Unit Pengadaan Air

4.1.1. Unit Pengadaan Air

a. Air Pendingin

1. Sumber Air Air pendingin yang digunakan adalah air laut yang diperoleh dari laut yang tidak jauh dari lokasi pabrik. Alasan digunakannya air laut sebagai media pendingin adalah karena faktor – faktor sebagai berikut :

a. Air laut dapat diperoleh dalam jumlah yang besar dengan biaya murah.

b. Mudah dalam pengaturan dan pengolahannya.

c. Dapat menyerap sejumlah panas per satuan volume yang tinggi.

e. Tidak dibutuhkan cooling tower, karena air laut langsung dibuang lagi. Air pendingin ini digunakan sebagai pendingin pada kondenser total, kondenser parsial dan heat exchanger. Hal – hal yang perlu diperhatikan dalam pengolahan air laut sebagai pendingin adalah :

a. Partikel – partikel besar/makroba (makhluk hidup laut dan konstituen lain).

b. Partikel – partikel kecil/mikroba laut (ganggang dan mikroorganisme laut) yang dapat menyebebkan fouling pada kondenser dan heat exchanger .

2. Perhitungan Jumlah Kebutuhan Air Laut Air laut digunakan sebagai media pendingin untuk heat exchanger pada E-

03, E-04, E-06 dan E-08. Kebutuhan air pendingin dapat dilihat pada Tabel

4.1 sebagai berikut :

Tabel 4.1 Kebutuhan Air Pendingin

No

Kode

Nama Alat

Kebutuhan (kg/jam)

R-01 E-03 E-05

Pendingin Reaktor Kondensor Menara Distilasi 1 Kondensor Expander

Total kebutuhan air pendingin adalah 82.138,000 kg/jam. Densitas air pada temperatur 30 °C adalah 995,68 kg/m 3 . Sehingga debit kebutuhan air untuk

steam adalah 82,4950 m 3 /jam.

20 %, Maka total kebutuhan air laut adalah 98,994 m 3 /jam

3. Pengolahan Air Laut Air laut dihisap dari laut ke kolam penampungan yang langsung berada di pinggir pantai dengan menggunakan pompa. Sebelum masuk pompa air dilewatkan pada traveling screen untuk menyaring partikel dengan ukuran besar. Pencucian dilakukan secara kontinyu. Setelah dipompa kemudian dialirkan ke strainer yang mempunyai saringan stainless steel 0.4 mm dan mengalami pencucian balik secara periodik. Air laut kemudian dialirkan ke pabrik. Di dalam kolam diinjeksikan sodium hipoklorit untuk menjaga kandungan klorin minimum 1 ppm. Klorin berguna untuk mencegah pertumbuhan ganggang dan binatang (organisme) laut lainnya. Klorin diinjeksikan secara kontinyu dalam kolam dan secara intermitten di pipa pengaliran. Dalam perancangan ini diinjeksikan klorin agar memenuhi konsentrasi 1 ppm yaitu sebesar 0,0986 kg/jam. Untuk kondisi normal jika digunakan klorin 1 ppm maka residual klorin sebanyak 0,5 ppm, kandungan klorin sebesar ini tidak menyebebkan korosi pada pipa. Injeksi klorin dilebihkan sebesar 20 % massa dari kebutuhan, untuk kebutuhan ini digunakan Sodium Chloride sebanyak 0,1183 kg/jam dengan volume 0,1178 L/jam. Untuk memompakan air laut dengan jumlah di atas dan untuk mengatasi penurunan tekanan pada perpipaan dan di peralatan, maka diperlukan jenis 3. Pengolahan Air Laut Air laut dihisap dari laut ke kolam penampungan yang langsung berada di pinggir pantai dengan menggunakan pompa. Sebelum masuk pompa air dilewatkan pada traveling screen untuk menyaring partikel dengan ukuran besar. Pencucian dilakukan secara kontinyu. Setelah dipompa kemudian dialirkan ke strainer yang mempunyai saringan stainless steel 0.4 mm dan mengalami pencucian balik secara periodik. Air laut kemudian dialirkan ke pabrik. Di dalam kolam diinjeksikan sodium hipoklorit untuk menjaga kandungan klorin minimum 1 ppm. Klorin berguna untuk mencegah pertumbuhan ganggang dan binatang (organisme) laut lainnya. Klorin diinjeksikan secara kontinyu dalam kolam dan secara intermitten di pipa pengaliran. Dalam perancangan ini diinjeksikan klorin agar memenuhi konsentrasi 1 ppm yaitu sebesar 0,0986 kg/jam. Untuk kondisi normal jika digunakan klorin 1 ppm maka residual klorin sebanyak 0,5 ppm, kandungan klorin sebesar ini tidak menyebebkan korosi pada pipa. Injeksi klorin dilebihkan sebesar 20 % massa dari kebutuhan, untuk kebutuhan ini digunakan Sodium Chloride sebanyak 0,1183 kg/jam dengan volume 0,1178 L/jam. Untuk memompakan air laut dengan jumlah di atas dan untuk mengatasi penurunan tekanan pada perpipaan dan di peralatan, maka diperlukan jenis

Penyaring Kasar

Kolam Penampungan

Gambar: 4.1 Skema penggunaan air laut sebagai pendingin

b. Air Umpan Boiler, Air Proses serta Air Konsumsi dan Sanitasi

1. Sumber Air Kebutuhan air pada pabrik Trimetiletilena dipenuhi dari air baku yang berasal dari air laut sebagai air pendingin dan dari PT. Krakatau Tirta 1. Sumber Air Kebutuhan air pada pabrik Trimetiletilena dipenuhi dari air baku yang berasal dari air laut sebagai air pendingin dan dari PT. Krakatau Tirta

a. Pabrik berada di kawasan industri dimana kebutuhan air disediakan oleh pengelola kawasan industri.

b. Pasokan air baku dijamin kontinyu.

c. Telah memenuhi standar baku air tanah dalam

Tabel 4.2 Parameter standar baku air tanah Parameter

Nilai

p alkalinity

0 ppm CaCO 3

m alkalinity

< 280 ppm

Total hardness

Ca hardness

Cl hardness

< 820 mmhos/cm

pH

Suspended solid (SS)

< 10 ppm

Total suspended solid (TSS)

< 365 ppm

Selain dari PT. Krakatau Tirta Industri, Krenceng, Cilegon, juga tersedia dari air tanah yang sewaktu-waktu dapat digunakan jika terjadi kekurangan pasokan air dari PT. Krakatau Tirta Industri, Krenceng, Cilegon.

antara lain :

a. Air umpan boiler Sumber air untuk keperluan ini adalah air baku. Beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam penanganan air umpan boiler adalah : œ Zat-zat yang dapat menyebabkan korosi œ Kerak yang terjadi di dalam boiler disebabkan karena air mengandung

ion Ca 2+ dan Mg 2+ dan gas-gas yang terlarut. œ Zat-zat yang menyebabkan pembusaan (foaming) œ Air yang diambil dari proses pemanasan bisa menyebabkan foaming

pada boiler karena adanya zat-zat organik, anorganik, dan zat-zat yang tidak larut dalam jumlah besar. Efek pembusaan terjadi pada alkalinitas tinggi.

Tabel 4.3 Persyaratan Air Umpan Boiler

REKOMENDASI BATAS AIR UMPAN (IS 10392, 1982)

Faktor

Hingga 20

kg/cm 2

21-39

kg/cm 2

40-59

kg/cm 2 Total besi (maks) ppm

0,01 Total tembaga (maks) ppm

0,01 Total besi (maks) ppm

0,1 Oksigen (maks) ppm

0,01 Residu hidrasin ppm

-0,02-0,04 pH pada 25ºC

8,8-9,2

8,8-9,2

8,2-9,2 Kesadahan ppm

REKOMENDASI BATAS AIR BOILER (IS 10392, 1982)

Faktor Hingga 20

kg/cm 2

21-39

kg/cm 2

40-59

kg/cm 2 TDS, ppm

3000-3500 1500-2500 500-1500 Total padatam besi terlarut ppm

150 Konduktivitas listrik spesifik

pada 25ºC (mho)

300 Residu fosfat ppm

20-40

20-40 15-25 pH pada 25ºC

10-10,5

10-10,5 9,8-10,2 Silika (maks) ppm

( www.energyefficiencyasia.org )

b. Kebutuhan air konsumsi dan sanitasi Sumber air untuk keperluan konsumsi dan sanitasi berasal dari sumber air baku. Air ini digunakan untuk memenuhi kebutuhan air minum, laboratorium, kantor, perumahan dan pertamanan. Air konsumsi dan sanitasi harus memenuhi beberapa syarat yang meliputi syarat fisik, syarat kimia, dan syarat bakteriologis. Syarat fisik : œ Suhu di bawah suhu udara luar œ Warna jernih œ Tidak mempunyai rasa dan tidak berbau Syarat kimia : œ Tidak mengandung zat organik maupun zat anorganik œ Tidak beracun Syarat bakteriologis : œ Tidak mengandung bakteri-bakteri, terutama bakteri yang patogen.

Min yang Keterangan

diijinkan

Min yang dianjurkan

Max yang diijinkan

A. FISIKA

Bau

Tidak berbau

skala NTU

5 Tidak berasa

Rasa Suhu

63 ºC Warna

skala TCU

B. KIMIA 1.Kimia Anorganik

Air raksa

mg/l

0,001 Aluminium

mg/l

Arsen

mg/l

Balium

mg/l

1 Besi

mg/l

Flourida

mg/l

Kadmium

mg/l

Kesadahan

mg/l

Klorida

mg/l

Kromium

mg/l

Mangan

mg/l

Natrium

mg/l

Nitrat

mg/l

10 Nitrit

mg/l

1 Perak

mg/l

PH

Selenium

mg/l

Seng

mg/l

Parameter

Satuan

Min yang Keterangan

diijinkan

Min yang dianjurkan

Max yang diijinkan Sulfat

2.Kimia Organik

Pestisida total

Zat organik

mg/l

10 3. Mikrobiologi Koliform tinja

Jml/100 ml

Total koliform

Jml/100 ml

4.Radio Aktivitas Aktivitas alpha

mg/l

Aktivitas beta

mg/l

(Peraturan Menteri Kesehatan RI No. 416/MENKES/PR/IX/1990)

Kebutuhan air baku di pabrik Trimetiletilena dapat diketahui dengan perhitungan sebagai berikut :

a. Kebutuhan air umpan boiler Air ini digunakan untuk produksi steam yang diumpankan ke alat – alat proses, yaitu :

Tabel 4.6 Kebutuhan Air Umpan Boiler No

Kode

Nama Alat

Kebutuhan (kg/jam)

E-01 E-02 E-04

Heat Exchanger 1 Heat Exchanger 2 Heat Exchanger 4

Untuk menjaga kemungkinan kebocoran steam yang diperkirakan sebesar 25 % dari total steam yang dihasilkan boiler. Maka air umpan boiler dilebihkan menjadi 125 % dari kebutuhan steam = 1042,06 kg/jam

dengan volume 1,047 m 3 /jam. Air umpan boiler terdiri dari kondensat dan make up water. Jumlah steam hilang yang tidak menjadi kondensat adalah 208,41 kg/jam Jadi kebutuhan air umpan boiler make up yang harus disediakan adalah

1042,06 kg/jam dengan volume 1,047 m 3 /jam.

Tabel 4.7 Kebutuhan Air untuk Konsumsi dan Sanitasi Kebutuhan Air

Kebutuhan ( m 3 /hari ) Air untuk karyawan kantor

10 m 3 /hari

Air untuk laboratorium

2,5 m 3 /hari

Air untuk kebersihan, taman, dll

10 m 3 /hari

Total

25,62 m 3 /hari

Untuk menjaga kemungkinan bocor saat distribusi maka dilebihkan 10%,

sehingga kebutuhan air baku adalah 28,182 m 3 /hari.

3. Pengolahan Air Air baku diolah terlebih dahulu agar memenuhi syarat untuk digunakan. Pengolahan air tersebut dapat dibagi menjadi dua macam, yaitu :

a. Pengolahan air umpan boiler Untuk keperluan umpan boiler proses yang dilakukn ke air anatara lain sebagai berikut : œ Penyaringan mekanis

Penyaringan ini bertujuan untuk menghilangkan partikel – partikel besar yang dimungkinkan terdapat dalam air sumur seperti pasir dan lumpur yang kemungkinan terikut. Kemudian air masih diendapkan

dengan menambahkan koagulan dan alum (Al 2 (SO 4 ) 3 ) dalam tangki pengendap.

Merupakan proses mekanis penghembusan air dengan udara. Proses ini bertujuan untuk menghilangkan gas – gas terlarut dan kadar besi yang terlarut dalam air. Terjadi proses oksidasi yang menjadikan besi terlarut menjadi besi oksida yang tidak larut dalam air sehingga bisa diendapkan. Proses aerasi dilakukan dalam suatu unit yang disebut aerator . Untuk menaikkan pH air ditambahkan NaOH sehingga air pada keadaan netral.

œ Penghilangan besi Merupakan suatu unit saringan bertekanan yang mengandung MgO 2 untuk menyaring endapan besi yang tidak sempat mengendap di aerator . Alat yang digunakan biasa disebut Iron Removal Filter.

œ Demineralisasi Merupakan unit penukar ion untuk menghilangkan mineral terlarut dalam air, seperti Ca 2+ , Mg 2+ , Na + , HCO 3 - , SO 4 2- , Cl - . Sebagai resin penukar kation dapat digunakan asam kuat dan resin penukar anion dapat digunakan basa kuat.

œ Deaerasi Merupakan proses penghilangan gas – gas terlarut, terutama oksigen dan karbondioksida dengan cara pemanasan menggunakan steam. Oksigen terlarut dapat merusak baja. Gas – gas ini kemudian dibuang ke atmosfer. Setelah mengalami proses deaerasi diinjeksikan oxygen scavanjing yaitu larutan hidroquinon untuk mengikat gas oksigen

(C 4 H 9 NO) untuk pencegahan korosi pada pipa – pipa.

b. Pengolahan air untuk konsumsi dan sanitasi Pengolahan air untuk kebutuhan konsumsi dan sanitasi merupakan suatu unit tersendiri di pabrik. Proses pengolahan yang dilakukan yaitu proses aerasi, filtrasi, dan klorinasi. Aerasi bertujuan untuk menghilangkan gas – gas terlarut dan mengoksidasi kandungan ion ferro untuk diubah menjadi ion ferri hidroksida yang tidak larut dalam air. Endapan ferri hidroksida dibuang dengan cara blowdown, dan sisanya yang tidak terendapkan disaring di Iron Removal Filter. Selanjutnya air produk penyaringan diinjeksi larutan kalsium hipoklorit untuk mematikan kandungan biologis air. Konsentrasi kalsium hipoklorit dijaga sekitar 0,8 – 1,0 ppm. Untuk menjaga pH air minum, ditambah

larutan Ca(OH) 2 sehingga pH-nya sekitar 6,8 – 7,0.

an .u n

s.

c. Kapasi Dengan Praran id

tas 15 Pros

canga

N IT

.000 es Isom

n Pabr

E N TANGKI D AIR KONSUMSI &

ton/tah

erisasi ik Trim

Air Konsumsi dan Sanitasi

un it etiletile

G Suplai air dari

Metil B

PT. KTI

IRON

Make-up water pelletizer

O REMOVAL

Air Tanah u

TANGKI

SE FILTER

AIR BAKU

TANGKI AIR DEMIN

utena na

SD

KATION

N Purging B-02 PACKAGE

R Heating

CONDENSATE

A VP-01 & RB-01 T O

DRUM

R IU M

d ig ilib .u

IV Gambar 4.2 Skema Pengolahan Air Umpan Boiler, Air Proses, Air Konsumsi dan Sanitasi n s.

c. 81 id

Steam yang diproduksi pada pabrik trimetiletilena ini digunakan untuk memenuhi kebutuhan panas pada vaporizer, reboiler, dan steam untuk purging sisa katalis dan kokatalis yang masih terbawa produk.

Untuk menjaga kemungkinan kebocoran steam pada saat distribusi. Diperkirakan steam hilang sebesar 25 %, maka jumlahnya dilebihkan sebanyak 25% dari kebutuhan. Jadi jumlah steam yang dibutuhkan adalah 23.717,654 kg/jam (52.288,415 lb/jam).

Untuk memenuhi kebutuhan steam digunakan fire tube boiler. Kebutuhan steam pada pabrik trimetiletilena ini adalah sebagai berikut :

Jenis

Low steam

Tekanan

3 atm / 44,088 psia

Suhu

133,99 o C

Jumlah

23.717,654 kg/jam

a. Menentukan luas penampang perpindahan panas Daya yang diperlukan boiler untuk menghasilkan steam dihitung dengan persamaan :

Dengan : ms

: masa steam yang dihasilkan (lb/jam)

h : enthaply steam pada P dan T tertentu (BTU/lb)

hf : enthalpy umpan (BTU/lb)

Make up water adalah air pada suhu 30 o C didapat entalpi Boiler Feed Water- nya sebesar 204,577 Btu/lbm. Jadi daya yang dibutuhkan adalah sebesar 1.510,856 HP. Dimana dari Severn ditentukan luas bidang pemanasan-nya

adalah 12 ft 2 /HP sehingga diperoleh Total heating surface-nya adalah

18.127,026 ft 2

b. Perhitungan kapasitas boiler Q

ms (h – hf)

(Severn, hal 171)

52.288,415 (1.171,663 - 204,577)

50.567.379,172 BTU/jam

c. Kebutuhan bahan bakar Bahan bakar diperoleh dari solar dengan spesifikasi sebagai berikut :

Heating Value (HV)

18.800 Btu/lb Densitas

54,32 lb/ft 3 Effisiensi Bahan Bakar

Effisiensi Boiler

Digunakan bahan bakar solar untuk memenuhi panas yang ada sebanyak 2.190,94 L/jam