Pembuatan Urea

download Pembuatan Urea

of 12

description

Urea

Transcript of Pembuatan Urea

  • 5/23/2018 Pembuatan Urea

    1/12

    1 | P a g e

    INDUSTRY UREA

    Pupuk adalah semua bahan yang ditambahkan pada tanah dengan maksud untuk

    memperbaiki sifat fisis, kimia dan biologis. Sebagai tempat tumbuhnya tanaman, tanah harus

    subur, yaitu memiliki sifat fisis, kimia, dan biologi yang baik. Sifat fisis menyangkutkegemburan, porositas, dan daya serap. Sifat kimia mennyangkut pH serta ketersedian unsur-

    unsur hara. Sedangkan sifat biologis menyangkut kehidupan mikroorganisme dalam tanah.

    Seperti makhluk hidup yang lain, tumbuhan memerlukan nutrisi baik zat organik maupun zat

    anorganik. Nutrisi organik diperoleh melalui proses fotosintesis, sedangkan nutrisi anorganik

    semuanya diperoleh melalui akar dari dalam tanah dalam bentuk zat-zat terlarut berupa kation

    dan anion yang mampu masuk ke dalam pembuluh xilem akar.

    Tumbuhan memiliki zat-zat penyusun yang sangat penting bagi kelangsungan hidupnya. Zat

    tersebut terdiri atas:1. Unsur-unsur esensial, yaitu unsur-unsur yang mutlak diperlukan oleh segala macam tumbuhan

    (16 unsur). Unsur- unsur ini disebut unsur hara makro dan mikro. Unsur-unsur makro

    (diperlukan dalam jumlah banyak) yaitu C, H O, N, P, K, Ca, Mg dan S. Sedangkan unsur-unsur

    mikro (zat hara tambahan) yaitu Fe, Mn, Cu, Mo, Co, Zn, dan B.

    2. Unsur-unsur non esensial, yaitu unsur tambahan yang hanya diperlukan oleh jenis tumbuhan

    tertentu, baik dalam jumlah besar maupun kecil. Antara lain Na, Cl, Al, Si.

    Pemakaian pupuk bertujuan untuk menambahkan unsur-unsur yang diperlukan bagi

    tumbuhan untuk dapat tumbuh subur. Untuk mengetahui unsur tersebut, berikut ini akan

    dijelaskan sumber dan fungsi unsur hara tersebut.

    Karbon (C), Hidrogen (H) dan Oksigen (O) diserap tumbuhan dari udara dan air dalam

    bentuk CO2dan H2O. Ketiga unsur ini merupakan unsur dasar penyusun senyawa organik dalam

    tumbuhan, seperti karbohidrat, protein dan lemak. Kekurangan unsur tersebut mengakibatkan

    tumbuhan layu, mengering dan mati.

    Nitrogen (N) diserap oleh akar dalam bentuk ion nitrat NO3-atau ion ammonium NH4

    +

    yang berasal dari penguraian sisa-sisa organisme serta senyawa nitrogen hasil fiksasi nitrogen

    oleh bakteri dan petir. Nitrogen berfungsi untuk bahan sntesis asam amino, protein, asam

    nukleat, klorofil, merangsang pertumbuhan vegatatif, membuat bagian tanaman menjadi lebih

    hijau karena mengandung butir hijau yang penting dalam proses fotosntesis dan mempercepatpertumbuhan tanaman. Kekurangan unsur Nitrogen menyebabkan warna daun menjadi hijau

    muda dan akhirnya kuning (menyebabkan klorosis), pertumbuhan lambat dan tanaman menjadi

    kerdil dan buah masak sebelum waktunya. Sebaliknya, kelebihan Nitrogen dapat menghambat

    pembungaan dan pembuahan.

    Phosphor (P) diserap oleh akar dalam bentuk ion HPO42- atau ion H2PO4

    -yang berasal

    dari sisa-sisa organisme. Sebenarnya, di alam terdapat banyak batuan fosfat berupa senyawa

    Ca3(PO4)2, tetapi sukar larut dalam air sehingga tidak dapat diserap oleh tumbuhan. Phosphor

    berfungsi memacu pertumbuhan akar pada benih dan tumbuhan muda, mempercepat

    pembungaan dan pemasakan buah atau biji, serta berguna pada pembentuan asam nukleat (intisel), fosfolopid (lemak), dan protein dan koenzim. Kekurangan Phosphor menyebabkan

  • 5/23/2018 Pembuatan Urea

    2/12

    2 | P a g e

    pertumbuhan terhambat, daun mudah rontok, pembentukan buah dan biji jelek, dan terjadi

    nekrosis atau kematian sel.

    Kalium (K) diserap oleh tumbuhan dalam bentuk ion K+ yang berasal dari berbagai

    mineral seperti ortoklas (KSiO8) dan lesit (KSiO6). Kalium berfungsi sebagai katalisator dalam

    pembentukan karbohidrat (fotosintesis) dan protein, memperkokoh tubuh tumbuhan danmeningkatkan daya tahan tanaman terhadap serangan hama. Kekurangan Kalium menyebabkan

    pertumbuhan tanaman lambat dan kerdil, serta daun menjadi kuning dan timbul noda-noda

    berupa bercak merah cokelat dan akhirnya terjadi nekrosis (kematian) dari daun.

    Kalsium (Ca) diserap oleh akar dalam bentuk ion Ca2+yang berasal dari mineral seperti Kalsit

    (CaCO3). Kalsium berfungsi untuk mengeraskan batang serta merangsang pembentukan biji-

    bijian. Kekurangan kalsium menyebabkan proses pembelahan sel terhambat, daun keriput dan

    tanaman lemah.

    Magnesium (Mg) diserap oleh akar dalam bentuk ion Mg2+yang berasal dari berbagai

    mineral seperti Dolomit (MgCO3.CaCO3). Magnesium berfungsi untuk pembentukan klorofil,

    kekurangan magnesium menyebabkan klorosis, daun menguning dan timbul bercak merah

    walaupun sirip dan tulang daun tetap hijau.

    Belerang diserap oleh akar tanaman sebagai ion sulfat (SO42+) yang berasal dari Gips

    (CaSO4) dan Barit (BaSO4). Belarang berfungsi sebagai penyusun protein dan membantu

    pembentukan klorofil sehingga warna daun menjadi lebih hijau. Kekurangan belerang

    menyebabkan daun menjadi kuning, pertumbuhan terhambat dan tanaman menjadi kerdil.

    Ferum (Fe) diserap oleh akar dalam bentuk ion Fe3+atau ion Fe2+. Besi berfungsi sebagai unsur

    penting pada pembentukan klorofil, kekurangan zat besi menyebabkan klorosis hingga tanaman

    mengalami kematian.

    Mangan (Mn) diserap oleh akar sebagai ion Mn2+

    . Mangan dapat membantu prosespembentukan klorofil dan enzim pada pernapasan. Kekurangan mangan menyebabkan klorosis

    pada tulang daun.

    Tembaga (Cu) diserap sebagai ion Cu+ dan ion Cu2+. Tembaga berguna dalam reaksi

    redoks (enzim biosintesis redoks). Kekurangan tembaga menyebabkan kusutnya ujung daun dan

    akhirnya gugur.

    Molibdenum (Mo) diserap akar dalam bentuk ion MoO42-. Molibdenum berfungsi

    sebagai pengikat nitrogen yang esensial (reduksi nitrat), kekurangan unsur ini menyebabkan

    pertumbuhan terganggu. Sebaliknya jika kelebihan akan menyebabkan keracunan.

    Klorin (Cl) diserap oleh akar sebagai ion Cl

    -

    . Klorin berfungsi sebagai aktivatorfotosintesis, kekurangan klorin menyebabkan fotosintesis terganggu.

    Seng (Zn) diserap dalam bentuk ion Zn2+. Seng berfungsi mengaktifkan beberapa enzim dan

    berperan dalam proses pembentukan indol asetat, kekurangan seng menyebabkan pertumbuhan

    tanaman terhambat.

    Boron (B) diserap sebagai ion H2BO3-. Boron berfungsi dalam pembentukan jaringan

    tumbuhan, kekurangan boron menyebabkan terganggunya pertumbuhan meristem pembuluh

    angkut.

    Kekurangan unsur-unsur hara tersebut dapat mengakibatkan pertumbuhan tanaman

    secara keseluruhan akan terganggu atau tidak sempurna.

  • 5/23/2018 Pembuatan Urea

    3/12

    3 | P a g e

    Jenis-jenis Pupuk

    Berdasarkan proses terjadinya, pupuk dibedakan menjadi dua jenis yaitu:

    1. Pupuk AlamiPupuk alami berasal dari tumbuhan atau kotoran hewan yang terurai dengan sendirinya di

    dalam tanah. Terbentuknya pupuk alami akan meningkatkan sifat alami tanah karenamenambah unsur-unsur zat hara dan mineral dalam tanah. Pupuk alam dibedakan menjadi

    pupuk hijau, pupuk kandang dan pupuk kompos.

    2. Pupuk BuatanPupuk buatan adalah semua jenis pupuk yang dibuat atau disintesis oleh tangan manusia di

    dalam pabrik atau industri, pupuk buatan dapat dikatakan sebagai pupuk anorganik karena

    disusun atas senyawa-senyawa anorganik yang mengandung unsur hara tertentu berkadar

    tinggi.

    Berdasarkan unsur hara yang dikandungnya, pupuk buatan digolongkan menjadi dua yaitu

    pupuk tunggal dan pupuk majemuk. Pupuk tunggal, merupakan pupuk yang tersusun atas satu

    jenis unsur hara. Contah Pupuk nitrogen yang terdapat pada Tabel 1. yang menunjukkan jenis

    pupuk nitrogen beserta kadarnya:

    Tabel.1

    Jenis Pupuk Nitrogen dan Prosentase kadarnya

    No. Nama Pupuk Rumus Kimia Kadar Nitrogen

    1. Urea CO(NH)2 45-46%

    2. ZA (NH4)2SO4 20,5-21%3. Amonium nitrat NH4NO3 35%

    4. ASN (Aminium

    Sulfat Nitrat)

    (NH4)3SO4NO

    3

    23-26%

    5. Sendawa chili NaNO3 15%

    6. Amonium

    klorida

    NH4Cl 20%

    Proses penyerapan pupuk oleh Tanaman

    Secara umum proses penyerapan unsur-unsur hara berupa ion-ion logam yang terlarut

    dalam air dilakukan oleh akar melalui pembuluh xylem. Proses penyerapan tersebut berupa

    reaksi penukaran ion, seperti halnya tanaman yang kekurangan amonium diberi pupuk ZA

    (NH4)SO4 akan menyerap ion NH4+ dan melepaskan H+ melalui mekanisme osmosis. Jika

    tumbuhan kekurangan fosfor maka tanaman akan menyerap ion PO43- dan melepaskan OH-.

    Reaksi pertukaran ion ini terjadi karena adanya tekanan osmosis antara tanaman dan tanah dan

    dipengaruhi juga oleh gaya kohesi antara molekul H2O yang sangat kuat. Hal ini menyebabkan

    unsur hara yang terlarut dalam tanah dapat terserap oleh tumbuhan. Setelah unsur hara berada

    dalam tubuh tumbuhan, maka unsur hara tersebut disebarkan ke seluruh bagian tumbuhan

    melalui pembuluh kapiler. Tumbuhan akan memproses semua unsur hara menghasilkan uap air

    dan gas oksigen murni yang dikeluarkan oleh tumbuhan tersebut. Berikut ini gambaran

  • 5/23/2018 Pembuatan Urea

    4/12

    4 | P a g e

    mengenai proses penyerapan pupuk oleh tanaman. Terdapat berbagai Jenis industri pupuk, pada

    tulisan terbatas ini hanya akan diuraikansatu jenis industri yaitu industri pupuk urea.

    Urea

    Urea merupakan bahan sintesa organik pertama yang dibuat dari bahan anorganik.Ditemukan pertama kali oleh Roelle pada tahun 1773 dalam urine. Proses pembuatan urea

    secara komersial yang dipakai saat ini menggunakan prinsip penemuan Bassarow, yaitu

    dehidrasi amonium karbamat pada suhu dan tekanan tinggi. Amonium karbamat dihasilkan dari

    reaksi antara amonium NH3dan CO2

    Sifat fisik dan kimia urea

    Urea adalah senyawa kimia yang mempunyai rumus molekul NH2CONH2. Di dalam air,

    urea akan terhidrolisa menjadi ammonium karbamat (NH2COONH4) dan selanjutnya ammonium

    karbamat akan terdekomposisi menjadi ammonia dan karbondioksida. Urea berbentuk serbuk

    putih, tidak berbau atau mengeluarkan bau ammonia, tidak berwarna, dan tidak berasa. Pada

    suhu 132.6oC dan tekanan atmosfer, urea dapat terurai menjadi biuret NH(CONH2)2 yang

    merupakan hasil samping yang tidak dikehendaki dalam pembuatan urea. Sebab kandungan

    biuret lebih dari 2% lbmol dalam pupuk akan mengganggu pertumbuhan tanaman.

    Tabel sifat fisik dan kimia urea

    Titik Leleh 132,7C

    Indeks Refraksi, 1,484; 1,602

    Spesific Gravity, 1,355

    Bentuk Kristalin Tetragonal, prisma

    Energi Bebas Pembentukkan -42,120 kal/g mol (25C)

    Panas Pembentukkan 60 kal/g

    Panas Larutan, dalam air 58 kal/g

    Panas Kristalisasi -110 kal/g

    70% Densitas Bulk Larutan Urea 0,74 g/cm

    Sumber : Perry, 1984

    Beberapa sifat fisika ynag lain, sebegai berikut:

    a. Densitas : 1247 kg/m3

    b. Berat molekul : 48.16 m3/kmol

  • 5/23/2018 Pembuatan Urea

    5/12

    5 | P a g e

    c. Viskositas kinematik : 2.42 x 10-6m2/s

    d. Kapasitas panas : 135.2 J/mol.K

    e. Tegangan Permukaan : 66.3 x 10-3N/m

    Manfaat dan kegunan urea

    Lebih dari 90% penggunaan urea adalah sebagai pupuk penyubur tanah, selain itu, urea juga

    digunakan dalam pembuatan urea formaldehid resin untuk memproduksi melamin, untuk nutrisi

    pertumbuhan ternak dan sebagian kecil untuk farmasi dan industri petroleum.

    INDUSTRI UREAUrea diproduksi dengan mereaksikan amonia dan karbon dioksida dalam autoklaf untuk

    membentuk amonium karbamat. Suhu operasi 1350C dan tekanan 35 atm, reaksi kimia adalah

    reaksi endotermis sehingga amonia dipertahankan lebih untuk menggeser kesetimbangan ke arah

    pembentukan urea. Produksi Urea terdiri dari dua reaksi utama.

    1. Pembentukan amonium karbamat2. Dehidrasi amonium karbamat untuk menghasilkan urea cair

    Digram Alir Proses Pembuatan Urea

  • 5/23/2018 Pembuatan Urea

    6/12

    6 | P a g e

    Sintesa urea dapat berlangsung dengan bantuan tekanan tinggi. Sintesa ini dilaksanakan untuk

    pertama kalinya oleh BASF pada tahun 1941 dengan bahan baku karbon dioksida (CO2) danamoniak (NH3).

    Bahan baku dalam pembuatan urea adalah gas CO2 dan NH3 cair yang dipasok dari Pabrik

    Amoniak. Proses pembuatan urea di bagi menjadi 6 Unit

    1. Sintesa Unit

    2. Purifikasi Unit

    3. Kristaliser Unit

    4. Prilling Unit

    5. Recovery Unit

    6. Proses Kondensat Treatment Unit

    1. Sintesa UnitUnit ini merupakan bagian terpenting dari pabrik Urea, untuk mensintesa dengan

    mereaksikan NH3 cair dan gas CO2 didalam Urea Reactor dan kedalam reaktor ini

    dimasukkan juga larutan Recycle karbamat yang berasal dari bagian Recovery. Tekanan

    operasi proses sintesa adalah 175 Kg/cm2. Hasil Sintesa Urea dikirim ke bagian Purifikasi

    untuk dipisahkan Ammonium Karbamat dan kelebihan amonianya setelah dilakukan

    Stripping oleh CO2. Ammonium karbamat yang tidak bereaksi perlu dipisahkan. Metode

    pengembalian ammonium karbamat pada proses sintesa adalah sebagai berikut:

  • 5/23/2018 Pembuatan Urea

    7/12

    7 | P a g e

    a. Onestrough urea process

    Karbamat yang tidak terdekmomposisi di konversi menjadi gas NH3 dan CO2 dengan

    menggunakan panas yng dihasilkan reaktor sintesis dengan tekanan rendah. Gas NH3 dan

    CO2dipisahkan dari larutan urea dan diutilisasi untuk memproduksi garam ammonia lewat

    absorbsi NH3dengan larutan nitrat atau sulfat sebagai absorben.

    b. Solution recycle urea process

    Gas NH3 dan CO2diambil dari campuran keluaran reaktor sintesis urea di bagian

    dekomposisi bartahap dengan tekanan yang divariasikan didalam air dan didaur ulang

    kembali ke reaktor lain untk membentuk larutan ammonia dari ammonium karbamat. Dari

    beberapa proses ini, terdapat dua proses lama yang masih tetap digunakan, yaitu:

    UTI (Urea Technologies Inc.)Ammonia, RecycleCarbamat dan 60% CO2 sebagai feeddimasukkan melalui bagian atas

    reaktor dengan tekanan 210 bar. Amonium carbamat terbentuk di dalam reaktor yang

    dilengkapi dengan coildan keluar lewat bagian bawah dengan aliran yang berputar. Bahan

    yang keluar reaktor didinginkan kemudian gas dilepaskan dan masuk dekomposer. Sebelum

    masuk dekomposer, gas ini dicampurkan dengan 40% CO2 didalam separator dan

    diembunkan dalam heat recovery. Gabungan dari gas tersebut diembunkan kembali

    sehingga terbentuk aliran carbamat recycle. Larutan karbamat hasil evaporasi mempunyai

    konsentrasi 86-88% sebelum kemudian di granulasi pada prosesprilling. Proses UTI hanya

    digunakan pada skala kecil dan medium.

    Proses Mitsui Toatsu Coorporation (MTC) ConventionalProcess of Toyo Engineering Coorporation

    Pada proses total recycle seluruh ammonia dan CO2yang tidak terkonversi dikembalikan

    lagi ke reaktor. Proses ini bergantung pada suplai NH3dan CO2.

    c. Interval Carbamat recycle urea process

    Karbamat yang tidak bereaksi dan amonia berlebih dilucuti dari aliran keluar reaktor sintesa

    urea melalui gas panas CO2atau NH3pada tekanan reaktor dan dikondensasikan kembali ke

    reaktor melalui aliran yang menggunakan gaya gravitasi untuk recovery. Pengeluaran

    reaktor dan recycle amonium carbamat pada umumnya berupa larutan dengan konsentrasi

    70-75% lb mol dan diproses lebih lanjut menjadi padatan. Terdapat 2 cara untuk mengubah

    urea menjadi padatan, yaitu:

    a) Evaporasi

  • 5/23/2018 Pembuatan Urea

    8/12

    8 | P a g e

    Evaporasi air dilakukan pada tekanan vakum, atau dengan tekanan rendah menggunakan

    udara panas sebagai pengering atau atmosferic air sweep evaporation dengan penurunan

    tekanan dan pemanasan steam, maka cairan akan terpisah dari uap. Tetapi hal ini akan

    mempercepat pembentukan biuret yang rata-rata mencapai 0,4 % lb mol. Proses evaporasi

    ini hanya digunakan pada proses pembuatan urea untuk fertilizer

    b) Kristalisasi

    Hasil dari aliran ini lebih murni dan lebih bagus untuk keperluan industri. 75 % larutan urea

    diumpankan ke vacum crystalizer, beroperasi pada 72,5 mmHg absolut dan 60oC, uap air

    dikondensasikan dengan pendingin vakum slurry yang keluar dari dasar crystalizer

    mengandung 30 % kristal urea diumpankan ke centrifugesehingga kristal urea terpisah dan

    dicuci dengan air lalu dikeringkan, kemudian dinaikkan ke prilling towerdan dilelehkan.

    Lelehan urea ini mengandung 0,3 % biuret dan 0,2 % moisture. Lelehan urea didistribusikan

    kebawah prilling tower dan berupa butiran seragam yang dikirim ke unit pengantongan.Sedangkan urea yang mempunyai ukuran yang lebih besar dari yang diinginkan di recycle

    dengan cara melarutkan dalam dissolving tankuntuk direcycleke mother liquor tank

    Berdasarkan prinsip recyclenya, proses total recycle dapat dibagi menjadi 5 yaitu:

    a. Hot Gas Mixture Recycle

    Pada proses ini campuran karbondioksida, ammonia, dan air ditekan dalam beberapa tahap

    hingga mencapai 20-130 atm, kemudian dikondensasikan dan dikembalikan ke reaktor.

    b. Separated Gas Recycle

    Pada proses ini karbondioksida dipisahkan dari ammonia dan ditekan secara terpisah

    sebelum dikembalikan ke reaktor. Keuntungan proses ini adalah konversinya tidak

    berkurang karena air tidak ikut di recycle dan dapat menghindari masalah korosi (Larutan

    Carbamat).

    c. Slurry Recycle

    Proses ini jarang dilakukan karena sulit dalam merecovery energi dan mahalnya biaya untuk

    make up. Pada proses ini ammonia dan karbondioksida dipisahkan dari larutan urea yang

    keluar dari reaktor kemudian dikondensasikan agar terbentuk amonium karbamat. Kristal ini

    dipompakan dari reaktor dalam bentuk suspensi minyak.

    d. Carbamat Solution Recycle

    Proses ini melibatkan dekomposisi carbamat pada 2 atau 3 tahap penurunan tekanan. Pada

    tiap tahap, gas yang dilepaskan (karbondioksida dan amonia) diabsorpsi oleh larutan hasil

    kondensasi tahap sebelumnya dan larutan yang dihasilkan dikembalikan ke reaktor.

  • 5/23/2018 Pembuatan Urea

    9/12

    9 | P a g e

    e. Stripping

    Perbedaan mendasar proses ini dengan keempat proses lainnya yaitu dengan cara

    merecovery amonium carbamat yang tidak terkonversi dari larutan urea yang keluar reaktor.

    Pada proses ini larutan karbamat di stripping dari larutan urea pada tekanan yang sama

    dengan tekanan reaktor. Gas hasil stripping dikondensasikan dan dikembalikan ke reaktor.

    2. Purifikasi UnitAmonium Karbamat yang tidak terkonversi dan kelebihan amonia di Unit Sintesa diuraikan

    dan dipisahkan dengan cara penurunan tekanan dan pemanasan dengan 2 langkah

    penurunan tekanan, yaitu pada 17 Kg/cm2 dan 22,2 Kg/cm2. Hasil penguraian berupa gas

    CO2 dan NH3 dikirim kebagian recovery, sedangkan larutan urea dikirim ke bagianKristaliser.

    3. Kristaliser UnitLarutan Urea dari unit Purifikasi dikristalkan di bagian ini secara vakum, kemudian kristal

    urea dipisahkan di pemutar sentrifugal. Panas yang diperlukan 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 pemutar sentrifugal dikeringkan sampai menjadi 99,8 % berat dengan

    udara panas, kemudian dikirimkan ke bagian 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

    langkah absorbsi 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 dikirim kembali ke bagian

    purifikasiuntuk direcover. Sedang air kondensatnya dikirim ke utilitas.

  • 5/23/2018 Pembuatan Urea

    10/12

    10 | P a g e

    Prinsip Pembuatan Urea

    Sintesa urea berlangsung dalam dua bagian. Selama bagian reaksi pertama berlangsung, dari

    amoniak dan karbon dioksida akan terbentuk amonium karbamat. Reaksi ini bersifat eksoterm.

    2NH3 (g) + CO2 (g) NH2COONH4 (s) H = -159,7 kJ

    Pada bagian kedua, dari amonium karbamat terbentuk urea dan air. Reaksi ini bersifat endoterm.NH2COONH4 (s) NH2CONH2 (aq) + H2O (l) H = 41,43 kJ

    Sintesa dapat ditulis menurut persamaan reaksi sebagai berikut:

    2NH3 (g) + CO2 (g) NH2CONH2 (aq) + H2O (l) H = -118,27 kJ

    Kedua bagian reaksi berlangsung dalam fase cair pada interval temperatur mulai 170-190C dan

    pada tekanan 130 sampai 200 bar. Reaksi keseluruhan adalah eksoterm. Panas reaksi diambil

    dalam sistem dengan jalan pembuatan uap air. Bagian reaksi kedua merupakan langkah yang

    menentukan kecepatan reaksi dikarenakan reaksi ini berlangsung lebih lambat dari pada reaksi

    bagian pertama.

    Kwalitas Urea yang dihasilkan :Nitrogen 46,2 % berat (minimum)

    Air 0,3 % berat (minimum)

    Biuret 0,5 % berat (minimum)

    Besi 1 ppm berat (maksimum)

    NH3 bebas 150 ppm berat (maksimum)

    Abu 15 ppm berat (maksimum)

    Proses Kimia Pembuatan Amoniak dan Urea

    Pada proses pembuatan amoniak dengan tekanan rendah dalam reaktor (150 atmosfir) yaitu

    dengan reaksi reforming merubah CO menjadi CO2, penyerapan CO2 dan metanasi. Reaksi

    reforming ini dilakukan dalam 2 tingkatan yaitu :

    Tingkat Pertama

    Gas bumi dan uap air direaksikan dengan katalis melalui piap-pipa vertikal dalam dapur

    reforming pertama dan secara umum reaksi yang terjadi sebagai berikut:

    Cn H2n + nH2O ---> NCO + (2n+1)H2 - panas

    CH4 + H2O ---> CO + 3H2 - panas

    Tingkat Kedua

    Udara dialirkan dan bercampur dengan arus gas dari reformer pertama di dalam reformer kedua,

    hal ini dimaksudkan untuk menyempurnakan reaksi reforming dan untuk memperoleh campuran

    gas yang mengandung nitrogen (N)

    2 CH4 + 3 O2 ---> 12 N2

  • 5/23/2018 Pembuatan Urea

    11/12

    11 | P a g e

    2 CO + 4 H2O ---> 12 N2

    lalu campuran gas sesudah reforming direaksikan dengan H2O di dalam converter CO untuk

    mengubah CO menjadi CO2

    CO + H2O ---> CO2 + H2

    CO2 yang terjadi dalam campuran gas diserap dengan K2 CO3

    K2 CO3 + CO2 + H2O ---> KHCO3

    larutan KHCO3 dipanaskan guna mendapatkan CO2 sebagai bahan baku pembuatan urea.

    Setelah CO2 dipisahkan, maka sisa-sisa CO, CO2 dalam campuran gas harus dihilangkan yaitu

    dengan cara mengubah zat-zat itu menjadi CH4 kembali

    CO + 3H2 ---> CH4 + H2O

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

    Lalu kita mensitesa nitrogen dengan hidrogen dalam suatu campuran ganda pada tekanan 150

    atmosfir dan kemudian dialirkan ke dalam converter amoniak.

    N2 + 3H2 ---> 2NH3

    Setelah didapatkan CO2 (gas) dan NH3 (cair), kedua senyawa ini direaksikan dalam reaktor urea

    dengan tekanan 200-250 atmosfer.

    2NH3 + CO2 ---> NH2COONH4 + Q

    amoniakkarbon

    dioksidaammonium karbamat

    NH2COONH4 ---> NH2 CONH2 + H2O - Q

    Reaksi ini berlangsung tanpa katalisator dalam waktu 25 menit. Proses selanjutnya adalahmemisahkan urea dari produk lain dengan memanaskan hasil reaksi (urea, biuret, ammonium

    karbamat, air dan amoniak kelebihan) dengan penurunan tekanan, dan temperatur 120-165

    derajat Celsius, sehingga ammonium karbamat akan terurai menjadi NH3dan CO2, dan kita akan

    mendapatkan urea berkonsentrasi 70-75%.

    Untuk mendapatkan konsentrasi urea yang lebih tinggi maka dilakukan pemekatan dengan cara:

    1. Penguapan larutan urea di bawah vacuum (ruang hampa udara, tekanan 0,1 atmosfirmutlak), sehingga larutan menjadi jenuh dan mengkristal.

    2. Memisahkan kristal dari cairan induknya dengan centrifuge3. Penyaringan kristal dengan udara panas

  • 5/23/2018 Pembuatan Urea

    12/12

    12 | P a g e

    Untuk mendapatkan urea dalam bentuk butiran kecil, keras, padat maka kristal urea dipanaskan

    kembali sampai meleleh dan urea cair lalu disemprotkan melalui nozzle-nozzle kecil dari bagian

    atas menara pembutir (prilling tower).

    Sementara tetesan urea yang jatuh melalui nozzle tersebut, dihembuskan udara dingin ke atas

    sehingga tetesan urea akan membeku dan menjadi butir urea yang keras dan padat.