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


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.


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


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


5/12

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


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:


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


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.


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.


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


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


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.

Pembuatan Urea

Documents

Transcript of Pembuatan Urea