audit energi pada proses produksi pupuk urea di … · sedangkan penelitian suryadi (1994) dengan...
TRANSCRIPT
AUDIT ENERGI PADA PROSES PRODUKSI PUPUK UREA
DI PT. PUPUK KUJANG
Oleh:
HERA PRATIWI
F14053061
2009
DEPARTEMEN TEKNIK PERTANIAN
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
AUDIT ENERGI PADA PROSES PRODUKSI PUPUK UREA
DI PT. PUPUK KUJANG
SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
Pada Departemen Teknik Pertanian
Fakultas Teknologi Pertanian
Institut Pertanian Bogor
Oleh :
HERA PRATIWI
F14053061
2009
DEPARTEMEN TEKNIK PERTANIAN
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
AUDIT ENERGI PADA PROSES PRODUKSI PUPUK UREA
DI PT. PUPUK KUJANG
SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
Pada Departemen Teknik Pertanian
Fakultas Teknologi Pertanian
Institut Pertanian Bogor
Oleh :
HERA PRATIWI
F14053061
Dilahirkan pada tanggal 24 Agustus 1987
Di Garut
Menyetujui,
Bogor, Juli 2009
Ir. Sri Endah Agustina, M.S Ir. Adityagung Murbantoro, M.T Pembimbing I Pembimbing II
Mengetahui,
Dr. Ir. Desrial, M.Eng Ketua Departemen Teknik Pertanian
Tanggal ujian : 10 Juli 2009 Tanggal lulus :
Hera Pratiwi. F14053061. Audit Energi Pada Proses Produksi Pupuk Urea di PT. PUPUK KUJANG. Di bawah bimbingan Ir. Sri Endah Agustina, MS dan Ir. Adityagung Murbantoro, MT. 2009.
RINGKASAN
Saat ini cadangan energi dunia semakin berkurang. Indonesia sendiri saat ini memiliki cadangan gas bumi sebesar 165 TSCF status 1 Januari 2007. Dengan kondisi saat ini, cadangan gas Indonesia mencukupi untuk 62 tahun. Mengingat hal tersebut, maka diperlukan suatu upaya konservasi untuk memelihara kelestarian sumber daya yang ada. Langkah awal yang dapat dilakukan untuk konservasi energi adalah dengan melaksanakan audit energi secara berkala. Audit energi akan membantu menyediakan data pola penggunaan energi secara detil serta sistem distribusinya dalam suatu sistem proses, bentuk bentuk energi, dan sumber energi yang digunakan. Sehingga, apabila terjadi pemborosan energi maka akan dapat segera teridentifikasi.
Tujuan penelitian yang dilakukan adalah untuk mengkaji bentuk, sumber dan aliran energi pada proses produksi pupuk urea di PT. PUPUK KUJANG 1A, menghitung jumlah energi yang dibutuhkan untuk memproduksi per kg urea, menghitung efisiensi penggunaan energi di tiap seksi pada proses produksi pupuk urea dan mengidentifikasi seksi atau proses yang tidak efisien.
Bahan baku pembuatan pupuk urea yaitu ammonia, karbondioksida dan air. Proses pembuatan pupuk urea sendiri terdiri dari beberapa seksi atau tahapan proses yang dilakukan di 4 (empat) seksi, yaitu seksi sintesa, seksi dekomposisi/purifikasi, seksi recovery, dan seksi kristalisasi dan prilling dengan menggunakan proses Mitsui Toatsu Total Recycle C Improved. PT. PUPUK KUJANG 1A mempunyai kapasitas produksi sebesar 1,725 ton/hari.
Penelitian dilakukan selama bulan Maret 2009 di unit Teknik Proses (Process Engineering) Pupuk Kujang 1A. Metode audit yang digunakan yaitu pengamatan pada tiap seksi atau tahapan proses dengan memperhatikan kondisi produksi pada saat dilakukan audit energi. Parameter yang diamati dalam penelitian ini adalah efisiensi energi masing-masing sistem yang diaudit. Pengambilan data dilakukan setiap hari setiap dua jam sekali selama 24 jam. Adapun pengambilan data dilakukan dengan cara pencataan di ruang pengendali dan pengambilan data di bagian teknik proses (process engineering).
Hasil audit energi yang dilakukan di PT. PUPUK KUJANG 1A selama bulan Maret 2009 menunjukkan bahwa bentuk energi yang digunakan pada proses produksi pupuk urea adalah energi uap dan energi listrik yang bersumber dari gas alam yang diproses di utility plant, energi air umpan ketel dan energi biologis. Untuk memproduksi 1 kg urea dibutuhkan energi sebesar 6,083.23 kJ yang terdiri dari energi uap bertekanan 42 kg/cm2 sebesar 5,845.63 kJ (berasal dari utility plant), 220.85 kJ diperoleh dari energi listrik, 16.74 kJ diperoleh dari energi yang terkandung dalam air umpan ketel. Sisanya sebesar 0.0014 kJ diperoleh dari energi manusia. Efisiensi penggunaan energi di seksi sintesa, seksi dekomposisi/purifikasi, seksi recovery dan seksi kristalisasi dan prilling selama bulan Maret secara berturut-turut yaitu 39.54%, 43.39%, 39.97% dan 75.53%.
Kecilnya nilai efisiensi pada tiap seksi dikarenakan pada perhitungan audit taip-tiap seksi dianggap sebagai kesatuan terpisah. Sehingga energi yang sebenarnya masih digunakan untuk proses di seksi berikutnya dianggap sebagai energi yang hilang. Jika keseluruhan proses dianggap sebagai satu kesatuan sistem, maka diperoleh nilai efisiensi rata-rata selama bulan Maret 2009 yaitu 93.79%.
Rata-rata efisiensi kerja gas turbin generator selama bulan Maret adalah 16.12%. Sedangkan efisiensi rata-rata ketel uap panas buang (2003-U), ketel uap paket I (2007-U) dan ketel uap paket II (2007-UA) selama bulan Maret 2009 berturut-turut adalah 87.52%, 89.92% dan 77.86%. Seluruh perhitungan yang dilakukan dalam audit selama bulan Maret 2009 menggunakan metode langsung. Sedangkan penelitian Suryadi (1994) dengan menggunakan metode perhitungan tidak langsung diperoleh efisiensi gas turbin generator, ketel uap panas buang, ketel uap paket I (2007-U) dan ketel uap paket II (2007-UA) berturut-turut adalah 23.75%, 74.32%, 74.69% dan 64.14%.
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Garut pada tanggal 24 Agustus
1987 dari ayah bernama Ade Barnas dan ibu bernama Noneng
Nendah. Penulis merupakan putri kedua dari tiga bersaudara.
Tahun 2005, penulis lulus dari SMAN I Garut dan pada tahun
yang sama lulus seleksi masuk Institut Pertanian Bogor (IPB)
melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI) dan pada
tahun 2006 penulis masuk pada Departemen Teknik Pertanian, Fakultas
Teknologi Pertanian.
Selama kuliah, penulis aktif mengikuti beberapa lembaga kemahasiswaan
kampus, yaitu Himpunan Mahasiswa Teknik Pertanian (HIMATETA) IPB,
sebagai staf Departemen Keteknikan periode 2006-2007, sebagai bendahara II
Himpunan Mahasiswa Garut (HIMAGA) periode 2006-2007, sebagai bendahara
UKM Catur IPB pada tahun 2008, ketua bidang Pengembangan Sumber Daya
Manusia (PSDM) HIMAGA periode 2007-2008 dan penanggung jawab klub
kewirausahaan HIMATETA periode 2008-2009.
Penulis pernah melaksanakan praktek lapangan pada tahun 2008 dengan
topik Mempelajari Aspek Keteknikan Pada Proses Produksi Pupuk Urea
di PT. PUPUK KUJANG. Dalam rangka menyelesaikan studinya, penulis
melakukan penelitian dengan mengambil judul Audit Energi Pada Proses Produksi
Pupuk Urea di PT. PUPUK KUJANG.
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas rahmat dan
hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan skripsi yang
berjudul “Audit Energi Pada Proses Produksi Pupuk Urea di PT. PUPUK
KUJANG”.
Skripsi ini tersusun atas bimbingan, dukungan dan doa yang begitu besar
dari kedua orang tua dan keluarga. Ucapan terima kasih juga ingin penulis
sampaikan atas segala dukungan dan bantuan selama penyusunan karya ilmiah ini
kepada:
1. Ir. Sri Endah Agustina, MS selaku dosen pembimbing akademik atas
bimbingan dan arahan yang telah diberikan kepada penulis.
2. Ir. Adityagung Murbantoro, M.T selaku pembimbing II yang telah
memberikan bimbingan kepada penulis selama penulis melakukan
penelitian di PT. PUPUK KUJANG dan atas kesediaannya sebagai
penguji.
3. Dr. Ir. Y. Aris Purwanto, M.Sc selaku dosen penguji atas masukan-
masukan yang membangun bagi penulis.
4. Mas Ridwan yang telah banyak memberikan penulis bantuan dan
dukungan selama melakukan penelitian dan penyusunan skripsi.
5. Mas Yuda, Bapak Marwan, Bapak Maman dan seluruh jajaran
PT. PUPUK KUJANG 1A dinas utility dan teknik proses yang telah
banyak memberikan bantuan kepada penulis.
6. Diki Pratama, Ricky Trinaldy, Teh Ami dan keluarga besar atas doa
dan dukungan yang begitu besar.
7. Bianca Dwiarsih (Acie) dan Nesh atas dukungan serta kebersamaanya
selama di TEP.
8. Neneh dan Yoe untuk bantuannya.
9. Teman–teman seperjuangan di Kisi (Adiesty, Sikom, dan Mira) dan
teman-teman TEP 42.
Penulis menyadari bahwa karya ilmiah ini masih jauh dari sempurna. Oleh
karena itu kritik, saran dan masukan yang membangun sangat diharapkan oleh
penulis, agar ke depannya dapat lebih bermanfaat bagi penulis sendiri dan bagi
pembaca.
Bogor, Juli 2009
Penulis
DAFTAR ISI
Hal
KATA PENGANTAR .......................................................................................... i
DAFTAR ISI ...................................................................................................... iii
DAFTAR TABEL ................................................................................................. v
DAFTAR GAMBAR ............................................................................................ vii
DAFTAR LAMPIRAN ......................................................................................... ix
DAFTAR SIMBOL .............................................................................................. x
DAFTAR ISTILAH .............................................................................................. xii
I. PENDAHULUAN
A. LATAR BELAKANG ......................................................................... 1
B. TUJUAN PENELITIAN ..................................................................... 2
II. TINJAUAN PUSTAKA
A. KEBUTUHAN ENERGI DI INDONESIA ........................................ 3
B. KEBUTUHAN ENERGI PADA INDUSTRI PUPUK ....................... 4
C. PROSES PRODUKSI PUPUK UREA DI PT. PUPUK KUJANG ...... 9
D. AUDIT ENERGI ................................................................................. 17
III. METODOLOGI PENELITIAN
A. WAKTU DAN TEMPAT .................................................................... 20
B. BATASAN SISTEM ........................................................................... 20
C. PARAMETER PENGUKURAN ........................................................ 27
D. METODE PENGAMBILAN DATA .................................................. 28
E. BAHAN DAN ALAT .......................................................................... 30
F. PENGOLAHAN DATA DAN ANALISIS ......................................... 30
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
A. UNIT PENYEDIAAN SARANA PENUNJANG (UTILITY)
1. GAS TURBIN GENERATOR (2006-J) ........................................ 36
2. KETEL UAP PANAS BUANG (2003-U) .................................... 38
3. KETEL UAP PAKET I (2007-U) ................................................. 40
4. KETEL UAP PAKET II (2007-UA) ............................................. 42
B. UNIT PROSES PEMBUATAN PUPUK UREA
1. SEKSI SINTESA ........................................................................... 50
2. SEKSI DEKOMPOSISI/PURIFIKASI ......................................... 51
3. SEKSI RECOVERY ....................................................................... 53
4. SEKSI KRISTALISASI DAN PRILLING .................................... 55
C. UNIT UTILITAS PENDUKUNG PROSES PRODUKSI PUPUK
UREA .................................................................................................. 59
V. KESIMPULAN DAN SARAN ................................................................... 63
DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................... 65
LAMPIRAN ......................................................................................................... 67
DAFTAR TABEL
Hal
Tabel 1.1. Penyediaan energi primer menurut jenis .......................................... 1
Tabel 1.2. Pertumbuhan pemakaian energi final menurut sektor ...................... 2
Tabel 2.1. Peran masing-masing sumber energi utama dalam penyediaan
energi nasional ............................................................................... 3
Tabel 2.2. Konsumsi pupuk di sektor pertanian dari tahun 2000-2007 ........... 4
Tabel 2.3. Produksi pupuk urea per produsen tahun 200-2007 ......................... 5
Tabel 2.4. Konsumsi energi di sektor industri .................................................. 5
Tabel 2.5. Produksi gas alam ............................................................................ 6
Tabel 2.6. Nilai kalor per unit satuan beberapa jenis bahan bakar ................... 7
Tabel 2.7. Konsumsi energi per metrik ton urea dibeberapa produsen pupuk
di Indonesia .................................................................................... 8
Tabel 2.8. Kebutuhan energi listrik untuk industri pupuk urea dan non-
industri pupuk urea ........................................................................ 9
Tabel 2.9. Low Heating Value (LHV) untuk komponen yang terkandung
dalam gas alam .............................................................................. 10
Tabel 4.1. Neraca energi pada sub sistem gas turbin generator HITACHI
(2006-J) (x 103 MJoule) ................................................................. 36
Tabel 4.2. Neraca energi pada sub sistem ketel uap panas buang (2003-U)
(.103 MJ/jam) ................................................................................. 39
Tabel 4.3. Neraca energi pada sub sistem ketel uap paket I (2007-U)
(.103 MJ/jam) ................................................................................. 41
Tabel 4.4. Neraca energi pada sub sistem ketel uap paket II (2007-UA)
(.103 MJ/jam) ................................................................................. 43
Tabel 4.5. Neraca energi spesifik (kJ/kg urea) pada proses produksi pupuk
urea ................................................................................................ 46
Tabel 4.6. Jumlah produksi pupuk urea serta jumlah karbondioksida (CO2)
dan ammonia (NH3) selama bulan Maret 2009 ............................. 49
Tabel 4.7. Neraca energi di seksi sintesa (kJ/kg urea) ...................................... 50
Tabel 4.8. Neraca energi pada seksi dekomposisi/purifikasi (kJ/kg urea) ........ 52
Tabel 4.9. Neraca energi pada seksi recovery (kJ/kg urea) ............................... 54
Tabel 4.10. Neraca energi pada seksi kristalisasi dan prilling (kJ/kg urea) ...... 55
Tabel 4.11. Pemakaian energi listrik oleh urea plant ...................................... 60
Tabel 4.12. Konsumsi energi manusia pada proses produksi pupuk urea ........ 62
DAFTAR GAMBAR
Hal
Gambar 2.1. Diagram proses pembuatan pupuk urea …………………..….. 11
Gambar 2.2. Diagram seksi pembuatan gas sintesa urea ...………………… 12
Gambar 2.3. Diagram alir seksi dekomposisi/purifikasi …………………... 13
Gambar 2.4. Diagram alir seksi recovery urea …………………………….. 14
Gambar 2.5. Diagram alir seksi kristalisasi dan Pembutiran ….………….. 15
Gambar 2.6. Diagram proses pretreatment … …………………………….. 16
Gambar 2.7. Diagram proses demineralisasi ……………..……………….. 16
Gambar 3.1. Aliran proses dan definisi sub sistem sintesa …………………
Gambar 3.2. Aliran proses dan definisi sub sistem dekomposisi/purifikasi...
Gambar 3.3. Aliran proses dan definisi sub sistem recovery ………………
Gambar 3.4. Aliran proses dan definisi sub sistem kristalisasi …………….
Gambar 3.5. Aliran proses dan definisi sub sistem prilling ………………...
Gambar 3.6. Kesetimbangan massa dan energi ([email protected]) ……
Gambar 4.1. Hubungan konsumsi bahan baku dan produksi listrik terhadap
tanggal pengamatan …………………………………………..
Gambar 4.2. Hubungan konsumsi gas alam dan gas buang dari gas turbin
generator dengan jumlah uap yang dihasilkan ketel uap panas
buang dari tanggal 1 Maret hingga 9 Maret 2009 …………….
Gambar 4.3. Hubungan konsumsi gas alam dengan jumlah uap yang
dihasilkan ketel uap paket I dati tanggal 1 Maret hingga 9
Maret 2009 ……………………………………………………
Gambar 4.4. Hubungan konsumsi gas alam dengan jumlah uap yang
dihasilkan ketel uap paket II dari tanggal 1 Maret hingga 9
Maret 2009 ……………………………………………………
Gambar 4.5. Konsumsi energi spesifik secara keseluruhan selama bulan
Maret 2009 ……………………………………………………
Gambar 4.6. Neraca energi di seksi sintesa selama bulan Maret 2009 ……
Gambar 4.7. Neraca energi pada seksi dekomposisi/purifikasi selama bulan
22
23
24
25
26
34
38
40
42
44
48
51
Maret 2009 ……………………………………………………
Gambar 4.8. Neraca energi pada seksi recovery selama bulan Maret 2009 ..
Gambar 4.9. Konsumsi energi spesifik pada seksi kristalisasi dan prilling
selama bulan Maret 2009 ……………………………………..
Gambar 4.10. Karakteristik aliran material di urea plant …………………..
Gambar 4.11. Karakteristik aliran energi dalam proses pembuatan pupuk
urea …………………………………………………………
Gambar 4.12. Penomoran langkah proses penyediaan uap air dan kondensat
uap (steam condensate) ………………………………………
Gambar 4.13. Hubungan produksi listrik dengan konsumsi oleh urea plant
selama bulan Maret 2009 …………………………………...
53
55
56
58
58
61
62
DAFTAR LAMPIRAN
Hal
1. Tabel produksi uap oleh ketel uap dan pemakaiannya oleh urea plant
2. Contoh perhitungan konsumsi energi spesifik (specific energi
consumption, SEC)
3. Data pengukuran pemakaian energi listrik oleh motor-motor
penggerak pompa dan kompresor
4. Konsumsi gas alam bulan Maret 2009 (m3)
5. Konsumsi air umpan ketel bulan Maret 2009 (ton)
67
68
69
71
72
6. Komposisi gas alam bulan Maret 2009 (% mol)
7. Contoh perhitungan efisiensi gas turbin generator HITACHI (2006-J)
8. Contoh perhitungan efisiensi ketel uap panas buang (2003-U)
9. Contoh perhitungan efisiensi ketel uap paket I (2007-U)
10. Contoh perhitungan efisiensi ketel uap paket II (2007-UA)
11. Rincian konsumsi energi uap pada seksi sintesa dan seksi purifikasi
12. Rincian konsumsi energi uap pada seksi recovery dan seksi kristalisasi
dan prilling
13. Rincian konsumsi energi listrik pada proses produksi pupuk urea
73
74
77
79
83
87
90
93
DAFTAR SIMBOL
U-GA101 : Liquid ammonia feed pump
U-GA102 : Recycle solution feed pump
U-GA201 : Circulation pump for crystallizer
U-GA202 : Slurry feed pump
U-GA203 : Mother liquor tank
U-GA205 : Urea solution pump
U-GA302 : Circulating pump for prilling tower
U-GA401 : Recycle solution boost up pump
U-GA402 : High pressure absorber pump
U-GA403 : Low pressure absorber pump
U-GA404 : Ammonia boost up pump
U-GA405 : Aqua ammonia pump
U-GA406 : Water pump
U-GA407 : Off gas absorber recycle pump
U-GA408 : Off gas absorber pump
U-GB101 : CO2 compressor
U-GB102 : CO2 booster compressor
U-GB301 : Forced fan for dryer
U-GB302 : Induced fan for dryer
U-GB303 : Blower for fluidizing cooler
U-GB304 : Induced fan for prilling tower
U-GB401 : Off gas circulation blower
U-DA201 : High pressure decomposer
U-DA202 : Low pressure decomposer
U-DA203 : Gas separator
U-DA401 : High pressure absorber
U-DA402 : Off gas absorber
U-DC101 : Urea synthesis reactor
U-EA101 : Ammonia preheater I
U-EA102 : Ammonia preheater II
U-EA201 : Reboiler for high pressure decomposer
U-EA202 : Reboiler for low pressure decomposer
U-EA203 : Heat exchanger for low pressure decomposer
U-EA301 : Melter
U-EA401 : High pressure absorber cooler
U-EA402 : Low pressure absorber
U-EA404 : Ammonia condenser
U-EA405 : Ammonia recovery absorber
U-EA406 : Off gas condenser
U-EA407 : Off gas absorber cooler
U-EA408 : Off gas absorber final cooler
U-EE201 : Vacuum generator
U-FA161 : Knock out drum
U-FA201 : Crystallizer
U-FA203 : Mother liquor tank
U-FA401 : Ammonia reservoir
U-FA403 : Off gas absorber tank
U-FC301 : Cyclone
U-FD303 : Trommel
U-FD304 : Dust separator
U-FF301 : Fluidizing dryer
U-GF201 : Centrifuge
U-PF301 : Distributor
U-PF302 : Dust chamber
U-TA301 : Prilling tower
DAFTAR ISTILAH
Ammonia condenser :Tempat pengembalian ammoniak yang
dimurnikan oleh high pressure absorber ke
reaktor
Ammonia preheater : ammonia untuk pemanasan mula yang digunakan
di seksi recovery
Ammonia recovery absorber : Pemanfaatan kembali ammonia yang tidak masuk
ke kristalisasi pada recovery
Ammonia reservoir : Tempat pengembalian ammonia yang dimurnikan
oleh high pressure absorber ke reaktor
BFW : Boiler Feed Water, air pengumpan ketel uap
Blowdown drum : Tangki penerima uap air yang bertekanan rendah
BOE : Barrel Oil Equivalent
Condensate cooler : Alat pendingin kondensat uap air
Centrifuge : Tempat pemisahan larutan yang terbentuk menjadi
kristal oleh vacuum crystallizer
Cyclone : Penghisap udara untuk memisahkan kristal urea
dengan debu
Control room : Tempat pengawasan proses produksi
Dekomposisi : proses penguraian ammonium karbamat
Desuperheater : Tempat penurunan temperatur
Filter : Alat penyaring
Floc : Gumpalan lumpur/kotoran
Flokulasi : Proses penyatuan partikel padatan kecil
membentuk floc
Floctreater : Tempat terjadinya proses flokulasi
Flush Drum : Tempat pemanfaatan blow down boiler menjadi
Low Steam di utility plant
HS : High Steam, uap air tekanan tinggi
Koagulasi : Proses pembentukan floc menjadi gumpalan yang
lebih besar
KO Drum : Knock Out Drum
LS : Low Steam, uap air tekanan rendah yaitu 3.5
kg/cm2 dengan suhu 150oC
LHV : Low Heating Value
Melter : Tempat melelehkan kristal-kristal urea yang tidak
tersaring di prilling tower dengan uap air sebagai
pemanas
MMBTU : Million Metrik British Thermal Unit (1 kJ =
0.9478171 BTU; 1 kkal = 4.1868 kJ)
MMSCFD : Million Metric Square Cubic Feet per Day
Mother liquor : Larutan induk yang memiliki 0.1% berat pada
daerah kristalisasi
ML Tank : Mother Liquor Tank, tangki berisi larutan urea
MT/tahun : Metrik ton per tahun
MS : Medium Steam, uap air tekanan sedang yaitu 42
kg/cm2 dengan suhu 400 oC
Prilling Tower : Menara pengkristalan urea
Steam Drum : Tangki uap air
TOE : Ton of Oil Equivalent
TSCF : Ton Square Cubic Feet
Utility plant : Unit penyedia bahan baku
I. PENDAHULUAN
LATAR BELAKANG
Saat ini cadangan energi dunia semakin berkurang. Kecenderungan
berkurangnya energi dunia ini telah dilukiskan oleh Meadows dan kawan-
kawannya dari kelompok Roma (Club of Rome) (Meadows, 1972 dalam
Abdullah, dkk, 1998).
Indonesia sendiri saat ini memiliki cadangan gas bumi sebesar 165
TSCF status 1 Januari 2007. Dengan kondisi saat ini, cadangan gas Indonesia
mencukupi untuk 62 tahun. Data mengenai penyediaan energi primer menurut
jenis energinya dan pemakaian energi final di berbagai sektor disajikan pada
Tabel 1.1. dan Tabel 1.2.
Tabel 1.1. Penyediaan energi primer menurut jenis
Tahun Batu bara
Minyak bumi
dan
ekspor/impor
BBM
Gas bumi
dan
ekspor/impor
(LPG dan
LNG)
Tenaga air Panas
bumi Biomassa Jumlah
BOE
2000 93,831,548 415,011,903 165,655,289 25,248,895 9,596,400 269,073,181 978,417,215
2001 119,125,379 442,033,714 172,083,821 29,380,607 9,960,940 268,970,034 1,041,554,495
2002 122,918,549 452,817,870 188,822,314 25,038,179 10,248,040 270,230,078 1,070,075,031
2003 128,658,448 456,647,707 204,142,054 22,937,538 10,375,200 272,005,374 1,094,766,321
2004 128,276,301 498,117,696 187,554,081 24,882,086 11,077,000 271,806,233 1,121,713,397
2005 173,554,586 496,143,612 191,189,376 27,120,985 10,910,460 271,094,208 1,170,013,227
2006 207,861,993 462,066,984 196,599,386 24,256,796 11,182,742 276,329,431 1,178,297,331
2007 258,174,000 475,436,625 183,623,636 28,451,261 11,421,759 274,443,321 1,231,550,602
Sumber : Handbook of Energy and Economic Statistics of Indonesia, 2008
Dari Tabel 1.1. dapat dilihat bahwa ketersediaan energi terutama
energi tidak terbarukan (non renewable) dari tahun 2000 sampai tahun 2005
pertumbuhannya terus menurun sedangkan pemakaiannya terus meningkat
baik di sektor industri, transportasi maupun penggunaan untuk non-energi
seperti bahan baku untuk industri pembuatan pupuk dan juga industri
petrokimia.
Tabel 1.2. Pertumbuhan pemakaian energi final menurut sektor (BOE)
Tahun Industri Rumah tangga Komersial Transportasi Lainnya Total Penggunaan non
energi *)
2000 192,829,978 88,048,241 19,218,814 139,178,658 29,213,878 468,489,569 40,393,109
2001 196,894,577 89,102,357 20,005,525 148,259,584 30,585,607 484,847,650 48,524,092
2002 192,720,623 86,651,387 20,315,203 151,498,823 29,998,546 481,184,582 48,534,290
2003 178,175,028 88,746,537 20,967,212 156,232,909 28,445,436 472,567,122 48,317,775
2004 193,030,230 90,769,678 23,989,565 178,374,391 31,689,809 517,853,673 62,375,806
2005 218,672,685 89,159,162 24,819,117 178,452,407 29,102,166 540,205,537 54,352,435
2006 233,417,141 84,624,012 24,786,114 170,118,773 25,936,873 538,882,913 64,759,190
2007 258,373,721 87,847,779 26,494,973 179,135,822 24,912,051 576,764,346 64,759,190
Catatan : *) digunakan sebagai bahan baku industri pupuk dan petrokimia Sumber : Handbook of Energy and Economic Statistics of Indonesia, 2008
Mengingat ketersediaan energi dan pemakaian energi kenaikannya
tidak berimbang, maka diperlukan suatu upaya konservasi untuk memelihara
kelestarian sumber daya yang ada melalui penggunaan sumber daya secara
bijaksana bagi tercapainya keseimbangan antara pembangunan, pemerataan
dan pengembangan lingkungan hidup. Langkah awal yang dapat dilakukan
untuk konservasi energi adalah dengan melaksanakan audit energi secara
berkala. Audit energi akan membantu menyediakan pola penggunaan energi
secara detil serta distribusinya dalam suatu sistem proses, bentuk bentuk
energi, dan sumber energi yang digunakan. Sehingga, apabila terjadi
pemborosan energi maka akan dapat segera teridentifikasi.
TUJUAN
Secara umum tujuan dari penelitian ini adalah melakukan audit energi
pada proses produksi pupuk urea di PT. PUPUK KUJANG. Secara khusus
tujuan dari penelitian ini adalah :
1. Mengkaji bentuk, sumber dan aliran energi pada proses produksi pupuk
urea di PT. PUPUK KUJANG 1A.
2. Menghitung jumlah energi yang dibutuhkan untuk memproduksi
per kg urea.
3. Menghitung efisiensi penggunaan energi di tiap seksi pada proses produksi
pupuk urea.
4. Mengidentifikasi seksi atau proses yang kurang efisien.
II. TINJAUAN PUSTAKA
A. KEBUTUHAN ENERGI DI INDONESIA
Sebagai salah satu anggota dari negara-negara pengekspor minyak
(OPEC), pembangunan nasional banyak dipengaruhi oleh naik turunnya
ekspor minyak bumi dan gas. Namun, mengingat minyak bumi dan gas alam
termasuk ke dalam sumber energi tidak terbarukan dan diperkirakan cadangan
minyak bumi dan gas alam tersebut semakin menurun, maka pemerintah terus
berusaha menggalakan usaha-usaha penghematan energi dan pengembangan
sumber energi alternatif, seperti terlihat pada Tabel 2.1. berikut.
Tabel 2.1. Peran masing-masing sumber energi utama dalam penyediaan energi nasional
Jenis Energi 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007
Crude oil and fuel export/import 42.42% 42.44% 42.32% 41.71% 44.41% 42.40% 39.21%
38.60%
Batu bara 9.59% 11.44% 11.49% 11.75% 11.44% 14.83% 17.64% 20.96% Gas alam dan
ekspor/impor (LPG dan LNG)
16.93% 16.52% 17.65% 18.65% 16.72% 16.34% 16.69%
14.91%
Tenaga air 2.58% 2.82% 2.34% 2.10% 2.22% 2.32% 2.06% 2.31%
Panas bumi 0.98% 0.96% 0.96% 0.95% 0.99% 0.93% 0.95% 0.93%
Biomassa 27.5% 25.82% 25.25% 24.85% 24.23% 23.17% 23.45% 22.28% Sumber : Handbook of Energy and Economic Statistics of Indonesia 2008
Sebagai negara dengan tingkat kebutuhan energi tinggi, dimana pada
tahun 2007 konsumsi energi final di Indonesia pada sektor industri yaitu
sebesar 300.48 juta BOE, sektor rumah tangga sebesar 318.71 juta BOE,
sektor komersial sebesar 27.90 juta BOE, sektor transportasi sebesar 179.14
juta BOE, sektor lainnya sebesar 24.91 juta BOE dan sektor non energi
sebesar 64.76 juta BOE (Handbook of Energy and Economic Statistics of
Indonesia 2008). Indonesia relatif kurang memiliki akses ke sumber energi
komersial. Hal ini, menyebabkan pemakaian energi per kapita masih rendah
dibandingkan negara-negara lainnya. Konsumsi perkapita untuk saat ini hanya
sekitar 3 SBM (Setara Barel Minyak) atau yang sama dengan sepertiga
konsumsi perkapita rata-rata negara ASEAN. Fakta juga menunjukkan sekitar
separuh dari keseluruhan rumah tangga belum terlistriki (Republika, 23
Februari 2005).
Sementara dua pertiga dari total kebutuhan energi nasional sendiri
berasal dari energi komersial dan sisanya berasal dari biomassa yang
digunakan secara tradisional. Data dari dokumen HDI (Human Development
Index) 2003 menyebutkan konsumsi tenaga listrik di Indonesia masih 345
kWh/kap. Angka ini masih di bawah Malaysia yang sudah mencapai
631 kWh/kap.
B. KEBUTUHAN ENERGI PADA INDUSTRI PUPUK
1. Konsumsi Pupuk Indonesia
Konsumsi pupuk di Indonesia dari tahun ke tahun mengalami
peningkatan sama halnya seperti yang terjadi di dunia. Kenaikan konsumsi
pupuk terlihat pada Tabel 2.2. Sedangkan total produksi pupuk Indonesia
dapat dilihat pada Tabel 2.3.
Tabel 2.2 Konsumsi pupuk di sektor pertanian dari tahun 2000-2007
Tahun UREA AS TSP/SP.36 KCL Total (ton)
2000 2,673,113 594,710 623,260 400,000 4,291,083
2001 4,069,585 580,724 778,689 425,000 5,853,998
2002 4,022,387 529,399 670,775 450,000 5,672,561
2003 4,336,729 511,129 1,414,091 63,715 6,325,664
2004 4,656,723 633,404 789,164 1,012,295 7,091,586
2005 4,842,537 651,986 778,706 947,212 7,220,441
2006 5,107,886 684,100 817,033 1,039,295 7,648,314
2007 5,010,434 745,378 802,812 1,382,166 7,940,790 Sumber : Assosiasi produsen pupuk Indonesia (APPI)
Menurut Erwin Syamsuar (1986) dalam Suryadi (1994), minimal
ada enam faktor yang mempengaruhi penggunaan pupuk di Indonesia,
yaitu intensifikasi dan ekstensifikasi pertanian, harga dan subsidi pupuk,
kebijaksanaan perkreditan, penetapan harga dasar komoditi pangan oleh
pemerintah, keberhasilan promosi/penyuluhan, dan kelancaran sistem
distribusi.
Tabel 2.3. Produksi pupuk urea per produsen tahun 2000 – 2007
Tahun PUSRI KUJANG KALTIM AAF PIM PETRO Total (ton)
2000 1,924,820 580,030 2,237,595 586,798 664,201 341,434 6,334,878
2001 2,005,250 552,646 2,105,550 122,832 220,367 313,116 5,319,761
2002 2,032,680 552,984 2,081,827 601,629 586,035 151,066 6,006,221
2003 2,053,410 597,597 2,023,321 305,598 491,016 260,176 5,733,121
2004 2,187,550 526,899 2,272,289 - 336,321 344,356 5,667,000
2005 2,045,860 537,563 2,665,021 - 195,847 404,364 5,848,655
2006 2,051,250 851,579 2,214,961 - 205,225 331,677 5,654,692
2007 2,020,760 874,104 2,344,719 - 244,428 381,845 5,865,856Sumber : Assosiasi produsen pupuk Indonesia (APPI)
2. Input Energi Pada Industri Pupuk
Energi sangat dibutuhkan untuk berjalannya suatu proses di
industri, baik industri pertanian maupun industri penunjang pertanian,
salah satunya industri pupuk. Jenis energi yang digunakan di industri
pupuk urea yaitu energi gas alam, steam dan listrik. Jumlah konsumsi
energi di sektor industri dapat dilihat pada Tabel 2.4. berikut.
Tabel 2.4. Konsumsi energi di sektor industri (ribu BOE)
Tahun Biomassa Batu bara Gas
Bahan bakar LPG Listrik Total
Minyak tanah ADO IDO
Bahan bakar
minyak
Total bahan bakar
2000 58,981 36,060 87,111 4,219 37,171 8,008 25,581 74,979 1,073 20,850 279,054
2001 55,186 37,021 84,167 4,160 39,458 7,735 26,680 78,033 972 21,819 277,198
2002 52,305 38,698 65,594 3,955 38,828 7,311 25,596 75,690 1,093 22,578 255,958
2003 50,167 32,077 91,335 3,980 37,398 6,358 20,756 68,492 808 22,373 265,252
2004 46,917 55,344 89,254 4,012 42,986 5,862 21,859 74,719 1,101 24,719 292,054
2005 43,920 65,744 90,180 3,856 39,929 4,830 15,213 63,828 1,131 26,021 290,824
2006 46,676 89,043 93,835 3,395 34,730 2,567 17,073 57,765 1,453 28,335 317,107
2007 42,108 121,800 79,723 3,352 33,787 1,422 13,856 52,418 1,242 28,077 325,522 Sumber : Handbook of Energy and Economic Statistics of Indonesia 2008
Dari Tabel 2.4. terlihat bahwa energi yang paling tinggi
dikonsumsi di industri adalah gas, yaitu sebesar 93,835,000 BOE pada
tahun 2006. Biasanya gas di industri digunakan sebagai bahan bakar dan di
industri tertentu gas juga digunakan sebagai bahan baku produksi, seperti
pada industri pupuk nitrogen (urea). Pupuk nitrogen adalah pupuk mineral
terpenting dalam penggunaan energi sebagai nutrisi tanaman di dunia
pertanian dalam kebutuhan energi. Konsumsi dunia terhadap pupuk
nitrogen bertambah dari 36% juta ton nutrisi pada 1972 (30% di negara
berkembang) menjadi 61.2% ton nutrisi pada 1982 (43% di negara
berkembang) (Abdullah, 1998). Di Indonesia sendiri, kebutuhan gas alam
disuplai oleh pertamina dan kontrak pembagian produksi dengan sejumlah
kontraktor production sharing. Sedangkan konsumsi gas alam di industri
pupuk urea yaitu sekitar 7% dari semua produksi gas nasional (Zaenal
dalam majalah Trust, 2004). Jumlah gas alam yang diproduksi dapat
dilihat pada Tabel 2.5.
Tabel 2.5. Produksi gas alam
(MMSCF) Tahun Pertamina Kontrak pembagian produksi Total 2000 346,483 2,554,896 2,901,379 2001 346,710 2,460,440 2,807,150 2002 334,745 2,707,130 3,041,875 2003 336,966 2,818,277 3,155,243 2004 383,870 2,646,262 3,030,132 2005 379,612 2,605,729 2,985,341 2006 306,482 2,647,617 2,954,099
Sumber : Direktorat Jendral minyak dan gas dalam Handbook of Energy and Economic Statistics of Indonesia 2007
Kebutuhan energi dalam bidang industri dan pertanian dapat dibagi
menjadi dua, yaitu energi langsung dan energi tidak langsung.
a. Energi Langsung
Energi langsung merupakan energi yang digunakan secara
langsung pada proses produksi yaitu berupa bahan bakar fosil
(Abdullah, 1998). Input energi listrik merupakan energi yang penting,
terutama untuk proses produksi yang banyak menggunakan motor
listrik. Kebutuhan terhadap energi listrik pada tiap jenis proses
produksi tidak sama. Adanya perbedaan tersebut tergantung dari jenis
dan kondisi peralatan produksi yang digunakan.
Sedangkan besarnya jumlah konsumsi energi spesifik dari suatu
proses di industri maupun dalam bidang pertanian dipengaruhi oleh
sumber energi yang digunakan. Masing-masing sumber energi
memiliki nilai kalor yang berbeda-beda sehingga akan menghasilkan
nilai energi total yang berbeda pula. Perbedaan nilai kalor dari
beberapa jenis bahan bakar dapat dilihat pada Tabel 2.6.
Tabel 2.6. Nilai kalor per unit satuan beberapa jenis bahan bakar
Sumber energi Unit satuan
Nilai kalor (MJ/unit)
Input produksi (MJ/unit)
Nilai kalor total (MJ/unit)
Gasolin 1 32.24 8.08 40.32 Diesel 1 38.66 9.12 47.78
Minyak diesel 1 38.66 9.12 47.78 LPG 1 26.10 6.16 32.26
Gas alam m3 41.38 8.07 49.45 Baru bara keras Kg 30.23 2.36 32.59 Batu bara lunak Kg 30.39 2.37 32.76
kayu keras Kg 19.26 1.44 20.70 kayu lunak Kg 17.58 1.32 18.90
Listrik KWh 3.60 8.39 11.99 Sumber : Cervinca dalam Suryadi (1994)
b. Energi Tidak Langsung
Energi tidak langsung merupakan energi yang digunakan untuk
memproduksi suatu input produksi selain energi bahan bakar dan
listrik. Energi tidak langsung dapat berupa materi penyusun produk
atau mesin-mesin dan energi manusia. Energi manusia lebih dikenal
sebagai energi biologis.
Energi biologis dapat berperan sebagai energi langsung jika
berupa suatu kerja, disebut tenaga manusia. Energi biologis adalah
energi yang bersumber dari hasil kegiatan biologis, seperti tenaga
manusia, tenaga hewan dan kemampuan tumbuh pada tanaman. Setiap
orang memiliki kapasitas kerja yang berbeda-beda tergantung dari :
a. Sifat pekerja yang meliputi umur, kekuatan dan tingkat
keterampilan.
b. Tingkat konsumsi makanan dan oksigen.
c. Macam kegiatan.
d. Lamanya bekerja. Semakin lama bekerja semakin tidak efisien.
e. Kondisi lingkungan, seperti suhu, kelembaban dan lainnya.
Zander (1973) dalam Sigit (1981) berpendapat bahwa energi
yang dimanfaatkan oleh seseorang secara efektif untuk melakukan
kerja hanya 10-30% dari energi total yang dibutuhkan untuk
mengerjakan aktifitas tersebut. Untuk aktivitas yang sedang, seperti
pekerjaan pada industri kecil (beberapa pekerjaan pertanian, ibu rumah
tangga dan siswa) kebutuhan energi adalah 9,210 kJ/hari untuk wanita
standar berbobot 55 kg dan berumur 25 tahun. Sedangkan untuk laki-
laki standar berbobot 65 kg dan berumur 25 tahun kebutuhan energi
adalah 12,560 kJ/kg. (FAO & WHO, 1974 dalam Abdullah, 1998).
Jumlah energi langsung dan tidak langsung yang digunakan
untuk memproduksi suatu barang disebut embodied energy. Menurut
Doering (1978) dalam Sulistiono (2008) embodied energy adalah
energi yang digunakan secara tidak langsung pada produksi pertanian,
dalam hal ini yaitu energi untuk memproduksi mesin, peralatan, pupuk,
pestisida, bangunan dan bahan pendukung lainnya.
Setiap produsen pupuk urea mengkonsumsi jumlah energi yang
berbeda-beda. Konsumsi energi per ton urea dibeberapa produsen pupuk
urea dapat dilihat pada Tabel 2.7.
Tabel 2.7. Konsumsi energi per metrik ton urea dibeberapa produsen pupuk di Indonesia
Pabrik Konsumsi Energi (MMBTU/MT)
PUSRI I 42,600 PUSRI II 33,600 PUSRI III 32,850 PUSRI IV 32,850
PUPUK KUJANG 1A 34,140 AAF 32,200
PIM 1 32,200 KALTIM I 36,120 KALTIM II 30,430 KALTIM III 24,730
Sumber : PII, 1992
Gas alam selain digunakan sebagai bahan bakar (sumber energi
langsung), juga digunakan sebagai bahan baku pembuatan pupuk. Selain
gas alam (sumber energi langsung), energi yang diperlukan dalam proses
produksi pupuk urea adalah energi listrik. Energi listrik digunakan untuk
menggerakkan motor listrik. Kebutuhan energi listrik untuk industri pupuk
urea dapat dilihat pada Tabel 2.8.
Tabel 2.8. Kebutuhan energi listrik untuk industri pupuk urea dan non-industri pupuk urea
Jenis industri Energi listrik kWh %
Industri pupuk urea 691,023,679 3.70 Industri non-pupuk urea 17,990,927,720 96.30
Total 18,681,951,399 100 Sumber : BPS, 1992 dalam Suryadi (1994)
C. PROSES PRODUKSI PUPUK UREA DI PT. PUPUK KUJANG
Urea pertama kali ditemukan pada tahun 1773 yaitu terdapat didalam
urine. Orang pertama yang berhasil mensintesis urea dari amonia dan asam
sianida adalah Woehler pada tahun 1828 dan penemuan ini dianggap sebagai
penemuan pertama yang berhasil mensintesa zat organik dari zat anorganik.
Proses yang menjadi dasar dari proses pembuatan urea saat ini adalah proses
dehidrasi yang ditemukan oleh Bassarow pada tahun 1870 yang mensintesis
urea dari pemanasan ammonium karbamat.
Bahan baku yang digunakan untuk pembuatan urea adalah gas alam,
air dan udara. Sifat-sifat gas alam biasanya diwakili oleh komponen-
komponen yang terkandung dalam gas alam. Komponen terbesar dalam gas
alam adalah metan (CH4). Tetapi terdapat juga etana, propane, butane,
pentane, karbondioksida, hidrogen dan argon. LHV (Low Heating Value) dari
masing-masing komponen tersebut dapat dilihat pada Tabel 2.11.
Pabrik pupuk urea yang diaudit ini didesain untuk memproduksi 1,725
ton urea prill per hari. Pabrik ini menggunakan teknologi Mitsui Toatsu Total
Recycled C Improved yang memiliki sifat mudah dioperasikan, investasi
pembangunan yang rendah, biaya operasi rendah dan memiliki produk dengan
kualitas tinggi. Proses tersebut dikembangkan oleh Toyo Engineering
Corporation (TEC) Jepang.
Tabel 2.9. Low Heating Value (LHV) untuk komponen yang terkandung dalam gas alam
Komponen LHV (MJ/kg)
CO2 CO Ar
N2
CH4 50.009
C2H6 47.794
C3H8 46.357
i-C4H10 45.613
n-C4H10 45.752
i-C5H12 45.241
n-C5H12 45.357Jumlah 326.123
Sumber : http://ecen.com/eee48/eee48e/carbon_content_n_gas_using_heat_values.htm
(Rabu, 16 Juli 2008)
Secara keseluruhan proses produksi pupuk urea di PT. PUPUK KUJANG
dibagi dalam empat plant yaitu utility plant, ammonia plant, urea plant dan
bagging plant. Keempat plant tersebut satu sama lain saling berkaitan.
Utility plant menyediakan air bersih untuk air minum, perkantoran dan
juga air bebas mineral yang digunakan oleh seluruh dinas sebagai air umpan ketel,
steam yang digunakan untuk menggerakkan turbin, instrument air dan plant air,
cooling water dan listrik dari gas turbin generator.
Ammonia plant menghasilkan ammonia dan karbondioksida untuk dikirim
ke urea plant sebagai bahan baku pembuatan urea. Setelah diproses di urea plant
menjadi urea curah, selanjutnya dikirim ke bagging plant untuk dikantongkan
sebelum di jual ke konsumen. Secara umum proses produksi pupuk urea dapat
dilihat pada Gambar 2.1.
Gambar 2.1. Diagram proses pembuatan pupuk urea (Pratiwi, 2008)
Proses produksi pupuk urea sendiri dibagi dalam beberapa tahapan
proses (seksi) yang dilakukan di PT. PUPUK KUJANG, yaitu seksi sintesa,
seksi dekomposisi/ purifikasi, seksi recovery serta seksi kristalisasi dan
prilling.
1. Seksi Sintesa
Pada seksi ini, urea diproduksi melalui reaksi antara NH3 dan CO2
yang sangat eksotermik membentuk ammonium karbamat. Kemudian
diikuti dehidrasi endotermik ammonium karbamat membentuk urea.
Reaksi yang terjadi dalam reaktor sintesa adalah :
CO2 + 2NH3 NH4CO2NH2 -38.3 kcal/g.mol
NH4CO2NH2 NH2CONH2 + H2O +7.8 kcal/g.mol
Produk yang keluar dari reaktor adalah urea dan ammonium
karbamat. Reaksi tersebut dipengaruhi oleh temperatur, tekanan,
perbandingan ammonia dan karbondioksida, dan jumlah air. Temperatur
yang optimal dalam reaktor adalah 200oC, yaitu temperatur dimana
konversi mendekati kesetimbangan dalam waktu tinggal (residence time)
0.3-1 jam. Sedangkan tekanan optimum dalam reaktor adalah 200 kg/cm2
karena konversi ammonium karbamat menjadi urea hanya terjadi pada fase
cair sehingga kondisi operasi dalam reaksi sintesa ini memiliki tekanan
dan temperatur yang tinggi.
Perbandingan ammonia dan karbondioksida berkisar antara 3.5 - 4.
Kelebihan ammonia akan mempercepat reaksi yang pertama dan
(ammonium karbamat)
(ammonium karbamat) (urea)
mencegah terjadinya reaksi pembentukan biuret. Biuret yang berlebih
tidak dikehendaki karena merupakan racun bagi tanaman.
2NH2COONH2 NH2CONHCONH4 + NH3
Reaksi kedua dari pembentukan urea dipengaruhi oleh jumlah air.
Dengan adanya air, maka urea yang terbentuk dari karbamat akan
berkurang. Sehingga mengurangi konversi pembentukan urea. Secara lebih
jelas, proses pada seksi sintesa dapat dilihat pada Gambar 2.2.
NH4COONH2 NH3 + CO2
NH3
CO2
NH4COONH2 NH2COONH +H2O NH3 dan CO2 NH3 + CO2 NH4COONH2
Larutan recycle
Gambar 2.2. Diagram seksi pembuatan gas sintesa urea (Pratiwi, 2008)
2. Seksi Dekomposisi/Purifikasi
Pada seksi ini terjadi proses pemisahan ammonium karbamat, air,
dan kelebihan ammonia dari larutan urea. Proses ini berlangsung dengan
pemanasan dan tekanan yang diturunkan.
NH4CO2NH2 CO2 + NH3 +42.3 kcal/g.mol
Untuk memisahkan ammonium karbamat dan kelebihan ammonia
dari larutan urea, sebelum dialirkan ke crystallizer dilakukan tiga tahap
(ammonium karbamat)
Seksi
Dekomposisi
/ Purifikasi
Seksi
Sintesa
Seksi
Recovery
Seksi
Kristalisasi
Seksi
Pembutiran
Urea curah ke unit
pengantongan
dekomposisi, yaitu dari tekanan 17.0 kgf/cm2, 2.5 kgf/cm2, sampai tekanan
atmosfir. Dekomposisi ini dilakukan pada suhu 1200C - 1650C.
Proses hidrolisa urea:
NH2CNH2 + H2O CO2 + 2NH3 +28.4 kcal/g.mol
Proses hidrolisa ini akan mengurangi kadar urea didalam larutan
sehingga pada saat proses ini berlangsung harus dikontrol dengan ketat
untuk mengurangi kehilangan produk. Proses ini terjadi pada suhu tinggi,
tekanan rendah dan waktu tinggal (residence time) yang lama. Pada suhu
diatas 900C, urea akan terkonversi menjadi biuret dan ammonia. Secara
lebih jelas, proses pada seksi dekomposisi/purifikasi dapat dilihat pada
Gambar 2.3.
Urea, air, biuret, ammonium karbamat, Gas NH3 dan CO2 ke seksi recovery NH3 sisa dari seksi sintesa
Larutan
urea,
biuret ke
seksi
kristalisasi
Gambar 2.3. Diagram alir seksi dekomposisi/purifikasi (Pratiwi, 2008)
3. Seksi Recovery
Gas-gas ammonia dan karbondioksida yang telah bereaksi setelah
dekomposisi ammonium karbamat dikembalikan ke reaktor sintesis.
Low Pressure
Decomposer
High Pressure
Decomposer Gas Separator
Urea, biuret, gas terlarut dan sisa ammonium karbamat
Urea, biuret, gas terlarut dan
air
Gas sisa dari seksi
recovery untuk
stripping
(urea)
Metoda pengembalian gas-gas yang tidak bereaksi diklasifikasikan
menjadi :
- Memisahkan dan mengembalikannya sebagai gas
- Mengembalikannya sebagai larutan (slurry)
Gambar 2.4. Diagram alir seksi recovery urea (Pratiwi, 2008)
4. Seksi Kristalisasi dan Pembutiran (Prilling)
Larutan urea di seksi purifikasi/dekomposisi dikristalkan secara
vakum dan dipisahkan dengan centrifuge. Setelah itu dikeringkan dengan
udara panas sehingga kadar airnya menjadi 0.3 % berat. Agar kadar biuret
tetap (<0.1% berat), semua larutan induk yang mengandung hampir semua
biuret dikembalikan ke seksi recovery yang berguna sebagai larutan
penyerap ammonia dan karbondioksida tersebut dikembalikan ke reaktor.
Larutan urea (75%) dan biuret dari seksi purifikasi masuk ke
crystallizer untuk dikristalkan dan dihilangkan kadar airnya. Larutan urea
yang telah dikristalkan masuk ke centrifuge untuk dipisahkan antara
larutan urea dengan kristal urea. Larutan urea kemudian masuk ke dalam
mother liquor tank (ML tank). Sedangkan urea dalam bentuk kristal masuk
ke dalam fluidizing dryer untuk dikeringkan yang kemudian masuk ke
cyclone untuk dipisahkan dengan debu (dust). Debu (dust) masuk ke dust
separator sedangkan kristal urea masuk ke melter untuk dilelehkan dengan
uap sebagai pemanas. Kemudian lelehan mengalir melalui distributor-
distributor dan membentuk tetesan-tetesan yang memadat dengan adanya
pendinginan oleh udara dalam prilling tower untuk memperkecil
pembentukan biuret. Waktu tinggal dalam prilling tower diusahakan
sekecil mungkin.
Dalam prilling tower, kadar air dibuat sekecil mungkin agar
diperoleh butiran yang keras. Kemudian butiran tersebut disaring dengan
ayakan trommel untuk memisahkan butiran-butiran yang berukuran lebih
(oversize) dari butiran-butiran yang dikehendaki. Setelah itu butiran yang
dikehendaki disimpan dalam bulk storage.
Gambar 2.5. Diagram alir seksi kristalisasi dan pembutiran (Pratiwi, 2008)
Tahapan proses produksi pupuk urea di atas didukung oleh beberapa
unit penunjang. Unit penunjang yang diperlukan antara lain unit pengolahan
air untuk air umpan ketel, unit pembangkit uap dan unit pembangkit listrik.
Raw water
Air bebas
mineral
Air bersih
Air bersih
1. Unit pengolahan air
Unit pengolahan air bertujuan untuk mengolah air baku menjadi air
bersih. Unit pengolahan air terdiri dari dua proses, yaitu :
a. Pretreatment
Pretreatment bertujuan untuk mengolah air baku menjadi air bersih
dengan pH 7.0 – 7.5 dan kekeruhan maksimum 2.0 ppm. Proses yang
dilakukan pada pretreatment yaitu koagulasi, flokulasi, sedimentasi
dan filtrasi. Secara umum proses pretreatment dapat dilihat pada
diagram alir di bawah ini.
Gambar 2.6. Diagram proses pretreatment (Pratiwi, 2008)
b. Demineralisasi
Demineralisasi bertujuan untuk mengolah air bersih menjadi air
bebas mineral yang akan digunakan sebagai air umpan ketel dengan
cara pertukaran ion. Secara umum proses demineralisasi dapat dilihat
pada diagram berikut :
Gambar 2.7. Diagram proses demineralisasi (Pratiwi, 2008)
2. Unit pembangkit uap
Uap yang digunakan dalam memproduksi pupuk urea dihasilkan
oleh ketel uap. Terdapat tiga jenis ketel uap yaitu ketel uap paket I, ketel
uap paket II dan ketel uap panas buang. Jenis uap yang dihasilkan dari
ketiga jenis ketel uap ini adalah medium steam yang memiliki tekanan 42.2
Premix
tank
Floctreater Tangki
penampungan
air bersih
Sand filter
(pasir 6 biji)
Mix Bed
Polisher
Anion
Exchanger
Cation
Exchanger
Carbon Filter
kg/cm2 dengan suhu 399oC. Selain medium steam dihasilkan juga low
steam yang didapatkan dengan cara memanfaatkan air blow down dari
buangan ketel uap yang masih memiliki suhu tinggi dengan
mengalirkannya ke flush drum sehingga didapatkan tekanan 3.5 kg/cm2
dengan suhu 150oC. Selain melalui flush drum, low steam juga didapatkan
dengan melewatkan medium steam ke let down valve dan juga dari uap
keluaran exhaust turbine.
3. Unit pembangkit listrik
Listrik yang digunakan untuk proses produksi pupuk urea
dihasilkan oleh gas turbin generator yang memiliki kapasitas power 18.350
MVA dengan tegangan 13.6 – 13.8 kV/50 Hz. Selain dari gas turbin
generator terdapat juga cadangan listrik dari PLN sebesar 10 MW, stand
by generator sebanyak dua buah dengan power masing-masing 750 kW,
emergency generator dan UPS (Uninterrupted Power Supply).
D. AUDIT ENERGI
Menurut Malcolm Slesser (1982) dalam Suryadi (1994), audit energi
adalah suatu perhitungan aliran energi dalam sebuah proses produksi, biasanya
agar proses tersebut menjadi ekonomis.
Menurut Wayne C. Turner (1982) , langkah-langkah dalam audit
energi adalah sebagai berikut :
1. Pengumpulan data (Data Gathering)
Teknik pengumpulan data ini meliputi :
a. Teknik analisis pendahuluan
a. Pengumpulan data tetapan-tetapan peralatan, pabrik/mesin, tetapan
pendukung dalam menganalisis aliran energi pada setiap sub sistem
b. Catatan lapangan
c. Pengoperasian data terhadap persamaan yang telah ada
d. Uji coba peralatan/unjuk kerja
2. Teknik analisis (Analytical Techniques)
Tahapan analisis ini meliputi :
a. Menganalisa konsep penambahan biaya untuk tahapan tertentu
bilamana diperlukan
b. Menganalisis kesetimbangan massa dan energi
c. Menganalisis energi yang masuk dan yang keluar pada tiap sub sistem
d. Menganalisis pindah panas
e. Mengevaluasi sifat muatan listrik
f. Membuat model dan simulasi
3. Evaluasi biaya peralatan/perbaikan peralatan
4. Membuat laporan hasil perhitungan konsumsi energi
Tahap ini merupakan langkah akhir dalam perumusan audit energi
yang meliputi :
a. Laporan utama, merupakan hasil keseluruhan dari proses audit (mulai
dari bahan baku sampai barang jadi siap dipasarkan
b. Laporan biasa, merupakan data hasil perhitungan harian dan belum
dijadikan hasil audit yang baku
c. Laporan efektivitas pengelolaan peralatan auditing maupun peralatan
pabrik
d. Laporan tinjauan (review) tiap tahapan proses.
Sedangkan menurut tim KONEBA (1989), metode audit energi yang
dilakukan di PT. Pupuk Kalimantan Timur terdiri dari dua tahap, yaitu :
1. Tahap pendahuluan (Preliminary Energy Audit)
Pemeriksaan pendahuluan adalah pengumpulan data awal dan
analisa pendahuluan, yang terdiri dari :
a. Pengelompokan sumber data (Organize Resources)
b. Mengidentifikasi data-data yang diperlukan (Identify Data
Requirements)
c. Pengumpulan data (Collect Data)
d. Analisa data (Analize Data)
e. Membuat rencana pengembangan (Develop Action Plan)
2. Pemeriksaan Menyeluruh (Detailed Energy Audit)
Pemeriksaan energi secara umum/menyeluruh adalah melakukan
penjajagan (surveying) terhadap peralatan yang dipakai di suatu pabrik dan
melakukan analisa, baik terhadap alat yang tetap digunakan secara
kontinyu maupun alat yang bersifat tidak tetap.
Tahapan pada pemeriksaan energi secara menyeluruh ini meliputi :
a. Evaluasi pengelolaan energi harian (Review the energy management
program to date)
b. Pemeriksaan energi pendahuluan (Conduct a preliminary energy audit)
c. Rencana pengembangan aktivitas pabrik (Develop action plan)
d. Pemilihan bagian yang akan diaudit (Select scope of the detailed
energy audit)
e. Persiapan kelengkapan kerja (Complete preparatory work)
f. Pemeriksaan dan pencatatan data lapangan (Carry out detailed audit
field work)
g. Evaluasi data yang telah dikumpulkan (Evaluate collected data)
h. Mengidentifikasi peluang untuk melakukan konservasi (Identify
conservation opportunities)
i. Rencana pengembangan aktivitas peralatan (Develop action plan for
implementation)
j. Pengawasan penggunaan energi secara kontinyu (Continue to
monitoring energy use)
k. Penyempurnaan pengelolaan energi secara menyeluruh (Refine overall
energy management program)
III. METODOLOGI PENELITIAN
Dalam pengamatan awal dilihat tiap seksi atau tahapan proses dengan
memperhatikan kondisi produksi pada saat dilakukan audit energi. Dari
kondisi produksi tersebut selanjutnya ditentukan batasan sistem yang diaudit
serta didapatkan pola produksi riil. Dari pola produksi tersebut data dianalisis
dalam bentuk grafik untuk menentukan metoda pengambilan data, yaitu waktu
pengambilan data dan frekuensi pengambilan data.
A. WAKTU DAN TEMPAT
Penelitian dilaksanakan dalam kurun waktu Maret 2009 sampai dengan
Mei 2009. Tempat pelaksanaan penelitian adalah di PT. PUPUK KUJANG
1A, PERSERO di bagian Process Engineering.
B. BATASAN SISTEM
Kegiatan audit energi ini dilakukan di tiga unit, yaitu unit penyediaan
sarana penunjang (utility), unit proses produksi pupuk urea dan unit utilitas
pendukung proses produksi pupuk urea. Batasan masing-masing unit tersebut
dijelaskan sebagai berikut :
1. Unit penyediaan sarana penunjang (utility)
Unit penyediaan sarana penunjang produksi (utility) ini dianggap
sebagai suatu kesatuan sistem. Untuk memudahkan dalam kegiatan audit
dan menghindari kesalahpahaman terhadap hasil yang disajikan, sistem ini
dibagi menjadi empat sub sistem. Sub sistem tersebut antara lain gas turbin
generator HITACHI (2006-J), ketel uap panas buang (2003-U) dan ketel
uap paket I dan II (2007-U dan 2007-UA).
a. Sub sistem gas turbin generator HITACHI (2006-J)
Gas turbin generator HITACHI (2006-J) berfungsi sebagai unit
penyediaan tenaga listrik untuk seluruh pabrik (plant), perumahan dan
perkantoran.
b. Sub sistem ketel uap panas buang (2003-U)
Ketel uap panas buang (2003-U) berfungsi sebagai pembangkit
uap dengan memanfaatkan gas buang dari gas turbin generator untuk
pembakaran.
c. Sub sistem ketel uap paket I dan II (2007-U dan 2007-UA)
Ketel uap paket I dan II (2007-U dan 2007-UA) berfungsi
sebagai pembangkit uap dengan masukan gas alam dan udara sebagai
bahan bakar.
2. Unit proses pembuatan pupuk urea
Seperti halnya pada unit penyediaan sarana penunjang produksi
(utility), unit proses pembuatan pupuk urea juga dianggap sebagai suatu
kesatuan sistem. Untuk memudahkan dalam kegiatan audit dan
menghindari kesalahpahaman terhadap hasil yang disajikan, sistem ini
dibagi menjadi empat sub sistem. Sub sistem tersebut antara lain seksi
sintesa, seksi dekomposisi/purifikasi, seksi recovery dan seksi kristalisasi
dan prilling.
a. Sub sistem seksi sintesa
Komponen utama pada seksi sintesa adalah reaktor sintesa (U-
DC101). Sedangkan komponen lainnya adalah pompa, kompresor dan
alat penukar panas (heat exchanger).
Gambar 3.1. Aliran proses dan definisi sub sistem sintesa
b. Sub sistem seksi dekomposisi/purifikasi
Peralatan pada sub sistem ini antara lain high pressure
decomposer (U-DA201), low pressure decomposer (U-DA202), dan
gas separator (U-DA203).
U-DC101
Ke unit
purifikasi
U-EA102
U-EA101
U-FA401
U-GA101A-D
U-GA404A,B
U-GA102A,B
U-GA402A,B
Larutan
recycle
U-GB101A,B
U-GB102
CO2 dari pabrik
ammonia
Udara
pasivasi
Batas sub sistem
Gambar 3.2. Aliran proses dan definisi sub sistem dekomposisi/purifikasi
c. Sub sistem seksi recovery
Peralatan pada sub sistem ini antara lain low pressure absorber
(U-EA402), off gas absorber (U-DA402), high pressure absorber
cooler (U-EA401), high pressure absorber (U-DA401), ammonia
recovery absorber (U-EA405), dan ammonia reservoir (U-FA401).
Batas sub sistem
Gambar 3.3. Aliran proses dan definisi sub sistem recovery
Ke U-DA202
Dari U-GA203A,B
Ke U-GB401
Dari U-DA202
Ke U-DC101
dari/ke U-GA201A,B
Dari U-DA205
Dari U-DA201
Ke U-FA401
Steam
condensate
Steam condensate
U-EA402
U-DA402
U-EA407
U-EA408U-FA403
U-EA406
U-EA401
U-DA401
U-EA405
U-GA403A,B
U-GA407A,B
U-GA402A,B
U-GA408A,B
U-GA401A,B
U-GA406A,B
U-GA405A,B
cw cw
cw
cw
cw
cw cw
cw
d. Sub sistem seksi kristalisasi dan prilling
Peralatan pada seksi kristalisasi dan prilling antara lain
crystallizer (U-FA201), mother liquor tank (U-FA203), fluidizing
dryer (U-FF301), dan prilling tower (U-IA301).
Gambar 3.4. Aliran proses dan definisi sub sistem kristalisasi
Batas sub sistem
Gambar 3.5. Aliran proses dan definisi sub sistem prilling
Ke U-FA303
Ke pengantongan
steam
condensat
steam
steam
Ke U-FA203
udara
udara
Dari U-GF201A-E
U-GB303
U-FD303
U-FD304
U-GB302
U-GA302A,B
U-PF303
U-FD305
U-PF302
U-GB304A-
U-EA301
U-JD301A,B
U-FC301
U-FF301
U-EC301
U-GB301
U-FA301
U-PF301A-L
U IA301
3. Unit utilitas pendukung proses produksi pupuk urea
Seperti halnya unit sarana penunjang (utility) dan unit proses
produksi, unit utilitas pendukung proses produksi pupuk urea di urea plant
dianggap sebagai suatu kesatuan sistem. Untuk memudahkan dalam
kegiatan audit dan menghindari terjadinya kesalahpahaman dalam
pembahasan, sistem ini dibagi menjadi tiga sub sistem. Sub sistem tersebut
antara lain penyediaan uap dan kondensat uap, penyediaan air panas (hot
water tank (U-FA703)) dan penyediaan air pendingin.
a. Sub sistem penyediaan uap dan kondensat uap
Peralatan pada sub sistem ini antara lain desuperheater I (U-
BF701), desuperheater II (U-BF702), flash drum (U-FA701), steam
condensate tank (U-FA702), dan condensate cooler (U-EA701).
b. Sub sistem penyediaan air panas (hot water tank (U-FA703))
c. Sub sistem penyediaan air pendingin
Peralatan pada sub sistem ini antara lain cooling tower for urea
process part (U-EF601) dan cooling tower for crystallizer part (U-
EF601)
C. PARAMETER PENGUKURAN
Parameter yang diukur dalam penelitian ini adalah :
1. Penggunaan energi listrik
Data yang digunakan meliputi jenis alat, jumlah alat, lama
penggunaan alat, daya tegangan, dan arus listrik yang terpasang dan
terukur dan jumlah produksi pupuk urea.
2. Penggunaan energi uap
Data yang digunakan meliputi konsumsi uap, nilai kalor uap, dan
jumlah produksi pupuk urea.
3. Penggunaan energi bahan bakar gas alam
Data yang digunakan meliputi konsumsi gas alam, nilai low
heating valuedari masing-masing komponen yang terkandung dalam gas
alam dan jumlah produksi pupuk urea.
4. Penggunaan energi manusia
Data yang digunakan meliputi jumlah tenaga kerja pada tiap
tahapan produksi, jumlah jam kerja, jumlah produksi pupuk urea, dan nilai
metabolisme manusia.
5. Efisiensi penggunaan energi
Data yang digunakan dalam menentukan efisiensi penggunaan
energi adalah energi input, energi berguna, kapasitas terukur dan kapasitas
terpasang.
D. METODE PENGAMBILAN DATA
Metode audit energi yang dilakukan di PT. PUPUK KUJANG 1A
mengacu pada metode audit energi yang dilakukan oleh tim KONEBA di
PT. Pupuk Kalimantan Timur (1989). Sehingga, audit energi ini terdiri dari
dua tahap, yaitu :
1. Tahap pendahuluan (preliminary energi audit)
Pada tahap ini dilakukan pengelompokkan sumber data yang
diperlukan seperti kondisi dan pola produksi dan mengidentifikasi data-
data tersebut. Setelah itu dilakukan analisis data untuk menentukan metode
pengambilan data dalam satu bulan, satu minggu dan satu hari dengan tiga
kali ulangan. Sehingga, data tersebut dapat dievaluasi pada tahap
pemeriksaan menyeluruh (detailed energy audit).
2. Pemeriksaan menyeluruh (detailed energy audit)
Setelah ditentukan metode pengambilan data yaitu data diambil
setiap dua jam sekali selama 24 jam selama bulan Maret 2009, selanjutnya
dilakukan pemeriksaan menyeluruh dengan melakukan penjajagan
(surveying) terhadap peralatan yang dipakai di suatu pabrik dan melakukan
analisa, baik terhadap alat yang tetap digunakan secara kontinyu maupun
alat yang bersifat tidak tetap.
Tahapan selanjutnya dari pemeriksaan menyeluruh ini adalah
melakukan pemeriksaan dan pencatatan atau pengambilan data.
Pengambilan data untuk audit energi ini dilakukan dengan 2 (dua) cara,
yaitu :
1. Pengumpulan data primer
Waktu pengumpulan data primer ditentukan setelah dilakukan
preliminary energy audit. Sedangkan pengambilan data dilakukan
dengan tiga kali ulangan. Data-data yang diambil yaitu pada data
peralatan yang menggunakan energi listrik, turbin uap, ketel uap, gas
turbin generatot dan data pada proses produksi. Data-data tersebut
dijelaskan sebagai berikut :
a. Pengamatan dan pengukuran pada peralatan yang menggunakan
listrik. Data yang diambil adalah kuat arus listrik terukur pada
setiap alat/mesin.
b. Pengamatan dan pengukuran pada turbin uap. Data yang diambil
pada turbin uap adalah tekanan uap dan suhu uap.
c. Pengamatan dan pengukuran pada tiga jenis ketel uap, yaitu ketel
uap paket I (2007-U), ketel uap paket II (2007-UA) dan ketel uap
panas buang (2003-U). Data yang diambil pada ketel uap adalah
suhu uap, tekanan uap, suhu air umpan, laju alir massa air umpan,
laju alir massa gas alam, suhu gas buang masuk economizer, suhu
gas buang keluar economizer. Alat yang digunakan adalah alat
yang terpasang pada ruang pengendali (control room).
d. Pengamatan dan pengukuran pada gas turbin generator HITACHI
(2006-J). Data yang diambil yaitu tegangan dan arus terukur. Alat
yang digunakan adalah alat yang terpasang pada ruang pengendali
(control room).
e. Pengamatan dan pengukuran pada proses produksi pupuk urea
berupa data tekanan, temperatur, laju alir massa, jumlah produksi
urea, konsumsi uap air, ammonia dan air pengumpan ketel.
2. Pengumpulan data sekunder
Data sekunder merupakan data penunjang lainnya yang diperoleh
dari bagian Process Engineering termasuk data yang tidak dapat diukur di
ruang pengendali (control room) seperti data mengenai komposisi gas
alam yang diterima oleh PT. PUPUK KUJANG 1A.
E. BAHAN DAN ALAT
Objek yang diaudit pada penelitian ini antara lain gas turbin generator
HITACHI (2006-J), ketel uap panas buang (2003-U), ketel uap paket I dan II
(2007-U dan 2007-UA), turbin, pompa, kompresor dan motor listrik.
Sedangkan alat ukur yang digunakan dalam kegiatan audit ini adalah semua
alat ukur sensor yang terpasang di ruang pengendali (control room) dan alat
ukur yang terpasang di lapangan.
Bahan yang digunakan dalam kegiatan audit ini adalah gas alam, air
dan udara.
F. PENGOLAHAN DATA DAN ANALISIS
Audit energi yang dilakukan pada proses produksi pupuk urea ini
dilakukan pada setiap tahap yang telah ditentukan. Semua perhitungan akhir
energi dikonversikan ke dalam satuan energi yang sama yaitu kJ/kg urea.
1. Energi listrik
Kebutuhan energi listrik dalam proses produksi pupuk urea dapat
dihitung dengan persamaan berikut :
El = (P * t * η) / Q (3.1)
P = v * I * cos θ * √3 (3.2)
Dimana :
El = Energi listrik yang digunakan untuk memproduksi tiap kg pupuk
urea (MJ/kg)
P = Daya motor/mesin terukur (kW)
t = Waktu (jam)
η = Efisiensi alat (%)
Q = Jumlah produksi pupuk urea (kg)
v = Tegangan (volt)
I = Arus (ampere)
cos θ = Faktor daya
2. Energi uap
Kebutuhan energi uap dalam proses produksi pupuk urea dapat
dihitung dengan persamaan berikut :
Es = ms * h (3.3)
Dimana :
Es = Energi uap (kJ/jam)
ms = Laju aliran massa uap (kg/jam)
h = Entalpi uap pada tekanan dan suhu tertentu (kJ/kg)
3. Energi bahan bakar gas alam
Energi bahan bakar gas alam dalam proses produksi pupuk urea
dapat dihitung dengan persamaan berikut :
ENG = mNG * LHV (3.4)
Dimana :
ENG = Energi gas alam (kJ/jam)
mNG = Laju aliran massa gas alam (lb/jam)
LHV = Low Heating Value gas alam (kJ/lb)
Pada perhitungan energi bahan bakar gas alam, satuan yang
digunakan untuk laju aliran massa adalah lb/jam dikarenakan nilai LHV
yang diperoleh memiliki satuan kJ/lb.
4. Energi air umpan ketel
Kebutuhan energi air umpan ketel dalam proses produksi pupuk
urea dapat dihitung dengan persamaan berikut :
Eair = mair * Cpa dT (3.5)
Dimana :
Eair = Energi air umpan ketel (kJ/jam)
mair = Laju aliran massa air umpan ketel (kg/jam)
Cpa = Panas jenis air umpan ketel (kJ/kg.mol)
T1 = Suhu reference (298 K)
T2 = Suhu air umpan ketel (K)
Nilai panas jenis air umpan ketel merupakan fungsi integral
terhadap suhu. Nilai Cp dapat dihitung dengan menggunakan tabel Heat
Capacity for Inorganic Compounds and Elements.
5. Energi oksigen yang terkandung dalam udara
Kebutuhan energi oksigen yang terkandung dalam udara pada
proses produksi pupuk urea dapat dihitung dengan persamaan berikut :
Eudara = mudara * Cpu dT (3.6)
Dimana :
Eudara = Energi udara (kJ/jam)
mudara = Laju aliran massa oksigen yang terkandung dalam udara secara
teoritis (kg.mol/jam)
Cpu = Panas jenis udara (kJ/kg.mol)
T1 = Suhu reference (298 K)
T2 = Suhu udara (K)
Nilai panas jenis udara merupakan fungsi integral terhadap suhu.
Nilai Cp dapat dihitung dengan menggunakan tabel Heat Capacity for
Inorganic Compounds and Elements.
6. Energi manusia
Kebutuhan energi manusia dalam proses produksi pupuk urea
dapat dihitung dengan persamaan berikut :
Emanusia = (n x T x Cmanusia)/Npupuk urea (3.7)
Dimana :
Emanusia = Energi manusia (kJ/jam)
n = Jumlah pekerja per hari
T = Jam kerja per hari (jam)
C = Metabolisme dasar manusia (laki-laki = 4.27 kJ/menit
atau 256.2 kJ/jam)
Npupuk urea = Jumlah produksi pupuk urea per hari (kg/hari)
7. Efisiensi penggunaan energi
Efisiensi penggunaan energi dalam proses produksi pupuk urea
adalah sebagai berikut :
a. Efisiensi riil
Efisiensi riil yaitu perbandingan antara jumlah energi berguna
dengan jumlah energi input. Efisiensi riil dapat dihitung dengan
persamaan sebagai berikut :
η riil = Eberguna / Ein x 100% (3.8)
Dimana :
η riil = Efisiensi riil (%)
Eberguna = Energi berguna (kJ/jam)
Ein = Energi input (kJ/jam)
b. Efisiensi teknis
Efisiensi teknis yaitu perbandingan efisiensi terukur (ηriil)
dengan efisiensi alat/mesin terpasang. Efisiensi teknis dapat dihitung
dengan persamaan sebagai berikut :
ηteknis = ηriil /ηmenurut spesifikasi x 100% (3.9)
Dimana :
ηteknis = Efisiensi teknis (%)
ηmenurut spesifikasi = Efisiensi alat/mesin menurut spesifikasi (%)
ηriil = Efisiensi riil (%)
Setelah didapatkan parameter pengukuran yang dibutuhkan,
selanjutnya dilakukan analisis terhadap hasil perhitungan yang diperoleh.
Metode analisis yang akan digunakan pada penelitian ini mengacu pada
metode audit menurut Wayne C. Turner (1982) dengan tahapan analisis
kesetimbangan massa dan energi, analisis energi yang masuk dan yang keluar
pada tiap sub sistem dan analisis pindah panas.
Kesetimbangan massa dan energi sangat penting dalam sebuah proses
di industri. Kesetimbangan massa adalah aspek penting sebagai pengontrol
proses terutama untuk mengontrol produk yang dihasilkan. Kesetimbangan
massa dan energi didefinisikan sebagai suatu keadaan dimana massa dan
energi pada saat masuk proses dan keluar proses adalah sama. Secara lebih
jelas konsep kesetimbangan massa dan energi dapat dilihat pada Gambar 3.6.
Gambar 3.6. Kesetimbangan massa dan energi ([email protected])
Dari Gambar 3.6. di atas dapat dituliskan rumus kesetimbangan massa
dan energi sebagai berikut :
Massa masuk = massa keluar + massa tersimpan (3.10)
Bahan baku masuk = produk + limbah + material tersimpan (3.11)
ΣmR = Σ mP + ΣmW + ΣmS (3.12)
(dimana Σ (sigma) menunjukan jumlah semua kondisi).
ΣmR = mR1 + mR2 + mR3 = Total bahan baku. (3.13)
ΣmP = mP1 + mP2 + mP3 = Total produk. (3.14)
Σmw = mW1 + mW2 + mW3 = Total limbah. (3.15)
Σms = mS1 + mS2 + mS3 = Total produk tersimpan. (3.16)
Jika tidak ada perubahan kimia selama proses, hukum kesetimbangan
massa dapat digunakan untuk masing-masing komponen, sehingga untuk
komponen A :
mA pada material yang masuk = mA pada material yang keluar + mA
yang tersimpan di dalam proses.
(3.17)
Tetapi jika terjadi perubahan kimia selama proses, maka sebagian
massa akan hilang karena reaksi kimia. Sehingga rumus untuk menghitung
kesetimbangan massa menjadi :
mAR = mAP + mAW + mAS+ mAU (3.18)
dimana mAU adalah massa yang hilang yang tidak diketahui dan harus
diidentifikasi.
Seperti halnya massa, energi dalam suatu proses juga harus dihitung.
Energi yang masuk dalam suatu proses harus sama dengan energi yang keluar.
Energi masuk = Energi keluar + Energi tersimpan (3.19)
ΣER = Σ EP +ΣEW +ΣEL + ΣES (3.20)
Dimana :
ΣER = ER1 + ER2 + ER3 + ……. = Total energi masuk
ΣEP = EP1 + EP2 + EP3 + ……. = Total energi yang keluar bersama produk
ΣEW = EW1 +EW2 + EW3 + …… = Total energi yang keluar bersama limbah
ΣEL = EL1 + EL2 + EL3 + …….. = Total energi yang hilang ke lingkungan
ΣES = ES1 + ES2 + ES3 + …….. = Total energi tersimpan
Kesetimbangan energi lebih rumit untuk dihitung karena bentuk dari
energi itu sendiri yang dapat dikonversikan ke bentuk lainnya seperti energi
mekanik yang dikonversi menjadi energi panas. Tetapi jumlah secara
keseluruhan haruslah seimbang.
Dengan analisis tersebut diharapkan dapat diketahui aliran energi dari
tiap sub sistem pada proses produksi pupuk urea. Sehingga dapat diketahui
efisiensi penggunaan energi dan mendapatkan cara terbaik penghematan
energi pada proses produksi pupuk urea.
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
A. UNIT PENYEDIAAN SARANA PENUNJANG (UTILITY)
1. GAS TURBIN GENERATOR (2006-J)
Dari hasil perhitungan, ternyata pada gas turbin generator ini
terjadi kehilangan panas yang cukup besar, yaitu sebesar 101,119.60 x 103
MJ selama bulan Maret 2009. Sebesar 91,825.60 x 103 merupakan panas
gas buang hasil pembakaran di combustion chamber. Dalam perhitungan,
panas ini dianggap sebagai panas yang hilang padahal dalam kenyataannya
panas tersebut dimanfaatkan oleh ketel uap panas buang untuk
pembakaran. Sedangkan sebesar 9,294 x 103 MJ merupakan panas yang
hilang karena konduksi, konveksi dan radiasi yang terjadi selama proses
penyediaan listrik. Sementara itu dari hasil audit energi (Tabel 4.1.),
terlihat bahwa efisiensi gas turbin generator rata-rata pada selama bulan
Maret 2009 adalah sebesar 16.12%.
Tabel 4.1. Neraca energi pada sub sistem gas turbin generator HITACHI (2006-J) (x103 MJoule)
Tanggal Energi Input Total input Energi Output Total output Efisiensi
Gas alam Udara Listrik Flue gas lain-lain
1 4,134.69 1.52 4,136.21 672.48 3,140.30 323.43 4,136.21 16.26%
2 4,139.04 36.46 4,175.50 658.08 3,135.02 382.40 4,175.50 15.76%
3 4,130.91 36.76 4,167.68 645.12 3,165.34 357.21 4,167.68 15.48%
4 4,143.59 37.09 4,180.69 668.88 3,187.44 324.36 4,180.69 16.00%
5 4,155.37 37.06 4,192.43 717.84 3,186.98 287.61 4,192.43 17.12%
6 4,153.74 37.54 4,191.28 708.48 3,227.53 255.27 4,191.28 16.90%
7 4,438.70 39.65 4,478.35 687.60 3,411.62 379.13 4,478.35 15.35%
8 4,459.26 40.26 4,499.52 682.56 3,462.77 354.19 4,499.52 15.17%
9 4,488.01 40.22 4,528.23 689.76 3,459.73 378.73 4,528.23 15.23%
10 - - - - - - - -
11 - - - - - - - -
12 - - - - - - - -
13 4,424.10 39.47 4,463.58 708.48 3,397.74 357.36 4,463.58 15.87%
14 4,314.34 38.52 4,352.86 691.92 3,313.52 347.41 4,352.86 15.90%
15 4,375.46 39.31 4,414.77 680.40 3,378.89 355.47 4,414.77 15.41%
16 4,255.76 38.08 4,293.84 707.76 3,273.77 312.31 4,293.84 16.48%
17 4,215.49 37.80 4,253.29 715.68 3,248.73 288.88 4,253.29 16.83%
18 4,256.80 37.99 4,294.79 704.88 3,266.02 323.90 4,294.79 16.41%
19 4,112.27 36.82 4,149.10 703.44 3,167.31 278.34 4,149.10 16.95%
20 4,165.48 37.57 4,203.05 701.28 3,225.55 276.22 4,203.05 16.69%
Lanjutan Tabel 4.1. Neraca energi pada sub sistem gas turbin generator HITACHI (2006-J) (x103 MJoule)
Tanggal Energi Input Total input Energi Output Total output Efisiensi
Gas alam Udara Listrik Flue gas lain-lain
21 4,233.80 37.92 4,271.73 683.28 3,259.19 329.26 4,271.73 16.00%
22 4,232.64 37.86 4,270.50 680.40 3,254.63 335.48 4,270.50 15.93%
23 4,228.15 37.97 4,266.11 701.28 3,263.52 301.32 4,266.11 16.44%
24 4,203.40 37.59 4,240.98 699.84 3,230.45 310.69 4,240.98 16.50%
25 4,215.83 37.63 4,253.45 691.20 3,233.88 328.37 4,253.45 16.25%
26 4,121.48 36.82 4,158.30 691.20 3,165.54 301.57 4,158.30 16.62%
27 4,096.67 36.54 4,133.21 712.80 3,142.85 277.56 4,133.21 17.25%
28 4,447.15 39.59 4,486.74 689.76 3,403.46 393.51 4,486.74 15.37%
29 4,471.15 40.03 4,511.17 684.00 3,437.05 390.12 4,511.17 15.16%
30 4,452.97 39.50 4,492.47 714.96 3,393.25 384.26 4,492.47 15.91%
31 4,432.20 39.50 4,471.70 718.56 3,393.50 359.64 4,471.70 16.07%
Jumlah 119,498.44 1,033.08 120,531.52 19,411.92 91,825.60 9,294.00 120,531.52 16.12% Keterangan : (-) tidak diperoleh data komposisi gas alam. Sehingga tidak dapat dihitung
energi gas alam, dan efisiensinya.
Siklus kerja gas turbin generator yang beroperasi di PT. PUPUK
KUJANG 1A termasuk ke dalam jenis siklus terbuka. Siklus ini bekerja
berdasarkan siklus Brayton. Siklus Brayton pertama kali digagas oleh
George Brayton untuk digunakan pada mesin berbahan bakar minyak tipe
reciprocating yang dia kembangkan sekitar tahun 1870.
Menurut Reay dalam Suryadi (1994), digunakannya turbin gas
dalam industri karena ketahanannya untuk dioperasikan secara terus
menerus dalam jangka waktu yang lama, walaupun efisiensinya hanya
sekitar 20%. Dari hasil penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh
Suryadi (1994) diperoleh efisiensi gas turbin generator sebesar 23.72%.
Sedangkan dari hasil penelitian yang dilakukan oleh Razi (1996) di PUSRI
I-B diperoleh efisiensi gas turbin generator sebesar 19.50%. Terjadinya
perbedaan nilai efisiensi gas turbin generator saat ini dengan hasil
perhitungan Suryadi dikarenakan adanya perbedaan komposisi gas alam
yang diterima pada saat ini dengan tahun 1994 dan juga karena adanya
perbedaan metodologi penelitian yang digunakan.
Tetapi jika dibandingkan antara hasil penelitian Suryadi dengan
Razi terlihat bahwa gas turbin generator yang beroperasi di PT. PUPUK
KUJANG 1A memiliki efisiensi yang lebih baik dibandingkan dengan gas
turbin generator yang beroperasi di PUSRI 1B. Sedangkan kebutuhan
energi gas alam dan jumlah energi listrik yang dihasilkan oleh gas turbin
generator seperti yang terlihat pada Tabel 4.1. dapat disajikan dalam
bentuk grafik yang terlihat pada Gambar 4.1.
Gambar 4.1. Hubungan konsumsi bahan baku dan produksi listrik
terhadap tanggal pengamatan.
2. KETEL UAP PANAS BUANG (2003-U)
Dari hasil perhitungan audit pada sub sistem ketel uap panas buang
(2003-J) didapatkan nilai efisiensi rata-rata selama bulan maret yaitu
sebesar 87.52% dengan kehilangan panas sebesar 26.60 x 103 MJ/jam.
Dengan nilai efisiensi tersebut maka dapat dikatakan ketel uap panas
buang masih bekerja dengan baik. Secara lebih jelas, neraca energi pada
sub sistem ketel uap panas buang dapat dilihat pada Tabel 4.2. berikut.
0.00500.00
1,000.001,500.002,000.002,500.003,000.003,500.004,000.004,500.005,000.00
1 2 3 4 5 6 7 8 9
Ene
rgi (
.103
MJo
ule)
Tanggal (Maret 2009)
Gas alam
Listrik
Tabel 4.2. Neraca energi pada sub sistem ketel uap panas buang (2003-U) (x 103 MJ/jam)
Tanggal Energi input Total
energi input
Energi output Total energi output
Efisiensi (%) Gas
alam
Gas buang
dari GTG
Air umpan ketel
Steam Panas hilang
1 66.99 130.85 10.30 208.13 191.60 16.53 208.13 92.062 68.39 130.63 9.96 208.98 182.96 26.02 208.98 87.55 3 60.02 131.89 9.91 201.82 182.32 19.51 201.82 90.33 4 48.76 132.81 9.39 190.95 178.14 12.82 190.95 93.295 78.75 130.85 10.60 220.19 196.23 23.96 220.19 89.12 6 81.04 134.48 10.64 226.16 194.18 31.99 226.16 85.86 7 64.03 142.15 10.63 216.80 196.44 20.37 216.80 90.61 8 69.31 144.28 10.37 223.96 191.62 32.34 223.96 85.56 9 68.29 144.16 10.73 223.17 195.56 27.61 223.17 87.63 10 - - - - - - - - 11 - - - - - - - - 12 - - - - - - - - 13 67.60 141.57 9.83 219.00 180.73 38.27 219.00 82.53 14 61.79 138.06 9.65 209.51 177.47 32.04 209.51 84.71 15 74.06 140.79 10.35 225.20 193.62 31.58 225.20 85.98 16 52.11 136.41 9.57 198.09 180.10 17.99 198.09 90.92 17 85.50 135.36 10.90 231.77 200.72 31.05 231.77 86.60 18 71.16 136.08 10.25 217.50 190.35 27.14 217.50 87.52 19 76.92 131.97 10.56 219.45 193.95 25.50 219.45 88.38 20 60.56 134.40 9.80 204.75 182.42 22.33 204.75 89.09 21 65.94 135.80 9.81 211.56 182.32 29.24 211.56 86.18 22 77.93 135.61 10.51 224.05 193.24 30.82 224.05 86.2523 70.52 135.98 9.96 216.46 187.53 28.93 216.46 86.63 24 59.19 134.60 9.50 203.29 175.90 27.40 203.29 86.52 25 56.29 134.75 9.42 200.46 175.85 24.61 200.46 87.7226 61.38 131.90 9.68 202.96 179.36 23.60 202.96 88.37 27 59.48 130.95 9.65 200.08 178.66 21.42 200.08 89.29 28 55.11 141.81 9.45 206.37 178.39 27.98 206.37 86.44 29 63.39 143.21 9.80 216.39 181.98 34.41 216.39 84.10 30 58.40 141.39 9.57 209.35 176.21 33.14 209.35 84.17 31 53.72 141.40 9.47 204.58 178.42 26.16 204.58 87.21
Rata-rata 65.59 136.58 10.01 212.18 185.58 26.60 212.18 87.52 Keterangan : (-) tidak diperoleh data komposisi gas alam. Sehingga tidak dapat dihitung
energi gas alam, dan efisiensinya.
Kebutuhan gas alam, gas buang dari gas turbin generator dan
jumlah uap yang dihasilkan pada ketel uap panas buang dari tanggal 1
Maret hingga 9 Maret jika ditampilkan dalam bentuk grafik dapat dilihat
pada Gambar 4.2. berikut.
Gambar 4.2. Hubungan konsumsi gas alam dan gas buang dari gas turbin
generator dengan jumlah uap yang dihasilkan ketel uap panas buang dari tanggal 1 Maret hingga 9 Maret 2009
3. KETEL UAP PAKET I (2007-U)
Dari hasil perhitungan audit energi, ketel uap paket I (2007-U)
didapatkan nilai efisiensi rata-rata pada bulan Maret sebesar 89.92%
dengan rata-rata kehilangan panas sebesar 16.19 x 103 MJ/jam. Secara
lebih rinci, hasil perhitungan audit energi dapat dilihat pada Tabel 4.3.
0.00
50.00
100.00
150.00
200.00
250.00
1 2 3 4 5 6 7 8 9
Ene
rgi (
.103
MJ/
jam
)
Tanggal (Maret 2009)
Gas alam
Gas buang dari GTG
Steam
Tabel 4.3. Neraca energi pada sub sistem ketel uap paket I (2007-U) (x 103 MJ/jam)
Tanggal
Energi Input Total energi input
Energi Output Total energi output
Efisiensi (%) Gas
alam Udara Air
umpan ketel
Steam Panas hilang
1 148.49 1.31 8.45 158.26 140.17 18.08 158.26 88.57 2 145.97 1.29 8.53 155.78 140.40 15.38 155.78 90.13 3 144.13 1.28 8.39 153.81 139.10 14.71 153.81 90.44 4 146.02 1.31 8.43 155.75 140.36 15.39 155.75 90.12 5 146.03 1.30 8.46 155.79 140.31 15.48 155.79 90.07 6 147.40 1.33 8.39 157.11 139.79 17.33 157.11 88.97 7 145.91 1.30 8.40 155.62 140.17 15.44 155.62 90.08 8 145.68 1.32 8.45 155.44 140.23 15.21 155.44 90.22 9 146.92 1.32 8.34 156.57 137.24 19.33 156.57 87.65 10 - - - - - - - - 11 - - - - - - - - 12 - - - - - - - - 13 162.37 1.45 9.35 173.17 153.62 19.56 173.17 88.71 14 163.40 1.46 9.36 174.23 156.99 17.23 174.23 90.11 15 161.30 1.45 9.26 172.01 153.37 18.64 172.01 89.16 16 154.93 1.39 9.09 165.41 150.11 15.30 165.41 90.75 17 145.60 1.31 8.63 155.54 140.42 15.12 155.54 90.28 18 145.44 1.30 8.37 155.11 141.05 14.06 155.11 90.94 19 144.59 1.29 8.47 154.35 139.73 14.61 154.35 90.53 20 148.65 1.34 8.58 158.56 143.48 15.08 158.56 90.49 21 145.00 1.30 8.43 154.73 140.49 14.24 154.73 90.80 22 146.46 1.31 8.42 156.19 138.85 17.35 156.19 88.89 23 146.61 1.32 8.64 156.57 142.62 13.95 156.57 91.09 24 148.54 1.33 8.71 158.58 142.59 15.99 158.58 89.92 25 148.67 1.33 8.57 158.57 141.66 16.90 158.57 89.34 26 148.25 1.32 8.50 158.08 142.06 16.02 158.08 89.86 27 147.73 1.32 8.56 157.61 141.44 16.17 157.61 89.74 28 148.32 1.32 8.55 158.19 141.33 16.86 158.19 89.34 29 150.06 1.34 8.59 159.99 142.81 17.19 159.99 89.26 30 149.76 1.33 8.54 159.63 143.06 16.57 159.63 89.62 31 149.69 1.33 8.56 159.59 143.57 16.01 159.59 89.97
Rata-rata 149.00 1.33 8.61 158.94 142.75 16.19 158.94 89.82 Keterangan : (-) tidak diperoleh data komposisi gas alam. Sehingga tidak dapat dihitung
energi gas alam, dan efisiensinya.
Dari tabel diatas dapat dilihat bahwa ketel uap beroperasi setiap
hari dengan efisiensi diatas 70%. Hal tersebut menandakan bahwa ketel
uap paket I masih bekerja dengan baik. Kebutuhan gas alam, udara dan
jumlah uap yang dihasilkan pada ketel uap paket I dari tanggal 1 Maret
hingga 9 Maret jika ditampilkan dalam bentuk grafik dapat dilihat pada
Gambar 4.3. berikut.
Gambar 4.3. Hubungan konsumsi gas alam dengan jumlah uap yang
dihasilkan ketel uap paket I dari tanggal 1 Maret hingga 9 Maret 2009
4. KETEL UAP PAKET II (2007-UA)
Dari hasil perhitungan audit energi pada sub sistem ketel uap paket
II didapatkan nilai efisiensi rata-rata bulan Maret sebesar 77.86% dengan
jumlah kehilangan panas rata-rata sebesar 40.75 x 103 MJ/jam. Dengan
nilai efisiensi tersebut maka dapat dikatakan ketel uap paket II masih
bekerja dengan baik meskipun jika dibandingkan dengan ketel uap panas
buang dan ketel uap paket I. Secara lebih jelas, neraca energi pada sub
sistem ketel uap paket II dapat dilihat pada Tabel 4.4.
130
132
134
136
138
140
142
144
146
148
150
1 2 3 4 5 6 7 8 9
Ene
rgi (
.103
MJ/
jam
)
Tanggal (Maret 2009)
Gas alam
Steam
Tabel 4.4. Neraca energi pada sub sistem ketel uap paket II (2007-UA)
(x 103 MJ/jam)
Tanggal
Energi Input Total energi input
Energi Output Total energi output
Efisiensi (%) Gas
alam Udara Air
umpan ketel
Steam Panas hilang
1 173.02 1.53 8.45 183.00 140.43 42.57 183.00 76.74 2 171.60 1.51 8.41 181.52 136.62 44.90 181.52 75.26 3 169.73 1.51 8.40 179.64 139.39 40.25 179.64 77.60 4 172.63 1.55 8.44 182.62 141.23 41.39 182.62 77.34 5 170.08 1.52 8.16 179.75 136.62 43.13 179.75 76.01 6 168.95 1.53 8.32 178.79 139.07 39.72 178.79 77.78 7 169.18 1.51 8.23 178.92 135.80 43.12 178.92 75.908 180.00 1.63 8.72 190.35 144.39 45.96 190.35 75.86 9 175.87 1.58 8.42 185.86 139.71 46.15 185.86 75.17
10 - - - -- - - - - 11 - - - - - - - - 12 - - - - - - - - 13 165.05 1.47 8.68 175.21 137.88 37.33 175.21 78.70 14 167.20 1.49 8.59 177.29 137.59 39.70 177.29 77.61 15 158.72 1.43 7.94 168.08 130.67 37.41 168.08 77.74 16 149.01 1.33 8.25 158.59 136.14 22.45 158.59 85.84 17 162.27 1.45 8.41 172.14 136.76 35.37 172.14 79.45 18 172.61 1.54 8.92 183.07 143.75 39.32 183.07 78.52 19 175.12 1.57 8.79 185.48 143.88 41.60 185.48 77.57 20 177.58 1.60 9.09 188.28 149.32 38.96 188.28 79.3121 176.14 1.58 9.04 186.76 148.87 37.89 186.76 79.71 22 189.69 1.70 8.75 200.13 146.91 53.22 200.13 73.41 23 173.99 1.56 8.88 184.43 145.80 38.64 184.43 79.05 24 180.55 1.61 9.04 191.21 149.19 42.02 191.21 78.02 25 180.08 1.61 9.01 190.70 149.75 40.95 190.70 78.53 26 181.69 1.62 9.00 192.32 146.51 45.81 192.32 76.18 27 180.75 1.61 8.96 191.32 148.86 42.47 191.32 77.80 28 177.85 1.58 8.84 188.27 148.63 39.64 188.27 78.95 29 177.19 1.59 8.83 187.60 146.44 41.16 187.60 78.06 30 182.01 1.61 9.08 192.70 151.79 40.91 192.70 78.77 31 177.67 1.58 8.99 188.24 149.31 38.94 188.24 79.32
Rata-rata 173.44 1.55 8.67 183.65 142.90 40.75 183.65 77.86 Keterangan : (-) tidak diperoleh data komposisi gas alam. Sehingga tidak dapat dihitung
energi gas alam, dan efisiensinya.
Kebutuhan gas alam, udara dan jumlah uap yang dihasilkan pada
ketel uap paket II dari tanggal 1 Maret hingga 9 Maret jika ditampilkan
dalam bentuk grafik dapat dilihat pada Gambar 4.4. berikut.
Gambar 4.4. Hubungan konsumsi gas alam dengan jumlah uap yang
dihasilkan ketel uap paket II dari tanggal 1 Maret hingga 9 Maret 2009
Jika dibandingkan dengan hasil audit energi yang dilakukan oleh
Suryadi (1994) didapatkan nilai efisiensi dari ketel uap panas buang, ketel uap
paket I dan ketel uap paket II ternyata berbeda, yaitu masing-masing 74.319%,
74.69% dan 64.16%. Perbedaan nilai efisiensi tersebut karena adanya
perbedaan metodologi yang dilakukan dalam kegiatan audit energi ini,
terutama dalam hal pengolahan data. Suryadi dalam pengolahan data
menggunakan metode perhitungan tidak langsung. Pada metode tidak
langsung, semua energi yang hilang dihitung secara lebih rinci baik itu energi
yang hilang karena radiasi, konveksi maupun konduksi. Selain itu, pada
perhitungan energi flue gas dihitung berdasarkan komposisi komponen yang
ada dalam flue gas secara riil. Sedangkan pada kegiatan audit selama bulan
Maret 2009 metode perhitungan yang digunakan yaitu metode langsung.
Metode tidak langsung tidak dapat digunakan karena kurangnya data di
0.00
20.00
40.00
60.00
80.00
100.00
120.00
140.00
160.00
180.00
200.00
1 2 3 4 5 6 7 8 9
Ene
rgi (
.103
MJ/
jam
)
Tanggal (Maret 2009)
Gas alam
Steam
lapangan, seperti data mengenai komposisi komponen yang ada dalam flue gas
dan juga flow kondensat yang dihasilkan dalam proses penyediaan steam.
Menurut Council of Industrial Boiler Owners (CIBO), nilai efisiensi
ketel uap baru yang biasa digunakan pada industri dengan bahan bakar gas
alam yaitu berkisar antara 70-75%. Terdapat beberapa hal yang dapat
dilakukan untuk meningkatkan efisiensi kerja ketel uap, yaitu :
1. Mempertahankan kelebihan oksigen dibawah 5%
2. Menurunkan suhu gas buang
3. Menjaga permukaan tube dari kerak, dan
4. Melakukan pengecekan efisiensi ketel uap secara teratur.
B. UNIT PROSES PEMBUATAN PUPUK UREA
Energi yang dibutuhkan untuk proses produksi urea terdiri dari energi
uap, listrik, air, dan energi manusia. Energi uap, listrik dan air disediakan oleh
unit penunjang (utility plant). Jumlah masing-masing energi tersebut dapat
dilihat pada sub bab sebelumnya. Neraca energi spesifik di urea plant dapat
dilihat pada Tabel 4.5. Secara keseluruhan, dari Tabel 4.5. diperoleh nilai
efisiensi rata-rata konsumsi energi spesifik untuk pembuatan pupuk urea
selama bulan Maret 2009 yaitu sebesar 93.79% dengan rata-rata energi
spesifik yang hilang yaitu sebesar 375.98 kJ/kg urea. Dimana sebesar 194.20
kJ/kg atau 3.19% urea merupakan energi yang kembali ke utility plant dan
sebesar 181.78 kJ/kg urea atau 2.99 % merupakan energi lain yang hilang
karena konduksi, konveksi, dan radiasi.
Tabel 4.5. Neraca energi spesifik (kJ/kg urea) pada proses produksi pupuk urea
Tanggal Input
Jumlah input
Output Jumlah output
Penggunaan lain-lain Efisiensi pemakaian
energi Steam dari
Utility plant Listrik Air
umpan ketel
Energi manusia
Seksi sintesa
Seksi dekomposisi
Seksi recovery
Seksi kristalisasi dan prilling
Kalor yang kembali ke utility plant
lain-lain
1 5,605.64 215.05 16.06 0.00136 5,836.75 2,731.56 326.90 1,308.68 1,166.82 5,533.96 194.92 107.86 94.81%
2 5,679.93 210.45 16.27 0.00138 5,906.64 2,737.33 336.59 1,327.50 1,173.15 5,574.58 187.8 144.27 94.38%
3 7,041.60 206.04 20.18 0.00135 7,267.82 3,382.36 407.39 1,644.73 1,440.80 6,875.28 191.66 200.88 94.60%
4 5,419.72 195.95 15.52 0.00129 5,631.19 2,636.91 319.27 1,265.75 1,125.45 5,347.38 179.57 104.24 94.96%
5 5,636.33 218.38 16.14 0.00137 5,870.85 2,852.00 315.41 1,314.48 1,175.68 5,657.58 180.43 32.85 96.37%
6 5,793.79 225.22 16.60 0.00142 6,035.60 2,929.79 323.21 1,351.54 1,207.89 5,812.43 209.35 13.82 96.30%
7 6,024.52 233.05 17.26 0.00146 6,274.83 3,016.37 341.04 1,407.18 1,241.22 6,005.81 197.56 71.46 95.71%
8 5,667.48 218.57 16.24 0.00136 5,902.29 2,866.48 321.58 1,325.42 1,166.75 5,680.23 194.37 27.69 96.24%
9 8,164.55 211.16 23.38 0.00131 8,399.09 4,098.56 452.76 1,909.74 1,633.23 8,094.30 192.27 112.52 96.37%
10 7,398.18 273.01 21.19 0.00179 7,692.38 3,720.93 417.05 1,733.19 1,474.62 7,345.79 241.66 104.93 95.49%
11 4,946.77 193.21 14.35 0.00119 5,154.33 2,542.25 293.80 1,175.26 1,020.50 5,031.82 121.10 1.40 97.62%
12 5,167.91 200.66 14.80 0.00126 5,383.37 2,620.00 300.75 1,211.57 1,055.01 5,187.34 184.78 11.26 96.36%
13 5,384.84 211.18 15.42 0.00132 5,611.44 2,722.58 310.11 1,260.24 1,104.01 5,396.94 201.91 12.59 96.18%
14 5,409.20 213.49 15.49 0.00133 5,638.18 2,535.45 335.78 1,267.63 1,103.77 5,242.63 200.19 195.37 92.98%
15 5,606.86 216.71 16.03 0.00137 5,839.59 2,517.57 358.88 1,311.99 1,142.15 5,330.58 208.64 300.37 91.28%
16 5,442.12 212.35 15.57 0.00133 5,670.05 2,481.81 342.27 1,272.56 1,120.80 5,217.44 203.95 248.66 92.02%
17 5,601.95 217.72 16.04 0.00137 5,835.71 2,546.69 357.73 1,314.12 1,132.40 5,350.95 198.54 286.22 91.69%
18 5,706.25 222.43 16.34 0.00140 5,945.02 2,734.39 345.04 1,336.62 1,160.27 5,576.32 184.85 183.85 93.80%
19 5,862.02 228.69 16.78 0.00144 6,107.49 2,639.18 374.66 1,374.25 1,183.84 5,571.93 182.48 353.08 91.23%
20 5,622.08 219.93 16.09 0.00138 5,858.09 2,601.32 350.78 1,316.20 1,145.64 5,413.93 179.86 264.30 92.42%
21 5,559.50 216.98 15.90 0.00136 5,792.38 2,562.68 348.75 1,301.44 1,132.62 5,345.49 187.92 258.98 92.28%
Lanjutan Tabel 4.5. Neraca energi spesifik (kJ/kg urea) pada proses produksi pupuk urea
Tanggal
Input Jumlah input
Output Jumlah output
Penggunaan lain-lain Efisiensi
pemakaian energi
Steam dari
Utility plant
Listrik Air
umpan ketel
Energi manusia
Seksi sintesa
Seksi dekomposisi
Seksi recovery
Seksi kristalisasi dan
prilling
Kalor yang kembali ke utility plant
lain-lain
22 5,388.37 210.96 15.42 0.00132 5,614.76 2,473.74 340.49 1,262.44 1,100.19 5,176.85 190.07 247.84 92.20%
23 5,584.54 217.62 15.98 0.00137 5,818.14 2,578.64 349.17 1,307.40 1,139.05 5,374.26 184.03 259.85 92.37%
24 5,658.47 218.27 16.21 0.00139 5,892.95 2,592.82 355.41 1,325.79 1,153.90 5,427.93 198.36 266.66 92.11%
25 5,505.40 215.50 15.77 0.00135 5,736.67 2,525.26 344.11 1,288.41 1,133.20 5,290.98 195.1 250.59 92.23%
26 5,607.12 220.03 16.03 0.00138 5,843.18 2,578.34 354.08 1,313.67 1,134.96 5,381.05 189.88 272.25 92.09%
27 5,592.43 220.44 15.99 0.00138 5,828.86 2,582.90 345.63 1,306.14 1,153.56 5,388.23 196.62 244.01 92.44%
28 6,223.49 245.39 17.82 0.00154 6,486.70 2,895.42 382.95 1,457.81 1,257.27 5,993.45 194.75 298.49 92.40%
29 6,208.89 244.00 17.77 0.00154 6,470.66 2,890.39 379.56 1,452.34 1,262.42 5,984.71 209.52 276.43 92.49%
30 6,394.08 248.04 18.30 0.00159 6,660.43 3,016.64 387.62 1,497.47 1,289.15 6,190.88 221.59 247.95 92.95%
31 6,310.52 245.97 18.07 0.00156 6,574.55 2,991.07 381.84 1,478.42 1,272.26 6,123.59 216.46 234.51 93.14%
Rata-rata 5,845.63 220.85 16.74 0.00140 6,083.23 2,793.59 351.63 1,368.39 1,193.63 5,707.25 194.20 181.78 93.79%
Data pada Tabel 4.5. jika ditampilkan dalam bentuk grafik dapat
dilihat pada Gambar 4.5. berikut.
Gambar 4.5. Konsumsi energi spesifik secara keseluruhan selama bulan
Maret 2009
Dari Gambar 4.5. dapat dilihat bahwa rata-rata konsumsi energi
terbesar pada proses produksi pupuk urea terdapat di seksi sintesa, yaitu
sebesar 2,793.59 kJ/kg urea atau 45.92%. Sedangkan penggunaan energi
spesifik di seksi dekomposisi/purifikasi, seksi recovery dan seksi kristalisasi
dan prilling berturut-turut sebesar 351.63 kJ/kg urea, 1,368.39 kJ/kg urea, dan
1,193.63 kJ/kg urea atau 5.78%, 22.49%, dan 19.62%. Rincian penggunaan
energi spesifik pada masing-masing seksi dapat dilihat pada sub bab
selanjutnya. Sedangkan jumlah produksi pupuk urea serta jumlah
karbondioksida (CO2) dan ammonia (NH3) selama bulan Maret 2009 dapat
dilihat pada Tabel 4.6.
0
1,000
2,000
3,000
4,000
5,000
6,000
7,000
Ene
rgi s
pesi
fik (k
J/kg
ure
a)
Input energi
Seksi sintesa
Seksi dekomposisi/purifikasi
Seksi recovery
Seksi kristalisasi dan prilling
Energi yang hilang
Tabel 4.6. Jumlah produksi pupuk urea serta jumlah karbondioksida (CO2) dan ammonia (NH3) selama bulan Maret 2009
Tanggal Bahan baku (kg) Produk yang dihasilkan Material yang
hilang (kg)
Rasio produk
terhadap bahan baku
CO2 NH3 Urea (kg)
1 1,226,016 1,086,169.38 1,435,000 877,185.38 62.06%
2 1,177,308 1,029,130.80 1,413,000 793,438.80 64.04%
3 1,251,756 1,100,833.80 1,439,000 913,589.80 61.17%
4 1,243,836 1,098,675.00 1,505,000 837,511.00 64.25%
5 1,198,692 1,039,308.00 1,422,000 816,000.00 63.54%
6 1,199,484 1,090,039.80 1,375,000 914,523.80 60.06%
7 1,200,672 1,091,890.20 1,330,000 962,562.20 58.01%
8 1,445,796 1,057,349.40 1,429,000 1,074,145.40 57.09%
9 1,207,800 1,091,890.20 1,487,000 812,690.20 64.66%
10 1,152,756 1,004,304.60 1,090,000 1,067,060.60 50.53%
11 1,189,584 1,035,761.40 1,630,000 595,345.40 73.25%
12 1,206,216 1,062,438.00 1,549,000 719,654.00 68.28%
13 1,208,988 1,077,241.20 1,479,000 807,229.20 64.69%
14 1,313,136 1,024,350.60 1,464,000 873,486.60 62.63%
15 1,213,740 1,061,512.80 1,425,000 850,252.80 62.63%
16 1,206,612 1,069,685.40 1,461,000 815,297.40 64.18%
17 1,201,860 1,031,135.40 1,422,000 810,995.40 63.68%
18 1,196,712 1,059,354.00 1,388,000 868,066.00 61.52%
19 1,163,448 1,037,935.62 1,356,000 845,383.62 61.60%
20 1,195,920 1,061,358.60 1,412,000 845,278.60 62.55%
21 1,217,304 1,049,793.60 1,429,500 837,597.60 63.05%
22 1,225,620 1,076,624.40 1,478,500 823,744.40 64.22%
23 1,414,908 1,074,465.60 1,426,000 1,063,373.60 57.28%
24 1,205,820 1,019,107.80 1,397,000 827,927.80 62.79%
25 1,209,384 1,005,229.80 1,437,000 777,613.80 64.89%
26 1,216,116 1,040,495.34 1,413,000 843,611.34 62.62%
27 1,149,984 1,017,565.80 1,411,000 756,549.80 65.10%
28 1,068,408 933,064.20 1,260,500 740,972.20 62.98%
29 1,072,764 916,102.20 1,265,000 723,866.20 63.60%
30 1,077,120 937,212.18 1,227,000 787,332.18 60.91%
31 1,077,912 919,340.40 1,247,000 750,252.40 62.44%
Jumlah 37,335,672 32,199,365.52 43,502,500 26,032,537.52 62.56%
Dari Tabel 4.6. terlihat ada material yang hilang selama bulan Maret
2009, yaitu sebesar 26,032,537.52 kg. Material yang hilang tersebut sebagian
besar merupakan larutan recycle yang sebenarnya tidak hilang ke luar atau
terbuang tetapi digunakan kembali sebagai umpan reaktor di seksi sintesa.
Sedangkan sebagian kecil merupakan material yang hilang pada saat di
prilling tower. Besarnya jumlah material yang hilang di prilling tower tidak
dapat dihitung berapa jumlahnya dikarenakan kurangnya data di lapangan.
1. SEKSI SINTESA
Pada seksi sintesa, energi yang masuk dari utility plant berupa uap
bertekanan 42 kg/cm2 yang sebagian besar digunakan oleh kompresor.
Berdasarkan audit energi yang dilakukan diperoleh rata-rata efisiensi pada
seksi sintesa adalah sebesar 39.54% dengan rata-rata nilai energi yang
hilang sebesar 4,265.37 kJ/kg urea. Energi yang hilang tersebut
sebenarnya digunakan kembali sebagai input energi pada seksi
dekomposisi/purifikasi. Namun, dalam audit ini energi tersebut dianggap
sebagai energi yang hilang. Rincian penggunaan energi di seksi sintesa
dapat dilihat pada Tabel 4.7.
Tabel 4.7. Neraca energi pada seksi sintesa (kJ/kg urea)
Tanggal Energi yang dikonsumsi (kJ/kg urea) Total konsumsi energi Energi
Efisiensi Uap Listrik Energi manusia (kJ/kg urea) yang hilang 1 2,659.56 72 0.00035 2,731.56 4,039.30 40.34% 2 2,665.33 72 0.00035 2,737.33 4,122.09 39.91% 3 3,310.36 72 0.00035 3,382.36 5,105.53 39.85% 4 2,564.91 72 0.00035 2,636.91 3,910.10 40.28% 5 2,780.00 72 0.00035 2,852.00 3,954.84 41.90% 6 2,857.79 72 0.00035 2,929.79 4,067.97 41.87% 7 2,944.37 72 0.00035 3,016.37 4,254.94 41.48% 8 2,794.48 72 0.00035 2,866.48 3,978.97 41.87% 9 4,026.56 72 0.00035 4,098.56 5,729.95 41.70% 10 3,648.93 72 0.00035 3,720.93 5,192.06 41.75% 11 2,470.25 72 0.00035 2,542.25 3,516.07 41.96% 12 2,548.00 72 0.00035 2,620.00 3,627.93 41.93% 13 2,650.58 72 0.00035 2,722.58 3,783.66 41.85% 14 2,463.45 72 0.00035 2,535.45 4,000.01 38.80% 15 2,445.57 72 0.00035 2,517.57 4,250.59 37.20% 16 2,409.81 72 0.00035 2,481.81 4,091.37 37.76% 17 2,474.69 72 0.00035 2,546.69 4,218.50 37.64% 18 2,662.39 72 0.00035 2,734.39 4,155.69 39.69% 19 2,567.18 72 0.00035 2,639.18 4,436.16 37.30% 20 2,529.32 72 0.00035 2,601.32 4,186.77 38.32% 21 2,490.68 72 0.00035 2,562.68 4,149.99 38.18% 22 2,401.74 72 0.00035 2,473.74 4,036.08 38.00% 23 2,506.64 72 0.00035 2,578.64 4,164.71 38.24% 24 2,520.82 72 0.00035 2,592.82 4,240.86 37.94% 25 2,453.26 72 0.00035 2,525.26 4,125.52 37.97% 26 2,506.34 72 0.00035 2,578.34 4,190.92 38.09% 27 2,510.90 72 0.00035 2,582.90 4,168.82 38.26% 28 2,823.42 72 0.00035 2,895.42 4,612.38 38.57% 29 2,818.39 72 0.00035 2,890.39 4,599.02 38.59% 30 2,944.64 72 0.00035 3,016.64 4,694.73 39.12% 31 2,919.07 72 0.00035 2,991.07 4,621.01 39.29%
Rata-rata 2,721.59 72 0.00035 2,793.59 4,265.37 39.54%
Jika data pada Tabel 4.7. digambarkan dalam bentuk grafik dapat
dilihat pada Gambar 4.6.
Gambar 4.6. Neraca energi di seksi sintesa selama bulan Maret 2009
2. SEKSI DEKOMPOSISI/ PURIFIKASI
Seperti terlihat pada Tabel 4.5., rata-rata konsumsi energi pada
seksi dekomposisi/purifikasi adalah yang terkecil dibandingkan dengan
seksi lainnya, yaitu sebesar 351.63 kJ/kg urea atau 5.78%. Hal ini
dikarenakan pada seksi dekomposisi/purifikasi banyak energi yang
dimanfaatkan kembali seperti panas larutan keluaran high pressure
decomposer (DA-201) dimanfaatkan sebagai tambahan energi
dekomposisi ammonium karbamat di low pressure decomposer (DA-202).
Sehingga, berdasarkan audit energi pada bulan Maret 2009 diperoleh
efisiensi sebesar 43.39% dengan besarnya energi yang hilang yaitu sebesar
459.33 kJ/kg urea. Perincian energi pada seksi dekomposisi/purifikasi
dapat dilihat pada Tabel 4.8.
0.00
500.00
1,000.00
1,500.00
2,000.00
2,500.00
3,000.00
3,500.00
4,000.00
4,500.00
Ene
rgi
(kJ/
kg u
rea)
Uap
Listrik
Manusia
Energi yang hilang
Tabel 4.8. Neraca energi pada seksi dekomposisi/purifikasi (kJ/kg urea)
Tanggal Energi yang dikonsumsi (kJ/kg urea) Total konsumsi energi Energi Efisiensi Uap Listrik Energi manusia (kJ/kg urea) yang hilang
1 295.98 30.92 0.00035 326.90 450.33 42.06%
2 305.67 30.92 0.00035 336.59 452.04 42.68%
3 376.47 30.92 0.00035 407.39 563.61 41.96%
4 288.35 30.92 0.00035 319.27 432.64 42.46%
5 284.49 30.92 0.00035 315.41 455.21 40.93%
6 292.29 30.92 0.00035 323.21 468.73 40.81%
7 310.12 30.92 0.00035 341.04 481.51 41.46%
8 290.66 30.92 0.00035 321.58 450.35 41.66%
9 421.84 30.92 0.00035 452.76 643.25 41.31%
10 386.13 30.92 0.00035 417.05 576.38 41.98%
11 262.88 30.92 0.00035 293.80 387.93 43.10%
12 269.83 30.92 0.00035 300.75 402.61 42.76%
13 279.19 30.92 0.00035 310.11 423.49 42.27%
14 304.86 30.92 0.00035 335.78 421.14 44.36%
15 327.96 30.92 0.00035 358.88 435.92 45.15%
16 311.35 30.92 0.00035 342.27 428.36 44.41%
17 326.81 30.92 0.00035 357.73 431.57 45.32%
18 314.12 30.92 0.00035 345.04 445.07 43.67%
19 343.74 30.92 0.00035 374.66 452.72 45.28%
20 319.86 30.92 0.00035 350.78 438.19 44.46%
21 317.83 30.92 0.00035 348.75 432.60 44.63%
22 309.57 30.92 0.00035 340.49 419.17 44.82%
23 318.25 30.92 0.00035 349.17 435.47 44.50%
24 324.49 30.92 0.00035 355.41 441.57 44.59%
25 313.19 30.92 0.00035 344.11 433.73 44.24%
26 323.16 30.92 0.00035 354.08 432.95 44.99%
27 314.71 30.92 0.00035 345.63 442.50 43.85%
28 352.03 30.92 0.00035 382.95 484.32 44.16%
29 348.64 30.92 0.00035 379.56 487.08 43.80%
30 356.70 30.92 0.00035 387.62 497.84 43.78%
31 350.92 30.92 0.00035 381.84 490.92 43.75%
Rata-rata 320.71 30.92 0.00 351.63 459.33 43.39%
Data pada Tabel 4.8. jika digambarkan dalam bentuk grafik dapat
dilihat pada Gambar 4.7.
Gambar 4.7. Neraca energi pada seksi dekomposisi/purifikasi selama bulan
Maret 2009
3. SEKSI RECOVERY
Konsumsi energi di seksi recovery cukup besar yaitu 22.49% atau
1,368.39 kJ/kg urea. Dimana bentuk energi yang paling besar adalah
energi uap. Berdasarkan audit energi yang dilakukan pada bulan Maret
2009 diperoleh nilai efisiensi rata-rata pada seksi ini yaitu sebesar 39.97%
dengan energi yang hilang yaitu sebesar 2,055.04 kJ/kg urea. seperti
halnya pada seksi sintesa dan dekomposisi/purifikasi, energi yang hilang
pada seksi recovery merupakan energi input bagi proses selanjutnya.
Sehingga nilai efisiensi yang kecil tersebut bukan menunjukkan bahwa
proses tidak efisien. Rincian energi pada seksi recovery dapat dilihat pada
Tabel 4.9.
0.00
50.00
100.00
150.00
200.00
250.00
300.00
350.00
400.00
450.00
500.00
Ene
rgi
(kJ/
kg u
rea)
Uap
Listrik
Manusia
Energi yang hilang
Tabel 4.9. Neraca energi pada seksi recovery (kJ/kg urea)
Tanggal Energi yang dikonsumsi (kJ/kg urea) Total konsumsi energi Energi Efisiensi Uap Listrik Energi manusia (kJ/kg urea) yang hilang
1 1306.49 2.19 0.00035 1,308.68 1,974.77 39.86%
2 1325.31 2.19 0.00035 1,327.50 1,999.13 39.91%
3 1642.54 2.19 0.00035 1,644.73 2,480.64 39.87%
4 1263.56 2.19 0.00035 1,265.75 1,907.34 39.89%
5 1312.29 2.19 0.00035 1,314.48 1,985.91 39.83%
6 1349.35 2.19 0.00035 1,351.54 2,042.56 39.82%
7 1404.99 2.19 0.00035 1,407.18 2,121.29 39.88%
8 1323.23 2.19 0.00035 1,325.42 1,995.27 39.91%
9 1907.55 2.19 0.00035 1,909.74 2,871.13 39.95%
10 1731.00 2.19 0.00035 1,733.19 2,599.15 40.01%
11 1173.07 2.19 0.00035 1,175.26 1,759.17 40.05%
12 1209.38 2.19 0.00035 1,211.57 1,815.91 40.02%
13 1258.05 2.19 0.00035 1,260.24 1,892.85 39.97%
14 1265.44 2.19 0.00035 1,267.63 1,899.87 40.02%
15 1309.80 2.19 0.00035 1,311.99 1,966.07 40.02%
16 1270.37 2.19 0.00035 1,272.56 1,911.82 39.96%
17 1311.93 2.19 0.00035 1,314.12 1,965.32 40.07%
18 1334.43 2.19 0.00035 1,336.62 2,004.24 40.01%
19 1372.06 2.19 0.00035 1,374.25 2,056.49 40.06%
20 1314.01 2.19 0.00035 1,316.20 1,973.34 40.01%
21 1299.25 2.19 0.00035 1,301.44 1,950.53 40.02%
22 1260.25 2.19 0.00035 1,262.44 1,891.78 40.02%
23 1305.21 2.19 0.00035 1,307.40 1,960.32 40.01%
24 1323.60 2.19 0.00035 1,325.79 1,988.14 40.01%
25 1286.22 2.19 0.00035 1,288.41 1,935.93 39.96%
26 1311.48 2.19 0.00035 1,313.67 1,965.70 40.06%
27 1303.95 2.19 0.00035 1,306.14 1,964.64 39.93%
28 1455.62 2.19 0.00035 1,457.81 2,185.23 40.02%
29 1450.15 2.19 0.00035 1,452.34 2,180.79 39.97%
30 1495.28 2.19 0.00035 1,497.47 2,245.01 40.01%
31 1476.23 2.19 0.00035 1,478.42 2,215.99 40.02%
Rata-rata 1,366.20 2.19 0.00035 1,368.39 2,055.04 39.97%
Data pada Tabel 4.9. jika digambarkan dalam bentuk grafik dapat
dilihat pada Gambar 4.8.
Gambar 4.8. Neraca energi pada seksi recovery selama bulan Maret 2009
4. SEKSI KRISTALISASI DAN PRILLING
Pada seksi ini, rata-rata energi yang dikonsumsi yaitu sebesar
1,193.63 kJ/kg urea atau 19.62%. Dimana penggunaan energi terbanyak
yaitu energi uap sebesar 1,110.77 kJ/kg. Berdasarkan audit energi yang
dilakukan pada bulan Maret 2009 diperoleh nilai efisiensi pada seksi ini
yaitu sebesar 75.53% dengan besarnya energi yang hilang yaitu sebesar
387.09 kJ/kg urea. Perincian energi pada seksi kristalisasi dan prilling
dapat dilihat pada Tabel 4.10.
Tabel 4.10. Neraca energi pada seksi kristalisasi dan prilling (kJ/kg urea)
Tanggal Energi yang dikonsumsi (kJ/kg urea) Total konsumsi energi Energi Efisiensi Uap Listrik Energi manusia (kJ/kg urea) yang hilang
1 1,083.96 82.86 0.00035 1,166.82 380.28 75.42%
2 1,090.29 82.86 0.00035 1,173.15 381.39 75.47%
3 1,357.94 82.86 0.00035 1,440.80 475.76 75.18%
4 1,042.59 82.86 0.00035 1,125.45 365.14 75.50%
5 1,092.82 82.86 0.00035 1,175.68 384.60 75.35%
6 1,125.03 82.86 0.00035 1,207.89 396.06 75.31%
7 1,158.36 82.86 0.00035 1,241.22 406.42 75.33%
8 1,083.89 82.86 0.00035 1,166.75 379.90 75.44%
9 1,550.37 82.86 0.00035 1,633.23 542.21 75.08%
10 1,391.76 82.86 0.00035 1,474.62 485.33 75.24%
11 937.64 82.86 0.00035 1,020.50 326.46 75.76%
12 972.15 82.86 0.00035 1,055.01 339.01 75.68%
0.00
500.00
1,000.00
1,500.00
2,000.00
2,500.00
Ene
rgi
(kJ/
kg u
rea)
Uap
Listrik
Manusia
Energi yang hilang
Lanjutan Tabel 4.10. Neraca energi pada seksi kristalisasi dan prilling (kJ/kg urea)
Tanggal Energi yang dikonsumsi (kJ/kg urea) Total konsumsi energi Energi Efisiensi
Uap Listrik Energi manusia (kJ/kg urea) yang hilang
13 1,021.15 82.86 0.00035 1,104.01 356.92 75.57%
14 1,020.91 82.86 0.00035 1,103.77 354.60 75.69%
15 1,059.29 82.86 0.00035 1,142.15 367.05 75.68%
16 1,037.94 82.86 0.00035 1,120.80 361.08 75.63%
17 1,049.54 82.86 0.00035 1,132.40 363.03 75.72%
18 1,077.41 82.86 0.00035 1,160.27 374.82 75.58%
19 1,100.98 82.86 0.00035 1,183.84 380.92 75.66%
20 1,062.78 82.86 0.00035 1,145.64 369.03 75.64%
21 1,049.76 82.86 0.00035 1,132.62 364.27 75.66%
22 1,017.33 82.86 0.00035 1,100.19 352.93 75.71%
23 1,056.19 82.86 0.00035 1,139.05 366.74 75.64%
24 1,071.04 82.86 0.00035 1,153.90 371.88 75.63%
25 1,050.34 82.86 0.00035 1,133.20 365.60 75.61%
26 1,052.10 82.86 0.00035 1,134.96 364.30 75.70%
27 1,070.70 82.86 0.00035 1,153.56 373.20 75.56%
28 1,174.41 82.86 0.00035 1,257.27 407.79 75.51%
29 1,179.56 82.86 0.00035 1,262.42 410.44 75.46%
30 1,206.29 82.86 0.00035 1,289.15 419.20 75.46%
31 1,189.40 82.86 0.00035 1,272.26 413.33 75.48%
Rata-rata 1,110.77 82.86 0.00 1,193.63 387.09 75.53%
Data pada Tabel 4.10. jika digambarkan dalam bentuk grafik dapat
dilihat pada Gambar 4.9.
Gambar 4.9. Neraca energi pada seksi kristalisasi dan prilling selama
bulan Maret 2009
0.00
200.00
400.00
600.00
800.00
1,000.00
1,200.00
Ene
rgi s
pesi
fik (k
J/kg
ure
a)
Uap
Listrik
Manusia
Energi yang hilang
Berdasarkan pengolahan data-data produksi selama bulan Maret 2009
diketahui bahwa untuk memproduksi 1 kg urea dibutuhkan energi sebesar
6,083.23 kJ (Tabel 4.7.) atau setara dengan 5.77 MMBTU/MT. Sejumlah
energi tersebut diperoleh dari uap bertekanan 42 kg/cm2 sebesar 5,845.63 kJ
yang berasal dari utility plant. Sebesar 220.85 kJ diperoleh dari energi listrik.
Sebesar 16.74 kJ diperoleh dari energi yang terkandung dalam air umpan
ketel. Sisanya sebesar 0.0014 kJ diperoleh dari energi manusia.
Jika dibandingkan dengan konsumsi energi per metrik ton di
PT. PUPUK KUJANG 1A (Tabel 2.7.) maka nilai konsumsi energi pada saat
dilakukan audit jauh lebih kecil. Hal ini dikarenakan energi yang dihitung
pada saat audit hanya mencakup sebagian kecil proses, yaitu hanya
menghitung kebutuhan energi di empat seksi pembuatan urea. Sedangkan nilai
konsumsi energi yang tersaji pada Tabel 2.7. merupakan jumlah energi yang
dikonsumsi oleh seluruh pabrik yang menjadi satu kesatuan dalam proses
pembuatan pupuk urea, yaitu meliputi unit utility, ammonia dan urea secara
keseluruhan.
Hasil penelitian sebelumnya oleh Suryadi (1994) diperoleh data untuk
memproduksi 1 kg urea dibutuhkan energi sebesar 1,237.04 kkal atau setara
dengan 5,179.239 kJ. Sejumlah energi tersebut diperoleh dari energi uap
bertekanan 42 kg/cm2 sebesar 975.58 kkal atau setara dengan 4,084.558 kJ
yang berasal dari unit penunjang (utility). Sebesar 46.08 kkal atau setara
dengan 192.928 kJ diperoleh dari energi listrik. Sisanya yaitu sebesar 215.38
kkal atau setara dengan 901.753 kJ didapatkan dari energi yang terkandung di
dalam air pengumpan ketel.
Jika dibandingkan antara hasil penelitian ini dengan hasil penelitian
oleh Suryadi pada tahun 1994, ternyata konsumsi energi pada kondisi pabrik
saat ini lebih besar dibandingkan dengan kondisi pabrik pada tahun 1994.
Perbedaan nilai tersebut dikarenakan adanya perbedaan metodologi
perhitungan yang digunakan serta adanya perbedaan komposisi gas alam yang
diterima oleh PT. PUPUK KUJANG 1A.
Hasil penelitian Razi (1996) di PUSRI I-B diperoleh data untuk
memproduksi 1 kg urea dibutuhkan energi sebesar 896.61 kkal atau setara
dengan 3,597.717 kJ. Jika dibandingkan antara hasil penelitian Suryadi (1994)
di PT. PUPUK KUJANG 1A dengan Razi (1996) di PUSRI 1B diperoleh nilai
konsumsi energi di PT. PUPUK KUJANG 1A lebih besar. Karakteristik aliran
material dan aliran energi berdasarkan data-data yang disajikan pada Tabel
4.5. dan Tabel 4.6. dapat dilihat pada Gambar 4.10. dan Gambar 4.11.
Gambar 4.10. Karakteristik aliran material di urea plant
Gambar 4.11. Karakteristik aliran energi dalam proses pembuatan pupuk urea
Dari Gambar 4.10. terlihat bahwa perbandingan massa urea dengan
massa bahan bakunya, yaitu CO2 dan NH3 sebesar 62.56%. Penelitian
sebelumnya oleh Suryadi (1994) diperoleh 74.07%. Perbedaan nilai tersebut
disebabkan karena produksi pupuk urea tidak selalu sama sepanjang tahun dan
Energi yang kembali ke utility plant = 8,403.897 x 103 MJ
Energi yang hilang = 7,807.84 x 103 MJ
Energi terpakai = 247,315.55 x 103 MJ
Steam = 253,243.86 x 103 MJ
Listrik = 9,558.07 x 103 MJ
Manusia = 34.95 MJ
BFW = 18,334.32 x 103 MJ
Gas alam = 275,357.92 x 103
Material yang hilang = 14,239.23 kg
Urea = 43,502,500 kg
NH3 = 32,199,365.52 kg
CO2 = 37,335,672 kg
UREA PLANT
UTILITY
PLANT
UREA PLANT
Manusia = 25.42 MJ BFW = 725,288.53 MJ
kondisi riil di pabrik. Sedangkan sebesar 37.44% material yang hilang
disebabkan oleh adanya hidrolisa urea, hasil dekomposisi yaitu amonium
karbamat, biuret, air, CO2 dan ammonia berlebih di seksi
dekomposisi/purifikasi, urea yang tercecer di daerah prilling tower dan urea
yang terbuang ke atmosfir dalam bentuk debu di prilling tower.
C. UNIT UTILITAS PENDUKUNG PROSES PRODUKSI PUPUK UREA
Dalam proses produksi pupuk urea selain dibutuhkan energi primer
seperti gas alam, juga dibutuhkan utilitas pendukung yaitu uap dan kondensat
uap, listrik, manusia, air panas dan air pendingin. Kebutuhan energi uap dan
kondensat uap telah dijelaskan pada sub bab sebelumnya (Tabel 4.5.). Dari
sejumlah 253,243.86 x 103 MJ uap bertekanan 42 kg/cm2 dari utility plant
yang masuk ke urea plant selama bulan Maret 2009, selanjutnya digunakan
untuk menggerakkan kompresor, pompa dan digunakan sebagai pemanas pada
tiap seksi/tahapan proses produksi. Uap 42 kg/cm2 tersebut selanjutnya
sebagian diturunkan tekanannya menjadi 12 kg/cm2. Dari uap bertekanan 12
kg/cm2 sebagian diturunkan kembali menjadi bertekanan 7 kg/cm2 dan uap
bertekanan 7 kg/cm2 sebagian diturunkan kembali menjadi bertekanan 4
kg/cm2 (kondensat uap).
Uap bertekanan 42 kg/cm2 yang digunakan di urea plant yaitu sebesar
240,210,418.71 MJ. Sebesar 16,685,955.11 MJ merupakan uap bertekanan 12
kg/cm2, sebesar 52,766,175.34 MJ merupakan uap bertekanan 7 kg/cm2 dan
sebesar 239,961,613.06 MJ merupakan uap bertekanan 4 kg/cm2. Sehingga
total uap dan kondensat uap di unit utilitas pendukung proses produksi pupuk
urea yaitu sebesar 549,624,162.21 MJ. Dimana sebesar 8,403,896.94 MJ
merupakan kalor (kondensat uap) yang kembali ke utility plant, sebesar
310,485,842.03 MJ merupakan energi yang hilang di seksi sintesa,
dekomposisi/purifikasi, recovery, dan kristalisasi dan prilling karena
konduksi, konveksi dan radiasi. Sedangkan sebesar 5,701,644.67 MJ
merupakan energi yang tidak terdeteksi dikarenakan kurangnya data di
lapangan. Seperti halnya energi pada proses penyediaan air pendingin dan air
panas.
Secara lebih rinci, penggunaan uap bertekanan 42 kg/cm2, uap
bertekanan 12 kg/cm2, uap bertekanan 7 kg/cm2 dan uap bertekanan 4 kg/cm2
(kondensat uap) dapat dilihat pada Lampiran 11. Sedangkan penomoran
langkah proses penyediaan uap air dan kondensat uap (steam condensate)
dapat dilihat pada Gambar 4.12.
Selain uap, energi listrik juga diperlukan dalam proses produksi pupuk
urea. Energi listrik ini dihasilkan oleh gas turbin generator HITACHI (2006-J)
dan digunakan untuk menggerakkan motor listrik. Penggunaan energi listrik
oleh urea plant disajikan pada Tabel 4.11.
Tabel 4.11. Penyediaan listrik dan penggunaannya di urea plant
Tanggal
Produksi Penggunaan oleh urea plantMwatt Mjoule Mwatt Mjoule %
1 186.8 672,480 85.72 308,592 45.89 2 182.8 658,080 82.6 297,360 45.19 3 179.2 645,120 82.36 296,496 45.96 4 185.8 668,880 81.92 294,912 44.09 5 199.4 717,840 86.26 310,536 43.26 6 196.8 708,480 86.02 309,672 43.71 7 191 687,600 86.1 309,960 45.08 8 189.6 682,560 86.76 312,336 45.76 9 191.6 689,760 87.22 313,992 45.52 10 191.2 688,320 82.66 297,576 43.23 11 195.6 704,160 87.48 314,928 44.72 12 195.6 704,160 86.34 310,824 44.14 13 196.8 708,480 86.76 312,336 44.09 14 192.2 691,920 86.82 312,552 45.17 15 189 680,400 85.78 308,808 45.39 16 196.6 707,760 86.18 310,248 43.84 17 198.8 715,680 86 309,600 43.26 18 195.8 704,880 85.76 308,736 43.80 19 195.4 703,440 86.14 310,104 44.08 20 194.8 701,280 86.26 310,536 44.28 21 189.8 683,280 86.16 310,176 45.40 22 189 680,400 86.64 311,904 45.84 23 194.8 701,280 86.2 310,320 44.25 24 194.4 699,840 84.7 304,920 43.57 25 197.4 710,640 86.02 309,672 43.58 26 192 691,200 86.36 310,896 44.98 27 198 712,800 86.4 311,040 43.64 28 191.6 689,760 85.92 309,312 44.84 29 190 684,000 85.74 308,664 45.13 30 198.6 714,960 84.54 304,344 42.57 31 199.6 718,560 85.2 306,720 42.69
Gambar 4.12. Penomoran langkah proses penyediaan uap air dan kondensat uap (steam condensate)
Dari Tabel 4.11. dapat dilihat pemakaian energi listrik rata-rata
oleh urea plant pada bulan Maret 2009 yaitu 308,324.90 MJoule atau
sekitar 44.42%. Sedangkan pemakaian oleh motor listrik dapat dilihat pada
Lampiran 3. Tabel 4.11. jika ditampilkan dalam bentuk grafik dapat dilihat
pada Gambar 4.13.
Produksi listrik
Konsumsi listrik oleh urea plant Gambar 4.13. Hubungan produksi listrik dengan konsumsi oleh urea plant
selama bulan Maret 2009
Pada industri pupuk urea, energi manusia ikut berperan penting
terhadap berlangsungnya proses produksi. Dalam satu hari terdapat 3 shift
kerja dengan tiap shift terdiri dari 8 orang operator yang bertugas di urea
plant dan 11 orang operator yang bertugas di utility plant. Konsumsi
energi manusia pada proses produksi pupuk urea dapat dilihat pada
Tabel 4.12.
Tabel 4.12. Konsumsi energi manusia pada proses produksi pupuk urea
Lokasi pekerjaan
Jumlah (orang)
Jam kerja (Jam/hari)
Konsumsi energi per hari
(MJ)
Konsumsi energi bulan Maret 2009 (MJ)
Urea plant 24 8 0.82 25.42 Utility plant 33 8 1.13 34.95
Jumlah 1.95 60.36
0
100,000
200,000
300,000
400,000
500,000
600,000
700,000
800,000
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31
Ene
rgi (
MJ)
Tanggal (Maret 2009)
V. KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan yang dapat diambil dari hasil penelitian ini adalah sebagai
berikut :
1. Bentuk energi yang digunakan pada proses produksi pupuk urea adalah energi
uap dan energi listrik yang bersumber dari energi bahan bakar gas alam,
energi air umpan ketel dan energi biologis.
2. Untuk memproduksi 1 kg urea dibutuhkan energi sebesar 6,083.23 kJ.
Sejumlah energi tersebut diperoleh dari energi uap bertekanan 42 kg/cm2 yang
berasal dari utility plant sebesar 5,845.63 kJ, 6,846.43 kJ diperoleh dari energi
listrik, 518.97 kJ diperoleh dari energi yang terkandung dalam air umpan ketel
dan 0.0014 kJ diperoleh dari energi manusia. Hasil penelitian Suryadi (1994)
di PT. PUPUK KUANG 1A diperoleh untuk memproduksi 1 kg urea
dibutuhkan energi sebesar 5,179.239 kJ. Sedangkan hasil penelitian Razi
(1996) di PUSRI 1B diperoleh untuk memproduksi 1 kg urea dibutuhkan
energi sebesar 3,597.717 kJ.
3. Efisiensi penggunaan energi di seksi sintesa, seksi dekomposisi/purifikasi,
seksi recovery dan seksi kristalisasi dan prilling selama bulan Maret secara
berturut-turut yaitu 39.54%, 43.39%, 39.97% dan 75.53%. Perbedaan nilai
efisiensi yang cukup besar tersebut dikarenakan adanya pemanfaatan kembali
energi pada tiap seksi.
4. Rata-rata efisiensi kerja gas turbin generator selama bulan Maret adalah
16.12%. Sedangkan efisiensi rata-rata ketel uap panas buang (2003-U), ketel
uap paket I (2007-U) dan ketel uap paket II (2007-UA) selama bulan Maret
2009 berturut-turut adalah 87.52%, 89.92% dan 77.86%. Hasil penelitian
Suryadi (1994) dengan menggunakan metode perhitungan tidak langsung
diperoleh efisiensi gas turbin generator, ketel uap panas buang, ketel uap paket
I (2007-U) dan ketel uap paket II (2007-UA) berturut-turut adalah 23.75%,
74.32%, 74.69% dan 64.14%.
5. Secara keseluruhan, konsumsi energi dalam proses pembuatan pupuk urea di
PT. PUPUK KUJANG 1A sangat efisien (93.79%).
6. Unit penyediaan uap merupakan unit yang paling penting dalam proses
produksi pupuk urea karena bentuk energi yang paling besar digunakan dalam
proses produksi adalah energi uap.
Sedangkan saran-saran yang dapat diberikan setelah dilakukan audit energi
adalah :
1. Perlu dilakukan perawatan dan pengecekan efisiensi ketel uap secara intensif,
tidak hanya pada saat perbaikan tahunan saja agar efisiensinya dapat
dipertahankan.
2. Perlu ditinjau kembali pada sub sitem gas turbin generator HITACHI yang
memiliki nilai efisiensi rendah (<20%), yaitu dengan jalan memperhatikan
kembali jumlah gas alam dan udara yang masuk serta proses yang terjadi
secara keseluruhan pada saat terjadi perubahan energi mekanik menjadi energi
listrik.
3. Pada proses utama produksi pupuk urea diusahakan terjadinya kehilangan
material sekecil mungkin yaitu dengan cara menjaga temperatur reaktor
sekitar 195oC agar konversi karbamat menjadi urea maksimal dan juga
memperhatikan pada saat urea berada pada sub sistem kristalisasi dan prilling,
terutama saat berada di prilling tower.
DAFTAR PUSTAKA
Abdullah, K. 1998. Energi dan Listrik Pertanian. JICA-DGHE. IPB Project
ADAET. IPB. Bogor.
Anonimous. 2004. Teori Dasar Operasi Pabrik. PT. PUPUK KUJANG,
Cikampek.
Ari, Sulistiono. 2008. Audit Energi pada Proses Produksi CPO (Crude Palm Oil)
di PMKS PT. Condong Garut, Jawa Barat. Skripsi. Jurusan Teknik
Pertanian, Institut Pertanian Bogor.
Arry, Sigit. 1981. Mempelajari Kebutuhan Energi Manusia dalam Mengolah
Tanah dengan Cangkul pada Kondisi Tanah yang Berbeda. Skripsi.
Jurusan Mekanisasi Pertanian, Institut Pertanian Bogor.
Çengel, Yunus A., dkk. 2002. Thermodynamics Fourth Edition. McGraw-Hill
CIBO.1997. Energy Efficiency Handbook. Council of Industrial Boiler Owners.
Burke.
Culp, A.W. Jr., Ph.D. 1991. Principles of Energy Conversion Second Edition.
McGraw-Hill, Inc. Tokyo.
ESDM. 2007. Neraca Gas Indonesia. Jakarta
ESDM. 2008. Handbook of Energy and Economic Statistics of Indonesia. Jakarta.
http://mistupid.com/chemistry/aircomp.htm. (Rabu, 16 Juli 2008)
http://en.wikipedia.org/wiki/Heat_of_combustion. (Rabu, 16 Juli 2008)
http://www.chem-is-try.org/?sect=belajar&ext=pengantar06_01. (Rabu, 16 Juli 2008)
http://www.e-smartschool.com/pnu/002/PNU0020005.asp (Rabu, 16 Juli 2008)
http://ecen.com/eee48/eee48e/carbon_content_n_gas_using_heat_values.htm
(Rabu, 16 Juli 2008)
http://www.appi.or.id/ (Rabu, 16 Juli 2008)
http://www.pln.co.id/Portals/0/dokumen/SKB.pdf (Minggu, 1 maret 2009)
http://www.cicods.org/upload/database/UU_No5-1984.pdf (Minggu, 1 maret 2009)
http://www.plnlampung.co.id/berita/berita_peristiwa.asp?do=view&id=2717&id
m=5&idSM=2 (Senin, 20 April 2009)
http://www.fao.org/docrep/t0269e/t0269e04.htm (Senin, 20 april 2009)
http://www.energi.lipi.go.id/utama.cgi?artikel&1112483998&6 (Rabu, 24 Juni
2009)
http://www.energi.lipi.go.id/utama.cgi?artikel&1102902516&8 (Majalah Trust,
2004. Diakses pada tanggal 15 Juli 2009)
Kulshrestha. S.K. 1983. Buku Teks Termodinamika Terpakai, Teknik Uap dan
Panas. UI-Press : Jakarta.
Perry. 1984. Perry’s Chemical Engineers’ Handbook Sixth Edition. McGraw-Hill
International Edition. Japan : Kosaido Printing Co.,Ltd
PII. 1992. Seminar Energi dan Lingkungan. Surabaya.
Pusdatin ESDM. 2008. Key Indicator of Indonesia Energy and Mineral
Resources. Jakarta.
Razi. 1996. Audit Energi pada Sistem Kombinasi Panas dan Daya (cogeneration)
PUSRI I-B PT. PUSRI (PERSERO), Palembang. Skripsi. Fakultas
Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Bogor.
Sholikin. 2005. Laporan Praktek Kerja di Unit Urea PT.PUPUK KUJANG
Cikampek Jawa Barat. Laporan Praktek Kerja. Jurusan Teknik Kimia.
Universitas Diponegoro. Semarang.
Suryadi. 1994. Audit Energi Pada Proses Produksi Pupuk Urea di PT. PUPUK
KUJANG (PERSERO) Cikampek Kabupaten Daerah Tingkat II Karawang
Jawa Barat. Skripsi. Jurusan Mekanisasi Pertanian, Institut Pertanian
Bogor. Bogor.
Yaws. 1996. Handbook of Thermodynamic Diagrams, Volume 4 : Inorganic
Compounds and Elements. Houston, Texas.
LAMPIRAN
Lampiran 1. Tabel produksi uap oleh ketel uap dan pemakaiannya oleh urea plant
Tanggal Ketel uap
paket I (2007-U)
Ketel uapa paket II
(2007-UA)
Ketel uap panas buang
(2003-U)
Total produksi uap
(ton)
Pemakaian oleh urea
plant (ton)
Persentase pemakaian uap oleh urea plant
1 1,311.24 1,304.68 1,430.40 4,046.32 2,522 62.33% 2 1,304.44 1,267.96 1,365.60 3,938.00 2,516 63.89% 3 1,295.58 1,291.86 1,360.80 3,948.24 3,178 80.49% 4 1,304.66 1,306.54 1,329.60 3,940.80 2,556 64.86% 5 1,304.26 1,279.50 1,464.00 4,047.76 2,512 62.06% 6 1,299.90 1,284.04 1,449.60 4,033.54 2,498 61.93% 7 1,304.06 1,263.40 1,466.40 4,033.86 2,512 62.27% 8 1,304.64 1,337.16 1,430.40 4,072.20 2,540 62.37% 9 1,279.12 1,299.76 1,459.20 4,038.08 3,806 94.25% 10 1,351.72 1,324.66 1,464.00 4,140.38 2,528 61.06% 11 1,462.88 1,309.92 1,430.40 4,203.20 2,560 60.91% 12 1,458.38 1,331.52 1,351.20 4,141.10 2,510 60.61% 13 1,431.14 1,281.44 1,348.80 4,061.38 2,496 61.46% 14 1,460.61 1,277.02 1,324.80 4,062.43 2,482 61.10% 15 1,426.56 1,215.56 1,444.80 4,086.92 2,500 61.17% 16 1,394.80 1,263.42 1,344.00 4,002.22 2,490 62.22%17 1,305.26 1,263.22 1,497.60 4,066.08 2,496 61.39% 18 1,309.18 1,326.90 1,420.80 4,056.88 2,482 61.18% 19 1,299.54 1,339.24 1,447.20 4,085.98 2,490 60.94% 20 1,333.00 1,388.26 1,360.80 4,082.06 2,486 60.90% 21 1,306.90 1,377.24 1,360.80 4,044.94 2,488 61.51% 22 1,290.82 1,366.06 1,442.40 4,099.28 2,496 60.89% 23 1,326.94 1,357.00 1,399.20 4,083.14 2,494 61.08% 24 1,325.06 1,376.66 1,312.80 4,014.52 2,478 61.73% 25 1,318.24 1,385.90 1,312.80 4,016.94 2,480 61.74% 26 1,320.70 1,359.66 1,339.20 4,019.56 2,480 61.70% 27 1,316.36 1,382.16 1,333.60 4,032.12 2,470 61.26% 28 1,313.90 1,381.18 1,332.00 4,027.08 2,458 61.04%29 1,325.82 1,364.20 1,358.40 4,048.42 2,460 60.76%30 1,330.36 1,404.08 1,315.20 4,049.64 2,458 60.70% 31 1,334.50 1,384.22 1,332.00 4,050.72 2,466 60.88%
Jumlah 41,450.57 41,094.42 43,028.80 125,573.79 79,388 63.22%
Lampiran 2.
Contoh Perhitungan Konsumsi Energi Spesifik
(Specific Energy Consumption, SEC)
Misal data produksi urea, pemakaian uap di urea plant dan listrik tanggal
1 Maret 2009 :
a. Produksi urea = 1,435 ton
b. Pemakaian uap = 2,522 ton
c. Pemakaian listrik = 308,592 MJ
Konsumsi energi spesifik didefinisikan sebagai energi yang dibutuhkan
per satuan produk. Sehingga :
SEC untuk energi listrik = 308,592 MJ = 215.05 MJ/ton urea = 215.05 kJ/kg urea 1,435 ton
Kondisi uap pada tanggal 1 Maret 2009 :
Suhu = 390oC
Tekanan = 40.17 kg/cm2
Huap = 3189.571 kJ/kg (sumber : Perry’s Chemical Engineering. Table 2-354)
Energi uap = muap x Huap
= 2,522 ton x 3189.571 kJ/kg
= 8,044,096,826.90 kJ
= 8,044,096.83 MJ
Sehingga :
SEC untuk energi uap = 8,044,096.83 MJ 1,435 ton
= 5,605.64 MJ/ton urea
= 5,605.64 kJ/kg urea
Lampiran 3. Data pengukuran pemakaian energi listrik oleh motor-motor
penggerak pompa dan kompresor
Panel/No. Item Kuat arus terpasang (A)
Tegangan (V)
Faktor daya
Kuat arus terukur
(A)
Daya terpasang
(kW)
Daya terukur (kW)
Efisiensi (%)
A/1 GFM-201A 125 440 0.82 101.69 74.57 63.55 85.22
2 GFM-201B 125 440 0.82 101.69 74.57 63.55 85.22
3 GFM-201C 125 440 0.82 101.69 74.57 63.55 85.22
4 GFM-201D 125 440 0.82 101.69 74.57 63.55 85.22
5 GFM-201E 125 440 0.82 101.69 74.57 63.55 85.22
6 GAM-211A 12.8 440 0.82 10.41 7.50 6.51 86.76
7 GAM-211B 12.8 440 0.82 10.41 7.50 6.51 86.76
8 GAM-211C 12.8 440 0.82 10.41 7.50 6.51 86.76
9 GAM-211D 12.8 440 0.82 10.41 7.50 6.51 86.76
10 GAM-211E 12.8 440 0.82 10.41 7.50 6.51 86.76
11 GAM-212A 12.8 440 0.82 10.41 7.50 6.51 86.76
12 GAM-212B 12.8 440 0.82 10.41 7.50 6.51 86.76
13 GAM-212C 12.8 440 0.82 10.41 7.50 6.51 86.76
14 GAM-212D 12.8 440 0.82 10.41 7.50 6.51 86.76
15 GAM-212E 12.8 440 0.82 10.41 7.50 6.51 86.76
16 GAM-213A 6.4 440 0.82 5.21 3.70 3.25 87.94
17 GAM-213B 6.4 440 0.82 5.21 3.70 3.25 87.94
18 GAM-213C 6.4 440 0.82 5.21 3.70 3.25 87.94
19 GAM-213D 6.4 440 0.82 5.21 3.70 3.25 87.94
20 GAM-213E 6.4 440 0.82 5.21 3.70 3.25 87.94
21 GDM-602 1.8 440 0.82 1.00 0.75 0.62 83.32
22 GAM-611D 13.2 440 0.82 10.74 7.50 6.71 89.47
B/23 GAM-111A 1.8 440 0.82 1.00 0.75 0.62 83.80
24 GAM-111B 1.8 440 0.82 1.00 0.75 0.62 83.80
25 GAM-111D 1.8 440 0.82 1.00 0.75 0.62 83.80
26 GAM-121A 6.8 440 0.82 5.53 3.73 3.46 92.72
27 GAM-121B 6.8 440 0.82 5.53 3.73 3.46 92.72
28 GAM-121C 6.8 440 0.82 5.53 3.73 3.46 92.72
29 GAM-121D 6.8 440 0.82 5.53 3.73 3.46 92.72
30 GAM-131A 3 440 0.82 2.00 1.49 1.25 83.80
31 GAM-131B 3 440 0.82 2.00 1.49 1.25 83.80
32 GAM-131C 3 440 0.82 2.00 1.49 1.25 83.80
33 GAM-131D 3 440 0.82 2.00 1.49 1.25 83.80
34 GBM-161 0.85 440 0.88 0.50 0.37 0.34 90.63
35 GAM-203 48.4 440 0.82 39.37 30.00 24.61 82.02
36 GAM-112A 3 440 0.82 2.44 2.00 1.53 76.26
37 GAM-201A 128 440 0.82 104.13 75.00 65.07 86.76
38 GAM-201B 128 440 0.82 104.13 75.00 65.07 86.76
39 GAM-205B 39 440 0.82 31.73 22.00 19.83 90.12
40 GAM-206 19.5 440 0.82 15.86 11.00 9.91 90.12
41 GAM-703B 87.5 440 0.82 71.18 55.00 44.48 80.88
42 GAM-303 9.7 440 0.82 7.89 5.50 4.93 89.66
43 GAM-403A 10.3 440 0.82 8.38 5.50 5.24 95.20
44 GAM-402A 71 440 0.82 57.76 45.00 36.09 80.21
45 GAM-405B 18.2 440 0.82 14.81 11.00 9.25 84.11
Lanjutan Lampiran 3. Data pengukuran pemakaian energi listrik oleh motor-motor penggerak pompa dan kompresor
Panel/No. Item Kuat arus terpasang (A)
Tegangan (V)
Faktor daya
Kuat arus terukur
(A)
Daya terpasang
(kW)
Daya terukur (kW)
Efisiensi (%)
46 GAM-406B 6.6 440 0.82 5.37 3.70 3.36 90.68
47 GAM-407B 32.2 440 0.82 26.19 18.50 16.37 88.48
48 GAM-408D 2.7 440 0.82 2.20 1.50 1.37 91.51
49 GAM-409 6.2 440 0.82 5.04 3.70 3.15 85.19
50 GAM-701A 34 440 0.82 27.66 22.00 17.28 78.57
51 GAM-704A 18.8 440 0.82 15.29 11.00 9.56 86.89
52 GAM-705A 12.9 440 0.82 10.49 7.50 6.56 87.44
53 GAM-706A 9.7 440 0.82 7.89 5.50 4.93 89.66
54 GAM-151A 8.1 440 0.82 4.00 3.00 2.50 83.32
55 GAM-151B 8.1 440 0.82 4.00 3.00 2.50 83.32
56 GAM-152A 2.3 440 0.67 1.20 0.75 0.61 82.17
57 GAM-152B 2.3 440 0.67 1.20 0.75 0.61 82.17
58 GAM-153A 23 440 0.84 18.71 13.00 11.98 92.14
59 GAM-153C 23 440 0.84 18.71 13.00 11.98 92.14
60 GAM-161A 19 440 0.88 15.46 11.00 10.37 94.24
61 GAM-162A 19.5 440 0.84 15.86 11.00 10.16 92.32
62 GAM-122A 3 440 0.82 2.00 1.49 1.25 83.80
63 GAM-122C 3 440 0.82 2.00 1.49 1.25 83.80
C/64 GBM-201 98 440 0.82 79.72 55.00 49.82 90.58
65 GBM-304A 80 440 0.82 65.08 45.00 40.67 90.38
66 GBM-304B 80 440 0.82 65.08 45.00 40.67 90.38
67 GBM-304C 80 440 0.82 65.08 45.00 40.67 90.38
68 GBM-304D 80 440 0.82 65.08 45.00 40.67 90.38
69 GBM-304E 80 440 0.82 65.08 45.00 40.67 90.38
70 GBM-304F 80 440 0.82 65.08 45.00 40.67 90.38
71 GDM-201 25.7 440 0.82 20.91 15.00 13.07 87.10
72 GDM-301 13.5 440 0.82 10.98 7.50 6.86 91.51
73 GDM-211 12.8 440 0.82 10.41 7.50 6.51 86.76
74 JDM-303 4.1 440 0.82 3.34 2.20 2.08 94.74
75 GBM-401 156 440 0.82 126.91 100.00 79.31 79.31
76 JDM-301A 10.3 440 0.82 8.38 5.50 5.24 95.20
77 JDM-301B 10.3 440 0.82 8.38 5.50 5.24 95.20
78 JFM-301 6.3 440 0.82 5.13 3.70 3.20 86.56
79 FDM-303 4.2 440 0.82 3.42 2.24 2.14 95.44
80 FFM-301 4.2 440 0.82 3.42 2.20 2.14 97.05
D Utara/81 GBM-601A 46.8 2300 0.82 38.07 149.14 124.37 83.39
82 GBM-601B 46.8 2300 0.82 38.07 149.14 124.37 83.39
83 GBM-601C 46.8 2300 0.82 38.07 149.14 124.37 83.39
84 GAM-404A 37 2300 0.82 30.10 125.00 98.32 78.66
85 GBM-303 128 2300 0.82 104.13 420.00 340.15 80.99
D Selatan/86 GAM-101A 140 2300 0.82 113.89 475.00 372.04 78.32
87 GAM-101C 140 2300 0.82 113.89 475.00 372.04 78.32
88 GAM-101D 140 2300 0.82 113.89 475.00 372.04 78.32
89 GAM-302B 53 2300 0.82 43.12 160.00 140.84 88.03
90 GBM-301 48.5 2300 0.82 39.45 130.00 128.88 99.14
91 GBM-302 142 2300 0.82 115.52 480.00 377.35 78.62
Lampiran 4. Konsumsi gas alam bulan Maret 2009 (m3)
Tanggal/alat 2007-U 2007-UA 2003-U GTG Jumlah konsumsi gas alam 1 91,640 106,778 41,340 106,320 346,078 2 90,192 106,030 42,260 106,560 345,042 3 90,840 106,972 37,830 108,480 344,122 4 90,324 106,786 30,160 106,800 334,070 5 90,888 105,854 49,010 107,760 353,512 6 92,016 105,472 50,570 108,000 356,058 7 91,452 106,036 40,130 115,920 353,538 8 91,264 112,764 43,420 116,400 363,848 9 92,016 110,150 42,770 117,120 362,056
10 94,626 111,088 45,760 106,080 357,554 11 102,296 106,396 44,850 113,280 366,822 12 102,294 107,340 36,920 116,160 362,714 13 102,108 103,794 42,510 115,920 364,332 14 102,098 104,472 38,610 112,320 357,500 15 100,224 98,620 46,020 113,280 358,144 16 96,248 92,572 32,370 110,160 331,350 17 90,324 100,664 53,040 108,960 352,988 18 90,136 106,970 44,100 109,920 351,126 19 90,324 109,396 48,050 107,040 354,810 20 91,264 109,028 37,180 106,560 344,032 21 89,760 109,024 40,820 109,200 348,804 22 90,888 107,902 48,360 109,440 356,590 23 91,076 108,086 43,810 109,440 352,412 24 92,006 111,830 36,660 108,480 348,976 25 92,016 111,456 34,840 108,720 347,032 26 91,994 112,744 38,090 106,560 349,388 27 92,016 112,582 37,050 106,320 347,968 28 92,016 110,338 34,190 114,960 351,504 29 92,016 108,654 38,870 114,240 353,780 30 92,016 111,828 35,880 114,000 353,724 31 92,016 109,212 33,020 113,520 347,768
Jumlah 2,890,394 3,330,838 1,268,490 3,427,920 10,917,642
Lampiran 5. Konsumsi air umpan ketel bulan Maret 2009 (ton)
Tanggal/Boiler 2007-U 2007-UA 2003-U Total konsumsi BFW 1 1,316.16 1,313.38 1,516.80 4,146.34 2 1,334.94 1,299.76 1,466.40 4,101.10 3 1,312.02 1,298.26 1,459.20 4,069.48 4 1,318.62 1,315.58 1,382.40 4,016.60 5 1,322.96 1,291.00 1,560.00 4,173.96 6 1,313.70 1,286.30 1,567.20 4,167.20 7 1,313.32 1,272.30 1,564.80 4,150.428 1,320.70 1,346.04 1,526.40 4,193.149 1,302.00 1,320.34 1,579.20 4,201.54
10 1,360.80 1,334.12 1,562.40 4,257.32 11 1,462.90 1,338.88 1,528.80 4,330.58 12 1,469.70 1,377.26 1,440.00 4,286.96 13 1,462.88 1,350.40 1,447.20 4,260.48 14 1,465.14 1,329.40 1,420.80 4,215.34 15 1,451.54 1,249.78 1,524.00 4,225.32 16 1,422.00 1,274.78 1,409.60 4,106.38 17 1,352.26 1,299.90 1,605.60 4,257.76 18 1,323.16 1,390.46 1,509.60 4,223.22 19 1,325.62 1,359.44 1,555.20 4,240.26 20 1,343.78 1,406.14 1,442.40 4,192.3221 1,320.32 1,399.34 1,444.80 4,164.46 22 1,316.16 1,381.58 1,548.00 4,245.74 23 1,352.10 1,372.70 1,466.40 4,191.20 24 1,359.66 1,394.84 1,399.20 4,153.70 25 1,339.42 1,390.84 1,387.20 4,117.46 26 1,327.12 1,388.76 1,425.60 4,141.48 27 1,336.78 1,382.16 1,420.80 4,139.74 28 1,335.26 1,385.72 1,392.00 4,112.98 29 1,343.96 1,372.72 1,442.40 4,159.08 30 1,337.34 1,406.34 1,408.80 4,152.48 31 1,339.42 1,403.84 1,394.40 4,137.66
Jumlah 42,001.74 41,732.36 45,797.60 129,531.70
Lampiran 6. Komposisi gas alam bulan Maret 2009 (% mol)
Tanggal CO2 CO Ar N2 CH4 C2H6 C3H8 i-C4H10 n-C4H10 i-C5H12 n-C5H12
1 5.91 - 0.02 2.65 87.11 1.72 1.5 0.37 0.45 0.17 0.1
2 5.74 - 0.02 2.94 87.09 1.78 1.43 0.35 0.41 0.15 0.09
3 7.33 - 0.02 3.1 84.81 1.92 1.69 0.39 0.46 0.17 0.11
4 6.03 - 0.02 2.69 86.18 1.91 1.85 0.49 0.53 0.19 0.11
5 6.47 - 0.02 2.82 85.8 1.93 1.75 0.42 0.5 0.18 0.11
6 6.81 - 0.02 2.66 84.82 2.11 2.17 0.53 0.57 0.19 0.12
7 7.18 - 0.01 2.75 85.13 1.93 1.76 0.42 0.51 0.19 0.12
8 7.02 - 0.01 2.82 84.54 2.14 2.04 0.49 0.63 0.19 0.12
9 6.76 - 0.02 3.08 85.03 1.99 1.78 0.45 0.58 0.19 0.12
10
11
12
13 7.2 - 0.02 3.02 84.88 1.96 1.7 0.43 0.5 0.18 0.11
14 6.67 - 0.02 2.97 85.43 1.94 1.71 0.43 0.52 0.19 0.12
15 6.26 - 0.02 2.85 85.57 1.99 1.95 0.5 0.55 0.19 0.12
16 6.2 - 0.02 2.91 85.81 1.95 1.82 0.44 0.53 0.2 0.12
17 6.24 - 0.02 2.73 85.82 1.99 1.86 0.46 0.56 0.2 0.12
18 6.03 - 0.01 2.88 86.16 1.92 1.74 0.44 0.51 0.19 0.12
19 6.74 - 0.02 2.87 85.24 2.03 1.82 0.44 0.53 0.19 0.12
20 5.55 - 0.03 2.44 86.43 2.02 2.03 0.57 0.6 0.2 0.13
21 6.13 - 0.02 2.65 86.07 1.96 1.84 0.45 0.56 0.2 0.12
22 6.17 - 0.03 2.83 85.92 1.94 1.82 0.46 0.53 0.19 0.11
23 6.25 - 0.02 2.84 85.6 2.01 1.94 0.48 0.55 0.19 0.12
24 5.98 - 0.02 2.86 86.08 1.96 1.84 0.43 0.53 0.19 0.11
25 5.86 - 0.03 2.91 86.24 1.95 1.78 0.42 0.52 0.18 0.11
26 6.21 - 0.01 2.81 85.98 1.95 1.77 0.44 0.53 0.19 0.11
27 6.5 - 0.01 2.87 85.74 1.92 1.72 0.44 0.51 0.18 0.11
28 6.13 - 0.02 2.88 86.21 1.89 1.65 0.42 0.51 0.18 0.11
29 5.37 - 0.02 2.55 86.96 1.92 1.8 0.52 0.55 0.19 0.12
30 5.37 - 0.02 2.77 87.3 1.77 1.59 0.41 0.48 0.18 0.11
31 5.5 - 0.02 2.66 86.94 1.9 1.74 0.42 0.53 0.18 0.11
Lampiran 7. Contoh perhitungan efisiensi gas turbin generator HITACHI (2006-J)
Data tanggal 1 Maret 2009
Gas alam
Komponen % Xi (%mol) BM BMrata-rata LHV
(MJ/kg) LHV/Komponen
(kJ/lb) CO2 5.91 44.01 2.17 - - CO - 28.01 - - - Ar 0.02 39.95 - - - N2 2.65 28.02 0.493 - -
CH4 87.11 16.042 14.085 50.009 19,759.97 C2H6 1.72 30.068 0.622 47.794 372.88 C3H8 1.5 44.094 0.939 46.357 315.41
i-C4H10 0.37 58.12 0.273 45.613 76.55 n-C4H10 0.45 58.12 0.308 45.752 93.39 i-C5H12 0.17 72.146 0.137 45.241 34.89 n-C5H12 0.1 72.146 0.087 45.357 20.57 Jumlah 100 19.114 326.123 20,673.67
Gas flow = 4,430 Nm3/jam = 197.77 kg.mol/jam = 8,333.241 lb/jam
Flow untuk masing-masing komponen :
CO2 = 11.688 kg.mol/jam
CO = -
Ar = 0.886 kg.mol/jam
N2 = 5.241 kg.mol/jam
CH4 = 172.276 kg.mol/jam
C2H6 = 3.402 kg.mol/jam
C3H8 = 2.967 kg.mol/jam
i-C4H10 = 0.732 kg.mol/jam
n-C4H10 = 0.890 kg.mol/jam
i-C5H12 = 0.336 kg.mol/jam
n-C5H12 = 0.198 kg.mol/jam
Energi gas alam = 20,673.67 kJ/lb x 8,333.241 lb/jam = 1.72 x 108 kJ/jam
Udara
Komposisi udara
Komponen Volume N2 78.08% O2 20.95% Ar 0.93%
CO2 0.03%
Reaksi yang terjadi pada proses pembakaran gas alam :
1. CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O
CH4 = 172.28 kg.mol/jam; CO2 = 172.28 kg.mol/jam;
2H2O = 344.55 kg.mol/jam; O2 = 344.55 kg.mol/jam
2. C2H6 + 3.5O2 2CO2 + 3H2O
C2H6 = 3.4 kg.mol/jam; 2CO2 = 6.8 kg.mol/jam;
3H2O = 10.2 kg.mol/jam; O2 = 11.91 kg.mol/jam
3. C3H8 + 5O2 3CO2 + 4H2O
C3H8 = 2.97 kg.mol/jam; 3CO2 = 8.9 kg.mol/jam;
4H2O = 11.87 kg.mol/jam; O2 = 14.83 kg.mol/jam
4. i-C4H10 + 6.5O2 4CO2 + 5H2O
i-C4H10 = 0.73 kg.mol/jam; 4CO2 = 2.93 kg.mol/jam;
5H2O = 3.66 kg.mol/jam; O2 = 4.76 kg.mol/jam
5. n-C4H10 + 6.5O2 4CO2 + 5H2O
n-C4H10 = 0.89 kg.mol/jam; 4CO2 = 3.56 kg.mol/jam;
5H2O = 4.45 kg.mol/jam; O2 = 5.78 kg.mol/jam
6. i-C5H12 + 8O2 5CO2 + 6H2O
i-C5H12 = 0.34 kg.mol/jam; 5CO2 = 1.68 kg.mol/jam;
6H2O = 2.02 kg.mol/jam; O2 = 2.69 kg.mol/jam
7. n-C5H12 + 8O2 5CO2 + 6H2O
n-C5H12 = 0.198 kg.mol/jam; 5CO2 = 0.99 kg.mol/jam;
6H2O = 1.19 kg.mol/jam; O2 = 1.58 kg.mol/jam
Jumlah O2 pada reaksi tersebut = 386.1 kg.mol/jam
Asumsi excess oksigen = 10%
Flow udara = 2,027.27 kg.mol/jam
Tudara = 305 K
Cpudara = 750.85 J/g.mol = 750.85 kJ/kg.mol (Sumber : Yaws, Handbook of
Thermodinamic Diagrams, Vol.4)
Energi oksigen yang terkandung dalam udara :
= 2,027.27 kg.mol/jam x 750.85 kJ/kg.mol
= 1.52 x 106 kJ/jam
Gas buang
Total flow gas buang = 2,194.57 kg.mol/jam
Tgas buang = 794 K
Cpgas buang = 59,622.5 J/g.mol = 59,622.5 kJ/kg.mol (Sumber : Yaws, Handbook of
Thermodinamic Diagrams, Vol.4)
Energi gas buang = 2194.57 kg.mol/jam x 59,622.5 kJ/kg.mol
= 1.31 x 108 kJ/jam
Energi listrik yang dihasilkan = 186.8 MWh = 2.8 x 107 kJ/jam
Energi input = energi gas alam + Energi oksigen yang terkandung dalam udara
= 1.74 x 108 kJ/jam
Energi output = Energi listrik = 2.8 x 107 kJ/jam
Efisiensi = 2.8 x 107 kJ/jam = 16.26% 1.74 x 108 kJ/jam
Lampiran 8. Contoh perhitungan efisiensi ketel uap panas buang (2003-U)
Data tanggal 1 Maret 2009
Gas alam
Komponen % Xi (%mol) BM BMrata-rata LHV
(MJ/kg) LHV/Komponen
(kJ/lb) CO2 5.91 44.01 2.17 - - CO - 28.01 - - - Ar 0.02 39.95 - - - N2 2.65 28.02 0.493 - -
CH4 87.11 16.042 14.085 50.009 19,759.97 C2H6 1.72 30.068 0.622 47.794 372.88 C3H8 1.5 44.094 0.939 46.357 315.41
i-C4H10 0.37 58.12 0.273 45.613 76.55 n-C4H10 0.45 58.12 0.308 45.752 93.39 i-C5H12 0.17 72.146 0.137 45.241 34.89 n-C5H12 0.1 72.146 0.087 45.357 20.57 Jumlah 100 19.114 326.123 20,673.67
Gas flow = 1,722.5 Nm3/jam = 76.9 kg.mol/jam = 3,240.18 lb/jam
Energi gas alam = 20,673.67 kJ/lb x 3,240.18 lb/jam = 6.7 x 107 kJ/jam
Energi gas buang dari gas turbin generator = 1.31 x 108 kJ/jam
Air umpan ketel
Flow air umpan ketel = 63.2 ton/jam
Suhu air umpan masuk = 112.3oC = 385.3 K
Mr H2O = 18.016
Cp H2O = 2,936.65 J/g.mol (Sumber : Yaws, Handbook of Thermodinamic
Diagrams, Vol.4)
Energi air umpan ketel = 63.2 ton/jam x 103 x 2,936.65 J/g.mol = 1.03 x 107 kJ/jam 18.016
Uap
Steam flow = 59.6 ton/jam
Steam pressure = 42.2 kg/cm2 = 41.39 bar
Steam temperature = 402oC = 675 K
huap = 3,213.84 kJ/kg (Sumber : Perry’s Chemical Engineering, Table 2-354)
Energi uap = 59.6 ton/jam x 103 x 3,213.84 kJ/kg = 1.92 x 108 kJ/jam
Energi input = energi gas alam + energi gas buang generator + energi air umpan
= 2.08 x 108 kJ/jam
Energi output = energi uap = 1.92 x 108 kJ/jam
Efisiensi = 1.92 x 108 kJ/jam x 100% = 92.06% 2.08 x 108 kJ/jam
Lampiran 9. Contoh perhitungan efisiensi ketel uap paket I (2007-U)
Data tanggal 1 Maret 2009
Gas alam
Komponen % Xi (%mol) BM BMrata-rata LHV
(MJ/kg) LHV/Komponen
(kJ/lb) CO2 5.91 44.01 2.17 - - CO - 28.01 - - - Ar 0.02 39.95 - - - N2 2.65 28.02 0.493 - -
CH4 87.11 16.042 14.085 50.009 19,759.97 C2H6 1.72 30.068 0.622 47.794 372.88 C3H8 1.5 44.094 0.939 46.357 315.41
i-C4H10 0.37 58.12 0.273 45.613 76.55 n-C4H10 0.45 58.12 0.308 45.752 93.39 i-C5H12 0.17 72.146 0.137 45.241 34.89 n-C5H12 0.1 72.146 0.087 45.357 20.57 Jumlah 100 19.114 326.123 20,673.67
Gas flow = 3,818.33 Nm3/jam = 170.46 kg.mol/jam = 7,182.64 lb/jam
Flow untuk masing-masing komponen :
CO2 = 10.07 kg.mol/jam
CO = -
Ar = 0.764 kg.mol/jam
N2 = 4.517 kg.mol/jam
CH4 = 148.49 kg.mol/jam
C2H6 = 2.93 kg.mol/jam
C3H8 = 2.557 kg.mol/jam
i-C4H10 = 0.631 kg.mol/jam
n-C4H10 = 0.767 kg.mol/jam
i-C5H12 = 0.29 kg.mol/jam
n-C5H12 = 0.17 kg.mol/jam
Energi gas alam = 20,673.67 kJ/lb x 7,182.64 lb/jam = 1.48 x 108 kJ/jam
Udara
Komposisi udara
Komponen Volume N2 78.08% O2 20.95% Ar 0.93%
CO2 0.03%
Reaksi yang terjadi pada proses pembakaran gas alam :
8. CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O
CH4 = 148.49 kg.mol/jam; CO2 = 148.49 kg.mol/jam;
2H2O = 296.98 kg.mol/jam; O2 = 296.98 kg.mol/jam
9. C2H6 + 3.5O2 2CO2 + 3H2O
C2H6 = 2.93 kg.mol/jam; 2CO2 = 5.86 kg.mol/jam;
3H2O = 8.8 kg.mol/jam; O2 = 10.26 kg.mol/jam
10. C3H8 + 5O2 3CO2 + 4H2O
C3H8 = 2.56 kg.mol/jam; 3CO2 = 7.67 kg.mol/jam;
4H2O = 10.23 kg.mol/jam; O2 = 12.78 kg.mol/jam
11. i-C4H10 + 6.5O2 4CO2 + 5H2O
i-C4H10 = 0.63 kg.mol/jam; 4CO2 = 2.52 kg.mol/jam;
5H2O = 3.15 kg.mol/jam; O2 = 4.1 kg.mol/jam
12. n-C4H10 + 6.5O2 4CO2 + 5H2O
n-C4H10 = 0.77 kg.mol/jam; 4CO2 = 3.07 kg.mol/jam;
5H2O = 3.83 kg.mol/jam; O2 = 4.99 kg.mol/jam
13. i-C5H12 + 8O2 5CO2 + 6H2O
i-C5H12 = 0.29 kg.mol/jam; 5CO2 = 1.45 kg.mol/jam;
6H2O = 1.74 kg.mol/jam; O2 = 2.32 kg.mol/jam
14. n-C5H12 + 8O2 5CO2 + 6H2O
n-C5H12 = 0.17 kg.mol/jam; 5CO2 = 0.85 kg.mol/jam;
6H2O = 1.02 kg.mol/jam; O2 = 1.36 kg.mol/jam
Jumlah O2 pada reaksi tersebut = 332.79 kg.mol/jam
Asumsi excess oksigen = 10%
Flow udara = 1,747.35 kg.mol/jam
Tudara = 305 K
Cpudara = 750.85 J/g.mol = 750.85 kJ/kg.mol (Sumber : Yaws, Handbook of
Thermodinamic Diagrams, Vol.4)
Energi oksigen yang terkandung dalam udara :
= 1,747.35 kg.mol/jam x 750.85 kJ/kg.mol
= 1.31 x 106 kJ/jam
Air umpan ketel
Flow air umpan ketel = 54.84 ton/jam
Suhu air umpan masuk economizer = 107.125oC = 380.125 K
Mr H2O = 18.016
Cp H2O = 2,763.68 J/g.mol (Sumber : Yaws, Handbook of Thermodinamic
Diagrams, Vol.4)
Energi air umpan ketel = 54.84 ton/jam x 103 x 2,763.68 J/g.mol = 8.41 x 106 kJ/jam 18.016
Uap
Steam flow = 54.635 ton/jam
Steam pressure = 43 kg/cm2 = 42.18 bar
Steam temperature = 408.07oC = 681.07 K
huap = 3,228.216 kJ/kg (Sumber : Perry’s Chemical Engineering, Table 2-354)
Suhu air umpan masuk steam drum = 156.27oC
hair umpan = 662.63 kJ/kg (Sumber : Perry’s Chemical Engineering, Table 2-354)
h = 3,228.216 kJ/kg - 662.63 kJ/kg = 2,565.59 kJ/kg
Energi uap = 54.635 ton/jam x 103 x 2,565.59 kJ/kg = 1.4 x 108 kJ/jam
Energi input = energi gas alam + energi oksigen yang terkandung dalam udara
+ energi air umpan
= 1.58 x 108 kJ/jam
Energi output = energi uap = 1.4 x 108 kJ/jam
Efisiensi = 1.4 x 108 kJ/jam x 100% = 88.59% 1.58 x 108 kJ/jam
Lampiran 10. Contoh perhitungan efisiensi ketel uap paket II (2007-UA)
Data tanggal 1 Maret 2009
Gas alam
Komponen % Xi (%mol) BM BMrata-rata LHV
(MJ/kg) LHV/Komponen
(kJ/lb) CO2 5.91 44.01 2.17 - - CO - 28.01 - - - Ar 0.02 39.95 - - - N2 2.65 28.02 0.493 - -
CH4 87.11 16.042 14.085 50.009 19,759.97 C2H6 1.72 30.068 0.622 47.794 372.88 C3H8 1.5 44.094 0.939 46.357 315.41
i-C4H10 0.37 58.12 0.273 45.613 76.55 n-C4H10 0.45 58.12 0.308 45.752 93.39 i-C5H12 0.17 72.146 0.137 45.241 34.89 n-C5H12 0.1 72.146 0.087 45.357 20.57 Jumlah 100 19.114 326.123 20,673.67
Gas flow = 4,449.08 Nm3/jam = 198.62 kg.mol/jam = 8,369.14 lb/jam
Flow untuk masing-masing komponen :
CO2 = 11.74 kg.mol/jam
CO = -
Ar = 0.89 kg.mol/jam
N2 = 5.263 kg.mol/jam
CH4 = 173.02 kg.mol/jam
C2H6 = 3.42 kg.mol/jam
C3H8 = 2.98 kg.mol/jam
i-C4H10 = 0.74 kg.mol/jam
n-C4H10 = 0.89 kg.mol/jam
i-C5H12 = 0.34 kg.mol/jam
n-C5H12 = 0.2 kg.mol/jam
Energi gas alam = 20,673.67 kJ/lb x 8,369.14 lb/jam = 1.73 x 108 kJ/jam
Udara
Komposisi udara
Komponen Volume N2 78.08% O2 20.95% Ar 0.93%
CO2 0.03%
Reaksi yang terjadi pada proses pembakaran gas alam :
15. CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O
CH4 = 173.02 kg.mol/jam; CO2 = 173.02 kg.mol/jam;
2H2O = 346.04 kg.mol/jam; O2 = 346.04 kg.mol/jam
16. C2H6 + 3.5O2 2CO2 + 3H2O
C2H6 = 3.42 kg.mol/jam; 2CO2 = 6.83 kg.mol/jam;
3H2O = 10.25 kg.mol/jam; O2 = 11.96 kg.mol/jam
17. C3H8 + 5O2 3CO2 + 4H2O
C3H8 = 2.98 kg.mol/jam; 3CO2 = 8.94 kg.mol/jam;
4H2O = 11.92 kg.mol/jam; O2 = 14.9 kg.mol/jam
18. i-C4H10 + 6.5O2 4CO2 + 5H2O
i-C4H10 = 0.74 kg.mol/jam; 4CO2 = 2.94 kg.mol/jam;
5H2O = 3.67 kg.mol/jam; O2 = 4.78 kg.mol/jam
19. n-C4H10 + 6.5O2 4CO2 + 5H2O
n-C4H10 = 0.89 kg.mol/jam; 4CO2 = 3.58 kg.mol/jam;
5H2O = 4.47 kg.mol/jam; O2 = 5.81 kg.mol/jam
20. i-C5H12 + 8O2 5CO2 + 6H2O
i-C5H12 = 0.34 kg.mol/jam; 5CO2 = 1.69 kg.mol/jam;
6H2O = 2.02 kg.mol/jam; O2 = 2.7 kg.mol/jam
21. n-C5H12 + 8O2 5CO2 + 6H2O
n-C5H12 = 0.2 kg.mol/jam; 5CO2 = 0.99 kg.mol/jam;
6H2O = 1.19 kg.mol/jam; O2 = 1.59 kg.mol/jam
Jumlah O2 pada reaksi tersebut = 387.77 kg.mol/jam
Asumsi excess oksigen = 10%
Flow udara = 2,035.9998 kg.mol/jam
Tudara = 305 K
Cpudara = 750.85 J/g.mol = 750.85 kJ/kg.mol (Sumber : Yaws, Handbook of
Thermodinamic Diagrams, Vol.4)
Energi oksigen yang terkandung dalam udara :
= 2,035.9998 kg.mol/jam x 750.85 kJ/kg.mol
= 1.53 x 106 kJ/jam
Air umpan ketel
Flow air umpan ketel = 54.72 ton/jam
Suhu air umpan masuk economizer = 107.69oC = 380.69 K
Mr H2O = 18.016
Cp H2O = 2,782.57 J/g.mol (Sumber : Yaws, Handbook of Thermodinamic
Diagrams, Vol.4)
Energi air umpan ketel = 54.72 ton/jam x 103 x 2,782.57 J/g.mol = 8.45 x 106 kJ/jam 18.016
Uap
Steam flow = 54.36 ton/jam
Steam pressure = 42.2 kg/cm2 = 41.39 bar
Steam temperature = 410.24oC = 683.24 K
huap = 3,234.94 kJ/kg (Sumber : Perry’s Chemical Engineering, Table 2-354)
Suhu air umpan masuk steam drum = 153.6oC
hair umpan = 651.64 kJ/kg (Sumber : Perry’s Chemical Engineering, Table 2-354)
h = 3,234.94 kJ/kg - 651.64 kJ/kg = 2,583.31 kJ/kg
Energi uap = 54.36 ton/jam x 103 x 2,583.31 kJ/kg = 1.4 x 108 kJ/jam
Energi input = energi gas alam + energi oksigen yang terkandung dalam udara
+ energi air umpan
= 1.83 x 108 kJ/jam
Energi output = energi uap = 1.4 x 108 kJ/jam
Efisiensi = 1.4 x 108 kJ/jam x 100% = 76.74% 1.83 x 108 kJ/jam
Lampiran 11. Rincian konsumsi energi uap pada seksi sintesa dan seksi purifikasi (MJ)
Tanggal 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
SEKSI SINTESA
Steam 42 kg/cm2
GB-101 A 2,132,756.29 2,127,888.40 2,686,603.90 2,162,296.90 2,125,006.30 2,112,958.50 2,124,405.60 2,147,266.40 3,218,896.40 2,138,135.20
GB-101 B 2,132,756.29 2,127,888.40 2,686,603.90 2,162,296.90 2,125,006.30 2,112,958.50 2,124,405.60 2,147,266.40 3,218,896.40 2,138,135.20
GB-102 1,820,683.86 1,816,528.30 2,293,490.50 1,845,902.00 1,814,067.90 1,803,782.90 1,813,555.10 1,833,070.80 2,747,896.10 1,825,275.70
GA-102 525,348.06 524,148.99 661,773.76 532,624.60 523,439.06 520,471.39 523,291.08 528,922.23 792,889.93 526,673.01
Steam 4 kg/cm2
EA-102 2,768,683.93 2,762,097.05 3,488,849.13 2,806,009.56 2,757,705.80 2,742,336.42 2,757,705.80 2,788,444.56 4,178,275.58 2,775,270.80
GA-101/102 232,631.11 232,077.67 293,141.03 235,767.30 231,708.70 230,417.33 231,708.70 234,291.44 351,068.20 233,184.56
Total energi 9,612,859.54 9,590,628.81 12,110,462.22 9,744,897.26 9,576,934.06 9,522,925.04 9,575,071.88 9,679,261.83 14,507,922.61 9,636,674.47
Energi yang hilang 5,796,394.59 5,824,515.33 7,346,858.43 5,884,703.67 5,623,780.75 5,593,462.55 5,659,063.85 5,685,946.45 8,520,431.35 5,659,341.23
Total energi di seksi sintesa 3,816,464.95 3,766,113.48 4,763,603.79 3,860,193.59 3,953,153.31 3,929,462.49 3,916,008.03 3,993,315.38 5,987,491.26 3,977,333.24
SEKSI PURIFIKASI
Steam 42 kg/cm2
GA-601 288,157.33 287,499.63 362,987.85 292,148.57 287,110.23 285,482.44 287,029.06 290,117.79 434,906.04 288,884.08
Steam 12 kg/cm2
EA-201 76,392.59 77,001.79 97,070.07 77,614.32 73,265.85 72,876.86 73,931.72 74,072.70 111,001.20 73,727.61
DA-201 347,520.06 350,291.38 441,584.66 353,077.85 333,296.11 331,526.52 336,325.21 336,966.57 504,959.20 335,396.71 Exhaust GB-102, GA- 601, dan GA-102 20,312.48 20,474.46 25,810.54 20,637.33 19,481.09 19,377.66 19,658.15 19,695.63 29,514.77 19,603.87
Steam 7 kg/cm2
EA-202 207,783.76 204,885.62 260,507.57 209,044.28 208,429.99 207,588.08 205,648.11 206,330.27 306,021.91 200,410.68
Steam 4 kg/cm2
DA-203 130,796.61 130,485.44 164,818.25 132,559.93 130,277.99 129,551.91 130,277.99 131,730.13 197,387.74 131,107.78
Total energi 1,070,962.83 1,070,638.32 1,352,778.94 1,085,082.28 1,051,861.27 1,046,403.47 1,052,870.23 1,058,913.10 1,583,790.86 1,049,130.74
Energi yang hilang 646,229.20 638,728.83 811,038.59 651,119.37 647,313.61 644,499.10 640,412.84 643,557.16 956,511.86 628,250.57 Total energi seksi purifikasi 424,733.64 431,909.49 541,740.36 433,962.91 404,547.66 401,904.38 412,457.39 415,355.94 627,279.00 420,880.17
Lanjutan Lampiran 11. Rincian konsumsi energi uap pada seksi sintesa dan seksi purifikasi (MJ)
Tanggal 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21
SEKSI SINTESA
Steam 42 kg/cm2
GB-101 A 2,164,891.40 2,122,414.00 2,111,567.20 2,099,607.70 2,118,352.80 2,108,057.90 2,112,043.00 2,099,926.80 2,107,516.60 2,104,725.50 2,107,092.30
GB-101 B 2,164,891.40 2,122,414.00 2,111,567.20 2,099,607.70 2,118,352.80 2,108,057.90 2,112,043.00 2,099,926.80 2,107,516.60 2,104,725.50 2,107,092.30
GB-102 1,848,116.80 1,811,854.90 1,802,595.20 1,792,385.70 1,808,387.90 1,799,599.50 1,803,001.40 1,792,658.10 1,799,137.30 1,796,754.70 1,798,775.10
GA-102 533,263.69 522,800.52 520,128.69 517,182.77 521,800.13 519,264.27 520,245.89 517,261.39 519,130.92 518,443.42 519,026.41
Steam 4 kg/cm2
EA-102 2,810,400.81 2,755,510.17 2,740,140.79 2,724,771.41 2,744,532.04 2,733,553.91 2,740,140.79 2,724,771.41 2,733,553.91 2,729,162.66 2,731,358.29
GA-101/102 236,136.26 231,524.22 230,232.85 228,941.48 230,601.81 229,679.41 230,232.85 228,941.48 229,679.41 229,310.44 229,494.93
Total energi 9,757,700.36 9,566,517.81 9,516,231.93 9,462,496.76 9,542,027.48 9,498,212.89 9,517,706.93 9,463,485.98 9,496,534.74 9,483,122.22 9,492,839.33
Energi yang hilang 5,731,188.91 5,619,664.31 5,596,029.78 5,856,012.99 6,057,095.11 5,977,487.56 5,998,702.53 5,768,094.64 6,015,436.42 5,911,719.74 5,932,409.20
Total energi di seksi sintesa 4,026,511.45 3,946,853.50 3,920,202.15 3,606,483.77 3,484,932.37 3,520,725.33 3,519,004.40 3,695,391.34 3,481,098.32 3,571,402.48 3,560,430.13
SEKSI PURIFIKASI
Steam 42 kg/cm2
GA-601 292,499.11 286,759.98 285,294.47 283,678.61 286,211.27 284,820.33 285,358.75 283,721.73 284,747.19 284,370.09 284,689.86
Steam 12 kg/cm2
EA-201 74,664.85 73,214.34 72,951.48 78,041.06 81,600.39 80,228.87 80,550.73 76,381.86 80,945.04 79,040.03 79,404.31
DA-201 339,660.31 333,061.75 331,865.96 355,019.17 371,211.00 364,971.78 366,435.99 347,471.25 368,229.74 359,563.59 361,220.77 Exhaust GB-102, GA-601, dan GA-102 19,853.08 19,467.40 19,397.50 20,750.80 21,697.21 21,332.53 21,418.11 20,309.63 21,522.96 21,016.42 21,113.29
Steam 7 kg/cm2
EA-202 201,387.33 198,931.25 200,312.59 196,655.27 198,146.72 200,231.40 195,212.04 197,141.86 195,415.41 197,450.94 197,278.86
Steam 4 kg/cm2
DA-203 132,767.37 130,174.26 129,448.19 128,722.12 129,655.64 129,137.02 129,448.19 128,722.12 129,137.02 128,929.57 129,033.29
Total energi 1,060,832.05 1,041,608.97 1,039,270.19 1,062,867.04 1,088,522.23 1,080,721.93 1,078,423.82 1,053,748.45 1,079,997.36 1,070,370.64 1,072,740.38
Energi yang hilang 632,332.85 623,647.14 626,347.64 616,549.14 621,182.38 625,835.06 613,695.10 617,756.18 613,888.42 618,730.36 618,407.21
Total energi seksi purifikasi 428,499.20 417,961.83 412,922.55 446,317.89 467,339.85 454,886.87 464,728.72 435,992.27 466,108.94 451,640.28 454,333.17
Lanjutan Lampiran 11. Rincian konsumsi energi uap pada seksi sintesa dan seksi purifikasi (MJ)
Tanggal 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31
SEKSI SINTESA
Steam 42 kg/cm2
GB-101 A 2,112,238.20 2,111,403.40 2,095,846.10 2,097,537.70 2,100,613.00 2,092,142.80 2,079,891.80 2,082,418.30 2,080,112.00 2,086,389.80
GB-101 B 2,112,238.20 2,111,403.40 2,095,846.10 2,097,537.70 2,100,613.00 2,092,142.80 2,079,891.80 2,082,418.30 2,080,112.00 2,086,389.80
GB-102 1,803,168.10 1,802,455.40 1,789,174.50 1,790,618.60 1,793,243.90 1,786,013.10 1,775,554.70 1,777,711.50 1,775,742.70 1,781,101.90
GA-102 520,293.98 520,088.33 516,256.22 516,672.89 517,430.40 515,343.99 512,326.28 512,948.63 512,380.54 513,926.90
Steam 4 kg/cm2
EA-102 2,740,140.79 2,737,945.17 2,720,380.16 2,722,575.79 2,722,575.79 2,711,597.66 2,698,423.90 2,700,619.53 2,698,423.90 2,707,206.41
GA-101/102 230,232.85 230,048.37 228,572.52 228,757.00 228,757.00 227,834.59 226,727.70 226,912.19 226,727.70 227,465.63
Total energi 9,518,312.12 9,513,344.07 9,446,075.60 9,453,699.68 9,463,233.09 9,425,074.94 9,372,816.18 9,383,028.45 9,373,498.84 9,402,480.44
Energi yang hilang 5,967,339.80 5,938,877.91 5,924,485.45 5,928,367.42 5,921,772.54 5,882,202.05 5,813,901.13 5,817,763.45 5,760,430.68 5,762,399.29
Total energi di seksi sintesa 3,550,972.32 3,574,466.16 3,521,590.15 3,525,332.26 3,541,460.55 3,542,872.89 3,558,915.05 3,565,265.00 3,613,068.16 3,640,081.15
SEKSI PURIFIKASI
Steam 42 kg/cm2
GA-601 285,385.13 285,272.33 283,170.39 283,398.94 283,814.44 282,670.02 281,014.79 281,356.15 281,044.55 281,892.74
Steam 12 kg/cm2
EA-201 79,958.85 79,447.89 79,385.61 79,432.71 79,308.25 78,692.31 77,560.34 77,607.06 76,551.24 76,483.72
DA-201 363,743.46 361,419.00 361,135.71 361,349.94 360,783.76 357,981.77 352,832.28 353,044.82 348,241.76 347,934.61 Exhaust GB-102, GA-601, dan GA-102 21,260.74 21,124.87 21,108.31 21,120.84 21,087.74 20,923.97 20,622.98 20,635.40 20,354.67 20,336.71
Steam 7 kg/cm2
EA-202 197,652.57 198,189.46 196,869.10 199,404.71 194,763.45 200,060.44 194,712.52 196,957.80 194,861.34 195,226.61
Steam 4 kg/cm2
DA-203 129,448.19 129,344.47 128,514.67 128,618.39 128,618.39 128,099.77 127,477.42 127,581.15 127,477.42 127,892.32
Total energi 1,077,448.94 1,074,798.02 1,070,183.80 1,073,325.52 1,068,376.03 1,068,428.27 1,054,220.33 1,057,182.38 1,048,530.97 1,049,766.71
Energi yang hilang 619,749.15 620,977.23 616,872.14 623,265.74 611,752.54 624,373.74 610,485.22 616,158.64 610,854.39 612,175.40
Total energi seksi purifikasi 457,699.79 453,820.79 453,311.66 450,059.78 456,623.49 444,054.53 443,735.10 441,023.74 437,676.59 437,591.32
Lampiran 12. Rincian konsumsi energi uap pada seksi recovery dan seksi kristalisasi dan prilling (MJ)
Tanggal 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
SEKSI RECOVERY
Steam 42 kg/cm2
-GA-601 288,157.33 287,499.63 362,987.85 292,148.57 287,110.23 285,482.44 287,029.06 290,117.79 434,906.04 288,884.08
Steam 4 kg/cm2
FA-702 2,970,017.30 2,962,951.40 3,742,551.50 3,010,057.20 2,958,240.80 2,941,753.80 2,958,240.80 2,991,214.90 4,482,111.70 2,977,083.10
EA-701 1,318,243.00 1,315,106.80 1,661,132.50 1,336,014.70 1,313,016.00 1,305,698.20 1,313,016.00 1,327,651.50 1,989,386.50 1,321,379.10
DA-402 63,529.78 63,378.64 80,054.58 64,386.25 63,277.88 62,925.22 63,277.88 63,983.21 95,874.05 63,680.92
EA-402 18,218.10 18,174.76 22,956.83 18,463.70 18,145.86 18,044.73 18,145.86 18,348.13 27,493.29 18,261.44
EA-405 50,450.12 50,330.10 63,572.75 51,130.26 50,250.08 49,970.02 50,250.08 50,810.19 76,135.27 50,570.15
Total energi 4,708,615.63 4,697,441.32 5,933,256.01 4,772,200.68 4,690,040.85 4,663,874.41 4,689,959.68 4,742,125.71 7,105,906.85 4,719,858.79
Energi yang hilang 2,833,799.96 2,824,775.48 3,569,646.20 2,870,540.39 2,823,959.67 2,808,524.66 2,821,317.97 2,851,236.82 4,269,375.17 2,833,070.77 Total energi seksi recovery 1,874,815.67 1,872,665.84 2,363,609.81 1,901,660.29 1,866,081.18 1,855,349.75 1,868,641.71 1,890,888.90 2,836,531.69 1,886,788.02
SEKSI KRISTALISASI DAN PRILLING
Steam 42 kg/cm2
GA-602 439,096.88 438,094.68 553,124.34 445,178.77 437,501.30 435,020.86 437,377.62 442,084.25 662,713.97 440,204.31
Steam 12 kg/cm2
EE-201 76,392.59 77,001.79 97,070.07 77,614.32 73,265.85 72,876.86 73,931.72 74,072.70 111,001.20 73,727.61
Steam 7 kg/cm2
EA-301 1,515,157.00 1,494,023.80 1,899,618.50 1,524,348.70 1,519,869.30 1,513,730.20 1,499,583.90 1,504,558.20 2,231,508.60 1,461,392.60
Steam 4 kg/cm2
EC-301 70,536.74 70,368.93 88,884.13 71,487.67 70,257.06 69,865.50 70,257.06 71,040.18 106,448.39 70,704.55
Total energi 2,101,183.21 2,079,489.20 2,638,697.04 2,118,629.46 2,100,893.51 2,091,493.42 2,081,150.30 2,091,755.33 3,111,672.16 2,046,029.08
Energi yang hilang 545,701.16 538,905.81 684,618.50 549,534.66 546,899.27 544,582.43 540,537.63 542,880.72 806,265.93 529,008.06 Total energi seksi kristalisasi dan prilling 1,555,482.05 1,540,583.39 1,954,078.54 1,569,094.80 1,553,994.24 1,546,910.99 1,540,612.67 1,548,874.61 2,305,406.23 1,517,021.02
Lanjutan Lampiran 12. Rincian konsumsi energi uap pada seksi recovery dan seksi kristalisasi dan prilling (MJ)
Tanggal 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21
SEKSI RECOVERY
Steam 42 kg/cm2
-GA-601 292,499.11 286,759.98 285,294.47 283,678.61 286,211.27 284,820.33 285,358.75 283,721.73 284,747.19 284,370.09 284,689.86
Steam 4 kg/cm2
FA-702 3,014,767.70 2,955,885.60 2,939,398.50 2,922,911.50 2,944,109.10 2,932,332.70 2,939,398.50 2,922,911.50 2,932,332.70 2,927,622.10 2,929,977.40
EA-701 1,338,105.50 1,311,970.60 1,304,652.80 1,297,335.10 1,306,743.60 1,301,516.60 1,304,652.80 1,297,335.10 1,301,516.60 1,299,425.90 1,300,471.20
DA-402 64,487.01 63,227.50 62,874.84 62,522.17 62,975.60 62,723.69 62,874.84 62,522.17 62,723.69 62,622.93 62,673.31
EA-402 18,492.60 18,131.42 18,030.28 17,929.15 18,059.18 17,986.94 18,030.28 17,929.15 17,986.94 17,958.05 17,972.49
EA-405 51,210.27 50,210.07 49,930.02 49,649.96 50,010.03 49,809.99 49,930.02 49,649.96 49,809.99 49,729.98 49,769.98
Total energi 4,779,562.19 4,686,185.17 4,660,180.91 4,634,026.49 4,668,108.78 4,649,190.26 4,660,245.19 4,634,069.61 4,649,117.12 4,641,729.05 4,645,554.25
Energi yang hilang 2,867,450.84 2,812,848.77 2,799,524.98 2,781,416.41 2,801,649.82 2,793,175.51 2,794,681.43 2,781,878.48 2,788,602.18 2,786,353.57 2,788,280.95 Total energi seksi recovery 1,912,111.35 1,873,336.39 1,860,655.93 1,852,610.08 1,866,458.96 1,856,014.75 1,865,563.76 1,852,191.13 1,860,514.93 1,855,375.47 1,857,273.30
SEKSI KRISTALISASI DAN PRILLING
Steam 42 kg/cm2
GA-602 445,712.93 436,967.60 434,734.42 432,272.17 436,131.46 434,011.93 434,832.39 432,337.87 433,900.47 433,325.85 433,813.12
Steam 12 kg/cm2
EE-201 74,664.85 73,214.34 72,951.48 78,041.06 81,600.39 80,228.87 80,550.73 76,381.86 80,945.04 79,040.03 79,404.31
Steam 7 kg/cm2
EA-301 1,468,514.30 1,450,604.70 1,460,677.30 1,434,008.20 1,444,883.80 1,460,085.30 1,423,484.10 1,437,556.40 1,424,967.10 1,439,810.20 1,438,555.40
Steam 4 kg/cm2
EC-301 71,599.55 70,201.12 69,809.56 69,418.00 69,921.43 69,641.75 69,809.56 69,418.00 69,641.75 69,529.87 69,585.81
Total energi 2,060,491.62 2,030,987.76 2,038,172.76 2,013,739.43 2,032,537.08 2,043,967.84 2,008,676.78 2,015,694.13 2,009,454.36 2,021,705.95 2,021,358.64
Energi yang hilang 532,136.47 525,121.43 527,888.74 519,133.54 523,047.64 527,535.26 516,224.68 520,246.27 516,521.95 521,064.98 520,727.39 Total energi seksi kristalisasi dan prilling 1,528,355.16 1,505,866.33 1,510,284.02 1,494,605.90 1,509,489.43 1,516,432.59 1,492,452.10 1,495,447.86 1,492,932.41 1,500,640.98 1,500,631.25
Lanjutan Lampiran 12. Rincian konsumsi energi uap pada seksi recovery dan seksi kristalisasi dan prilling (MJ)
Tanggal 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31
SEKSI RECOVERY
Steam 42 kg/cm2
-GA-601 285,385.13 285,272.33 283,170.39 283,398.94 283,814.44 282,670.02 281,014.79 281,356.15 281,044.55 281,892.74
Steam 4 kg/cm2
FA-702 2,939,398.50 2,937,043.30 2,918,201.00 2,920,556.20 2,920,556.20 2,908,779.80 2,894,648.10 2,897,003.40 2,894,648.10 2,904,069.20
EA-701 1,304,652.80 1,303,607.40 1,295,244.30 1,296,289.70 1,296,289.70 1,291,062.70 1,284,790.30 1,285,835.70 1,284,790.30 1,288,971.90
DA-402 62,874.84 62,824.46 62,421.41 62,471.79 62,471.79 62,219.89 61,917.61 61,967.99 61,917.61 62,119.13
EA-402 18,030.28 18,015.84 17,900.26 17,914.71 17,914.71 17,842.47 17,755.78 17,770.23 17,755.78 17,813.57
EA-405 49,930.02 49,890.01 49,569.94 49,609.95 49,609.95 49,409.91 49,169.86 49,209.87 49,169.86 49,329.90
Total energi 4,660,271.57 4,656,653.33 4,626,507.30 4,630,241.29 4,630,656.79 4,611,984.79 4,589,296.44 4,593,143.34 4,589,326.20 4,604,196.44
Energi yang hilang 2,796,998.99 2,795,418.03 2,777,437.89 2,781,936.53 2,777,529.13 2,772,105.27 2,754,482.07 2,758,705.01 2,754,623.39 2,763,333.42
Total energi seksi recovery 1,863,272.57 1,861,235.30 1,849,069.41 1,848,304.76 1,853,127.66 1,839,879.52 1,834,814.37 1,834,438.33 1,834,702.81 1,840,863.01
SEKSI FINISHING
Steam 42 kg/cm2
GA-602 434,872.58 434,700.69 431,497.74 431,846.00 432,479.14 430,735.28 428,213.01 428,733.18 428,258.36 429,550.85
Steam 12 kg/cm2
EE-201 79,958.85 79,447.89 79,385.61 79,432.71 79,308.25 78,692.31 77,560.34 77,607.06 76,551.24 76,483.72
Steam 7 kg/cm2
EA-301 1,441,280.50 1,445,195.50 1,435,567.50 1,454,057.10 1,420,213.10 1,458,838.70 1,419,841.70 1,436,214.30 1,420,926.90 1,423,590.50
Steam 4 kg/cm2
EC-301 69,809.56 69,753.62 69,306.13 69,362.06 69,362.06 69,082.38 68,746.75 68,802.69 68,746.75 68,970.50
Total energi 2,025,921.49 2,029,097.70 2,015,756.98 2,034,697.87 2,001,362.55 2,037,348.67 1,994,361.80 2,011,357.23 1,994,483.25 1,998,595.57
Energi yang hilang 521,805.75 522,977.57 519,510.67 525,365.08 514,751.36 526,584.94 514,019.57 519,210.07 514,359.89 515,418.96 Total energi seksi kristalisasi dan prilling 1,504,115.74 1,506,120.13 1,496,246.31 1,509,332.78 1,486,611.19 1,510,763.72 1,480,342.23 1,492,147.16 1,480,123.36 1,483,176.61
Lampiran 13. Rincian konsumsi energi listrik pada proses produksi pupuk urea
SEKSI DAYA (kW) DAYA (MJ) SEC (kJ/kg urea) SINTESA
GAM-402A 36.09 3,118.18 2.22 GAM-101A 372.04 32,144.26 22.91 GAM-101C 372.04 32,144.26 22.91 GAM-101D 372.04 32,144.26 22.91GAM-701A 17.28 1,492.99 1.06
Jumlah 1,169.49 101,043.94 72.00 PURIFIKASI
GBM-201 49.82 4,304.45 3.07 GBM-401 79.31 6,852.38 4.88
GBM-601A 124.37 10,745.57 7.66 GBM-601B 124.37 10,745.57 7.66 GBM-601C 124.37 10,745.57 7.66
Jumlah 502.24 43,393.54 30.92 RECOVERY
GAM-406B 3.36 290.30 0.21 GAM-405B 9.25 799.20 0.57 GAM-408D 1.37 118.37 0.08GAM-407B 16.37 1,414.37 1.01 GAM-403A 5.24 452.74 0.32
Jumlah 35.59 3,074.98 2.19 KRISTALISASI DAN PRILLING
GAM-201A 65.07 5,622.05 4.01 GAM-201B 65.07 5,622.05 4.01 GAM-203 24.61 2,126.30 1.52
GFM-201A 63.55 5,490.72 3.91 GFM-201B 63.55 5,490.72 3.91 GFM-201C 63.55 5,490.72 3.91 GFM-201D 63.55 5,490.72 3.91 GFM-201E 63.55 5,490.72 3.91 GBM-301 128.88 11,135.23 7.93 GBM-302 377.35 32,603.04 23.23 FFM-301 2.14 184.90 0.13 FDM-303 2.14 184.90 0.13 GBM-303 98.32 8,494.85 6.05
GBM-304A 40.67 3,513.89 2.50GBM-304B 40.67 3,513.89 2.50 GBM-304C 40.67 3,513.89 2.50 GBM-304D 40.67 3,513.89 2.50 GBM-304E 40.67 3,513.89 2.50 GBM-304F 40.67 3,513.89 2.50 JDM-301A 5.24 452.74 0.32 JDM-301B 5.24 452.74 0.32 GAM-703 9.91 856.22 0.61
Jumlah 1,345.74 116,271.94 82.86