Industri Pupuk

Industri Pupuk

Tujuan Pembelajaran Umum :

Mahasiswa mampu mengenal adanya

industri dengan bahan baku dari alam,

untuk dibuat produk lain yang

bermanfaat. Reaksi yang terjadi bersifat heterogen

Tujuan Pembelajaran Khusus : Mahasiswa mampu mengenal proses industri

kimia dengan kondisi seperti berikut :- Terjadi reaksi kimia heterogen antara 2 buah

bahan yang berasal dari alam- Komposisi dari kedua bahan alam tersebut

perlu mengalami pemisahan dan sintesa- Produk yang didapatkan dari reaksi kedua

bahan tersebut mempunyai spesifikasi tertentu

Karakteristik Bahan Baku dan Produk :• Pupuk urea adalah jenis pupuk nitrogen yang

berasal dari bahan baku yang mengandung unsur C, H, O dan N, dengan memanfaatkan udara sebagai sumber O dan N, sedangkan C dan H diambil dari gas alam, naptha, hidrokarbon berat, dan batubara.

• Didapatkan dari reaksi CO2 dan NH3

Pendahuluan

Kebutuhan pupuk urea mengalami peningkatan sepanjang tahun, meskipun lahan pertanian mengalami penurunan. Pupuk urea tidak terbatas digunakan dalam lahandaerah pertanian, tetapi digunakan juga sebagai sumber nutrisi bagi mikroba, disamping adanya gerakan penghijauan disetiap kota, yang dilakukan di taman-taman dan sepanjang jalan.

Karakteristik pupuk urea : 1. Rumus kimia CO(NH2)2.

2. Pupuk kimia mengandung Nitrogen (N) berkadar tinggi, unsur Nitrogen merupakan zat hara yang sangat diperlukan tanaman. 3. Berbentuk butir-butir kristal, berwarna putih

4. Memiliki tekstur yang cukup kasar. 5. Mudah larut dalam air sehingga mudah diserap oleh tanaman. 6. Mudah berikatan dengan air (higroskopis) sehingga harus disimpan di tempat yang kering.

Manfaat dan fungsi pupuk urea :1. Membuat daun tanaman lebih hijau, rimbun, dan segar.2. Mempercepat pertumbuhan tanaman. Kondisi tanaman akan makin tinggi, dengan tunas yang banyak.3. Mampu menambah kandungan protein di dalam tanaman.4. Bersifat universal dapat digunakan untuk semua jenis tanaman.

Proses Pembuatan· Bahan baku : Gas CO2 dan Liquid NH3 yang di supply dari Pabrik Amoniak

• Proses pembuatan Urea di bagi menjadi 6 Unit yaitu :1. Sintesa Unit Unit ini merupakan bagian terpenting dari pabrik Urea, untuk mensintesa dengan mereaksikan Liquid NH3 dan gas

CO2 didalam Urea Reaktor dan kedalam reaktor

ini dimasukkan juga larutan Recycle karbamat yang berasal dari bagian Recovery.• Tekanan operasi disintesa adalah 175 Kg/Cm2 G. Hasil Sintesa Urea

dikirim ke bagian Purifikasi untuk dipisahkan Ammonium Karbamat dan kelebihan amonianya setelah dilakukan Stripping oleh CO2.

2. Purifikasi Unit Amonium Karbamat yang tidak terkonversi dan

kelebihan Ammonia di Unit Sintesa diuraikan dan dipisahkan dengan cara penurunan tekanan dan pemanasan dengan 2 step penurunan tekanan, yaitu pada 17 Kg/Cm2 G. dan 22,2 Kg/Cm2 G. Hasil peruraian berupa gas CO2 dan NH3 dikirim kebagian recovery, sedangkan larutan Ureanya dikirim ke bagian Kristaliser.

3. Kristaliser UnitLarutan Urea dari unit Purifikasi dikristalkan di bagian ini secara vacum, kemudian kristal Ureanya dipisahkan di Centrifuge. Panas yang di perlukan untuk menguapkan air diambil dari panas Sensibel Larutan Urea, maupun panas kristalisasi Urea dan panas yang diambil dari sirkulasi Urea Slurry ke HP Absorber dari Recovery.

4. Prilling UnitKristal Urea keluaran Centrifuge dikeringkan sampai menjadi 99,8 % berat dengan udara panas, kemudian dikirimkan kebagian atas prilling tower untuk dilelehkan dan didistribusikan merata ke distributor, dan dari distributor dijatuhkan kebawah sambil didinginkan oleh udara dari bawah dan menghasilkan produk Urea butiran (prill). Produk Urea dikirim ke Bulk Storage dengan Belt Conveyor.

5. Recovery UnitGas Ammonia dan Gas CO2 yang dipisahkan dibagian Purifikasi diambil kembali dengan 2 Step absorbasi dengan menggunakan Mother Liquor sebagai absorben, kemudian direcycle kembali ke bagian Sintesa.

6. Proses Kondensat Treatment UnitUap air yang menguap dan terpisahkan dibagian Kristalliser didinginkan dan dikondensasikan. Sejumlah kecil Urea, NH3 dan CO2 ikut kondensat kemudian diolah dan dipisahkan di Stripper dan Hydroliser. Gas CO2 dan gas NH3 nya dikirim kembali ke bagian purifikasi untuk direcover. Sedang air kondensatnya dikirim ke Utilitas.

Jenis-jenis pupuk Nitrogen

Kebutuhan bahan baku untuk memproduksi 1 ton pupuk urea sekitar :• Gas Alam : 0,03 MMSCF• Air baku : 12,52 m3• Udara : 473 Nm3• HP steam : 3,5 ton (105 kg/cm2, 440 oC)• MP steam : 1,4 ton (42

kg/cm2, 371 oC)

• Cooling water: 272,4 ton

•

Diagram alir produksi urea

Perlakuan Gas Alam

• Pemurnian gas alam terdiri dari 3 tahap yaitu : a. Pemisahan debu dan fraksi berat• Kandungan debu dan tetesan cairan• Penghilangan Merkuri• Desulfurisasi

2. Pembuatan Gas Sintesa• Primary Reformer Reaksi : CH4 + H2O -- > CO + 3H2

CO + H2O -- > CO2 + H2

_____________________ CH4 + 2H2O ----- > CO2 + 4H2

• Secondary Reformer CH4 + 2O2 --- > CO2 + H2O ΔH = - 191,7 kal/mol

H2 + O2 --- > 2H2O ΔH = - 57,8 kkal/mol

• Shift Converter CO + H2O ----- CO2 + H2

3. Pemurnian Gas Sintesa - Absorbsi CO2

- Proses Stripping

4. Metanasi CO + 3 H2 -----> CH4 + H2O + kalor

CO2 + 4 H2 -----> CH4 + 2H2) + kalor

Diagram Proses Pembuatan urea

Proses Pembuatan urea

• Reaksi yang terjadi :2 NH3 + CO2 ---> NH2COONH konversi 100%

NH2COONH4 ---> NH2CONH2 + H2Okonversi 70%

• Reaksi samping pembentukan biuret :2 NH2CONH2 ------> NH2CONHCONH2 + NH3

Kondisi Operasi :Suhu : 150 – 200 0CTekanan : 250 kg/cm2

9. Seksi PurifikasiNH2COONH4 ------> NH3 + CO2

HPD : Produk keluaran reaktor urea dimasukan ke bagian atas kolom HPD, disitu terjadi flashing sehingga larutan terpisahkan dari gas pengotor, suhu operasi 120 –

165 0C dan tekanan 17 kg/cm2. LPD : Cairan keluar HPD dialirkan ke

lewat atas kolom yang beroperasi dengan suhu 120 – 130 0C dan tekanan 2,5 kg/cm2.

• Reaksi ini akan mengurangi urea yang terbentuk dari ammonium karbamat, selain itu hasil samping adalah biuret yang merupakan racun tanaman dan harus diminimasi dalam Urea ( konsentrasi max < 1 %).

• Usaha-usaha untuk meminimasi terbentuknya biuret. - Kontak pada suhu tinggi harus cepat - NH3 masuk reaktor harus berkadar tinggi

- Perbandingan molar NH3 dengan CO2 = 4

Gas Separator : Saat cairan masuk ke gas separator, hampir semua amonium karbamat terdekomposisi sehingga gas separator hanya berfungsi untuk memisah - misahkan larutan urea dengan gas pengotor. Suhu operasi 90 – 105 0C dengan tekanan sedikit di atas tekanan atmosfir. Kandungan urea keluar gas separator mencapai 70 -75 %.

Peralatan pada pembuatan Urea