BAB 2 laporan KP petrokimia Gresik 2B

BAB II PROSES PRODUKSI 2.1 Uraian Proses 2.1.1. Departemen Produksi II B Departemen Produksi II B terbagi menjadi beberapa unit produksi yaitu: 1. Pabrik pupuk Phonska IV. 2. Pabrik pupuk TSP/ SP-36. 3. Pabrik pupuk ZK (Zwaferzuur Kalium). 4. Pabrik pupuk NPK. 2.1.1.1 Pabrik Pupuk Phonska Pabrik pupuk Phonska di PT. Petrokimia Gresik ada Phonska I, II, III dan IV dimana masing- masing memiliki proses yang sama. Salah satunya adalah Pabrik Phonska IV didesain dengan kapasitas produksi sebesar 600.000 ton/tahun dengan hasil produksi 2.000 ton/hari. Pabrik ini menggunakan proses granulasi yang dikembangkan dan dirancang oleh INCRO S.A. namun, sekarang pabrik phonska IV telah memodifikasi beberapa rancangan dari INCRO. Salah satu perubahan yang mendasar adalah tidak digunakannya lagi reaktor pipa solid base dalam operasi pabrik. Hal ini disebabkan sulitnya pengendalian proses akibat banyaknya variabel proses yang harus ditangani jika menggunakan reaktor pipa. Pabrik Phonska IV sekarang telah menggunakan pre neutralizer liquid base dalam operasi pabriknya sebagai pengganti reaktor pipa solid base. Hal ini menguntungkan bagi pabrik karena dapat menghasilkan tambahan bahan baku 53

berupa ZA, dari reaksi yang terjadi di pre neutralizer. Secara garis besar, proses di pabrik pupuk Phonska ini dibagi menjadi : 1. Pengumpanan bahan baku 2. Penyiapan slurry dan granulasi 3. Proses granulasi 4. Proses pengeringan (drying) 5. Proses pemilahan dan penghancuran 6. Proses perlakuan produk akhir 7. Proses penyerapan gas 

Bahan Baku : 1. H3PO4 dengan komposisi : - Kadar P2O5 - Padatan

= 50 % min. = 2 % maks.

- Temperatur

= 33 0C

- Tekanan

= 12 kg/cm2

2. Amoniak Cair dengan komposisi : - Kadar NH3

= 99,5 % min.

- H2O

= 0,5 % maks.

- Temperatur

= -33 0C

- Tekanan

= 12 kg/cm2

3. Asam Sulfat dengan komposisi : - Kadar H2SO4 = 98 % min. - Temperatur

= 33 0C

54

- Tekanan

= 5 kg/cm2

4. Ammonium Sulfat dengan komposisi : - Kadar N

= 21 % berat min.

- Moisture

= 0,15 % maks.

- Granul

= 0,15 - 1,2 mm, 90 % min.

5. Kalium Chlorida dengan komposisi : - Kadar K2O

= 60 % min.

- Moisture

= 1 % max.

- Granul

= 0,15 - 1,2 mm, 90 % min.

- Bulk density

= 1300 kg/cm2

6. Filler, menggunakan clay



Diagram Proses

Gambar 2.1 Diagram Blok Proses Produksi Pupuk Phonska 55



Uraian Proses : Bahan baku dicampur dengan bahan recycle untuk mendapatkan campuran homogen kemudian di dalam pre neutralizer terjadi reaksi netralisasi antara H3PO4 dan NH3 dengan reaksi : NH3 + H3PO4

NH4.H2PO4

NH3 + NH4.H2PO4

(NH4)2HPO4

Hasilnya dimasukkan granulator agar terjadi proses granulasi dan reaksi lanjut. Setelah itu dimasukkan Dryer agar kadar airnya sekitar 1 - 1,5 % kemudian dilakukan pemilahan dengan ukuran mesh 2 - 4 mm di dalam Screen. Hasil yang sudah di Screen kemudian didinginkan dengan Cooler lalu dimasukkan kedalam Polishing screen untuk memilah-milah produk dari granul halus. Kemudian dilakukan coating agar produk tidak terjadi cracking. Hasil dari coating siap untuk dibagging dan dipasarkan. Debu dan gas yang dihasilkan oleh sistem Phonska IV di scrubbing dalam Scrubber tank. 2.1.1.2 Pabrik Pupuk TSP / SP – 36 Mulanya unit pabrik tunggal fosfat menghasilkan produk utama triple super phospate (TSP). Namun pada keadaan selanjutnya, unit ini dapat digunakan untuk memproduksi pupuk DAP dan NPK. Pabrik Fosfat ini terdiri dari 2 unit yaitu: 1. Unit TSP I (PF I, 1979) 2. Unit TSP II (PsF II, 1983)

56

Proses yang digunakan adalah ”TVA (Tennesse Valley Authorithy)” yang prinsipnya adalah mengubah tricalcium phosphate menjadi garam yang mudah larut dalam air (monocalcium phosphate) dengan kondisi sebagai berikut: 1. Partical acidulation, karena jumlah asam yang digunakan terbatas, tidak semua PR akan bereaksi dengan PA membentuk garam-garam phosphate. 2. Reaktor berbentuk conis (kerucut) dan waktu pencampuran kurang dari 2 detik. 3. Denning

process

adalah

proses

pembuatan

slurry-plastis-solid

(perubahan yang terjadi dari slurry yang kemudian menjadi padatan) berlangsung di setting bet conveyor. 4. Curing merupakan proses penyimpanan selama beberapa lama yang akan menyempurnakan proses reaksi yang kemudian diumpankan kedalam unit granulasi. Proses ini biasa disebut SOP tidak langsung, tetapi karena kondisi waktu yang lama, proses ini di ubah menjadi SOP langsung untuk mempercepat waktu produksi. 

Bahan baku : 1. Batuan Fosfat (PR) dengan komposisi : - Kadar P2O5

= 29 - 33 %

- Kadar CaO

= 51,7 %

- Kadar SiO2

= 4,35 %

- Kadar H2O

=1%

- +4 US Mesh 0,75 % max. dan +200 US Mesh 95 % min.

57

2. Asam Sulfat dengan komposisi : - Kadar H2SO4

= 98,5 % min.

- Kadar Fe

= 0,01 % maks.

- Densitas

= 1,8 gr/cc

3. Asam Fosfat dengan komposisi :



- Kadar P2O5

= 52 - 56 %

- Kadar CaO

= 0,2 % maks.

- Suspended Solid

= 1 % maks.

- Densitas

= 1,8 gr/cc

Diagram Proses : Asam Sulfat Asam Fosfat

Heated Air

Mixin g Unit Wate r

Grindin

Reactio

Curin

Granulati

g Unit

n Unit

g Unit

on Unit

Crusshin

Stea m

g Unit

Screenin

Dryin Gambar 2.2 Baggin Diagram BlokCoolin Proses Produksi Pupik TSP / SP – 36 / SP - 18 g Unit

TSP / SP-



g Unit

g Unit

g Unit

Tahapan proses SP – 36 / SP - 18 1. Mixing Unit

58

PA yang berasal dari pabrik III (tangki 02/03.TK701 AB) dicampur dengan SA dari pabrik III TK 1401 pada 03.TK701 D atau E dengan rasio tertentu sesuai dengan pesanan dari unit SP-36. Hasil pencampuran akan menghasilkan panas hingga suhu 105ºC, mix acid ditransfer menuju 03.E701BCD untuk diturunkan suhunya hingga 60-70 ºC. Pada mulanya, perancangan unit TSP tidak menggunakan mixing unit karena PA dipanaskan oleh graphite heater. Mixing unit ini dibangun untuk produksi pembuatan pupuk SP-36 dan juga berfungsi sebagai tangki penyimpanan bahan baku mix acid. 2. Grinding Unit PR dari gudang penyimpanan dimasukkan kedalam hopper di U.600 menggunakan wheel loader, untuk dipindahkan ke 02.Q101. PR menjadi halus di 02.Q101 sambil dikeringkan dengan hembusan udara panas dari 02.B101 dengan target kandungan air kurang dari 1 %. PR yang telah halus dihembuskan oleh 02.C101 menuju 02.Q102 untuk memisahkan partikel kasar dan halus. Partikel kasar akan kembali ke 02. Q101, sedangkan yang halus akan masuk ke 02.D103 AB sebelum ditampung di 02.M1013. Reaction Unit PR dari silo dipindahkan dengan bucket elevator 02.M106 kemudian screw conveyor 02.M207 dan terakhir 02.M102 sebelum masuk kedalam 02.R01. Untuk bahan baku cair (PA dan MA) diumpankan melalui 02.FCV201 yang masuk melalui 4 nozzle dengan kemiringan nozzle 45 º agar aliran bahan baku cair masuk dengan arah yang melingkar. Reaksi – reaksi yang terjadi di sini adalah : 1) Ca3(PO4)2 + 4 H3PO4 + 3 H2O

3 CaH4(PO4)2 .H2O

2) Ca3(PO4)2 + 2 H2SO4 + H2O

2 CaSO4 +

59

Ca4(PO4)2.H2O 3) Ca3(PO4)2 + H2SO4 + 2 H2O

2 CaSO4 + 2 CaH4PO4.2H2O

Reaksi yang terjadi kurang dari 2 detik sehingga waktu tinggal material dalam cone reactor cukup cepat. Hasil reaksi akan berupa slurry masuk kedalam 02.M203 dimana terjadi perubahan slurry-plastis-solid yang merupakan produk setengah jadi disebut run of pile (ROP). Dalam pembuatan TSP asam yang digunakan hanya PA sedangkan SP36 menggunakan mixed acid. 4. Granulation Unit ROP diumpankan ke 02.M361 ditambah dengan slurry dari proses scrubbing dan steam hingga mencapai suhu 80-85 ºC. Akibat penambahan slurry, produk akan bertambah kandungan airnya. Dari 02.M361, produk masuk ke 02.M362 untuk diturukan kadar airnya hingga maksimum 5%. Udara pengeringan dihasilkan dari furnace 02.B301. Produk yang telah dikeringkan kemudian masuk 02.F301 untuk dipisahkan antara oversize, onsize dan undersize. Produk oversize dan undersize akan bergabung dan masuk menuju crusher untuk kemudian kembali lagi ke unit granulator. Hal ini dilakukan untuk memperoleh produk akhir yang seragam, selain itu produk yang masuk crusher akan menjadi bibit granul pada proses granulasi. Umumnya banyak jenis pupuk perlu dilakukan coating karena bersifat higroskopis, tetapi produk SP-36 tidak bersifat higroskopis sehingga tidak perlu coating. 2.1.1.3 Pabrik Pupuk ZK (Zwaferzuur Kalium)

60

A. Umum Pabrik ZK di PT. Petrokimia Gresik menggunakan metode MANHEIM dengan bahan baku Pottasium Chloride yang direaksikan dengan Asam Sulfat 98% pada reaktor furnace. Reaktor ini dirancang melalui kerja sama Konsorsium Eastern Tech (Taiwan) dan Timas (Indonesia) dengan kapasitas unit mencapai 10.000 ton ZK/tahun dan Asam Klorida sebanyak 12.000 ton/tahun. Kualitas produk yang dihasilkan adalah : Pupuk ZK : -

K2O = 50 % min Cl = 0,5 % maks Sulfur = 17 % min Asam Bebas = 0,5 % maks Kadar Air = 0,5 % maks Larutan HCl HCl = 32 % min Fe = 0,001 % maks SO4 (HCl Grade A) = 0,005 % maks SO4 (HCl Grade B) = 0,5 – 0,75 % maks Arsen = nol Residu Pembakaran = 0,15 % maks Sistem kontrol operasi yang digunakan berupa PLC agar dapat mempermudah pengoperasian unit, aman, memaksimalkan proses produksi serta menyajikan data proses yang akurat untuk usaha penelitian dan pengembangan unit. Melalui penggunaan sistem kontrol yang lebih modern, unit ZK diharapkan mampu menghasilkan produk yang lebih baik daripada produk pabrik ZK milik KNT group yang ada di Jizhou City, Heibei – China yang mampu memproduksi hingga 20.000 ton / tahun dengan konstruksi 2 reaktor. B. Bahan Baku

61

Unit ZK menggunakan bahan baku yang terdiri dari Asam Sulfat 98 % (Sulfuric Acid / SA) yang dipasok dari Pabrik III dan Potassium Chloride (KCl) dengan kadar K2O minimum 60 % yang didapat dari import luar negeri. Alasan dipasoknya KCl dari luar negeri karena produk KCl dalam negeri tidak memiliki komposisi yang diharapkan sehingga akan mengurangi kualitas produk ZK bila digunakan.

62

Potassium Chlorid

C. Tahapan Proses ZK Gambar 2.3 Block Diagram Proses Produksi ZK 1. Reaction Unit Proses Mannheim adalah Reaksi antara KCl dan Asam Sulfat 98 % yang terjadi di Reaktor Furnace (Mannheim Furnace ). 63

Reaktor dioperasikan pada suhu diatas 500 oC. Proses reaksi antara KCl dan Asam Sulfat adalah : 2KCl + H2S04 -- K2S04 + 2 HCl Reaksi Asam Sulfat dan KCl terjadi dalam dua tahap: 1). KCl + H2S04

KHSO4+ HCl

2). KCl + H2S04

K2S04+ HCl

Reaksi yang pertama adalah reaksi eksotermis terjadi pada suhu rendah, dan yang kedua adalah reaksi endotermis terjadi pada suhu tinggi. Untuk meminimalkan kandungan Cl pada hasil produksi, ekses Asam Sulfat rendah ditambahkan ,kelebihan Asam Sulfat dinetralkan dengan Calsium Carbonat atau Kalium Carbonat tergantung pada persyaratan kemurnian produk. Reaktor Furnace adalah Dish - shapep Chamber yang tertutup dipanaskan dari luar dengan minyak atau gas alam. KCl dan Asam Sulfat dimasukkan kedalam reaktor dengan perbandingan tertentu. Campuran reaksi yang dipanaskan dari luar dan diaduk oleh strainner, temperatur dikendalikan dengan memasang 4 buah elemen Temperature transmiter di Top. samping kiri- kanan dan di Bottom Reaktor.

2. Cooling and Neutralization unit K2SO4 hasil reaksi dari Reaktor didinginkan dengan cooling water di Ejector Cooler 13.J103 A/B setelah itu diayak dengan vibrating

64

screen dan di cruser. Untuk menetralisir asam bebas ditambahkan kapur atau Sodium Karbonat, setelah itu dibawa ke Silo untuk dikantongi. 3. Bagging Unit Dari Silo 13.TK104 A/B, produk K2SO4 dikantongi dengan kantong terbuat dari Lining Poly Etilene ( PE ). Mesin pengantongan didesain semi otomatis, Operator hanya meletakan kantong dibawah timbangan dan menangani kantong selama dijahit. Nama akan dicetak di kantong Poly Propilene (PP). 4. Scrubber / Absorber Unit Gas Asam Klorida yang terjadi selama reaksi didinginkan oleh Graphite Cooler (13.E102) hingga 60 0C – 70 0C. Proses pendinginan dimonitor melalui temperatur masuk dan keluar Graphite Cooler 13.E102, demikian juga temperatur masuk dan keluar cooling water . Gas dingin dimasukan ke Scrubber Asam Klorida (13.D201) untuk menyerap kandungan gas Asam Klorida. HCl yang masih lolos diserap kembali oleh 5 (lima) buah Absorber (13.D204A-E) serie, sehingga konsentrasi HCl mencapai 31% - 33%, setelah itu dimasukkan ke intermediate tank dan dipompa ke tangki HCl untuk pengiriman ke pelanggan. Ada 2 ( dua ) macam HCl hasil penyerapan yaitu HCl grade A dan HCL grade B. HCl grade A berwarna bening dengan produksi HCl 2/3 dari total. HCl grade B berwarna kekuning - kuningan dengan produksi HCl 1/3 dari total.

65

2.1.1.4 Pabrik Pupuk NPK Pabrik pupuk NPK (Phonska) didirikan pada tanggal 25 Agustus 2000 yang didesain untuk mendapatkan pupuk NPK dalam bentuk compound dengan produksi 100.000 ton/tahun. Pembangunan konstruksi dilakukan oleh PT. Rekayasa Industri dengan teknologi dari INCRO S.A Spanyol. Proses pembentukan NPK compound pada pabrik ini berlangsung dengan bahan baku semuanya berbentuk padatan (solid base). Pabrik NPK ini digunakan untuk memenuhi permintaan produksi pada produk pupuk NPK Kebomas atau untuk membantu dalam pemenuhan kebutuhan pupuk Phonska A. Bahan Baku Bahan baku yang digunakan untuk memproduksi pupuk NPK compound ini berupa solid base. Bahan-bahan yang digunakan adalah : 1. DAP (Diamonium Phospate) Rumus molekul : (NH4)2HPO4 Sifat fisik : Berbentuk butiran berwarna putih Titik leleh : 155oC Densitas : 1,619 gr/ml pada 25 oC 2. Urea (diperoleh dari Pabrik Urea yang ada di Departemen Produksi I) Rumus molekul : CO(NH2)2 Berat molekul : 60,07 gr/mol Sifat fisik : Berbentuk Kristal berwarna putih Titik leleh : 132,7 oC Titik didih : Terdekomposisi 3. KCl (diperoleh dari impor) Berat molekul : 74,55 gr/mol Sifat fisik : Kristal tak berwarna atau berwarna putih, dapat juga berbentuk serbuk Densitas : 1,987 gr/ml Titik leleh : 773 oC (menyublim pada 1500 oC) 4. Ammonium Sulfat / ZA (diperoleh dari Pabrik Amonium Sulfat yang ada di Departemen Produksi I dan II) Rumus molekul : (NH4)2SO4

66

Berat molekul Sifat fisik

: 132,6 gr/mol : Berwarna coklat, kristal, berwarna abu-abu

sampai putih Titik leleh : > 280 oC (terdekomposisi) 5. Clay Berfungsi sebagai perekat antar bahan dan juga sebagai filler 6. Filler yang lainnya B. Bahan Tambahan Bahan tambahan yang digunakan untuk memproduksi pupuk NPK Granulasi ini berupa micronutrient yang terkadang dibutuhkan oleh jenis tanah tertentu dan jenis tumbuhan tertentu, sehingga penambahan bahan tambahan ini dilakukan sesuai permintaan dari konsumen yang memesan atau bisa dikatakan hanya untuk produk NPK Kebomas saja. Micro Nutrient yang di tambahkan berupa Cu, Zn, B,Fe, Mn, Mo, dan Cl. Semua bahan baku dan bahan pembantu padat disimpan di dalam gudang. Penanganan bahan tersebut dilakukan oleh bagian Perencanaan dan Pengendalian Produksi II Departemen Produksi II. Produk dari NPK Granulasi ini termasuk kelompok pupuk NPK Kebomas jenis compound. C. Uraian Proses NPK Granulasi Pabrik pupuk NPK Granulasi memproduksi pupuk NPK dengan berbagai variasi formula yang menggunakan proses steam granulation. Prinsipnya yaitu dengan mencampurkan beberapa bahan baku berupa DAP, Urea, KCl (potash), Clay,dan Dolomite.

67

Gambar 2.4 Diagram Blok Proses Produksi NPK Granulasi a. Persiapan Bahan Baku Bahan baku berupa DAP karena butiran harus di-crusher terlebih dahulu oleh 15.Q101 setelah itu diumpankan ke Raw material Hopper 15.D101 oleh 15.M103, dan Urea juga di-crusher dahulu oleh 15.Q102 dan dibawa ke raw material oleh Urea Bucket Elevator 15.M102 dan melalui 15.M104

Urea diumpankan ke hopper

15.D102, dan

selanjutnya bahan baku lainnya seperti KCl, Clay, dan Dolomit dicurahkan ke masing-masing hopper yaitu KCl 15.D103, Dolomit 15.D104, Clay 15.D105, melalui 15.M105 KCl weigher dan 15.M106 Clay weigher. Bahan baku yang diumpankan ke dalam hopper dilengkapi dengan level indicator dan level alarm untuk low level, high level, dan very high level. Perbandingan masing-masing bahan baku tergantung dari formula yang akan diproduksi. b. Proses Granulasi Material dari Raw material conveyor 15.M109 dibawa oleh Raw Material Bucket Elevator 15.M110 menuju ke granulator 15.M112. Proses granulasi atau pembutiran di granulator ini dengan menggunakan bantuan 68

steam dan slurry atau air. Pengaturan steam dan air ini masih diatur dengan cara manual. Pemakaian steam dan air ini diatur sedemikian rupa sehingga didapatkan NPK granul yang terbaik. c. Pengeringan Produk NPK granul dari granulator 15.M112 kemudian dibwa oleh Product Granulator Conveyor 15.M113 ke Dryer 15.M114 untuk pengurangan kadar air. Udara panas, sebagian uap air, gas Ammonia, dan debu di dalam granulator dihisap ke scrubber unit dan granulator fan. Untuk mengeringkan NPK granul di dalam dryer digunakan udara panas dari furnace. Gas panas hasil pembakaran di dalam furnace diencerkan dengan udara dari furnace fan 15.C104. Temperatur udara panas inlet dryer berkisar antara 180oC - 230 o

C tergantung dari formula NPK granul yang akan dikeringkan. Kadar air

yang keluar dari granul maksimal 1% dan temperature gas panas outlet dryer dijaga sekitar 57 oC – 65oC. Gas panas dari dalam dryer dibawa ke scrubber unit setelah sebelumnya dipisahkan dari debu yang terbawa oleh dryer yang dihisap oleh blower 15.C105. Debu dari dryer akan dikembalikan ke raw material conveyor untuk digunakan kembali sebagai bahan baku. d. Pendinginan dan Pelapisan Produk NPK Granulasi NPK Granul kering keluar dari dryer dibawa product dryer conveyor 15.M115 ke Cooler 15.M125 untuk didinginkan. Pendinginan dilakukan dengan mengalirkan udara (suhu kamar) ke dalam cooler

69

dengan sistem Counter Current menggunakan cooler fan 15.C102. Debu yang terbawa di dalam udara pendingin dari dedusting system dipisahkan dan dikembalikan ke raw material conveyor. NPK Granul yang sudah dingin dibwa oleh product cooler conveyor 15.M116 dan product cooler bucket elevator 15.M117 ke over vibrating screen untuk diayak. Hasil atas diterima oleh oversize conveyor untuk kemudian di haluskan di oversize crusher dan hasilnya masuk ke raw material untuk digranulasi kembali. Hasil bawah masuk ke undersize vibrating screen untuk dipisahkan menjadi product onsize dan undersize. Product onsize masuk ke recycle regulator bin sedangkan undersize masuk ke raw material conveyor untuk di granulasi kembali. Product onsize di recycle bin dikirim ke coater. Product yang masuk coater dilapisi dengan coating coil yang berupa tamol. NPK granul onsize yang telah dilapisi oleh coating coil kemudian dikirim ke bagging unit. e. Penyerapan Gas (Scrubber Unit) Udara dari 15.C101, 15.C102, dan 15.C105 di spray dengan air/slurry di scrubber tower menggunakan scrubber pump 15.P101 A/B. Air dari scrubber tower masuk ke bak scrubber pit dan diaduk menggunakan scrubber pit agitator 15.M124, sebagian air slurry di bak di pompa menggunakan granulator pump untuk proses granulasi di granulator 15.M112

70

Air slurry dari bak setelah melewati screen air dipompa oleh scrubber pump 15.P101 A atau B sebagian bisa dikirim ke granulator untuk proses granulasi yang diatur flownya. f. Bagging System Produk NPK dari final product bucket elevator masuk ke product hopper yang dilengkapi dengan level indicator. Produk NPK di dalam product hopper dikantongi dengan menggunakan bagging machine 15.M122 dan di jahit menggunakan sewing machine. NPK dalam kantong kemudian diterima oleh bagging product conveyor 15.M123 A atau B kemudian dibawa forklift menuju gudang penyimpanan sementara.

2.2. Deskripsi Proses Phonska IV 2.2.1 Bahan Baku Bahan baku utama yang digunakan untuk memproduksi pupuk Phonska adalah Asam Fosfat, KCl, urea, ZA, Ammonia dan Asam Sulfat. Spesifikasi bahan baku tersebut adalah sebagai berikut : a. Asam Fosfat (H3PO4) Sebanyak 17 % Asam Fosfat diperoleh dari Pabrik Asam Fosfat yang ada di Departemen Produksi III dan dari Impor. Sifat fisik Rumus Molekul : H3PO4 Berat Molekul

: 98 gr/mol

Sifat fisik

: Berbentuk cairan tidak berwarna

71

Titik leleh

: 42,35ºC

Titik beku

: -17,75ºC

Bentuk

: Cair

P2O5

: 46% minimum

Sifat Kimia - Merupakan Asam poliprotik lemah - Asam Fosfat bila dititrasi dengan basa (NaOH) dengan penambahan indikator fenolftalein, maka akan terjadi perubahan warna titrat yang kemerah – merahan. Reaksinya adalah sebagai berikut : H 3 PO4  2 NaOH    Na2 HPO 4  2 H 2 O Pengumpanan dan Penggunaan 

Asam Fosfat (46% P2O5) diumpankan ke : a. Pre neutralizer 26 R-303 b. Srubbing system 26 D-311



Kekurangan dari neraca Asam Fosfat ditambahkan ke Pre neutralizer 26 R-303



Kelebihan umpan Asam Fosfat ke scrubbing system harus dihindari karena dapat : a. Menurunkan rasio N/P b. Menaikkan losses flourine c. Relatif menaikkan losses air yang dapat menyulitkan pengaturan neraca air dalam sistem.



Kekurangan Asam Fosfat juga harus dihindari karena :

72

a. Menaikkan rasio N/P b. Mudah terjadi permasalahan kristalisasi di scrubbing sistem 

Jumlah P2O5 (dari Asam Fosfat) yang dimasukkan ke unit harus dijaga agar tetap sama. Hal ini sangat berpengaruh terhadap perubahan jumlah air yang harus ditambahkan. Tidak hanya pada scrubbing system tetapi juga pada pengaturan fasa cair-padatan di granulator untuk mencapai : a. hasil granulasi yang lebih tinggi b. minimal recycle c. konsumsi bahan bakar minimal d. kemudahan operasi,dll

b. Asam Sulfat (H2SO4) Sebanyak 11 % Asam Sulfat diperoleh dari Pabrik Asam Sulfat yang ada di Departemen Produksi III dan dari PT. Smelting. Sifat fisik Rumus Molekul : H2SO4 Berat Molekul

: 98,08 gr/mol

Sifat fisik

: Cairan tidak berwarna, tidak berbau dan bersifat seperti minyak.

Titik leleh

: 10,49ºC

Bentuk

: Cair

Konsentrasi

: 98% H2SO4 minimum

Sifat Kimia - Merupakan asam kuat polibasa

73

-

Mudah menguap Sering digunakan sebagai katalis Akan membentuk endapan PbSO4 bila bereaksi dengan Pb Pb  H 2 SO4    PbSO4  H 2

-

Akan membentuk endapan BaSO4 bila bereaksi dengan Ba Ba  H 2 SO4    BaSO 4  H 2 Pengumpanan



Sistem pengumpanan asam sulfat 98% adalah sebagai berikut : a. ke Pre Neutralizer 26 R-303 b. ke Granulator 22 M-361 c. ke Srubbing system 26 D-311 ( Pre GranulatorScrubber ) dan 26-D312 ( Tail Gas Scrubber )

c. Ammonia (NH3) Sebanyak 20 % Ammonia diperoleh dari Pabrik Ammonia yang ada di Departemen Produksi I dan dari Impor. Sifat fisik Rumus molekul : NH3 Berat Molekul

: 17,04 gr/mol

Sifat fisik

: Gas tidak berwarna, berbau menyengat, dapat dicairkan melalui kompresi

Titik leleh : -77,7 0C Titik didih: -33,35 0C Densitas : 0,771 gr/ml pada 0 0C 0,817 gr/ml pada 25,7 0C Tekanan uap : 10 atm pada 25,7 0C Densitas uap : 0,6 gr/ml Bentuk

: Cair

74

Konsentrasi

: 99% NH3 minimum

Sifat Kimia - Kelarutan : sangat larut dalam air, sedikit larut dalam alkohol. - Senyawa NH3 dalam air akan bereaksi menjadi basa, hal ini dapat ditunjukkan dengan cara mencelupkan kertas lakmus merah ke dalamnya, maka kertas lakmus merah tersebut akan berubah warna menjadi biru. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut : NH 3  H 2 O(l )    Na 4 OH (l )

Pengumpanan dan Penggunaan 

Tekanan amoniak cair di battery limit harus 3-4 kg/cm2 diatas kesetimbangan agar Ammonia yang masuk ke pre neutralizer 26 R-303 tetap berupa cairan.



Perpipaan Ammonia dilengkapi safety valve



Injeksi Ammonia ke Granulator 22 M-361 Tabel 2.1 Kesetimbangan Amoniak Suhu (oC)

Tekanan (kg/cm2)

Suhu (oC)

Tekanan (kg/cm2)

-33

0

4

4,03

-21

1,41

6

4,45

-8

2,11

8

4,85

-6

2,4

10

5,3

-4

2,7

14

6,18

-2

3,06

20

7,74

0

3,37

30

10,89

2

3,61

40

14,85

75

d. Urea Sebanyak 3 % Urea diperoleh dari Pabrik Urea yang ada di Departemen Produksi I. Sifat fisik Rumus molekul : CO(NH2) 2 Berat molekul Bentuk

: 60,07 gr/mol : Berbentuk kristal berwarna putih

Titik leleh : 132,7 0C Titik didih: Terdekomposisi Densitas : 1,335 gr/ml (Perry RH, 1962) Sifat Kimia - Kelarutan : Larut dalam air dan alkohol., larut perlahan dalam eter. - Urea dalam air akan terhidrolisa menjadi Ammonium Karbamat yang kemudian akan terurai menjadi Ammonia dan Karbondioksida. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut : NH 2 CONH 2  H 2 O    NH 2 COONH 4 NH 2 COONH 4    2 NH 3  CO2

-

Selama sintesa urea terjadi pula reaksi samping yaitu pembentukan senyawa biuret yang tidak diinginkan karena merupakan racun bagi tanaman. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut : 2 NH 2 CONH 2    NH 2 CONHCONH 2  NH 3 Disini terlihat biuret akan terbentuk bila kadar Ammonia rendah dan yang penting pula diingat biuret akan terbentuk bila terjadi kontak dengan suhu tinggi yang cukup lama. Pengumpanan dan Penggunaan

76

Pengumpanan dilakukan ke Granulator 22 M-361 e. Ammonium Sulfat (ZA) Sebanyak 17 % ZA diperoleh dari Pabrik Ammonium Sulfat yang ada di Departemen Produksi I dan II. Sifat fisik Rumus molekul

: (NH4)2SO4

Berat molekul

: 132,6 gr/mol

Bentuk

: Berwarna coklat, kristal berwarna abu-abu sampai putih

Titik leleh : > 280 0C (Terdekomposisi) Densitas : 1,77 gr/ml (Perry RH, 1962) Sifat Kimia - Mudah larut dalam air dan dapat diserap langsung (NH4+) oleh tanaman. - Penggunaan terus – menerus akan meningkatkan keasaman tanah. - Ammonium sulfat dapat dibuat dari reaksi Ammonia dengan Asam sulfat, reaksinya adalah sebagai berikut : 2 NH 3  H 2 SO4   ( NH 4 ) 2 SO4 -

Ammonium Sulfat apabila direaksikan dengan garam NaCl akan membentuk membentuk NH4Cl. Reaksinya adalah sebagai berikut : ( NH 4 ) 2 SO4  2 NaCl    2 NH 4 Cl  NaSO4

-

Ammonium

Sulfat

apabila

dihidrolisa

maka

akan

menghasilkan

Ammonium Hidroksida dan Asam Sulfat. Reaksinya adalah sebagai berikut : ( NH 4 ) 2 SO4  2 H 2 O    2 NH 4 OH  H 2 SO4 Pengumpanan dan Penggunaan Pengumpanan dilakukan ke Granulator 22 M-361 f. Mauriate of Potash Chloride

77

Sebanyak 26 % KCl diperoleh dari Impor. Sifat fisik Rumus molekul

: KCl

Berat molekul

: 74,55 gr/mol

Bentuk

: Kristal tidak berwarna atau berwarna putih, dapat juga berbentuk serbuk.

Titik leleh : 773 0C (menyublim pada 1500 0C) Densitas : 1,987 gr/ml (Perry RH, 1962) Sifat Kimia - Apabila direaksikan dengan basa kuat akan menghasilkan garam. KCl  NaOH    NaCl  KOH -

Kelarutan

: larut di dalam air, larut perlahan di dalam alkohol, tidak

larut dalam alkohol absolut. Pengumpanan dan Penggunaan Pengumpanan dilakukan ke Granulator 22 M-361 g. Filler Filler yang biasa digunakan adalah clay atau gypsum kering. Spesifikasinya : Kadar Air

: 15% maksimum

Bentuk

: Granul Komposisi rate bahan baku utama yang digunakan di Pabrik

Phonska adalah : 1. Asam Fosfat

: 0,278 ton/ton produk

2. Ammonia

: 0,139 ton/ton produk

3. Asam Sulfat

: 0,217 ton/ton produk

78

4. Urea

: 0,026 ton/ton produk

5. KCl

: 0,250 ton/ton produk

6. ZA

: 0,130 ton/ton produk

2.2.2 Bahan Pembantu Bahan pembantu yang digunakan untuk memproduksi Pupuk Phonska diperoleh dari Impor. Bahan pembantu tersebut antara lain : 1. Coating Oil Jumlah coating oil yang digunakan setiap hari adalah 5000 liter/hari. 2. Coating Powder Jumlah coating powder yang digunakan setiap hari adalah 2,5 ton/hari. 3. Pigmen Jumlah pigmen yang digunakan setiap hari adalah 11,5 ton/hari. Semua bahan baku dan bahan pembantu padat disimpan di dalam gudang, sedang bahan baku dan bahan pembantu cair pembantu cair ditampung dalam Tangki Penyimpanan. Penanganan bahan tersebut dilakukan oleh bagian Perencanaan dan Pengendalian Produksi II Departemen Produksi II. 2.2.3 Tahapan Proses Proses pembuatan pupuk Phonska adalah proses kompleks yang menggabungkan proses pencampuran (mixing) dan pereaksian (reaction). Bahan baku yang digunakan terbagi menjadi 2 jenis yaitu bahan baku cair dan bahan baku padat. Bahan baku cair yang terdiri dari Ammonia, Asam Sulfat, dan Asam Fosfat direaksikan di dalam Pre-Neutralizer. Reaksi yang terjadi adalah : 1. Reaksi Pembentukan Ammonium Sulfat NH3 + H2SO4 (NH4)2SO4 2. Reaksi Pembentukan Monoammonium Fosfat NH3 + H3PO4 NH4H2PO4

79

Reaksi yang terjadi merupakan reaksi netralisasi dan bersifat eksotermis. N/P mol ratio 0,7 – 1,8 tergantung grade Phonska. Bahan baku padat yang terdiri dari senyawa KCl, Urea dan

ZA

dicampur (Pre-Mixing) dengan bahan recycle di dalam Plug Mill agar didapatkan campuran yang homogen sebelum masuk ke dalam granulator. Selanjutnya hasil reaksi di Pre-Neutralizer dan hasil pencampuran di plug mill masuk ke dalam granulator untuk mengalami proses granulasi. Di dalam granulator juga diumpankan Asam Sulfat dan Ammonia dalam bentuk liquid. Proses granulasi antara bahan baku padat dari Plug Mill dan slurry dari Pre-Neutralizer membentuk granul Phonska akibat terjadinya reaksi kimia dan fisis antara bahan baku yang berbeda-beda karakteristiknya. Reaksi yang terjadi di dalam granulator adalah : 1) Reaksi Pembentukan Diammonium Phospate NH3 + NH4H2PO4 (l) (NH4)2.PO4 (s) ∆H = -1.000 kcal/kg NH3 2) Reaksi Pembentukan Monoammonium Phospate NH3(l) + H2SO4 (NH4)2SO4 (l) ∆H = -1.500 kcal/kg NH3 2.2.3.1 Pengumpanan Bahan Baku Transportasi bahan baku padat dari gudang penyimpanan ke pabrik dapat dilakukan dengan bantuan sistem conveyor menggunakan belt dan elevator. Cara lain adalah sistem transportasi pneumatic, akan tetapi cara ini hanya digunakan untuk jenis bahan baku tertentu. Urea, KCl dan Ammonium Sulfat dapat diumpankan ke dalam hopper kecil menggunakan payloader. Hopper yang diletakkan di atas belt conveyor akan memindahkan bahan-bahan tersebut di atas ke bucket elevator di dekat gudang penyimpanan. Selanjutnya bahan-bahan tersebut akan dipindahkan ke pabrik

80

lewat belt conveyor kedua. Di dalam pabrik Phonska, bahan baku tersebut dimasukkan ke belt conveyor yang dilengkapi diverter. Diverter akan membagi bahan baku tersebut ke bin 26-D-316/317/318/319. Empat bin dengan kapasitas besar digunakan untuk menyimpan urea, KCl, Ammonium Sulfat dan Filler. Level bahan baku dalam bin dikonversikan sebagai ketinggian. Bin dilengkapi dengan indikator ketinggian. Bila ketinggian bahan baku dalam bin terlalu tinggi, high level switch akan menyebabkan interlock untuk stop pada sistem pengumpanan bahan baku yang berhubungan dengan gudang penyimpanan, sehingga operator payloader akan menghentikan sistem pengumpanan. Alarm juga akan bekerja jika terdapat kesalahan pembacaan akibat adanya penyumbatan di dalam bin. Selain itu, pada bagian bawah masing-masing bin terdapat juga dosometer yang kecepatannya diatur oleh pengontrol umpan pada bin. Semua dosometer itu dipasang loading cell yang memberikan indikasi jumlah aliran material yang sebenarnya. Timbangan elektronik dapat dioperasikan secara otomatis dari control room. Bahan baku padat dari 26-D-316/317/318/319 akan dikumpulkan di drag conveyor 22 M-304 yang kemudian akan dimasukkan ke granulator 22 M361 melalui bucket elevator 22 M-305. Recycle bahan padat juga dimasukkan ke dalam granulator 22 M-361. 2.2.3.2 Penyiapan Slurry dan Proses Granulasi

81

Sebelum masuk granulator, bahan baku terlebih dahulu masuk drag conveyor

untuk

menunjang

efektifitas

proses

granulasi

sehingga

akan

meningkatkan produktifitas. Asam Sulfat dapat ditambahkan pada bahan baku padat melalui distributing pipe sedangkan Amoniak diumpankan melalui sparger di dasar granulator. Produk keluaran bucket elevator 22-M-305 dialirkan secara gravitasi ke dalam drum granulator 22 M-361 dan mengalami proses granulasi. Granulasi ini merupakan proses utama dalam pembuatan Phonska granular. Pada proses granulasi terjadi reaksi kimia dan fisis antara berbagai bahan baku dengan senyawa H3PO4 yang berasal dari Asam Fosfat. Lump kicker akan mengeluarkan gumpalan ke dalam grizzly yang akan membuat gumpalan tersebut terpisah-pisah akibat aksi perputaran. Asam Sulfat dan Asam Fosfat dinetralkan dengan Amoniak hingga mencapai nisbah molar N/P = 0,8-0,9, tergantung grade yang diinginkan. Proses neutralisasi ini berlangsung di dalam Pre-Neutralizer 26-R-303 yang dipasang sedemikian rupa sehingga slurry Ammonium Fosfat (mengandung sedikit Sulfat) yang dihasilkan langsung tertuang ke dalam granulator. Temperatur slurry berkisar antara 100-125 0C sedangkan kadar air dalam slurry mencapai 8-17 %. Kadar yang lebih rendah dapat tercapai apabila terdapat Asam Fosfat konsentrasi tinggi. Pre-Neutralizer 26-R-303 memiliki pengontrol laju alir Fosfat dan Ammonia cair. Asam Fosfat yang diumpankan ke dalam Pr- Neutralizer 26-R303 berasal dari unit scrubbing. Asam ini dicampurkan dengan Asam Fosfat

82

konsentrasi tinggi yang diumpankan ke dalam Pre-Neutralizer 26-R-303. Air proses kadang-kadang juga ditambahkan ke dalam Pre-Neutralizer 26-R-303 untuk mengencerkan Asam Fosfat tersebut. Ammonia yang digunakan adalah Ammonia cair agar volum pipa yang digunakan lebih kecil. Untuk melengkapi proses netralisasi asam agar mencapai nisbah N/P 0,8-0,9 (tergantung grade yang diinginkan), dan/atau untuk menetralkan Asam Sulfat yang diumpankan ke dalam granulator, dipasang ammoniation system sparger. Jenis sparger yang digunakan adalah ploughshare yang dipasang di dasar granulator, sehingga Amoniak yang terbawa ke dalam scrubber dapat diminimalkan. Penggunaan Amoniak cair dilakukan untuk memudahkan pengontrolan temperatur pada granulator. Pengontrolan temperatur ini sangat penting agar produk yang diinginkan memiliki kandungan Urea yang tinggi. Produk keluar dari granulator dengan kandungan NPK yang sesuai diharapkan MR di Granulator 1,6 – 1,7.

2.2.3.3 Granulator (22-M-361) Rotary Drum Untuk membuat NPK, semua bahan baku dan recycle diumpankan ke dalam granulator secara langsung. Recycle berasal dari produk yang berbentuk butiran halus, produk oversize, produk undersize, dan sebagian produk komersil untuk menjaga keseimbangan air dan panas yang digunakan. Pada semua grade, Asam Sulfat dapat langsung ditambahkan ke dalam granulator yang selanjutnya akan bereaksi dengan Amoniak yang dimasukkan melalui ploughshare. Reaksi Asam Sulfat ini terjadi pada permukaan granul

83

menyebabkan granul tetap kering (yang merupakan suatu keuntungan jika digunakan Urea dengan kelarutan tinggi), keadaan ini juga dapat membuat granul menjadi keras sehingga lebih mudah dalam hal penyimpanan dan penanganannya. Terkadang air dapat ditambahkan secara langsung ke dalam granulator agar granul yang dihasilkan lebih seragam, akan tetapi hal ini tidak umum dilakukan. Urea yang digunakan akan sangat menyatu dengan granul akibat panas yang dihasilkan dalam Pre-Neutralizer. Granulator dilengkapi dengan flexing rubber panels untuk menghindari scalling atau penumpukan produk. Granulator juga dilengkapi dengan lump kicker agar tidak ada gumpalan yang tersisa di dalam drum yang dapat mengganggu aliran padatan dan menjaga agar gumpalan tersebut tidak terbawa ke dalam dryer. Lump kicker akan mengeluarkan gumpalan ke dalam grizzly yang akan membuat gumpalan tersebut terpisah-pisah akibat aksi perputaran. Padatan keluar dari granulator dengan kandungan kadar air normal 2-3 % dan diumpankan secara gravitasi ke dalam dryer untuk memperoleh kadar air yang diinginkan yaitu 1-1,5 %. Chute yang menghubungkan dryer dan granulator harus dipasang dengan kemiringan 700 agar tidak terjadi penumpukan produk pada dindingnya. Gas yang terbentuk dalam granulator dihisap melalui granulator prescrubber 26-D-311 untuk menangkap kembali sisa Amoniak dan debu yang lolos. 2.2.3.4 Pengeringan dan Pengayakan Produk Dryer berbentuk rotary drum, 22-M-362. Dryer ini akan mengeringkan padatan keluaran granulator hingga kadar airnya mencapai 1-1,5 % menggunakan

84

udara pengering dengan arah co-current. Combustion Chamber 22-B-301 menggunakan bahan bakar batu bara sebagai media pemanas. Untuk Furnace 22-B-301 dilengkai dengan fan 26-C-307 yang berguna sebagai bubling pasir silica. Batu bara diinjeksikan diatas silica yang telah dibubling oleh 22-C-307 pada suhu 500°C untuk bisa membakar batu bara. Sebelum uap dari panas masuk ke dryer terdapat Delution air yang berguna sebagai mendinginkan udara yang akan masuk ke dryer agar tidak lebih dari 400°C. Delution air disuplai oleh blower 22-C-304, udara panas hasil pembakaran dihisap oleh fan dryer 26-C-302 ke dryer sebagai pemanas produk dalam dryer. Drum dryer juga dilengkapi dengan grizzly (pemisah bongkahan) untuk menghancurkan gumpalan yang dapat menyumbat aliran keluaran dryer menuju elevator 22-M-302. Apabila gumpalan sampai keluar, grizzly akan mengangkat dan membuangnya ke dalam hopper lalu diumpankan ke dalam lump crusher 22Q-302. Gumpalan yang telah hancur akan bergabung dengan keluaran dryer pada conveyor 22-M-328AB. Udara yang keluar dari dryer mengandung sejumlah Amoniak yang lepas dari produk, debu, dan air yang teruapkan dari produk saat dikeringkan. Udara akan dimasukkan ke dalam cyclone 22-D-322 A/B/C/D, untuk memisahkan sebagian besar partikel yang terbawa gas. Cyclone ini dilengkapi dengan rantai pembersih dan bin vibrating 22-BV-322 A/B untuk mencegah penumpukan di dinding cyclone. Setiap cyclone juga dilengkapi dengan sebuah hopper dan valve berjenis discharge flap 22-M-311 A/B, untuk mengeluarkan debu dan digabungkan dengan recycle product pada recycle drag conveyor 22-M-304.

85

Setelah proses pemisahan partikulat, gas dihisap ke dalam dryer scrubber 22-D302 A/B. Dryer exhaust fan 26-C-302 dipasang pada aliran keluaran scrubber dan dilengkapi dengan inlet damper untuk mengatur jumlah udara. Produk kering diumpankan ke exit dryer bucket elevator 22-M-302. Dari situ produk diumpankan dilewatkan drag conveyor 22-M-328AB, yang akan membawa produk ke penyaring 22-F-301 A/B/C/D. Diantara exit dryer elevator dan screen feeder terdapat recycle by pass diverter 26-S-306, yang dioperasikan secara manual. Diverter ini dapat digunakan apabila sebagian atau seluruh unit akan dikosongkan dalam waktu yang singkat. Produk akan jatuh ke dalam sebuah penampung berkapasitas kecil. Produk dapat diumpankan kembali ke dalam proses melalui suatu pay loader, dikirim kembali ke gudang penyimpanan bahan baku untuk proses selanjutnya. Screen feeder 22-M-328 A/B berguna untuk mengoptimalkan distribusi produk yang akan melewati screen. Screen bertipe double deck digunakan karena memiliki efisiensi yang tinggi dan kemudahan dalam pemeliharaan dan pembersihannya, dilengkapi dengan motor vibrator dan self cleaning system. Material yang digunakan adalah baja AISI 316 L. Produk dengan ukuran yang sesuai (onsize) dari penyaring 22-F-301 A/B/C/D diumpankan langsung ke belt conveyor 22-M-303. Produk oversize yang telah dipisahkan dijatuhkan secara gravitasi ke dalam oversize mill 22-Q-301 A/B/C/D yang dapat digunakan untuk beban besar dengan ruber line casing.

86

Produk undersize dari 22-F-301 A/B/C/D jatuh secara gravitasi ke dalam recycle belt conveyor 22-M-304, sedangkan produk onsize diumpankan ke recycle regulator bin 22-D-310 yang terletak di atas recycle regulator drag conveyor 22-M-304. Conveyor tersebut memiliki kecepatan motor yang berbedabeda, dikontrol dari CCR. Kecepatan motor tersebut bergantung kepada set point product extractor weigher 26-WQ-310, untuk mengatur jumlah produk komersil menuju bagian akhir pengolahan produk. Sisa produk komersil berukuran standar, yang biasanya berlebih, akan dikembalikan ke recycle belt conveyor 22-M-304 melalui hopper 22-D-310. Perhatian khusus harus diberikan kepada recycle drag conveyor 22-M-304 karena dioperasikan pada kecepatan rendah, untuk mencegah terbuangnya produk, dan penutupnya harus didesain sedemikian rupa untuk mencegah emisi debu. Recycle conveyor akan mengumpulkan : 1. Partikulat dari seluruh unit cyclone 2. Produk yang telah dihancurkan oleh crusher (22-Q-301 A/B/C/D) 3. Butiran halus yang berasal dari screen 4. Kelebihan produk over flow Keluaran recycle conveyor dimasukkan ke dalam granulator elevator 22-M-305 yang menampung semua aliran recycle bersama-sama dengan bahan baku padat yang akan diumpankan ke dalam Granulator. 2.2.3.5 Pendinginan ( Cooler 22-M-363) Produk dengan ukuran onsize yang keluar dari dryer dilewatkan conveyor 22-M-303 kemudian diumpankan secara gravitasi ke dalam cooler drum

87

22-M-363. Yang akan menurunkan temperatur menggunakan 1 tahap pendinginan menggunakan udara kering pendingin yang berasal dari exchanger yang digunakan untuk memanaskan Amoniak. Setelah keluar dari cooler drum produk ditransfer ke polishing screen melalui bucket elevator 22-M-308. Produk undersize dari polishing screen akan di recycle melalui 22-M-304. Produk onsize dari 26-F-302 kemudian memasuki coater 26-M-364 untuk di coating. Beberapa grade NPK mempunyai kelembaban relatif kritis (CRH) sekitar 55 % pada 30ºC (makin rendah pada temperatur yang lebih tinggi) dan dapat menahan kadar air jika kondisi udara lingkungan memiliki kadar air yang relatif tinggi. Pemanas udara akan meningkatkan temperatur udara dan akibatnya kelembaban relatif udara akan berkurang. Partikel yang terbawa udara saat keluar dari pendingin diambil kembali di dalam cyclone 22-D-324A dan dikumpulkan di dalam hopper 22-D324B. Dari hopper ini partikulat akan dikembalikan ke recycle conveyor 22-M304. Seperti halnya cyclone pada dryer, cyclone ini dilengkapi dengan vibrator kecil 26-BV-324 dan rubber Flapper. Udara bersih keluaran cyclone akan dikirim ke final tail gas scrubber 26-D-312 untuk dicuci melewati demister 22-D-303. Untuk meningkatkan efisiensi energi, sebagian dari udara hangat yang sudah bersih dimasukkan ke dalam drum 22-M-362 sebagai udara pengencer. Produk dingin masuk dilewatkan ke 22-M-308, yang kemudian akan dikirim ke coating rotary drum 26-M-364. 2.2.3.6 Proses Pelapisan

88

Pelapisan diperlukan terutama pada formulasi yang menggunakan Urea, karena sifat higroskopis bahan baku yang dapat mempercepat proses caking, terutama jika terdapat variasi temperatur udara dan kadar air. Coating agent terbuat dari silica powder dan coating oil berupa tamol, spesifik sesuai keinginan. Coating oil diumpankan ke dalam coater drum menggunakan injection pump 26P-317 A/B. Padatan diumpankan ke dalam coater melalui coating powder feeder 26-M-368. Coating oil disimpan di dalam coating oil tank 26-TK-311, diisikan langsung dari truk atau barrel dengan pompa portabel. Coating powder + pigment dicampur dengan rasio 1 : 3 / 1 : 4, kemudian diumpankan ke coater melalui screw feeder. Untuk menambah sifat anticaking, salah satu coating agent ditambahkan senyawa teraminasi sehingga dapat memberikan daya tahan ekstra terhadap penyerapan air. Produk keluaran coater dimasukkan ke final belt conveyor 26-M-340 kemudian 22-M-341 dan 22-M-401 serta 22-M-402.1 yang akan mengirim produk ke gudang penyimpanan akhir. 22-M-402.1 dilengkapi dengan timbangan produk akhir 22-M-413. Di dalam final product belt conveyor terdapat tempat pengambilan sampel otomatis 9-SP-101. Sampel diambil secara berkala dan digunakan untuk keperluan analisis. Hasil analisis dilaporkan ke CCR. Produk dengan temperatur yang tepat, kadar air yang rendah, jumlah butiran halus yang minimum, dan dilapisi dengan baik terjamin tidak akan mengalami caking di dalam storage.

89

.

.

2.2.3.7 Penyerapan Gas (Gas Scrubbing) Pabrik dilengkapi dengan sistem scrubbing dan peralatan dedusting dengan tujuan membersihkan gas buang dan menangkap unsur hara untuk di daur ulang. Sistem scrubbing ini terdiri dari 3 tahap. Pencucian Tahap Pertama Pencucian tahap pertama menggunakan

alat yang dinamakan

granulator pre scrubber 26-D-311 A/B, untuk mencuci gas( NH 3, F, dust) yang mengalir dari granulator 22-M-361 dan Pre-Neutralizer 26-R-303. Larutan penyerap / scrubber liquid menggunakan larutan H3PO4 dan H2SO4. Granulator pre scrubber terdiri dari ventury scrubber dengan beda tekan (∆P) rendah dan cyclonic tower. Alat ini dilengkapi sprayer pada pipa sebelum memasuki scrubber dengan tujuan untuk menjaga pipa tetap bersih, pencucian awal, dan membasahi gas untuk mencapai kondisi jenuh. Sisi dasar cyclone tower merupakan tangki penampung larutan dan larutan disirkulasikan menggunakan pompa 26-P-312 A/B juga sekaligus mentransfer larutan ke Pre-Neutralizer. Pencucian Tahap Kedua Tahap kedua ini terdiri dari tiga buah ventury scrubber yang telah dimodifikasi untuk meningkatkan efisiensi dan mencegah terjadinya kesalahan. Berikut adalah ketiga buah ventury scrubber yang digunakan : a. Granulator Scrubber (22-D-301 A/B).

90

Unit ini digunakan untuk mencuci gas yang datang dari GPS 26-D-311 A/B, yang dihisap oleh fan 26-C-301. Fan tersebut diltakkan di bagian akhir

scrubber.

Leher

ventury

telah

diperbesar

untuk

mengakomodasikan jumlah penanganan yang besar. Tentunya hal tersebut dilakukan dengan batasan turun tekan yang masih dapat di terima. b. Dryer Scrubber (22-D-302 A/B). Unit ini digunakan untuk mencuci gas yang datang dari dryer cyclone, yang dihisap oleh fan 26-C-302. Fan tersebut diletakkan dibagian hilir scrubber. Leher ventury yang telah diperbesar dengan tujuan dan alasan yang sama dengan granulator scrubber. c. Dust Scrubber (22-D-303 A/B). Unit ini digunakan untuk mencuci gas yang datang dari dust cyclone, yang dihisap oleh fan 26-C-303. Fan tersebut juga diletakkan dibagian hilir scrubber. Semua scrubber diatas adalah tipe venturi yang diikuti oleh menara pemisah cyclonic. Granulator dan dryer scrubber menggunakan tangki resirkulasi yang sama. Tangki tersebut dilengkapi dengan pompa sirkulasi 22-P-302 A/B dan 22-P-305 A/B untuk resirkulasi masing – masing ke ventury scrubber dan sisi lengan scrubber. Sedangkan untuk dedusting scrubber, liquor akan di tampung di tangki 22-TK-302 yang dilengkapi pompa 22-P-301 A/B.

91

.

Alat yang dipakai adalah gas scrubber 22-D-303 A/B, yang digunakan untuk mencuci gas yang berasal dari 2 sistem scrubber yang telah disebutkan di atas dan yang berasal dari Rotary drum cooler dan screen 22 F-301 A/B/C/D. Larutan penyerap / scrubber liquor menggunakan air dengan pH 4-6 melalui injeksi larutan H2SO4. Scrubber ini mempunyai 2 tahap pencucian, pertama pada posisi saluran tegak tempat gas masuk dan kedua pada bagian mendatar. Sirkulasi larutan pencuci dilakukan dengan pompa 22-P-302 dan 22P-305 yang sekaligus berguna untuk mentransfer sebagian larutan ke tangki. Tahap Pencucian Ketiga Tahap pencucian ketiga dilakukan untuk memenuhi ketentuan emisi gas buang. Tahap ini dilakukan menggunakan tail gas scrubeer 26-D-312 yang dilengkapi

pompa sirkulasi 26-P-313 A/B/C/D, di dalamnya terdapat alat

demister dan packed bed / packing ring. Pada saat sebagian besar Ammonia tertangkap di 26-D-312, asam encer lebih banyak digunakan untuk tahap pencucian kedua dengan tujuan menangkap debu (di samping sisa Ammonia) sehingga emisi Fluor sangat kecil. Pada Tail Gas Scrubber ini gas yang berasal dari 26-C-301, 26-C-302 dan 26-C-303 masuk tabung untuk di spray ke 26-D-312 yang selanjutnya gas yang sudah di cuci dibuang ke atmosfer melalui cerobong 26-D-303. Pada TGS ini masih dilakukan penambahan sulphuric acid yang berguna untuk menetralkan pH gas atau Ammonia yang terlepas yang akan dibuang ke atmosfer dan clarified water untuk

92

menscrubbing gas dan debu, terdapat packed bed yang berguna untuk menyaring ulang sisa padatan yang mungkin ada dalam gas serta demister berguna untuk menscrubbing debu dan gas menggunakan air, kemudian gas tersebut dibuang melalui 26-D-303. Sisa air pada TGS dipompa oleh 26-P-313A untuk masuk ke scrubber seal tank 22-TK-302, disini juga terjadi pendinginan gas yang akan keluar ke atmosfer dengan adanya sirkulasi Ammonia dari 26-E-301. Rute aliran dalam sistem gas scrubbing. Sebagian Asam Fosfat diumpankan langsung ke GPS 26-D-311 A/B untuk kemudian di campur dengan cairan yang datang dari pencucian tahap II (tangki 22-TK-302). P2O5 (sebagai Asam Fosfat ) yang diumpankan ke pencucian tahap I ini akan bereaksi dengan Ammonia yang lolos dari granulator dan PreNeutralizer. Reaksi tersebut akan berpengaruh pada rasio N/P yang terbentuk. Sejumlah Asam Sulfat dapat ditambahkan untuk mengembalikan kelarutan dan rasio N/P. Reaksi antara Asam Sulfat dengan Ammonia lebih kuat dari pada Asam Fosfat, sehingga yang pertama bereaksi adalah Asam Sulfat. Jika banyak Ammonia yang telah tertangkap di 26-D-311 A/B, pencucian tahap II dapat dilakukan dengan menggunakan asam encer, dengan tujuan utamanya adalah untuk menangkap debu – debu, selain Ammonia, sehingga emisi Flour (F) dapat dikurangi. Air make-up untuk tangki 22-TK- 302 diambil dari cairan yang telah digunakan dipencucian tahap akhir (TGS). Gas-gas yang datang dari pencucian tahap II dicuci lebih lanjut di TGS. Hal ini ditujukan untuk menurunkan kadar F yang terbentuk saat pencucian Asam Fosfat. Bahan baku air yang digunakan di TGS, setelah diresirkulasi, akan mengandung F

93

dengan kadar tertentu yang akan menciptakan kesetimbangan konsentrasi F dalam gas buang. Air yang di purge akan kembali ke make up dengan air dari TGS. Sejumlah kecil Asam Sulfat yang diumpankan ke dalam TGS, melalui pH meter, untuk mencapai pH yang tepat sehingga meningkatkan perolehan kembali F dan Ammonia. Cairan dari GPS yang mengandung banyak asam konsentrat akan dikembalikan ke Pre-Neutralizer. Untuk produksi NPK berbasis Asam Sulfat hampir seluruh Asam Sulfat yang tersedia langsung diumpankan ke PreNeutralizer. Kelebihan cairan dalam tangki atau luapan air untuk pencucian akan ditampung dalam sump tangki. Cairan ini kemudian akan di kembalikan ke proses dengan menggunakan sump pump. Aliran cairan yang memasuki unit – unit akan diatur dan di ukur secara otomatis dengan peralatan – peralatan yang ada. Salah satu intrumen yang digunakan untuk mengendalikan aliran tersebut adalah sistem DCS yang terletak di control room. Gas Ammonia yang keluar dari granulator dan dryer akan masuk ke dalam scrubber untuk dibersihkan dengan penambahan Asam Fosfat sehingga gas Ammonia dapat di tangkap, kemudian akan dicuci lagi di dalam tail gas scrubber dengan air make up. Gas dan debu yang dibolehkan keluar dari TGS ke udara bebas memiliki batasan emisi tertentu yaitu : NH3 = 250 mg/nm3, F = 10 mg/nm3, total partikel = 200 mg/nm3 .

94

2.3 Spesifikasi Pesawat 2.3.1 Spesifikasi Alat Unit Phonska IV Departemen Produksi IIB memiliki beberapa alat utama yang spesifikasi dan kondisi pengoperasiannya akan dijelaskan berikut ini. 1. Spare Bin (26-D-316) Fungsi : Penampung raw material solid sebelum masuk ke Granulator Temperature : Ambien Density : 100-1200 kg/m3 Ukuran : W=3,0 m; L=7,5 m; H=11,7 m Bahan : Carbon Steel 2. Filler Bin (26-D-317) Fungsi : Penampung raw material solid sebelum masuk ke Granulator Temperature : Ambien Density : 100-1100 kg/m3 Ukuran : W=3,0 m; L=7,5 m; H=11,7 m Bahan : Carbon Steel 3. Polish Bin (26-D-318) Fungsi : Penampung raw material solid sebelum masuk ke Granulator Temperature : Ambien Density : 1200 kg/m3 Ukuran : W=3,0 m; L=7,5 m; H=11,7 m Bahan : Carbon Steel 4. Urea Bin (26-D-319) Fungsi : Penampung raw material solid sebelum masuk ke Granulator Temperature : Ambien Density : 800 kg/m3 Ukuran : W=3,0 m; L=7,5 m; H=11,7 m Bahan : Carbon Steel 5. Tangki Pre Neutralizer ( 26-R-303 )

95

Fungsi

: Pembuatan slurry (Ammonium Sulfat dan Mono Ammonium Phosphate)

Tipe

: Vertical Cylinder

Temperature

: 110-125ºC

Densitas

: 1500-1600 kg/m3

Ukuran

: D= 4 m; H= 5,5 m

6. Granulator Rotary Drum (26-M-361) Fungsi

Tipe Kapasitas Temperature Densitas Ukuran Bahan

: Tempat terjadinya proses agglomerasi yaitu penggabungan bahan baku (partikel) solid dan pelapisan (layering) dengan slurry hasil reaksi dari Pre Neutralizer. : Rotary Drum : 325 T/H : 50-88ºC : slope 2,5% : D=3,7 m; L=7,7 m : Carbon Steel + Rubber

7. Ammoniation System Sparger ( 26-R302) Fungsi

: Tempat penampung Asam Sulfat sebelum di spray di dalam Granulator.

Tipe

: INCRO’s design

Kapasitas

: 8 m3/h NH3/ 4 TPH steam

Bahan

: Stainless Steel - 316L

8. Dryer a. Rotary Dryer (26-M-362) Fungsi : Untuk menggeringkan produk dari granulator hingga turun menjadi 1,5 maks. Tipe : Rotary Drum Kapasitas : 350 T/h Temperature : 82ºC Densitas : slope 3,2%

96

Viskositas Ukuran Bahan

: 3,2 rpm Cp : D=4,3 m; L=33,5 m : Carbon Steel

b. Dryer Fan ( 26-C-302) Tipe : Centrifugal / Radial Damper Kapasitas : 150.000 Am3/h Total Pressure : 800 mW/C Bahan : Stainless Steel - 316-L c. Dryer Cyclones (22-D-322 A) Kapasitas : 124,5 T/h Temperature : 85 ºC Ukuran : D=1,6 m; H=5,76m Bahan : Carbon Steeel d. Dedusting Cyclone (22-D-323-A) Kapasitas : 58,5 T/h Temperature : 59 ºC. Ukuran : D=1,4m; H=6,35m Bahan : Carbon Steel 9. Scrubber a. Granulator Scrubber (22-D-301 A/B) Fungsi : Menangkap debu yang terikut oleh udara keluar pada alat Granulator. Tipe : Venturi + Cyclonic. Kapasitas : Gas flow = 52/ 65 Washing flow = 85+85 Temperature : 60ºC Ukuran : D=2,7 m; H=10,5 m Bahan : Carbon Steel with rubber lining. b. Dryer Scrubber (22- D-302 A/B) Fungsi : Menangkap gas dan debu yang terikut oleh udara di outlet dryer. Tipe : Venturi + Cyclonic Kapasitas : Gas flow = 112/ 114 Washing flow= 100+150 Temperature : 85ºC Ukuran : D=3,6 m; H=12,5 m Bahan : Carbon Steel with rubber lining. c. Dust Scrubber ( 22-D- 303 A/B) Tipe : Venturi+ Cyclonic Kapasitas : Gas flow = 58,5 Washing flow = 70 Temperature : 65ºC Ukuran : D=2,0 m; H=10,0 m

97

Bahan : Carbon Steel with rubber lining. d. Tail Gas Scrubber ( 26-D-312) Fungsi : Pencucian gas dan debu dari aliran Scrubber. Tipe : Vertical Package Tower. Kapasitas : 300.000 Am3/h Ukuran : D=7,5 m; H=23 m Bahan : Carbon Steel with rubber lining. 10. Screen ( 22-F-301 A/B/C/D ) Fungsi

: pemilahan produk yang memenuhi target

Jenis

: Vibrator

Ukuran

: L = 3,4 m; W = 3,54 m; H = 4,6 m Mesh opening : 4,2 mm x 15 mm & 2 mm x 25 mm

Temperatur

: 77-88 oC

Densitas

: 100-1100 kg/m3

Kapasitas

: 162 Ton/jam

Bahan

: Carbon Steel+SS-316

11. Polishing Screen (26-F-302) Fungsi Tipe Ukuran Kapasitas Bahan

: Memisahkan Produk halus yang masih lolos dari proses Screen . : Vibrating : 4,2 mm X 4,2 mm dan 2 mm X 15 mm : 160 T/jam : Carbon Steel / SS-316

12. Cooler (22-M-364) Fungsi

: Untuk mendinginkan produk screen sebelum dikemas. Tipe : Rotary drum Ukuran : D = 3,2 m; L = 15 m Kapasitas : 70 T/h Power : 90 KW Berat : 58 T Temperature : 45 – 57 0C

98

Densitas

: slope 2,8%

Viskositas

: 3 rpm

Bahan

: Carbon Steel

13. Cooler Cyclone (22-D-324 A) Kapasitas

: 66,2 T/h

Temperature : 65 ºC Ukuran

: D=1,6 m; H=5,76m

Bahan

: Carbon Steel

14. Conveyor and Elevator a. Raw Material Conveyor Fungsi : Mengangkut material bahan baku padat Tipe : Belt Conveyor Kapasitas : 110 T/h Temperature : Ambien Jumlah :2 Densitas : 100-1250 kg/m3 Ukuran : W=0,8 m Bahan : Carbon Steel/ Rubber b. Raw Material Elevator Fungsi : Mengangkut material bahan baku padat Tipe : Bucket double chain Kapasitas : 110 T/h Temperature : Ambien Jumlah :2 Densitas : 100-1250 kg/m3 Bahan : Carbon Steel c. Feeding Conveyor Fungsi : Mengangkut material bahan baku padat Tipe : Belt Conveyor Kapasitas : 110 T/h Temperature : Ambien Jumlah :2 Ukuran : W=0,8 m; L=66 m Densitas : 1200-1250 kg/m3 Bahan : Carbon Steel d. Recycle Conveyor (22-M-304) Fungsi : Mengangkut material recycle

99

Tipe : Drad Flight Kapasitas : 330 T/h Temperature : 77-88 ºC Densitas :100-1250 kg/m3 Ukuran : L=39 m; W=1,4 m Bahan : Carbon Steel e. Recycle Elevator (22-M-305) Fungsi : Mengangkut material recycle Tipe : Bucket double chain Kapasitas : 330 T/h Temperature : 77-88 ºC Densitas : 100-1250 kg/m3 1) Ukuran Fungsi

: Memompa aliran dari scrubber menuju granulator dan dedusting scrubber.

Tipe

: Centrifugal

Kapasitas

: 40 m3/h

Temperature

: 60 ºC

Densitas

: 1080-1400 kg/m3

Viskositas

: 204 cP

Ukuran

: P=3,3 kg/cm2

2) Granulator Pre- Srubber Pump (26-P-312 A/B) Fungsi : Memompa aliran dari granulator pre-srubber menuju Pre-Neutralizer. Tipe : Centrifugal Kapasitas : 400 m3/h Temperature : 84 ºC Densitas : 1350 kg/m3 Ukuran : P = 5 kg/cm2 3) Tail Gas Scrubber Pump (26-P-313 A/B/C/D) Fungsi

: Memompa aliran dari gas scrubber untuk larutan penyerap pada Tail Gas Scrubber.

Tipe

: Centrifugal

100

Kapasitas

: 600 m3/h

Temperature

: 53-55 ºC

Densitas

: 900 kg/m3

Ukuran

: P=4 kg/cm2

4) Coating Oil Feeding Pump (26-P-318) Fungsi : Memompa aliran dari coating oil masuk Tipe Kapasitas Temperature Densitas

kedalam coating drum. : Beat pump : 2 m3/h : 70-80 ºC : 860-905 kg/m3

Viskositas

: 34,89 Cst

Ukuran

: P=5 kg/cm2

Bahan

: Stainless Steel-316

15. Coal Furnace dan Burner (22-B – 301 ) Fungsi

: Mensuplai kebutuhan panas pada dryer.

Temperature

: 800-900 0C

Kapasitas

: 16 x 106 Kcal/h

16. Air Chiller Fungsi

: Untuk mensuplai kebutuhan udara dingin kering pada Cooler

Tipe

: Finned TubeHE

Ukuran

: Flow air = 75.000 Am3/h

Kapasitas

: 1.400.000 Kcal/h

101

2.3.2 Detail Alat Utama dan Cara Kerjanya 2.3.2.1 Tujuan Tangki Pre Neutralizer Alat ini bertujuan sebagai tempat reaksi netralisasi antara Amoniak dengan Asam Fosfat yang menghasilkan Monoammonium Phosphate dan Amoniak dengan Asam Sulfat yang menghasilkan Ammonium Sulfat. 2.3.2.2 Prinsip Kerja Pre Neutralizer Tangki Pre Neutralizer merupakan tempat reaksi netralisasi antara Ammonia dengan Asam Fosfat dan Ammonia dan Asam Sulfat. 1. Reaksi Pembentukan Ammonium Sulfat NH3 + H2SO4 (NH4)2SO4 2. Reaksi Pembentukan Monoammonium Fosfat NH3 + H3PO4 NH4H2PO4 Tangki dilengkapi dengan pengaduk (agitator) yang berfungsi mengaduk bahan-bahan baku cair sehingga dapat meningkatkan efisiensi reaksi. Produk

dari

Tangki

Pre Neutralizer

ini

adalah

slurry

yang

berupa

Monoammonium fosfat dan Ammonium Sulfat dan dengan temperatur operasi 115 ºC. Steam bertekanan sedang digunakan untuk membersihkan tangki. Di dalam pipa terdapat tiga swith interlock yang secara otomatis akan menghentikan aliran asam fosfat dan ammonia. Produk dari pipe reactor akan dispray ke granulator dengan sparger yang dipasang di granulator. a. Cara Kerja Asam Sulfat dan Asam Fosfat dinetralkan dengan Ammonia hingga mencapai nisbah molar N/P = 0,8-0,9, tergantung grade yang diinginkan. Proses neutralisasi ini berlangsung di dalam Pre Neutralizer 26-R-303 yang dipasang sedemikian rupa sehingga slurry Ammonium Fosfat (mengandung sedikit Sulfat) yang dihasilkan langsung tertuang ke

102

dalam granulator. Temperatur slurry berkisar antara 100-125

0

C

sedangkan kadar air dalam slurry mencapai 8-17 %. Kadar yang lebih rendah dapat tercapai apabila terdapat asam fosfat konsentrasi tinggi. Pre Neutralizer 26-R-303 memiliki pengontrol laju alir Fosfat dan Ammonia cair.

Asam Fosfat yang diumpankan ke dalam Pre

Neutralizer 26-R-303 berasal dari unit scrubbing. Asam ini dicampurkan dengan Asam Fosfat konsentrasi tinggi yang diumpankan ke dalam Pre Neutralizer 26-R-303. Air proses kadang-kadang juga ditambahkan ke dalam Pre Neutralizer 26-R-303 untuk mengencerkan Asam Fosfat tersebut. Ammonia yang digunakan adalah Ammonia cair agar volum pipa yang digunakan lebih kecil. Untuk melengkapi proses netralisasi asam agar mencapai nisbah N/P 0,8-0,9 (tergantung grade yang diinginkan), dan/atau untuk menetralkan Asam Sulfat yang diumpankan ke dalam granulator, dipasang ammoniation system sparger. Jenis sparger yang digunakan adalah ploughshare yang dipasang di dasar granulator, sehingga Ammonia yang terbawa ke dalam scrubber dapat diminimalkan. Penggunaan Ammonia cair dilakukan untuk memudahkan pengontrolan temperatur pada granulator. Pengontrolan temperatur ini sangat penting agar produk yang diinginkan memiliki kandungan Urea yang tinggi. Produk keluar dari granulator dengan kandungan NPK yang sesuai diharapkan MR di Granulator 1,6 – 1,7. Kondisi operasi:

103

1. N/P mol ratio 2. Suhu slurry ºC 3. Kadar air slurry 8-17%, kadar air akan lebih rendah jika digunakan Asam Fosfat lebih pekat. 2.3.2.3 Tujuan Granulator Rotary Drum Alat ini bertujuan untuk membuat produk berbentuk granular. 2.3.2.4 Prinsip Kerja Granulator Rotary Drum Pembentukkan granul oleh raw material dengan bantuan spray slurry hasil dari pipe reactor beserta umpan produk yang di recycle akan sangat membantu proses granulasi. Dengan adanya putaran yang dibenturkan dengan grizzly yang berada ditengah-tengah granulator menjadikan granulator tidak mudah menggumpal dengan gumpalan - gumpalan keras karena adanya benturan tersebut, dan proses aliran produk granul bisa didorong oleh adanya grizzly tersebut disamping juga memanfaatkan proses gravitasi karena produk selanjutnya akan dikirim ke dryer yang posisi nya berada di bawah granulator. a. Cara Kerja Granulator merupakan drum yang berputar tempat pembentukkan granul atau butiran NPK. Bahan masuk melalui feeder yang terletak pada sudut atas granulator, bahan- bahan yang masuk antara lain ZA, Urea dan KCL dan juga hasil reaksi dari tangki Pre-Neutralizer yaitu MAP dan Ammonium Sulfat. Bahanbahan tersebut diatas diaduk dan dicampur melalui perputaran granulator sehingga nantinya dihasilkan NPK yang berupa granul atau butiran. Kondisi Operasi: 1. Kadar air produk granulator % 2. Temperatur granul 85-95ºC 3. pH minimal 4. MR minimal 2.3.2.5 Tujuan Dryer Rotary Drum

104

Alat ini bertujuan untuk mengurangi kadar air dalam produk dari sekitar 4-5 % hingga mencapai kadar 1-1,5 %. 2.3.2.6 Prinsip Kerja Dryer Rotary Drum Dryer akan mengeringkan padatan granul dengan bantuan udara pengering yang disuplai dari Furnace dengan arah co-current. Dengan adanya putaran akan mempermudah granul untuk dikeringkan karena proses kontak dengan udara panas terjadi lebih sering, disamping itu proses pengeluaran produk granul dari dryer juga akan lebih mudah. Kondisi operasi: 1. Temperatur udara masuk tergantung dari jumlah air yang harus diuapkan, dan dikendalikan otomatis berdasarkan temperatur udara keluar. Untuk proses NPK-urea base, temperature udara masuk maksimal

ºC. Untuk proses tanpa urea, temperatur udara masuk

berkisar ºC (maksimum ºC), dan temperatur udara keluar maksimal ºC. 2. Peralatan perlengkapan dryer adalah Lump Crusher ditengah Shell sisi keluaran, dan grizzly sepanjang 800 mm yang dilengkapi rangka besi membentuk sudut pengangkat bongkahan produk dan memasukkannya ke Crusher. 3. Gas dari dryer mengalir melalui dryer cyclone (22-D-322 A), gas langsung ke scrubbing system sebelum dibuang ke atmosfer. a. Cara Kerja Dryer berbentuk rotary drum, 22-M-362. Dryer ini akan mengeringkan padatan keluaran granulator hingga kadar airnya mencapai 1-1,5 % menggunakan udara pengering dengan arah co-current. Combustion Chamber 22-B-301 menggunakan bahan bakar batubara sebagai media pemanas.

105

Untuk Furnace 22-B-301 dilengkai dengan fan 26-C-307 yang berguna sebagai bubling pasir silica. Batu bara diinjeksikan diatas silica yang telah dibubling oleh 22-C-307 pada suhu 500°C untuk bisa membakar batubara. Sebelum uap dari panas masuk ke dryer terdapat Delution Air yang berguna sebagai mendinginkan udara yang akan masuk ke dryer agar tidak lebih dari 400°C. Delution air disuplai oleh blower 22-C-304, udara panas hasil pembakaran dihisap oleh fan dryer 26-C-302 ke dryer sebagai pemanas produk dalam dryer. Drum dryer juga dilengkapi dengan grizzly (pemisah bongkahan) untuk menghancurkan gumpalan yang dapat menyumbat aliran keluaran dryer menuju elevator 22-M-302. Apabila gumpalan sampai keluar, grizzly akan mengangkat dan membuangnya ke dalam hopper lalu diumpankan ke dalam lump crusher 22Q-302. Gumpalan yang telah hancur akan bergabung dengan keluaran dryer pada konveyor 22-M-328AB. Udara yang keluar dari dryer mengandung sejumlah amoniak yang lepas dari produk, debu, dan air yang teruapkan dari produk saat dikeringkan. Udara akan dimasukkan ke dalam cyclone 22-D-322 A/B/C/D, untuk memisahkan sebagian besar partikel yang terbawa gas. Cyclone ini dilengkapi dengan rantai pembersih dan bin vibrating 22-BV-322 A/B untuk mencegah penumpukan di dinding cyclone. Setiap cyclone juga dilengkapi dengan sebuah hopper dan valve berjenis discharge flap 22-M-311 A/B, untuk mengeluarkan debu dan digabungkan dengan recycle product pada recycle drag conveyor 22-M-304. Setelah proses pemisahan partikulat, gas dihisap ke dalam dryer scrubber 22-D-

106

302 A/B. Dryer exhaust fan 26-C-302 dipasang pada aliran keluaran scrubber dan dilengkapi dengan inlet damper untuk mengatur jumlah udara. Produk kering diumpankan ke exit dryer bucket elevator 22-M-302. Dari situ produk diumpankan dilewatkan drag conveyor 22-M-328AB, yang akan membawa produk ke penyaring 22-F-301 A/B/C/D. 2.4 Unit Utilitas Utilitas II PT. Petrokimia Gresik adalah unit pendukung proses produksi yang ada di Departemen Produksi II secara langsung. Tugas pokok Utilitas II adalah menyediakan sarana penunjang operasional Pabrik II yang meliputi air, listrik, steam, udara tekan untuk instrumentasi, bahan bakar, penyimpanan bahan baku, pencampuran asam (mix acid), dan distribusi Ammonia (NH3). 2.4.1 Unit Penyediaan Air Air merupakan bahan yang sangat penting bagi industri pupuk dan bahan kimia lainnya seperti PT. Petrokimia Gresik. Ketersediaan air dan kualitas air harus memenuhi spesifikasi yang dibutuhkan oleh pabrik agar pabrik ini berjalan dengan lancar. Air pada pabrik II merupakan hasil pengolahan dari pabrik I yang ditampung pada tangki TK951 pada unit Utilitas II dengan spesifikasi sebagai berikut : Kapasitas : 9500 m3 Diameter

: 30 m

Tinggi

: 14,4 m

107

Air di TK 951 disuplai dari pabrik I yang asalnya dari penjernihan air (gunung Sari dan gunung Babat). Di pabrik II air didistribusikan ke unit-unit yang dipakai sebagai air proses, air service, cooling water, dan fire hydrant dengan pompa 02 P 952 ABC dan 03 P 952 AB yang masing-masing berkapasitas 1000 m3/jam. 2.4.1.1 Sumber Air Kebutuhan air di PT. Petrokimia Gresik dipasok dari dua sumber air, yaitu dari sungai Brantas dan sungai Bengawan Solo yang diambil dari water intake Gunung Sari dan water intake Babat. a. Water Intake Gunung Sari Berasal dari kali Brantas Surabaya yang berjarak 20 km dengan debit 800 m3/jam. Air dipompakan ke Gresik melalui pemipaan berdiameter 14 inchi sepanjang 22 km. Hasil yang diperoleh dari water intake Gunung Sari mempunyai spesifikasi sebagai berikut: 

Jenis

: soft water



pH

: 9-10



Total hardnes

: maksimum 100 ppm sebagai CaCO3



Turbidity

: maksimum 3 ppm



Kapasitas

: 720 m3/jam

b. Water intake Babat Berasal dari sungai Bengawan Solo (Babat) yang berjarak 48 km dengan debit 2.500 m3/jam. Setelah diolah di Babat, air ini dipompa ke Gresik sepanjang 60 km dan didistribusikan dengan pipa berdiameter 28 inchi. Produk 108

dari Babat berupa hardwater yang digunakan untuk memenuhi kebutuhan service water dan air hydrant. Produk yang dihasilkan memenuhi spesifikasi sebagai berikut : 

Jenis

: hard water



pH

: 7,5-8,3



Total hardness

: maksimum 200 ppm sebagai CaCO3



Turbidity

: maksimum 3 ppm



Residual Chlorine

: 0,4-1 ppm



Kapasitas

: 2.500 m3/jam

2.4.1.2 Unit Pengolahan Air PT. Petrokimia Gresik memiliki 4 unit pengolahan air setelah diproses di Unit Penjernihan Air Gunung Sari dan Babat. Keempat unit tersebut adalah: 1. Lime Softening Unit (unit pengolahan air) 2. Cooling Water Unit (unit pendingin air) 3. Demineralition Water Unit (unit demineralisasi air) 4.

Drinking Water (unit air minum) a. Unit Pelunakan Air Menggunakan Kapur (Lime Softening Unit) LSU bertugas memproses hard water menjadi soft water dengan proses lime dengan kapasitas design 300 m3 / jam softened water. Penyebab total hardness ada 2 yaitu : 1. CaHCO3 (bicarbonate) sifatnya adalah sementara. Pengikatan / pelepasannya dilakukan pada Lime Softening Unit.

109

2. CaSO4, CaCl2, MgSO4, MgCl2 sifatnya tetap. Pengikatan / pelepasannya dilakukan pada Demin Plant Unit. Raw water / hard water dipompakan ke Clarifier Circulator melalui nozzle dari bagian bawah. Sedangkan pada bagian atas secara counter flow diinjeksi bahan kimia (Ca(OH)2) dan polyelectrolyte. Hard water yang mengandung bicarbonate tinggi (penyebab total hardness) diikat oleh Ca(OH)2 dan polyelectrolyte. Keluar dari Circulator air tersebut dialirkan / dimasukkan ke suatu filter (sand filter) yang berfungsi menyaring partikel – partikel sisa kapur serta impurities lainnya. Setelah melalui sand filter, air akan berupa soft water yang sudah sesuai dengan spesifikasinya. Berikut reaksi kimia sederhana di LSU : CaHCO3  Ca(OH ) 2    CaCO3  H 2 CO3 CaHCO3  Ca(OH ) 2    CaCO3  H 2 O  CO2

H 2 CO3    H 2 O  CO2

Dengan pelepasan CaHCO3 maka : Total hardness > 100 ppm (hard water)

 

< 80 ppm (soft water)

b. Cooling Water Unit Cooling Water Unit bertugas untuk menyediakan air proses bagi pabrikpabrik di unit produksi II yang digunakan untuk mendinginkan water return

110

kondensor, cooler maupun proses sesuai dengan temperatur yang diinginkan. Alat yang digunakan adalah cooling tower. Uraian .prosesnya adalah air dari sirkulasi masuk ke bagian atas menara pendingin kemudian jatuh ke basin dengan volume 1735 m3/jam melalui distributor dan slacing cup (cawan percik) dalam bentuk butiran hujan. Make up operasi 36,9 m3/jam dari lime treated water untuk emergency dari clarified water. Dari basin air dingin di pompa ke power generation untuk mendinginkan mesinmesin di power generation setelah keluar dari power generation kembali inlet disemprotkan lewat deck bagian atas yang mempunyai nozzle dan kayu distributor serta didinginkan dengan fan, airnya masuk ke basin lagi. Tekanan pada cooling tower adalah 6 kg/m3 dan suhu masuk 410C dan suhu keluar 310C. Di dalam air pendingin diberi bahan-bahan kimia sehingga air memenuhi syarat untuk proses. Bahan kimia tersebut adalah: 1. Kurizet S-113

: sebagai cortotio dan scale inhibitor

2. Kurizet S-611

: sebagai cortotio inhibitor

3. Policyn A 491

: sebagai slime cide

4. Sulphuric Acid (H2SO4)

: untuk menjaga pH 7,5 – 8,5

5. Kurizet S-370 dan T-225

: untuk initial treatment

c. Demineralizing Plant Tugas khusus Demineralizing Plant adalah memproses soft water menjadi demineralizing water (demin water) yaitu air yang bebas mineral penyebab kerak dalam air boiler. Kapasitas design :

111

Demin plant I

: 100 m3 / jam

Demin plant II

: 200 m3 / jam

Proses : Sand Filter : Air umpan dimasukkan sand filter (pasir silika) dimana di dalam sand filter tersebut kekeruhan serta kotoran padatan (impurities) pada air umpan diserap. Cation Exchanger : Air kemudian dimasukkan dari atas ke dalam cation exchanger. Alat ini berisi resin kation yang berfungsi mengikat ion-ion positif melalui reaksi berikut: RH2 + 2NaCl

RNa2 + 2HCl

RH2 + CaCO3

RCa + H2 CO3

RH2 + BaCl2

RBa + 2HCl

Resin akan jenuh setelah bekerja ± 20 jam yang ditunjukkan dengan kenaikan konduktivitas anion, penurunan FMA (Free Mineral Acid), kenaikan pH dan Na serta total hardness lebih besar dari 0. Reaksi yang terjadi selama regenerasi resin adalah : RNa2 + H2SO4

RH2 + Na2SO4

RCa

+ H2SO4

RH2 + CaSO4

RBa

+ H2SO4

RH2 + BaSO4

Spesifikasi air keluar Cation Exchanger : 

pH

:±3



Total Hardness

:0



FMA

: konstan

112

Degasifier : Produk air dari cation exchanger selanjutnya diumpankan ke degasfier. Unit ini berfungsi untuk menghilangkan gas CO 2 yang terlarut dalam air dengan cara dispray dari atas dan dikontakkan dengan udara terkompresi oleh blower dari bawah. Anion Exchanger : Pada tahap selanjutnya, air dimasukkan melalui nozzle di bagian atas anion exchanger ion-ion negatif yang terkandung dalam air akan diserap oleh resin anion. Reaksi-reaksi yang terjadi saat normal operasi : R(OH)2 + H2SO4 R(OH2 + 2HCl R(OH)2 + H2CO3

RSO4 + 2H2O RCl2 + 2H2O RCO3 + 2H2O

Reaksi akan mencapai jenuh setelah beroperasi selama ± 24 jam dengan indikasi kadar Silica lebih dari 0,1 ppm, pH anion turun, serta konduktivitas turun drastis. Reaksi – reaksi yang terjadi pada proses regenerasi adalah sebagai berikut RSO4 + 2NaOH

R(OH)2 + Na2SO4

RCl2 + 2NaOH

R(OH)2 + 2 NaCl

RCO3 + 2NaOH

R(OH)2 + Na2CO3

Proses regenerasi selesai apabila kadar silica lebih kecil dari 0,1 ppm, konduktivitas maksimum 45, dan pH ± 9,7. Mixed Bed Exchanger : Keluar dari anion exchanger air tersebut dialirkan ke mix bed exchanger. Unit ini berfungsi untuk mengikat sisa-sisa anion dan kation yang

113

masih terkandung dalam air setelah melewati cation dan anion exchanger. Tangki mixed exchanger berisi campuran resin anion dan kation. Karena perbedaan berat jenis, maka resin anion dan kation terpisah, resin anion berada di lapisan atas dan resin kation pada lapisan bawah. Resin pada mixed exchanger dapat mengalami kejenuhan setelah beroperasi selama ± 3 bulan dengan indikasi konduktivitas naik terus, kadar Silica lebih besar dari 0,1 , total hardness lebih besar dari 0 dan pH cenderung naik terus atau turun terus ( pada batas pH anion dan kation ). Spesifikasi air keluar mixed bed exchanger adalah sebagai berikut :  pH

: 6-8

 Konduktivitas

: 0,5 – 2,0 μmhos

 Kadar SiO2

: < 0,2 ppm

 Total hardness

:0

d. Drinking Water (Unit Air Minum) Air yang digunakan untuk keperluan sanitasi di Pabrik II sebelum masuk tangki drinking water di filter lebih dahulu dengan karbon aktif serta dijaga pH nya kisaran 7 dan diinjek clorin. Drinking water unit sebenarnya masih dalam bagian lime softening unit sebab misalnya diolah lebih lanjut, sumber air berasal dari tangki yang berasal dari unit penjernihan Babat. 2.4.1.3 Air Proses Pabrik Phonska Air proses yang dibutuhkan di pabrik Phonska di suplai dari utilitas II. Spesifikasi air proses yang digunakan di pabrik Phonska antara lain : Tekanan dari suplai

: 4 kg/cm2 g

114

Temperature dari suplai : 32 0C Analisis pH

: 7,5-8,5

Turbiditas

: 5 ppm

Konduktivitas

: 350 micro

Kesadahan total

: