Perpustakaan Digital ITB

Ammonia merupakan salah satu bahan baku utama dalam memproduksi berbagai jenis pupuk seperti urea, pupuk majemuk (Phonska) dan ammonium sulfate (ZA). Oleh karena itu, kualitas maupun biaya produksi ammonia sangat menentukan kualitas dan biaya produksi masing-masing jenis pupuk tersebut. Banyak faktor berpengaruh terhadap biaya produksi ammonia, meliputi aspek perancangan proses produksi maupun aspek operasional. Dalam penelitian ini, dipertimbangkan untuk meningkatkan unjuk kerja sistem kontrol yang mampu berkontribusi menekan biaya produksi ammonia. Penelitian ini dilaksanakan di PT. Petrokimia Gresik pada pabrik ammonia yang berkapasitas 1350 MTPD. Penelitian diutamakan pada sistem kontrol temperatur produk atas ammonia stripper, salah satu bagian dari ammonia purge gas recovery system. Ammonia stripper merupakan suatu kolom distilasi biner yang memisahkan fluida campuran aqua-ammonia menjadi air dan ammonia. Ammonia stripper merupakan sistem masukan-jamak, keluaran-jamak (MIMO), yang memiliki sifat sangat mudah dipengaruhi oleh berbagai faktor seperti variasi laju aliran umpan, komposisi umpan, enthalphy steam, perubahan karakteristik pabrik, umur peralatan & sistem perpipaan, dan faktor-faktor lainnya. Karenanya, diperlukan suatu sistem kontrol yang mampu beradaptasi secara cepat mengikuti perubahan parameter proses. Sejak dibangunnya pabrik ammonia tersebut hingga sekarang, temperatur produk atas ammonia stripper sulit dikontrol khususnya pada saat operasi startup, walaupun sudah menggunakan sistem kontrol Proportional Integral Derivative (PID) yang ditala dengan baik. Sehingga dalam penelitian In) diusulkan alternatif solusi berupa penggunaan sistem kontrol adaptif dengan metoda peletakan akar / pole placement. Sebelum memulai merancang sistem kontrolnya, dinamika sistem ammonia stripper telah diidentifikasi pada kondisi pabrik sedang beroperasi, yang mana hal ini dimaksudkan untuk mengetahui kondisi awal dari sistem. Mengingat resiko yang cukup tinggi dan ada kemungkinan membuat pabrik terhenti beroperasi, maka percobaan identifikasi dilakukan dengan pendekata masukan-tunggal, keluaran-jamak (SIMO) dengan menjaga salah satu besaran masukan konstant relatif terhadap besaran masukan lainnya. Setiap hubungan masukan-keluaran. diasumsikan sebagai sistem masukan-tunggal, keluaran-tunggal (SISO) dan model dinamiknya didekati dengan model linier AutoRegressive eXogenous (ARX). Dalam penelitian ini dapat ditunjukkan bahwa model dinamik yang diperoleh mampu merepresentasikan dinamika sistem ammonia stripper tingkat kepercayaan terendah sebesar 96%. Untuk mengaplikasikan skema kontrol adaptif yang diusulkan tersebut, diterapkan algoritma recursive least square (RLS) dengan faktor pembobot yang membuat trace konstant sebagai metoda estimasi parameter. Pengontrol linier jenis RST telah digunakan, dan persamaan Diophantine diselesaikan dengan cara menyelesaikan persamaan matrik Sylvester. Dengan memberikan perubahan set point pengontrol sebesar 10°C serta mempertimbangkan kriteria kestabilan 2%, skema kontrol adaptif mampu memberikan overshoot sebesar 0.63% dan waktu mencapai keadaan tunak sebesar 4 menit; dibandingkan pengontrol PI yang memberikan overshoot sebesar 3.56% dan waktu mencapai keadaan tunak sebesar 9 menit. Lebih jauh lagi, dengan memberikan perubahan mendadak terhadap kapasitas pabrik dari 93% menjadi 73%, yang mengakibatkan terjadinya perubahan parameter proses secara ekstrim dan mendadak, dapat ditunjukkan bahwa skema kontrol adaptif mampu memberikan waktu mencapai keadaan tunak sebesar 24 menit dibandingkan pengontrol PI yang memberikan waktu mencapai keadaan tunak sebesar 305 menit.