diskripsi proses vcm-1 plant
TRANSCRIPT
BAB III
DISKRIPSI PROSES VCM-1 PLANT
PT Asahimas Chemical memiliki dua buah pabrik Vinyl Chloride Monomer
yang diberi nama VCM-1 dan VCM-2. Pabrik VCM-1 dibangun pada Agustus 1989
sedangkan pabrik VCM-2 dibangun pada Oktober 1997 pada pembangunan phase III
step 2 pada Oktober 1997. Pabrik VCM-2 berbeda dengan pabrik VCM-1 karena
telah terdapat beberapa inovasi baru dalam rangkaian sistem pemroses sehingga
sistem produksinya lebih ekonomis.
Pabrik VCM-1 bertujuan untuk membentuk ethylene dichloride (EDC) dan
vinyl chloride monomer (VCM) sebagai bahan baku poly vinyl chloride (PVC).
Departemen VCM dibagi menjadi dua bagian yaitu bagian EDC dan VCM. Dalam
pengoperasiannya, pabrik VCM-1 dibagi menjadi beberapa seksi, yaitu:
a. Seksi 2100 : Ethylene System
b. Seksi 2200 : OHC-EDC (oxyhydrochlorination – ethylene dichloride)
Plant
c. Seksi 2300 : LP-EDC (liquid phase – ethylene dichloride) Plant
d. Seksi 2400 : VCM (vinyl chloride monomer) Plant
e. Seksi 2500 : VCM tank yard
f. Seksi 8100 : Incinerator
g. Seksi 8200 : WWT (Waste Water Treatment)
3.1. Deskripsi Umum Proses pada Pabrik Vinyl Chloride Monomer-1 (VCM 1)
Proses produksi VCM dari ethylene merupakan rangkaian dari beberapa seksi
proses. Pada seksi pertama, ethylene di-klorida (EDC) dihasilkan dari klorinasi
langsung (Direct Chlorination) ethylene di dalam fasa cair atau disebut dengan seksi
liquid phase-ethylene dichloride (LP-EDC) Plant. Pada seksi ke dua, EDC dihasilkan
dari ethylene melalui oxyhydrochlorination, direaksikan bersama HCl dan oksigen.
26
DirectChlorination
VCM DistillationEDCCracking
EDCDistillation
Klorine
Ethylene
VCM
OxygenOxychlorination HCl By Product Recovery
Liquid + GasBy Product
EDC FF
Recycle EDC
27
Kedua reaksi tersebut merupakan reaksi eksotermis. Seksi ini disebut dengan
oxyhydrochlorination-ethylene dichloride (OHC-EDC). EDC yang terbentuk dari
kedua proses di atas lalu dimurnikan melalui tahapan distilasi (distilasi EDC).
Pada seksi ketiga EDC direngkah (cracked) membentuk VCM dan HCl
dengan konversi 50-55%. Reaksi perengkahan ini merupakan reaksi endotermis.
VCM disimpan di dalam tangki dan HCl yang terbentuk dikirim ke unit oksiklorinasi
sedangkan EDC yang tidak bereaksi dikembalikan ke seksi pemurnian EDC (distilasi
EDC). Diagram di bawah ini menunjukkan masing-masing seksi dari keseluruhan
proses produksi VCM.
h.
i.
Gambar 3.1. Diagram Proses Produksi VCM-1
3.2. Ethylene System (Seksi 2100)
Tujuan ethylene system adalah untuk mempersiapkan etilen agar kondisinya
mendekati dengan kondisi reaktor LP-EDC dan reaktor OHC-EDC pada plant VCM-
1 serta menangani BOG (boil of gas) etilen yang menguap dari tangki etilen. BOG
akan digunakan sebagai umpan reaktor VCM-2.
3.2.1. Penyimpanan dan Pemanfaatan Etilen
Etilen disimpan pada satu storage tank yang dijaga pada temperatur -104oC
dan tekanan 620 mmH2O agar tetap berada pada fasa cair. Tangki etilen berbentuk
28
anular dimana di antara diameter dalam dan diameter luar ditempatkan isolasi berupa
pearlite (CaCO3). Pearlite harus diganti 10 tahun sekali/ direngkah kembali karena
dalam jangka waktu tertentu pearlite akan memadat dan mengendap sehingga bagian
atas tangki tidak terisolasi. Tangki penyimpanan etilen pada VCM-1 plant terhubung
dengan tangki penyimpanan etilen pada VCM-2 plant. Jika tangki sedang
dikosongkan, etilen yang digunakan pada VCM-1 plant akan akan diambil dari
storage VCM-2 plant.
Etilen pada storage dipompakan menggunakan pompa yang memiliki tiga
belas impeller agar etilen bertekanan tinggi (± 40kG). Tekanan tinggi ini berguna
sebagai driving force ejektor pada plant OHC-EDC. Pada keluaran pompa dipasang
flow indicator control yang akan terbuka pada saat supply etilen sedikit (minimal 11
m3) sehingga etilen akan dikembalikan ke storage tank untuk mencegah agar pompa
tidak rusak.
3.2.2. Brine System
Temperatur rendah etilen bisa dimanfaatkan sebagai media pendingin pada
brine system. Etilen akan dilewatkan pada heat exchanger-B pada sisi tube sedangkan
freon pada sisi shell sebagai penerima dingin. Pada heat exchanger-B, freon akan
dialirkan pada sisi shell dan brine pada sisi tube. Freon bisa mengalir tanpa driving
force karena adanya perbedaan temperatur – freon akan menguap pada heat
exchanger-A dan mengalami pendinginan pada heat exchanger-B.
Freon dibutuhkan pada brine system karena etilen tidak memungkinkan untuk
dikontakkan langsung dengan brine; Jika brine yang berupa campuran 50% etilen
glikol dan 50% air dikontakkan langsung dengan etilen, brine akan membeku
sehingga tidak bisa mengalir. Brine akan ditampung pada satu storage tank yang
dihubungkan dengan dua pompa, satu pompa untuk memompakan brine
bertemperatur 2oC ke heat exchanger pada OHC-EDC plant sedangkan pompa yang
lainnya akan memompakan brine bertemperatur -16oC ke heat exchanger-A. Keluaran
29
heat exchanger-A juga digunakan sebagai pendingin pada heat exchanger yang
terdapat pada LP-EDC plant dan VCM plant.
Etilen hasil pendinginan dari brine system digunakan untuk refrigerant
system. Refrigerant system terdiri dari dua heat exchanger yang sisi shell-nya
dialirkan etilen sedangkan freon dialirkan pada sisi tube. Sistem ini memiliki sistem
kompresor yang berguna sebagai driving force freon untuk kondensasi lalu di-flash
sehingga bertemperatur rendah. Freon berguna untuk mendinginakan EDC pada
sistem distilasi.
3.2.3. Umpan Reaktor LP-EDC dan Reaktor OHC-EDC
Etilen yang dipompakan dari storage tank ada yang tidak dialirkan menuju
brine system tetapi menuju heat exchanger yang berfungsi sebagai preheater.
Keluaran heat exchanger bertekanan 32,5 kG dan memiliki 2 jalur. Jalur pertama
akan mengalirkan etilen menuju PIC yang akan menurunkan tekanan menjadi 3,5 kG.
Setelah itu, etilen akan dialirkan melewati FIC yang berupa cascade control sebelum
masuk reaktor LP-EDC. Jalur kedua akan mengalirkan etilen menuju PIC dengan
tekanan keluaran sebesar 28 kG dan memasuki ke preheater dengan keluaran ±150oC.
Etilen akan diumpankan ke reaktor OHC-EDC yang bertekanan ± 2 kG sehingga
tekanan etilen sebesar 28 kG akan digunakan untuk menggerakkan ejektor untuk
pembuangan gas dari overhead reaktor.
3.2.4.Penanganan BOG (Boil of Gas)
Sebagian etilen pada storage tank menguap sehingga perlu disirkulasi agar
bisa digunakan kembali. Etilen dari storage tank akan mengalir ke heat exchanger
yang bertemperatur 99oC lalu menuju KO drum untuk memisahkan etilen gas dari
etilen cair. Etilen gas dialirkan ke kompresor dan umpan kompresor harus dipastikan
terbebas dari cairan karena akan mengakibatkan surging. Tekanan kompresor harus
dijaga pada tekanan positif.
30
Kompresor akan menaikkan tekanan etilen dan selanjutnya sebagian etilen
akan dialirkan ke reaktor LP-EDC dan sisanya akan dialirkan kembali ke heat
exchanger untuk menaikkan temperatur etilen yang mengalir dari storage tank.
Temperatur keluaran kompresor ±99-100oC sedangkan input reaktor LP-EDC
bertemperatur ±30oC. Temperatur gas etilen setelah keluar dari kompresor harus
diturunkan sehingga gas etilen dialirkan ke heat exchanger agar panasnya bisa
dimanfaatkan.
Pada saat reaktor LP-EDC shut down, etilen akan dialirkan ke kompresor lain
yang akan mengarahkan etilen ke jalur yang lain. Pada jalur tersebut, terdapat heat
exchanger yang juga berfungsi sebagai KO drum yang keluarannya akan menuju ke
vessel. Vessel tersebut diatur pada tekanan 18kG dan temperatur -32oC. Keluaran
vessel akan menuju heat exchanger tetapi terbagi dua jalur, jalur pertama menuju sisi
shell heat exchanger dan jalur kedua akan menuju sisi tube heat exchanger.
Pada bagian shell, terjadi flash (penurunan tekanan dari 19kG menjadi 3,5kG)
sehingga seluruh etilen akan menjadi gas. Gas etilen akan dialirkan kembali untuk
diumpankan ke kompresor. Etilen pada sisi tube akan mengalami penurunan
temperatur secara drastis sehingga etilen cair akan bertemperatur sangat rendah
sehingga dikembalikan ke storage tank. Heat exchanger ini juga berfungsi sebagai
KO drum agar input kompresor dipastikan berupa gas. Jika kompresor kemasukan
cairan, kompresor akan shutdown secara otomatis.
3.3. OHC-EDC Plant (Seksi 2200)
Tujuan dari OHC-EDC plant adalah membentuk ethylene dichloride dengan
mereaksikan etilen, asam klorida (HCl) dan oksigen. Reaksi berlangsung secara
eksotermal dengan menggunakan katalis alumina tembaga klorida (Copper Chloride
Alumina) dalam reaktor fluidisasi. Reaksi berlangsung pada suhu 200 – 2300C.
Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut :
C2H4+ 2HCl + ½ O2 katalis C2H4Cl2 + H2O + 238 kJ
31
Produk dari OHC-EDC plant akan disalurkan seluruhnya ke reaktor pada LP-
EDC plant.
3.3.1. Sintesis EDC
Pada reaktor OHC-EDC, terdapat reaksi pembentukan EDC dari etilen, asam
klorida dan oksigen. Reaktor ini merupakan reaktor terfluidisasi yang menggunakan
katalis. Di dalam reaktor terdapat tubing untuk mengalirkan cooling water berupa
BFW yang bertemperatur ±100oC dan dijaga agar tidak terlalu dingin supaya
perbedaan temperatur dengan reaktor tidak terlalu drastis. Tubing pada reaktor
dihubungkan dengan steam drum yang bisa digunakan pada LP-EDC plant.
Pada saat start-up reaktor, katalis sudah dimasukkan ke dalam reaktor.
Reaktor dipanaskan dengan furnace sampai mencapai temperatur ±250oC karena
katalis akan bekerja sempurna pada temperatur tersebut. Umpan reaktor dimasukkan
dengan urutan asam klorida, etilen lalu oksigen dimana ketiga umpan dipanaskan
terlebih dahulu menggunakan heater sebelum memasuki reaktor. Pada saat startup,
blower digunakan untuk proses fluidisasi sampai reaktor berjalan karena proses
fluidisasi akan dilanjutkan dengan mengalirkan nitrogen. Temperatur reaktor pada
bagian bottom dijaga pada temperatur 280oC dan pada bagian top pada temperatur
>150oC.
3.3.2. Pengendapan Katalis
Gas hasil reaksi akan keluar dari reaktor dan mengalir ke cyclone separator
yang berguna untuk menangkap katalis yang terbawa. Katalis mengandung air atau
EDC yang terkondensasi sehingga disebut slurry. Cylone menggunakan steam jacket
yang berguna untuk pemanasan agar cyclone tetap panas. Pemanas tersebut berguna
untuk menjaga agar katalis tetap kering karena bila tidak bisa mengakibatkan
plugging (mampet) jika basah. Katalis yang mengendap akan di pindahkan ke
catalyst charge pot untuk menampung katalis. Dumping katalis dilakukan seminggu
sekali dan didapatkan katalis sebanyak dua drum sedangkan make up katalis
32
dilakukan sebanyak satu drum/hari. Cyclone separator kurang efektif mengendapkan
katalis sehingga keluarannya masih mengandung katalis.
3.3.3. Kondensasi EDC
Gas keluaran cyclone separator didinginkan oleh empat heat exchanger seri
yaitu primary condenser, secondary condenser, tertiary condenser dan refrigerated
condensor dengan fluida keluaran masing-masing bertemperatur 80oC, 30oC, ±20oC
dan 5oC. Primary, secondary dan tertiary condenser menggunakan medium
pendingin air laut sedangkan refrigerated condenser menggunakan medium
pendingin brine yang berasal dari ethylene system.
Keluaran refrigerated condenser sebagian berfasa cair dan berfasa gas yang
masih mengandung banyak etilen (± 40%) sehingga setelah ditampung pada reactor
condenser entrainment separator, gas akan di-recycle menuju umpan reaktor atau
dialirkan ke VCM-2 plant. Keluaran refrigerated condenser yang berfasa cair akan
dialirkan ke reactor degasser.
3.3.4. Pemisahan EDC
Reactor degasser akan mengalirkan fluida ke flasher sehingga fluida gas akan
mengalir ke vent header sedangkan fluida cair akan mengalir ke intermediate crude
EDC drum. Pada EDC drum, proses pemisahan antara EDC dengan air akan terjadi.
EDC akan berada di bawah sedangkan air akan berada di atas. Saat drum semakin
penuh, air akan mengalami overflow dan mengalir ke aqueous surge drum yang
berada di bawahnya. EDC pada bagian bawah EDC drum akan dipompakan ke
chloral treatment phase separator.
Sebelum memasuki chloral treatment phase separator, EDC akan melewati
chloral treatment reactor (piping item) yang diinjeksikan demineralized water dan
kaustik agar chloral terbunuh karena keberadaan chloral akan menyulitkan proses
stripping. Pada bagian ini, pH dijaga agar tetap pada kondisi basa. Setelah chloral
treatment, EDC akan dipompakan ke drying still feed tank yang akan menjadi umpan
drying still.
33
3.3.5. Drying still
Pada drying still akan dilakukan proses penghilangan air dari EDC sampai
konsentrasinya dibawah 100 ppm. Chloral dan etil klorida juga dikontrol
konsentrasinya. Umpan still akan melewati drying still feed bottoms economizer
karena bottom tower digunakan untuk memanaskan umpan tower. EDC yang
mencapai tingkat kemurnian yang diinginkan akan dialirkan ke drying still bottom
tank. Pada saat EDC diperlukan pada reaktor LP-EDC, EDC akan dipompakan dari
tank sebagai umpan reaktor.
3.3.6. Pengolahan Terakhir
Air yang overflow dari aqueous surge drum masih mengandung slurry yang
berupa wet catalyst dan masih mengandung organik dengan konsentrasi rendah.
Kaustik diinjeksikan melalui dua tahap aqueous effluent mixer (in-line) agar katalis
mengendap. Proses ini dikontrol agar pH berkisar 10-13. Jika terlalu basa, endapan
katalis akan bayak dan akan terjadi plugging. Air akan mengalir ke phase separator
dimana cairan akan terdapat pada bagian atas dan endapan di bawah. Dumping
dilakukan secara manual dengan blow dari bawah. Endapan sebanyak satu drum akan
dibakar di incinerator. Slurry akan dialirkan ke waste water treatment.
Slurry (wet catalyst) ditampung pada incinerator vessel yang memiliki sekat.
Slurry dimasukkan ke salah satu bagian vessel sehingga dalam jangka waktu tertentu,
katalis akan mengendap sedangkan organik akan overflow ke bagian vessel di
sebelahnya lalu ke tower. Pada tower, terjadi stripping organik (air, EDC,
chloroform, dll.). EDC akan dikembalikan ke vessel-8 sedangkan air akan dialirkan
kembali ke WWT. Kadar maksimum organik yang boleh mengalir ke WWT adalah
10 ppm. Tower membutuhkan waktu 2 minggu sekali untuk cleaning agar bisa
stripping organik dengan baik. Setiap tahun, katalis yang mengendap berjumlah
kurang lebih tiga ratus drum.
34
3.4. LP-EDC Plant (Seksi 2300)
Tujuan dari LP-EDC Plant adalah mempersiapkan EDC dengan kemurnian
tinggi untuk dialirkan ke VCM plant sebagai bahan baku pembentukan VCM.
Dalam proses Klorinasi langsung EDC dihasilkan melalui reaksi antara
Ethylene dan khlorin dalam phase EDC cair, melalui reaksi:
C2H4 + Cl2 katalis C2H4Cl2 (EDC) + 180 kJ
3.4.1. Sintesis EDC pada Reaktor LP-EDC
Reaktor LP-EDC memiliki banyak umpan, yaitu gas etilen, gas klorin, recycle
EDC serta dehidrat yang berasal dari VCM-2 plant. EDC yang berasal dari OHC-
EDC plant dan mengandung katalis Fe3+ sebanyak 5000-7000 ppm dijadikan cairan
mother liquor. Reaktor LP-EDC dilengkapi dengan sparger untuk menyebarkan
umpan, boiling bed untuk meningkatkan turbulensi gas serta demister untuk
mencegah adanya cairan keluar dari reaktor.
Sebelum start-up, mother liquor dimasukkan terlebih dahulu ke dalam
reaktor. Setelah reaksi akan dimulai, etilen dimasukkan terlebih dahulu dan
dilanjutkan dengan klorin karena kontrol dilakukan terhadap rasio etilen per klorin
dengan excess etilen. Pada keadaan normal, rasio dijaga pada 1,05 dengan batas
terkecil adalah 0,75.
Mother liquor berguna sebagai media reaksi karena reaksi spontan etilen dan
klorin bisa mengakibatkan ledakan. Pada prosesnya, sebagian EDC pada reaktor ada
yang mengendap. Oleh karena itu, diperlukan suatu kontrol untuk menjaga level
reaktor agar tidak kurang dari 48%. Selain itu, mother liquor juga berfungsi untuk
menjaga temperatur reaksi.
Overhead reaktor akan dialirkan ke separator yang mengandung packing
rashic ring dimana proses scrubbing klor dilakukan oleh cairan dari primary bottoms
drum. Cairan tersebut juga bisa digunakan sebagai refluks reaktor. Jika level reaktor
turun, LIC harus dibuka agar ada aliran masuk reaktor (biasanya 65%). Keluaran
separator memiliki standar F-Cl2 maksimum 10 ppm dan akan menjadi input primary
35
still. Kandungan EDC pada primary bottoms drum minimal 50% dan akan menjadi
top tower heavies still.
3.4.2. Pemurnian EDC
3.4.2.1. Primary Still
Primary still merupakan tahap distilasi pertama yang memiliki 53 tray. Pada
primary still terjadi pemisahan antara EDC dengan komponen ringan dimana
komponen ringan akan naik ke overhead tower dan mengalir ke primary still reflux
drum sedangkan bottom tower akan mengalir ke primary bottoms drum. Produk
utama yang mengandung EDC 99% terdapat pada tray 40 yang akan dialirkan ke
product drum. Pada product drum seharusnya mengandung EC maksimum 70 ppm
tetapi sulit untuk mencapai konsentrasi tersebut.
3.4.2.2. Lights Still
Liquid light component pada primary still reflux drum akan dialirkan ke lights
still yang terdiri dari 56 tray. Hasil stripping light component akan dialirkan ke lights
still condenser lalu ke lights still refluks drum. Jika lights still refluks drum masih
banyak mengandung EDC, maka aliran akan dikembalikan lagi ke light still. EDC
pada bottom tower minimal 98% untuk mencegah light still condenser terlalu panas.
EDC akan dipompakan ke primary still sedangkan light component akan dikirimkan
ke vent scrubber.
Primary still reflux drum yang masih mengandung banyak gas etilen akan
didinginkan oleh vent condenser dengan pendingin brine lalu dialirkan ke vent knock-
out drum. Gas yang terkondensasi akan dikembalikan ke primary still reflux drum
sedangkan gas yang tidak terkondensasi akan dialirkan ke EDC vent compressor. Gas
tersebut mengandung etilen dan oksigen sehingga sebelum memasuki kompresor, gas
etilen harus disuntikkan dengan HCl dari VCM plant agar konsentrasi oksigen
menurun. Kandungan oksigen di kompresor harus kurang dari 7% karena akan
menimbulkan segitiga api. Keluaran kompresor akan dialirkan ke reaktor OHC-EDC.
36
3.4.2.3. Heavies Still
Pada heavies still, produk bottom berupa tar (cairan hitam) diharapkan
mengandung EDC kurang dari 15%. Tar nantinya dialirkan ke storage tank pada
incinerator. Overhead heavies still berupa EDC yang akan dialirkan ke heavies still
overhead tank dan nantinya akan dialirkan lagi ke reaktor bersamaan dengan EDC
pada primary bottoms drum. Heavies still reboiler akan diganti pada saat tar banyak
mengandung EDC.
3.4.2.4. Stripper
EDC pada product drum memiliki dua jalur yaitu menuju stripper atau
furnace feed tank yang akan dialirkan ke furnace VCM plant. Stripper berfungsi
untuk memurnikan EDC dan memroduksi EDC saleable sebagai bottom product.
EDC saleable akan ditampung pada sales day tank untuk dianalisis. Jika spec sesuai,
akan dialirkan ke storage pada tank yard. Namun, VCM-1 plant kekurangan EDC
sehingga EDC saleable yang konsentrasi EC-nya hampir tidak ada akan digunakan
untuk mengencerkan EDC yang konsentrasi EC-nya lebih tinggi dari yang
diharapkan. Keberadaaan EC terlarut dalam EDC akan mengakibatkan terbentuknya
butadiene pada VCM plant. Kandungan EC pada EDC maksimal 70 ppm. Overhead
stripper akan dialirkan ke stripper overhead drum untuk dialirkan ke incinerator.
3.5. VCM Plant (Seksi 2400)
VCM plant bertujuan untuk membentuk VCM dari EDC dengan proses EDC
cracking secara endotermis pada suhu ±5000C sehingga terbentuk VCM dan HCl.
Panas yang digunakan berasal dari pembakaran bahan bakar LPG dan gas Hidrogen.
Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut :
C2H4Cl2 Heat C2H3Cl + HCl
Produk dari VCM plant berupa VCM yang akan dijadikan bahan baku
pembuatan PVC.
37
3.5.1. EDC Cracking dan Quenching
3.5.1.1. Furnace
EDC yang berasal dari storage LP-EDC plant akan dipompakan sampai
bertekanan 2 kG. Temperatur awal storage berkisar antara 40-60oC. EDC akan
mengalir ke heat exchanger-11 untuk dipanaskan sampai 110oC. Keluaran heat
exchanger akan dialirkan ke preheater agar dipanaskan 150oC tetapi saat ini
preheater tidak diaktifkan.
VCM plant memiliki dua furnace yang masing-masing memiliki dua pass
sehingga seluruhnya furnace memiliki empat pass. Pada umpan furnace terdapat FIC
yang berguna untuk menjaga agar flow rate tidak kurang dari 3,4 m3/jam. Pada
keadaan normal flow rate umpan adalah 14 m3/jam. Pada bagian bawah furnace,
terdapat input hidrogen yang didapat dari hasil elektrolisis C/A-1 plant dan natural
gas.
Umpan furnace masuk ke sisi konveksi yang bertemperatur 220oC. Bagian
konveksi berutujuan untuk memastikan bahwa EDC berfasa gas sebelum memasuki
bagian radiant. Bagian radiant bertemperatur 350oC yang merupakan temperatur
mulai cracking. Pada keadaan normal, bagian radiant diatur pada temperatur 490-
510oC. Jika temperatur berada dibawah 300oC maka cracking tidak terjadi. Pada
proses ini, oksigen dijaga hanya 2-4%.
Furnace dilapisi bata tahan api agar shell furnace tidak terbakar. Selain itu,
api yang ada di dalam furnace dikontrol agar tidak menyentuh tube karena bisa
mengakibatkan terjadinya hotspot sehingga pipa bisa bocor dan cepat terbentuk coke.
Furnace dibuat vakum sehingga gas bisa mengalir masuk ke furnace tanpa driving
force. Keluaran furnace berupa HCl dan VCM serta EDC yang tidak terkonversi
bertekanan 11kG dan akan menjadi umpan quenching tower.
3.5.1.2. Quenching Tower
Masukan quenching tower berupa 50% EDC yang tidak mengalami cracking,
VCM dan HCl yang bertemperatur ±500oC. Temperatur bottom tower diatur pada
38
150oC dan temperatur top tower lebih kecil dari bottom tower ±5oC. Pada proses
furnace cracking pasti terbentuk karbon/coke sehingga bottom tower yang mengalir
ke vessel perlu diberikan treatment.
Karbon yang mengalir ke vessel masih mengadung EDC dan VCM yang bisa
di-recover. Bottom vessel akan dibuang ke storage incinerator. Overhead vessel akan
dialirkan ke KO drum, dipanaskan oleh heat exchanger lalu dialirkan ke vessel untuk
penampungan. Sebagian gas yang ditampung akan disaring karbonnya oleh filter saat
refluks ke quenching tower.
Overhead quenching tower bertekanan 8,5kG mengalir ke economizer lalu
dialirkan ke kondensor parsial dan ditampung vessel. Sebagian isi vessel digunakan
sebagai refluks quenching tower sedangkan uapnya akan mengalir ke absorber. Tube
economizer berasal dari bottom stripper.
3.5.2. Pemurnian VCM
3.5.2.1. Absorber Tower
Abosorber tower berguna untuk memisahkan VCM dari HCl dengan
melarutkan VCM dengan lean oil (EDC). Tower memiliki sistem intercooler yaitu
pendinginan bertahap menggunakan empat heat exchanger. Sistem intercooler
mengakibatkan banyaknya refluks untuk kontrol temperatur pada bagian-bagian
tower. Overhead tower banyak mengandung HCl namun sedikit EDC dan VCM dan
bertemperatur 15oC serta bertekanan 7,5 kG. HCl akan mengalir ke heat exchanger
untuk didinginkan brine sampai ±-10oC lalu ditampung pada vessel. HCl kemudian
akan dialirkan ke heat exchanger-12. Bottom tower berupa EDC yang mengandung
VCM dan sedikit HCl dialirkan sebagai umpan stripping tower.
3.5.2.2. Stripping Tower
Stripping tower berguna untuk stripping HCl dari campuran EDC dan VCM.
Bottom stripping tower diharapkan perbandingan EDC : VCM = 1:3 dengan
konsentrasi HCl kurang dari 20ppm. Jika perbandingan tidak sesuai, absorber tower
akan terpengaruh dimana tower bisa memanas jika bottom stripping tower banyak
39
mengandung EDC. Overhead stripping tower akan dialirkan ke bottom absorber
tower sedangkan bottom stripping tower akan dialirkan sebagai umpan product still
tower. Reboiler stripping tower tidak menggunakan steam namun menggunakan
panas overhead quenching tower.
3.5.2.3. Product Still Tower
Umpan product still tower merupakan campuran antara EDC dan VCM
dengan sedikit HCl. Lean oil (EDC) sebagai bottom tower akan dialirkan ke empat
heat exchanger dengan medium pada shell dan tube adalah sebagai berikut :
Tabel 3. 1 Umpan sisi shell dan tube pada beberapa heat exchanger
Heat exchanger Shell Tube
11A feed furnace EDC
11B feed furnace EDC
12 HCl EDC
13 EDC sea water
Sumber : VCM-1 Department
Lean oil 160oC dialirkan ke tube heat exchanger-11A dan heat exchanger-11B
sebagai medium pemanas feed furnace lalu dialirkan ke tube heat exchanger-12
sebagai medium pemanas HCl yang berasal dari penampungan overhead absorber
tower. HCl dipanaskan untuk keperluan heat exchanger dan tower pada OHC-EDC
plant, VCM-2 plant, incinerator pada startup/shutdown dan sebagai M-HCl pada C/A
plant.
Keluaran tube heat exchanger yang bertemperatur ±50oC, terbagi dua aliran
yaitu sebagai lean oil merupakan absorber pada absorber tower dan dialirkan ke
VCM-2 plant, reaktor LP-EDC sebagai EDC recycle. Pada startup/shutdown, EDC
akan dialirkan ke storage tank dan sebelumnya didinginkan oleh heat exchanger.
Produk VCM bisa didapatkan dari overhead tower yang dikontrol
bertemperatur kurang dari 50oC. VCM akan mengalir ke heat exchanger-9 dimana
40
produk akan didinginkan dengan seawater. Keluaran heat exchanger-9 akan dialirkan
ke vessel-9 keluarannya terbagi dua aliran, sebagian sebagai refluks ke product still
tower dengan rasio 1:1 sedangkan sebagian dialirkan humidifier. Umpan product still
tower yang berasal dari bottom stripping tower masih mengandung sedikit HCl
sehingga perlu ditambahkan WD (tergantung analisis) agar reaksinya dengan kaustik
pada neutralizer lebih cepat. Injek WD dilakukan pada vessel-10, saat dibutuhkan
diinjek nitrogen agar mengalir ke humidifier.
3.5.2.4. Neutralizer
Neutralizer merupakan batch kaustik yang terdiri dari flake kaustik yang
offspec dari C/A plant (±97%). Neutralizer tidak boleh banyak mengandung HCl
karena akan cepat rusak. Pada keadaan normal, keluaran neutralizer akan mengalir ke
filter yang dibersihkan empat jam sekali lalu menuju shift tank. Saat shift tank penuh,
VCM akan disirkulasi dan dianalisa. VCM yang sudah sesuai kualitasnya, akan
dialirkan ke ball storage pada VCM tank yard yang dijaga pada tekanan 3,5kG dan
temperatur ruang.
Jika humidifer atau neutralizer mengandung Fe hasil korosi HCl, setiap empat
bulan sekali kaustik harus diganti dan dilakukan dumping kaustik. Kaustik yang
awalnya ditampung pada vessel akan dialirkan ke pit. Pada saat diperlukan, kaustik
akan dipompakan ke storage untuk dialirkan kembali ke OHC-EDC plant sebagai
kaustik line mixer.
3.6. Incinerator (Seksi 8100)
Incinerator berguna untuk mengolah tar yang banyak mengandung klorin
dengan proses pembakaran agar bisa dimanfaatkan kembali dan bisa diolah pada
pengolahan limbah.
3.6.1. Furnace
41
Pada incinerator terdapat dua storage umpan furnace yaitu storage-1 yang
menampung heavies (karbon, coke, dll.) dari VCM plant, tar dengan kandungan EDC
<15% dari heavies still pada LP-EDC plant serta storage-6 yang menampung
keluaran vessel pada LP-EDC plant yang banyak mengandung Fe. Kandungan Fe
yang tinggi akan mengakibatkan produk incinerator tidak dapat dikirim ke C/A plant.
Kedua isi sotrage akan dialirkan ke furnace secara bergantian atau bersamaan
(bergantung pada komposisi limbah). Sebelum memasuki furnace, filter-2 akan
mensirkulasi aliran kembali ke storage sedangkan filter-1 akan membawa tar ke
furnace.
Sebelum memasuki furnace, tar dipersiapkan berbentuk kabut dengan proses
atomizing air oleh kompresor. Tar mengandung 80%-berat klorin dan organik dimana
reaksi pembakaran pada 1250oC yang terjadi adalah sebagai berikut :
tar liquid + pembakaran Cl2 + CO2 + H2O
Cl2 yang terbentuk akan bereaksi dengan H2O membentuk HCl. Namun, jumlah H2O
hasil reaksi masih kurang untuk bereaksi dengan Cl2 sehingga steam diinjek pada
masukan furnace.
Furnace menggunakan blower untuk combustion air, LPG digunakan untuk
proses heating-up dan memiliki dua jalur sebagai pilot dan main burner. Bagian pilot
akan selalu menyala untuk menjaga agar api tetap ada sedangkan main burner akan
menyala tergantung temperatur furnace.
Panas pembakaran yang dihasilkan furnace dimanfaatkan heat exchanger
yang terhubung dengan steam drum yang akan dialirkan ke steam middle pressure
header. Input heat exchanger berupa BFW yang telah mendapatkan treatment
sehingga mengandung fosfat, silica, dll. untuk melindungi boiler. BFW harus rutin
di-blow karena dapat menyebabkan scaling pada heat exchanger.
3.6.2. Quencher
42
Pada quencher terdiri proses quenching oleh cairan dari bottom vessel dan
dipompakan ke top. Cairan ini bertemperatur 60oC digunakan untuk mendinginkan
keluaran heat exchanger yang bertemperatur 200oC. Side cut quencher mengandung
HCl, uap air, CO2, N2, dll. yang bertemperatur kurang dari 97oC akan mengalir ke
bottom tower-1. Pada tower-1, absorpsi dilakukan dengan WD dan produk keluar
melalui sidecut bertemperatur 60oC Produk merupakan HCl 19% ±2% yang akan
mengalir ke storage-2.
Pada saat startup/shutdown, HCl akan mengalir ke storage-4 lalu dibuang
sebagai waste acid (produk yang buruk kualitasnya saat awal pembakaran). Keluaran
storage-2 akan dipompakan sebagian ke tower-1 sebagai control level quencher,
sebagian ke heat exchanger untuk didinginkan oleh cooling water menjadi ±40oC.
Keluaran heat exchanger akan dibagi dua, sebagian menuju filter dan
sebagian ke storage-5. Filter berisi karbon aktif untuk adsorpsi Fe3+ atau Cl2 lalu
dialirkan ke storage-3 untuk dianalisis. Jika hasil analisis sesuai, HCl akan
dipompakan ke C/A plant sebagai M-B HCl. HCl yang dialirkan ke storage-5 akan
terbag dua jalur yaitu ke C/A mud (sekarang tidak digunakan lagi) yang memerlukan
HCl sebagai pelarut dan pit pada WWT. Refluks quencher sebagian mengalir ke
storage-5 yang merupakan pembuangan waste HCL dan akumulasi Fe di bawah
quencher.
HCl dan Cl2 sisa tower-1 akan mengalami scrubbing pada tower-2
menggunakan WI (juga digunakan sebagai pelarut), natirum tiosulfit dan kaustik 20%
dari C/A plant. Free chlorine akan membentuk NaClO yang akan dinetralisir natrium
tiosulfit sedangkan HCl akan dinetralisir oleh kaustik. Reaksi yang terjadi adalah
sebagai berikut:
HCl + NaOH NaCl + H2O
NaClO + Na2S2O3 Na2SO4 + NaCl
Bottom tower akan mengalir ke WWT dan dikontrol pHnya berkisar antara 8-10.