Laporan Umum KP Alfi Adisty Acc 2

LAPORAN KERJA PRAKTEK

DEPARTEMEN PRODUKSI II B PABRIK ZK PT PETROKIMIA GRESIK Periode : 1 Agustus 2016- 31 Agustus 2016

Disusun oleh : Alfiyanti

(NIM. 21030113120071)

Adisty Kurnia Rahmawati

(NIM. 21030113120072)

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG 2016

LaporanKerja Praktek Pabrik ZK Departemen Produksi II B PT. Petrokimia Gresik – Jawa Timur

LEMBAR PENGESAHAN

LAPORAN KERJA PRAKTEK DI DEP. PRODUKSI II B PABRIK ZK PT PETROKIMIA GRESIK Periode : 1 Agustus 2016 – 31 Agustus 2016

Disusunoleh :

1. Alfiyanti

(21030113120071)

2. Adisty Kurnia Rahmawati

(21030113120072)

UNIVERSITAS DIPONEGORO

Menyetujui,

Manager Produksi II B

PembimbingLapangan

(R. Ag. Radya PW, S.T., M.T.)

(Danang Haryanto., S.T.)

Manager Pengembangan SDM

(Dra.Chursiana Luthfa)

Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Semarang 2016

ii

LaporanKerja Praktek Pabrik ZK Departemen Produksi II B PT. Petrokimia Gresik – Jawa Timur

KATA PENGANTAR Puji dan syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa karena atas berkat rahmat dan karunia-Nya penyusun dapat menyelesaikan Praktek Kerja di PT Petrokimia Gresik yang dilaksanakan pada periode 1-31Agustus 2016, serta dapat menyelesaikan laporan kerja praktek ini. Laporan Kerja Praktek ini disusun untuk memenuhi persyaratan dalam menyelesaikan program Strata-1 di Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro dengan bantuan dari berbagai pihak, baik secara moral maupun materiil, sehingga dapat memperlancar pembuatan laporan ini. Oleh karena itu penyusun mengucapkan terima kasih kepada: 1. Bapak Dr. Nat. Techn. Siswo Sumardiono, ST., MT. selaku Ketua Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Diponegoro. 2. Bapak Dr. I Nyoman Widiasa, ST., MT. selaku dosen pembimbing praktek kerja. 3. Bapak Danang, ST., selaku pembimbing kerja praktek di PT Petrokimia Gresik. 4. Seluruh karyawan bagian Candal danDepartemen Produksi IIB yang telah membantu memberikan berbagai informasi yang diperlukan. 5. Semua pihak yang telah membantu dalam praktek kerja ini. Karena

keterbatasan

pengetahuan

maupun

pengalaman,

penyusun

menyadari laporan praktek kerja ini masih terdapat kekurangan. Oleh karena itu, saran dan kritik yang membangun sangat diharapkan demi kesempurnaan laporan ini. Semoga laporan ini dapat memberikan manfaat bagi penyusun dan semua pihak yang memerlukannya. Gresik, Agustus 2016

Penyusun

Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Semarang 2016

iii

LaporanKerja Praktek Pabrik ZK Departemen Produksi II B PT. Petrokimia Gresik – Jawa Timur

DAFTAR ISI

COVER .......................................................................................................... i HALAMAN PENGESAHAN ....................................................................... ii KATA PENGANTAR ................................................................................... iii DAFTAR ISI.................................................................................................. iv DAFTAR GAMBAR ..................................................................................... vi DAFTAR TABEL.......................................................................................... vii BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Pendirian Pabrik .................................................... 1 1.2 Lokasi Pabrik .................................................................................. 2 1.3 Perluasan Perusahaan ..................................................................... 4 1.4 Unit Produksi .................................................................................. 6 1.5 Struktur Organisasi PT Petrokimia Gresik ..................................... 9 1.6 Keselamatn Dan Kesehatan Kerja .................................................. 13 BAB 2 DESKRIPSI PROSES 2.1 Pabrik Pupuk ZK ............................................................................ 18 2.2 Deskripsi Proses Pembuatan ZK .................................................... 18 BAB 3 SPESIFIKASI ALAT 3.1 Spesifikasi Alat Utama ................................................................... 23 3.2 Spesifikasi Alat Pendukung ............................................................ 26 BAB 4 UTILITAS 4.1 Unit Penyediaan Listrik .................................................................. 32 4.2 Unit Penyediaan Udara Bertekanan ................................................ 33 4.3 Unit Boiler ...................................................................................... 34 4.4 Unit Bahan Bakar Solar .................................................................. 36 4.5 Unit Phosporic Acid Storage .......................................................... 36 4.6 Unit Sulfuric Acid Storage ............................................................. 36 4.7 Unit Ammonia Storage ................................................................... 36 4.8 Unit Penyediaan Air ....................................................................... 37 4.9 Unit Pengolahan Limbah Cair ........................................................ 38 Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Semarang 2016

iv

LaporanKerja Praktek Pabrik ZK Departemen Produksi II B PT. Petrokimia Gresik – Jawa Timur

BAB 5 LABORATORIUM 5.1 Program Kerja Laboratorium.......................................................... 39 5.2 Alat-Alat Utama Di Laboratorium ................................................. 40 LAPORAN TUGAS KHUSUS PENUTUP DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Semarang 2016

v

LaporanKerja Praktek Pabrik ZK Departemen Produksi II B PT. Petrokimia Gresik – Jawa Timur

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1 Peta Kabupaten Gresik ............................................................... 3 Gambar 1.2 Peta Lokasi PT. Petrokimia Gresik ............................................ 3 Gambar 1.3 Plant Layout PT Petrokimia Gresik ........................................... 4 Gambar 1.4 Logo PT Petrokimia Gresik ....................................................... 12 Gambar 1.5 Struktur Organisasi PT Petrokimia Gresik ................................. 15 Gambar 2.1 Diagram Alir Proses Pembuatan Pupuk ZK............................... 22 Gambar 2.2 Reaktor Furnace ......................................................................... 23 Gambar 2.3 Produk Pupuk ZK ....................................................................... 24 Gambar 2.4 Scrubber Unit Di Pabrik ZK ...................................................... 25

Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Semarang 2016

vi

LaporanKerja Praktek Pabrik ZK Departemen Produksi II B PT. Petrokimia Gresik – Jawa Timur

DAFTAR TABEL

Tabel 1.1 Produk Utama Unit Produksi 1 ...................................................... 6 Tabel 1.2 Produk Unit Produksi 2 .................................................................. 9 Tabel 4.1 Parameter Air Boiler ...................................................................... 38

Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Semarang 2016

vii

LaporanKerja Praktek Pabrik ZK Departemen Produksi II B PT. Petrokimia Gresik – Jawa Timur

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Pendirian Pabrik Pendirian PT Petrokimia Gresik didasarkan pada kondisi wilayah Indonesia yang merupakan negara agraris dan memiliki sumber daya alam yang sangat melimpah sehingga titik berat pembangunan terletak pada sektor pertanian. Salah satu usaha intensifikasi

pertanian

yang

dilakukan

adalah

dengan cara

mendirikan pabrik pupuk untuk memenuhi kebutuhan pupuk nasional, salah satu diantaranya adalah pabrik pupuk PT Petrokimia Gresik. PT Petrokimia Gresik merupakan Badan Usaha Milik Negara (BUMN) yang menjadi produsen pupuk terlengkap di Indonesia, yang awal berdirinya disebut Proyek Petrokimia Surabaya.Kontrak pembangunannya ditandatangani pada tanggal 10 Agustus 1964, dan mulai berlaku pada tanggal 8 Desember 1964. Proyek ini diresmikan oleh Presiden Republik Indonesia pada tanggal 10 Juli 1972, yang kemudian tanggal tersebut ditetapkan sebagaihari jadi PT Petrokimia Gresik. Awalnya PT Petrokimia Gresik berada di bawah Direktorat Industri Kimia Dasar. Seiring berjalannya waktu, perusahaan ini mengalami perubahan status beberapa kali diantaranya, pada tahun 1971 atas PP No.55 merupakan Perusahaan Umum (Perum). Pada tahun 1975 atas dasar PP No.35 menjadi Persero. Pada tahun 1997 berdasarkan PP No.28 menjadi anggota Holding PT Pupuk Sriwidjaja (Persero).Saat ini PT Petrokimia Gresik tergabung sebagai anggota holding PT Pupuk Indonesia Holding Company (Persero) atau PIHC bersama dengan 4 perusahaan pupuk lain yang ada di Indonesia. 4 perusahaan lain anggota holding PIHC adalah PT Pupuk Kalimantan Timur (PKT), PT Pupuk Sriwidjaja Palembang (PSP), PT Pupuk Kujang Cikampek (PKC) dan PT Pupuk Iskandar Muda (PIM). Dalam perkembangannya PT Petrokimia Gresik secara konsisten dan berkesinambungan melakukan inovasi pupuk dan pengembangan pabrik berbasis Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Semarang 2016

1

LaporanKerja Praktek Pabrik ZK Departemen Produksi II B PT. Petrokimia Gresik – Jawa Timur

teknologi. Bermula dari produksi pupuk berbasis Nitrogen, PT Petrokimia Gresik mengembangkan kemampuannya untuk memproduksi pupuk berbasis Fosfat yang kemudian berkembang lagi ke arah produksi pupuk majemuk. Dari berbagai langkah inovasi dan pengembangan pabrik, PT Petrokimia Gresiktelah bermetamorfosis dari sekedar pabrik pupuk menjadi sebuah industri pupuk terlengkap dan terbesar di Indonesia yang juga memproduksi produk non pupuk. 1.2Lokasi Pabrik PT Petrokimia Gresik menempati lahan kompleks seluas 450 hektar di Area Kawasan Industri Gresik. Areal tanah yang ditempati berada di tiga kecamatan yang meliputi 11 desa, yaitu 1. Kecamatan Gresik, antara lain: Desa Ngipik, Desa Tlogopojok, Desa Sukorame, Desa Karang Turi. Desa Lumpur. 2. Kecamatan Kebomas, antara lain: Desa Tlogopatut, Desa Randuagung, Desa Kebomas. 3. Kecamatan Manyar, antara lain: Desa Pojok Pesisir, Desa Romo Meduran, Desa Tepen. Daerah Gresik dipilih sebagai lokasi pabrik pupuk berdasarkan hasil studi kelayakan pada tahun 1962 oleh Badan Persiapan Proyek-Proyek Industri (BP3I) yang dikoordinir oleh Departemen Perindustrian Dasar dan Pertambangan. Gresik dianggap ideal dengan pertimbangan berikut ini : 1. Cukup tersedianya lahan yang kurang produktif. 2. Tersedianya sumber air dari aliran sungai Brantas dan Bengawan Solo. 3. Dekat dengan daerah konsumen pupuk terbesar, yaitu perkebunan dan petani tebu. 4. Dekat dengan pelabuhan sehingga memudahkan untuk mengangkut peralatan pabrik selama masa konstruksi, pengadaan bahan baku, maupun pendistribusian hasil produksi melalui angkutan laut. 5. Dekat dengan Surabaya yang memiliki kelengkapan yang memadai, antara lain tersedianya tenaga – tenaga terampil.

Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Semarang 2016

2

LaporanKerja Praktek Pabrik ZK Departemen Produksi II B PT. Petrokimia Gresik – Jawa Timur

Gambar 1.1 Peta Kabupaten Gresik

Gambar 1.2 Peta Lokasi PT Petrokimia Gresik PT Petrokimia Gresik juga mempunyai dua kantor pusat, yaitu : a.

Kantor Pusat Kantor pusat PT Petrokimia Gresik terletak di Jalan Ahmad YaniGresik 61119.

b.

Kantor Cabang Kantor cabang PT Petrokimia Gresik terletak di Jalan Tanah Abang III No.16Jakarta Pusat 10160.

Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Semarang 2016

3

LaporanKerja Praktek Pabrik ZK Departemen Produksi II B PT. Petrokimia Gresik – Jawa Timur

Gambar 1.3 Plant LayoutPT Petrokimia Gresik 1.3 Perluasan Perusahaan Pada masa perkembangan PT Petokimia Gresik telah mengalami beberapa kali perluasan. Bentuk perluasan yang telah dilakukan adalah : 1. Perluasan pertama (29 Agustus 1979) Pembangunan pabrik pupuk TSP 1 (sekarang Pupuk SP-36), dikerjakan oleh Spie Batignoless, dilengkapi dengan prasarana pelabuhan, penjernihan air Gunung Sari dan booster pump.

Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Semarang 2016

4

LaporanKerja Praktek Pabrik ZK Departemen Produksi II B PT. Petrokimia Gresik – Jawa Timur

2. Perluasan kedua (30 Juli 1983) Pabrik pupuk TSP II, pembangunannya dikerjakan oleh Spie Batignoless, dilengkapi dengan perluasan pelabuhan dan unit penjernihan air di sungai Bengawan Solo dan Babat Lamongan. 3. Perluasan ketiga (10 Oktober 1984) Pabrik Asam Fosfat dan produk samping, yang meliputi : Pabrik Asam Sulfat, Pabrik ZA, Pabrik Cement Retarder, Pabrik Aluminium Flouride dan Utilitas. Perluasan ini dikerjakan oleh kontraktor Hitachi Zosen. 4. Perluasan keempat (2 Mei 1986) Pembangunan pabrik Pupuk ZA III yang ditangani oleh tenaga-tenaga PT Petrokimia Gresik sendiri. 5. Perluasan kelima (29 April 1994) Pembangunan pabrik Amoniak dan Urea denngan teknologi proses Kellog Amerika. Konstruksinya ditangani oleh PT KPT Indonesia. 6. Perluasan keenam (25 Agustus 2000) Pembangunan pabrik Pupuk Majemuk Phonska yang menggunakan teknologi proses oleh Incro, Spanyol. Konstruksinya ditangani oleh PT Rekayasa Industri. 7. Perluasan ketujuh (22 Maret 2005) Dibangun Pabrik K2SO4 dengan kontraktor utama Konsarin Eastern Tech. C. Taiwan. 8. Perluasan kedelapan (19 Desember 2005) Pabrik pupuk NPK Kebomas kapasitas 100.000 ton/tahun dan Pabrik Petroganik kapasitas 1350 kg/jam diresmikan oleh Menteri BUMN Sugiharto. 9. Perluasan kesembilan (15 Mei 2008) Pembangunan Pabrik pupuk NPK Granulasi II di unit produksi II dengan kapasitas 100.000 ton/tahun dan Pabrik Petrobio kapasitas 10.000 ton/tahun diresmikan oleh Menteri Pertanian Anton Apriyanto. Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Semarang 2016

5

LaporanKerja Praktek Pabrik ZK Departemen Produksi II B PT. Petrokimia Gresik – Jawa Timur

10. Perluasan kesepuluh (27 Februari 2009) Pabrik pupuk NPK Granulasi III & IV dengan kapasitas masin-masing 100.000 ton/tahun dengan teknologi dibeli dari China dan diresmikan oleh Menteri BUMN Sofjan Djalil. 11. Perluasan kesebelas (14 Oktober 2009) Pabrik pupuk NPK Phonska III yang merupakan rehabilitasi dan optimalisasi dari Pupuk SP-36 dengan kapasitas desain 600.000 ton/tahun, Pabrik Fosfat I kapasitas 500.000 ton/tahun dan Pabrik Fosfat II kapasitas 500.000 ton/tahun. 12. Perluasan keduabelas (2010) Pembangunan proyek Konversi Energi Batu Bara (KEBB) dan Phonska IV. Proyek Phonska IV merupakan pabrik pupuk NPK Phonska yang memiliki kapasitas 600.000 ton/tahun. 1.4 Unit Produksi PT Petrokimia Gresik mempunyai tiga unit departemen produksi/pabrik, yaitu Departemen Produksi I (unit pupuk Nitrogen), Departemen Produksi II (unit pupuk Fosfat) dan Departemen Produksi III (Unit Asam Fosfat). Departemen Produksi II (unit pupuk Fosfat) Pada Departemen Produksi II dibagi lagi menjadi dua unit departemen, yaitu Departemen Produksi IIA dan Departemen Produksi IIB. Pembagian ini dikarenakan banyaknya jumlah unit produksi/pabrik pada Departemen II, sehingga

dipisahkan

untuk

mempermudah

dalam

manajemen

dan

pengoperasiannya. Produk yang dihasilkan pada Departemen Produksi II ini diantaranya adalah :

Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Semarang 2016

6

LaporanKerja Praktek Pabrik ZK Departemen Produksi II B PT. Petrokimia Gresik – Jawa Timur

Tabel I.2 Produk Unit Produksi II Unit

Produk

PF I PHONSKA I PHONSKA II PHONSKA III PHONSKA IV NPK I NPK II

SP-36 PHONSKA PHONSKA PHONSKA PHONSKA NPK NPK NPK NPK ZK ZK

NPK III NPK IV ZK I ZK II

Kapasitas Produksi (ton/tahun) 500.000 450.000 600.000 600.000 600.000 70.000 100.000 100.000 100.000 10.000 10.000

1. Pabrik Pupuk SP-36 Kapasitas

: 500.000 ton/tahun

Bahan baku

: Batuan fosfat, H3PO4, dan H2SO4

Bentuk dan sifat

: Padatan tidak bersifat higroskopis, mudah larut dalam air

Kegunaan

: Sumber unsur hara fosfat bagi tanaman

No. SNI SP-36

: (SNI 02-3769-2005)

P2O5 total

: 36% min

P2O5 Cs

: 34% min

P2O5 Ws

: 30% min

Sulfur

: 5.0% min

FA

: 6.0% maks

H2O

: 5.0% maks

2.Pabrik Pupuk Phonska Kapasitas

: 2.620.000 ton/tahun

Bahan baku

: H3PO4, NH3 , Urea, PA, SA, filler dan KCl

Bentuk dan sifat

: Padatan tidak bersifat higroskopis mudah larut dalam air

Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Semarang 2016

7

LaporanKerja Praktek Pabrik ZK Departemen Produksi II B PT. Petrokimia Gresik – Jawa Timur

Kegunaan

:Sumber unsur hara Fosfat, Nitrogen, Kalium dan Belerang bagi tanaman

No. SNI

: (SNI 02-2803-2000)

N total

: 15%

P2O5 Cs

: 15%

K2O

: 15%

Sulfur (S)

: 10%

Air

: 1.5 % maks

3. Pabrik Pupuk NPK Kebomas Kapasitas Bahan baku

: menyesuaikan permintaan pemasaran :Tergantungformula N-P-K+ (Mg/Zn/Cu/Be/Fe)

Bentuk dan sifat

:Padatan bersifat higroskopis, mudah larut dalam air

Kegunaan

: Sumber unsur hara Fosfat, Nitrogen, Kalium, Magnesium, Copper, Besi, dan Zink bagi tanaman

No. SNI

: NPK padat (SNI 02-2803-2000)

N total %

: Tergantung formula ± 8 %

P2O5 Cs

: Tergantung formula ± 8 %

K2O

: Tergantung formula ± 8 %

Air

: 1.5 % maks

4. Pabrik Pupuk ZK (Kalium Sulfat) Kapasitas

: 20.000 ton/tahun ( Produk ZK I dan ZK II )

Bahan baku

: H2SO4, dan KCl

Bentuk dan sifat

: Padatan tidak bersifat higroskopis, mudah larut dalam air

Kegunaan

: Sumber unsur hara Kalium dan Belerang bagi tanaman

No. SNI

: SNI 02-2809-2005

Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Semarang 2016

8

LaporanKerja Praktek Pabrik ZK Departemen Produksi II B PT. Petrokimia Gresik – Jawa Timur

1.5

Kalium (K2O )

: 50 %

Sulfur

: 17 %

Chlorida sbg Cl

: 2.5 % maks

Air

: 1.5 % maks

Struktur Organisasi PT Petrokimia Gresik 1.5.1 Bentuk Perusahaan Dalam perkembangannya PT Petrokimia Gresik telah mengalami perubahan

bentuk perusahaan. Dari sebuah perusahaan umum menjadi sebuah perusahaan perseroan dan kini holding dengan PT Pupuk Indonesia (Persero), yang merupakan salah satu Badan Usaha Milik Negara (BUMN) di bawah koordinasi Menteri Negara BUMN dengan nama Pupuk Indonesia Holding Company (PIHC). 1.5.2 Logo Perusahaan dan Arti

Gambar 1.4. Logo PT Petrokimia Gresik Inspirasi logo PT Petrokimia Gresik adalah seekor kerbau berwarna kuning keemasan yang berdiri tegak di atas kelopak daun yang berujung lima dengan tulisan berwarna putih di bagian tengahnya. Logo PT PT Petrokimia Gresik mempunyai tiga unsur utama, yaitu: 1.

Kerbau dengan warna kuning emas yang mengandung arti: 

Dalam bahasa Jawa dikenal sebagai Kebomas merupakan penghargaan terhadap daerah tempat perusahaan berada, yaitu Kecamatan Kebomas. Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Semarang 2016

9

LaporanKerja Praktek Pabrik ZK Departemen Produksi II B PT. Petrokimia Gresik – Jawa Timur



Simbol petani yang bersifat loyal, tidak buas, pemberani dan giat bekerja.



Warna kuning emas mempresentasikan keagungan, kejayaan dan keluhuran budi.

2.

Daun hijau berujung lima melambangkan kelima sila Pancasila.

3.

Tulisan PG berwarna putih yang mengandung arti:

4.



PG merupakan singkatan dari PT Petrokimia Gresik.



Warna putih mencerminkan kesucian, kejujuran dan kemurnian

Garis batas hitam pada seluruh komponen logo mempresentasikan kewibawaan dan elegan.

1.5.3 Visi dan Misi PT Petrokimia Gresik Visi Menjadi produsen pupuk dan produk kimia lainnya yang berdaya saing tinggi dan produknya paling diminati konsumen. Misi 

Mendukung penyediaan pupuk nasional untuk tercapainya program swasembada pangan.

 Meningkatkan hasil usaha untuk menunjang kelancaran kegiatan operasional dan pengembangan usaha perusahaan. 

Mengembangkan potensi usaha untuk mendukung industri kimia nasional dan berperan aktif dalam community development.

Tata Nilai 

Safety(Keselamatan) - Mengutamakan keselamatan dan kesehatan kerja serta pelestarian lingkungan hidup dalam setiap kegiatan operasional.



Innovation (Inovasi) - Meningkatkan inovasi untuk memenangkan bisnis



Integrity (Integritas) - Mengutamakan integritas di atas segala hal.



Synergistic Team (Tim yang Sinergis) - Berupaya membangun semangat kelompok yang sinergistik.



Customer

Satisfaction

(Kepuasan

Pelanggan)

-

Memanfaatkan

profesionalisme untuk peningkatan kepuasan pelanggan. Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Semarang 2016

10

LaporanKerja Praktek Pabrik ZK Departemen Produksi II B PT. Petrokimia Gresik – Jawa Timur

1.5.4 Struktur Manajemen dan Organisasi PT Petrokimia Gresik Struktur organisasi PT Petrokimia Gresik berbentuk matriks, dimana terdapat hubugan kerja dan aliran informasi secara horizontal dan vertikal. Secara garis besar, PT Petrokimia Gresik dipimpin oleh seorang Direktur Utama yang membawahi lima Direktur Khusus. Keempat Direktur Khusus ini antara lain: 1.

Direktur Pemasaran,membawahi 3 departemen yaitu departemen penjualan retail, departemen penjualan komersil, dan departemen pemasaran dan logistik.

2.

Direktur Keuangan, membawahi 2 departemen yaitu departemen administrasi keuangan dan departemen perencanaan dan pengendalian usaha.

3.

Direktur Produksi, membawahi 4 departemen yaitu departemen pabrik I, departemen pabrik II, departemen pabrik III dan departemen teknologi.

4.

Direktur Teknik dan Pengembangan, membawahi 4 departemen yaitu departemen riset, departemen pengembangan, departemen prasarana & utilitas dan departemen pengadaan.

5.

Direktur SDM dan Umum, membawahi 2 departemen yaitu departemen sumber daya manusia dan departemen umum.

Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Semarang 2016

11

LaporanKerja Praktek Pabrik ZK Departemen Produksi II B PT. Petrokimia Gresik – Jawa Timur

Gambar 1.5 Struktur Organisasi PT Petrokimia Gresik Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Semarang 2016

12

LaporanKerja Praktek Pabrik ZK Departemen Produksi II B PT. Petrokimia Gresik – Jawa Timur

Struktur organisasi yang disertai dengan uraian pekerjaan akan diperoleh manfaat sebagai berikut: 

Membantu para pejabat agar lebih mengerti akan tugas dan jabatannya.



Menjelaskan dan menjernihkan persoalan mengenai pembatasan tugas, tanggung jawab, wewenang dan lain-lain.



Sebagai bahan orientasi untuk pejabat.



Menentukan jumlah pegawai di kemudian hari.



Penyusunan program pengembangan manajemen.



Menentukan training untuk para pejabat yang sudah ada.



Mengatur kembali langkah kerja dan prosedur kerja yang berlaku bila terbukti kurang lancar.

1.6 Keselamatan dan Kesehatan Kerja Keselamatan dan Kesehatan Kerja (K3) menjadi aspek yang sangat penting dalam setiap pekerjaan yang dilakukan di PT. Petrokimia Gresik, agar tercipta lingkungan kerja yang aman, sehat dan berbudaya K3. Komitmen ini tercermin dalam penempatan “Keselamatan dan Kesehatan Kerja” di urutan pertama Budaya Perusahaan (5 Tata Nilai). 1.6.1 Sasaran K3 a. Memenuhi Undang – Undang No.1 tahun 1970 tentang keselamatan kerja. Misi dari Undang-Undang ini adalah integrasi K3 di dalam semua fungsi atau bidang kegiatan di dalam perusahaan dan menerapkan standar operating prosedur di segala bidang kegiatan perusahaan. Tujuan yang

ingi

dicapai

adalah

mencapai

tujuan

perusahaan

dan

mengembangkan usaha disertai nihil kecelakaan. b. Memenuhi

Permenaker

No.

PER/05/MEN/1996

tentang

Sistem

Manajemen Keselamatan dan Kesehatan Kerja c. Mencapai nihil kecelakaan Macam-macam penyebab kecelakaan yakni berasal dari :

Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Semarang 2016

13

LaporanKerja Praktek Pabrik ZK Departemen Produksi II B PT. Petrokimia Gresik – Jawa Timur



Kesalahan manusia / human error  Kurang pengetahuan  Kelalaian dan sikap meremehkan  Kekurangmampuan / ketidak mampuan  Kekurang peralatan dan sarana



Kondisi tidak aman / unsafe condition  Peralatan perlindungan yang tidak memenuhi syarat  Bahan, peralatan yang rusak atau cacat  Bising  Terlalu sesak  Ventilasi dan penerangan yang kurang  Housekeeping yang jelek  Pemaparan radiasi dan lain sebagainya



Lain-lain / force majeur  Gempa bumi  Dan peristiwa alam lainnya

1.6.1 Budaya Perusahaan 1. Mengutamakan keselamatan dan kesehatan kerja serta pelestarian lingkungan hidup dalam setiap kegiatan operasional. 2. Memanfaatkan profesionalisme untuk peningkatan kepuasan pelanggan. 3. Meningkatkan inovasi untuk memenangkan bisnis 4. Mengutamakan integritas di atas segala hal. 5. Berupaya membangun semangat kelompok yang sinergistik. 1.6.2 Alat Pelindung Diri 1. Topi keselamatan (safety head) Untuk melindungi kepala terhadap benturan, kemungkinan tertimpa benda-benda yang jatuh, melindungi bagian kepala dari kejutan listrik ataupun terhadap kemungkinan terkena bahan kimia yang berbahaya. 2. Alat pelindung mata (Eye Goggle)

Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Semarang 2016

14

LaporanKerja Praktek Pabrik ZK Departemen Produksi II B PT. Petrokimia Gresik – Jawa Timur

Untuk melindungi mata terhadap benda yang melayang, geram, percikan, bahan kimia dan cahaya yang menyilaukan. 3. Alat pelindung muka Untuk melindungi muka dari dahi sampai batas leher.  Pelindung muka yang tahan terhadap bahan kimia yang berbahaya (warna kuning). Digunakan dimana terhadap atau handle bahan asam atau alkali.  Pelindung muka terhadap pancaran panas (warna abu-abu)  Digunakan

ditempat

kerja

dimana

pancaran

panas

dapat

membahayakan karyawan.  Pelindung muka terhadap pancaran sinar ultra violet dan infra merah. 4. Alat pelindung telinga Untuk melindungi telinga terhadap kebisingan dimana bila alat tersebut tidak dipergunakan dapat menurunkan daya pendengaran dan ketulian yang bersifat tetap.  Ear Plug Digunakan di daerah bising dengan tingkat kebisingan sampai dengan 95 dB.  Ear Muff Digunakan di daerah bising dengan tingkat kebisingan lebih besar dari 95 dB. 1.6.4 Kebijakan Sistem Manajemen K3 PT Petrokimia Gresik PT Petrokimia Gresik bertekad menjadi produsen pupuk dan produk kimia lainnya yang berdaya saing tinggi dan produknya diminati oleh konsumen. Penyediaan produk pupuk, produk kimia dan jasa yang berkualitas sesuai permintaan pelanggan dengan menerapkan system manajeen yang menjamin mutu, pencegahan pencemaran dan berbudaya K3 serta penyempurnaan secara bertahap dan berkesinambungan. Untuk mendukung tekad tersebut, manajemen berupaya memenuhi standar mutu yang ditetapkan, peraturan lingkungan, ketentuan dan norma-norma K3 serta peraturan perundangan terkait lainnya. Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Semarang 2016

15

LaporanKerja Praktek Pabrik ZK Departemen Produksi II B PT. Petrokimia Gresik – Jawa Timur

Seluruh karyawan bertanggung jawab dan mengambil peran dalam upaya meningkatkan keterampilan, kedisiplinan untuk mengembangkan produk dan jasa yang berkualitas, pentaatan terhadap peraturan lingkungan dan ketentuan K3 serta menjunjung tinggi integritas. 1.6.5 Organisasi K3 Agar pelaksanaan K3 di perusahaan dapat berjalan dengan baik dan dapat menciptakan kondisi yang sehat dan selamat, maka perlu dibentuk organisasi K3 di dalam struktur organisasi perusahaan. Oleh karena bidang K3 sudah menjadi bagian dari struktur organisasi perusahaan, maka pelaksanaannya secara fungsional dan tersedianya anggaran tersendiri. Berdasarkan pengalaman dan pertimbangan manajemen perusahaan, organisasi K3 diletakkan di dalam organisasi yang terdapat karyawan dalam jumlah terbanyak dan direktorat yang mempunyai potensi bahaya tertinggi, yaitu Direktorat Produksi. Pembentukan organisasi K3 secara fungsional akan memudahkan koordinasi dan kontrol terhadap bahaya-bahaya yang mungkin timbul di unit kerja dan dapat memberikan pengaruhnya kepada pimpinan dan karyawan di unit kerjanya masing-masing, sehingga pengendalian kerugian yang diakibatkan oleh kecelakaan dapat dikendalikan secara efektif. Adapun tujuan dari organisasi K3, yakni : 1. Dapat menjamin penerapan K3, sesuai dengan perundangan dan peraturan 2. Menjamin tempat kerja yang aman , nyaman dan produktif 3. Membangun dan meningkatkan budaya K3 4. Meningkatkan tanggung jawab pimpinan unit kerja. 1.6.6 Organisasi Struktural K3 Organisasi struktural dibentuk dengan tujuan untuk menjamin penerapan K3 di perusahaan agar sesuai dengan UU No.1 tahun 1970 tentang Keselamatan Kerja,Peraturan

Menteri

Tenaga

Kerja

Republik

Indonesia

No.

Per.05/MEN/1996 tentang Sistem Manajemen Keselamatan Keselamatan dan Kesehatan Kerja serta peraturan K3 lainnya sehingga tercipta kondisi kerja yang aman, nyaman dan produktif. Adapun organisasi structural yang membidangi K3 Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Semarang 2016

16

LaporanKerja Praktek Pabrik ZK Departemen Produksi II B PT. Petrokimia Gresik – Jawa Timur

di PT Petrokimia Gresik adalah Bagian Keselamatan dan Kesehatan Kerja (K3) yang bertanggung jawab kepada Biro Lingkungan dan K3 (Biro LK3) di bawah Kompartemen Teknologi dalam lingkup Direktorat Produksi. 1.6.7 Organisasi Non Struktural Organisasi ini dibentuk agar kegiatan-kegiatan K3 dapat diintegrasikan pada seluruh kegiatan operasional dalam gerak langkah yang sama, sehingga sistem K3 yang ada dapat berjalan dengan efektif dan efisien serta terjaga kontinyuitasnya.

Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Semarang 2016

17

LaporanKerja Praktek Pabrik ZK Departemen Produksi II B PT. Petrokimia Gresik – Jawa Timur

BAB II DESKRIPSI PROSES 2.1 Pabrik Pupuk ZK Unit pabrik ZK (Zwalfersuur Kalium) menggunakan proses Manheim yaitu mereaksikan Kalium Klorida (KCl) dengan asam sulfat 98% di reaktor furnace (Manheim reactor) yang dirancang oleh konsorsium Eastern Tech dan Timas (Indonesia) dengan kapasitas produksi sebesar 20.000 ton/tahun dengan hasil samping asam klorida (HCl) sebesar 12.000 ton/tahun. 2.2 Deskripsi Proses Pembuatan Pupuk ZK Secara umum alur proses pembuatan pupuk ZK akan diuraikan melalui diagram pada gambar 2.1. Proses pembuatan pupuk ZK yang digunakan di unit ini adalah proses reaksi antara asam sulfat (H2SO4) dan kalium klorida (KCl). Kedua bahan ini direaksikan di dalam reactor furnace (Manheim Reaktor) untuk membentuk K2SO4 (ZK) dan gas asam klorida (HCl). Reaksinya adalah sebagai berikut: 2 KCl + H2SO4

K2SO4 +2HCl

Proses Mannheim adalah Reaksi antara KCl dan Asam Sulfat 98 % yang terjadi di Reaktor Furnace (Mannheim Furnace) , Reaktor dioperasikan pada suhu diatas 5000C.

Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Semarang 2016

18

LaporanKerja Praktek Pabrik ZK Departemen Produksi II B PT. Petrokimia Gresik – Jawa Timur

Gambar 2. 1 Diagram Alir Proses Pembuatan Pupuk ZK Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Semarang 2016

19

LaporanKerja Praktek Pabrik ZK Departemen Produksi II B PT. Petrokimia Gresik – Jawa Timur

Proses reaksi antara KCl dan Asam Sulfat adalah : 2 KCl + H2S04

K2S04+ 2 HCl

Reaksi Asam Sulfat dan KCl terjadi dalam dua tahap : 1). KCl + H2S04

KHSO4 + HCl

2). KCl + KHSO4

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 Natrium 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 element Temperature transmiter di bagian atas, samping kirikanan dan di bagian dasar Reaktor.

Gambar 2.2 Reaktor Furnace

Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Semarang 2016

20

LaporanKerja Praktek Pabrik ZK Departemen Produksi II B PT. Petrokimia Gresik – Jawa Timur

a. Cooling & Neutralization Unit K2SO4 hasil reaksi dari Reaktor didinginkan dengan cooling water di Ejector Cooler 13.J103 A/B setelah itu diayak dengan vibrating screen dan dikecilkan ukurannya dengan menggunakan crusher. Untuk menetralisir asam bebas ditambahkan kapur atau sodium karbonat, setelah itu dibawa ke Silo untuk dikantongi. b. Bagging Dari Silo 13.TK104 A/B , produk K2SO4 dikantongi dengan kantong terbuat dari Lining Poly Etilene ( PE) . Mesin pengantongan di unit produksi pabrik ZK didisain semi otomatis artinya Operator hanya meletakan kantong dibawah timbangan dan menangani kantong selama dijahit. Nama akan dicetak di kantong Poly Propilene( PP).

Gambar 2.3 Produk Pupuk ZK c. Scrubber dan Absorber Unit Gas Asam chlorida yang terjadi selama reaksi didinginkan oleh Graphite Cooler ( 13.E102) hingga 600C - 700C.

Proses pendinginan dimonitor

melalui temperatur masuk dan keluar Graphite Cooler 13.E102 , demikian juga temperature masuk dan keluar cooling water .

Gas dingin dimasukan ke Scrubber Asam Chlorida (13.D201 ) untuk menyerap kandungan gas Asam Chlorida. HCl yang masih lolos diserap kembali oleh 5 ( lima) buah Absorber (13.D204A-E) yang disusun secara seri, sehingga konsentrasi HCl mencapai 31 % - 33% , setelah itu dimasukkan ke intermediate

Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Semarang 2016

21

LaporanKerja Praktek Pabrik ZK Departemen Produksi II B PT. Petrokimia Gresik – Jawa Timur

tank

(

13TK-202

dan

13TK-203

)

dan

dipompa

ke

tangki

HCl

(13TK303A/B/C/D/E) untuk pengiriman ke pelanggan.

Gambar 2.4 Scrubber unit di pabrik ZK 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.

Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Semarang 2016

22

LaporanKerja Praktek Pabrik ZK Departemen Produksi II B PT. Petrokimia Gresik – Jawa Timur

BAB III SPESIFIKASI ALAT

3.1 Spesifikasi Alat Utama 1. Alkaline Feeder (13.M-106) Fungsi

: Mengumpulkan Na2CO3 yang digunakanuntuk netralisasi free acid pada produk ZK

Kapasitas

: 38 kg/jam

Bahan

: carbon steel

Temperatur

: Ambient

Tekanan

: Atmosferik

2. Ejector Cooler (13.J-103A/B) Fungsi

: Sebagai pembawa, pemecah, dan pendingin produk

Kapasitas

: 0,615 ton/jam

Bahan

: Carbon Steel

Temperatur

: 50-90°C

Tekanan

: atmosferik

Jumlah

: 2 buah

3. Graphite Cooler (13.E-102) Fungsi

: Mendinginkan gas HCl yang keluar dari reaktor, sebelum ke scrubbing tower

Dimensi (mm) : D105 x 4000 Bahan

: Graphite

Temperature : 400-50°C Tekanan

: 2 kg/cm2

4. Reaktor Furnace (13.R-101) Fungsi

: tempat reaksi antara KCl dan H2SO4

Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Semarang 2016

23

LaporanKerja Praktek Pabrik ZK Departemen Produksi II B PT. Petrokimia Gresik – Jawa Timur

Kapasitas

: 1,8 ton/jam

Done part

: special silica refractory brick

Bottom part

: Speciall Alloy Steel

Temperatur

: 500-900°C

5. Scrubber HCl Fume (13.D-20A/B/C/D/E) Fungsi

: menyerap gas HCl yang akan dibuang ke atmosfer

Dimensi

: 5 x (1,4D) ; 10 m (H)

Kapasitas

: 20m3/jam

Bahan

: FRP

Temperatue

: 40°C

Tekanan

: atmosferik

Jumlah

: 5 buah

6. Second Absorber (13.D-203 A/B/C) Fungsi

: menyerap gas HCL dari thin film absorber untuk mendapatkan HCl liquid dengan konsentrasi lebih besar dan kandungn Fe lebih kecil.

Kapasitas

: A = 5,94 m3 B = 5,94 m3 C = 4,47m3

Bahan

: FRP

Temperature : 40°C Tekanan

: Atmosferik

Jumlah

: 3 buah

7. STR (Sulfuric Trace Removal) Scrubber Fungsi

: menangkap campuran gas HCl dan Trace gasSO3 dari outlet reaktor

Kapasitas

: 20 m3/jam

Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Semarang 2016

24

LaporanKerja Praktek Pabrik ZK Departemen Produksi II B PT. Petrokimia Gresik – Jawa Timur

Temperature : 50°C Tekanan

: atmosferik

8. Surge Tank HCl A (13.TK-202) Fungsi

: tempat penyimpanan sementara HCL grade A

Kapasitas

: 10 m3

Bahan

: FRP

Temperatur

: ambient

Tekanan

: atmosferik

9. Surge Tank HCl B (13.TK-203) Fungsi

: tempat penyimpanan sementara HCL grade B

Kapasitas

: 10 m3

Bahan

: FRP

Temperatur

: ambient

Tekanan

: atmosferik

10. Thin Film Absorber (13.D-202A/B/C) Fungsi

: menyerap gas HCL dari outlet reaktor untuk mendapatkan HCl liquid

Kaspasitas

: A = 5,94 m3 B = 5,94 m3 C = 4,47m3

Bahan

: FRP/Graphite

Temperature : 40°C Tekanan

: Atmosferik

Jumlah

: 3 buah

Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Semarang 2016

25

LaporanKerja Praktek Pabrik ZK Departemen Produksi II B PT. Petrokimia Gresik – Jawa Timur

3.2 Spesifikasi Alat Pendukung 1. Air Heat Exchanger (13.E-101) Fungsi

: preheater udara sebelum masuk ke dalam reaktor furnace.

Dimensi (mm) : 1012D x 4600 Kapasitas

: 2900 m3/jam

Bahan

: Carbon Steel

Temperatur

: 220°C

2. Alkaline Bin (13.M-110) Fungsi

: menyimpan Na2CO3 yang digunakan sebagaipenetral

Kapasitas

: 1,2 ton

Bahan

: carbon steel

Temperature : ambient Tekanan

: atmosferik

3. Belt Conveyor (13.M-101) Fungsi

: mengangkut KCL untuk masuk ke dalam reaktor

Dimensi (mm) : 400 x 30000L Kapasitas

: 2 ton/jam

Temperature : ambient

4. Belt Conveyor (13.M-108) Fungsi

: mengangkut produk ZK untuk dimasukkan ke dalam silo

Dimensi (mm) : 210 x 9000L Kapasitas

: 1,26ton/jam

Temperature : 40°C

5. Belt Conveyor (13.M-111) Fungsi

: mengangkut produk ZK yang keluar dari reaktor sebelum masuk ke dalam ejector cooler

Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Semarang 2016

26

LaporanKerja Praktek Pabrik ZK Departemen Produksi II B PT. Petrokimia Gresik – Jawa Timur

Dimensi (mm) : 400 x 30000L Kapasitas

: 2 jam/ton

Temperature : ambient

6. Bucket Elevator (13.M-100) Fungsi

: mengangkut pupuk ZK yang telah dinetralisasi ke atas

Kapasitas

: 1,26 ton/jam

Bahan

: carbon steel

Temperatur

: ambient

7. Bucket Elevator (13.M-102) Fungsi

: mengangkut pupuk ZK yang keluar dari ejector cooler ke atas untuk dimasukkan ke screener

Kapasitas

: 1,23 ton/jam

Bahan

: carbon steel

Temperatur

: 40°C

8. Bucket Elevator (13.M-103) Fungsi

: mengangkut pupuk ZK yang telah dinetralisir ke atas

Kapasitas

: 1,26 ton/jam

Bahan

: carbon steel

Temperatur

: 40°C

9. Cooling Tower (13.T-401 A/B) Fungsi

: tempat memproduksi air pendingin untuk kebutuhan pendingin pada graphite cooler

Kapasitas

: 80m3/jam

Bahan

: FRP

Temperatue

: 30-35°C

Tekanan

: atmosfer

Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Semarang 2016

27

LaporanKerja Praktek Pabrik ZK Departemen Produksi II B PT. Petrokimia Gresik – Jawa Timur

Jumlah

: 2 buah

10. Coolig Wateer Pump (13.P-401A/B) Fungsi

: mendistribusikan coolng water kedalam ejector cooler dan graphite cooler

Kapasitas

: 80m3/jam

Bahan

: Carbon Steel

Temperature : ambient Tekanan

: 3 kg/cm2

Jumlah

: 2 buah

11. Crusher (13.Q-112) Fungsi

: menghancurkan produk ZK yang masih oversize

Type

: Ball mill

Kapasitas

: 369 kg/jam

Bahan

: Cast steel

Temperature : 45°C Tekanan

: Atmosferik

12. Fan HCl Fume (13.P-204) Fungsi

: menyedot uap HCl untuk dimasukkam ke dalam absorber

Kecepatan

: 1450 rpm

Kapasitas

: 540 kg/jam

Bahan

: FRP

Temperature : 50°C

13. HCL Pump (13.P-303) Fungsi

: memompakan HCl produk ke dalam mobil distribusi

Kecepatan

: 2880 rpm

Kapasitas

: 20 Nm3/jam

Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Semarang 2016

28

LaporanKerja Praktek Pabrik ZK Departemen Produksi II B PT. Petrokimia Gresik – Jawa Timur

Bahan

: plastic composite

Temperature : ambient Tekanan

: 2,5 kg/ cm2

14. Screw Conveyor (13.M-107) Fungsi

: mengangkut produk on size hasil screener menuju ke bucket elevator

Kapasitas

: 1,23 ton/jam

Bahan

: carbon steel

Temperatur

: 40°C

15. Silo (13.TK-104 A/B) Fungsi

: tempat penyimpanan sementara produk ZK sebelum bagging

Kapasitas

: 30 ton

Bahan

: carbon steel

Temperature : 40°C Jumlah

: 2 buah

16. Stack (13.X-101) Fungsi

: tempat pembuangan gas pembakaran reaktor furnace

Bahan

: carbon steel

Temperature : 250°C

17. Storage Tank HCl (13.TK-303A/C) Fungsi

: menyimpan HCl grade A

Kapasitas

: 100 m3

Bahan

: FRP

Temperature : ambient Tekanan

: Atmosferik

Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Semarang 2016

29

LaporanKerja Praktek Pabrik ZK Departemen Produksi II B PT. Petrokimia Gresik – Jawa Timur

Jumlah

: 2 buah

18. Storage Tank HCl (13.TK-303B) Fungsi

: menyimpan HCl grade B

Kapasitas

: 100 m3

Bahan

: FRP

Temperature : ambient Tekanan

: Atmosferik

19. Sulfuric Acid Pump (13.P-302A/B) Fungsi

: memompakkan asam sulfat ke dalam reaktor

Kecepatan

: 2880 rpm

Kapasitas

: 20 Nm3/jam

Bahan

: Alloy

Temperatur

: ambient

Tekanan

: 2,5 kg/cm3

Jumlah

: 2 buah

20. Sulfuric Acid Tank (13.TK-302) Fungsi

: menyimpan asam sulfat yang digunakan umpan reaktor

Kapasitas

: 100 m3

Bahan

: carbon steel

Temperature : ambient Tekanan

: atmosferik

21. Tail Gas Stack (13.X-201) Fungsi

: tempat pembuangan gas yang tidak terserap di absorber sistem

Bahan

: FRP

Temperature : Ambient Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Semarang 2016

30

LaporanKerja Praktek Pabrik ZK Departemen Produksi II B PT. Petrokimia Gresik – Jawa Timur

22. Vibrator Screen (13.F-110) Fungsi

: memisahkan produk ZK yang over size dan on size

Getaran

:1545 Hz

Kapasitas

: 1,23 ton/jam

Bahan

: carbon steel

Temperaturr : 45°C Tekanan

: ambient

23. Water Pump Absorber (13.P-202A/B/C/D/E) Fungsi

: memompakan air ke dalam scrubber yang akan digunakan untuk menyerap uap HCl grade A

Kecepatan

: 2880 rpm

Kapasitas

: 20Nm3/jam

Bahan

: plastic composite

Temperatur

: ambient

Tekanan

: 2,5 kg/cm2

Jumlah

:5 buah

24. Water Pump STR (Sulfuric Trace Removal) Scrubber (13.P-203A/B) Fungsi

: memompakan air ke dalam STR scrubber yang akan digunakan untuk menyerap uap HCl grade B

Kecepatan

: 2880 rpm

Kapasitas

: 20Nm3/jam

Bahan

: plastic composite

Temperatur

: ambient

Tekanan

: 2,5 kg/cm2

Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Semarang 2016

31

LaporanKerja Praktek Pabrik ZK Departemen Produksi II B PT. Petrokimia Gresik – Jawa Timur

BAB IV UTILITAS

Utilitas pada unit produksi II di PT. Petrokimia Gresik dilengkapi dengan perangkat penyediaan utilitas yang terdiri dari 3 unit, yaitu : 1. Unit 900, yang terdiri dari boiler, power listrik, kompresor udara, dan tangki bahan bakar solar. 2. Unit 800, yang terdiri dari 4 tangki ammonia dengan sistem refrigerasi untuk over pressure maupun vaporization untuk under pressure. Selain itu juga terdapat instalasi pengolahan limbah cair atau waste water system. 3. Unit 700, yang terdiri dari tangki asam fosfat, tangki asam sulfat dan sistem penyediaan air atau water system.

4.1 Unit Penyediaan Listrik Kebutuhan power listrik total Pabrik II mencapai 19 MW. Bagian Utilitas Pabrik II mengandalkan tiga sumber tenaga listrik untuk pengadaannya, yaitu : a. Perusahaan Listrik Negara (PLN) yang menyuplai listrik sebesar 12 MW; b. Gas Turbine Generator (GTG) dari Pabrik I yang memproduksi listrik sebesar 32 MW (kapasitas design), 8 MW diantaranya dipakai oleh Pabrik II. c. Unit Batu Bara (UBB) yang diproduksi sendiri di pabrik IIB dengan kapasitas listrik 25MW; Tenaga listrik dari PLN sebesar 150 KV diturunkan menjadi 20 KV di Trafo Gardu Induk. Dari 20 KV disupply ke Pabrik II dan diturunkan tegangannya menjadi 6 KV melalui Trafo 11, 12, 13,14 dan 15. Dari tegangan 6 KV diturunkan lagi menjadi 380 V, 220 dan 110 V di Trafo Utilitas II. Rangkaian gardu ini menurunkan tegangan supply dari PLN sesuai dengan spesifikasi masing-masing alat sebagai berikut: a.

Motor besar (di atas 150 kW)

: 6 kV

b.

Motor kecil (di bawah 150 kW)

: 380 V

Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Semarang 2016

32

LaporanKerja Praktek Pabrik ZK Departemen Produksi II B PT. Petrokimia Gresik – Jawa Timur

c.

Lampu penerangan

: 220 V

d.

Emergency

: 220 V

e.

Peralatan Instrumen

: 110 V

Utilitas memiliki tiga buah Dieselgenerator, yaitu 02-DE-931, 03-DE-931, dan 23-DE-931 yang berfungsi sebagai emergencybila listrik dari PLN, GTG dan UUBB mengalami gangguan. Tiga buah diesel ini masing-masing ditempatkan di unit 700 (kapasitas 1,2 MW), unit 800 (kapasitas 1,2 MW), dan unit 900 (kapasitas 2,0 MW) dimana untuk 25-DE-931 dilengkapi dengan synchronizer yang bisa diparalelkan dengan PLN/UUBB.

4.2 Unit Penyediaan Udara Bertekanan Plant air/ Instrument air merupakan udara tekan yang berfungsi untuk menggerakkan peralatan, mengoperasikan alat-alat kontrol/kendali, dan lain sebagainya. Instrument air biasanya digunakan untuk mengoperasikan alat-alat yang masih bekerja secara pneumatik.Instrument air harus bebas dari kandungan air (udara kering). Plant air dan instrument air disuplai dari enam buah kompresor yang dimiliki Utilitas II dengan kapasitas 400, 800 dan 100 Nm3/jam.Enam buah kompresor ini tiga diantaranya digunakan untuk menyuplai instrument air dan tiga sisanya untuk plant air.Keenam kompresor tersebut terdiri dari 02 C 921 A/B, 02 C 922, 03 C 921 A/B/C. Udara dari kompresor masuk ke dalam tangki penampung.Setiap kompresor memiliki satu tangki penampung.Untuk plant air, udara dari tangki penampung langsung didistribusikan ke bagian-bagian yang membutuhkan.Untuk instrument air, udara dilewatkan dulu pada tangki penyerap kelembaban berisi alumina sebelum masuk tangki penampung. Sistem pengamannya kompresor terdiri dari kontrol water temperature (setting point yang ditetapkan 66 °C), air temperature (setting point yang ditetapkan 180 °C), flow switch dan overload. Jika temperatur air atau udara melebihi setting point yang ditetapkan maka kompresor akantrip (mati/berhenti). Begitu juga jika terjadi flow switch atau vapor lock,maupun kelebihan beban (overload) kompresor akan berhenti bekerja. Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Semarang 2016

33

LaporanKerja Praktek Pabrik ZK Departemen Produksi II B PT. Petrokimia Gresik – Jawa Timur

4.3Unit Boiler Pada bagian utilitas II terdapat dua buah boiler yang digunakan untuk membangkitkan steam yang mempunyai boiler tipe buluh api (fire tube) dengan kapasitas 10 ton/jam (02-B-911) dan kapasitas 12 ton/jam (03-B-911), pressure operasi 6-7 kg/cm2 secara paralel. Produksi steam dari boiler ini sebagai antisipasi jika terjadi hambatan dari UBBsebagai penyuplai kebutuhan steam ke Pabrik II. Air yang akan diumpankan ke dalam boiler harus memenuhi spesifikasi tertentu. Parameter yang harus diawasi dari analisa air boiler adalah sebagai berikut. Tabel 4.1 ParameterAir Boiler Parameter

Komposisi

Blow down water Total dissolved water

50 (maks.)ppm

SiO2

0,5 ppm

Klorida

2,5 ppm

Fosfat sebagai Na3PO4 pH

5,1 ppm

sulfat Fe

9,5 – 9,8

Feed water

2,5 ppm

hidrazin pH

0 ppm

Total Hardness Klorida

20 ppb 7,5 – 8,5 1,2 ppm max (as CaCO3) 0,1 ppm

Clarified water dialirkan ke dalam pelunakan air (softener) TK-912. Dalam tangki pelunak yang berisi resin, TH air diturunkan menjadi nol. Air kemudian dikirim ke tangki TK-917. Dalam tangki ini air boiler dipanasi dengan condesat dari TK-916 sehingga temperatur akan naik menjadi 35-40 ºC. Dari TK917 air boiler di pompa dengan pompa P-911 AB ke tangki TK-913.Di dalam tangki ini air boiler diinjeksikan dengan Hydrazin dalam bentuk larutan.Kemudiaan dengan pompa P 912 A/B air boiler dipompa ke dalam boiler B-911. Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Semarang 2016

34

LaporanKerja Praktek Pabrik ZK Departemen Produksi II B PT. Petrokimia Gresik – Jawa Timur

Di dalam boiler ini diinjeksikan dengan Phospate yang ditampung dalam tangki TK-915.Udara untuk pembakaran diperoleh dari udara atmosfir yang ditekan oleh blower C 911.Keluaran boiler berupa steam yang dialirkan ke unitunit yang membutuhkan dan continuous blowdown ditampung di tangki TK 916 untuk memisahkan uap yang terbentuk. Uap ini dimasukkan ke tangki TK 913 untuk menaikkan suhu boiler feed water. Steam/kondensat di Pabrik Phonska menggunakan sistem boiler.Steam yang dihasilkan oleh sistem boiler pada Pabrik Phonska termasuk steam bertekanan rendah. Produk steam berupa saturated steam bertekanan 10 kg/cm2 dan bertemperatur 1850C. Kapasitas produksi steam pada sistem boiler tersebut adalah 5 ton/jam. Spesifikasi steam/kondensat : -

-

Low Pressure Steam (LP Steam), untuk Flushing Tekanan

: 10 kg/cm2

Suhu

: 185°C

Low Pressure Steam (LP Steam), untuk media pemanas Tekanan

: 6 kg/cm2

Suhu

: 148°C

Boiler ini dilengkapi oleh pengaman level, pengaman pressure dan pengaman temperatur yang digunakan agar tidak terjadi overheating atau hal-hal lain yang membahayakan lingkungan di sekitarnya, yaitu sebagai berikut : a. Pengaman level - Level 65% : normal operasional - Level 45% : alarm Level Safety Low (LS) - Level 35% : alarm Level Safety Low Low (LSLL), boiler akan trip b. Pengaman pressure - 8,2 kg/cm2: Pressure Safety High(PSH) 917 aktif, boiler akan trip disertai alarm - 9,2 kg/cm2: Pressure Safety High High (PSHH) 918 aktif maka boiler akan trip - 9,5 kg/cm2: Pressure Safety Valve(PSV) 914 A akan aktif Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Semarang 2016

35

LaporanKerja Praktek Pabrik ZK Departemen Produksi II B PT. Petrokimia Gresik – Jawa Timur

- 10-10,5 kg/cm2: Pressure Safety Valve(PSV) 914 B akan aktif c. Pengaman temperatur Boiler akan trip bila temperatur fuel gas mencapai 200°C

4.4 Unit Bahan Bakar Solar Bahan bakar solar dipasok dari pertamina dengan menggunakan truk yang ditampung di satu tangki, dengan kapasitas 2500 m3. Bahan bakar solar didistribusikan ke unit-unit produksi melalui pompa pada tangki tersebut.

4.5 Unit Phosporic Acid Storage Sumber asam fosfat di tangki penyimpanan Unit Utilitas II diperoleh dengan mengimpor dari Yordania, Maroko, Filipina dan sebagian diperoleh dari Pabrik III. Ada empat buah tangki asam fosfat, masing-masing dengan kapasitas 20.000 liter. Asam fosfat didistribusikan ke unit pemakai dengan menggunakan pompa.

4.6 Unit Sulfuric Acid Storage Sumber asam sulfat yang digunakan untuk bahan baku produk ini diperoleh dari Pabrik III. Jika tidak mencukupi, asam sulfat diimpor dari negara lain. Setelah diproduksi dari Pabrik III, asam sulfat langsung didistribusikan ke pabrik II melalui pompa untuk disimpan dan disalurkan ke unit pemakai dengan menggunakan pompa.

4.7 Unit Ammonia Storage Pada unit penyimpanan amonia dalam bentuk liquid digunakan 4 tangki, yaitu tangki 06 dengan kapasitas 9.500 ton, tangki 11 dengan kapasitas 7.500 ton, tangki 25 dengan kapasitas 10.000 ton dan tangki 32 menggunakan sistem doublewall dengan kapasitas 20.000 ton. Amonia yang dipakai untuk proses produksi adalah dalam fase liquid dengan suhu -32°C, diperoleh dari unloading kapal yang merupakan hasil impor dan sebagian diperoleh dari sisa produksi Pabrik I.

Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Semarang 2016

36

LaporanKerja Praktek Pabrik ZK Departemen Produksi II B PT. Petrokimia Gresik – Jawa Timur

Keempat tangki dilengkapi dengan sistem pengontrolan level dan sistem pengontrolan pressure sebagai bagian dari sistem pengaman tangki. Tekanan tangki yang normal yaitu sekitar 40-45 gr/cm3 dengan maksimum 70 gr/cm3 dan tidak boleh dibawah 15 gr/cm3.

4.8 Unit Penyediaan Air Sumber air pabrik II di PT. Petrokimia Gresik berasal dari pabrik I yang disupply dari dua sumber air, yaitu dari sungai Brantas (Water Intake Gunung Sari) dan sungai Bengawan Solo (Water Intake Babat ). Water Intake Gunung Sari mengambil air baku dari sungai Brantas Surabaya. Setelah diolah di Gunung Sari produk ini dipompa ke Gresik sepanjang 22 km dan didistribusikan dengan pipa berdiameter 14 inchi kemudian ditampung di tangki dengan kapasitas 720 m3/jam. Air yang diperoleh dari water intake Gunungsari mempunyai spesifikasi sebagai berikut. Jenis

: hard water

pH

: 8,0 - 8,3

Total Hardness

: maksimum 200 ppm sebagai CaCO3

Turbidity

: maksimum 3 ppm

Residual chlorine

: 0,2 – 0,5 ppm

Water Intake Babat mengambil air baku dari sungai Bengawan Solo (Babat). Air ini dipompa ke Gresik sepanjang 60 km dan didistribusikan dengan pipa berdiameter 28 inchi kemudian ditampung di tangki dengan kapasitas 2.500 m3//jam. Air yang diperoleh dari water intake Babat mempunyai 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

Sebelum digunakan, air tersebut dilakukan proses penjernihan terlebih dahulu seperti proses desanding, pre-chlorination, koagulasi dan flokulasi, Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Semarang 2016

37

LaporanKerja Praktek Pabrik ZK Departemen Produksi II B PT. Petrokimia Gresik – Jawa Timur

settling, sand filtrationdanchlorination. Air yang telah diproses ini kemudian diolah untuk air keperluan produksi, rumah tangga sekitar PT. Petrokimia Gresik dan air hydrant.

4.9 Unit Pengolahan Limbah Cair Di unit ini, semua limbah cair dari Pabrik I, II dan III mengalir melalui open ditch masuk ke kolam equalizer. Sebelum limbah dibuang ke laut, terlebih dahulu diinjeksikan dengan larutan kapur dan caustic soda (NaOH) dengan batas minimal pH yang diizinkan sesuai peraturan Pemerintah adalah kurang dari 5. Di kolam equalizer terdapat 2 kolam besar yang berada pada sisi utara dan selatan. Kolam ini masing-masing mempunyai ukuran panjang 40 m dan lebar 30 m serta mempunyai kedalaman 1,5 m, yang juga berfungsi untuk mengendapkan lumpur yang terikut terbuang ke laut, yang jika dibiarkan akan menyebabkan pendangkalan. Debit limbah cair dari Pabrik I, II dan III yang dibuang ke laut besarnya antara 500-700 m3/jam. Namun, limbah cair yang telah dinetralisir tidak semua akan dibuang ke laut menggunakan pompa P 900 A/B dengan kapasitas 275 m3, melainkan sebagian akan ditransfer ke unit PF I/II sebagai air penetral pada scrubbing unit-unit tersebut.

Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Semarang 2016

38

LaporanKerja Praktek Pabrik ZK Departemen Produksi II B PT. Petrokimia Gresik – Jawa Timur

BAB V LABORATORIUM

Laboratorium merupakan bagian yang sangat penting dalam menunjang kelancaran proses produksi dan menjaga mutu produk. Peran yang lain adalah dalam pengendalian pencemaran lingkungan, baik udara maupun limbah cair. Tugas pokok laboratorium adalah melakukan analisa atau kegiatan pemantauan kualitas terhadap bahan baku yang digunakan, serta pemantauan selama proses produksi berlangsung.

5.1 Program Kerja Laboratorium PT Petrokimia Gresik memiliki beberapa laboratorium sebagai sarana untuk mangadakan peneltian terhadap bahan baku, proses, maupun produk. diantaranya adalah : 5.1.1 Laboratorium Kebun Percobaan Secara organisasi laboratorium ini berkedudukan di bawah Direktorat Penelitian dan Pengembangan. Laboratorium ini bertugas meneliti efektifitas produk pupuk dan pestisida (dihasilkan oleh anak perusahaan PT Petrokimia Gresik) terhadap berbagai jenis tanaman dan tanah yang sesuai dengan kondisi daerah tertentu.

5.1.2 Laboratorium Uji Laboratorium ini berada di bawah Direktorat Produksi yang terdiri dari : Laboratorium Uji Kimia ( LUK ) Laboratorium ini mempunyai tugas :  Meneliti dan memeriksa bahan baku dan bahan penolong yangakan dibeli dan dipergunakan oleh pabrik.  Meneliti dan memeriksa produk yang akan dijual dan dipasarkan oleh pabrik.

Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Semarang 2016

39

LaporanKerja Praktek Pabrik ZK Departemen Produksi II B PT. Petrokimia Gresik – Jawa Timur

 Melakukan penelitian untuk mencari kemungkinan pengembangan pabrik. 1. Laboratorium Kalibrasi dan Pengujian (M/L/I) Laboratorium ini berfungsi untuk memeriksa kelayakan peralatan yang berhubungan dengan operasi pabrik. 2. Laboratorium Produksi Laboratorium ini berada di bawah pengawasan Biro Proses dan Laboratorium Direktorat Produksi PT. Petrokimia Gresik yang mempunyai tiga laboratorium produksi, yaitu Laboratorium Produksi I, Laboratorium Produksi II dan Laboratorium Produksi III. Laboratorium produksi mempunyai dua unit kerja yaitu unit kerja shift (normal day) dan unit kerja shift. Tugas unit kerja non shift : 

Menyiapkan bahan-bahan kimia untuk menunjang kelancaran tugas shift



Menyelesaikan pekerjaan yang memerlukan waktu panjang



Menganalisis bahan pembantu dan penolong yang bersifat insidental



Melakukan penelitian yang berhubungan dengan pengembangan proses



Menyiapkan peralatan kerja terutama peralatan instrumental

Tugas unit kerja shift : 

Menganalisis sampel secara rutin selama 24 jam sehari pada interval waktu tertentu.



Mengendalikan kelangsungan proses harian sehingga mutu produk sesuai dengan spesifikasinya.

5.2 Alat-alat Utama di Laboratorium Peralatan yang digunakan untuk analisis Phonska IV di Laboratorium Produksi II yaitu : • Peralatan Karl-Fisher

: Penentuan kadar air dalam produk

• Atomic Absorption Spectrometer: Penentuan kadar K2O, MgO Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Semarang 2016

40

LaporanKerja Praktek Pabrik ZK Departemen Produksi II B PT. Petrokimia Gresik – Jawa Timur

• Peralatan Distilasi Kjeldahl

: Penentuan kandungan nitrogen

• Screen

: Penentuan ukuran produk

• pH meter

: Penentuan pH untuk uji mol ratio

• Termometer

: Suhu padatan

• Spektrofotometer

: Kadar Fosfat dan Kalium

Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Semarang 2016

41

LAPORAN TUGAS KHUSUS NERACA MASSA DAN NERACA PANAS PADA REAKTOR FURNACE PABRIK ZWALVERZUUR KALIUM (ZK) DEPARTEMEN PRODUKSI IIB PT. PETROKIMIA GRESIK

Disusun Oleh:

Alfiyanti

21030113120071

Adisty Kurnia Rahmawati

21030113120072

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG 2016

LaporanKerja Praktek Pabrik ZK Departemen Produksi II B PT. Petrokimia Gresik – Jawa Timur

BAB I PENDAHULUAN 1.1Latar Belakang Masalah Suatu pabrik dalam pengoperasian produksi memerlukan alat utama sebagai terjadinya reaksi, alat tersebut yaitu reaktor. Pada unit ZK digunakan reaktor furnace untuk meraksikan asam sulfat (H2SO4) dan kalium klorida (KCl) yang akan menghasilkan produk kalium sulfat (K2SO4) dan by product asam klorida (HCl). Reaksi yang terjadi di dalam reaktor adalah sebagai berikut: 2KCl

+ H2SO4

K2SO4

+

2HCl

Reaksi ini melibatkan 3 fase yaitu padat, cair, dan gas. Bahan baku H2SO4 berfase cair dan KCl berfase padat sedangkan produk K2SO4 berfase padat dan HCl berfase gas. Proses reaksi di reactor sangat menentukan apakah produk yang dihasikan mempunyai kualitas/mutu yang baik atau tidak. Adapun syarat pupuk ZK adalah sebagai berikut : Tabel I.1. Syarat Mutu Pupuk ZK No

Uraian

Satuan

Persyaratan

1.

Kalium Sebagai K2SO4

%

Minimal 50

2.

Belerang (S)

%

Minimal 17

3.

Asam Bebas Sebagai H2SO4

%

Maksimal 2.5

4.

Klorida (CT)

%

Maksimal 2.5

5.

Air (H2O)

%

Maksimal 1

Salah satu tolak ukur untuk mengetahui reaktor bekerja dengan baik adalah dengan mengetahui aliran bahan baku yang masuk dan produk yang dihasilkan oleh reaktor itu sendiri. Dengan mengetahui komposisi input dan output maka

Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Semarang 2016

1

LaporanKerja Praktek Pabrik ZK Departemen Produksi II B PT. Petrokimia Gresik – Jawa Timur

dapat dihitung neraca massa pada umpan proses dari reaktor tersebut sehingga dapat diketahui jumlah massa masuk dan jumlah massa keluar untuk pengendalian bahan baku umpan pada proses selanjutnya. Neraca massa pada reaktor perlu diukur sedemikian rupa sehingga dapat mempengaruhi kapasitas produksi ndalam suatu pabrik. Jika bahan baku yang masuk kurang, maka kapasitas produksi juga akan turun dikarenakan prosuk yang dihasikan jumlahnya kurang. Tetapi jika bahan baku yang masuk terlalu banyak melebihi kapasitas reaktor, maka reaktor akan overloading dan menyebabkan kerusakan.

1.2 Perumusan Masalah Pada tugas khusus ini akan di bahas mengenai neraca massa. Maraca panas, dan effisiensi reaktor furnace. Dalam perhitungan ini dibatasi pada suatu jenis alat saja yaitu reaktor furnace.

1.3 Tujuan 1. Menghitung neraca massa pada reaktor furnace 2. Menghitung neraca panas pada reaktor furnace 3. Menghitung effisiensi pada reaktor furnace

1.4 Manfaat Dengan mengetahui perhitungan neraca massa, neraca panas, dan effisiensi reaktor, maka dapat diketahui kelayakan alat serta konversi produk yang dihasikan serta dapat menerapkan teori-teori yang didapatkan pada perkuliahan.

Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Semarang 2016

2

LaporanKerja Praktek Pabrik ZK Departemen Produksi II B PT. Petrokimia Gresik – Jawa Timur

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Neraca Massa Reaktor Furnace Reaktor furnace merupakan peralatan paling utama dari pabrik ZK, sebagai tempat reakti antara H2SO4 dan KCl yang menghasilkan K2SO4 ndan HCl, Reaktor furnace terdiri dari 3 bagian, yaitu : 1. Combution Chamber, yang berada di bagian atas dari reaktor furnace, tempat dimana udara panas diumpankan. 2. Reaction Chamber, juga di sebut central chamber sisi dalam reaktor yang terletak di bagian tengah. Bagian ini merupakan bagian yang paling penting karena merupaka tempat terjadinya reaksi. 3. Flue Gas Chamber, terletak di bagian bawah reaktor sebagai tempat lewat gas buang yang diserap oleh exhaust fan. 2.2 Kesetimbangan Massa Sistem Neraca massa adalah cabang keilmuan yang mempelajari kesetimbangan massa dalam sebuah system. Dalam neraca massa sistem adalah suatun yang diamayti atau dikaji,. Perhitungan neraca massa berdasarkan pada hokum kekekalan massa, dimana tidak ada massa yang hilang, akan tetapi massa yang masuk nakan berubah bentuk, sehi8ngga massa yang masuk akan selalu sama dengan massa yang keluar. Neraca massa disusun berdasarkan batas sistem. Sistem yang ditetapkan dapat berupa suatu reaksi kimia, suatu proses dalam reaktor atau proses dalam suatu kesatuan.

INPUT

SISTEMPROSES

OUTPUT

Gambar 1. Neraca Massa Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Semarang 2016

3

LaporanKerja Praktek Pabrik ZK Departemen Produksi II B PT. Petrokimia Gresik – Jawa Timur

Berdasarkan hukum kekekalan massa, dapat disusun persamaan neraca massa secara umum adalah sebagai berikut : [massa masuk] = [massa keluar] + [akumulasi massa] Dengan [massa masuk] adalah massa yang masuk ke dalam sistem, [massa keluar] merupakan massa yang keluar dari sistem dan [akumulasi massa] adalah massa akumulasi. Akumulasi massa dapat bernilai positif dan negatif. Pada umumnya, neraca massa dibangun dengan memperhitungkan total massa yang melalui sistem. Pada pehitungan teknik kimia neraca massa juga dibangun dengan memperhitungan total massa komponen-komponen senyawa kimia lainya yang melalui sistem (contoh:air). Bil dalam sistem yang dilalui terjadi reaksi kimia, maka ke dalam persamaan neraca massa ditambahkan variabel [produksi] sehingga persamaan neraca massa menjadi : [massa masuk] + [produksi] = [massa keluar] + [akumulasi massa] Variabel [produksi] pada persamaan neraca massa termodifikasi merupakan laju reaksi kimia. Laju reaksi kimia dapat berupa laju reaksi pembentukan agtaupun laju reaksi pengurangan. Oleh karena itu variabel [produksi] dapat bernilai positif atau negatif. Dalam perhitungan neraca bahan sesuai dengan prosesnya dibedakan menjadi dua, yaitu : 1. Proses Batch Proses dimana bahan baku masuk kemuadian proses berlangsung sampai selesai dan baru diambil hasilnya. Sehingga, persamaan diatas tetap berlaku : [bahan masuk] = [bahan keluar] + [akumualasi] 2. Proses Continue Proses yang berlangsung secara terus menerus, hasil proses tidak tergantung dari lamanya proses. Pada proses continue, suhu, komposisi dalam bermacammacam bahan masuk (input) maupun output konstan tiap satuan waktu. Karena akumulasinya selalu konstan, maka dalam perhitungan dianggap sama dengan nol. Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Semarang 2016

4

LaporanKerja Praktek Pabrik ZK Departemen Produksi II B PT. Petrokimia Gresik – Jawa Timur

Sehingga persamaan berlaku : [bahan masuk] = [bahan keluar] Secara umum neraca massa dapat dibedakan menjadi 2 macam, yaitu : 1. Neraca Massa Over All (Neraca Massa Total) Merupan neraca massa dimana semua komponen bahan masuk dan keluar dihitung dari proses awal sampai akhir dan merupan satu kesatuan unit. Persamaan neraca massa over all : [massa masuk] - [massa keluar] + [akumulasi] = 0 2. Neraca Massa Komponen Merupaka neraca massa yang perhitungannya berdasarkan atas satu komponen bahan bakun masuk saja. Untuk proses steady-state pada akumulasi akan bernilai nol. Sehingga dapat di tulis : [massa masuk] = [massa keluar] Manfaat dan kegunaan neraca massa dalam teknik kimia adalah : a. Untuk mencocokan apakan bahan masuk (input) sama dengan bahan keluar (output). b. Untuk menghitung kapasitas produksi yang akan dipakai serta effisiensi alat-alat proses. c. Untuk menghitung bahan masuk dan bahan keluar baik terjadinya reaksi diantara bahan-bahan tersebut maupun tidak terjadi reaksi. 2.3 Penyusunan Neraca Panas Neraca panas suatu sistem proses dalam industri merupakan perhitungan kuantitaif dari semua bahan-bahan yang masuk, terakumulasi (tersimpan) dan yang terbuang dalam sistem itu sendiri. Perhitungan neraca digunakan untuk mencari variabel proses yang belum diketahui, berdasarkan data variabel proses yang telah ditentukan/diketahui. Oleh karena itu, perlu disusun persamaan jyang menghubungkan data variabel prosen yang telah diketahui dengan variabel proses yang dicari. Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Semarang 2016

5

LaporanKerja Praktek Pabrik ZK Departemen Produksi II B PT. Petrokimia Gresik – Jawa Timur

DATA VARIABEL PROSES YNG DIKETAHUI

PERSAMAAN?

DATA VARIABEL YANG DICARI 2.4 Reaktor Furnace (Dome Reactor) Reaktor yang digunakan untuk produksi kalium sulfat adalah reaktor furnace (dome reactor). Yang terdiri dari 3 ruangan yaitu ruang pembakaran (combution chamber),

ruang reaksi (reaction chamber), dan ruang gas hasil

pembakaran (flue gas chamber). Udara panas dan bahan bakar (gas alam) dengan ratio tertentu dimasukan kedalan ruang pembakaran (combution chamber)

dan mengalir ke flue gas

chamber yang selajutnya dihisap oleh exhaust fan, panas yang masih terkandung dalam flue gas dimanfaatkan untuk meningkatkan temperatur udara pembakaran. Setelah itu flue gas dibuang ke lingkungan melalui stack (cerobong). Bagian utana dari reaktor adalah reaction chamber (ruang reaksi), dimana pada ruangan tersebut KCl direaksikan dengan asam sulfat membentun K2SO4 dan HCl. Persamaan reaksinya adalah sebagai berikut : 2KCl + H2SO4

K2SO4

+

2HCl

Dalam reaction chamber, temperatur dijaga500ºC - 520 ºC. Reaction chamber, terdiri dari : 1. Reaction Bed yang statis,terletak dibagian bawah dengan luas 28 m2. Bagian ini didesain tahan terhadap panas dan asam kuat untuk jangka waktu yang lama.

Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Semarang 2016

6

LaporanKerja Praktek Pabrik ZK Departemen Produksi II B PT. Petrokimia Gresik – Jawa Timur

2. Kubah, terletak dibagian atas reaction bed, terdapat satu set rotary rake disc (RRD) yang berputar secara kontinyu dengan kecepatan 1.15 rpm. RRD digerakan oleh motor yang dilengkapi satu gear box pada bagian bawah furnace. Fungsi dari RRD adalah untuk mengoptimalkan reaksi (dengan cara aggitasi, mixing, dan crashing) dan mengeluarkan produk ZK dari reaktor. Kedua bahan baku dengan rasio tertentu diumpankan ke reaction chamber melalui ujung pusat bagian atas RRD, selantutnya akan terbentuk padatan (ZK) didorong RRD menuju ejector cooler yang berada di bawah reaktor, sedangkan gas HCl hasil reaksi dialirkan ke sistem scrubbing.

Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Semarang 2016

7

LaporanKerja Praktek Pabrik ZK Departemen Produksi II B PT. Petrokimia Gresik – Jawa Timur

BAB III METODOLOGI 3.1 Metode Pengumpulan Data Data teknis yang diperlukan untuk diperhitungan neraca massa, neraca panas dan effisiensi pada reaktor furnace diperoleh dengan 2 cara, yaitu pengamatan di lapangan secara langsung dan studi literatur. Pengamatan secara langsung di lapangan diperoleh dari : 1. Central control room unit Zk 2. Pengamatan langsung pada alat reaktor furnace. 3. Laboratorium Produksi II A Data yang diperoleh di lapangan yang dilakukan pada hari kamis, 18Agustus 2016 : 1. Data Teknis : a.Basis

: 1 jam operasi

b.Kapasitas Produksi ZK

: 22,73 ton/hari

c.Temperatur Chombustion chamber

: 765ºC

d.Temperatur reaction chamber

: 500ºC

e.Temperatur flue gas chamber

: 510ºC

f.Temperatur bahan baku masuk Reactor

: 33ºC

g.Temperatur bahan baku keluar Reactor

: 330ºC

h.Temperatur udara masuk burner

: 32ºC

i.Temperatur udara keluar burner

: 1370ºC

j.Flow rate fuel gas masuk burner

: 36 m3

2. Komposisi bahan baku KCl : a. KCL

= 97.84%

b. H2O

= 2.16%

3. Komposisi bahan baku H2SO4 : a. H2SO4= 98.49% Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Semarang 2016

8

LaporanKerja Praktek Pabrik ZK Departemen Produksi II B PT. Petrokimia Gresik – Jawa Timur

b. H2O

= 1.51%

Komposisi Produk ZK : a. K2SO4

= 95.6%

b. KCl

= 1.01%

c. H2SO4

= 2.074%

d. H2O

= 1.316%

3.2 Pengolahan Data Perhitungan neraca massa dan neraca panas pada reaktor furnace dilakukan beberapa perhitungan : 1. Masuknya campuran bahan baku 2. Proses terjadinya reaksi 3. Proses keluarnya produk 4. Panas pembakaran reaksi dari fuel gas.

Gambar 2. Diagram Alir Proses di Reaktor Furnace

Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Semarang 2016

9

LaporanKerja Praktek Pabrik ZK Departemen Produksi II B PT. Petrokimia Gresik – Jawa Timur

Neraca massa dapat dihitung dengan persamaan :

Min - Mout Dimana : Min

= laju alir massa total masuk reaktor furnace (kgmol/jam)

Mout = laju alir massa total keluar reaktor furnace (kgmol/jam) Meraca panas dapat dihitung dengan persamaan : Qfuel gas + Qreaksi fuel gas = QGHP fuel gas + Qradian section + Qloss Dimana : Qfuel gas

= Qout fuel gas + QR + Qin fueal gas

QR (fuel gas)

= massa yang dibakar × ∆HºC298

QGHP (fuel gas) = feed flow flue gas × ∆Hout Qloss

= (100 - η radian section)/100 × (-Qtotal fuel di burner)

Q out

= M out x ∫

Q in

= M in x ∫

Qradian section = panas di radiant section =(Qout + QºR) + Qin QºR

= Panas reaksi di radiant section = masa bereaksi × ∆HºR

∆HºR

= ∑ ∆Hºf produk - ∑ ∆Hºf reaktan

∆HºC298

= panas reaksi pembakaran

Effisiensi reaktor furnace dapat dihitung dengan persamaan :

Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Semarang 2016

10

LaporanKerja Praktek Pabrik ZK Departemen Produksi II B PT. Petrokimia Gresik – Jawa Timur

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Hasil Perhitungan Dari hasil perhitungan terhadap data data aktual yang didapat dari lapangan, maka diperoleh hasil sebagai berikut: A. Neraca Massa Reaktor Furnace ALIRAN MASUK ALIRAN KELUAR (KG/JAM) (KG/JAM)

KOMPONEN I1 KCl

I2

787,4143252

H2SO4

O1

O2

12,09054168 534,7720103

K2SO4

24,82750836 905,411662

HCl

379,8566169

H2O

16,10254244

8,198860143

12,4636166

11,83778598

subtotal

803,5168676

542,9708704

954,7933286134

391,6944029

TOTAL

1346,487738

1346,487738

B. Neraca Massa di Burner Komponen

Masuk

Bereaksi

Terbentuk

Keluar

(kgmol/jam)

(kgmol/jam)

(kgmol/jam)

(kgmol/jam

N2

14,5288

CO2

0,0034

CH4

1,5859

1,5859

C2H6

0,0067

0,0067

C3H8

0,0027

0,0027

iC4H10

0,0006

0,0006

nC4H10

0,0002

0,0002

14,5288 1,6134

Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Semarang 2016

1,6168

11

LaporanKerja Praktek Pabrik ZK Departemen Produksi II B PT. Petrokimia Gresik – Jawa Timur

iC5H12

0,0002

0,0002

nC5H12

0,0002

0,0002

C6H14

0,0002

0,0002

O2

3,8509

3,2123

H2O

0,6386 3,2101

3,2101

C. Neraca Panas di Reaktor Furnace komponen

ΔH in

ΔH out

Q in

KCl

43086.4879

-16378.7207

570378.93

H2SO4

304992.3746

-8416452.75 2018744.5

H2O K2SO4 HCl total

43217.394

D.

-3.80927238 9051270.3 -8933.90044

572111.86 0 0 3161235.3

Q out 216821.505 55708500.8 25.2135739 59910358.2 -118266.97 3866743.71

Efisiensi Panas Reaktor Furnace η=|

|

Panas yang hilang = 4.2 Pembahasan Evaluasi reaktor furnace dilakukan dengan menghitung efisiensi tehrmal berdasarkan neraca massa dan neraca panas. Efisiensi thermal berdasarkan data lapangan yang diperoleh adalah 71,67 %. Menurut Perry (2008) dalam bukunya Perry’s Chemical Handbook, bahwa efisiensi thermal reaktor furnace yang layak berkisar antara 60-80%. Hal ini membuktikan bahwa reaktor furnace di Pabrik ZK Departemen Produksi II B PT. Petrokimia Gresik untuk periode Agustus 2016 masih layak digunakan.

Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Semarang 2016

12

LaporanKerja Praktek Pabrik ZK Departemen Produksi II B PT. Petrokimia Gresik – Jawa Timur

BAB V PENUTUP

5.1 Kesimpulan Berdasarkan evaluasi yang telah dilakukan pada reaktor furnace di pabrik ZK Departemen Produksi II B, PT Petrokimia Gresik, diperoleh data efisiensi thermal pada kondisi aktualnya sebesar 71,67 %, sehingga dapat disimpulkan bahwa alat ini masih berfungsi dengan baik.

5.2 Saran 1. Agar tidak terjadi penurunan kerja dari reaktor furnace maka dibutuhkan perawatan dan cleaning secara periodik pada reaktor furnace. 2. Kelengkapan control temperature tiap arus masuk dan keluar reaktor furnace diharapkan lengkap, untuk memudahkan dalam pengendalian dan evaluasi efisiensi thermal reaktor furnace serta kualitas produk. 3. Sebaiknya evaluasi terhadap reaktor furnace dilakukan sesering mungkin untuk menjaga kualitas produk ZK dan efisiensi thermal tetap optimal pada batas yang diinginkan.

Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Semarang 2016

13

LaporanKerja Praktek Pabrik ZK Departemen Produksi II B PT. Petrokimia Gresik – Jawa Timur

DAFTAR PUSTAKA Anonim. 2014. “Profil Perusahaan PDF”. http://www.petrokimiagresik.com/Pupuk/ Profil. Perusahaan. PDF.[21 Agustus 2015] Coulson, JM & Richardson, JF, 1980, Chemical Engineering, vol 2., Pergamon Press, London Maloney, James.O. 2008. Perry’s Chemical Engineers 8thEd. Mc Graw-Hill Companies. United State of America. Perry, R.H & Don Green. 1988.Perry’s Chemical Engineer’s Handbook, 6th ed,. Mc GrawHill, New York. Putri, N dan Fatmala R. 2015. Laporan Kerja Praktek Di Kompartemen Produksi II B Phonska IV. Gresik: PT. Petrokimia Gresik Thakore, S. B dan Bhatt, B. I. 2007. Introduction to Process Engineering and Design. Tata McGraw-Hill. New Delhi

Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Semarang 2016

14

LaporanKerja Praktek Pabrik ZK Departemen Produksi II B PT. Petrokimia Gresik – Jawa Timur

LAMPIRAN PERHITUNGAN NERACA MASSA, NERACA PANAS, DAN EFISIENSI PADA REAKTOR FURNACE

I 2

I 1

O2

2 H C l

Rincian Bahan Baku Data Lapangan : I1

I2

: KCl

= 97,84%

H2O

= 2,16%

: H2SO4

= 98,49%

H2O

= 1,51%

Rincian Produk Data Lapangan O1

: K2SO4

= 95,6%

KCl

= 1,01%

H2SO4

= 2,074%

Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Semarang 2016

O

I

LaporanKerja Praktek Pabrik ZK Departemen Produksi II B PT. Petrokimia Gresik – Jawa Timur

O2

H2O

= 1,316%

: HCl

= 31,7%

H2O

= 68,3%

a) Berat Molekul (BM)  KCl = 74,5 kg/kgmol  H2SO4 = 98 kg/kgmol  HCl = 36,5 kg/kgmol  K2SO4 = 175 kg/kgmol  H2O = 18 kg/kgmol Data yang digunkan sebagai basis produk O1 sebanyak 22,73 ton/hari b) Maka rincian pada produk O1:  K2SO4 = 95,6% x 22,73 = 21,72988 ton/hari 

KCl

= 1,01% x 22,73 = 0,229573 ton/hari



H2SO4

= 2,074% x 22,73 = 0,4714202 ton/hari



H2O

= 1,316% x 22,73 = 0,2991268 ton/hari

c) Flowrate (kgmol/jam) dari produk O1: 

K2SO4

= = 5,203515326 kgmol/jam



KCl

=

= 0,128396532 kgmol/jam 

H2SO4

=

= 0,200433759 kgmol/jam Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Semarang 2016

LaporanKerja Praktek Pabrik ZK Departemen Produksi II B PT. Petrokimia Gresik – Jawa Timur



H2O

=

= 0,692423148 kgmol/jam d) Reaksi Pembentukan K2SO4 Reaksi : 2KCl + H2SO4

K2SO4

+ 2HCl

Mula

:10,593198

5,456857248

-

-

Reaksi

:10,4070306

5,2035153

5,2035153

10,4070306

Sisa

:0,16228915

0,253341922

5,2035153

10,4070306

e) Menghitung massa aliran masuk arus I1  KCl Mol KCl = KCl bereaksi + KCl sisa (KCl dari produk O1) = 10,4070306

+

0,16228915

= 10,593198 kgmol/jam Berat KCl

= mol KCl

x

BM KCl

= 10,593198

x

74,5 kg/kgmol

= 787,4143252 kg/jam 

H2O Berat Total aris I 1 = = = 805,1271219 kg/jam Berat H2O

= berat arus total I 1

x

2,16%

= 805,1271219

x 2,16%

= 16,10254244 kg/jam f) Menghitung Massa Aliran Masuk I 2  H2SO4 Mol H2SO4 = H2SO4 bereaksi

+

produk O1) Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Semarang 2016

H2SO4 sisa (H2SO4 dari

LaporanKerja Praktek Pabrik ZK Departemen Produksi II B PT. Petrokimia Gresik – Jawa Timur

= 5,2035153

+

0,253341922

= 5,456857248 kgmol/jam Berat H2SO4 = mol H2SO4 = 5,456857248 x

x

BM H2SO4

98 kg/kgmol

= 534,7720103 kg/jam 

H2O Berat Total aris I 2 = = = 542,9708704 kg/jam Berat H2O

= berat arus total I 2 = 542,9708704 x

x

1,51%

1,51%

= 8,198860143 kg/jam

g) Menghitung massa aliran keluar O1  K2SO4 Mol K2SO4 = mol K2SO4 bereaksi

= 5,2035153 kgmol/jam Berat K2SO4

= mol K2SO4

x

BM K2SO4

= 5,2035153 x 174 = 905,411662 kg/jam 

KCl mol KCl

= mol KCl sisa = 0,16228915 kgmol/jam



Berat KCl

= 12,09054168 kg/jam

H2SO4 Mol H2SO4

= Mol H2SO4 sisa =0,253341922 kgmol/jam



Berat H2SO4

= 24,82750836 kg/jam

H2O Mol H2O

= mol H2O sisa

Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Semarang 2016

LaporanKerja Praktek Pabrik ZK Departemen Produksi II B PT. Petrokimia Gresik – Jawa Timur

= 0,692423144 kgmol/jam Berat H2O

= 12,4636166 kg/jam

h) Menghitug massa aliran keluar O 2  HCl Mol HCl = mol HCl bereaksi =10,3070306 kgmol/jam Berat HCl 

= 379,8566169 kg/jam

H2O Berat H2O masuk = berat H2O arus I1 +

berat H2O arus I2

= 24,30140258 kg/jam Berat H2O dalam HCl

= Berat H2O masuk - Berat H2O arus O1 = 11,83778598 kg/jam

i) Berat total arus O2

= berat HCl + berat H2O = 379,8566169 + 11,83778598 = 391,6944029 kg/jam

j) Sehingga kadar HCl keluar arus O2 = = =

Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Semarang 2016

LaporanKerja Praktek Pabrik ZK Departemen Produksi II B PT. Petrokimia Gresik – Jawa Timur

Panas Keluar

Reactor furnace

KCl dan H

2SO 4

HCl

Panas Pembakaran Fuel Gas

K 2SO 4

1.Perhitungan nilai panas yang terpakai pada reaktor furnace Cp = A.T + (B/2)T2 + (C/3)T3 + (D/4)T4 + (E/5)T5 , dengan Cp dalam satuan joule/kgmol.K a.

Nilai panas pada reaktor furnace Perhitungan panas pada kondisi aktual Persamaan yang digunakan

Tin = 33ºC = 306 K Tout = 330ºC = 603 K b.

Menghitung nilai panas yang masuk reaktor furnace (∆Hin) Contoh Perhitungan panas masuk reaktor, untuk komponen KCl : Tref = 25ºC = 298 K Tin = 33ºC = 306 K Konstanta KCl : A = 46.432; B = 1.2844 × 10−2 ;C=7.0360 × 10−6

Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Semarang 2016

LaporanKerja Praktek Pabrik ZK Departemen Produksi II B PT. Petrokimia Gresik – Jawa Timur

∆Hin = A.T + (B/2).T2 + (C/3).T3 = (46.432 × (298

+

x 8314 = 43086,4379 KJ/kgmol Qin = feed flow KCl masuk × ∆Hin = 13.283 kgmol/jam × 43086,4379 kJ/kgmol = 570378,927 kJ/jam

c.

Menghitung nilai panas keluar reaktor furnace Contoh perhitungsn panas keluar reaktor, untuk komponen HCl Tref = 25ºC = 298 K Tout = 330ºC = 603 K Konstanta HCl : A = 29.244; B = -1.2616×10-3; C = 1.121×10-6 ; D = 4.968×10-9; E = -2.496×10-12 ∆Hout = A.T + (B/2).T2 + (C/3).T3 + (D/4).T4 + (E/5).T5 = (29.244 × (603

= 8933.714 kJ/kgmol

Qout = feed flow HCl keluar × ∆Hout = 13.238 kgmol/jam × 8933.714 kJ/kgmol Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Semarang 2016

+

LaporanKerja Praktek Pabrik ZK Departemen Produksi II B PT. Petrokimia Gresik – Jawa Timur

= 118264.5066 kJ/jam

Hasil perhitungan panas masuk dan panas keluar reaktor ditampilkan dalam tabel. Tabel Nilai Panas Masuk Dan Keluar Reaktor pada Masing-Masing komponen KCl H2SO4 H2O K2SO4 HCl Total

ΔH in 43086.4879 304992.3746 43217.394

ΔH out Q in -16378.7207 570378.93 -8416452.75 2018744.5 -3.80927238 572111.86 9051270.3 0 -8933.90044 0 3161235.3

Q out -216821.51 -557085001 -25.213574 59910358.2 -118266.97 3866743.71

d. Menghitung ∆HºRstandar Komponen

∆Hºf298 (kJ/kgmol)

KCl

436.5

H2SO4

735.13

K2SO4

1438

HCl

92.3

Reaksi pada reaktor : 2KCl + H2SO4

K2SO4 + 2HCl

Panas reaksi standar = selisih panas pembentukan standar produk dan reaktan ∆HºR = ∑ ∆Hºf produk - ∑ ∆Hºf reaktan = (∆Hºf K2SO4 + (2×∆Hºf HCl)) - ((2×∆Hºf KCl)+∆HºfH2SO4) = ((1438) + (2 × (92.3))) - ((2 × (436.5)) + (735.13)) = 14470 kJ/kgmol

e.

Menghitung panas reaksi standar

Mencari massa yang bereaksi pada data aktual Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Semarang 2016

LaporanKerja Praktek Pabrik ZK Departemen Produksi II B PT. Petrokimia Gresik – Jawa Timur

M: B: S:

2KCl + H2SO4 10.56 5.45 10.4 5.2

K2SO4

5.2

10.4

0.162 0.252 5.2

10.4

+ 2HCl

QºR = massa yang bereaksi × ∆HºR = 5.2 kgmol/jam H2SO4 ×114470kJ/kgmol = 95776.93 kJ/jam Q pada reaktor furnace = total Qout + total QºR + total Qin =551011.7493 + (-95776.93) + (-14295,7122) = 440929.1071 kJ/jam

Perhitungan Nilai Panas Yang Dihasilkan Burner Contoh perhitungan pada kondisi aktual Flow rate fuel gas masuk burner

= 36 m3/jam = 1.6061 kgmol/jam

Terperatur fuel gas masuk burner

= 33ºC = 306 K

a.Menghitung flow rate komponen fuel gas Flow rate komponen CO2fuel gas = fraksi mol × flow rate fuel gas

= 0.00337 kgmol/jam × BM CO2 × 44 kg/kgmol = 0.11484 kg/jam

Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Semarang 2016

LaporanKerja Praktek Pabrik ZK Departemen Produksi II B PT. Petrokimia Gresik – Jawa Timur

Hasil perhitungan flow rate komponen fuel gas ditampilkan pada tabel : Tabel Flow Rate Komponen pada Fuel gas. Komponen

BM (kg/kgmol) 28 44 16 30 44 58 58 72 72 86

N2 CO2 CH4 C2H6 C3H8 i-C4H10 n-C4H10 i-C5H10 n-C5H10 C6H14 Total

% mol 0.38 0.21 98.74 0.42 0.17 0.04 0.01 0.01 0.01 0.01

flow rate (kgmol/jam) 0.00613328 0.003372892 1.58591669 0.006745784 0.002730436 0.000642456 0.000160614 0.000160614 0.000160614 0.000160614 1.60613902

massa masuk (kg/jam) 0.17089319 0.14840725 25.3744267 0.20237352 0.1201392 0.03726243 0.00931561 0.0115642 0.0115642 0.0138128 0.0138128

b. Mencari kebutuhan O2 dan N2 untuk reaksi pada fuel gas 1.

CH4 + 2O2

CO2 + 2H2O

2.

C2H6 + 3,5O2

CO2 + 3H2O

3.

C3H8 + 5O2

CO2 + 4H2O

4.

i-C4H10 + 6,5O2

CO2 + 5H2O

5.

n-C4H10 + 6,5O2

CO2 + 5H2O

6.

i-C5H12 + 8O2

CO2 + 6H2O

7.

n-C5H12 + 8O2

CO2 + 6H2O

8.

C6H14 + 9,5O2

CO2 + 7H2O

Contoh perhitungan O2 yang dibutuhkan pada reaksi ke-1 : Asumsi : O2 berlebih = 20 % CH4 M

=

1,5859

B

=

1,5859

S

=

0

+

2O2

CO2

3,1718

Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Semarang 2016

+

2H2O

1,5859

3,1718

1,5859

3,1718

LaporanKerja Praktek Pabrik ZK Departemen Produksi II B PT. Petrokimia Gresik – Jawa Timur

O2 berlebih

= (20% × 3,1718) kgmol/jam = 0,6343 kgmol/jam

O2 masuk

= O2 stoikiometri + O2 berlebih = (3,1718 + 0,6343) kgmol/jam = 3,8061 kgmol/jam

N2 masuk

× 3,8061 kgmol/jam = 14,3184 kgmol/jam

Hasil seluruh perhitungan O2 dan N2 masuk pada berbagai reaksi di burner dari fuel gas ditampilkan pada tabel. Tabel. O2 dan N2 Masuk Pada Berbagai Reaksi di Burner dari Fuel Gas Data Aktual Reaksi

O2 Berlebih (kgmol/jam)

O2 Masuk (kgmol/jam)

N2 Masuk (kgmol/jam)

1

0,63436

3,80616

14,3184

2

0,00472

0,02833

0,10658

3

0,00273

0,01638

0,06163

4

0,00084

0,00501

0,01885

5

0,00021

0,00125

0,00471

6

0,00026

0,00154

0,0058

7

0,00026

0,00154

0,0058

8

0,00031

0,00183

0,00689

Total

0,64368

3,86206

14,5287

Tabel. Komposisi Bahan Masuk, Bereaksi dan Keluar Komponen

Masuk (kgmol/jam)

N2 dari udara

14,2869304

14,52869304

N2 dari fuel gas CO2

0,006103328

0.006103328

CH4

Bereaksi (kgmol/jam)

0,003372892 1,585901669

Terbentuk (kgmol/jam)

1.613366646 1,585901669

Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Semarang 2016

Keluar (kgmol/jam)

1,616739538

LaporanKerja Praktek Pabrik ZK Departemen Produksi II B PT. Petrokimia Gresik – Jawa Timur

C2H6

0,006745784

0,006745784

C3H8

0,002730436

0,002730436

i-C4H10

0,000642456

0,000642456

n-C4H10

0,000160614

0,000160614

i-C5H12

0,000160614

0,000160614

n-C5H12

0,000160614

0,000160614

0,000160614

0,000160614

3,862057643

3,218381369

C6H14 O2 H2O

c.

0,643676274 3,210029446

3,210029446

Perhitungan nilai panas masuk (Qin) pada burner T = 32ºC = 305K

Analog dengan perhitungan pada reaktor. Hasil perhitungan ditampilkan pada tabel. Tabel. Nilai Q Masuk Pada Masing-Masing Komponen. komponen H2O CO2 CH4 C2H6 C3H8 i-C4H10 n-C4H10 i-C5H10 n-C5H10 C6H14 O2 N2 dari udara N2 dr fuel gas Total

ΔH in 707.0722073 32.9391403 -95865.45634 -22604.24154 -5694.560384 -5708.560384 -5708.560384 -5722.560384 -56364869.45 585.8521247 7794.879 7482.264 13.70818773

flow rate 0 0.003372892 1.58591669 0.006745784 0.002730436 0.000642456 0.000160614 0.000160614 0.000160614 0.000160614 3.862057643 14.52869304 0.00613328

Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Semarang 2016

Q in 0 0.111100163 -152034.6272 -152.4833309 -15.54863268 -3.66749887 -0.916874718 -0.919123314 -9052.987141 0.094096053 30104.27202 108707.5169 0.084076154 138933.9115

LaporanKerja Praktek Pabrik ZK Departemen Produksi II B PT. Petrokimia Gresik – Jawa Timur

d.

Menghitung nilai panas reaksi pada burner dari fuel gas Contoh perhitungan QºR pada reaksi ke-1

QºR = massa bahan bakar yang dibakar × ∆HC 298 = 1,585901669 × (802300) KJ/kgmol = 1272368,909 kJ/jam

Hasil perhitungan QºR ditampilkan pada tabel. Tabel. QºR Pada Masing-Masing Reaksi Komponen

∆HC 298 (kJ/kgmol)

Flow rate (kgmol/jam)

CH4

802300

1,585901669

1272368,909

C2H6

1428600

0,006745784

9637,027022

C3H8

2043100

0,002730436

5578,553792

i-C4H10

2649000

0,000642456

1701,865944

n-C4H10

2657500

0,000160614

426,831705

i-C5H12

3250400

0,000160614

522,0597456

n-C5H12

3250400

0,000160614

522,0597456

C6H14

4109000

0,000160614

659,962926

Total

e.

Nilai panas fuel gas keluar burner

Analog dengan cara perhitungan di reaktor Data suhu Tout = 1370 = 1643 K

Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Semarang 2016

QºR (KJ/jam)

1291417,27

LaporanKerja Praktek Pabrik ZK Departemen Produksi II B PT. Petrokimia Gresik – Jawa Timur

Tabel. Nilai Q Keluar Burner Pada Masing-Masing Komponen Komponen

∆Hout 298 (kJ/kgmol)

Flow rate (kgmol/jam)

Qout (kJ/jam)

N2

-21001.3292

14,52869304

-305122

O2

-23220.4510

0,643676274

-14946.5

CO2

-22570.9864

1,616739538

-36491.4

H2O

-13731.4287

3,210029446

-44078.3

Total

-400638

Q burner dari fuel gas = Qout flue gas + QºR + Qin flue gas = -400638 + 1291417,27 + 138933,9115 = 1029725.232 kJ/jam Komponen

Q in

Q out

KCl

570378.93

-216821.505

H2SO4

2018744.5

-55708500.8

Fuel Gas

138933,9115

-400638

HCl

-118266.974

K2SO4

59910358.2

Total

2728057.34

Loss

738073.579

TOTAL

3466130.921

3466130.921

Perhitungan Effisiensi Panas Contoh perhitungan digunakan pada kondisi aktual

η=

x 100%

Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Semarang 2016

LaporanKerja Praktek Pabrik ZK Departemen Produksi II B PT. Petrokimia Gresik – Jawa Timur

=

x 100%

η = 71.67 %

Panas yang hilang

= =

(-Q fuel dari burner) (

= -738073.579kJ/jam

Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Semarang 2016

)