Unit Pendukung Proses

4.1. Unit Pendukung Proses

Unit pendukung proses atau yang lebih dikenal dengan sebutan utilitas merupakan bagian penting untuk penunjang proses produksi dalam pabrik. Utilitas di pabrik stirena yang dirancang antara lain meliputi unit pengadaan air, unit pengadaan steam, unit pengadaan udara tekan, unit

pengadaan listrik, unit pengadaan bahan bakar dan unit pengolahan limbah. Unit pendukung proses yang terdapat dalam pabrik stirena adalah:

1. Unit pengadaan air Unit ini bertugas menyediakan dan mengolah air untuk memenuhi kebutuhan air sebagai

berikut:

a. Air pendingin

b. Air umpan boiler

c. Air konsumsi umum dan sanitasi

d. Air pemadam kebakaran

2. Unit pengadaan steam Unit ini bertugas untuk menyediakan kebutuhan steam sebagai media pemanas pada reboiler ( RB-01, RB-02 dan RB-03).

3. Unit pengadaan udara tekan Unit ini bertugas untuk menyediakan udara tekan untuk kebutuhan instrumentasi pneumatic, untuk penyediaan udara tekan di bengkel, dan untuk kebutuhan umum yang lain.

4. Unit pengadaan listrik Unit ini bertugas menyediakan listrik sebagai tenaga penggerak untuk peralatan proses, keperluan pengolahan air, peralatan - peralatan elektronik atau listrik AC, maupun untuk penerangan. Listrik di-supplay dari PLTU Sulfindo dan dari generator sebagai cadangan bila listrik dari PLTU Sulfindo mengalami gangguan.

5. Unit pengadaan bahan bakar

Unit ini bertugas menyediakan bahan bakar untuk furnace, boiler dan generator.

6. Unit pengolahan limbah Unit ini bertugas untuk mengolah bahan-bahan buangan yang berasal dari proses.

4.1.1. Unit Pengadaan Air

Air umpan boiler, air konsumsi umum dan sanitasi yang digunakan adalah air yang diperoleh dari PT. Sauh Bahtera Samudera yang tidak jauh dari lokasi pabrik sedangkan untuk keperluan air pendingin dan pemadam kebakaran digunakan air laut.

4.1.1.1. Air pendingin

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 :

· Air laut dapat diperoleh dalam jumlah yang besar dengan biaya murah. · Mudah dalam pengaturan dan pengolahannya. · Dapat menyerap sejumlah panas per satuan volume yang tinggi. · Tidak terdekomposisi. · Tidak dibutuhkan cooling tower, karena air laut langsung dibuang lagi ke laut.

Hal - hal yang perlu diperhatikan dalam pengolahan air laut sebagai pendingin adalah partikel-partikel besar/ makroba (makhluk hidup laut dan konstituen lain) dan partikel-partikel kecil/ mikroba laut (ganggang dan mikroorganisme laut) yang dapat menyebabkan fouling pada alat heat exchanger.

Air pendingin yang diambil dari air laut kemudian disaring dan ditambahkan klorin. Penambahan klorin dimaksudkan untuk membunuh mikroorganisme (bakteri dan plankton) yang dapat menyebabkan tumbuhnya lumut di sistem pemipaan.

4.1.1.2. Air Umpan Boiler

Beberapa hal yang harus diperhatikan dalam penanganan air umpan boiler adalah sebagai berikut:

a. Kandungan yang dapat menyebabkan korosi Korosi yang terjadi di dalam boiler disebabkan karena air mengandung larutan-larutan asam dan garam-garam terlarut.

b. Kandungan yang dapat menyebabkan kerak (scale reforming) Pembentukan kerak disebabkan karena kesadahan dan suhu yang tinggi, yang biasanya berupa garam-garam silikat dan karbonat.

c. Kandungan yang dapat menyebabkan pembusaan (foaming) Air yang biasanya diambil dari proses pemanasan bisa menyebabkan foaming pada boiler, karena adanya zat-zat organik, anorganik, dan zat-zat tidak larut dalam jumlah yang besar. Efek pembusaan terjadi pada alkalinitas tinggi (Everett, 1998).

Air yang berasal dari PT. Sauh Bahtera Samudera belum memenuhi persyaratan untuk digunakan sebagai air umpan boiler, sehingga harus menjalani proses pengolahan terlebih dahulu. Air umpan boiler harus memenuhi persyaratan tertentu agar tidak menimbulkan masalah-masalah, seperti:

· Pembentukan kerak pada boiler · Terjadinya korosi pada boiler · Pembentukan busa di atas perrmukaan dalam alat boiler

Tahapan pengolahan air agar dapat digunakan sebagai air umpan boiler meliputi:

a. Demineralisasi Unit ini berfungsi untuk menghilangkan mineral-mineral yang terkandung dalam air seperti Ca 2+ , Mg 2+ ,K + , Fe 2+ , Al 3+ , HCO - 3 , SO 2- 4 , Cl - dan lain-lain dengan bantuan resin. Air yang diperoleh adalah air bebas mineral yang sebagian akan diproses lebih lanjut menjadi air umpan boiler.

Demineralisasi diperlukan karena air umpan boiler membutuhkan syarat-syarat sebagai berikut: · Tidak menimbulkan kerak pada boiler maupun pada tube alat .

· Penukar panas jika steam digunakan sebagai pemanas. Kerak akan mengakibatkan turunnya efisiensi operasi.

· Bebas dari semua gas-gas yang mengakibatkan terjadinya korosi, terutama gas O 2 dan gas CO 2.

Air diumpankan ke cation exchanger yang berfungsi untuk menukar ion-ion positif/kation (Ca 2+ , Mg 2+ ,K + , Fe 2+ , Al 3+ ) yang ada di air umpan. Alat ini sering disebut softener yang mengandung kation resin dengan notasi RH 2 dimana kation-kation dalam umpan akan ditukar dengan ion H + yang ada pada resin. Adapun reaksi yang terjadi dalam kation exchanger adalah:

2NaCl + RH 2 --------> RNa 2 + 2 HCl CaCO 3 + RH 2 --------> RCa + H 2 CO 3 MgCl 2 + RH 2 --------> RMg + 2 HCl

Akibat tertukarnya ion H + dari kation-kation yang ada dalam air umpan, maka air keluaran cation exchanger mempunyai pH rendah (3,7) dan Free Acid Material (FMA) yaitu CaCO 3 sekitar 12 ppm. FMA merupakan salah satu parameter untuk mengukur tingkat kejenuhan resin. Pada operasi normal FMA stabil sekitar 12 ppm, apabila FMA turun berarti resin telah jenuh sehingga perlu diregenerasi dengan H 2 SO 4 dengan konsentrasi 2 %. Reaksi yang terjadi pada waktu regenerasi adalah:

RNa 2 + H 2 SO 4 --------> RH 2 + Na 2 SO 4 RCa + H 2 SO 4 --------> RH 2 + CaSO 4 RMg + H 2 SO 4 --------> RH 2 + MgSO 4

Air keluaran cation exchanger kemudian diumpankan ke degassifier, untuk menghilangkan gas CO 2 dengan cara menggelembungkan udara ke dalam air menggunakan blower. Air kemudian diumpankan ke anion exchanger. Anion exchanger berfungsi sebagai alat penukar anion-anion (HCO -

3 , dan CO 3 ) yang terdapat di dalam air umpan. Di dalam anion exchanger mengandung anion resin dengan notasi R(OH) 2 dimana anion-anion dalam air umpan ditukar dengan ion OH - dari asam-asam yang terkandung di dalam umpan

3 , SO 4 , Cl - , NO - 3 , SO 4 , Cl - , NO -

anion exchanger adalah:

R(OH) 2 + 2 HCl --------> RCl 2 + 2H 2 O R(OH) 2 + H 2 SO 4 --------> RSO 4 + 2H 2 O R(OH) 2 + H 2 CO 3 --------> RCO 3 + 2H 2 O

Batasan yang diijinkan pH (8,8-9,1), kandungan Na + = 0,08-2,5 ppm. Kandungan silika pada air keluaran anion exchanger merupakan titik tolak bahwa resin telah jenuh (12 ppm). Resin digenerasi menggunakan larutan NaOH 4%. Reaksi yang terjadi saat regenerasi adalah:

RCl 2 + 2 NaOH --------> R(OH) 2 + 2 NaCl RSO 4 + 2 NaOH --------> R(OH) 2 + 2 Na 2 SO 4 RCO 3 + 2 NaOH --------> R(OH) 2 + 2 Na 2 CO 3

Air keluaran cation dan anion exchanger ditampung dalam tangki air demineralisasi sebagai penyimpan sementara sebelum diproses lebih lanjut di unit deaerator.

b. Deaerasi Air yang sudah diolah di unit demineralisasi masih mengandung sedikit gas-gas terlarut terutama O 2 . Gas-tersebut dihilangkan dari unit deaerator karena menyebabkan korosi. Pada deaerator kadarnya diturunkan sampai kurang dari 5 ppm. Proses pengurangan gas-gas dalam unit deaerator dilakukan secara mekanis dan kimiawi. Proses mekanis dilakukan dengan cara mengontakkan air umpan waste heat boiler dengan uap tekanan rendah, mengakibatkan sebagian besar gas terlarut dalam air umpan terlepas dan dikeluarkan ke atmosfer. Selanjutnya dilakukan proses kimiawi dengan penambahan bahan kimia

hidrazin (N 2 H 4 ). Adapun reaksi yang terjadi adalah:

2 H N 4 (aq) + O 2(g) ¾ ¾® N 2(g) +2H 2 O (l)

4.1.1.3. Air Konsumsi Umum dan Sanitasi

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 : · Suhu air sama dengan suhu lingkungan

· Warna jernih · Tidak mempunyai rasa dan tidak berbau

Syarat kimia: · Tidak mengandung zat organik maupun zat anorganik

· Tidak beracun Syarat bakteriologis:

· Tidak mengandung bakteri-bakteri, terutama bakteri yang patogen Air konsumsi umum dan sanitasi diperoleh dari PT. Sauh Bahtera Samudera. Air ini tidak

memerlukan pengolahan lebih lanjut karena sudah memenuhi persyaratan sebagai air minum, hanya memerlukan penambahan klorin sebesar 0,2 ppm untuk menghilangkan bakteri dan bibit penyakit.

Gambar 4.1. Skema Penyediaan dan Pengolahan Air

4.1.1.4. Kebutuhan Air

a. Kebutuhan Pendingin Kebutuhan air laut sebagai pendingin disajikan pada tabel berikut: Tabel 4.1. Kebutuhan Air Pendingin

Nama Alat

Kebutuhan (kg/jam)

Condenser Partial-04

Jumlah air yang dibutuhkan sebagai media pendingin untuk kondensor maupun cooler adalah sebesar = 346377 kg/jam.

b. Kebutuhan Air untuk Steam Kebutuhan air untuk steam disajikan pada tabel 4.2 : Tabel 4.2. Kebutuhan Air untuk Steam

Alat

Kebutuhan (kg/jam)

Kebutuhan air untuk steam = 1595 kg/jam Diperkirakan air yang hilang sebesar 10% sehingga kebutuhan make up air untuk steam = 160 kg/jam.

c. Kebutuhan Air Konsumsi Umum dan Sanitasi Kebutuhan air konsumsi umum dan sanitasi dapat dilihat pada Tabel 4.3: Tabel 4.3 Kebutuhan Air Konsumsi Umum dan Sanitasi

Area

Kebutuhan

Perkantoran

8650 kg/hari

Laboratorium

800 kg/hari

Bengkel

800 kg/hari

Kantin

4000 kg/hari

Poliklinik

350 kg/hari

Hidran/Taman

1500 kg/hari

Total

16100 kg/hari

Kebutuhan air konsumsi umum dan sanitasi = 16100 kg/hari

= 671 kg/jam

Total air yang disuplai dari PT. Sauh Bahtera Samudera = make up air umpan boiler + air konsumsi = 831 kg/jam.

4.1.2. Unit Pengadaan Steam

Steam yang diproduksi pada pabrik stirena ini digunakan sebagai pemanas reboiler (RB-

01, RB-02 dan RB-03). Steam yang dihasilkan dari boiler ini merupakan saturated steam dengan suhu 204 °C dan tekanan 17 atm. Untuk menjaga kemungkinan kebocoran steam pada saat distribusi, jumlah steam dilebihkan sebanyak 10%. Jadi jumlah steam yang dibutuhkan adalah 1754kg/jam.

Spesifikasi boiler: Kode

: B-01

Jenis

: fire tube boiler

Jumlah

: 1 buah

Heating surface

: 997 ft 2

Rate of steam

: 1662 kg/jam

Tekanan steam

: 17 atm

Suhu steam

: hasil atas S-01

Kebutuhan pemanas

: 23 kg/jam

4.1.3. Unit Pengadaan Udara Tekan

Udara tekan dibutuhkan untuk penggerak instrumentasi. Kebutuhan udara tekan tiap alat diperkirakan 2,5 m 3 /jam, dan dalam pabrik terdapat 37 control valve, jadi kebutuhan total udara tekan adalah 92,5 m 3 /jam dengan tekanan 7 atm. Alat untuk menyediakan udara tekan berupa kompresor yang dilengkapi dengan dryer yang berisi silika untuk menyerap air . Spesifikasi kompresor yang dibutuhkan: Kode

: KU-01

Fungsi : Memenuhi kebutuhan udara tekan Jenis

: Single Stage Reciprocating Compressor Jumlah

: 1 buah

Kapasitas

: 92,5 m 3 /jam

Tekanan suction

: 1 atm

Tekanan discharge

Daya kompressor

: 15 Hp

4.1.4. Unit Pengadaan Listrik

Kebutuhan tenaga listrik di pabrik stirena ini dipenuhi oleh PLTU Sulfindo dan generator pabrik sebagai cadangan. Hal ini bertujuan agar pasokan tenaga listrik dapat berlangsung secara kontinyu meskipun ada gangguan pasokan dari PLTU Sulfindo.

Generator yang digunakan adalah generator bolak-balik karena tenaga listrik yang dihasilkan cukup besar dan tegangannya dapat dinaikkan atau diturunkan sesuai kebutuhan. Kebutuhan listrik di pabrik ini antara lain terdiri dari :

1. Listrik untuk keperluan proses dan utilitas

2. Listrik untuk laboratorium dan instrumentasi

3. Listrik untuk penerangan dan perkantoran

4. Listrik untuk AC Besarnya kebutuhan listrik masing-masing keperluan di atas dapat diperkirakan sebagai berikut:

1. Listrik untuk keperluan proses dan utilitas Kebutuhan listrik untuk keperluan proses dan keperluan pengolahan air diperkirakan sebagai berikut: Tabel 4.4. Kebutuhan Listrik untuk Keperluan Proses dan Utilitas

Nama Alat Jumlah

HP

Total HP

P-01

P-02

P-03

P-04

P-05

P-06

P-07

P-08

PU-01

PU-02

PU-03

PU-04

PU-05

PU-06

PU-07

PU-08

PU-09

PU-10

PU-11

KU-01

PWT-01

PWT-02

PWT-03

PWT-04

PWT-05

Jumlah

Jadi jumlah listrik yang dikonsumsi untuk keperluan proses dan utilitas sebesar 38,72 HP. Diperkirakan kebutuhan listrik untuk alat yang tidak terdiskripsikan sebesar ± 10 % dari total kebutuhan. Maka total kebutuhan listrik adalah 42,59 HP atau sebesar 31,76 kW.

2. Listrik untuk laboratorium dan instrumentasi Diperkirakan menggunakan tenaga listrik sebesar 3,5 kW

3. Listrik untuk AC Diperkirakan menggunakan tenaga listrik sebesar 12 kW

4. Listrik untuk perkantoran Diperkirakan menggunakan tenaga listrik sebesar 23 kW

5. Listrik untuk penerangan Untuk menentukan besarnya tenaga listrik digunakan persamaan :

Dengan: L

: Lumen per outlet

a : Luas area, ft 2

F : Foot candle yang diperlukan (tabel 13 Perry 3 th ed) U

: Koefisien utilitas (tabel 16 Perry 3 th ed)

D : Efisiensi lampu (tabel 16 Perry 3 th ed)

Perhitungan jumlah lumen disajikan pada Tabel 4.5

Tabel 4.5 Jumlah Lumen Berdasarkan Luas Bangunan Bangunan

D Lumen Pos keamanan

Luas, m 2 Luas, ft 2 F U

0,75 18451,9691 Parkir

0,75 76883,2046 Ruang kontrol

0,75 164191,2504 Ruang generator

0,75 232157,1275 Jalan dan taman

0,75 1048379,3775 Area perluasan

Jumlah lumen : Untuk penerangan luar ruangan

= 1356426,0351 lumen

Untuk penerangan dalam bangunan

= 7030210,4926 lumen

Untuk semua area luar bangunan direncanakan menggunakan lampu merkuri 100 Watt, dimana lumen output tiap lampunya 3000 lumen/buah. Jadi jumlah lampu luar ruangan =

3000 = 453 buah

Untuk semua area dalam bangunan direncanakan menggunakan lampu flourescent 40 Watt, dimana satu lampu instant Starting Daylight 40 W mempunyai lumen output = 1920 lumen/buah. Jadi jumlah lampu dalam ruangan =

7030210,49 26 1920 = 3662 buah

Total daya penerangan adalah = (40 W x 3662 + 100 W x 453)

= 191,78 kW

Tabel 4.6 Total Kebutuhan Listrik No Kebutuhan Listrik

Tenaga Listrik (kW)

1. Listrik untuk keperluan proses dan utilitas

2. Listrik untuk laboratorium dan instrumentasi

3. Listrik untuk penerangan

4. Listrik untuk AC

5. Listrik untuk perkantoran

Generator yang digunakan sebagai cadangan sumber listrik mempunyai efisiensi 90%, sehingga generator yang disiapkan harus mempunyai output sebesar 303,03 kW. Dipilih menggunakan generator dengan daya 350 kW Spesifikasi generator yang diperlukan: Kode

: GU-01

Fungsi : Memenuhi kebutuhan listrik Jenis

: AC Generator Jumlah

Bahan bakar

: IDO

Kebutuhan bahan bakar

: 39 L/jam

4.1.5. Unit Pengadaan Bahan Bakar

Unit pengadaan bahan bakar mempunyai tugas untuk memenuhi kebutuhan bahan bakar furnace, boiler dan generator. Jenis bahan bakar yang digunakan adalah hasil atas S-01 dan IDO (Industrial Diesel Oil).

Pemilihan IDO sebagai bahan bakar didasarkan pada alasan:

1. Mudah didapat

2. Lebih ekonomis

3. Mudah dalam penyimpanan Bahan bakar IDO yang digunakan mempunyai spesifikasi dari 002/P/DM/Migas/1979 sebagai berikut:

Specific Gravity : 0,840

Viscosity kinematik

: 1,6 mm 2 /s

Pour Point : 65 ºF Sulphur Content : 0,5 % (berat) Water Content : 0,25 % (volume) Sediment : 0,02 % (berat) Ash : 0,02 % (berat) Heating Value : 18486,9651 Btu/lb

Efisiensi bahan bakar

Kebutuhan bahan bakar dapat diperkirakan sebagai berikut:

Bahan bakar =

a. Kebutuhan bahan bakar untuk furnace Kapasitas furnace

= 22973384 Btu/jam Kebutuhan bahan bakar dari hasil atas S-01 = 174 kg/jam

b. Kebutuhan bahan bakar untuk boiler Kapasitas boiler

= 2991381 Btu/jam

Kebutuhan bahan bakar dari hasil atas S-01 = 23 kg/jam

c. Kebutuhan bahan bakar untuk generator Kapasitas generator

= 350 kW Kebutuhan bahan bakar IDO

= 39 L/jam

4.1.6. Unit Pengolahan Limbah

Limbah yang dihasilkan dari pabrik stirena ini berupa limbah cair. Limbah cair yang dihasilkan oleh pabrik ini antara lain limbah buangan sanitasi dan limbah dari sentrifuge. Air buangan sanitasi berasal dari perkantoran dan kawasan pabrik seperti air bekas pencucian, air masak dan lain-lain. Penanganan limbah ini tidak memerlukan hal khusus karena seperti limbah rumah tangga lainnya, air buangan ini tidak mengandung bahan – bahan kimia yang berbahaya. Sedangkan limbah sentrifuge diolah didalam pengolahan limbah cair menggunakan lumpur aktif.