Ka

Manager Rendal ProsesBagian Rekayasa Proses

Tindakan Pencegahan & Perf. Katalis Pabrik NH3 IA8 (Delapan) halaman

/ MO / TP / VIII / 201112 Agustus 2011Bersama ini kami sampaikan hasil evaluasi unjuk kerja katalis di Pabrik Ammonia K1A sesuai data operasi tanggal 15 Juli 2011.

Berikut rangkuman unjuk kerja katalis front end pabrik Ammonia 1A :1. Unjuk kerja katalis ZnO Guard Chamber yang berfungsi untuk menyerap H2S yang terkandung dalam gas alam masih sangat baik. Hal ini diindikasikan oleh hasil analisa kandungan H2S di outlet 108-DB yang berada pada kisaran 0.00 ppm dengan inlet H2S pada 108-DA 6.776 ppm (batasan yang diijinkan adalah 0.1 ppm).

2. Katalis Primary Reformer (101-B) ditinjau dari methane leak (9.522% dengan batasan 11.8%) dan pressure drop masih baik (2.03 kg/cm2g pada rate 95.48%). Hal ini dikarenakan katalis Primary Reformer baru saja mengalami penggantian pada Perta Juli 2009. Untuk menjaga kondisi ini rasio S/C diturunkan ke 3.45 dan temperatur outlet 101-B dijaga di pada sekitar 780-7900C untuk dapat mengurangi konsumsi steam dipabrik ammonia.

3. Katalis Secondary Reformer (103-D) secara overall kinerjanya masih baik ditinjau dari methane leak 0.105% (dengan batasan 0.46%). Pressure drop terukur masih cukup baik (0.54 kg/cm2g).

4. Setelah mengalami penggantian katalis pada Perta 2009, temperatur inlet HTS dijaga pada sekitar 340-350C, dengan tujuan untuk memperpanjang umur operasi katalis HTS. Reaksi berlangsung pada kedalaman katalis sampai dengan 72%. CO leak masih rendah (2.23% di bawah batasan 2.63%) dengan pressure drop 0.26 kg/cm2g. Kondisi ini perlu dijaga untuk mengoptimumkan umur operasi dan performance katalis HTS.5. Katalis LTS mengalami penggantian pada Desember 2007 dengan umur operasi telah mencapai 43 bulan. Performance katalis masih baik dengan CO leak lebih rendah dari desain (0.19% di bawah batasan 0.3%) dengan pressure drop 0.48 kg/cm2g. Reaksi berlangsung pada kedalaman katalis mencapai100%. Berdasarkan analisa perhitungan luas area aktif telah berkurang hingga 70.86% dengan penurunan rata-rata luas area aktif sebesar 132.74 /bulan sehingga secara teoris LTS masih bisa dioperasikan 22 bulan ke depan. Diharapkan pada perta 2012 dapat dilakakukan penggantian katalis LTS.6. CO2 leak pada 15 Juli 2011 di 106-D baik (1.49 ppm di bawah batasan 10 ppm(CO+CO2) ). Pressure drop katalis 106-D sebesar 0.16 kg/cm2g, hal ini terjadi mengingat katalis 106-D baru saja mengalami penggantian pada perta Juni 2011. Temperature inlet 106-D dapat dipertahankan pada 290-295 oC untuk memperpanjang umur operasi katalis 106-D.7. Selisih NH3 inlet dan outlet di 105D pada 15 Juli 2011 (11.42%) lebih tinggi dibandingkan dengan rata-rata tahun 2010 (10.96%). Performance ammonia converter secara keseluruhan masih baik. Untuk dapat menjaga kondisi ini maka proses quenching pada bed-bed katalis perlu diperhatikan secara lebih baik. Demikian evaluasi ini disampaikan, terima kasih atas perhatiannya.Iwan Daru Sukmana

Superintendent Rekayasa Proses

Tembusan :

1. General Manager Produksi

2. Manager Produksi IA

3. Superintendent Ammonia K1A

4. Shift Superintendent IA

5. Arsip

Performance katalis tanggal 15 Juli 2011 dengan kondisi sebagai berikut :Rate gas:95.48 % (berdasarkan FRCa-1)

produksi:944.640 MTPD

S/C

:3.63

1.ZnO Guard Chamber

108 DA

108 DB

Tipe katalis:CCI-C7-2

CCI-C7-2

Volume:28,3 m3

28,3 m3Awal dioperasikan:Mei 2006

Desember 2007

Umur:62 bulan

43 bulan

Secara keseluruhan, penyerapan H2S di 108-DA/DB masih sangat baik. Hal ini terlihat dari kandungan H2S pada kemampuan katalis 108-D yang secara keseluruhan dapat menyerap sekitar 100% sulfur yang ada dalam feedgas. Dengan efisiensi penyerapan 108-DA sebesar 99.557% dan 108-DB sebesar 100%. Hal ini terlihat dari berubahnya kandungan sulfur yang sebelumnya sebesar 6.776 ppm pada inlet 108-DA menjadi hanya 0.00 ppm pada oulet 108-DB (di bawah batasan yang diperbolehkan, 0.1 ppm). Dilihat dari data ini katalis ZnO masih dapat beroperasi dengan baik, mengingat penyerapan sulfur dibebankan ke 2 buah vessel.

2.Primary Reformer

Bagian Bawah

Bagian AtasTipe katalis:Reformax-G90-LDP

Reformax-G91-LDP

Volume:9.4 m3

9.4 m3Awal dioperasikan:Agustus 2009

Agustus 2009

Umur:23 bulan

23 bulan

TanggalDesain11 Mar 1115 Juli 11

S/C ratio3.53.573.63

Temp. outlet (oC)788.5795794

CH4 leaks, (%)11.89.1469.522

ATE, (oC)14 - 405324

Press. Drop (kg/cm2)3.51.872.03

CH4 leak teranalisa masih baik. Delta pressure terukur cukup baik dan relatif lebih tinggi dibandingkan dengan delta P katalis 101-B pada bulan Maret 2011 dikarenakan rate yang lebih tinggi. Katalis bekerja cukup jauh dengan kesetimbangan dengan harga ATE 24 0C. Temperatur outlet reformer terhitung sebesar 818C. Secara kondisi 101-B baik dan untuk dapat mengurangi konsumsi steam di pabrik ammonia maka S/C dapat diturunkan ke kisaran 3.45 dan mengatur temperature outlet primary reformer pada range 780-790 oC sambil tetap memonitor CH4 leak, delta P, dan kondisi tube katalis.

Gambar 1. Methane leakage dan Pressure drop Primary Reformer3.Secondary Reformer

Bagian Bawah

Bagian AtasTipe katalis:ICI-C14-4-LDP

ICI-C14-4GG

Volume:25.09 m3

9.5 m3Awal dioperasikan:Agustus 2004

Agustus 2004

Umur:83 bulan 83 bulan

TanggalDesainSep 08Okt 09Feb 10Aug 10Nop 10Jan 11Mar 11Juli 11

Temp. outlet (oC)966.49519939949921000971963936

CH4 leaks, (%)0.460.160.049TracetracetraceTrace0.1540.105

ATE, (oC)14 - 40123.511285411085

Press.Drop (kg/cm2)1.410.4820.260.240.430.340.250.380.54

Pada tanggal 15 Juli 2011 dengan kondisi S/C di Primary Reformer mencapai 3.63, temperatur gas outlet secondary reformer terhitung (931 C) hampir sama dengan temperatur yang terukur (936 C). Komposisi gas outlet Secondary Reformer masih cukup baik dengan harga ATE terhitung 5 C menunjukkan reaksi berlangsung dekat dengan kesetimbangan.

Pressure drop terukur masih dalam range yang cukup baik (0.54 kg/cm2G), pressure drop secondary reformer pada bulan Juli 2011 lebih tinggi dibandingkan bulan Maret 2011 disebabkan lebih tingginya rate pada bulan Juli 2011 dibandingkan bulan Maret 2011.

Gambar 2. Methane leakage dan Pressure drop Secondary Reformers

4.High Temperature Shift Converter

Tipe katalis:ShiftMax120

Volume:54.83 m3

Awal dioperasikan:Agustus 2009

Umur

:23 bulan

Gambar 3. CO leaks dan Pressure drop HTS

Gambar 4. Profil Temperatur dan Profil Kenaikan Temperatur HTSKatalis HTS telah mengalami penggantian pada Perta Juli 2009. Secara umum performance katalis HTS sejak mengalami penggantian menunjukkan aktivitas yang baik. Hal ini terlihat dari kemampuan katalis HTS dalam mengkonversikan CO menjadi CO2. Saat ini CO leak pada HTS berkisar 2.23% di bawah batasan CO leak yang diijinkan (2.63%) dengan pressure drop yang relatif rendah (0.26 kg/cm2g). Reaksi pada katalis berlangsung pada kedalaman katalis 0-72%, hal ini menunjukkan katalis bekerja dengan aktivitas yang baik. Katalis HTS yang masih baru memungkinkan pengoperasian HTS pada temperature yang lebih rendah, sehingga sebaiknya HTS dioperasikan pada temperature 340-350 OC untuk dapat memperpanjang waktu operasi katalis HTS.

5.Low Temperature Shift Converter

Tipe katalis:ShiftMax210

Volume:65 m3Awal dioperasikan:Desember 2007

Umur:43 bulan

Dengan temperatur inlet gas terbaca 204 C (TI-53), outlet gas 219 oC (Thi-16), dan CO inlet LTS 2.23%, hasil analisa laboratorium menunjukkan CO leaks di outlet LTS sebesar 0.19%. Analisa CO leaks masih cukup bagus bila dibandingkan dengan desain dan garansi dari Sud Chemie sebagai produsen katalis (desain normal CO leaks sebesar 0.3%-v).

Penurunan tekanan antara inlet dan outlet gas terukur 0.48 kg/cm2.

Gambar 5. Profil CO leaks dan delta P LTS

Gambar 6. Profil Kenaikan Temperatur dan Profil Temperatur LTS

Profil temperatur dan kenaikan dapat dilihar pada gambar 6 di atas. Berdasarkan profil temperatur tersebut terlihat aktivitas katalis mayoritas terjadi pada bed kedua (kedalaman bed katalis 19 61%-level). Berdasarkan profil kenaikan temperatur, sekitar 93.8% reaksi terjadi di kedalaman 19 61%. Kondisi ini baik untuk menjaga aktivitas katalis LTS. Berdasarkan analisa perhitungan luas area aktif telah berkurang hingga 70.86% dengan penurunan rata-rata luas area aktif sebesar 132.74 /bulan sehingga secara teoris LTS masih bisa dioperasikan 22 bulan ke depan dengan asumsi pada kondisi ini CO leak mencapai 0.6%. Untuk dapat mempertahankan kondisi ini diharapkan CO inlet LTS dapat terjaga dengan baik dengan menjaga suhu inlet HTS pada 340-350 oC. Temperatur inlet LTS dapat dijaga pada temperature 202 oC mengingat CO leak yang masih jauh dari desain dan untuk menghindari terjadinya kondensasi steam. Diharapkan dapat dilakukan penggantian katalis LTS pada Perta 2012.

6.Methanator

Tipe katalis:Meth 134

Volume:19.98 m3Awal dioperasikan:Juni 2011

Umur:1 bulan

TanggalJun 06Jul 07Nop 08Okt 09Feb 10April 10Agt 10Nov 10Jan

11Mar 11Juli 11

Temp. inlet (oC)298293294293294296295295287289290

Temp. outlet (oC)309309309308309311308313311312313

CO (ppm)00000000000

CO2 (ppm)1.455.560.6232.3185.9854.3763.4495.3144.1487.481.49

Press.Drop (kg/cm2)0.30.160.190.130.160.210.210.090.130.220.16

Gambar 7. Pressure Drop, CO/CO2 Leakage Methanator

Gambar 8. Profil Kenaikan Temperatur Methanator

Kadar oksida karbon keluaran Methanator teranalisa cukup baik (1.49 ppm) di bawah batasan maksimum 10 ppm. Hasil pengukuran delta Pressure sepanjang bed katalis juga menunjukkan harga yang cukup baik (0.16 kg/cm2) berada di bawah pressure drop yang digaransi oleh manufacturer katalis (0.192 kg/cm2) Untuk dapat memperpanjang umur operasi katalis, suhu inlet methanator (TI-26) dapat dipertahankan sekitar 280-290 oC. Profil temperatur sepanjang bed katalis, reaksi methanasi 100% terjadi pada kedalaman 22 - 65%. Berdasarkan data-data yang diperoleh pada Methanator kondisi ini baik mengingat katalis Methanator baru mengalami penggantian pada TA 2011.

7.Ammonia Converter

Bed 1 Bed 2 Bed 3 Bed 4

Tipe katalis:KM1RAS-4AS-4AS-4

Volume (m3):8.6314.012030.46

Awal dioperasikan:Juni 1999

Umur:12 tahun 1 bulan

Gambar 8. Profil komposisi NH3 inlet & outlet dan kurva kesetimbangan NH3 di 105D

Berdasarkan data performance katalis pada tanggal 15 Juli 2011, delta NH3 di 105-D mengalami kenaikan dibandingkan rata-rata tahun 2010. Beda temperatur inlet dan outlet mencapai 185 oC mengalami kenaikan di bulan Juli 2011 dan dibandingkan Maret 2011.

Pada kurva kesetimbangan terlihat bahwa reaksi yang yang berlangsung pada 105-D pada saat evaluasi dilakukan mengalami pergeseran yang cukup jauh dari design yang ada. Hal ini dimungkinkan karena kurang optimalnya proses quenching yang terjadi pada bed-bed katalis 105-D terutama pada bed no 2, 3 dan 4.Walupun demikian katalis 105D secara keseluruhan masih beroperasi dengan baik. Namun kondisi operasi mulai dari upstream 105-D harus dijaga dengan Tekanan synloop 125-130 kg/cm2, inert < 9% dan H/N 2.8-3 sehingga tidak terjadi goncangan yang berpengaruh terhadap kinerja katalis 105-D.

No,Designrata2 00-01rata2 04rata2 0813-Aug-104-Nov-1018-Jan-1111-Mar-1115-Juli-11

1.Rate107%107%100%98%90%89%78%95%

2.NH3 in2.041.581.601.751.831.781.891.741.581

NH3 out15.3513.2613.2613.0013.4912.6713.3413.213

D NH3 13.31 11.6811.6611.2511.6610.8911.4511.4611.419

3.CH4 + Ar9.00%8%8%8%7.1296.3257.1266.8687.232

4.Pin137.5141.3140.6138.96134125124122129

Pout131140.1139.3137.58129122121120125

D P6.51.21.31.385.03.03.02.04.0

5.Tin125133128.05119.75116117119121118

Tout319317317.9300294293301303303

D T194184189.85180.25178176182182185

B.1 TI 157 (in)353344.5335321.25329329324324333

TI 166 (in)353371364358.75364364356356370

TI 158 (out)481483.5479.5465.25470.0 470.0 463.0 463.0479.0

Delta T (158-166)128112.5115.5106.5106.0106.0107.0107.0109.0

B.2 TI 159 (in)389472.5471.5459.75432.0432.0425.0425.0443.0

TI 167 (in)389446445.5436.75453.0 453.0 427.0 427.0444.0

TI 160 (out)451483.5479.5480.5480.0 480.0 470.0 470.0477.0

Delta T (160-167)6237.53443.752727434333

B.3 TI 161 (in)390475.5474.75476.0 476.0 464.0 464.0468.0

TI 168 (in)390435434450453453421421426

TI 162 (out)436473469476477.0 477.0 465.0 465.0470.0

Delta T (162-168)463835262424444444

B.4 TI 163 (in)404456.5460.5468460460445445445

TI 169 (in)404443446447.75459459444444450

TI 164 (mid)446466.5462.5468.5473473461461465

TI 165 (out)446467.5468468.75473473461461465

Delta T (164-169)4223.516.520.751414171715

6.D T/D NH3 14.58 15.76 16.29 16.02 15.27 16.16 15.90 15.88 16.20

Ganti Katalis

Ganti Katalis

PAGE

_1375786289.doc