Industri Keramik

INDUSTRI KERAMIK

PENDAHULUAN
Industri keramik tradisional yang kadang kadang disebut industri tembikar(industri gerabah) atau industri silikat menghasilkan berbagai jenis produk yang pada dasarnya adalah silikat. Pada beberapa tahun ini telah dikembangkan juga berbagai produk baru sesuai dengan perkembangan kebutuhan akan bahan yang tahan suhu yang lebih tinggi, tekanan yang lebih besar, sifat sifat mekanik yang lebih baik, serta karakteristik listrik yang khusus atau tahan terhadap bahan kimia yang korosif. 

SEJARAH
Pembuatan barang tembikar (gerabah) merupakan salah satu industri yang paling tua dalam sejarah manusia. Barang tembikar bakar yang ditemukan ada yang berasal dari tahun 15000 sebelum masehi, dan sudah cukup maju 10 abad kemudian. Musium musium banyak menyimpan berbagai barang tembikar yang dikembangkan secara terpisah oleh berbagai suku bangsa, dan merupakan bukti kebudayaan masing-masing. Kebutuhan akan barang yang lebih baik telah menumbuhkan sistem dalam spektrum yang luas dan memberikan penekanan yang lebih besar antara perkawinan kimia silika dengan metalurgi dan fisika zat padat, digabungkan pula dengan berbagai proses dengan pengendalian komputer dan otomatisasi termaju, yang kini telah menjadi ciri fabrikasi modern. Akhir akhir ini dikembangkan pula proses baru untuk pembuatan bata dari limbah anorganik seperti abu terbangan dari pembangkit tenaga listrik, pasir pengecoran, limbah penambangan, kerak tanur, dan berbagai ragam bahan lain yang sekarang menumpuk diseluruh amerika serikat. Perkembangan baru lainya pada bermunculan pula pada literatur paten.

BAHAN BAKU DASAR
Tiga bahan baku utama yang digunakan untuk membuat produk keramik klasik atau "traksial" adalah lempung, feldspar, dan pasir. Lempung adalah aluminium silikat hidrat yang tidak terlalu murni yang terbentuk sebagai hasil pelapukan dari batuan beku yang mengandung feldspar sebagai salah satu mineral asli yang penting. Reaksi dapat dilukiskan sebagai berikut :
K2O.Al2O3.6SiO2+ CO2 + 2H2O -----> K2O2 +
Feldapas potas
                              Al2O3.2SiO2.2 H2O + 4SiO2
                               Kaolinit                         silika

Ada jumlah spesies mineral yang disebut mineral lempung (Clay mineral) yang mengandung terutama campuran kaolinit (Al2O3. 2SiO2.2H2O), montmorilonit (Mg, Ca)O.Al2O3.5SiO2.nH2O) dan ilit (K2O, MgO,Al2O3, SiO2,H2O) masing masing dalam berbagai kuantitas. Sedangkan feldspas juga ada 3 jenis yang umum yaitu potas(K2O.Al2O3.SiO2), Soda (NaO.Al2O3.6SiO2) dan gamping (CaO.Al2O3.6SiO2)

Contoh Laporan Kerja Praktek PT. Pupuk Kujang

BAB I

PENDAHULUAN

I.1. Sejarah Singkat PT. Pupuk Kujang (PERSERO)

Pada tahun enam puluhan pemerintah mencanangkan pelaksanaan program peningkatan produksi pertanian di dalam usaha swasembada pangan. Untuk mendukung terlaksananya  program tersebut, maka kebutuhan pupuk harus terpenuhi. Waktu itu diperkirakan  produksi pupuk urea Pabrik PUSRI I tidak mencukupi, ternyata di bagian utara  Jawa Barat ditemukan gas alam, maka munculah gagasanmembangun sebuah pabrik pupuk urea di Jawa Barat. Pada tahun 1937 pemerintah menunjuk Departemen Pertambangan  eq.Pertamina untuk melaksanakan program tersebut. Departemen Pertambangan kemudian melimpahkan wewenang pelaksanaan proyek tersebut kepada pertanian  dengan konsultan sebuah perusahaan Perancis yaitu BEICP, untuk meneliti kemungkinan pembangunan sebuah pabrik pupuk di Jawa Barat. Tim teknis di bentuk dan langkah-langkah selanjutnya diambiloleh Pertamina dengan menentukan Jatibarang, Balomgan sebagai proyek. Tahun 1978 keluar Surat Keputusan Presiden No. 16/1975 tertanggal 17 April 1975 yang memutuskan untuk mengalihkan tugas pelaksanaan Proyek Pupuk Jawa Barat dari Departemen Pertambangan ke Departemen Perindustrian. Kemudian pada bulan April 1975 Menteri Perindustrian mengeluarkan Surat Keputusan No. 25/M/SK/4/1975 untuk membentuk tim penyelesaian proyek dengan ketua tim Dirjen Industri Kimia pimpinan proyek adalah Ir. A.Salmon Mustafa dan Ir.Didi Suwardi sebagai pimpinan lapangan.

Sumber biaya untuk pelaksanaan proyek tersebut diperoleh dari pinjaman pemerintah Iran sebanyak 250 juta dolar US, yang digunakan untuk membeli mesin- mesin dan pipa gas, sebagai Penyertaaan Modal Pemerintah (PMP). Perjanjian dengan pemerintah Iran ditanda tangani tanggal 9 Maret 1975 dan mulai berlaku tanggal 24 Desember 1975.

Lokasi proyek dilakukan oleh tim penelit, yaitu di desa  Dawuan, Kecamatan Cikampek, Kabupaten Karawang, Jawa Barat karena letaknya yang sangay strategis.

Pembangunan pabrik mulai dilaksanakan pada bulan Juli 1976 dengan kontraktor utama Kellog Overseas Corporation dan Toyo Engineering Corporation dari Jepang sebagai subkontraktor. Pada tanggal 7 November 1798 pabrik Pupuk KUjang sudah menghasilkan produksinya yang pertama, dengan kapasitas terpasang yaitu:

§  1000 ton/hari (330000 ton/ tahun) pabrik NH₃

§  1725 ton/hari (570000 ton/tahun) pabrik Urea

§  30 ton/ hari (99000 ton/tahun) hasil samping NH₃

Peresmian Pabrik Pupuk Kujang Cikampek dilakukan pada tanggal 12 Desember oleh bapak Suharto.

Produksi utama PT. Pupuk Kujang adalah pupuk Urea 46% N dengan hasil samping Amoniak, oksigen dan Nitrogen. Pemasaran produk dalam negeri ditangani oleh PT. Pupuk Sriwijaya, sedangkan untuk ekspor ditangani sendiri oleh PT. Pupuk Kujang.

I.2. Lokasi Pabrik dan Plant Lay Out

PT. Pupuk Kujang berlokasi di kelurahan Dawuan, Kecamatan Cikampek, Kabupaten Karawang, Jawa Barat berdasarkan atas pertimbangan –pertimbangan sebagai berikut:

1)      Dekat dengan sumber bahan baku gas alam di Cimalaya.

2)      Dekat dengan sumber air tawar di waduk Curug.

3)      Dekat dengan sumber listrik di Jatiluhur.

4)      Tersedianya jalur angkutan darat seperti jalan raya dan jalan kereta api.

5)      Tersedianya sungai sebagai pembuangan limbah, yaitu sungai Cikaranggelem.

6)      Berada di tengah daerah pemasaran pupuk.

Tata letak pabrik atau lay out perlu dirancang dngan tujuan:

1)      Pengolahan produk dapat efisien.

2)      Memudahkan penanggulangan bahaya yang mungkin saja terjadi seperti kebakaran, peledakan, kebocoran gas, dan lain- lain.

3)      Mencegah polusi gas maupun suara.

4)      Memudahkan jalan keluar dan masuk kendaraan di arealpabrik.

I.3. Manajemen Pemasaran

I.3.1. Struktur Organisasi

PT. Pupuk Kujang merupakan BUMN di bawah Departemen Perindustrian dan Direktorat Industri Kimia Dasar yang seluruh modalnya adalah milik pemerintah. Perusahaan ini mempunyai struktur perusahaan berbentuk lini dan staf.

Struktur Organisasi di PT. Pupuk Kujang secara garis besar sesuai dengan Surat Keputusan Direksi No. 011/SK/DU/VII/89 tanggal 1 Juli !989, terdiri dari :

1)      Dewan Direksi

2)      Kepala Kompartemen

3)      Kepala Divisi atau Biro

4)      Kepala Bagian atau Dinas

5)      Kepala Seksi atau BIdang

Dewan Direksi dipimpin oleh Direktur Utama. Yang dibantu oleh tiga orang direktur yang terdiri dari:

1)      Direktur Produksi

2)      Direktur Komersial

3)      Direktur Teknik dan Pengembangan

Dewan direksi ini bertanggung jawab kepada Dewan KOmisaris yang mewakili Pemerintah sebagai pemegang saham melalui Departemen Pertanian, Depatermen Keuangan dan Departemen Perindustrian.

Masing- masing direktur membawahi kompartemen sesuai dengan bidangnya, sedangkan kompartemen terdiri dari unit kerja yang bertugas sebagai pelaksana. Unit kerja di pabrik disebut divisi, sedangkan unit kerja di kantor disebut biro. Bagan struktur organisasi selengkapnya tercantum pada lampiran.

I.3.2. Tujuan Organisasi

Organisasi PT. Pupuk KUjang mempunyai tujuan jangka panjang dan jangka pendek yang menjadi arah pngembangan perusahaaan. Tujuan jangka pendek yaitu menyelesaikan dan menyempurnsksn pembangunan pabrik urea. Sedangkan tujuan jangka panjang yaitu:

a.       Mengolah bahan mentah menjadi bahan baku untuk pembuatan urea dan bahan kimia lainnya.

b.      Menyediakan jasa dalam proyek industri pupuk kimia, penelitian pemeliharaan serta fabrikasi alat- alat produksi.

c.       Menyediakan jasa angkutan dan pengudangan guna melengkapi plaksanaan usaha- usaha diatas.

d.      Menyalurkan dan menyediakan jasa pergudangan ekspor maupun impor untuk hasil produksi.

I.3.3. Kepegawaian

a.      Jenjang Karyawan

Jumlah karyawan di PT. Pupuk Kujang hingga akhir Agustus 1994 dapat di klasifikasikan berdasarkan status kepegawaian sebagai berikut:

a.         Karyawan tetap              : 1.340 orang

b.         Karyawan ikatan kerja   :     59 orang

c.     Karyawan honorer         :      28 orang

Jumlah                                   : 1.427 orang

Sedangkan berdasarkan tingkat pendidikan yang dicapai oleh para karyawan dapat diklasifikasikan sebagai berikut:

§  Sarjana                     :          188 orang

§  Sarjana Muda           :          119 orang

§  SLTA                       :          876 orang

§  SLTP                        :          145 orang

§  SD                            :            99 orang

Jumlah                      :       1.427 orang

Berdasarkan jabatan dalam struktur organisasi, karyawan dapat dikelompokkan sebagai berikut:

a.       Direksi                                                       :           4 orang

b.      Kepala kompartemen + staf setingkat      :         12 orang

c.       Kepala biro/divisi + staf setingkat            :         59 orang

d.      Kepala dinas/bagian + staf setingkat        :       109 orang

e.       Kepala seksi/ bidang + staf setingkat       :       261 orang

f.       Pelaksana                                                  :       982 orang

Jumlah                                                       :    1.427 orang

b.      Waktu Kerja

Berdasarkan waktu kerjanya, karyawan dapat dibedakan menjadi karyawan regular dan shift.

1.      Jam kerja regular

Karyawan yang termasuk karyawan regular adalah mereka yang tidak terlibat langsung alam kegiatan produksi maupun pengamatan pabrik dan biasanya karyawan tingkat staf ke atas. Jam kerja karyawan regular adalah sebgai berikut:

a.       Hari Senin sampai Kamis           : pk. 07.00 – 16.00

Istirahat                                      : pk. 11.30 – 12.30

b.      Hari Jum’at                                : pk. 07.00 – 17.30

Istirahat                                      : pk. 11.30 – 13.00

c.       Hari Sabtu dan Minggu libur

2.      Jam kerja shift

Jam kerja shift berlaku bagi karyawan yang terlibat langsung dalam kegiatan produksi dan pengamanan pabrik. Jam kerja shift dapat diatur sebagai berikut:

a.       Shift pagi                       : pk. 07.00 – 15.00

b.      Shift sore                        : pk. 15.00 – 23.00

c.       Shift malam                    : pk. 23.00 – 07.00

Di PT. Pupuk Kujang terdapat empat kelompok shift, yaitu kelompok A, B, C, dan D. masing –masing kelompok bertugas selama dua hari pada jam kerja yang sama, kenudian pada hari berikutnya bergeser ke jan kerja berikutnya. Tetapi bila kelompok tersebut bekerja mlewati hari minggu, maka hari- hari kerjanyaditeruskan pada keesokan harinya pada jam kerja yang sama. Kelompok shift mendapat liburan dua hari setelah mereka bekerja pada shift sore, dan libur tiga hari bila melewati hari minggu. Sehingga tiap kelompok shift bekerja selama tujuh hari berturut- turut kemudian libur dua hari.

Setiap tahun diadakan tour around (TA) yaitu penghentian produksi untuk perbaikan dan pemeriksaan seluruh alat. Satu kali turn around memakan waktu kurang lebih dua minggu., sehingga pada prakteknya pabrik bekerja selama 330 hari/tahun.

c.       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 akhir bulan. Gaji ini meliputi tunjangan isteri, anak, kesehatan, perumahan dan lain- lain.

2.      Gaji tenaga harian lepas.

Untuk tenaga harian lepas, gaji diberikan mingguan, yaitu setiap hari sabtu. Besarnya gaji ini tergantung banyak sedikitnya jam kerja masing- masing karyawan.

Selain gaji rutin seperti tersebut diatas, setiap karyawan akan mendapat bonus keuntungan yang besarnya tergantung kepada laju produksi.

I.3.4. Sarana dan Prasarana

Untuk menunjang kesejahteraan karyawan beserta keluarganya, perusahaan menyediakan berbagai sarana dan prasarana yang dikelola oleh suatu yayasan. Sarana dan prasarana yang tersedia antara lain:

a.      Perumahan

Perusahaan menyediakan perumahan di dalam areal pabrik, dengan empat tipe rumah yang ditempati karyawan sesuai dengan jabatannya. Selain itu, ada pula perumahan karyawan diluar pabrik yang berupa perumahan BTN seperti di Pegadungan dan Sukaseuri. Untuk ini perusahaan memberikan bantuan uang kepada karyawan.

b.      Sekolah

Perusahaan juga membangun sekoalh untuk putra –putri karyawan, terdiri dari TK, SD, dan SMP dalam areal kompleks perumahan pabrik.

c.       Transportasi

Untuk mempermudah transportasi bagi karyawan dan keluarganya, perusahaan menyediakan armada bus untuk antar jemput karyawan, anak- anak sekolah maupun ibu- ibu yang akan pergi belanja ke pasar. Untuk dibangun  shekter- shelter untuk menunggu bus di sepanjang jalan dalam areal pabrik.

d.      Balai Kesehatan

Perusahaan memperhatikan juga masalah kesehatan, yaitu dengan membangun sebuah balai kesehatan yaitu mellayani karyawan dan keluarganya secara Cuma- Cuma.

e.       Masjid

Untuk sarana peribadtan, dibangun masjid Nahrul Hayat di tengah kompleks perumahan pabrik

f.       Sarana Olah Raga dan Rekreasi

Sebagai tempat hiburan bagi karyawan dan keluarganya, perusahaan menyediakan fasilitas- fasilitas olah raga antara lain :

1.    Lapangan sepak bola

2.    Lapangan tennis

3.    Lapangan volley

4.    Lapangan basket

5.    Lapangan soft ball

6.    Lapangan golf

7.    Kolam renang

8.    Gedung serba guan yang berisi lapangan bu;u tangkis, tennis meja dan bola sodok.

Rekreasi untuk karyawan diadakan setahun sekali secara bergilir, selama satu hari kerja dengan biaya transportasi cuma- cuma.

g.      Asuransi

Perusahaan menyediakan pula asuransi bagi karyawan. Setiap karyawan ditanggung oleh asuransi selama 24 jam selama jam kerja. Karyawan ditanggung oleh Asuransi Tenaga Kerja Jiwa Sraya.

I.4. Keselamatan Kerja

Masah keselamatan kerja sangat penting dalam pengoperasian pabrik, baik untuk melindungi keselamatan karyawan sendiri maupun demi keselamatan dan kelangsungan pabrik. Hal ini ditunjang dengan adanya Undang- Undang No. 1 tahun 1970 yang menetapkan bahwa setiap tenaga kerja berhak mendapat pekerjaan demi kesejahteraan hidup dan peningkatan produktivitas nasional. Untuk itu di PT. Pupuk Kujang dibentuk bagian Keselamatan Kerja dan Pemadam Kebakaran ( Fire and Safety Unit). Tugasdan wewenang badan ini adalah :

a.       Memberi ijin kerja kepada karyawan yang akan melakukan penggalian, pembongkaran, perbaikan alat, dan lain- lain.

b.      Mengawasi dan menegur orang- orang yang berada di lingkungan pabrik jika sekiranya melakukan tindakan yang membahayakan.

c.       Mengadakan latihan penanggulangan kecelakaan dan kebakaran sevara periodic bagi seluruh karyawan.

d.      Mengumandangkan safety talk atau peringatan kembali tentang peraturan  keselamatan kerja pada waktu- wktu tertentu.

e.       Menerbitkan majalah bulanan fire and safety.

Bagian ini juga memiliki sarana- sarana penunjang keselamatan  seperti:

a.       Ambulans

b.      Fire truck multi purpose

c.       Fire jeep fressure car

d.      Fire detector dan instrumennya

e.       Racun api

f.       Masker gas dan api

g.      Unit pengisi udara tekan

h.      Kotak PPPK

i.        Poster- poster keselamatan kerja

j.        Ruang kelas dan garasi tambahan untuk latihan

I.5. Uraian Singkat Proses

Secara garis besar, proses produksi di PT Pupuk Kujang dapat dibagi menjadi lima unit:

a.      Unit Utilitas

Unit  ini bertugas menyediakan segala kebutuhan proses, mulai dari mengolah bahan baku gas alam, air untuk proses, steam sampai pembangkit tenaga listrik dan pengolahan limbah. Unit utilitas dibagi menjadi subunit- subunit:

1.      Unit penolahan air

Unit ini mrngoalh air guna keperluan air pendingin sebanyak 573,4 m³/ jam, air minum dengan kapasitas 75 m³/ jam, air bebas mineral untuk umpan ketel di unit pembangkit uap dengan lapasitas 180 ton/jam, dan air untuk keprluan pemadam kebakaran.

2.      Unit pembangkit tenaga listrik

Unit ini bertugas menyediakan seluruh kebutuhan listrik di pabrik dan perumahan. Pembangkit listrik yang tersedia ada tiga yaitu:

§  Satu unit turbin generator Hitachi dengan daya 15 MW

§  Tiga unit diesel stand by generator

§  Satu unit diesel emergency generator dengan daya 375 kW

Pabrik ini juga memakai listrik dari PLN sebagai cadangan

3.      Unit pembangkit steam

Unit ini memiliki tiga unit boiler yang satu unit waste heat boiler dengan kapasitas 90,7 ton/jam dan dua unit package boiler dengan kapasitas sebesar 102 ton/jam.

4.      Unit pemisahan udara

Unit ini bertugas memproduksi nitrogen dalam bentuk cairan dan gas serta oksigen dalam bentuk gas. Tetapi untuk saat ini hanya memproduksi nitrogen.

b.      Unit Ammonia

Unit ini menghasilkan ammonia dengan kapasitas terpasang 1200 MT/hari, disamping juga menghasilkan karbon dioksida dan hydrogen. Unit ammonia dapat dibagi menjadi beberapa sub unit, yaitu:

1.      Unit pemurnian gas alam

2.      Unit pembuatan gas sintesis

3.      Unit pemurnian gas sintesis

4.      Unit sintesa ammonia

5.      Unit pemurnian dari refrigerasi

6.      Unit hydrogen recovery

c.       Unit Urea

Unit ini bertugas mereaksikan ammonia dan karbondioksida yang dihasilkan oleh unit ammonia sehingga menjadi urea butiran. Kapasitas terpasang unit urea ini adalah 1.725 MT/ tahun. Unit ini dapat dibedakan menjadi subunit- subunit:

1.      Unit  sintesa urea

2.      Unit dekomposisi

3.      Unit recovery

4.      Unit kristal dan pembutiran

d.      Unit Pengantongan

Unit ini bertugas memasukkan butiran urea kedalam kemasannya yang berupa karung plastic dengan berat masing- masing 50 kg. unit ini juga menangani masalah penyimpanan pupuk urea sebelum dipasarkan

I.6. Pengembangan Perusahaan

PT. Pupuk Kujang telah mengadakan perluasan dan pembangunan pabrik dalam rangka pengembangan usaha. Usaha ini dilakukan untuk menunjang program pemerintah untuk menumbuhkan usaha keterkaitan industri dari meningkatkan eksport hasil industri. Pabrik- pabrik tersebut adalah:

a.      Pabrik Asam Formiat

Pabrik ini dikelola oleh PT. Sintas Kurama Perdana Asam Formiat banyak digunakan dalam industri teksril, karet dan kulit. Bahan baku pabrik ini adalah karbonmonoksida yang dikirim dari unit cosorb di pabrik ammonia. Pabrik ini diresmikan oleh Presiden Soeharto pada tanggal 19 November 1988. Produk pabrik berupa asam formiat 90% dengan kapasitas sebesar 11.000 ton/ tahun

b.      Pabrik Gasket

Pabrik ini dikelola oleh PT. Kuniseal Nusantara dengan kapasitas 2.260 ton/ tahun. Gasket banyak digunakan untuk keperluan industri automotive, industri kimia, industri perkapalan, dan lain- lain. Tujuh puluh persen dari produk yang dihasilkan diekspor ke luar negeri, terutama Jepang. Gasket yang dihasilkan adalah jenis joint sheet, steel bestos, dan spiral wound. Pabrik ini mulai berproduksi pada bulan April 1989.

c.       PabrikKatalis

Katalis sangay diperlukan dalam industri kimia seperti industri pupuk dan pengolahan minyak. Pabrik katalis di PT. Pupuk KUjang ini dikelola oleh PT. Kujang United Catalyst. Kapasitas produksinya sebesar 1.100 ton/ tahun. Jenis katalis yang dihasilkan adalah katalis HTS (C-2), katalis LST (C-18), ZnO guard chamber (c-7) kualitas primary reformer (c-11), dan katalis secondary reformer (C-14).

d.      Pabrik Ammonium Nitrat

Ammonium nitrat  banyak digunakan sebagai bahan baku pembuatan bahan peledak. Bahan baku pembuatan ammonium nitrat adalah ammonia dan asam sitrat. Ammonium diperoleh dari PT. Pupuk Kujang sedangkan aam nitrat diproduksi sendiri. Kapasitas produksinya sebesar 26.000 MT/ tahun untuk ammonium nitrat dan 55.000 MT/tahun untuk asam nitrat. Pemasaran ammonium nitrat adalah 16.000 MT untuk dalam nmegeri dan 10.000 MT untuk dieksport. Pabrik mulai berproduksi pada bulan  Oktober 1990 dan dikelola oleh PT. Multi Nitrotama Kimia.

e.       Pabrik Hidrogen Peroksida

Pabrik ini dikelola oleh PT. Peroksida Indonesia Pratama. Bahan baku yang dipaskai adalah gas nitrogen yang diperoleh dari hasil pemurnian gas buang pabrik ammonia. Produk berupa H₂O₂ dengan kadar 50%, dengan kapasitas 16.000 ton.tahun.

f.       Proyek Kujang IB

Proyek ini bertujuan membangun pabrik pupuk urea untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri dan ekspor. Kapasitas pabrik ini direncanakan sama dengan kapasitas yang sudah ada sekarang yaitu  sebasar  570.000 ton.tahun. proses yang akan digunakan adalah proses hemat energi.

g.      Kawasan Industri Kujang Cikampek (KIKC)

KIKC adalah kawasan industri yang berada di lingkungan PT. Pupuk Kujang dengan luas area 377,5 ha. PT. KIKC didirikan sesuai dengan kepres No. 53/1989 tentang kawasan industri yang dilengkapi dengan kawasan industri berkait. Di kawasan ini telah berdiri beberapa pabrik, yaitu pabrik asam formiat, pabrik katalis, pabrik kemasan plastic, pabrik gasket, pabrik hydrogen peroksida, pabrik ammonium nitrat, pabrik CS₂, pabrik CMC dan lain-lain. Masih tersedia pula lahan siap pakai untuk pabrik- pabrik baru. Fasilitas yang ada KIKC antara lain air bersih, listrik, transportasi, poliklinik, plant service, sarana olah raga, dll. Plant service meliputi penydiaan jasa yang diperlukan guna memperoleh perijinan pabrik, import bahan baku, maupun eksport produksi.

h.      Industri Peralatan Pabrik

Selain anak perusahaan tersebut diatas, sudah berjalan industri peralatan pabrik di PT. Pupuk Kujang. Berdasarkan teknologi dan peralatan yang dimiliki, industri peralatan pabrik tersebut telah dapat membuat bermacam- macam tipe peralatan pabrik seperti Pressure vessel, Heat Exchanger, Reaktor, drum, maupun tangki. Selain memenuhi kebutuhan sendiri juga menerima permintaan pembuatan peralatan industri dari pabrik lain, misalnya industri kertas, perminyakan maupun industri kelapa sawit. Rancangan dan fabrikasi yang dilakukan terhadap peralatan  yang dibuat mengikuti standar Internasional sesuai permintaan pemesan seperti: API, ASME, TEMA, Ansi. Selain itu juga memperhatikan peraturan pemerintah Indonesia yang berlaku sehingga mutu dan kualitas peralatan betul- betul dapat diandalkan.

i.        Pabrik Cosorb

Pabrik ini bertugas memungut dan memurnikan gas CO dari gas yang keluar dari secondary reformer 103-D. gas CO murni yang dihasilkan  digunakan sebagai bahan baku di pabrik asam formiat. Kapasitas produksinya adalah 790 N/m³/ jam CO murni, dengan  produk samping hydrogen rich gas sebanyak 5447 Nm³/jam. Proses yang dipakai adalah proses Cosorb Kinetica Technologi International (KTI) dari USA, yang dapat dibagi menjadi tiga unit proses yaitu:

1.      Unit Pretreatment

2.      Unit Proses Csorb

3.      Unit Pengolahan Akhir Produk dan Recovery Cosorb Solvent

BAB II

                        UNIT UTILITAS

Pabrik utilitas ini berfungsi untuk menyediakan bahan- bahan baku dan penunjang untuk kebutuhan pada system produksi di seluruh pabrik Pupuk Kujang seperti air bersih, air proses, steam, tenaga listrik, udara bertekanan, nitrogen, oksigen, air pendimgin dan air proses. Kebutuhan ini dihasilkan oleh unit- unit :

1.    Unit Water Intake

2.    Unit Pengolahan Air

3.    Unit Demineralisai Air

4.    Unit Pembangkit Steam

5.    Unit Pembangkit Listrik

6.    Unit Pemgolahan  Air Pendingin

7.    Unit Udara Instrumen dan Udara Pabrik

8.    Unit Pengolahan Air Buangan

II.1.    Unit Water Intake

Water Intake untuk pabrik Pupuk Kujang di ambil dari sungai Citarum dan down stream turbin Waduk Jatiluhur di Purwakarta. Station pompa Water Intake ada tiga buah yaitu :

1)      Water Intake Parung Kadali

Parung Kadali adalah station pompa yang berada di desa Parung Kadali dan mempunyai tiga buah pompa MP I, MP II dan MP III ( Main Pump 3001 JA/JB/JC ) dengan kapasitas masing- masing 5500 gpm dan penggerak motor dengan daya 500 HP/ 2300 V. Serta dua buah pompa Auxilliary ( AP I dan AP II) untuk membantu apabila level  sungai turun dan tidak bisa turun ke basin penampungan, dengan kapasitas pompa 3700 gpm dan penggerak motor dengan daya  125 HP / 440 V. Tenaga listrik yang digunakan berasal dai PLN adalah 6000 V sehingga diperlukan trafo step down untuk menambah menjadi 2300 v. Tenaga listrik cadangan diperoleh dari dua buah genset dengan kapasitas masing- masing 750 KW/440 V, untuk menyesuaikan tegangan yang diperlukan maka dinaikkan melalui trafo step up menjadi 2300 V. Untuk suction pompa diambil dari aliran sungai Citarum

2)      Water Intake Cikao

Cikao adalah station pompa yang berada di desa Cikao/ Jatiluhur Purwakarta. Dilengkapi dengan dua buah pompa MPA dan MPB dengan kapasitas pompa masing- masing 5500 gpm. Tenaga listrik yang digunakan berasal dari PLN tegangan 6000  V dengan trafo step down 2300 V dan sebagai tenaga cadangan dipergunakan sebuah genset kapasitas 750 KW. Untuk suction pompa diambil daro aliran down steam turbin waduk Jatiluhur.

3)      Kolam Emergensi ( Kolam 8 )

II.2.    Unit Pengolahan Air

Air bahan aku tersebut masih mengandung partikel- partikel halus, lumpur, dan kotoran lain, karena itu perlu diolah lebih dahulu sebelum digunakan. Mula- mula air dimasukkan ke premix tank dengan debit 900 m³/ jam, dimana ditambahkan bahan- bahan kimia sambil diaduk dengan putaran tinggi.

Bahan- bahan kimia yang ditambahkan antara lain :

a.       Alum yang berfungsi sebagai flokulan

b.      Coagulant aid, untuk menggimpalkan kotoran

c.       Caustic soda, sebagai pengatur pH supaya berkisar antara 6,4- 6,7

d.      Kalsium hipoklorit atau Cl₂ cair, sebagai desinfektan

Air bersama dengan flok- flok halus yang terbentuk kemudian dialirkan ke clarifier.

Di clarifier air diaduk pada putaran rendah supaya kotoran  yang ada mengendap karena gaya  gravitasi. Endapan lumpur yang dibentuk di blow down, sedangkan over flow dialirkan ke clear well.

Clear well berfungsi sebagai tempat penampungan sementara sebelum air di masukkan ke sand filter. Untuk menjaga supaya pH air konstan, kedalam air yang masuk ke dalam clear well ditambahkan larutan soda. Antara clear well dan premix well dihubungkan dengan suatu pipa by pass yang digunakan bila clarifier tidak berfungsi sebagaimana mestinya.

Sand filter bertugas menyaring partikel- partikel halus yang masih terbawa aliran air dari clear well. Sand filter yang digunakan di unit ini adalah tipe rapid pressure horizontal sand filter berjumlah enam buah dan bekerja secara parallel. Pencucian  dilakukan bila pressure drop yang terukur melebihi batas toleransi, dan dilakukan secara lawan arah ( backwash )

Air yang keluar dari sand filter dibagi menjadi dua aliran dan ditampung dalam dua buah tangki. Yaitu :

a.       Filtered water storage tank, yang digunakan untuk menampung air bersih guna keperluan make up air pendingin, air hidran dan air umpan katel (boiler feed water)

b.      Portabel water storage tank, yang digunakan untuk menampung air untuk keperluan sehari- hari di pabrik dan di pemukiman. Air ini masih harus di injeksi dengan Ca-hypoclorite sebagai desinfektan

II.3.    Unit Demineralisasi Air

Unit ini bertugas menghilangkan mineral yang dapat membahayakan proses di unit- unit produksi lain. Mineral yang dihilangkan antara lain Ca³⁺, Mg²⁺, Na⁺, HCO₃, SO₄^2-, dan Cl^-.

Mula- mula dari filtered water storage tank dimasukkan ke carbon filter yang berupa vessel vertical berisi karbon aktif untuk dihilangkan klorin, baud an warnanya. Air yang keluar diharapkan mempunyai pH sekitar 7,0- 7,5.

Selanjutnya air dimasukkan ke cation exchanger yang berisi resin untuk dihilangkan ion- ion positifnya. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut :

Mⁿ⁺      +          nRH                            RnM    +          nH⁺

Ion logam Mⁿ⁺ digantikan oleh ion H⁺ dari resin sehingga air yang dihasilkan akan bersifat asam dengan pH 3,2 – 3,3. apabila pH air yang keluar melebihi batas  yang diperbolehkan, berarti resin yang telah ada telah jenuh dan perlu diregenerasi. Regenerasi dilakukan dengan mengalirkan larutan asam sulfat sehingga ion H⁺ dari larutan asam sulfat akan menggantikan Mⁿ⁺ dalam resin, dan resin akan segera kembali.

Untuk menghilangkan ion negative dalam air, digunakan anion exchanger. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut:

X^n-       +          nROH                                     RnX    +          nOH^-

Air yang keluar dari anion exchanger mempunyai pH sekitar 8,6 - 8,9. Regenerasi dilakukan dengan menambah larutan NaOH

Untuk menyempurnakan demineralisasi, digunakan mixed bed polisher yang berisi resin penukar anion dan kation sekaligus. Air yang keluar dari sini diharapkan mempunyai pH 6,1 – 6,2. Air ini ditampung dalam demineralized water storage tank sebelum dikirim ke unit pembangkit steam.

II.4.    Unit Pembangkit Steam

Kebutuhan steam dipabrik dipenuhi oleh pabrik utilitas dan pabrik ammonia. Pabrik utilitas menghasilkan  middle pressure dan low pressure steam, sedangkan pabrik ammonia menghasilkan high pressure steam.

Air yang akan dijadikan steam harus memenuhi beberapa syarat agar boiler tidak cepat rusak, karena itu perlu diolah lebih lanjut sebelum diumpankan ke boiler. Air hasil demineralisasi masih mengandung gas- gas yang terlarut seperti O₂ dan CO₂ yang dapat menyebabkan korosi. Penghilangan gas ini dilakukan dengan cara stripping deaerator. Kondisin operasi di deaerator mempunyai suhu 150⁰C dan tekanan 0,60 kg/cm². kedalam deaerator dimasukkan bahan- bahan kimia sebagai berikut :

a.       Larutan ammonia untuk menaikkan pH

b.      Hidrazin untuk mengikat O₂

c.       Fosfat sebagai pencegah terbentuknya kerak yang keras

Air yang keluar dari deaerator diharapkan mempunyai pH 8,5- 9,5 dengan suhu sekitar 112,5 ⁰C dan siap pakai sebagai umpan ketel.

Di pabrik Utilitas terdapat tiga buah boiler yang akan menghasilkan steam bertekanan sedang sebagai penggerak turbin. Jenis boiler ada dua, yaitu :

a.       Waste heat boiler, yang dapat memenuhi 45 % dari keperluan steam. Kapasitas boiler ini 90,7 ton/jam dan beroperasi pada suhu 397⁰C dan tekanan 42,3 kg/cm³. media pemanas yang digunakan adalah sensible dari exhaust gas turbin Hitachi, dan dipanaskan lagi oleh panas pembakaran gas alam.

b.      Package boiler sebanyak dua buah, yang memenuhi 55% dari kebutuhan steam, dengan kapasitas 102 ton/jam. Kondisi operasinya adalah suhu 399⁰C dan tekanan 42,2 kg/cm². Panas diperoleh dari panas pembakaran alam. Kebutuhan gas alam di waste heat boiler hanya setengah dari kebutuhan di package boiler, karena adanya panas sensible dari exhaust gas turbine Hitachi.

Untuk menghasilkan steam bertekanan rendah ada tiga macam cara, yaitu :

a.       Ekspansi steam yang bertekanan rendah keluar dari turbin

b.      Flashing dan blow down dari steam drum dan mud drum pada boiler

c.       Reducing steam bertekanan sedang melalui valve- valve.

Steam bertekanan sedang ini digunakan untuk keperluan stripping.

Steam bertekanan tinggi (high pressure steam) diproduksi di pabrik ammonia dengan memanfaatkan panas dari secondary reformer yang suhunya sekitar 300 ton/jam dengan tekanan 105 kg/cm²

II.5.    Unit Pembangkit Listrik

Sumber listrik yang tersedia di pabrik PT. Pupuk Kujang ada empat, tiga berasal dari pabrik utilitas sendiri, sedangkan yang satu berasal dari PLN. Sumber pembangkit listrik tersebut adalah :

a.       Gas turbin generator yang mampu menghasilkan listrik 13,8 KV dengan daya 15 MW. Generator ini merupakan sumber listrik utama dan pada kondisi normal akan mengkonsumsi gas alam sebanyak 3.700 Nm³/ jam.

b.      Stand by generator sebanyak tiga buah berupa diesel engine yang mampu menghasilkan listrik 480 KV dan daya 3x750 KW. Generator ini banyak digunakan bila kedua sumber listrik di atas mengalami gangguan.

c.       Sebuah diesel emergency generator dengan kapasitas 375 KW yang akan langsung berfungsi apabila aliran listrik tiba-tiba mati.

Pada operasi normal hanya satu sumber listrik yang dipakai yaitu gas turbine generator Hitachi. Untuk pemakaian listrik ini perlu diturunkan lebih dahulu tegangannya dengan transformator sehingga menjadi 13,8 KV dan sebelum didistribusikan  diubah lagi sesuai dngan kebutuhan.

II.6.    Unit Pengolahan Air Pendingin

Air pendingin untuk keperluan alat- alat penukar panas harus memenuhi beberapa persyaratan, antara lain :

a.       Tidak korosif

b.      Tidak menimbulkan kerak

c.       Tidak mengandung mikroorganisme yang menimbulkan lumut

Untuk memperoleh air dengan kriteria seperti tersebut diatas, maka air daru filtered water storage tank perlu ditambah dengan bahan- bahan kimia seperti :

a.       Asam sulfat atau sodium hidroksida untuk mengukur pH

b.      Fosfat sebagai pencegah timbulnys korosi

c.       Klor untuk membunuh mikroorganisme

d.      Betz 445 sebagai deposite control agent

Setelah ditambah dengan bahan- bahan kimia ini, air telah siap dipakai sebagai air pendingin.

II.7.    Unit  Pengolahan Udara Instrumen dan Udara Pabrik

Unit ini bertugas menghasilkan udara  tekan kering untuk keperluan proses pabrik (plant air) dan udara instrument (instrument air). Udara pabrik diperoleh dengan cara mengkompresikan udara luar sampai tekanannya menjadi 7 kg/cm². udara ini digunakan untuk blanket, pembersihan alat –alat dan sebagainya. Udara instrument diperolaeh dengan mengeringkan udara oabrik dalam suatu silica gel drier sehungga memiliki dew point 40⁰C dan bebas debu dan minyak. Udara instrument dipakai sebagai penggerak pneumatic valve, dan biasanya mempunyai tekanan 9  kg/cm².

II.8.    Unit Pengolahan Air Buangan

Limbah cair hasil buangan proses masih mengandung zat- zat yang dapat mencemari lingkungan karena itu masih diolah terkebih dahulu sebelum dibuang ke sungai. Limbah cair tersebut adalah :

a.       Air sisa regenerasi resin yang mengandung asam dan basa

b.      Air buangan sanitasi

c.       Air bocoran pompa dan kompresor yang mengandung minyak

d.      Air dari clarifier dan sand filter yang berlumpur

e.       Air kondensat yang mengandung senyawa NH₃

II.8.1.    Pengolahan Air Sisa Regenerasi

Pada regenerasi resin jenuh, digunakan larutan asam sulfat dan caustic soda, sehingga air sisa masih mengandung asam dan basa. Sebelum dibuang air ini dinetralkan lebih dahulu dalam kolam netralisasi. Air yang keluar dari kolam  diharapkan mempunyai pH sekitar 6,9 – 7,2 dan sudah tidak membahayakan lingkungan.

II.8.2.    Pengolahan aAir Buangan Sisa Sanitasi

Air buangan sanitasi yang berasal dari seluruh toilet di pabrik, dikumpulkan dan diolah dalam unit sanitasi dengan menggunakan Lumpur aktif dan desinfektan Ca-hypoklorit

II.8.3.    Pengolahan Air Berminyak

Air yang berasal dari buangan pelumas pada pompa, kompresor dan alat- alat lain masih mengandung minyak. Air berminyak ini diolah dalam alat yang disebut oily water separator, yang prinsip kerjanya berdasarkan perbedaan berat jenis air dan minyak. Minyak yang berat jenisnya lebih kecil akan berada di lapisan atas, sedangkan air di lapisan bawah. Air yang dikeluarkan melalui bagian bawah separator, sedangkan minyaknya dikirim ke burning pit untuk dibakar.

II.8.4.    Pengolahan Air Berlumpur

Air hasil buangan dari clarifier dan sand filter perlu diendapkan dahulu lumpurnya sebelum dibuang ke sungai, karena Lumpur mempercepat pendangkalan sungai. Air berlumpur ioni dimasukkan ke dalam kolam pengendapan, sehingga Lumpur akan mengendap sedangkan airnya diendapkan ke sungai.

II.8.5.    Pengolahan Air Yang Mengandung Ammonia

Air ini diolah dalam alat yang disebut ammonia removal. Air ini masuk dalam puncak kolam sedangkan dari bawah kolam dialirkan steam bertekanan rendah untuk menstripping ammonia. Gas yang mengandung ammonia dibuang ke udara luar melalui bagian atas kolam, sedangkan air yang sudah bebas ammonia dibuang ke sungai. Semua air buangan yang telah diolah dikumpulkan dalam suatu  tempat penampungan yang disebut equalization pond, dimana air analisa secara rutin sebelum dibuang ke sungai Cikaranggelam.

BAB III

UNIT AMMONIA

Seksi ammonia bertugas mereaksikan gas alam, steam, dan udara menjadi ammonia. Seksi ini juga menghasilkan karbondioksida dan hydrogen. Untuk kapasitas penuh ( 100% ), pabrik ini memproduksi 1000 ton/ hari ammonia cair dan 1240 ton/ hari gas CO₂. adapun tahap- tahap proses pembuatan ammonia adalah sebagai berikut :

a.       Unit Pemurnian Gas Alam

b.      Unit Pembuatan Gas Sintesa

c.       Unit Sintesa Ammonia

d.      Unit Pemurnian dan Refrigerasi Ammonia

e.       Unit Hidrogen recovery

III.1. Unit Pemurnian Gas Alam

Gas alam yang digunakan oleh PT. Pupuk Kujang diambil dari tiga sumber gas alam yaitu dari Offshore Arco, L. Parigi di pantai Cilamaya, dan Mundu di Indramayu. Komposisi tiga gas alam tersebut berbeda- beda. Kandungan sulfur untuk ke tiga sumber gas alam tersebut adalah :

H₂S         : 30 ppmv (max)

RSH       : 5 ppmv (max)

Sedangkan gas alam yang masuk pabrik memiliki tiga komposisi mendekati table berikut ini

Tabel 1. Komposisi gas alam yang masuk pabrik

Komposisi	% Mol
N2	1,18
CO2	1,1
CH4	92,776
C2H6	2,695
C3H8	0,542
(I+n)C4H10	0,218
(I+n)C5H12	0,213
H2	0,401
Ar	0,005
Jumlah	100

Kandungan senyawa sulfur: 2,035 ppmv. Sebelum dipakai untuk membuat gas sintesis, gas ala mini harus mengalami proses pemurnian lebih dahulu yaitu, proses pemisahan debu dan fraksi berat, penghilangan merkuri, dan penghilangan sulfur.

III.1.1. Pemisahan Debu dan Fraksi Berat

Debu maupun tetes- tetes cairan seperti hidrokarbon fraksi berat dapat mengganggu jalannya proses, maka perlu dihilangkan. Gas alam yang akan masuk pabrik mula- mula dimasukkan ke knock out drum 116-F pada tekanan 14,7 kg/cm², agar partikel halus dan tetes cairan terpisah. Cairan dan partikel halus ini dikeluarkan melalui control level otomatis dibagian bawah drum, kemudian dikirim ke burning pit untuk dibakar. Gas alam yang keluar dari 116-F selanjutnya dibagi menjadi dua, sebagian digunakan menjadi bahan baker di auxiliary biler dan start up header primary reformer, sebagian lagi mengalami pemurnian lebih lanjut di mercury guard chamber 109-D.

III.1.2. Penghilangan Merkuri

Penghilangan mercury yang meracuni katalisator di alat proses berikutnya dapat dikurangi dengan reaksi :

Hg          +          S                                              HgS

Di dalam mercury guard chamber, diimpregnasikan pada karbon aktif.  Tekanan gas yang  keluar masih belum cukup tinggi agar gas dapat mengalir ke dalat-alat berikutnya, maka gas ditekan dengan feed gas compressor 102-J sehingga tekanannya mencapai 43 kg/cm² dan suhunya sekitar 146⁰C. kompresor ini digerakkan oleh turbin uap 102-JT. Sebagian gas alam yang keluar kompresor dialirkan ke feed gas compressor kick back cooler chamber, dan dikembalikan lagi ke kompresor. Hal ini dilakukan untuk mencegah terjadinya kekurangan gas di kompresor, yang dapat menyebabkan rusaknya kompresor karena kekurangan beban. Gas yang keluar selanjutnya dikirim ke feed preheat coil di seksi konveksi primary reformer.

III.1.3. Desulfurisasi

Belerang merupakan racun bagi katalis di primary reformer dan secondary reformer. Peghilangan belerang dilakukan dua kali, yaitu di cobalt moly hydroteater 101-D dan zinc oxide guard chamber 108-D.

Di cobalt moly hydroteater, senyawa belerang direaksikan dengan gas hydrogen menjadi H₂S seperti reaksi berikut:

RSH    +          H₂                                            RH      +          H₂S

RSR    +          2H₂                              RH      +          R’H     +          H₂S

Hydrogen sebagai reaktan diperoleh dari recycle gas sintesis, yang dimasukkan ke cobalt moly hidroteater bersama- sama dengan gas alam yang telah dipanaskan di primary reformer. Gas alam perlu dipanaskan karena reaksi diatas dapat berjalan dengan baik apabila suhunya berkisar 400⁰C. Cobalt  moly hydroteater terdiri dari dua packed bed berisi katalis cobalt molybdenum sebanyak 28,3 m³. Kadar CO₂ yang tidak boleh melebihi 5% karena dapat menyebabkan reaksi eksothermis berikut ini:

CO₂     +          H₂                               CO      +          H₂O     +165kJ/mol

CO      +          3H₂                              CH₄     +          H₂O     +206,2 kJ/mol

Panas yang timbul dari reaksi tersebut dapat menaikkan suhu tersebut di katalis dan menyebabkan katalis rusak. Suhu gas keluar sekitar 393⁰C dan tekanan 37,7 kg/cm².

Gas ini dimasukkan ke dalam zinc oxide guard chanber 108-D yang berisi katalis sebanyak 28,3 m³. Terjadi reaksi antara H₂S dan ZnO sebagai berikut:

H₂S      +          ZnO                                         ZnO     +          H₂O

Suhu gas keluar sekitar 391⁰C dan tekanannya 37,7 kg/cm². Gas diumpankan ke mix feed primary reformer.

III.2. Unit Pembuatan Gas Sintesis

Unit ini bertugas membuat gas sintesis, yaitu H₂ dan N₂  dengan perbandingan mol 3:1 sebagai umpan ammonia converter. Mula- mula gas alam akan mengalami reformasi menjadi CO,CO₂, dan H₂, kemudian gas CO yang dikonversi menjadi CO₂.

III.2.1. Proses Reforming

Reaksi yang terjadi di primary reformer 101-B adalah reaksi pembentukan hydrogen dari senyawa hidrokarbon dan steam. Gas alam yang keluar dari zinc oxide guard chanber dicampur dengan  steam dan dipanaskan dengan mix feed preheater coil di seksi konveksi primary reformer. Gas yang keluar diharapkan mempunyai suhu 483⁰C dengan tekanan 36,8 kg/cm² dan siap dimasukkan ke dalam tube- tube katalis di seksi radiant. Di primary reformer ini terdapat 9 baris tube katalis yang masing- masing terdiri dari 42 tube. Tube- tube katalis terdiri dari campuran logam, terdiri dari 25 % chrome, 35% nikel, 1,225 niobium dengan diameter tube 3 inch. Katalis yang dipakai adalah nikel okside. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut:

CH₄     +          H₂O                             CO      +          3H₂      -49,3 kcal/mol

CO      +          H₂O                             CO₂     +          H₂        +9,8 kcal/mol

Reaksi keseluruhan adalah endothermic. Panas yang dibutuhkan disuplai oleh panas pembakaran gas alam diluar tube. Reaksi pembakaran tersebut dapat dituliskan sebagai berikit:

CH₄     +          2O₂                              CO₂     +          2H₂O   +9,8 kcal/mol

Burner- burner fuel gas ini terletak diantara dua baris tube katalis. Ada 10 baris burner masing- masing terdiri dari 20 burner.

Gas alam dan steam yang masuk ke primary reformer diatur supaya perbandingan mol S : C = 5 : 1, karena jika steam kurang akan terjadi reaksi samping sebagai beriktu :

CH₄                             C         +          2H₂      +Q

2CO                            C         +          CO₂     -Q

Karbon yang terbentuk dapat melapisi permukaan katalis sehingga  keaktifannya berkurang, selain itu juga mengganggu perpindahan panas pada tube yang dapat menyebabkan overheating. Perbandingan mol S:C ini diatur oleh suatu alat  yang disebut ratio relay (RRI)

Gas yang bereaksi melalui 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 melaui suatu pipa besar  yang disebut transfer line. Suhu gas keluar sekitar 810-815⁰C dengan tekanan 32,5 kg/cm². untuk melindungi transfer line, dipasang jacket water sebagai pendingin. Gas CH₄  yang lolos dari primary reformer diharapkan kurang dari 10%.

Sedangkan gas hasil pembakaran (fuel gas) yang suhunya makin tinggi dihisap oleh induced draft melaui seksi konveksi, dimana panasnya dimanfaatkan untuk memanaskan umpan gas alam, udara untuk secondary reformer, boiler feed water, dan superheated steam untuk power generator. Dari seksi konveksi, flue gas ini dibuang ke udara melaui suatu cerobong (slack). Suhu gas buang ini masih sekitar 250⁰C.

Tugas secondary reformer adalah melanjutkan reaksi reforming. Reaksi  yang terjadi sama dengan reaksi yang terjadi di primary reformer, tetapi panas yang diperlukan diperoleh dari pembakran langsung dengan udara didalam reaktor. Gas dan campuran udara steam masuk ke secondary reformer secara terpisah dari bagian atas. Secondary reformer terbagi atas dua bagian, yaitu bagian atas yang disebut mixing zone atau combustion zone. Reaction zone berupa packed bed yang terdiri atas 3 buah bed katalis nikel oksid yang berbeda- beda komposisinya.

Gas dan udara dicampur dalam mixing zone, dimana terjadi reaksi pembakaran ebagai berikut:

CH₄       +          2O₂  ----------->     CO₂     2H₂O   +191,7 kcal/mol

2H₂      +          O_{2<---------------------->}                                2H₂O   +          57,8 Kcal/mol.

Panas pembakaran ini digunakan untuk reaksi reforming di bed katalis. Suhu gas di bed pertama sekitar 1100-1200⁰C dan tekanannya 32,5 kg/cm². Kadar CH₄ dalam gas yang keluar dari secondary reformer ini tinggal kira- kira 0,3%.

Udara yang masuk ke secondary reformer berfungsi juga sebagai pensuplai N₂, maka perbandingan mol udara dan gas alam harus diatur supaya H₂ dan N₂ yang keluar mempunyai perbandingan mol yang cocok sebagai umpan ammonia converter  yaitu 3 : 1. Gas panas yang keluar dari secondary reformer dimanfaatkan untuk memproduksi steam bertekanan tinggi ( sekitar 105 kg/cm²) di waste heat boiler 101-CA/CB dan 102-C sehingga suhu gas keluar turun menjadi 343-347⁰C. Temperatur ini adalah temperature yang sesuai untuk reaksi di high temperature shift converter 104-D. sebagian kecil dari gas ini, yaitu sekitar 2-3% dikirim ke pabrik cosorb untuk dimurnikan CO-nya.

III.2.2. Shift Converter

Untuk memproduksi urea, diperlukan bahan baku NH₃  dan gas CO₂, karena itu gas CO yang ada perlu diubah  menjadi CO₂. Tugas mengkonversi gas CO menjadi CO₂  ini dilakukan olh alat yang disebut shift converter 104-D. reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut :

CO      +          H₂O                             CO₂     +          H₂        +9,8Kcal/mol

Reaksi ini eksothermis sehingga konversi  ke kanan yang mengkonversi gas CO menjadi CO₂ akan bertambah konversinya apabila temperature diturunkan. Tetapi kecepatan molekul- molekul yang bertumbukan untuk bereaksi akan berkurang bila suhu diturunkan, sehingga kecepatan reaksi juga akan berkurang. Untuk mengatasi masalah tersebut maka shift converter dibagi menjkadi dua bagian, yaitu bagian atas yang disebut high temperature shift converter dan di bagian bawah yang disebut low temperature shift converter.

High temperature shift converter (HTS) berfungsi untuk mempercepat reaksi. Katalis yang dipakai Fe-Cr berbentuk tablet dengan volume 54,9 m³. Suhu yang masuk sekitar 368⁰C dengan tekanan 31,4 kg/cm². Gas keluar pada suhu 433⁰C dan tekanan 30,3 kg/cm². gas yang masih cukup tinggi suhunya ini digunakan untuk membangkitkan steam di shift effluent waste-heat boiler 103-C dan memanaskan gas umpan methanator 106-D di methanator feed heater 104-C.

Low temperature shift converter (LTS) berfungsi unruk memperbesar konversi. Katalis yang digunakan adalah Cu sebanyak 66 m³. Gas yang keluar di LTS mempunyai suhu sekitar 232⁰C dan tekanan 28,8 kg/cm². Gas ini selanjutnya dikirim ke unit pemurnian gas sintesis.

III.2.3. Unit Pemurnian Gas Sintesis

Unit ini bertugas menyiapkan bahan baku untuk ammonia converter, yang berupa gas N₂ dan H₂ sehingga gas- gas lain yang ada harus dipisahkan lebih dahulu. Gas CO₂ dibutuhkan untuk pembuatan urea sehingga gas ini diambil dengan cara diserap dengan larutan penyerap, kemudian di-stripping sehingga diperoleh gas CO₂ yang sipa untuk umpan reaktor sintesa urea. Gas CO dan CO₂ sisa dapat menyebabkan reaksi katalis di ammonia converter, maka dari itu perlu diubah menjadi CH₄ yang tidak merusak katalis.

III.2.4. Pengambilan Gas Karbon Dioksida

Gas yang keluar dari LTS dimasukkan ke CO₂ absorber 1101-E melalui sparger di bagian menara. CO₂ absorber ini tersusun dari empat buah bed berisi empat buah bed berisi tumpukan slotted ring. Larutan penyerap yang digunakan adalah low heat beanfield yang terdiri dari:

a.       Kalsium karbonat (K₂CO₃) yang berfungsi sebagai absorbent dan desorbent CO₂, dengan kadar 30-35% berat.

b.      Dietanol amin (DEA) untuk membantu absorbsi dan desorbsi CO₂ dan menurunkan tekanan.

c.       Kalium vanadat (KVO₃) sebanyak 0,5-0,6% berta, sebagai V⁵⁺ yang dapat melapisi permukaan menara absorber dan menjadi corrosion inhibitor.

d.      Ucon sebanyak 1-2 ppm sebagai antifoam.

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:

            CO₂                 +          H₂O                                         H₂CO₃

            H₂CO₃             +          CO₃⁼                                        2HCO₃

            2HCO₃                                +             K₂CO₃                                     CO₃     +          2KHCO₃

            CO₂                 +          H₂O     +          K₂CO₃                                     2KHCO₃

Reaksi absorbsi ini adalah reaksi eksothermis.

Larutan beanfield 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.

Larutan lean benfield adalah larutan yang sama sekali tidak mengandung CO₂. larutan ini berasal dari stripper 1102-E yang didinginkan lebih dahulu dalam cooler 1107-C sebelum dipompa oleh 1110-JA/JB/JC ke puncak absorber sebanyak 370 ton/ jam.

Larutan semi lean benfield adalah larutan yang masih mengandung CO₂ larutab ini berasal dari bagian tengah stipper, sebelum dipompa dengan pompa 1107/JA/JB/JC ke bagian tengah absorber. Larutan semi lean benfield dimasukkan kedalam single stage semi lean benfield  dengan sebuah ejector yang bertujuan untuk mereduksi energi pada pemisahan CO₂. larutan mengalir pada kondisi normal sebanyak 1100 ton/ jam.

Gas dari LTS yang masuk dari bagian bawah absorber akan berkontak dengan larutan semi lean benfield yang akan menyerap sebagian besar dari gas CO₂ yang ada kemudian sisa CO₂ dalam gas akan diserap oleh larutan beanfield. Temperature dalam absorber adalah 70-100⁰C dan tekanannya sekitar 27 kg/cm². Larutan yang telah banyak mengandung CO₂ (larutan rich Beanfield) keluar dari dasar absorber pada suhu 123⁰C, mengalir melalui turbin hidrolik 1107-JA, kemudian menuju ke bagian atas stripper. Gas yang keluar dari bagian atas absorber diharapkan kadar CO₂-nya dibawah 0,1% volume. Temperature gas kira-kira 70⁰C.

Stripper 1102-E terdiri dari tiga buah bed berisi tumpukan slotted ring. Kondisi operasi stripper adalah 107-129⁰C dan tekanan 0,6 kg/cm². karena larutan rich benfield yang keluar dari 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, 1113-C. Dengan tekanan rendah yaitu 0,6 kg/cm² suhu tinggi antara 107-109⁰C dan dorongan steam ke atas, maka diharapkan gas CO₂ dalam larutan rich beanfield akan terlepas. Reaksi yang terjadi adalah kebalikan dari reaksi absorbsi, yaitu:

2 KHCO₃                                            K₂CO₃    +    CO₂     +   H_2o

Setelah melewati bed kedua, larutan ditampung dalam trap out pan, dimana sebagian larutan dikeluarkan sebagai larutan lean beanfield yang 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 ke 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 kepuncak absorber, sedangkan gas CO₂ keluar dari puncak menara. Uap air yang terkandung dalam gas ini cukup tinggi, yaitu sekitar 45%, sehingga sebelum masuk ke dalam pabrik urea perlu dikurangi terlebih dahulu kadar airnya.

Untuk mengurangi kadar air dalam gas CO₂, maka gas dimasukkan ke dalam CO₂ stripper overhead condenser 1110-C, untuk didinginkan, kemudian dipisahkan kondensatnya dalam CO₂ stripper reflux drum 1103-V. Kondensat ini dimasukkan ke bagian atas stripper dengan pompa 1108-J dan 1108-JA, sedangkan gas CO₂ yang keluar siap dikirim ke pabrik urea.

III.2.5. Pembentukan Methana

Gas yang keluar  dari absorber masih mengandung CO dan CO₂ sisa yang merupakan racun di ammonia converter, karena itu perlu diubah menjadi CH₄ dalam methanator 106-D. Methanator berisi katalis nikel  oksid sebanyak 19,8 m³ yang tersusun menjadi tiga bed. Gas yang masuk methanator dibatasi kadar CO dan CO₂-nya, yaitu maksimum 0,1% untuk CO₂ dan 0,6% untuk CO, karena secara teoritis 1% CO₂ mampu menaikkan suhu sebesar 77⁰C, sedangkan reaksi pembentukan metana adlah reaksi eksothermis. Kondisi operasi di methanator adlah suhu 288-315⁰C dan tekanan sekitar 26 kg/cm². reaksi yang terjadi adlah kebalikan dari reaksi di primary reformer yang dapat dituliskan sebagai berikut :

CO   +   3H₂                            CH₄   +  H₂O        +  49,3 kcal/mol

CO₂   +    4H₂                          CH₄     +   2H₂O    +   39,5 kcal/mol

Reaksi yang terjadi adalah reaksi eksothermis sehingga methanator dilengkapi dengan system interlock yang akan menghentikan aliran gas bila terjadi kenaikan suhu sebesar 399⁰C, serta menghentikan aliran  boiler feed water ke 114-C. Gas yang keluar dari methanator diharapkan mempunyai kadar CO dan CO₂ maksimum 0,3 ppm.

III.3. Unit Sintesa Ammonia

Gas yang keluar dari methanator  memiliki tekanan 26 kg/cm² dan suhu 310⁰C. Tekanan ini belum cukup tinggi untuk reaksi di ammonia converter, karena menurut design dari proses kellog dengan perubahan bagian dalam converter ammonia oleh ammonia converter, kondisi operasi dengan  suhu 430-500⁰C dan tekanan 1409-1500 kg/cm². Karena itu gas dinaikkan dulu tekanannya dalam synthesis gas dan recycle compressor 103-J, yang terdiri dari low pressure case dan high pressure case compressor, karena gas synthesis sudah mencapai 67 kg/cm² dengan suhu 177⁰C. Sebelum ditekan dalam HP case compressor, gas ini didinginkan dalam intercooler gas feed methanator 1139-C dan cooling water 116-C, serta ammonia chiller 129-C. Kondensat yang terbentuk dipisahkan dalam synthesis gas feed compressor first stage separator 105-F. Gas yang keluar kira- kira suhunya 8⁰C. Gas kering dari separator dimasukkan ke HP case compressor bersama- sama dengan recycle gas dari ammonia converter, dan keluar dari kompresor tekanan sekitar 151,2 kg/cm² dan suhu 68⁰C. Gas ini mengandung ammonia karena bercampur dengan recycle gas dari ammonia converter.

Untuk memungut ammonia dalam gas, gas ini dilewatkan pada seksi pemisahan dan pemurnian, sehingga kadar ammonianya turun dari 9% menjadi 2% mol. Gas ini kemudian dipanaskan dalam heat exchanger 122-C yang memanfaatkan panas yang keluar dari ammonia converter, baru kemudian diumpankan ke ammonia converter.

Gas masuk ammonia converter pada dua tempat, yaitu bagian atas dan bagian bawah. Ammonia converter 105-D ini terdiri dari empat buah bed katalis promoted iron dengan ukuran katalis 1,3-5 mm, dipisahkan oleh ruang antar bed untuk keperluan quenching. Volume masing- masing bed tidak sama, makin ke bawah makin 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 ammonia converter dibuat rangkap dengan  ruang antara (annulus). Gas umpan yang masuk dari bawah converter mengalir dari bagian bawah annulus menuju ke puncak converter dan masuk  dalam masuk 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 di bagi menjadi tiga aliran, yaitu untuk quench bed kedua, ketiga dan keempat. Gas umpan yang mengalir dalam dalam annulus juga mengambil panas reaksi sehingga suhunya naik dan sewaktu sampai di shell exchanger suhu tersebut sudah sesuai untuk reaksi, yaitu sekitar 335⁰C. reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut;

N₂        +          3H₂                                          2NH₃

Konversi yang dicapai saat kesetimbangan adalah 15,65%. Dengan adanya quenching yang berulang diharapkan suhu dapat dikontrol sesuai yang diinginkan sehingga konversi dapat optimal.

Gas hasil reaksi keluar dari bed keempat melalui pipa ditengah converter dan naik ke puncak comverter. Suhu gas ini sekitar 481⁰C, dan digunakan untuk membangkitkan  ateam 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.

III.4. Unit Pemurnian dan Refrigerasi Ammonia

Adanya produk ammonia dalam aliran purge gas akan mempengaruhi kesetimbangan reaksi sehingga konversi ammonia berkurang, karena itu ammonia yang ada perlu dipisahkan dari aliran recycle gas yang menuju converter. Pemisahan dilakukan dengan cara mengembunkan ammonia melalui chiller- chiller 117-C, 118-C, dan 119-C.

Mula- mula gas didinginkan dengan cooling water 124-CA/CB, kemudian dibagi menjadi dua aliran parallel. Aliran pertama didinginkan di chiller 117-C dan 118-C, sedangkan aliran kedua didinginkan di 120-C dengan refrigerant ammonia, yang sekaligus merupakan pemanas gas yang keluar dari ammonia separator 106-F. kedua aliran bergabung menjadi chiller 119-C yang menggunkan ammonia cair dari 112-F sebagai pendingin. Suhu gas keluar dari  119-C sudah mencapai -23⁰C dan tekananya 145 kg/cm². Selanjutnya gas dan ammonia cair dimasukkan ke ammonia separator 106-F, dimana ammonia cair dari reaksi 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 103-J, flash drum 111-F dan flash drum 110-F diumpankan ke HP case compressor 105-J. Keluar dari HP case compressor, gas sudah bertekanan 19 kg/cm². Gas selanjutnya didinginkan dan dipisahkan  di refrigerant receiver 109-F, dan ammonia yang terbentuk di tampung unutk dikirim ke pabrik urea.

III.5. Unit Hidrogen Recovery (PGRU)

Purge gas dari daur sintesis ammonia masih mengandung  gas hydrogen dengan kadar cukup tinggi, oleh karena itu diusahakan agar gas ini dapat dipungut dan dimanfaatkan kembali. PGRU bertugas untuk memisahkan H₂ dari gas- gas lain untuk dimanfaatkan kembali didaur sintesis ammonia dan keperluan lsin. Keuntungan yang diperoleh dengan adanya unit ini adalah :

a.       Naiknya produksi ammonia dengan tambahan sekitar 50-60 ton/hari.

b.      Penurunan tingkat penggunaan energi per ton produksi ammonia sebesar 0,3 MMkcal.

c.       Diperoleh hydrogen murni sebagai bahan pembuatan hydrogen peroksida.

d.      Diperoleh persediaan tambahan ammonia untuk pembuatan gas nitrat dan ammonium nitrat.

e.       Dapat memproduksi larutan ammonia dengan konsentrasi 20-30% bila pasar memungkinkan.

Proses pemisahan gas hydrogen ada bermacam- macam antara lain :

a.       Proses Swing Adsorption (PSA)

Proses ini bekerja nerdasarkan  adsorpsi selektif, dimana kemampuan CH_4, Ar, dan H₂ diabsorpsi dengan adsorbent. Adsorben yang digunakan ada empat, yang dioperasikan secara bergantian  untuk melakukan langkah- langkah adsorbsi, depresurisasi, purging dan represurisasi berdasarkan urutan yang diatur secara otomatis oleh programmer dan  beberapa control valve.

b.      Proses Cryogenic Separator

Proses ini berdasarkan pada pemisahan karena perbedaan titik embun. Operasi pemisahan dilakukan pada suhu yang sangat rendah dalam suatu cold box, dimana gas inert Ar dipisahkan dari N₂ dan H₂ untuk selanjutnya dikembalikan ke daur sintesis ammonia. Pendinginan sampai temperature crycogenic dilakukan dengan flashing inert cair dan refrigerasi ammonia.

c.       Proses Membran Separator

Prinsip kerja dari proses ini adlah pemisahan dengan memanfaatkan perbedaan kecepatan difusi gas terhadap suatu membrane semipermiabel, dimana gas hydrogen mempunyai kecepatan difusi  yang lebih cepat dibandingkan dengan gas- gas lain dalam purge gas.

BAB IV

UNIT UREA

Seksi urea bertugas memproduksi urea prill dari ammonia dan gas karbon dioksida yang dihasilkan oleh pabrik ammonia. Kapasitas terpasang pabrik ini adalah 1725 MT/hari atau 570.000 MT/tahun. Proses yang dipakai adalah proses Mitsui Toatsu Total C Improve yang memanfaatkan kembali gas- gas yang tidak bereaksi sebagai larutan karbamat dan di-recycle ke reaktor urea.

Proses yang terdapat di seksi urea dapat dibagi menjadi empat unit yaitu:

a.    Unit Sintesa Urea

b.    Unit Pemurnian atau Purifikasi

c.    Unit Recovery

d.   Unit Kristalisasi dan Pembutiran

IV.1. Unit Sintesis Urea

Unit ini bertugas mereaksikan ammonia cair dan gas CO₂ menjadi ammonium karbamat kemudian dilanjutkan dengan dehidrasi ammonium karbamat menjadi urea. Reaksi yang terjadi dalam reaktor sintesis urea adalah sebagai berikut :

2NH₃   +   CO₂                                    NH₂COONH₄             +  38 kcal/mol

NH₂COONH₄                                     NH₂CONH₂    +     H₂O   - 7,7 kcal/mol

Bahan baku gas CO₂ yang diinjeksikan dengan udara anti korosi ditekan dengan CO₂ booster compressor GB-102 sehingga tekanannya menjadi 26 kg/cm². Tekanan ini belum cukup tinggi untuk terjadinya reaksi di reaktor, maka dilakukan penekanan sekali lagi di recriproting compressor GB-101 A/B yang bekerja secara parallel. Gas CO₂ yang keluar sudah bertekanan 250 kg/cm² dengan suhu sekitar 159⁰C. Gas ini masuk ke reaktor urea melalui bagian bawah.

Ammonia cair dari ammonia reservoir FA-401 dipompa melalui ammonia boost up pump GA-404 A/B sehingga tekanannya menjadi  25 kg/cm².Aliran ammonia  ini kemudian  dibagi menjadi dua, sebagian digunakan sebagai penyerap pada high pressure absorber DA-401, sebagian lagi dilewatkan liquid ammonia feed pump GA-101 A/B dan dipanaskan dalam ammonia preheater EA-101 dan EA-102 untuk kemudian dimasukkan ke reaktor urea melalui bagian bawah. Suhu ammonia cair ini sekitar 630⁰C. Perbandingan mol ammonia dan gas CO₂ masuk reaktor di buat 4:1 unutk mencegah terbentuknya senyawa biuret dari hasil peruraian urea sebagai berikut:

2NH₂CONH₂                                        NH₂CONHCONH₂   +   NH₃

Reaksi ini akan mengurangi urea yang terbentuk dari ammonium karbamat, selain itu biuret merupakan racun bagi tanaman sehingga kadarnya harus dijaga serendah mungkin.

Kedalam reaktor dimasukkan juga larutan ammonium karbamat hasil recovery dari gas- gas yang belum bereaksi. Laruitan ammonium karbamat dari high pressure absorber cooler EA-401 di pompa melalui recycle solution boost up pump GA-102 A/B, kemudian masuk dari bagian bawah reaktor.

Reaktor urea berupa bejana setinggi 30 m dengan diameter 2,17 m, dan dirancang agar dapat menahan tekanan sebesar 250 kg/cm² dan suhu150-200⁰C. Untuk mencegah korosi, bagian bawahnya dilapisi titanium dengan sistem lining. Reaksi pembentukan urea adalah endotermis, maka suhu reaksi harus cukup tinggi agar konversi urea besar. Tetapi bila suhu lebih tinggi dari 200⁰C, kecepatan korosi Ti-lining akan bertambah. Sedangkan  bila suhu kurang dari 150⁰C  akan menyebabkan tempelan ammonium karbamat di dinding reaktor. Reaksi konversi ammonium karbamat menjadi urea hanya berlangsung pada fase cair, maka untuk mempertahankan pada fase cair  reaktan tersebut diperlukan tekanan yang tinggi yaitu sekitar 250 kg/cm². Tekanan reaktor diatur dengan PRCA yang valve-nya terletak pada pipa pengeluaran di bagian atas reaktor, sedangkan suhu dikontrol dengan mengatur jumlah ammonia dan ammonium karbamat yang masuk. Pencatatan suh diatur oleh temperature recorder yang sensornya mengambil tempat disepanjang dinding reaktor. Selain itu juga dilengkapi dengan menggunakan system interlock yang akan bekerja menutup semua emergency valve yang terdapat pada masing- masing aliran umpan.

IV.2. Unit Pemurnian atau Purifikasi

Unit ini bertugas memisahkan hasil urea dari larutan ammonium karbamat dari excess ammonia. Larutan ammonium karbamat didekomposisi menjadi gas- gas CO₂ dan NH₃ dengan cara menaikkan suhu dan menurunkan tekanan. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut :

NH₂COONH₄                                     2NH₃   +   CO₂   -Q

Reaksi tersebut endotermis sehingga memerlukan panas. Bila ditinjau dari termodinamikanya, maka larutan yang rendah akan menggeser kesetimbangan reaksi ke kanan. Tetapi apabila suhu terlalu tinggi dan tekanan rendah, akan terjadi reaksi samping yang tidak dikendaki yaitu hidrol

NH₂CONH₂    +      H₂O                                 2NH₃   +   CO₂  

2NH₂CONH₂                                            NH₂CONHCONH₂   +   NH₃

Sehingga proses pemurnian hasil urea ini dilakukan dalam tiga alat yang kondisinya berlainan.

Mula- mula hasil yang keluar dari reaktor urea dimasukkan ke dalam high pressure decomposer DA-201, yang terdiri dari tiga buah bagian yaitu bagian atas atau flashing section, bagian tengah disebut stripping section dan bagian bawah disebut decomposer section atau falling film heater. Tekanan pada high pressure decompresor ini adalah 17 kg/cm², sehingga bila hasil reaktor urea yang bertekanan kira- kira 250 kg/cm² masuk dalam HPD, maka akan terjadi flashing dan gas- gas akan terpisah dengan cairan. Gas akan mengalir ke bagian atas sedangkan cairannya akan mengalir ke bagian bawah melaui empat buah pipa plate, di mana cairan di stripping agar gas- gas dari reboiler EA-201 dan dari falling film heater. Cairan dari reboiler EA-201 akan jatuh ke bagian decompressor berisi tube- tube pemanas. Bagian ini dirancang agar residence time larutan pemanas kecil, sehingga akan mengurangi terjadinya reaksi pembentukan biuret dan hidrolisa urea. Suhu pada masing- masing bagian kira- kira adalah 123⁰C, 151⁰C, dan 165⁰C. Gas- gas dari bagian atas HPD dialirkan ke high pressure absorber cooler EA-401, sedangkan cairannya dimasukkan ke low pressure decompressor DA-202.

Tekanan di LPD adalah 2,5 kg/cm², sehingga cairan akan kembali mengalami flashing. LPD terdiri dari dua bagian  yaitu bagian atas yang berupa sieve tray dan bagian bawah yang berupa packed bed berupa rasching ring. Dari bagian bawah packed bed diinjeksikan gas CO₂ untuk menstripping ammonia. Larutan yang ada dialirkan ke separator, sedangkan gas- gas dimasukkan ke low pressure absorber EA-202. suhu di LPD kira- kira 130⁰C.

Gas separator DA-203 bertugas memisahkan larutan urea dengan gas- gas NH₃ dan CO₂. Gas separator terdiri dari dua bagian yaitu bagian atas yang mempunyai suhu 106⁰C dan tekanan 0,3 kg/cm², dan bagian bawah berupa packed bed dengan suhu 92⁰C dan tekanan atmosferis. Untuk menghilangkan gas NH₃ dan CO₂ dalam larutan dihembuskan udara melalui distributor di bawah packed bed. Hasil yang berupa larutan urea dengan konsentrasi 70-75% berat ini dikirim ke unit kristalisasi dan pembutiran sedangkan gas dari bagian atas dan tengah gas separator dimasukkan ke off gas condenser EA-406.

IV.3. Unit Recovery

Pada unit ini dilakukan penyerapan gas-gas yang belum bereaksi  dari hasil pemisahan di unit pemisahan untuk dikembalikan ke reaktor urea sebagai larutan karbamat. Penyerap yang dipakai adalah larutan urea (mother liquor) dan air. Gas dari gas separator diserap di off gas absorber DA-402, dan gas yang keluar di HPD diserap di high pressure absorber DA-401.

IV.3.1. Penyerapan Gas dari Gas Separator

Off gas absoeber DA-402 merupakan kolom dengan bahan isian yang terdiri dari dua buah packed bed. Kondisi operasinya 45⁰C dengan tekanan atmosferis. Mula-mula gas dari separator dikondensasikan dalam off gas condenser EA-406. kondensat yang terbentuk ditampung dalam off gas absorber tang FA-403, untuk dipompa oleh off gas absorbent pump GA-408 A/B menuju ke off gas absorber sebagai penyerap. Gas yang tidak terkondensasi dalam off gas condenser ditambah gas yang keluar dari LPA di masukkan ke off gas absorber melalui sparger  di bawah bed ke dua. Gas dan larutan penyerap akan kontak dengan  larutan penyerap dalam packed bed, kemudian gas yang tidak terserap akan keluar dari bagian atas kolom, sedangkan larutan yang telah menyerap gas keluar melalui dasar kolom, dipompa oleh off gas absorber recycle pump GA-407 A/.B menuju off gas cooler EA-407 untuk didinginkan. Larutan ini dimasukkan kembali kekolom diatas bed kedua sebagai penyerap. Gas yang keluar dari atas kolom ditambah dengan udara proses, kemudian dialirkan ke gas separator sebagai stripper gas CO₂ dan NH₃. sebagaian dari larutan  yang telah menyerap gas dipompa melalui low pressure absorber GA-405 A/B menuju ke LPD sebagai penyerap.

IV.3.2. Penyerapan Gas dari Larutan Pressure Decomposer

Low pressure absorber EA-402 bertugas menyerap gas  yang keluar dari LPD. Gas ini digelembungkan melalui sparger pipe di bawah absorber. Larutan penyerap yang digunakan ada dua macam yaitu larutan induk dari mother liquor tank FA-203 dan larutan karbamat dari off gas recovery system yang telah diencerkan dengan kondensat. Kondisi operasi dari LPA adalah pada tekanan 2,2 kg/cm² dan suhu yang dijaga konstan 45⁰C dengan mengatur aliran air pendingin. Larutan hasil absorbsi keluar dari dasar LPA dan di pompa melalui high pressure absorbent pump GA-402 A/B menuju ke high pressure absorber DA-401 sebagai penyerap. Gas- gas yang belum terabsorbsi digabung dengan gas yang keluar dari off gas condenser EA-406, selanjutnya diserap lagi di off gas absorber.

IV.3.3. Penyerapan Gas dari High Pressure Decomposer

Gas- gas yang keluar dari HPD diserap dua kali yaitu di high pressure absorber cooler EA-401, baru kemudian diserap di high pressure absorber DA-401. larutan penyerap yang digunakn di HPAC EA-401 adalah larutan hasil absorbsi dari HPA DA-401 dan larutan karbamat dari kick back recycle solution feed pump GA-102 A/B. sekitar 63% dari gas CO₂ dari HPD dapat diserap di HPAC ini. Konstruksi dari HPAC dibuat seperti shell and tube untuk dimanfaatkan oanas dari proses penyerapan. Penyerapan terjadi si shell, sedangkan media pendingin mengalir di tube-tube. Media pendingin yang dipakai terdiri dari tiga jenis yaitu :

1.      Larutan sirkulasi urea dari crystallizer FA-201 yang mengambil kelebihan panas kurang dari 65%.

2.      Air panas yang dapat mengambil kelebihan panas sekitar 28%.

3.      Air pendingin yang dapat mengambil kelebihan panas sekitar 7%

Kondisi di HPAC ini dijaga pada suhu 85⁰C dan tekanan 17 kg/cm². hasil absorbsi berupa larutan karbamat yang kemudian dipompa melalui recycle solution pump GA-102 A/B dan masuk reaktor urea DC-101. Gas yang belum terserap dimasukkan di HPA DA-401. HPA terdiri dari dua bagian utama yaitu bagian atas berupa empat buah tray dan buble cap, dan bagian bawah berupa  packed bed berupa berisi rasching ring. Gas dari HPAC masuk melalui bagian bawah packed bed, naik kejajaran tray dan keluar melalui puncak menara berupa gas ammonia. Gas ammonia ini dialirkan ke ammonia reservoir FA-401. Larutan penyerap yang digunakan ada dua aliran. Aliran pertama berupa aliran hasil absorbsi dari LPA yang dicampur dengan ammonia cair dari ammonia resvoir. Larytan ini masuk dari bagian atas tray. Kondisi operasi dijaga pada suhu 47⁰C dan tekanan 16 kg/cm². Larutan hasil absorbsi sebagai penyerap di HPAC.

IV.4. Unit Kristalisasi dan Pembutiran

Unit berfungsi untuk membentuk urea prill dengan spesifikasi sebagai berikut:

a.    Kadar nitrogen                      : 46% berat

b.    Kadar air                               : 0,3% berat

c.    Kadar biuret                          : 0,5 % berat

d.   Kadar besi                             : 1,0 ppm

e.    Kadar ammonia bebas           : 150 ppm

f.     Ukuran butir                          : -8+16 minimal 99 %

Proses ini dikelompokkan menjadi 4  jenis  yaitu :

a.    Proses pengkristalan

b.    Proses pemisahan

c.    Proses pengeringan

d.   Proses pembutiran

IV.4.1. Proses Pengkristalan

Proses ini dilakukan dalam crystallizer FA-201 yang terdiri dari dua bagian, bagian atas berupa vacuum concentrator, dan bagian bawah berupa crystallizer berpengaduk. Kondisi di vaccum concentrator adalah 72,5 mmHg absolute dan suhu 60⁰C dan tekanan atmosferis. Larutan urea dari gas separator dipompa melalui urea solution pump GA-205 A/B untuk dimasukkan ke crystallizer. Larutan urea dari crystallizer ini disirkulasikan ke vacuum concentrator. Larutan urea pekat dari vacuum concentrator dikirim kembali ke crystallizer kemudian aleh slurry feed pump GA-202 A/B dipompa ke centrifuge GF-201 A/E. Slurry ini mengandung urea dengan kadar 86% berat. Crystallizer dilengkapi juga dengan jacket air panas untuk mencegah terbentuknya andapan pada dinding.

IV.4.2. Proses Pemisahan

Pemisahan kristal urea dengan larutan induknya dilakukan oleh lima buah centrifuge GF-201 A/E yang bekerja secara parallel. Kristal urea dan larutan induk akan terpisah karena gaya senrtrifugal. Larutan induk akan megalir ke bawah dan ditampung dalam mother liquor tank FA-203 yang dilengkapi dengan pipa-pipa berisi steam  untuk  mencegah adanya akumulasi biuret, sebagian dari larutan induk ini dikirim kembali ke vacuum concentrator untuk dipekatkan. Kristal hasil pemisahan mengandung uap air dengan kadar 2,4 %. Kristal ini selanjutnya dikirim ke fluidizing drier FF-301.

IV.4.3. Proses Pengeringan

Kristal urea yang masuk ke fuidizing drier akan mengalami pengeringan karena hembusan  udara kering dari bawah drier. Kadar uap dari dalam kristal yang keluar tinggal 0,1-0,3%. Media udara pengering diperoleh dengan mengisap udara dengan forced fan for drier GB-301. Kemudian dipanaskan dengan steam dan kondensat steam dalam air heater for drier EC-301 sehingga suhu udara yang keluar mencapai 120⁰C. Suhu udara harus dijaga agar tidak lebih tinggi karena dapat  menyebabkan pelelehan urea di fuidizing frier. Kristal urea yang sudah kering diisap oleh induced fan for drier GB-302 dan masuk ke dalam cyclone FC-301. Bila ukuran kristal terlalu besar, maka akan terbawa ke pinggir oleh sudu- sudu pengaduk untuk selanjutnya dilarutkan dalam desolving tank/ FA- 302. 

IV.4.4. Proses Pembutiran

Kristal urea yang masuk cyclone akan dipisahkan dari debu- debu halus yang melekat. Cyclone yang beroperasi berjumlah  empat buah dan bekerja secara parallel. Debu yang telah dipisahkan akan diisap oleh induced fan for drier dan masuk ke dalam dust separator  FD-304, kemudian di scrubber oleh air. Udara dan air selanjutnya dimasukkan ke dalam dust chamber PF-302. Air dari dust chamber ini dipompa kembali ke dust separator melalui circulating for prilling tower GA-302 A/B untuk digunakan sebagai scrubber.

Kristal dari urea cyclone dikirim ke melter EA-301 dengan menggunakan screw conveyor ID-301 A/B. Melter beroperasi pada suhu 135⁰C, yaitu sedikit dibawah titik leleh urea (132,7⁰C), karena pada suhu yang lebih tinggi urea yang terdekomposisi menjadi biuret lebih banyak. Suhu ini dikontrol dengan mengatur laju alir steam pemanas di melter. Lelehan urea dari melter akan mengalir ke strainer for distributor FD-301, kemudian masuk ke head tank for distributor FA-301. Lelehan ini dikeluarkan melalui distributor PF-301 A/L ytang berjumlah 12 buah, dan akan jatuh sepanjang prilling tower IA-301. Agar tetes- tetes urea ini menjadi padatan, maka dari bawah prilling tower dihembuskan udara kering. Udara ini diperoleh dari udara luar yang diisap oleh blower GB-302 dan dikeringkan didalam air heater for fluidizing cooler EC-302. Urea prill yang terbentuk didinginkan lebih lanjut dalam fluidizing cooler FD-302 yang berada dibawah prilling tower. Untuk mendapatkan urea prill dengan ukuran yang didinginkan, maka di pasang trammel FD-303. Urea yang oversize dilarukan dalam desolving tank II FFA-303 untuk direcycle ke mother liquor tank. Urea dengan ukuran yang didinginkan dikirim ke urea storage dengan belt conveyor.