BAB VII
UTILITAS
Dalam suatu pabrik, utilitas merupakan unit penunjang utama dalam memperlancar jalannya proses produksi. Oleh karena itu, segala sarana dan prasarananya harus
dirancang sedemikian rupa sehingga dapat menjamin kelangsungan operasi suatu pabrik.
Berdasarkan kebutuhannya, utilitas pada pabrik pembuatan Dimetil Tereftalat dari Asam Tereftalat dan Metanol adalah sebagai berikut :
1. Unit penyediaan dan pengolahan air Water System 2. Unit pembangkit steam Steam Generation System
3. Unit pembangkit dan pendistribusian listrik Power Plant and Power Distribution System
4. Unit penyedia bahan bakar 5. Unit penyedia udara Air System
6. Unit Refrigerasi 7. Unit pengolahan limbah
7.1 Unit penyediaan dan pengolahan air
Water System
1. Unit penyediaan air
Dalam proses produksi, air memegang peranan penting, baik untuk kebutuhan proses maupun kebutuhan domestik. Kebutuhan air pada pabrik pembuatan
dimetil tereftalat adalah sebagai berikut :
a. Air untuk keperluan umum General Uses Kebutuhan air ini meliputi kebutuhan laboratorium,
kantor, karyawan, dll. Diperlukan sebesar 3000
kgjam
b. Air untuk pembangkit steam Boiler Feed Water 1. Untuk kebutuhan steam Reboiler-01 112,78
o
C 27305,64
kgjam 2. Untuk kebutuhan steam CR-02 115
o
C 6287,76
kgjam
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
3. Untuk kebutuhan steam pembangkit listrik 10547,6605
kgjam Jumlah kebutuhan
44141,0605 kgjam
Over design 25 55176,3257
kgjam Recovery 90, sehingga make up 10
5517,6326 kgjam
c. Air pendingin untuk pendingin alat proses
1. CD-01 untuk mengkondensasi produk 30-60
o
C 232075,08
kgjam 2. Pendingin pada cooling crystalizer CR-01 5-
30
o
C 30264,12
kgjam
3. Pendingin pada CD-03 pada MD-01 30-40
o
C 988578
kgjam Jumlah kebutuhan
1250917,2 kgjam
Over design 25, kebutuhan air pendingin 1501100,64
kgjam Recovery 90, sehingga make up air 10
150110,064 kgjam
d. Air untuk pemadam kebakaran
Disediakan air sebanyak 10 m
3
hari 416,6667
kgjam Jumlah kebutuhan air total
166486,7454 kgjam
166,4867 m
3
jam 5879,3921
ft
3
jam 1318575,0235 m
3
tahun
2. Unit Pengolahan Air Kebutuhan air untuk pabrik dimetil tereftalat diperoleh dari sungai yang
terletak di kawasan pabrik. Untuk menjamin kelangsungan penyediaan air, maka di lokasi pengambilan air dibangun fasilitas penampungan air water reservoir yang
juga merupakan tempat pengolahan awal air sungai. Pengolahan ini meliputi penyaringan sampah dan kotoran yang terbawa bersama air. Selanjutnya air
dipompakan ke lokasi pabrik untuk diolah dan digunakan sesuai dengan keperluannya. Pengolahan air di pabrik terdiri dari beberapa tahap, yaitu
Degremont, 1991 :
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
1. Screening 2. Sedimentasi
3. Klarifikasi 4. Filtrasi
5. Demineralisasi 6. Deaerasi
7. Klorinasi
Screening
Pengendapan merupakan tahap awal dari pengolahan air. Pada screening, partikel-partikel padat yang besar akan tersaring tanpa bantuan bahan kimia.
Sedangkan partikel-partikel yang lebih kecil akan terikut bersama air menuju unit pengolahan selanjutnya Degremont, 1991.
Sedimentasi
Setelah air disaring pada tahap screening, di dalam air tersebut masih terdapat partikel-partikel padatan kecil yang tidak tersaring pada screening. Untuk
menghilangkan padatan-padatan tersebut, maka air yang sudah disaring tadi dimasukkan ke dalam bak sedimentasi untuk mengendapkan partikel-partikel
padatan yang tidak terlarut.
Klarifikasi
Klarifikasi merupakan proses penghilangan kekeruhan di dalam air. Air dari screening
dialirkan ke dalam clarifier setelah diinjeksikan larutan alum, Al
2
SO
4 3
dan larutan abu Na
2
CO
3
. Larutan Al
2
SO
4 3
berfungsi sebagai koagulan utama dan larutan Na
2
CO
3
sebagai koagulan tambahan yang berfungsi sebagai bahan pembantu untuk mempercepat pengendapan dan
penetralan pH. Pada bak clarifier, akan terjadi proses koagulasi dan flokulasi. Tahap ini bertujuan menyingkirkan Suspended Solid SS dan koloid
Degremont, 1991. Koagulan yang biasa dipakai adalah koagulan trivalent. Reaksi hidrolisis akan
terjadi menurut reaksi: M
3+
+ 3H
2
O MOH
3
+ 3 H Pengolahan awal
Air untuk umpan Boiler Air untuk keperluan domestik
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Dalam hal ini, pH menjadi faktor yang penting dalam penyingkiran koloid. Dua jenis reaksi yang akan terjadi adalah Degremont, 1991:
Al
2
SO
4 3
+ 6 Na
2
CO
3
+ 6H
2
O 2AlOH
3
+ 12Na
+
+ 6HCO
3 -
+ 3SO
4 3-
2Al
2
SO
4 3
+ 6 Na
2
CO
3
+ 6H
2
O 4AlOH
3
+ 12Na
+
+ 6CO
2
+ 6SO
4 3-
Reaksi koagulasi yang terjadi : Al
2
SO
4 3
+ 3H
2
O + 3Na
2
CO
3
2AlOH
3
+ 3Na
2
SO
4
+ 3CO
2
Selain penetralan pH, soda abu juga digunakan untuk menyingkirkan kesadahan permanen menurut proses soda dingin menurut reaksi Degremont,
1991: CaSO
4
+ Na
2
CO
3
Na
2
SO
4
+ CaCO
3
CaCl
4
+ Na
2
CO
3
2NaCl + CaCO
3
Setelah pencampuran yang disertai pengadukan maka akan terbentuk flok- flok yang akan mengendap ke dasar clarifier karena gaya gravitasi,
sedangkan air jernih akan keluar melimpah overflow yang selanjutnya akan masuk ke penyaring pasir sand filter untuk penyaringan.
Pemakaian larutan alum umumnya hingga 50 ppm terhadap jumlah air yang akan diolah, sedangkan perbandingan pemakaian alum dan abu soda = 1 :
0,54 Crities, 2004.
Kebutuhan alum dan soda abu: Alum = 29,854 lbhari = 13,541 kg Alumhari = 22916,239 kg Alumtahun
Na
2
CO
3
= 29,854 lbhari = 13,541 kghari = 4468,667 kgtahun
Filtrasi
Filtrasi dalam pemurnian air merupakan operasi yang sangat umum dengan tujuan menyingkirkan Suspended Solid SS, termasuk partikulat BOD dalam
air Metcalf, 1991. Material yang digunakan dalam medium filtrasi dapat bermacam-macam:
pasir, antrasit crushed anthracite coal, karbon aktif granular Granular Carbon Active
atau GAC, karbon aktif serbuk Powdered Carbon Active atau
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
PAC dan batu garnet. Penggunaan yang paling umum dipakai di Afrika dan Asia adalah pasir dan gravel sebagai bahan filter utama, sebab tipe lain cukup
mahal Kawamura, 1991. Unit filtrasi dalam pabrik pembuatan kalsium klorida menggunakan media
filtrasi granular Granular Medium Filtration sebagai berikut: 1. Lapisan atas terdiri dari pasir hijau green sand. Lapisan ini bertujuan
memisahkan flok dan koagulan yang masih terikut bersama air. Lapisan yang digunakan setinggi 10,24 in 26,06 cm.
2. Untuk menghasilkan penyaringan yang efektif, perlu digunakan medium berpori misalnya atrasit atau marmer. Untuk beberapa pengolahan dua tahap
atau tiga tahap pada pengolahan effluent pabrik, perlu menggunakan bahan dengan luar permukaan pori yang besar dan daya adsorpsi yang lebih besar,
seperti Biolite, pozzuolana ataupun Granular Active CarbonGAC Degremont, 1991. Pada pabrik ini, digunakan antrasit setinggi 5,33 in
13,55 cm. 3. Lapisan bawah menggunakan batu kerikilgravel setinggi 2,99 in 7,59 cm
Metcalf Eddy, 1991. Bagian bawah alat penyaring dilengkapi dengan strainer sebagai penahan.
Selama pemakaian, daya saring sand filter akan menurun. Untuk itu diperlukan regenerasi secara berkala dengan cara pencucian balik back
washing . Dari sand filter, air dipompakan ke menara air sebelum
didistribusikan untuk berbagai kebutuhan. Untuk air domestik, laboratorium, kantin, dan tempat ibadah, serta poliklinik,
dilakukan proses klorinasi, yaitu mereaksikan air dengan klor untuk membunuh kuman-kuman di dalam air. Klor yang digunakan biasanya berupa
kaporit, CaClO
2
.
Perhitungan kebutuhan kaporit, CaClO
2
Total kebutuhan air yang memerlukan proses klorinasi = 10000 kgjam Kaporit yang digunakan direncanakan mengandung klorin 5ppm
Total kebutuhan kaporit = 0,05 kgjam
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Demineralisasi
Air untuk umpan ketel pada reaktor harus murni dan bebas dari garam-garam terlarut. Untuk itu perlu dilakukan proses demineralisasi. Alat demineralisasi
dibagi atas : a. Penukar Kation Cation Exchanger
Penukar kation berfungsi untuk mengikat logam-logam alkali dan mengurangi kesadahan air yang digunakan. Proses yang terjadi adalah
pertukaran antara kation Ca, Mg dan kation lain yang larut dalam air dengan kation dari resin. Resin yang digunakan zeolit.
Kebutuhan zeolit = 164,871 kg
Waktu regenerasi = 11,67 jam
Kebutuhan NaCl untuk meregenerasi zeolit = 59,996kghari
b. Penukar Anion Anion Exchanger Penukar anion berfungsi untuk menukar anion yang terdapat dalam air
dengan ion hidroksida dari resin. Resin yang digunakan adalah R-NH
2
. Kebutuhan R-NH
2
= 197,012 kg Waktu regenerasi
= 11,67 jam Kebutuhan NaOH untuk meregenerasi R-NH
2
= 91,854 lb
Deaerator
Deaerator berfungsi untuk memanaskan air yang keluar dari alat penukar ion
ion exchanger dan superheated steam bekas sebelum dikirim sebagai air umpan ketel. Pada deaerator ini, air dipanaskan hingga 90°C supaya gas-gas
yang terlarut dalam air, seperti O
2
dan CO
2
dapat dihilangkan, sebab gas-gas tersebut dapat menyebabkan korosi. Pemanasan dilakukan dengan
menggunakan koil pemanas di dalam deaerator.
7.2 Unit Pembangkit Steam