Proses yang digunakan adalah “Double Contact Double
Absorbtion (DC/DA)”.
Bahan baku dalam produksi ini adalah :
* Belerang Padat
Kadar sulfur 98,11% berat, kadar H2O 2,6%
berat, kadar ash 0,90% berat, acidity 0,52% berat, impurities
(HC, NaCl, Fe, K, Na)
Tahapan proses Asam Sulfat adalah
sebagai berikut :
Sulfur
Handling
Alat utamanya adalah Melter yang berfungsi utk
melebur belerang dgn pemanas Steam tekanan 7 kgf / cm2
dan temperatur 170 °C melalui Coil. Untuk meratakan panas &
mengurangi kotoran maka pada dasar Melter dilengkapi pengaduk sedangkan
untuk mengatasi terjadinya asam bebas ditambahkan serbuk kapur. Sulfur cair
yang terbentuk selanjutnya dialirkan ke Filter untuk disaring kotorannya
dan ditambahkan diatomeceous (bahan precoating) supaya penyaringan dapat baik
dan mengcoating dari Filter. Sulfur cair dari Filter ditampung
dalam Storage Tank yang dilengkapi dengan Steam Coil (4 kgf
/ cm2) untuk mempertahankan suhu 130 – 140 °C .
“Main instrument is melter has function
to melt sulphur with heater. Steam pressure 7 kgf / cm2
and temperature 170 °C by coil. To distribute heat and reduce impurities so in
the bottom of melter is equipped agitator and to prevent forming of free acid
so added limestone powder. Liquid sulphur then transferred to the filter to be
filtered impurities and added diatomeceous so get a good filtering and coating
from filter. Liquid sulphur from filter is collected in the storage tank which
is equipped with steam coil (4 kgf / cm2) to keep
temperature 130 – 140 °C .”
Pembuatan
Gas SO2
Peralatan utamanya adalah Furnace yang
fungsinya membakar sulfur cair dengan udara kering sehingga akan terbentuk SO2
gas. Sulfur cair dari Storage Tank dialirkan secara spray ke dalam Sulfur
Furnace dengan ditambahkan udara kering dari Drying Tower, dengan
persamaan reaksi sebagai berikut :
Gas panas yg dihasilkan 10,5 % volume SO2
temperatur 1042 ºC dan dimanfaatkan untuk Steam Superheater. Gas keluar
dari Steam Superheater temperatur menjadi 430 ºC .
“Main instrument is furnace has
function to burning liquid sulphur with dry air so that will be form SO2
gas. Liquid sulphur from storage tank is transferred wiyh spray into sulphur
furnace with added dry air from sprying tower.
Hot gas that is produced 10,5 % volume
SO2 temperature 1042 ºC and be used for steam superheater. Flue gas
from steam superheater has temperature 430 ºC.”
Pengubah
SO2
Peralatan utamanya adalah Converter yang
terdiri dari 4 Bed dengan fungsi mengkonversi SO2 menjadi SO3
dengan bantuan katalis Vanadium Pentaoksida, dengan reaksi sebagai
berikut :
Konversi yang terjadi pada bed 1 s/d 3 adalah 94%
dengan temperature 450 ºC dan didinginkan pada Economizer sampai 220 ºC
yang selanjutnya dimasukkan kedalam menara Absorber. Sisa - sisa gas
gabungan dari Heat Exchanger masuk Bed 4 dengan temperatur 420 ºC
dan terjadi konversi sekitar 99,73 %, dan keluar Bed 4 masuk ke Economizer
untuk didinginkan sampai 190 ºC, kemudian masuk menara Absorber .
“Main instrument is converter consist of
4 beds with function convert SO2 to SO3 with catalys
Vanadium Pentaoksida.
Real conversion in 1st and 2nd
bed are 94 % with temperature 450 ºC and cooled in the economizer until 220 ºC
then entered into absorber tower. Residual gas from heat exchanger enter in 4th
bed with temperature 420 ºC and real conversion about 99,73 % and out of 4th
bed enter into economizer to be cooled until 190 ºC then enter into
absorber tower.”
Pengeringan
Udara & Penyerapan SO3
Udara atmosfer dihisap oleh Air Blower lewat Drying
Tower dan air yang terkandung diserap dengan H2SO4
98,5% dan udara kering yang dihasilkan dengan suhu 110 ºC digunakan sebagai
udara pembakar pada Sulfur Furnace. Penyerapan gas SO3 dari
Bed 3 dan 4 dilakukan di Absorber Tower dengan H2SO4
98,5% yang merupakan reaksi eksotermis :
Asam Sulfat dari Drying Tower dan Absorber
Tower ditampung dalam tanki penampung, apabila konsentrasi asam sulfat
masih terlalu tinggi maka ditambah air sehingga diperoleh H2SO4
98,5% .
“Atmosfer gas is inhaled by air blower
pass drying tower and water content is absorbed with H2SO4
98,5% and dry air that is produced with temperature 110 ºC be used as igniter
air in the sulphur furnace. Absorbing SO3 gas from 3rd and
4th is done in the absorber tower with H2SO4
98,5% and exothermis reaction.
Sulphuric acid from drying tower and
absorber tower are collected in the vessel and if sulphuric acid still high so
added water so that obtained H2SO4 98,5% .”
Penyimpanan
dan Loading
Produk H2SO4 yang dihasilkan
disimpan dalam Acid Storage Tank dan selanjutnya akan di transfer ke
unit - unit yang memerlukan serta sebagian lagi untuk product loading. Produk H2SO4 memiliki
temperatur 45 ºC, konsentrasi 98,5 % berat (min.), kadar H2O 2,0 %
berat (max.), Fe 100 ppm dan SO2 150 ppm.
“H2SO4 product
that is produced then be collected in the acid storage tank and then will be
transfreed into unit and product loading. H2SO4 product
has temperature 45 ºC, concentration
98,5 % mass
(min.), degree H2O 2,0 % mass (max.), Fe 100 ppm
and SO2 150
ppm .”
Referensi : Laporan Kerja Praktek Petrokimia Gresik Jurusan Teknik
Kimia ITS dengan bahasa yg disederhanakan dan kata yg diringkas
Bahan baku yang digunakan dalam industri pupuk
phonska/ pupuk Nitrogen Phospor Kalium (NPK) terbagi menjadi 2 jenis yaitu
bahan baku cair dan bahan baku padat. Bahan baku padat terdiri atas KCl, ZA,
Urea, zat-zat tambahan (sesuai dengan grade pupuk NPK yang diinginkan)
seperti MgO, dan ZnSO4, serta Filler. Sedangkan bahan baku
cair yang digunakan adalah asam fosfat, asam sulfat, dan amoniak. Tahapan
proses produksi phonska digambarkan pada diagram di bawah ini.
“Raw material used in the fertilizer
phonska industry / NPK is divided in 2 kinds such as liquid and solid raw
material. Solid raw material consist of KCl, ZA, urea and additional substances
(according to expected grade fertilizer NPK) such as MgO, dan ZnSO4
and Filler. Whereas liquid raw material which is used are phosphoric acid,
sulphuric acid and ammonia. Stages of production process phonska fertilizer,
can be looked in this diagram.”
Tahapan proses produksi pupuk Phonska akan dijelaskan
berikut ini
Pengumpanan
Bahan Baku
Bahan baku padat diumpankan ke dalam Pug Mill dengan
dosis tertentu. Bahan baku cair berupa amoniak dan asam fosfat direaksikan di
dalam Pipe Reactor. Pengumpanan bahan baku ada 2 yaitu secara Conveyor
dan Pneumatic. Urea, ZA, KCl, Filler, Magnesit, dan Dolomite
dapat diumpankan ke dalam Hopper kecil menggunakan Payloader. Hopper
yang diletakkan di atas Belt Conveyor akan memindahkan bahan-bahan
tersebut ke Bucket Elevator di dekat gudang penyimpanan. Bahan baku yang
melewati Belt Conveyor pertama akan terlebih dahulu melewati Filter
Magnetik untuk mengambil benda - benda yang berupa logam yang terikut dalam
bahan baku. Selanjutnya bahan-bahan tersebut akan dipindahkan ke pabrik lewat Belt
Conveyor kedua. Dolomite dan bahan baku butiran kecil dimasukkan ke
dalam Bin dengan sistem transportasi Pneumatic. Tiga Bin
dengan kapasitas besar digunakan untuk menyimpan urea, ZA, KCl, dan Filler.
Sedangkan Bin terakhir digunakan untuk Spillage yang dapat
dipakai sebagai bahan baku cadangan. Semua penampung bahan baku dilengkapi
dengan 4 buah Big Blaster (Air Knocker) yang bekerja dengan
bantuan Plant Air. Blaster ini berfungsi untuk mencegah
terbentuknya gumpalan dan akumulasi bahan baku di dalam Bin.
“Feeding Raw Material
Solid raw material is fed into pug mill
with specific dose. Liquid raw material such as ammonia and phosphoric acid are
reacted in the pipe reactor. Feed raw material there are 2 instruments such as
conveyor and pneumatic. Urea, ZA, KCl, filler, magnesite and dolomite can be
fed into small hopper using payloader. Hopper which is placed on belt conveyor
will move that materials into bucket elevator beside warehouse. Raw material
which pass first belt conveyor will pass filter magnetic to take metal have
been shipped in raw material. Then that material will be transferred into
factory with second belt conveyor. Dolomite and small particle raw material is
entered into bin with pneumatic transportation system. Three bin with large
capacities are used to deposit urea, ZA, KCl and filler. Whereas last bin used
for spillage which can be used as stock material. All of material silo are
completed with 4 big blaster (air knocker) which working with the help of plant
air. This blaster has function to prevent formation of granule and accumulation
of raw material in the bin.”
Penyiapan
Slurry dan Proses Granulasi
Bahan baku padat yang telah tercampur homogen di dalam
Pug Mill dialirkan ke dalam Granulator. Pug mill terdiri
atas Double Screw Inclined Conveyor yang mengontakkan dan mencampurkan
semua bahan baku dan Recycle Solid serta memungkinkan penambahan bahan
baku cair / gas seperti asam sulfat, steam, dan amoniak untuk meningkatkan
produktivitas unit granulasi. Asam Sulfat dapat ditambahkan pada bahan baku
padat melalui Distributing Pipe sedangkan steam dan amoniak diumpankan
melalui Sparger di dasar Granulator. Plant Air digunakan
untuk membantu pengadukan dan produk keluaran Pug Mill dialirkan secara
gravitasi ke dalam Drum Granulator dan mengalami proses granulasi.
Granulasi ini merupakan proses utama dalam pembuatan Phonska Granular.
Pada proses granulasi terjadi reaksi kimia dan fisis antara berbagai bahan baku
dengan senyawa P2O5 yang berasal dari asam fosfat. Asam
fosfat dinetralkan dengan amoniak dan proses netralisasi ini berlangsung di
dalam reaktor yang dipasang sedemikian rupa sehingga slurry Amonium Fosfat
(mengandung sedikit sulfat) yang dihasilkan langsung tertuang ke dalam Granulator.
“Preparation of slurry and granulation
Solid raw material hase been blended
homogeneous in the pug mill and transported into granulator. Pug mill consist
of double screw inclined conveyor which contacting and mixing all of material
and recycle solid and adding liquid / gas raw material such as sulphuric acid
can be added into solid material by distributing pipe whereas steam and ammonia
are feeded by sparger in the bottom granulator. Plant air is used to help
mixing and out product from pug mill is transported gravity into drum
granulator and take granulation process. This granulation is main process in
manufacturing phonska granular. At the granulation process happen chemical and
physical reaction between raw material with P2O5 from
phosphoric acid. Phosphoric acid is neutralized with ammonia and neutralization
process taking place in the reactor so that slurry phosphoric ammonium
(containing less sulphuric) that be resulted into granulator.”
Asam fosfat yang diumpankan ke dalam reaktor pipa berasal
dari unit Scrubbing dan Steam bertekanan sedang digunakan untuk
membersihkan reaktor pipa. Untuk melengkapi proses netralisasi asam agar
mencapai grade yang diinginkan atau untuk menetralkan asam sulfat yang
diumpankan ke dalam Granulator maka dipasang Ammonia System Sparger.
Jenis Sparger yang digunakan adalah Ploughshare yang dipasang di
dasar Granulator, sehingga amoniak yang terbawa ke dalam Scrubber dapat
diminimalkan. Penggunaan amoniak cair dilakukan untuk memudahkan pengontrolan
temperatur pada Granulator. Pengontrolan temperatur ini sangat penting
agar produk yang diinginkan memiliki kandungan urea yang tinggi dengan
kandungan NPK yang sesuai.
“Phosporic aid that is fed into reactor
pipe from scrubbing unit and steam has moderate pressure which is used to clean
reactor pipe. To complete neutralization process of acid to achieve an expected
grade or to neutralization of sulphuric acid is fed into granulator so be
installed in the bottom granulator, so ammonia which brought into scrubber can
be minimalized. Using liquid ammonia is done to easy controlling temperature in
the granulator. Controlling this temperature is very important so be expected
product has high sulphuric ammonium content with suitable NPK.”
Pengeringan,
Pemilahan, dan Penggilingan Produk
Produk keluaran Granulator dimasukkan ke dalam Dryer
untuk mengurangi kadar air hingga mencapai 1,5 % sesuai dengan spesifikasi
produk NPK yang diinginkan. Dryer berbentuk Rotary Drum dan Dryer
ini akan mengeringkan padatan keluaran granulator hingga kadar airnya
mencapai 1 - 1,5 % menggunakan udara pengering dengan arah Co - Current.
Combustion Chamber menggunakan bahan bakar gas sebagai media pemanas.
Terdapat 3 buah Fan yang menyuplai udara ke dalam Dryer. Combustion
Fan yang menyediakan udara dengan kuantitas stoikiometri untuk pembakaran, Quench
Air Fan yang digunakan untuk mendinginkan daerah Furnace dan
terakhir Air Fan yang digunakan untuk mengatur kondisi udara yang
dibutuhkan untuk mencapai temperatur di dalam Dryer yang diinginkan. Drum
Dryer juga dilengkapi dengan Grizzly (pemisah bongkahan) untuk
menghancurkan gumpalan yang dapat menyumbat aliran keluaran Dryer menuju
Elevator. Apabila gumpalan sampai keluar, Grizzly akan mengangkat
dan membuangnya ke dalam Hopper lalu diumpankan ke dalam Lump Crusher.
Gumpalan yang telah hancur akan bergabung dengan keluaran Dryer pada Conveyor.
Belt Conveyor tersebut dilengkapi dengan pemisah magnetik untuk memisahkan
material besi yang terbawa dalam produk yang dapat merusak Screen atau Crusher.
Timbangan dapat dipasang untuk memeriksa jumlah produk di dalam proses
granulasi / Loop Recycle.
“Drying, selecting and milling product
Out product of granulator is entered
into dryer to reduce water content until reach 1,5 % according to expected
specification of NPK. Dryer has kind rotary drum and this dryer will drying out
solid granulator until water content achieve 1 – 1,5 % using drying air with co
– current direction. Combustion chamber using gas fuel as heating media. There
are 3 fans which supply air into dryer. Combustion fan provide air with
stoikiometry quantity for combustion, quench air fan is used to cooling furnace
area and last air fan is used to arrange air condition which is required to reach
temperature in the expected dryer. Drum dryer also completed with grizzly
(separator of chunk) to crush chunk which can plug out flow dryer to elevator.
If chunk until out, grizzly will lift up and throwing into hopper then fed into
lump crusher. Chunk has been broke will fusion with out dryer in the conveyor.
Belt conveyor is completed with magnetic separator to separation metal material
which brought in product and can breake screen or crusher. Weighter can be
installed to inspection number product in the granulation process / loop
recycle.”
Udara yang keluar dari Dryer mengandung
sejumlah amoniak yang lepas dari produk, debu, dan air yang teruapkan dari
produk saat dikeringkan. Udara akan dimasukkan ke dalam Cyclone untuk
memisahkan sebagian besar partikel yang terbawa gas. Cyclone ini
dilengkapi dengan rantai pembersih dan Small Vibrator (elektrik) untuk
mencegah penumpukan di dinding Cyclone. Setiap Cyclone juga
dilengkapi dengan sebuah Hopper dan Valve berjenis Discharge
Flap untuk mengeluarkan debu dan digabungkan dengan Recycle Product pada
Recycle Belt Conveyor. Setelah proses pemisahan partikulat, gas dihisap
ke dalam Dryer Scrubber. Dryer Exhaust Fan dipasang pada aliran
keluaran Scrubber dan dilengkapi dengan Inlet Damper untuk
mengatur jumlah udara. Produk kering diumpankan ke Exit Dryer Conveyor.
Dari situ produk diumpankan ke Exit Dryer Elevator yang akan membawa
produk ke penyaring melalui Screen Feeder. Diantara Exit Dryer
Elevator dan Screen Feeder terdapat Recycle By Pass Diverter yang
dioperasikan secara manual. Diverter ini dapat digunakan apabila
sebagian atau seluruh unit akan dikosongkan dalam waktu yang singkat. Produk
akan jatuh ke dalam sebuah penampung berkapasitas kecil.
“Out air from dryer has contain some ammonia
which free of product, dust and water that is vaporated from product while
drying. Air will be entered into cyclone to separation part of particle that
entrained gas. Cyclone is completed with cleaning chain and small vibrator
(electric) to prevent accumulation in the wall cyclone. Every cyclone also
completed with hopper and valve types discharge flap to discharge dust and
collected with recycle product in the recycle belt conveyor. After separation
process of particulate, gas is inhaled into dryer scrubber. Dryer exhaust fan
is installed at out flow scrubber and completed with inlet damper to arrange
number air. Dry product is fed into exit dryer conveyor. From that, product is
fed into exit dryer elevator and screen feeder there are recycle by pass
diverter which is operated manually. This diverter can be used if part or all
unit will be unoccupied in short time. Product will fall down into small
capacity container.
Produk dapat diumpankan kembali ke dalam proses
melalui suatu Pay Loader, melalui Spillage Recovery System yang
dilengkapi dengan Hopper kecil dan Belt Conveyor atau dapat
dikirim kembali ke gudang penyimpanan bahan baku untuk proses selanjutnya. Screen
feeder pertama berguna untuk mengoptimalkan distribusi produk yang akan
melewati Screen. Screen bertipe Double Deck digunakan
karena memiliki efisiensi yang tinggi dan kemudahan dalam pemeliharaan dan
pembersihannya. Terdapat dua penyaring, satu beroperasi sedangkan yang lain
sebagai cadangan, dilengkapi dengan Motor Vibrator dan Self Cleaning
System. Produk dengan ukuran yang sesuai (on size) dari penyaring
diumpankan langsung ke Small Recycle Regulator Bin. Produk oversize yang
telah dipisahkan dijatuhkan secara gravitasi ke dalam Pulverizer yang
terdiri atas Double Opposed Rotor Chain Mill atau Tripple Rotor Mill
yang dapat digunakan untuk beban besar dengan Rubber Line Casing.
Terdapat Diverter untuk mengganti jalur penyaring dan Crusher
secara bergantian jika akan dilakukan perbaikan atau terjadi masalah dalam
pengoperasiannya.
“Product can be fed return into process
by pay loader, by spillage recovery system which is completed with small hopper
and belt conveyor or can be recycled into material saving storage to the next
process. First screen feeder has function to optimalize distribution of product
which will passing screen. Screen has type double deck that used due to high
efficiency and easy maintenance also cleaning. There are 2 filters, one of them
is operation and other is redundant, they are completed with motor vibrator and
self cleaning system. Expected product (on size) from filter is fed into small
recycle regulator bin. Oversize product is separated and falled gravity into
pulverizer has consist of double opposed rotor chain mill or triple rotor mill,
can be used for big load with rubber line casing, there is diverter to
substitute filter line and crusher turnly if will be done repairing or happen
problem in operation.”
Produk undersize jatuh secara gravitasi ke
dalam Recycle Belt Conveyor sedangkan produk onsize diumpankan ke
Recycle Regulator Bin yang terletak di atas Recycle Regulator Belt
Conveyor. Keluaran Recycle Conveyor dimasukkan ke dalam Granulator
Elevator yang menampung semua aliran recycle bersama-sama dengan
bahan baku padat yang akan diumpankan ke dalam Pug Mill. Granulator
dilengkapi dengan Flexing Rubber Panels untuk menghindari penumpukan
produk. Granulator juga dilengkapi dengan Lump Kicker agar tidak
ada gumpalan yang tersisa di dalam drum yang dapat mengganggu aliran padatan
dan menjaga agar gumpalan tersebut tidak terbawa ke dalam Dryer. Lump
Kicker akan mengeluarkan gumpalan ke dalam Grizzly yang akan membuat
gumpalan tersebut terpisah - pisah akibat aksi perputaran. Produk kering
kemudian diumpankan ke Double Deck Screen yang akan memilah - milah
produk menjadi produk on size, oversize, dan undersize.
Produk oversize akan dimasukkan ke dalam Crusher kemudian
dikembalikan ke dalam Pug Mill bersama-sama dengan produk undersize,
debu dari Cyclone, dan sebagian produk jadi. Produk on size akan
mengalami perlakuan produk akhir.
“Undersize product fall by gravity into
recycle belt conveyor whereas onsize product is fed into recycle conveyor and
entered into granulator elevator that contain all of recycle flow with
solid material which will be fed into pug mill. Granulator is completed with
flexing rubber panels to avoid accumulation product. Granulator also completed
with lump kicker so there is no residue granul in the drum which can disturb
solid flow and keep granul no brought into dryer. Lump kicker will release
granul into grizzly which will make garanul is separated cause rotation. Dry
product then fed into double deck screen which will separating product into on
size, oversize and undersize. Oversize product will be entered into crusher
then returned into pug mill with undersize product, dust from cyclone and half
of expected product. On size product will suffering last product treatment.”
Perlakuan
Produk Akhir
Produk onsize memiliki temperatur tinggi
sehingga perlu didinginkan di dalam Fluidized Bed Cooler. Produk dingin
kemudian dilapisi oleh Coating Oil dan Coating Powder di dalam Coating
Drum. Produk ini perlu dilapisi karena sifatnya yang higroskopis. Produk
yang telah dilapisi akan masuk ke unit bagging dan siap dipasarkan.
“Treatment of last product
Onsize product has high temperature so
that need be cooled into fluidized bed cooler. Wet product then is layered by
coating oil and coating powder into coating drum. This product need be layered
due to hygroscopic property. Product has been layered will entering into
bagging unit and ready to sold.”
Referensi : Laporan Kerja Praktek Petrokimia Gresik Jurusan Teknik
Kimia ITS dengan bahasa yg disederhanakan dan kata yg diringkas
