Report Of Samator Gas Kendal - Semarang - Indonesia 5w47c

LAPORAN PRAKTEK KERJA

UNIT PEMISAHAN UDARA PT. SAMATOR GAS KENDAL - JAWA TENGAH (Air Separation Unit PT. Samator Gas, Kendal – Central Java )

Diajukan sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan studi pada Program Studi Diploma III Teknik Kimia Program Diploma Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Semarang

Disusun oleh :

AGUS SUPRIYANTO NIM. L0C 008 008

PROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNIK KIMIA PROGRAM DIPLOMA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG 2011

HALAMAN PENGESAHAN

Nama

:

Agus Supriyanto

NIM

:

L0C 008 008

Program Studi

:

Program Studi Diploma III Teknik Kimia

Fakultas

:

Teknik

Universitas

:

Diponegoro

Dosen Pembimbing

:

Ir. Hj. Wahyuningsih. M.Si

Judul Laporan Praktek Kerja 

Bahasa Indonesia :

Unit Pemisahan Udara

PT.Samator Gas, Kendal-Jawa Tengah 

Bahasa Inggris

:

Air Separation Unit,

PT. Samator Gas, Kendal Central Java Laporan Praktek Kerja ini telah diperiksa dan disetujui pada : Hari

:

Tanggal

:

Semarang, Juli 2011 Dosen Pembimbing,

Ir. Hj. Wahyuningsih. M.Si 19540318 198603 2 001

INTISARI

PT. Samator, Kaliwungu, Kendal merupakan anak cabang dari Samator Group yang berpusat di Surabaya, Jawa Timur. PT Samator adalah suatu perusahaan yang memproduksi Oksigen, Nitrogen, dan Argon yang dibutuhkan oleh industri. Perusahaan ini didirikan pada tahun 1990 dengan nama PT. Indogas Raya Utama yang kemudian pada tahun 2004 diubah namanya menjadi PT. Samator. Unit LONA (Liquid Oxygen, Nitrogen dan Argon) PT. Samator, Kaliwungu, Kendal memproduksi oksigen, nitrogen dan argon dalam bentuk cair dan gas. Produk tersebut diperoleh dengan bahan baku udara bebas yang berasal dari sekitar pabrik. Dalam menjalankan produksi, PT. Samator, Kaliwungu, Kendal sangat memperhatikan keselamatan kerja antara lain dengan adanya kebijakan HSE (Health, Safety, and Environment). Proses pembuatan oksigen, nitrogen dan argon ini terdiri dari tiga tahap. Tahap pertama yaitu langkah persiapan bahan baku untuk menghilangkan impuritas yang ada pada udara umpan serta mengatur kondisi (suhu dan tekanan) udara umpan agar siap dipisahkan. Langkah kedua yaitu proses pembentukan produk yang didasarkan pada operasi pemisahan secara difusi dalam hal ini adalah distilasi bertingkat yang dijalankan pada suhu yang sangat rendah. Proses ini merupakan proses cryogenik yaitu proses dengan suhu operasi dibawah -100 0C. Langkah ketiga adalah pemurnian produk yang dihasilkan. Dalam memproduksi oksigen, nitrogen dan argon, Unit LONA PT. Samator menggunakan pesawat produksi yang berada dibawah lisensi Teisan, Jepang. Sedangkan utilitas yang digunakan berupa penyediaan air, listrik, refrigerant dan udara tekan. PT. Samator merupakan pabrik yang ramah lingkungan karena hampir tidak mengeluarkan limbah yang berbahaya bagi lingkungan. Untuk menjaga kualitas dari produk yang dihasilkan, maka di PT. Samator terdapat bagian Quality Control. Kapasitas produksi yang dihasilkan adalah untuk produk LOX (Liquid Oksigen) 2000 Nm3/jam dengan kemurnian 99,6 %. LIN (Liquid Nitrogen) 1000 Nm3/jam dengan kemurnian 99,999 % sedang LAR (Liquid Argon ) 60 Nm3/jam dengan kemurnian 99,999 %.

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat serta hidayah-Nya sehingga penyusun dapat menyelesaikan Laporan Kerja Praktek di Unit Pemisahan Udara PT. Samator Gas Cabang Kendal, Semarang – Jawa Tengah. Laporan kerja praktek ini disusun dan diajukan sebagai syarat mata kuliah untuk menyelesaikan studi di Program Studi Diploma III Teknik Kimia Universitas Diponegoro, Semarang. Penyusun memperoleh kesempatan Kerja Praktek di PT. Samator Gas Cabang Kendal, Semarang yang telah dilaksanakan pada tanggal 1-28 Februari 2011. Tugas dan laporan kerja praktek ini terwujud atas bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu pada kesempatan ini penyusun menyampaikan terima kasih sebesar-besarnya kepada : 1.

Bapak Ir. Edy Supriyo, MT. selaku ketua Jurusan DIII Teknik Kimia Universitas Diponegoro.

2.

Ibu Ir.Hj. Wahyuningsih, M.Si. selaku dosen pembimbing Laporan Kerja Praktek atas waktu dan bimbingannya.

3.

Ibu Ir. Margaretha Tuti Susanti, MP. Dan Bapak M. Endy Yulianto, ST. MT. selaku dosen wali kelas A 2008.

4.

Bapak Ir. Muhammad Rifa’i selaku Manager Produksi Unit Pemisahan Udara dan Hidrogen Plant PT. Samator Kendal sekaligus sebagai pembimbing lapangan pada kerja praktek ini.

5.

Bapak Zulfa selaku Supervisor Produksi Unit Pemisahan Udara dan Hidrogen PT. Samator, Kaliwungu Kendal.

6.

Bapak Anwar, ST selaku Supervisor Quality Control PT. Samator, Kaliwungu Kendal.

7.

Seluruh staff karyawan PT. Samator Kaliwungu Kendal yang telah memberikan pengarahan dan bimbingan dalam pelaksanaan Kerja Praktek.

8.

Teman-teman Bunga Sakura angkatan 2008 kelas A yang telah membantu dan memberikan semangat dalam penyusunan laporan Praktek Kerja ini.

9.

Semua pihak yang telah membantu dalam penyusunan laporan Kerja Praktek ini yang tidak dapat penyusun sebutkan satu persatu. Penyusun menyadari bahwa laporan kerja praktek ini masih jauh dari kata

sempurna, oleh karena itu saran dan kritik yang membangun senantiasa penyusun harapkan. Semoga laporan ini bermanfaat dan berguna bagi semua pihak, khususnya mahasiswa Teknik Kimia.

Semarang, 8 Juli 2011

Penyusun

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ..................................................................................... .i HALAMAN PENGESAHAN.........................………………………………..…ii INTISARI .................................................................................................. iii KATA PENGANTAR .................................................................................. iv DAFTAR ISI ............................................................................................... vi DAFTAR GAMBAR .................................................................................... x DAFTAR TABEL ........................................................................................ xi DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................. xiii BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Berdirinya Pabrik .................................................... .1 1.2 Gambaran Umum Pabrik ................................................................ .2 1.2.1 Bahan Baku dan Bahan Pembantu ........................................... .2 1.2.2. Produk Unit Air Separation Plant Liquid Oksigen, Nitrogen, Argon ......................................................................... .5 1.2.3 Unit-unit Dalam Pabrik...................................................................7 1.2.4 Organisasi Perusahaan ............................................................. 8 1.2.4.1 Struktur dan Job Diskripsi...................................................... 8 1.2.4.2 Fasilitas Penunjang ............................................................... 12 1.2.4.3 Jumlah dan Pendidikan Karyawan ........................................ 13 1.2.4.3 Keselamatan dan Kesehatan Kerja ....................................... 13 1.2.5 Lokasi Pabrik.............................................................................. 16 1.2.6 Sistem Pemasaran Hasil ............................................................ 17 1.2.7 Penambahan Limbah .................................................................... 18

1.3 Layout Pabrik ....................................................................................... 20 1.4 Layout Alat........................................................................................... 21 1.4.1 Cold Box ........................................................................................ 22 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Bahan Baku Dan Bahan Pembantu................................................. 24 2.1.1 Bahan Baku .............................................................................. 24 2.1.2 Bahan Pembantu ...................................................................... 28 2.2 Tinjauan Proses .............................................................................. 29 2.2.1 Proses Pemisahan Udara Secara Kriogenik Untuk Produksi Gas dan Nitrogen Cair ...................................... 32 2.2.2 Proses Pemisahan Udara Secara Kriogenik Untuk Produksi Gas dan Oksigen Cair ....................................... 33 2.2.3 Proses Pendinginan Dan Pencairan Udara ................................ 35 2.2.4 Proses Produksi Oksigen dan Nitrogen ...................................... 36 2.2.5 Jenis – Jenis Kolom Distilasi Pada Pemisahan Oksigen dan Nitrogen................................................................. 38 2.2.5.1 Kolom Tunggal Linde ............................................................. 38 2.2.5.2 Kolom Ganda Linde ............................................................... 40 2.2.5.3 Packed Tower ........................................................................ 42 BAB III DESKRIPSI PROSES 3.1 Persiapan Bahan .............................................................................. 45 3.1.1 Bahan Baku ................................................................................ 45 3.1.2 Bahan Pembantu ........................................................................ 45 3.2 Tahapan Proses................................................................................ 47 3.2.1 Langkah Persiapan Bahan Baku .............................................. 47

3.2.1.1 Penekanan dan Pemurnian .................................................. 47 3.2.1.2 Pendinginan ......................................................................... 51 3.2.2 Langkah Pembentukan Produk ................................................. 52 3.2.3 Langkah Pemunian Produk Argon ............................................. 55 3.2.4 Pengisian Produk ke Storage Tank, Lorry Tank Dan Tabung Produk .................................................................. 58 BAB IV SPESIFIKASI ALAT 4.1 Spesifikasi Alat................................................................................ 62 4.1.1

Unit Penyediaan Udara Umpan ............................................... 62

4.1.2

Unit Pendingin .......................................................................... 67

4.1.3

Unit Pemisahan Udara Umpan ................................................. 69

4.1.4

Unit Produksi Argon Murni........................................................ 76

4.2 Gambar dan Cara Kerja Pesawat Utama ......................................... 79 4.2.1 Unit Moleculer Sieve Adsorber (T-18 A/B) .................................. 79 4.2.2 High Pressure Column(K-50) ..................................................... 82 4.2.3 Lower Pressure Column(K-51) ................................................... 84 4.2.4 Air Exchanger ............................................................................ 87 BAB V NERACA MASSA DAN NERACA PANAS 5.1 Dasar Teori ........................................................................................ 92 5.1.1 Neraca Massa....................................................................................92 5.1.2 Neraca Panas....................................................................................94 5.2 Neraca Massa PT.Samator – Kendal ................................................. 101 5.3 Neraca Panas PT.Samator – Kendal....................................................109 BAB VI UTILITAS DAN PENGOLAHAN LIMBAH

6.1. Utilitas....................................................................................................118 6.1.1 Penyediaan Air..................................................................................118 6.1.1.1 Penyediaan Air Minum...............................................................119 6.1.1.2 Penyediaan Air Pendingin..........................................................120 6.1.1.3 Proses Pengolahan Air Pendingin .......................................... 122 6.1.2 Penyediaan Tenaga Listrik..............................................................127 6.1.3 Penyediaan Refrigerant ............................................................... 128 6.1.4 Penyediaan Udara Tekan...............................................................128 6.2 Pengolahan Limbah..............................................................................129 BAB VII LABORATORIUM 7.1. Analisa Bahan Baku......................................................................... 131 7.2 Analisa Bahan Setengah Jadi .......................................................... 132 7.3. Analisa Produk ................................................................................. 134 BAB VIII PENUTUP 8.1. Kesimpulan ..................................................................................... 138 8.2. Saran ............................................................................................. 139 DAFTAR PUSTAKA ……………………………………………………………140 LAMPIRAN……………………………………………………………………….141

DAFTAR GAMBAR Gambar 1. Struktur Organisasi Perusahaan ............................................ 10 Gambar 2. Struktur Organisasi Bagian Produksi ..................................... 11 Gambar 3. Lay Out Pabrik ...................................................................... 20 Gambar 4. Lay Out Alat Plant LONA ....................................................... 21 Gambar 5. Pemisahan Udara Kriogenik Untuk Produksi Nitrogen ........... 33 Gambar 6. Pemisahan Udara Kriogenik Untuk Produksi Oksigen ............ 35 Gambar 7. Sistem Linde Kolom Tunggal.....................................................39 Gambar 8. Sistem Linde Kolom Ganda.......................................................41 Gambar 9. Packed Tower.............................................................................43 Gambar 10. Diagram Alir Proses ..................................................................61 Gambar 11. Molecular Sieve Adsorber (T-18 A/B) .................................... 81 Gambar 12. High Pressure Column (K-50) ................................................ 83 Gambar 13. Low Pressure Column (K-51) ................................................. 86 Gambar 14. Air Exchanger ........................................................................ 88 Gambar 15. Blok Diagram Penyediaan Air Pendingin................................126 Gambar 16. Diagram Neraca Massa Over All.......................................167 Gambar 16. Diagram Neraca Panas Over All.......................................205

DAFTAR TABEL

Tabel 1. Komposisi Komponen Penyusun Udara ................................. ......2 Tabel 2.Kandungan Impuritas Dalam Udara Umpan ............................ ......3 Tabel 3. Sifat Fisik Komponen Udara................................................... ......3 Tabel 4. Komposisi Gas Kering Dalam Udara...............................................24 Tabel 5. Neraca Massa Kompresor Udara.. ......................................... ......101 Tabel 6. Neraca Massa High Level Freon .................................................. 101 Tabel 7. Neraca Massa Moleculer Sieve .................................................... 102 Tabel 8. Neraca Massa High Pressure Column ......................................... 102 Tabel 9. Neraca Massa Low pressure Column........................................... 103 Tabel 10. Neraca Massa Argon Column .................................................... 104 Tabel 11. Neraca Massa Deoxo Tower ...................................................... 105 Tabel 12. Neraca Massa Pure Argon Column ............................................ 105 Tabel 13. Neraca Massa Total ................................................................... 106 Tabel 14. Neraca Panas Kompresor Udara ............................................... 109 Tabel 15. Neraca Panas Reactivation Exchanger ...................................... 119 Tabel 16. Neraca Panas After Cooler ........................................................ 110 Tabel 17. Neraca Panas High Level Freon ................................................ 110 Tabel 18. Neraca Panas Air Exchanger ..................................................... 111 Tabel 19. Neraca Panas Sub Cooler.......................................................... 112 Tabel 20. Neraca Panas High Pressure Column ........................................ 113 Tabel 21. Neraca Panas Low Pressure Column ...................................…....113 Tabel 22. Neraca Panas Argon Column .......................................................115 Tabel 23. Neraca Panas Pure Argon Column...............................................116

Tabel 24. Neraca Panas Total.......................................................................117 Tabel 25. Syarat Kualitas Baku Air................................................................119 Tabel 26. Syarat Baku Air Mutu Air Pendingin ........................................... 121

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran Perhitungan Neraca Bahan Total ............................................... 141 Lampiran Perhitungan Neraca Panas Total ............................................... 168

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Didirikannya Pabrik PT Samator didirikan oleh Bapak Arief Harsono pada tanggal 22 Juli 1975 dengan membangun pabrik acetylen di Surabaya sebagai awal bergerak dalam bidang gas industri. Selain itu juga memproduksi karbondioksida (CO2) dan nitrogen (N2) dan pada tahun 1984 mengalami perkembangan dengan memproduksi oksigen (O2). Pada tahun 1988 PT Samator mendirikan kelompok usaha SAMATOR yang melakukan perluasan usaha baik dibidang gas industri, industri kimia, industri sepatu, properti, kosmetik dan plastik, lembaga keuangan dan perdagangan. Divisi gas industri SAMATOR Group yang telah berkembang selama lebih dari 25 tahun saat ini merupakan salah satu produsen gas industri yang terbesar di Indonesia yang memproduksi acetylen, oksigen cair dan gas, nitrogen cair dan gas, argon cair dan gas, karbondioksida cair dan gas, dry ice, hidrogen serta mixed gas. Industri ini berkembang ke Solo, Gresik, Padang, Kalimantan, Semarang, dan Jakarta dibawah naungan SAMATOR Group dan di daerah Semarang tepatnya di Kendal didirikan PT Indogas Raya Utama yang memproduksi oksigen, nitrogen dan argon dalam bentuk cair dan gas atau Liquid Oksigen, Nitrogen, dan Argon (LONA). PT Indogas Raya Utama didirikan pada tahun 1990 dan mulai beroperasi pada tahun 1992. Plant LONA PT Indogas Raya Utama mendapat lisensi mesin dari Teisan TK, Jepang. Pada tahun 1995 didirikan plant hidrogen (H2) dan mulai dioperasikan pada 6 bulan berikutnya

dengan proses electrolytic dari Toronto, Canada. Pada tahun 2004

PT

Indogas Raya Utama diubah namanya menjadi PT Samator. 1.2 Gambaran Umum Pabrik 1.2.1 Bahan Baku dan Bahan Pembantu Bahan baku yang digunakan PT Samator untuk plant LONA adalah udara bebas yang diambil dari udara sekitar pabrik, dengan spesifikasi bahan baku sebagai berikut :  Wujud

: gas

 Kenampakan : tidak berwarna  Komposisi rata-rata penyusunnya adalah sebagai berikut : Tabel 1. Komposisi Komponen Penyusun Udara Komponen % volume % berat Nitrogen (N2)

78,11000

75,47000

Oksigen (O2)

20,92700

23,20000

Argon (Ar)

0,93000

1,28000

Karbondioksida (CO2)

0,03000

0,00046

Hidrogen (H2)

0,00010

0,00001

Neon (Ne)

0,00180

0,00120

Helium (He)

0,00050

0,00007

Kripton (Kr)

0,00010

0,00030

Xenon (Xe)

0,00001

0,00004

Impuritas

0,00049

0,04792

(Reff. Manual Instruction of Plant)

Batas maksimal impuritas untuk kelancaran proses produksi pada PT. Samator Gas adalah sebagai berikut: Tabel 2 Kandungan Impuritas dalam Udara Umpan yang Berpengaruh pada Proses Produksi Impuritas Batas maksimal Debu

1 mg / Nm3

H2O

2 ppm

CO2

2 ppm (Reff. Manual Instruction of Plant)

Sifat-sifat fisis komponen udara dapat dilihat pada tabel 3 : Tabel 3 Sifat-sifat Fisis Komponen Udara Sifat fisis Udara O2 N2

Ar

BM

28,96

32

28,06

39,944

Densitas gas, kg/ m3

1,2928

1,4292

1,2505

1,7828

Volume jenis, m3 /kg

0,773

0,700

0,799

0,56

TD/cair, 0C

-193

-182,97

-195,81

-185,9

-140,7

-118,8

147,10

-122,4

Pc, atm

37,2

49,7

33,5

48,0

c, kg/m3

0,31

0,43

0,311

0,531

Tc, 0C

(Reff. Manual Instruction of Plant) Sedangkan bahan pembantu yang digunakan di unit LONA antara lain : a. Alumina gel Alumina gel digunakan sebagai pengering gas. Macam-macam gas yang dapat dikeringkan : Udara, argon, helium, hydrogen, metana, etana, propane, asetilen, dan uap air. Spesifikasinya adalah sebagai berikut :  Wujud

: padat

 Bentuk

: kristal porous

 Surface area

: 360 m2 / gr

 Spesific heat

: 0,24 Cal / gr0C

 Bulk density

: 50 lb / ft3

 Reactivation temperatur

: 300 – 600 0F

b. Molekular sieve Merupakan zeolit buatan dengan pori-pori yang sangat kecil, digunakan sebagai adsorber CO2 (menyerap CO2 agar tidak terbentuk dry ice di pipa atau exchanger yang menyebabkan penyumbatan). Tipe molecular sieve yang terdapat di pasaran antara lain : 3A (potassium), 4A (sodium), 8A/10X (kalsium), serta 9A/13X (sodium), yang masing-masing memiliki fungsi serta ukuran yang berbeda. c. Gas Hidrogen Gas Hidrogen ini digunakan sebagai pengikat Oksigen pada proses pemurnian gas Argon. (Sumber: Manual Instruction of Plant) 1.2.2 Produk unit Air Separation Plant Liquid Oksigen, Nitrogen, Argon a. Gas Oksigen 

Wujud

: gas



Kenampakan

: tidak berbau, tidak berwarna, tidak berasa



Tekanan

: 150 kg / cm2g



Kemurnian

: 99,1 %

b. Oksigen Cair 

Wujud

: cair



Kenampakan

: tidak berbau, tidak berasa, tidak berwarna



Tekanan

: 4,8 kg / cm2g



Suhu

: - 183 0C



Kemurnian

: 99,6 %



Impuritas

: Nitrogen dan argon 0,4 %

c. Gas Nitrogen 

Wujud

: gas



Kenampakan




Tekanan

: 150 kg / cm2g



Standart

: Ultra High Purity max 3 ppm O2, 3 ppm H2O High Purity max 6 ppm O2, 5 ppm H2 Industrial grade max 10 ppm O2

d. Nitrogen cair

e.



Wujud

: cair



Kenampakan




Tekanan

: 5,1 kg / cm2g



Suhu

: -191 0C



Kemurnian

: 99,999 %



Impuritas

: oksigen 1 ppm

Argon cair 

Wujud

: cair



Kenampakan




Tekanan

: 2,7 kg / cm2g



Suhu

: -185 0C



Kemurnian

: 99,999 %



f.

Impuritas

: oksigen 1 ppm dan nitrogen 1 ppm

Argon gas 

Wujud

: gas



Tekanan

: 150 kg / cm2g



Standart


1.2.3 Unit-unit dalam pabrik Unit-unit yang ada di PT. Samator adalah 1. Unit LONA Unit ini memproduksi liquid oksigen, nitrogen, dan argon dengan menggunakan bahan baku dari udara atmosfir. Kapasitas produksi dari liquid oksigen adalah 2000 Nm3/jam, liquid argon 60 Nm3/jam, serta liquid nitrogen 1000 Nm3/jam. Prinsip pemisahan udara berdasarkan adanya beda fase yang disebabkan titik didihnya pada tekanan atmosfir. 2. Unit Utilitas Adalah unit yang menyediakan bahan penunjang untuk kegiatan dan operasi produksi yang meliputi : a. Penyediaan air minum, air pendingin b. Penyediaan listrik c. Penyediaan refrigerant d. Penyediaan gas untuk instrumen

3. Unit Laboratorium Unit laboratorium bertujuan untuk mendapatkan hasil produksi yang beragam, waktu yang seoptimal mungkin sehingga dapat menekan biaya produksi, juga pada produksi ini dilakukan analisa proses produksi, hasil produksi dan penunjang hasil produksi. 1.2.4 Organisasi Perusahaan 1.2.4.1 Struktur dan Job Diskripsi Organisasi

dan

operasional

PT

Samator

dalam

usaha

menata

manajemen perusahaan dan mengatur kebijakan diawasi dan dikendalikan secara langsung oleh General Manager dan menggunakan sistem garis, dimana pertanggungjawaban berjalan dari bawah ke atas dan kebijakan dari atas ke bawah. Kebijakan dilaksanakan oleh General Manager yang dibantu oleh beberapa manager bagian yaitu : 

Manager Akuntansi / keuangan



Manager Umum / personalia



Manager Produksi



Manager Penjualan Para manager melaksanakan tugasnya dengan membawahi para

supervisor. Supervisor ini bertugas mengkoordinir kerja para operator sesuai dengan bidangnya masing-masing. Dalam mempertanggungjawabkan bidang keuangan, manager keuangan secara periodik menyampaikan laporan bulanan kepada direksi tentang neraca bulanan, mutasi kas, bank bulanan, laporan penjualan serta laporan lain yang diminta direksi.

Secara lengkap struktur organisasi PT Samator dapat dilihat pada gambar 1 sedangkan struktur organisasi bagian produksi dapat dilihat pada gambar 2. Tugas dan wewenang dari kepala cabang dan manager adalah : 1. Kepala Cabang (General Manager) Memimpin

aktivitas-aktivitas

produksi,

penjualan

umum,

personalia/

istrasi, akuntansi, termasuk didalamnya memberikan bimbingan, mengkoordinasi dan melakukan pengawasan sesuai dengan kebijaksanaan yang telah diterapkan. 2. Manager Akuntansi / keuangan Membantu kepala cabang dalam mengatur, mencatat, mengawasi keuangan perusahaan sekaligus membuat anggaran belanja perusahaan serta mengadakan analisa dan pengawasan terhadap pelaksanaan anggaran yang telah ditetapkan.

Gambar 2 Struktur Organisasi Bagian Produksi PT Samator (Sumber: Instruksi Kerja Yanaco PES 1000,2008) 3. Manajer Umum/ Personalia Memikirkan, merumuskan, mengelola personalia dan rumah tangga serta melaksanakan kebijakan dalam bidang pembelanjaan, pembiayaan, rencana anggaran, pembukuan dan kesejahteraan pegawai sesuai dengan ketetapan direksi. 4. Manager Produksi Membantu kepala cabang dalam memikirkan dan merumuskan dalam bidang teknik atau produksi serta melaksanakan kebijakan tersebut.

5. Manager Penjualan Membantu kepala cabang dalam memikirkan, merumuskan, menganalisa dan melaksanakan kebijaksanaan perusahaan dalam bidang penjualan hasil produksi dan barang dagangan. 1.2.4.2 Fasilitas Penunjang Selain memberikan gaji, PT. Samator juga memberikan fasilitas-fasilitas untuk kesejahteraan karyawannya, yaitu : 1. Asuransi tenaga kerja 2. Seragam bagi karyawan 3. Koperasi karyawan 4. Pengobatan 5. Kantin makan karyawan 6. Tempat ibadah atau mushola 7. Tunjangan perkawinan 8. Tunjangan Hari Raya 9. Tunjangan hari tua 10. Tunjangan kematian 1.2.4.3 Jumlah dan Pendidikan Karyawan Jumlah karyawan PT. Samator adalah 131 orang yang terdiri dari : - Bagian Pemasaran

: 46 orang

- Bagian Produksi

: 41 orang

- Bagian Akuntansi dan keuangan

: 15 orang

- Bagian Personalia dan Umum

: 29 orang

Sedangkan untuk pembagian jam kerja karyawan PT. Samator terbagi dalam dua bagian yaitu karyawan shift dan karyawan staff.

Karyawan shift dibagi menjadi tiga yaitu : Shift A

: jam 07.00 – 15.00 WIB

Shift B

: jam 15.00 – 23.00 WIB

Shift C

: jam 23.00 – 07.00 WIB

Pergantian shift dilakukan tiap 2 hari sekali dengan 2 kali hari libur. Karyawan staff : - Hari Senin – Jum’at : jam 08.00 – 16.00 WIB - Hari Sabtu

: Jam 08.00 – 14.00 WIB

- Hari Minggu

: libur

1.2.4.4 Keselamatan dan Kesehatan Kerja Kebijakan Keselamatan dan Kesehatan Kerja serta Perlindungan Lingkungan. Kebijakan PT Samator adalah seluruh kegiatan operasinya dengan mengutamakan perlindungan terhadap lingkungan hidup dan keselamatan serta kesehatan kerja karyawan, pelanggan dan masyarakat umum. Peraturan-peraturan yang berkenaan dengan keselamatan kerja dalam hal ini di PT. Samator berdasarkan atas : -

PP No. 11 tahun 1979 pasal 36

-

UU No. 1 tahun 1970 Bab III pasal 3 dan 4

Tujuan Keselamatan Kerja :  Menjamin tiap pekerja atas hak dan keselamatannya dalam melaksanakan tugas untuk kesejahteraan hidupnya, meningkatkan hasil produksi.  Menjamin keselamatan orang yang ada di lokasi kerja  Menjamin agar sumber produksi dapat dipelihara dengan baik dan dapat digunakan secara efisien.

 Menjamin agar proses produksi dapat berjalan dengan lancar tanpa hambatan apapun. Untuk mewujudkan hal tersebut, PT Samator memusatkan keselamatan kerja sebagai berikut : 1. Perlindungan badan dan kepala -

coverall (pakaian kerja)

-

topi pengaman

-

kaos tangan

2. Perlindungan mata Pelindung mata menggunakan lensa photocromics 3. Perlindungan kaki Menggunakan sepatu boot laras tinggi 4. Perlindungan alat pendengaran Penyumbat telinga Selain hal tersebut diatas PT Samator menerapkan kebijakan Health, Safety and Environment (HSE) yang menyatakan bahwa Samator Group taat dan tunduk terhadap peraturan perundangan yang berkaitan dengan HSE dimanapun Samator Group beroperasi. Tujuan dari Samator Group yang berkenaan dengan penerapan kebijakan HSE adalah sebagai berikut :  Memperbaiki kepedulian terhadap kesehatan, keselamatan kerja dan lingkungan dimanapun Samator Group beroperasi.  Mengurangi limbah, menghemat energi dan mencari peluang untuk senantiasa memperbaikinya secara terus-menerus. Beberapa hal yang dilakukan untuk mencapai tujuan di atas adalah :

 Membuat dan memelihara plant, equipment dan sistem kerja yang aman.  Membuat program untuk memastikan keselamatan kerja dan potensi bahaya yang berkaitan dengan seluruh proses produksi yang terkendali.  Memelihara tempat kerja dalam kondisi yang aman tanpa adanya bahaya terhadap kesehatan, keselamatan dan lingkungan.  Menyediakan alat pelindung diri yang sesuai berkaitan dengan aspek keselamatan dan kesehatan kepada karyawan dan pengunjung.  Selalu melakukan pembaharuan dan sosialisasi terhadap kebijakan HSE yang terbaru.  Kebijakan kebersihan lingkungan (housekeeping) adalah bagian yang tidak terpisahkan dari kebijakan HSE dan senantiasa memastikan kebersihan lingkungan yang baik untuk menghindari kecelakaan yang besar.  Bersihkan segala tumpahan, ceceran secepatnya sesuai dengan prosedur yang berlaku untuk menghindari terjadinya potensi bahaya yang lebih besar berkaitan dengan HSE. Selalu mematikan tutup (turn off) gas, air, listrik, pipa gas dan bahan kimia apabila tidak dipergunakan.  Sistem penghargaan dan hukuman berkaitan dengan HSE tertulis dalam peraturan perusahaan untuk memastikan bahwa kebijakan ini dilaksanakan dengan baik. 1.2.5 Lokasi Pabrik PT Samator berlokasi di Jalan Kaliwungu Kendal Km. 19 Desa Nolokerto, Kecamatan Kaliwungu, Kendal, Propinsi Jawa Tengah. Dari segi geografis dan ekonomis, lokasi tersebut cukup strategis karena ada beberapa faktor yang mendukung, yaitu :

a. Lokasi Kendal memiliki potensi sangat besar untuk berkembang dalam bidang industri karena letaknya dekat dengan Semarang yang merupakan pusat industri dan perekonomian di Jawa Tengah, sehingga dalam kegiatannya dibidang pemasaran produk, PT Samator tidak mengalami kesulitan. b. Bahan Baku Udara yang merupakan bahan baku utama PT Samator diperoleh dari sekitar pabrik yang kondisinya masih bersih dan bebas dari polutan karena berdekatan dengan kawasan hutan buatan yang asri. c. Transportasi Pabrik terletak di tepi jalan raya utama Semarang-Kendal (jalur pantura) sehingga mudah untuk mendistribusikan produk dan mendatangkan bahan pembantu. d. Pemasaran Adanya konsumen besar di sekitar PT Samator yang membutuhkan gas industri seperti pabrik Polysindo, Tensindo, industri baja, bahan makanan, karoseri, bengkel dan rumah sakit. 1.2.6 Sistem Pemasaran Hasil Sistem pemasaran produksi PT Samator meliputi 2 cara,yaitu : 1. Distribusi secara langsung Sistem ini menjual produk secara langsung kepada konsumen dengan sasarannya adalah perusahaan besar. Contohnya adalah Polysindo sebagai konsumen langsung dengan N2. Keuntungan dari sistem ini adalah harga

lebih murah dan supplay lebih terjamin untuk konsumen, sedangkan bagi pabrik adalah mendapatkan pelanggan tetap. 2. Distribusi tak langsung Cara yang dilakukan adalah dangan mendirikan depot-depot yang bertujuan untuk menjamin kecepatan pengiriman dan pemantauan pemasaran dan unit pengisian, bertujuan untuk menghemat biaya angkut, meningkatkan volume pembotolan serta agar lebih dekat dengan daerah pemasaran. 1.2.7 Penanganan Limbah a. Limbah Gas Limbah gas ini berbentuk waste gas, namun waste gas ini tidak mengandung senyawa yang membahayakan. Komponen utama dalam waste gas adalah nitrogen. Waste gas yang terbentuk pada bagian puncak kolom destilasi tekanan rendah ini dipanaskan dalam air exchanger (E-20) dan digunakan untuk regenerasi dalam molecular sieve unit pada proses heating setelah mengalami

pemanasan

sehingga

temperaturnya

mencapai

100

0

C.

Selanjutnya waste gas ini digunakan untuk menguapkan H2O dan CO2 yang terdapat pada molecular sieve tower. Sisa dari waste gas dibuang melalui stack / silencer. Stack ini berupa cerobong yang didesain tinggi agar waste gas yang banyak mengandung nitrogen ini tidak mengganggu lingkungan. b. Limbah cair -

Limbah cair ini berasal dari air buangan dari unit pemurnian pada Plant LONA. Air buangan ini tidak mengandung mineral sehingga disebut juga air demin. Air demin ini didinginkan dengan udara atmosfer dan jika telah mencapai suhu kamar maka air ini bisa langsung dipompakan ke unit

pembuatan gas hidrogen dan digunakan sebagai bahan baku pembuatan gas hidrogen secara elektrolisa. -

Limbah cair dari blowdown cooling tower yang memiliki kandungan mineral yang sama dengan air bawah tanah, sehingga bisa langsung dibuang ke saluran pembuangan.

c. Limbah padat Limbah padat rumah tangga seperti sisa aktifitas kantin (bahan organik) dibuang ke tempat pembuangan umum.

1.3 Layout Pabrik

U

Skala 1:1000 Gambar 3 Layout Pabrik PT Samator Kendal

1.4 Layout Alat Gambar 4

U

Skala 1:750 Layout Alat pada Plant LONA PT Samator Kendal Keterangan gambar: 1. Air Filter (E-1) 2. Air Kompresor (E-5; E-6; E-7) 3. Reactivation Exchanger (E-8) 4. After Cooler (E-3) 5. High Level Freon Cooler (E-

11. Argon Dryer (E-33; E-34) 12. Low Level Freon Cooler (E4) 13. Turbin Expansi (E-26) 14. Cooling Tower (E-19; E-38; E-39)

2)

15. Moleculer Sieve Unit (E-41; E-40)

6. Water Separator (E-9) 7. Sunction Snubber (E-10; E12; E-13)

16. Vaporizer (E-42; E-43; E-44; E-45) 17. Tangki Liquid Oksigen (E-31; E-32)

8. Air Cooler (E-20) 9. Dust Filter (E-21)

18. Tangki Liquid Nitrogen (E27; E-30)

10. Deoxo Tower (E-22)

19. Tangki Liquid Argon (E-35; E-36) 20. Cold Box 1.4.1 Cold Box Cold box merupakan menara isolasi tertutup yang digunakan untuk mepertahankan temperatur dingin. Untuk mempertahankan temperatur tersebut pada dinding cold box diberi perlit. Perlit merupakan serbuk kaca yg

sangat

lembut

dan

sangat

ringan

sebagai

isolator

untuk

mempertahankan suhu agar tetap terjaga. Cold box di PT Samator memiliki ketinggian 35 meter yang berguna untuk menaruh alat – alat yang sangat reaktif terhadap panas, api, dan cahaya. Alat – alat yang berada pada cold box antara lain: 1. Air exchanger (E-20) 2. High Pressure Colomn (K-50) 3. Low Pressure Colomn (K-51) 4. Main Condensor (E-70) 5. Subcooler Rich Liquid (E-81)

6. Subcooler Reflux Nitrogen (E-82) 7. Subcooler Reflux Nitrogen Murni (E-83) 8. Subcooler Product Liquid Nitrogen (E-85) 9. Subcooler Product Liquid Oksigen (E-84) 10. Filter Liquid Oksigen (T-96) 11. Oksigen Separator (B-51) 12. Argon Colomn (K-55) 13. Argon Condensor (E-75) 14. Recycle Exchanger (E-32) 15. Argon Reboiler (E-66) 16. Pure Argon Colomn (K-56)

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Bahan Baku dan Bahan Pembantu 2.1.1 Bahan Baku Bahan baku pada Unit Pemisahan Udara ini adalah udara bebas dari lingkungan sekitar pabrik. Udara adalah campuran dari berbagai macam gas, antara lain adalah Nitrogen, Oksigen, Argon dan berbagai macam gas lainnya dalam jumlah kecil. Udara yang digunakan adalah udara yang telah dihilangkan kandungan uap airnya atau disebut udara kering. Komponen-komponen gas penyusun udara kering disajikan dalam tabel berikut ini :

Tabel 4. Komposisi gas kering dalam udara Komponen Udara No. % Volume Kering 1.

Nitrogen (N2)

78,0840000

2.

Oksigen (O2)

20,9460000

3.

Argon (Ar)

0,9340000

4.

Hidrogen (H2)

0,0000500

5.

Neon (Ne)

0,0019210

6.

Helium (He)

0,0005239

7.

Kripton (Kr)

0,0001139

8.

Xenon (Xe)

0,0000087

9.

Karbondioksida (CO2)

0,0200400

10.

Debu dan kotoran

0,0133425

Jumlah

100,0000000

(George T.Austin,1996) Udara kering ini memiliki berat molekul 28,97 gr/mol. Komponen utama penyusun udara adalah gas Nitrogen dan Oksigen. Gas ini memiliki kadar tertinggi dalam udara. Berikut ini adalah sifat-sifat komponen penyusun udara : a. Nitrogen Sifat fisis :  Tidak berwarna dan berbau.  Berat molekul 28,0134 gr/mol.  Specific Gravity (21,11°C ; 1 atm) 0,9669.  Pada kondisi STP (standar) : -

Densitas (ρ) gas

: 1,2505 kg/m3

- Temperatur titik tripel : -210,002°C - Tekanan

: 0,1253 bar

- Panas laten

: 6,15 kcal/kg

 Pada tekanan 1 atm : - Titik didih

: -195,003°C

- Panas laten

: 47,459 kcal/kg

- Densitas (ρ) cair

: 808,607 kg/m3

- Densitas (ρ) gas

: 4,475 kg/m3 (Wolfgang Gerhartz, 1991)

 Pada kondisi kritis : - Suhu kritis

: -146,9°C

- Tekanan kritis

: 3,909 bar

- Densitas (ρ)

: 314,03 kg/m3

Sifat kimia :  Merupakan gas inert.  Tidak mudah terbakar. (Perry, 1984) b. Oksigen Sifat fisis :  Tidak berwarna dan berbau.  Tidak beracun.  Berat molekul 31,9988 gr/mol.  Specific Gravity (21,11°C ; 1 atm) 1,1053.  Pada kondisi STP (standar) : -

Densitas (ρ) gas

: 1,4289 kg/m3


: 0,00152 bar

- Panas laten

: 3,322 kcal/kg


: -182,97°C

- Panas laten

: 50,879 kcal/kg


: 1141 kg/m3

- Densitas (ρ) gas



: -118,574°C

- Tekanan kritis

: 50,43 bar

- Densitas (ρ)

: 436,1 kg/m3

Sifat kimia :  Merupakan gas yang tidak dapat terbakar dengan sendirinya.  Bersifat oksidator.  Mempercepat proses pembakaran.  Sedikit larut dalam air. (Perry, 1984) c. Argon Sifat fisis :  Tidak berwarna dan berbau.  Berat molekul 39,948 gr/mol.  Specific Gravity (21,11°C ; 1 atm) 1,395.  Pada kondisi STP (standar) : -

Densitas (ρ) gas

: 1,7836 kg/m3


: 0,687 bar

- Panas laten

: 7,03 kcal/kg


: -185,86°C

- Panas laten

: 38,409 kcal/kg


: 1392,8 kg/m3

- Densitas (ρ) gas



: -122,29°C

- Tekanan kritis

: 48,9 bar

- Densitas (ρ)

: 537,7 kg/m3

Sifat kimia :  Merupakan gas inert.  Tidak mudah terbakar. (Perry, 1984) 2.1.2 Bahan Pembantu Bahan pembantu yang digunakan adalah : a. Molecular Sieve Molecular Sieve (MS) digunakan sebagai filter pada udara proses. Molecular Sieve ini ditempatkan didalam MS Adsorber. Molecular Sieve terdiri dari berbagai macam komponen seperti Silicon Oxide, Sodium Oxide, Aluminium Oxide (non fibrous) dan Magnesium Oxide. Molecular Sieve ini berfungsi sebagai penyaring molekul air dan Karbon Dioksida. Molecular Sieve memiliki pori-pori yang besar kecilnya dapat dibuat sesuai dengan zat apa yang akan diserap. Molekul gas/udara yang lebih besar dari pori-pori Molecular Sieve akan tertahan. Penyerapan tidak hanya dengan pori-pori, tetapi juga dengan gaya tarik molekul. Molekul polar dapat ditarik dengan mudah sehingga tidak dapat lolos. Sehingga Molecular Sieve hanya dapat dilewati oleh molekul gas Oksigen, Nitrogen dan Argon. Sedangkan air dan Karbon Dioksida yang memiliki molekul yang lebih besar akan tertahan. Molecular Sieve ini tidak hanya digunakan untuk menyerap air dan Karbon Dioksida tetapi juga impuritas udara lainnya.

b. Alumina Gel (Al2O3) Pada bagian dasar MS Adsorber terdapat lapisan tambahan Alumina Gel. Alumina Gel ini berfungsi menyerap air yang masih dapat lolos dari Molecular Sieve. c. Minyak Pelumas Pelumas yang digunakan adalah jenis ISO-46 dan ISO-36 dan Zerice S68. Pelumas ini digunakan pada mesin-mesin Air Compressor, Expansion Turbine dan Recycle Compressor. Pelumas ini disirkulasikan ke tiap mesin dengan bantuan pompa oli pada tiap mesin. d. Gas Hidrogen Gas Hidrogen ini digunakan sebagai pengikat Oksigen pada proses pemurnian gas Argon.

(H.C. Van Ness,1984) 2.2 Tinjauan Proses

Gas Industri memiliki peran dan fungsi penting dalam dunia industri, diantaranya digunakan sebagai bahan baku proses seperti oksigen, nitrogen, argon dan gas-gas lainnya. Selain itu juga dibutuhkan di hampir seluruh industri seperti pengerjaan logam, metalurgi, industri kimia dan petrokimia, industri elektronik, kesehatan dan farmasi, industri makanan dan minuman, pengolahan air, pengolahan limbah, agribisnis dan lain sebagainya. Nitrogen merupakan komponen penyusun udara terbesar. Gas ini merupakan gas inert yang serba guna, contohnya digunakan untuk mempertahankan rasa makanan kemasan karena dapat mencegah reaksi

kimia yang lain. Selain itu digunakan juga dalam industri sebagai bahan baku atau sebagai gas inert untuk mencegah reaksi kimia. Beberapa gas sangat berguna dalam kesehatan, contohnya seperti oksigen. Selain berperan penting dalam kelangsungan hidup mahluk hidup, oksigen juga banyak digunakan dalam industri baja dan logam. Selain itu argon yang memiliki titik didih dan kelarutan yang hampir mirip dengan oksigen juga banyak digunakan dalam industri. Gas yang sangat inert ini banyak digunakan dalam industri elektronik sebagai pengisi bola lampu. Di lain pihak dengan berkembangnya industri modern, timbul pula suatu bidang baru dalam ilmu keteknikan, yaitu Kriogenika (Cryogenics) yang berasal dari Yunani yang berarti membuat dingin. Istilah ini mempunyai cakupan yang luas yang menyangkut pembuatan suhu yang sangat dingin di bawah -1000C misal hidrogen cair (-2530C), helium cair (2690C). Proses pembuatan oksigen, nitrogen dapat dibuat pada suhu rendah yaitu dibawah -1000C maka disebut proses Cryogenik (Kriogenik). Proses ini ditemukan oleh Carl von Linde pada tahun 1895 yang pada prinsipnya adalah dengan memurnikan udara bebas. Udara bebas atau udara atmosfer sebagai bahan baku harus dihilangkan pengotor-pengotornya supaya tidak mengganggu dalam proses selanjutnya. Pengotor itu antara lain debu, CO2, H2O dan hidrokarbon.

Cara menghilangkan pengotor-pengotor itu antara lain : 1. Cara mekanik, yaitu dengan menggunakan filter udara misalnya bag filter dengan bahan polimer 2. Cara kimia, yaitu dengan melewatkan udara pada NaOH sehingga CO2 terikat menjadi NaCO3. 3. Cara

adsorbsi,

yaitu

menggunakan

adsorber,

missal

menggunakan alumina gel untuk menyerap uap air dan molecular sieve untuk meyerap CO2. Proses Pemisahan Udara secara Kriogenik terdiri dari tiga langkah, yaitu : 1. Purifikasi udara yang masuk untuk menghilangkan partikel-partikel karbondioksida dan air. 2. Refrigerasi dan ekonomisasi dari nilai refrigerasi yang terkandung pada aliran produk dan waste. 3. Pemisahan dengan proses destilasi. Suhu kriogenik atau dingin lanjut (super cold) menyebabkan terjadinya perubahan fundamental dalam sifat-sifat beban bahan tinggi. Dalam bidang kimia, kriogenik terutama diterapkan pada pembuatan nitrogen untuk produksi ammonia, di dalam metalurgi dengan penggunaan oksigen dapat mempercepat (sebanyak 25 persen atau lebih), pembuatan baja dalam tanur terbuka (open hearth), converter dan bahkan dalam tanur tinggi dalam pembuatan besi corkasir. Suhu rendah Kriogenika, sudah sejak lama diterapkan prinsip fundamental dan akhir-akhir ini diterapkan dalam hal:

a. Kompresi uap dan likuidasi jika suhunya dibawah suhu kritis. b. Pertukaran kalor di dalam penukar kalor seperti pipa ganda, refrigerasi. c. Pendinginan gas kompresi dengan memaksa gas itu melakukan kerja di dalam mesin ekspansi atau turbin. d. Pemisahan gas menurut perbedaan tekanan uap pada titik didih campuran cair. e. Penyingkiran

kontaminan

(pengotor)

dengan

adsorbsi,

pembekuan di permukaan, pembekuan diiringi filtrasi zat cair Kriogenik dan mencucinya dengan zat cair yang semestinya. ( George T.Austin, 1996) 2.2.1 Pemisahan Udara Secara Kriogenik Untuk Produksi Gas dan NitrogenCair Udara dikompresi pada sebuah kompresor kemudian didinginkan dengan air dan air dingin pada down steam cooler, untuk menghilangkan air dengan kondensasi. Sesudah udara masuk condensate collector, lalu menuju zeolite adsorber , dimana uap air, karbondioksida, dan pengotor lain dihilangkan. Unit ini secara periodik mengalami pergantian adsorber menjadi regenerasi atau sebaliknya. Dalam heat exchanger, udara didinginkan secara lawan arah dengan produk gas nitrogen, gas residu dan sebagian dicairkan, kemudian masuk ke kolom rektifikasi dengan tekanan operasi 6,12 – 10,2 kg/cm2 ( 5,9 – 9,8 atm ). Produk bawah oksigen cair didinginkan dengan gas hasil residu pada subcooler dan umpan masuk menuju bagian low pressure dari kondensor pada bagian atas kolom rektifikasi.

Residual gas meninggalkan kondensor, kemudian masuk dalam ekspansi . Dengan kandungan 3 ppm O2 pervolume, produk nitrogen mengandung argon (tergantung kandungan yang ada dalam udara umpan), hidrogen, dan karbon monoksida. Konsumsi energi dari pemisahan udara untuk memproduksi gas nitrogen dari 0,15 Kwh/m3N2 (kapasitas 10.000 m3/jam) sampai 0,30 Kwh/m3 N2 (1500 m3/jam). Diagram alir dari Pemisahan Udara secara Kriogenik ini diperlihatkan pada gambar 5pemisahan udara ini cocok untuk memproduksi gas maupun nitrogen cair dengan mollecular sieve untuk menghilangkan air dan karbon dioksida. ( Wolfgang Gerhartz, 1991)

Gambar 5.Pemisahan Udara Secara Kriogenik Untuk Produksi Nitrogen (Wolfgang Gerhartz, 1991)

2.2.2 Pemisahan Udara Secara Kriogenik Untuk Produksi Gas dan Oksigen Cair Udara setelah difilter, kemudian dikompresi sekitar 612 – 714 kg/cm2 (592,45 – 691,19 atm), lalu didinginkan dan kontak langsung dengan water wash tower dan masuk plate fin dari reverse heat exchanger, di mana akan didinginkan lebih lanjut secara lawan arah untuk oksigen produk dan waste nitrogen. Karbon dioksida dan uap air dihilangkan dari udara dengan kondensasi pada heat exchanger ini. Beberapa menit, sebagian udara masuk dan waste nitrogen direverse agar deposit pengotor dapat dibuang dari heat exchanger. Keadaan plant dikonstruksi bersama unit adsorbsi mollecular sieve pada tempat reversing heat exchanger. Sesudah karbon dioksida dan uap air dihilangkan oleh mollecular sieve, kemudian didinginkan oleh waste gas yang dingin dalam heat exchanger secara lawan arah. Sebagian udara yang didinginkan dikembalikan melalui cold end dari heat exchanger sebelum diekspansi pada 0,13 kg/cm2 (0,12 atm) dalam turbin, kemudian masuk pada bagian atas low pressure coloumn rectifier . Sebagian udara masuk bagian bawah high pressure coloumn pada tekanan 0,51 – 60,612 kg/cm2 (0,49-58-67 atm) di mana disini akan dipisahkan menjadi gas nitrogen pada puncak dan oksigen cair yang diperkaya (38% O2) pada bottom. Gas nitrogen dikondensasi oleh liquid nitrogen dalam kondensor – reboiler . Bagian dari liquid nitrogen ini dikembalikan sebagai refluk pada tower coloumn, dan sebagian diekspansi masuk ke puncak kolom atas sebagai refluk liquid. Rich liquid dari kolom bawah diekspansi sebagai umpan dalam kolom atas pada heat exchanger untuk mengurangi sejumlah vaporasi liquid pada ekspansi.

Langkah untuk memproduksi gas ataupun oksigen cair ini diperlihatkan pada gambar 6. Pada kolom atas umpan dipisahkan menjadi oksigen murni (99,6%) pada bottom dan waste gas nitrogen dengan 1 – 2% oksigen pada puncak. Adsorber

terdiri dari silica gel untuk menghilangkan kandungan

hidrokarbon pada liquid oksigen di kondensor – reboiler dan pada rich liquid juga memastikan bahwa konsentrasi hidrokarbon yang berbahaya tidak terakumulasi pada proses ini. ( Wolfgang Gerhartz, 1991)

Gambar 6. Pemisahan Udara Secara Kriogenik Untuk Produksi Oksigen Keterangan gambar : 1. Water Wash Tower 2. Reserve Heat Exchanger 3. Turbin Ekspansi 4. Kolom Rektifikasi Ganda 5. Kondensor – Reboiler 6. Heat Exchanger

7. Adsorber 8. Kompresor 9. Filter (Wolfgang Gerhartz, 1991)

2.2.3 Proses Pendinginan dan Pencairan Udara Pencairan dihasilkan apabila gas didinginkan pada temperatur tertentu dan terjadi keseimbangan dua fase antara fase cair dan fase uap. Pendinginan ini dapat dilakukan dengan beberapa cara, yaitu : 1. Dengan perpindahan panas pada tekanan konstan. Pada cara ini panas yang masuk temperaturnya lebih rendah daripada gas yang akan didinginkan, dan biasanya digunakan sebagai pendingin awal sebelum gas dicairkan dengan 2 metode lainnya. 2. Dengan ekspansi dalam turbin dan kerja yang dihasilkan. Ekspansi berlangsung dari tingkat keadaan campuran berkualitas tinggi.

Sedangkan

bagi

refrigerator

sederhana,

ekspansi

berlangsung dari satu tingkat keadaan cairan jenuh hingga ke tingkat keadaan campuran berkualitas rendah. 3. Dengan proses Throttling atau Ekspansi Valve. Ekspansi suatu campuran berkualitas rendah di dalam suatu katub Throttling dapat menghasilkan penurunan temperatur, terlihat bahwa proses ekspansi merupakan cara yang mudah untuk mendapatkan fluida yang bertemperatur rendah. (Sumber: H.C. Van Ness,1984)

2.2.4Proses Produksi Oksigen dan Nitrogen Pada proses produksi oksigen dengan kemurnian tinggi digunakan proses kriogenik dengan prinsip liquefaksi dan rektifikasi udara. Udara yang sudah disaring, dikompresi sampai tekanan 520 KPa di dalam kompresor sentrifugal dan kemudian didinginkan. Setelah air cair yang terdapat di dalamnya dipisahkan, udara itu dimasukkan ke dalam penukar kalor pembalik (reversing HE) dan didinginkan sampai mendekati titik embunnya melalui pertukaran kalor dengan produk gas yang akan keluar. Dengan mendinginkan udara tersebut, kelembaban yang ada pun mengalami kondensasi dan mencair melalui dinding-dinding alur penukar kalor tersebut. Pada suhu yang lebih rendah lagi, karbondioksida pun membeku dan mencair pula melewati dinding-dinding alur penukar kalor tersebut. Udara yang keluar dari penukar kalor pembalik (reversing HE) adalah udara kering dan lebih dari 99% karbondioksidanya sudah keluar. Untuk mengeluarkan sisa karbondioksida digunakan proses adsorbsi di dalam adsorber. Udara bersih kemudian dialirkan menuju ke piring terbawah kolom bawah suatu rektifikator kolom ganda. Rektifikator kolom ganda tersebut terdiri dari 2 buah kolom destilasi jenis piring, yang dihubungkan secara termal pada bagian tengah sebuah penukar kalor yang berfungsi sebagai kondensor dalam kolom bawah dan pendidih bagi kolom atas. Hal ini disebabkan karena nitrogen yang lebih mudah menguap daripada oksigen. Pada pendidih kolom atas terdapat suatu kolom oksigen cair yang mendidih dengan kemurnian tinggi.

Sedangkan pada kondensor kolom bawah, mengkondensasi nitrogen yang hampir murni. Nitrogen yang sudah terkondensasi, dibagi menjadi 2 pada waktu keluar dari kondensor utama. Sebagian dikembalikan sebagai refluk di kolom bawah dan sebagian lagi diarahkan ke kolom atas melalui pemanas lanjut nitrogen, juga digunakan sebagai refluk. Arus zat cair kaya oksigen yang keluar dari dasar kolom bawah dan setelah didingin-lanjutkan dalam pemanas lanjut nitrogen, lalu dijadikan arus umpan utama untuk kolom atas. Kedua arus zat cair yang masuk ke kolom

atas

didingin-lanjutkan

terlebih

dahulu

untuk

mengurangi

pengkilatan (flashing) apabila zat tersebut masuk ke dalam kolom atas yang bertekanan lebih rendah. Produk oksigen keluar sebagai uap jenuh dari kondesor utama dan produk nitrogen dengan kemurnian tinggi keluar sebagai uap jenuh dari puncak kolom atas. Gas yang tersisa dikeluarkan sebagai arus limbah nitrogen dengan kemurnian rendah dari kolom atas, beberapa piring di bawah piring teratas. Arus oksigen dan arus nitrogen tersebut dipanaslanjutkan sampai 100 K dalam pemanas-lanjutnya masing-masing dan diteruskan ke dalam penukar kalor pembalik untuk dipanaskan sampai suhu kamar dengan pertukaran kalor dengan udara masuk. ( George T. Austin, 1996)

2.2.5Jenis- Jenis Kolom Distilasi Pada Pemisahan Oksigen dan Nitrogen

2.2.5.1Kolom Tunggal Linde Sistem Linde kolom tunggal (gambar 7) mulai digunakan pada tahun 1902, merupakan sistem pemisahan udara yang paling sederhana. Uap air dan karbondioksida dihilangkan dari udara setelah dikompresi secara isothermal, kemudian udara dilewatkan melalui precooling heat exchanger. Udara dari precoling heat exchanger selanjutnya didinginkan lebih lanjut melalui bagian bawah coil, yang berfungsi sebagai reboiler. Pada proses selanjutnya, aliran udara diekspansikan dengan throttling valve Joule – Thompson sebelum dimasukkan ke dalam kolom. Jika diinginkan gas oksigen sebagai produk akhir, maka udara masukan harus dikompresi sampai tekanan 3 – 6 mpa. Jika produk akhir adalah oksigen cair, maka diperlukan kompresi sampai tekanan 20 mpa. Permasalahan utama dari sistem linde kolom tunggal ini adalah terlalu banyak oksigen yang hilang melaui sistem aliran buangan nitrogen.

Gambar 7. Sistem Linde Kolom Tunggal

Keterangan gambar : a. Kompresor

d. Boiler

b. CO2 dan Water Removal

e. Kolom Pemisah

c. Heat Exchanger

f. Valve Joule – Thompson

Umpan yang berupa udara ditekan oleh kompresor kemudian uap air dan karbondioksida yang ada dalam udara dihilangkan. Udara lebih lanjut didinginkan dalam heat exchanger (boiler d) yang diletakkan di bagian bawah kolom dan kemudian diekspansikan melalui valve Joule – Thompson. Pertukaran panas di dalam boiler menghasilkan uap yang kemudian naik keatas kolom. Liquid yang terbentuk masuk ke puncak kolom kemudian turun. Uap yang ada di puncak kolom akan dikembalikan melalui heat exchanger, kemudian digunakan untuk

mendinginkan umpan masuk. Dengan menggunakan prinsip destilasi pada sejumlah plate di kolom atas, maka liquid atau gas oksigen dapat dihasilkan. (Wolfgang Gerhartz, 1988) 2.2.5.2 Kolom Ganda Linde Sistem ini ditemukan pada tahun 1910, bertujuan untuk memecahkan permasalahan kehilangan oksigen dalam aliran buangan nitrogen pada sistem linde kolom tunggal. Pada sistem kolom ganda, ditempatkan 2 buah kolom yang disusun saling bertumpuk. Kolom bawah biasanya dioperasikan pada tekanan 0,5 – 0,6 Mpa, sedangkan kolom atas dioperasikan pada tekanan 0,13 – 0,14 Mpa. Perbedaan tekanan dalam kolom ini menyebabkan adanya perbedaan temperatur diantara 2 kolom yang memungkinkan pengoperasian kondensor – reboiler yang ditempatkan diantara kedua kolom tersebut. Dengan pengaturan ini, uap nitrogen dari kolom bawah akan terkondensasi pada temperatur -95 oC, sedangkan cairan oksigen di dalam kolom atas akan menguap pada temperatur -90 oC. Kondensat nitrogen dari kolom bawah ini akan dipakai sebagai refluk. Sistem linde kolom ganda (gambar 8) bekerja seperti pada sistem linde kolom tunggal, perbedaannya hanya terdapat pada adanya penambahan bagian rektifikasi. Dalam sistem linde kolom ganda, udara masuk dari bagian tengah kolom. Sebagian dari aliran produk nitrogen cair dari kolom bawah diekspansikan ke kolom atas sebagai refluk, sedangkan udara cair dari reboiler kolom bawah juga diekspansikan dengan throttling valve sebagai umpan ke bagian tengah kolom atas.

Gambar 8. Sistem Linde Kolom Ganda

Keterangan gambar : a. Kompresor b. CO2 dan Water Removal c. Heat Exchanger d. Boiler e. Kolom Pemisah f. Valve Joule – Thompson g. Kondensor – Reboiler h. Sub Cooler

Aliran umpan yang masuk ke dalam kompresor (a) kandungan air dan karbondioksida dihilangkan seperti pada kolom tunggal. Umpan melalui heat exchanger kemudian menuju ke boiler yang terdapat di kolom bawah, dimana aliran uap lebih lanjut akan didinginkan. Uap yang ada di kolom bawah adalah hasil dari cairan yang ada di dalam boiler umpan. Umpan kemudian diekspansikan melalui valve Joule – Thompson, kemudian masuk pada tengah kolom bawah dengan tekanan operasi  0,5 – 0,6 atm. Sebagian liquid yang ada dalam boiler pada kolom bawah diekspansikan melalui valve Joule – Thompson, kemudian masuk ke bagian tengah kolom atas, tekanan operasinya 0,13 – 0,14 atm. Komposisi liquid dalam boiler kira – kira 36 – 39 % oksigen. Pada tekanan 0,51 atm, titik didih liquid oksigen murni pada 0,13 atm adalah 92,7 K. Oleh karena, liquid oksigen diatas kolom dapat digunakan untuk mengkondensasi liquid oksigen di kolom bawah. (Wolfgang Gerhartz, 1988) 2.2.5.3 Packed Tower Packed Tower adalah alat pemisah berupa kolom yang bagian dalamnya berisi tumpukan packing sebagai alat kontak baik yang tersusun beraturan (regular packing) maupun yang tidak beraturan (random packing). Walaupun harganya relatif lebih mahal, regular packing banyak disukai

dibandingkan

dengan random packing, sebab regular packing memberikan kelebihan sebagai berikut : a. Pressure drop rendah b. Effisiensi lebih tinggi c. Kapasitas besar

141

Packed tower, lebih baik dan cocok digunakan sebagai alat pemisah jika : a. Diameter kolom kurang dari 3 feet b. Operasi dilakukan pada tekanan vacuum dengan pressure drop rendah. c. Campuran yang akan dipisahkan bersifat korosif, cenderung mudah membentuk buih dan cairan umpan tidak terdispersi padatan.

Gambar 9. Packed Tower Sebagai alat kontak, packing harus memenuhi kriteria sebagai berikut : a. Luas permukaan bidang kontak tiap satuan volume packing cukup besar. b. Tumpukan packing dalam kolom harus memberikan rongga yang cukup. c. Permukaan packing mudah terbasahi d. Tahan terhadap bahan yang bersifat korosif e. Ringan, kuat dan tidak mudah pecah. Perbedaan yang cukup mendasar antara Tray tower dan Packed tower sebagai alat pemisah, setidaknya dilihat dari empat hal :

1. Alat kontak yang digunakan a. Pada tray tower digunakan tray atau plate. b. Pada packed tower digunakan packing (pall ring) atau bahan isian sebagai alat kontak. 2. Arah aliran kontak fase a. Pada tray tower, kontak fase terjadi karena arus silang (cross flow) b. Pada packed tower, kontak fase terjadi karena arus lawan arah (counter current) 3. Proses perpindahan massa a. Pada tray tower, perpindahan massa terjadi disetiap tray di sepanjang kolom. b. Pada packed tower, perpindahan massa terjadi disetiap titik permukaan bidang basah dari packing. 4. Kemungkinan terwujudnya kesetimbangan a. Pada tray tower, kesetimbangan terjadi disetiap tray di sepanjang kolom. b. Pada packed tower, kesetimbangan terjadi pada kolom packing. (Brown, 1978)

BAB III DESKRIPSI PROSES

3.1 Persiapan Bahan 3.1.1 Bahan Baku Bahan baku yang digunakan dalam PT Samator adalah udara bebas yang didapat dari lingkungan pabrik. Bahan baku sebelum masuk ke proses terlebih dahulu dilakukan penanganan pendahuluan, yaitu dengan dilakukan filtrasi atau penyaringan menggunakan Filter udara. 3.1.2

Bahan Pembantu

1) Molecullar sieve Merupakan zeolit buatan dengan pori-pori yang sangat kecil digunakan sebagai adsorber CO2 (menyerap CO2 agar tidak terbentuk dry ice di pipa atau exchanger yang menyebabkan penyumbatan). Molecular Sieve terdiri dari berbagai macam komponen seperti Silicon Oxide, Sodium Oxide, Aluminium Oxide (non fibrous) dan Magnesium Oxide. Tipe molecular sieve yang terdapat di pasaran antara lain : 3A (potassium), 4A (sodium), 8A / 10 X (kalsium), serta 9A / 13 X (sodium), yang masing-masing memiliki fungsi serta ukuran yang berbeda. Molecular sieve yang digunakan adalah tipe 13 X dengan diameter pori-pori 10 Å (1 nm), tipe struktur kristalnya body center cubic dan warnanya beige. Molecullar sieve sebelum digunakan biasanya disimpan dalam drum. Pemasukan molecullar sieve dalam MS tower dilakukan hingga molecular sieve hampir memenuhi MS tower, setelah penuh waste nitrogen dialirkan

masuk MS tower untuk ihkan debu yang menempel pada molecullar sieve. 2) Alumina Gel (Al2O3) Alumina gel yang digunakan adalah actived alumina yang berbentuk kristal berpori. Alumina Gel ini berfungsi menyerap air yang masih dapat lolos dari Molecular Sieve. Macam-macam gas yang dapat dikeringkan : Udara, argon, helium, hydrogen, metana, etana, propane, asetilen, dan uap air. Alumina gel sebelum digunakan biasanya disimpan dalam drum yang didalamnya dilapisi plastik. 3) Perlite Perlite merupakan serbuk kaca yg sangat lembut dan sangat ringan sebagai isolator untuk mempertahankan suhu agar tetap terjaga pada coldbox dan Air Exchanger. Sebelum dipakai, perlite disimpan dalam karung– karung dan perlite harus dalam keadaan kering saat dipakai. 4) Minyak Pelumas atau oli Pelumas yang digunakan adalah jenis ISO-46 dan ISO-36 dan Zerice S-68. Pelumas ini digunakan pada Air Compressor, Expansion Turbine, dan Recycle Compressor. Pelumas ini disirkulasikan ke tiap mesin dengan bantuan pompa oli pada tiap mesin. 5) Gas Hidrogen Gas Hidrogen ini digunakan sebagai pengikat Oksigen pada proses pemurnian gas Argon. Kebutuhan gas hidrogen diperoleh dari unit lain di PT Samator yaitu Unit Hidrogen. Proses pembuatan hidrogen di PT. Samator ini digunakan proses cracking atau steam reforming . Bahan baku utama yang digunakan adalah LNG (Liquified Natural Gas) dan demineralized water.

Salah satu keuntungan dari proses cracking atau steam reformer dari LNG (Liquified Natural Gas) adalah pemanfaatan waste gas untuk pembuatan CO2 liquid. 3.2 Tahapan Proses Secara garis besar pembentukan produk dalam pabrik Samator terdiri dari tiga tahap, yaitu : 1.

Langkah persiapan bahan baku

2.

Langkah pembentukan produk

3.

Langkah pemurnian produk argon

3.2.1 Langkah Persiapan Bahan Baku Langkah persiapan bahan baku dilakukan dengan tujuan yaitu :  Memfilter partikel debu yang terbawa oleh udara umpan  Menyerap uap air, CO2 dan hidrokarbon pada udara umpan  Mendapatkan kondisi udara jenuh siap mencair yang akan digunakan sebagai umpan di High Pressure Column (HPC). 3.2.1.1 Penekanan dan Pemurnian Udara dari atmosfer masuk ke filter udara (F10), karena adanya hisapan dari kompresor tiga tingkat. Filter udara berfungsi untuk menghilangkan partikel debu dari udara proses yang dapat mengganggu proses destilasi. Jika tidak difilter, debu akan terakumulasi menjadi lumpur dalam proses selanjutnya, sehingga akan menyebabkan penyumbatan pada alat proses dan penurunan kemurnian produk. Udara yang keluar dari filter udara, masuk dalam kompressor (C-10) dengan debit 10.000 Nm3/jam. Dalam kompresor sentrifugal ini udara

ditekan hingga tekanannya cukup untuk mencapai tekanan di High Pressure Column (K-50). Sekeluar dari kompresor, udara umpan mempunyai suhu 110oC dan tekanan 5,7 kg/cm2. Setelah keluar dari air kompresor udara umpan masuk ke reactivation exchanger (H-17). Di alat ini, panas dari udara umpan dengan suhu 110oC mengalami pertukaran panas dengan waste gas yang keluar dari cold box sehingga waste gas mengalami kenaikan suhu dari 22 – 27oC menjadi 100oC. Waste gas ini dipakai untuk meregenerasi/mereaktifikasi molekuler sieve unit (T18A/B). Udara umpan keluar dari reactivation exchanger mempunyai suhu 77oC kemudian masuk ke after cooler (H-13) untuk didinginkan dengan media air pendingin hingga mengalami penurunan suhu sampai 40oC. Langkah selanjutnya adalah pemurnian. Proses pemurnian dilakukan untuk ihkan udara dari impuritas berupa uap air, CO2 dan hidrokarbon yang masih terkandung di dalamnya. Pemurnian udara dilakukan secara bertahap. Terlebih dahulu udara didinginkan dengan melewati high level freon cooler (H-14). Alat ini adalah seperangkat alat penukar kalor dan sistem ekspansi untuk mengatur sirkulasi freon dalam high level freon cooler (H-14). Bahan pendingin yang digunakan adalah freon (R-22). Suhu udara umpan yang keluar dari high level freon cooler adalah 17oC dan tekanan 5,4 kg/cm2. Sebagian uap air yang ada dalam udara pada suhu tersebut telah mengembun. Uap air akan terpisah di water separator yang dilengkapi dengan penangkap kondensat, karena gaya berat sebagai kondensat dan udara keluar mengalir menuju molecular sieve unit. Uap air harus dipisahkan dan dikeluarkan untuk menghindari terbentuknya proses pembekuan uap air di dalam alat proses. Hal

ini dilakukan karena operasi pemisahan udara berlangsung pada suhu di bawah 0°C dan untuk mendapatkan kemurnian produk yang tinggi. Setelah keluar dari high level freon cooler proses pemurnian selanjutnya adalah adsorbsi CO2, sisa uap air dan hidrokarbon yang ada di udara umpan. Kandungan impuritas berupa CO2, sisa uap air dan hidrokarbon akan mengakibatkan

terbentuknya

hasil

samping

yang

dapat

mempengaruhi

kemurnian produk. Adsorbsi dilakukan di molecular sieve tower (T-18 A/B). Alat ini terdiri atas 2 unit berbentuk vessel yang bekerja secara bergantian dan mempunyai prinsip kerja adsorbsi secara fisis terhadap polutan. Sebagai adsorben ditempatkan zeolit tipe moleculer sieve dan alumina gel. Moleculer sieve ditempatkan di bagian atas sebagai pengadsorbsi CO2 dan hidrokarbon sedangkan alumina gel diletakkan di bagian bawah sebagai pengadsorbsi uap air. Di unit ini pori-pori dari adsorber dapat menangkap partikel CO2, uap air dan hidrokarbon yang ukurannya lebih kecil atau sama dengan pori-pori adsorber. Apabila unit I beroperasi, maka aliran udara umpan dari high level freon cooler masuk melalui valve A-4 dan valve A-3 ditutup. Pada saat unit I beroperasi, unit II direaktifasi oleh waste gas dari cold box. Waste gas masuk ke unit II melalui valve B-3 dan valve B-4 menutup. Waste gas sebelumnya dilewatkan ke reactivation exchanger (H-17) untuk melakukan pertukaran panas dengan udara umpan sampai suhu 100 0C. Pada suhu tersebut waste gas dapat menguapkan air dan CO2 yang telah diadsorbsi, dan dikeluarkan melalui valve A2 dan valve A-3 menutup. Kerja unit ini merupakan siklus sehingga bila unit I digunakan maka unit II direaktifasi begitu juga sebaliknya. Udara keluar dari unit ini mempunyai tekanan 5,3 kg/cm2 dan suhu 150C.

Mekanisme kerja molecular sieve tower sebagai pengadsorbsi dan diregenerasikan tiap sekitar 3,5 jam secara bergantian. Reaktifasi molecular sieve dapat dilakukan dengan heating, cooling, pressure rise, parrarel dan blowing. Adapun proses reaktifasi molecular sieve tower adalah sebagai berikut : 1. Heating Untuk membantu ihkan adsorber dari pengotor (CO2 dan H2O) dengan pemanasan dan penguapan menggunakan waste gas dari reactivation exchanger. Lama waktu proses ini adalah 75 menit. 2. Cooling Adsorber yang tersisa dikembalikan dalam keadaan semula dengan didinginkan sampai pada temperatur kerja 40oC dengan waste gas dari cold box. Lama waktu proses cooling ini adalah 105 menit. 3. Pressure rise Penambahan tekanan pada tower yang direaktifasikan dengan udara proses dari tower yang aktif (yang digunakan sebagai absorber udara proses), sehingga tekanan dalam tower yang direaktifasi berubah dari 0,3 kg/cm2 menjadi 5,3 kg/cm2 agar tower yang direaktifkan siap pakai. Lama waktu proses pressure rise adalah 30 menit. 4. Paralel Kedua tower bekerja bersama-sama agar tower yang direaktifasi dapat digunakan secara normal untuk mengolah udara proses dan tower yang telah digunakan agar siap direaktifasi. Lama proses paralel adalah 5 menit. 5. Blowing Apabila tower yang direaktifasi sudah dapat beroperasi dengan normal, maka tower lainnya siap untuk direaktifasi dengan membuang sisa udara proses ke luar, sehingga tekanan berkurang menjadi 0,3 kg/cm2g.

3.2.1.2 Pendinginan Pendinginan terhadap udara umpan bertujuan untuk memperoleh kondisi udara yang siap mencair. Pendinginan dilakukan dengan air exchanger (E-20) dengan prinsip pertukaran kalor. Suhu udara masuk sebesar 22 - 27oC dan sebagai media penukar kalor dimasukkan gas-gas yang keluar dari kolom destilasi. Gas tersebut antara lain : -

crude argon bersuhu –185oC

-

gas nitrogen dari atas Low Pressure Column dengan suhu –179oC

-

gas nitrogen dari atas High Pressure Column bersuhu –177oC

-

waste gas dengan suhu –175oC. Karena adanya perbedaan temperatur antara gas-gas dari kolom destilasi

dengan udara umpan, maka terjadi perpindahan panas sehingga suhu udara turun menjadi –168oC dan tekanan dari 5,4 kg/cm2 menjadi 5,2 kg/cm2 sedangkan suhu gas-gas dari kolom destilasi berubah menjadi berkisar antara 22 – 27oC. Tahap proses pencairan menggunakan media pendingin nitrogen produk dari puncak High Pressure Column dengan suhu –177°C dan tekanan 5,1 kg/cm2. Sebagian nitrogen produk dari puncak High Pressure Column ada yang masuk menuju Air Exchanger (E20), sehingga suhunya naik dari -168oC menjadi 22 – 27°C. Sebagian lagi dengan suhu -1770C dan tekanan 4,9 kg/cm2 dialirkan menuju ke Recycle Exchanger (E30) dengan ditambahkan nitrogen yang keluar dari Turbin Ekspansi (D10) untuk melakukan pertukaran panas sehingga suhu keluar menjadi 35oC. Dari Recycle Exchanger (E30), nitrogen produk yang bersuhu 35oC ditambah dengan nitrogen produk yang dilewatkan dari Air Exchanger (E20) kemudian ditekan oleh Recycle Nitrogen Compressor (C60)

sehingga tekanannya naik dari 4,8 kg/cm2 menjadi 40,4 kg/cm2. Dari kompresor tadi aliran nitrogen terbagi menjadi dua yaitu arus pertama dilewatkan Low Level Freon Cooler (E32) sehingga mengalami penurunan suhu dari 40oC menjadi – 40oC kemudian dimasukkan Recycle Exchanger untuk dikembalikan lagi ke atas High Pressure Column dengan suhu –177oC. Arus kedua dimasukkan langsung ke Recycle Exchanger dan dilewatkan ke Turbin Ekspansi. 3.2.2 Langkah Pembentukan Produk Langkah ini bertujuan untuk memisahkan udara umpan sehingga didapatkan produk gas oksigen, gas nitrogen, oksigen cair, nitrogen cair, dan crude argon melalui kolom ganda. Kolom destilasi terdiri dari 2 tingkat yaitu High Pressure Colum/HPC (K50) dan Low Pressure Column/LPC (K51). Kedua kolom ini mempunyai prinsip kerja yaitu pemisahan komponen udara berdasarkan titik didih masing-masing komponen penyusun udara. Sebagai umpan pada HPC (K50), dimasukkan udara proses melalui bagian bawah kolom dengan suhu –168oC dan tekanan 5,2 kg/cm2. Sedangkan sebagai refluk ada 2 yaitu cairan nitrogen dengan suhu –177oC dari Recycle Exchanger (E30) dan nitrogen dari main kondensor (E70) dengan suhu –177oC. Refluk ini berfungsi untuk meningkatkan kadar kemurnian produk yang akan dihasilkan dari kolom distilasi. Dalam HPC terjadi proses rektifikasi yaitu kontaknya udara jenuh(udara umpan) dengan refluk nitrogen cair yang mengalir ke bawah sampai didapatkan kondisi yang mendekati kesetimbangan sehingga tahap pemisahan kedua fase dapat terbentuk. Adanya perbedaan titik didih antara nitrogen –195,9oC dengan oksigen –182,90C maka komponen oksigen yang lebih tinggi titik didihnya akan mencair terlebih dahulu. Cairan yang kaya akan oksigen (rich liquid) akan turun

menjadi down comer, terkumpul di bagian bawah kolom. Sedangkan gas nitrogen akan naik ke puncak kolom melalui perforated tray dan di bagian tengah kolom terdapat gas nitrogen tak murni (waste gas) bersuhu –177oC yang digunakan sebagai fluida pendingin bagi produk nitrogen cair di refluk N2 sub cooler (E82). Gas nitrogen yang terbentuk di atas kolom HPC, sebagian didinginkan dalam Main Kondensor (E70). Pendinginan diperoleh dari pertukaran panas dengan liquid oksigen produk bersuhu –178oC yang berasal dari bagian bawah kolom bertekanan rendah. Dari Main Kondensor liquid nitrogen sebesar 5660 Nm3/jam direfluk lagi keatas High Pressure Column dan 1000 Nm3/jam dimasukkan ke Liquid Nitrogen Subcooler (E85) kemudian dialirkan ke storage tank sebagai produk nitrogen dengan suhu –1910C.Sedangkan sebagian lagi gas nitrogen dari atas High Pressure Column sebesar 5100 Nm3/jamlangsung direfluk lagi ke High Pressure Column setelah dimasukkan dalam lingkaran pendinginan pada Recycle Exchanger (E30). Nitrogen dari cold box ditekan di kompressor (C60) sehingga nitrogen menjadi bertekanan tinggi yaitu 40,4 kg/cm2, kemudian didinginkan dengan nitrogen tekanan menengah4,9 kg/cm2 di recycle exchanger (E30).Nitrogen tekanan tinggi diekspansikan secara adiabatik di Turbin Ekspansi menghasilkan nitrogen dingin

dengan suhu –167

0

C. Nitrogen dari turbin

ekspansi digunakan untuk mendinginkan sisa nitrogen tekanan tinggi yang sebelumnya dimasukkan low level freon cooler (E32), kemudian nitrogen ini dimasukkan ke atas High Pressure Column. Rich liquid dari dasar High Pressure Column dengan suhu –172oC dan tekanan 5,2 kg/cm2 menuju ke Rich Liquid Subcooler (E81). Di Rich Liquid Subcooler, rich liquid melakukan pertukaran panas dengan waste gas dari Low Pressure Column bersuhu –1930C sehingga keluar dari subcooler ini, rich liquid

mempunyai suhu –1740C. Sebagian rich liquid dimasukkan ke bagian tengah Low Pressure Column sebagai umpan dan sebagian lagi dimasukkan ke Argon Kondensor (E75) sebagai penukar panas. Pemisahan tahap akhir terjadi di Low Pressure Column (K51). Gas nitrogen terbentuk pada puncak kolom, waste gas pada tengah bagian atas, crude argon pada tengah bagian bawah dan

oksigen pada bagian bawah.

Cairan oksigen akan jatuh menuju bagian dasar dari kolom ini. Sebagian cairan oksigen produk

sebesar 4000 Nm3/jam diambil sebagai produk oksigen cair

untuk dimasukkan ke Produk Liquid Subcooler (E84) sehingga mencapai titik didihnya untuk kemudian dimasukkan ke storage tank pada suhu –183oC. Produk oksigen cair ini mempunyai kemurnian 99,6 %. Sedangkan sebagian produk oksigen cair ini dikembalikan sebagai refluk setelah dilewatkan Oksigen Filter (T96) untuk menghilangkan kandungan acetylen dan hidrokarbon lainnya kemudian dilewatkan di Main Kondensor (E70). Refluk ini berfungsi sebagai penukar panas dengan nitrogen produk dan untuk meningkatkan kemurnian produk dari kolom. Gas nitrogen pada puncak Low Pressure Column diambil sebagai produk setelah dilewatkan di Air Exchanger (E20) dan crude argon dimasukkan dalam Kolom Argon(K55) untuk proses separasi selanjutnya. 3.2.3 Langkah Pemurnian Produk Argon Langkah ini dilakukan dengan tujuan untuk memurnikan crude argon sehingga dihasilkan produk argon cair dengan kemurnian tinggi. Crude argon yang keluar sebagai produk pada bagian tengah Low Pressure Column masih memiliki kandungan impuritas oksigen sebesar 88 - 90% sehingga perlu tahap pemurnian untuk mendapatkan hasil yang lebih baik yaitu produk argon cair dengan kandungan impuritas maksimal 1 ppm oksigen dan 1 ppm nitrogen.

Crude argon akan dipisahkan dari oksigen pada Kolom Argon (K55). Crude argon kontak dengan rich liquid dengan suhu yang lebih rendah sehingga terjadi

pertukaran

panas

yang

diikuti

terbentuknya

fase

kedua

atau

kesetimbangan. Tahap pemisahan akan terbentuk pada saat crude argon cenderung mengumpul di atas oksigen di dalam kolom argon, karena titik didih argon yaitu –185,9oC lebih rendah dibanding dengan oksigen yaitu –182,9oC. Sejumlah rich liquid bersuhu –174oC dari High Pressure Column dilewatkan melalui Argon Kondensor (E75) untuk membantu proses pendinginan dan sebagai refluk, dimana rich liquid yang yang teruapkan dikirim kembali ke bagian tengah dari Low Pressure Column. Sebagian besar crude argon akan terbentuk di puncak kolom dan didinginkan hingga cair dengan pertukaran panas dengan rich liquid yang diuapkan di Argon Kondensor (E75) kemudian dikembalikan ke Argon Kolom sebagai refluk. Sisa dari crude argon turun dari kolom argon dan cairannya dikembalikan ke Low Pressure Column (K51). Gas crude argon bersuhu –185oC yang keluar dari Kolom Argon (K55) dipanaskan hingga temperatur 22 – 27oC di Air Exchanger (E20) oleh pertukaran panas dengan udara umpan yang masuk dan menuju unit pemurnian untuk mendapatkan argon dengan kemurnian yang tinggi. Di unit pemurnian, gas crude argon masuk ke suction snubber kemudian ditekan di Argon Compressor (C70) hingga kira-kira 3,5 kg/cm2 dan setelah gas hidrogen ditambahkan dari hidrogen plant antara 2-5 Nm3/jam, gas crude argon ini masuk ke Dust Filter (F70) untuk menghilangkan impuritas yang terkandung didalamnya, kemudian menuju Deoxo Tower (T71). Crude argon setelah

ditambahkan gas hydrogen dan oksigen yang terkandung di dalamnya diubah menjadi uap air dengan reaksi katalitik.

Setelah keluar dari Deoxo Tower, gas crude argon yang telah dihilangkan oksigennya lalu didinginkan secara bertahap. Gas crude argon yang oksigennya telah dihilangkan disebut deoxo argon. Langkah pertama deoxo argon didinginkan di Air Cooler (V72) dengan media pendingin berupa udara hingga mencapai suhu 150oC. Tahap kedua didinginkan di Water Cooler (H72). Di sini deoxo argon melakukan pertukaran panas dengan cooling water hingga suhu turun menjadi 40oC. Setelah itu deoxo argon masuk ke Water Separator (B72) untuk memisahkan air yang terbentuk selama proses pendinginan di Water Cooler (H72). Tahap terakhir pendinginan dilakukan di Freon Cooler (H73) hingga suhu 17oC dan dilewatkan water separator (B73) untuk memisahkan air kondensasi yang terbentuk selama proses pendinginan. Dari water separator, deoxo argon menuju Argon Dryer (T78 A/B) untuk dimurnikan. Argon Dryer (T78 A/B) terdiri atas dua tower yang berisi alumina gel sebagai adsorber. Bila tower ini melakukan kerja maka tower yang lain diregenerasi atau direaktivasi dengan gas nitrogen. Prinsip kerja sama dengan Molecular Sieve Tower (T18 A/B). Argon dryer berfungsi untuk menghilangkan uap air yang masih terkandung di dalam deoxo argon sehingga argon yang dihasilkan diharapkan mempunyai kemurnian yang tinggi. Pemurnian argon lebih lanjut dilakukan dengan cara didinginkan dan dicairkan di Argon Reboiler (E66) dengan pertukaran panas oleh argon cair

produk yang dilewatkan. Argon reboiler yang bertipe shell and tube adalah alat penukar panas yang mempunyai prinsip kerja pertukaran panas. Suhu gas argon masuk reboiler adalah 25oC sehingga suhu keluar reboiler -179oC. Gas argon yang keluar dari Argon Reboiler masuk ke bagian tengah Pure Argon Colomn (K56) sebagai umpan. Pada puncak kolom, hidrogen dan nitrogen yang masih tersisa sebagai waste gas dibuang ke atmosfer sedangkan argon dengan kemurnian yang tinggi akan jatuh ke dasar kolom. Produk argon cair dengan debit 60 Nm3/jam sebelum masuk ke storage tank terlebih dulu dimasukkan ke Argon Reboiler (E66) sebagai media penukar kalor dengan gas argon yang akan masuk ke pure argon kolom. Pure Argon Kolom dilengkapi dengan Pure Argon Kondensor (E76) yang di dalamnya terdapat saluran untuk gas nitrogen tak murni dari bagian tengah High Pressure Column. Gas nitrogen yang tak murni ini berfungsi sebagai meda pendingin di Pure Argon Kondensor (E76). 3.2.4 Pengisian Produk ke Storage Tank, Lorry Tank dan Tabung Produk. a. Pengisian Produk LONA (Liquid Oksigen Nitrogen dan Argon) ke Storage tank Setelah liquid oksigen,liquid nitrogen, danliquid argon dihasilkan, maka akan ditampung dalam storage tank. Dimana untuk liquid oksigen dibutuhkan pompa karena oksigen cair ini dihasilkan pada kolom tekanan rendah. Untuk liquid nitrogen dan liquidargon tidak dibutuhkan bantuan pompa karena liquid nitrogen dan argon sudah bertekanan tinggi. (Tekanan untuk liquid argon adalah 2,7 kg/cm2g dan tekanan nitrogen cair adalah 5,1 kg/cm2).

b. Pengisian Produk LONA (Liquid Oksigen Nitrogen dan Argon) dari storage tank ke Lorry tank Produk LONA setelah masuk ke dalam storage tank akan dialirkan menuju lorry tank dengan menggunakan pompa. Untuk mengurangi tekanan atau menstabilkan tekanan dalam lorry tank, maka gas dalam lorry tank dikeluarkan. Untuk mengetahui bahwa lorry tank sudah penuh adalah dengan keluarnya liquid melalui trycock atau dengan penunjukkan level gauge. c.

Pengisian Produk LONA (Liquid Oksigen Nitrogen dan Argon) ke dalam tabung produk Produk LONA dimasukkan ke dalam tabung produk dalam bentuk gas bertekanan dimana diperlukan peralatan pompa high pressure dan vaporiser. Dengan vaporiser ini, produk LONA masuk kedalam tabung produk dalam bentuk gas, dimana sebelum dilakukan pengisian tabung diperiksa terlebih dahulu baik kondisi fisik untuk mengetahui kemungkinan adanya korosi yang dapat menimbulkan lubang-lubang pada permukaan silinder, maupun perubahan fisik seperti benjol, peot, bekas terbakar. Selain itu terhadap tabung juga dilakukan pemeriksaan hidrostatik test. Spesifikasi pengisian produk LONA (Liquid Oksigen Nitrogen dan Argon)

ke dalam Tabung gas antara lain: a). Gas Oksigen 

Wujud

: gas



Kenampakan

: tidak berbau, tidak berwarna, tidak berasa



Tekanan

: 150 kg / cm2



Kemurnian

: 99,1 %

b). Gas Nitrogen



Wujud

: gas



Kenampakan




Tekanan

: 150 kg / cm2



Standart


c). Argon gas 

Wujud

: gas



Tekanan

: 150 kg / cm2g



Standart


BAB IV SPESIFIKASI PESAWAT

4.1

Spesifikasi Alat

4.1.1 Unit Penyediaan Udara Umpan 1.

Air Filter (F-10) Fungsi

: menyaring debu dan kotoran yang terdapat di udara umpan (feed air )

Tipe

: bag filter dari polyester (berupa kantung filter)

Jumlah

: 3 buah primary air filter dan 3 buah secondary air filter serta 1 buah pre filter

Medium penyaring Pre filter

: kasa

Primary Air Filter

: wire screen

Secondary Air Filter

: scrim cloth

Tekanan

: 1,033 kg/cm2

Bahan

: stainless steel

Ukuran

: Diameter = 116 mm Panjang = 2515 mm

Flow

: 10.000 Nm3 / jam pada 30oC

2. Air Compressor ( C-10 ) Fungsi

:

menekan

udara

proses

sampai

tekanan yang cukup untuk dikirimkan ke High Pressure Column

3.

Tipe

: Centrifugal 3 stage

Jumlah

: 1 set

Flow

: 10.000 Nm3 / jam

Tekanan udara masuk

: 1,033 kg/cm2

Temperatur udara masuk

: 36 o C

Tekanan keluar

: 5,7 kg/cm2

Temperatur keluar

: 110o C

Reactivation Exchanger ( H- 17 )

Fungsi

: Sebagai penukar panas antara udara umpan (panas) dengan waste gas (dingin)

Tipe

: vertical box

Jumlah

: 1 set

Bahan

: Aluminium

Pendingin

: Waste Gas

Temperatur masuk

: 22 – 27 o C

Temperatur keluar

: 100o C

Pemanas

: Udara Umpan

4.

Temperatur masuk

: 110 o C

Temperatur keluar

: 77o C

After Cooler ( H – 13 ) Fungsi

: mendinginkan dimurnikan

udara

di

umpan

Moleculer

sebelum

Sieve

Unit

dengan menggunakan media pendingin air yang berasal dari cooling tower Tipe

: shell and tube

Jumlah

: 1 set

Sebagai Pemanas

: udara umpan

Temperatur masuk

: 77o C

Temperatur keluar

: 40o C

Sebagai Pendingin Temperatur masuk

: 33o C

Temperatur keluar

: 39o C

Tekanan

5.

: cooling water

: 5,7 kg/cm2

High Level Freon Cooler ( H- 14 ) Fungsi

: suatu

pendingin

udara umpan Tipe kompresor

: Screw kompresor

Jumlah

: 1 set

Ukuran

: ID

: 4750 mm

Tebal : 2400 mm

untuk

mendinginkan

Tinggi : 3000 mm

6.

Tekanan masuk

: 5,7 kg/cm2

Tekanan keluar

: 5,4 kg/cm2

Media Pendingin

: freon

Temperatur masuk

: 40o C ( udara proses )

Temperatur keluar

: 17o C ( udara proses )

Kemampuan bersih

: 115.000 kcal/ jam

Tekanan masuk

: 5,7 kg/cm2

Moleculer Sieve Tower ( T 18 A / B ) Fungsi

: menyerap uap air dan CO2 di udara proses dengan adsorber (alumina gel untuk menyerap uap air dan molecular sieve untuk mengikat CO2)

Flow

: 10.000 Nm3 / jam

Jumlah

: 2 buah

Temperatur

: 22 – 27 o C

Tekanan masuk

: 5,4 kg/cm2

Tekanan keluar

: 5,3 kg/cm2

Ukuran

: diameter : 400 mm Tinggi

7.

: 2345 mm

Air Exchanger ( E – 20 ) Fungsi

: untuk mendinginkan udara umpan oleh laju alir produk dari kolom destilasi

Tipe

: Plate Fin

Jumlah

: 1 set

Bahan

: Aluminium

Tekanan masuk

: 5,4 kg/cm2

Tekanan keluar

: 5,2 kg/cm2

Temperatur masuk

: 22 - 27 o C

Temperatur keluar

: -168o C

Media Pendingin

: fluida dari kolom pemisahan











Waste Gas dari tengah atas Low Pressure Column Temperatur masuk

: -175oC

Temperatur keluar

: 22 – 27oC

Gas oksigen dari Oksigen Separator Temperatur masuk

: -179oC

Temperatur keluar

: 22 – 27oC

Gas nitrogen dari atas High Pressure Column Temperatur masuk

: -177oC

Temperatur keluar

: 22 – 27oC

Gas nitrogen dari atas Low Pressure Column Temperatur masuk

: -179oC

Temperatur keluar

: 22 – 27oC

Crude argon dari Argon Colomn Temperatur masuk

: -185oC

Temperatur keluar

: 22 – 27oC

Media Pemanas

: udara jenuh

Temperatur masuk

: 22 – 27oC

Temperatur keluar

: -168oC

4.1.2. Unit Pendingin 1. Recycle Nitrogen Compresor ( C- 60 ) Fungsi

: untuk mengkompresi recycle nitrogen

Tipe

: centrifugal

Jumlah

: 1 set

Flow

: 24.000 Nm3/ jam

Tekanan masuk

: 4,8 kg/cm2

Tekanan keluar

: 40,4 kg/cm2

Temperatur masuk

: 37o C

Temperatur keluar

: 40o C

Pemindahan tenaga

: kopel langsung dengan motor

2. Expansion Turbine ( D- 10 ) Fungsi

: Untuk menghasilkan pendinginan yang diperlukan pada pengoperasian plant

Tipe

: single oil bearing

Jumlah

: 1 set

Flow

: 18.900 Nm3 / jam

Tekanan masuk

: 40,2 kg/cm2

Tekanan keluar

: 4,9 kg/cm2

Temperatur masuk

: -100o C

Temperatur keluar

: -167o C

Pemindahan tenaga

: dikopel dengan kompresor (C-60)

3. Low Level Freon Cooler ( E- 32 ) Fungsi

: Untuk mendinginkan nitrogen dari kolom bertekanan tinggi (ditekan oleh Recycle Nitrogen Compresor)

Tipe kompresor

: screw

Jumlah

: 1 set

Flow

: 5100 Nm3 / jam

Temperatur masuk

: 40o C

Temperatur keluar

: -40o C

Tekanan

: 40,4 kg/cm2

4. Recycle Exchanger ( E- 30 ) Fungsi

: untuk mendinginkan nitrogen bertekanan tinggi oleh recycle nitrogen bertekanan menengah.

Tipe

: Plate fin

Jumlah

: 1 set

Flow

: 21.000 Nm3/ jam

Temperatur masuk

: -177o C

Temperatur keluar

: 35 0C

Tekanan

: 40,4 kg/cm2

Ukuran

: ID

: 5500 mm

Tebal : 1254 mm Tinggi : 900 mm

4.1.3. Unit Pemisah Udara Umpan 1. High Pressure Column ( K – 50 ) Fungsi

: kolom pemisah udara umpan menjadi nitrogen pada bagian atas dan Rich Liquid pada bagian bawah

Tipe

: vertical cylindrical

Jumlah

: 1 set

Bahan

: baja stainless steel (sheel) dan aluminium (tray)

Tekanan puncak

: 5,1 kg/cm2

Tekanan dasar

: 5,2 kg/cm2

Temperatur puncak

: -177o C

Temperatur dasar

: -1720C

Ukuran

: ID

: 1300 mm

Tinggi : 8754 mm Jumlah tray

: 60 buah

Kapasitas

: 12,2 m3

2. Low Pressure Column ( K – 51 ) Fungsi

: memisahkan rich liquid dari High Pressure Column menjadi oksigen murni, crude argon, waste gas, dan nitrogen murni.

Tipe


Jumlah

: 1 set

Bahan

: Cr – Ni stainless steel (shell) dan aluminium (tray)

Tekanan dasar

: 0,6 kg/cm2

Tekanan puncak

: 0,25 kg/cm2

Temperatur puncak

: -194 0C

Temperatur dasar

: -178 0C

Jumlah tray

: 127 buah

Ukuran

: ID tinggi

: 1250 mm : 19166 mm

jumlah tray : 127 buah Kapasitas

: 22 m3

3. Main Condenser ( E- 70 ) Fungsi

: mencairkan

gas

Nitrogen

dengan

pertukaran panas dengan cairan Oksigen yang diuapkan Tipe

: plate fin

Jumlah

: 1 set

Bahan

: Aluminium

Tekanan

: 5,1 kg/cm2

Temperatur

: -178o C sampai –171o C

4. Liquid Oksigen Filter ( T – 96 ) Fungsi

: untuk menyerap hidrokarbon di liquid oksigen dengan menggunakan silika gel

Tipe

: tabung silinder

Jumlah

: 1 set

Media adsorber

: silika gel

Bahan

: Aluminium

Flow

: 4760 Nm3 / jam

Ukuran

: diameter : 400 mm tinggi

: 2345 mm

5. Rich Liquid Subcooler ( E – 81 ) Fungsi

: untuk mendinginkan rich liquid di bagian bawah

kolom tekanan tinggi

bantuan

waste

gas

sebagai

dengan media

penukar kalor Bahan

: Aluminium

Tipe

: Plate fin

Jumlah

: 1 set

Tekanan

: 5,2 kg/cm2

Temperatur masuk

: -172o C

Temperatur keluar

: -189o C

6. Refluk Nitrogen Subcooler ( E- 82 ) Fungsi

: untuk mendinginkan nitrogen tak murni dari bagian tengah High Pressure Column dengan pertukaran panas dengan waste gas.

Bahan

: Aluminium

Tipe

: Plate fin

Jumlah

: 1 set

Temperatur masuk

: -177o C

Temperatur keluar

: -190o C

Tekanan

: 5,1 kg/cm2

7. Pure Nitrogen Subcooler ( E – 83 ) Fungsi

: untuk mendinginkan liquid nitrogen murni dari bagian atas High Pressure Column oleh

pertukaran

panas

dengan

gas

nitrogen bertekanan rendah dari bagian atas Low Pressure Column Bahan

: Aluminium

Tipe

: Plate fin

Jumlah

: 1 set

Temperatur masuk

: -177o C

Temperatur keluar

: -190o C

8. Product Liquid Oxygen Subcooler ( E – 84 ) Fungsi

: untuk mendinginkan produk liquid Oksigen oleh pertukaran panas dengan penguapan Nitrogen kotor dari High Pressure Column bagian tengah.

Bahan

: shell ( baja stainless) dan tube (tembaga )

Tipe

: shell and tube

Jumlah

: 1 set

Temperatur masuk

: -178o C

Temperatur keluar

: -183o C

9. Product Liquid Nitrogen Subcooler ( E – 85 ) Fungsi

: untuk

mendinginkan

produk

liquid

Nitrogen oleh pertukaran panas dengan

penguapan

Nitrogen

kotor

dari

High

Pressure Column bagian tengah. Bahan

: shell ( baja stainless ) dan tube (tembaga )

Tipe

: shell and tube

Jumlah

: 1 set

Temperatur masuk

: -177o C

Temperatur keluar

: -191o C

10. Argon Column ( K – 55 ) Fungsi

: memproduksi crude argon di kolom bagian atas.

Bahan

: Cr – Ni stainless steel

Tipe


Jumlah

: 1 set

Temperatur

: -185o C sampai –165o C

Tekanan

: 0,46 kg/cm2

Kapasitas

: 5,7 m3

Ukuran

: ID

: 850 mm

tinggi : 15570 mm Jumlah tray

: 80 buah

11. Pure Argon Column ( K – 56 ) Fungsi

: mengembunkan

argon

sebagai

refluk

liquid oleh perpindahan panas dengan menguapnya liquid nitrogen kotor. Bahan


Tipe

: shell and tube

Jumlah

: 1 set

Temperatur dasar

: -182o C

Temperatur puncak

: -179 0C

Tekanan

: 0,5 – 2,7 kg/cm2

Kapasitas

: 0,06 m3 ( shell ) dan 0,21 m3 ( tube )

Ukuran

: ID

: 220 mm

tinggi : 6804 mm 12. Argon Condensor ( E – 75 ) Fungsi

: mengkondensasi

crude argon dengan

perpindahan panas oleh rich liquid yang diuapkan. Bahan

: Aluminium

Tipe

: Plate fin

Jumlah

: 1 set

Temperatur

: -189 oC sampai –185 oC

Tekanan

: 0,45 kg/cm2

Kapasitas

: 1,8 m3

Ukuran

: ID

: 850 mm

tinggi : 15.570 mm 13. Pure Argon Condenser ( E – 76 ) Fungsi

: mengembunkan

argon

sebagai

refluk

liquid oleh pertukaran panas dengan menguapnya liquid nitrogen kotor. Bahan


Tipe

: shell and tube

Jumlah

: 1 set

Temperatur

: 40o C sampai –196o C

Tekanan

: 0,4 – 2,7 kg/cm2

Kapasitas

: shell Tube

Ukuran

: ID

: 220 m3 : 0,21 m3 : 220 mm

Tinggi : 6804 mm 14. Argon Reboiler (E-76) Fungsi

: menguapkan liquid argon oleh pertukaran panas dengan argon umpan

Bahan

: Cr – Ni Stainless Steel

Tipe

: Vertikal Silinder (shell and tube)

Jumlah

: 1 set

Temperatur

: -196 0C sampai 40 0C

Ukuran

: ID Tinggi

Kapasitas

: Shell Tube

: 400 mm : 2085 mm : 0,3 m3 : 0,03 m3

4.1.4 Unit Produksi Argon Murni 1. Suction Snubber ( B – 70 ) Fungsi

: menampung crude argon sebelum masuk ke kompressor argon

Bahan

: baja karbon

Tipe

: tabung silinder

Jumlah

: 1 set

Tekanan

: 0,05 kg/cm2

Temperatur

: 22 – 27o C

Flow

: 66 Nm3 / jam

2. Dust Filter ( F – 70 ) Fungsi

: untuk menyaring kotoran dari crude argon

Bahan

: stainless steel

Tipe

: tabung silinder

Jumlah

: 1 set

Tekanan

: 3,5 kg/cm2

Temperatur masuk

: 40o C

Flow

: 120 Nm3 / jam

Kapasitas

: 0,028 m3

3. Deoxo tower ( T – 71 ) Fungsi

: mereaksikan oksigen yang ada dalam argon

dengan

hidrogen

menjadi

dengan bantuan katalis paladium Tipe

: vertical silinder

Jumlah

: 1 set

Tekanan

: 4,5 kg/cm2

Temperatur

: 450o C

Kapasitas

: 0,056 m3

Ukuran

: ID

: 250 mm

tinggi : 1050 mm

air

4. Air Cooler ( V – 72 ) Fungsi

: untuk mendinginkan argon dengan media pendingin udara

Tipe

: tabung bersirip

Jumlah

: 1 set

Tekanan

: 3,5 kg/cm2

Design Press

: 5,0 kg/cm2

Temperatur masuk

: 450o C

Temperatur keluar

: 150o C

Kapasitas

: 0,014 m3

Bahan

: stainless steel

5. Water Cooler ( H – 72 ) Fungsi

: untuk mendinginkan deoxo argon dengan media pendingin Cooling Water

Tipe

: Horizontal Silinder (Shell and tube)

Jumlah

: 1 set

Temperatur masuk

: 150o C

Temperatur keluar

: 40o C

Kapasitas

: Shell Tube

Ukuran

: 0,059 m3 : 0,0071 m3

: 4750 mm x 2400 mm x 3000 mm

6. Water Separator ( B – 72 dan B – 73 ) Fungsi

: untuk memisahkan uap air dari argon yang terbentuk selama reaksi katalis dan dilengkapi dengan drain trap.

Tipe

: tabung silinder

Jumlah

: 2 buah

Bahan

: aluminium

Tekanan

: 3,5 kg/cm2

Ukuran

: diameter : 369 mm Tinggi

Kapasitas

: 2345 mm

: 0,027 m3

7. Freon Cooler ( H – 73 ) Fungsi

: untuk menurunkan suhu argon dengan media pendingin freon

Tipe

: shell and tube

Jumlah

: 1 set

Tekanan

: 3 kg/cm2

Ukuran

: 4750 mm x 2400 mm x 3000 mm

Temperatur

: 17o C

8. Argon Dryer ( T – 78 A/ B ) Fungsi

: untuk menyerap uap air yang terbentuk oleh reaksi katalis dalam argon.

Tipe

: vertical silinder

Jumlah

: 1 set

Tekanan

: 3 kg/cm2

Ukuran

: diameter : 400 mm tinggi

Temperatur

: 65o C

Kapasitas

: 0,273 m3

: 2345 mm

Media penyerap

: Alumina gel

4.2 Gambar dan Cara Kerja Pesawat Utama 4.2.1 Unit Molecullar Sieve Adsorber ( T 18 A/B ) 

Prinsip : Molekular Sieve Unit sebagai tempat molekular sieve dan alumina gel

yang digunakan untuk mengadsorbsi sisa uap H2O dan CO2. Molekular Sieve Unit memiliki dua buah tabung vessel yang digunakan secara bergantian. Pada saat tabung vessel I digunakan maka tabung vessel II diregenerasi. Mekanisme kerja Molekular Sieve Unit sebagai pengadsorber dan diregenerasikan selama kurang lebih 3.5 jam. Reaktivasi Molekular Sieve Unit dapat dilakukan dengan heating, cooling, pressure rise, parralel, dan blowing. 

Tujuan : Menyerap uap air dan CO2 di udara proses dengan adsorber (alumina

gel untuk menyerap uap air dan molecular sieve untuk mengikat CO2)  1.

Cara kerja:

Bila yang beroperasi vessel I maka umpan masuk melalui valve A1 dan secara otomatis valve A2 menutup. Vessel I dioperasikan selama 3,5 jam. Umpan yang telah diabsorbsi kandungan H2O dan CO2 lalu dikeluarkan melalui valve B4 dan keadaan B3 menutup.

2.

Pada saat vessel I dioperasikan, maka vessel II diregenerasikan 3,5 jam. Proses regenerasi menggunakan gas buang nitrogen (waste gas) dari kolom distilasi. Gas buang nitrogen dipanaskan oleh air exchanger sampai suhu 22ºC kemudian masuk ke vessel II melalui valve B2. Karena adanya pemanasan tersebut, H2O dan CO2 yang diabsorbsi oleh alumina gel dan

molecullar sieve menguap dan keluar bersama gas buang nitrogen melalui valve A3. Aliran udara yang keluar dari adsorber merupakan udara kering dengan suhu 27ºC dan tekanan 5,4 kg/cm2. 

Gambar Alat :



Gambar 11. Molecullar Sieve Adsober ( M 07 A/B ) (Sumber : PT. Samator, 2011) Keterangan Gambar : 1. Udara keluar dari Moisture Separator 2. Waste Nitrogen yang dibuang setelah digunakan untuk meregenerasi Mollecular Sieve Adsorber 3. Molecullar Sieve 4. Alumina 5. Udara yang telah diadsorbsi sisa uap H2O dan CO2

6. Waste Nitrogen yang berasal dari Low Pressure Column 4.2.2 High Pressure Column (K-50)



Prinsip : Memisahkan komponen udara berdasarkan beda titik didih. Banyaknya

tray adalah 60 tray dan tray yang digunakan berjenis Sieve Tray. 

Tujuan : Memisahkan nitrogen dan rich liquid, nitrogen akan naik keatas dan rich

liquid akan berada di bagian bawah (cairan yang kaya oksigen dan mengandung sedikit argon), sehingga akan dihasilkan nitrogen cair setelah dilewatkan pada Main Kondensor. 

Cara kerja : Udara umpan masuk pada High Pressure Column (HPC) melalui bagian

bawah kolom dalam bentuk campuran liquid dan gas (udara jenuh), udara proses dipisahkan berdasarkan perbedaan titik didih. Oksigen titik didihnya lebih tinggi dari gas lainnya (O2 = - 183ºC, N2 = - 191ºC dan Ar = - 185ºC), maka oksigen akan turun (b1). Adanya reflux Liquid Nitrogen dari unit nitrogen recycle menyebabkan terjadi pemisahan antara cairan (rich liquid) dan gas (nitrogen). Oksigen cair akan turun sebagai Rich Liquid Oxigen dan keluar menuju Rich Liquid Subcooler. Gas Nitrogen memiliki titik didih lebih rendah daripada Oksigen, maka Nitrogen akan naik keatas. Gas Nitrogen yang menuju Main Condensor selanjutnya keluar menuju Product Nitrogen Liquid Subcooler yang selanjutnya diambil sebagai produk dan sebagian lagi digunakan sebagai refluk pada HPC bagian atas.

Sebagian gas Nitrogen dari HPC bagian atas dilewatkan Air Exchanger dan selanjutnya digunakan sebagai media pendingin udara umpan. 

Gambar Alat :

Gambar 12. Destilasi kolom bawah (High Pressure Column) (Sumber : PT. Samator, 2011)



Keterangan Gambar :

a. Udara umpan masuk HPC.

b1. Rich Liquid. b. Rich Liquid keluar dari HPC, masuk ke Main Condenssor. c.

Gas Nitrogen keluar dari HPC dan masuk ke Main Kondensor

d. Gas Nitrogen tak murni (masih bercampur dengan argon) keluar dari bagian tengah HPC menuju Reflux nitrogen Subcooler e. Reflux Nitrogen cair dari Unit Nitrogen Recycle f.

Gas nitrogen keluar menuju Air xchanger

g. Tray 4.2.3 Low Pressure Column (K-51)



Prinsip : Memisahkan komponen udara berdasarkan perbedaan titik didihnya.

Pada Low Pressure Column tray yang digunakan sieve tray yang berjumlah 127. 

Tujuan : Memisahkan Liquid Oksigen menjadi Nitrogen pada bagian atas, Crude

Argon pada bagian tengah, dan pada bagian bawah akan terbentuk Oksigen cair yang akan diambil sebagai produk setelah dilewatkan subcooler 

Cara kerja : 1. Rich liquid (Oksigen 36%) dari High Pressure Column selanjutnya masuk ke Low Pressure Column (pipa J), disini terjadi proses pemisahan berdasarkan titik didih. Nitrogen yang mempunyai titik didih lebih rendah akan naik ke atas selanjutnya akan terjadi kontak dengan N2 reflux yang berasal dari high pressure column sehingga terjadi pemisahan antara Oksigen, Nitrogen, dan Argon. Pada proses rektifikasi ini akan dihasilkan Nitrogen gas murni

yang bertujuan agar efisiensi gas Nitrogen yang keluar mendekati temperatur lingkungan, maka gas Nitrogen tersebut dilewatkan HE untuk diambil dinginnya. 2. Oksigen yang mempunyai titik didih lebih tinggi akan turun ke dasar kolom. Oksigen yang murni (pipa H) akan keluar menuju Product Liquid Oksigen Sob Cooler sebagai Oksigen cair kemudian menuju ke Storage Tank tempat penampungan. 3. Kolom atas bagian tengah juga menghasilkan Waste Nitrogen (pipa K) yang digunakan untuk regenerasi Molecullar Sieve adsorber, sebelum digunakan sebagai reaksi Molecullar Sieve adsorber, Waste Nitrogen diambil dinginnya dengan melewatkan subcooler (untuk pendinginan Oksigen produk) dan dilewatkan HE (untuk pendinginan feed udara).



Gambar Alat:

Gambar 13. Destilasi kolom atas (Low Pressure Colume) (Sumber : PT. Samator, 2011)



Keterangan Gambar :

a. Rich Liquid dari HPC masuk ke LPC b. Gas oksigen keluar menuju Oksigen Separator kemudian dikembalaikan lagi sebagai refluk. c. Liquid Oksigen keluar dari LPC menuju subcooler d.

Crude Argon keluar dari LPC menuju Argon Column

e. Waste Nitrogen keluar dari LPC menuju Air Exchanger setelah melewati subcooler. Waste Nitrogen ini digunakan untuk regenerasi MS

f.

Nitrogen masuk ke LPC sebagai reflux dari Air Exchanger

g. Gas Nitrogen keluar dari LPC menuju Air Exchanger yang selanjutnya dibuang h. Tray 4.2.4 Air Exchanger



Prinsip : Air Exchanger yang digunakan adalah type plate and fin, yang beroperasi

dengan prinsip pertukaran kalor antara fluida bersuhu lebih tinggi dengan fluida bersuhu lebih rendah. 

Tujuan : Untuk mendinginkan udara umpan oleh laju alir produk ( Oksigen,

Nitrogen, dan waste gas ) yang keluar dari cold box. 

Cara Kerja : Udara umpan yang keluar dari Molekular Sieve Unit, selanjutnya

didinginkan dalam air exchanger dengan menggunakan media pendingin gas dari kolom pemisahan, antara lain: 1. Crude argon sebesar 66 Nm3/jam bersuhu –185 0C dari Argon Colom ( K55 ) 2. Gas nitrogen dari atas Low Pressure Column ( K51 ) sebesar 3000 Nm3/jam dengan suhu –179 0C 3. Gas nitrogen dari atas High Pressure Column ( K50 ) sebesar 3000 Nm3/jam bersuhu –177 0C 4. Waste gas dari tengah Low Pressure Column ( K51 ) sebesar 3934 Nm3/jam dengan suhu –175 0C 5. Gas oksigen dari Oksigen Separator ( B 51 ) bersuhu -1790C

Udara proses yang keluar dari molekular sieve merupakan input fluida dalam Air Exchanger dengan suhu yaitu sekitar 22 – 27oC mengalami pendinginan dan penurunan suhu yang sangat drastis menjadi -168oC.



Gambar Alat

:

Separator sheet

T2

T1 Fin

T4 T3

Gambar 14. Air Exchanger (Sumber : PT. Samator, 2011)



Keterangan Gambar :

T1 : Input fluida yang didinginkan (fluida panas), yaitu : Udara proses yang keluar dari proses pemurnian udara dengan suhu antara 22 - 27oC T2: Input fluida pendingin, terdiri dari: 1. Waste nitrogen dari subcooler bersuhu -175oC 2. Gas oksigen dari bawah Low Pressure Column bersuhu -179oC 3. Gas nitrogen dari bagian atas High Pressure Column bersuhu -177oC 4. Gas nitrogen dari bagian atas Low Pressure Column bersuhu -179oC 5. Crude argon dari Argon Colomn bersuhu –1850C T3 : Output fluida yang didinginkan, terdiri dari: Udara proses yang mencair, yang akan masuk ke bagian bawah High Pressure Column dengan suhu -168oC T4: Output fluida pendingin yang menjadi panas, terdiri dari: 1. Waste nitrogen untuk regenerasi molecular sieve dan alumina dalam adsorber bersuhu 22 - 27oC 2. Gas oksigen dari Low Pressure Column menjadi gas oksigen produk (GOX) atau untuk dibuang bersuhu 22 - 27oC 3. Gas nitrogen dari bagian atas High Pressure Column yang akan masuk ke Nitrogen Recycle Compressor (NRC) bersuhu 22 - 27oC 4. Gas nitrogen dari bagian atas kolom low pressure menjadi gas nitrogen produk (GAN) atau untuk dibuang bersuhu 22 - 27oC. 5. Crude argon yang akan digunakan untuk bahan pembentukan Liquid Argon bersuhu 22 - 27oC.

Udara proses yang keluar dari proses pemurnian udara merupakan input dalam Air Exchanger dengan temperatur paling tinggi yaitu 27oC mengalami pendinginan dan penurunan temperatur yang sangat drastis menjadi -168oC. Air Exchanger sendiri berprinsip yaitu untuk pertukaran panas dari fluida panas menjadi dingin dan sebaliknya. Pada heat exchanger (Air Exchanger) ini menggunakan tipe plat and fin yang bertujuan untuk mengubah suhu yang semula 22 - 270C menjadi -1680C. Pada input T1 fluida yang akan didinginkan atau fluida panas masuk melalui plate yaitu udara proses yang berasal dari unit pemurnian udara dengan suhu 22 - 270C. Fluida tersebut mengalami pendinginan dengan fluida dari T2 yang lewat di fin yaitu waste nitrogen dari subcooler yang setelah mendinginkan produk oksigen cair dengan suhu -1830C, gas oksigen dari Low Pressure Column dengan suhu -1780C, gas nitrogen dari High Pressure Column bagian atas dengan suhu -1770C, gas nitrogen dari Low Pressure Column dengan suhu -1790C, dan juga Crude argon dari Argon Colomn bersuhu –1850C. Pada heat exchanger ini terjadi pertukaran panas dari input yang masuk berupa fluida panas dengan fluida dingin yang masuk. Maka output yang dihasilkan akan berlawanan dengan input. Pada T3 output yang dihasilkan yaitu udara proses yang sudah sangat dingin yang akan menjadi umpan masuk High Pressure Column bagian bawah dengan suhu -1680C. Fluida dingin yang telah melepaskan dingin maka menjadi panas antara lain, waste nitrogen yang digunakan untul regenerasi Molekullar Sieve Unit bersuhu 22 - 27oC, gas oksigen dari Low Pressure Column yang akan dibuang atau dimanfaatkan sebagai produk gas oksigen bersuhu 22 - 27oC, gas nitrogen dari High Pressure Column yang selanjutnya akan menjadi umpan di Nitrogen Recycle Compressor dengan bersuhu 22 - 27oC, gas nitrogen dari Low Pressure Column yang akan dibuang

atau dimanfaatkan untuk produk gas nitrogen bersuhu 22 - 27oC, dan juga crude argon yang akan digunakan untuk bahan pembentukan Liquid Argon bersuhu 22 - 27oC.

BAB V NERACA MASSA DAN NERACA PANAS

5.1 Dasar Teori 5.1.1 Neraca Massa Hukum kekekalan massa menyatakan bahwa massa suatu zat tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan. Hal ini mengarah pada konsep bahan, bahwa bahan dalam setiap proses adalah tetap. Jikapun terjadi perubahan, hal ini disebabkan karena energi dan massa dapat saling bertukar, sehingga jumlah keduanya tetap sama. Perubahan tersebut didefinisikan menurut hukum Einstein, yaitu :

∆E = ∆M . C2 Dimana : ∆E

= Perubahan energi (erg)

∆M

= Perubahan massa (gram)

C

= Kecepatan cahaya ( 3 x 1010 cm/detik )

Untuk mengetahui secara tepat komposisi umpan masuk dan bahan keluar dapat dihitung dengan neraca massa. Neraca massa merupakan perhitungan kuantitatif dari komposisi bahan masuk / keluar alat proses secara tepat dan merupakan perhitungan dasar dari satuan operasi dan satuan proses. Pemakaian dan kegunaan dari neraca massa adalah sebagai berikut: 1. Untuk mengontrol bahan masuk dan bahan keluar.

2. Untuk

menghitung

kapasitas

dari

peralatan

proses

yang

digunakan. 3. Untuk mengetahui efisiensi dalam proses. Dalam reaksi kimia biasanya perubahan massa yang terjadi sangat kecil sehingga prinsip kekekalan massa dapat diberlakukan. Konversi massa mensyaratkan bahwa bahan yang masuk suatu proses akan terkumpul atau keluar meninggalkan proses tersebut. Bahan tersebut mungkin hilang atau bertambah. Input – Output = Akumulasi Dasar Perhitungan neraca massa dapat dibedakan menjadi dua tipe proses, yaitu : 1.

Tipe Static ( Proses Batch )

Proses batch yaitu pemasukan bahan baku ke dalam proses yang dilakukan setelah satu rangkaian proses selesai diambil hasilnya dan tergantung pada lamanya waktu tinggal dalam suatu proses. Pada proses batch pengaruh waktu tidak dimasukan dalam perhitungan, tetapi hanya umpan masuk dan produk keluar saja. Input = Output + Akumulasi 2.

Tipe Dinamic ( Proses Kontinyu )

Proses kontinyu yaitu suatu proses yang berlangsung dimana bahan dimasukan dan dikeluarkan secara terus menerus. Di dalam proses kontinyu memerlukan waktu tertentu, sedangkan bahan tinggal di dalam alat pada waktu tertentu pula.

Input Output Akumulasi = + Satuanwakt u Satuanwakt u Satuanwakt u

Neraca massa umum dibedakan menjadi dua macam, yaitu neraca massa overall dan neraca massa komponen. 1.

Neraca massa Overall ( Neraca massa total )

Neraca massa overall merupakan neraca massa dimana semua komponen bahan masukan dan bahan keluaran diperhitungkan dengan memandang suatu proses dari awal sampai akhir dan merupakan kesatuan unit. 2.

Neraca massa komponen

Neraca massa komponen merupakan neraca massa yang perhitungannya berdasarkan atas satu komponen bahan masukan saja. Dimana berlaku persamaan Komponen bahan masuk = komponen bahan keluar Untuk mempermudah Perhitungan dalam reaksi – reaksi kimia ditentukan suatu jumlah tertentu dimana input atau reaktan dan output atau hasil reaksi sebagai dasar perhitungan. 5.1.2 Neraca Panas Adalah bentuk khusus dari neraca tenaga, dimana perubahan energi kinetik, energi potensial dan kerja yang dilakukan oleh sistem diabaikan. Dalam suatu proses, neraca panas ini dapat digunakan untuk flow proses pada tekanan tertentu dan non flow pada tekanan konstan. 1. Flow proses ( Tekanan kontinyu )

Adalah arus material yang masuk dan keluar berlangsung terus – menerus selama operasi. Pada keadaan ini suhu, komposisi komponen dan kecepatan alir pada setiap titik adalah sama, jadi tidak tergantung pada waktu. Keadaan ini disebut keadaan Steady State. 2. Non flow proses Dalam hal ini proses operasinya bersifat berkala, susunan suhu berubah sesuai dengan waktu dan terjadi bila tidak ada arus masuk dan keluar secara kontinyu. Beberapa hal yang penting dalam penyusunan neraca panas adalah sebagai berikut : 1. Panas Sensible Merupakan panas yang dapat diserap atau dilepaskan berkaitan dengan kenaikan atau penurunan suhu. Qs = m . . dt

(Pada tekanan tetap)

Qs = m . Cv . dt

(Pada volume tetap)

Dimana : Qs = Panas sensible (kJ) m

= Massa bahan (kg)

= Kapasitas panas pada tekanan tetap (kJ/ kg K) Cv = Kapasitas panas pada volume tetap (kJ/ kg K) dt = Perbedaan suhu (K) Kapasitas pada tekanan tetap () dapat dihitung dengan : a. Persamaan fungsi suhu = p (t) = a + bT + cT2 Dimana : a, b, c = Konstanta yang ditetapkan

T

= Suhu mutlak (K)

b. mean (m) m = dQ/dT =

m.( a  bT  cT 2 ) m..dT = T2  T1 T2  T1

= m (aT)(T2/T1) + m b/2(T2)(T2/T1) + m c/3(T3)(T2/T1) 2

=

2

3

3

m.a (T2  T1 )  m.b / 2(T2  T1 )  m.c / 3(T2  T1 ) T2  T1

c. rata -rata =

1  2  ........  m n

d. dari tabel atau grafik 2. Panas Laten Merupakan panas yang dibutuhkan atau dilepaskan oleh suatu sistem pada saat perubahan fase. Hf = m.Hfo P2/P1 = H / R (1/T2 – 1/T2) Dimana : H

= Panas laten suatu zat ( kJ)

P1

= Tekanan 1 ( kg/m2 detik )

P2

= Tekanan 2 ( kg/m2 detik )

T1

= Temperatur 1 ( K )

T2

= Temperatur 2 ( K )

Beberapa macam panas laten:

a. Panas laten penguapan. Adalah panas yang dibutuhkan oleh suatu sistem pada saat perubahan fase dari cair ke gas pada suhu tetap. b. Panas laten sublimasi. Adalah panas yang dibutuhkan oleh suatu sistem pada saat perubahan fase dari padat ke gas. c. Panas laten peleburan. Adalah panas yang dibutuhkan oleh suatu sistem pada saat perubahan fase dari padat ke cair. d. Panas laten pembekuan. Adalah panas yang dibutuhkan oleh suatu sistem pada saat perubahan fase dari cair ke padat (Es). e. Panas laten transisi. Adalah panas yang dibutuhkan oleh suatu sistem pada saat perubahan fase dari uap ke jenuh. 3. Suhu Jika reaksi masuk pada temperatur yang berbeda dengan zat hasil reaksi keluar, maka panas reaksi diperhitungkan berdasarkan panas reaksi standar. H = Hp + H25 - HR Apabila reaksi berlangsung adiabatis artinya tidak ada panas yang masuk maupun keluar dari sistem serta semua hasil reaksi tetap pada keadaan temperatur aliran, maka hasil reaksi ini adiabatis.

4. Massa Jika massa zat reaksi yang digunakan untuk reaksi lebih besar, maka berbanding lurus dengan panas yang dikeluarkan.

5. Tekanan Pada gas ideal, enthalpi tidak bergantung pada tekanan, demikian pula bila zat pereaksi padat atau cairan. 6. Panas reaksi a. Panas reaksi standar (Hf) Panas reaksi standar merupakan perubahan enthalpi sebagai hasil reaksi pada tekanan 1 atm. Dimana zat pereaksi dan hasil reaksi konstan (25oC). Untuk flow proses, maka panas yang ditambahkan atau dilepaskan sama dengan kenaikan enthalpi, sehingga Q = H. Untuk non flow proses, proses pada tekanan konstan Q = H, dan pada volume konstan Q = 0. Q = HStandar = m..dT b. Panas pembentukan standar (Hfo) Adalah jumlah panas yang terjadi atau panas yang dibutuhkan untuk pembentukan 1 mol zat tersebut dari unsur – unsurnya dengan satuan kJ/kg.mol. Jika Hfo = (-) berarti reaksi eksotermis. Jika Hfo = (+) berarti reaksi endotermis. c. Panas pembakaran standar (Hco)

Adalah jumlah panas yang diperlukan untuk pembakaran suatu senyawa secara sempurna pada temperatur 25oC tekanan 1 atm. Hco = Hco reaktan- Hcoproduk d. Panas penguraian( Hv ) Adalah panas yang diperlukan untuk menguraikan 1 mol zat terlarut menjadi unsur – unsurnya. Biasanya panas penguraian sama dengan panas pembentukan dengan tanda berlawanan arah. Hv = - Hf o e. Panas pelarutan Adalah panas yang diserap atau dilepaskan jika 1 mol senyawa dilarutkan dalam pelarut berlebihan sampai keadaan dimana pada penambahan pelarut selanjutnya tidak ada panas yang diserap atau dilepas lagi. f.

Panas pengenceran Adalah kalor yang diserap atau dilepaskan ketika suatu larutan diencerkan dalam batas konsentrasi tertentu.

g. Panas netralisasi Adalah jumlah panas yang dilepas ketika 1 mol air terbentuk akibat reaksi netralisasi asam oleh basa atau sebaliknya. Untuk asam kuat atau basa kuat, harga panas reaksinya selalu tetap, sedangkan untuk asam lemah atau basa lemah harga panas reaksinya lebih kecil. 7. Perpindahan panas

a. Konduksi Konduksi adalah perpindahan panas yang terjadi antara dua buah benda yang mempunyai perbedaan suhu tanpa disertai dengan adanya perpindahan massa. Perpindahan panas ini tergantung pada konduktivitasnya.

Rumus yang berlaku adalah : q = -kA.T/x Dimana : Q

= Laju perpindahan kalor

T/x = Gradien suhu kearah perpindahan kalor k

= Konduktivitas atau hantaran intermal benda

b. Konveksi Konveksi adalah panas yang dipindahkan dari molekul yang suhunya tinggi kemolekul yang suhunya lebih rendah dan disertai perpindahan massa yang biasanya terjadi pada gas dan cairan. Rumus yang berlaku adalah : q = h.A.dT Dimana : Q

= Panas konveksi (kJ/hr)

H

= Koefisien perpindahan panas konveksi (kJ/hr.m.K)

A

= Luas penampang perpindahan panas (m)

dT

= Perpindahan suhu (K)

c. Radiasi Radiasi adalah perpindahan panas yang berlangsung secara radiasi

gelombang

elektromagnetik

dan

tidak

memerlukan

medium. Rumus yang berlaku adalah : q = A.. (T24 – T14) Dimana : q

= Panas radiasi (kJ/ hr)

T1

= Suhu awal (K)

T2

= Suhu akhir (K)

A

= Luas perpindahan panas (m2)

 = Konstanta Stefen – Boltzman (5,669 . 10-8 W/m2K4) 5.2 Neraca Massa PT. Samator – Kendal Basis 1 jam operasi pada pukul 09.00 – 10.00, pada tanggal 25 dan 27Februari 2011, massa udara masuk = 12112,142 kg. Tabel 5. Neraca Massa pada Kompresor Udara (C – 10) Komponen

input kg

output kmol

kg

kmol

N2

8970,821

320,386

8970,821

320,386

O2

2760,253

86,258

2760,253

86,258

Ar

147,649

3,697

147,649

3,697

CO2

18,073

0,411

18,073

0,411

H2O

215,346

11,964

215,346

11,964

12112,142

422,716

12112,142

422,716

Total

Tabel 6. Neraca Massa pada High Level Freon Cooler (H – 13) Komponen

input

output

Kmol

Kg

Kmol

Kg

N2

320,386

8970,821

320,386

8970,821

O2

86,258

2760,253

86,258

2760,253

Ar

3,697

147,649

3,697

147,649

CO2

0,411

18,073

0,411

18,073

11,964

215,346

8,375

150,742

3,589

64,604

422,716

12112,142

H2O gas H2O liquid Total

-

-

422,716

12112,142

Table 7. Neraca Massa pada Molecular Sieve Tower (T – 18 A/B) Komponen

input Kmol

N2

320,386

O2

output Kg

Kmol

Kg

8970,821 320,386

8970,821

86,258

2760,253

86,258

2760,253

Ar

3,697

147,649

3,697

147,649

CO2

0,411

18,073

-

-

11,964

215,346

-

-

H2O gas CO2

-

-

0,411

18,073

H2O liquid

-

-

11,964

215,346

12112,142 422,716

12112,142

Total

422,716

Table 8. Neraca Massa pada High Pressure Column (H – 14) Input

Komponen

Kmol

output Kg

Kmol

Kg

GA: N2

247,785

6937,990

-

-

O2

66,711

2134,766

-

-

Ar

2,859

114,191

-

-

LA: N2

-

-

184,587

5168,437

O2

-

-

65,995

2111,855

Ar

-

-

2,859

114,191

126,351

3537,836

LN2: N2

134,036

3753

GN2: N2

-

-

70,883

1984,717

O2

-

-

0,716

22,912

Total

451,392 12939,947

451,392 12939,947

Table 9. Neraca Massa pada Low Pressure Column (K – 51) input Komponen

Kmol

output Kg

Kmol

Kg

LA : N2

184,587

5168,437

-

-

O2

65,995

2111,855

-

-

Ar

2,859

114,191

-

-

N2

112,833

3159,332

-

-

O2

1,143

36,582

-

-

Ar

1,486

59,357

-

-

LA (K-55):

GA: N2

111,005

3108,149

-

-

O2

1,133

36,247

-

-

Ar

2,265

90,481

-

-

126,351

3537,836

-

-

O2

338,207

10822,622

-

-

Ar

3,416

136,444

-

-

LN2: N2 LO2:

GO2: N2

-

-

114,135

3195,775

O2

-

-

1,277

40,870

Ar

-

-

1,974

78,835

O2

-

-

178,089

5698,852

Ar

-

-

0,536

21,403

N2

-

-

300,482

8413,498

O2

-

-

3,349

107,163

Ar

-

-

3,958

158,071

-

-

120,160

3364,481

O2

-

-

223,763

7160,420

Ar

-

-

3,559

142,163

LO2 produk:

WN:

GN2 produk: N2 GO2 produk:

Total

951,282

28381,532 951,282 28381,532

Table 10. Neraca Massa pada Argon Column input komponen

Output

Kmol

Kg

Kmol

Kg

N2

11,493

321,813

-

-

O2

22,987

735,572

-

-

Ar

195,386

7803,725

-

-

LA input:

LA output: N2

-

-

112,833

3159,332

O2

-

-

1,143

36,582

Ar

-

-

1,486

59,357

GA:

-

-

N2

-

-

111,005

3108,149

O2

-

-

1,133

36,247

Ar

-

-

2,265

90,481

GO2: N2

0,043

1,197

-

-

O2

146,139

4676,450

-

-

Ar

13,064

521,770

-

-

LO2: O2

-

-

146,138

4676,403

Ar

-

-

10,159

405,762

N2

-

-

0,043

1,197

O2

-

-

0,001

0,047

Ar

-

-

2,903

116,008

CRUDE Ar:

Total

389,112

14060,526 389,112 14060,526

Table 11. Neraca Massa pada Deoxo Tower (T – 71) input Kmol Kg

Komponen Cruide Argon N2 O2 Ar H2 input H2 H2O output H2O Total

output Kmol Kg

0,043 0,001 2,905

1,197 0,047 116,008

0,003

0,006

2,952

117,258

0,043 1,197 2,905 116,008 -

-

0,004 0,053 2,952 117,258

Table 12. Neraca Massa pada Pure Argon Column (K – 56)

Komponen Cruide Argon N2 Ar Gas Buang N2 Ar Liquid Argon Ar Total

Kmol

0,043 2,905 2,948

Tabel 13. Neraca Massa Total Komponen

input Kg

Kmol

output Kg

-

-

1,197 116,008 117,205

0,097 0,488

2,703 19,509

2,416 3,948

95,499 117,205

input

output

12112,142

-

N2

-

8970,821

O2

-

2760,253

Ar

-

147,649

CO2

-

18,073

H2O

-

215,346

AIR COMPRESSOR udara masuk

Total

12112,142 12112,142

HIGH LEVEL FREON COOLER udara masuk

12112,142

-

N2

-

8970,821

O2

-

2760,253

Ar

-

147,649

CO2

-

18,073

H2O buang

-

150,742

H2O sisa

-

64,604

Total

12112,142 12112,142

MOLEKULAR SIEVE udara masuk

12112,142

-

N2

-

8970,821

O2

-

2760,253

Ar

-

147,649

CO2

-

18,073

H2O sisa

-

215,346

total

12112,142 12112,142

HIGH PRESSURE COLUMN udara masuk

9186,947

-

Liquid Nitrogen

3753,000

3537,836

Waste Gas

-

2007,629

Rich Liquid

-

7394,483

total

12939,947 12939,947

LOW PRESSURE COLUMN Rich Liquid

7394,483

-

Liquid Nitrogen

3537,836

-

Rich Liquid dari Argon Column

3255,271

-

10959,066

-

3234,876

-

-

3364,481

Liquid Oksigen Udara Gas Gas Nitrogen Produk

Waste Gas

-

8678,732

Gas Oksigen Produk

-

7302,584

Liquid Oksigen Produk

-

5720,255

Gas Oksigen

-

3315,480

total

28381,532 28381,532

ARGON COLUMN Rich Liquid

8861,109

5626,233

Gas Oksigen

5199,417

-

Cruide argon

-

117,252

Liqiud Oksigen

-

5082,165

Udara Gas

-

3234,876

Total

14060,526 14060,526

DEOXO TOWER Cruide argon

117,252

117,205

H2 input

0,006

-

H2 output

-

0,053

Total

117,258

117,258

PURE ARGON COLUMN Cruide argon

117,205

-

Gas Buang

-

22,212

Liquid Argon

-

96,499

Total Subtotal

117,205

117,205

91952,893

91952,93

EFFISIENSI PRODUKSI =

jumlah produk x 100% jumlah bahan baku masuk

1. Produk oksigen =

jumlah produk oksigen x 100% jumlah bahan baku masuk

=

liquid oksigen produk + gas oksigen x 100% 12112.142

=

9035.735 x 100% 12112.142

= 74,6 % 2. Produk Nitrogen =

jumlah produk nitrogen x 100% jumlah bahan baku masuk

=

3364,481 x 100% 12112.142

= 27,78 % 3. Produk Argon =

jumlah produk argon x 100% jumlah bahan baku masuk

=

69,499 x 100% 12112.142

= 0,008 %

5.3 Neraca Panas Table 14. Neraca Panas pada Kompresor Udara (C – 10) Panas (kkal) Komponen Input

Output

Udara : N2 O2 Ar

2.099.172,195 616.088,407 87.171,896 4.294,165 49.615,638 4.755.614,330

5.247.930,487 1.565.063,293 661.762,260 11.223,385 125.977,207 -

CO2 H2O(g) Panas yang diserap Total

7.611.956,631

7.611.956,631

Table 15. Neraca Panas pada Reactivation Exchanger (H – 17) Panas (kkal) Komponen Input

Output

Udara : N2 O2 Ar

5.247.930,487 1.565.063,293 661.762,260 11.223,385 125.977,207

3.673.551,341 1.078.154,713 279.986,563 7.742,509 88.184,045

546.877,365 6.644,094 13.910,268 4.227.473,548

6.015.651,011 74.263,824 1.189.327,901 -

12.406.861,906

12.406.861,906

CO2 H2O(g) WN : N2 O2 Ar Panas yang dilepas Total

Tabel 16. Neraca Panas pada After Cooler (H – 13) Panas (kkal) Komponen Input

Output

Udara : N2 O2 Ar

3.673.551,341 1.078.154,713 279.986,563 7.742,509 88.184,045 -

2.449.034,227 718.769,809 117.203,677 5.085,766 57.884,911 1.779.640,780

5.127.619,170

5.127.619,170

CO2 H2O(g) Panas yang dilepas Total

Tabel 17. Neraca Panas pada High Level Freon Cooler (H – 14) Panas (kkal) Komponen Input

Output

Udara : N2

2.449.034,227 718.769,809 117.203,677 5.085,766 57.884,911

O2 Ar CO2

-

H2O(g)

-

874.655,081 256.703,503 21.925,858 1.762,126 14.471,228 6.201,955 333.678,592

H2O(l) Panas yang dilepas Total

3.347.978,390

3.347.978,390

Table 18. Neraca Panas pada Air Exchanger (E – 20) Panas (kkal) Komponen Input

Output

Udara : N2 O2

874.655,081 256.703,503 21.925,858

-9.817.666,88 -2.784.818,971 -3.289.808,889

-9.275.881,455 -110.645,596 -3.773.160,154

546.877,3647 6.644,093883 13.910,26785

-3.751.732,578

218.691,2542

Ar WN : N2 O2

Ar

-7.562.120,047 -3.628.774,803

443.946,0685 12.510,36938

GN2: -1.395,345 -51,498 -3.268.580,133

N2

77,818455 2,925195429 10.208,69378

GO2 : O2

116,728 17.227,171

Ar

12.499.497,353

-1.365,175142 -3.061.424,855 -

-17.702.215,91

-17.702.215,914

Cr.Ar (1) : N2 O2 Ar Cr.Ar (2) : N2 Ar Panas yang dilepas Total

Tabel 19. Neraca Panas pada Sub Cooler Panas (kkal) Komponen Input

Output

LA : N2 O2

-5.689.415,809 -2.143.110,067 -2.588.662,759

-6.154.058,325 -2.354.929,086 -3.427.235,290

-3.945.040,373

-4.323.942,555

Ar

LN2 : N2

-4.090.872,246

-3.688.143,890

-9.964.946,934 -118.864,983 -4.671.573,771

-9.275.881,455 -110.645,596 -3.773.160,154

104.490,593

-

-33.107.996,350

-33.107.996,350

GN2 : N2 WN : N2 O2 Ar Panas yang dilepas Total

Table 20. Neraca Panas pada High Pressure Column (K – 50) Panas (kkal) Komponen Input

Output

GA : N2 O2

-957.222.520,771 -258.988.164,274 -488.536.620,067

Ar

-

LA : N2 O2

-5.689.415,809 -2.143.110,067 -2.588.662,759

Ar -4.184.970,300 LN2 :

-3.945.040,373

N2

-

WG :

-

-3.751.732,578 -23.926,584 -

N2 O2

1.690.790.387,240

Panas yang dilepas Total

-18.141.888,171

-18.141.888,171

Tabel 21. Neraca Panas pada Low Pressure Column (K – 51) Panas (kkal) Komponen Input

Output

LA (T-222) : N2

-6.154.058,325 -2.354.929,086 -3.427.235,290

-

-3.761.816,696 -40.792,835 -1.781.491,716

-

-

O2

-3.642.128,566 -39.777,053 -2.590.044,893

Ar

-4.323.942,555

-

O2 Ar LA (T-241) : N2

GA :

-

-

-11.493.624,608 -3.541.548,103

N2

-

O2

-

Ar

-

LN2 :

N2

-

-

O2

-

-

Ar

-

-

LO2 :

GO2 : N2

-

O2

-

Ar

-6.018.557,597 -546.316,244

LO2 produk : O2

-3.624.008,603 -43.404,204 -2.046.253,163

-10.229.972,118 -122.026,286 -5.049.032,051

Ar WN :

-

N2

-

O2

-4.090.872,246

190.052,364 -7.562.120,047 -3.628.774,803

Ar GN2 produk :

-

N2 GO2 produk : O2 Ar Panas yang diserap Total

-42.961.337,361

-42.961.337,361

Tabel 22. Neraca Panas pada Argon Column (K – 55) Panas (kkal) Komponen Input

Output

LA : N2 O2

-383.182,211 -820.235,845 -234.214.748,217

Ar GO2 :

-

-1.357,633 -4.966.389,561 -13.543.067,340

N2

-

O2

-

Ar

-

LA : N2 O2

-6.584.921,150 -40.792,835 -1.781.491,716

Ar GA :

-3.642.128,566 -39.777,053 -2.590.044,893

N2 O2 -

-4.966.339,455 -10.531.966,705

Ar LO2 : O2

-1.395,345 -51,498 -3.268.580,133

Ar

-

Cr.Ar :

N2 O2

220.481.491,459

Ar Panas yang diserap Total

-33.447.489,348

-33.447.489,348

Tabel 23. Neraca Panas pada Pure Argon Column (K – 56) Panas (kkal) Komponen Input

Output

Cr. Ar : N2

-1.365,175142 -3.061.424,855

Ar

-

WG : N2

-3.149,871 -549.673,265

Ar LAr :

-2.504.727,394 -

Ar

5.239,501

Panas yang diserap Total

-3.057.550,529

-3.057.550,529

Tabel 24. Neraca Panas Total Panas (kkal)

Nama Alat

Input

Output

Kompresor udara

2856342,301

7611956,631

Reactivation exchanger

8179388,358

12406861,906

After cooler

5127619,170

3347978,390

High level freon cooler

3347978,390

1175719,750

Heat exchanger

-30201713,267

1175719,750

Sub cooler

-33212486,943

-33107996,350

High pressure column

-1708932275,411

-16603313,943

Low pressure column

-43151389,725

-42961337,361

Argon column

-253928980,807

-33447489,348

Pure argomn column

-3062790,030

-3057550,529

Panas yang diserap

1949518856,861

total

-103459451,102

-103459451,102

Panas yang diserap = (total panas output alat) – (total panas input alat) = [-103459451,102 - (-2052978307,963)] kkal = 1949518856,861 kkal Artinya, panas yang diserap oleh pabrik sebesar 1949518856,861 kkal

Efisiensi Neraca Panas Total =

total panas keluar x 100% total panas masuk

−103459451,102 −2052978307,963 = 5,039 %

=

×

%

BAB VI UTILITAS DAN PENGOLAHAN LIMBAH

6.1 Utilitas Utilitas adalah suatu unit yang sangat diperlukan dalam kegiatan produksi, untuk menunjang kelancaran proses produksi. Utilitas yang ada di PT Samator, Kaliwungu, Kendal adalah sebagai berikut : 1. Penyediaan air, meliputi air minum, air pendingin 2. Penyediaanlistrik 3. Penyediaanrefrigerant 4. Penyediaanudaratekanuntukkebutuhan instrument 6.1.1 Penyediaan Air Sumberkebutuhanair

di

PT.

Samator

Kendal

diperolehdarisumurartesisdengankedalamankuranglebih 100 meter dan debit 12 m3 per jam. Alasandigunakan air artesisini, yaitu : a. Air artesismerupakansumber air yang bersihdanmurah b. Tingkat pencemaran air tidakterlalutinggi, karena air artesismerupakan air tanah c. Lokasisumberdekatdenganlokasipabrik, sehinggatidakmembutuhkanbiayapengangkutan yang besar 6.1.1.1 Penyediaan Air Minum Untuk kebutuhan air minum dan penyediaan makanan di kantin, PT Samator menyediaan air minumuntuk setiap harinya adalah 3 gallon per haridengancaramembeli air mineral (aqua gallon).Hal ini disebabkan air tanah disekitar pabrik merupakan air sadah sehingga tidak layak untuk digunakan

sebagai air minum dan untuk memenuhi keperluan air untuk MCK di plant, kebutuhan air di Mushola dan MCK di kantor, PTSamatormenggunakan air dari PDAM Kota Kendal sebesar 10 m3/hari. Tabel25.SyaratKualitas Air MinumSesuaiPeraturanMenteriKesehatanRepublik Indonesia Nomor : 01/BIRHUKMAS/I/1975 Unsur-unsur Satua Min. Max. Max.diperb keterangan n Diperbolehka dianjurka olehkan n n I. FISIKA 0 1. Suhu C Suhuudara *skalapt-co 2. Warna Unit* 5 50 3. Bau tidakberbau 4. Rasa tidakberasa 5. Kekeruhan Unit** 5 25 II. KIMIA 6. pH 6,5 9,2 7. Zatpadat mg/lt 500 1500 8. Zatorganik(KmnO4) mg/lt 10 9. CO2agresif(CO2) mg/lt 0,0 10. Kesadahan OD 5 10 11. Calsium(Ca) mg/lt 75 200 12. Magnesium (Mg) mg/lt 30 150 13. Besi(Fe) mg/lt 0,1 1,0 14. Mangan(Mn) mg/lt 0,05 0,5 15. Tembaga(Cu) mg/lt 0,05 1,5 16. Zink (Zn) mg/lt 1,00 15 17. Chlorida(Cl) mg/lt 200 600 18. Sulfat(SO4) mg/lt 200 400 19. Sulfida (H2S) mg/lt 0,0 20. Fluorida (F) mg/lt 1,0 2,0 21. Amoniak (NH4) mg/lt 0,0 22. Nitrat(NO3) mg/lt 20,0 23. Nitrit***(NO2) mg/lt 0,5 ***zatberacu 24. Phenol*** mg/lt 0,001 0,002 n 25. Arsen*** mg/lt 0,05 26. Timbal*** (Pb) mg/lt 0,1 27. Selesium*** mg/lt 0,01 28. Chromium*** mg/lt 0,05 martabat 6 29. Cyanida*** mg/lt 0,05 30. Cium*** mg/lt 0,01 31. Air raksa*** mg/lt 0,001 III.RADIO AKTIF 32.Sinar Alfa µC 109 32. Sinar Beta µC 108 IV. Mikrobiologi -

( Sumber : Manual Instruction Of Plant) Dari hasil analisa di atas,air baku untuk sanitasi di PT Samator Kendal sudah sesuai dengan Peraturan Menteri Kesehatan Republik Indonesia Nomor: 01/BIRHUKMAS/I/1975 tentang syarat kualitas air minum. Oleh karena itu,untuk air sanitasi ini tidak ada pengolahan air (water treatment) khusus sebelum digunakan dalam proses pabrik untuk memenuhi kebutuhan sanitasi para karyawan. 6.1.1.2 PenyediaanAir Pendingin Penyediaan air pendingin diperoleh dari air tanah. Syarat yang harus dipenuhi jika air digunakan sebagai pendingin proses adalah harus bersih, tekanan supply 3,5 kg/cm2g, tekanan kembalian 1,5 kg/cm2g, temperatur supply 320C (maksimal), temperature kembalian 500C (maksimal). Untuk dapat dijadikan sebagai air proses di Plant LONA , air bawah tanah harus memenuhi syarat untuk mencegah timbulnya kerak, korosi dan timbulnya lumut dan bakteri dengan pengaturan kepekatan air dan penambahan bahan anti lumut, serta anti korosi. Tabel . Syarat Baku Mutu Air Pendingin Parameter Satuan Nilai PH (pada 250C)

-

6-8

Konduktivitas Listrik (pada 250C)

s/cm

500

Total hardness (sebagai CaCO3)

ppm

150

Alkalinity (sebagai CaCO3)

ppm

100

Ion Klorida (sebagai Cl-)

ppm

200

Ion Sulfat (sebagai SO42-)

ppm

200

Ion Besi (sebagai Fe2+)

ppm

1

Ion Silika (sebagai SiO2)

ppm

50

Ion Amonium (NH4+)

ppm

Tak terdeteksi

Zat padat tersuspensi

ppm

10

Mangan (Batu Kawi)

ppm

50

Ion Belerang (S2-)

ppm

Tak terdeteksi

Stabilitas indeks

ppm

6-7

(Sumber: Manual Instruction of Plant) Air pendingin yang ada di PT Samator berasal dari air artesis (air tanah). Air tanah yang ada di PT Samator mempunyai kesadahan yang tinggi (200 ppm) yang sangat berbeda jauh dengan syarat baku mutu air pendingin (150 ppm) sehingga membahayakan proses produksi dan peralatan. Hal-hal yang sering terjadi akibat air pendingin yang kurang bersih adalah kerak, korosi, timbulnya lumut dan bakteri. Timbulnya kerak dalam pipa – pipa proses akan menyebabkan pertukaran panas yang terjadi dalam heat exchanger kurang sempurna karena luas area perpindahan panas yang berkurang. Adanya korosi pada pipa - pipa proses juga sangat membahayakan karena berakibat keroposnya pipa-pipa tersebut sehingga ketebalan diameter pipa menjadi tidak sama. Oleh karena itu sebelum digunakan sebagai air pendingin, air tanah harus proses pengolahan air (water traeatment) terlebih dahulu. 6.1.1.3 Proses Pengolahan Air Pendingin Air pendingin yang digunakan diambil dari sumur artesis. Air dari sumur artesis dipompa kemudian ditampung dalam bak penampungan I. Air ditampung dalam bak penampungan I ini untuk mengendap akan kotoran-kotoran yang terbawa bersama air artesis tersebut dari total zat padat yang tersuspensi dari air artesis ≤ 10 ppm menjadi tidak terdeteksi lagi. Kemudian air dari bak penampungan I dengan pH awal 6,5 – 9,5 dijaga kondisinya menjadi 6 – 7 dan

dialirkan masuk dalam softener. Dalam softener air tersebut mengalami demineralisasi dengan resin, tujuannya adalah untuk menghilangkan zat padat terlarut yang terikut dalam air. Resin yang digunakan adalah Resin Anion-Kation, resin ini berfungsi untuk menyerap mineral, logam, asam, serta kotoran yang terkandung dalam air sehingga akan mengurangi kesadahan air tersebut. a.

Resin Anion (penukar anion) Merupakan alat yang bertujuan untuk mereduksi anion. Alat ini terdiri dari

anion resin basa lemah dan anion resin kuat. Anion resin basa lemah untuk menangkap ion Sulfat (SO42-) kandungan awalnya adalah 205 ppm di make up menjadi 50 ppm dan Ion Klorida (Cl-) dari ≤ 300 ppm menjadi ≤ 50 ppm. Sedangkan anion resin basa kuat digunakan untuk menangkap Ion Silika (SiO2) yang kandungan awalnya ≤ 50 ppm hingga tidak terdeteksi dan ion CO32, seperti pada total hardness (CaCO3) yang kandungan awalnya ≤ 150 ppm menjadi≤ 50 ppm dan dari alkalinity (seperti CaCO3) dari ≤ 100 ppm menjadi ≤ 50 ppm. Reaksinya : H2SO4(l) + HCl(l)+

2 NaOH(l)

NaOH(l)

H2CO3(l)+ 2NaOH(l) H2SiO2(l) + NaOH(l)

Na2SO4(l) + 2H2O(l) NaCl (l)+H2O(l) Na2CO3(l)+ 2 H2O(l) Na2SiO2(l) +H2O(l)

b. Resin Kation (penukarkation) Merupakan alat penukar ion-ion positif dengan ion hidrogen (H+) dengan tujuan mereduksi kation – kation yang terkandung dalam air. Resin ini mempunyai 2 kolom terdiri dari dua resin yaitu kation resin asam kuat dan kation resin asam lemah.

Air yang telah difilter dikirim ke kation exchanger masuk kolom pertama berisi kation resin asam kuat yang akan mengganti semua kation dengan ion hidrogen (H+). Kemudian ke kolom kedua berisi kation resin asam lemah hanya akan mengganti Ca2+, Mg2+, Fe2+, dan Na+dengan ion Hidrogen (H+). Reaksinya : Ca2+ + 2 HCl(l)CaCl2(l) + 2H+ Mg2+ + 2HCl (l)MgCl 2(l) + 2H+ Na+ + HCl (l)NaCl(l)+ H+ Fe2+ + 2 HCl(l)

FeCl 2(l) + 2H+

Air proses dari softener kemudian ditampung dalam bak penampung II (basin) untuk mendapatkan treatment. Treatment tersebut meliputi : a.

Pemberian NALCO ST 40 Berbentuk cairan yang digunakan sebagai zat anti mikroorganisme dengan dosis pemakaian sebanyak 4 kg/hari.

b.

Pemberian NALCO 3 DT 165 NALCO 3DT165 merupakan zat anti korosi, NALCO 3 DT 165 ini merupakan zat untuk menaikkan phospat dalam basin. Kalau terlalu rendah maka akan mudah mengalami kerak. Dengan dosis pemakaian sebesar 37,5 kg tiap 2 minggu.

c.

Pemberian NALCO 7348 Digunakan sebagai biodispersan, NALCO 7348 mengandung senyawa Aluminium

Sulfat

yang

berfungsi

sebagai

koagulan

dengan

dosis

pemakaiannya 3kg tiap minggu. d.

Pemberian NALCO 2834 Berbentuk cairan yang mengandung Natrium Aluminat dan digunakan sebagai zat anti lumut (alga dan ganggang) dengan dosis pemakaian 15 kg tiap minggu. Air dari basin kemudian dipompa menuju Plant LONA dengan suhu 29–

300C dan air yang keluar dari plant LONA dengan suhu 500C yang kemudiaan disirkulasikan kembali menuju cooling tower untuk pendinginan. Dengan menggunakan 3 pompa, air dari cooling tower dipompa ke alat sebagai air pendingin. Air yang keluardari cooler didinginkan pada cooling tower dengan kontak langsung dengan udara sehingga ada sebagian air yang menguap ke atsmosfer. Karena adanya penguapan, maka kandungan air semakin pekat (tinggi) dan apabila masuk ke peralatan proses dapat mengakibatkan timbulnya kerak yang bisa menghambat aliran air sehingga air yang keluar dari peralatan proses sebagian air harus dibuang dulu sebagai blowdown. Adanya air yang menguap, ditiup angin, kebocoran dan blow down akan menyebabkan air dalam cooling tower akan berkurang. air yang hilang tersebut akan diganti dengan menambahkan air baru sebagai air make up yang berasal dari sand filter. Adapun tahap pengolahan air sebagai berikut:

1.Pompa Digunakan untuk memompa air untuk yang berasal dari sumur artesis dan dialirkan ke bak penampungan I. 2. Bak penampungan I Berbentuk persegi panjang yang digunakan untuk menampung air artesis juga berfungsi sebagai bak pengendapan kotoran. 3. Bak penampungan II Berfungsi untuk menampung air yang berasal dari bak penampungan I dan juga air pendingin yang keluar dari proses setelah didinginkan dari cooling tower system dan juga berfungsi untuk menjaga agar aliran air make up berjalan lancar. Pada bak ini juga dilakukan treatment – treatment yang biasa dilakukan untuk air pendingin adalah penambahan bahan-bahan kimia.Setelah pemberian zat tersebut, air disalurkan ke alat-alat produksi sebagai media pendingin dan dikembalikan kebak penampungan cooling water untuk diproses kembali sehingga dapat digunakan sebagai air pendingin. Air artesis

plant

Bak penampung I

Bak penampung I

Bab penampungan II

Cooling tower

Zat kimia

Gambar 15.Blok Diagram Penyediaan Air Pendingin

Cara kerja Cooling tower adalah : Air bekas pendingin bersuhu sekitar 50 0C dari pabrik dipompa kembali ke kolam penampungan II (cooling water), kemudian air dipompa ke atas cooling tower dan ditujukan sirip-sirip. Uap yang terjadi dihisap keluar fan (kipas) yang ada di atas cooling tower. Dan ada sebagian uap yang terbawa oleh angin (wind loss). Air yang baru saja turun dari cooling tower akan bertemu dengan air yang berasal dari bak penampungan (make-up water), sehingga suhu akan turun menjadi sekitar 30 0C. Penambahan air ini juga berfungsi untuk mengurangi kadar impuritas air dan mengganti air yang hilang teruapkan di cooling tower, disamping itu juga perlu pengaturan blowdown untuk memperkecil impuritas yang ada di kolam penampungan II. 6.1.2 Penyediaan Tenaga Listrik Sumber tenaga listrik utama di PT Samator adalah tenaga listrik sebesar 4500 KVA yang ditransmisikan dari gardu PLN Kendal khusus untuk konsumen pabrik yaitu Polysindo, Samator, dan Tensindo. Jadi seluruh kegiatan pabrik tergantung distribusi PLN. Apabila sewaktu-waktu terjadi pemadaman dari PLN, maka kegiatan produksi akan berhenti. Produksi akan dimulai lagi saat aliran tinggi kembali normal. Selain itu digunakan generator dengan kapasitas 180 KW sebagai sumber arus cadangan (hanya dipakai untuk penerangan, pompa transfer liquid ke lorry tank, pompa botol dan hydrant). Di

lingkungan

PT

Samator

terdapat

sebuah

gardu induk

PLN

berkapasitas 2000 VA dan didukung oleh dua trafo milik perusahaan yang berkapasitas 6300 KVA dan 1600 KVA.

Sumber listrik yang digunakan PT Samator meliputi : 1. Tegangantinggi

= 3300 V, 50 Hz, 3 phase

2. Teganganrendah

= 380 V, 50 Hz, 3 phase

3. Instrumentasi

= 100 V, 50 Hz, 1 phase

4. Total pemakaian LONA

= 4200 KVA

6.1.3Penyediaan Refrigerant Refrigerant pendinginadalahfreon initidakdihasilkandari

yang

digunakan R-22

proses

di

PT.

Samatorsebagai

media

atauchlorodifluoromethane. plant

LONA,

sehinggafreon

Freon R-

22

inididapatdenganmembelinyadaripihakluar.Kondisi operasi freon pada high level adalah tekanan gas keluar 9-15 kg/cm2, tekanan gas masuk 600 mmHg sampai 6 kg/cm2, temperatur gas keluar 45-900C, temperatur gas masuk –50oC sampai 200C. Sedangkan pada low level tekanan gas keluar 0,5 − 6 kg/cm2, tekanan gas masuk 600 mmHg sampai 4,5 kg/cm2, temperatur gas keluar 55-700C dan temperatur gas masuk −60oC sampai 200C. 6.1.4 PenyediaanUdaraTekan Untuk keperluan instrumen sebelum proses dijalankan digunakan udara bertekanan dari nitrogen back-up dengan flow 150 m3/jam. Nitrogen cair yang keluar dari nitrogen back-up diubah menjadi gas nitrogen melalui vaporizer ke dalam control dan menjalankan alat-alat penunjuk dari kontrol . Apabila plant sudah mulai beroperasi maka supply udara tekan digantikan oleh air kompressor untuk menjalankan proses selanjutnya. Mekanisme penggunaan udara tekan :

Udara tekan masuk ke dalam aktuator akan menekan pegas dalam aktuator. Gerakan pegas dalam actuator akan menyebabkan plug pada valve bergerak sehingga flow pada valve dapat dikendalikan. 6.2 Pengolahan Limbah a. Limbah Gas Limbah gas ini berbentuk waste gas, dan ini tidak mengandung senyawa yang membahayakan. Komponen utama dalam waste gas adalah nitrogen. Waste gas yang terbentuk pada bagian puncak kolom destilasi tekanan rendah ini dipanaskan dalam Air Exchanger (E-20) dan digunakan untuk regenerasi dalam Molecular Sieve Unit pada proses heating setelah mengalami pemanasan sehingga temperaturnya mencapai 100 0C. Selanjutnya waste gas ini digunakan untuk menguapkan H2O dan CO2 yang terdapat pada molecular sieve tower. Sisa dari waste gas dibuang melalui stack / silencer. Stack ini berupa cerobong yang didesain tinggi agar waste gas yang banyak mengandung nitrogen ini tidak mengganggu lingkungan. d. Limbahcair Limbah cair ini berasal dari air buangan dari unit pemurnian pada Air Separation Plant LONA (Liquid oxygen, nitrogen dan argon). Air buangan ini tidak mengandung mineral disebut juga air demin. Air demin ini didinginkan dengan udara atmosfer dan jika telah mencapai suhu kamar maka air ini bisa langsung dipompakan ke unit pembuatan gas hidrogen dan digunakan sebagai bahan baku pembuatan gas hidrogen secara elektrolisa. Limbah cair dari blowdown cooling tower yang memiliki kandungan mineral yang sama dengan air bawah tanah, sehingga bisa langsung dibuang ke saluran pembuangan.

e. Limbahpadat Limbah padat rumah tangga seperti sisa aktifitas kantin (bahan organik) dibuang ke tempat pembuangan umum.

BAB VII LABORATORIUM Di Laboratorium PTSamatordilakukanbeberapamacamanalisameliputi : 1. Analisabahanbaku 2. Analisabahansetengahjadi 3. Analisaproduk 7.1 Analisa Bahan Baku Bahan baku yang digunakan dalam pabrik ini adalah udara bebas yang didapat dari lingkungan pabrik. Bahan baku dari lingkungan pabrik sebelum masuk ke proses terlebih dahulu perlu dilakukan penanganan pendahuluan, yaitu dengan dilakukan penyaringan atau filtrasi yang bertujuan untuk menghilangkan partikel-partikel besar atau kotoran dari udara sehingga tidak masuk ke proses. Setelah udara dari partikel-partikel besar maka udara dialirkan ke unit proses. Untuk mendeteksi tercemar atau tidaknya udara sebagai bahan baku proses produksi nitrogen, oksigen, dan argon maka dapat dilihat dari alat manometer. Manometer ini menunjukkan bahwa filter masih dapat digunakan untuk menyaring udara atau harus diganti. Filter udara masih dapat digunakan jika manometer menunjukkan

1-55

mm of

air. Tetapi

apabila

manometer

menunjukkan >10 mm of air, maka filter harus segera diganti. 7.2 AnalisaBahanSetengahJadi Analisa ini dilakukan dalam control room dengan menggunakan peralatan digital yang sudah diprogram, sehingga dapat diketahui proses yang terjadi di setiap peralatan. Analisa ini dilakukan untuk mengetahui purity nitrogen dan purity argon.

Peralatan untuk analisa yang digunakan pada proses produksi LONA oleh PT Samator adalah : 1. Oxygen in Nitrogen Analyzer ( Purity Nitrogen) Menggunakan peralatan Analyzer : Teledyne model 306 WA a. Tujuan : Untuk mengukur kandungan oksigen dalam nitrogen sehingga dapat diketahui purity nitrogen. b. Prinsip : Sensor alat ini berupa katoda (silver), anoda (lead) dan larutan elektrolitnya berupa potassium hidroksida. Gas yang akan dianalisa dialirkan di atas katoda ini. Reaksi elektrokimia terjadi dengan melepas elektron karena oksidasi anoda kemudian untuk mereduksi oksigen pada katoda.Aliran listrik yang terjadi menunjukkan konsentrasi oksigen, adanya amplifier untuk menggerakkan penunjuk skala. Mekanisme reaksi yang terjadi : Katoda

: 4e + O2 + 2H2O

4OH-

Anoda

: 2Pb + 4OH-

2PbO + 2H2O + 4e

O2 + 2Pb

2PbO

c. Metode ( carapenggunaan) : 

Gas yang akan dianalisa dialirkan di atas katoda, maka akan menimbulkan reaksi elektrokimia dengan pelepasan empat electron oleh oksidasi anoda. Empat electron ini digunakan untuk mereduksi oksigen pada katoda.



Aliran elektroda diantara anoda dan katoda membuat aliran listrik, dimana langsung menunjukkan konsentrasi oksigen pada aliran gas yang akan dianalisa.



Aliran

yang

terjadi

diperkuat

oleh

amplifier

untuk

kemudian

menggerakkan jarum penunjuk skala. d. Hasil: Jarum penunjukkan skala akan menunjukkan kandungan oksigen dalam nitrogen sehingga kadar kemurnian nitrogen dapat dicari. (sumber: InstruksiKerja Teledyne 306 WA) 2. Nitrogen in Argon Analyzer ( Purity Argon ) Alat yang digunakan adalah Trace N2 Analyzer, PES 1000 a. Tujuan : Untuk mengukur kandungan nitrogen dalam argon. b. Prinsip : Pelucutan gas Argon yang mengandung sedikit Nitrogen menggunakan listrik tegangan tinggi. Nitrogen yang terlepas akan memancarkan spektrum, kemudian diuraikan menggunakan photo multyplier tube dengan penguatan amplifier untuk menunjukkan skala. c. Metode ( cara penggunaan ) : 

Gas Argon yang mengandung Nitrogen dilewatkan melalui sel deteksi bertegangan tinggi digunakan untuk pelucutan



Karena adanya pelucutan tersebut, nitrogen dalam argon akan tereksitasi. Nitrogen ini akan memancarkan beberapa jenis spektrum yang kemudian akan diuraikan.



Spektrum gas ini dideteksi melalui filter optic untuk dipilih garis yang kuat pada 337,1 nm.



Photo multiplier tube (PMT) mendeteksi cahaya ini dan mengubahnya menjadi sinyal listrik yang dikuatkan oleh amplifier dilanjutkan ke indicator jarum untuk menunjukkan skala.

d. Hasil : Angka pada jarum skala yang menunjukkan kandungan nitrogen dalam argon, dengan demikian purity argon dapat diketahui. (sumber: InstruksiKerjaYanaco PES 1000) 7.3 AnalisaProduk Analisa ini dilakukan setelah produk dihasilkan.Produk ini meliputi liquid oksigen, nitrogen dan argon dalam tangki induk (storage tank) sebelum dimasukkan ke dalam PGS atau dalam lorry tank. Alat analisa yang digunakan adalah : 1. Dew Point Meter a. Fungsi : Untuk mengetahui kadar uap air (kelembaban)

gas hasil produksi

sebelum dimasukkan storage tank. b. Prinsip : Sample dibersihkan dari kotoran terlebih dahulu, flow 5 – 10 liter/ menit biarkan selama 2 – 3 menit agar pipa bersih, tekan outlet head agar terbuka. Instrumen segera menunjukkan skala. c. Metode (cara penggunaan ) 

Menghidupkan instrument pada posisi on dan check kondisi baterai.



Membuka sample point yang akan dites untuk diperiksa kondensat. Bila ada kondensatnya sebelum dianalisa dibersihkan terlebih dahulu.



Menghubungkapipa sample PTFE dengan instrument.



Mengatur sample valve untuk memperoleh flow 5 – 10 liter per menit dalam kondisi ideal.



Sample dibiarkan mengalir selama 2–3 menit untuk ihkan pipa. Meletakkan jari pada outlet head instrument tekanan sample akan membuka head. Jari dilepaskan bila head sudah terbuka atau terangkat penuh.



Instrumen akan bergerak cepat menunjukkan kadar air (H2O) sample. Jika pembacaan mula-mula naik kemudian turun disebabkan pipa sample tidak cukup purging sebelum head dinaikkan.



Sesudah tes lengkap dan pembacaan continue tidak diperlukan, untuk tes selanjutnya, instrumen head ditutup.

d. Hasil: Tes dew point ini menunjukkan kadar uap air yang ditunjukkan skala. (sumber: Instruction Manual Shaw Moisture Meters)

2. Penentuan Trace Oksigen a. Fungsi : Untuk mengetahui kadar oksigen kotor dalam argon dan nitrogen. b. Prinsip : Flow sample 0,1 – 10 liter per menit, switch alat diatur sesuai dengan skala. Baca skala untuk menunjukkan impuritas. c. Metode (cara penggunaan) :



Mengatur flow sample 0,1 – 10 liter/ menit sebelum menghubungkan instrument dengan sample gas, kemudian sample dibiarkan ke udara.



Sambungan pembuangan (vent fitting) dipasang, lalu sample source fitting dan melakukannya dengan cepat untuk mengurangi difusi udara



Mengatur switch sesuai skala( x 1000, x 100, x 10, x 1 ).



Tombol switch dimatikan setelah pembacaan selesai.



Untuk melepas sambungan, lakukan prosedur berlawanan dari pemasangan.

d. Hasil: Dari hasil baca alat ini akan menunjukkan kadar oksigen kotor dalam argon maupun nitrogen. (sumber: IntruksiKerja Teledyne Model 311)

BAB VIII PENUTUP

8.1 Kesimpulan PT Samator pertama kali didirikan oleh Bapak Arief Harsono pada tanggal 22 Juli 1975 dengan membangun pabrik acetylen di Surabaya. PT. Samator merupakan produsen O2, N2, dan Argon baik dalam bentuk gas maupun liquid, dengan kapasitas produk yang dihasilkan untuk produk LOX (Liquid Oxygen) adalah 2000 Nm3/jam, LIN (Liquid Nitrogen) 1000 Nm3/jam, dan LAR (Liquid Argon) 60 Nm3/jam. Proses pembentukan produk dari udara bebas berdasarkan operasi pemisahan secara kriogenik yaitu proses pemisahan dibawah suhu 1000C. Untuk memperlancar proses produksi maka dibantu dengan unit utilitas meliputi penyediaan air, penyediaan listrik, penyediaan refrigerant dan penyediaan udara tekan untuk instrument. PT Samator Gas ini mempunyai kualitas produk yang bagus karena dilengkapi quality control pada produk yang dihasilkannya. Dengan tujuan agar tetap menjaga kepuasan konsumennya.

8.2 Saran Adapun saran-saran dari kami agar PT. Samator Gas dapat berkembang lebih bagus lagi, kami berikan saran diantaranya :

1. Pemberian penghargaan kepada karyawan yang berprestasi untuk memotivasi dan meningkatkan kinerja karyawan, 2. Perlunya pencarian alternatif lain dalam pemilihan jenis refrigerant yang keefektivitasan

pendinginan

mendekati

sama

tetapi

lebih

ramah

lingkungan, 3. Pengukuran dari data-data plant secara berkala untuk mengetahui tingkat keefektivan plant.

LAMPIRAN 1 NERACA MASSA DAN PANAS

1. Perhitungan Neraca Massa

Data di bawah ini berdasarkan data Log sheet PT.Samator Industri Cabang Kendal tanggal 25 dan 27Februari2011 Basis 1 Jam Operasi, massa udara masuk : 12112,142 Kg Diketahui : 1. Suhu feed udara

: 36°C

2. Kelembaban relative

: 85%

3. Densitas Gas

: 1,293 Kg/m3

4. Densitas Nitrogen

: 1,251Kg/m3

5. DensitasOksigen

:1,429 Kg/m3

6. Densitas Argon

:1,784 Kg/m3

7. Bahan baku

: udara lingkungan

8. Volume Udara Masuk

: 9200,925 Nm3x1,293 Kg/m3 =11896,796 Kg (Reff. Manual Instruction of Plant)

9. Komposisi udara kering (% mol) : Komponen Udara

% mol

Nitrogen

78

Oksigen

21

Argon

0,9

Karbondioksida

0,1

Total

100

Asumsi

: Udara masuk adalah udara basah

Keterangan

:

 GA

: Udara gas

 GAr

: Argon gas

 LA

: Udara cair

 LAr

: Argon cair

 GO2

: Oksigen gas

 Cr. Ar

: Crude Argon

 LO2

: Oksigen cair

 WN

: Waste Nitrogen

 GN2

: Nitrogen gas

 WG

: Waste Gas

 LN2

: Nitrogen cair

Tekanan Udara dalam Proses : 5,7 Kg/cm2 Perhitungan jumlah uap air

:

 Suhu udara masuk 36 °C = 96.8 °F  Kelembaban relative = 85 %  Dari grafik Psychrometric didapatkan data Humidity (Hm) Hm = 0,03 mol H2O/mol udara kering Jumlah udara kering

= 1/(1 + Hm) x mol udara basah

= 1/(1 + 0,03) x 410,752Kmol = 398,788Kmol

Jumlah uap air

= mol udara basah – mol udara kering = 410,752Kmol – 398,788Kmol

= 11,964Kmol Tabel Komposisi udara masukkompresor Komponen %mol Xmol

BM

BM rata

Kmol

Kg

%kg

N2

78 0,780

28

21,840

320,386

8970,821 75,405

O2

21 0,210

32

6,720

86,258

2760,253 23,202

Ar

0,9 0,009

39,94

0,359

3,697

147,649

1,241

CO2

0,1 0,001

44

0,044

0,411

18,073

0,152

Total

100

28,963

410,752 11896,796 100

Tabel Massa Udara Masuk Komponen

BM

Kmol

N2 O2 Ar CO2

28 32 39,94 44

320,386 86,258 3,697 0,411

8970,821 2760,253 147,649 18,073

18

11,964 422,716

215,346 12112,142

H2O Total

kg

Basis Operasi : 1 Jam Operasi, massa udara masuk : 12112,142 Kg 1. PerhitunganNeraca Massa pada Air Compressor (C-10)

GA1= 12112,142 Kg N2= 8970,821 Kg O2= 2760,253 Kg Ar = 147,649 Kg CO2 = 18,073Kg H2O =215,346Kg

KompresorUdara

GA2 = 12112,142 Kg N2= 8970,821 Kg O2= 2760,253 Kg Ar = 147,649 Kg CO2 = 18,073 Kg H2O =215,346 Kg

Keterangan: 

GA1 udaradarilingkunganmasukkedalamkompresor



GA2 udarakeluardari Air Compressor masukkeHigh Level Freon Cooler

Neracamassapada Air Compressor (F– 10) input

Komponen

kmol

kg

kmol

N2

8970,821

320,386

8970,821

320,386

O2

2760,253

86,258

2760,253

86,258

Ar

147,649

3,697

147,649

3,697

CO2

18,073

0,411

18,073

0,411

H2O

215,346

11,964

215,346

11,964

12112,142

422,716

12112,142

422,716

Total

2.

kg

output

Perhitungan Neraca Massa pada High Level Freon Cooler (H – 14)

H2O= 64,064 kg

High Level Freon Cooler

GA2 = 12112,142 Kg

N2= 8970,821 Kg O2= 2760,253 Kg Ar= 147,649 Kg CO2 = 18,073Kg H2O =150,742 Kg

N2= 8970,821 Kg O2= 2760,253 Kg Ar= 147,649 Kg CO2 = 18,073Kg H2O =215,346Kg

Keterangan

GA3 = 12047,538 Kg

:

 GA2 adalah Udara masuk dari High Level Freon Cooler (HLFC)  Terjadi kondensasi uap air dalam udara

 GA3 adalah udara keluar dari HLFC dan masuk ke Molecular Sieve Unit

Asumsi

:

 Uap air dalam udara terkondensasi sebanyak 30 % (Reff. Manual Instruction of Plant)

Perhitungan jumlah uap air terkondensasi : H2O(l)

= 30 % x H2O(g) = 30 % x 11,964 Kmol

= 3,589 Kmol sisa H2O(g) = H2O(g) – H2O(l) = 11,964 Kmol –3,589Kmol = 8,375Kmol Neraca massa pada High Level Freon Cooler Komponen

input Kmol

output Kg

Kmol

Kg

N2

320,386

8970,821

320,386

8970,821

O2

86,258

2760,253

86,258

2760,253

Ar

3,697

147,649

3,697

147,649

CO2

0,411

18,073

0,411

18,073

11,964

215,346

8,375

150,742

3,589

64,604

422,716

12112,142

H2O gas H2O liquid Total

422,716

12112,142

3. Perhitungan Neraca Massa pada Molecular Sieve Tower (T18 A/B)

CO2= 18,073 kg H2O = 215,346 kg

Molecular Sieve GA in= 12047,538 Kg

GA out = 11814,119 Kg

N2= 8970,821 Kg O2= 2760,253 Kg Ar= 147,649 Kg CO2 = 18,073Kg H2O =150,742 Kg

N2= 8970,821 Kg O2= 2760,253 Kg Ar = 147,649 Kg

Keterangan

:

 H2O dan CO2 diadsorbsi oleh Molecular sieve, terjadi reaksi fisis antara udara masukdengan Molecular sieve dan alumina gel.

Neraca massa pada Molecular sieve Tower (T18A/B)

Komponen

input Kmol

N2

320,386

O2

output Kg

Kmol

Kg

8970,821 320,386

8970,821

86,258

2760,253

86,258

2760,253

Ar

3,697

147,649

3,697

147,649

CO2

0,411

18,073

-

-

11,964

215,346

-

-

H2O gas CO2

-

-

0,411

18,073

H2O liquid

-

-

11,964

215,346

12112,142 422,716

12112,142

Total

422,716

4. Perhitungan Neraca Massa pada High Pressure Column (K – 50)

LN2 out = 3537,836 kg

High Pressure Column

LN2 in = 134,036 Kg

GN2= 2007,629 kg N2 = 1984,717 kg O2 = 22,912 kg

GA = 11814,119 Kg N2= 8970,821 Kg O2= 2760,253 Kg Ar = 147,649 Kg

LA = 7394,483 Kg N2= 5168,437 Kg O2= 2111,855 Kg Ar = 114,191 Kg

Keterangan:  Mulai terjadi proses pemisahan udara

Perhitungan: Input:  GA input

Massa = 11878,723 Kg Komposisi dalam GA

N2 = 247,785 Kmol O2 = 66,711 Kmol Ar = 2,859Kmol Total mol = 317,356Kmol  LN2 input

Massa = 3753,000 Kg Jumlah mol N2 = 3753,000 Kg/28 Kg/Kmol = 134,036 Kmol

Total mol input

= 3753,000Kmol +134,036 Kmol = 451,392 Kmol

Total N2 input

= 247,785Kmol+134,036 Kmol

= 381,821Kmol Output :  LN2 output

Flow =2828,006 m3 Komposisi 100% N2

Mol N2= 126,351 Kmol  GN2 output

Flow = 1602,530 m3 Komposisi 99% N2dan 1% O2(Reff. Manual Instruction of Plant)

Mol N2

=70,883 Kmol

Total mol

= 100/99 x 70,833 Kmol

= 71,599 Kmol MolO2

= 71,599 Kmol – 70,883 Kmol

= 0,716 Kmol  LA output Flow = m3

Mol N2 dalam LA=184,587 Kmol Total O2dalam LA = 65,955 Kmol Komposisi LA output N2

= 184,587 Kmol

O2

= 65,955 Kmol

Ar

= 2,859 Kmol

Neraca massa pada High Pressure Column (K – 50) Komponen

Input Kmol

output Kg

Kmol

Kg

GA: N2

247,785

6937,990

-

-

O2

66,711

2134,766

-

-

Ar

2,859

114,191

-

-

LA: N2

-

-

184,587

5168,437

O2

-

-

65,995

2111,855

Ar

-

-

2,859

114,191

126,351

3537,836

LN2: N2

134,036

3753

GN2: N2

-

-

70,883

1984,717

O2

-

-

0,716

22,912

Total

451,392 12939,947

451,392 12939,947

5. Perhitungan Neraca Massa pada Low Pressure Column (K – 51) GN2 = 3364,481 kg GA = 3234,814 kg

LN2 = 3537,836 kg GO2 = 19489,679 kg N2 = 3915,775 kg O2 = 40,870 kg Ar = 78,835 kg

Low Pressure Column

LA = 7394,483 Kg N2= 5168,437 Kg O2= 2111,855 Kg Ar = 114,191 Kg

WN = 8678,732 kg

LA (K-55) = 4388,208 kg

LO2 = 5476,886 kg GO2 produk = 19489,679 kg

LO2 produk = 5720,255 kg

Keterangan

:

 Rich liquid masuk dari high pressure column (LA)  Rich liquid masuk dari argon column (LA dari K-55)  Nitrogen cair masuk dari high pressure column (LN2)  Liquid oksigen masuk dari argon column (LO2)  Udara gas masuk dari argon column (GA)

Perhitungan: Input :  LA

komponen

kg

kMol

N2

5168,437

184,587

O2

2111,855

65,995

Ar

114,191

2,859

7394,483

253,442

Total

 LA dari Argon Column

Komponen

kg

kMol

N2

3159,332

112,833

O2

36,582

1,143

Ar

59,357

1,486

3255,271

115.463

total  GA input

Komponen

Kg

kmol

N2

3108,149

111,005

O2

36,247

1,133

Ar

90,481

2,265

3234,877

114,403

total

 LN2 input

Massa = 3537,836 Kg Jumlah mol

N2

=126,351Kmol

 LO2 input Flow = 7650,064m3 persen O2 = 99% persenAr = 1%


totalmol = 341,623Kmol

Komponen

mol

O2

338,207

Ar

3,416

Total

341,623

total N2 input

= 534,777Kmol

total O2 input

= 406,478Kmol

totalAr input

= 10,027Kmol

totalmol input = 951,282Kmol Output  GO2 output Flow = 2598,755m3 totalmol = 116,109 kmol

Komposisi

Mol

N2

114,135

O2

1,277

Ar

1,974

Total

117,386

 LO2produk

Flow = 4000 m3 persen O2 = 99,7 % persenAr = 0,3 %


Komposisi

mol

O2

178,089

Ar

0,536

total

178,625

 WN Flow = 6814 m3 persen N2 = 98,7 % persen O2 = 1,1 % persenAr = 0,2 %


totalmol = 304,440kMol

komposisi N2 O2 Ar Total

mol 300,482 3,349 3,958 307,789

 GN2Produk Flow = 5659 m3 persen N2 = 99% total N2 input = total N2 output mol N2dalam GN2produk = 120,160Kmol  GO2produk total O2 input = total O2 output

mol O2dalam GO2produk = 223,763Kmol totalAr input = total Ar output molArdalam GO2produk = 3,559Kmol totalmol output = 347,483Kmol Neraca massa pada Low Pressure column (K – 51)

input Komponen

Kmol

output Kg

Kmol

Kg

LA : N2

184,587

5168,437

-

-

O2

65,995

2111,855

-

-

Ar

2,859

114,191

-

-

N2

112,833

3159,332

-

-

O2

1,143

36,582

-

-

Ar

1,486

59,357

-

-

N2

111,005

3108,149

-

-

O2

1,133

36,247

-

-

Ar

2,265

90,481

-

-

126,351

3537,836

-

-

O2

338,207

10822,622

-

-

Ar

3,416

136,444

-

-

LA (K-55):

GA:

LN2: N2 LO2:

GO2: N2

-

-

114,135

3195,775

O2

-

-

1,277

40,870

Ar

-

-

1,974

78,835

LO2produk:

O2

-

-

178,089

5698,852

Ar

-

-

0,536

21,403

N2

-

-

300,482

8413,498

O2

-

-

3,349

107,163

Ar

-

-

3,958

158,071

-

-

120,160

3364,481

O2

-

-

223,763

7160,420

Ar

-

-

3,559

142,163

WN:

GN2produk: N2 GO2 produk:

Total

6.

951,282

28381,532 951,282 28381,532

Perhitungan Neraca Massa pada Argon Column (K – 55)

GA = 3234,814 kg

LA in = 8861,110 kg LA out =3255,271 kg

Argon Column

GO2 = 3315,480 kg

LO2 = 10959,066 kg

Cr.Ar= 117,252 kg N2 = 1,197 kg O2 = 0,047 kg Ar = 116,008 kg

Keterangan :  Pada Crude Argon Column dipisahkan antara oksigen dengan argon dengan umpan gas oksigen kaya argon dari Low Pressure Column

Perhitungan

:

Udara : 

LA input Flow = 5144,885 m3 Persen N2 = 5% PersenO2 = 10% PersenAr = 85%


Total mol = 229,866Kmol

komponen N2 O2 Ar Total 

mol 11,493 22,987 195,386 229,866

GA output

Komponen

Mol

N2

111,005

O2

1,133

Ar

2,265

Total

114,403



LA output

Komponen

Mol

N2

112,833

O2

1,143

Ar

1,486

Total

115,463

Total mol udara output = 229,866 Kmol Output 

Crude Ar Flow66 m3 PersenN2 = 1,45% PersenO2= 0,05% PersenAr = 98,5%


Total mol = 2,949 Kmol

komponen



Mol

N2

0,043

O2

0,001

Ar

2,905

Total

2,949

LO2 output Flow = 3500 m3 Persen O2= 93,5% PersenAr = 6,5% Total mol = 156,297Kmol


komponen

mol

O2

146,138

Ar

10,159

Total

156,297

GO2 input = (Crude Ar + LO2) output 

GO2 input

Flow = 3566 m3 komponen

mol

N2

0,043

O2

146,139

Ar

13,064

Total

159,246

Neraca massa pada Argon Column (K – 55)

input komponen

Output

Kmol

Kg

Kmol

Kg

N2

11,493

321,813

-

-

O2

22,987

735,572

-

-

Ar

195,386

7803,725

-

-

LA input:

LA output: N2

-

-

112,833

3159,332

O2

-

-

1,143

36,582

Ar

-

-

1,486

59,357

GA:

-

-

N2

-

-

111,005

3108,149

O2

-

-

1,133

36,247

Ar

-

-

2,265

90,481

GO2: N2

0,043

1,197

-

-

O2

146,139

4676,450

-

-

Ar

13,064

521,770

-

-

LO2: O2

-

-

146,138

4676,403

Ar

-

-

10,159

405,762

N2

-

-

0,043

1,197

O2

-

-

0,001

0,047

Ar

-

-

2,903

116,008

CRUDE Ar:

Total

7.

389,112

14060,526 389,112 14060,526

Perhitungan Neraca Massa pada Deoxo Tower (T – 71)

H2 input = 0,01 kg

Cr.Ar input = 117,252

Deoxo Tower

H2O9l) = 0,05 kg

Cr Ar out = 117,205 kg

Keterangan

:

 Proses yang terjadi dalam Argon Purification Unit adalah pemurnian Cr.Ar dengan menghilangkan oksigen  Pengikatan oksigen dilakukan dengan reaksi antara oksigen dalam crude argon dengan gas hidrogen Perhitungan: Input  Cruide Argon

komponen

Kmol

Kg

N2

0,043

1,197

O2

0,001

0,047

Ar

2,903

116,008

Total

2,947

117,252

 H2 input Reaksi pengikatan O2 (asumsi reaksi sempurna) 2H2

+

O2



2H2O

M:

0,003

0,0015

-

R:

0,003

0,0015

0,003

S:

-

-

0,003

Dari reaksi diatas dapat diketahui kebutuhan gas hidrogen adalah sebesar 2kali jumlah mol O2 dalam Cr.Argon yaitu 0,003 Kmol. Output : 

Cr.Argon output Flow 149 m3 Komposisi Cruide.Argon output

N2= 0,043Kmol Ar = 2,903Kmol 

H2O(l) output H2O(l) = 0,003 Kmol

Neraca massa pada Deoxo Tower (T – 71)

Komponen Cruide Argon N2 O2 Ar H2 input H2 H2O output H2O Total 8.

input Kmol Kg 0,043 0,001 2,905

1,197 0,047 116,008

0,003

0,006

2,952

117,258

output Kmol Kg 0,043 1,197 2,905 116,008 -

-

0,004 0,053 2,952 117,258

Perhitungan Neraca Massa pada Pure Argon Column (K – 56)

Crude Argon = 117,205 kg

liq Argon produk = 95,499 kg Pure Argon Column

Keterangan

:

Gas Buang = 19,993 kg

 Proses pemurnian Argon terjadi di Pure Argon Column  Argon Cair Produk masuk ke tangki penampung,sedangkan gas buang di buang ke lingkungan

Perhitungan : Input 

Cruide Argon

komponen N2 Ar

kg 1,197 116,008

kmol 0,043 2,905

Output :  Gas Buang Flow = 13,093 m3 Komposisi N2 (16,5%) = (16,5% x 13,093 m3 x 1,251 Kg/m3) : 28 Kg/Kmol = 0,097 Kmol Total mol = 100/16,5 x 0,097 Kmol = 0,585 Kmol Ar (83,5%) = 0,585 Kmol - 0,097 Kmol = 0,448 Kmol  Liquid Argon Produk Komposisi Liquid Argon Produk = 100% Ar Ar input = Ar output 2.905 Kmol = 0,488 Kmol + mol Ar dalam Liquid Argon (X) X = 2.416 Kmol

Neraca massa pada Pure Argon Column (K -55)

Komponen Cruide Argon N2 Ar Gas Buang N2 Ar Liquid Argon Ar Total

Kmol

0,043 2,905 2,948

input Kg

Kmol

output Kg

-

-

1,197 116,008 117,205

0,097 0,488

2,703 19,509

2,416 3,948

95,499 117,205

Neraca Massa Over All

Komponen

input

output

12112,142

-

N2

-

8970,821

O2

-

2760,253

Ar

-

147,649

CO2

-

18,073

H2O

-

215,346

AIR COMPRESSOR udaramasuk

Total

12112,142 12112,142

HIGH LEVEL FREON COOLER udaramasuk

12112,142

-

N2

-

8970,821

O2

-

2760,253

Ar

-

147,649

CO2

-

18,073

H2O buang

-

150,742

H2O sisa

-

64,604

Total MOLEKULAR SIEVE

12112,142 12112,142

udaramasuk

12112,142

-

N2

-

8970,821

O2

-

2760,253

Ar

-

147,649

CO2

-

18,073

H2O sisa

-

215,346

total

12112,142 12112,142

HIGH PRESSURE COLUMN udaramasuk

9186,947

-

Liquid Nitrogen

3753,000

3537,836

Waste Gas

-

2007,629

Rich Liquid

-

7394,483

total

12939,947 12939,947

LOW PRESSURE COLUMN Rich Liquid

7394,483

-

Liquid Nitrogen

3537,836

-

Rich Liquid dari Argon Column

3255,271

-

10959,066

-

3234,876

-

Gas Nitrogen Produk

-

3364,481

Waste Gas

-

8678,732

Gas OksigenProduk

-

7302,584

Liquid OksigenProduk

-

5720,255

Gas Oksigen

-

3315,480

Liquid Oksigen Udara Gas

total

28381,532 28381,532

ARGON COLUMN Rich Liquid

8861,109

5626,233

Gas Oksigen

5199,417

-

Cruide argon

-

117,252

LiqiudOksigen

-

5082,165

Udara Gas

-

3234,876

Total

14060,526 14060,526

DEOXO TOWER Cruide argon

117,252

117,205

H2 input

0,006

-

H2 output

-

0,053

Total

117,258

117,258

PURE ARGON COLUMN Cruide argon

117,205

-

Gas Buang

-

22,212

Liquid Argon

-

96,499

Total Subtotal

117,205

117,205

91952,893

91952,93

EFFISIENSI PRODUKSI =

jumlah produk x 100% jumlah bahan baku masuk

4. Produkoksigen =

jumlah produk oksigen x 100% jumlah bahan baku masuk

=

liquid oksigen produk + gas oksigen x 100% 12112.142

=

9035.735 x 100% 12112.142

= 74,6 % 5. Produk Nitrogen =

jumlah produk nitrogen x 100% jumlah bahan baku masuk

=

3364,481 x 100% 12112.142

= 27,78 %

6. ProdukArgon =

=

jumlah produk argon x 100% jumlah bahan baku masuk

69,499 x 100% 12112.142

= 0,008 %

2.1 Perhitungan Neraca Panas Data hasil perhitungan neraca massa kemudian digunakan untuk perhitungan neraca panas. Rumus yang digunakan : Q = m . . ∆T Dimana : Q

= Jumlah kalor (kkal)

M

= Massa bahan (kg)

= Kalor jenis (kkal /kg0C)

∆T

= Perbedaan suhu (0C)

Perhitungan menggunakan persamaan fungsi suhu pada tabel 17 yang diambil dari Hougen Watson, “Chemical Proces Princip Vol I”. ∫[ +

]

=

+

[ +

]

=

( 1 − 0) +

[ +

]

=

( 1 − 0) +

2

2

( 1 − 0)

( 0 −2 1 0+ 1

Dimana : = 6,457 + 0,6945. 10

− 0,023.10 2

( 1 − 0) +

( 0 −2 1 0

+ 1 ) = 6,117 + 1,5835. 10

( 1 − 0) +

− 1,335. 10 2

( 0

−2 1 0+ 1 ) = 4,993 − 3,853. 10

0,413. 10 2

( 0

−1,138.10 2

( 0

( 1 − 0) +

−2 1 0+ 1 ) = 6,339 + 5,07. 10

( 1 − 0) +

−2 1 0+ 1 )

= 6,386 + 0,881. 10

( 1 − 0) +

− 0,0885.10 2

( 0 −2 1 0

+ 1 ) DanT0 merupakan suhu pada saat keadaan standar (T298 = T25). Dari hasil perhitungan didapat data sebagai berikut : (Kkal/Kg oC)

Suhu (°C)

N2

O2

Ar

H2O

CO2

-194

6,3

-

-

-

-

-193

6,3

5,9

165,5

-

-

1.

-192

6,3

-

-

-

-

-189

6,3

5,9

158,8

-

-

-188

6,3

5,9

157,2

-

-

-186

6,3

5,9

153,9

-

-

-185

6,3

5,9

152,3

-

-

-181

6,3

-

145,8

-

-

-180

-

5,9

144,2

-

-

-179

6,3

5,9

142,6

-

-

-177

6,3

-

-

-

-

-175

6,3

5,9

136,4

-

-

-174

6,3

-

-

-

-

-172

6,4

5,9

131,8

-

-

-171

6,4

5,9

130,3

-

-

-169

6,4

-

-

-

-

-101

6,4

-

-

-

-

-54

6,4

-

-

-

-

10

6,5

6,2

8,8

-

-

15

6,5

6,2

9,9

6,4

6,5

31

6,5

-

-

-

-

35

6,5

-

-

-

-

36

6,5

6,2

16,4

6,4

6,6

40

6,5

-

-

-

-

42

6,5

6,2

18,9

6,4

6,7

63

6,5

6,2

30,1

6,5

6,8

90

6,5

6,3

49,8

6,5

6,9

110

6,5

6,3

68,4

-

-

Perhitungan Neraca Panas pada Kompresor Udara GA T1 = 36 °C

Air Compressor Kompresor Udara

GA T2 = 90 °C

Perhitungan

:

a. Input Pada T = 36 °C N2

:

6,5

kkal/kg °C O2

Ar

:

kkal/kg °C : 6,2 kkal/kg °C

CO2

: 6,6 kkal/kg °C

H2O

: 6,4 kkal/kg °C

Jumlah panas yang masuk pada Kompresor Udara Berat

Komponen

(kkal/kg

(kg)

°C)

N2

8.970,821

O2 Ar

Komponen

T

Q

(°C)

(kkal)

6,5

36

2.760,253

6,2

36

147,649

16,4

36

2.099.172,195 616.088,407 87.171,896 4.294,165 49.615,638

18,073

6,6

36

215,346

6,4

36

Udara :

CO2 H2O(g) Total

16,4

12.112,142

b. Output Pada T = 90 °C N2 O2 Ar CO2 H2O

: 6,5 kkal/kg °C : 6,3 kkal/kg °C : 49,8 kkal/kg °C : 6,9 kkal/kg °C : 6,5 kkal/kg °C

2.856.342,301

Jumlah panas yang keluar pada Kompresor Udara Berat

Komponen

(kkal/kg

(kg)

°C)

8.970,821 2.760,253 147,649 18,073 215,346

T

Q

(°C)

(kkal)

6,5

90

6,3

90

49,8

90

5.247.930,487 1.565.063,293 661.762,260 11.223,385 125.977,207

CO2

6,9

90

H2O(g)

6,5

90

Komponen

Udara : N2 O2 Ar

Total

12.112,142

Panas yang diserap

7.611.956,631

= (7.611.956,631– 2.856.342,301) kkal

= 4755614,330kkal

Neraca panas pada Kompresor Udara Panas (kkal)

Komponen

Input

Output

Udara : N2 O2 Ar

2.099.172,195 616.088,407 87.171,896 4.294,165 49.615,638 4.755.614,330

5.247.930,487 1.565.063,293 661.762,260 11.223,385 125.977,207 -

7.611.956,631

7.611.956,631

CO2 H2O(g) Panas yang diserap Total

2.

Perhitungan Neraca Panas pada Reactivation Exchanger WN T1 = 10 °C

Reactivation Exchanger

GA T1 = 90 °C

WN T2 = 110 °C Perhitungan

:


: 6,5 kkal/kg °C

GA T2 = 63 °C

O2

: 6,3 kkal/kg °C

Ar

: 49,8 kkal/kg °C

CO2

: 6,9 kkal/kg °C

H2O

: 6,5 kkal/kg °C

Pada T = 10 °C N2

: 6,5 kkal/kg °C

O2

: 6,2 kkal/kg °C

Ar

: 8,8 kkal/kg °C

Jumlah panas yang masuk pada Reactivation Exchanger Berat

Komponen

(kkal/kg

(kg)

°C)

8.970,821 2.760,253 147,649 18,073 215,346

T

Q

(°C)

(kkal)

6,5

90

6,3

90

49,8

90

5.247.930,487 1.565.063,293 661.762,260 11.223,385 125.977,207

6,9

90

6,5

90

N2

6,5

10

O2

6,2

10

Ar

8,8

10

Komponen

Udara : N2 O2 Ar CO2 H2O(g)

8.413,498 107,163 158,071

546.877,365 6.644,094 13.910,268

WN :

Total

20.790,874

8.179.388,358

b. Output Pada T = 63 °C N2

:

6,5

kkal/kg °C O2

: 6,2 kkal/kg °C

:

6,5

kkal/kg °C O2

: 6,3 kkal/kg °C

Ar

:

kkal/kg

:

30,1

kkal/kg °C

Pada T = 110 °C N2

Ar

68,4 °C

CO2

: 6,8 kkal/kg °C

H2O

: 6,5 kkal/kg °C

Jumlah panas yang keluar pada Reactivation Exchanger Berat

Komponen

(kkal/kg

(kg)

°C)

8.970,821 2.760,253 147,649 18,073 215,346

T

Q

(°C)

(kkal)

6,5

63

6,2

63

30,1

63

3.673.551,341 1.078.154,713 279.986,563 7.742,509 88.184,045

6,8

63

6,5

63

N2

6,5

110

O2

6,3

110

Ar

68,4

110

Komponen


8.413,498 107,163 158,071

6.015.651,011 74.263,824 1.189.327,901

WN :

Total

20.790,874

Panas yang dilepas

12.406.861,906

= (12.406.861,906– 8.179.388,358) kkal

= 4.227.473,548kkal

Neraca panas pada Reactivation Exchanger Panas (kkal)

Komponen

Input

Output

Udara : N2 O2 Ar

5.247.930,487 1.565.063,293 661.762,260 11.223,385 125.977,207

3.673.551,341 1.078.154,713 279.986,563 7.742,509 88.184,045

546.877,365 6.644,094 13.910,268 4.227.473,548

6.015.651,011 74.263,824 1.189.327,901 -

12.406.861,906

12.406.861,906

CO2 H2O(g) WN : N2 O2 Ar Panas yang dilepas Total

3.

Perhitungan Neraca Panas pada After Cooler GA T1 = 63 °C

Perhitungan

Air Compressor After Cooler

:


: 6,5 kkal/kg °C

GA T2 = 42 °C

O2 : 6,2 kkal/kg °C Ar

: 30,1 kkal/kg °C

CO2

: 6,8 kkal/kg °C

H2O

: 6,5 kkal/kg °C

Jumlah panas yang masuk pada After Cooler Berat

Komponen

(kkal/kg

(kg)

°C)

8.970,821 2.760,253 147,649 18,073 215,346

T

Q

(°C)

(kkal)

6,5

63

6,2

63

30,1

63

3.673.551,341 1.078.154,713 279.986,563 7.742,509 88.184,045

CO2

6,8

63

H2O(g)

6,5

63

Komponen

Udara : N2 O2 Ar

Total

12.112,142


: 6,5 kkal/kg °C

O2

: 6,2 kkal/kg °C

Ar

: 18,9 kkal/kg °C

CO2

: 6,7 kkal/kg °C

H2O

: 6,4 kkal/kg °C

5.127.619,170

Jumlah panas yang keluar pada After Cooler Berat

Komponen

(kkal/kg

(kg)

°C)

8.970,821 2.760,253 147,649 18,073 215,346

T

Q

(°C)

(kkal)

6,5

42

6,2

42

18,9

42

2.449.034,227 718.769,809 117.203,677 5.085,766 57.884,911

CO2

6,7

42

H2O(g)

6,4

42

Komponen

Udara : N2 O2 Ar

Total

12.112,142

Panas yang dilepas

3.347.978,390

= (5.127.619,170– 3.347.978,390) kkal

= 1.779.640,780 kkal

Neraca panas pada After Cooler Komponen

Panas (kkal) Input

Output


3.673.551,341 1.078.154,713 279.986,563 7.742,509 88.184,045 -

2.449.034,227 718.769,809 117.203,677 5.085,766 57.884,911 1.779.640,780


5.127.619,170

5.127.619,170

4. Perhitungan Neraca Panas pada High Level Freon Cooler GA T1 = 42 °C

GA T2 = 15

Compressor High Air Level Freon Cooler

°C

Perhitungan

:


: 6,5 kkal/kg °C

O2

: 6,2 kkal/kg °C

Ar

: 18,9 kkal/kg °C

CO2

: 6,7 kkal/kg °C

H2O

: 6,4 kkal/kg °C

Jumlah panas yang masuk pada High Level Freon Cooler

Komponen

Berat

Komponen

(kkal/kg

(kg)

°C)

8.970,821 2.760,253 147,649 18,073 215,346

T

Q

(°C)

(kkal)

6,5

42

6,2

42

18,9

42

2.449.034,227 718.769,809 117.203,677 5.085,766 57.884,911

Udara : N2 O2 Ar

CO2

6,7

42

H2O(g)

6,4

42

Total

12.112,142

3.347.978,390


: 6,5 kkal/kg °C

O2

: 6,2 kkal/kg °C

Ar

: 9,9 kkal/kg °C

CO2

: 6,5 kkal/kg °C

H2O

: 6,4 kkal/kg °C

Jumlah panas yang keluar pada High Level Freon Cooler Berat

Komponen

(kkal/kg

(kg)

°C)

8.970,821 2.760,253 147,649 18,073 150,742

6,5

15

6,2

15

9,9

15

64,604

6,5

15

H2O(g)

6,4

15

H2O(l)

6,4

15

Komponen

T

Q

(°C)

(kkal)

Udara : N2 O2 Ar CO2

Total

12112,142

874.655,081 256.703,503 21.925,858 1.762,126 14.471,228 6.201,955

1.175.719,750

Panas yang dilepas = (3.347.978,390– 1.175.719,750) kkal = 333.678,592 kkal Neraca panas pada High Level Freon Cooler Panas (kkal) Komponen Input

Output

Udara : N2

2.449.034,227 718.769,809 117.203,677 5.085,766 57.884,911

O2 Ar CO2

-

H2O(g)

-

874.655,081 256.703,503 21.925,858 1.762,126 14.471,228 6.201,955 333.678,592

H2O(l) Panas yang dilepas Total 5.

3.347.978,390

3.347.978,390

Perhitungan Neraca Panas pada Heat Exchanger (H – 211) GA in WN out GN2 out

6.

GA out

GO2 out Cr. Ar out (1) Cr.Ar in(2)

Heat Exchanger

WN in GN2 in

Perhitungan

:

a. Input Pada T = 15 °C

GO2 in Cr. Ar in (1) Cr.Ar out (2)

N2

: 6,5 kkal/kg °C

O2

: 6,2 kkal/kg °C

Ar

: 9,9 kkal/kg °C

Pada T = -174 °C N2

: 6,3 kkal/kg °C

Pada T = -175 °C N2

: 6,3 kkal/kg °C

O2

: 5,9 kkal/kg °C

Ar

:136,4 kkal/kg °C

Pada T = -177 °C N2

: 6,3 kkal/kg °C

Pada T = -179 °C N2

: 6,3 kkal/kg °C

O2

: 5,9 kkal/kg °C

Ar

:142,6 kkal/kg °C

Pada T = -185 °C N2

: 6,3 kkal/kg °C

O2

: 5,9 kkal/kg °C

Ar

:152,3 kkal/kg °C

Jumlah panas yang masuk pada Heat Exchanger

Komponen

Berat

Komponen

(kkal/kg

(kg)

°C)

8.970,821 2.760,253 147,649

6,5

15

6,2

15

9,9

15

T

Q

(°C)

(kkal)

Udara : N2 O2 Ar WN :

8.413,498 107,163 158,071

N2

874.655,081 256.703,503 21.925,858

-9.275.881,455 -110.645,596 -3.773.160,154 6,3

-175

5,9

-175

-3.751.732,578

136,4

-175

-7.562.120,047 -3.628.774,803

6,3

-174

5,9

-179

142,6

-179

N2

6,3

-185

O2

5,9

-185

Ar

152,3

-185

N2

6,5

15

Ar

9,9

15

O2

3.364,481

Ar GN2:

7.160,420 142,163

N2 GO2 :

1,197 0,047 116,008

O2 Ar

1,197 116,008

Cr.Ar (1) :

Cr.Ar (2) :

-1.395,345 -51,498 -3.268.580,133 116,728 17.227,171

Total

31.458,977

-30.201.713,267


: 6,5 kkal/kg °C

O2

: 6,2 kkal/kg °C

Ar

: 8,8 kkal/kg °C

Pada T = -171 °C N2

: 6,4 kkal/kg °C

O2

: 5,9 kkal/kg °C

Ar

:130,3 kkal/kg °C

Pada T = -181 °C N2

: 6,3 kkal/kg °C

Ar

:145,8 kkal/kg °C

Jumlah panas yang keluar pada Heat Exchanger

Komponen

Berat

Komponen

(kkal/kg

(kg)

°C)

8.970,821 2.760,253 147,649

6,4

-171

5,9

-171

130,3

-171

T

Q

(°C)

(kkal)

Udara : N2 O2 Ar 8.413,498 107,163

-9.817.666,880 -2.784.818,971 -3.289.808,889

546.877,365 6.644,094

WN :

158,071

N2

13.910,268 6,5

10

6,2

10

7.160,420 142,163

8,8

10

443.946,068 12.510,369

1,197 0,047 116,008

6,5

10

77,818 2,925 10.208,694

6,2

10

8,8

10

N2

6,5

10

O2

6,2

10

Ar

8,8

10

N2

6,3

-181

Ar

145,8

-181

3.364,481 O2 Ar

218.691,254

GN2: N2 GO2 : O2 1,197 116,008

Ar

-1.365,175 -3.061.424,855

Cr.Ar (1) :

Cr.Ar (2) :

Total

31.458,977

Panas yang dilepas

-17.702.215,91

= (-17.702.215,91– (-30.201.713,267))

kkal = 12.499.497,353 kkal

Neraca panas pada Heat Exchanger Panas (kkal) Komponen Input

Output

Udara : N2

874.655,081 256.703,503 21.925,858

-9.817.666,88 -2.784.818,971 -3.289.808,889

-9.275.881,455 -110.645,596 -3.773.160,154

546.877,3647 6.644,093883 13.910,26785

O2

-3.751.732,578

218.691,2542

Ar

-7.562.120,047 -3.628.774,803

443.946,0685 12.510,36938

O2 Ar WN : N2

GN2: N2

-1.395,345 -51,498 -3.268.580,133

GO2 : O2

116,728 17.227,171

Ar

12.499.497,353

Cr.Ar (1) : N2 O2 Ar Cr.Ar (2) : N2 Ar

77,818455 2,925195429 10.208,69378

-1.365,175142 -3.061.424,855 -


6.

-17.702.215,91

-17.702.215,914

Perhitungan Neraca Panas pada Sub Cooler GN2 T1 = -193 °C

WN T1 = -188 °C LN2 T2 = -194 °C

LN2 T1 = -177 °C LA T2 = -189 °C

LA T1 = -172 °C

GN2 T2 = -174 °C

Perhitungan

WN T2 = -175 °C

:

a. Input Pada T = -172 °C N2

: 6,4 kkal/kg °C

O2

: 5,9 kkal/kg °C

Ar

:131,8 kkal/kg °C

Pada T = -177 °C N2

: 6,3 kkal/kg °C

Pada T = -188 °C N2

: 6,3 kkal/kg °C

O2

: 5,9 kkal/kg °C

Ar

:157,2 kkal/kg °C

Pada T = -193 °C N2

: 6,3 kkal/kg °C

O2

: 5,9 kkal/kg °C

Ar

:165,5 kkal/kg °C

Jumlah panas yang masuk pada Sub Cooler

Komponen

Berat

Komponen

(kkal/kg

(kg)

°C)

5.168,437 2.111,855 114,191

6,4

-172

5,9

-172

131,8

-172

T

Q

(°C)

(kkal)

LA : N2 O2 Ar 3.537,836

-5.689.415,809 -2.143.110,067 -2.588.662,759

-3.945.040,373

LN2 : N2

3.364,481

6,3

-177

-4.090.872,246

8.413,498 107,163 158,071

6,3

-193

-9.964.946,934 -118.864,983 -4.671.573,771

N2

6,3

-188

O2

5,9

-188

GN2 : N2 WN :

Ar

157,2 Total

22.975,531

b. Output Pada T = -174 °C N2

: 6,3 kkal/kg °C

Pada T = -175 °C N2

: 6,3 kkal/kg °C

O2

: 5,9 kkal/kg °C

Ar

:136,4 kkal/kg °C

Pada T = -189 °C N2

: 6,3 kkal/kg °C

O2

: 5,9 kkal/kg °C

Ar

:158,8 kkal/kg °C

Pada T = -194 °C N2

: 6,3 kkal/kg °C

-188 -33.212.486,943

Jumlah panas yang keluar pada Sub Cooler

Komponen

Berat

Komponen

(kkal/kg

(kg)

°C)

5.168,437 2.111,855 114,191

T

Q

(°C)

(kkal)

6,3

-189

5,9

-189

-6.154.058,325 -2.354.929,086 -3.427.235,290

158,8

-189

LA : N2 O2 Ar 3.537,836

-4.323.942,555

LN2 : N2

3.364,481

6,3

-194

-3.688.143,890

6,3

-174

-9.275.881,455 -110.645,596 -3.773.160,154

N2

6,3

-175

O2

5,9

-175

Ar

157,2

-175

GN2 : 8.413,498 107,163 158,071

N2 WN :

Total

22.975,531

33.107.996,350

Panas yang dilepas = (-33.107.996,350– (-33.212.486,943)) kkal = 104.490,593kkal

Neraca panas pada Sub Cooler Komponen

Panas (kkal) Input

Output

LA : N2 O2

-5.689.415,809 -2.143.110,067 -2.588.662,759

-6.154.058,325 -2.354.929,086 -3.427.235,290

-3.945.040,373

-4.323.942,555

-4.090.872,246

-3.688.143,890

-9.964.946,934 -118.864,983 -4.671.573,771

-9.275.881,455 -110.645,596 -3.773.160,154

104.490,593

-

-33.107.996,350

-33.107.996,350

Ar LN2 : N2 GN2 : N2 WN : N2 O2 Ar Panas yang dilepas Total

7.

Perhitungan Neraca Panas pada High Pressure Column

High Pressure Column

LN2 out T = -177 °C

LN2 in T = -177 °C WG T = -177 °C

GA T = -171 °C

LA T = -172 °C Perhitungan

:


:

6,4

kkal/kg °C O2


Pada T = -177 °C N2

Ar

: 6,3 kkal/kg °C

:

130,3

Jumlah panas yang masuk pada High Pressure Column

Komponen

Berat

Komponen

(kkal/kg

(kg)

°C)

T

Q

(°C)

(kkal)

6,4

-171

5,9

-171

-957.222.520,771 -258.988.164,274 -488.536.620,067

130,3

-171

GA : N2

874.655,081 256.703,503 21.925,858

O2 Ar

3.753,000

-4.184.970,300

LN2 : N2

6,3 Total

-171

1.157.037,442

1.708.932.275,411


:

6,4

kkal/kg °C O2


Pada T = - 177 °C N2 O2

Ar

: 6,3 kkal/kg °C : 5,9 kkal/kg 0C

:

131,8

Jumlah panas yang keluar pada High Pressure Column

Komponen

Berat

Komponen

(kkal/kg

(kg)

°C)

5.168,437 2.111,855 114,191

T

Q

(°C)

(kkal)

6,4

-172

5,9

-172

-5.689.415,809 -2.143.110,067 -2.588.662,759

131,8

-172

LA : N2 O2 Ar 3.537,836

-3.945.040,373

LN2 : N2

3.364,481 22,912

6,3

-177

N2

6,3

-177

O2

5,9

-177

-3.751.732,578 -23.926,584

WG :

Total

14.319,711

18.141.888,171

Panas yang dilepas = (-18.141.888,171– (-1.708.932.275,411)) kkal = 1.690.790.387,240kkal Neraca panas pada High Pressure Column Panas (kkal) Komponen Input

Output

GA : N2 O2 Ar

-957.222.520,771 -258.988.164,274 -488.536.620,067

-

LA :

-

N2

-

O2

-

-5.689.415,809 -2.143.110,067 -2.588.662,759

Ar -3.945.040,373 LN2 :

-4.184.970,300

N2

-

WG :

-

-3.751.732,578 -23.926,584 -

N2 O2

1.690.790.387,240


8.

-18.141.888,171

-18.141.888,171

Perhitungan Neraca Panas pada Low Pressure Column GN2 produk T = -193 °C

LN2 T = -194 °C WN T = -193 °C

Low Pressure Column

GA T = -186 °C LA (T-241) T = -189 °C

LA (T-222) T = -189 °C

GO2 T = -180 °C

GO2 produk T = -179 °C

LO2 T = -180 °C

LO2 produk T = -179 °C

Perhitungan

:

a. Input Pada T = -180 °C O2

: 5,9 kkal/kg °C

Ar

: 144,2 kkal/kg °C

Pada T = -186 °C N2

: 6,3 kkal/kg °C

O2

: 5,9 kkal/kg °C

Ar

: 153,9 kkal/kg °C

Pada T = -189 °C N2

: 6,3 kkal/kg °C

O2

: 5,9 kkal/kg °C

Ar

: 158,8 kkal/kg °C

Pada T = -194 °C N2

: 6,3 kkal/kg °C

Jumlah panas yang masuk pada Low Pressure Column

Komponen

Berat

Komponen

(kkal/kg

(kg)

°C)

5.168,437 2.111,855 114,191

6,3

-189

5,9

-189

3.159,332 36,582

158,8

-189

T

Q

(°C)

(kkal)

LA (K-50) : N2 O2 Ar

-6.154.058,325 -2.354.929,086 -3.427.235,290 -3.761.816,696 -40.792,835

LA (K-55) :

59,357

N2

-1.781.491,716 6,3

-189

O2

3.108,149 36,247 90,481

5,9

-189

-3.642.128,566 -39.777,053 -2.590.044,893

Ar

3.537,836

158,8

-189

-4.323.942,555

GA :

10.822,622 136,444

-11.493.624,608 -3.541.548,103

N2

6,3

-186

O2

5,9

-186

Ar

153,9

-186

6,3

-194

O2

5,9

-180

Ar

144,2

-180

LN2 : N2 LO2 :

Total

28.381,532


: 6,3 kkal/kg °C

O2

: 5,9 kkal/kg °C

Ar

: 142,6 kkal/kg °C

Pada T = -180 °C N2

: 6,3 kkal/kg °C

O2

: 5,9 kkal/kg °C

-43.151.389,725

Ar

: 144,2 kkal/kg °C

Pada T = -193°C N2

: 6,3 kkal/kg °C

O2

: 5,9 kkal/kg °C

Ar

: 165,5 kkal/kg °C

Jumlah panas yang keluar pada Low Pressure Column

Komponen

Berat

Komponen

(kkal/kg

(kg)

°C)

3.159,775 40,870 78,835

T

Q

(°C)

(kkal)

6,3

-180

5,9

-180

-3.624.008,603 -43.404,204 -2.046.253,163

144,2

-180

GO2 : N2 O2 Ar LO2 produk :

5.698,852 21,403

-6.018.557,597 -546.316,244

O2

8.413,498 107,163 158,071

5,9

-179

Ar

3.364,481

142,6

-179

WN :

7.160,420 142,163

N2

6,3

-193

O2

5,9

-193

Ar

165,5

-193

6,3

-193

10.229.972,118 -122.026,286 -5.049.032,051

-4.090.872,246

GN2 produk : N2

-7.562.120,047 -3.628.774,803

GO2 produk : O2

5,9

-179

Ar

142,6

-179

Total

28.381,532

Panas yang diserap

42.961.337,361

= (-42.961.337,361– (-43.151.389,725))

kkal = 190.052,364 kkal

Neraca panas pada Low Pressure Column Komponen

Panas (kkal) Input

Output

LA (T-222) : N2

-6.154.058,325 -2.354.929,086 -3.427.235,290

-

-3.761.816,696 -40.792,835 -1.781.491,716

-

-

O2

-3.642.128,566 -39.777,053 -2.590.044,893

Ar

-4.323.942,555

-

O2 Ar LA (T-241) : N2

GA :

-

-

-11.493.624,608 -3.541.548,103

N2

-

O2

-

Ar

-

LN2 :

-

N2

-

LO2 :

-

O2

-

-

Ar

-

GO2 :

-

N2 O2

-

Ar

-

LO2 produk :

-

-

-3.624.008,603 -43.404,204 -2.046.253,163

-6.018.557,597 -546.316,244

O2 -

-10.229.972,118 -122.026,286 -5.049.032,051

N2

-

-4.090.872,246

O2

-

Ar WN :

Ar

190.052,364

GN2 produk :

-7.562.120,047 -3.628.774,803 -

N2 GO2 produk : O2 Ar Panas yang diserap Total

-42.961.337,361

-42.961.337,361

9.

Perhitungan Neraca Panas pada Argon Column GA T = -186 °C

LA in T = -189 °C

Argon Column

LA out T = -189 °C

GO2 T = -180 °C

LO2 T = -180 °C

Perhitungan

:


: 6,3 kkal/kg °C

O2

: 5,9 kkal/kg °C

Ar

: 144,2 kkal/kg °C

Pada T = -189 °C N2

: 6,3 kkal/kg °C

O2

: 5,9 kkal/kg °C

Ar

: 158,8 kkal/kg °C

Cr.Ar T = -185 °C

Jumlah panas yang masuk pada Argon Column

Komponen

Berat

Komponen

(kkal/kg

(kg)

°C)

321,813 735,572 7.803,725

T

Q

(°C)

(kkal)

6,3

-189

5,9

-189

-383.182,211 -820.235,845 234.214.748,217

158,8

-189

LA : N2 O2 Ar GO2 :

1,197 4.676,450 521,770

N2

6,3

-180

O2

5,9

-180

Ar

144,2

-180

Total

14.060,526

b. Output Pada T = -180 °C O2

: 5,9 kkal/kg °C

Ar

: 144,2 kkal/kg °C

Pada T = -185 °C N2

: 6,3 kkal/kg °C

O2

: 5,9 kkal/kg °C

Ar

: 152,3 kkal/kg °C

-1.357,633 -4.966.389,561 -13.543.067,340

253.928.980,807

Pada T = -186 °C N2

: 6,3 kkal/kg °C

O2

: 5,9 kkal/kg °C

Ar

: 153,9 kkal/kg °C

Pada T = -189 °C N2

: 6,3 kkal/kg °C

O2

: 5,9 kkal/kg °C

Ar

: 158,8 kkal/kg °C

Jumlah panas yang keluar pada Argon Column Berat Komponen

Komponen

(kkal/kg

(kg.)

°C)

T (°C)

Q (kkal)

LA : N2 O2 Ar GA : N2 O2 Ar LO2 : O2 Ar

5.530,294 36,582 59,357 3.108,149 36,247 90,481 4.676,403 405,762 1,197 0,047 116,008

6,3

-189

5,9

-189

158,8

-189

6,3

-186

5,9

-186

153,9

-186

5,9

-180

144,2

-180

6,3

-185

Cr.Ar : N2

-6.584.921,150 -40.792,835 -1.781.491,716 -3.642.128,566 -39.777,053 -2.590.044,893 -4.966.339,455 10.531.966,705 -1.395,345 -51,498 -3.268.580,133

O2

5,9

-185

Ar

152,3

-185

Total

14.060,526

33.447.489,348

Panas yang diserap

=

(-33.447.489,348–

(-

253.928.980,807)) kkal = 220.481.491,459 kkal Neraca panas pada Argon Column Panas (kkal) Komponen Input

Output

LA : N2 O2

-383.182,211 -820.235,845 -234.214.748,217

Ar GO2 :

-

-1.357,633 -4.966.389,561 -13.543.067,340

N2

-

O2

-

Ar

-

LA : N2 O2

-6.584.921,150 -40.792,835 -1.781.491,716

Ar GA :

-3.642.128,566 -39.777,053 -2.590.044,893

N2 O2

-

Ar

-

LO2 : O2

-

Ar

-

Cr.Ar :

-

-4.966.339,455 -10.531.966,705

-1.395,345 -51,498 -3.268.580,133 -

N2 O2

220.481.491,459

Ar Panas yang diserap Total

-33.447.489,348

-33.447.489,348

10. Perhitungan Neraca Panas pada Pure Argon Column Pure Argon Column

Cr.Ar T = -181 °C

Perhitungan

WG T = -185 °C

LAr produk T = -180 °C

:


: 6,3 kkal/kg °C

Ar

: 145,8 kkal/kg °C

Jumlah panas yang masuk pada Pure Argon Column

Komponen

Berat

Komponen

(kkal/kg

(kg)

°C)

T

Q

(°C)

(kkal)

6,3

-181

-1.365,175142 -3.061.424,855

145,8

-181

Cr. Ar : N2

1,197207 116,0078839

Ar Total

117,2050909

b. Output Pada T = -180 °C Ar

: 144,2 kkal/kg °C

Pada T = -185 °C N2

: 6,3 kkal/kg °C

Ar

: 152,3 kkal/kg °C

-3.062.790,03

Jumlah panas yang keluar pada Pure Argon Column

Komponen

Berat

Komponen

(kkal/kg

(kg)

°C)

T

Q

(°C)

(kkal)

WG : N2

2,703 19,509

Ar LAr :

6,3

-185

152,3

-185

96,499

Ar

-2.504.727,394 145,8

Total

Panas yang diserap

-3.149,871 -549.673,265

-180

177,205

-3.057.550,529

= (-3.057.550,529– (-3.062.790,03)) kkal

= 5.239,501 kkal Neraca panas pada Pure Argon Column (T – 242) Panas (kkal) Komponen Input

Output

Cr. Ar : N2

-1.365,175142 -3.061.424,855

Ar

-

WG : N2 -

-3.149,871 -549.673,265

Ar LAr :

-2.504.727,394 -

Ar

5.239,501

-

Panas yang diserap Total

-3.057.550,529

-3.057.550,529

Neraca Panas Total Panas (kkal)

Nama Alat

Input

Output

Kompresor udara

2856342,301

7611956,631

Reactivation exchanger

8179388,358

12406861,906

After cooler

5127619,170

3347978,390

High level freon cooler

3347978,390

1175719,750

Heat exchanger

-30201713,267

1175719,750

Sub cooler

-33212486,943

-33107996,350

High pressure column

-1708932275,411

-16603313,943

Low pressure column

-43151389,725

-42961337,361

Argon column

-253928980,807

-33447489,348

Pure argomn column

-3062790,030

-3057550,529

Panas yang diserap

1949518856,861

total

-103459451,102

-103459451,102

Panas yang diserap = (total panas output alat) – (total panas input alat) = [-103459451,102 - (-2052978307,963)] kkal = 1949518856,861 kkal Artinya, panas yang diserap oleh pabrik sebesar 1949518856,861 kkal

Efisiensi Neraca Panas Total =

total panas keluar x 100% total panas masuk

−103459451,102 −2052978307,963 = 5,039 %

=

×

%

LAMPIRAN 2 GRAFIK PSYCROMETRIC

Report Of Samator Gas Kendal - Semarang - Indonesia 5w47c

Overview 26281t

More details 6y5l6z

Related Documents 3h463d

Report Of Samator Gas Kendal - Semarang - Indonesia 5w47c

Umr Semarang 14n3j

Bio Gas Seminar Report 5p114w

Lab Report Gas Laws 3y2mg

Gas Insulated Substation Report 6b2f65

Gas Welding Report 66n61

More Documents from "Agus Supriyanto" 1x2615

Rotary Drying To Discrease Of Water In Rice To Increase To Cost 482s4i

Cara Penulisan Makalah Kepemimpinan Calon Kepala Sekolah.docx 3f1z6g

Laporan Pelapisan Nikel Rey1111111111.doc 224432

Report Of Samator Gas Kendal - Semarang - Indonesia 5w47c

Proposal Kegiatan Blok 1l342k

Anjab Penera 5i5i52