Unit Pendukung Proses
4.1. Unit Pendukung Proses
Unit pendukung proses at au sering disebut unit ut ilit as merupakan bagian pent ing unt uk menunjang berlangsungnya proses dalam suat u pabrik. Unit pendukung proses meliput i : unit pengadaan air, unit pengadaan st eam , unit pengadaan udara t ekan, unit pengadaan list rik, dan unit pengadaan bahan bakar.
Unit-unit pendukung proses yang terdapat dalam pabrik ethylene dichloride (EDC) antara lain :
1. Unit pengadaan air
Unit ini bert ugas menyediakan dan mengolah air unt uk memenuhi kebut uhan air sebagai berikut :
a. Air pendingin
b. Air proses b. Air proses
d. Air konsumsi dan sanit asi
2. Unit pengadaan st eam
Unit bert ugas menyediakan kebut uhan st eam sebagai media pemanas unt uk heat exchanger dan reboiler.
3. Unit pengadaan udara t ekan
Unit ini bert ugas menyediakan udara t ekan unt uk kebut uhan inst rument asi pneumat ik cont roller , penyediaan udara t ekan di bengkel, dan kebut uhan lain.
4. Unit pengadaan list rik
Unit ini bertugas menyediakan listrik sebagai tenaga penggerak untuk peralatan proses, keperluan pengolahan air, peralatan-peralatan elektronik atau listrik AC, maupun untuk penerangan. Listrik disuplai dari PT. PLN dan dari generator sebagai cadangan bila listrik dari PT. PLN mengalami gangguan.
5. Unit pengadaan bahan bakar
Unit ini bert ugas menyediakan bahan bakar unt uk kebut uhan boiler dan generat or.
4.1.1. Unit Pengadaan Air
4.1.1.1 Sumber Air Baku
Kebut uhan air pada pabrik et hylene dichloride (EDC) dipenuhi dari air baku yang berasal dari PT. Krakat au Tirt a Indust ri (KTI), Krenceng, Cilegon dengan pert imbangan : Kebut uhan air pada pabrik et hylene dichloride (EDC) dipenuhi dari air baku yang berasal dari PT. Krakat au Tirt a Indust ri (KTI), Krenceng, Cilegon dengan pert imbangan :
kaw asan indust ri.
b. Pasokan air baku dijam in kont inyu.
c. Lebih mudah dalam proses pengolahannya Penggunaan air baku ini digunakan untuk memenuhi kebutuhan air di pabrik antara lain :
a. Kebut uhan air pendingin
Alasan digunakannya air sebagai media pendingin adalah karena fakt or-fakt or sebagai berikut :
- Air dapat diperoleh dalam jum lah yang besar dengan biaya murah. - M udah dalam pengat uran dan pengolahannya. - Dapat menyerap sejumlah panas per sat uan volume yang t inggi.
Air pendingin ini digunakan sebagai pendingin pada kondensor dan pendingin pada reakt or. Hal-hal yang perlu diperhat ikan dalam pengolahan air pendingin :
- Kesadahan (hardness), yang dapat menyebabkan kerak. - Adanya zat besi, yang dapat menimbulkan korosi.
b. Kebut uhan air umpan boiler
Sumber air unt uk keperluan ini adalah air baku. Beberapa hal yang perlu diperhat ikan dalam penanganan air umpan boiler adalah :
- Zat -zat yang dapat menyebabkan korosi
- 2+ Kerak yang t erjadi di dalam boiler disebabkan karena air mengandung ion Ca dan Mg 2+ dan gas-gas yang t erlarut .
- Zat -zat yang menyebabkan pembusaan (foaming) - Air yang diambil dari proses pemanasan bisa menyebabkan foaming pada boiler karena adanya zat -zat organik, anorganik, dan zat -zat yang t idak larut dalam jumlah besar. Efek pembusaan t erjadi pada alkalinit as t inggi.
Tahapan pengolahan air agar dapat digunakan sebagai air umpan boiler meliput i:
a. Filt rasi
b. Demineralisasi
c. Deaerasi
c. Kebut uhan air proses
Air proses digunakan unt uk mendinginkan pada unit Quencher (QC-01). Digunakan air baku dengan alasan dapat menyerap sejumlah panas per sat uan volume yang t inggi dan juga pengolahan yang mudah.
d. Kebut uhan air konsumsi dan sanit asi
Sumber air unt uk keperluan konsumsi dan sanit asi berasal dari sumber air baku. Air ini digunakan unt uk memenuhi kebut uhan air minum, laborat orium , kant or, perumahan dan pert amanan. Air konsumsi dan sanit asi harus memenuhi beberapa syarat yang meliput i syarat fisik, syarat kimia, dan syarat bakt eriologis.
Syarat fisik :
- Suhu di baw ah suhu udara luar - Warna jernih - Tidak mempunyai rasa dan t idak berbau
Syarat kimia :
- Tidak mengandung zat organik maupun zat anorganik - Tidak beracun
Syarat bakt eriologis :
Tidak mengandung bakt eri-bakt eri, t erut ama bakt eri yang pat ogen.
4.1.1.2 Perhitungan Jumlah Kebutuhan Air
Kebutuhan air baku di pabrik ethylene dichloride (EDC) dapat diketahui dengan perhitungan sebagai berikut :
Kebut uhan air pendingin
Air pendingin digunakan unt uk mendinginkan alat -alat proses, yait u :
Reakt or = 50.597,235 kg/ jam
Kondensor = 201.097,649 kg/ jam
Jumlah air pendingin = 252.064,884 kg/ jam
3 3 / jam = 6.075,805 m = 253,159 m / hari
Asumsi = Air pendingin t erdiri dari 70 % sirkulasi dan 30 % make up w at er. Jadi kebut uhan air pendingin make up yang harus disediakan = 75.619,47 kg/ jam =
75.95 m 3 / jam
Kebut uhan air proses
Air proses digunakan sebagai pendingin di unit Quencher (QC-01) sebanyak = 57.410,824 kg/ jam
Asumsi = Air proses t erdiri dari 80 % sirkulasi dan 20 % make up w at er. Jadi kebut uhan air proses make up yang harus disediakan sebanyak = 11.482,165 kg/ jam
Kebut uhan air umpan boiler
Air ini digunakan unt uk produksi st eam yang di umpankan ke alat – alat proses, yait u :
Heat Exchanger-01 = 884,330 kg/ jam
Heat Exchanger-02 = 1.138,336 kg/ jam
Heat Exchanger-03 = 316,882 kg/ jam
Heat Exchanger-04 = 1.011,803 kg/ jam
Jum lah kebut uhan air = 12.345,005 kg/ jam
Untuk menjaga kemungkinan kebocoran, air umpan dilebihkan 20 % = 14.814,007 kg/jam.
Asumsi = Air umpan boiler t erdiri dari 80 % sirkulasi dan 20 % make up w at er. Jadi kebut uhan air um pan boiler make up yang harus disediakan = 2.962,801 kg/ jam
Kebut uhan air unt uk konsumsi dan sanit asi
Air unt uk karyaw an kant or 3 =6m / hari
Air unt uk perumahan 3 = 25 m / hari
Air unt uk laborat orium 3 = 2,5 m / hari
Air unt uk kebersihan, t aman, dll = 10 m 3 / hari
3 Tot al kebut uhan air unt uk konsumsi dan sanit asi = 43,5 m / hari
Untuk menjaga kemungkinan bocor saat distribusi maka dilebihkan 20 %, sehingga 3
kebutuhan air baku = 52,2 m /hari
4.1.1.3 Unit Pengolahan Air
Pengolahan air unt uk kebut uhan pabrik meliput i pengolahan secara fisik dan kimia, penambahan desinfekt an maupun penggunaan ion exchanger. Pengolahan air melalui beberapa t ahapan:
1. Pengolahan air umpan boiler : 1. Pengolahan air umpan boiler :
b. Unit demineralisasi
Unit ini berfungsi unt uk menghilangkan mineral-mineral yang t erkandung dalam
air sepert i Ca - ,Mg ,K , Fe , Al , HCO
3 , SO 4 , Cl dan lain-lain dengan bant uan resin. Air yang diperoleh adalah air bebas mineral yang sebagian akan diproses lebih lanjut menjadi air umpan boiler.
Demineralisasi diperlukan karena air umpan ket el membut uhkan syarat -syarat sebagai berikut :
Tidak menimbulkan kerak pada boiler maupun pada t ube alat Bebas dari semua gas-gas yang mengakibat kan terjadinya korosi, t erut ama
gas O 2 dan gas CO 2.
Air dium pankan ke cat ion exchanger yang berfungsi unt uk menukar ion-ion
posit if/ kat ion (Ca 3+ ,Mg ,K , Fe , Al ) yang ada di air umpan. Alat ini sering disebut soft ener
yang mengandung resin jenis hydrogen-zeolit e dimana kat ion-kat ion dalam um pan akan dit ukar dengan ion H + yang ada pada resin.
Akibat t ert ukarnya ion H + dari kat ion-kat ion yang ada dalam air umpan, maka air
keluaran cat ion exchanger mempunyai pH rendah (3,7) dan Free Acid M at erial (FM A) yait u CaCO 3 sekit ar 12 ppm. FM A merupakan salah sat u paramet er unt uk mengukur t ingkat kejenuhan resin. Pada operasi normal FM A st abil sekit ar 12 ppm , apabila FM A t urun berart i resin t elah jenuh sehingga perlu diregenerasi dengan H 2 SO 4 dengan konsent rasi 4 %.
Air keluaran cat ion exchanger kemudian diumpankan ke anion exchanger. Anion
exchanger - berfungsi sebagai alat penukar anion-anion (HCO
3 , SO 4 , Cl , NO 3 , dan CO 3 ) yang t erdapat di dalam air um pan. Di dalam anion exchanger mengandung resin jenis W eakly Basic
Anion Exchanger - (WBAE) dimana anion-anion dalam air umpan dit ukar dengan ion OH dari
asam-asam yang t erkandung di dalam umpan exchanger menjadi bebas dan berikat an dengan OH - yang lepas dari resin yang mengakibat kan t erjadinya net ralisasi sehingga pH air keluar anion exchanger - kembali normal dan ada penambahan konsent rasi OH sehingga pH akan
cenderung basa.
Bat asan yang diijinkan pH (8,8-9,1), kandungan Na + = 0,08-2,5 ppm. Kandungan silica pada air keluaran anion exchanger merupakan tit ik t olak bahw a resin t elah jenuh (12 ppm). Resin digenerasi menggunakan larut an NaOH 4%. Air keluaran cat ion dan anion exchanger dit ampung dalam t angki air demineralisasi sebagai penyimpan sement ara sebelum diproses lebih lanjut di unit deaerat or.
c. Unit deaerat or
Air yang sudah diolah di unit demineralisasi masih mengandung sedikit gas-gas t erlarut t erut ama O 2 . Gas-tersebut dihilangkan dari unit deaerat or karean menyebabkan korosi. Pada deaerat or kadarnya dit urunkan sampai kurang dari 5 ppm.
Proses pengurangan gas-gas dalam unit deaerat or dilakukan secara mekanis dan kimiaw i. Proses mekanis dilakukan dengan cara mengont akkan air umpan boiler dengan uap t ekanan rendah, mengakibat kan sebagian besar gas t erlarut dalam air umpan t erlepas dan dikeluarkan ke at mosfer. Selanjut nya dilakukan proses kimiaw i dengan penambahan bahan
kimia hidrazin (N 2 H 4 ). Adapun reaksi yang t erjadi adalah:
2 H 4 (aq) + O N 2 2 +2H N 2 O
2. Pengolahan air unt uk konsumsi dan sanit asi
Kebut uhan air unt uk konsumsi dan sanit asi dipenuhi dari sumber air baku. Agar memenuhi syarat sebagai air sanit asi dan konsumsi, air baku dit ambahkan chlorine dengan kadar 0,5-1,5 ppm.
Al 2 (SO 4 ) 3 .18H 2 O
Saringan Pasir
penampung
Cooling Tower
Tangki Penampung
Air Pendingin
Demineralisasi Peralatan Proses
Air Proses
Unit Proses
Steam
Boiler
Tangki Penampung
Deaerator
Hidrazin Unit Proses
Tangki Polisher
Air Untuk Keperluan Umum
Bak Domestik
Tangki Klorinasi
Kaporit
Gambar 4.1 Skema Pengolahan Air
4.1.1.4 Spesifikasi Alat Pengolahan Air :
1. Tangki Clarifier (TU-01)
Fungsi
M engendapkan
gumpalan-gumpalan dengan cara
menambahkan
Al 2 (SO 4 ) 3 .18H 2 O
sebanyak 172,108
kg/ jam
Wakt u t inggal
1 jam
Volume 3 : 464,204 m
Diamet er
10,316 m
Tinggi Clarifier
8,980 m
2. Bak saringan pasir (BU-01)
Fungsi
Menyaring partikel-partikel halus yang belum terendapkan dan masih terdapat dalam air dari clarifier Menyaring partikel-partikel halus yang belum terendapkan dan masih terdapat dalam air dari clarifier
Luas 2 : 929,039 ft
penampang
Debit 3 : 14.902,379 ft / jam
Volume 3 : 140,668 m
Tinggi t ot al
2,598 m
Wakt u t inggal
1 jam
Jumlah bak
3. Tangki Penampung Air (TU-02)
Fungsi
M enampung air bersih dari bak saringan pasir (Bu-01) sebanyak 369.346,56 kg/ jam
Debit air
420,181 m 3 / jam
Volume 3 : 3.697,590 m
Panjang
30,864 m
Lebar
15,432 m
Tinggi
7,716 m
4. Tangki Penampung Air Pemadam (TU-03) Fungsi
: M enyimpan air pemadam kebakakaran
Tipe : Tangki silinder t egak dengan dasar dat ar (flat bot t om dengan bagian at as conical roof)
Jumlah :
Wakt u t inggal :
1 hari
Debit air 3 : 9,439 m / jam
Diamet er t angki :
7,62 m
Tinggi t angki :
5,486 m
Volume 3 : 249,189 m
5. Tangki Penampung Air Pendingin (TU-04) Fungsi
: M enyimpan air pendingin dan sebagian air prosses
Tipe : Tangki silinder t egak dengan dasar dat ar (flat bot t om dengan bagian at as conical roof)
Jumlah :
Debit air 3 : 170,188 m / jam
Volume air :
1.429,579 m 3
Volume t angki 3 : 1.572,536 m
Diamet er t angki :
13,716 m
6. Tangki Khlorin (TU-05)
Fungsi
M encampur air dengan kaporit agar air t erbebas dari kuman, sebanyak 2175 kg/ jam
Tipe
Tangki silinder t egak
Debit 3 : 2,175 m / jam
Wakt u t inggal
6 jam
Volume air 3 : 13,05 m
Volume t angki 3 : 15,66 m
Diamet er t angki :
2,712 m
Kebut uhan kaporit
100,93 kg/ t ahun
6. Tangki Penampung Air Sanitasi (TU-06) Fungsi
Menyimpan air sanitasi
Tipe
Tangki silinder t egak dengan dasar dat ar (flat bot t on dengan bagian at as conical roof)
Jumlah
Wakt u t inggal
6 hari
Debit 3 : 2,175 m / jam
Volume air 3 : 313,2 m
Diamet er t angki :
9,144 m
Tinggi t angki :
7,15 m
Volume t angki :
344,52 m 3
7. Tangki Polisher (TU-07)
Fungsi : M enangkap anion dan kat ion yang lolos di unit di demineralisasi
Tipe : Tangki silinder horisont al dengan t orispherical head
Debit 3 : 55,271 m / jam
Wakt u t inggal :
1 jam
Volume t angki :
60,798 m 3
Diamet er t angki :
4,263 m
Tinggi t angki :
4,263 m
8. Tangki Kondensat (TU-08)
Fungsi :
M enampung kondensat boiler
Tipe : Tangki silinder horisont al dengan t orispherical head
Debit 3 : 9,919 m / jam
Volume air 3 : 29,757 m
Volume t angki 3 : 32,732 m
Diamet er t angki :
3,468 m
Tinggi t angki :
3,468 m
9. Tangki Air Proses (TU-09)
Fungsi :
M enampung air proses
Tipe : Tangki silinder horisont al dengan t orispherical head
Debit 3 : 39,897 m / jam
Volume air 3 : 119,691 m
Volume t angki 3 : 131,66 m
Diamet er t angki :
5,515 m
Tinggi t angki :
5,515 m
Wakt u t inggal :
3 jam
10. Tangki Bahan Bakar (TU-10)
Fungsi : M enyimpan solar unt uk kebut uhan selama 1 bulan
Tipe : Silinder t egak dengan dasar dat ar (flat bot t om ) dan Tipe : Silinder t egak dengan dasar dat ar (flat bot t om ) dan
Jumlah :
1 buah
Diamet er t angki :
12,192 m
Tinggi t angki :
10,973 m
Volume t angki :
41.111,945 ft 3
11. Tangki Cation exchange dan Anion exchange
Fungsi
: Menghilangkan kesadahan air sebanyak 48726,84kg/jam dengan mengikat ion-ion yang masih terdapat dalam air
(Mg 2+ , Ca ) dengan Hydrogen Zeolit/H
2 Z (cation exchanger)
dan Weakly Basic Anion Exchanger/RNH 2 (anion exchanger)
Debit air
: 55,268 m 3 / jam
Volume t angki 3 : 66,322 m / jam
Regenerasi : 24 jam
12. Tangki larutan H 2 SO 4
Fungsi
: Menyiapkan dan menampung larutan H 2 SO 4 untuk
Regenerasi cation exchanger
Diamet er t angki : 1,524 m
Tinggi t angki : 7,193 m
Jumlah H 2 SO 4 : 583,229 kg
13. Tangki larutan NaOH
Fungsi
: Menyiapkan dan menampung larutan NaOH
untuk regenerasi anion exchanger
Diamet er t angki : 1,524 m
Tinggi t angki : 4,971 m
Jumlah NaoH : 320,776 kg
14. Cooling W ater System
Fungsi :
Mendinginkan air pendingin yang sudah dipakai di alat proses. Pendinginan dilakukan dengan cara kontak langsung dengan udara
Jenis Alat :
induced-draft cooling t ow er
Debit 3 : 170,188 m / jam
Temperat ur :
T air masuk : 45 C
T air keluar : 30 C
Luas t ow er 2 : 0,03 Hp/ ft
Jumlah fan :
5 buah
Pow er fan
12 HP
Pow er mot or
4 HP
4.1.2. Unit Pengadaan Steam
St eam yang diproduksi pada pabrik et hylene dichloride (EDC) ini digunakan unt uk memenuhi kebut uhan panas pada heat exchanger dan pemanas reboiler. Unt uk memenuhi kebut uhan st eam digunakan fire t ube boiler. Kebut uhan st eam pada pabrik et hylene dichloride (EDC) ini adalah sebagai berikut :
Jenis
= Low st eam
Tekanan = 576,9 psia
o Suhu = 250 C
Jumlah
= 32.659,225 lb/ jam
Unt uk menjaga kemungkinan kebocoran st eam pada saat dist ribusi, maka jumlahnya dilebihkan sebanyak 20 %. Jadi jumlah st eam yang dibut uhkan adalah sebanyak = 6.531,851 lb/ jam.
Spesifikasi boiler :
Kode
= B-01
Tipe
= Fire t ube boiler
Jumlah
= 2 buah ( 1 cadangan )
Heat ing surface 2 = 12.203,405 ft
Suhu st eam o = 250 C
Tekanan st eam = 576,9 psia
Efisiensi
Bahan bakar
= Solar
4.1.3. Unit Pengadaan Udara Tekan
Kebut uhan udara t ekan unt uk perancangan pabrik et hylene dichloride (EDC) ini diperkirakan sebesar 100 m 3 / jam, t ekanan 100 psia dan suhu 35°C. Alat unt uk menyediakan
udara t ekan berupa kompressor yang dilengkapi dengan dryer yang berisi silika unt uk menyerap air
Spesifikasi kompresor :
Kode
=K
Tipe
= Single st age reciprocat ing compressor
Jumlah
= 2 buah ( 1 cadangan )
Kapasit as 3 = 100 m / jam
Suhu udara o = 35 C
Tekanan suct ion
= 14,7 psia
Tekanan discharge = 100 psia
Daya kompresor
= 11 HP
Tegangan
= 220/ 380 V
Frekuensi
= 50 Hz
Efisiensi
4.1.4. Unit Pengadaan Listrik
Pada prarancangan pabrik ethylene dichloride (EDC) ini kebutuhan akan tenaga listrik dipenuhi dari PT. PLN dan generator sebagai cadangan. Generator yang digunakan adalah generator arus bolak balik dengan pertimbangan :
1. Tenaga list rik yang dihasilkan cukup besar
2. Tegangan dapat dinaikkan at au dit urunkan sesuai kebut uhan dengan menggunakan t ransformat or
Kebut uhan list rik unt uk pabrik meliput i :
List rik unt uk keperluan proses dan keperluan ut ilit as = 933,06 kW
List rik unt uk penerangan
= 109,14 kW
Listrik untuk AC
= 15 kW
List rik unt uk laborat orium dan inst rument asi
= 10 kW
Tot al kebut uhan list rik
= 1.067,2 kW
Jumlah kebut uhan list rik sebesar it u disuplai oleh PT. PLN at au generat or jika t erjadi gangguan list rik padam dari PT. PLN. Generat or yang digunakan mempunyai efisiensi 80 % sehingga masukan daya = 1334 kW.
Spesifikasi generat or :
Kode
: G-01
Tipe
: AC generat or
Jumlah
: 1 buah
Kapasit as
: 1500 kW
Tegangan
: 220/ 360 V
Efisiensi
4.1.5. Unit Pengadaan Bahan Bakar
Unit pengadaan bahan bakar bert ujuan unt uk m emenuhi kebut uhan bahan bakar pada boiler dan generat or. Bahan bakar yang digunakan adalah solar yang diperoleh dari PT. Pert amina.
Pemilihan bahan bakar cair ini didasarkan pada :
1. M udah di dapat
2. M udah dalam penyimpanan
Spesifikasi bahan bakar solar sebagai berikut :
1. Heat ing value : 18800 Bt u/ lb
2. Efisiensi
3. 3 Densit as : 54,319 lb/ ft
Kebut uhan bahan bakar sebagai berikut :
Fire Tube Boiler
= 1.474,973 L/ jam
Generat or = 177,41 L/ jam
Kebut uhan bahan bakar (solar) = 1.652,38 L/ jam
4.1.6 Unit Pengolahan Limbah
1. Limbah cair
Limbah cair yang dihasilkan oleh pabrik ini ant ara lain limbah hasil proses, buangan sanit asi dan air berminyak dari alat -alat proses.
a. Limbah hasil proses
Limbah yang berasal dari quencer (QC-01) dan menara dist ilasi (D-01) dit ampung dalam bak penampung, limbah cair ini diolah dengan cara menet ralkan dengan cara menambahakan NaOH sampai pH 6,5-8,5 baru dibuang ke sungai
b. Air buangan sanit asi
Air buangan sanit asi yang berasal dari seluruh t oilet di kaw asan pabrik dikumpulkan dan diolah dalam unit st abilisasi dengan menggunakan Lumpur akt if, aerasi, dan penambahan desinfekt an Ca-hypochlorit e.
c. Air berminyak dari alat proses
Air berm inyak berasal dari buangan pelumas pada pompa dan alat lainnya. Proses pemisahan dilakukan berdasarkan perbedaan berat jenisnya. M inyak di lapisan at as dialirkan ke penampungan minyak dan selanjut nya dibakar dalam t ungku pembakar. Sedangkan air di lapisan baw ah dialirkan ke penampungan akhir dan selanjut nya dibuang.
2. Limbah gas
Limbah gas berasal dari hasil at as Separat or berupa CO, CO 2 ,O 2 dan N 2 .Gas t ersebut dibakar di Flare St ack.