Laporan Kerja PraktekDepartemen Operasi Pusri - III PT. Pupuk Sriwidjaja Palembang
BAB IPENDAHULUAN
1.1. Sejarah PerusahaanSebagai negara agraris, Indonesia menaruh perhatian yang besar terhadap perkembangan sektor pertanian. Semakin berkembangnya sektor pertanian, maka kebutuhan pupuk di Indonesia juga akan semakin meningkat. Oleh karena itu, pemerintah membangun pabrik pupuk, khususnya pabrik urea untuk memenuhi kebutuhan pupuk dalam negeri.Rencana pembangunan pabrik pupuk urea ini tercantum dalam REPELITA-1 (1956-1960) dengan Biro Perancang Negara sebagai pelaksana. Namun dalam perkembangan selanjutnya, pembangunan proyek pabrik pupuk urea ini dilimpahkan kepada Departemen Perindustrian dan Pertambangan dengan nama Proyek Pupuk Urea-I. PT. Pupuk Sriwidjaja yang lebih dikenal sebagai PT. PUSRI merupakan Badan Usaha Milikik Negara (BUMN) berbentuk persero pertama yang bergerak di bidang produksi dan pemasaran pupuk. Secara legal, PT. PUSRI resmi didirikan berdasarkan akta Notaris Eliza Pondang nomor 177 tanggal 24 Desember 1959 dan diumumkan dalam Lembaran Berita Negara Repblik Indonesia nomor 46 tanggal 7 Juni 1960. Pada saat itu yang menjadi Presiden Direktur adalah Ir. Ibrahim Zahier dan Ir. Salmon Mustafa sebagai Direktur Utama.PT. PUSRI yang memiiki Kantor Pusat dan Pusat Produksi yang berkedudukan di Palembang, Sumatera Selatan merupakan produsen pupuk urea pertama di Indonesia. Nama Sriwidjaja sendiri sebenarnya diambil dari nama kerajaan Sriwidjaja yang dahulu sangat terkenal karena armada lautnya, yang berkedudukan di Sumatera Selatan. Pemilihan Propinsi Sumatera Selatan khususnya Palembang sebagai lokasi pabrik didasarkan pada ketersediaan bahan baku berupa gas alam dan letak kota Palembang di tepian sungai Musi yang tinggi debit airnya.PT. PUSRI telah mengalami dua kali perubahan bentuk badan usaha. Perubahan pertama berdasarkan Peraturan Pemerintah (PP) No. 2 tahun 1964 yang mengubah statusnya dari Perseroan Terbatas (PT) menjadi perusahaan Negara (PN). Perubahan kedua terjadi berdasarkan Peraturan Pemerintah No. 20 tahun 1969 dan dengan akta Notaris Soeleman Ardjasasmita pada bulan Januari 1970, statusnya dikembalikan ke Perseroan Terbatas (PT).Selain itu, dari aspek permodalan PT. PUSRI juga mengalami perubahan seiring perkembangan industri pupuk di Indonesia. Berdasarkan Peraturan Pemerintah No. 28 tanggal 7 Agustus 1997 ditetapkan bahwa seluruh saham pemerintah pada industri pupuk PT. Pupuk Kujang, PT. Pupuk Iskandar Muda, PT. Pupuk Kalimantan Timur Tbk., dan PT. Petrokimia Gresik sebesar Rp. 1.829.920 juta dialihkan kepemilikannya kepada PT. Pupuk Sriwidjaja.Struktur modal PT. PUSRI diperkuat lagi dengan adanya pengalihan saham pemerintah sebesar Rp.6 milyar di PT. Mega Eltra kepada PT. PUSRI serta tambahan modal disetor sebesar Rp.728.768 juta dari hasil rekapitalisasi laba dari PT. Pupuk Kaltim Tbk. Dengan demikian keseluruhan modal disetor dan ditempatkan PT. PUSRI per 31 Desember 2002 adalah Rp. 3.634.768 juta.Pabrik pertama yang dibangun PT. PUSRI adalah PUSRI I yang diresmikan pada tanggal 4 November 1969 dengan kapasitas terpasang sebesar 180 ton amoniak/hari dan 300 ton urea/hari. Produksi perdana PUSRI I pada tanggal 16 Oktober 1963.Perluasan pabrik PT. PUSRI mulai direncanakan pada tahun 1965 melalui penandatanganan perjanjian kerjasama antara Departemen Perindustrian dan Perusahaan Toyo Engineering Corp dari Jepang. Namun rencana tersebut menemui kegagalan akibat terjadinya pemberontakan G30S/PKI. Pada tahun 1968 kembali dilakukan perencaaan pembangunan dengan diadakannya studi kelayakan bersama John Van Der Volk& Associate dari Amerika Serikat.Pada tahun 1972, mulai didirikan pabrik PUSRI II dengan kapasitas terpasang 660 ton amoniak/hari dan 1150 ton urea/hari, dan pembangunannya selesai pada tahun 1974. Pendirian pabrik tersebut dikerjakan oleh kontraktor M.W Kellog Overseas Corp dari Jepang. Pada tahun 1992 dilakukan optimalisasi terhadap kapasitas produk pabrik Pusri II menjadi 570.000 ton urea/tahun. Karena kebutuhan akan pupuk di Indonesia meningkat dengan pesat, maka pada waktu yang relatif bersamaan dibangun pabrik PUSRI III dan PUSRI IV.Pabrik PUSRI III dibangun pada 21 Mei 1975 dengan kapasitas terpasang 1000 ton amoniak/hari dengan menggunakan proses Kellog dan kapasitas produksi urea 1725 ton/hari atau 570.000 ton/tahun dengan proses Mitsui Toatsu Total Recycle (MTTR) C-Improved. Pembangunan pabrik PUSRI III dikerjakan oleh Kellog Overseas Corp. Dan Toyo Engineering Corp. Lima bulan setelah pembangunan pabrik PUSRI III, pabrik PUSRI IV mulai didirikan dengan kapasitas terpasang dan proses yang sama.Pada tahun 1985 pabrik PUSRI I dihentikan operasinya karena dinilai tidak efisien lagi. Sebagai penggantinya, didirikan pabrik PUSRI IB pada tahun 1990 dengan kapasitas terpasang 446.000 ton amoniak/tahun dengan menggunakan proses Kellog dan 570.000 ton urea/tahun dengan menggunakan proses Advanced Process For Cost and Energy Saving (ACES) dari TEC. Konstruksi pabrik ini dikerjakan oleh PT. Rekayasa Industri (Indonesia).Adanya tuntutan efisiensi produksi dan penghematan bahan baku membuat PT. PUSRI melakukan proyek optimalisasi proses yang diberi nama Ammonia Optimization Project (AOP) pada tahun 1992 dan melakukan kerjasama dengan Imperial Chemical Industry (ICI). Melalui proyek ini kapasitas produksi dapat ditingkatkan dengan penghematan pemakaian gas alam sebesar 10%. Proses optimalisasi dan modifikasi proses telah membuat PT. PUSRI mampu memproduksi total 2.280.000 ton urea/tahun dan 1.149.000 ton amoniak/tahun.
Tabel 1.1. Data Pabrik PT. Pupuk Sriwidjaja PalembangPabrikTahun Mulai BeroperasiLicensor ProsesKapasitasPelaksanaan Konstruksi
PUSRI-II1974KellogMTC, Total Recycle C Improved218.000 ton amoniak/tahun570.000 ton urea/tahunKellog Overseas Corporation (AS)
PUSRI-III1976KellogMTC, Total Recycle C Improved330.000 ton amoniak/tahun570.000 ton urea/tahunKellog Overseas Corporation (AS)
PUSRI-IV1977KellogMTC, Total Recycle C Improved330.000 ton amoniak/tahun570.000 ton urea/tahunKellog Overseas Corporation (AS)
PUSRI IB1995Kellog advandce Process for cost and energy saving.ACES of Toyo Eng., corp 446.000 ton amoniak/tahun570.000 ton urea/tahunPT Rekayasa Industri (Indonesia)
Pada tahun 2010, dilakukan pemisahan (spin off) dari Perusahaan Perseroan (Persero) PT. Pupuk Sriwidjaja kepada PT. Pupuk Sriwidjaja Palembang. Hal ini mengakibatkan terjadinya pengalihan hak dan kewajiban PT. Pupuk Sriwidjaja (Persero) kepada PT. Pupuk Sriwidjaja Palembang sebagaimana tertuang di dalam RUPS-LB tanggal 24 Desember 2010 yang berlaku efektif 1 Januari 2011. Sekarang, PT. Pupuk Sriwidjaja Palembang menjadi salah satu anak perusahaan yang tergabung dalam Pupuk Indonesia Holding Company (PIHC).
1.2. Tujuan PerusahaanTujuan PT. Pupuk Sriwidjaja Palembang yang dinyatakan dalam anggaran dasarnya adalah :1. Perseroan ini bertujuan untuk turut melaksanakan dan menunjang program pemerintah di bidang ekonomi dan pembangunan nasional pada umumnya, dan pada bidang industri pupuk dan industri kimia lain pada khususnya.2. Untuk mencapai tujuan tersebut, perseroan menjalankan usaha-usaha produksi, perdagangan, pemberian jasa, dan usaha lain.3. Perseroan dapat pula mendirikan atau menjalankan perusahaan dan usaha lainnya yang mempunyai hubungan dengan bidang usaha tersebut di atas, baik secara sendiri-sendiri maupun secara bersama-sama dengan pihak lain yang sejalan dengan ketentuan-ketentuan dalam anggaran dasar.
1.3. Visi, Misi, dan Tata Nilai PerusahaanVisi Perusahaan yaitu Menjadi Perusahaan Pupuk Terkemuka Tingkat Regional. Sedangkan Misi Perusahaan yaitu Memproduksi serta memasarkan pupuk dan produk agribisnis secara efisien, berkualits prima dan memuaskan pelanggan.Tata Nilai Perusahaan yang diterapkan oleh PT.PUSRI yaitu:1. Integritas; perilaku yang mencerminkan kesesuaian antara pikiran, perkataan, dan perbuatan.2. Profesional; sigap melaksanakan tugas sesuai kemampuan serta pengetahuan dengan bertanggungjawab dan kreativitas tinggi.3. Fokus pada pelanggan; prioritas pada kepuasan dan pemenuhan kebutuhan pelanggan internal dan eksternal sesuai harapan.4. Loyalitas; taat peraturan, patuh pada pimpinan, serta menjaga kesatuan hati antara pimpinan dengan karyawan demi melindungi nilai dan mencapai visi.5. Baik sangka; selalu bersikap atau menanggapi segala hal dari perspektif positif.
1.4. Makna PerusahaanMakna perusahaan PT. PUSRI adalah PUSRI untuk Kemandirian Pangan dan Kehidupan yang Lebih Baik.
1.5. Lambang PT Pupuk Sriwidjaja
Gambar 1.1. Logo PT. Pupuk Sriwidjaja
Logo ini bermakna:1. Lambang PUSRI yang berbentuk huruf U melambangkan singkatan urea2. Setangkai padi dengan jumlah 24, melambangkan tanggal akte berdirinya PT.PUSRI.3. Butir-butir urea berwarna putih berjumlah 12 melambangkan bulan berdirinya PT. PUSRI, yaitu bulan Desember.4. Setangkai kapas berjumlah 5 yang mekar dari kelopak berjumlah 9 melambangkan tahun berdirinya PT. PUSRI, yaitu 1959.5. Perahu Kajang, merupakan ciri khas kota Palembang yang dibelah oleh Sungai Musi. Perahu Kajang ini merupakan alat transportasi yang digunakan penduduk setempat untuk menangkap ikan.6. Kuncup teratai yang akan mekar melambangkan harapan akan perkembangan PT.PUSRI di masa depan.7. Komposisi warna lambang kuning dan biru benhur yang dibatasi garis hitam tipis melambangkan keagungan, kebebasan, dan ketabahan dalam mengejar cita-cita.
1.6. Lokasi PabrikPT. Pupuk Sriwidjaja (PT. PUSRI) terletak di tepi Sungai Musi kira-kira 7 km dari pusat kota Palembang, di wilayah perkampungan Sungai Selayur, Kecamatan Ilir Timur II, Kotamadya Palembang. Kelayakan ini ditunjang oleh keadaan geografis Sumatera Selatan yang memiliki kekayaan alam yaitu gas alam (natural gas) yang merupakan bahan baku utama dan tersedia dalam jumlah yang cukup banyak. Gass Bell & Associates dari Amerika Serikat memberikan rekomendasi berdasarkan studi kelayakan untuk membangun Pabrik Pupuk Urea PUSRI di Palembang, dengn kapasitas 100.000 ton per tahun. Adapun faktor teknis dan faktor ekonomi yang menunjang studi kelayakan tersebut adalah :1. Keadaan geografis Sumatera Selatan yang memiliki kekayaan gas alam sebagai bahan baku utama dalam jumlah yang cukup banyak. Dekat dengan sumber bahan baku gas alam, yaitu Prabumulih dan Pendopo yang terletak sekitar 100-150 km dari pabrik.2. Dekat dengan Sungai Musi yang tidak pernah kering sepanjang tahun, merupakan salah satu sarana penting untuk sumber air, sarana pembuangan limbah, atau juga sebagai sarana transportasi.3. Dekat dengan sarana pelabuhan dan kereta api.4. Dekat dengan Tambang Bukit Asam yang tidak jauh dari kota Palembang yang banyak mengandung batubara dan dapat dijadikan sebagai cadangan bahan baku yang sangat potensial seandainya persediaan gas bumi sudah menipis.Luas tanah yang digunakan untuk lokasi pabrik adalah 20,4732 hektar, ditambah untuk lokasi perumahan karyawan seluas 26,7965 hektar. Disamping itu sebagai lokasi cadangan disiapkan tanah seluas 41,7965 hektar yang dimaksudkan untuk persediaan perluasan komplek pabrik dan perumahan karyawan bila diperlukan kemudian hari.
1.7. Tata Letak PabrikTata letak pabrik dapat dilihat pada Gambar 1.2.
Gambar 1.2. Tata Letak PT. Pupuk Sriwidjaja Palembang
Keterangan Gambar :A. Pos satpam1.Primary reformerB. Kantor utama2.Secondary reformerC. Lapangan3.StripperD. Perumahan4.AbsorberE. Gedung serba guna5.MetanatorF. Diklat6.HTSC dan LTSCG. Sekolah7.ARUH. Kolam8.HRU, PGRUI. Masjid9.Molecular sieveJ. Rumah makan10.KompresorK. Parkir11.RefrigerasiL. Teknik proses12.Reaktor amoniakM. Dinas K313.Seksi recoveryN. Main lab14.Seksi purifikasiO. Ammonia storage15.Seksi kristalisasi dan pembutiranP. Kantor16.Seksi sintesis ureaQ. Wisma17.Sistem pembangkit listrikR. Lapangan olahraga18.Package boilerS. Perluasan pabrik19.Waste heat boilerT. Gudang20.Kantor dan pusat kontrolU. Dermaga21.Cooling towerV. PPU22.GMSW. Rumah sakit23.Unit penukar anion, kation, danX. Wismapenukar anion-kation24.Filter water25. Sand filter26.Tangki klarifikasi27.Kantor instrumentasi
1.8. Hasil ProduksiHasil utama PT. PUSRI yaitu:1. Amoniak Tabel 1.2. Data Kandungan Produk Amoniak PT.PUSRI PalembangNama ProdukSpesifikasiKandunganKeterangan
AmoniakNH399,5%Minimum
H2O0,5%Maksimum
Oil5 ppmMaksimum
2. Urea Tabel 1.3. Data Kandungan Produk Urea PT. PUSRI PalembangNama ProdukSpesifikasiKandunganKeterangan
UreaNitrogen46,0%Minimum
Biuret0,5%Maksimum
Moisture0,5%Maksimum
Prill Size:6-8 US Mesh95%Maksimum
Pass 25 Mesh2%Maksimum
Produk samping PT.PUSRI yaitu:1. Amoniak Ekses2. Nitrogen dan Oksigen CairPabrik oksigen mulai berproduksi pada tahun 1980 dan nitrogen pada tahun 1983. Dalam pabrik pemisah udara (Air Seperation Unit) prinsipnya adalah melakukan fraksinasi terhadap kandungan nitrogen dan oksigen yang terdapat pada udara bebas.Dengan melalui kompresor, udara bebas tersebut dikompresi dan kemudian didinginkan hingga suhu -184. Kandungan H2O yang terdapat dalam udara tersebut diuapkan untuk dihilangkan. Dengan titik didih yang berbeda, pada suhu -183, Oksigen mencair dan memisah diri dari nitrogen. Gas nitrogen akan mencair pada suhu -196,8. Proses yang digunakan dalam Air Separation Unit adalah dari perusahaan Process System Incorporate, New York, Amerika Serikat. Kapasitas terpasang pabrik ini adalah 60 N/m3 oksigen per jam dan 50 N/m3 nitrogen per jam. Produk nitrogen dan oksigen cair ini terutama untuk keperluan sendiri, disamping kelebihannya dijual.
3. CO2 dan Es Kering (Dry Ice)Dry Ice mulai diproduksi tahun 1983 dan produksi CO2 pertamakali dalam bentuk botol pada tahun 1980 dan sejak 1983 ada yang dalam bentuk botol dan ada juga yang cair. Pabrik ini menggunakan proses dari perusahaan Gasis Industriales Buenos Aires, Argentina dengan kemampuan produksi 55 ton CO2 cair per hari. CO2 cair berasal dari CO2 yang berlebih dari pabrik amoniak yang dikirim ke pabrik CO2 cair. Setelah gas CO2 dimurnikan lalu didinginkan pada suhu -30. Pada tekanan 15 kg/cm2g gas CO2 berubah menjadi cair.Karbondioksida cair umumnya digunakan dalam industri minuman dan blanket. Untuk memproduksi es kering (dry ice), CO2 cair yang telah dihasilkan sebelumnya diubah menjadi salju CO2 padat yang ditekan dengan alat press sehingga membentuk silinder berukuran panjang 34 cm dengan penampang garis tengah 15 cm dan tempratur 78,8. Kapasitas pembuatan es kering ini adalah 4,8 ton per hari.Es kering ini umumnya digunakan untuk pengawetan hasil pertanian dan perikanan. Penggunaan es kering dapat mengurangi presentase kerusakan, memperpanjang waktu penyimpanan, dan dapat mengurangi bahan-bahan terbuang. Pendinginan/pengawetan bahan makanan dengan es kering tidak boleh tersentuh langsung sebab akan mengakibatkan bahan makanan tersebut rusak.
Tabel 1.4. Data Kapasitas Pabrik Produk Samping PT. PUSRI PalembangNoProdukKapasitas
1CO2 cair55 ton/hari
2Dry ice200 kg/jam
3N2 cair100 NCM/jam
4N2 gas500 NCM/jam
5O2 cair115 NCM/jam
6O2 gas165 NCM/jam
1.9. Distribusi dan PemasaranSebagai bentuk komitmen PT. Pupuk Sriwidjaja Palembang untuk memenuhi kebutuhan pupuk urea nasional, PT. Pupuk Sriwidjaja Palembang melakukan pendistribusian dan pemasaran dengan memegang 6 prinsip tepat, yaitu tepat waktu, tepat jumlah, tepat tempat, tepat jenis, tepat kualitas, dan tepat harga. Berdasarkan Permendag No. 21/2008 dan 07/2009, maka skema alur distribusi pupuk yang dilakukan oleh PT. Pupuk Sriwidjaja Palembang adalah :
Gambar 1.3. Skema Alur Distribusi PT. Pupuk Sriwidjaja PalembangSarana yang dimiliki PT. Pupuk Sriwidjaja Palembang untuk mendukung pendistribusian dan pemasaran pupuk adalah :a. Kapal pengangkut urea curah sebanyak 8 unit.b. Kapal pengangkut amoniak sebanyak 1 unit.c. Unit pengantongan pupuk (UPP) sebanyak 1 unit.d. Gerbong kereta api sebanyak 595 unit.e. Kantor pemasaran PUSRI daerah (PPD) sebanyak 23 unit.f. Kantor pemasaran PUSRI kabupaten (PPK) sebanyak 180 unit.g. Kantor perwakilan PUSRI di produsen pupuk sebanyak 4 unit.h. Gedung persediaan pupuk sebanyak 376 unit.
1.10. Struktur Organisasi PerusahaanPT. Pupuk Sriwidjaja Palembang berbentuk perseroan terbatas (PT) dengan sistem organisasi line and staff organization, di mana proses manajemen di PT. Pupuk Sriwidjaja Palembang dilakukan berdasarkan Total Quality Control Management (TQCM) dengan melibatkan seluruh pimpinan dan karyawan dalam rangka peningkatan mutu secara kontinu. Dewan komisaris merupakan wakil pemegang saham yang bertugas untuk mengawasi jalannya manajemen perusahaan, memberikan pembinaan, dan pengawasan terhadap kelangsungan manajemen maupun operasional perusahaan. Dalam menjalankan tugasnya, komisaris utama dibantu oleh 5 (lima) komisaris anggota, sedangkan untuk tugas operasional, sesuai dengan SK/DIR/240/2011 tanggal 5 September 2011, dilaksanakan oleh dewan direksi yang terdiri dari Direktur Utama yang membawahi 4 (empat) orang direktur, yaitu :1. Direktur Produksi2. Direktur Komersil3. Direktur Teknik dan Pengembangan4. Direktur SDM dan UmumStruktur organisasi di bawah dewan direksi, yaitu :a. General managerb. Manajerc. Superitendend. Supervisore. Foremen seniorf. Staff dan pelaksana
1.11. Sistem Manajemen Produksi PT. Pusri PalembangDalam pengoperasian pabrik, direktorat yang berhubungan langsung dengan proses atau pelaksanaan tugas operasional adalah direktorat produksi. Direktur produksi bertanggungjawab terhadap kelangsungan proses produksi di PT. Pupuk Sriwidjaja Palembang. Direktur produksi membawahi beberapa divisi yang dikepalai oleh seorang general manager (GM).
Gambar 1.4. Bagan Sistem Manajemen Produksi PT. Pupuk Sriwidjaja Palembang1. Divisi OperasiDivisi operasi bertanggungjawab terhadap jalannya produksi. Tugas-tugas utama pada divisi ini, yaitu: Mengoperasikan sarana produksi secara optimal dengan mengusahakan waktu operasi dan faktor produksi setinggi-tingginya, tetapi masih memperhatikan keselamatan peralatan, personalia, dan lingkungan. Menjaga kualitas produksi, bahan baku, material, dan peralatan serta bahan-bahan penunjang sehingga sasaran produksi tercapai dengan tolok ukur kualitas, produktivitas, dan keamanan.
Divisi ini dikepalai oleh seorang general manager dan dibantu oleh beberapa manajer yang ditempatkan di setiap pabrik dan kepala pengantongan dan pengangkutan. Setiap manajer bertanggungjawab terhadap operasional pabrik secara keseluruhan dan dibantu oleh 3 (tiga) superintenden, yaitu : Superintenden pabrik amoniak Superintenden pabrik urea Superintenden pabrik utilitasSelain itu, divisi ini juga dibantu oleh : Shift supervisor atau kepala shift bertugas untuk mengkoordinasi kegiatan di lapangan antar unit kerja pabrik, mengawasi kerja operator untuk setiap shift, dan sebagai penanggungjawab operasional pabrik pada jam kerja di luar day shift. Operator bertugas untuk mengoperasikan pabrik dan terdiri dari operator senior (bekerja di control panel room) dan operator lapangan (bertanggungjawab di lapangan dengan dikoordinasikan oleh koordinator lapangan). Operator bekerja sesuai shift yang telah dijadwalkan. Pembagian jam kerja operator adalah :Day shift: 07.00 15.00Swing shift: 15.00 23.00Night shift: 23.00 07.002. Divisi TeknologiDivisi ini awalnya bernama Divisi Pengendalian Pabrik, Keselamatan Kerja, dan Lingkungan (P2K2L). Namun sejak tahun 2014, divisi ini berganti nama menjadi Divisi Teknologi. Divisi ini terdiri dari 3 departemen, yaitu :a. Departemen Perencanaan dan Pengendalian (Rendal) ProduksiDepartemen ini bertugas untuk memastikan kuantitas hasil produksi amoniak dan urea, serta jumlah pemakaian bahan baku dan bahan penunjang lainnya. b. Departemen LaboratoriumDepartemen ini bertugas dalam analisa kontrol serta menentukan dan mengawasi kualitas produk dan bahan baku. Departemen labortorium mempunyai 3 (tiga) orang kepala bagian, yaitu: Kepala bagian laboratorium kimia analisis. Kepala bagian laboratorium kontrol I. Kepala bagian laboratorium kontrol II.c. Departemen K3 dan Lingkungan HidupDepartemen ini terdiri dari : Bagian penanggulangan kebakaran dan kecelakaan kerja Bagian hygiene dan pemeriksaan kesehatan Bagian pengendalian pencemaran Bagian pengendalian lingkungan hidup
3. Divisi PemeliharaanDivisi ini bertanggung jawab untuk memelihara dan merawat alat-alat pabrik serta kendaraan yang berhubungan dengan operasional pabrik. Divisi ini membawahi beberapa departemen, yaitu departemen pemeliharaan mekanikal, departemen pemeliharaan listrik dan instrumen, departemen perbengkelan, departemen jaminan dan pengendalian kualitas, dan departemen perencanaan dan pengendalian turn around.Selain operator dan karyawan lapangan yang dibutuhkan 24 jam sehingga jadwal kerjanya dibagi per shift, terdapat pula karyawan non-shift (pegawai administrasi) dan jabatan setingkat kepala bagian ke atas dengan jadwal kerja sebagai berikut : Hari Senin-Kamis: 07.30-16.30 (istirahat pukul 12.00-13.30). Hari Jumat: 07.30-17.00 (istirahat pukul 11.30-13.30). Hari Sabtu dan Minggu libur.
BAB IIBAHAN BAKU
Dalam setiap kegiatan produksi, tentunya akan selalu dibutuhkan bahan baku agar kegiatan produksi dapat berjalan. Saat ini, PT. PUSRI Palembang mempunyai empat pabrik yang beroperasi yaitu PUSRI-II, PUSRI-III, PUSRI-IV, dan PUSRI-IB dengan masing-masing pabrik memiliki tiga bagian, yaitu pabrik amoniak, pabrik urea, dan pabrik utilitas. Masing-masing pabrik membutuhkan bahan baku dan penunjang untuk mendukung keberlangsungan proses dan mendapatkan produk. Bahan baku dan bahan penunjang tersebut harus memenuhi persyaratan yang telah ditentukan. Jenis dan spesifikasi bahan baku dan bahan penunjang dari tiga bagian pabrik yaitu pabrik amoniak, pabrik urea, dan pabrik utilitas akan dibahas di bab ini.
II.1. Bahan Utama1. Gas AlamGas alam yang digunakan dalam proses produksi ini berasal dari ladang gas bumi PT. Pertamina di Prambulih. PT. PUSRI memliliki Gas Metering Station (GMS) yang berfungsi untuk mengukur jumlah gas alam yang di suplai dari PT. Pertamina. Kandungan Metana (CH4) yang terdapat pada gas alam digunakan untuk menghasilkan karbon dioksida dan hidrogen. Karbon dioksida digunakan sebagai salah satu bahan baku pabrik urea sedangkan hidrogen sebagai bahan baku pembuatan ammonia dan juga digunakan sebagain fuel gas sebagai sumber panas. Gas alam ini secara rutin dianalisis komposisi hidrokarbon serta kandungan panas yang dimiliki laboratorium. Komposisi gas alam hasil analisis laboratoium ditampilkan pada tabel berikut.
Tabel 2.1. Spesifiksi Gas Alam Bahan Baku PT. PUSRINo.ParameterKuantitasSatuan
1H2S7,75Ppm
2ArTidak dilakukan-
3N2Tidak dilakukan-
4H2Tidak dilakukan-
5CO26,3% volum
6CH481,5% volum
7C2H66,17% volum
8C3H84,00% volum
9Iso-C4H100,68% volum
10n-C4H100,82% volum
11Iso-C5H120,27% volum
12n-C5H120,18% volum
13C6H4 plus0,08% volum
14Specific gravity0,7209-
15Gross Heating Value1129,9017Btu/ft3
Gas alam mempunyai sifat mudah sekali terbakar, tidak berwarna, dan warna seperti nyala api.
2. UdaraKandungan nitrogen yang dimiliki udara akan bereaksi dengan hidrogen untuk membentuk ammonia. Udara untuk proses pembuatan ammonia berasal dari udara sekitar yang diumpankan pada unit secondary reformer. Selain itu udara juga diperlukan sebagai bahan baku pembuatan udara pabrik (plant air) dan udara instrumen (instrument air). Udara yang digunakan bersumber dari udara lingkungan dengan komposisi berkisar 79% nitrogen dan 21% oksigen.Selain itu juga ada komponen lain yang relatif kecil. Udara ini masih mengandung uap air tergantung pada kondisi kelembapan saat itu, sehingga udara ini juga harus diolah lebih lanjut untuk dapat dipergunakan dalam proses pembuatan ammonia.
Tabel 2.2. Sifat-sifat Fisis UdaraNoSifatNilai
123456789Densitas pada 0oCTemperatur KritisTekanan KritisDensitas KritisEntalpi pada 120oCFaktor KompresibilitasBerat MolekulViskositasKoefisien Perpindahan Panas1,2928 kg/m3-140,7oC37,2 atm350 kg/m31278 kJ/kg100028,9641,76 E-5 Poise2,49 E-5 W/m.K
3. AirAir berperan penting dalam proses pembuatan pupuk urea. Dalam proses reforming, air akan diubah menjadi steam dengan menggunakan sumber panas hasil reaksi di secondary reformer yang eksotermis. Steam ini yang kemudian akan berperan sebagai salah satu komponen steam reforming pada unit primary reformer. Ratio steam terhadap gas alam yang masuk ke primary reformer adalah 3,2:1.Sumber air diperoleh dari Sungai Musi. Sebelum dikirim ke pabrik ammonia, air diolah terlebih dahulu pada unit utilitas untuk memenuhi beberapa kriteria sehingga steam yang dihasilkan dapa digunakan dalam proses pembuatan ammonia.Debit air Sungai Musi yang digunakan 1.000 m3/jam. Adapun air Sungai Musi ini memiliki pH = 6-9, tekanan 5 kg/cm2g, suhu 28,5, nilai turbidity antara 20-80 ppm, dan kadar SiO2 =10-25 ppm.
Tabel 2.3. Data Sifat Fisis AirNoSifatNilai
1234567Titik didihTitik bekuTemperatur kritisTekanan kritisDensitas kritisViskositas pada 200oCPanas Laten Peleburan100oC0oC374oC218,4 atm324 kg/m30,01002 Poise80 kal/gr
Selain itu, air juga diperlukan sebagai bahan baku pembuatan boiler feed water dan cooling water, keduanya diproses oleh unit utilitas.
4. Karbondioksida. (CO2)Karbondioksida direaksikan dengan ammonia untuk menghasilkan urea. Karbondioksida diperoleh dari hasil buangan stripper mixed gas pada pabrikammonia. Spesifikasi karbondioksida (CO2) adalah sebagai berikut:CO2: minimum 98% berat
Sulfur: maksimum 1,0 ppm volume
Tekanan: minimum 0,6 kg/cm2g
Suhu: 38
Pada suhu kamar (25, 1 atm) berupa gas tak berwarna, mempunyai bau dan rasa yang lemah, larut dalam air, dan mempunyai efek sesak nafas dan gangguan terhadap keseimbangan badan. Pada tekanan 1 atm dan suhu 15 larut dalam air dengan perbandingan volume CO2:H2O= 1 :1. CO2 yang diperlukan sebesar 0,760 MT/ton urea.
5. AmoniakAmoniak yang digunakan sebagai bahan baku adalah amoniak cair yang diperoleh dari pabrik ammonia. Spesifikasi amoniak (NH3) adalah sebagai berikut:NH3: minimum 99,5% berat
H2O: maksimum 0,5% berat
Oil: maksimum 5 ppm
Tekanan: minimum 18 kg/cm2g
Suhu: 30 dan -33
Pada suhu kamar (25, 1 atm), ammonia merupakan gas yang tidak berwarna dan mempunyai bau tajam, gas ammonia lebih ringan dari udara, sangat mudah larut dalam air (710 vol NH3 dalam 1 vol H2O), apabila terhirup dapat menimbulkan air mata, dan dalam jumlah yang besar dapat menyebabkan sesak nafas. NH3 yang diperlukan sebesar 0,580 MT/ton urea.
II.2. Bahan PenunjangBahan penunjang adalah bahan-bahan pembantu yang dipersiapkan oleh pabrik utilitas untuk menjaga keberlangsungan proses. Berikut ini adalah bahan-bahan penunjang pada masing-masing pabrik:1. Bahan Penunjang Pabrik Amoniaka. Hidrogen (H2)Hidrogen diperlukan pada kondisi start-up untuk pabrik PUSRIIB dan aktivasi katalis. Jumlah hidrogen yang diperlukan adalah 1.301,44 Nm3/jam. Hidrogen didapatkan melalui proses reforming dari pabrik ammonia. Komposisi hidrogen (dalam %volume) adalah 74,01% hidrogen, 24,61% nitrogen, 0,344% argon, dan 1,30% metana.b. Bahan KimiaBahan kimia digunakan pada proses penyerapan CO2, penyerapan H2O, pembuatan boiler feed water dan masih banyak lagi. Berikut ini adalah bahan-bahan kimia yang digunakan dalam pabrik amoniak.
Larutan BenfieldLarutan Benfield terdiri dari 2,24 kg/jam K2CO3, 1,29 kg/jam DEA, 0,15 kg/jam V2O5, dan 0,14 kg/jam antifoaming agent. Larutan ini diinjeksikan pada absorber di bagian feed treatment dan main Benfield. Trietilen GlikolTrietilen glikol berfungsi untuk menyerap air yang terdapat dalam gas umpan. Bahan kimia pengolahan boiling feed waterBahan kimia pengolahan boiling feed water yang digunakan antara lain adalah 0,21 kg/jam hidrazin (N2H4) murni yang diinjeksikan ke dalam deaerator untuk mengikat oksigen bebas dalam air, 0,35 kg/jam fosfat murni yang diinjeksikan dalam steam drum 0,41 kg/jam amoniak murni yang diinjeksikan dalam deaerator untuk mengatur pH air, 3 gr/m3 bahan baku klorin (Cl2) murni yang diinjeksikan dalam floctreator/clarifier sebagai disinfektan, 100 gr/m3 bahan baku tawas/alum yang diinjeksikan dalam floctreator/clarifier sebaga flokulan, 275 kg/hari asam sulfat yang diinjeksikan ke dalam cation exchanger sebagai larutan peregenerasi resin, dan 412 kg/hari caustic soda (NaOH) yang diinjeksikan dalam anion exchanger sebagai larutan peregenerasi resin. KatalisKatalis hanya digunakan pada proses sintesis ammonia saja sedangkan proses sintesis urea tidak memerlukan katalis. Hal ini dikarenakan reaksi sintesis urea sudah ekonomis tanpa katalis. Katalis digunakan untuk mempercepat dan mengarahkan jalannya reaksi kimia. Data katalis yang digunakan pada sintesis ammonia yang digunakan antara lain adalah Day Cat 158 yang terdapat pada desulfurizer, Co-Mo (Cobalt-Molybdenum) yang terdapat pada hydrotreater,ZnO yang terdapat pada guard chamber, NiO yang terdapat pada reformer/methanator, Fe3O4/Cr2O3 yang terdapat dalam HTSC, Cu/ZnO yang terdapat dalam LTSC, Besi berpromotor yang terdapat dalam ammonia converter.
2. Bahan Penunjang Pabrik UreaSecara singkat, bahan penunjang yang dibutuhkan oleh pabrik urea disajikan dalam tabel berikut.
Tabel 2.4. Bahan Penunjang Produksi Urea (Dinas Teknik Proses)NoBahan PenunjangSpesifikasi
ParameterDetailKeterangan
1Cooling Water make-upKekeruhan3 ppmMaksimum
Total Hardness (Kesadahan)25 ppmSebagai CaCO3, maksimum
pH6,5-7,5-
Warna10 ppmMaksimum
Besi0,1 ppmSebagai Fe, maksimum
Klorida8 ppmSebagai Cl-, maksimum
Sulfat10 ppmSebagai SO42-, maksimum
MinyaktraceCeceran
Total dissolved solid (TDS)80 ppmMaksimum
Tekanan1,5 kg/cm2gMinimum
Laju Alir115 m3/jam-
2MPSTekanan42 kg/cm2g-
Suhu400-
Laju Alir80-110 ton/jam-
3Boiled feed water include for super heaterTotal Solid0,25 ppmSebagai CaCO3, maksimum
SiO20,03 ppmSeagai SiO2, maksimum
Konduktivitas listrik1 mmho/cm-
Tekanan55 kg/cm2g-
Suhu113-
Laju alir7 ton/jam-
4Tenaga ListrikTipeAC 3 fasa
Tegangan2,4 kV
Fluktuasi tegangan5%Dari 2,4 kV
Frekuensi50 Hz-
Fluktuasi frekuensi3%Dari 50 Hz
Kebutuhan70kWh-
5Plant air dan Instrument Air (water free)KareakteristikBebas minyak, debu, dan komponen cair
Titik embun40atmosferis
Tekanan7 kg/cm2g
SuhuAmbient-
Kebutuhan udara instrument7,3 Nm3-
Kebutuhan udara pabrik1,2 Nm3-
6Filtered WaterTurbidity5 ppmMaksimum
Klorida0,2 -0,5 ppmSebagai Cl-, maksimum
Laju Alir5 ton/jam-
7Emergency Electric PowerTipeAC 3 fasa-
Tegangan480 V-
Frekuensi50 Hz-
Daya200 kW-
8PelumasTipeMedripal-
DTE oil lite-
DTE oil heavy-
DTE oil Heavy medium-
DTE oil extra heavy-
Macoma-
Turalic C-220-
Spartan EP-150-
9Bahan KimiaJenisPhosphat-
Kaporit-
Chlorine-
Asam Sulfat-
Kebutuhan (super fosfat + Kromat)75 kg/hari
10Condensate kembali ke utilitasJumlah60% dari konsumsi steam.-
3. Bahan Penunjang Pabrik UtilitasBahan baku penunjang yang digunakan dalam pabrik utilitas adalah bahan kimia untuk pengolahan boiling feed water. Bahan kimia yang digunakan adalah :
Tabel 2.5. Bahan Kimia Penunjang Pabrik UtilitasBahan KimiaJumlahSatuanLokasi Injeksi
Hidrazin (N2H4) Fosfat (PO42-)Amoniak (NH3) Klorin (Cl2) Tawas/alum Asam sulfat (H2SO4)Caustic soda (NaOH)0,210,350,413100275412kg/jamkg/jamkg/jamgr/m3 bahan bakugr/m3 bahan bakukg/harikg/hariDeaeratorSteam drumDeaeratorFloctreator/clarifierFloctreator/clarifierPenukar kationPenukar anion
BAB IIIDESKRIPSI PROSES
Proses yang terjadi di PT. Pupuk Sriwidjaja Palembang terdiri dari proses sintesis amoniak pada pabrik amoniak, proses sintesis urea pada pabrik urea, dan proses penyiapan bahan baku pendukung di pabrik utilitas. Sintesis amoniak yang digunakan pada PT. Pupuk Sriwidjaja Palembang menggunakan proses M. W. Kellogg, sedangkan sintesis urea yang digunakan menggunakan 2 (dua) macam proses, yaitu Advanced Cost Energy Saving (ACES) dari Toyo Engineering Corp. (TEC) di PUSRI-IB dan PUSRI-II (hanya seksi sintesis) dan Total Recycle C-Improve (TRCI) di PUSRI-II, III, dan IV.
III.1. Unit Amoniak
Gambar 3.1. Gambaran Umum Proses Produksi Ammonia
Unit atau pabrik amoniak berfungsi untuk menghasilkan amoniak dari bahan baku gas alam, udara, dan steam. Amoniak nantinya akan digunakan sebagai salah satu bahan baku di unit urea dan sebagian lagi dijual ke pihak luar. Unit amoniak juga menghasilkan CO2 sebagai hasil samping yang juga digunakan di unit urea.Proses pembuatan amoniak di PT Pusri secara garis besar terbagi menjadi empat tahapan, yaitu:1. Feed treating2. Pembentukan Gas Sintesa3. Purifikasi4. Sintesa Ammonia
III.1.1. Pengolahan Gas Alam (Feed Treating)
Gambar 3.2. Blok Diagram Feed Treating
Feed Treating merupakan proses pengolahan gas alam (natural gas) yang masih mengandung komponen seperti heavy hydrocarbon (HHC), belerang (H2S), gas CO2, air, dan lain-lain yang harus dihilangkan terlebih dahulu. Unit pengolahan bahan baku ini terdiri dari 6 (enam) tahapan proses yang terjadi di dalam 6 alat-alat utama, yaitu :1. Filtrasi Gas UmpanBahan baku natural gas (NG) dipisahkan partikel padatnya yang berupa kotoran-kotoran padat/debu (solid particle) dan cairan (liquid droplet) secara fisik oleh filter (202-L). Gas alam (feed gas) yang dimasukkan ke pabrik ammonia dibagi menjadi dua aliran, yaitu aliran untuk bahan baku dan aliran untuk bahan bakar. Pada filter ini dipasang alat penunjuk pressure drop untuk mengetahui kapan filter 202-L harus dibersihkan.
2. Desulfurasi Sulfur AnorganikSulfur anorganik (H2S) pada gas alam dihilangkan dalam desulfurizer. Penghilangan sulfur dilakukan karena sulfur merupakan racun katalis pada primary reformer dan bersifat korosif. Konsentasi H2S keluar desulfurizer diharapkan kurang dari 2 ppm.Katalis yang digunakan dalam desulfurizer adalah Dycat 158 dengan proses penyerapan zinc oxide (ZnO) pada temperatur rendah. Katalis ini bersifat kering, sehingga sudah tidak diperlukan lagi kelembaban dan injeksi basah (oleh air). Gas alam dipanaskan sampai 39C sebelum memasuki vessel.Pada saat melakukan kontak dengan ZnO, reaksi yang terjadi adalah:ZnO + H2S ZnS + H2O + Q(3.1)Reaksi berlangsung optimal pada suhu 27 40, karena apabila diatas 40 katalis akan terdehidrasi dan apabila dibawah 27 reaksi akan berjalan lambat. Pada awal didirikannya pabrik ammonia, sebelum katalis Dycat 158 digunakan, reaksi berlangsung dengan menggunakan katalis serbuk besi oksida (sponge iron). Namun penggunaan sponge iron akan maksimal dalam keadaan lembab atau basah, sedangkan injeksi basah dapat membuat gas umpan menjadi semakin lembab dan membuat kerja dehydration unit semakin berat. Kandungan air tidak diinginkan di dalam gas umpan karena akan menyebabkan icing pada proses HHC removal.Gambar 3.3. Diagram Alir Desulfurizer
3. Dehidrasi Gas UmpanGas umpan yang keluar dari desulfurizer mengandung uap air dan harus menjalani proses dehidrasi sebelum pendinginan dilakukan agar uap air tidak membeku (icing). Uap air yang membeku dapat menyebabkan penyumbatan pada pipa. Proses dehidrasu ini dilakukan dalam sebuah absorber yang tersusun atas 10 bubble cap tray agar kontak gas-cair lebih baik dan dilengkapi dengan demister di bagian atas absorber untuk mencegah larutan penyerap terbawa aliran gas keluar absorber. Larutan penyerap yang digunakan adalah Tri Ethylene Glycol (TEG). Tri Ethylene Glycol (TEG) 99,84% dikontakkan dengan gas umpan yang mengandung uap air di dalam absorber secara counter current. Feed gas dari bawah, sedangkan TEG dari atas kolom absorber. Setelah TEG menyerap air, kemudian TEG dialirkan ke regenerator dimana airnya diuapkan pada suhu sekitar 204 dan tekanan atmosferis.Gambar 3.4. Diagram Alir Glycol Absorber 201-L
4. Pemisahan Heavy HydrocarbonHeavy hydrocarbon dalam gas dipisahkan dengan pendinginan. Setelah terpisah dikirim ke sistem gas bahan bakar. Feed gas terpisah dua, masing-masing bertukar panas dengan cairan heavy hydrocarbon di 206-C dan di 204-C dengan gas umpan dari yang telah terpisah dari 206-F. Pada waktu gas bersatu kembali pada suhu 3C, gas didinginkan dengan amoniak dari proses sistem refrigerasi. Feed gas terpisah dari heavy hydrocarbon pada suhu -11C dan tekanan 26,1 kg/cm2 di 206-F. Hasil bawah berupa HHC digunakan untuk pendinginan di 206-C dan dipanaskan dengan steam di 205-C. HHC yang sebagian telah menguap dipisahkan di KO drum 207-F, dimana gas akan masuk ke fuel gas system dan cairannya akan masuk ke burning pit. Feed gas yang telah terpisah di 206-F akan digunakan sebagai pendingin di 204-C dan dipisahkan kandungan CO2 nya di unit absorber 201-E. Heavy hydrocarbon merupakan senyawa hidrokarbon yang mempunyai berat molekul tinggi, yaitu C2H6, C3H8, C4H10, C5H12, dan C6+. Penghilangan HHC diperlukan untuk menghindari terjadiya dekomposisi HHC menjadi karbon (arang) pada suhu tinggi (di primary reformer). Apabila hal ini terjadi, maka karbon tersebut akan menutupi pori-pori katalis di primary reformer.Gambar 3.5. Diagram Alir Pemisahan Heavy Hidrocarbon
5. Pemisahan CO2Gas proses yang bebas dari H2O dan HHC selanjutnya dimasukkan ke dalam unit penyerap CO2. Penyerapan ini dilakukan dengan larutan benfield (K2CO3) secara berlawanan arah didalam absorber. Tujuan dari penyerapan CO2 untuk menghindari terjadinya reaksi methanasi antara CO2 dan H2 dalam desulfurizer sulfur organic (101-D dan 108-D). Larutan benfield mengandung aditif yang dapat menyempurnakan kecepatan absorbsi CO2, mencegah korosi dan membatasi pembentukan buih dalam larutan. Komposisi larutan Benfield secara umum adalah sebagai berikut :a. K2CO3 30% untuk menyerap CO2b. Dietanol Amin (DEA) 3% untuk mempercepat penyerapan, sebagai activatorc. V2O5 0,5-0,8% untuk mencegah korosid. Anti foaming agent untuk mencegah pembentukan busae. Air sebagai pelarut.Reaksi yang terjadi adalah pada sistem pemisahan CO2 adalah:Absorber(suhu 75 - 80C) : CO2 + H2O + K2CO3 2KHCO3 + Q (3.2)Stripper : (suhu 120C)2KHCO3 + Q CO2 + H2O + K2CO3 (3.3) Gambar 3.6. Diagram Alir CO2 Removal
Gas alam masuk ke dalam CO2 Absorber dari bagian bawah dan dikontakkan denganlean Benfield yang mengalir dari bagian atas absorber. Kontak antara gas alam dengan lean Benfield dibantu dengan adanya bedpacking di bagian tengah dan liquid distributordi bagian atas dan tengah. Lean Benfield akan mengikat CO2 sehingga keluar dari bottom absorber dalam keadaan kaya CO2 (rich Benfield). Larutan Rich Benfield kemudian dialirkan ke regenerator (CO2 Stripper) untuk pelepasan CO2 dengan cara penurunan tekanan dan pemanasan di reboiler. Lean Benfield yang keluar dari bottom stripper dipompa dan dikembalikan ke puncak CO2 Absorber. Kondisi operasi absorber dijaga padatekanan 27,2 kg/cm2 dan suhu 95, serta kondisi di stripper pada tekanan 1,2 kg/cm2 dan suhu 129.Gas alam dari absorber kemudian didinginkan terlebih dahulu di 207-C dan dialirkan ke KO Drum 201-F untuk memisahkan liquid yang terikut, kemudian dialirkan ke unit desulfurisasi tahap kedua. Sedangkan CO2 yang keluar dari bagian atas stripper didinginkan oleh 208-C dan dipisahkan liquidnya di 209-F. Selanjutnya CO2 dikirim ke unit urea.
6. Desulfurasi Sulfur OrganikGas alam masih mengandung senyawa sulfur organik, sehingga untuk menghilangkan senyawa ini dapat dengan mengubahnya menjadi H2S (sulfur anorganik). Sulfur organik (RSSR) direaksikan dengan H2 dengan menggunakan katalis CoMo (Cobalt Molybdenum) di hydrotreater. Sulfur anorganik (H2S) yang terbentuk dihilangkan dengan mereaksikannya dengan ZnO. Proses pemisahan sulfur organik baru dilakukan terakhir dikarenakan pengkondisian untuk proses. Proses ini memerlukan tekanan tinggi, sehingga tekanan perlu dilakukan secara bertahap. Reaksi yang terjadi bed katalis Co-Mo adalah adalah: RSSR + 3 H2 2 RH + 2 H2S(3.4)Sedangkan pada katalis ZnO, reaksi yang terjadi adalah :H2S + ZnO ZnS + H2O(3.5)Gas alam dari CO2 Removal dinaikkan tekanannya dengan Compressor 102-J dan diinjeksikan H2 (syngas). Gas kemudian masuk ke bed katalis CoMo dan merubah sulfur organik RSH / RSR menjadi anorganik H2S. Setelah masuk bed katalis ZnO, H2S akan diikat oleh katalis menjadi ZnS. Kemudian gas dialirkan ke Saturator 301-E untuk dijenuhkan dengan uap air.
Gambar 3.7. Diagram Alir Desulfurizer Sulfur Organik
III.1.2. Reforming AreaTahap reforming bertujuan untuk memperoleh gas sintesis H2 dari reaksi antara CH4 dan H2O (uap air). Pada tahap reforming ini terdapat 3 alat yang terlibat, yaitu :
A. SaturatorSaturator ini berfungsi untuk menjenuhkan campuran gas umpan dengan uap air, sehingga konsumsi steam pada primary reformer dapat dikurangi. Dalam saturator, feed gas dikontakkan dengan hot condensate sampai jenuh. Proses condensate dipanaskan dalam primary dan secondary saturator coil sebagai bentuk pemanfaatan waste heat. Pada keadaan emergency, digunakan BFW sebagai make up. Gas alam yang telah jenuh dengan uap air ini kemudian dialirkan ke primary reformer.
Gambar 3.8. Diagram Alir Proses Saturasi
B. Primary ReformerPrimary reformer adalah tempat terjadinya pembentukan gas sintesa (H2 dan CO2). H2 digunakan untuk proses pembuatan ammonia di synthesis loop sedangkan CO2 dipisahkan sebagai produk samping untuk pembuatan urea. Reaksi berlangsung endotermis dengan katalis nickel oxide. Suplai panas diberikan dari burner yang menggunakan gas alam (fuel gas) sebagai bahan bakar.Reaksi yang terjadi di primary reformer ini adalah :CH4 + H2O CO + 3H2 + Q (3.6)CO + H2O CO2 + H2 - Q (3.7)dengan reaksi overallnya adalah :CH4 + H2O CO2 + 4H2 + Q (3.8)Primary reformer terbagi menjadi radiant section (area reaksi) dan convection section (area pemanfaatan panas). Radiant section terdiri dari barisan tube katalis berjumlah 378 tube. Convection section terdiri dari koil koil pemanfaatan panas dari flue gas sebelum dilepas ke atmosfer : mix gas, udara proses dan steam, boiler feed water (BFW), condensate yang keluar dari saturator , gas alam sebagai bahan bakar (fuel gas).Sebelum masuk ke Primary Reformer, gas alam dicampur dengan medium steam lalu dipanaskan ke Mixed Feed Coil di Radiant Section. Campuran gas lalu masuk ke tube katalis dan bereaksi menghasilkan syn-gas H2. Flue gas keluar dari convection section temperaturnya sudah turun menjadi 223oC dan dilepas ke atmosfer melalui stack (cerobong).Target keluaran gas umpan dari primary reformer adalah konsentrasi CH4 leak di bawah 10%. Parameter yang perlu dikontrol pada primary reformer yaitu temperatur di tube riser dijaga 800oC. Temperatur dikontrol dengan mengatur banyaknya udara pembakaran di arch burner. Selain itu tekanan normal di radiant section dijaga pada 0.934 mmHg (vacuum), yang diatur dengan ID fan (agar api pembakaran tidak keluar dari reformer). Parameter lain adalah rasio S/C yang harus dijaga sekitar 3.2 - 3.4 mol/mol. Rasio dikontrol dengan mengatur aliran steam yang akan disesuaikan dengan aliran gas alam. Jika S/C terlalu rendah, C (senyawa karbon) dapat bereaksi membentuk karbon (karbonisasi) pada katalis sehingga dapat merusak katalis tersebut. Sedangkan apabila rasio S/C terlalu tinggi maka akan terjadi pemborosan steam dan fuel gas.
Gambar 3.9. Diagram Alir Proses Reforming di Primary Reformer
C. Secondary ReformerKeluar dari primary reformer sisa CH4 masih relatif banyak. Secondary reformer menyempurnakan reaksi pembuatan gas sintesa.Reaksi yang terjadi sama dengan reaksi sebelumnya yaitu pada primary reformer yaitu :CH4 + H2O CO + 3H2 + Q (3.6)CO + H2O CO2 + H2 - Q (3.7)dengan reaksi overallnya adalah :CH4 + H2O CO2 + 4H2 + Q (3.8)Panas yang diperlukan di secondary reformer didapat dengan membakar gas alam itu sendiri, dengan langsung mencampurkan gas alam dengan udara sehingga terjadi pembakaran. Udara dengan steam sebelum masuk ke secondary reformer dipanaskan dulu di Air Preheater Coil hingga 500oC. Pemanasan ini diperlukan supaya tidak banyak panas yang terpakai untuk memanaskan udara yang masuk. Fungsi lain dari pencampuran dengan udara adalah untuk menambah N2 yang akan digunakan pada pembentukan ammonia di ammonia converter dengan H2 : N2 = 3 : 1 (udara diatur agar H2 : N2 = 3 : 1). Keluar dari secondary reformer suhu sekitar 980oC dan dimanfaatkan untuk memanaskan BFW dan juga untuk memproduksi steam.Target pada secondary reformer ini CH4 leak dijaga pada kisaran kurang dari 0.54 % dan rasio H2 : N2 = 3 : 1. Parameter yang dikontrol pada unit ini adalah temperatur outlet yang dijaga 980oC dengan mengatur flow udara masuk. Kenaikkan temperatur akan menaikkan konversi, namun bila berlebihan akan merusak katalis atau vessel dan peralatan sesudahnya.
Gambar 3.10. Diagram Alir Proses Reforming di Secondary ReformerIII.1.3. Purification AreaAliran gas proses yang keluar dari secondary reformer terdiri atas H2, N2, CO, CO2, Ar, dan CH4. Untuk keperluan sintesis amoniak hanya diperlukan H2 dan N2, sedangkan Ar dan CH4 bersifat inert. Namun CO dan CO2 keberadaannya tidak diinginkan karena dapat meracuni katalis di ammonia converter. Oleh karena itu, gas proses (syn-gas) perlu dimurnikan dari CO dan CO2. Tahapan pemurniannya yaitu mengubah CO sisa menjadi CO2, selanjutnya CO2 yang terbentuk dan sisa CO2 lain diserap dengan menggunakan cairan benfield dan terakhir komponen CO dan CO2 yang masih sedikit tersisa diubah menjadi CH4 di methanator.
A. High Temperature Shift Converter (HTSC)Gas CO yang masih tersisa harus diubah menjadi CO2 agar dapat diserap oleh larutan benfield di CO2 removal. High Temperature Shift Converter (HTSC) mengubah CO menjadi CO2 dengan bantuan katalis promoted iron oxide pada temperatur 350-420oC untuk mendapatkan kecepatan reaksi yang tinggi. Reaksi yang terjadi adalah :CO + H2O H2 + CO2 Q (3.9)Konsentrasi CO di outlet HTSC dijaga agar kurang dari 3,00 % mol. Reaksi di HTSC, dimana temperatur operasi tinggi, memiliki tujuan agar laju reaksi terjadi dengan cepat, sehingga meningkatkan energi aktivasi molekul untuk bereaksi. Ketika keadaan belum mencapai kesetimbangan, kenaikan temperatur akan mempercepat kinetika reaksi. Katalis HTSC adalah nikel yang tahan panas. Gas dari HTSC kemudian akan didinginkan, dengan cara dialirkan ke dalam tube side primary shift effluent waste heat boiler sebagai pemanas boiler water untuk menjadi steam, dan memanaskan umpan gas yang masuk ke methanator. Pendinginan ini akan menurunkan temperatur gas sampai 336oC.
B. Low Temperature Shift Converter (LTSC)Low Temperature Shift Converter (LTSC) bertujuan untuk mengubah CO yang belum terkonversi di HTSC menjadi CO2 dengan bantuan katalis tembaga zink alumina (Cu/Zn/Al2O3). Reaksi ini berlangsung pada temperatur rendah 180-260oC. Reaksi di LTSC bertujuan untuk meningkatkan konversi reaksi shift conversion. Keluar dari HTSC keadaan sudah mendekati kestimbangan sehingga temperatur harus diturunkan lebih dahulu untuk mencapai konversi yang tinggi di LTSC. Reaksi yang terjadi sama dengan reaksi di HTSC. Kenaikan laju alir steam akan menghasilkan konversi CO yang lebih besar jika reaksi terjadi mendekati kurva kesetimbangan. Jumlah steam yang tidak tepat juga dapat menyebabkan dehidrasi atau perubahan struktur dari katalis, sehingga katalis kehilangan kekuatan fisiknya. Kondisi temperatur inlet LTSC sebesar 200oC dikontrol dengan mengatur jumlah gas. Temperatur operasi yang terlalu rendah akan menyebabkan campuran gas mengembun apabila temperatur operasi lebih rendah dari dew point campuran gas. Pengembunan campuran gas dapat merusak katalis.Pada unit ini target CO leak outlet LTSC kurang dari 0,28% mol.
Gambar 3.11. Diagram Alir Proses Shift Converter
C. Pemisahan CO2 (CO2 Removal Main Benfield)Pada unit ini dilakukan pemisahan CO2 dari campuran gas sintesis. Tekanan kondisi operasi absorber main benfield adalah 26,3 kg/cm2 dengan temperatur 70oC. Gas sintesis dengan temperatur output dari LTSC 235oC akan masuk ke high temperature condensate reboiler untuk memanaskan kondensat hingga temperaturnya turun menjadi 158oC. Kemudian, gas sintesis digunakan untuk memanaskan larutan Benfield lalu digunakan juga untuk memanaskan air demin di high condensate reboiler dan cooler sampai suhunya mencapai 106oC. Setelah itu, gas umpan akan masuk ke raw gas separator untuk memisahkan kandungan air dalam gas.Gas sintesis selanjutnya masuk ke absorber diserap oleh larutan semi lean benfield dari middle absorber dan larutan lean benfield dari top absorber. Larutan yang banyak mengandung CO2 kemudian dimasukkan ke striper melalui letdown hydraulic turbine atau melalui let down valve.Larutan benfield di striper dipanaskan pada beberapa reboiler sehingga CO2 akan keluar dari atas kolom striper yang selanjutnya didinginkan untuk mengembunkan uap air. Kemudian, kondensat dan gas CO2 akan masuk ke stripper reflux drum untuk memisahkan kandungan air dalam gas CO2. Air yang terpisahkan dari gas CO2 akan menjadi kondensat dan dipompakan oleh stripper reflux pump dan kembali ke bagian atas CO2 stripper untuk membantu melucuti larutan Benfield yang terbawa oleh gas CO2. Gas CO2 yang dihasilkan memiliki temperatur 42oC dan tekanan 0,7 kg/cm2g dan akan bergabung dengan gas CO2 dari regenerator untuk dialirkan ke pabrik urea atau ke dry ice pabrik. Gas sintesis dari CO2 absorber knock out drum akan dialirkan menuju ke metanator.Dari middle striper larutan semi lean benfield masuk ke flash tank untuk pelepasan CO2 dengan bantuan penurunan tekanan bertahap oleh ejector. Larutan semi lean benfield dari flash tank ini kemudian dikirim dengan pompa ke middle absorber.Larutan di bagian bawah stripper masuk ke reboiler untuk dipanaskan baik dengan sintesis maupun dengan steam reboiler. Dan larutan lean benfield dari bottom striper dikirim ke top absorber dengan pompa untuk menyerap CO2 kembali.Proses ini diharapkan konsentrasi CO2 outlet kurang dari 0,1% mol.
Gambar 3.12. Diagram Alir CO2 Removal Main Benfield
D. Proses Metanasi (Metanator)Pada unit ini CO dan CO2 yang masih ada dalam campuran syn-gas akan diubah menjadi CH4 sebelum diumpankan ke ammonia converter. Komponen CO dan CO2 yang masih tersisa harus dihilangkan karena akan meracuni / mengoksidasi katalis. Jika bereaksi dengan NH3 di ammonia converter makan akan membentuk ammonium carbamate yang bersifat korosif dan merusak sudu sudu kompresor. Oleh karena itu, CO dan CO2 harus diubah menjadi CH4 di metanator, sehingga total CO dan CO2 di inlet ammonia converter diharapkan lebih kecil dari 10 ppm. Reaksi yang terjadi pada temperatur 300oC dengan menggunakan bantuan katalis nikel alumina adalah :CO + 3H2 CH4 + H2O +Q (3.10)CO2 + 4H2 CH4 + 2H2O +Q (3.11)
Aliran gas keluar CO2 removal dipanaskan oleh gas dari HTSC yang menuju ke LTSC sehingga gas sintesis yang masuk ke metanator akan bertemperatur 300oC.Konsentrasi CO dan CO2 desain di outlet metanator dijaga agar kurang dari 10 ppm. Metana (CH4) yang tidak bereaksi di metanator tidak dimanfaatkan lagi (sebagai inert) sehingga harus dipurge ke PGRU (Purge Gas Recovery Unit). Setelah direcovery, CH4 digunakan sebagai tambahan bahan bakar di primary reformer.
Gambar 3.13. Diagram Alir Proses Metanasi
III.1.4. Sintesa Amoniak
Gambar 3.14. Diagram Blok Proses Sintesa Ammonia
Tahap yang terdapat pada sintesa amoniak adalah kompresor, chiller, refrigerant loop, knock out (KO) drum, dan ammonia converter.A. Kompresi Gas SintesisGas yang telah dimurnikan ditekan dari 23,7 kg/cm2 sampai 64,5 kg/cm2 di kompresor 103-J. Gas sintesa didinginkan melalui tiga tingkatan pendinginan. Aliran gas sintesa melalui pertukaran panas di 136-C, lalu dengan pertukaran panas gas menujumethanator di 116-C, dan dengan ammonia refrigeration di unit 129 hingga suhu 9. Dari 129-C aliran masuk ke KO drum 105-F dimana uap air yang mengembun dipisahkan di unit ini sebelum ditekan lebih lanjut di kompressor 103-J stage 2. Pada kompresi gas stage 2 ini, gas ditekan hingga 141 kg/cm2. Didalam kompresor ini, gas dicampur dengan gas recycle hasil syn-loop yang mengandung amoniak. Campuran gas ini kemudian didinginkan kembali di 124-C, kemudian dipecah menjadi dua arus pendinginan, sebagian didinginkan di unit 117-C dan 118-C dan sebagian di unit 120-C, lalu bercampur dan didinginkan kembali di 119-C dan dipisahkan antara gas dengan amoniak yang mengembun di unit 106-F.
B. Konversi Gas Sintesa menjadi AmoniakAmmonia converter 105-D berisi katalis promoted iron yang terpisah menjadi empat chamber katalis. Sebagian dari gas sintesa yang melewati katalis berubah menjadi amoniak dengan konsentrasi 12 15 % mol. Untuk menghasilkan hasil yang maksimal, maka gas sntesis yang masuk kedalam syn-loop harus mempunyai perbandingan H2:N2 sebesar 2,5 - 3 sesuai dengan perbandingan stoikiometrinya. Reaksinya adalah: N2 + 3H2 2NH3 + QReaksi pembentukan amoniak bersifat sangat eksotermis sehingga suhu harus dikontrol agar kesetimbangan tetap bergeser ke kanan. Untuk mengontrol suhu, maka tiap chamber katalis dimasukkan gas quencher untuk mengatur suhu keluaran tiap chamber dan didapat konversi yang maksimum. Tinggi tumpukan katalis semakin ke bawah semakin besar dengan tujuan untuk membatasi panas reaksi yang terbentuk. Dengan kisaran suhu reaksi 400 480 dan tekanan 130- 140 kg/cm2, konversi yang didapat sekitar 25-30%. Karena konversi yang rendah ini, maka hasil keluaran reaktor amoniak disirkulasikan kembali ke ammonia converter.Gas yang keluar dari converter didinginkan dengan pertukaran panas oleh BFW dan gas yang akan masuk converter sebelum dimasukkan ke kompresor 103-J stage 2. Sebagian gas hasil keluaran ammonia converter dipurge untuk menghindari akumulasi gas inert seperti CH4 dan Ar yang akan memperlambat reaksi. Hasil purging gas ini didinginkan di unit 125-C sehingga amoniak yang terbentuk akan mengembun dan dapat dipisahkan di 108-F, lalu dicampur dengan arus keluaran unit 106-F menuju 107-F untuk pemisahan amoniak lebih lanjut. Purging gas tidak boleh terlalu berlebihan karena akan mengakibatkan kehilangan gas N2 dan H2. Hasil atas unit 108-F dialirkan menuju PGRU untuk mengambil H2 yang dapat dijadikan bahan baku amoniak. Pada ammonia converter dilengkapi dengan unit start-up heater 102-B, alat ini bertujuan untuk menaikkan suhu umpan amoniak converter saat startup karena suhu yang diperlukan cukup tinggi. Saat kondisi sudah mulai steady dan suhu reaksi telah tercapai, maka unit 102-B ini dimatikan.
Gambar 3.15. Diagram Alir Proses Sintesa Amoniak
III.1.5. Pendinginan AmoniakLiquid Ammonia yang diterima dari 107-F area syn-loop masuk ke flash drum tingkat 1 (112-F). Dari sini, amoniak sudah bisa diambil sebagai produk yang cold (bertemperatur -33oC dan bertekanan 3,7 kg/cm2 ke ammonia storage). Vapor yang ada beserta gas terlarut ditarik oleh kompresor 105-J, begitu juga untuk tingkat yang lain. Discharge compressor didinginkan oleh 127-C sehingga amoniak menjadi liquid dan ditampung di 109-F. Gas akan ter-flash di 109-F. Sebagian amoniak yang terikut didinginkan lagi di 126-C dan dikembalikan ke 109-F, sedangkan vapornya dikirim ke PGRU bersama LP purge gas. Dari 109-F diambil produk hot ammonia untuk dikirim ke pabrik urea, sebagian lagi di letdown ke flash drum tingkat 3 sehingga temperaturnya turun dan gas inert juga terlepas, begitu terus sampai tingkat satu sambil dimanfaatkan untuk mendinginkan chiller-chiller.
Gambar 3.16. Diagram Alir Pendinginan Amoniak
III.2. Unit UreaTeknologi yang digunakan untuk meproduksi pupuk urea di Pusri-III adalah Mitsui Toatsu Total Recycle C Improved (TRCI) dari Toyo Engineering Corporation (TEC). Teknologi ini mempunyai karakteristik: mudahdioperasikan, biaya rendah, dan kualitas produk tinggi. Pusri-III mempunyai kapasitas produksi sebesar 1725 MT (metrik ton) urea prill (butiran padat dengan lapisan luar yang agak keras). Proses pembuatan urea dengan menggunakan teknologi TRCI terdiri dari 6 seksi, yaitu:1. Seksi sintesis2. Seksi purifikasi (dekomposisi)3. Seksi recovery4. Seksi kristalisasi dan pembutiran
III.2.1. Seksi SintesisPada seksi sintesis ini, urea diproduksi dengan mereaksikan gas karbondioksida, amoniak cair, dan amonium karbamat di dalam reaktor pembuat urea (DC-101) pada tekanan 200 kg/cm2 dan suhu 190oC dengan waktu tinggal selama 31 menit. Gas karbondioksida dan amoniak cair diumpankan dari pabrik amoniak, sedangkan amonium karbamat diperoleh dari proses recycle.Karbondioksida yang berasal dari pabrik amoniak dengan tekanan 0,6 kg/cm2 dan temperatur 38 dipisahkan kandungan airnya di suction separator (FA-161). Gas CO2 ini selanjutnya dinaikkan tekanannya sampai tercapai tekanan proses melalui 2 tahap,a. Tahap pertama, gas CO2 ditekan oleh kompresor booster CO2 (GB-102) sampai tekanan 30 kg/cm2b. Tahap kedua, gas CO2 ditekan dengan menggunakan kompresor GB-101 sampai tekanan sekitar 200 kg/cm2. Gas karbondioksida ini kemudian diumpankan ke dalam reaktor urea DC-101 melalui kerangan EMV-101.
Amoniak cair dari pabrik amoniak dimasukkan ke dalam ammonia reservoir (FA-401) sebagai make-up amoniak dan tercampur dengan recycle ammonia dari amoniak kondensor (EA-404). Sebelum memasuki reaktor urea (DC-101), amoniak tersebut dipompa secara bertahap dengan menggunakan ammonia boost up pump (GA-404) dari tekanan 16,5 kg/cm2 menjadi 25 kg/cm2 dan yang kedua dipompa dengan ammonia feed pump (GA-101) dari tekanan 25 kg/cm2 menjadi sekitar 200 kg/cm2 (tekanan proses). Sebelum memasuki reaktor urea, amoniak tersebut dipanaskan dengan menggunakan ammonia preheater EA-101 dan dilanjutkan dengan amoniak preheater EA-102. Di dalam ammonia preheater, amoniak dipanaskan dengan air panas (EA-101) dan steam condensate (EA-102) agar diperoleh penambahan panas untuk mempertahankan temperatur reaktor DC-101 sebesar 200.Larutan amonium karbamat yang disebut dengan recycle carbamate solution mempunyai tekanan 200 kg/cm2 dan temperatur 100. Larutan karbamat ini berasal dari seksi recovery dan dipompa dari high pressure absorber cooler EA-401 ke dalam reaktor dengan menggunakan pompa GA-102 dan GA-401.Pada saat reaktor urea Pusri-III belum dimodifikasi, tekanan reaksi mencapai 250 kg/cm2 dengan temperatur sebesar 200. Setelah dimodifikasi, tekanan reaksi dapat diturunkan sampai 200 kg/cm2 dengan suhu yang sama sekitar 190. Apabila suhu reaktor terlalu rendah, maka konversi karbamat menjadi urea menjadi berkurang sehingga jumlah larutan recycle karbamat meningkat. Hal ini akan menambah beban pada seksi dekomposisi dan absorbsi pada seksi recovery dan selanjutnya akan mengurangi konversi produk secara keseluruhan. Sebaliknya, bila temperatur reaktor terlalu tinggi (melebihi 300), proses korosi di dalam lining reaktor akan naik dengan cepat. Selain itu tekanan kesetimbangan reaksi di dalam campuran reaksi akan melebihi tekanan reaktor yang mengakibatkan menurunnya konversi reaksi.Hasil reaksi yang keluar dari reaktor urea terdiri dari: urea, air, amonium karbamat, dan excess ammonia dalam kondisi fase cair. Zat-zat tersebut kemudian memuai (flash) melalui PCV (Pressure control valve), berupa let down valve, dan masuk ke dalam high pressure decomposer (DA-201) yang beroperasi pada tekanan 17 kg/cm2. Panas sensibel dari zat cair ini digunakan untuk menguapkan semua ekses amoniak menjadi gas dan digunakan untuk menguraikan sebagian amonium karbamat menjadi NH3 dan CO2. Suhu dari campuran zat-zat tersebut (urea, NH3 terlarut, air, amonium karbamat, gas NH3, dan gas CO2) masuk ke dalam high pressure decomposer sebesar 126.
Gambar 3.17. Diagram Alir Sintesis Urea
Reaksi yang terjadi di dalam reaktor DC-101 pada tahap awal adalah reaksi pembentukan ammonium karbamat. Reaksinya adalah : 2NH3 + CO2 NH2COONH4 + 38.000 kal (3.12)
Kemudian amonium karbamat terhidrasi menjadi urea dan air, Reaksinya adalah :NH2COONH4 NH2CONH2 + H2O -6000 kal (3.13)
Selain kedua reaksi di atas, terjadi juga reaksi samping, yaitu dimerisasi urea menjadi biuret dan amoniak.NH2CONH2 NH2CONHCONH2 + NH3 Q kal(3.14)
Reaksi-reaksi di atas berlangsung dalam fasa cair. Tingginya temperatur optimum reaksi menyebabkan tekanan operasi juga harus tinggi. Hal ini dibutuhkan untuk menjaga campuran reaksi tetap dalam fasa cair. Oleh karena itu, tekanan reaktor sintesis urea dijaga pada 200 kg/cm2g dan temperatur pada bagian atas reaktor sintesis urea dijaga pada 190oC. Pada kondisi tersebut, reaksi (1) dapat berlangsung dengan kecepatan tinggi tanpa membutuhkan katalis sampai hampir seluruh reaktan selesai bereaksi asalkan tekanan sistem pada temperatur operasi lebih tinggi daripada tekanan dekomposisinya.Jika sistem tidak mengandung air dan memiliki perbandingan umpan yang sesuai, maka dari reaksi (1) akan dihasilkan amonium karbamat. Jumlah amoniak yang berlebih akan memperbesar konversi CO2, namun akan memerlukan pemisahan sisa amoniak dari aliran produk. Pembentukan amonium karbamat merupakan reaksi yang sangat eksotermis. Oleh karena itu, perpindahan panas secara terus-menerus perlu dilakukan agar temperatur tidak melebihi temperatur dekomposisinya. Pengontrolan temperatur ini diperlukan karena temperatur di bawah titik leleh amonium karbamat akan membentuk lapisan yang menempel pada dinding reaktor. Jika temperatur sistem di atas titik leleh amonium karbamat akan terjadi korosi.Dehidrasi amonium karbamat tidak berlangsung sampai selesai. Derajat konversinya bergantung pada perbandingan mol NH3 dan mol CO2 dalam umpan reaktor, temperatur, tekanan, dan waktu tinggal reaksi. Perbandingan NH3:CO2 di dalam umpan adalah 4:1. Jumlah amoniak yang berlebih akan memperbesar konversi CO2 karena amoniak bertindak sebagai dehidrasi agen, yaitu zat yang menyerap air. Namun akan memerlukan pemisahan sisa amoniak dari aliran produk. Kelebihan panas dari reaksi (1) akan mempertinggi konversi reaksi (3), karena reaksi (3) bersifat endotermis, sehingga laju pembentukan biuret semakin besar, biuret tidak dikehendaki karena selain mengurangi produksi urea biuret juga merupakan racun bagi tanaman.Pembentukan biuret dapat dikurangi dengan adanya kelebihan amoniak dan waktu tinggal yang singkat. Penurunan tekanan akan mengurangi konversi CO2 sehingga pembentukan amonium karbamat juga berkurang, sedangkan kenaikan tekanan akan membahayakan reaktor. Temperatur bagian atas reaktor dijaga maksimum 200oC. Temperatur yang rendah pada reaktor dapat menurunkan konversi amonium karbamat. Sebaliknya, jika temperatur bagian atas reaktor melebihi 200oC, dinding reaktor akan terkorosi dengan cepat dan juga mengakibatkan naiknya tekanan kesetimbangan campuran di dalam reaktor.Konversi CO2 turun jika temperatur dan tekanan reaktor serta perbandingan mol NH3:CO2 rendah. Penurunan ini akan memperbesar kandungan amonium karbamat pada hasil reaksi, sehingga akan memperbesar beban di High Pressure Decomposer. Bertambahnya beban akan memperbesar konsumsi steam pemanas untuk dekomposisi. Selain itu, penurunan konversi larutan di high pressure absorber cooler, jika kandungan ini terlalu tinggi, menyebabkan kesetimbangan dalam High Pressure Absorber akan hilang dan proses absorbsi akan terganggu oleh lolosnya CO2 bersama-sama dengan NH3 dari bagian atas menyebabkan penyumbatan pipa dan kerusakan peralatan akibat terbentuknya amonium karbamat. Pengaturan temperatur dan perpindahan panas di dalam reaktor dilakukan dengan pengombinasian pengaturan jumlah amoniak berlebih dalam umpan reaktor, banyaknya larutan karbamat yang dikembalikan ke reaktor, dan temperatur amoniak cair yang masuk ke reaktor.Hasil reaksi yang keluar dari reaktor urea terdiri dari urea, air, amonium karbamat, dan sisa amoniak. Semuanya dalam fasa cair pada kondisi reaktor beroperasi normal. Komponen-komponen dalam fasa cair tersebut di flash melalui let down valve, kemudian masuk ke dalam high pressure decomposer (HPD) yang beroperasi pada tekanan 17 kg/cm2g dan temperatur 118-120oC. Namun, keluaran reaktor urea terlebih dahulu menjalani proses pemisahan kelebihan amoniak dan penguraian amonium karbamat di dalam CO2 stripper dengan cara pemanasan menggunakan steam. Pada CO2 stripper terdapat kemungkinan pembentukan biuret dan hidrolsis urea, dengan reaksi sebagai berikut :NH2CONH2 + H2O CO2 + 2NH3(3.15)2NH2CONH2 NH2CONHCONH2 + NH3(3.16)Reaksi hidrolisis urea tidak dapat dihindari. Reaksi ini hanya dapat diminimalisasi dengan menggunakan air sesedikit mungkin di dalam proses. Hal ini dapat dilihat dari jumlah kondensat yang kembali ke utilitas.
III.2.2. Seksi Purifikasi/Dekomposisi
Gambar 3.18. Diagram Alir Proses Purifikasi Pabrik Urea
Produk dari sintesis urea terdiri dari urea, biuret, amonium karbamat, air, dan kelebihan amoniak. Semua jenis zat ini kemudian mengalir ke bagian dekomposisi dimana semua ekses amoniak dan amonium karbamat dipisahkan sebagai gas-gas dari larutan urea dengan proses thermal decomposition dalam high pressure decomposer (DA-201), Low pressure decomposer (DA-202) dan gas separator (DA-203).A. High Pressure Decomposer (HPD)High Pressure Decomposer (HPD) terdiri dari ruang flashing pada bagian atas, empat sieve tray, penyekat, falling film heater, dan penampung larutan yang berada di bagian bawahnya. Campuran gas dan cairan dari reaktor urea yang telah melewati let down valve pada temperatur sekitar 123oC masuk ke bagian atas HPD melalui pipa 12 US 103. Pipa ini menjorok ke dalam ruang flashing. Pipa tersebut memiliki lubang-lubang kecil yang memanjang pada sisi sebelah bawah sehingga cairan akan terpancar dari lubang tersebut dan gas akan menguap ke atas HPD.Gas yang menguap ke atas dari HPD akan masuk ke High Pressure Absorbent Cooler (HPAC). Cairan dari ruang flashing akan masuk ke empat sieve tray yang dipanaskan oleh gas stripping agent (campuran antara gas dari reboiler dan falling film heater).Pemanasan atau kontak dengan gas stripping agent tersebut menyebabkan amonium karbamat yang terkandung dalam cairan akan terdekomposisi dan NH3 berlebih akan teruapkan. Gas yang dihasilkan dari sieve tray akan terus naik ke atas HPD dan masuk juga ke HPAC. Panas penguraian dan panas untuk penguapan didapatkan dari panas sensibel dan panas kondensasi uap air pada sisi luar pipa pemanas. Hal ini memberikan pengurangan konsumsi steam dan memungkinkan kandungan air tetap kecil dalam resirkulasi amonium karbamat.Kenaikan temperatur secara mendadak yang disebabkan oleh pengatur temperatur yang tidak bekerja akan mengakibatkan up set yang serius di HPD dan menimbulkan kerugian seperti meningkatkan pembentukan biuret, memperbesar laju hidrolisis urea, memperbesar pemakaian steam, menimbulkan guncangan yang mengakibatkan up set campuran gas ke HPAC, dan memperbesar laju korosi. Cairan dari sieve tray akan masuk ke penampung berpenyekat. Cairan akan mengalir secara over flow, dari penampung berpenyekat ke pipa down spot yang dipasang konsentrasi dengan pusat penyekat kemudian masuk ke heat exchanger berbentuk pipa yang dipanaska oleh middle steam dengan tekanan 12 kg/cm2g. Selain itu, pada reboiler HPD, udara anti korosi diinjeksika dari bagian atas reboiler. Udara anti korosi juga diinjeksikan ke ruang antara penyekat falling film heater (FFH) oleh air compressor. Perputaran larutan pada reboiler berdasarkan pada asas thermosiphon, yaitu penguapan CO2 sebagian cairan dalam reboiler, kemudian uap akan naik ke aras dan dengan konveksi natural memberikan panasnya pada cairan sehingga uap akan turun lagi ke bawah menjadi cairan. Oleh karena itu, terjadi perputaran cairan pada reboiler. Asas ini bisa digunakan untuk menghindari konstruksi pompa konvensional yang rumit. Gas pelucut akan dihasilkan dari reboiler dan akan naik ke sieve tray. Kemudian larutan dari reboiler akan masuk ke bagian dalam pipa-pipa FFH melalui swirl yang menyebabkan terbentukya anulus cairan yang tipis dan turun ke bawah secara berputar pada permukaan dinding bagian dalam pipa FFH. Tujuan dari distribusi cairan hanya di bagian pinggir dalam pipa adalah agar waktu tinggal dapat diperkecil, sehingga pembentukan biuret dan hidrolisis urea dapat ditekan. Pemanasan pada FFH akan menghasilkan gas yang naik ke atas dan bercampur dengan gas dari reboiler menjadi gas pelucut. Pemanasan FFH juga menggunakan middle steam seperti untuk reboiler. Larutan amonium karbamat tersisa dan urea akan menuju penampung larutan. Larutan hasil dari HPD bertekanan 17 kg/cm2g, dan memiliki temperatur 165oC akan didinginkan dalam heat exchanger berupa urea tube bundle. Larutan akan berada di dalam tube dan panas akan diberikan ke larutan amonium karbamat yang berasal dari ruang penyekat pada LPD yang dialirkan di luar tube. Larutan yang keluar dari heat exchanger akan diflash yang menguapkan sebagia CO2 dan NH3.
B. Low Pressure Decomposer (LPD)Larutan yang tidak menguap akan masuk ke Low Pressure Decomposer (LPD). LPD terdiri dari ruang flashing pada bagian atas, 4 sieve tray, penyekat, packed bed raschig rings, dan penampung larutan yang berada di bagian bawahnya. LPD bekerja pada tekanan 2,5 kg/cm2g dan temperatur bagian atas 117oC dan temperatur bagian bawah 115oC.Larutan yang terdiri dari urea, amonium karbamat, dan sedikit amonia bersama-sama dengan amonium karbamat yang berasal dari Off Gas Absorber (OGA) turun ke bawah melalui 4 buah sieve tray dan terjadi proses yang sama dengan HPD. Dari sieve tray, larutan akan masuk ke ruang penyekat, kemudian sebagian larutan akan masuk ke reboiler for LPD yang menggunakan pemanas middle-low stream bertekanan 7 kg/cm2g, sedangkan sebagian larutan akan dimasukkan ke dalam urea tube bundle heat exchanger untuk memanaskan larutan tersebut agar sisa gas amoniak dapat diuapkan. Larutan amonium karbamat dari ruang pemekat kemudian memasuki pipa konsentris pada tengah ruangan dan menuju ke packed bed jenis raschig ring.Pada tekanan total 2,4 kg/cm2g dan temperatur 106-130oC, larutan amoium karbamat yang masuk ke packed bed segera terurai menjadi NH3, CO2, dan H2O. Hal ini dikarenakan tekanan 2,5 kg/cm2g adalah penjumlahan tekanan parsial gas-gas tersebut. Oleh karena itu, diperlukan penambahan CO2 sebagai stripping agent untuk mengubah kesetimbangan pada tekanan parsial CO2 sehingga amonium karbamat mudah terdekomposisi dan gas CO2 akan terbawa ke atas beserta dengan NH3. Gas CO2 untuk ammonia stripping diinjeksikan dengan CO2 booster compressor ke bagian bawah packed bed. Gas CO2 ditambahkan dari bawah melalui sparger dan bertemu secara counter current dengan larutan dari atas, sehingga gelembung akan terdistribusi merata dalam larutan.Pada temperatur operasi, gas CO2 yang dimasukkan ke dalam LPD tidak akan bereaksi dan hanya bertindak untuk mengurai amonium karbamat. Pada saat penguraian amonium karbamat oleh stripping CO2 dihasilkan panas yang mengakibatkan sebagian dari air berubah menjadi uap dan ikut naik ke atas bersama-sama dengan uap amoniak dan CO2. Untuk menyerap uap air tersebut digunakan amonium karbonat yang berasal dari OGA dengan temperatur 45oC. Gas-gas yang keluar dari LPD masuk ke dalam lom pressure absorber (LPA). Hampir seluruh sisa larutan dari bawah LPA mengalir masuk ke dalam gas separator (GS).
C. Gas Separator (GS)Gas separator ini terdiri dari dua bagian, yaitu bagian atas yang juga disebut gas separator bekerja pada tekanan 0,3 kg/cm2g dan temperatur 111oC dan bagian bawah yang disebut oxidizing column bekerja pada tekanan 1 kg/cm2 (tekanan atmosfer) dan temperatur 92oC. Larutan yang mengandung urea dan sedikit amonium karbamat dari LPD dengan tekanan 2,4 kg/cm2g dan temperatur 115 oC akan masuk ke ruangan pengatur permukaan kemudia ke dalam gas separator melalui pipa sparger yang menjorok ke dalam gas separator. Larutan akan dipancarkan dari pipa sparger ke gas separator untuk memisahkan campuran gas da larutan. Campuran gas kemudia akan masuk ke off gas condenser.Larutan yang terpisahkan turun melalui pipa ke oxidizing column yang berisi raschig ring dan terdapat pada bagian bawah. Larutan akan mengalir melalui packed bed raschig ring tersebut da terjadi kontak dengan udara yang dihembuskan oleh off gas circulating blower melalui pipa distributor di bagian bawah packed bed. Udara yang dihembuskan berfungsi untuk menghilangkan sisa amoniak dan karbon dioksida serta mengoksidasi logam yang mungkin ada di dalam larutan, seperti ion ferro menjadi ion ferri. Jika udara yang dihembuskan kurang, maka akan berdampak pada ketidakjenuhan urea, sedangkan jika udara yang dihembuskan berlebih, maka akan berdampak pada semakin besarnya steam yang dibutuhkan untuk memanaskan udara. Steam yang digunakan sebagai pemanas bertekanan 4 kg/cm2g dan berada di bawah pipa distributor.Temperatur optimum dari urea yang berada di bagian bawah oxidizing column ialah 92oC. Jika temperatur lebih tinggi atau lebih rendah, dekomposisi amonium karbamat akan kurang sempurna dan laju hidrolosos urea pun menjadi cepat. Larutan urea dengan konsentrasi 70-75% kemudian dikirim ke seksi kristalisasi. Temperatur bagian bawah gas separator diatur dengan menggunakan kukus bertekanan rendah (4 kg/cm2g) yang dihasilkan dari flash drum.
III.2.3. Seksi Recovery
Gambar 3.19. Diagram Alir Seksi Recovery
Seksi recovery di pabrik urea terbagi menjadi seksi recovery amonium karbamat dan seksi recovery amoniak. Seksi recovery ini bertujuan untuk membentuk kembali amonium karbamat dari gas karbon dioksida da amoniak dari gas separator untuk didaur ulang ke dalam reaktor dan mendaur ulang amonium yang berlebih ke ammonium reservoir untuk dimasukkan ke dalam reaktor kembali. Seksi recovery ini terdiri dari seksi recovery amonium karbamat dan seksi recovery amoniak. A. Recovery Amonium KarbamatPada seksi ini, campuran gas amoniak dan CO2 dari dekomposisi diserap air dan larutan urea. Selanjutnya, larutan dikembalikan ke reaktor urea. Amoniak berlebih dimurnikan dalam HPA dan dikembalikan secara terpisah ke reaktor melalui ammonia condenser, ammonia reservoir, amonia liquid feed pump, amonia preheater pertama, dan kedua. Gas-gas dari gas separator dan oxidizing column masuk ke dalam off gas condenser. Selanjutnya gas tersebut masuk ke dasar off gas absorber. Sebagian gas tersebut dikondensasi di dalam off gas condenser dan ditampung di dalam tangki yang bernama off gas absorber tank. Setelah ditambahkan dengan air, larutan didinginkan dengan off gas absorber, final cooler, sampai 36oC dan selanjutnya larutan dikirim ke puncak off gas absorber. Off gas absorber terdiri dari dua packed bed. Sejumlah NH3 dan CO2 yang tersisa diserap menggunakan larutan absorben sebagai berikut : Larutan amonium karbonat encer dari off gas absorber tank yang diumpankan ke bagian atas off gas absorber setelah terlebih dahulu didinginkan sampai temperatur 36oC di sisi shell off gas absorber final cooler. Larutan sirkulasi amonium karbamat encer dari bagian bawah off gas absorber setelah didinginkan terlebih dahulu di sisi shell off gas absorber cooler. Larutan ini lalu diumpankan ke bagian bawah packed bed.
Gas yang tidak terabsorbsi akan dialirkan ke bagian scrubber. Sebelum masuk ke gas separator, udara akan diinjeksikan. Udara diinjeksikan dari puncak off gas absorber dihembuskan ke dalam gas separator oleh blower. Pada bagian scrubber, gas akan dialirkan melalui packed bed raschig ring dijaga pada temperatur 45oC dengan air pendingin dan tekanan 2,2 kg/cm2g dengan amonium karbonat sebagai pengabsorbsi. Gas yang tidak terabsorbsi akan keluar dan scrubber dan dialirkan kembali ke off gas absorber.Tekanan discharge blower diatur dengan penambahan jumlah udara luar yang masuk ke suction blower, jika berlebih maka udara akan dibuang ke atmosfer. Gas yang terabsorbsi oleh larutan absorben akan menjadi alrutan amonium karbamat encer yang keluar dari bagian bawah gas absorben dan sebagian masuk ke Low Pressure Absorber (LPA) bagian atas pipa distributor dan bagian atas scrubber. Sebagian dari larutan amonium karbamat encer yang keluar dari bagian bawah gas absorben akan dipompa ke bagian atas Low Pressure Decomposer (LPD). Gas yang keluar dari LPD dikondensasi dan diserap secara sempurna dalam LPA dengan cara bubbling melalui pipa sparger di dasar permukaan cairan. Absorben yang digunakan adalah : Larutan induk yang dikembalikan (recycle mother liquor) untuk menghilangkan biuret. Larutan karbamat encer dari sistem off gas recovery ditambah air murni (steam condensate).
Temperatur dan tekanan LPA dipertahankan pada 45oC dan 2,2 kg/cm2g dengan mengatur aliran air dingin. Tekanan dalam LPA sangat penting untuk dijaga karena tekanan yang melebihi 2,2 kg/cm2g akan menyebabkan penguraian amonium karbamat dalam LPD tidak sempurna sehingga membutuhkan penguraian lebih lanjut dalam gas separator. Sebaliknya, jika tekanan terlalu rendah dapat menyebabkan kebuntuan saluran. Larutan amonium karbamat dari Low Pressure Absorber (LPD) dengan konsentrasi CO2 16% (2,5 liter CO2 dalam 25 cc larutan) akan dipompakan ke High Pressure Absorber (HPA).Sebelum memasuki HPA, larutan amonium karbamat tersebut akan ditambahkan dengan amoniak cair dari ammonia reservoir dalam mixing cooler. Setelah dari mixing cooler, campuran akan memasuki HPA. Tekanan operasi HPA ialah 16,5 kg/cm2g. Campuran tersebut merupakan larutan absorben untuk gas CO2. Selain campuran tersebut, larutan absorben lain yang digunakan ialah amoniak cair yang berasal dari ammonia recovery absorber. Dalam HPA ini, semua gas CO2 yang dikirim dari High Pressure Decomposer dari seksi purifikasi urea akan diserap dan menjadi amonium karbamat, namu gas NH3 masih akan bersisa karena NH3 dimasukkan berlebih dengan perbandingan NH3:CO2 = 4 : 1. Tahapan dari proses absorbsi tersebut adalah : Gas yang berasal dari puncak HPD akan masuk ke dalam High Pressure Absorben Cooler (HPAC) terlebih dahulu sebelum memasuki HPA. Dalam HPAC, gas akan melewati pipa sparger pada dasar dinding dalam HPAC sehingga gas dapat terdistribusi merata sebagai gelembung gas dalam larutan. Pada tahap ini, 65% gas CO2 terabsorbsi. Kemudian, gas yang masih belum terserap memasuki bagian bawah dari HPA kemudian naik melalui celah intercooler ke packed column. Pada tahap ini, gas terabsorbsi 35%. Gas amoniak dari packed column yang mengalir ke atas melalui 5 bubble cap tray akan discrubbed oleh amoniak cair. Pada tahap ini, gas CO2 telah diserap sempurna.
Pada bagian atas HPA, terdapat pipa yang terpasang vortex breaker denga 3 blade melengkung agar air yang terbawa oleh kabut amoniak yang tidak terserap oleh amoniak cair, terlempar keluar. Air tersebut kemudian akan masuk ke drain separator dan turun ke HPAC. Larutan amonium karbamat dari HPAC akan dipompakan kembali ke dlaam reaktor sebagian dan sebagian lagi didaur ulang ke dalam HPAC. Dalam proses TRCI, salah satu faktor terpenting adalah menjaga kondisi HPA semantap mungkin (temperatur, tekanan operasi, permukaan larutan di HPAC, dan konsentrasi CO2 dalam larutan di HPAC). Konsentrasi CO2 dalam amonium karbamat harus selalu dijaga sekitar 30-35%. Temperatur HPAC dikontrol pada 100oC oleh : Pompa yang mengalirkan air pendingin Urea slurry yang disirkulasi dari crystallizer Sirkulasi air panas dari hot water tank.
Jika temperatur HPAC naik, maka gas CO2 akan lolos ke HPA dan akan ikut bersama gas amoniak keluar dari puncak HPA. Akan terjadi penyumbatan di line sesudah puncak HPA yang terbuat dari carbon steel. Sebaliknya, bila temperatur turun, akan tejadi pembekuan amonium karbamat di bagian luar tube-tube. Temperatur solidifikasi amonium karbamat adalah 91oC. Hampir 63% dari panas pembetukan amonium karbamat diserap oleh sirkulasi urea slurry dan penguapan air di crystallizer. Kira 28% panas diserap oleh hot water dan ammonia preheater pertama dan sebagian kecil 9% dari panas diserap air pendingin. Konsentrasi karbon dioksida dalam larutan harus dijaga sekitar 30-35% dengan mengatur aliran dari LPA.
B. Recovery AmoniakGas amoniak berlebih dari puncak HPA akan masuk ke bagian shell dari ammonia condenser. Gas amoniak hampir semuanya terkondensasi menjadi cairan amoniak dan dikirim ke ammonia reservoir yang nantinya akan masuk kembali ke reaktor dan sebagian ke High Pressure Decomposer. Gas yang tidak tedekomposisi umumnya gas inert. Gas inert ini berasal dari inert yang terkandung dalam gas karbon dioksida, cairan amoniak, maupun dari udara pasivasi yang digunakan dalam proses produksi urea. Gas inert dan sedikit gas amoniak yang tidak terkondensasi akan dikeluarkan dari ammonia condenser dan masuk ke ammonia recovery absorber.Ammonia recovery absorber ini terdiri dari 4 tingkat absorber yang semakin lama semakin mengecil dimensinya. Campuran gas inert dan gas amoniak yang tidak terkondensasi akan masuk ke bagian bawah melalui pipa sparger yang terendam cairan kondensat. Gas amoniak yang tidak terserap pada bagian bawah akan terus naik ke atas dan jika hingga tingkat keempat gas amoniak masih belum terserap, maka gas amoniak akan diserap oleh kondensat yang terlebih dahulu didinginkan di condensate cooler. Amoniak yang diserap kondensat akan memberntuk cairan amoniak dengan konsentrasi amoniak 70% dan konsentrasi air 30%. Cairan amoniak ini kemudian akan turun ke tingkat bawahnya secara overflow hingga mencapai tingkat paling bawah. Cairan amoniak pada tingkat paling bawah akan dipompakan untuk menjadi absorben di HPA. Sebelum masuk HPA cairan amoniak ini akan bergabng dengan cairan amoniak dari boost up pump. Gas-gas inert yang keluar dari puncak teratas akan dibuang atau masuk ke tempat penampungan inert. Tekanan operasi adalah 16,5 kg/cm2g.
III.2.4. Seksi Kristalisasi dan Pembutiran
Gambar 3.20. Diagram Alir Seksi Kristalisasi dan Pembutiran
Seksi ini bertujuan untuk mengkristalisasi cairan urea dan membuat butiran urea untuk dipasarkan.Urea hasil dari oxidizing column memiliki konsentrasi urea 73,9% yang kemudian dipompakan memasuki crystallizer bagian bawah. Crystallizer ini terdiri dari dua bagian, yaitu kristalisasi bagian atas yang disebut vacuum concentrator yang bekerja pada tekanan 102 mmHg (absolute) dan temperatur operasi 72oC serta kristalisasi bagian bawah yang disebut crystallizer bottom part yang bekerja pada tekanan vakum. Kedua bagian crystallizer tersebut dihubungkan oleh barometric leg. Pada vacuum concentrator, terjadi proses penguapan air dan larutan urea yang supersaturated turun ke bawah melalui barometric leg dan masuk ke crystallizer.Pada crystallizer bagian bawah, air akan menguap pada temperatur rendah karena tekanan yang digunakan ialah tekanan vakum. Larutan urea pada crystallizer bagian bawah akan bercampur dengan larutan urea jenuh yang turun dari barometric leg (seperti pipa) dan berasal dari crystallizer bagian atas. Slurry urea yang keluar dari crystallizerbagian bawah akan dipompa oleh slurry feed pump sebagian ke prethickener dan sisanya masuk ke bagian atas crystallizer bottom part. Dari bagian tengah crystallizer bottom part, slurry urea dipompa oleh circulating pump for crystallizer ke bagian tube side dari HPAC untuk menjaga temperatur HPAC. Kemudian dari, HPAC, slurry urea akan bergabung dengan larutan induk slurry urea dari oxidizing column dan masuk kembali ke bagian atas dari crystallizer bottom part dengan dipompa pula oleh urea solution pump. Pada crystallizer bagian atas atau pada vacuum concentrator, air dapat teruapkan akibat panas yang didapat dari panas sensibel urea yang masuk dari oxidizing column, panas kristalisasi urea, panas hot water jacket, dan panas yang didapat oleh urea yang disirkulasi ke HPAC. Tekanan vakum dan temperatur untuk kristalisasi urea pada vacuum concentrator diatur agar urea yang keluar mengandung kristal urea.Uap air hasil penguapan pada crystallizer akan disedot oleh tekanan vacuum steam ejector yang mengandung steam 12 kg/cm2. Kemudian uap air tersebut akan terkondensasi oleh air yang bersirkulasi dalam barometric leg condenser dan kemudian masuk ke dalam sumur cooling tower, sedangkan sebagian urea slurry dari crystallizer dipompakan ke prethickener. Pada prethickener terdapat kasa untuk menyaring larutan urea sehingga larutan encer akan memasuki kasa dan dikirim ke mother liquor, sedangkan larutan urea pekat akan dikirim ke centrifuge. Dalam centrifuge, larutan urea akan masuk ke basket distributor yang berputar. Gaya sentrifugal megakibatkan air yang masih terdapat pada larutan urea pekat akan terlempar keluar dari distributor kemudian masuk ke mother liquor sehingga pada akhirnya akan didapatkan kristal urea.Di depan basket distributor terdapat lorong melingkar. Kristal urea akan didorong ke depan ke lorong tersebut oleh basket distributor yang selain bergerak melingkar juga bergerak maju-mundur. Kemudian kristal urea pada lorong melingkar akan disekrap oleh cake scrapper dan dari cake scrapper, kristal urea akan memasuki alat dengan lorong berputar ke bawah, seperti rumah siput, yaitu cake catcher. Cake catcher ini dipanasi oleh steam dengan tekanan 1 kg/cm2g yang berasal dari penurunan tekanan steam 4 kg/cm2g.Air dari centrifuge, cake scrapper dan cake catcher akan masuk ke mother liquor tank, sedangka kristal urea akan masuk ke fluidizing dryer. Pengeringan kristal urea dilakukan dari cake catcher hingga fluidizing dryer. Pada fluidizing dryer, kristal urea akan dikeringkan hingga kandungan air pada kristal urea hanya 0,5% (maksimum). Pengeringan kristal urea dilakukan menggunakan udara pemanas, yaitu hembusan udara dari fan dan pemanas udara. Temperatur udara pemanas dijaga agar tetap 100oC dan tidak boleh mencapai temperaatur leleh urea, yaitu 132,7oC. Air dari fluidizing dryer akan masuk ke dissolving tank. Kristal urea kering dari fluidizing dryer akan terdorong ke atas bersama udara panas kemudian masuk ke pipa pneumatic. Melalui pipa pneumatic yang terhubung dengan bagian samping cyclone pada prilling tower dan dengan diantu oleh isapan fan, kristal urea kering dengan konsentrasi 99,5% dan kandungan air 0,5% akan turun memutar pada dinding cyclone akibat adanya gaya sentrifugal.Puncak prilling tower memiliki 4 buah cyclone. Cyclone ini bertujuan untuk memisahkan udara panas dari kristal urea. Cyclone bertekanan vakum sehingga menarik lempengan (trickte valve) yang dipasang di bawah dust box atau tempat penampungan kristal urea kering agar tetap tertutup. Namun jika kristal urea kering yang jatuh melewati cyclone dan tertampung dalam dust box cyclone sudah banyak, maka tekanan vakm yang menarik trickle valve akan hilang akibat gaya berat urea, sehingga trickle valve akan terbuka dan kristal urea akan jatuh ke screw conveyor. Kemudian kristal urea akan masuk ke melter dari screw conveyor. Jika urea telah jatuh seluruhya ke screw conveyor, maka dust box cyclone akan kosong dan kembal trickle valve akan tertutup hingga kristal urea penuh kembali.Kristal urea yang jatuh ke melter akan meleleh, Dalam melter, terdapat pipa-pipa peleleh yang di dalamnya dialirkan steam semi medium-low bertekanan 7 kg/cm2g. Agar pelelehan urea menjadi lebih sempurna, pada bagian bawah pipa peleleh dipasang spacer rod. Spacer rod ini bertujuan untuk memperkecil lubang agar kemungkinan urea leleh turun kecil sehingga waktu tinggal urea dalam melter lebih lama. Temperatur outlet melter harus dijaga pada 138oC. Jika temperatur mencapai 135oC, maka urea leleh akan sulit melewati lubang distributor yang dipasangi spacer rod dan sebaliknya jika temperatur mencapai 140oC, urea akan berdimerisasi menjadi biuret. Urea leleh atau molten urea ini kemudian masuk ke head tank kemudian masuk ke accoustic granular. Pada bagian bawah dari accoustic granular terdapat lubang distributor yang akan memancarkan molten urea dengan temperatur 138oC turun ke bawah. Dari bawah, udara pendingin yang telah melalui lubang distributor/fluidizing cooler dihembuskan oleh fan untuk mendinginkan lelehan urea. Dari accoustic granular, butiran urea akan turun akibat gaya gravitasi dan mulai memadat hingga didinginkan lagi menjadi 40oC pada fluidizing cooler oleh hembusan udara dari fan. Butir urea yang turun dari fluidizing cooler kemudian jatuh ke belt conveyor yang mengantarkan butir urea masuk ke trommol screen. Trommol screen ini berfungsi untuk memisahkan produk urea yang over-size. Butiran urea yang over-size akan menuju ke dissolving tank kedua yang kemudian akan dialirkan dissolving tank pertama, lalu masuk ke mother liquor tank. Produk urea dengan ukuran yang sesuai kemudian ditimbang dengan belt scale, lalu diantarkan ke bagian pengemasan.Udara panas yang terpisahkan dari kristal urea pada cyclone akan masuk ke dust separator. Udara panas ini mengandung sedikit debu urea yang terbawa karena terhisap oleh fan. Oleh karena itu, pada dust separator, debu urea diserap terlebih dahulu menggunakan air yang dispray oleh spray nozzle dari bagian atas dust separator. Kemudian debu urea ini akan masuk ke dust chamber yang memiliki packed bed. Pada dust chamber, air juga disemprotkan untuk menjerap debu urea yang tersisa. Udara sisa yang keluar dari dust chamber akan dihisap keluar dari dust chamber oleh fan yang terpasang pada bagian atas dust chamber. Dari dust chamber, larutan urea 25% yang terbentuk akan turun menuju disolving tank kedua secara overflow. Larutan urea ini kemudian akan dimasukkan ke mother liquor tan
