AMMONIA

hai sahabat blogger
sdah lama tidak buka blog ni..
hehe
maklum agak sedikit sibuk
oh ya saya mau share mengenai pabrik Amonia
semoga bermanfaat ya

PABRIK AMMONIA

Pabrik Ammonia berfungsi untuk menghasilkan ammonia dari bahan baku gas alam, udara, dan steam. Ammonia ini nantinya akan digunakan sebagai bahan baku di Unit Urea, sebagian lagi dijual ke pihak luar. Selain ammonia, juga menghasilkan CO₂ sebagai hasil samping, yang juga digunakan di Unit Urea.

Tahapan-tahapan proses yang terjadi di Unit Ammonia P-IV adalah:

·         Pengolahan Gas Alam (Feed Treating)

·         Pembuatan Gas Sintesa (Reforming Syn-Gas)

·         Pemurnian Gas Sintesa (Syn-Gas Purification)

·         Sintesa Ammonia (Ammonia Synthesis)

·         Pendinginan Ammonia (Ammonia Refrigeration)

1         Pengolahan Gas Alam (Feed Treating)

1.1        Deskripsi proses dan diagram alir.

            Gas Alam harus diolah terlebih dahulu agar memenuhi spesifikasi yang disyaratkan oleh tahapan proses di Pembuatan Gas Sintesa. Spesifikasi tersebut antara lain bahwa gas alam tersebut tidak boleh mengandung Sulfur, HHC (Heavy Hydrocarbon), dan CO2.

Ada beberapa tahapan prosesnya:

·           Penyaringan (Pemisahan Partikel Padat)

·           Penghilangan Sulfur dengan katalis ZnO Desulfurizer 201-D

·           Dehidrasi Gas Alam dengan Glycol Absorber(201-L)

·           Pemisahan HHC (Heavy Hydrocarbon)

·           Pemisahan CO₂ (CO₂ Removal Feed Treating)

·           Penghilangan Sulfur dengan Co-Mo ZnO Desulfurizer (101-D& 108D)

·           Penjenuhan Gas Alam dengan Saturator 301-E

1.1.1        Desulfurizer.

·        Fungsi

Mengikat sulfur yang terkandung di dalam gas alam dalam bentuk H₂S.

·        Filosofi proses.

Sebelum dilakukan penghilangan sulfur dilakukan terlebih dahulu pemisahan partikel padat. Pemisahan partikel padat dilakukan secara fisik yaitu dengan mengalirkan gas melalui filter separator (202-L) yaitu didalamnya terdapat 6 (enam) buah filter cartridge yang dapat diganti-ganti dan kawat saringan (wire mesh extractor) yang berfungsi untuk menyaring kotoran-kotoran padat / debu (solid particle) dan cairan (liquid droplet) yang lolos dari gas metering  station, kotoran ini harus dipisahkan karena mengganggu pada proses desulfurisasi. Pada unit penyaringan ini dipasang alat penunjuk pressure drop, sehingga tingkat kekotoran bisa dengan mudah diamati. Dengan demikian dapat diketahui kapan filter harus dibersihkan.

Setelah dilakukan penyaringan dan pemanasan oleh LS feed gas masuk ke 201-D untuk menghilangkan sulfur. Sulfur perlu dihilangkan dari gas alam karena :

Ø  Dapat mereduksi inhibitor pada system benfield

Ø  Akan terbawa oleh gas CO₂ dan akan merusak compressor CO₂ di Urea

Ø  Menambah beban 101 D & 108 D.

Ø  Merupakan racun bagi catalyst pada proses reforming.

Katalis yang digunakan adalah ZnO. Reaksinya adalah sebagai berikut :

H₂ S+ ZnO→ ZnS+ H₂O

·        Deskripsi proses

Gas alam sebelum masuk 201-D disaring terlebih dahulu di 202-L dan dipanaskan dalam Jacket Water Pipe. Dari 201-D, aliran gas dikirim ke Glycol Absorber

·        Target :

Konsentrasi H₂S outlet dibawah 2 ppm.

·        Parameter yang dikontrol

Ø  Temperatur dijaga 38⁰C.Temperatur dijaga dengan mengatur steam yang digunakan untuk memanaskan gas alam.Temperatur yang rendah (<27⁰C) akan memperlambat laju reaksi, sedangkan temperatur yang terlalu tinggi (˃110 ⁰C) akan merusak katalis.

Ø  Sulfur outlet <1 ppm.

1.1.2        Dehidrasi.

·        Fungsi

Menyerap H₂O dari campuran gas alam.

·        Filosofi proses

Penghilangan kadar air dari gas alam perlu dilakukan karena merupakan syarat di tahapan penghilangan HHC. Gas alam dan HHC dipisahkan berdasarkan titik embun, dimana HHC akan mengembun pada Temperatur sekitar -18⁰C. Pada Temperatur ini air akan membeku, sehingga akan mengganggu proses (menyebabkan penyumbatan). Maka dari itu kandungan air dalam gas alam sebelumnya perlu dihilangkan.Penyerapan air dalam campuran gas dengan menggunakan larutan Tri-Etylene Glicol (TEG).

·        Deskripsi proses :

Gas alam keluar Desulfurizer masuk ke dalam Glycol Absorber kontak dengan larutan Tri-Ethylene Glycol (TEG) yang akan menyerap air dalam gas alam. Gas alam masuk melalui bottom absorber melewati mikro scrubber untuk memisahkan cairan yang terbawa oleh gas.Absorber ini memiliki 10 buah bubble-cap tray agar kontak gas-cairan lebih baik.Absorber juga dilengkapi dengan Demister di bagian atas untuk mencegah larutan TEG terbawa aliran gas keluar Absorber.

Larutan TEG keluar dari Absorber yang jenuh dengan air dialirkan ke Still Coloumn untuk memisahkan airnya, dengan memanaskan larutan TEG pada Temperatur 204⁰C di Reboiler dan bantuan stripping dari gas alam agar air menguap dan dibuang ke atmosfir.Selanjutnya larutan TEG yang sudah diregenerasi dikembalikan lagi ke Absorber dengan pompa 201-LJ.

·        Target :

Gas alam keluar Glycol Absorber bebas dari air.

Parameter yang dikontrol :

Ø  Aliran Glycol

Aliran Glycol yang terlalu rendah menyebabkan penyerapan air kurang sempurna.Aliran glycol dijaga dengan menjaga tekanan suction 201-LJ 28 kg/cm².

Ø  Temperatur glycol dijaga 44⁰C atau beda temperatur antara glycol dan feed gas ± 6 ⁰C, jika dibawah 6 ⁰C dikhawatirkan terjadi kondensasi hydro carbon sehingga terbentuk foaming jika lebih maka penyerapan air tidak maksimal karena dengan tingginya temperatur ada kemungkinan ada larutan glycol yang terbawa bersama aliran gas.

Ø  Temperatur Reboiler di jaga 210 ⁰C

Ø  Kandungan air pada larutan Lean Glycol dikontrol dengan mengatur aliran steam pada Glycol Reboiler. Jika kandungan air pada larutan Glycol lebih tinggi dari 0,2 % maka proses penyerapan air menjadi tidak optimal.

Ø  Perhatikan level glycol reservoir = ± 50%.

Ø  Perhatikan / atur stripping gas bila H₂O lean glycol ³ 0.2% tambah stripping gas untuk mencegah naiknya DP / buntunya tube di HHC sistem, tapi harus diperhatikan kemungkinan cepat hilangnya glycol.

Ø  Parameter keberhasilan absorbs di 201-L diliat dari kandungan air pada rich lean sekitar 2.14% dan ΔP di 203-C (<2 kg/cm²).

1.1.3        Pemisahan HHC (Heavy Hydrocarbon).

·        Fungsi.

Mengembunkan dan memisahkan HHC dari campuran gas keluar Glycol Absorber.

·        Filosofi proses.

Penghilangan HHC perlu dilakukan karena temperatur pada reforming sangat tinggi sehingga HHC akan terdekomposisi menjadi arang yang akan menutupi pori-pori katalis. Prinsip pemisahan HHC dari gas adalah perbedaan titik embun dimana HHC akan mengembun pada temperatur -18 ⁰C sedangkan feed gas masih dalam fasa gas.

·        Deskripsi proses.

Gas alam dari Glycol Absorber dibagi menjadi dua arus. Arus pertama masuk ke dalam bagian shell Heat Exhanger 204-C, dan didinginkan dengan gas alam bebas HHC. Sementara arus kedua masuk ke dalam bagian tube Heat Exchanger 206-C, dan didinginkan dengan HHC cair yang sudah terpisah dengan gas alam. Kedua arus ini kemudian bergabung kembali dan masuk ke dalam bagian tube Chiller 203-C dengan temperatur sekitar 3⁰C  untuk didinginkan dengan ammonia cair dari 111-F (2^nd stage refrigation flush drum). Gas keluar 203-C kemudian masuk ke Separator 206-F di mana terjadi pemisahan HHC dan gas alam. Gas alam bebas HHC outlet 206-F dimanfaatkan sebagai pendingin di 204-C dan HHC cair sebagai pendingin di 206-C.

Gas alam bebas HHC kemudian dikirimkan ke CO₂ Removal, sementara HHC dipanaskan di 205-C agar menjadi gas kembali dan dikirimkan ke Fuel Gas System.

·        Target.

Campuran gas yang keluar dari Feed-Fuel Separator tidak lagi mengandung HHC.

·        Parameter yang dikontrol.

Ø  Temperatur outlet 206-F dijaga -18 ⁰C dengan mengatur secara otomatis bukaan valve ammonia yang masuk ke sisi shell 203-C.

Ø  Bila DP inlet/outlet 204-C/206-C > 2 kg/cm², injeksi methanol dan perhatikan level 206-F jaga dilevel 40%.

1.1.4        Pemisahan CO₂ (CO₂ Removal Feed Treating).

·        Fungsi.

Menghilangkan kandungan CO₂ dari campuran gas.

·        Filosofi proses.

Pada unit in kandungan CO₂ didalam gas diturunkan sampai menjadi sekitar    0,5 % hal dilakukan untuk mencegah kemungkinan terjadinya reaksi metanasi pada desulfurizer 101-D& 108-D  dimana katalis Cobalt Molibdenum dapat merubah CO₂ dan H₂ menjadi metana diikuti pelepasan panas. Selain itu CO₂ yang ada pada umpan gas alam ke Primary Reformer akan menyebabkan penurunan konversi (kesetimbangan bergeser ke kiri). Dan CO₂ sendiri merupakan produk samping yang sudah bisa diambil lebih dahulu sehingga mengurangi beban proses tahap berikutnya.Selain itu Penyerapan CO₂ menggunakan larutan Benfield (K₂CO₃).

Larutan Benfield adalah larutan yang mengandung K₂CO₃ yang dapat menyerap CO₂, dengan tambahan zat aditif yang menaikkan laju penyerapan(Diethanol amine-DEA), mencegah korosi(V₂O₅), dan mencegah terjadinya foaming(UCON 500 HB).

Reaksi yang terjadi di Absorber 201-E adalah :

K₂CO₃ + 2CO₂ + H₂O←→ 2KHCO₃ + Q

Reaksi pada absorber dilakukan pada tekanan tinggi dan temperatur rendah (25 kg/cm², 93⁰C karena kelarutan gas lebih tinggi pada tekanan tinggi.

Reaksi yang terjadi di Stripper 202-E adalah :

2KHCO₃ + Q ←→ K₂CO ₃ + 2CO₂ + H₂O

Reaksi pada stripper dilakukan pada tekanan rendah dan temperatur tinggi (1,43 kg/cm², 129⁰C) karena mempermudah melepas kandungan gas yang terlarut dalam larutan.

·        Deskripsi proses.

Gas alam dari 206-F (H₂O absorber) menuju 201-E (CO₂ absorber). Sebelum masuk 201-E gas alam dipanasin dulu di 201-C dengan memanfaatkan panas gas alam yang keluar dari 201-E. Gas alam masuk ke dalam CO₂ Absorber dari bagian bawah dan dikontakkan dengan lean Benfield yang mengalir dari bagian atas absorber. Kontak antara gas alam dengan lean Benfield dibantu dengan adanya bed packing di bagian tengah dan liquid distributor di bagian atas dan tengah. Lean Benfield akan mengikat CO₂ sehingga keluar dari bottom absorber dalam keadaan kaya CO₂ (rich Benfield). Larutan Rich Benfield kemudian dialirkan ke regenerator (CO₂ Stripper) untuk pelepasan CO₂ dengan cara penurunan tekanan dan pemanasan di reboiler 202-C. Lean Benfield yang keluar dari bottom stripper dipompa dengan pompa 201-J dan di kembalikan ke puncak CO₂  Absorber.

Gas alam dari Absorber ditukarkan panasnya dengan aliran gas alam dari 206-F di 201-C, kemudian didinginkan lagi dengan CW di 207-C, kemudian dialirkan ke KO Drum 201-F untuk memisahkan liquid yang terikut, kemudian dialirkan ke unit desulfurisasi tahap kedua. Sedangkan CO₂ yang keluar dari bagian atas stripper didinginkan oleh 208-C dan dipisahkan liquidnya di 209-F (make up CO₂ product KO drum) untuk selanjutnya CO₂ dikirim ke Unit Urea.

·        Kondisi operasi dan Parameter yang dikontrol.

Ø  Kondisi operasi pada 201-E adalah pada tekanan 25 kg/cm² dan temperatur 93⁰C.

Ø  Temperatur striper (±129 ⁰C)diatur dengan mengontrol jumlah steam yang digunakan pada 202-C dan tekanan 1.43 kg/cm². Jika temperatur terlalu rendah menyebabkan pelepasan CO₂ tidak sempurna sehingga lean glycol masih mengandung banyak CO₂ pada akhirnya penyerapan CO₂ di Absorber tidak optimal.

Ø  Flow Benfield ke Absorber. Aliran lean Benfield dikontrol dari FRC-205 sekitar 5-6 div (1 div= 15 m³/h) dan speed pompa 201-J <4000 rpm.

Ø  Tekanan discharge pompa 201 J/JA= 32 kg/cm2.

Ø  Jaga/atur suhu NG ke 201-F = 40 – 50 ^oC dengan CW 207-C.

Ø  Jaga suhu 203-F (Benfield storage) = 60 – 70 ^oC.