbeda sifat fisik maupun kimianya agar

bernilai jual tinggi.

Salah satu contohnya adalah belerang. Bila tidak dikenakan proses produksi,

belerang tidak dapat digunakan sebagai pupuk tetapi meracuni tanaman. Akan

tetapi setelah dikenakan proses produksi, yaitu dijadikan asam sulfat, belerang ini

dapat dijadikan sebagai bahan baku pupuk, baik pupuk fosfat maupun pupuk ZA,

sehingga dapat dijadikan pupuk tanaman. Asam sulfat harganya lebih tinggi

dibandingkan dengan belerang.

Manajemen produksi setiap perusahaan mempunyai warna atau model yang

berbeda-beda. Warna dari manajemen produksi tersebut tergantung dari proses

produksi dan urutan produksi.

Jenis proses produksi antara lain :

1. Proses kimiawi

Pada proses ini ada reaksi kimianya. Contoh: di PT Petrokimia Gresik,

pabrik semen.

2. Proses Fisika

Proses ini hanya terjadi karena perubahan fisika yang sifatnya

sementara. Contoh : pabrik es

3. Proses transportasi

4. Proses bidang jasa

5. Proses pertanian

6. Proses perakitan

Contoh : industri pesawat terbang

Berdasarkan urutan proses produksi, macam-macam proses produksi

meliputi: :

1. Batch, yaitu proses yang berlangsung pada paket dengan urutan ‘masukan-

proses-keluaran’ pada satu kali siklus.



APRIL 2011

2. Kontinyu, yaitu proses yang berlangsung dengan jumlah aliran masukan

sama dengan keluaran, yang dijaga selam 24 jam tanpa berhenti. Contoh di

PT Petrokimia Gresik.

3. Job-Order, yaitu proses yang hanya dilangsungkan kalau ada pesanan dari

konsumen. Contoh : proses produksi pada penjahit atau pada produksi

yang sifatnya kontemporer.

4. Produksi massal, yaitu proses untuk memproduksi dalam jumlah yang

besar. Contoh : pabrik rokok.

Jadi, dapat disimpulkan bahwa PT. Petrokimia Gresik, mengikuti proses produksi

secara kimiawi dan urutan proses kontinyu.

4.1.2 Manajemen Produksi PT. Petrokimia Gresik

PT. Petrokimia Gresik mengikuti proses produksi secara kimiawi dan urutan

prosesnya kontinyu sehingga beroperasi selama 24 jam. Sistem kerja di PT

Petrokimia Gresik diatur menjadi 2 jenis, yaitu :

a. Normal Day

Jam kerja : 07.00-16.00 (5 hari kerja)

Hari : Senin - Jumat

b. Shift

Terdiri dari 3 shift :

shift pagi : pukul 07.00-15.00

shift sore : pukul 15.00-23.00

shift malam : pukul 23.00-07.00

terdiri dari empat grup, yaitu grup A, B, C, dan D, setiap hari terdapat

3 grup masuk dan 1 grup libur shift.

Unit produksi di PT Petrokimia Gresik dibagi ke dalam 3 unit pabrik dengan

hasil produksinya sebagai berikut :

1. Pabrik I : Pabrik Pupuk Nitrogen

Terdiri atas :

unit produksi amoniak,

unit produksi pupuk urea,



APRIL 2011

unit produksi ZA I dan ZA III,

unit utilitas, dan

unit pengantongan.

2. Pabrik II : Pabrik Pupuk Fosfat

Terdiri atas :

unit produksi pupuk fosfat I, menghasilkan pupuk fosfat & TSP,

unit produksi pupuk fosfat II, menghasilkan pupuk fosfat & TSP,

unit produksi phonska, menghasilkan pupuk NPK & DAP,

unit produksi ZK

unit utilitas II, dan

unit pengantongan.

3. Pabrik III : Pabrik Pupuk Asam Fosfat

Terdiri atas :

unit produksi asam sulfat : menghasilkan asam sulfat,

unit produksi asam fosfat : menghasilkan asam fosfat,

unit produksi ZA II

unit produksi cement retarder : menghasilkan cement retarder,

unit produksi aluminium florida : menghasilkan ALF3, dan

unit utilitas.

Adapun integrasi pabrik dari ketiga unit pabrik I, II, dan III sebagai berikut :



APRIL 2011

Gambar 4.1 Integrasi pabrik I, II, III

4.1.3 Struktur Organisasi Direktorat Produksi di PT Petrokimia Gresik



APRIL 2011

Struktur organisasi PT Petrokimia Gresik adalah sebagai berikut :

Gambar 4.2 Struktur Organisasi PT. Petrokimia Gresik

Direktorat produksi membawahi 4 kompartemen, yaitu :



APRIL 2011

a. Kompartemen Pabrik I, II, III

Bertanggung jawab kepada Direktorat Produksi dalam pengaturan faktor

produksi dan pemeliharaan peralatan di pabrik I, II, dan III.

Kompartemen Pabrik I, II, dan III membawahi dua departemen :

1. Departemen Produksi I, II III

Bertanggung jawab kepada Kepala Kompartemen I, II, III dalam

pengaturan faktor produksi agar bisa mencapai target produksi.

2. Departemen Pemeliharaan I, II, III

Bertanggung jawab kepada kepala Kompartemen Pemeliharaan dalam

memelihara peralatan pabrik untuk mendukung kegiatan produksi.

b. Kompartemen Teknologi

Bertanggung jawab pada Direktorat Produksi dalam pengendalian proses dan

pengelolaan lingkungan serta mempersiapkan suku cadang yang diperlukan.

Kompartemen ini membawahi tiga departemen :

1. Departemen Inspeksi Teknik

Bertanggung jawab kepada Kepala Kompartemen Teknologi dalam

mempersiapkan suku cadang yang akan dipergunakan dalam pemeliharaan

peralatan pabrik.

2. Departemen Proses dan Laboratorium

Bertanggung jawab kepada Kepala Kompartemen Teknologi dalam

pengendalian proses dan melakukan analisa produksi, bahan baku, dan

parameter operasi untuk mendukung pencapaian target produksi.

3. Departemen Lingkungan dan K3

Bertanggung jawab kepada Kepala Kompartemen Teknologi dalam hal

pengelolaan lingkungan dan keselamatan kesehatan kerja di seluruh unit

PT. Petrokimia Gresik

4.2 Manajemen Perencanaan dan Pengendalian



APRIL 2011

4.2.1 Organisasi Candal Produksi dan Proses

Karena adanya keterkaitan antara pabrik II dengan pabrik I dan III, maka

untuk mengatur balance produk-produk setengah jadi dari masing-masing pabrik

agar sesuai dengan kebutuhan pabrik yang lain diperlukan Bagian Perencanaan

dan Pengendalian Produksi masing-masing pabrik.

Dalam perencanaan dan pengendalian produksi, seluruh bagian

Candalprod saling bekerja sama sesuai dengan area pabrik masing-masing. Bagian

Candalprod II bertugas merencanakan dan mengendalikan produksi di pabrik II

yang mempunyai keterkaitan antar unit yang cukup kompleks. Fungsi utama

Candalprod adalah merencanakan, mengendalikan proses.

4.2.2 Pengendalian Candal Produksi

Perencanaan dan Pengendalian Produksi (Candal Produksi) atau dalam

istilah manajemen umum disebut Production Planning and Control merupakan

bagian penting dalam kegiatan produksi untuk mencapai tujuan perusahaan.

Definisi Candal Produksi adalah penentuan/penetapan kegiatan produksi

yang akan dilakukan untuk mencapai tujuan perusahaan dan pengendalian

kegiatan pelaksanaan proses dan hasil produksi. Jadi secara umum Candal

Produksi adalah kegiatan pengkoordinasian bagian-bagian yang terlibat dalam

pelaksanaan proses produksi.

Secara umum maksud dan tujuan kegiatan Candal Produksi adalah untuk

mengusahakan agar perusahaan dapat :

a. Menggunakan sumber daya yang ada seoptimal mungkin,

b. Berproduksi pada tingkat efisiensi dan efektivitas tinggi,

c. Menguasai pasar yang luas, dengan cara :

Berproduksi dengan biaya rendah, sehingga harga jual bisa rendah dan

mampu bersaing dengan kompetitor, dan

Menjual produk dalam jumlah banyak, sehingga biaya produksi dan

perusahaan bisa memperluas pangsa pasar

d. Memperluas lapangan kerja sesuai dengan perkembangan dan kemajuan

perusahaan, dan



APRIL 2011

e. Memperoleh keuntungan yang cukup besar bagi pengembangan dan

kemajuan perusahaan.

Diagram kegiatan Candal Produksi di PT Petrokimia Gresik dapat dilihat

dari gambar 3.3 sebagai berikut :

Gambar 4.3 Kegiatan Candal Produksi

Tugas dan kegiatan Candal Produksi di PT Petrokimia Gresik adalah :

1. mempersiapkan dan merencanakan jumlah produksi serta kebutuhannya

sebagai fungsi waktu (menyusun target RKAP tahunan).

2. memonitor pelaksanaan rencana produksi dan mengendalikannya bila

terjadi penyimpangan (membuat laporan produksi dan perfomancenya).

3. memonitor persediaan bahan baku dan penolong untuk kebutuhan operasi

serta meminta proses pembeliaannya.

4. merencanakan dan melakukan program evaluasi produksi dengan dasar-

dasar statistik.

4.2.3 Perencanaan Produksi



APRIL 2011

Perencanaan Produksi menentukan usaha/tindakan yang akan/perlu diambil

oleh pemimpin perusahaan untuk mencapai tujuan perusahaan. Hal-hal yang harus

diperhatikan untuk membuat perencanaan yang baik adalah :

a. Masalah intern, yaitu masalah dari dalam perusahaan (masih di dalam

kekuasaan pemimpin perusahaan), contoh : mesin yang digunakan, buruh

yang dikaryakan, bahan yang diperlukan, dll.

b. Masalah ekstern, yaitu masalah dari luar perusahaan (di luar kekuasaan

pemimpin perusahaan), contoh : inflasi, keadaan politik, dll.

Perencanaan dibedakan menjadi dua, yaitu : perencanaan usaha yang

bersifat umum (general business planning) dan perencanaan produksi (production

planning). Perencanaan Produksi adalah perencanaan dan pengorganisasian bahan

baku, mesin dan peralatan, tenaga kerja, modal, dll. untuk melaksanakan kegiatan

produksi pada periode tertentu di masa yang akan datang.

Secara umum tujuan perencanaan produksi adalah :

1. untuk mencapai tingkat/level keuntungan tertentu,

2. untuk menguasai pangsa pasar tertentu,

3. untuk mengusahakan agar perusahaan bisa beroperasi pada tingkat

efisiensi tertentu,

4. untuk mempertahankan dan mengusahakan agar kesempatan kerja yang

ada tetap pada tingkatnya dan berkembang, dan

5. untuk mengoptimalkan penggunaan fasilitas yang ada di perusahaan.

Berdasarkan cakupan jangka waktunya, perencanaan produksi dibedakan

menjadi perencanaan produksi jangka panjang dan jangka pendek. Perencanaan

jangka panjang adalah penentuan tingkat kegiatan lebih dari satu tahun, biasanya

untuk lima tahun mendatang, dengan tujuan untuk merencanakan pertambahan

kapasitas peralatan dan mesin, ekspansi pabrik, serta pengembangan produk.

Perencanaan jangka pendek adalah penentuan kegiatan produksi dalam jangka

waktu satu tahun atau kurang dengan tujuan untuk merencanakan kebutuhan

bahan baku, tenaga kerja, dan fasilitas yang dimiliki perusahaan.

Dalam pelaksanaannya rencana produksi tahunan dijabarkan dalam kegiatan

bulanan yang sangat mungkin dipengaruhi oleh kegiatan ekstern produksi



APRIL 2011

(misalnya : pemasaran kesulitan menjual produk dan pengadaan kesulitan

mendatangkan bahan baku/penolong) dan intern (misalnya : pabrik tidak bisa

berproduksi). Dengan adanya penyimpangan dari pengaruh-pengaruh di atas,

maka diperlukan langkah pengendalian untuk membetulkan dan mereduksinya.

Langkah tersebut dilaksanakan dalam kegiatan pengendalian produksi.

4.2.4 Pengendalian Produksi

Semua kegiatan dalam perusahaan harus diarahkan untuk menjamin

kontinuitas / koordinasi aktivitas dan menyelesaikan produk sesuai dengan

jumlah, mutu, dan waktu yang diinginkan dalam batas biaya yang direncanakan.

Pengarahan ini merupakan tugas dari pengendalian produksi.

Perencanaan produksi yang telah dibuat harus diikuti dengan tindakan

pengendalian produksi agar hasilnya seperti yang diharapkan. Jadi pengendalian

produksi dijalankan dengan tujuan agar kegiatan produksi terlaksana sesuai

dengan rencana yang telah ditetapkan. Definisi pengendalian produksi adalah

kegiatan untuk mengkoordinir aktivitas pengerjaan/pengelolaan agar waktu

penyelesaian yang telah direncanakan dapat dicapai dengan efektif dan efisien.

Secara umum fungsi pengendalian produksi adalah :

1. Membantu tercapainya operasi produksi yang efisien dalam suatu

perusahaan agar dicapai pengeluaran yang minimum, efisiensi yang

optimum, serta keuntungan perusahaan maksimal,

2. Membantu merencanakan prosedur pekerjaan agar tidak terlalu rumit dan

lebih sederhana. Dengan demikian pekerjaan lebih mudah dilaksanakan

sehingga pekerja lebih senang untuk bekerja dan menaikkan moral

pekerja, dan

3. Menjaga agar tersedia pekerjaan atau kerja yang dibutuhkan pada titik

minimum, sehingga bisa dilakukan penghematan dalam penggunaan bahan

baku/penolong dan tenaga kerja.

Prinsip-prinsip yang digunakan dalam pengendalian produksi di PT.

Petrokimia Gresik adalah :



APRIL 2011

1. Menyusun rencana yang dapat digunakan sebagai tolok ukur bagai

realisasi,

2. Identifikasi arah/jenis dan jumlah penyimpangan dengan memonitor

kegiatan produksi,

3. Mengevaluasi hasil kegiatan yang menyimpang dari rencana, dan

4. Menyusun informasi untuk mengendalikan penyimpangan dan alternatif

tindakan pada perencanaan berikutnya.

Adapun kriteria yang digunakan dalam mengevaluasi penyimpangan adalah :

1. Tercapainya tingkat produksi,

2. Biaya produksi yang relatif rendah,

3. Optimalisasi investasi dalam penyediaan bahan baku/penolong,

4. Mencapai tingkat stabilitas kegiatan prouksi yang mantap,

5. Fleksibilitas terhadap perubahan permintaan, dan

6. Mengeliminir timbulnya biaya yang tidak perlu.

4.2.5 Sistem Pelaporan

Kegiatan produksi pabrik berlangsung terus menerus selama 24 jam. Oleh

karena itu untuk pendataan dan evaluasi kinerja masing-masing unit pabrik

diperlukan badan lain yang melaksanakan fungsi administrasinya yaitu bagian

Candalprod. Kinerja unit pabrik selalu dipantau untuk mengetahui proses

pencapaian target yang telah direncanakan dalam RKAP. Pemantauan ini

dituangkan dalam format laporan yang telah diseragamkan untuk mendukung

laporan manajemen. Secara umum jenis laporan yang dibuat dibagi berdasarkan

periode waktu, yaitu :

Laporan Harian

Laporan Bulanan

Laporan Triwulan

Laporan Tahunan

Sedangkan isi laporan meliputi :

produksi setengah jadi dan jadi,



APRIL 2011

on stream days, down time, cut rate, beserta penyebabnya,

konsumsi bahan baku dan penolong,

persediaan bahan baku, setengah jadi, dan bahan jadi, dan

pengamatan efisiensi on stream factor, production rate, tingkat produksi

dan unit konsumsi bahan baku/penolong.

Sistem penyusunan laporan bisa digambarkan di bawah ini.

a. Masing-masing bagian produksi membuat laporan harian untuk produk

setengah jadi dan produk jadi beserta distribusinya, hari operasi, down

time dan cut time beserta penyebabnya, serta pemakaian bahan

baku/penolong.

b. Dari laporan harian masing-masing bagian produksi, bagian Candalprod

mengolahnya sehingga menghasilkan indikasi kinerja operasi termasuk

jumlah minimum yang harus dicapai agar target produksi bulanan dan

tahunan tercapai.

c. Kinerja bagian produksi disajikan dalam bentuk laporan harian yang

didistribusikan kepada unit yang terkait. Distribusinya diberikan di bawah

ini.

Laporan pengamatan harian, dari kabag Candalprod didistribusikan

kepada : Direktur Produksi, Kakomp Pabrik , Kadep Produksi, Kadep

Pemeliharaan, Kadep Proses & Lab, Ka SPI, Karo Riksa dan Kadep

Sarprod.

Laporan harian produksi dari Kabag Candalprod dikirimkan kepada

Kadep Produksi dengan tembusan kepada Kadep Akuntansi

d. Laporan harian yang terkumpul selama sebulan, direkapitulasi dalam data

bulanan sebagai pedoman pembuatan laporan periode bulanan, triwulan,

dan tahunan.

e. Laporan dalam periode bulanan disajikan dalam bentuk :

Laporan pengamatan bulanan. Laporan dari Kadep Produksi

didistribusikan kepada : Direktur Produksi, Kakomp Pabrik , Kadep

Produksi, Kadep Pemeliharaan, Kadep Pengadaan, Kadep Akuntansi,

Kadep Anggaran dan Kadep Penjualan Produk non Pupuk.



APRIL 2011

Laporan situasi produksi bulanan. Laporan dari Kadep Produksi

didistribusikan kepada Direktur Produksi dan Kakomp Pabrik .

Laporan dalam periode triwulan disajikan dalam bentuk :

1. Laporan hasil kegiatan produksi pabrik triwulanan dari Kadep

Produksi didistribusikan kepada Direktur Produksi, Kakomp

Pabrik, dan Kadep Akuntansi.

2. Laporan APPI dari bagian Candalprod II dan III dikirimkan kepada

Kabag Candalprod I sebagai kompilator sebelum kepada APPI

f. Laporan dalam periode tahunan disajikan dalam bentuk laporan hasil

kegiatan produksi Pabrik tahunan dari Kadep Produksi, kemudian

didistribusikan kepada Direktur Produksi, Kakomp Pabrik, Kadep Harian,

serta Kadep Proses dan Lab.

BAB V

TINJAUAN PUSTAKA



APRIL 2011

5.1 Amoniak

Amoniak banyak dimanfaatkan dalam industri kimia. Diantaranya industri

pupuk sebagai bahan baku pupuk urea, bahan baku industri plastik sebagai

refrijeran, pembuatan pulp kertas, pembuatan asam nitrat, berbagai jenis bahan

peledak dan berbagai manfaat lainnya.

5.1.1 Sifat Fisik dan Kimia Amoniak

Amoniak mempunyai sifat fisik dan kimia sebagai berikut:

1. Berat molekul 17,03 gram/mol

2. Spesifik grafity 0,817(79oc); 0,617 (15oc)

3. Tidak berwarna

4. Gas yang bersifat basa pada tekanan atmosfer

5. Lebih ringan dari udara

6. Berbau

7. Autoignition temperature 651oC

8. Boiling point -33,5oC

9. Temperatur kritik 133oC

10. Tekanan kritik 1657 psi

11. Tekanan uap 4800 mmHg (60 oF)

Pada tekanan tinggi dan pendinginan, amoniak terkondensasi menjadi

cairan dengan 60% berat air. Produk pembakaran utama amoniak adalah nitrogen

dan air, serta mengandung sedikit ammonium nitrat dan nitrogen dioksida.

Rentang konsentrasi yang menyebabkan ledakan amoniak kering dengan udara

adalah 16 - 25% amoniak. Produk amoniak yang dihasilkan PT. Petrokimia

Gresik memiliki komposisi sebagai berikut: NH3 purity : 99,5(min); Oil : 10

ppm (maks); H2O : 0,5% (maks)

5.1.2 Sifat Fisik Dan Kimia Bahan Baku Pembuatan Amoniak



APRIL 2011

Amoniak dalam skala komersil diproduksi dengan mereaksikan hidrogen

dan nitrogen pada tekanan dan temperatur tertentu dengan bantuan katalis.

Hidrogen ini diperoleh dari gas alam (methane), metahane dengan kompsisi 95 %.

Nitrogen yang diperlukan untuk proses diperoleh dari udara bebas. Kompsisi gas

alam yang digunakan dalam sintesa amoniak adalah sebagai berikut :

Table 5.1 Sifat Fisik dan Kimia Gas Alam

Parameter Nilai

Berat molekul 16,04

Titik kritik -82oC, 45,8 atm

Titik didih -161oC

Titik beku -182,6oC (1 atm)

Spesifik grafity (udara =1) 0,55

Penampilan dan odor Tidak berwarna, tidak berbau, tidak

berasa

Flash point -306oF

Autoignition temperature 1004oF

Flammability limit di udara 5 ( batas bawah)/15 (batas atas)%

volume

Sifat lainnya Sangat mudah terbakar.

Media pemadam api CO2, dry

chemical, gas halocarbon

Tidak korosif

Bersifat aspisiasisme (menyebabkan

sesak nafas)

Dengan air membentuk campuran

yang mudah terbakar /meledak

5.1.3 Sejarah Produksi Amoniak

Perkembangan teknologi produksi amoniak adalah sebagai berikut:

1901 : Le Chateir pertama kali memperkenalkan pembuatan amoniak

dengan bahan baku hidrogen dan nitrogen.



APRIL 2011

1908 : Fritz Habour memproduksi amoniak sebanyak 7000 M / tahun

dengan menggunakan bantuan katalis (besi oksida dan sedikit Ce / Cr)

serta tekanan dan temperatur tinggi (200 atm / 550oC). Kelemahan

teknologi ini memerlukan kondisi proses yang ekstrim sehingga sulit

dipenuhi.

Perang Dunia I : Karl Busch mengembangkan proses prduksi amoniak

secara komersil, sehingga dikenal dengan proses Haber Bosch. Saat itu

amoniak diproduksi sebagai bahan baku membuat peledak.

Perkembangan teknologi pembuatan amoniak sejak tahun 1954 adalah sebagai

berikut ;

1. Penerapan reformasi kukus dapat memproses gas umpan dari gas alam

hingga nafta pada tekanan 35 kg / cm2. Pengguanaan gas alam sebagai

umpan lebih ekonomis dibanding dengan pengguanaan system coal/coke.

2. Diterapkannya kukus sebagai penggerak turbin dan kompreser sentrifugal

semakin meningkatkan efisiensi energi siklus.

3. Perkembangan proses pemurnian gas, seperti diterapkannya system absorsi

CO2 dengan larutan klaium karbonat dan pemisahan sisa CO dengan

methanasi.

4. Peningakatan heat recovery khususnya dari aliran keluaran reformer dan

shift converter.

5. Penggunaan kukus yang efisien

6. Penggunaan katalis yang memiliki aktifitas tinggi untuk semua proses dan

pengenalan akan proses low temperature shift converter memungkinkan

penyederrhanaan system penyiapan gas umpan.

7. Peningkatan kapasitas produksi dari 600 hingga 1700 ton/hari dan

perkembangan desain converter amoniak yang disesuaikan dengan

berbagai proes dan kapasitas.

8. Perkembangan dalam desain kompresor untuk semua proses. Kompresor

sentrifugal digunakan untuk menaikkan tekanan gas sistesa hingga 330

kg/cm2 untuk pabrik berukuran 1700 ton/hari.



APRIL 2011

9. Perkembnagan metode desulfurisasi gas umpan termasuk

hidrodesulfurisasi umpan nafta. Perkembangan katalis Co-Mo dan

absorben sulfur, ZnO meningkatkan kemampuan desulfurisasi hingga

kurang dari 0,25 ppm. Hal ini menjamin perlindungan katalis reformasi

kukus terhadap racun S sehingga dapat memperpanjang umur katalis.

5.2 Reaksi Sintesa Amoniak

Amoniak dapat dibuat melalui beberapa cara antara lain :

a. Distilasi distruktif batu bara

b. Proses cyanamide

CaC 2+N 2 1⃗000oC CaCN 2+C

CaCN 2+3 H2 O(steam )⃗CaCO3+2 NH 3

Proses ini kurang disukai dalam bentuk pembuatan pupuk, karena dapat

bereaksi dengan air dan dapat membentuk C2H2 yang dapat mematikan

tanaman sehingga tanah akan kekurangan unsur N.

c. Hidrolisa garam nitrit

MgN 2+6 H2 O(steam )⃗3 Mg (OH )2+2 NH 3

d. Reaksi pergeseran garam ammonium (kering maupun terlarut) oleh basa

kuat

NH4++OH−

Q⃗ NH 3+H2O

e. Proses Haber

N2+ H2⇔2NH 3

Diantara kelima reaksi tersebut, proses Haber merupakan proses yang

paling banyak diterapkan dalam industri skala komersial, terutama pada

industri pembuatan pupuk.

Sintesa amoniak proses Haber

Penerapan proses Haber dalam industri pembuatan amoniak telah banyak

dari tahun ke tahun. Namun, filosofi proses yang diterapkan pada intinya tetap



APRIL 2011

sama. Perubahan yang terjadi sebagian besar terletak pada desain alat dan jenis

peralatan pembantu lainnya. Saat ini, proses pemuatan amoniak pada umumnya

terdiri dari tahap-tahap sebagai berikut ;

1. tahap penyiapan gas alam

2. tahap pembuatan gas sintesa

3. tahap pemurnian gas sintesa

4. sintesa amoniak

5. pemisahan dan pemurnian produk amoniak.

Secara lengkap tahap-tahap tersebut dijelaskan sebagai berikut:

1. Tahap penyiapan gas alam

Penyiapan gas alam nerfungsi untuk menghilangkan pengotor-pengotor seperi

sulfur, sulfur organik, merkuri, hidrokarbon berat, dan tetesan cairan. Pengotor

- pengotor ini dapat mengganggu proses reaksi selanjutnya. Untuk pabrik

amoniak PT. Petrokimia Gresik yang dilakukan adalah penyaringan dan

desulfurisasi.

Penyaringan :

Pemisahan gas alam dari komponen hidrokarbon berat dan tetesan air

dengan menggunakan knock out drum.

Desulfurisasi :

Kandungan sulfur dapat meracuni katalis nikel pada primary reformer.

Penghilangan sulfur diawali dengan mereaksikan gas alam dengan hidrogen

agar dihasilkan H2S (dengan bantuan katalis Co- Mo), kemudian H2S yang

terbentuk dihilangkan dengan mereaksikannya dengan ZnO. ZnO yang jenuh

tidak dapat diregenerasi, sehingga harus diganti. Senyawa sulfur memiliki

temperatur awal dekomposisi yang bervariasi, sehingga terbentuk karbon pada

preheater akibat dekomposisi senyawa sulfur tersebut. Penambahan hidrogen

sebelum preheater dapat menekan proses dekomposisi sulfur.

2. Tahap pembuatan gas sintesa.



APRIL 2011

Gas sintesa (hidrogen dan nitrogen) diperoleh dari reaksi steam reformer yang

dilaksanakan dalam unit primary reformer dan secondary reformer, serta dari

unit shift converter CO.

Primary Reformer

Pada tahap ini, gas alam direaksikan dalam dengan steam serta

menggunakan katalis nikel, reaksinya adalah :

CH 4+H2O⇔CO+3 H2

CO+ H2O⇔CO 2+H2

Reaksi pertama bersifat endotermis, kesetimbangan bergeser kearah produk

pada tekanan rendah dan temperature tinggi. Reaksi kedua bersifat

eksotermis, kesetimbangan bergeser kearah produk tetapi tekanan tidak

mempengaruhi kesetimbangan. Perbandingan CH4 dan H2O secara teori adalah

1: 1, namun hal ini tidak dilakukan karena dapat terjadi pembentukan karbon.

Sehingga di lapangan menggunakan steam berlebih sekitar 3 – 3,5.

Temperatur yang terlalu tinggi pada primary reformer tidak dikehendaki

karena akan terbentuk karbon yang menutup permukaan aktif katalis, selain

itu terjadi penumpukan panas yang tidak terpakai pada reformasi kukus.

Secondary Reformer

Pada tahap ini, gas dikontakkan dengan udara panas dan dialirkan dengan

katalis nikel dalam reformer sekunder. Reaksi yang terjadi adalah oksidasi /

pembakaran pada temperatur sekitar 1000 oC, dan tekanan sekitar 29 bar.

Reaksinya sebagai berikut:

2 H2+O2→2 H2O

CH 4+H2O→CO+3 H2

CO+ H2O→CO2+H 2

Reaksi pembakaran ini menghasilkan energi yang cukup besar dan dapat

digunakan untuk membangkitkan steam pada WHP yang merupakan pemasok

utama kebutuhan steam di pabrik amoniak. Setelah digunakan sebagai

pembangkit steam, temperatur produk secondary reformer akan turun hingga

343 – 371 oC.

Reaksi pergeseran (shift reaction)



APRIL 2011

CO yang tersisa dari proses sebelumnya dapat direaksikan kembali untuk

mengubah CO menjadi CO2. Reaksi yang terjadi adalah :

CO+ H2O⇔CO 2+H2

Reaksi yang terjadi eksotermis sehingga kesetimbangan akan bergeser kearah

reaktan jika terjadi kenaikan temperatur. Posisi kesetimbangan tidak banyak

dipengaruhi oleh tekanan. Sehinga konversi yang tinggi diperoleh pada

temperatur rendah. Reaksi dilakukan 2 tahap (high temperature shift dan low

temperature shift). Karena reaksi ini akan menaikkan temperature, sehingga

konversi menurun walaupun laju reaksi meningkat. Tahap low temperature

shift / LTS menentukan keekonomisan pabrik amoniak. Bisa dilihat pada

reaksi shift diatas setiap mol CO yang bereaksi pada converter LTS akan

menghasilkan 1 mol H2. Sedangkan jika CO tersebut tidak bereaksi maka CO

tersebut akan mengkonsumsi 3 mol H2 pada reaksi methanasi.

CO+3H 2⇔CH 4+ H2 O

Dimana CH4 ini akan digunakan sebagai bahan bakar yang bernilai ekonomi

rendah. Sehingga perlu diupayakan konsentrasi CO keluaran yang rendah dari

converter LTS.

3. Tahap pemurnian gas sintesa

Sebelum digunakan untuk sintesa amoniak di amoniak converter, gas keluaran

dari shift converter terlebih dahulu dimurnikan dari senyawa-senyawa yang

tidak dikehendaki dalam unit pemisahan CO2 dan methanator.

Unit Pemisah CO2

Gas keluaran LTS mengandung sekitar 17% mol gas CO2. Gas CO2 ini

harus dipisahkan karena dapat menjadi racun bagi katalis di converter

amoniak. Unit pemisah CO2 terdiri dari kolom absorbsi dan stripper CO2. Pada

proses absorbsi CO2 digunakan larutan benfield sebagai penyerap CO2.

Berdasarkan mekanisme penyerapannya larutan penyerap CO2 dapat

dikelompokkan menjadi 2 macam ;

1. Penyerapan fisik



APRIL 2011

Gas CO2 yang terlarut akan berinteraksi secra fisik dengan larutan

yang digunakan sebagai penyerap. Contohnya larutan penyerap tipe ini

adalah air, propylene, karbonat dan methanol.

2. Penyerapan kimia

Larutan penyerap akan bereaksi secara kimiawi dengan CO2. Contoh

larutan penyerap tipe ini adalah larutan kalium karbonat, larutan

alkano amine, dan larutan sodium hidroksida.

Kemampuan larutan dalam menyerap CO2 dinyatakan dalam hubungan

kesetimbangan yang hampir linier. Penyerap umumnya dipilih berdasarkan

tekanan parsial CO2 dalam gas yang akan diserap dan gas yang telah diserap.

Penyerap yang palig sering digunakan adalah larutan alkano amine dan larutan

kalium karbonat (benfield). Larutan alkano amine yang paling sering

digunakan adalah larutan MEA (mono ethanol amine). Keunggulan larutan ini

adalah mampu menyerap CO2 sampai tekanan 0.0003 atm dengan kecepatan

penyerapan yang cukup besar. Kelemahan larutan ini adalah masalah korosi

dan reaksinya bersifat eksotermis (dibutuhkan panas yang besar untuk proses

stripper). Dibandingkan larutan MEA, larutan kalium karbonat panas memiliki

kelebihan yaitu lebih sedikitnya kalor yang dibebaskan. Larutan kalium

karbonat dapat bereaksi dengan CO2 dapat membentuk kalium bikarbonat

dengan reaksi:

K2CO3(c )

+CO2(g )

+H2O(c )⇔2 KHCO3(c )

Tahapan proses penyerapannya diduga sebagai berikut:

Pelarutan fisikCO2 (c )⇔CO 2 (1)

Reaksi kimiaCO2 (c )+H2O(c )⇔H 2CO 3(c ) (2)

H2 CO3 (c )⇔H+( c )+HCO

3( c )−

(3)

laju reaksi penyerapan ditentukan oleh reaksi hidrasi CO2 (2) sedangkan

proses pelarutan fisik (1) yang terjadi sangat cepat sehingga selalu dalam

keseimbangan.

Pada awal perkembangan pada tahun 1930 larutan kalium karbnonat

digunakan pada tempatur rendah (20 - 30 oC). KHCO3 yang terbentuk sukar



APRIL 2011

larut dalam air sehingga konsentrasi K2CO3 yang digunakan harus encer

(15%). Hal itu yang menyebabkan digunakannya larutan K2CO3 pada

temperatur 15 - 130oC pada akhir tahun 1950. Dalam praktek larutan yang

umum digunakan ialah larutan 30 % K2CO3.

Methanator

CO dan CO2 merupakan racun bagi katalis di converter amoniak,

karenanya jumlah CO dan CO2 harus diusahakan seminimal mungkin. Reaksi

yang terjadi sangat eksotermis dimana secara teoritis terjadi kenaikan

temperatur sebesar 74 oC untuk tiap % mol CO dan 60 oC untuk tiap % mol

CO2. metanasi adalah tahap akhir dari pemurnian sintesa. Reaksi yang terjadi

adalah :

CO+3H 2→CH 4+H2O+Q

CO2+4 H 2→CH 4+2H 2O+Q

Total kandungan CO2 yang meninggalkan methanator harus lebih kecil dari

10 ppm.

4. Tahap Sintesa Amoniak

Sebelum diumpankan ke converter, gas umpan dikonversi terlebih dahulu

dalam 2 tahap. Kemudian dipisahkan kandungan airnya dan digabungkan

dengan aliran recycle dari reaktor. Setelah produk amoniak dalam aliran

gabungan tersebut dipisahkan, campuran gas dipanaskan dan diumpankan ke

converter amoniak. Produk dari converter ini kemudian dikembalikan ke

kompresi tahap kedua.

Kompresi dan pemisahan air

Gas sintesa dari tahap methanasi perlu dikompresi dan dipisahkan

kandungan airnya terlebih dahulu untuk mendapatkan kondisi operasi yang

sesuai untuk reaksi di unit sintesa amoniak. Mula-mula gas ditekan pada

kompresor tingkat pertama sampai tekanan 56 kg / cm2. Gas terkompresi

kemudian didinginkan. Gas kaya H2 dari purge gas recovery unit ditambahkan

pada tahap pendinginan ini. Air yang mergembun akibat pendinginan

dipisahkan dalam knock out drum. Kemudian gas sintesa kering yang



APRIL 2011

dihasilkan dikompresi kembali pada kompresor tingkat kedua sampai tekanan

sekitar 100 kg / cm2. Setelah itu gas dimasukkan ke dalam Absorbant

(Molecular Sieve Dryer) yang fungsinya untuk menyerap H2O dan CO2 yang

terikut dalam Syngas sehingga konsentrasi H2O dan CO2 yang keluar kurang

dari 10 ppm. Di kompresor tingkat 3 tekanannya 172 kg/cm2, gas sintesa

kemudian didinginkan sampai suhunya -25oC dan dialirkan ke converter

amoniak. Sisa gas, direcycle kembali ke kompresor tingkat 3.

Pemisah amoniak sekunder

Campuran gas dingin dari unit kompresi didinginkan beberapa kali sampai

-25oC. Gas pada suhu rendah tersebut dialirkan ke secondary ammonia

separator. Pada unit ini amoniak yang berasal dari gas recycle mengembun

dan dipisahkan dari gas umpan sintesa. Amoniak cair yang dihasilkan

kemudian dikirim ke unit primary ammonia separator sedangkan gas sintesa

keluar dari bagian atas separator dan dipanaskan sampai suhunya -25oC.

Reaktor gas amoniak

Gas dari secondary ammonia separator dipanaskan dalam cangkang luar

converter oleh panas dari reaksi dalam converter dan dalam pemanas di

puncak converter. Dalam converter, gas panas mengalir ke bawah melewati 4

bed katalis promoted iron. Diantara tiap bed aliran gas didinginkan dengan

quenching menggunakan sebagian gas umpan. Converter amoniak beroperasi

pada temperature 400 – 480 oC dan tekanan 130 - 140 kg/cm2. Reaksi yang

terjadi pada converter amoniak adalah:

N2+3H 2→2 NH 3+Q

Produk converter amoniak mengandung amoniak sekitar 15 % dan suhunya

278 oC, setelah digunakan untuk memanaskan gas umpan converter dan air

boiler, produk dibagi menjadi 2 aliran, yang pertama direcycle ke kompresor

gas umpan tehap kedua dan yang kedua dikirim ke tahap pemurnian amoniak.

5. Pemisahan Dan Pemurnian Produk Amoniak

Amoniak yang telah terbentuk mengalami pemisahan dari gas inlet di purge

gas recovery. Untuk memurnikan dan mengurangi volume amoniak, dilakukan



APRIL 2011

proses refrigerasi yang mengubah fase amoniak menjadi cair. Amoniak juga

dimurnikan dengan flashing pada primary ammonia separator.

Purge Gas Separator

Sebagian gas produk converter amoniak perlu dipurge untuk mencegah

terakumulasinya gas-gas inert seperti H2, N2, Ar dan CH4, pada gas umpan

converter amoniak akibat recycle gas produk yang mengandung gas inert

tersebut. Produk converter amoniak yang akan dipurge didinginkan sampai -

25 oC pada purge gas cooler dengan pendingin amoniak. Amoniak yang

mengembun pada pendinginan ini dipisahkan dari campuran gas di purge

separator vessel dan dikirim ke primary separator sedangkan gas yang tidak

mengembun dikirim ke purge gas recovery unit.

Pemurnian Amoniak

Pada primary amoniak separator, amoniak dimurnikan dengan flashing.

Flash gas dari separator ini dikirim ke system bahan bakar sedangkan amoniak

cair yang terjadi dimurnikan lebih lanjut dengan flasing 4 tingkat pada 4 buah

flash drum dan pendinginan dengan refigerasi untuk memisahkan amoniak

dari inert. Amoniak cair murni yang telah terpisah dari pengotor dalam bentuk

gas disimpan dalam tangki penyimpanan, sedangkan gas-gas pengotor dikirim

ke sistem bahan bakar.

5.3 Kondisi yang Mempengaruhi Reaksi di Konventer Amoniak

5.3.1 Termodinamika Reaksi

Reaksi sintesa amoniak denan bahan baku gas nitrogen dan hydrogen

merupakan reaksi kesetimbangan yang eksotermis.

Persamaan reaksinya adalah sebagai berikut ;

N2 + 3H2→2NH3

Harga besaran termodinamika reaksi tersebut pada tmperatur 700 K adalah :

∆Ho700 k = -52,5 kj/mol

∆Go700 k = 27.4 kj/mol

∆So700 k = 288 j/mol K



APRIL 2011

Nilai konstanta kesetimbangan reaksi diatas akan naik bila temperature

diturunkan karena sifat reaksi yang eksotermis (K = 0,8 pada 700 K). Konsentrasi

amoniak pada saat Kesetimbangan akan bertambah dengan naiknya tekanan.

Sehingga dipilihn proses pada tekanan tinggi dan temperature rendah. Namun,

kondisi operasi tinggi menuntut biaya kompresi umpan gas dan biaya tambahan

lainnya. Dalam prakteknya tekanan optimum untuk reaksi sintesa 150 - 350 bar.

Temperatur operasi tergantung jenis katalis yang digunakan. Secara

termodinamika kondisi reaksi dipilih pada temperatur rendah. Reaksi yang

eksotermis menyebabkan kenaikan temperatur. Hal ini akan meningkatkan

kecepatan reaksi yang setimbang. Sehingga diperlukan pengendalian temperatur

pada unggun katalis agar dicapai keadaan yang optimal.

ΔT =

ΔH450oC

Cp ([ao

(1+a1 )(1+ao ) ]−ai)

ao :Fraksi mol amoniak pada keluaran converter.

ai : Fraksi mol amoniak pada masukan converter.

∆H 450 oc = 54,13 kJ /mol amoniak

Cp adalah panas spesifik (T = 250 oC, P=100 bar harganya konstan ) dihitung

dengan persamaan dibawah ini

Cp=1 . 632 (1+a1)+1. 55 lbi−0 . 157 ci

bi : fraksi mol CH4 pada masukan converter.

ci : fraksi mol Ar pada masukan converter

5.3.2 Kecepatan ruang (Space Velocity)

Laju konversi di pengarui oleh waktu yang tersedia untuk proses sintesa.

Waktu yang semakin singkat mengakibatkan konversi berkurang. Dimana

singkatnya waktu tersebut disebabkab space velocity gas yang tinggi. Tetapi

pengurangan konversi ini lebih kecil dibandingkan dengan penambahan jumlah

gas yang bereaksi. Maka bila laju alir gas dinaikkan, kondisi yang lain di jaga

konstan, bisa diperoleh produksi amoniak yang meningkat.

5.3.3 Perbandingan Hidrogen / Nitrogen dan Pengaruh Gas Inert



APRIL 2011

Salah satu parameter dalam desain pengoperasian Amonina Syntesis loop

adalah perbandingan H2 / N2. Perbandingan H2 / N2 yang optimal adalah 2,2

sampai 3. Perbandingan tersebut sangat dipengaruhi oleh perubahan jumlah gas

inert dalam gas sintesia (komposisi inert yang normal 1 - 1,5 % mol CH4 dan Ar).

Tidak seperti CO dan CO2 yang keberadaannya dapat merusak katalis, gas inert

tidak merusak katalis.Tetapi keberadaan gas inert tersebut dapat memperkecil

komposisi amoniak yang dihasilkan, sehingga konsentrasinya gas inert dalam

aliran sirkulasi gas perlu dikendalikan dengan mengeluarkannya dari gas

sirkulasi. Bila kandungan gas inert meningkat, laju sirkulasi harus ditingkatkan

agar tekanan dipertahankan konstan. Hal ini menyebabkan komposisi amoniak

dalam kesetimbangan tidak berkurang. Gas inert tersebut bisa keluar dalam aliran

sirkulasi karena dua hal :

1. Melarut dalam amoniak cair

2. Keluar karena venting pada aliran sirkulasi gas.

Pada saat pengeluaran melalui venting, gas hydrogen, nitrogen serta amoniak

yang dikandung dalam aliran tersebut juga ikut keluar.

5.4 Kecepatan Reaksi

Salah satu persamaan yang menyatakan kecepatan reaksi sintesa Amonia

diusulkan oleh Temkin dkk. Persamaan reaksi tersebut didasarkan atas absorbsi

nitrogen di permukaaan yang tidak seragam sebagai tahap pengendali. Bentuk

sederhana pesamaan kecepatan tersebut adalah:

r=k (PH 2)a (PN 2)1−a

Nilai α berkisar 0 - 1 (biasanya 0,5), sedangkan k merupakan fungsi

temperature PH2 da PN2. reaksi pembentukan amoniak adalah reksi bolak-balik,

sehingga reksi pembentukan amoniak ditetukan oleh reaksi kearah kanan dan kiri

Laju pembentukan amoniak merupakan fungsi dari laju sirkulasi yang

melewati converter. Persamaan yang digunakan untuk menghitung laju

pembentukan amoniak adalah:

1M

=58 . 83V ( 1+a0

a0−ai)



APRIL 2011

Keterangan

M = laju produksi amoniak (ton perhari)

V = laju masuk converter Nm3/jam

a i a0 = fraksi mol amoniak dialiran masukan dan keluaran reactor

Laju gas masuk converter dapat diperkirakan dengan persamaan :

V=9500 MΔT (1+ai )

Keterangan :

ΔT = Kenaikan temperature di converter dengan asumsi tidak ada pengeluaran

panas oleh pendingin luar.

5.5 Converter Amoniak

Seperti yang telah disinggung diatas pengendalian temperatur sangat

mempengaruhi sintesa amoniak. Bagian penting dari system pengendalian

temperaur tersebet adalah desain converter. Converter amoniak pada umumnya

merupakn tangki bertekanan yang berisi cartridge (katalis) yang terbuat dari bahan

stainless steel dan penukar panas. Selain berfungsi sebagai tempat terjadinya

reaksi, elemen-eleman di converter berfungsi mengendalikan temperature

converter. Diantara dinding tangki dan cartridge terdapat annulus yang dialiri gas

inlet dingin untuk melindungi tangki dari panas berlebih. Panas ini juga dapat

dikendalikan dengan menggunakn rancangan unggun katalis tertentu. Converter

yang ada saat ini memiliki variasi dalam hal tipe aliran dan metode pengendalian

temperatur serta pemulihan panas.

5.5.1 Converter Quench

Ciri-ciri converter ini adalah :

- Pengendalian temperatur dilakukan dengan injeksi gas sintesa dingin pada

unggun katalis.



APRIL 2011

- Untuk jenis converter quench 3 unggun perubahan temperaturnya adalah

90, 45 dan 40oC. Konsentrasi meningkat dari 3 - 15%

- Untuk kapasitas produksi amoniak 1000 ton/hari (P = 220 bar), digunakan

katalis berukuran 6 - 9 mm dengan volume katalis pada masing-masing

bed 7 / 12 / 22 m3.

Berbagai bentuk converter queech aliran aksial, antara lain :

- ICI Quech converter

Gas quench dimasukkan dan sicmapur ke dalam embun katalis.

- Kellog quench converter

Gas quench disebar pada rongga antar unggun (4 buah unggun terpisah),

pada bagian atas terdapat penukar panas. Untuk jenis converter kellog

horisontal (jenis ini digunakan oleh pabrik amoniak PT. Petrokimia

Gresik), aliran gas melalui katalis tegak lurus dengan sumbu tangki.

- Topsoe converter

Menggunakan 2 unggun radial. Seperti halnya converter Kellog, gas

quench didistribusikan pada bagian antar bed. Jenis ini menghasilkan

pressure drop yang lebih rendah dibandingakn tipe aliran aksial.

Tipe converter quench yang memanfaatkan aliran radial misalnya :

- Cassale axial–radial converter

Aliran yang terjadi merupakan gabungan aliran axial radial. Aliran gas

masuk dominan axial dan gas quench melewati unggun dengan aliran

radial.

5.5.2 Multibed Converter

Ciri-ciri converter ini adalah :

- Meminimalkan voloume katalis dan ukuran converter (penentuan

temperature optimum)

- Pada umumnya terdiri dari 4 unggun yang masing-masing memiliki

konversi yang sama.

- Peningkatan temperature masing-masing unggun lebih kecil.



APRIL 2011

Selain tipe converter quench, terdapat tipe converter lain berdasarkan cara

pengendalian temperature :

a. Tipe Cocurrent Exchanger

Pada tipe ini, umpan converter masuk dari atas dan mengalir melaui ruang

kosong antara cangkang converter dan unggun katalis. Hal ini bertujuan

untuk mempertahankan temperature dinding cangkang, dari bagian bawah

reactor, gas umpan mengalir ke atas melewati penukar panas gas umpan

effluent yang ditempatkan dalam cangkang (untuk mengurangi biaya

pembuatan cangkang bertekanan tinggi untuk penukar panas). Setelah

keluar dari penukar panas ini, temperature gas umpan akan naik hingga

350 oC. Setelah itu gas umpan dilewatkan di tube penukar oans dan

mengambil panas dari gas yang bereaksi di unggun yang mengalir sejajar.

Dan keluar pada suhu 365 oC selanjutnya gas umpan masuk ke unggun

katalis dalam 2 pass, gas yang bereaksi didinginkan oleh aliran umpan.

b. Tipe Countercurrent

aliran gas yang bereaksi didinginkan oleh aliran gas umpan yang mengalir

secara countercurrent.

c. Tipe Heat Exchanger

Aliran gas yang bereaksi didinginkan oleh aliran gas umpan yang mengalir

secara berlawana dan oleh penukar panas yang terdapat diamtara masing-

masing unggun katalis

BAB VI

PABRIK AMONIAK



APRIL 2011

6.1 Uraian Proses Amoniak

Amoniak diproduksi dari gas H2 dan N2 melalui reaksi dengan bantuan

katalis dengan kondisi P, T tinggi. Secara umum proses pembuatan Amoniak

dibagi menjadi beberapa tahap :

1. Penyediaan Gas synthesa

Desulfurisasi bahan baku

Steam Reforming pada :

- Primary Reformer

- Secondary Reformer

CO Shift Conversion pada HTS & LTS

2. Pemurnian gas Synthesa

CO2 Removal

Methanasi

3. Synthesa Amoniak

4. Refrigerasi

5. Recovery Purge Gas

6.1.1 Tahap Penyediaan Gas Synthesa

6.1.1.1 Desulfurisasi

Sebelum masuk ke proses desulfurisasi gas mengalami beberapa

perlakuan:

1. Pemisahan pengotor

Gas alam yang akan digunakan sebagai bahan baku proses pembuatan

amoniak masih mengandung pengotor yang harus dipisahkan cair dan padatannya

dengan menggunakan knock out drum.

2. Kompresi dan pemanasan awal

Proses ini berfungsi untuk menaikkan tekanan gas alam dari 18,3 kg /cm2

menjadi 42,9kg/cm2. Pemanasan dilakukan dengan melewatkan pipa kedalam



APRIL 2011

primary reformer kemudian masuk kedalam desulfurasi. Desulfurisasi merupakan

langkah penghilangan senyawa Belerang (S) yang terkandung di dalam Gas bumi

( Natural gas ).

Komponen utama :

108-DA / DB : tangki vertikal masing-masing berisi 8,5 m3 katalis Co-Mo

dan 70,8 m3 katalis ZnO

Sulfur merupakan racun katalis reformer. Ada 2 macam unsur sulfur dalam gas

bumi yaitu:

Senyawa sulfur reaktif yang dapat ditangkap dengan mudah oleh katalis

ZnO

Senyawa sulfur non reaktif tidak dapat ditangkap dengan mudah oleh

katalis ZnO.

Senyawa Sulfur (S) non reaktif diperlukan katalis Cobalt Molybdenum

(Co-Mo).

Dengan menambahkan Gas H2 dari Syn Loop, maka semua senyawa S organik

baik reaktif maupun non reaktif akan di hidrogenasi pada katalis Co-Mo menjadi

H2S. Kandungan sulfur dalam gas alam akan dikurangi sampai batas 0,01 ppm di

dalam desulfurizer. Reaksi yang terjadi :

- Pada Katalis Co-Mo

R-S + H2 H2S ∆Ho298 = -4,77 kcal/mol

R-CS2 + 4H2 CH4 + 2H2S ∆Ho298 = -55,539 kcal/mol

- Pada Katalis ZnO

H2S + ZnO ZnS + H2O ∆Ho298 = -14,9679 kcal/mol

6.1.1.2 Steam Reforming

6.1.1.2.1 Steam Reforming (Primary Reformer)



APRIL 2011

Steam reforming merupakan alat yang di dalamnya terdapat tube yang

berisi katalis nikel untuk membantu reaksi pembentukan CO2 dan H2, jumlah tube

sekitar 220. Furnace yang terdapat pada primary reformer menggunakan top-fired

seperti gambar 6.1 di bawah ini :

Gambar 6.1 Arah pembakaran primary reformer

Gambar 6.2 Contoh Top-fired Primary Reformer

Gas alam keluaran desulfurizer direaksikan dengan steam di dalam packed tube

berisi katalis nikel 23,88 m3 dengan lifetime 3 tahun. Produk reaksi berupa CO,

CO2 dan H2. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut:



APRIL 2011

CH4 + H2O ⇔ CO + 3 H2 ∆Ho298 = 49,2709 kcal/mol

CO + H2O ⇔ CO2 + H2 ∆Ho298 = -9,8381 kcal/mol

Reaksi berlangsung pada T = 621 - 810 0C dan P = 39,8 kg/cm2 . Primary

Reformer menghasilkan gas yang mengandung Methane ( CH4 ) ± 12 - 13 % ,

dilakukan pada tube katalis Primary Reformer. Reaksi ini merupakan reaksi

endotermis yang mengambil panas dari reaksi pembakaran sebagian gas alam.

6.1.1.2.2 Secondary Reformer

Proses ini berfungsi untuk memenuhi kebutuhan nitrogen pada sintesa

amoniak. Oksigen yang ditambahkan bereaksi dengan hidrogen pada gas proses

akan menyediakan panas yang diperlukan pada reaksi pembentukan CO dan H2.

Panas gas keluaran dimanfaatkan untuk membangkitkan steam tekanan tinggi di

WHB dan superheater.

Komponen utama

Vesel 103-D : bejana tekan yang dilapisi dengan batu tahan api, dilengkapi

dengan jaket air dan berisi katalis nikel yang diperlukan untuk reaksi

direformer sekuder

Katalis : Dalam vessel berisi 34,8 m3 katalis nikel

Direaksikan lebih lanjut untuk mencapai CH4 ± 0.3 %, reaksi di Secondary

reformer :

2H2 + O2 ⇔ 2H2O ∆Ho298 = -57,7979 kcal/mol

CH4 + H2O ⇔ CO + 3H2 ∆Ho298 = 49,2709 kcal/mol

CO + H2O ⇔ CO2 + H2 ∆Ho298 = -9,8381 kcal/mol

Komposis Gas out : CH4 : 0,25 - 0,4 %



APRIL 2011

Gambar 6.3 Contoh Secondary Reformer

6.1.1.2.3 Pengendalian Proses Unit Reformer (Primary

Dan Secondary Reformer)

Beberapa variabel yang mempengaruhi kondisi dan reaksi di reformer sebagai

berikut :

a. Steam to Carbon Ratio ( S / C Ratio )

Jumlah Steam yang diperlukan untuk Reaksi di Primary Reformer ditentukan

dari perbandingan antara mole Steam dengan mol Carbon di gas alam. Steam

to Carbon ratio yang baik adalah 3,0 – 3,5. Steam Carbon Ratio yang terlalu

rendah dapat menyebabkan terbentuknya Carbon Deposit

Mekanisme pembentukan Carbon Deposit seperti reaksi dibawah ini :

Boudouard reaction : 2 CO ⇔ CO2 + C ∆Ho278 = -172,5 kJ / mol

Methane cracking : CH4 ⇔ 2H2 + C ∆Ho278 = +74,9 kJ / mol

Carbon monoxide reduction : CO + H2 ⇔ C + H2O ∆Ho278 = - 131,4 kJ / mol

Pengurangan perbandingan S / C ratio akan mengakibatkan :

– Kecenderungan pembentukan Carbon Deposite pada permukaan

katalis.



APRIL 2011

– Reaksi reforming dan reaksi shift converter akan bergeser ke kiri,

sehingga CH4 dan CO yang lolos akan bertambah.

– Menaikkan CO lolos dari HTS dan LTS yang akan menaikkan inert di

Syn Loop dan menurunkan produksi.

b. Temperatur

Kenaikan suhu ini harus dibatasi 800 - 820 °C. Kenaikan Temperatur juga

akan mengakibatkan :

- Temperatur outlet secondary reformer naik.

- CH4 outlet secondary reformer turun

- Tekanan HP Steam drum naik

- Menurunkan Inert gas di Syn Loop

- Menurunkan tekanan di Syn Loop

c. Flow Udara Proses

Menaikkan Flow Udara Proses ke Secondary Reformer akan menyebabkan :

- Temperatur outlet Secondary Reformer naik

- Rasio H2/N2 turun sehingga konversi untuk menjadi amoniak kurang

pada amoniak converter

- CH4 outlet turun

- Produksi Steam naik

- Inert di Syn Loop turun dan produksi Amoniak akan naik.

Kenaikan flow udara ini dibatasi dengan rasio H2/N2

d. Tekanan

Tekanan operasi di tube dijaga konstan dan tidak merupakan variabel operasi.

Penurunan tekanan akan menggeser reaksi kekanan dan kearah pembentukan

Gas H2 , tetapi bila tekanan dibuat rendah maka akan menaikkan beban

( power ) pada syn gas kompressor.



APRIL 2011

6.1.1.3 CO Shift Conversion

Komponen utama.

HTS 104 D 1 berisi katalis Fe dengan volume 79,5 m3

LTS 104 D 2 berisi katalis Cu dengan volume 79,5 m3

Salah satu produksi gas dari reformer adalah CO. Gas CO tidak

dikehendaki pada proses pembuatan amoniak. Shift Conversion mengubah

hampir semua CO menjadi CO2 dan H2.


Reaksi yang terjadi pada :

HTS untuk mereaksikan sebagian besar CO pada suhu tinggi (371 - 450 °

C) , Katalis Besi ( Fe2O3 ), dengan tekanan 34,8 kg/cm2

LTS untuk mereaksikan sisa CO sehingga mengahasilkan kadar CO yang

rendah yang dapat diterima di Proses Methanasi, reaksi pada suhu 227 OC,

katalis tembaga. Gas keluar dengan kadar CO 0,3%

6.1.1.3.1 Pengendalian Proses Unit Shift Converter

( HTS dan LTS )

Beberapa variabel yang di jaga yaitu temperatur, S/C rasio, tekanan, dan

aktivitas katalis. HTS dan LTS sangat di butuhkan karena peran HTS untuk

mendapatkan laju reaksi yang tinggi sedangkan LTS untuk mendapatkan konversi

reaksi yang tinggi. Pada gambar 6.4 menunjukan equilibrium CO pada LTS :



APRIL 2011

Gambar 6.4 Equilibrium konsentrasi CO pada LTS

CO harus ditekan sekecil mungkin, karena tingginya CO lolos menurunkan

potensi produk Amoniak (0,1 % COekivalen 10 ton amoniak per hari) dan apabila

semakin banyak CO yang keluar inert yang di hasilkan semakin besar.

6.1.2 Tahap Pemurnian Gas

Gas yang keluar dari LTS masih mengandung CO2 yang cukup tinggi dan

sedikit gas CO gas tersebut harus dibuang karena dapat meracuni katalis katais

sintesa amoniak.

6.1.2.1 CO2 Removal

Penghilangan gas CO2, dilakukan dengan cara absorbsi gas CO2 oleh media

K2CO3 atau larutan benfield pada :

1. Tekanan tinggi 35 kg/cm²

2. Temperatur 72 ° C

3. Media Penyerap :

a. K2CO3 dengan konsentrasi : 25 - 30 %

b. DEA ( Di Ethanol Amine ) sebagai aktifator.

c. V2O5 sebagai Corosion inhibitor

- Membentuk lapisan pelindung pada dinding dalam Absorber.

- Menurunkan Corosion pada pipa , Vessel , Pompa.

d. UCON sebagai antifoam

Reaksi Absorbsi :

K2CO3 + H2O + CO2 2KHCO3 ∆Ho298 = -6,4306 kcal/mol

Pelepasan CO2 ( Stripper )

- Tekanan Rendah : 0,5 - 1 kg / cm²

- Temperatur : 126 °C

2KHCO3 K2CO3 + H2O + CO2 ∆Ho298 = 6,4306 kcal/mol

Komposisi Gas out Absorbsi :

N2 : 25,30 % H2 : 73,59 % CO2 : 0,06-0,15 %



APRIL 2011

6.1.2.1.1 Pengendalian Proses Unit CO2 Removal

Untuk menjaga kondisi operasi berjalan dengan baik maka beberapa

variabel proses yang mempengaruhi operasi harus diperhatikan dengan baik :

a. CO2 slip tinggi , dapat disebabkan oleh :

- Rate sirkulasi larutan karbonat rendah Tambah rate sirkulasi.

- Konsentrasi larutan karbonat rendah Pekatkan dengan menambahkan

steam pada Stripper atau menambah make up K2CO3

- Konsentrasi aktivator rendah tambah aktivator

- Konsentrasi Bicarbonat tinggi tambah steam regenerasi

b. Tekanan

• Pada Absorber semakin tinggi tekanan, semakin rendah CO2 slip terikut di

proses.

• Pada Stripper semakin tinggi tekanan, semakin jelek pelepasan CO2 maka

regenerasi tidak sempurna

c. Terjadi kenaikan Fe dalam larutan

Dapat menyebabkan :

Kemungkinan terjadi korosif Tambahkan corrosion inhibitor dan aktifkan

karbon filter.

6.1.2.2 Methanasi

Komponen utama

Methanator 106-D : suatu bejana vertikal terdiri dari sebuah distributor gas

inlet, berisi katalis nikel 26,7 m3 berbentuk bola

Gas synthesa yang masih mengandung CO dan CO2 sisa proses

sebelumnya apabila masuk ke katalis Syn Loop akan menjadi racun katalis

sehingga menjadi tidak aktif. Untuk menghindari hal tersebut, CO dan CO2

dikonversikan menjadi CH4 yang bersifat inert terhadap katalis di Syn Loop. Di

methanator reaksi yang terjadi bersifat eksotermis dimana pada tahap ini suhu

reaktor maksimal hanya 380 oC, dan tekanannya 31,4 kg /cm2. Suhu ini relatif



APRIL 2011

rendah sehingga pada reaksi di bawah kesetimbangan akan bergeser kearah kanan,

yang mengakibatkan produk CH4 yang dihasilkan semakin banyak.


CO + 3H2 CH4 + H2O ∆Ho298 = -49,2709 kcal/mol

CO2 + 4H2 CH4 + 2H2O ∆Ho298 = -39,4328 kcal/mol

Komposisi gas out : CH4 : 0,80 %

CO2 + CO < 10 ppm

6.1.2.2.1 Pengendalian Proses Unit Methanator

Untuk menjaga agar CO dan CO2 yang lolos ke seksi berikutnya terjaga

pada batas normal, maka beberapa parameter harus dijaga stabil :

1. Temperatur inlet dijaga : 285 °C. Karena katalis yang mengandung

nikel tidak boleh terkena gas-gas yang mengandung CO pada suhu di

bawah 200 oC karena risiko pembentukan karbonil nikel Ni (CO),

adalah zat beracun yang ekstrim, stabil pada suhu rendah.

2. Bila kandungan CO dan CO2 yang lolos methanator tinggi , naikkan

kecepatan reaksi dengan menaikkan temperatur inlet.

3. Bila kandungan CO dan CO2 inlet Methanator tinggi maka temperatur

outlet akan naik , kurangi gas masuk absorber agar beban absorber

berkurang.

6.1.3 Sintesa Amoniak

Komponen utama :

Komponen amoniak 105-D : konverter berbentuk bejana horisontal dengan

berisi keranjang katalis yang dapat dipindahkan. Konversi NH3 terjadi di

bejana ini.

Compressor syn gas 103 J

Sebelum masuk ke amoniak converter syn gas dinaikan tekanannya dengan

menggunakan kompresor sentrifugal hingga tekanan maksimal 185 kg/cm2.

Reaksi pembentukan NH3 dari N2 dan H2 :

N2 + 3H2 ⇔ 2NH3 ∆H = -92,44 kJ / mol



APRIL 2011

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 500 - 550 °C , tekanan 185 kg / cm². Kadar

NH3 out converter 16.5-17 % . Sisa gas yang tidak bereaksi di recycle ke section

Compresor Syngas tingkat 4.Gambar 6.4 merupakan design amoniak coverter :

Gambar 6.5 Design Amoniak Converter

6.1.3.1 Pengendalian Proses Unit Synthesis Loop

a. Tekanan

Tekanan juga mempengaruhi kecepatan dan konversi kesetimbangan

reaksi, semakin tinggi tekanan akan makin tinggi kecepatan dan konversi

kesetimbangan reaksi.

b. Temperatur

Temperatur sangat mempengaruhi kecepatan reaksi dan konversi.

Temperatur diatur melalui cold shot. Kenaikkan Temperatur dapat

disebabkan oleh beberapa faktor :

- Kenaikan space velocity.

- Penurunan laju alir sirkulasi.

- Penurunan kadar ( CH4 , Ar ) dalam aliran sirkulasi.

- Kenaikan tekanan.

- Penurunan laju Quenching ( cold shot )

c. Velocity.

Ikut menentukan waktu kontak gas dengan katalis, makin cepat umpan

mengalir kedalam reaktor akan makin pendek waktu kontak, sehingga



APRIL 2011

akan memperkecil konversi yang dihasilkan. Hal ini akan mempengaruhi

tinggi produksi NH3 persatuan waktu.

d. Ratio

Variabel utama yang dapat digunakan untuk mengontrol rasio.

- Komposisi gas Make Up.

- Flow Gas Make Up.

- Aliran sirkulasi.

Untuk menjaga kesetimbangan Ratio H2 / N2 di synloop harus dilakukan di

Secondary Reformer dengan mengontrol jumlah udara sesuai dengan Ratio

yang dikehendaki dan jumlah gas H2 return dari HRU.

e. Konsentrasi Gas Inert

Gas Inert ( CH4 , Ar ) di synloop diatur 10 - 12 %. Gas Inert tinggi

menyebabkan :

- Semakin rendah konversi.

- Tekanan Syn Loop naik.

- Produksi NH3 turun.

- Temperatur Syn Loop turun.

Cara mengendalikan :

- Keluarkan gas inert

- Jaga kadar gas inert = 10 - 12 %

6.1.4 Refrigerasi

Refrigerasi dengan media Amoniak digunakan untuk :

kondensasi NH3 yang terkandung dalam Syn Loop

kondensasi secondary NH3 dari vent gas dan purge gas

Recovery Amoniak dari Purge dan Flash,

mendinginkan make up gas sebelum masuk Dryer

menurunkan jumlah H2O dari gas sintesa

Fungsi utama refrigasi ini untuk mengkondesasikan NH3 sehingga terpisah dari

gas. Refrigerasi terdiri dari : kompressor , refrigerant condenser ,evaporator dan



APRIL 2011

flash drum. Sistem beroperasi dengan 4 macam level suhu :13OC/-5OC/-12 OC/-33 OC

6.1.5 Purge Gas Recovery (PGRU)

Gas-gas dari HP purge gas dikirim ke HP purge gas Scrubber. Flash gas

dari NH3 Stripper dikirim ke LP gas Scruber. Media penyerap NH3 pada Scrubber

ini adalah H2O. gas dari puncak HP Absorber dikirim ke separator sebagian besar

N2 dan H2 dapat direcover dan dipakai sebgai make up gas ke Syn Loop. Gas dari

puncak LP Absorber dan sisa off gas dari HRU direcover dan dipakai sebagai

bahan bakar primary reformer. Gabungan larutan dari Scrubber dibawa ke

Stripper di bagian bawah reflux NH3.

Reflux NH3 didapat dari sistem refrigerasi, sedangkan media Stripping

adalah MPS NH3 vapor dari puncak Stripper di vent ke refrigerant kondensor,

diembunkan dan direcover sebagai produk.



APRIL 2011

BAB VII

SISTEM UTILITAS DAN PENGELOLAAN LIMBAH

Utilitas I PT. Petrokimia Gresik adalah unit pendukung proses produksi

yang ada di Departemen Produksi I secara langsung, dan sebagai pendukung

dipabrik II maupun III dan anak perusahaan secara tidak langsung.

Tugas pokok Pabrik Utilitas I adalah menyediakan sarana penunjang operasional

Pabrik I yang meliputi:

1. Air

2. Listrik

3. Steam

4. Instrument air (udara instrummen)

5. Plant air

Adapun rincian prosesnya sebagai berikut:

7.1 Unit Penyediaan Air

Sumber air :

Water intake Gunung Sari

Berasal dari kali Brantas Surabaya yang berjarak 20 km dengan debit 800

m3 / jam. Produk water intake gunung sari berupa hard water.

Water intake Babat

Berasal dari kali Bengawan Solo (Babat) yang berjarak 48 km dengan

debit 2500 m3 / jam. Produk dari Babat berupa hard water.

Penggunaan :

Raw water / hard water / air industri.

Didistriusikan ke beberapa anak peruhasaan dan pabrik lain dikawasan

Gresik diantaranya yaitu :

1. Pabrik I, II, dan III.



APRIL 2011

2. Pertamina (pabrik asphalt).

3. PT Barata (pengecoran baja).

4. PT Wiharta Karya (pabrik karung).

5. PT Petrocentral.

6. PT Petronika / ptrosida / petrowidada.

7. PT Smelting (pengecoran tembaga).

8. PT Jaya boral.

9. PT Eterindo Nusa Graha.

10. PT Kawasan Industri Gresik PT petro Oxo Nusantara.

11. Lingkungan Industri Gresik

Service water : Untuk sarana kebersihan pabrik.

Drinking water : Untuk keperluan sanitasi pabrik, kantor dan perumahan

Petrokimia Gresik.

Proses water : Untuk keperluan proses operasi di pabrik

Cooling : Untuk sarana pendingin mesin pabrik, proses produksi

pabrik serta pendingin.

Hydrant : Untuk pemadam kebakaran

Demin water : Untuk bahan baku pembuatan steam

Sistem pengolahan air PKG dari raw water ( hard water ) menjadi air sesuai

spesifikasinya ada beberapa tahapan yaitu:

7.1.1 Unit Pelunakan Air Menggunakan Kapur / LSU (Lime Softening Unit )

Tugas LSU adalah memproses hard water menjadi soft water dengan lime

proses.

Kapasitas design 300 m3 / jam softened water.

Proses :

Penyebab total hardness ada 2 yaitu :

1. CaHCO3 (bicarbonate) sifatnya adalah sementara.

Pengikatan / pelepasannya di lakukan pada Lime Softening Unit.

2. CaSO4, CaCL2, MgSO4, MgCl2 sifatnya tetap.

Pengikatan/ pelepasannya di lakukan pada Demin Plant Unit.



APRIL 2011

Raw water / hard water dipompakan ke Clarifier Circulator melalui

nozzle dari bagian bawah. Sedangkan pada bagian atas secara counter flow

diinjeksi bahan kimia ( Ca(OH)2 ) dan polyelectrolyte. Hard water yang

mengandung bicarbonate tinggi ( penyebab total hardness ) diikat oleh Ca(OH)2

dan poly. Keluar dari Circulator air tersebut dialirkan / dimasukkan ke suatu filter

(sand filter) yang berfungsi menyaring partikel-partikel sisa kapur serta impurities

lainnya. Output sand filter itulah air tersebut sudah berupa soft water yang sudah

sesuai dengan spesifikasinya.

Berikut reaksi kimia sederhana di LSU:

CaHCO3+Ca(OH )2→CaCO3+H 2CO 3

H2 CO3→H2O+CO2

CaHCO3+Ca(OH )2→CaCO3+H 2O+CO 2

Dengan pelepasan CaHCO3 maka:

Total hardnes >100 ppm < 80 ppm

(hard water ) ( soft water )Gambar sederhana proses flow di Lime Softening Unit (LSU).

Gambar 7.1 Proses Flow di Lime Softening Unit (LSU)

7.1.2 Demineralizing Plant

Tugas khusus Demin Plant adalah memproses soft water menjadi

demineralizing water (demin water) yaitu air yang bebas mineral penyebab kerak

dalam air boiler.

Design kapasitas :


Demin Water

Mixbed Exch.Anion ExchDegasifierCation ExchSand Filter


APRIL 2011

Demin plant I : 100m3 / jam

Demin plant II : 200 m3 / jam

Proses :

Berikut gambaran proses sederhana demin plant:

Udara

Gambar 7.2 Proses di Demin Plant Unit

Sand filter:

Air umpan dimasukkan sand filter ( pasir silica ) dimana di dalam sand filter

tersebut kekeruhan serta kotoran padatan ( impurities ) pada air umpan diserap.

Cation exchanger :

Air kemudian dimasukkan dari atas ke dalam cation exchanger. Didalam cation

exchanger terebut garam-garam Na, Mg, Ba, diabsorb oleh resin kation dengan

reaksi sebagai berikut :

RH2+2NaCl RNa+2HCl

Reaksi yang terjadi selama regenerasi resin adalah :

RNa2 + H2SO4 RH2 + Na2SO4

RCa + H2SO4 RH2 + CaSO4

RBa + H2SO4 RH2 + BaSO4


Soft Water


APRIL 2011

Anion exchanger :

Sebelum masuk ke anion exchanger air masuk ke degasifier untuk di hilangkan

gas CO2 yang terlarut. Proses stripping gas CO2 ini menggunakan udara.

Kemudian air dimasukkan melaui nozzle dibagian atas anion exchanger dimana

ion - ion negatif yang terikut akan diserap oleh resin Anion. Reaksi yang terjadi

saat normal Operasi :

R(OH)2 + H2SO4 RSO4 + 2H2O

R(OH)2 + 2 HCl R Cl + 2H2O

R(OH)2 + H2CO4 R CO3 +2H2O

Sama halnya dengan cation exchanger pada kondisi tertentu anion exchanger juga

perlu diregenerasi dengan larutan caustic soda (NaOH). Reaksi yang terjadi saat

regenerasi adalah:

R SO4 + 2NaOH R(OH)2 + Na2SO4

R Cl4 + 2NaOH R(OH)2 + 2NaCl

R CO3 + 2NaOH R(OH)2 + Na2SO3

Keluar dari anion exchanger air tesebut dialirkan ke mixed bed yang fungsinya

adalah menyerap ion-ion positif dan negatif yang masih lolos dari cation dan

anion exchanger karena mixbed exchanger berisi resin kation dan anion. Air

keluar dari mixbed exchanger sebagian besar langsung dipakai untuk make up air

umpan boiler sedangkan sebagian ditampung untuk digunakan :

Regenerasi anion dan mixbed exchamger

Sebagian Process Water di Unit ZA I&III, H2SO4 dan NH3

Mixbed Exchanger :

Keluar dari anion exchanger dialirkan ke mixbed exchanger yang fungsinya

adalah menyerap ion positif maupun negatif ynag masih lolos dari kation maupun

anion exchanger karena mixbed berisi resin kation dan anion. Keluar mixbed

exchanger air tersebut sudah memenuhi spesifikasi air demin.



APRIL 2011

Berikut resin yang dipakai PKG Produksi I:

Cation resin : (RH2)

Castel C-300

Diaion SK 1B

Dowex HCRS

lewatit monoplus S-100

Anion resin : R(OH)2

Castel A-500P

Diaion PA-312

SA-12A

Dowex SBRP

Lewatit monoplus MP-500

monoplus M-500

7.1.3 Cooling Tower

Tugas cooling tower adalah menyediakan air pendingin ynag memenuhi

syarat - syarat sebagai air pendingin untuk keperluan operasional.

T 2211 A terdiri dari 5 cell untuk ammonia plant

T 2211 B terdiri dari 3 cell untuk urea plant

T 1201 A terdiri dari 6 cell untuk ammonia plant

T 1201 B terdiri dari 4 cell untuk ZA I/ III dan ASP

Design kapasitas :

T 2211 A : 15000 m3 T 1201 A :1700 m3

T 2211 B : 4600 m3 T 1201 B :1400 m3

Syarat kualitas cooling water:

Tidak menimbulkan kerak

Tidak menimbulkan korosi



APRIL 2011

Mengurangi / mengendalikan laju pertumbuhan bakteri.

Tipe cooling tower utilitas I

Cross flow : T 2211 AB, T1201C

Counter flow : T 1201 AB

Spesifikasi cooling water :

Ph : 7,3 – 7,8

Conductivity :< 3000Mhos/cm

Ca-H : 200 – 400 ppm

SiO2 : < 150 ppm

Free chlorine : 0,2 - 0,5 ppm

PO4 : 5,0 – 7,0 ppm

Gambar 7.3 Skema Proses Pendinginan Air Menggunakan Cooling Tower

7.1.4 Drinking Water

Alur proses raw water dimasukkan ke dalam sand filter (disaring padatan /

turbidity). Keluar dari sand filter masuk karbon filter (dihilangkan warna dan

bau). Kemudian diinjeksikan gas chlorine, selanjutnya masuk ke dalam tanki

penampungan dengan spesifikasi sbb:

pH : 6,8 – 8,4

Cl2 : 0,1 - 0,5 ppm

NO2 : <1,0 ppm

Turb : <5,0 NTU



APRIL 2011

7.2 Unit Pembangkit Tenaga Listrik

Macam-macam pembangkit listrik :

1. steam turbin generator : TG-1101 ABC

2. gas turbin generator : TG-2280

3. diesel generator : DE-1102 ABCD

4. diesel generator : DE-2283

Kapasits pembangkit :

1. gas turbin generator : 30 MW

2. DE-1102 : 4 x 725 KW

3. DE-2283 : 1.0 MW

Pendistribusian listrik :

1. Operasional pabrik I (utama)

2. Operasional pabrik II, III, anak perusahaan (sebagian)

3. Gedung-gedung administrasi/ kantor Petrokimia

4. Perumahan Petrokimia

Kegunaan listrik:

Untuk menggerakkan motor-motor listrik, heater, AC, dan penerangan.

7.3 Unit Penyediaan Steam

Pembangkit steam :

1. Boiler B-1102

Type : pipa air (water tube)

Design capacity : 125 ton steam / jam.

Superheater outlet pressure : 50 kg / cm2.

Main steam temperature : 510 o C.

Manufacture : Daekyung Machinery (Korea)

Tahun Pembuatan : 2007



APRIL 2011

Gambar 7.4 Boiler 1102

Pemanasan pertama dari pembangkit steam dilakukan pada deaerator

dimana terjadi proses penghilangan udara terutama O2 dan CO2. Pada steam drum

terjadi pemisahan antara liquid dan steam basah, diinjeksikan fosfat ke liquid yang

berfungsi untuk mengikat lumpur-lumpur yang terlarut dalam air. Aliran air yang

masuk ke Steam Drum dari deaerator akan dipanasi terlebih dahulu di economizer

(pemanasan pertama pada Steam Drum) dengan memanfaatkan panas sisa dari

pembakaran gas alam (burner) yang akan keluar ke atmosfer. Setelah masuk ke

steam drum, air diinjeksikan dengan fosfat (Na3PO4) guna mengikat lumpur yang

terlarut dalam air dan dipanaskan dengan boiler sehingga terjadi pemisahan antara

liquid dengan steam basah. Air meninggalkan steam drum menuju tabung-tabung

down comer yang dalam hal ini adalah lower drum. Lower drum berfungsi

mengumpulkan lumpur atau kotoran yang berasal dari sistem boiler yang

menggunakan prinsip gravitasi. Karena posisi lower drum yang terletak di bawah

sistem boiler. Air kemudian masuk dalam tabung-tabung riser di mana panas akan

diberikan untuk mengubah air menjadi uap. Produk dari steam drum yang berupa

uap (steam) dialirkan ke evaporator untuk meningkatakan panasnya kemudian

masuk lagi ke steam drum. Steam basah masuk ke superheater untuk pemanasan



APRIL 2011

terakhir sehingga terbentuk steam kering yang akan didistribusikan ke seluruh

area plant yang membutuhkan steam.

2. B-2220 (Waste Heat Boiler)

Type : pipa air (water tube)

Design Capacity : 90 ton / jam.

Superheater outlet pressure : 65 kg / cm 2.

Main steam temperature : 465 o C.

Manufacture : fasel letntjes (Belanda)

Tahun pembuatan : 1992.

Gambar 7.5 Skema WHB B 2221.

Keterangan :

1. High pressure superheater II

2. High pressure superheater I

3. High pressure evaparator

4. High pressure evaparator

5. High pressure economizer

6. Low pressure evaporator

7. Low pressure evaporator

8. Duck burner

9. Guillotine / spade blade

Alur proses


1 2 3 4 5 6 78

9


APRIL 2011

Alur demin di pompa ke daerator, guna dihilangkan oksigennya dan dipanasi

dengan steam. Selanjutnya di pompa masuk ke dalam boiler di panasi, sehingga

terbentuklah steam/uap. Uap yang terbentuk ditampung di header, kemudian

digunakan sesuai kebutuhan.

Distribusi steam

Sebagian besar steam digunakan untuk proses dipabrik ammonia, urea dan ZA.

Juga digunakan untuk menggerakkan pompa turbine dan komresor turbine.

7.4 Unit Penyediaan Instrument Udara

Alur proses

Udara berasal dari compressor udara 101 J dibagian amoniak. Kompresor

tersebut dialirkan kebagian unit utilitas I untuk diserap molekul-molekul H2O

nya. Kemudian masuk ke bed penyerap debu, keluaran ini kemudian

didistribusikan ke pengguna dalam hal ini pabrik amoniak, pabrik urea, dan servis

unit.

7.5 Pengelolaan Limbah B3

Limbah B3 yang dihasilkan pada proses amoniak tidak diolah sendiri oleh

PT. Petrokimia Gresik tetapi diolah pihak lain. Proses pengolahannya sebagian

banyak dikirim ke PT. Persada Pamunah Limbah Industri, Cileungsi Bogor



APRIL 2011


LAPORAN KP

Documents

kerja praktek

reaksi yang

petrokimia

asam sulfat

tenaga kerja

bahan baku

unit utilitas

petrokimia