Katalog Vessel dan Bahan Isian Pabrik Urea PT Petrokimia Gresik

VESSEL DAN BAHAN ISIAN
DI PABRIK UREA
PT PETROKIMIA GRESIK
Disusun oleh :
Pulung Sambadha 21030112120023
Yonathan nusaputra H. 21030112130066
Pembimbing :
Bpk. Nadi Karsono

1
KATA PENGANTAR
Vessel adalah alat yang sangat penting dan hampir
selalu ada dalam suatu industri karena vessel sangat
dibutuhkan dalam berbagai proses industri. Terdapat
berbagai macam jenis vessel dengan berbagai macam
bentuk serta fungsinya. Begitu juga dengan bahan isian
di pabrik urea PT Petrokimia Gresik yang menggunakan
packing dan resin untuk membantu beberapa proses
supaya berjalan secara efisien.
Pengklasifikasian vessel berdasarkan desain
orientasinya, fungsi atau keguaannya, bentuk geometri ,
serta bagian-bagian pada vessel. Sedangkan untuk
bahan isian dalam buku ini akan dibahas mengenai
kriteria dalam pemilihan packing, jenis-jenis packing
beserta kelebihan dan kekurangannya, serta material
yang digunakan sebagai bahan dasar packing.Pada
booklet juga akan dibahas vessel dan bahan isian yang
digunakan PT. Petrokimia Gresik khususnya pada
produksi urea.
Akhir kata semoga dengan tersusunnya booklet ini
dapat bermanfaat bagi semua pihak, baik untuk
penyusun sendiri dan para pembaca khalayak umum
dalam menambah wawasan tentang vessel dan bahan
isian di pabrik urea PT Petrokimia Gresik.
Gresik, September 2015
Penyusun

2
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR .....................................................1
BAGIAN II PENDAHULUAN..........................................5
BAGIAN II VESSEL ......................................................7
II.1. Definisi Vessel (Bejana)......................................7
II.2. Klasifikasi Vessel................................................7
II.3. Bagian-bagian Vessel.......................................15
II.4. Vessel di Pabrik Urea PT Petrokimia Gresik.....23
Reaktor (DC-101).................................................23
Stripper (DA-101).................................................24
Scrubber (DA-102)...............................................25
HP Decomposer (DA-201) ...................................26
LP Decomposer (DA-202)....................................27
HP Absorber Lower (EA-401B) ............................28
Urea Hydrolizer (DA-502).....................................29
Final Separator (FA-203) .....................................30
Vacuum Concentrator (FA-202A).........................31
Vacuum Concetrator Lower (FA-202B) ................32
Washing Coloumn (DA-401) ................................33
Flash Separator (FA-205).....................................33
Process Condensate Stripper (DA-501)...............34
Final Absorber (DA-503) ......................................35
First Stage Suction Separator (FA-111) ...............36
Second Stage Suction Separator (FA-112) ..........37

3
Third Stage Suction Separator (FA-113)..............38
Fourth Stage Suction Separator (FA-114)............39
Saturation Drum (FA-102)....................................40
Steam Drum (FA-103)..........................................41
Steam Condensate Tank (FA-104........................42
Ammonia Reservoir (FA-105)...............................43
Sealing Water Tank (FA-121)...............................44
Urea Solution Tank (FA-201) ...............................45
Hot Water Tank (FA-204).....................................46
Heat Tank (FA-301) .............................................46
Dissolving Tank (FA-302).....................................47
Strainer Washing Tank (FA-304)..........................47
Water Tank (FA-305) ...........................................48
Urea Drainage Tank (FA-306)..............................48
Carbonate Solution Tank (FA-401).......................49
Process Condensate Tank (FA-501)....................50
HP Absorber Upper (EA-401A) ............................51
Condensate Pot for EA-201 (FA-206) ..................52
Final Concentrator (EA-202) ................................53
BAGIAN III BAHAN ISIAN...........................................54
III.1. Gambaran tentang Bahan Isian.......................54
III.2. Packing sebagai Alat Kontak Antar Fase.........56
III.2.1. Kriteria Pemilihan Packing ........................56
III.2.2 Pemilihan Ukuran Packing ........................56

4
III.2.3 Jenis Packing............................................57
III.2.4 Kelebihan dan Kelemahan tiap Jenis
Packing................................................................59
III.2.5 Material Packing.........................................62
III.3 Resin sebagai Ion Exchange ............................64
III.4 Mekanisme kerja Ion Exchange........................65
III.5 Bahan Isian di Proses Produksi Urea ...............66
DAFTAR PUSTAKA....................................................71
LAMPIRAN .................................................................74

5
BAGIAN I
PENDAHULUAN
Teknologi diciptakan bertujuan untuk membantu
pekerjaan manusia, sebagai contoh dalam bidang
industri membutuhkan alat-alat berat yang tidak
mungkin manusia dapat menggantikan peran alat
tersebut. Dalam dunia industri terutama dalam
bidang fluida bertekanan, pengolahannya
membutuhkan perhatian lebih karena fluida
merupakan senyawa yang kompleks. Sebagai
contoh, bejana (vessel) merupakan alat penunjang
dalam proses produksi yang melibatkan fluida.
Bejana berfungsi sebagai media untuk memroses
dan menyimpan material fluida yang bertujuan untuk
menjaga agar kondisinya dapat dimanfaatkan pada
proses selanjutnya.
Penggunaan vessel tidak hanya sebagai alat
untuk menyimpan fluida saja tetapi juga sebagai alat
pemroses. Misalnya sistem yang bekerja dengan
mengontakkan gas dan cairan seperti absorpsi solut
dari fasa gas, desorpsi solut dari fasa cair (stripping),
distilasi, reaksi kimia tertentu, dan scrubbing suatu
bahan partikulat pada sistem pengendalian
pencemaran dan sebagainya. Pada sistem yang
terjadi kontak antara gas dan cairan diperlukan suatu
bahan yang membantu kontak antar fase tersebut
(Asisten Laboratorium Operasi Teknik Kimia
UNTIRTA, 2015). Bahan ini disebut bahan isian atau
packing material. Selain membantu kontak antar

6
fase bahan isian juga bisa ikut bekerja melakukan
reaksi kimia misalnya, resin dalam penukar ion, baik
kation maupun anion.
Pada buku ini akan dibahas secara singkat dan
diusahakan untuk mudah dipahami tentang bejana
(vessel) dan bahan isian (packing material) pada
proses produksi urea di PT Petrokimia Gresik.

7
BAGIAN II
VESSEL
II.1. Definisi Vessel (Bejana)
Vessel atau bejana merupakan tangki
yang digunakan untuk penyimpanan fluida.
Kemudian Bejana yang bekerja dibawah
tekanan disebut pressure vessel yang
digunakan tempat penampungan suatu fluida
baik berupa cair maupun gas. Tekanan yang
bekerja pada vessel bisa jadi lebih besar
daripada tekanan atmosferik atau kurang dari
tekanan atmosferik (vacuum). Biasanya fluida
yang disimpan dalam bejana tekan adalah fluida
yang memiliki karakteristik maupun perlakuan
khusus, misalnya fluida bertekanan, fluida
dalam temperatur rendah maupun temperatur
tinggi dan lain-lain (Aziz, Hamid, & Hidayat,
2014).
II.2. Klasifikasi Vessel
Berdasarkan orientasinya vessel
dibedakan menjadi dua jenis diantaranya :
1) Vessel vertikal
Posisi vertical yaitu posisi tegak lurus
terhadap sumbu netral axis, dimana posisi
ini banyak digunakan didalam instalasi yang
mempunyai tempat tidak begitu luas.

8
2) Vessel horizontal
Bejana tekan pada posisi horizontal banyak
ditemukan dan digunakan pada ladang
sumur minyak didaratan karena mempunyai
kapasitas produksi yang lebih besar.
Panjang vessel dan beban yang bekerja
akan menentukan penempatan vessel
secara vertical atau horizontal. Sebagai
contoh, jenis bejana tekan dengan posisi
horizontal ini biasanya berfungsi sebagai
Separator Three Phase, yaitu pemisahan
antara minyak mentah (crude oil), air
(water) dan gas.

9
Berdasarkan fungsi / penggunaan vessel
diindustri maka vessel diklasifikasikan sebagai
berikut :
a. Separator adalah jenis dari vessel yang
digunakan untuk memisahkan. Sesuai
dengan namanya, separate yang artinya
memisahkan.
b. Drum Vessel adalah jenis vessel yang
digunakan untuk menampung fluida.
Fluida tersebut nantinya akan dipompakan
ke proses yang lain, ke pembuangan atau
bahkan ke unit produksi. Contoh drum
vessel diantaranya :
1. Reaktor
Reaktor adalah jenis vessel yang
digunakan sebagai tempat untuk
reaksi kimia. Vessel ini dapat berisi
katalis, yaitu suatu zat yang bertugas
untuk mempercepat reaksi dan
mengarahkan reaksi.

10
2. Separator drum
Vessel yang berfungsi untuk
menampung fluida untuk sementara
tetapi juga digunakan untuk melakukan
pemisahan (separate).
3. Knockout drum
Drum jenis ini bertugas untuk
mengumpulkan fluida yang masih
memiliki kandungan gas. Fluida
dipisahkan dengan mengunakan

11
demister, suatu pengumpul fluida
seperti layaknya saringan. Fluida
dengan fase gas akan naik ke atas dan
fulida dengan fase cair akan turun ke
bawah yang disebabkan oleh gaya
grafitasi.
4. Flash drum
Vessel ini digunakan untuk
menguapakan seluruh atau sebagian
cairan (liquid) yang bertekanan tinggi
dengan menempatkannya pada vessel
yang bertekanan rendah.
5. Blowdown drum
6. Reflux accumulator drum

12
c. Storage vessel
Vessel jenis ini digunakan untuk melakukan
penyimpanan bahan kimia atau dikenal
dengan sebutan tangki storage.
d. Tower vessel
Tower atau istilahnya column, column
adalah equipment yang paling utama
pada sebuah proses facility. Column
biasanya berbentuk vertikal vessel, dalam
sebuah plant bentuknya paling menonjol
karena bentuk vesselnya paling tinggi
dibanding vessel yang lain. Tower ini
digunakan untuk menyaring dan
memisahkan bahan mentah (crude oil)
yang masih terdiri dari berbagai macam
fase, disebut juga dengan fractionation
column.

13
Berdasarkan pada bentuk geometrinya,
vessel dibedakan menjadi beberapa jenis yaitu :
1. Open and closed tanks
Penggunaan open atau closed tangki
tergantung pada fluida yang ditangani dan
tergantung pada proses operasinya.
Misalnnya fluida yang mudah terbakar, fluida
yang bersifat toksik, dan gas harus disimpan
pada tangki tertutup. Kemudian bahan kimia
berbahaya, seperti asam dan kaustik harus
disimpan dalam closed tanki (vessel). Hal ini
akan mengurangi resiko yang dapat
ditimbulkan jika disimpan pada tangka
tertutup.

14
2. Tangki silinder dengan atap dan dasar
tertutup rapat
Tangki Cylindrical yang tertutup rapat pada
dasar dan atapnya digunakan jika tekanan
uap dari fluida yang disimpan mempunyai
tekanan yang besar.
3. Sperhical tank (tangki bola)
Sperhical tank digunakan untuk menyimpan
gas-gas yang dicairkan seperti LPG, O2, N2
dan lain– lain bahkan dapat menyimpan gas
cair tersebut hingga mencapai tekanan 75

15
psi, volume tanki dapat mencapai 50000
barrel, untuk penyimpanan LNG dengan
kondisi cryogenic. Untuk aplikasi tekanan
tinggi biasanya tanggi dilapisi dengan isolasi
berbahan polyurethane foam.
II.3. Bagian-bagian Vessel
Vessel terdiri dari beberapa bagian yang
dijadikan satu dengan cara pengelasan ataupun
dengan baut bertujuan untuk mempertahankan
posisi vessel dan memberikan kemudahan bagi
operator untuk melakukan maintenance pada
vessel. Bagian-bagian pada vessel pada
umumnya dapat dilihat pada gambar berikut :

16
Penjelasan mengenai bagian-bagian
pada vessel sebagai berikut :
1. Manhole adalah nozzle, bedanya manhole
tidak di koneksikan dengan pipa hanya
ditutup dengan blind flange. Yang nantinya
manhole ini berfungsi untuk ruang akses bagi
operator yang akan masuk ke dalam vessel
baik untuk maintenace atau pemasangan
equipment internal vessel (Indonesian Piping
Knowledge, 2014a).
2. Access opening adalah bentuk lingkaran
(seperti lubang) pada skirt vessel, yang
memungkinkan operator untuk masuk dan
melakukan maintenance. Beberapa istilah
lain menyebutkan nya dengan access hole
(Indonesian Piping Knowledge, 2014a).
3. Platform adalah tempat orang berjalan atau
meletakan equipment di dalam sebuah 'site'.
Platfrom juga digunakan untuk membantu
proses maintenance peralatan.

17
4. Head adalah bagian penutup dari vessel.
Head berada di bagian kanan dan kiri untuk
vessel horizontal, atau bagiaan atas dan
bawah untuk vessel vertikal. Jenis head
bermacam-macam diantaranya elliptical,
hemisperical, conical, torisperical, type flat,
dan type flange.
5. Shell adalah bagain dari vessel yang
berbentuk silinder, yang menyelubungi dari
vessel itu sendiri. Shell merupakan plat
lembaran yang kemudian di bentuk sampai
nanti akhirnya menjadi silindris.
6. Support adalah penyangga. Jenis support
yang digunakan tergantung pada ukuran dan
orientasi dari pressure vessel. Dalam
semua kasus, support untuk pressure vessel
harus kuat untuk menerima beban
selfweight, angin, dan beban gempa. Basic
load dihitung untuk merancang
anchorage dan pondasi untuk pressure
vessel.
Jenis support yang umum digunakan
adaah sebagai berikut :
a) Skirt support
Skirt support diaplikasikan untuk
pressure vessel yang tinggi dengan posisi
vertikal. Skrit support menggunakan plat
metal berbentuk silinder dan dilas pada
bagian bawah shell dari pressure vessel
atau pada head bagian bawah. Pada

18
vessel jenis bola, skirt support dilas pada
bagian dekat mid-plane dari shell.
Skirt support dapat menyediakan
cukup fleksibilitas sehingga ketika terjadi
ekspansi termal pada shell tidak akan
menyebabkan tekanan panas yang tinggi
di titik temu shell dengan skirt (Sakti,
2012).
b) Legs Suppport
Legs support digunakan pada vessel
vertikal yang berukuran kecil dan spherical
pressure vessel, biasanya dilas ke bagian
bawah shell. Rasio maksimum panjang
legs support terhadap diameter drum
biasanya 2:1. Jumlah legs yang
dibutuhkan tergantung pada ukuran
vessel dan beban yang diterima (Sakti,
2012).

19
c) Saddle Support
Saddle Support biasanya digunakan
untuk vessel horisontal, dipasang dua
lokasi dengan saddle support. Saddle
support berfungsi mendistribusikan beban
berat di seluruh permukaan dari shell
untuk mencegah terjadinya local stress
yang berlebihan dalam shell di titik-titik
support. Lebar saddle, antara lain detail
desain, ditentukan dari desain kondisi
pressure vessel.
Salah satu saddle biasanya dipasang
sebagai fix anchor dan lainnya sebagai
fleksibel anchor yang mengakomodasi
thermal expansion ke arah longitudinal.

20
7. Ladder dan cages
Ladder dan cages adalah tangga serta
kurungannya (cages), cages berfungsi untuk
mencegah agar operator tidak jatuh dari
tangga, disamping itu memiliki efek psikologis
berupa keamanan bagi operator ketika
menaiki tangga (Indonesian Piping
Knowledge, 2014a).
8. Nozzle
Nozzle adalah ruang keluaran atau
masukan dalam vessel, terbuat dengan atau
tanpa potongan pipa yang di las dengan
flange.
Flange adalah komponen dalam
system pemipaan yang berguna untuk
menyambungkan pipa satu dengan pipa yang
lain atau dalam hal ini menyambungkan
nozzle dengan pipa lain(Indonesian Piping
Knowledge, 2014b).

21
9. Davit adalah sebuah alat yang fungsi
utamanya untuk pengangkut di vessel,
biasanya di letakan dengan sambungan
soket yang nantinya dapat untuk mengangut
blind flange. Kalau untuk column, biasanya di
sebut column davit, ia berfungsi untuk
mengangkat relief valve, trays dan internal
vessel lainya(Indonesian Piping Knowledge,
2014a).
10. Hinges adalah alat untuk mengangkat atau
memindahkan blind flange yang merupakan
penutup dari mainhole. Fungsi hinges sama
seperti davit, tetapi mempunyai bentuk yang
berbeda.
Penggunaan davit atau hinges, karena blind
flange cukup berat dan operator tidak akan
mampu untuk mengangkatnya. Sebagai
contoh pada pintu misalnya, hinges adalah
engsel pintunya dan flange adalah daun
pintunya.

22
Perbedaan hinges dan davit adalah
mekanisme penggunaannya, hinges
mengunakan mekanisme buka tutup,
sedangkan davit mekanismenya dengan
menggeser blind flange(Indonesian Piping
Knowledge, 2014a).
11. Base plate adalah plat datar bagian dari
vessel yang letaknya plaing bawah, ia
bersentuhan langsung dengan pondasi
(Indonesian Piping Knowledge, 2014a).

23
II.4. Vessel di Pabrik Urea PT Petrokimia Gresik
Reaktor (DC-101)
 Fungsi : Mereaksikan NH3 cair dengan
gas CO2 yang membentuk
ammonium karbamat dengan
reaksi bersifat eksotermis yang
kemudian diikuti reaksi karbamat
menjadi urea yang merupakan
reaksi endotermis.
 Tipe : Hemispirical
 Material : Shell Carbon Steel+ 316 SS UG
Lining
 Kapasitas : 1,517 x 1011
mm3
 Tebal : 90 mm
 Tekanan Desain : 184 kg/cm2

24
 Tekanan Operasi : 175 kg/cm2
 Dimensi : 2550 x 28000 mm (ID x TT height)
 Suhu Desain : 220o
C
 Suhu Operasi : 190/180 (Top/Bottom) o
C
Stripper (DA-101)
 Fungsi : Menguraikan karbamat menjadi
ammoniak (NH3) dan CO2
dengan media CO2 feed
 Tipe : Vertical Silinder
 Material : Shell = Carbon steel A516 GR 70
Tube = Duplex stainless steel,
DP12
 Tekanan Operasi : Shell = 20 kg/cm2
Tube = 175 kg/cm2

25
 Suhu Operasi : Shell = 214o
C (in=out)
Tube = 190o
C (in) ;177 o
C (out)
 Tekanan Desain : Shell = 25 kg/cm2
Tube = 184 kg/cm2
 Suhu Desain : Shell = 240o
C
Tube = 220o
C
 Fluida : Shell = steam
Tube = Urea solution
 Insulation : Shell = 100
Tube = 90
Scrubber (DA-102)
 Fungsi : Mengubah gas yang tidak
bereaksi menjadi karbamat
 Tipe : Packed Tower
 Material : Shell & Tube = Carbon steel A516
GR70 + Stainless steel 316 LSS
UG
.g
.g
C
 Suhu Operasi : 214 o
C
 Kapasitas : 2,55 m3
 Fluida : mixed gas dan carbamate
solution

26
HP Decomposer (DA-201)
 Fungsi : Sebagai pemanas sekaligus
menurunkan tekanan untuk
mengurai ammoniak dan
memisahkan ekses ammoniak
dari larutan urea (sebagai alat
pemurnian)
 Material :
Shell = Stainless steel strip A240 TP 329
Tube = Stainless steel strip A240 TP 329
 Tekanan Desain : Shell = 25 Kg/cm2
Tube = 20 Kg/cm2
 Tekanan operasi : Shell = 20 kg/cm2
Tube = 17.5 kg/cm2
C
Tube = 190o
C

27
 Suhu Operasi : Shell = 214 (in) / 167 (out) o
C
Tube = 155 (in) / 158 (out) o
C
 Kapasitas Normal: Shell = 0,496 m3
Tube = 7,91 m3
LP Decomposer (DA-202)
 Tipe : Sieve Tray Raching Ring
 Material : Shell = Carbon Steel A516 GR60/
A240 Tipe 16
 Tekanan desain : Shell = 8 kg/cm2
Tube = 4 kg/cm2
 Tekanan Operasi : Shell = 4 kg/cm2
Tube = 2.5 kg/cm2
 Suhu Desain : Shell = 200 o
C
Tube = 165 o
C
 Suhu Operasi : Shell = 151 o
C (in) ; 154 o
C (out)
Tube = 131 o
C (in) ; 138 o
C (out)

28
HP Absorber Lower (EA-401B)
 Tipe : H-NKN
 Material : Shell = Carbon steel A516 GR70
+316 LSS CLAD / A156
GR70
Tube = Carbon steel A213 Tipe
316 L
 Fluida : Shell = Carbamate solution
Tube = Urea slurry/ Hot water/
Cooling Water
 Tekanan Desain : Shell = 20 kg/cm2
Tube = 3,5 kg/cm2
(Urea Slurry)
4 kg/cm2
(Hot water)
7 kg/cm2
(Cooling water)
 Tekanan Operasi : Shell = 17.3 kg/cm2
Tube = 1 kg/cm2
(Urea Slurry)
2.5 kg/cm2
(Hot water)
4 kg/cm2
(Cooling water)
 Suhu Desain : Shell = 140 o
C
Tube = 120 o
C (Urea Slurry)
120 o
C (Hot water)
70 o
C (Cooling water)

29
 Suhu Operasi : Shell = 108 o
C (in) ; 108 o
C (out)
Tube = 77.5 o
C (in) ; 83.3 o
C (out)
Urea Slurry
85 o
C (in) ; 90 o
C (out)
Hot water
38 o
C (in) ; 50 o
C (out)
Cooling water
Urea Hydrolizer (DA-502)
 Fungsi : Memisahkan partikel urea
menjadi gas CO2 dan gas
ammoniak dengan cara
pemanasan uap kukus tekanan
18 Kg/cm2
, selanjutnya gas hasil
pemisahan dikirim ke proses
condensate stripper (DA-501)
 Tipe : Menara vertical (Ujung Elips)

30
 Material : Stainless steel A240 T316
 Tebal : 90 mm
C
C
 Fluida : Proses kondensat
 Dimensi : 1500 x 138000 mm
(DT x TT height)
Final Separator (FA-203)
 Fungsi : Memekatkan larutan urea
dengan cara memisahkan antara
larutan urea dengan air dengan
cara penghisapan sistem vakum
(evaporasi) pada tekanan 25
mmHg Suhu 138o
C sehingga

31
konsentrasi larutan urea dari 90%
menjadi 99,7 %
 Tipe : Siinder vertikal
 Tebal : 75 mm
 Dimensi : 3700 / 5000 mm (DT x TT height)
 Fluida : Urea solution
C
C
 Tekanan Desain : 1.75 kg/cm2
 Tekanan Operasi : 25 mmHg.A
Vacuum Concentrator (FA-202A)
 Fungsi : Memekatkan larutan ureadengan
cara memisahkan antara cairan
urea dengan air menggunakan

32
penghisap sistem vakum pada
tekanan 150 mmHg
 Tipe : Silinder vertikal
 Kode : ASME SEC VII DIV 1
 Tebal : 75 mm
 Dimensi : 4800 x 9230 mm (DT x TT height)
C
C
 Tekanan Desain : 1.75 & F.V kg/cm2
 Tekanan Operasi : 150 mmHg.A
Vacuum Concetrator Lower (FA-202B)
 Tipe : Silinder Vertikal
 Material : 304 SS CLAD+A516 GR60
 Tekanan Desain : Shell = 1.75 dan F.V kg/cm2
Jacket = Full Water

33
 Tekanan Operasi : Shell = 150 mmHg
Jacket = Full Water
 Suhu Operasi : Shell = 77o
C
Jacket = 90o
C
C
Jacket = 120o
C
 Kapasitas : Shell = 114.8 m3
Jacket = 7.5 m3
Washing Coloumn (DA-401)
 Tipe : Vertikal (Ujung Elips)
 Material : SS A240 T340
 Ukuran : (IDx Tinggi) = 700 x 5450
 Fluida : Amonium Karbamat
 Suhu Desain : 130 o
C
C
 Tekanan Operasi : 17.3 kg/cm2
Flash Separator (FA-205)
 Tipe : Vertikal (Ujung Elips) dan Flat
Bottom
 Material : SS A240 T304
 Ukuran : (IDx Tinggi) = 1300 x 1600
 Desain : Suhu = 140o
C

34
Process Condensate Stripper (DA-501)
 Kode : ASME SEC VIII DIV 1
 Suhu Operasi : 138 0
C
 Suhu Desain : 175 0
C
 Fluida : Process Condensate
 Tekanan Operasi : 3.0 kg / cm2
 Tekanan Desain : 5.0 kg / cm2
 Kapasitas : 35.0 m3

35
Final Absorber (DA-503)
C
C
 Fluida : Process Condensate
 Tekanan Operasi : Atmosfer
 Tekanan Desain : 1.05 dan Full Water kg / cm2

36
First Stage Suction Separator (FA-111)
C
C
 Fluida : gas CO2 , water

37
Second Stage Suction Separator (FA-112)
C
C

38
Third Stage Suction Separator (FA-113)
C
C

39
Fourth Stage Suction Separator (FA-114)
C
C
 Tekanan Operasi : 101 kg / cm2
 Tekanan Desain : 120 kg / cm2

40
Saturation Drum (FA-102)
C
C
 Fluida : Steam Condensate
 Tekanan Operasi : 20 kg / cm2
 Tekanan Desain : 25 kg / cm2

41
Steam Drum (FA-103)
C
C

42
Steam Condensate Tank (FA-104)
 Kode : API 650 APP “J”
C
C
 Tekanan Desain : Full Liquid
 Kapasitas : Nominal = 13.0 m3
Net = 11.1 m3

43
Ammonia Reservoir (FA-105)
C
C
 Fluida : Ammonia

44
Sealing Water Tank (FA-121)
C
C
Net = 1.9 m3

45
Urea Solution Tank (FA-201)
 Kode : API 650 APP “F”
C
C
 Fluida : Larutan Urea
Net = 588.3 m3

46
Hot Water Tank (FA-204)
C
C
 Tekanan Desain : Full Water
Net = 12.5 m3
Heat Tank (FA-301)
C
C
 Fluida : Urea Solution
 Kapasitas : Shell = 0.14 m3
Jacket = 0.03 m3

47
Dissolving Tank (FA-302)
 Kode : none
C
C
Net = 19.0 m3
Strainer Washing Tank (FA-304)
 Kode : none
C
C
Net = 0.28 m3

48
Water Tank (FA-305)
C
C
Net = 5.0 m3
Urea Drainage Tank (FA-306)
C
C
 Kapasitas : Nominal = 0.42 KL

49
Net = 0.29 KL
Carbonate Solution Tank (FA-401)
 Kode : API 650 APP “F”
C
C
Net = 318.1 m3

50
Process Condensate Tank (FA-501)
C
C
Net = 12.6 m3

51
HP Absorber Upper (EA-401A)
 Ukuran : 850 – 6000
 Kode : ASME SEC. VIII DIV. 1
 Luas permukaan per shell : 114 m2
 Jumlah shell : 1
 Fluida : Shell = Carbamate
Solution
Tube = Cooling Water
 Suhu Operasi (IN/OUT) : Shell = 91.5 0
C / 91.5 0
C
Tube = 38 0
C / 50 0
C
 Suhu Desain : Shell = 130 0
C
Tube = 70 0
C
 Tekanan Operasi : Shell = 17.3 kg / cm2
G
Tube = 4.0 kg / cm2
G
 Tekanan Desain : Shell = 20.0 kg / cm2
G
Tube = 7.0 kg / cm2
G
 NO. of pass per shell : Shell = 1
Tube = 2

52
Condensate Pot for EA-201 (FA-206)
C
C
 Fluida : Condensate

53
Final Concentrator (EA-202)
 Ukuran : 850 – 3000
 Kode : ASME SEC. VII DIV. 1
 Luas permukaan per shell : 128 m2
 Jumlah shell : 1
 Fluida : Shell = Steam
Tube = Urea Solution
 Suhu Operasi (IN/OUT) : Shell = 155 0
C / 155 0
C
Tube = 132 0
C / 138 0
C
 Suhu Desain : Shell = 200 0
C
Tube = 170 0
C
 Tekanan Operasi : Shell = 4.5 kg/cm2
G
Tube = -1.0 kg/cm2
G
 Tekanan Desain : Shell = 8.0 kg/cm2
G
Tube = F.V & 1.75
𝑘𝑔
𝑐𝑚2 𝐺
 NO. of pass per shell : Shell = 1
Tube = 1

54
BAGIAN III
BAHAN ISIAN
III.1. Gambaran tentang Bahan Isian
Pada dunia industri penggunaan bahan
pendukung seperti packing dan resin menjadi
sebuah hal yang wajib untuk memperoleh proses
yang efisien dan efektif. Misalnya proses absorbsi
gas ke dalam larutan, tanpa packing proses
absrobsi akan berlangsung lebih lama. Dalam hal
ini packing berperan sebagai bahan isian yang
digunakan sebagai alat kontak antar fasa. Selain
sebagai alat kontak antar fase, packing juga
digunakan dalam teknologi katalis dimana katalis
ditanam di permukaan bahan packing. Pada
perancangan proses pemilihan packing harus
dilakukan dengan teliti yang disesuaikan dengan
karakteristik fluida yang akan dikontakkan.
Tujuan utama penggunaan bahan isian
packing adalah menyediakan luas kontak yang
besar antara kedua fase. Sebagai alat kontak antar
fasa bahan isian memiliki tiga fungsi diantaranya
sebagai tempat berlangsungnya proses
perpindahan, tempat terbentuknya keseimbangan,
dan alat pemisah dua fase seimbang. Bahan isian
(packing) dapat disusun secara acak (random
packing) maupun secara teratur atau regular
packing (Samsudin, 2015).

55
Selain packing, proses produksi urea
membutuhkan steam sebagai salah satu sumber
panas untuk proses, yang dihasilkan dari proses
penguapan air demin (demineralized water). Ketika
steam memasuki proses dan panasnya sudah
diambil maka wujudnya akan berubah menjadi
process condensate, kembali ke fase cair. Process
condensate sudah tidak lagi murni sebagai air
demin karena telah mengandung mineral dalam
bentuk ion, sehingga supaya bisa digunakan
kembali sebagai bahan baku pembuatan steam
maka harus di proses dalam unit demin water
melalui sejumlah penukar ion untuk dihilangkan
kandungan mineralnya. Dalam penukar ion akan
digunakan resin sebagai agen penukar ion. Resin
penukar ion tidak selamanya bisa digunakan terus
menerus, ada saatnya resin mengalami keadaan
jenuh sehingga harus dilakukan proses regenerasi
untuk memperoleh kembali kemampuannya
sebagai penukar ion.
Penggunaan bahan isian seperti resin dan
packing pasti akan mempengaruhi kondisi operasi
dari suatu proses misalnya pressure drop (Unit
Operations Laboratory UIC, 2005). Untuk itu perlu
dilakukan pengawasan yang ketat dari mulai
pemilihan bahan isian supaya menghasilkan
proses yang efisien.

56
III.2. Packing sebagai Alat Kontak Antar Fase
III.2.1. Kriteria Pemilihan Packing
Pada proses yang melibatkan kontak
antar fase maka pemilihan bahan isian
(packing) harus memenuhi kriteria-kriteria
sebagai berikut (Samsudin, 2015) :
1. Mempunyai luas permukaan untuk
bidang kontak yang besar tiap satuan
volumenya.
2. Tumpukan bahan isian dalam kolom
harus memberikan rongga yang cukup
3. Memiliki karakteristik pembasahan yang
baik
4. Tahan terhadap bahan yang bersifat
korosif
5. Bulk density rendah
6. Ringan, kuat, dan tidak mudah pecah
7. Murah dan mudah diperoleh
III.2.2 Pemilihan Ukuran Packing
Pemilihan ukuran bahan isian perlu
dipertimbangkan dengan harapan sesuai
dengan ukuran kolom dan menghasilkan luas
permukaan kontak yang besar. Bahan isian
dipilih berdasarkan syarat-syarat berikut :

57
1. Bahan isian dengan ukuran yang kecil
mempunyai harga yang mahal, luas
permukaan tiap volumeya besar tetapi
menghasilkan pressure drop yang tinggi
2. Bahan isian dengan ukuran yang besar
mempunyai harga yang murah dan
pressure drop rendah tetapi mempunyai
luas permukaan tiap volumenya kecil.
3. Bahan isian dengan ukuran besar
digunakan untuk kolom dengan diameter
besar dan berlaku untuk sebaliknya. Jika
bahan isian ukuran besar digunakan untuk
kolom ukuran kecil akan menghasilkan
distribusi cairan yang buruk.
4. Rekomendasi ukuran random packing :
Diameter kolom Ukuran Packing
< 0.3 m (1 ft) < 25 mm (1 in)
0.3 - 0.9 m (1 to 3 ft) 25-38 mm (1-1.5 in)
>0.9 m (3 ft) 50-75 mm (2-3 in)
III.2.3 Jenis Packing
1. Random Packing :
a. Pall rings
b. Raschig ring
c. Intalox saddles
d. Partition Rings
e. Berl saddle
f. Lessing rings
g. Tellerette

58
2. Regular Packing (Structured packing)
a. Flexipac
b. Intalox
c. Mellapak

59
III.2.4 Kelebihan dan Kelemahan tiap Jenis
Packing
Setiap jenis packing mempunyai
kelebihan dan kekurangan tersendiri yang
dijelaskan pada tabel berikut :
Pall Ring
Kelebihan Kekurangan
1. Kapasitas lebih
tinggi dan
Presure drop
rendah (dibawah
separuh Raschig
rings)
2. Nilai HTU lebih
rendah dari Berl
Saddle.
3. Distribusi cairan
baik dan
kapasitas besar
1. Pembersihan
sulit dilakukan
2. Harga lebih
mahal
dibandingkan
raschig ring,
lessing ring, berl
saddle dan
intalox saddle
Raschig Ring
1. Harganya lebih
murah
2. Tidak terlalu
berat
3. Sensitivitas lebih
rendah terhadap
kualitas distribusi
cair dan uap
1. Efisiensinya lebih
rendah
2. Kontaknya terlalu
cepat

60
4. Dapat digunakan
untuk bahan
yang tidak tahan
suhu tinggi
Intalox Saddles
1. Pressure Drop
rendah dengan
luas permukaan
yang lebih tinggi
2. Distribusi uap-
cair di
distribusikan
secara merata
sama pada
kedua sisi.
3. Stabilitas kimia
tinggi, dan daya
tahan panas yang
sangat baik
1. Kontaknya
berlangsung
secara cepat
2. Harganya mahal
Partition Rings
1. Penyerapannya
baik
2. Tidak bereaksi
dengan zat kimia
3. Lebih banyak
memiliki laluan
sehingga
memungkinkan
untuk kontak
dengan baik
1. Pembersihannya
sulit dilakukan.
2. Harganya lebih
mahal
dibandingkan
raschig ring,
lessing ring, berl
saddle dan
intalox saddle

61
Berl Saddles
1. Distribusi uap-
cair merata sama
pada kedua sisi
2. Stabilitas kimia
tinggi dan daya
tahan panas
yang sangat baik
rendah terhadap
kualitas distribusi
cair dan uap
4. Luas permukaan
besar
1. Kontaknya
berlangsung
secara cepat
2. Harganya mahal
Lessing Rings
1. Harganya murah
2. Tidak terlalu
berat
3. Dapat digunakan
untuk bahan
yang tidak tahan
suhu tinggi
rendah terhadap
kualitas distribusi
cair dan uap
1. Efisiensinya lebih
rendah
2. Kontaknya
berlangsung
secara cepat

62
Tellerette
1. Pressure drop
dan nilai HTU
rendah
2. Batas flooding
lebih tinggi dari
pada Raschig
ring maupun Berl
saddle
3. Dapat dibuat dari
plastic
4. Luas permukaan
lebih besar
5. Lebih banyak
memiliki laluan
sehingga
memungkinkan
kontak dengan
baik
1. Harganya lebih
mahal
dibandingkan
raschig ring,
lessing ring, berl
saddle, dan
intalox saddle
2. Pembersihan
sulit dilakukan
III.2.5 Material Packing
Packing dapat dibuat dari berbagai
material untuk mendapatkan proses yang
efisien. Material yang digunakan diantaranya
plastic, keramik, karbon, dan metal. Material ini
masing-masing mempunyai kelebihan dan
kekurangan.

63
Material ini digunakan karena alasan sebagai
berikut (Samsudin, 2015) :
1. Plastik digunakan karena harganya relative
murah dan cukup kuat, tetapi mempunyai
kemampuan terbasahi yang buruk pada laju
cairan yang rendah.
2. Keramik digunakan karena sifatnya yang
tidak terkorosi pada temperature yang
cenderung naik, sedangkan plastik tidak
tahan pada temperature yang cukup tinggi.
Keramik mempunyai kemampuan terbasahi
yang baik. Kelemahannya kekuatannya
lebih rendah daripada metal.
3. Karbon digunakan karena sifatnya yang
tahan korosi tetapi mempunyai kekuatan
yang lebih rendah daripada keramik dan
metal
Plastik
Keramik
Karbon
Metal

64
4. Metal digunakan karena mempunyai
kekuatan dan kemampuan terbasahi yang
baik.
III.3 Resin sebagai Ion Exchange
Resin adalah polimer organic atau anorganik
yang digunakan sebagai penukar kation atau anion
dari fase larutan. Resin penukar ion umumnya
berbentuk butiran gel terdiri dari :
1) Jaringan polimer
2) Gugus fungsional ionic yang melekat pada
jaringan yang nanti akan membentuk
kompleks anion atau kation
3) Counter ions pada resin asam maka counter
ion berupa H+
dan resin basa berupa OH-
4) Pelarut
Resin dibedakan menjadi resin kation dan
resin anion. Resin kation dibedakan menjadi Resin
kation asam lemah (WAC) dan resin kation asam
kuat (SAC). Resin kation asam lemah digunakan
untuk dealkalisasi. Begitu juga dengan resin anion,
dibedakan menjadi resin anion basa lemah (WBA)
dan resin anion basa kuat (SAB). Kedua resin anion
ini digunakan untuk memproduksi air deionisasi.
Resin WBA tidak bisa menghilangkan Silica, ion
karbonat. Sedangkan SAB resin dapat
menghilangkan ion negative seperti Cl-
, SO4
2
, NO3
-
,
CO3
2-
, SiO2
-
, dan OH-
(Puretec Industrial Water,
2015).

65
III.4 Mekanisme kerja Ion Exchange
Resin mengandung kation B+ akan
dipertukarkan dengan kation A+ dalam larutan.
Kation A+ dan B+ akan terdifusi karena perbedaan
konsentrasi antara resin dan larutan.
Reaksi pertukaran kation :
RH2 + 2NaCI  RNa2 + 2HCI
Reaksi pertukaran anion :
R(OH)2 + H2CO3  RCO3 + 2H20
Pertukaran ion akan berlangsung sampai
kesetimbangan dicapai.
Resin mengandung
ion H+ yang akan
ditukar dengan ion
Na+
Kation Na+
dalam air
Kompleks
Resin

66
III.5 Bahan Isian di Proses Produksi Urea
PT Petrokimia Gresik
1. DA-102 (MTL-US, 2015; Toyo Engineering Corp.,
1991a, 1991b)
Nama alat : Scrubber
Fungsi : absorbsi mixed gas dari reactor
(DC 101) dengan recycle
carbamate solution
Jenis Packing : Raschig ring Stainless Steel
Spesifikasi :
Diameter = 3 inchi
Surface area = 20 ft2
/ft3
Jumlah pack per ft3
= 51
Ruang kosong = 95%
Std. wall thickness =0.062 inchi
1991a, 1991b)
Nama alat : LP Decomposer
Fungsi : Mendekomposisi ammonium
carbamate menjadi amoniak dan
gas karbondioksida serta
memisahkan ekses NH3 dari
larutan urea
Jenis packing : Raschig ring Stainless Steel
Spesifikasi :
Bulk density = 340 kg/m3
Diameter = 3 inchi
/ft 3

67
Jumlah pack per ft3
= 51
Ruang kosong = 95%
Std. wall thickness =0.062 inchi
1991a, 1991b)
Nama alat : Washing Coloumn
Fungsi : Membantu penyerapan gas
amoniak dan karbondioksida dari
decomposer menjadi larutan
karbamate dialirkan ke EA 401 A
(Absorber) dan selanjutnya
menuju ke reactor
Spesifikasi :
Diameter = Atas : 1 inchi ;
Bawah : 1 inchi
/ft3
Jumlah pack per ft3
= 1430
Ruang kosong = 92%
Std. wall thickness = 0.032 inchi
1991a, 1991b)
Nama alat : Final Absorber
Fungsi : Absorbsi gas amoniak dengan
process condensate larutan yang
dihasilkan menjadi absorben
untuk DA401

68
Spesifikasi :
Diameter = 1
1
2
inchi
Surface area = 39 ft2/ft3
Jumlah pack per ft3
= 400
Ruang kosong = 90%
Std. Wall thickness = 0.062 inchi
5. EA-402 (MTL-US, 2015; Toyo Engineering Corp.,
1991a, 1991b)
Nama alat : LP absorber
Fungsi : Menyerap gas NH3 dan CO2
dengan absorben process
condensate menjadi larutan
carbamate dan dikembalikan ke
reaktor
Jenis packing : Raschig ring Stainless steel
Spesifikasi :
Diameter = 1 inchi
Bulk density = 39 lb/ft3
/ft3
Jumlah pack. per ft3
= 1430
Ruang kosong = 92%
Std. Wall thickness =0.032 inchi

69
6. FD304 (Toyo Engineering Corp., 1991a, 1991b)
Nama alat : Packed bed for dust recovery
Fungsi : Menangkap debu urea sebelum
dikeluarkan ke atmosfer
Jenis packing : Pall ring (poly propylene)
Spesifikasi :
Diameter = 1 inchi
Surface area = 209 m2
/m3
Jumlah per m3
= 48300
Free space = 91%
Std. Wall thickness = 1.2 mm
7. DA-801 (Toyo Engineering Corp., 1991b)
Nama alat : Mixed Bed Polisher Urea plant
Fungsi : Sebagai ion exchanger air
proses yang telah digunakan
karena mengandung ion NH3
-
dan ion lainnya sebelum masuk
ke water treatment plant
Jenis resin : Resin penukar kation dan
penukar anion
Bahan pembuat : divinylbenzene (DVB)
crosslinkage
Spesifikasi :
Resin kation
KSM 37-09
Bentuk = Gel

70
Type = Strong acid
Total excharge cap. (wet) = min 2 meq/ml
Moisture retention cap. = 43-50 %
Efective size 90% = 0.45-0.65
Bulk density = min 0.8
Resin Anion
KSM-38-09
Bentuk = Macroporous
Type = Strong base
Total excharge cap. (wet) = min 1 meq/ml
Moisture retention cap. = 49-60 %
Effective size = 0.35-0.6
Settle density = 0.6-.7 g/ml

71
DAFTAR PUSTAKA
Asisten Laboratorium Operasi Teknik Kimia UNTIRTA.
(2015). Kontraktor gas cair (pp. 1–15). Universitas
Tirtayasa.
Aziz, A., Hamid, A., & Hidayat, I. (2014). Perancangan
Bejana Tekan (Pressure Vessel) untuk Separasi 3
Fasa. Sinergi, 18, 31–38.
Bosnax. (2015). Ceramic Random Packing. Bangkok,
Thailand.
Highland Tank. (2013). ASME Pressure Vessels & Water
Storage Tanks.
Indonesian Piping Knowledge. (2013). Bagian Bagian
Dalam Pressure Vessel. Retrieved September 24,
2015, from http://www.idpipe.com/2013/06/bagian-
bagian-pressure-vessel.html
Indonesian Piping Knowledge. (2014a). Istilah Istilah
Dalam Pressure Vessel. Retrieved from
http://www.idpipe.com/2014/09/istilah-istilah-dalam-
pressure-vessel.html
Indonesian Piping Knowledge. (2014b). Perbedaan
Nozzle dan Flange. Retrieved September 24, 2015,
from http://www.idpipe.com/2014/08/perbedaan-
nozzle-dan-flange.html
Koch-Glitsch. (2015). Structured Packing. Wichita, USA:
Koch-Glitsch Corp.

72
MTL-US. (2015). RASCHIG RINGS. Baton Rouge, Los
Angeles, USA. Retrieved from http://www.mtl-
us.com/packingspec_html/raschingrings.html
Puretec Industrial Water. (2015). Basics of Deionized
Water by Ion Exchange.
Sakti, W. . (2012). Pressure Vessel (Bejana Bertekanan).
Retrieved September 23, 2015, from
https://wbsakti.wordpress.com/2012/11/22/pressure
-vessel-bejana-bertekanan/
Samsudin, A. M. (2015). Perancangan Alat Proses :
Pemilihan Tipe Kolom Pemisah. Universitas
Diponegoro, Semarang.
Sulzer Chemtech. (2015). Structured Packings for
Distillation, Absorption and Reactive Distillation.
Winterthur, Switzerland: Sulzer Chemtech Ltd.
Toyo Engineering Corp. (1991a). Process Engineering
Design Package For 1400 MTPD Urea Plant For
P.T. Petrokimia Gresik (Persero)-Ammonia and
Urea Project at Gresik, East Java, Indonesia.
Toyo Engineering Corp. (1991b). Technical Book - P.T.
Petrokimia Gresik (Persero). Gresik, Jawa Timur.
Unit Operations Laboratory UIC. (2005). Fluid FLow
Through Packed and Fluid Beds. In ChE 381 : Unit
Operations Laboratory (pp. 1–6). University of
Illonois at Chicago. Retrieved from
http://tigger.uic.edu/depts/chme/UnitOps/PackedBe
ds.pdf

73
WSF Industries Inc. (2001). RAPIDOOR ® - Autoclave
Quick-Access Closures. Retrieved September 24,
2015, from
http://www.wsfindustries.com/rapidoor.html

LAMPIRAN
Prilling Tower (IA-301)

Demister For Dust Recovery (FD-305)

Packed Bed For Dust Recovery (FD-304)

Process Condensate Tank (FA-501)

Carbonate Solution Tank (FA-401)

Strainer Washing Tank (FA-304)

Condensate Pot For EA201 (FA-206)

Fourth Stage Suction Separator (FA-114)

Third Stage Suction Separator (FA-113)

Second Stage Suction Separator (FA-112)

First Stage Suction Separator (FA-111)

Steam Condensate Tank (FA-104)

Process Condensate Stripper (DA-501)

www.petrokimia-gresik.com
Kantor Pusat
Jl.Jenderal Ahmad Yani, Gresik 61119
Telp : 031-3981811,3982100,3982200
Fax : 031-3981722,3982272
pkg@petrokimia-gresik.com

Katalog Vessel dan Bahan Isian Pabrik Urea PT Petrokimia Gresik

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (20)

Viewers also liked

Viewers also liked (6)

Similar to Katalog Vessel dan Bahan Isian Pabrik Urea PT Petrokimia Gresik

Similar to Katalog Vessel dan Bahan Isian Pabrik Urea PT Petrokimia Gresik (20)

Recently uploaded

Recently uploaded (8)

Katalog Vessel dan Bahan Isian Pabrik Urea PT Petrokimia Gresik