109303994 Report of Samator Gas Kendal Semarang Indonesia

LAPORAN PRAKTEK KERJA

UNIT PEMISAHAN UDARA PT. SAMATOR

GAS KENDAL - JAWA TENGAH

(Air Separation Unit PT. Samator Gas, Kendal Central Java )

Diajukan sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan studi

pada Program Studi Diploma III Teknik Kimia

Program Diploma Fakultas Teknik

Universitas Diponegoro

Semarang

Disusun oleh :

AGUS SUPRIYANTO

NIM. L0C 008 008

PROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNIK KIMIA

PROGRAM DIPLOMA FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS DIPONEGORO

SEMARANG

2011

HALAMAN PENGESAHAN

Nama : Agus Supriyanto

NIM : L0C 008 008

Program Studi : Program Studi Diploma III Teknik Kimia

Fakultas : Teknik

Universitas : Diponegoro

Dosen Pembimbing : Ir. Hj. Wahyuningsih. M.Si

Judul Laporan Praktek Kerja

Bahasa Indonesia : Unit Pemisahan Udara

PT.Samator Gas, Kendal-Jawa Tengah

Bahasa Inggris : Air Separation Unit,

PT. Samator Gas, Kendal Central Java

Laporan Praktek Kerja ini telah diperiksa dan disetujui pada :

Hari :

Tanggal :

Semarang, Juli 2011

Dosen Pembimbing,

Ir. Hj. Wahyuningsih. M.Si

19540318 198603 2 001

INTISARI

PT. Samator, Kaliwungu, Kendal merupakan anak cabang dari Samator

Group yang berpusat di Surabaya, Jawa Timur. PT Samator adalah suatu

perusahaan yang memproduksi Oksigen, Nitrogen, dan Argon yang dibutuhkan

oleh industri. Perusahaan ini didirikan pada tahun 1990 dengan nama PT.

Indogas Raya Utama yang kemudian pada tahun 2004 diubah namanya menjadi

PT. Samator. Unit LONA (Liquid Oxygen, Nitrogen dan Argon) PT. Samator,

Kaliwungu, Kendal memproduksi oksigen, nitrogen dan argon dalam bentuk cair

dan gas. Produk tersebut diperoleh dengan bahan baku udara bebas yang

berasal dari sekitar pabrik. Dalam menjalankan produksi, PT. Samator,

Kaliwungu, Kendal sangat memperhatikan keselamatan kerja antara lain dengan

adanya kebijakan HSE (Health, Safety, and Environment).

Proses pembuatan oksigen, nitrogen dan argon ini terdiri dari tiga tahap.

Tahap pertama yaitu langkah persiapan bahan baku untuk menghilangkan

impuritas yang ada pada udara umpan serta mengatur kondisi (suhu dan

tekanan) udara umpan agar siap dipisahkan. Langkah kedua yaitu proses

pembentukan produk yang didasarkan pada operasi pemisahan secara difusi

dalam hal ini adalah distilasi bertingkat yang dijalankan pada suhu yang sangat

rendah. Proses ini merupakan proses cryogenik yaitu proses dengan suhu

operasi dibawah -100 0C. Langkah ketiga adalah pemurnian produk yang

dihasilkan.

Dalam memproduksi oksigen, nitrogen dan argon, Unit LONA PT.

Samator menggunakan pesawat produksi yang berada dibawah lisensi Teisan,

Jepang. Sedangkan utilitas yang digunakan berupa penyediaan air, listrik,

refrigerant dan udara tekan.

PT. Samator merupakan pabrik yang ramah lingkungan karena hampir

tidak mengeluarkan limbah yang berbahaya bagi lingkungan. Untuk menjaga

kualitas dari produk yang dihasilkan, maka di PT. Samator terdapat bagian

Quality Control. Kapasitas produksi yang dihasilkan adalah untuk produk LOX

(Liquid Oksigen) 2000 Nm3/jam dengan kemurnian 99,6 %. LIN (Liquid Nitrogen)

1000 Nm3/jam dengan kemurnian 99,999 % sedang LAR (Liquid Argon ) 60

Nm3/jam dengan kemurnian 99,999 %.

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat serta

hidayah-Nya sehingga penyusun dapat menyelesaikan Laporan Kerja Praktek di

Unit Pemisahan Udara PT. Samator Gas Cabang Kendal, Semarang Jawa

Tengah.

Laporan kerja praktek ini disusun dan diajukan sebagai syarat mata kuliah

untuk menyelesaikan studi di Program Studi Diploma III Teknik Kimia Universitas

Diponegoro, Semarang.

Penyusun memperoleh kesempatan Kerja Praktek di PT. Samator Gas

Cabang Kendal, Semarang yang telah dilaksanakan pada tanggal 1-28 Februari

2011.

Tugas dan laporan kerja praktek ini terwujud atas bantuan dari berbagai

pihak. Oleh karena itu pada kesempatan ini penyusun menyampaikan terima

kasih sebesar-besarnya kepada :

1. Bapak Ir. Edy Supriyo, MT. selaku ketua Jurusan DIII Teknik Kimia

Universitas Diponegoro.

2. Ibu Ir.Hj. Wahyuningsih, M.Si. selaku dosen pembimbing Laporan Kerja

Praktek atas waktu dan bimbingannya.

3. Ibu Ir. Margaretha Tuti Susanti, MP. Dan Bapak M. Endy Yulianto, ST. MT.

selaku dosen wali kelas A 2008.

4. Bapak Ir. Muhammad Rifai selaku Manager Produksi Unit Pemisahan Udara

dan Hidrogen Plant PT. Samator Kendal sekaligus sebagai pembimbing

lapangan pada kerja praktek ini.

5. Bapak Zulfa selaku Supervisor Produksi Unit Pemisahan Udara dan

Hidrogen PT. Samator, Kaliwungu Kendal.

6. Bapak Anwar, ST selaku Supervisor Quality Control PT. Samator, Kaliwungu

Kendal.

7. Seluruh staff karyawan PT. Samator Kaliwungu Kendal yang telah

memberikan pengarahan dan bimbingan dalam pelaksanaan Kerja Praktek.

8. Teman-teman Bunga Sakura angkatan 2008 kelas A yang telah membantu

dan memberikan semangat dalam penyusunan laporan Praktek Kerja ini.

9. Semua pihak yang telah membantu dalam penyusunan laporan Kerja

Praktek ini yang tidak dapat penyusun sebutkan satu persatu.

Penyusun menyadari bahwa laporan kerja praktek ini masih jauh dari kata

sempurna, oleh karena itu saran dan kritik yang membangun senantiasa

penyusun harapkan. Semoga laporan ini bermanfaat dan berguna bagi semua

pihak, khususnya mahasiswa Teknik Kimia.

Semarang, 8 Juli 2011

Penyusun

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ..................................................................................... .i

HALAMAN PENGESAHAN...........................ii

INTISARI .................................................................................................. iii

KATA PENGANTAR .................................................................................. iv

DAFTAR ISI ............................................................................................... vi

DAFTAR GAMBAR .................................................................................... x

DAFTAR TABEL ........................................................................................ xi

DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................. xiii

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Berdirinya Pabrik .................................................... .1

1.2 Gambaran Umum Pabrik ................................................................ .2

1.2.1 Bahan Baku dan Bahan Pembantu ........................................... .2

1.2.2. Produk Unit Air Separation Plant Liquid Oksigen,

Nitrogen, Argon ......................................................................... .5

1.2.3 Unit-unit Dalam Pabrik...................................................................7

1.2.4 Organisasi Perusahaan ............................................................. 8

1.2.4.1 Struktur dan Job Diskripsi ...................................................... 8

1.2.4.2 Fasilitas Penunjang ............................................................... 12

1.2.4.3 Jumlah dan Pendidikan Karyawan ........................................ 13

1.2.4.3 Keselamatan dan Kesehatan Kerja ....................................... 13

1.2.5 Lokasi Pabrik.............................................................................. 16

1.2.6 Sistem Pemasaran Hasil ............................................................ 17

1.2.7 Penambahan Limbah .................................................................... 18

1.3 Layout Pabrik ....................................................................................... 20

1.4 Layout Alat ........................................................................................... 21

1.4.1 Cold Box ........................................................................................ 22

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Bahan Baku Dan Bahan Pembantu ................................................. 24

2.1.1 Bahan Baku .............................................................................. 24

2.1.2 Bahan Pembantu ...................................................................... 28

2.2 Tinjauan Proses .............................................................................. 29

2.2.1 Proses Pemisahan Udara Secara Kriogenik

Untuk Produksi Gas dan Nitrogen Cair ...................................... 32

2.2.2 Proses Pemisahan Udara Secara Kriogenik

Untuk Produksi Gas dan Oksigen Cair ....................................... 33

2.2.3 Proses Pendinginan Dan Pencairan Udara ................................ 35

2.2.4 Proses Produksi Oksigen dan Nitrogen ...................................... 36

2.2.5 Jenis Jenis Kolom Distilasi Pada Pemisahan

Oksigen dan Nitrogen ................................................................. 38

2.2.5.1 Kolom Tunggal Linde ............................................................. 38

2.2.5.2 Kolom Ganda Linde ............................................................... 40

2.2.5.3 Packed Tower ........................................................................ 42

BAB III DESKRIPSI PROSES

3.1 Persiapan Bahan .............................................................................. 45

3.1.1 Bahan Baku ................................................................................ 45

3.1.2 Bahan Pembantu ........................................................................ 45

3.2 Tahapan Proses................................................................................ 47

3.2.1 Langkah Persiapan Bahan Baku .............................................. 47

3.2.1.1 Penekanan dan Pemurnian .................................................. 47

3.2.1.2 Pendinginan ......................................................................... 51

3.2.2 Langkah Pembentukan Produk ................................................. 52

3.2.3 Langkah Pemunian Produk Argon ............................................. 55

3.2.4 Pengisian Produk ke Storage Tank, Lorry Tank

Dan Tabung Produk .................................................................. 58

BAB IV SPESIFIKASI ALAT

4.1 Spesifikasi Alat................................................................................ 62

4.1.1 Unit Penyediaan Udara Umpan ............................................... 62

4.1.2 Unit Pendingin .......................................................................... 67

4.1.3 Unit Pemisahan Udara Umpan ................................................. 69

4.1.4 Unit Produksi Argon Murni........................................................ 76

4.2 Gambar dan Cara Kerja Pesawat Utama ......................................... 79

4.2.1 Unit Moleculer Sieve Adsorber (T-18 A/B) .................................. 79

4.2.2 High Pressure Column(K-50) ..................................................... 82

4.2.3 Lower Pressure Column(K-51) ................................................... 84

4.2.4 Air Exchanger ............................................................................ 87

BAB V NERACA MASSA DAN NERACA PANAS

5.1 Dasar Teori ........................................................................................ 92

5.1.1 Neraca Massa....................................................................................92

5.1.2 Neraca Panas....................................................................................94

5.2 Neraca Massa PT.Samator Kendal ................................................. 101

5.3 Neraca Panas PT.Samator Kendal....................................................109

BAB VI UTILITAS DAN PENGOLAHAN LIMBAH

6.1. Utilitas....................................................................................................118

6.1.1 Penyediaan Air..................................................................................118

6.1.1.1 Penyediaan Air Minum...............................................................119

6.1.1.2 Penyediaan Air Pendingin..........................................................120

6.1.1.3 Proses Pengolahan Air Pendingin .......................................... 122

6.1.2 Penyediaan Tenaga Listrik..............................................................127

6.1.3 Penyediaan Refrigerant ............................................................... 128

6.1.4 Penyediaan Udara Tekan...............................................................128

6.2 Pengolahan Limbah..............................................................................129

BAB VII LABORATORIUM

7.1. Analisa Bahan Baku ......................................................................... 131

7.2 Analisa Bahan Setengah Jadi .......................................................... 132

7.3. Analisa Produk ................................................................................. 134

BAB VIII PENUTUP

8.1. Kesimpulan ..................................................................................... 138

8.2. Saran ............................................................................................. 139

DAFTAR PUSTAKA 140

LAMPIRAN.141

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1. Struktur Organisasi Perusahaan ............................................ 10

Gambar 2. Struktur Organisasi Bagian Produksi ..................................... 11

Gambar 3. Lay Out Pabrik ...................................................................... 20

Gambar 4. Lay Out Alat Plant LONA ....................................................... 21

Gambar 5. Pemisahan Udara Kriogenik Untuk Produksi Nitrogen ........... 33

Gambar 6. Pemisahan Udara Kriogenik Untuk Produksi Oksigen ............ 35

Gambar 7. Sistem Linde Kolom Tunggal.....................................................39

Gambar 8. Sistem Linde Kolom Ganda.......................................................41

Gambar 9. Packed Tower.............................................................................43

Gambar 10. Diagram Alir Proses ..................................................................61

Gambar 11. Molecular Sieve Adsorber (T-18 A/B) .................................... 81

Gambar 12. High Pressure Column (K-50) ................................................ 83

Gambar 13. Low Pressure Column (K-51) ................................................. 86

Gambar 14. Air Exchanger ........................................................................ 88

Gambar 15. Blok Diagram Penyediaan Air Pendingin................................126

Gambar 16. Diagram Neraca Massa Over All.......................................167

Gambar 16. Diagram Neraca Panas Over All.......................................205

DAFTAR TABEL

Tabel 1. Komposisi Komponen Penyusun Udara ................................. ......2

Tabel 2.Kandungan Impuritas Dalam Udara Umpan ............................ ......3

Tabel 3. Sifat Fisik Komponen Udara ................................................... ......3

Tabel 4. Komposisi Gas Kering Dalam Udara...............................................24

Tabel 5. Neraca Massa Kompresor Udara.. ......................................... ......101

Tabel 6. Neraca Massa High Level Freon .................................................. 101

Tabel 7. Neraca Massa Moleculer Sieve .................................................... 102

Tabel 8. Neraca Massa High Pressure Column ......................................... 102

Tabel 9. Neraca Massa Low pressure Column........................................... 103

Tabel 10. Neraca Massa Argon Column .................................................... 104

Tabel 11. Neraca Massa Deoxo Tower ...................................................... 105

Tabel 12. Neraca Massa Pure Argon Column ............................................ 105

Tabel 13. Neraca Massa Total ................................................................... 106

Tabel 14. Neraca Panas Kompresor Udara ............................................... 109

Tabel 15. Neraca Panas Reactivation Exchanger ...................................... 119

Tabel 16. Neraca Panas After Cooler ........................................................ 110

Tabel 17. Neraca Panas High Level Freon ................................................ 110

Tabel 18. Neraca Panas Air Exchanger ..................................................... 111

Tabel 19. Neraca Panas Sub Cooler .......................................................... 112

Tabel 20. Neraca Panas High Pressure Column ........................................ 113

Tabel 21. Neraca Panas Low Pressure Column .......................................113

Tabel 22. Neraca Panas Argon Column .......................................................115

Tabel 23. Neraca Panas Pure Argon Column...............................................116

Tabel 24. Neraca Panas Total.......................................................................117

Tabel 25. Syarat Kualitas Baku Air................................................................119

Tabel 26. Syarat Baku Air Mutu Air Pendingin ........................................... 121

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran Perhitungan Neraca Bahan Total ............................................... 141

Lampiran Perhitungan Neraca Panas Total ............................................... 168

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Didirikannya Pabrik

PT Samator didirikan oleh Bapak Arief Harsono pada tanggal 22 Juli 1975

dengan membangun pabrik acetylen di Surabaya sebagai awal bergerak dalam

bidang gas industri. Selain itu juga memproduksi karbondioksida (CO2) dan

nitrogen (N2) dan pada tahun 1984 mengalami perkembangan dengan

memproduksi oksigen (O2).

Pada tahun 1988 PT Samator mendirikan kelompok usaha SAMATOR

yang melakukan perluasan usaha baik dibidang gas industri, industri kimia,

industri sepatu, properti, kosmetik dan plastik, lembaga keuangan dan

perdagangan. Divisi gas industri SAMATOR Group yang telah berkembang

selama lebih dari 25 tahun saat ini merupakan salah satu produsen gas industri

yang terbesar di Indonesia yang memproduksi acetylen, oksigen cair dan gas,

nitrogen cair dan gas, argon cair dan gas, karbondioksida cair dan gas, dry ice,

hidrogen serta mixed gas. Industri ini berkembang ke Solo, Gresik, Padang,

Kalimantan, Semarang, dan Jakarta dibawah naungan SAMATOR Group dan di

daerah Semarang tepatnya di Kendal didirikan PT Indogas Raya Utama yang

memproduksi oksigen, nitrogen dan argon dalam bentuk cair dan gas atau Liquid

Oksigen, Nitrogen, dan Argon (LONA). PT Indogas Raya Utama didirikan pada

tahun 1990 dan mulai beroperasi pada tahun 1992. Plant LONA PT Indogas

Raya Utama mendapat lisensi mesin dari Teisan TK, Jepang. Pada tahun 1995

didirikan plant hidrogen (H2) dan mulai dioperasikan pada 6 bulan berikutnya

dengan proses electrolytic dari Toronto, Canada. Pada tahun 2004 PT

Indogas Raya Utama diubah namanya menjadi PT Samator.

1.2 Gambaran Umum Pabrik

1.2.1 Bahan Baku dan Bahan Pembantu

Bahan baku yang digunakan PT Samator untuk plant LONA adalah udara

bebas yang diambil dari udara sekitar pabrik, dengan spesifikasi bahan baku

sebagai berikut :

Wujud : gas

Kenampakan : tidak berwarna

Komposisi rata-rata penyusunnya adalah sebagai berikut :

Tabel 1. Komposisi Komponen Penyusun Udara

Komponen % volume % berat

Nitrogen (N2) 78,11000 75,47000

Oksigen (O2) 20,92700 23,20000

Argon (Ar) 0,93000 1,28000

Karbondioksida (CO2) 0,03000 0,00046

Hidrogen (H2) 0,00010 0,00001

Neon (Ne) 0,00180 0,00120

Helium (He) 0,00050 0,00007

Kripton (Kr) 0,00010 0,00030

Xenon (Xe) 0,00001 0,00004

Impuritas 0,00049 0,04792

(Reff. Manual Instruction of Plant)

Batas maksimal impuritas untuk kelancaran proses produksi pada PT. Samator

Gas adalah sebagai berikut:

Tabel 2 Kandungan Impuritas dalam Udara Umpan yang Berpengaruh pada

Proses Produksi

Impuritas Batas maksimal

Debu 1 mg / Nm3

H2O 2 ppm

CO2 2 ppm


Sifat-sifat fisis komponen udara dapat dilihat pada tabel 3 :

Tabel 3 Sifat-sifat Fisis Komponen Udara

Sifat fisis Udara O2 N2 Ar

BM 28,96 32 28,06 39,944

Densitas gas, kg/ m3 1,2928 1,4292 1,2505 1,7828

Volume jenis, m3 /kg 0,773 0,700 0,799 0,56

TD/cair, 0C -193 -182,97 -195,81 -185,9

Tc, 0C -140,7 -118,8 147,10 -122,4

Pc, atm 37,2 49,7 33,5 48,0

c, kg/m3 0,31 0,43 0,311 0,531


Sedangkan bahan pembantu yang digunakan di unit LONA antara lain :

a. Alumina gel

Alumina gel digunakan sebagai pengering gas. Macam-macam gas yang

dapat dikeringkan : Udara, argon, helium, hydrogen, metana, etana, propane,

asetilen, dan uap air.

Spesifikasinya adalah sebagai berikut :

Wujud : padat

Bentuk : kristal porous

Surface area : 360 m2 / gr

Spesific heat : 0,24 Cal / gr0C

Bulk density : 50 lb / ft3

Reactivation temperatur : 300 600 0F

b. Molekular sieve

Merupakan zeolit buatan dengan pori-pori yang sangat kecil, digunakan

sebagai adsorber CO2 (menyerap CO2 agar tidak terbentuk dry ice di pipa

atau exchanger yang menyebabkan penyumbatan). Tipe molecular sieve

yang terdapat di pasaran antara lain : 3A (potassium), 4A (sodium), 8A/10X

(kalsium), serta 9A/13X (sodium), yang masing-masing memiliki fungsi serta

ukuran yang berbeda.

c. Gas Hidrogen

Gas Hidrogen ini digunakan sebagai pengikat Oksigen pada proses

pemurnian gas Argon.

(Sumber: Manual Instruction of Plant)

1.2.2 Produk unit Air Separation Plant Liquid Oksigen, Nitrogen, Argon

a. Gas Oksigen

Wujud : gas

Kenampakan : tidak berbau, tidak berwarna, tidak berasa

Tekanan : 150 kg / cm2g

Kemurnian : 99,1 %

b. Oksigen Cair

Wujud : cair

Kenampakan : tidak berbau, tidak berasa, tidak berwarna

Tekanan : 4,8 kg / cm2g

Suhu : - 183 0C

Kemurnian : 99,6 %

Impuritas : Nitrogen dan argon 0,4 %

c. Gas Nitrogen

Wujud : gas



Standart : Ultra High Purity max 3 ppm O2, 3 ppm H2O

High Purity max 6 ppm O2, 5 ppm H2

Industrial grade max 10 ppm O2

d. Nitrogen cair

Wujud : cair



Suhu : -191 0C

Kemurnian : 99,999 %

Impuritas : oksigen 1 ppm

e. Argon cair

Wujud : cair



Suhu : -185 0C

Kemurnian : 99,999 %

Impuritas : oksigen 1 ppm dan nitrogen 1 ppm

f. Argon gas

Wujud : gas


Standart : Ultra High Purity max 3 ppm O2, 3 ppm H2O

High Purity max 6 ppm O2, 5 ppm H2

Industrial grade max 10 ppm O2

1.2.3 Unit-unit dalam pabrik

Unit-unit yang ada di PT. Samator adalah

1. Unit LONA

Unit ini memproduksi liquid oksigen, nitrogen, dan argon dengan

menggunakan bahan baku dari udara atmosfir. Kapasitas produksi dari liquid

oksigen adalah 2000 Nm3/jam, liquid argon 60 Nm3/jam, serta liquid nitrogen

1000 Nm3/jam. Prinsip pemisahan udara berdasarkan adanya beda fase yang

disebabkan titik didihnya pada tekanan atmosfir.

2. Unit Utilitas

Adalah unit yang menyediakan bahan penunjang untuk kegiatan dan

operasi produksi yang meliputi :

a. Penyediaan air minum, air pendingin

b. Penyediaan listrik

c. Penyediaan refrigerant

d. Penyediaan gas untuk instrumen

3. Unit Laboratorium

Unit laboratorium bertujuan untuk mendapatkan hasil produksi yang

beragam, waktu yang seoptimal mungkin sehingga dapat menekan biaya

produksi, juga pada produksi ini dilakukan analisa proses produksi, hasil

produksi dan penunjang hasil produksi.

1.2.4 Organisasi Perusahaan

1.2.4.1 Struktur dan Job Diskripsi

Organisasi dan operasional PT Samator dalam usaha menata

manajemen perusahaan dan mengatur kebijakan diawasi dan dikendalikan

secara langsung oleh General Manager dan menggunakan sistem garis, dimana

pertanggungjawaban berjalan dari bawah ke atas dan kebijakan dari atas ke

bawah. Kebijakan dilaksanakan oleh General Manager yang dibantu oleh

beberapa manager bagian yaitu :

Manager Akuntansi / keuangan

Manager Umum / personalia

Manager Produksi

Manager Penjualan

Para manager melaksanakan tugasnya dengan membawahi para

supervisor. Supervisor ini bertugas mengkoordinir kerja para operator sesuai

dengan bidangnya masing-masing.

Dalam mempertanggungjawabkan bidang keuangan, manager keuangan

secara periodik menyampaikan laporan bulanan kepada direksi tentang neraca

bulanan, mutasi kas, bank bulanan, laporan penjualan serta laporan lain yang

diminta direksi.

Secara lengkap struktur organisasi PT Samator dapat dilihat pada

gambar 1 sedangkan struktur organisasi bagian produksi dapat dilihat pada

gambar 2. Tugas dan wewenang dari kepala cabang dan manager adalah :

1. Kepala Cabang (General Manager)

Memimpin aktivitas-aktivitas produksi, penjualan umum, personalia/

administrasi, akuntansi, termasuk didalamnya memberikan bimbingan,

mengkoordinasi dan melakukan pengawasan sesuai dengan kebijaksanaan

yang telah diterapkan.

2. Manager Akuntansi / keuangan

Membantu kepala cabang dalam mengatur, mencatat, mengawasi keuangan

perusahaan sekaligus membuat anggaran belanja perusahaan serta

mengadakan analisa dan pengawasan terhadap pelaksanaan anggaran yang

telah ditetapkan.

Gambar 2

Struktur Organisasi Bagian Produksi PT Samator

(Sumber: Instruksi Kerja Yanaco PES 1000,2008)

3. Manajer Umum/ Personalia

Memikirkan, merumuskan, mengelola personalia dan rumah tangga serta

melaksanakan kebijakan dalam bidang pembelanjaan, pembiayaan, rencana

anggaran, pembukuan dan kesejahteraan pegawai sesuai dengan ketetapan

direksi.

4. Manager Produksi

Membantu kepala cabang dalam memikirkan dan merumuskan dalam bidang

teknik atau produksi serta melaksanakan kebijakan tersebut.

5. Manager Penjualan

Membantu kepala cabang dalam memikirkan, merumuskan, menganalisa dan

melaksanakan kebijaksanaan perusahaan dalam bidang penjualan hasil

produksi dan barang dagangan.

1.2.4.2 Fasilitas Penunjang

Selain memberikan gaji, PT. Samator juga memberikan fasilitas-fasilitas

untuk kesejahteraan karyawannya, yaitu :

1. Asuransi tenaga kerja

2. Seragam bagi karyawan

3. Koperasi karyawan

4. Pengobatan

5. Kantin makan karyawan

6. Tempat ibadah atau mushola

7. Tunjangan perkawinan

8. Tunjangan Hari Raya

9. Tunjangan hari tua

10. Tunjangan kematian

1.2.4.3 Jumlah dan Pendidikan Karyawan

Jumlah karyawan PT. Samator adalah 131 orang yang terdiri dari :

- Bagian Pemasaran : 46 orang

- Bagian Produksi : 41 orang

- Bagian Akuntansi dan keuangan : 15 orang

- Bagian Personalia dan Umum : 29 orang

Sedangkan untuk pembagian jam kerja karyawan PT. Samator terbagi

dalam dua bagian yaitu karyawan shift dan karyawan staff.

Karyawan shift dibagi menjadi tiga yaitu :

Shift A : jam 07.00 15.00 WIB

Shift B : jam 15.00 23.00 WIB

Shift C : jam 23.00 07.00 WIB

Pergantian shift dilakukan tiap 2 hari sekali dengan 2 kali hari libur.

Karyawan staff :

- Hari Senin Jumat : jam 08.00 16.00 WIB

- Hari Sabtu : Jam 08.00 14.00 WIB

- Hari Minggu : libur

1.2.4.4 Keselamatan dan Kesehatan Kerja

Kebijakan Keselamatan dan Kesehatan Kerja serta Perlindungan

Lingkungan. Kebijakan PT Samator adalah seluruh kegiatan operasinya dengan

mengutamakan perlindungan terhadap lingkungan hidup dan keselamatan serta

kesehatan kerja karyawan, pelanggan dan masyarakat umum.

Peraturan-peraturan yang berkenaan dengan keselamatan kerja dalam

hal ini di PT. Samator berdasarkan atas :

- PP No. 11 tahun 1979 pasal 36

- UU No. 1 tahun 1970 Bab III pasal 3 dan 4

Tujuan Keselamatan Kerja :

Menjamin tiap pekerja atas hak dan keselamatannya dalam melaksanakan

tugas untuk kesejahteraan hidupnya, meningkatkan hasil produksi.

Menjamin keselamatan orang yang ada di lokasi kerja

Menjamin agar sumber produksi dapat dipelihara dengan baik dan dapat

digunakan secara efisien.

Menjamin agar proses produksi dapat berjalan dengan lancar tanpa

hambatan apapun.

Untuk mewujudkan hal tersebut, PT Samator memusatkan keselamatan

kerja sebagai berikut :

1. Perlindungan badan dan kepala

- coverall (pakaian kerja)

- topi pengaman

- kaos tangan

2. Perlindungan mata

Pelindung mata menggunakan lensa photocromics

3. Perlindungan kaki

Menggunakan sepatu boot laras tinggi

4. Perlindungan alat pendengaran

Penyumbat telinga

Selain hal tersebut diatas PT Samator menerapkan kebijakan Health,

Safety and Environment (HSE) yang menyatakan bahwa Samator Group taat dan

tunduk terhadap peraturan perundangan yang berkaitan dengan HSE dimanapun

Samator Group beroperasi.

Tujuan dari Samator Group yang berkenaan dengan penerapan kebijakan

HSE adalah sebagai berikut :

Memperbaiki kepedulian terhadap kesehatan, keselamatan kerja dan

lingkungan dimanapun Samator Group beroperasi.

Mengurangi limbah, menghemat energi dan mencari peluang untuk

senantiasa memperbaikinya secara terus-menerus.

Beberapa hal yang dilakukan untuk mencapai tujuan di atas adalah :

Membuat dan memelihara plant, equipment dan sistem kerja yang aman.

Membuat program untuk memastikan keselamatan kerja dan potensi bahaya

yang berkaitan dengan seluruh proses produksi yang terkendali.

Memelihara tempat kerja dalam kondisi yang aman tanpa adanya bahaya

terhadap kesehatan, keselamatan dan lingkungan.

Menyediakan alat pelindung diri yang sesuai berkaitan dengan aspek

keselamatan dan kesehatan kepada karyawan dan pengunjung.

Selalu melakukan pembaharuan dan sosialisasi terhadap kebijakan HSE

yang terbaru.

Kebijakan kebersihan lingkungan (housekeeping) adalah bagian yang tidak

terpisahkan dari kebijakan HSE dan senantiasa memastikan kebersihan

lingkungan yang baik untuk menghindari kecelakaan yang besar.

Bersihkan segala tumpahan, ceceran secepatnya sesuai dengan prosedur

yang berlaku untuk menghindari terjadinya potensi bahaya yang lebih besar

berkaitan dengan HSE. Selalu mematikan tutup (turn off) gas, air, listrik, pipa

gas dan bahan kimia apabila tidak dipergunakan.

Sistem penghargaan dan hukuman berkaitan dengan HSE tertulis dalam

peraturan perusahaan untuk memastikan bahwa kebijakan ini dilaksanakan

dengan baik.

1.2.5 Lokasi Pabrik

PT Samator berlokasi di Jalan Kaliwungu Kendal Km. 19 Desa Nolokerto,

Kecamatan Kaliwungu, Kendal, Propinsi Jawa Tengah.

Dari segi geografis dan ekonomis, lokasi tersebut cukup strategis karena

ada beberapa faktor yang mendukung, yaitu :

a. Lokasi

Kendal memiliki potensi sangat besar untuk berkembang dalam bidang

industri karena letaknya dekat dengan Semarang yang merupakan pusat

industri dan perekonomian di Jawa Tengah, sehingga dalam kegiatannya

dibidang pemasaran produk, PT Samator tidak mengalami kesulitan.

b. Bahan Baku

Udara yang merupakan bahan baku utama PT Samator diperoleh dari sekitar

pabrik yang kondisinya masih bersih dan bebas dari polutan karena

berdekatan dengan kawasan hutan buatan yang asri.

c. Transportasi

Pabrik terletak di tepi jalan raya utama Semarang-Kendal (jalur pantura)

sehingga mudah untuk mendistribusikan produk dan mendatangkan bahan

pembantu.

d. Pemasaran

Adanya konsumen besar di sekitar PT Samator yang membutuhkan gas

industri seperti pabrik Polysindo, Tensindo, industri baja, bahan makanan,

karoseri, bengkel dan rumah sakit.

1.2.6 Sistem Pemasaran Hasil

Sistem pemasaran produksi PT Samator meliputi 2 cara,yaitu :

1. Distribusi secara langsung

Sistem ini menjual produk secara langsung kepada konsumen dengan

sasarannya adalah perusahaan besar. Contohnya adalah Polysindo sebagai

konsumen langsung dengan N2. Keuntungan dari sistem ini adalah harga

lebih murah dan supplay lebih terjamin untuk konsumen, sedangkan bagi

pabrik adalah mendapatkan pelanggan tetap.

2. Distribusi tak langsung

Cara yang dilakukan adalah dangan mendirikan depot-depot yang bertujuan

untuk menjamin kecepatan pengiriman dan pemantauan pemasaran dan unit

pengisian, bertujuan untuk menghemat biaya angkut, meningkatkan volume

pembotolan serta agar lebih dekat dengan daerah pemasaran.

1.2.7 Penanganan Limbah

a. Limbah Gas

Limbah gas ini berbentuk waste gas, namun waste gas ini tidak mengandung

senyawa yang membahayakan. Komponen utama dalam waste gas adalah

nitrogen. Waste gas yang terbentuk pada bagian puncak kolom destilasi

tekanan rendah ini dipanaskan dalam air exchanger (E-20) dan digunakan

untuk regenerasi dalam molecular sieve unit pada proses heating setelah

mengalami pemanasan sehingga temperaturnya mencapai 100 0C.

Selanjutnya waste gas ini digunakan untuk menguapkan H2O dan CO2 yang

terdapat pada molecular sieve tower. Sisa dari waste gas dibuang melalui

stack / silencer. Stack ini berupa cerobong yang didesain tinggi agar waste

gas yang banyak mengandung nitrogen ini tidak mengganggu lingkungan.

b. Limbah cair

- Limbah cair ini berasal dari air buangan dari unit pemurnian pada Plant

LONA. Air buangan ini tidak mengandung mineral sehingga disebut juga

air demin. Air demin ini didinginkan dengan udara atmosfer dan jika telah

mencapai suhu kamar maka air ini bisa langsung dipompakan ke unit

pembuatan gas hidrogen dan digunakan sebagai bahan baku pembuatan

gas hidrogen secara elektrolisa.

- Limbah cair dari blowdown cooling tower yang memiliki kandungan

mineral yang sama dengan air bawah tanah, sehingga bisa langsung

dibuang ke saluran pembuangan.

c. Limbah padat

Limbah padat rumah tangga seperti sisa aktifitas kantin (bahan organik)

dibuang ke tempat pembuangan umum.

1.3 Layout Pabrik

U

Skala 1:1000

Gambar 3

Layout Pabrik PT Samator Kendal

1.4 Layout Alat

Gambar 4

U

Skala 1:750

Layout Alat pada Plant LONA PT Samator Kendal

Keterangan gambar:

1. Air Filter (E-1) 11. Argon Dryer (E-33; E-34)

2. Air Kompresor (E-5; E-6; E-7) 12. Low Level Freon Cooler (E-

4)

3. Reactivation Exchanger (E-8)

13. Turbin Expansi (E-26)

4. After Cooler (E-3)

14. Cooling Tower (E-19; E-38;

5. High Level Freon Cooler (E-

E-39)

2) 15. Moleculer Sieve Unit (E-41;

E-40)

6. Water Separator (E-9)

16. Vaporizer (E-42; E-43; E-44;

7. Sunction Snubber (E-10; E-

E-45)

12; E-13)

17. Tangki Liquid Oksigen (E-31;

8. Air Cooler (E-20)

E-32)

9. Dust Filter (E-21)

18. Tangki Liquid Nitrogen (E-

10. Deoxo Tower (E-22) 27; E-30)

19. Tangki Liquid Argon (E-35;

E-36)

20. Cold Box

1.4.1 Cold Box

Cold box merupakan menara isolasi tertutup yang digunakan untuk

mepertahankan temperatur dingin. Untuk mempertahankan temperatur

tersebut pada dinding cold box diberi perlit. Perlit merupakan serbuk kaca

yg sangat lembut dan sangat ringan sebagai isolator untuk

mempertahankan suhu agar tetap terjaga. Cold box di PT Samator

memiliki ketinggian 35 meter yang berguna untuk menaruh alat alat

yang sangat reaktif terhadap panas, api, dan cahaya.

Alat alat yang berada pada cold box antara lain:

1. Air exchanger (E-20)

2. High Pressure Colomn (K-50)

3. Low Pressure Colomn (K-51)

4. Main Condensor (E-70)

5. Subcooler Rich Liquid (E-81)

6. Subcooler Reflux Nitrogen (E-82)

7. Subcooler Reflux Nitrogen Murni (E-83)

8. Subcooler Product Liquid Nitrogen (E-85)

9. Subcooler Product Liquid Oksigen (E-84)

10. Filter Liquid Oksigen (T-96)

11. Oksigen Separator (B-51)

12. Argon Colomn (K-55)

13. Argon Condensor (E-75)

14. Recycle Exchanger (E-32)

15. Argon Reboiler (E-66)

16. Pure Argon Colomn (K-56)

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Bahan Baku dan Bahan Pembantu

2.1.1 Bahan Baku

Bahan baku pada Unit Pemisahan Udara ini adalah udara bebas dari

lingkungan sekitar pabrik. Udara adalah campuran dari berbagai macam gas,

antara lain adalah Nitrogen, Oksigen, Argon dan berbagai macam gas lainnya

dalam jumlah kecil. Udara yang digunakan adalah udara yang telah dihilangkan

kandungan uap airnya atau disebut udara kering. Komponen-komponen gas

penyusun udara kering disajikan dalam tabel berikut ini :

Tabel 4. Komposisi gas kering dalam udara

Komponen Udara

No. % Volume

Kering

1. Nitrogen (N2) 78,0840000

2. Oksigen (O2) 20,9460000

3. Argon (Ar) 0,9340000

4. Hidrogen (H2) 0,0000500

5. Neon (Ne) 0,0019210

6. Helium (He) 0,0005239

7. Kripton (Kr) 0,0001139

8. Xenon (Xe) 0,0000087

9. Karbondioksida (CO2) 0,0200400

10. Debu dan kotoran 0,0133425

Jumlah 100,0000000

(George T.Austin,1996)

Udara kering ini memiliki berat molekul 28,97 gr/mol. Komponen

utama penyusun udara adalah gas Nitrogen dan Oksigen. Gas ini memiliki

kadar tertinggi dalam udara. Berikut ini adalah sifat-sifat komponen

penyusun udara :

a. Nitrogen

Sifat fisis :

Tidak berwarna dan berbau.

Berat molekul 28,0134 gr/mol.

Specific Gravity (21,11C ; 1 atm) 0,9669.

Pada kondisi STP (standar) :

- Densitas () gas : 1,2505 kg/m3

- Temperatur titik tripel : -210,002C

- Tekanan : 0,1253 bar

- Panas laten : 6,15 kcal/kg

Pada tekanan 1 atm :

- Titik didih : -195,003C


- Densitas () cair : 808,607 kg/m3


(Wolfgang Gerhartz, 1991)

Pada kondisi kritis :

- Suhu kritis : -146,9C

- Tekanan kritis : 3,909 bar

- Densitas () : 314,03 kg/m3

Sifat kimia :

Merupakan gas inert.

Tidak mudah terbakar.

(Perry, 1984)

b. Oksigen

Sifat fisis :


Tidak beracun.











- Densitas () cair : 1141 kg/m3






- Densitas () : 436,1 kg/m3

Sifat kimia :

Merupakan gas yang tidak dapat terbakar dengan sendirinya.

Bersifat oksidator.

Mempercepat proses pembakaran.

Sedikit larut dalam air.

(Perry, 1984)

c. Argon

Sifat fisis :












- Densitas () cair : 1392,8 kg/m3






- Densitas () : 537,7 kg/m3

Sifat kimia :

Merupakan gas inert.

Tidak mudah terbakar.

(Perry, 1984)

2.1.2 Bahan Pembantu

Bahan pembantu yang digunakan adalah :

a. Molecular Sieve

Molecular Sieve (MS) digunakan sebagai filter pada udara proses.

Molecular Sieve ini ditempatkan didalam MS Adsorber. Molecular Sieve

terdiri dari berbagai macam komponen seperti Silicon Oxide, Sodium

Oxide, Aluminium Oxide (non fibrous) dan Magnesium Oxide. Molecular

Sieve ini berfungsi sebagai penyaring molekul air dan Karbon Dioksida.

Molecular Sieve memiliki pori-pori yang besar kecilnya dapat dibuat

sesuai dengan zat apa yang akan diserap. Molekul gas/udara yang lebih

besar dari pori-pori Molecular Sieve akan tertahan. Penyerapan tidak

hanya dengan pori-pori, tetapi juga dengan gaya tarik molekul. Molekul

polar dapat ditarik dengan mudah sehingga tidak dapat lolos. Sehingga

Molecular Sieve hanya dapat dilewati oleh molekul gas Oksigen,

Nitrogen dan Argon. Sedangkan air dan Karbon Dioksida yang memiliki

molekul yang lebih besar akan tertahan. Molecular Sieve ini tidak hanya

digunakan untuk menyerap air dan Karbon Dioksida tetapi juga

impuritas udara lainnya.

b. Alumina Gel (Al2O3)

Pada bagian dasar MS Adsorber terdapat lapisan tambahan Alumina

Gel. Alumina Gel ini berfungsi menyerap air yang masih dapat lolos dari

Molecular Sieve.

c. Minyak Pelumas

Pelumas yang digunakan adalah jenis ISO-46 dan ISO-36 dan Zerice S-

68. Pelumas ini digunakan pada mesin-mesin Air Compressor,

Expansion Turbine dan Recycle Compressor. Pelumas ini disirkulasikan

ke tiap mesin dengan bantuan pompa oli pada tiap mesin.

d. Gas Hidrogen


pemurnian gas Argon.

(H.C. Van Ness,1984)

2.2 Tinjauan Proses

Gas Industri memiliki peran dan fungsi penting dalam dunia industri,

diantaranya digunakan sebagai bahan baku proses seperti oksigen,

nitrogen, argon dan gas-gas lainnya. Selain itu juga dibutuhkan di hampir

seluruh industri seperti pengerjaan logam, metalurgi, industri kimia dan

petrokimia, industri elektronik, kesehatan dan farmasi, industri makanan

dan minuman, pengolahan air, pengolahan limbah, agribisnis dan lain

sebagainya.

Nitrogen merupakan komponen penyusun udara terbesar. Gas ini

merupakan gas inert yang serba guna, contohnya digunakan untuk

mempertahankan rasa makanan kemasan karena dapat mencegah reaksi

kimia yang lain. Selain itu digunakan juga dalam industri sebagai bahan

baku atau sebagai gas inert untuk mencegah reaksi kimia. Beberapa gas

sangat berguna dalam kesehatan, contohnya seperti oksigen. Selain

berperan penting dalam kelangsungan hidup mahluk hidup, oksigen juga

banyak digunakan dalam industri baja dan logam. Selain itu argon yang

memiliki titik didih dan kelarutan yang hampir mirip dengan oksigen juga

banyak digunakan dalam industri. Gas yang sangat inert ini banyak

digunakan dalam industri elektronik sebagai pengisi bola lampu.

Di lain pihak dengan berkembangnya industri modern, timbul pula

suatu bidang baru dalam ilmu keteknikan, yaitu Kriogenika (Cryogenics)

yang berasal dari Yunani yang berarti membuat dingin. Istilah ini

mempunyai cakupan yang luas yang menyangkut pembuatan suhu yang

sangat dingin di bawah -1000C misal hidrogen cair (-2530C), helium cair (-

2690C).

Proses pembuatan oksigen, nitrogen dapat dibuat pada suhu rendah

yaitu dibawah -1000C maka disebut proses Cryogenik (Kriogenik). Proses

ini ditemukan oleh Carl von Linde pada tahun 1895 yang pada prinsipnya

adalah dengan memurnikan udara bebas. Udara bebas atau udara

atmosfer sebagai bahan baku harus dihilangkan pengotor-pengotornya

supaya tidak mengganggu dalam proses selanjutnya. Pengotor itu antara

lain debu, CO2, H2O dan hidrokarbon.

Cara menghilangkan pengotor-pengotor itu antara lain :

1. Cara mekanik, yaitu dengan menggunakan filter udara misalnya

bag filter dengan bahan polimer

2. Cara kimia, yaitu dengan melewatkan udara pada NaOH sehingga

CO2 terikat menjadi NaCO3.

3. Cara adsorbsi, yaitu menggunakan adsorber, missal

menggunakan alumina gel untuk menyerap uap air dan molecular

sieve untuk meyerap CO2.

Proses Pemisahan Udara secara Kriogenik terdiri dari tiga langkah, yaitu :

1. Purifikasi udara yang masuk untuk menghilangkan partikel-partikel

karbondioksida dan air.

2. Refrigerasi dan ekonomisasi dari nilai refrigerasi yang terkandung

pada aliran produk dan waste.

3. Pemisahan dengan proses destilasi.

Suhu kriogenik atau dingin lanjut (super cold) menyebabkan

terjadinya perubahan fundamental dalam sifat-sifat beban bahan tinggi.

Dalam bidang kimia, kriogenik terutama diterapkan pada pembuatan

nitrogen untuk produksi ammonia, di dalam metalurgi dengan penggunaan

oksigen dapat mempercepat (sebanyak 25 persen atau lebih), pembuatan

baja dalam tanur terbuka (open hearth), converter dan bahkan dalam

tanur tinggi dalam pembuatan besi corkasir. Suhu rendah Kriogenika,

sudah sejak lama diterapkan prinsip fundamental dan akhir-akhir ini

diterapkan dalam hal:

a. Kompresi uap dan likuidasi jika suhunya dibawah suhu kritis.

b. Pertukaran kalor di dalam penukar kalor seperti pipa ganda,

refrigerasi.

c. Pendinginan gas kompresi dengan memaksa gas itu melakukan

kerja di dalam mesin ekspansi atau turbin.

d. Pemisahan gas menurut perbedaan tekanan uap pada titik didih

campuran cair.

e. Penyingkiran kontaminan (pengotor) dengan adsorbsi,

pembekuan di permukaan, pembekuan diiringi filtrasi zat cair

Kriogenik dan mencucinya dengan zat cair yang semestinya.

( George T.Austin, 1996)

2.2.1 Pemisahan Udara Secara Kriogenik Untuk Produksi Gas dan

NitrogenCair

Udara dikompresi pada sebuah kompresor kemudian didinginkan dengan

air dan air dingin pada down steam cooler, untuk menghilangkan air dengan

kondensasi. Sesudah udara masuk condensate collector, lalu menuju zeolite

adsorber , dimana uap air, karbondioksida, dan pengotor lain dihilangkan.

Unit ini secara periodik mengalami pergantian adsorber menjadi regenerasi

atau sebaliknya. Dalam heat exchanger, udara didinginkan secara lawan arah

dengan produk gas nitrogen, gas residu dan sebagian dicairkan, kemudian

masuk ke kolom rektifikasi dengan tekanan operasi 6,12 10,2 kg/cm2 ( 5,9

9,8 atm ). Produk bawah oksigen cair didinginkan dengan gas hasil residu pada

subcooler dan umpan masuk menuju bagian low pressure dari kondensor pada

bagian atas kolom rektifikasi.

Residual gas meninggalkan kondensor, kemudian masuk dalam ekspansi .

Dengan kandungan 3 ppm O2 pervolume, produk nitrogen mengandung argon

(tergantung kandungan yang ada dalam udara umpan), hidrogen, dan karbon

monoksida.

Konsumsi energi dari pemisahan udara untuk memproduksi gas nitrogen

dari 0,15 Kwh/m3N2 (kapasitas 10.000 m3/jam) sampai 0,30 Kwh/m3 N2 (1500

m3/jam).

Diagram alir dari Pemisahan Udara secara Kriogenik ini diperlihatkan pada

gambar 5pemisahan udara ini cocok untuk memproduksi gas maupun nitrogen

cair dengan mollecular sieve untuk menghilangkan air dan karbon dioksida.

( Wolfgang Gerhartz, 1991)

Gambar 5.Pemisahan Udara Secara Kriogenik Untuk Produksi Nitrogen


2.2.2 Pemisahan Udara Secara Kriogenik Untuk Produksi Gas dan

Oksigen Cair

Udara setelah difilter, kemudian dikompresi sekitar 612 714 kg/cm2

(592,45 691,19 atm), lalu didinginkan dan kontak langsung dengan water wash

tower dan masuk plate fin dari reverse heat exchanger, di mana akan didinginkan

lebih lanjut secara lawan arah untuk oksigen produk dan waste nitrogen.

Karbon dioksida dan uap air dihilangkan dari udara dengan kondensasi

pada heat exchanger ini. Beberapa menit, sebagian udara masuk dan waste

nitrogen direverse agar deposit pengotor dapat dibuang dari heat exchanger.

Keadaan plant dikonstruksi bersama unit adsorbsi mollecular sieve pada

tempat reversing heat exchanger. Sesudah karbon dioksida dan uap air

dihilangkan oleh mollecular sieve, kemudian didinginkan oleh waste gas yang

dingin dalam heat exchanger secara lawan arah.

Sebagian udara yang didinginkan dikembalikan melalui cold end dari heat

exchanger sebelum diekspansi pada 0,13 kg/cm2 (0,12 atm) dalam turbin,

kemudian masuk pada bagian atas low pressure coloumn rectifier .

Sebagian udara masuk bagian bawah high pressure coloumn pada

tekanan 0,51 60,612 kg/cm2 (0,49-58-67 atm) di mana disini akan dipisahkan

menjadi gas nitrogen pada puncak dan oksigen cair yang diperkaya (38% O2)

pada bottom.

Gas nitrogen dikondensasi oleh liquid nitrogen dalam kondensor reboiler .

Bagian dari liquid nitrogen ini dikembalikan sebagai refluk pada tower coloumn,

dan sebagian diekspansi masuk ke puncak kolom atas sebagai refluk liquid. Rich

liquid dari kolom bawah diekspansi sebagai umpan dalam kolom atas pada heat

exchanger untuk mengurangi sejumlah vaporasi liquid pada ekspansi.

Langkah untuk memproduksi gas ataupun oksigen cair ini diperlihatkan

pada gambar 6. Pada kolom atas umpan dipisahkan menjadi oksigen murni

(99,6%) pada bottom dan waste gas nitrogen dengan 1 2% oksigen pada

puncak. Adsorber terdiri dari silica gel untuk menghilangkan kandungan

hidrokarbon pada liquid oksigen di kondensor reboiler dan pada rich liquid juga

memastikan bahwa konsentrasi hidrokarbon yang berbahaya tidak terakumulasi

pada proses ini.

( Wolfgang Gerhartz, 1991)

Gambar 6. Pemisahan Udara Secara Kriogenik Untuk Produksi Oksigen

Keterangan gambar :

1. Water Wash Tower

2. Reserve Heat Exchanger

3. Turbin Ekspansi

4. Kolom Rektifikasi Ganda

5. Kondensor Reboiler

6. Heat Exchanger

7. Adsorber

8. Kompresor

9. Filter


2.2.3 Proses Pendinginan dan Pencairan Udara

Pencairan dihasilkan apabila gas didinginkan pada temperatur

tertentu dan terjadi keseimbangan dua fase antara fase cair dan fase uap.

Pendinginan ini dapat dilakukan dengan beberapa cara, yaitu :

1. Dengan perpindahan panas pada tekanan konstan.

Pada cara ini panas yang masuk temperaturnya lebih rendah

daripada gas yang akan didinginkan, dan biasanya digunakan

sebagai pendingin awal sebelum gas dicairkan dengan 2 metode

lainnya.

2. Dengan ekspansi dalam turbin dan kerja yang dihasilkan.

Ekspansi berlangsung dari tingkat keadaan campuran berkualitas

tinggi. Sedangkan bagi refrigerator sederhana, ekspansi

berlangsung dari satu tingkat keadaan cairan jenuh hingga ke

tingkat keadaan campuran berkualitas rendah.

3. Dengan proses Throttling atau Ekspansi Valve.

Ekspansi suatu campuran berkualitas rendah di dalam suatu katub

Throttling dapat menghasilkan penurunan temperatur, terlihat

bahwa proses ekspansi merupakan cara yang mudah untuk

mendapatkan fluida yang bertemperatur rendah.

(Sumber: H.C. Van Ness,1984)

2.2.4Proses Produksi Oksigen dan Nitrogen

Pada proses produksi oksigen dengan kemurnian tinggi digunakan

proses kriogenik dengan prinsip liquefaksi dan rektifikasi udara. Udara

yang sudah disaring, dikompresi sampai tekanan 520 KPa di dalam

kompresor sentrifugal dan kemudian didinginkan. Setelah air cair yang

terdapat di dalamnya dipisahkan, udara itu dimasukkan ke dalam penukar

kalor pembalik (reversing HE) dan didinginkan sampai mendekati titik

embunnya melalui pertukaran kalor dengan produk gas yang akan keluar.

Dengan mendinginkan udara tersebut, kelembaban yang ada pun

mengalami kondensasi dan mencair melalui dinding-dinding alur penukar

kalor tersebut. Pada suhu yang lebih rendah lagi, karbondioksida pun

membeku dan mencair pula melewati dinding-dinding alur penukar kalor

tersebut. Udara yang keluar dari penukar kalor pembalik (reversing HE)

adalah udara kering dan lebih dari 99% karbondioksidanya sudah keluar.

Untuk mengeluarkan sisa karbondioksida digunakan proses adsorbsi di

dalam adsorber. Udara bersih kemudian dialirkan menuju ke piring

terbawah kolom bawah suatu rektifikator kolom ganda.

Rektifikator kolom ganda tersebut terdiri dari 2 buah kolom destilasi

jenis piring, yang dihubungkan secara termal pada bagian tengah sebuah

penukar kalor yang berfungsi sebagai kondensor dalam kolom bawah dan

pendidih bagi kolom atas. Hal ini disebabkan karena nitrogen yang lebih

mudah menguap daripada oksigen. Pada pendidih kolom atas terdapat

suatu kolom oksigen cair yang mendidih dengan kemurnian tinggi.

Sedangkan pada kondensor kolom bawah, mengkondensasi nitrogen

yang hampir murni.

Nitrogen yang sudah terkondensasi, dibagi menjadi 2 pada waktu

keluar dari kondensor utama. Sebagian dikembalikan sebagai refluk di

kolom bawah dan sebagian lagi diarahkan ke kolom atas melalui pemanas

lanjut nitrogen, juga digunakan sebagai refluk.

Arus zat cair kaya oksigen yang keluar dari dasar kolom bawah dan

setelah didingin-lanjutkan dalam pemanas lanjut nitrogen, lalu dijadikan

arus umpan utama untuk kolom atas. Kedua arus zat cair yang masuk ke

kolom atas didingin-lanjutkan terlebih dahulu untuk mengurangi

pengkilatan (flashing) apabila zat tersebut masuk ke dalam kolom atas

yang bertekanan lebih rendah.

Produk oksigen keluar sebagai uap jenuh dari kondesor utama dan

produk nitrogen dengan kemurnian tinggi keluar sebagai uap jenuh dari

puncak kolom atas. Gas yang tersisa dikeluarkan sebagai arus limbah

nitrogen dengan kemurnian rendah dari kolom atas, beberapa piring di

bawah piring teratas. Arus oksigen dan arus nitrogen tersebut dipanas-

lanjutkan sampai 100 K dalam pemanas-lanjutnya masing-masing dan

diteruskan ke dalam penukar kalor pembalik untuk dipanaskan sampai

suhu kamar dengan pertukaran kalor dengan udara masuk.

( George T. Austin, 1996)

2.2.5Jenis- Jenis Kolom Distilasi Pada Pemisahan Oksigen dan Nitrogen

2.2.5.1Kolom Tunggal Linde

Sistem Linde kolom tunggal (gambar 7) mulai digunakan pada tahun 1902,

merupakan sistem pemisahan udara yang paling sederhana. Uap air dan

karbondioksida dihilangkan dari udara setelah dikompresi secara isothermal,

kemudian udara dilewatkan melalui precooling heat exchanger. Udara dari

precoling heat exchanger selanjutnya didinginkan lebih lanjut melalui bagian

bawah coil, yang berfungsi sebagai reboiler.

Pada proses selanjutnya, aliran udara diekspansikan dengan throttling

valve Joule Thompson sebelum dimasukkan ke dalam kolom. Jika diinginkan

gas oksigen sebagai produk akhir, maka udara masukan harus dikompresi

sampai tekanan 3 6 mpa. Jika produk akhir adalah oksigen cair, maka

diperlukan kompresi sampai tekanan 20 mpa. Permasalahan utama dari sistem

linde kolom tunggal ini adalah terlalu banyak oksigen yang hilang melaui sistem

aliran buangan nitrogen.

Gambar 7. Sistem Linde Kolom Tunggal

Keterangan gambar :

a. Kompresor d. Boiler

b. CO2 dan Water Removal e. Kolom Pemisah

c. Heat Exchanger f. Valve Joule Thompson

Umpan yang berupa udara ditekan oleh kompresor kemudian uap air dan

karbondioksida yang ada dalam udara dihilangkan. Udara lebih lanjut didinginkan

dalam heat exchanger (boiler d) yang diletakkan di bagian bawah kolom dan

kemudian diekspansikan melalui valve Joule Thompson. Pertukaran panas di

dalam boiler menghasilkan uap yang kemudian naik keatas kolom. Liquid yang

terbentuk masuk ke puncak kolom kemudian turun. Uap yang ada di puncak

kolom akan dikembalikan melalui heat exchanger, kemudian digunakan untuk

mendinginkan umpan masuk. Dengan menggunakan prinsip destilasi pada

sejumlah plate di kolom atas, maka liquid atau gas oksigen dapat dihasilkan.


2.2.5.2 Kolom Ganda Linde

Sistem ini ditemukan pada tahun 1910, bertujuan untuk memecahkan

permasalahan kehilangan oksigen dalam aliran buangan nitrogen pada sistem

linde kolom tunggal. Pada sistem kolom ganda, ditempatkan 2 buah kolom yang

disusun saling bertumpuk. Kolom bawah biasanya dioperasikan pada tekanan

0,5 0,6 Mpa, sedangkan kolom atas dioperasikan pada tekanan 0,13 0,14

Mpa. Perbedaan tekanan dalam kolom ini menyebabkan adanya perbedaan

temperatur diantara 2 kolom yang memungkinkan pengoperasian kondensor

reboiler yang ditempatkan diantara kedua kolom tersebut.

Dengan pengaturan ini, uap nitrogen dari kolom bawah akan terkondensasi

pada temperatur -95 oC, sedangkan cairan oksigen di dalam kolom atas akan

menguap pada temperatur -90 oC. Kondensat nitrogen dari kolom bawah ini akan

dipakai sebagai refluk.

Sistem linde kolom ganda (gambar 8) bekerja seperti pada sistem linde

kolom tunggal, perbedaannya hanya terdapat pada adanya penambahan bagian

rektifikasi. Dalam sistem linde kolom ganda, udara masuk dari bagian tengah

kolom. Sebagian dari aliran produk nitrogen cair dari kolom bawah diekspansikan

ke kolom atas sebagai refluk, sedangkan udara cair dari reboiler kolom bawah

juga diekspansikan dengan throttling valve sebagai umpan ke bagian tengah

kolom atas.

Gambar 8. Sistem Linde Kolom Ganda

Keterangan gambar :

a. Kompresor

b. CO2 dan Water Removal

c. Heat Exchanger

d. Boiler

e. Kolom Pemisah

f. Valve Joule Thompson

g. Kondensor Reboiler

h. Sub Cooler

Aliran umpan yang masuk ke dalam kompresor (a) kandungan air dan

karbondioksida dihilangkan seperti pada kolom tunggal. Umpan melalui heat

exchanger kemudian menuju ke boiler yang terdapat di kolom bawah, dimana

aliran uap lebih lanjut akan didinginkan. Uap yang ada di kolom bawah adalah

hasil dari cairan yang ada di dalam boiler umpan. Umpan kemudian

diekspansikan melalui valve Joule Thompson, kemudian masuk pada tengah

kolom bawah dengan tekanan operasi 0,5 0,6 atm.

Sebagian liquid yang ada dalam boiler pada kolom bawah diekspansikan

melalui valve Joule Thompson, kemudian masuk ke bagian tengah kolom atas,

tekanan operasinya 0,13 0,14 atm. Komposisi liquid dalam boiler kira kira 36

39 % oksigen. Pada tekanan 0,51 atm, titik didih liquid oksigen murni pada 0,13

atm adalah 92,7 K. Oleh karena, liquid oksigen diatas kolom dapat digunakan

untuk mengkondensasi liquid oksigen di kolom bawah.


2.2.5.3 Packed Tower

Packed Tower adalah alat pemisah berupa kolom yang bagian dalamnya

berisi tumpukan packing sebagai alat kontak baik yang tersusun beraturan

(regular packing) maupun yang tidak beraturan (random packing). Walaupun

harganya relatif lebih mahal, regular packing banyak disukai dibandingkan

dengan random packing, sebab regular packing memberikan kelebihan sebagai

berikut :

a. Pressure drop rendah

b. Effisiensi lebih tinggi

c. Kapasitas besar

141

Packed tower, lebih baik dan cocok digunakan sebagai alat pemisah jika :

a. Diameter kolom kurang dari 3 feet

b. Operasi dilakukan pada tekanan vacuum dengan pressure drop rendah.

c. Campuran yang akan dipisahkan bersifat korosif, cenderung mudah

membentuk buih dan cairan umpan tidak terdispersi padatan.

Gambar 9. Packed Tower

Sebagai alat kontak, packing harus memenuhi kriteria sebagai berikut :

a. Luas permukaan bidang kontak tiap satuan volume packing cukup

besar.

b. Tumpukan packing dalam kolom harus memberikan rongga yang cukup.

c. Permukaan packing mudah terbasahi

d. Tahan terhadap bahan yang bersifat korosif

e. Ringan, kuat dan tidak mudah pecah.

Perbedaan yang cukup mendasar antara Tray tower dan Packed tower

sebagai alat pemisah, setidaknya dilihat dari empat hal :

1. Alat kontak yang digunakan

a. Pada tray tower digunakan tray atau plate.

b. Pada packed tower digunakan packing (pall ring) atau bahan isian

sebagai alat kontak.

2. Arah aliran kontak fase

a. Pada tray tower, kontak fase terjadi karena arus silang (cross flow)

b. Pada packed tower, kontak fase terjadi karena arus lawan arah (counter

current)

3. Proses perpindahan massa

a. Pada tray tower, perpindahan massa terjadi disetiap tray di sepanjang

kolom.

b. Pada packed tower, perpindahan massa terjadi disetiap titik permukaan

bidang basah dari packing.

4. Kemungkinan terwujudnya kesetimbangan

a. Pada tray tower, kesetimbangan terjadi disetiap tray di sepanjang kolom.

b. Pada packed tower, kesetimbangan terjadi pada kolom packing.

(Brown, 1978)

BAB III

DESKRIPSI PROSES

3.1 Persiapan Bahan

3.1.1 Bahan Baku

Bahan baku yang digunakan dalam PT Samator adalah udara bebas

yang didapat dari lingkungan pabrik. Bahan baku sebelum masuk ke proses

terlebih dahulu dilakukan penanganan pendahuluan, yaitu dengan dilakukan

filtrasi atau penyaringan menggunakan Filter udara.

3.1.2 Bahan Pembantu

1) Molecullar sieve

Merupakan zeolit buatan dengan pori-pori yang sangat kecil

digunakan sebagai adsorber CO2 (menyerap CO2 agar tidak terbentuk dry ice

di pipa atau exchanger yang menyebabkan penyumbatan). Molecular Sieve

terdiri dari berbagai macam komponen seperti Silicon Oxide, Sodium Oxide,

Aluminium Oxide (non fibrous) dan Magnesium Oxide. Tipe molecular sieve

yang terdapat di pasaran antara lain : 3A (potassium), 4A (sodium), 8A / 10 X

(kalsium), serta 9A / 13 X (sodium), yang masing-masing memiliki fungsi

serta ukuran yang berbeda. Molecular sieve yang digunakan adalah tipe 13 X

dengan diameter pori-pori 10 (1 nm), tipe struktur kristalnya body center

cubic dan warnanya beige.

Molecullar sieve sebelum digunakan biasanya disimpan dalam drum.

Pemasukan molecullar sieve dalam MS tower dilakukan hingga molecular

sieve hampir memenuhi MS tower, setelah penuh waste nitrogen dialirkan

masuk MS tower untuk membersihkan debu yang menempel pada molecullar

sieve.

2) Alumina Gel (Al2O3)

Alumina gel yang digunakan adalah actived alumina yang berbentuk

kristal berpori. Alumina Gel ini berfungsi menyerap air yang masih dapat lolos

dari Molecular Sieve. Macam-macam gas yang dapat dikeringkan : Udara,

argon, helium, hydrogen, metana, etana, propane, asetilen, dan uap air.

Alumina gel sebelum digunakan biasanya disimpan dalam drum yang

didalamnya dilapisi plastik.

3) Perlite

Perlite merupakan serbuk kaca yg sangat lembut dan sangat ringan

sebagai isolator untuk mempertahankan suhu agar tetap terjaga pada

coldbox dan Air Exchanger. Sebelum dipakai, perlite disimpan dalam karung

karung dan perlite harus dalam keadaan kering saat dipakai.

4) Minyak Pelumas atau oli

Pelumas yang digunakan adalah jenis ISO-46 dan ISO-36 dan Zerice

S-68. Pelumas ini digunakan pada Air Compressor, Expansion Turbine, dan

Recycle Compressor. Pelumas ini disirkulasikan ke tiap mesin dengan

bantuan pompa oli pada tiap mesin.

5) Gas Hidrogen


pemurnian gas Argon. Kebutuhan gas hidrogen diperoleh dari unit lain di PT

Samator yaitu Unit Hidrogen. Proses pembuatan hidrogen di PT. Samator ini

digunakan proses cracking atau steam reforming . Bahan baku utama yang

digunakan adalah LNG (Liquified Natural Gas) dan demineralized water.

Salah satu keuntungan dari proses cracking atau steam reformer dari LNG

(Liquified Natural Gas) adalah pemanfaatan waste gas untuk pembuatan CO2

liquid.

3.2 Tahapan Proses

Secara garis besar pembentukan produk dalam pabrik Samator terdiri

dari tiga tahap, yaitu :

1. Langkah persiapan bahan baku

2. Langkah pembentukan produk

3. Langkah pemurnian produk argon

3.2.1 Langkah Persiapan Bahan Baku

Langkah persiapan bahan baku dilakukan dengan tujuan yaitu :

Memfilter partikel debu yang terbawa oleh udara umpan

Menyerap uap air, CO2 dan hidrokarbon pada udara umpan

Mendapatkan kondisi udara jenuh siap mencair yang akan digunakan

sebagai umpan di High Pressure Column (H

109303994 Report of Samator Gas Kendal Semarang Indonesia

Documents

Transcript of 109303994 Report of Samator Gas Kendal Semarang Indonesia