Post on 29-Oct-2015
Laporan Praktek Kerja Dinas Perbengkelan PT.PUPUK KUJANG CIKAMPEK (PERSERO)
BAB I
PENDAHULUAN
Pabrik Pupuk Kujang adalah pabrik yang memproduksi pupuk urea
(NH2CONH2) dengan kandungan N 46% sebagai produk utama, dengan hasil
antara / sampingan amonia, oksigen, dan nitrogen. Badan hukum pabrik ini
merupakan Badan Usaha Milik Negara yang berbentuk Perseroan Terbatas.
I.1.Sejarah Berdirinya Pabrik
Pada Garis-garis Besar Haluan Negara, disebutkan bahwa titik berat
pembangunan jangka panjang adalah pembangunan di bidang ekonomi, dengan
sasaran utama mencapai keseimbangan antara bidang pertanian dan industri
serta terpenuhinya kebutuhan pokok rakyat. Untuk itu dibutuhkan industri yang
sekiranya mendukung bidang pertanian seperti halnya pupuk sebagai upaya
mendukung upaya pemerintah dalam peningkatan produksi pertanian melalui
swasembada pangan.
Pabrik pupuk urea yang pertama di Indonesia adalah pupuk Sriwijaya I
(PUSRI). Sesuai dengan pasal 33 UUD 1945, kekayaaan alam dimanfaatkan
sebesar-besarnya untuk kemakmuran rakyat, pabrik pupuk Sriwijaya I
menggunakan gas alam sebagai bahan bakunya. Produksi pupuk PUSRI I pada
saat itu diperkirakan tidak dapat mencukupi konsumsi kebutuhan petani, yaitu
hanya berkapasitas 100.000 ton urea per tahun. Menyusul ditemukannya
beberapa sumber gas alam dan minyak pada tahun 1969 di Jati Barang
(Cirebon Selatan) dan lepas pantai Cilamaya (kabupaten Karawang) di bagian
utara Jawa Barat, maka timbul gagasan untuk mendirikan pabrik urea di Jawa
Barat.
Untuk melaksanakan proyek pendirian pabrik di Jawa Barat tersebut,
pada tahun 1973 pemerintah menunjuk Departemen Pertambangan dan
Pertanian sebagai pelaksananya. Oleh Departemen Pertambangan wewenang
pelaksanaan proyek tersebut dilimpahkan kepada Pertamina, dengan BEICIP,
sebuah perusahaan Perancis, yang bertugas sebagai konsultan untuk meneliti
Jurusan Pendidikan Teknik Mesin Universitas Negeri Yogyakarta
1
Laporan Praktek Kerja Dinas Perbengkelan PT.PUPUK KUJANG CIKAMPEK (PERSERO)
kemungkinan pembangunan sebuah pabrik pupuk di Jawa Barat. Tim Teknis
dibentuk dan langkah-langkah selanjutnya telah diambil oleh Pertamina dengan
menentukan Jati Barang Balongan sebagai lokasi proyek.
Pada tahun 1975 keluar surat Keputusan Presiden tanggal 17 April 1975
yaitu SK. No.16/1975 yang memutuskan pengalihan tugas pelaksanaan proyek
dari Departemen Pertambangan kepada Departemen Perindustrian. Pada
tanggal 9 Juni 1975 terbentuklah PT Pupuk Kujang yang berstatus hukum PT
(Persero).
Sumber biaya untuk pendirian pabrik ini diperoleh dari Pemerintah Iran
sebesar US $ 200 juta untuk pembelian pipa-pipa gas dan mesin-mesin.
Sedangkan biaya kontruksi dananya diperoleh dari Pemerintah RI sebagai
penyertaan modal pemerintah. Perjanjian pinjaman dengan Pemerintah Iran
ditandatangani pada tanggal 9 Maret 1975 dan mulai berlaku pada tanggal 24
Desember 1975. Dewan Komisaris diduduki oleh wakil-wakil dari Departemen
Perindustrian dan Departemen Keuangan yang bertujuan untuk memberikan
pengawasan yang lebih baik terhadap segala kebijaksanaan direksi karena
adanya kewajiban untuk membayar kembali hutang luar negeri. Pelaksanaan
tender internasional terbatas untuk memilih kontraktor utama pembangunan
pabrik dilakukan tanggal 30 Mei 1975, maka dipilih oleh Pemerintah RI:
1. Kellog Overseas Corporation dari Amerika Serikat dengan tugas-tugas
teknik, desain, pengaturan tata letak dan uji coba produksi awal dari pabrik
ammonia dan utilitas, konstruksi dan koordinasi dari pabrik urea.
2. Toyo Engineering Corporation dari Jepang dengan tugas-tugas teknik,
pengaturan tata letak dan pengawasan konstruksi dan koordinasi dari pabrik
urea.
Pembangunan pabrik PT Pupuk Kujang dimulai pada awal Juli 1976.
Bulan Oktober uji coba produksi awal sudah bisa dilakukan dari beberapa unit
pabrik sehingga pada tanggal 7 November 1978 pabrik ammonia sudah
menghasilkan produksi yang pertama.
Kujang mulai berproduksi, dengan kapasitas terpasang, sebagai berikut :
- 1000 ton/hari (330.000 ton/tahun) pabrik ammonia
Jurusan Pendidikan Teknik Mesin Universitas Negeri Yogyakarta
2
Laporan Praktek Kerja Dinas Perbengkelan PT.PUPUK KUJANG CIKAMPEK (PERSERO)
- 1725 ton/hari (570.000 ton/tahun) pabrik urea
- 30 ton/hari (9.900 ton/tahun) hasil samping ammonia
Pabrik sudah mulai berproduksi tiga bulan lebih awal dari jadwal yang
diperkirakan. Pada tanggal 12 Desember 1978 pabrik PT Pupuk Kujang
diresmikan oleh Presiden Suharto dan pada 1 April 1979 PT Pupuk Kujang
mulai dengan operasi komersial.
I.2.Lokasi Pabrik dan Plant Lay Out
Penentuan lokasi suatu proyek merupakan suatu hal yang penting. Dilihat
dari pelaksanaan pembangunan, operasi pabrik dan selanjutnya penyaluran
produksi. PT. Pupuk Kujang berlokasi di Desa Dawuan, Kecamatan Cikampek,
Kabupaten Karawang, Jawa Barat. Pemilihan lokasi ini didasarkan pada
beberapa pertimbangan antara lain :
a. Dekat sumber listrik di Jatiluhur.
b. Dekat sumber gas alam di Cilamaya.
c. Dekat sumber air tawar di Sungai Parungkadali dan Sungai Cikao.
d. Tersedianya jaringan angkutan darat yang baik seperti jalan raya dan jalan
kereta api.
e. Dekat sumber penyediaan bahan bangunan.
f. Terdapatnya sungai pembuangan Cikaranggelam.
g. Berada di tengah-tengah daerah pemasaran produksinya.
Tata letak pabrik atau plant lay out perlu dirancang dengan tujuan :
a. Pengolahan produk lebih efisien.
b. Memudahkan penanggulangan bahaya yang mungkin terjadi seperti
kebakaran, peledakan, kebocoran gas dan lain-lain.
c. Mencegah polusi gas maupun suara.
d. Memudahkan jalan keluar dan masuknya kendaraan di area pabrik.
Jurusan Pendidikan Teknik Mesin Universitas Negeri Yogyakarta
3
Laporan Praktek Kerja Dinas Perbengkelan PT.PUPUK KUJANG CIKAMPEK (PERSERO)
Gambar 1.1. Lay Out Pabrik PT. Pupuk Kujang
(Sumber : Kantor Pusat PT. Pupuk Kujang, 2002)
Keterangan : Taman
Jurusan Pendidikan Teknik Mesin Universitas Negeri Yogyakarta
4
JL. A. YANIKE JAKARTA KE BANDUNG
Garasi Bus Karyawan
Unit Utilitas
Unit Amonia
Unit Utilitas
Perluasan Unit Amonia
Uni
t P
enga
nton
gan
Pab
rrik
– P
abri
k A
nak
Per
usah
aan
DIKLATP
abrr
ik –
Pab
rik
Ana
k P
erus
ahaa
n
Kol
am P
enam
pung
an A
ir
Unit Urea
Unit Utilitas
Perluasan Unit Urea
Laboratorium Bengkel
Halaman Parkir
Bal
ai K
eseh
atan
Kantor Perusahaan Patungan
Kantor Pusat
Laporan Praktek Kerja Dinas Perbengkelan PT.PUPUK KUJANG CIKAMPEK (PERSERO)
I.3.Karakteristik Bahan Baku dan Produk
Diperlukan data sifat fisika dan kimia dari senyawa yang akan dijadikan
bahan baku dan produk yang akan dihasilkan. Hal ini dimaksudkan untuk
mengetahui perlakuan awal dan kondisi operasi apa saja yang nanti akan
dilakukan sehingga didapatkan produk yang diinginkan.
1. Karakteristik Bahan Baku
Bahan baku yang digunakan untuk pembuatan urea di PT Pupuk Kujang
adalah gas alam, udara, dan air.
a. Gas Alam
Gas alam yang digunakan sebagai bahan baku di PT Pupuk Kujang
berasal dari beberapa sumber minyak yang berada di lepas pantai utara
Jawa Barat. Gas alam terdiri berbagai senyawa yang berada dalam fase
gas dan didapat dari eksploitasi sumber minyak dan gas bumi. Senyawa
utama yang memiliki kadar terbesar dalam campuran ini adalah metana
(CH4).
Jumlah gas alam yang diperlukan sebagai bahan baku adalah 36,6
ton/jam. Masuknya gas alam ke dalam pabrik melalui jalur pipa gas alam
antara lain Cilamaya – Cilegon, yaitu Citarik yang berjarak 7 km dari
pabrik. Pemasukan gas alam dilakukan dengan cara sadap.
Selain kandungan gas metana (CH4) dalam jumlah yang besar, gas
alam juga masih mengandung senyawa lain dalam jumlah yang sangat
kecil seperti H2S yang rata-rata kadarnya 30 ppm, R-SH dan Hg yang
rata-rata kadarnya 5 ppm. Komposisi gas alam dapat dilihat pada tabel
dibawah ini.
Tabel 1.1 Komposisi Gas Alam
KomponenTipe Gas I
(Arco) (% mol)
Tipe Gas II
(Parigi) (% mol)
Tipe Gas III
(Mundu) (% mol)
N2 1,00 1,50 1,00
CO2 3,00 5,00 1,00
CH4 88,36 90,00 70,00
C2H6 5,00 2,00 12,00
Jurusan Pendidikan Teknik Mesin Universitas Negeri Yogyakarta
5
Laporan Praktek Kerja Dinas Perbengkelan PT.PUPUK KUJANG CIKAMPEK (PERSERO)
C3H8 2,00 0,75 10,50
i-C4H10 0,24 0,10 2,50
n-C4H10 0,23 0,10 2,00
i-C5H12 0,04 0,01 0,30
n-C5H12 0,03 0,01 0,30
C6H14 0,03 0,01 0,03
C7H16 0,06 0,01 0,10
Ket: Gas masuk pada temperatur 32 °C dan tekanan 15,1 kg/cm2
Sumber : PT Pupuk Kujang
Tabel 1.2 Sifat-Sifat Gas Alam
Komponen BM
TD
Normal
(ºF)
Specific
Gravity
Cairan (60ºC)
Specific
Gravity
Gas (60ºC)
Panas
Pembentukan
(Kkal/mol)
Metana 16,04 -258,7 0,248 0,554 -17,89
Etana 30,07 -127,5 0,368 1,038 -20,24
Propana 44,09 -43,7 0,508 1,552 -24,82
i-butana 58,12 10,9 0,563 2,001 -32,15
n-butana 58,12 31,1 0,584 2,001 -30,15
i-pentana 72,15 82,1 0,625 2,491 -36,92
n-pentana 72,15 96,9 0,631 2,491 -35,00
n-heksana 86,17 155,7 0,664 2,975 -39,96
CO2 44,01 -164,9 0,815 1,519 -94,05
H2S 34,08 -76,5 0,790 1,176 -4,82
N2 28,02 -320,4 0,808 0,967
Sumber: Perry, R., “Perry’s Chemical Engineers’ Handbook”, 5thed.
Singapore.1999
b. Udara
Kandungan terbesar komposisi udara terdiri dari 79 % N2, 20 % O2 dan
sisanya senyawa lain dalam jumlah kecil. Udara memiliki temperatur
Jurusan Pendidikan Teknik Mesin Universitas Negeri Yogyakarta
6
Laporan Praktek Kerja Dinas Perbengkelan PT.PUPUK KUJANG CIKAMPEK (PERSERO)
kritis (Tc) = -140,7 ºC dan tekanan kritis (Pc) = 37,2 atm, dan densitas
kritis (ρc) = 350 kg/m3. Udara ini diperoleh dari atmosfir sekitar
lingkungan pabrik yang dikompresi hingga bertekanan 70 kg/cm2.
Kebutuhan udara untuk memproduksi 1 ton pupuk urea adalah sebesar
473,04 Nm3.
c. Air
Air (H2O) dalam bidang kimia biasa disebut pelarut universal karena
merupakan senyawa polar dan reaktif, oleh karena itu air dapat bereaksi
dengan berbagai macam zat yang kepolarannya sama serta dapat
menghantarkan listrik dengan baik. Air mempunyai tekanan kritis (Pc) =
218,4 atm, temperatur kritis (Tc) = 374,15º C, dan densitas kritis (ρc) =
323 kg/cm3. Sifat-sifat air lainnya dapat dilihat pada Tabel.
Air baku diperoleh dari waduk Curug, Parung Kadali dan Hilir
Bendungan Jatiluhur, dengan menggunakan stasiun pompa air. Untuk
mengatasi kekurangan air, maka dibangun delapan bak penampung yang
terletak di kawasan sekitar pabrik, yang mampu menampung air
cadangan untuk operasi selama 10-14 hari. Kebutuhan air untuk Unit
Utilitas membutuhkan 82,4 ton air per jam. Air yang digunakan untuk
proses dibedakan menjadi dua, yaitu: air umpan ketel dan air pendingin.
Kebutuhan air umpan ketel adalah 2,4 m3 per ton urea, sedangkan
kebutuhan air pendingin untuk menghasilkan 1 ton urea adalah 272,4
ton.
Tabel 1.3. Sifat-Sifat Air
Sifat Air
Berat molekul 18,05
Titik Beku (°C) 0
Titik Didih (°C) 100
Densitas (g/mL) 0,998
Viskositas (cP) 0,8948
Panas pembentukan (kJ/mol) 285,89 (18°C)
Panas penguapan (kJ/mol) 40,65(100°C)
Jurusan Pendidikan Teknik Mesin Universitas Negeri Yogyakarta
7
Laporan Praktek Kerja Dinas Perbengkelan PT.PUPUK KUJANG CIKAMPEK (PERSERO)
Panas spesifik (J/g°C) 4,179
Sumber: Perry, R., “Perry’s Chemical Engineers’ Handbook”, 5thed.
Singapore.1999
2. Karakteristik Bahan Penunjang
Bahan-bahan baku penunjang dalam produksi amonia dan urea yang
digunakan oleh PT Pupuk Kujang adalah :
1. Larutan Benfield
Larutan ini berfungsi untuk memisahkan CO2 dari campuran gas sintesis.
Komponen utama dari larutan ini adalah:
a. K2CO3 sebanyak 25-30 %, yang berfungsi untuk reaksi absorbsi dan
desorpsi.
b. KVO3 (Kalium Vanadat) yang berfungsi untuk mencegah korosi.
c. UCON yang berfungsi untuk mencegah busa.
d. Diethanol Amine (DEA), yang berfungsi sebagai pengaktif.
2. Katalis
Katalis yang digunakan oleh PT Pupuk Kujang pada unit produksi
amonia terdiri dari: Kobalt molibdenum, Nikel, ZnO. Fe-Cr, campuran
Cu-ZnO-alumina dan promoted iron.
Tabel 3.2 menampilkan jenis-jenis katalis yang digunakan pada sistesis
amonia.
Tabel 1.4. Jenis Katalis
Unit Pemroses Jenis Katalis Bentuk
Primary reformer Nikel Oksida Rasching Ring
Secondary reformer Nikel Oksida Pelet
HTS Converter Besi Oksida chromina Pelet
LTS Converter Temabaga oksida Pelet
Metanator Nikel Oksida Pelet
Ammonia Converter Promoted Magnetite Granular
ZnO Guard Chamber Seng Oksida Bola
Jurusan Pendidikan Teknik Mesin Universitas Negeri Yogyakarta
8
Laporan Praktek Kerja Dinas Perbengkelan PT.PUPUK KUJANG CIKAMPEK (PERSERO)
3. Karakteristik Produk
Produk-produk yang dihasilkan oleh PT. Pupuk Kujang adalah Amonia
(NH3), Karbondioksida (CO2), Karbonmonoksida (CO), gas Hidrogen (H2),
gas Nitrogen (N2) sebagai produk antara dan produk utamanya adalah urea.
a. Urea
Urea mempunyai rumus molekul NH2CONH2. Urea adalah senyawa
berbentuk serbuk putih, tidak berbau atau mengeluarkan bau ammonia,
dan tidak berasa. Di dalam air, urea akan terhidrolisis menjadi amonium
karbamat (NH2COONH4) yang selanjutnya akan terdekomposisi menjadi
NH3 dan CO2. Sifat-sifat urea dapat dilihat pada Tabel 2.3.
Tabel 1.5. Sifat-Sifat Urea
Karakteristik Nilai
Titik leleh 132,7 oC
Indeks refraksi, nD20 1,484;1,602
Specific gravity, d420 1,335
Bentuk kristalin Tetragonal, prisma
Energi bebas pembentukan (25oC) -42,120 cal/g mol
Panas Pembentukan 60 cal/g, endotermik
Panas larutan, dalam air 58 cal/g, endotermik
Panas kristalisasi 110 cal/g, eksotermik
70% densitas bulk larutan urea 0,74 g/cm2
Sumber: Perry, R., “Perry’s Chemical Engineers’ Handbook”, 5thed.
Singapore.1999
b. Amonia
Amonia (NH3) adalah bahan dasar pembuatan pupuk yang berbasis
nitrogen, senyawa ini digunakan sebagai penyedia nitrogen yang siap
pakai dibandingkan dengan nitrogen bebas yang merupakan senyawa
inert.
Senyawa ini mempunyai bau yang sangat menyengat. Titik didihnya
sangat rendah (-33,35 oC) pada tekanan atmosfer, sehingga berwujud gas
yang tidak berwarna pada suhu ruang. Gas amonia lebih ringan dari pada
Jurusan Pendidikan Teknik Mesin Universitas Negeri Yogyakarta
9
Laporan Praktek Kerja Dinas Perbengkelan PT.PUPUK KUJANG CIKAMPEK (PERSERO)
udara, sangat mudah larut dalam air membentuk basa lemah amonium
hidroksida (NH4OH).
NH3(g) + H2O(l) NH4OH(l)
Dan apabila terhirup dalam jumlah yang besar maka dapat menimbulkan
air mata dan menyebabkan sesak nafas. Sifat-sifat ammonia dapat dilihat
pada Tabel 2.4.
Tabel 1.6. Sifat-Sifat Amonia
Karakteristik Nilai
Berat Molekul 17,03
Titik Beku (oC) -77,07
Titik didih (oC) -33,35
Densitas (g/mL) 0,817 (80 oC)
Viskositas (cP) 0,255 (-30 oC)
Panas Pembentukan (kJ/mol) 46,2 (18 oC)
Panas Penguapan (kJ/mol) 23,3 (-33,3 oC)
Panas spesifik (J/g oC) 2,225
Sumber: Perry, R., “Perry’s Chemical Engineers’ Handbook”, 5thed.
Singapore.1999
I.4.Organisasi Perusahaan
Organisasi di PT Pupuk Kujang mempunyai tujuan jangka pendek dan
jangka panjang yang menjadi arah pengembangan perusahaan. Tujuan jangka
pendek yaitu menyelesaikan dan menyempurnakan pengembagan pabrik urea,
sedangkan tujuan jangka panjang, yaitu :
1. Mengolah bahan mentah menjadi bahan baku untuk pembuatan urea dan
bahan kimia lainnya.
2. Penyediaan jasa dalam proyek industri pupuk, kimia, penelitian,
pemeliharaan serta fabrikasi alat-alat produksi.
3. Menyediakan jasa angkutan dan pergudangan untuk melengkapi
pelaksanaan usaha-usaha di atas.
Jurusan Pendidikan Teknik Mesin Universitas Negeri Yogyakarta
10
Laporan Praktek Kerja Dinas Perbengkelan PT.PUPUK KUJANG CIKAMPEK (PERSERO)
4. Menyalurkan dan menyediakan jasa pergudangan ekspor maupun impor
untuk hasil produksi.
I.4.1.Struktur Organisasi
Kelancaran dan kontinuitas suatu perusahaan merupakan hal penting
dan menjadi tujuan utama setiap perusahaan. Hal ini ditunjang dengan
adanya struktur organisasi yang handal. Struktur organisasi memberikan
wewenang kepada setiap bagian perusahaan untuk melaksanakan tugas yang
dibebankan kepadanya, juga mengatur sistem dan hubungan struktural antar
fungsi atau orang-orang dalam hubungan satu dengan lainnya pada
pelaksanaan fungsi mereka.
PT Pupuk Kujang merupakan Badan Usaha Milik Negara di bawah
Departemen Perindustrian dan Perdagangan dan dibawah naungan
Direktorat Industri Kimia Dasar yang seluruh modalnya milik pemerintah.
Perusahaan ini mempunyai struktur organisasi yang berbentuk lini dan staf.
Tugas kelompok lini adalah melaksanakan tugas pokok, sedangkan
kelompok staf melaksanakan tugas penunjang.
Sejak pertama kali berdiri sampai sekarang, PT Pupuk Kujang
(Persero) telah mengalami beberapa kali reorganisasi. Stuktur organisasi
yang berlaku saat ini adalah berdasarkan Surat Keputusan Direksi No.
016/SK/DU/VIII/2001 tanggal 2 Agustus 2001. Berdasarkan Surat
Keputusan tersebut, PT. Pupuk Kujang dipimpin oleh Dewan Direksi yang
terdiri dari :
a. Direktur Utama
b. Direktur Produksi
c. Direktur Teknik dan Pengembangan
d. Direktur Keuangan
e. Direktur Sumber Daya Manusia dan Umum
Direktur-direktur tersebut mempunyai tugas-tugas sebagai berikut :
a. Direktur Utama
Dalam Dewan Direksi, Direktur utama membawahi keempat
direktur yang lain. Selain itu Direktur Utama juga membawahi langsung
Jurusan Pendidikan Teknik Mesin Universitas Negeri Yogyakarta
11
Laporan Praktek Kerja Dinas Perbengkelan PT.PUPUK KUJANG CIKAMPEK (PERSERO)
Sekretariat Perusahaan dan Staf Satuan Pengawasan Intern. Sekretaris
Perusahaan membawahi Biro Kemitraan, Biro Hukum dan Tata Usaha,
Biro Komunikasi, dan Biro Pengamanan. Satuan Pengawasan Intern
membawahi biro Pengawasan Keuangan, dan Biro Pengawasan
Opersional.
b. Direktur Produksi
Direktur produksi membawahi langsung Kompartemen Produksi
dan Komparteme Pemeliharaan. Kompartemen Produksi membawahi
Biro Pengawasan Proses, Biro Keselamatan dan Lingkunga Hidup, Divisi
Produksi I-A, dan Divisi Produksi I-B. Sedangkan Kompartemen
Pemeliharaan membawahi Biro Inspeksi, Biro Material, Divisi
Pemeliharaan Mekanis, dan Divisi Pemeliharaan Listrik dan
Instrumental.
c. Direktur Teknik dan Pengembangan
Direktur Teknik dan Pengembangan membawahi langsung
Kompartemen Teknik dan Pelayanan Jasa. Kompartemen Teknik dan
Pelayanan Jasa membawahi Biro Sistem Manajemen, Biro
Pengembangan, Biro Rancang Bangun, Biro Pengadaan, Divisi
Konstruksi, Divisi Industri Peralatan Pabrik, dan Divisi Jasa Pelayanan
Pabrik.
d. Direktur Keuangan
Direktur Keuangan membawahi langsung Kompartemen
Administrasi Keuangan dan Kompartemen Pemasaran. Kompartemen
Administrasi Keuangan membawahi Divisi Keuangan, Biro Anggaran,
Biro Teknologi Informasi, Biro akuntansi, Biro Manajemen Risiko, dan
Biro Administrasi Perusahaan Patungan. Sedangkan Kompartemen
Pemasaran membawahi Biro Rendal Pemasaran, Divisi Penyediaan
Angktan dan Pengelolaan Produk, dan Divisi Penjualan dan Pemantauan
Distribusi..
Jurusan Pendidikan Teknik Mesin Universitas Negeri Yogyakarta
12
Laporan Praktek Kerja Dinas Perbengkelan PT.PUPUK KUJANG CIKAMPEK (PERSERO)
e. Direktur Sumber Daya Manusia dan Umum
Direktur Sumber Daya Manusia dan Umum membawahi langsung
Kompartemen SDM dan Umum. Kompartemen SDM dan Umum
membawahi Biro Pengembangan SDM, Biro SDM, Biro Kesehatan, dan
Biro Umum Pupuk Kujang Jakarta. Bagan struktur organisasi PT. Pupuk
Kujang yang dapat dilihat pada lampiran.
I.5. Pengembangan Perusahaan
Untuk mengembangkan perusahaan, PT Pupuk Kujang telah melakukan
perluasan dan pembangunan beberapa pabrik yang terletak dalam Kawasan
Industri Kujang Cikampek ( KIKC ) dengan luas area 377,5 Ha. Usaha ini
dilakukan untuk menunjang program pemerintah, yang antara lain
menumbuhkan usaha keterkaitan industri dan meningkatkan ekspor hasil
indutri.
KIKC didirikan sesuai KepPres No. 53/1989 tentang kawasan industri yang
dilengkapi dengan kawasan industri berikat. Beberapa pabrik di bawah ini
dikelola oleh anak perusahaan PT Pupuk Kujang :
I.5.1. Pabrik Asam Formiat
Pabrik ini dikelola oleh PT Sintas Kurama Persada dengan teknologi
Kemira ( Finlandia ). Proyek ini dibangun dengan investasi total Rp 36,8
miliar, sedangkan hasil penjualan sekitar US$ 7,5 juta per tahun. Bahan
baku yang digunakan adalah karbon monoksida yang dihasilkan oleh unit
penyerapan karbon monoksida ( unit Cosorb ) dari unit ammonia. Asam
formiat terutama digunakan sebgai koagulan karet pada industri tekstil dan
kulit.
Pabrik asam formiat ini diresmikan oleh Presiden Soeharto pada tanggal
19 November 1988. Pabrik mulai memproduksi asam formiat 90 % pada
akhir Agustus 1989 dengan kapasitas terpasang 11.000 ton per tahun.
Produk asam formiat dipasarkan untuk keperluan dalam negeri sebanyak
60 % sisanya dipasarkan di luar negeri terutama Thailand, Malaysia dan
Jepang dengan merk dagang “Syntas 90”.
Jurusan Pendidikan Teknik Mesin Universitas Negeri Yogyakarta
13
Laporan Praktek Kerja Dinas Perbengkelan PT.PUPUK KUJANG CIKAMPEK (PERSERO)
I.5.2. Pabrik Gasket
Pabrik gasket ini dikelola oleh PT. Kunisel Nusantara yang mulai
memproduksi gasket pada bulan April 1989 dengan kapasitas 2.260 ton
pertahun dan dipasarkan dalam negeri sebanyak 30 % dan sisanya
dipasarkan di luar negeri terutama Jepang. Jenis yang diproduksi adalah
joint sheet, steel bestos, dan spiral wound. Gasket digunakan untuk
keperluan industri otomotif, kimia, perkapalan dan lain-lain.
I.5.3. Pabrik Katalis
Pabrik ini dikelola oleh PT. Kujang United Catalist dengan kapasitas
produksi 1.100 ton per tahun. Jenis katalis yang diproduksi adalah untuk
HTS ( C-12 ), LTS ( C-18 ), Zn Absorber ( C-7 ), Primary Reformer ( C-
11 ), Secondary Reformer ( C-14 ). Katalis tersebut digunakan untuk
industri kimia seperti industri pupuk dan pengolahan minyak.
I.5.4. Pabrik Kemasan Plastik
Pabrik yang dikelola oleh Megayaku kemasan Perdana ini menghasilkan
jerry can yang dibutuhkan pada pabrik asam formiat, hydrogen peroksida
dan asam nitrat. Pabrik ini mulai berproduksi pada bulan Janu ari 1990
sebanyak 554.400 kemasan per tahun.
I.5.5. Pabrik Asam nitrat dan Ammonium Nitrat
Pabrik yang dikelola oleh PT Mulia Nitrotama Kimia ini dibangun dengan
investasi total US$ 34 juta. Pabrik ini memanfaatkan kelebihan ammonia
sebagai bahan baku pembuatan asam nitrat dan ammonium nitrat.
Teknologi yang digunakan adalah teknologi Weatherly ( USA ) untuk
nitrat dan teknologi Norak Hydro ( Norwegia ) untuk ammonium nitrat.
Kapasitas produksi asam nitrat adalah 54.000 ton pertahun dan kapasitas
ammonium nitrat adalah 26.000 ton pertahun. Kapasitas ini mulai
beroperasi pada bulan Oktober 1990 untuk memenuhi kebutuhan bahan
peledak pada industri perdagangan di dalam negeri dan memenuhi
keperluan pasar luar negeri, terutama ASEAN.
Jurusan Pendidikan Teknik Mesin Universitas Negeri Yogyakarta
14
Laporan Praktek Kerja Dinas Perbengkelan PT.PUPUK KUJANG CIKAMPEK (PERSERO)
I.5.6. Pabrik Hidrogen Peroksida
Pabrik ini dikelola oleh PT Peroksida Indonesia Pratama, mulai
menghasilkan H2O2 dengan kadar 50 %, dengan kapasitas 16.000 ton
pertahun yang digunakan untuk industri kertas dan tekstil di Indonesia.
Investasi total pembangunan pabrik ini adalah sekitar US$ 30,33 juta
sedang hasil penjualan per tahun sekitar US$ 10,90 juta. Teknologi yang
digunakan berasal dari Mitsubishi Gas Chemical ( Jepang ). Bahan baku
yang digunakan adalah gas hydrogen dari hasil pemurnian pada unit
ammonia.
I.5.7. Pabrik Nitrosellulosa
Pabrik ini dikelola oleh PT Nicellin Internasional dan bertujuan
memproduksi lacquer untuk keperluan pelapis berbagai macam barang
seperti furniture, kendaraan bermotor, kertas, kulit, dan lain-lain. Bahan
baku yang digunakan asam nitrat dan selulosa dengan kapasitas produksi
5.300 ton pertahun.
I.5.8. Unit Jasa Pelayanan Industri
Merupakan unit kerja yang terdiri dari beberapa tenaga ahli dalam
bidangnya masing-masing guna melayani setiap permintaan bidang :
- Opersi dan pemeliharaan pabrik
- Rancang bangun dan perekayasaan
- Konstruksi
- Laboratorium
- Inspeksi dan keselamatan kerja
I.5.9. Pusdiklat Industri
Kegiatan pusdiklat industri di PT Pupuk kujang dikembangkan dan
didukung oleh tenaga ahli dan berpengalaman dalam bidang operasi dan
pemeliharaan pabrik, rancang bangun, dan manajemen industri.
I.5.10. Proyek Kujang IB
Proyek ini bertujuan membangun pabrik pupuk urae untuk memenuhi
kebutuhan dalam negeri dan untuk diekspor, dengan kapasitas pabrik yang
Jurusan Pendidikan Teknik Mesin Universitas Negeri Yogyakarta
15
Laporan Praktek Kerja Dinas Perbengkelan PT.PUPUK KUJANG CIKAMPEK (PERSERO)
direncanakan sama dengan kapasitas pabrik yang sudah ada atau Pupuk
Kujang IA yaitu sebesar 570.000 ton/tahun, dimana proses yang digunakan
adalah proses hemat energi ( Proses ACES 21 ). Proyek ini mulai dibangun
pada bulan Oktober 2003 – September 2005, pabrik Pupuk Kujang IB ini
mulai memproduksi urea pada tanggal 24 Oktober 2005 dan sudah
diresmikan tanggal 4 April 2006 oleh Presiden Susilo Bambang
Yudhoyono.
I.6. Kepegawaian/Tenaga Kerja
Jumlah karyawan PT. Pupuk Kujang yang tercacat pada biro
Ketenagakerjaan sampai bulan desember 2002 adalah 853 orang. Jumlah ini
tidak termasuk tenaga harian lepas (karyawan honorer dan ikatan kerja).
Menurut statusnya karyawan PT. Pupuk Kujang dapat dibedakan menjadi :
a. Karyawan tetap : 853 orang
b. Karyawan honorer : 9 orang
c. Karyawan ikatan kerja : 10 orang
Berdasarkan waktu kerjanya, karyawan dapat dibedakan menjadi
karyawan reguler dan karyawan shift. Pembagian kerja secara shift
bertujuan untuk menjamin lancarnya pabrik agar bisa beroperasi secara 24
jam penuh.
a. Jam karyawan reguler
Karyawan yang termasuk karyawan reguler adalah mereka yang tidak
terlibat langsung dalam kegiatan produksi maupun pengamanan pabrik,
yaitu karyawan yang bekerja selama 5 hari dalam seminggu.
Jam kerja untuk karyawan reguler adalah sebagai berikut :
Hari senin-jumat : 07.00 - 16.00
Istirahat : 11.30 - 12.30
Hari sabtu dan minggu libur
Yang termasuk karyawan reguler ini biasanya adalah pada bagian
administrasi dan kepala seksi ke atas.
Jurusan Pendidikan Teknik Mesin Universitas Negeri Yogyakarta
16
Laporan Praktek Kerja Dinas Perbengkelan PT.PUPUK KUJANG CIKAMPEK (PERSERO)
b. Jam kerja Shift
Jam kerja shift berlaku bagi karyawan yang terlibat langsung dalam
kegiatan produksi dan pengamanan pabrik. Jam kerja karyawan shift
diatur sebagai berikut:
Shift pagi : 07.00 - 15.00
Shift sore : 15.00 - 23.00
Shift malam : 23.00 - 07.00
Di PT Pupuk Kujang terdapat 4 kelompok shift, masing-masing kelompok
bekerja selama tujuh hari tiap shift kemudian libur dua hari .
Sedangkan tingkatan dari karyawan disesuaikan dengan pendidikan,
pengalaman dan masa kerja dari karyawan.
Pasca sarjana : 30 orang
Sarjana : 139 orang
Sarjana Muda : 52 orang
SLTA : 566 orang
SLTP : 33 orang
SD : 33 orang
Jumlah :853 orang
I.7.Sistem Penggajian
Sistem penggajian di PT. Pupuk Kujang dibedakan menjadi dua, yaitu :
1. Gaji karyawan tetap, ikatan dinas dan honorer
Untuk karyawan tetap, karyawan yang bekerja karena ikatan dinas,
maupun karyawan honorer, gaji diberikan setiap akhir bulan. Gaji ini
meliputi : tunjangan istri, tunjangan anak, kesehatan dan perumahan.
2. Gaji tenaga harian lepas
Untuk tenaga harian lepas, gaji diberikan setiap hari Sabtu yang
jumlahnya disesuaikan dengan jumlah jam kerja.
Disamping gaji rutin, setiap karyawan memperoleh bonus
keuntungan tahunan yang biasanya tergantung laju produksinya. Bagi
Jurusan Pendidikan Teknik Mesin Universitas Negeri Yogyakarta
17
Laporan Praktek Kerja Dinas Perbengkelan PT.PUPUK KUJANG CIKAMPEK (PERSERO)
karyawan yang bekerja lembur diberikan upah tambahan dengan
perhitungan sebagai berikut :
1. Untuk hari biasa, lembur 1 jam pertama ebesar 1,5 kali upah/jam
2. Untuk hari Minggu dan hari libur besarnya 2 kali upah /jam
3. Bagi karyawan yang dipanggil untuk bekerja di pabrik di luar jam
kerja akan diberikan tambahan upah.
I.7.1. Uang Cuti
Disamping gaji rutin dan bonus, setiap karyawan yang akan
melakukan cuti tahunan diberikan uang saku sebesar 1 kali gaji kotor.
Sedangkan bagi yang akan melakukan cuti besar (6 tahun sekali) diberikan
uang cuti sebesar :
1. Dua kali gaji kotor untuk cuti satu bulan
2. Dua per tiga gaji kotor untuk cuti dua bulan
3. Satu per tiga gaji kotor untuk cuti tiga bulan
I.8.Keselamatan dan Kesehatan Kerja
Undang – undang No.1 tahun 1970 menetapkan bahwa setiap tenaga
kerja berhak mendapat perlindungan demi keselamatan hidup dan
meningkatkan produksi serta produktifitas nasional. Berdasarkan Surat
Keputusan Direksi PT. Pupuk Kujang No. 067/DIR/X/1978 tentang pemberian
wewenang kepada bagian keselamatan dan pemadam kebakaran maka
perusahaan mengambil langkah-langkah yang pada prinsipnya adalah
melakukan pencegahan dan penanggulangan terhadap kemungkinan terjadinya
bahaya. Jenis bahaya di tempat kerja bermacam – macam, seperti :
1. Bahaya zat kimia, baik berupa gas maupun cairan yang beracun atau
mudah terbakar
2. Debu – debu disekitar tempat kerja yang dapat mengganggu pernafasan
3. Aliran listrik tegangan tinggi
4. Kebisingan yang melebihi ambang batas pendengaran
5. Mesin-mesin yang bekerja pada tekanan dan suhu yang tinggi sehingga
dapat menimbulkan ledakan dan kebakaran
Jurusan Pendidikan Teknik Mesin Universitas Negeri Yogyakarta
18
Laporan Praktek Kerja Dinas Perbengkelan PT.PUPUK KUJANG CIKAMPEK (PERSERO)
6. Penerangan / lampu yang kurang memadai
7. House keeping yang tidak baik mengakibatkan tempat kerja kotor serta
alat-alat yang tidak teratur sehingga menyulitkan dalam penanggulangan
kebakaran dan kecelakaan
8. Jam kerja yang berlebihan dan kerja rutin sehingga dapat menyebabkan
kelelahan dan kejenuhan.
Untuk mengatasi akibat yang ditimbulkan oleh jenis – jenis bahaya tersebut,
diperlukan kesatuan kelompok kerja dalam sistem terpadu. Sistem keselamatan
kerja di lingkungan PT.Pupuk Kujang melibatkan 6 kelompok kerja, yaitu :
1. Bagian keselamatan dan pemadam kebakaran (fire and safety)
2. Bagian keamanan
3. Bagian pemeliharaan lapangan
4. Bagian kesehatan
5. Bagian ekologi
6. Bagian perbendaharaan dan asuransi
Selain kelompok kerja di atas, sangat penting juga adanya kesadaran dari
seluruh karyawan untuk mencegah serta menghindari adanya bahaya yang
dapat merugikan diri sendiri, orang lain maupun perusahaan. Untuk mengingat
karyawan, maka setiap pagi dan sore selalu dibacakan pesan-pesan
keselamatan kerja oleh bagian keselamatan dan pemadam kebakaran.
1.8.1. Bagian Keselamatan dan Pemadam Kebakaran
Bagian ini berkedudukan di bawah divisi inspeksi dan keselamatan
dengan jumlah anggota 33 orang yang dibagi menjadi dua seksi yaitu seksi
pencegahan dan seksi penanggulangan kecelakaan atau kebakaran.
Bagian ini dilengkapi sarana penunjang, seperti :
a. Mobil ambulan
b. Kendaraan pemadam kebakaran, fire truck multi purpose dan fire jeep
precure
c. Jaringan air hydrant dari kawasan pabrik sampai perumahan
d. Unit pengisian udara tekan
e. Masker gas dan debu, safety goggle dan ear plug
Jurusan Pendidikan Teknik Mesin Universitas Negeri Yogyakarta
19
Laporan Praktek Kerja Dinas Perbengkelan PT.PUPUK KUJANG CIKAMPEK (PERSERO)
f. Racun api, pendeteksi api dan peralatannya
g. Kotak PPPk
h. Poster-poster keselamatan
1.8.2. Bagian Keamanan
Bagian keamanan terdiri dari dua pasukan yaitu pasukan penjagaan,
pasukan penyelidikan dan apsukan penanggulangan. Tugas utama dari
bagian ini adalah menjaga keamanan lingkungan.
1.8.3. Bagian Pemeliharaan dan Lapangan
Bagian ini menyediakan sarana bagi karyawan berupa
perlengkapan kerja, misalnya pakaian kerja dan peralatan lainnya. Bagian
ini juga menyediakan konsultasi bagi karyawan yang ditangani oleh seorang
psikolog.
1.8.4. Bagian Kesehatan
Bagian ini dilengkapi dengan dokter umum, perawat dan dokter gigi,
bertugas untuk memberikan pelayanan kesehatan kepada seluruh karyawan
dan keluarga.
1.8.5. Bagian Ekologi
Bagian ini bertugas untuk menjaga kelestarian lingkungan dan
mencegah terjadinya pencemaran lingkungan baik pencemaran udara
maupun suara.
1.8.6. Bagian Perbendaharaan dan Asuransi
Bagian ini bertugas mengurusi masalah asuransi tenaga kerja dan
pemberian santunan kepada karyawan yang mendapatkan musibah
kecelakaan. Dengan adanya asuransi ini diharapkan akan memberikan rasa
aman kepada karyawan dalam menjalankan tugasnya.
I.9.Penanganan Limbah
1.9.1. Unit Pengolahan Buangan Sanitasi
Air buangan sanitasi berasal dari toilet di sekitar pabrik dan perkantoran.
Air tersebut dikumpulkan dan diolah dalam unit stabilisasi dengan
Jurusan Pendidikan Teknik Mesin Universitas Negeri Yogyakarta
20
Laporan Praktek Kerja Dinas Perbengkelan PT.PUPUK KUJANG CIKAMPEK (PERSERO)
menggunakan lumpur aktif, aerasi dan injeksi klorin. Klorin ini berfungsi
sebagai desinfektan.
1.9.2. Pengolahan Air Berminyak
Air berminyak berasal dari buangan pelumas pada pompa kompresor dan
alat-alat lain. Pemisahan dilaksanakan berdasarkan perbedaan berat
jenisnya. Minyak di bagian atas dialirkan ke tungku pembakar sedangkan air
di bagian bawah dialirkan ke penampungan akhir kemudian dibuang.
1.9.3. Pengolahan Air Buangan yang mengandung Ammonia
Air yang mengandung senyawa ammonia dan nitrogen dari kondesat di unit
ammonia dihilangkan kandungan ammonia melalui unit kondesat stripper
dimana air yang mengandung senyawa nitrogen diumpankan dari atas,
sedangkan steam yang bertekanan rendah dialirkan dari bagian bawah
menara. Gas ammonia dan nitrogen akan keluar dari bagian atas menara dan
dibuang ke udara, sedangkan air keluar dari bagian bawah menara.
1.9.4. Pengolahan Air Sisa Regenerasi
Air sisa regenerasi dari unit demineralisasi mengandung NaOH dan H2SO4
yang kemudian dinetralkan dalam kolam penetralan dengan larutan H2SO4,
jika pH air buangan lebih dari 7 dan penetralan dengan larutan NaOH jika
pH kurang dari 7. Larutan NaOH dan H2SO4 ditambahkan dari tangki
melalui pompa. Air yang netral dialirkan ke kolam penampungan akhir.
Jurusan Pendidikan Teknik Mesin Universitas Negeri Yogyakarta
21
Laporan Praktek Kerja Dinas Perbengkelan PT.PUPUK KUJANG CIKAMPEK (PERSERO)
BAB II
DISKRIPSI PROSES
II.1. Pembuatan Amonia
1. Sejarah Pembuatan Amonia
Sintesis amonia ditemukan oleh Fritz Haber dilakukan pada tekanan tinggi
dengan penggunaan katalis yang sesuai. Kemudian Carl Bosch yang memimpin
Badishe Anilud Soda Fabric (BASF) bekerjasama dengan Fritz Haber pada
tahun 1913 untuk memproduksi amonia, dengan mereaksikan gas nitrogen dan
gas hidrogen yang diperoleh dari batu bara yang direaksikan dengan uap
(steam). Menggunakan katalis besi dengan penambahan Al2O3, MgO, CaO dan
K2O sebagai promotor. Proses sintesis yang dilakukan berjalan pada tekanan
sekitar 150-350 atm dan suhu 550oC. Pabrik tersebut dapat memproduksi
30.000 kg amonia per hari. Sehingga akhirnya sintesis amonia tersebut dikenal
dengan proses Haber-Bosch, dengan persamaan reaksinya adalah:
N2 (g) + 3H2(g) 2NH3(g)
2. Macam-macam Proses Sintesis Amonia
Sampai saat ini ada banyak cara untuk sintesis amonia di antaranya adalah
sebagai berikut :
a. Proses Haber-Bosch yang telah termodifikasi
b. Proses Claude
c. Proses Casale
d. Proses Fauser
e. Proses Mont Cenis
f. Proses Kellog
Proses yang dipakai oleh PT Pupuk Kujang untuk memproduksi amonia adalah
proses Kellog secara garis besar tahapan prosesnya adalah sebagai berikut:
Pada langkah pertama, reaksi yang dilangsungkan adalah pembentukan gas
hidrogen, karbonmonoksida dan karbondioksida dari senyawa hidrokarbon (gas
alam) dan steam pada primary reformer. Gas yang keluar diharapkan
mempunyai tekanan 36,8 kg/cm2 dan suhu 484 oC dengan yang kemudian
Jurusan Pendidikan Teknik Mesin Universitas Negeri Yogyakarta
22
Laporan Praktek Kerja Dinas Perbengkelan PT.PUPUK KUJANG CIKAMPEK (PERSERO)
dimasukkan ke tube-tube katalis di seksi radian. Pada primary reformer
terdapat 9 buah heater yang masing-masing heater terdiri dari 42 tube katalis.
Katalis yang dipakai adalah NiO. Reaksi yang terjadi pada primary reformer
ini adalah :
CH4(g) + H2O(g) CO(g) + 3H2(g) ∆H = 49,3 kkal/mol
CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g) ∆H = -9,8 kkal/mol
Gas yang terbentuk ini lalu dikirim ke secondary reformer yang berfungsi
sebagai tempat berlangsungnya reaksi reforming. Reaksi yang terjadi sama
dengan reaksi pada primary reformer, tetapi panas yang digunakan diperoleh
dari pembakaran langsung dengan udara di dalam reaktor. Gas dan campuran
udara steam masuk ke secondary reformer secara terpisah dari bagian atas. Gas
dan udara dicampur dalam mixing zone, dimana terjadi reaksi pembakaran
sebagai berikut:
CH4(g) + 2O2(g) CO2 (g) + 2H2O(g ) ∆H = -191,7,3 kkal/mol
2H2(g) + O2(g) 2H2O(g) ∆H = -57,58 kkal/mol
Reaksi di atas adalah reaksi eksoterm sehingga panas pembakaran ini
digunakan untuk reaksi reforming di bed katalis. Untuk membentuk urea,
diperlukan NH3 dan CO2 sebagai bahan baku. Oleh karena itu, gas CO yang ada
perlu diubah menjadi CO2 dalam shift converter yang berfungsi sebagai tempat
terjadinya reaksi CO manjadi CO2. Reaksi yang terjadi pada shift converter
adalah sebagai berikut :
CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g) ∆H = -9,8 kkal/mol
Unit ini pun berfungsi sebagai tempat untuk mempersiapkan bahan baku
sebelum masuk ke ammonia converter, yang berupa gas N2 dan H2 sehingga
gas-gas lain yang ada harus dipisahkan dahulu. Gas CO2 yang diperlukan
dalam pembuatan urea diambil dengan cara diserap menggunakan larutan
penyerap yang kemudian dilepaskan kembali sehingga diperoleh gas CO2.
Prosesnya adalah gas yang keluar dari konverter dimasukkan ke dalam
absorber. Pada absorber mula-mula CO2 bereaksi dengan H2O membentuk
asam karbonat (H2CO3) yang kemudian asam karbonat ini bereaksi kembali
Jurusan Pendidikan Teknik Mesin Universitas Negeri Yogyakarta
23
Laporan Praktek Kerja Dinas Perbengkelan PT.PUPUK KUJANG CIKAMPEK (PERSERO)
dengan ion karbonat dari K2CO3 membentuk ion bikarbonat (HCO3-). Reaksi
absorbsi yang terjadi adalah sebagai berikut :
CO2(g) + H2O(l) H2CO3(l)
H2CO3(l) + CO32-
(l) 2HCO3-(l)
2HCO3-(l) + 2K+
(l) 2KHCO3(l) +
CO2(g) + H2O(l) + K2CO3(l) 2KHCO3(l)
Gas CO2 dalam larutan rich benfield itu dilepas oleh dorongan uap ke atas yang
beroperasi pada tekanan rendah dan suhu tinggi. Reaksi yang terjadi
merupakan kebalikan reaksi absorbsi yaitu:
2KHCO3(l) K2CO3(l) + CO2(g) + H2O(l)
Gas CO2 inilah yang digunakan sebagai umpan pada reaktor sintesis urea. Gas
yang keluar dari absorber masih mengandung sisa CO dan CO2 yang dapat
menyebabkan rusaknya katalis di ammonia converter, oleh karena itu perlu
diubah menjadi CH4 yang tidak meracuni katalis dalam metanator. Reaksi yang
terjadi dalam metanator merupakan reaksi kebalikan dari primary reformer.
CO(g) + 3H2(g) CH4(g) + H2O(g) ∆H = -49,3 kkal/mol
CO2(g) + 4H2(g) CH4(g) + 2H2O(g) ∆H = 639,5 kkal/mol
Menurut Kellog, proses sintesis amonia akan optimum jika kondisi operasi
dalam ammonia converter beroperasi pada temperatur 430-500 oC dan tekanan
140-150 kg/cm2. Reaksi yang terjadi pada ammonia converter adalah sebagai
berikut :
N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)
Amonia yang terbentuk itu lalu dipisahkan dan dikondensasikan yang
kemudian disimpan dalam bentuk cair.
3. Konsep Proses Sintesis Amonia
Reaksi utama di unit amonia adalah reaksi gas hidrogen dan nitrogen menjadi
NH3 yang terjadi pada seksi ammonia converter. Kondisi operasi optimum
untuk reaksi tersebut adalah adalah dengan mempertahankan reaksi pada
tekanan antara 140-150 kg/cm2 dan temperatur antara 430-500 oC. Reaksi yang
terjadi adalah sebagai berikut:
1/2 N2(g) + 3/2 H2(g) NH3(g) ∆H 700K = -52,6 kJ/mol K
Jurusan Pendidikan Teknik Mesin Universitas Negeri Yogyakarta
24
Laporan Praktek Kerja Dinas Perbengkelan PT.PUPUK KUJANG CIKAMPEK (PERSERO)
Menurut reaksi kesetimbangan di atas, untuk menghasilkan 1 mol NH3
membutuhkan 1/2 mol N2 dan 3/2 mol gas H2. Reaksi sintesis amonia dari
nitrogen dan hidrogen merupakan reaksi reversibel yang memiliki tetapan
tertentu untuk berbagai kondisi.
4. Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Sintesis Amonia
Ada banyak variabel yang mempengaruhi sintesis amonia di dalam ammonia
converter di antaranya adalah :
a. Temperatur
Sesuai dengan Azas Le Chatelier “Jika suatu sistem berada dalam
kesetimbangan, suatu kenaikan temperatur akan menyebabkan
kesetimbangan itu bergeser ke arah yang menyerap kalor (reaksi
penguraian/reaksi endoterm)”. Dan reaksi sintesis amonia merupakan reaksi
eksoterm (reaksi pembentukan) :
N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) ∆Hr o = -92,22 kJ
Sedangkan reaksi penguraian amonia adalah reaksi endoterm :
2NH3(g) N2(g) + 3H2(g) ∆Hr o = 92,22 kJ
Perubahan temperatur akan mengakibatkan bergesernya kesetimbangan
reaksi.
b. Tekanan
Menurut Azas Le Chatelier, kenaikan tekanan menyebabkan reaksi bergeser
ke arah mol (koefisien reaksi) yang lebih kecil (ke arah pembentukkan
NH3).
c. Laju alir gas reaktan
Sesuai dengan Azas Le Chatelier, jika komponen reaktan ditambah dan
produk terus-menerus diambil/dikurangi maka reaksi kesetimbangan akan
bergeser ke arah pembentukkan NH3.
d. Perbandingan reaktan antara hidrogen dan nitrogen
Menurut reaksi kesetimbangan, pembentukan amonia dalam memproduksi
1 mol gas NH3 membutuhkan 1/2 mol N2 dan 3/2 mol H2. Perbandingan N2:
H2 = 1:3.
Jurusan Pendidikan Teknik Mesin Universitas Negeri Yogyakarta
25
Laporan Praktek Kerja Dinas Perbengkelan PT.PUPUK KUJANG CIKAMPEK (PERSERO)
e. Jumlah gas inert
Jika terjadi peningkatan kadar gas inert dalam ammonia coverter yang
terutama terdiri dari metana dan argon maka dapat mengakibatkan turunnya
produksi pembentukkan amonia.
f. Katalis
Katalis yang paling baik untuk sintesis amonia adalah promoted iron
catalyst yang terdiri dari katalis besi dengan tambahan promotor oksida
aluminum, zirkonium, ataupun silikon. Komposisi yang terbaik dari katalis
tersebut adalah sebagai berikut :
(1) SiO2 : 0,1 – 1,2 %
(2) K2O : 0,8 – 1,2 %
(3) Al2O3 : 2,3 – 5 %
(4) CaO : 2,5 – 3,5 %
(5) Fe3O4 : 8,5 – 92,3 %
Penurunan aktivitas katalis dalam suatu reaksi dapat terjadi karena adanya
racun katalis seperti senyawa O2 yang terdapat dalam air, CO, CO2, senyawa
belerang dan klorin.
5. Manfaat Amonia
Amonia memiliki banyak kegunaan baik dalam kehidupan sehari-hari maupun
dalam dunia industri. Berikut adalah beberapa manfaat amonia :
a) Bahan pembersih alat-alat pabrik dan rumah tangga.
b) Bahan baku pembuatan pupuk, seperti urea dan amonium sulfat.
c) Bahan baku pembuatan asam dan basa, seperti NH4OH dan HNO3.
d) Bahan baku pembuatan bahan peledak seperti nitrogliserin dan TNT.
e) Bahan baku obat-obatan dalam industri farmasi.
f) Bahan pengganti kalsium dalam industri pulp dan kertas yang
menggunakan proses biosulfit.
g) Bahan baku pembuatan benang sintesis dalam industri tekstil.
h) Sumber nitrogen dan pengatur pH dalam industri fermentasi.
i) Refrigeran dalam mesin pendingin.
j) Pencegah lumpur pada industri kulit.
Jurusan Pendidikan Teknik Mesin Universitas Negeri Yogyakarta
26
Laporan Praktek Kerja Dinas Perbengkelan PT.PUPUK KUJANG CIKAMPEK (PERSERO)
k) Pereduksi oksida logam dalam industri logam.
l) Pencegah koagulasi lateks dalam industri karet.
m) Penetral asam dalam industri refinery minyak bumi.
II.2. Pembuatan Urea
1. Sejarah Pembuatan Urea
Urea mempunyai rumus molekul NH2CONH2, tidak berbau dan tidak
berwarna. Urea ditemukan pertama kali oleh Roelle pada tahun 1773 dalam
urine. Yang kemudian untuk pertama kalinya dibuat oleh F.Wohler pada tahun
1828 dengan mereaksikan garam sianat dan amonium hidroksida yang akan
membentuk amonium sianat yang akan berubah menjadi urea jika dipanaskan
pada suhu tertentu.
2. Macam-Macam Metode Sintesis Urea
Proses sintesa urea secara komersial dapat dibagi menjadi beberapa jenis, jika
ditinjau dari amonium karbamat yang tidak terkonversi yang perlu dipisahkan.
Jenis-jenisnya terdiri dari :
a. Once-through urea process
b. Solution recycle urea process
Solution recycle urea process ini termasuk cara yang sudah tua dan
sekarang jarang digunakan, hanya ada tiga proses lama yang masih tetap
digunakan hingga sekarang yaitu :
(1) Urea Technologies Inc. (UTI)
(2) Proses Mitsui Toatsu Coorporation (MTC) Conventional Process
of Toyo Engineering Coorporation.
(3) Interval carbamate recycle urea process
Proses yang digunakan dalam pembuatan urea di PT. Pupuk Kujang adalah
proses Mitsui Toatsu Coorporation(MTC). Perusahaan yang mempunyai
lisensi proses ini adalah Toyo Engineering Coorporation (TEC) dan sukses
hingga pertengahan tahun 1980. Proses ini terdiri dari beberapa tahap, yaitu :
(a) Total Recycle A Process (TR-A)
(b) Total Recycle B Process (TR-B)
Jurusan Pendidikan Teknik Mesin Universitas Negeri Yogyakarta
27
Laporan Praktek Kerja Dinas Perbengkelan PT.PUPUK KUJANG CIKAMPEK (PERSERO)
(c) Total Recycle C Process (TR-C)
(d) Total Recycle C Improved Process (TR-CI)
(e) Total Recycle D Process (TR-D)
3. Konsep Proses Sintesis Amonia
Pada umumnya urea diproduksi dengan mereaksikan amonia dan CO2 pada
kondisi operasi optimumnya pada temperatur 185 oC dan tekanan 250 kg/cm2
sesuai dengan reaksi Bassarow sebagai berikut :
2NH3 + CO2 NH2COONH4 ∆H = -117 kJ/mol
NH2COONH4 NH2CONH2 + H2O ∆H = 15,5 kJ/mol
Dari kedua reaksi di atas dapat dilihat bahwa reaksi pertama adalah eksoterm
(mengeluarkan panas) dan yang kedua adalah endoterm (memerlukan panas).
Panas yang dihasilkan pada reaksi pertama diserap pada reaksi kedua.
4. Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Sintesis Urea
Ada beberapa faktor yang mempengaruhi reaksi pembuatan urea, yaitu :
a. Temperatur
Reaksi sintesis urea berjalan pada temperatur optimal adalah 185 oC dengan
waktu pemanasan sekitar 30 menit. Jika temperatur turun akan
menyebabkan konversi amonium karbamat menjadi urea akan turun.
b. Tekanan
Untuk menghasilkan urea yang optimal, maka diperlukan tekanan tinggi
yaitu 250 kg/cm2 karena konversi amonium karbamat menjadi urea hanya
berlangsung pada fasa cair sehingga tekanan harus dipertahankan pada
keadaan tinggi.
c. Perbandingan NH3 dan CO2
Industri urea di Indonesia pada umumnya mensintesis urea dengan
perbandingan NH3 dan CO2 adalah 3,5-4 mol.
d. Jumlah air
Jika terdapat air dalam jumlah yang cukup banyak, maka akan memperkecil
konversi terbentuknya urea dari larutan karbamat.
5. Manfaat Urea
Beberapa manfaat urea dalam kehidupan sehari-hari adalah :
Jurusan Pendidikan Teknik Mesin Universitas Negeri Yogyakarta
28
Laporan Praktek Kerja Dinas Perbengkelan PT.PUPUK KUJANG CIKAMPEK (PERSERO)
a) Sebagai sumber nitrogen bagi tanaman
b) Sebagai bahan baku dalam pembuatan resin, seperti resin urea-
formaldehida
c) Sebagai pelembut kulit, terutama untuk kulit kaki yang pecah-pecah.
d) Sebagai sumber nitrogen dalam pupuk dan pakan ternak
e) Sebagai bahan untuk membuat produk pemutih gigi
f) Sebagai bahan baku untuk membuat perekat
g) Sebagai zat aditif di dalam rokok
II.3 Diskripsi Proses Ammonia
Unit produksi amonia bertugas untuk mereaksikan gas alam, steam
dan udara menjadi amonia. Unit ini juga menghasilkan karbon dioksida dan
hidrogen. Kapasitas terpasang pabrik adalah 1000 Ton amonia/hari dengan
kemurnian 99,5%. Proses yang digunakan adalah proses Kellog atau proses
high pressure catalytic steam reforming. Unit ini dibagi menjadi enam unit,
yaitu:
1. Unit Pemurnian Gas Alam
Bahan baku gas alam yang digunakan oleh PT Pupuk Kujang
berasal dari Pertamina (Cilamaya).dengan laju 36570 kg/jam, bertekanan
14,7 kg/cm2 dan dengan suhu 32 oC. Sebelum dipakai untuk membuat gas
sintesis gas alam ini harus mengalami pemurnian lebih dahulu, yaitu :
a. Pemisahan debu dan fraksi berat
Debu maupun tetes cairan seperti hidrokarbon fraksi berat dipisahkan
dari gas alam dengan memasukkan gas alam ke knock out drum 116 F.
cairan dan partikel halus keluar melalui level otomatis dibagian bawah
drum, kemudian dikirim ke burning pit untuk dibakar.
b. Penghilangan Mercury
Bahan baku gas alam hasil pemurnian kemungkinan mengandung
mercury, oleh karena itu harus dihilangkan karena dapat meracuni
katalis pada proses berikutnya, dan proses pemurnian tersebut
Jurusan Pendidikan Teknik Mesin Universitas Negeri Yogyakarta
29
Laporan Praktek Kerja Dinas Perbengkelan PT.PUPUK KUJANG CIKAMPEK (PERSERO)
dilakukan di dalam mercury guard chamber (109-D). Reaksi yang
terjadi di dalam mercury guard chamber yaitu:
Di dalam mercury guard chamber, sulfur diimpergnasikan pada
karbon aktif. Gas alam dari mercury guard chamber tekanannya
belum cukup tinggi untuk masuk ke alat-alat berikutnya sehingga
harus dinaikkan dari 14,7 kg/cm2 menjadi 42,9 kg/cm2 dalam feed gas
compressor (102-J) dengan suhu sekitar 146oC. Gas keluar feed gas
compressor sebagian dilewatkan feed gas compressor kick back cooler
untuk dikembalikan ke kompresor dan sebagian dikirim ke feed
preheat coil di bagian konveksi primary reformer untuk membuat gas
sintesa.
c. Penghilangan sulfur
Belerang adalah racun bagi katalis di primary reformer dan secondary
reformer. Penghilangan belerang dilakukan dua kali yaitu di cobalt-
moly hidrotreater 101-D dan zinc oxide guard chamber 108-D.
Reaksi yang terjadi di cobalt-moly hidrotreater adalah sbb:
Hidrogen sebagai reaktan diperoleh dari recycle gas sintesis, yang
dimasukkan ke cobalt-moly hidrotreater bersama-sama dengan gas
alam yang telah dipanaskan di primary reformer. Cobalt-moly
hidrotreater terdiri dari 2 packed bed katalis cobalt molibdenum
sebanyak 28,3 m3. Gas keluar cobalt-moly hidrotreater dimasukkan ke
dalam zinc oxide guard chamber 108-D yang berisi katalis ZnO
sebanyak 28,3 m3. Terjadi reaksi antara H2S dan ZnO sebagai berikut :
Suhu gas keluar sekitar 391 oC dan tekanannya 37,7 kg/cm2. Gas ini
diumpankan ke Mix Feed Primary Reformer.
Jurusan Pendidikan Teknik Mesin Universitas Negeri Yogyakarta
30
Laporan Praktek Kerja Dinas Perbengkelan PT.PUPUK KUJANG CIKAMPEK (PERSERO)
2. Unit Pembuatan Gas Sintesis
Unit ini bertugas membuat gas sintesa, yaitu H2 dan N2 dengan
perbandingan mol 3:1 sebagai umpan ammonia converter . Mula-mula
gas alam akan mengalami proses reforming menjadi CO, CO2, dan H2 di
primary dan secondary reformer, kemudian gas CO dikonversi menjadi
CO2 di shift converter.
a. Proses reforming
Reaksi yang terjadi di primary reformer 101-B adalah reaksi
pembentukan hidrogen dari senyawa hidrokarbon dan steam. Gas
alam yang keluar dari zinc oxide guard chamber dicampur dengan
steam dan dipanaskan dengan mix feed preheater coil di bagian
konveksi primary reformer. Gas keluar mempunyai suhu 483oC dan
tekanan 36,8 kg/cm2 dan siap dimasukkan dalam tube-tube katalis di
unit radiant. Reaksi yang terjadi sebagai berikut:
Reaksi keseluruhan adalah endotermis. Panas yang dibutuhkan
disuplai oleh panas pembakaran gas alam di luar tube. Reaksi
pembakaran dapat dituliskan sebagai berikut:
Burner-burner fuel gas ini terletak diantara dua baris tube katalis. Ada
10 baris burner, masing-masing terdiri dari 20 burner.
Gas alam yang masuk ke primary reformer diatur supaya
perbandingan mol S : C = 3,5 : 1, karena jika steam kurang akan
terjadi reaksi samping sebagai berikut:
Q2HCCH 24
Perbandingan mol S : C ini diatur oleh suatu alat yang disebut ratio
relay (RRl).
Jurusan Pendidikan Teknik Mesin Universitas Negeri Yogyakarta
31
Laporan Praktek Kerja Dinas Perbengkelan PT.PUPUK KUJANG CIKAMPEK (PERSERO)
Gas yang bereaksi dalam tube akan keluar melalui bagian bawah tube
dan disatukan dalam sebuah pipa besar untuk masing-masing baris
yang disebut riser. Dari riser, gas dikirim ke secondary reformer 103-
D melalui suatu pipa besar yang disebut transfer line. Gas CH4 yang
lolos dari primary reformer diharapkan kurang dari 10%.
Gas hasil pembakaran (fuel gas) yang suhunya semakin tinggi dihisap
oleh induced fan melalui unit konveksi untuk dimanfaatkan panasnya
dalam memanaskan umpan gas alam, udara untuk secondary reformer,
boiler feed water dan superheated steam untuk power generator. Dari
unit konveksi, fuel gas dibuang ke udara melalui suatu cerobong
(slack).
Tugas secondary reformer adalah untuk melanjutkan reaksi reforming.
Reaksi yang terjadi sama dengan reaksi yang terjadi di primary
reformer, tetapi panas yang diperlukan diperoleh dari pembakaran
langsung dengan udara di dalam reaktor. Gas dan campuran udara
steam masuk ke secondary reformer secara terpisah dari bagian atas
yang disebut mixing zone atau combustion zone dan bagian bawah
disebut reaction zone. Reaction zone berupa packed bed yang terdiri
dari tiga buah bed katalis nikel.
Gas dan udara dicampur dalam mixing zone, dengan reaksi
pembakaran yang terjadi sebagai berikut:
Panas pembakaran ini digunakan untuk reaksi reforming di bed
katalis. Kadar CH4 dalam gas yang keluar secondary reformer kira-
kira tinggal 0,3%.
Udara yang masuk ke secondary reformer berfungsi juga sebagai
penyuplai N2, sehingga gas H2 dan N2 yang keluar mempunyai
perbandingan mol yang sesuai sebagai umpan amonia converter yaitu
3:1.
Jurusan Pendidikan Teknik Mesin Universitas Negeri Yogyakarta
32
Laporan Praktek Kerja Dinas Perbengkelan PT.PUPUK KUJANG CIKAMPEK (PERSERO)
b. Proses konversi menjadi CO2
Untuk memproduksi urea, diperlukan bahan baku amonia dan karbon
dioksida, karena itu gas CO yang ada perlu dikonversi menjadi CO2.
Konversi CO menjadi CO2 terjadi di shift converter 104-D. Reaksi
yang terjadi adalah sebagai berikut:
reaksi ini endotermis, sehingga konversi ke kanan yang mengkonversi
gas CO menjadi CO2 bertambah konversinya apabila temperatur
diturunkan. Sebaliknya jika temperatur dinaikkan konversi akan
berkurang, oleh sebab itu shift converter terdiri dari dua bagian, yaitu
high temperature shift converter dan low temperature shift converter.
High temperature shift converter (HTS) berfungsi untuk mempercepat
reaksi. Gas yang keluar HTS digunakan untuk membangkitkan steam
di shift effluent waste heat boiler 103-C dan memanaskan umpan
methanator 106-D di methanator feed heater.
Low temperature shift converter (LTS) berfungsi untuk memperbesar
konversi. Gas keluar LTS dikirim ke unit pemurnian gas sintesis.
3. Unit Pemurnian Gas Sintesis
Unit ini bertugas menyiapkan bahan baku ammonia converter ,
yang berupa gas N2 dan H2. Karena itu gas–gas yang lain harus
dipisahkan terlebih dahulu. Gas CO2 dibutuhkan sebagai bahan baku
pembuatan urea, sehingga gas ini diambil dengan cara diserap dengan
larutan penyerap di unit CO2 absorber, kemudian di strip untuk
memperoleh gas CO2 yang siap untuk diumpankan ke dalam reaktor
sintesis urea di unit CO2 stripper. Keberadaan CO dan CO2 di ammonia
converter dapat merusak katalis, oleh sebab itu CO dan CO2 sisa harus
diubah kembali menjadi CH4 sebagai inert agar tidak merusak katalis.
Proses perubahan CO dan CO2 menjadi CH4 disebut proses methanasi,
proses methanasi terjadi di unit methanator.
Jurusan Pendidikan Teknik Mesin Universitas Negeri Yogyakarta
33
Laporan Praktek Kerja Dinas Perbengkelan PT.PUPUK KUJANG CIKAMPEK (PERSERO)
a. Pengambilan gas karbon dioksida
Gas keluar dari LTS dimasukkan ke CO2 absorber 1101-E melalui
sparger dibagian menara. CO2 absorber ini tersusun dari empat buah
bed berisi slotted ring. Larutan penyerap yang digunakan adalah
larutan benfield. Pada absorbsi CO2, mula-mula gas CO2 bereaksi
dengan H2O membentuk asam karbonat. Asam karbonat kemudian
bereaksi lagi dengan ion karbonat dari K2CO3 membentuk ion
bikarbonat. Reaksi kimia yang terjadi dapat dituliskan sebagai berikut:
332 HCO2COCOH
Reaksi absorbsi ini adalah reaksi eksotermis.
Larutan benfield yang dipakai ada dua aliran, yaitu larutan lean
benfield yang masuk dari puncak menara dan larutan semi lean
benfield yang masuk menara melalui bagian tengah menara.
Larutan lean benfield adalah larutan yang sama sekali tidak
mengandung CO2. Larutan ini berasal dari bagian tengah absorber,
sebelum dipompa dengan pompa 1107-JA/JB/JC ke bagian tengah
absorber, larutan semi lean benfield dimasukkan ke dalam tangki low
heat benfield yang dialiri steam diatasnya untuk menyempurnakan
penyerapan CO2. Steam yang telah lewat low heat benfield banyak
mengandung CO2 kemudian dimasukkan ke stripper.
Gas dari LTS yang masuk dari bagian bawah absorber akan berkontak
dengan larutan semi lean benfield yang akan menyerap sebagian besar
gas CO2 yang ada, kemudian sisa CO2 dalam gas akan diserap oleh
larutan lean Benfield.
Larutan yang banyak mengandung CO2 (larutan rich benfield) keluar
dari dasar absorber pada suhu 123oC, mengalir melalui turbin hidrolik
1107-JA, kemudian menuju bagian atas stripper. Gas yang keluar dari
Jurusan Pendidikan Teknik Mesin Universitas Negeri Yogyakarta
34
+
Laporan Praktek Kerja Dinas Perbengkelan PT.PUPUK KUJANG CIKAMPEK (PERSERO)
bagian atas absorber diharapkan kadar CO2-nya di bawah 0,1%
volume.
Stripper 1102-E terdiri dari tiga buah bed berisi tumpukan slotted
ring. Kondisis operasi dari stripper adalah 107-129oC dan tekanan 0,6
kg/cm2. Karena larutan rich benfield yang keluar dari dasar absorber
masih mempunyai tekanan sebesar 27 kg/cm2, maka tekanan ini
dimanfaatkan untuk menggerakkan turbin hidrolik 1107-JA, yang
digunakan untuk memompa larutan semi lean benfield yang akan
menuju absorber. Untuk men-stripping CO2 digunakan steam
bertekanan rendah yaitu 3,5 kg/cm2, yang berasal dari reboiler 1105-C,
1111-C dan 1113-C. Menggunakan tekanan rendah yaitu 0,6 kg/cm2
dari suhu tinggi antara 107-109oC dan dorongan steam ke atas, maka
diharapkan gas CO2 dalam larutan rich benfield akan terlepas. Reaksi
yang terjadi adalah kebalikan dari reaksi absorbsi, yaitu:
Setelah melewati bed kedua, larutan ditampung dalam trap out pan,
tempat sebagian larutan dikeluarkan sebagai larutan lean benfield
menuju absorber, dan sebagian lagi mengalir ke bed ketiga untuk
ditampung dalam trap out pan kedua. Larutan ini dialirkan ke reboiler
1105-C dan 1111-C dan steam yang terbentuk dimasukkan bagian
bawah stripper. Steam dari reboiler 1113-C berasal dari trap out pan
di atas bed pertama.
Larutan lean benfield yang keluar dari dasar stripper dialirkan ke
puncak absorber, sedangkan gas CO2 keluar dari puncak menara. Uap
air yang terkandung dalam gas ini cukup tinggi, yaitu sekitar 45%,
sehingga sebelum masuk ke pabrik urea perlu dikurangi dahulu kadar
airnya.
Untuk mengurangi kadar air dalam gas CO2, maka gas dimasukkan
dalam CO2 overhead condensor 1110-C, untuk didinginkan kemudian
dipisahkan kondensatnya dalam CO2 stripper reflux drum 1103-V.
Kondensat ini dimasukkan ke bagian atas stripper dengan pompa
Jurusan Pendidikan Teknik Mesin Universitas Negeri Yogyakarta
35
Laporan Praktek Kerja Dinas Perbengkelan PT.PUPUK KUJANG CIKAMPEK (PERSERO)
1108-J/JA, sedangkan gas CO2 yang keluar siap dikirim ke pabrik
urea.
b. Pembentukan metana
Gas keluar dari absorber masih mengandung CO dan CO2 sisa yang
merupakan racun di amonia converter, karena itu perlu diubah
menjadi CH4 dalam methanator 106-D. Methanator berisi katalis nikel
sebanyak 19,8 m3 yang tersusun menjadi tiga bed. Gas yang masuk
methanator dibatasi kadar CO dan CO2-nya maksimum 0,1% untuk
CO2 dan 0,6% untuk CO. Reaksi yang terjadi adalah kebalikan dari
reaksi di primary reformer yang dapat dituliskan sebagai berikut:
Reaksi yang terjadi adalah reaksi endotermis sehingga methanator
dilengkapi dengan sistem interlock yang akan menghentikan aliran gas
bila terjadi kenaikan suhu sebesar 399oC, serta menghentikan aliran
boiler feed water ke 114-C. Gas yang keluar dari methanator
diharapkan mempunyai kadar CO dan CO2 maksimum 0,3 ppm.
4. Unit Sintesis Amonia
Gas yang keluar dari methanator memiliki tekanan 26 kg/cm2 dan suhu
310oC. Tekanan gas umpan amonia converter dinaikkan terlebih dahulu
menjadi 430-500oC dan tekanan 140-150 kg/cm2. Karena itu gas
dinaikkan dahulu tekanannya dalam synthesis gas and recycle
compressor 103-J, yang terjadi dari low pressure case dan high pressure
case compressor. Gas sintesis keluar LP case compressor bertekanan 67
kg/cm2 dengan suhu 177oC. Sebelum ditekan dalam HP case compressor,
gas ini didinginkan dahulu dalam intercooler gas feed methanator 136-C,
cooler 116-C, serta amonia chiller 129-C. Kondensat yang terbentuk
dipisahkan dalam synthesis gas feed compressor first stage separator
105-F. Gas yang keluar kira-kira suhunya 8oC. Gas kering dari separator
dimasukkan ke HP compressor compressor bersama-sama dengan
recycle gas dari amonia converter, dan keluar dari kompresor tekanannya
Jurusan Pendidikan Teknik Mesin Universitas Negeri Yogyakarta
36
Laporan Praktek Kerja Dinas Perbengkelan PT.PUPUK KUJANG CIKAMPEK (PERSERO)
sekitar 151,2 kg/cm2 dan suhu 86oC. Gas ini mengandung amonia karena
bercampur dengan recycle gas dari amonia converter.
Untuk memungut amonia dalam gas alam, gas ini dilewatkan pada unit
pemisahan dan pemurnian sehingga kadar amonianya turun dari 9%
menjadi 2% mol. Gas ini kemudian dipanaskan dalam heat exchanger
112-C yang kemudian memanfaatkan panas yang keluar dari amonia
converter, baru kemudian diumpankan ke amonia converter.
Gas masuk amonia converter pada dua tempat, yaitu bagian atas dan
bagian bawah. Amonia converter 105-D ini terdiri dari empat buah bed
katalis promoted iron dengan ukuran katalis 1,3 – 5,0 mm, dipisahkan
oleh ruang antar bed untuk keperluan quenching. Volume masing-masing
bed tidak sama, semakin ke bawah semakin besar. Volume katalis di bed
pertama sebanyak 8,3 m3, bed kedua sebesar 11,0 m3, bed ketiga 17,2 m3
dan bed keempat 22,5 m3. Dinding amonia converter dibuat rangkap
dengan ruang antara (annulus). Gas umpan yang masuk dari bagian
bawah converter mengalir dari bagian bawah annulus menuju ke puncak
converter dan masuk ke dalam bed katalis melalui shell exchanger.
Selanjutnya gas mengalir pada tiap-tiap bed, dengan dua tipe aliran,
yaitu:
aliran axial dan aliran radial (aliran dari luar ke bagian dalam),
sedangkan bagian atas converter digunakan untuk keperluan quenching
sebelum gas masuk ke bed bawahnya. Gas ini dibagi menjadi tiga aliran,
yaitu untuk quench bed kedua, ketiga dan keempat. Gas umpan yang
mengalir dalam annulus juga mengambil panas reaksi sehingga suhunya
naik dan sewaktu sampai di shell exchanger suhu tersebut sudah sesuai
untuk reaksi, yaitu 335oC. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut :
N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)
Konversi yang dicapai saat kesetimbangan adalah 14,7%. Dengan adanya
quenching yang berulang diharapkan suhu dapat dikontrol sesuai yang
diinginkan.
Jurusan Pendidikan Teknik Mesin Universitas Negeri Yogyakarta
37
Laporan Praktek Kerja Dinas Perbengkelan PT.PUPUK KUJANG CIKAMPEK (PERSERO)
Gas hasil reaksi keluar dari bed keempat melalui pipa di tengah converter
dan naik ke puncak converter. Suhu gas ini sekitar 481oC dan diggunakan
untuk membangkitkan steam di 121-C. Untuk mengurangi kadar inert
yang berupa CH4 dan Ar, sebagian gas umpan di-purge sebelum di-
recycle melalui HP case compressor. Inert ini dapat meracuni katalis
dan mempengaruhi kesetimbangan reaksi bila kadarnya terlalu tinggi.
5. Unit Pemurnian dan Refrigerasi Amonia
Secara garis besar prinsip kerja unit pemurnian dan pemisahaan ammonia
ini adalah kompresi dan flashing. Unit ini mempunyai fungsi sebagai
berikut :
a. Memisahkan gas-gas terlarut dalam NH3 cair dengan kemurnian
tinggi. Gas yang telah dipisahkan tersebut digunakan sebagai bahan
bakar.
b. Memperoleh berbagai produk NH3 cair dengan temperatur berbeda.
Amonia bersuhu -33 oC dikirim ke storage tank, sedangkan amonia
bersuhu -7 oC dan 13 oC digunakan sebagai media pendingin. Amonia
bersuhu 42 oC dicampur dengan amonia bersuhu -33 oC sehingga
dihasilkan amonia cair bersuhu 30 oC untuk dikirim ke unit urea.
Adanya produk amonia dalam aliran purge gas akan mempengaruhi
kesetimbangan reaksi sehingga konversi ammonia akan berkurang,
karena itu ammonia yang ada perlu dipisahkan dari aliran recycle gas
yang menuju converter. Pemisahan dilakukan dengan cara
mengembunkan ammonia melalui chiller-chillier 117-C, 118-C dan 119-
C.
Mula-mula gas didinginkan dengan cooling water 124-CA/CB, kemudian
dibagi menjadi dua aliran paralel. Aliran pertama didinginkan di chiller
117-C dan 118-C, sedangkan aliran kedua didinginkan di 120-C dengan
refrigeran ammonia, yang sekaligus merupakan pemanas gas yang keluar
dari ammonia separator 106-F. Kedua aliran bergabung menuju chiller
119-C yang menggunakan ammonia cair dari 112-F sebagai pendingin.
Suhu gas keluar dari 119-C sudah mencapai -23oC dan tekanan 145
Jurusan Pendidikan Teknik Mesin Universitas Negeri Yogyakarta
38
Laporan Praktek Kerja Dinas Perbengkelan PT.PUPUK KUJANG CIKAMPEK (PERSERO)
kg/cm2. Selanjutnya gas dan amonia cair dimasukkan ke ammonia
separator 106-F, dimana ammonia cair dari recycle gas mengembun dan
terkumpul.
Ammonia yang keluar dari 106-F masih mengandung sejumlah gas H2,
N2, Ar, dan CH4, karena itu perlu dipisahkan dengan cara flashing dalam
flash drum 111-F pada tekanan 2,3 kg/cm2 dan 112-F pada tekanan 0,03
kg/cm2. Uap yang terbentuk dikompresikan di ammonia refrigerant
compressor 105-J. Uap ammonia dari LP case compressor 105-J, flash
drum 111-F dan flash drum 110-F diumpankan ke HP case compressor
105-J. Keluar dari HP compressor, gas yang sudah bertekanan 19
kg/cm2. Gas selanjutnya didinginkan dan dipisahkan di refrigerant
reciever 109-F, dan ammonia yang terbentuk ditampung untuk dikirim ke
pabrik urea.
6. Unit Hidrogen Recovery
Gas buang dari daur ulang sintesa amonia masih mengandung gas
hidrogen dengan kadar yang cukup tinggi, oleh karena itu perlu
diusahakan agar gas ini dapat diambil dan dimanfaatkan kembali. Purge
gas recovery unit (PGRU) bertugas untuk memisahkan H2 dari gas-gas
lain untuk dimanfaatkan kembali di daur sintesis amonia dan untuk
keperluan lain. Keuntungan yang diperoleh dengan adanya unit ini antara
lain :
a. Naiknya produksi ammonia dengan tambahan 50-60 ton
per hari
Sistem pemisahan purge gas ini terbagi atas 3 bagian utama yaitu
pretreatment, post-treatment dan pemisahan gas hidrogen
menggunakan prims separator.
(1) Pretreatment
Gas buang dari unit amonia yang mengandung 2 % mol amonia, 61
% mol hidrogen , 20 % mol nitrogen, 5 % mol argon dan 12 % mol
metana dialirkan ke scrubber (201). Amonia dipisahkan dengan
cara diserap dengan kondensat steam. Hasil penyerapan yang
Jurusan Pendidikan Teknik Mesin Universitas Negeri Yogyakarta
39
Laporan Praktek Kerja Dinas Perbengkelan PT.PUPUK KUJANG CIKAMPEK (PERSERO)
keluar dari dasar scrubber (201), berupa larutan amonia dengan
kadar 20-30 % yang kemudian dikirim ke degasser (211).
(2)Post-treatment
Tahap post-treatment berfungsi untuk memurnikan larutan amonia
sisa tersebut dengan distilasi. Larutan amonia dari dasar scrubber
dimasukkan ke degasser untuk dipisahkan dengan gas-gas inert
yang terlarut.
(3)Prims separator
Prims separator ini merupakan suatu alat pemisah yang proses
pemisahannya didasarkan pada kerja suatu serat membran.
Prims separator ini terdiri atas 3 tingkat pemisahan yaitu :
(a)Prims separator tingkat I yang terdiri atas 2 unit separator yang
terpasang seri
(b)Prims separator tingkat II yang terdiri atas 7 unit separator
yang terpasang seri
(c)Prims separator tingkat III yang terdiri atas 2 unit separator
yang terpasang parallel
Unit prism separator berbentuk seperti shell dan tube dari sebuah alat
penukar panas dengan serat membrane yang berjumlah ±100.000 buah
yang seolah-olah terlihat seperti tube-nya. Serat membrane berupa
silinder berlubang dengan diameter luar 500 μm dan diameter dalam 200
μm yang terbuat dari polimer polysulfon. Jenis gas yang mempunyai
permeabilitas tinggi akan terdifusi ke dalam serat dan akan mengalir
berlawanan arah dengan gas di shell. Unit pemisah diletakkan vertical
sehingga gas non-permeat mengalir ke atas, sedangkan gas yang kaya
akan hydrogen bertekanan rendah akan mengalir ke bawah.
Kerusakan serat membrane ini dapat terjadi apabila kandungan ammonia
di dalam gas yang akan dipisahkan terlalu tinggi dan beda tekan sisi luar
dan sisi dalam yang terlalu besar. Untuk mencegah hal ini, kandungan
ammonia dalam aliran gas dibatasi hingga 200 ppm dan beda tekan
dibatasi dengan dipasangnya system interlock. Sehingga apabila
Jurusan Pendidikan Teknik Mesin Universitas Negeri Yogyakarta
40
Laporan Praktek Kerja Dinas Perbengkelan PT.PUPUK KUJANG CIKAMPEK (PERSERO)
ammonia lebih dari 200 ppm maka system akan shut down secara
otomatis.
Jurusan Pendidikan Teknik Mesin Universitas Negeri Yogyakarta
41
Laporan Praktek Kerja Dinas Perbengkelan PT.PUPUK KUJANG CIKAMPEK (PERSERO)
BAB III
SPESIFIKASI ALAT
III.1. Spesifikasi Alat Utama
1. Primary Reformer (101-B)
Tipe : Kotak dengan horyzontal convection tube.
Pembuat : Toyo Engineering Corporation (Jepang)
Fungsi : Mengubah gas alam menjadi hidrogen dan nitrogen.
Katalisator : Nikel Oksida.
a. Bagian bawah
Tipe : ring
BJ bubuk : 80 lb/cuft.
b. Bagian atas
Tipe : 7 holes cylinder, HGS
BJ bubuk : 62 lb/cuft.
Kondisi Operasi :
Temperatur : - Desain : 510ºC
- Opersi : 504ºC
Tekanan : - Desain : 32,4 kg/cm2
- Operasi : 31,1 kg/cm2
Kapasitas : 23.578,9 m3/jam
2. Secondary Reformer (103-D)
Tipe : Vessel dengan water cooled jacket
Asal : Toyo Engineering Corporation (Jepang)
Material : Carbon steel (tipe A.516.GR.70)
Fungsi : Menyempurnakan reaksi reforming gas sintesa dari
101-B.
Posisi : Vertikal
Dimensi : - Diameter : 3810 mm
- Panjang total : 5715 mm
Jurusan Pendidikan Teknik Mesin Universitas Negeri Yogyakarta
42
Laporan Praktek Kerja Dinas Perbengkelan PT.PUPUK KUJANG CIKAMPEK (PERSERO)
- Tebal shell : 60 mm
- Tebal head : - Atas : 68 mm
- Bawah : 69 mm
- Tipe head : Ellips 2:1
Kondisi operasi :
Temperatur : - Atas : - Desain : 4320C
- Operasi : 4320C
- Bawah : - Desain : 3020C
- Operasi : 2530C
Tekanan : - Atas : - Desain : 34,1 kg/cm2
- Operasi : 30,6 kg/cm2
- Bawah : - Desain : 35,0 kg/cm2
- Operasi : 29,2 kg/cm2
Kapasitas : 108.173 m3/jam
3. Shift Converter (104-D)
Tipe : Vessel
Asal : Toyo Engineering Corporation (Jepang)
Material : Carbon steel (tipe A.516.GR.70)
Fungsi : Mengubah CO menjadi CO2
Posisi : Vertikal
a. High Temperatur Shift Converter / HTS ( Top Compartment )
Dimensi : - Diameter : 3886 mm
- Panjang total : 5715 mm
- Tebal shell : 60 mm
- Tebal head : 68 mm
Kondisi operasi:
Temperatur : - Desain : 4820C
- Operasi : 4320C
Tekanan : - Desain : 34,1 kg/cm2
- Operasi : 30,6 kg/cm2
Jurusan Pendidikan Teknik Mesin Universitas Negeri Yogyakarta
43
Laporan Praktek Kerja Dinas Perbengkelan PT.PUPUK KUJANG CIKAMPEK (PERSERO)
b. Low Temperatur Shift Converter / LTS ( Bottom Compartment )
Dimensi : - Diameter : 3886 mm
- Panjang total : 5715 mm
- Tebal shell : 60 mm
- Tebal head : 68 mm
Temperatur : - Desain : 3020C
- Operasi : 2530C
Tekanan : - Desain : 34,1 kg/cm2
- Operasi : 29,1 kg/cm2
Kapasitas : 165,782 m3/jam
4. CO2 Absorber (1101-E)
Tipe : Vessel
Asal : Toyo Engineering Corporation (Jepang)
Material : Stainless steel (tipe SS.316)
Fungsi : Menyerap CO2 yang terkandung dalam gas sintesa
Posisi : Vertikal
Dimensi : - Diameter : 2590,8 mm dan 3505,2 mm
- Panjang total : 42.214,8 mm
- Tebal Head : - Atas: 38,1 mm
- Bawah : 38,1 mm
- Tipe Head : Ellips 2:1
Kondisi operasi :
Temperatur : - Desain : 1460C
- Operasi : 1270C
Tekanan : - Desain : 29,25 kg/cm2
- Operasi : 27,4 kg/cm2
Isolasi : Tebal : 1,5 inc
Kapasitas : 104.607,21 m3/jam
5. CO2 Stripper (1102-E)
Tipe : Vessel
Asal : Toyo Engineering Corporation (Jepang)
Jurusan Pendidikan Teknik Mesin Universitas Negeri Yogyakarta
44
Laporan Praktek Kerja Dinas Perbengkelan PT.PUPUK KUJANG CIKAMPEK (PERSERO)
Material : Carbon steel (tipe A.350.LF.2)
Fungsi : Melepaskan gas CO2 dari larutan benfield
Posisi : Vertikal
Dimensi : - Diameter : 4.267 mm
- Panjang total : 49.072 mm
- Tebal Shell : 14,28 mm
- Tebal Head : Atas : 12,70 mm
: Bawah : 18,95 mm
Kondisi operasi :
Temperatur : - Desain : 148,80C
- Operasi : 114,00C
Tekanan : - Desain : 2,3 kg/cm2
- Operasi : 1,1 kg/cm2
Isolasi : Tebal : 38 inc
Kapasitas : 104.607,21 m3/jam
6. Methanator (106-D)
Tipe : Vessel
Asal : Toyo Engineering Corperation (Jepang)
Material : Carbon steel dengan tipe A.285.C
Fungsi : Mengubah CO dan CO2 menjadi CH4.
Posisi : Vertikal
Dimensi : - Diameter : 3928 mm
- Panjang total : 6074mm
- Tebal Head : 43 mm
- Tebal shell : 49 mm
Kondisi operasi :
Temperatur : - Desain : 4540C
- Operasi : 3000C
Tekanan : - Desain : 29,83 kg/cm2
- Operasi : 26,72 kg/cm2
Jurusan Pendidikan Teknik Mesin Universitas Negeri Yogyakarta
45
Laporan Praktek Kerja Dinas Perbengkelan PT.PUPUK KUJANG CIKAMPEK (PERSERO)
Kapasitas : 53.373,79 m3/jam
7. Ammonia Converter (105-D)
Tipe : Vessel
Asal : Kellog Overseas Corporation (USA)
Material : Carbon steel dengan tipe A.516.GR.70
Fungsi : Mensintesa gas Ammonia
Posisi : Vertikal
Dimensi : - Diameter : 3188 mm
- Panjang total : 13.716 mm
- Tebal Shell : 166 mm
- Tebal Head : 188 mm
Kondisi operasi:
Temperatur : - Desain : 315,60C
- Operasi : 283,00C
Tekanan : - Desain : 153,6 kg/cm2
- Operasi : 146,2 kg/cm2
Kapasitas : 224.860,91 m3/jam
III.2. Spesifikasi Alat Pendukung
1. Feed Gas Knock Out Drum (116-F)
Tipe : Vessel
Asal : Toyo engineering Corporation (Jepang)
Material : Carbon steel (tipe A.516.GR.70)
Fungsi : Memisahkan hidrokarbon fraksi berat dari gas alam.
Posisi : Vertikal
Dimensi : - Diameter : 1676 mm
- Panjang total : 3353 mm
- Tebal Shell : 18 mm
- Tebal Head : - Atas : 18 mm
- Bawah : 18 mm
Jurusan Pendidikan Teknik Mesin Universitas Negeri Yogyakarta
46
Laporan Praktek Kerja Dinas Perbengkelan PT.PUPUK KUJANG CIKAMPEK (PERSERO)
Kondisi Operasi :
Temperatur : - Desain : 54,40C
- Operasi : 32,80C
Tekanan : - Desain : 16,52 kg/cm2
- Operasi : 12,66 kg/cm2
Kapasitas : 21.413,2 kg/cm2
2. Cobalt-Moly Hidrotreater (101-D)
Tipe : Vessel
Asal : Toyo engineering Corporation (Jepang)
Material : Carbon steel (tipe A.516.GR.70)
Fungsi : Mengubah senyawa organik sulfur dengan hidrogen
menjadi H2S.
Dimensi : - Diameter : 2134 mm
- Panjang total : 9830 mm
- Tebal Shell : 51 mm
- Tebal Head : - Atas : 57 mm
- Bawah : 57 mm
- Tipe head : Ellips (2 : 1)
Kondisi operasi:
Temperatur : - Desain : 4540C
- Operasi : 3990C
Tekanan : - Desain : 41 kg/cm2
- Operasi : 30 kg/cm2
Kapasitas : 2.059 m3/jam
3. ZnO Guard Chamber (108-D)
Tipe : Vessel
Asal : Toyo engineering Corporation (Jepang)
Material : Carbon steel (tipe A.516.GR.70)
Fungsi : Menghilangkan H2S dari gas proses dengan
menggunakan katalis ZnO sebelum memasuki primary
reformer.
Jurusan Pendidikan Teknik Mesin Universitas Negeri Yogyakarta
47
Laporan Praktek Kerja Dinas Perbengkelan PT.PUPUK KUJANG CIKAMPEK (PERSERO)
Posisi : Vertikal
Dimensi : - Diameter : 2348 mm
- Panjang total : 6553 mm
- Tebal Shell : 51 mm
- Tebal Head : - Atas : 51 mm
- Bawah : 51 mm
- Tipe head : Ellips (2 : 1)
Kondisi operasi :
Temperatur : - Desain : 4550C
- Operasi : 4000C
Tekanan : - Desain : 44,3 kg/cm2
- Operasi : 42,2 kg/cm2
Kapasitas : 23.624,41 m3/jam
4. Raw Gas Separator (102-F)
Tipe : Vessel
Asal : Toyo Engineering Corporation (Jepang)
Material : Carbon steel (tipe A.516.GR.70)
Fungsi : Memisahkan kondensat air yang terkandung dalam gas
sintesa yang keluar dari LTS dan akan masuk absorber.
Posisi : Vertikal
Dimensi : - Diameter : 2.286 mm
- Panjang total : 4.343 mm
- Tebal Shell : 36 mm
- Tebal Head : - Atas : 40 mm
- Bawah : 40 mm
Kondisi operasi :
Temperatur : - Desain : 1460C
- Operasi : 1270C
Tekanan : - Desain : 29,25 kg/cm2
- Operasi : 27,4 kg/cm2
Jurusan Pendidikan Teknik Mesin Universitas Negeri Yogyakarta
48
Laporan Praktek Kerja Dinas Perbengkelan PT.PUPUK KUJANG CIKAMPEK (PERSERO)
5. Mercury Guard Chamber (109-D)
Tipe : Vessel
Asal : Toyo engineering Corporation (Jepang)
Material : Carbon steel (tipe A.516.GR.70)
Fungsi : Menghilangkan merkuri dari gas alam.
Posisi : Vertikal
Dimensi : - Diameter : 2348 mm
- Panjang total : 6553 mm
- Tebal Shell : 51 mm
- Tebal Head : - Atas : 51 mm
- Bawah : 51 mm
- Tipe head : Elips (2 : 1)
Kondisi operasi :
Temperatur : - Desain : 4550C
- Operasi : 3990C
Tekanan : - Desain : 44,3 kg/cm2
- Operasi : 39,0 kg/cm2
Kapasitas : 20.469,9 kg/cm2
Kenaikan suhu air : 11,1 oC
6. Kick Back Cooler (132-C)
Tipe : Vessel
Asal : Toyo engineering Corporation (Jepang)
Material : Carbon steel (tipe A.515.GR.60)
Fungsi : Mendinginkan sebagian aliran gas alam sebagai
feed back agar tidak terjadi surging pada
compressor akibat kekurangan beban.
Shell Side Tube Side
Fluida material : natural gas cooling water
Kondisi operasi :
Temperature (0C)
- Desain : 204,4 65,5
Jurusan Pendidikan Teknik Mesin Universitas Negeri Yogyakarta
49
Laporan Praktek Kerja Dinas Perbengkelan PT.PUPUK KUJANG CIKAMPEK (PERSERO)
- Operasi :
- Masuk : 164 32
- Keluar : 37 37,7
Tekanan (kg/cm2)
- Desain : 17,6 10,6
- Operasi : 14,0 7,5
Corrosion allow (mm): 3,2 3,2
Effisiensi (%) : 100 100
Beban panas : 5.800.000 BTU/jam
Kapasitas : 20.469,9 m3/jam
7. Steam Drum (101-F)
Tipe : Vessel
Asal : Kellog Overseas Corporation (Amerika)
Material : Carbon steel (tipe A.204)
Posisi : Vertikal
Dimensi : - Diameter : 1828,8 mm
- Panjang total : 10.820,9 mm
- Tebal Shell : 95,25 mm
- Tebal Head : 63,50 mm
Kondisi operasi :
Temperatur : - Desain : 343,30C
- Operasi : 1160C
Tekanan : - Desain : 116 kg/cm2
- Operasi : 105 kg/cm2
Kapasitas : 20.496,9 m3/jam
8. Purge Separator (108-F)
Tipe : Vessel
Asal : Toyo Engineering Corperation (Jepang)
Material : Carbon steel dengan tipe A.516.GR.70
Fungsi : Membuang gas inert dari sintesa loop.
Posisi : Vertikal
Jurusan Pendidikan Teknik Mesin Universitas Negeri Yogyakarta
50
Laporan Praktek Kerja Dinas Perbengkelan PT.PUPUK KUJANG CIKAMPEK (PERSERO)
Dimensi : - Diameter : 324,4 mm
- Tebal Shell : 40,5 mm
- Tebal Head : 48,0 mm
Kondisi operasi :
Temperatur : - Desain : -230C
- Operasi : -230C
Tekanan : - Desain : 153,6 kg/cm2
- Operasi : 140,7kg/cm2
Kapasitas: 24.383,4 m3/jam
9. Secondary Ammonia Separator (106-F)
Tipe : Vessel
Asal : Toyo Engineering Corperation (Jepang)
Material : Carbon steel dengan tipe A.516.GR.70
Fungsi : Pemisahan ammonia dari gas proses ammonia.
Posisi : Horisontal
Dimensi : - Diameter : 1372 mm
- Panjang total : 4572 mm
- Tebal Shell : 108 mm
- Tebal Head : 54 mm
- Tipe Head : Ellips 2:1
Kondisi operasi :
Temperatur : - Desain : -330C
- Operasi : -330C
Tekanan : - Desain : 19 kg/cm2
- Operasi : 17,2 kg/cm2
Kapasitas : 42.616,31 m3/jam
10. Primary Ammonia Separator (107-F)
Tipe : Vessel
Asal : Toyo Engineering coorperation (Jepang)
Material : Carbon steel dengan tipe A.516.GR.70
Fungsi : Memurnikan ammonia.
Jurusan Pendidikan Teknik Mesin Universitas Negeri Yogyakarta
51
Laporan Praktek Kerja Dinas Perbengkelan PT.PUPUK KUJANG CIKAMPEK (PERSERO)
Posisi : Horisontal
Dimensi : - Diameter : 1372 mm
- Panjang total : 4572 mm
- Tebal Shell : 15 mm
- Tebal Head : 16 mm
Kondisi operasi :
Temperatur : - Desain : -330C
- Operasi : -330C
Tekanan : - Desain : 19 kg/cm2
- Operasi : 17,2 kg/cm2
Kapasitas : 42.616,31 m3/jam
11. First Stage Refrigerant Flash Drum (110-F)
Tipe : Vessel
Asal : Toyo Engineering Corperation (Jepang)
Material : Carbon steel dengan tipe A.516.GR.70
Fungsi : Mendinginkan dan memurnikan ammonia.
Posisi : Horisontal
Dimensi : - Diameter : 2134 mm
- Panjang total : 5486 mm
- Tebal Shell : 11 mm
- Tebal Head : 11 mm
Kondisi operasi :
Temperatur : - Desain : 130C
- Operasi : 130C
Tekanan : - Desain : 7 kg/cm2
- Operasi : 6 kg/cm2
Kapasitas : 42.843,87 m3/jam
12. Second Stage Refrigerant Flash Drum (111-F)
Tipe : Vessel
Asal : Toyo Engineering Coorperation (Jepang)
Jurusan Pendidikan Teknik Mesin Universitas Negeri Yogyakarta
52
Laporan Praktek Kerja Dinas Perbengkelan PT.PUPUK KUJANG CIKAMPEK (PERSERO)
Material : Carbon steel dengan tipe A.204
Fungsi : Mendinginkan dan memurnikan ammonia.
Posisi : Horisontal
Dimensi : - Diameter : 2134 mm
- Panjang total : 5486 mm
- Tebal Shell : 11 mm
- Tebal Head : 11 mm
Kondisi operasi :
Temperatur : - Desain : -70C
- Operasi : -70C
Tekanan : - Desain : 6,3 kg/cm2
- Operasi : 6,3 kg/cm2
Kapasitas : 40.831,2 m3/jam
13. Third Stage Refrigerant Flash Drum (112-F)
Tipe : Vessel
Asal : Toyo Engineering Coorperation (Jepang)
Material : Carbon steel dengan tipe A.204
Fungsi : Mendinginkan dan memurnikan ammonia.
Posisi : Horisontal
Dimensi : - Diameter : 2134 mm
- Panjang total : 8230 mm
- Tebal Shell : 11 mm
- Tebal Head : 11 mm
Kondisi operasi :
Temperatur : - Desain : -330C
- Operasi : -330C
Tekanan : - Desain : 7 kg/cm2
- Operasi : 6 kg/cm2
Kapasitas : 43.712,83 m3/jam
Jurusan Pendidikan Teknik Mesin Universitas Negeri Yogyakarta
53
Laporan Praktek Kerja Dinas Perbengkelan PT.PUPUK KUJANG CIKAMPEK (PERSERO)
14. Refrigerant Receiver (109-F)
Tipe : Vessel
Asal : Toyo Engineering Corperation (Jepang)
Material : Carbon steel dengan tipe A.204
Fungsi : Membuang gas inert.
Posisi : Vertikal
Dimensi : - Diameter : 1676 mm
- Panjang total : 6096 mm
- Tebal Shell : 22 mm
- Tebal Head 22 mm
Kondisi operasi :
Temperatur : - Desain : 420C
- Operasi : 420C
Tekanan : - Desain : 19,0 kg/cm2
- Operasi : 16,7 kg/cm2
Kapasitas : 40.566 m3/jam.
Jurusan Pendidikan Teknik Mesin Universitas Negeri Yogyakarta
54
Laporan Praktek Kerja Dinas Perbengkelan PT.PUPUK KUJANG CIKAMPEK (PERSERO)
BAB IV
UTILITAS
Utilitas merupakan bagian yang menyediakan bahan pembantu proses atau
biasa disebut sebagai sarana penunjang proses. Unit ini memegang peranan yang
sangat penting dalam produksi, karena tanpa adanya unit ini maka proses produksi
tidak dapat berjalan secara optimal.
Unit penunjang (utilitas) yang ada di PT. Pupuk Kujang Cikampek dibagi
menjadi beberapa unit meliputi :
1. Unit Penyediaan Air.
2. Unit Penyediaan Uap (steam).
3. Unit Penyediaan Tenaga listrik.
4. Unit Penyediaan Udara Tekan Kering dan Udara Instrumen.
IV.1. Penyediaan Air
Kebutuhan air untuk keperluan pabrik sebesar 50.000 m3/hari dengan
perincian sebagai berikut :
Air untuk keperluan kantor dan permukiman : 5000 m3/hari
Air pendingin : 25.000 m3/hari
Air umpan ketel : 20.000 m3/hari
Bahan baku air yang digunakan diperolah dari Sungai Parungkadali yang
berjarak 10 km, dan Sungai Cikao yang berjarak kurang lebih 20 km dari
pabrik. Air dari Sungai Parungkadali dipompakan dengan dua buah pompa
yang masing-masing memiliki debit 5.500 gpm, dimana 10.000 gpm
dialirkan kelokasi pabrik sedangkan sisanya ditampung pada delapan buah
kolam penampungan yang terdapat dilingkungan pabrik dengan kapasitas
700.000 m3 untuk persediaan jika suplainya terputus, sedangkan air dari
Sungai Cikao dipompakan dengan dua buah pompa yang masing-masing
memiliki debit 5.500 gpm. Kapasitas tempat penampungan untuk mensuplay
kebutuhan air pabrik diperkirakan selama dua bulan.
Jurusan Pendidikan Teknik Mesin Universitas Negeri Yogyakarta
55
Laporan Praktek Kerja Dinas Perbengkelan PT.PUPUK KUJANG CIKAMPEK (PERSERO)
Tabel 4.1 Karakteristik Bahan Baku dan Karakteristik Umpan Air Pabrik
Karakteristik Bahan Baku Air Karaktersitik Umpan Air Pabrik
- Kekeruhan antara 20 - 200
ppm
- pH antara 6,5 sampai 7,7
- Kadar Cl2 0
- Kesadahan 50 ppm
- Kekeruhan lebih kecil dari 0,5
ppm
- pH antara 7,0 sampai 7,5
- Kadar Cl2 0,5 ppm
- Kesadahan lebih kecil dari 50
ppm
(Sumber : Dokumen Unit Utility, PT Pupuk Kujang1998)
Dari tabel 4.1 terlihat bahwa air bahan baku yang diperoleh harus diolah
terlebih dahulu agar memenuhi syarat sebagai air kebutuhan pabrik. Menurut
karakteristik air baku, pengolahan yang harus dilakukan adalah menurunkan
kekeruhan, yaitu dengan menghilangkan zat-zat yang terlarut dan tersuspensi
di dalam air. Prinsip pengolahan yang perlu dilakukan adalah pengendapan
zat-zat terlarut dan tersuspensi tersebut dengan bantuan koagulan. pH air
juga harus disesuaikan dengan karakteristik umpan air pabrik.
Proses Pengolahan Air Kebutuhan Pabrik
Mula-mula air baku diumpankan ke premix tank dengan debit 900 m3/jam,
kemudian diaduk dengan putaran tinggi sambil diinjeksikan bahan-bahan
kimia berikut :
1.Alum (Al2SO4)3 antara 30 sampai 40 ppm, yang berfungsi sebagai
flokulan.
2.Klorin atau Cl2 sejumlah 0,5 sampai 1 ppm, yang berfungsi sebagai
desinfektan atau membunuh mikroorganisme.
Dalam premix tank dilakukan pengadukan agar terjadi percampuran yang
sempurna antara zat-zat yang ditambahkan tersebut dengan air. Keluar dari
premix tank, air dimasukkan ke dalam clarifier, dimana flok-flok yang
terbentuk diendapkan secara gravitasi sambil diaduk dengan putaran rendah.
Untuk membantu terjadinya proses tersebut, sebelum masuk ke clarifier,
air ditambah dahulu dengan koagulan aid dengan konsentrasi antara 0,1
sampai 0,2 ppm. Tujuannya adalah untuk membantu menggabungkan
Jurusan Pendidikan Teknik Mesin Universitas Negeri Yogyakarta
56
Laporan Praktek Kerja Dinas Perbengkelan PT.PUPUK KUJANG CIKAMPEK (PERSERO)
partikel-partikel besar sehingga dapat diendapkan dengan mudah. Lumpur
hasil pengendapan diblow-down (dibuang dari bawah), sedangkan air keluar
dari bagian atas.
Air keluar dari clarifier ini mempunyai karakteristik sebagai berikut :
pH antara 6,5 sampai 6,8,
Kekeruhan kurang dari 1 ppm,
Kadar Cl antara 0,5 sampai 1 ppm.Untuk memenuhi syarat sebagai
air kebutuhan pabrik, pH air harus dinaikkan antara 7,0 sampai
dengan 7,5 dengan menambahkan NaOH, lalu dialirkan ke clear
well sebagai tempat penampungan sementara.
Selanjutnya air diumpankan ke sand filter. Di sand filter ini air dari
clear well yang kemungkinan masih mengandung partikel-partikel kotoran
yang halus disaring, kemudian ditampung ke dalam dua buah tangki, yaitu :
1. Filtered water storage tank, berfungsi untuk menampung air yang
digunakan untuk keperluan make up air pendingin, air hidran dan umpan
unit demineralisasi air.
2. Portable water storage tank, berfungsi menampung air yang digunakan
untuk keperluan sehari-hari di pabrik dan pemukiman.
Gambar unit pengolahan air dapat dilihat dalam gambar 4.1.
Jurusan Pendidikan Teknik Mesin Universitas Negeri Yogyakarta
57
Laporan Praktek Kerja Dinas Perbengkelan PT.PUPUK KUJANG CIKAMPEK (PERSERO)
Gambar 4.1. Unit Pengolahan Air
(Sumber : Dokumen Unit Utility, PT Pupuk Kujang, 1998)
Gambar 4.2. Blok Diagram Pengolahan Air
IV.1.1. Unit Demineralisasi Air
Kebutuhan air umpan ketel adalah 180 m3 dalam setiap jam. Dari tabel
4.2. terlihat bahwa air tersaring dari filtered water storage tank belum
memenuhi syarat untuk dijadikan sebagai air umpan ketel. Untuk itu harus
dilakukan pengolahan dalam demin plant agar diperoleh syarat-syarat
sebagai air umpan ketel.
Jurusan Pendidikan Teknik Mesin Universitas Negeri Yogyakarta
58
Air sungai Premik Tank Clarifier Clear Well
Chlorin Alum Coagulan Aid Caustic
Endapan
Sand FilterFilter Water Storage
Portable Water Storage
Laporan Praktek Kerja Dinas Perbengkelan PT.PUPUK KUJANG CIKAMPEK (PERSERO)
Tabel 4.2. Karakteristik Umpan Air Pabrik dan Karakteristik Air Umpan Ketel.
Karaktersitik Umpan Air Pabrik Karaktersitik Air Umpan Ketel
- pH antara 7,0 sampai 7,5
- Kadar Cl2 0,5 ppm
- Kesadahan lebih kecil dari 50
ppm
- Kekeruhan lebih kecil dari 0,5
- pH antara 9,8 sampai dengan 10,
- Konduktivitasnya 100 mmHous,
- Kadar SiO2 0,2 ppm
- Kadar PO4 antara 15 - 20 ppm,
- Padatan terlarutnya 0,2 ppm,
- Kadar Fe 0,01 ppm
- O2 sampai kurang dari 0,007 ppm.
(Sumber : Dokumen Unit Utility, PT Pupuk Kujang,1998)
Demineralisasi dipe rlukan karena BFW harus memenuhi syarat-syarat
tertentu. Hal ini dimaksudkan agar :
1. Tidak menimbulkan kerak pada kondisi uap yang dikehendaki maupun pada
tube heat exchanger, jika uap digunakan sebagai pemanas. Hal ini akan
mengakibatkan turunnya effisiensi operasi, bahkan bisa mengakibatkan tidak
beroperasi sama sekali.
2. Bebas dari gas-gas yang mengakibatkan terjadinya korosi terutama gas
oksigen dan karbondioksida.
Jadi pengolahan yang harus dilakukan adalah penghilangan mineral-mineral
yang terkandung di dalam air, seperti Ca++, Mg++, Na+, HCO3-, SO42-, Cl- dan lain-
lain, dengan menggunakan resin. Air yang diperoleh adalah air bebas mineral
yang akan diproses lebih lanjut menjadi air umpan ketel (Boiler Feed Water /
BWF).
Air dari filtered water storage diumpankan ke carbon filter vertikal yang
berfungsi untuk menghilangkan gas klorin, warna, bau dan zat-zat organik
lainnya. Air yang keluar dari carbon filter diharapkan mempunyai pH sekitar 7,0
sampai dengan 7,5. Selanjutnya air tersebut diumpankan ke dalam cation
exchanger untuk menghilangkan kation-kation mineralnya. Kemungkinan jenis
kation yang ditemui adalah Mg++,Ca++, K+, Fe++, Mn++ dan Al 3+.
Cation exchanger merupakan suatu silinder baja tegak yang berisi resin R-H,
yaitu polimer dengan rantai karbon R yang mengikat ion H.
Jurusan Pendidikan Teknik Mesin Universitas Negeri Yogyakarta
59
Laporan Praktek Kerja Dinas Perbengkelan PT.PUPUK KUJANG CIKAMPEK (PERSERO)
Reaksi yang terjadi :
L+x + x R-H RxL + x H+
(kation) (resin) (resin-kation)
Ion L+x dalam operasi akan diganti oleh ion H+ dari resin R-H sehingga air
yang dihasilkan bersifat asam dengan pH sekitar 3,2 sampai 3,3. Regenerasi
dilakukan jika resin sudah berkurang keaktifannya (jenuh), biasanya dilakukan
pada selang waktu tertentu atau berdasarkan jumlah air yang telah melewati unit
ini. Regenerasi ini dilakukan dengan asam sulfat dan dilakukan dalam tiga tahap,
yaitu back wash atau cuci balik, regenerasi dengan menggunakan bahan kimia
asam sulfat dan pembilasan dengan air demin. Reaksi yang terjadi pada proses
regenerasi adalah kebalikan dari reaksi operasi, yaitu :
2 RxL + x H2SO4 2x R-H + L2(SO4)x
(resin jenuh) (asam sulfat) (resin)
Air yang keluar dari cation exchanger kemudian diumpankan ke anion
exchanger untuk menghilangkan anion-anioan mineralnya. Kemungkinan jenis
anion yang ditemui adalah HCO3-, CO32-, Cl- NO- dan SiO32-.
Seperti pada cation exchanger, anion exchanger ini juga berupa tiga buah
bejana tekan yang berisi resin. Resin yang terdapat pada anion exchanger dapat
dituliskan dengan simbol R-OH. Reaksi yang terjadi pada unit ini adalah sebagai
berikut :
NL-x + x R-OH Rx NL + x OH-
(anion) (resin) (resin-anion)
Pada saat operasi, reaksi akan berlangsung ke kanan, sehingga ion negatif
NL-x akan diganti oleh ion OH- dari resin R-OH. Air yang keluar dari anion
exchanger diharapkan mempunyai pH sekitar 8,6 sampai 8,9. Regenerasi
dilakukan dengan menambahkan larutan NaOH 4% dengan suhu 490C sebagai
regenerant. Reaksi berlangsung sehingga resin jenuh akan kembali menjadi R-OH.
Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut :
RxNL + x NaOH x R-OH + (Na)xNL
(resin jenuh) (natrium hidroksida) (resin)
Jurusan Pendidikan Teknik Mesin Universitas Negeri Yogyakarta
60
Laporan Praktek Kerja Dinas Perbengkelan PT.PUPUK KUJANG CIKAMPEK (PERSERO)
Untuk menyempurnakan kerja kedua unit penukar ion diatas, maka air dari
anion exchanger selanjutnya dialiran ke unit mixed bed exchanger untuk menjaga
kemungkinan sisa-sisa kation dan anion yang masih lolos. Unit ini berupa vessel
dengan isi resin penukar ion negatif dan positif yang telah dicampur.
Air yang keluar dari unit ini diharapkan mempunyai pH sekitar 6,1 sampai
6,2 dan selanjutnya dikirim ke unit demineralized water storage sebagai
penyimpanan sementara sebelum diproses lebih lanjut sebagai BFW. Gambar unit
demineralisasi dapat dilihat pada gambar 6.3, dan gambar pertukaran ion beserta
regenerasinya dapat dilihat pada gambar 6.5.
Gambar 4.3. Unit Demineralisasi
(Sumber : Dokumen Unit Utility, PT Pupuk Kujang, 1998)
Jurusan Pendidikan Teknik Mesin Universitas Negeri Yogyakarta
61
Filter WaterStorage
CarbonFilter
Cation Exchanger
Laporan Praktek Kerja Dinas Perbengkelan PT.PUPUK KUJANG CIKAMPEK (PERSERO)
Gambar 4.4. Blok Diagram Proses Demineralisasi
Gambar 4.5. Proses Pertukaran Ion dan Regenerasi pada Ion Excanger.
(Sumber : Dokumen Unit Utility, PT Pupuk Kujang, 1998)
Air yang sudah mengalami demineralisasi masih mengandung gas-gas
terlarut terutama oksigen dan karbon dioksida. Gas-gas tersebut dihilangkan dari
air karena dapat menimbulkan korosi.
Gas-gas tersebut dihilangkan dalam suatu deaerator (Gambar 6.4) dengan di
stripping menggunakan uap bertekanan rendah (0,6 kg/cm2) dan suhu sekitar
1500C.
Jurusan Pendidikan Teknik Mesin Universitas Negeri Yogyakarta
62
Anion Exchanger
Mix Bed Exchanger
Demine Tank
Laporan Praktek Kerja Dinas Perbengkelan PT.PUPUK KUJANG CIKAMPEK (PERSERO)
Gambar 4.6. Deaerator.
(Sumber : Dokumen Unit Utility, PT Pupuk Kujang, 1998)
Pada deaerator diinjeksikan bahan-bahan kimia berikut :
1. Hidrazin yang berfungsi mengikat oksigen berdasarkan reaksi berikut:
N2H2 + O2 2N2 + H2O
Nitrogen sebagai hasil reaksi besama-sama dengan gas lain dihilangkan
melalui stripping dengan uap bertekanan rendah.
2. Larutan ammonia yang berfungsi mengontrol pH
Air yang keluar dari deaerator pH-nya sekitar 9,8 sampai 10 dan
temperatur kira-kira 112,5oC. pH ini diatur sedemikian rupa sehingga
korosi pada bahan konstruksi besi tidak terjadi.
3. Na3PO4.12H2O untuk mengatur kesadahan air dengan cara mengendapkan
semua kesadahan sebagai phospat, kemudian endapan dikeluarkan lewat
blow down (pembuangan dari bawah).
Diharapkan kadar oksigen yang ada dalam air setelah keluar dari unit
deaerasi bisa turun sampai kurang dari 0,007 ppm.
IV.1.2. Unit Air Pendingin
Jurusan Pendidikan Teknik Mesin Universitas Negeri Yogyakarta
63
Laporan Praktek Kerja Dinas Perbengkelan PT.PUPUK KUJANG CIKAMPEK (PERSERO)
Sistem air pendingin ini merupakan sistem sirkulasi air panas yang
telah digunakan untuk pendinginan peralatan atau exchanger di pabrik,
kemudian didinginkan dalam menara pendingin (cooling tower). Gambar
cooling tower dapat dilihat pada gambar 6.5.
Air pendingin harus mempunyai sifat-sifat yang tidak korosif, tidak
menimbulkan kerak dan tidak mengandung mikroorganisme yang dapat
menimbulkan lumut.
Tabel 4.3. Karakteristik Umpan Air Pabrik dan Karakteristik Air Pendingin
Karakteristik Umpan Air Pabrik Karakteristik Air Pendingin
- Kekeruhan lebih kecil dari 0,5
- pH antara 7,0 sampai 7,5
- kadar Cl2 < 0,5 ppm
- kesadahan lebih kecil dari 50 ppm
- kekeruhan mencapai 0,5 atau kurang
- mempunyai pH antara 7,0 -7,8
- kadar Cl kurang dari 0,5 ppm,
Untuk mempertahankan kondisi air agar seperti yang diinginkan, maka
ke dalam air pendingin diinjeksikan bahan–bahan kimia sebagai berikut :
1. Klorine untuk membunuh mikroorganisme.
2. CaOPO4 untuk mencegah terjadinya penggumpalan.
3. Asam sulfat untuk mengatur keasaman.
Dalam cooling tower ini, air panas dari bagian atas menara dicurahkan
ke bawah, sehingga akan terkontakkan dengan udara yang masuk lewat kisi-
kisi menara akibat tarikan dari induce fan yang ada dibagian puncak menara.
Kemudian air yang sudah dingin dengan temperatur sekitar 32C ditampung
dalam bak penampung yang ada di bagian bawah menara.
Kehilangan air karena, terbawa tetesan oleh udara maupun dilakukan
blown down di cooling tower diganti dengan air yang disediakan oleh filtered
water storage. Kebutuhan air pendingin adalah 573,4 m3/jam.
Jurusan Pendidikan Teknik Mesin Universitas Negeri Yogyakarta
64
Laporan Praktek Kerja Dinas Perbengkelan PT.PUPUK KUJANG CIKAMPEK (PERSERO)
Gambar 4.7. Cooling Tower.
(Sumber : Dokumen Unit Utility, PT Pupuk Kujang, 1998)
IV.1.3. Air Minum
Kebutuhan air minum mencapai 75 m3/jam, dengan karakteristik yang sama
dengan karakteristik air umpan pabrik, sehingga biasanya air umpan pabrik
dapat langsung digunakan sebagai bahan air minum.Tapi jika air yang
berasal dari sand filter jika belum memenuhi syarat, maka perlu
ditambahkan klorin ke dalamnya. Tabel 4.4. Karakteristik Umpan Air Pabrik
dan Karakteristik Air Minum
Karakteristik Umpan Air Pabrik Karakteristik Air Minum
- kekeruhan lebih kecil dari 0,5
- pH antara 7,0 - 7,5
- kadar Cl2 < 0,5 ppm
- kesadahan lebih kecil dari 50 ppm
- kekeruhan lebih kecil dari 0,5 ppm,
- pH antara 7,0 - 7,5
- kadar Cl2 < 0,5 ppm,
- kesadahan lebih kecil dari 50 ppm.
(Sumber : Dokumen Unit Utility, PT Pupuk Kujang, 2003)
IV.2. Unit Penyediaan Uap
Kebutuhan uap di PT Pupuk Kujang dipenuhi oleh Unit Utilitas dan Unit
Amonia. Dari Unit Utilitas dihasilkan uap bertekanan menengah (45
Jurusan Pendidikan Teknik Mesin Universitas Negeri Yogyakarta
65
Laporan Praktek Kerja Dinas Perbengkelan PT.PUPUK KUJANG CIKAMPEK (PERSERO)
kg/cm2) dan uap bertekanan rendah (10,5 kg/cm2). Sedangkan Unit
Amonia menghasilkan uap dengan tekanan tinggi (105 kg/cm2).
Unit ini terdiri dari tiga buah boiler, yaitu :
a. Satu buah waste heat boiler (WHB).
Boiler ini dapat memenuhi 45% dari kebutuhan steam di pabrik. WHB
ketel ini tipe pipa air dengan luas permukaan panas :
- Economizer = 3417,15 M2
- Boiler tube = 3680,07 M2
- Super Heater = 523 M2
Kapasitas boiler ini 90,7 ton/jam, dan beroperasi pada temperatur
397C dan tekanan 42,3 kg/cm2. Untuk media pemanas digunakan
panas dari exhaust gas turbin Hitachi dan dipanaskan lagi dalam
pembakaran gas alam. Gambar WHB dapat dilihat pada gambar 4.6.
b. Dua buah package boiler.
Boiler ini dapat menghasilkan uap sebanyak 55% dari kebutuhan.
Package boiler merupakan ketel tipe pipa air dengan kapasitasnya
mencapai 102,06 ton/jam dan beroperasi pada temperatur 399C dan
tekanan 42,3 kg/cm2. Bahan bakar menggunakan gas alam. Gambar
package boiler dapat dilihat pada gambar 4.7.
Distribusi pemakaian Steam dari pabrik utilitas adalah untuk :
Supplay ke pabrik urea = 110 ton/jam
Supplay ke pabrik ammonia = 10 ton/jam (sewaktu-waktu bila
dibutuhkan)
Konsumsi unit utilitas = 27 ton/jam
Pemakaian uap untuk proses keseluruhan pabrik meliputi :
a. Uap tekanan tinggi (high pressure steam).
Uap ini dihasilkan oleh Unit Ammonia dengan tekanan 105 kg/cm2.
Uap ini dibuat dengan memanfaatkan panas dari Secondary Reformer
yang bersuhu 10000C. Kapasitasnya mencapai 300 ton/jam.
b. Uap bertekanan menengah (middle pressure steam).
Uap ini didapat dengan tiga cara, yaitu :
Jurusan Pendidikan Teknik Mesin Universitas Negeri Yogyakarta
66
Laporan Praktek Kerja Dinas Perbengkelan PT.PUPUK KUJANG CIKAMPEK (PERSERO)
Uap bertekanan tinggi yang diekspansikan melalui turbin sehingga
mempunyai tekanan 42 kg/cm2.
Uap yang berada di blow down yang berasal dari steam drum dan
mud drum pada boiler.
Uap yang berasal dari reduksi uap bertekanan menengah melalui
valve.
c.Uap bertekanan rendah (low pressure steam).
Uap ini dihasilkan dengan tiga cara, yaitu :
Hasil ekspansi uap bertekanan menengah yang keluar dari turbin.
Flashing dan blow down dari steam drum dan mud drum boiler.
Menurunkan tekanan uap bertekanan menengah melalui valve.
Gambar 4.8. Waste Heat Boiler
(Sumber : Dokumen Unit Utility, PT Pupuk Kujang, 1998)
Jurusan Pendidikan Teknik Mesin Universitas Negeri Yogyakarta
67
Laporan Praktek Kerja Dinas Perbengkelan PT.PUPUK KUJANG CIKAMPEK (PERSERO)
Gambar 6.7. Packaged Boiler
Gambar 4.9. Packed Boiler
(Sumber : Dokumen Unit Utility, PT Pupuk Kujang, 1998)
IV.3. Unit Penyediaan Tenaga Listrik
Tugas dari unit ini adalah menyediakan tenaga listrik untuk
kebutuhan pabrik, perkantoran dan perumahan. Daya listrik yang
dikonsumsi adalah mencapai daya 21 MVA. Kebutuhan listrik tersebut
disediakan dari beberapa sumber, yaitu sumber utamanya diperoleh dari
generator Hitachi, sedangkan cadangan listriknya adalah dari PLN, Stand
by Generator, dan Emergency Generator.
a. Gas Turbin Generator Hitachi.
Turbin ini mampu menghasilkan listrik 13,8 kV dengan daya 21 MVA.
Pada kapasitas normal, generator tersebut membutuhkan gas alam
sebanyak 3700 m3/jam. Generator Hitachi ini merupakan sumber
listrik utama dalam keadan operasi normal.
Jurusan Pendidikan Teknik Mesin Universitas Negeri Yogyakarta
68
Laporan Praktek Kerja Dinas Perbengkelan PT.PUPUK KUJANG CIKAMPEK (PERSERO)
b. PLN.
Sumber ini hanya berfungsi untuk cadangan saja bila generator yang
digunakan mengalami kerusakan. Listrik dari PLN dapat memenuhi
tegangan sebesar 150 KVA dengan daya 15 MVA.
c. Stand by Generator.
Berjumlah tiga buah, berupa mesin diesel yang mampu menghasilkan
listrik sebesar 450 volt dengan daya sebesar 3 x 750 KVA. Generator
ini digunakan hanya pada waktu kedua sumber listrik lainnya
mengalami gangguan.
d. Emergency Generator.
Emergency generator akan langsung menyediakan listrik saat adanya
pergantian sumber listrik.
Daya generator ini sebesar 300 KVA. Tenaga yang dihasilkan ini
hanya dipakai untuk :
– Instrumentasi di panel Unit Utilitas, Unit Amonia dan Unit Urea,
– Penerangan panel,
– Pompa-pompa bermotor.
Ketiga sumber listrik ini di dalam penggunaannya diubah dulu oleh
transformator sehingga tegangannya menjadi 13,8 KV. Kemudian
tegangan diubah lagi dalam pendistribusiannya sehingga diperoleh
tegangan yang sesuai dengan yang diinginkan.
Jurusan Pendidikan Teknik Mesin Universitas Negeri Yogyakarta
69
Laporan Praktek Kerja Dinas Perbengkelan PT.PUPUK KUJANG CIKAMPEK (PERSERO)
Gambar 4.10. Generator HITACHI
(Sumber : Dokumen Unit Utility, PT Pupuk Kujang, 1998)
IV.4. Unit Penyediaan Udara Tekan Kering dan Udara Instrumen
Udara yang dipakai di pabrik ada 2 macam, yaitu udara pabrik dan udara
instrumen. Udara pabrik merupakan udara kering yang digunakan untuk proses,
pembersihan peralatan dan pemipaan. Sedangkan udara instrumen digunakan
untuk penggerak instrumen yang bekerja dengan sistem pneumatis.
Udara diperoleh dari udara bebas yang dihisap dengan kompresor pada
tekanan 8,4 kg/cm2. Keluar dari kompresor, udara dibagi menjadi dua, 1.127,25
m3/jam untuk udara instrumen dan 796,59 m2/jam untuk udara pabrik.
Untuk udara instrumen, udara dari kompresor harus dikeringkan terlebih
dahulu pada silica gel drier sehingga mempunyai titik beku –400C serta bebas dari
minyak dan debu agar cukup aman untuk menggerakkan pneumatic valve.
Kandungan air harus dihilangkan untuk mencegah korosi. Udara instrumen ini
biasanya mempunyai tekanan sampai 9 kg/cm2.
Jurusan Pendidikan Teknik Mesin Universitas Negeri Yogyakarta
70
Laporan Praktek Kerja Dinas Perbengkelan PT.PUPUK KUJANG CIKAMPEK (PERSERO)
DAFTAR PUSTAKA
Anonim, 1979, “Uraian Proses dan Operasi Pabrik Amonia”, Bagian persiapan
operasi, PT. Pupuk Kujang Cikampek Jawa Barat
Austin, George T, 1996, “Industri Proses Kimia”, Jilid 1, Edisi 5, Penerbit
Erlangga, Jakarta
Hasan, B. Jazid MSc. Ch. E., 1969. “Sintesa Amonia”, Institut Teknologi
Bandung
Kellogg, Pullman, 1978, ”Mechanical Catalog for 1000 MT PSP Ammonia
Plant”, Cikampek, West Java
R.H, Perry, and D, Green, 1984,“Perry’s Chemical Engineers Hand Book”, 6th
edition, Mc Graw hill Book, Inc. New York
Strelzoff S.,1981, “Technology and Manufacture of Ammonia”, John Willey and
Son’s, Inc. Tokyo
http://www.alumnos-atip.blogspot.com
http://www.b3-mnlh.co.id
Jurusan Pendidikan Teknik Mesin Universitas Negeri Yogyakarta
71