Dokumen tersebut merangkum hasil simulasi pengaruh peningkatan kapasitas operasi dan perubahan komposisi umpan unit Waste Water Treatment terhadap kebutuhan uap low dan medium pressure. Peningkatan laju alir umpan dan fraksi mol urea berpengaruh signifikan terhadap peningkatan kebutuhan uap, sedangkan fraksi mol karbon dioksida tidak berpengaruh. Analisis ini berguna untuk mengantisipasi kebutuhan uap dan mengoptimalkan efisiensi energi

1. “ChE Undip for better life”
YUDY WIRAATMADJA 21030113120025
ANALISA PENGGUNAAN KEBUTUHAN STEAM
SLL & SML PADA BERBAGAI KAPASITAS DAN
KOMPOSISI UMPAN HYDROLIZER (2-C-803)
UNIT WWT (WASTE WATER TREATMENT)
UREA DEPARTEMEN OPERASI PABRIK-3

2. “ChE Undip for better life”
Latar Belakang
Pabrik Kaltim-3 ini
mampu memproduksi
urea dengan kapasitas
570.000 ton/tahun
dengan menggunakan
proses Stamicarbon.
Unit Waste Water
Treatment (WWT)
pada unit urea pabrik-3
berfungsi untuk
memproses ammonia
water sehingga bersih
dari NH3, CO2 dan urea
Kapasitas oprerasi
aktual pabrik yang
selalu fluktuatif
Suatu studi kasus
melalui pendekatan
simulasi

3. “ChE Undip for better life”
• Membuat simulasi neraca massa
dan energi unit WWT Pabrik-3
• Mengetahui pengaruh peningkatan
kapasitas operasi unit WWT
terhadap kebutuhan steam SLL dan
SML.
• Mengetahui pengaruh perubahan
komposisi umpan Hydrolizer unit
WWT terhadap kebutuhan steam
SLL dan SML.
Tujuan

4. “ChE Undip for better life”
Unit Waste Water Treatment (WWT)
• Unit ini berfungsi untuk mengolah kembali
proses kondensat dari unit kondensasi untuk
mendapatkan kembali reaktan NH3 dan CO2,
selain itu juga mencegah pencemaran
lingkungan.
• Reaksi penguraian karbamat :
NH2COONH4  2NH3 + CO2 – Q
• Reaksi hidrolisa urea :
NH2CONH2 + H2O  NH2COONH4 + Q

5. “ChE Undip for better life”
Level tank
Reflux condeser
Desorber HE
1st Desorber
Hydrolizer
2nd Desorber
Hydrolyzer HE
Sewer
RC Kaltim-1
LPCC
11,2 m3/jam
To LP absorber
Steam 20 K
Steam 3.2 K
2-V-801
2-C-803
2-C-801
2-E-804
2-E-803 A/B
2-C-802
2-P-703 A/B
2-E-802
2-P-801 A/B
2-T-703
2-E-104 A/B
CW
CW
2-P-802 A/B
2-P-707 A/B
2-P-704 A/B
2-E-308
(LP Absorber)
2-E-303 (LPCC)
2-E-702
2-E-703
2-E-704
3,8 kg/cm2
FIC-801
TV-109 B
TV-109 A
(47 m3/jam)
(120oC)
(10 Ton/jam)
(4 Ton/jam)
(16kg/cm2)(2,2 kg/cm2)
(100oC)
(147oC)
(144oC) (202oC)
(202oC)
(165oC)
(186oC)
(61oC)
(59,9oC)
(130,7oC)
(182oC)
(9,3kg/cm2)
(61oC)
(59oC)
(29 kg/cm2)
0,55 m3/jam
(8 kg/cm2)
63,6oC
63,6oC
IIII II
2-E-801
2-X-201
2-X-801

6. “ChE Undip for better life”
Desorpsi/Stripping
• Operasi pemisahan solut dari fase cair ke fase
gas, yaitu dengan mengontakkan cairan yang
berisi solut dengan pelarut gas (stripping
agent).
• Injeksi Steam
• Injeksi Air
• Reboiler

7. “ChE Undip for better life”
Software Simulasi Aspen HYSYS V.7.3

8. “ChE Undip for better life”
METODOLOGI
Metode Pengumpulan Data
Data primer
• Online logsheet
• Hasil Analisa Lab
Data sekunder
• Data Desain PFD, P&ID
• Spesifikasi Desain Alat (Engineering
Data Sheet & Mechanical Catalog
• Hasil Simulasi Aspen HYSYS v7.3
Metode
Pengolahan
Data
Menghimpun
Data-data yang
diperlukan
Menyusun
Simulasi
Validasi
Simulasi
Studi Kasus

9. “ChE Undip for better life”
Grafik Rate Operasi vs. Flow rate
Amonia
y = 2.381x + 0.0238
R² = 1
60
70
80
90
100
110
120
25 30 35 40 45 50
RateOperasiUnitUrea(%)
Flow Rate Ammonia ke Unit Urea (m3/hr)
Grafik Rate Operasi vs. Flow Rate
Umpan Process Condensate
ke unit WWT
y = 417.6x - 7E-10
R² = 1
25000
30000
35000
40000
45000
50000
60 70 80 90 100 110 120
MassFlowUmpanWWT(kg/hr)
Rate Operasi Unit Urea (%)

10. “ChE Undip for better life”
Grafik Rate Operasi vs. Flow Rate Umpan Hydrolizer dan
Desorber II
y = 2.3323x - 2E-12
R² = 1
65
70
75
80
85
90
95
100
105
110
115
25 30 35 40 45 50
RateOperasiUnitUrea(%)
Mass Flow Umpan Hydrolizer (ton/hr)

11. “ChE Undip for better life”
Validasi Pendekatan Simulasi yang Digunakan
Parameter Nilai Desain Nilai Simulasi % error
Hasil Atas (750)
Temperatur
Tekanan
Mass Flow
Mole Fraction
H2O
CO2
NH3
138,6
2,8
8716
0.915462
0.006143
0.078394
138.6
2.8
8823
0.9164
0.0061
0.075
0
0
0.012
0.001
0.007
0.043
Hasil Bawah (739)
Temperatur
Tekanan
Mass Flow
Mole Fraction
H2O
CO2
NH3
142,9
3
42732
1
0
0
144,5
3.148
42500
1
0
0
0.011
0.049
0.005
0
0
0
2nd Desorber

12. “ChE Undip for better life”
Penggunaan Steam SLL dan SML untuk meningkatkan
rate unit WWT

13. “ChE Undip for better life”
Grafik Hubungan Laju Alir Umpan Hydrolizer dan Desorber II
terhadap penggunaaan Steam SLL dan SML
Mass Flow
Umpan
Hydrolizer
(ton/hr)
SLL
(ton/hr)
SML
(ton/hr)
42.876 6.899 2.099
43.876 7.065 2.147
44.876 7.223 2.196
45.876 7.384 2.245
46.876 7.55 2.294
47.876 7.709 2.343
48.876 7.867 2.392
49.876 8.03 2.441
50.876 8.186 2.492
y = 0.1609x + 0.002
R² = 1
y = 0.0491x - 0.0057
R² = 1
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52
MassFlowSteam(ton/hr)
Flow Rate Stream 743 (ton/hr)
SLL SML Linear (SLL) Linear (SML)

14. “ChE Undip for better life”
Studi Kasus Perubahan Komposisi Umpan Hydrolizer terhadap
Penggunaan Steam SLL dan SML
H2O NH3 CO2 Urea
Mole
Fraction
SLL
(ton/hr)
SML
(ton/hr)
0.9847 0.0104 0.0007 0.0042 100% 6.901 2.098
0.9843 0.0104 0.0007 0.004642 110% 7.016 2.243
0.9839 0.0104 0.0007 0.005 120% 7.119 2.383
0.9834 0.0104 0.0007 0.0055 130% 7.22 2.534
0.983 0.0104 0.0007 0.0059 140% 7.308 2.688
0.9826 0.0104 0.0007 0.0063 150% 7.391 2.844
y = 0.9791x + 5.9352
R² = 0.9965
y = 1.4903x + 0.6021
R² = 0.9996
0
1
2
3
4
5
6
7
8
100% 110% 120% 130% 140% 150% 160%
MassFlowSteam(ton/jhr)
Mole Fraction Studi Kasus terhadap Data Desain
SLL SML Linear (SLL) Linear (SML)
• Peningkatan Mole Fraction Urea

15. “ChE Undip for better life”
• Peningkatan Mole Fraction CO2
y = -0.2214x + 7.1203
R² = 0.9987
y = 0.1637x + 1.9359
R² = 0.9985
0
1
2
3
4
5
6
7
8
100% 110% 120% 130% 140% 150% 160%
MassFlowSteam(ton/hr)
Mole Fraction Studi Kasus terhadap Data Desain
SLL SML Linear (SLL) Linear (SML)
H2O NH3 CO2 Urea
Mole
Fraction
SLL
(ton/hr)
SML
(ton/hr)
0.9847 0.0104 0.0007 0.0042 100% 6.901 2.098
0.98463 0.0104 0.00077 0.0042 110% 6.872 2.108
0.98456 0.0104 0.00084 0.0042 120% 6.87 2.107
0.98449 0.0104 0.00091 0.0042 130% 6.824 2.14
0.98442 0.0104 0.00098 0.0042 140% 6.824 2.14
0.98435 0.0104 0.00105 0.0042 150% 6.778 2.172
Studi Kasus Perubahan Komposisi Umpan Hydrolizer terhadap
Penggunaan Steam SLL dan SML

16. “ChE Undip for better life”
• Peningkatan Mole Fraction NH3
y = 2.9657x + 3.9472
R² = 0.9994
y = 0.6697x + 1.4185
R² = 0.9968
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
100% 110% 120% 130% 140% 150% 160%
MassFlowSteam(ton/hr)
Mole Fraction Studi Kasus terhadap Data Desain
SLL SML Linear (SLL) Linear (SML)
H2O NH3 CO2 Urea
Mole
Fraction
SLL
(ton/hr)
SML
(ton/hr)
0.9847 0.0104 0.0007 0.0042 100% 6.901 2.098
0.98366 0.01144 0.0007 0.0042 110% 7.208 2.151
0.98262 0.01248 0.0007 0.0042 120% 7.516 2.216
0.98158 0.01352 0.0007 0.0042 130% 7.816 2.283
0.98054 0.01456 0.0007 0.0042 140% 8.108 2.355
0.9795 0.0156 0.0007 0.0042 150% 8.377 2.431
Studi Kasus Perubahan Komposisi Umpan Hydrolizer terhadap
Penggunaan Steam SLL dan SML

17. “ChE Undip for better life”
• Semakin besar laju alir massa umpan proses kondensat ke unit WWT dan
juga umpan ke Hydrolizer semakin tinggi juga kebutuhan pemakaian
Steam SLL dan SML ke alat Desorber II (2-C-802) dan Hydrolizer (2-C-803).
• Semakin tinggi fraksi mol komponen urea di dalam umpan feed
Hydrolizer berpengaruh signifikan terhadap peningkatan kebutuhan
steam SLL dan SML. Hal ini ditunjukkan dari hubungan persamaan garis
linear y = 0.9791x + 5.9352 untuk penggunaan SLL dan y = 1.4903x +
0.6021 untuk konsumsi SML.
• Semakin tinggi fraksi mol komponen CO2 di dalam umpan feed Hydrolizer
tidak berpengaruh signifikan terhadap peningkatan kebutuhan steam SLL
dan SML. Hal ini ditunjukkan dari hubungan persamaan garis linear y = -
0.2214x + 7.1203 untuk penggunaan SLL dan y = 0.1637x + 1.9359 untuk
konsumsi SML.
• Semakin tinggi fraksi mol komponen NH3 di dalam umpan feed
Hydrolizer berpengaruh signifikan terhadap peningkatan kebutuhan
steam SLL dan SML. Hal ini ditunjukkan dari hubungan persamaan garis
linear y = 2.9657x + 3.9472 untuk penggunaan SLL dan y = 0.6697x +
1.4185 untuk konsumsi SML.
Kesimpulan

18. “ChE Undip for better life”
• Sebelum memasukkan tie in proses kondensat dari Unit Pabrik lain ke
dalam Ammonia Water Tank (2-T-703) diperlukan pemantauan komposisi
hasil laboratorium sehingga mampu dilakukan antisipasi terhadap
kebutuhan steam SLL dan SML pada unit WWT unit urea-3.
• Pentingnya analisa lebih lanjut agar hasil bawah Desorber II (produk unit
WWT) dapat dijadikan sumber Raw Condensate unit utilitas pabrik-3
sehingga konsumsi energi overall pabrik-3 bisa diminimasi.
• Analisa Laboratorium untuk unit WWT dilakukan secara berkala dan
hasilnya dilakukan pengunggahan secara online.
• Cleaning Ammonia Water Tank dilakukan minimal 1 (satu) tahun sekali
terutama untuk membersihkan deposit-deposit oli ataupun fraksi-fraksi
berat dari Process Condensate yang mengendap di bagian dasar tangki.
Saran

19. “ChE Undip for better life”

20. “ChE Undip for better life”
LAMPIRAN
Komponen
Arus 735;738
(kgmol/hari)
Fraksi Mol
Arus
739
Arus 737
(kgmol/hari)
Fraksi Mol
Arus 748
(kgmol/hari)
Fraksi
Mol
Urea 239 0.004441 0 0 0 0 0
CO2 1034 0.019214 0 1273 0.119407 207 0.113239
NH3 4199 0.078027 0 4676 0.438608 160 0.087527
H2O 48343 0.898318 1 4712 0.441985 1461 0.799234
Total 53815 1 1 10661 1 1828 1
Komponen
Arus 749
(kgmol/hari)
Fraksi Mol
Arus 750
(kgmol/hari)
Fraksi Mol
Arus 743;746
(kgmol/hari)
Fraksi Mol
Urea 0 0 0 0 239 0.004227
CO2 71 0.001231 71 0.006143 39 0.00069
NH3 907 0.015727 906 0.078394 589 0.010418
H2O 56694 0.983042 10580 0.915462 55672 0.984665
Total 57672 1 11557 1 56539 1