Penyimpanan Ammonia pada Ammonia Storage Tank

Ammonia adalah bahan baku pembuatan urea, dalam pabrik pupuk kelebihan amonia akan tampung dalam tangki khusus yaitu Ammonia Storage Tank. Ammonia merupakan zat volatile dengan titik didih normal -33^oC pada tekanan atmosfer. Untuk mempermudah dalam penyimpanan dan pengangkutan ammonia, diberlakukan proses tekanan tinggi dengan suhu rendah melalui bantuan kompresor, sehingga gas ammonia menjadi cair. Ammonia sendiri merupakan material toxic yang dapat menyebabkan iritasi pada kulit, mata dan tenggorokan, sedangkan pada tingkat konsentrasi rendah (<25 ppm) paparan ammonia relatif tidak berbahaya. Dalam bidang lingkungan, ammonia digunakan pada berbagai proses untuk menghilangkan SO2 dari gas buang pada plant pembangkit energi dengan bahan bakar dari fosil. Hasilnya berupa ammonium sulfate yang dijual sebagai pupuk.
Ammonia juga digunakan sebagai solvent pada proses tertentu. Disamping itu ammonia juga dipergunakan sebagai refrigerant karena boiling pointnya yang rendah dan mempunyai panas penguapan yang tinggi, tahan terhadap uap air, dan kontaminan minyak. Ammonia Storage Tank merupakan suatu tangki yang digunakan untuk penyimpanan ammonia (NH₃) cair yang berasal dari suplai produksi ammonia pabrik dan suplai ammonia melalui kapal tengker. Pada Ammonia Storage Tank terjadi proses pengendalian level. Pengendalian level dipengaruhi oleh variabel pressure, sehingga pada Ammonia Storage Tank ini dipasang pressure indicator low dan pressure indicator high. Untuk menjaga kestabilan nilai pressure apabila terjadi fluktuasi nilai pressure maka pada sistem kontrol proses di Ammonia Storage dipasang 3 kompressor yang bekerja secara otomatis. Apabila nilai pressure masih terus naik maka ammonia vapor akan dibakar oleh ammonia incenerator agar pressure ammonia bisa turun sampai proses kembali menjadi stabil.

Selama disimpan dalam Ammonia Storage Tank, kondisi ammonia dipertahankan dalam kesetimbangan, panas yang masuk pada Ammonia Storage Tank dan berada diatas kesetimbangannya akan digunakan untuk menguapkan sejumlah ammonia dalam Storage Tank, proses ini disebut dengan proses evaporasi. Selanjutnya uap yang terbentuk dalam tanki melalui unit compressor akan dikompresi dan diembunkan secara terus-menerus dengan kecepatan tertentu. Hal ini akan menekan kenaikan tekanan dalam tanki yang membahayakan. Setelah keluar dari kompresor, uap ammonia akan didinginkan didalam condenser yang bertujuan untuk menurunkan suhu ammonia, setelah itu ammonia diubah fase menjadi liquid pada expansion valve, dan dialirkan lagi menuju Ammonia Storage Tank, proses ini berlangsung secara continue untuk menjaga kestabilan penyimpanan ammonia pada Ammonia Storage Tank. Proses mengembunkan uap ammonia ini menggunakan sistem refrigerasi. Sistem refrigerasi (mesin pendingin) merupakan sistem yang berfungsi untuk menyerap kalor dari suatu benda, sehingga suhu benda tersebut menjadi lebih rendah dari suhu awalnya. Sistem refrigerasi merupakan suatu proses yang berlangsung secara continue antar berbagai komponen seperti kompresor, kondensor, expansion valve, dan evaporator. Skema siklus refrigerasi dapat dilihat pada Gambar 1.

Gambar 1. Skema Siklus Refrigerasi

Ketidakstabilan dari sistem kontrol pada Ammonia Storage Tank adalah menjadi permasalahan bagaimana menjaga level ammonia liquid yang dipengaruhi oleh variable pressure tersebut tetap stabil. Pada setiap pengisian ammonia liquid yang berasal dari kapal (unloading kapal) hampir selalu terjadi fluktuasi pressure pada Ammonia Storage Tank, fluktuasi pressure ini juga diikuti dengan kenaikan nilai temperatur sehingga apabila control system dilakukan secara otomatis maka dipastikan akan menghentikan proses pengisian ammonia liquid pada Ammonia Storage Tank.

Gambar 2. Skema Proses Penyimpanan Ammonia pada Ammonia Storage Tank

Metode yang digunakan untuk mencairkan ammonia yang menguap adalah mechanical refrigeration, yaitu refrigerasi dengan cara kombinasi antara kompressi dan penurunan temperature. Dari Gambar 2 ammonia yang menguap pada Ammonia Storage Tank dialirkan ke Compressor. Pada Compressor terjadi proses kompresi secara bertingkat. Terdapat tiga kompresor yang diselingi dengan intercooler. Fungsi dari intercooler ini sebagai pendingin. Kondisi ammonia pada discharge Compressor pada stage akhir dengan suhu dan tekanan yang tinggi kemudian ammonia dilewatkan ke Condensor yang bertujuan untuk menurunkan suhu ammonia. Pendingin yang digunakan yaitu ammonia dengan suhu rendah dan tekanan tinggi. Setelah didinginkan tekanan ammonia diturunkan dengan menggunakan “Expansion Valve” ammonia akan diubah menjadi fase liquid dengan tekanan rendah yang selanjutnya dikembalikan ke Ammonia Storage Tank.