Peranan Air dalam Industri Pupuk urea

PERANAN AIR DALAM INDUSTRI PUPUK UREA
OLEH: A. NOOR

Air banyak terdapat di alam dan dua pertiga dunia kita terdiri atas air. Meskipun demikian air murni tidak pernah terdapat di alam dan yang relatif agak murni adalah air hujan. Air hujan mengandung gas-gas yang terlarut sewaktu ia jatuh dari langit. Air alam lainnya seperti air sungai, mengandung zat-zat terlarut yang jumlah dan macamnya tergantung dari pada keadaan.

Di dalam industri pupuk urea, air dipakai untuk berbagai maksud, antaranya sebagai media pendingin, untuk penyediaan uap air yang dipergunakan untuk proses, menggerakkan turbin uap, dan lain-lain. Selain itu air dipergunakan juga sebagai air minum, air kebakaran, dan lain-lain. Untuk industri lain-lainnya, air dipakai untuk berbagai maksud tergantung dari keperluannya. Misalnya dalam industri semiconductor, air yang ultra murni banyak dipakai sebagai bahan pencuci, dan lain-lain.

Jadi kemurnian suatu jenis air tergantung dari pada keperluan pemakaiannya dan untuk maksud itulah maka air alam harus diolah sesuai dengan maksud pemakaiannya. Pengolahan ini dimaksudkan untuk menghilangkan berbagai sifat air yang tidak dikehendaki, antaranya kesadahan yang disebabkan garam-garam kalsium dan magnesium, silika, dan sebagainya.

SIFAT-SIFAT AIR

Tergantung dari komposisi kimianya air dapat bersifat korosif, scaling, dan sebagainya. Di alam tidak pernah terdapat air yang stabil. Untuk menyatakan sifat sesuatu jenis air dipakai indeks Langier atau Indeks Stabilitas Ryznar.

Dalam Indeks Stabilitas Ryznar, air yang mempunyai nilai ISR lebih dari 6 disebut korosif, sedang kalau kurang dari 6 disebut scaling; RSI 6 berarti air bersifat stabil. Nilai RSI ini sangat penting untuk menentukan suatu program pengelolaan kimia terutama untuk air yang dipergunakan sebagai bahan pendingin. Disamping garam-garam anorganik, air juga mengandung senyawa-senyawa organik yang terlarut, bakteri, jasad-jasad renik lainnya, dan sebagainya.

PERANAN AIR DALAM INDUSTRI PUPUK UREA

Boleh dikatakan air memegang salah satu peranan penting dalam kelancaran produksi pupuk urea, dapat dibandingkan sebagai darah untuk tubuh manusia. Bila komposisinya tidak sesuai dan jumlahnya tidak mendukupi maka akibatnya akan mengurangi produksi atau bisa juga menghentikan sama sekali proses produksi.

Akibat jangka panjang antaranya adalah korosi atas peralatan pabrik, atau terbentuknya deposit-deposit yang mengganggu kelancaran pertukaran panas. Karena hal-hal inilah maka pengolahan air sesuai dengan maksud pemakaiannya menjadi sangat penting. Beberapa penggunaan air dalam industri pupuk urea digambarkan dalam skema dibawah ini.

Pertama-tama air sungai Musi diolah untuk menghilangkan zat-zat yang tidak terlarut, seperti padatan-padatan, lumpur, silika berbentuk koloid, dan sebagainya. Pengolahan ini dilakukan dengan memakai bahan-bahan koagulasi, antaranya aluminium sulfat, sedang larutan kaustik dipakai sebagai pengatur PH. Untuk membantu pengendapan dipakai coagulant aid dan umumnya yang dipakai adalah senyawa organik yang disebut polyacrylamide. Bahan polymer ini bersifat
nonion atau sedikit anion. Kondisi pengendapan ini sebelumnya harus ditetapkan lebih dulu dengan suatu cara yang disebut jar test. Jar test harus sering dilakukan terutama kalau terjadi perubahan musim.

Untuk menghilangkan bau dan rasa serta desinfeksi, ditambahkan chlorine dan setelah melalui proses penjernihan dan penyaringan akan diperoleh air yang memenuhi syarat sebagai air minum, bahan dasar untuk penyediaan air ketel dan air pendingin.

DEMINERALISASI

Demineralisasi dimaksudkan untuk menghilangkan zat-zat mineral yang terdapat dalam air hasil pengolahan sebelumnya. Proses ini meliputi penukaran kation dan anion memakai resin penukar kation dan anion masing-masing dan dilakukan di dalam unit yang disebut demin plant.

Demin plant ini terdiri atas tiga kolon yaitu kation, anion dan polisher, sedang sebelum diolah disini air tersebut harus sudah bebas chlorine. Air yang diperoleh dengan cara ini disebut air demin dan mutunya sangat tinggi, yaitu daya hantar sekitar 0,1 mmhos/cm pada 25oC dan kadar silika maksimal 10 ppb. Air ini sudah memenuhi syarat untuk dipakai sebagai air umpan ketel uap bertekanan tinggi setelah melalui pengolahan seperlunya. Selain itu, air ini dipakai juga untuk maksud-maksud lain yang memerlukan air yang sangat murni.

Untuk diketahui, yang disebut aquadest mempunyai daya hantar sekitar 2,5 mmhos/cm atau lebih tinggi lagi. Nyatalah bahwa air yang dihasilkan dengan proses pertukaran ion ini adalah sangat murni.

SISTIM PEMBANGKIT UAP AIR

Sistim pembangkit uap di Pusri terdiri dari berbagai tekanan, yaitu rendah, sedang dan tinggi dengan tekanan masing-masing 17 kg/cm2, 42 kg/cm2 dan 105 kg/cm2. Uap yang dihasilkan dipakai untuk berbagai maksud, antara lain untuk proses-proses di pabrik amoniak dan urea serta untuk menggerakkan turbin uap.

Untuk menyediakan air yang memenuhi syarat sebagai air umpan ketel maka air demin diolah lagi dan diberi bahan-bahan kimia antara lain untuk menghilangkan oksigen yang terlarut dan pengatur pH; kemudian untuk menghindari pengendapan garam-garam kalsium di dalam ketel uap itu sendiri ditambahkan garam-garam fosfat. Jumlah fosfat yang ditambahkan adalah antara 30-90 ppm untuk ketel uap bertekanan rendah, 20-30 ppm untuk ketel uap bertekanan sedang dan antara
5-15 ppm untuk ketel uap bertekanan tinggi.

Selain itu persyaratan terbaru yang disarankan oleh American Boiler Manufacturer Ass. adalah silika diturunkan menjadi maksimal 1 ppm dalam air ketel uap bertekanan tinggi (105 kg/cm2). Sebelumnya syarat ini adalah antara 2-3.5 ppm. Hal ini dimaksudkan untuk mengurangi terbawanya silika dalam uap air yang disyaratkan tidak boleh lebih dari 0.02 ppm untuk mengurangi terjadinya deposit silika di dalam turbin uap. Selain itu air ketel yang diolah dengan sistim fosfat terkordinasi syarat molar ratio dari sodium/fosfat diturunkan juga menjadi tidak boleh lebih besar dari 2,8. Tindakan ini dimaksudkan
untuk mengurangi kemungkinan bahaya yang dikenal dengan nama “kaustik tersembunyi” atau caustic hideout, khususnya untuk ketel uap bertekanan tinggi.

AIR PENDINGIN

Air ini dimaksudkan untuk dipakai mengambil panas dari proses yang menghasilkan panas di pabrik amoniak, pabrik urea serta fasilitas lainnya yang memerlukan pendinginan antara lain pembangkit tenaga listrik Hitachi, pabrik pemisahan udara, dan lain-lain.

Ada tiga masalah pokok yang sangat penting di dalam pengelolaan sistim air pendingin, yaitu korosi, fouling dan pertumbuhan mikroorganisme. Air yang kita pakai sebagai bahan pendingin bersifat korosif dan mempunyai nilai ISR sekitar diatas 8 dan karena itulah diperlukan pengelolaannya dengan bahan-bahan kimia.

Yang dimaksud dengan fouling adalah peristiwa pengotoran permukaan penukar panas dan ini dapat terjadi disebabkan terakumulasinya beberapa macam zat diatas permukaan itu. Zat-zat inilah yang disebut foulant dan biasanya terdiri dari endapan hasil-hasil korosi, endapan-endapan yang tak terlarut, kotoran-kotoran dari mikroroganisme, debu dari udara, dan lain-lain. Ketiga masalah diatas saling berkaitan sehingga menanggulanginya memerlukan usaha yang terintegrasi.

Dalam pengelolaan air pendingin ini dipakai berbagai zat kimia, diantaranya bahan-bahan anti korosi, bahan pendispersi atau dispersant dan microbiocide. Pada umumnya banyak dipakai chlorine sebagai mikrobiocide yang bersifat pengoksidasi yang dipakai bersama-sama dengan mikrobicode organik.

Menjaga kondisi operasi yang ditentukan merupakan salah satu syarat untuk berhasilnya program
pengelolaan sistim air pendingin. Semua parameter harus diikuti dengan cermat dan bila terjadi penurunan pertukaran panas atau terdapatnya kenaikan pressure drop
pada suatu penukar panas yang penting maka perlu segera diambil usaha-usaha penanggulangannya.

Untuk catatan, tidak pernah ada kondisi air yang sama untuk dua sistim air pendingin meskipun lokasinya berdekatan, karena parameter operasinya tidak selalu sama. Pengawasan pertumbuhan mikroroagnisme perlu pula dilakukan secara teratur. Hal ini dimaksudkan untuk mengetahui apakah selama pengelolaan tidak terjadi gejala kenaikan secara logaritmis. Ini adalah penting sebab jumlah bakteri yang terhitung yang ada pada suatu saat belum mencerminkan bahwa pengelolaannya kurang
baik.

Suatu cara lain yang juga dikerjakan adalah pengukuran laju korosi; ini dapat dikerjakan dengan berbagai cara, antara lain dengan memasang corosion coupon, test heat exchangers, dan lain-lain. Namun semua hasil-hasil pengamatan belumlah bisa diambil sebagai patokan penilaian dan yang terpenting adalah pengamatan sewaktu penukar-penukar panas dibuka selama bongkar pabrik tahunan (turn around). Dari sinilah dapat diambil kesimpulan apakah pengelolaan yang baru lalu
itu berhasil atau tidak dan langkah-langkah apa yang perlu diambil untuk operasi sistim ini pada waktu operasi berikutnya. [blogpusri]