Hasil reaksi dari seksi syntheses

terdiri atas: Urea, biuret, ammonium

carbamat, air dan excess ammonia.

Untuk pembuatan urea diperlukan

adanya proses lebih lanjut, sehingga

hanya urea saja yang didapat

sedangkan sisanya dikembalikan lagi

ke reactor untuk diproses lebih lanjut

sehingga dapat diperoleh urea.

Secara umum proses ammonium

carbamat,air dan ammonium berlebih

harus dipisahkan dengan memakai

sumber panas serta penurunan

tekanan sehingga ammonium

carbamat terurai menjadi ammonium

carbamat dan gas CO2.

Persamaan reaksinya adalah :

NH2COONH4 à 2Nh3 + CO2

Proses dekomposisi ini berlangsung

pada temperature antara 151oC dan

165oC.

Penurunanan tekanan berarti juga

dapat mempertinggi temperature.

Selama proses dekomposisi

berlangsung, harus diingat peristiwa

hydrolisa urea sangat penting.

Reaksi hydrolisa adalah sebagai

berikut : NH2CONH2 + H2O à CO2

+ 2NH3

Karena dengan hydrolisa, urea yang

dihasilkan menjadi berkurang,, maka

perlu sekali diperhatikan peristiwa

ini supaya urea jangan sampai

terhydrolisa.

Peristiwa hydrolisa dapat terjadi

karena temperature tinggi, tekanan

rendah dan residence time yang

lama.

Alat-alat dibagian purifikasi perlu

sekali dipilih dan dioperasikan

sedemikian rupa sehingga dapat

diperoleh produksi urea yang

semaksimal mungkin sehingga

menguntungkan.

Pembentukan biuret hal lain yang

sangat penting diperhatikan di seksi

purifikasi dan finishing.

Pada tekanan partial ammonia yang

rendah dan temperature diatas 90oC,

urea berubah menjadi ammonia dan

biuret dengan persamaan reaksi

sebagai berikut:

2NH2CONH2 à NH2CONHCONH2

+ NH3 (biuret)

Reaksi ini berlangsung reversible

dan variable dasar yang berpengaruh

pada reaksi ini adalah temperature,

konsentrasi ammonia dan residence

time.

Biasanya pembentukan biuret ini dan

lelehan urea dan dalam larutan urea

yang pekat dengan konsentrasi

ammonia yang rendah sekali, biuret

menjadi tinggi.

Untuk mencegah pembentukan

biuret yang tinggi, maka perlu sekali

diperhatikan kelebihan ammonia

dalam proses pembentukan urea.

Dalam hasil urea, kandungan biuret

yang diizinkan tidak lebih dari 1%,

hal ini sangat penting karena urea

dipakai untuk pemupukan tanaman,

kalau biuret tinggi maka tanaman

akan mati.

Biuret adalah racun bagi tanaman.

Dalam pengoperasian pabrik urea

dan proses control harus diatur dan

dipilih sedemikian rupa, sehingga

kandungan biuret ari prill urea

sekitar 0,5%.

Tahap dekomposisi dalam proses

urea adalah 3 tingkat, mulai dari

tekanan 17 kg/cm2G, 2,5 kg/cm2G

dan tekanan atmosphere.

Hal ini dimaksudkan untuk

memisahkan ammonium karbamat,

air dan ammonia berlebihan dari

larutan urea sebelum larutan urea

dikirim ke Kristal.

Konsentrasi larutan urea yang

dikirim ke Kristal berkisar antara

71% berat.

http://

tentangteknikkimia.wordpress.com/

2011/12/16/proses-pembuatan-urea-

prill/

Produk reaksi dari sintesa terdiri dari

urea, amonium karbamat, air, excess

ammonia, dan biuret (dimer urea

yang tak dikehendaki) selanjutnya

dipisahkan ureanya dari campuran

produk reaksi. Proses pemisahan

dilakukan dengan cara penurunan

tekanan secara bertahap dan

memanaskan larutan menggunakan

uap air (steam) sehingga amonium

karbamat akan terurai menjadi gas

CO2 dan NH3 dengan reaksi:

NH2COONH4

2NH3 + CO2 –

Q4Penurunan tekanan di seksi

dekomposisi terjadi dalam tiga tahap

yaitu: High Pressure Decomposer

(HPD) DA-201 pada tekanan 17

kg/cm2, Low Pressure Decomposer

(LPD) DA-202 pada tekanan 2,5

kg/cm2, dan Gas Separator DA-203

pada tekanan 0,3 kg/cm2.

Selama proses dekomposisi terjadi

reaksi samping hidrolisa urea yang

dipengaruhi oleh tekanan yang

rendah, temperatur tinggi, dan waktu

tinggal lama dengan reaksi sbb:

NH2CONH2 + H2O

2NH3 + CO2 –

Q5

Gas CO2 dan NH3 hasil dekomposisi

dikirim ke seksi Recovery untuk

dilakukan penyerapan kembali,

sedangkan larutan ureanya dikirim

ke seksi Kristalisasi untuk

dikristalkan dan selanjutnya dibuat

butiran (pril) di seksi Pembutiran.

High Pressure Decomposer HPD

Terdiri dari (internal equipment):

Ruang flashing, Empat tingkat sieve

tray, Penyekat, Falling film heater

FFH dan Penampung larutan

Campuran urea, ammonium

karbamat dan gas-gas produk reactor

dengan tekanan 17 kg/cm2g dan

temperature 124 0C masuk ke bagian

atas HPD (DA-201) memancar yang

menyebabkan gas-gas terpisah dari

cairannya. Gas naik ke atas

sedangkan larutan mengalir kebawah

melalui empat buah sieve tray

ditampung oleh suatu penyekat yang

selanjutnya dialirkan menuju Falling

Film Heater (FFH) dan ditampung

untuk proses selanjutnya.

Low Pressure Decomposer LPD

(DA-202)

Terdiri dari (internal equipment):

Ruang flashing, Empat tingkat sieve

tray, Penyekat, Packed bed Raschig

Ring dan Penampung larutan.

Larutan dari HPD dengan tekanan 17

Kg/cm2g dan temperature 160 oC

masuk ke LPD dengan cara

memancar sehingga gas dan

larutannya terpisah. Larutan yang

terdiri dari urea, ammonium

karbamat dan sedikit ammonia turun

kebawah melalui empat buah sieve

tray ditampung oleh suatu penyekat

yang selanjutnya dialirkan menuju ke

Packed bed dan ditampung untuk ke

proses berikutnya.

Gas Separator (DA-203)

Terdiri dari (internal equipment):

Bagian atas Gas separator dan bawah

Oxidizing Column .

Larutan dari LPD pada 2.4 Kg/cm2g

dan 116 0C memasuki Gas Separator

melalui pipa sparger sehingga gas

akan terpisah dari larutannya.

Campuran gas menuju ke Off Gas

Condenser (EA-406) sedangkan

larutan turun kebawah melalui pipa

yang berbentuk U ke Oxidixing

Column.

Didalam Oxidizing Column larutan

mengalir melalui packed bed yang

berisi raschig ring dan terjadi kontak

dengan udara yang dihembuskan

oleh Off Gas Circulating Blower

(GB-401) yang berfungsi untuk

menghilangkan sisa-sisa ammonia

dan karbon dioksida serta

mengoksidasi logam-logam yang

mungkin ada dalam larutan.

http://ureapusri4.blogspot.com/

2011_10_01_archive.html

Unit Urea

Urea pertama kali dibuat oleh

Wohler (1828) secara sintesa, dengan

memanaskan ammonium cyanat

(NH4CO), sehingga terbentuklah

urea (NH2CONH2). Pembuatan urea

secara sintesa pada tahun 1828,

menandai permulaan dari

pemanfaatan sintesa senyawa

organik. Bassarow (1870), berhasil

membuat urea dari dehidrasi

ammonium karbamat

(NH2COONH4), yang menjadi dasar

dari proses pembuatan urea yang

sekarang dipakai secara komersil.

Pada tahun 1920 I. G. Ferben,

membuat pabrik urea di Jerman

berdasarkan proses dehidrasi

ammonium karbamat dan juga dapat

membuat urea dengan mereaksikan

ammonia (NH3) dengan

karbondioksida (CO2) pada

temperatur dan tekanan tinggi.

Unit urea 1 (PIM 1) di PT. Pupuk

Iskandar Muda dirancang untuk

memproduksi urea prill sebanyak

1725 ton/hari. Urea dihasilkan dari

reaksi antara ammonia (NH3) dengan

karbondioksida (CO2). Proses yang

dipakai adalah proses “Mitsui Toatsu

Recycle C Improved”. Proses ini

dipilih karena mempunyai beberapa

kelebihan, antara lain: murah ongkos

pembangunannya, mudah

pengoperasiannya dan dapat

menghasilkan produksi yang tinggi.

Unit urea dibagi dalam empat seksi,

yaitu:

1. Seksi sintesa

2. Seksi

penguraian/pemurnian

3. Seksi daur ulang

4. Seksi pengkristalan

dan pembutiran

3.3.1 Seksi Sintesa

Proses pembuatan urea berlangsung

dalam reaktor urea (52–DC–101)

pada tekanan dan suhu yang tinggi

yaitu tekanan 250 kg/cm2G dan suhu

200 0C. Dalam reaktor urea (52–

DC–101) dimasukkan tiga macam

bahan untuk menghasilkan urea,

yaitu gas CO2, cairan ammonia dan

larutan karbamat. Gas CO2 dari unit

ammonia di kirim ke suction CO2

Booster Compressor (52–GB–101)

dan tekanannya dinaikkan dari 0,7

kg/cm2G menjadi 26 kg/cm2G.

Kemudian dinaikan lagi dengan CO2

Compressor (52–GB–102A/B),

sehingga tekanannya menjadi 250

kg/cm2G, setelah tekanannya

mencapai 250 kg/cm2 G. Kemudian

dikirim ke reaktor urea (52-DC-

101).

Cairan ammonia dari unit ammonia

dikirim ke ammonia reservoir (52-

FA–401), ammonia ini dicampur

dengan ammonia condensor (52–

EA–404) dari proses daur ulang.

Ammonia dari ammonia reservoir

dipompa dengan ammonia booster

pump (52–GA-404) kemudian

dikirim ke ammonia pump (52–GA–

101), yang bertujuan menaikkan

tekanan dari 17 kg/cm2G menjadi

250 kg/cm2G. Sebelum memasuki

reaktor urea (52–DC–101) cairan

ammonia melewati ammonia

preheater (52–EA–101) dan (52–

EA–102) disini ammonia dipanaskan

dengan air panas dari hot water tank

(52–EA–703) dari keluaran high

pressure absorber cooler (52– EA–

401) dan kukus kondensat dari flush

drum (52–FA-701).

Larutan karbamat dari high pressure

absorber cooler (52–EA–401)

dipompa oleh recycle solution

booster pump (52–GA–401–A/B),

hingga mencapai tekanan 24

kg/cm2G, kemudian dipompa

kembali dengan recycle feed pump

(52–GA–102–A/B). sehingga tekanan

menjadi 250 kg/cm2G, selanjutnya

dimasukkan ke reaktor urea (52–

DC–101) bersama gas CO2 dan

ammonia.

Untuk menjaga suhu reaktor tetap

sekitar 200 0C, maka suhu reaktor

perlu diatur dengan jalan:

Menginjeksikan ammonia

berlebih kedalam

reaktor

Mengembalikan sebagian

larutan recycle ke

reaktor

Memanaskan ammonia

yang akan masuk ke

reaktor

Reaksi yang terjadi adalah:3 + CO2

NH2COONH4NH2COONH4

NH2CONH2 + H2O

Selain reaksi diatas, selama sintesa

terjadi juga reaksi samping yaitu

terbentuknya biuret dari

urea:2COONH4 NH2CONH2 + NH3

Reaksi antara CO2 dan NH3 menjadi

urea berlangsung secara bolak –

balik dan sangat dipengaruhi oleh

tekanan, suhu, komposisi dan waktu

reaksi. Perubahan ammonium

karbamat menjadi urea dalam fase

cair, sehingga dibutuhkan suhu dan

tekanan yang tinggi. Dalam reaktor

reaksi akan berlangsung selama 25

menit yang disebut residence time.

Reaktan dari hasil reaksi dalam

reaktor sangat korosif dan dapat

merusak reaktor itu sendiri. Oleh

karena itu permukaan dalam reaktor

perlu dilindungi dari korosi, dengan

lapisan pelindung metal titanium (Ti)

dalam reaktor juga dimasukkan

udara untuk melindungi titanium dari

korosi.

3.3.2 Seksi Penguraian/Pemurnian

Pada seksi ini larutan ammonia

dipisahkan dari campuran yang

keluar dari reaktor urea (52–DC–

101) yang terdiri dari urea, biuret,

ammonium karbamat, air dan

ammonium berlebih. Proses

pemisahan ini dilakukan dengan cara

menurunkan tekanan, sehingga

ammonium karbamat terurai menjadi

ammonia dan CO2,

Reaksi penguraian ammonium

karbamat adalah:2COONH4  CO2 +

2NH3

Reaksi ini berlangsung pada suhu

165 0C, sedangkan suhu yang masuk

ke HDP adalah 124 0C sehingga

diperlukan panas untuk mendapatkan

reaksi yang sempurna. Selama proses

penguraian juga terjadi proses

hidrolisa urea menjadi CO2 dan NH3,

hal ini disebabkan karena suhu yang

tinggi, tekanan yang rendah serta

residense time yang lama. Reaksi

hidrolisa akan mengakibatkan

produk ammonia menjadi berkurang.

Reaksi yang terjadi adalah:

2CONH4 + H2O CO2 + 2NH3

Proses penguraian dilakukan dalam

tiga tahap, masing-masing pada

tekanan 17 kg/cm2G, 2,5 kg/cm2G,

0,3 kg/cm2G. Campuran larutan dari

reaktor urea dengan suhu 200 0C

masuk ke high pressure decomposer

(52–DA–201) bagian atas, cairan

akan turun melalui sieve tray. Pada

bagian sieve tray, larutan mendapat

panas dari kukus pada reboiler high

pressure decomposer (52–EA–201)

dan juga panas dari falling film

heater. Steam dari reboiler high

pressure decomposer (52–EA–201)

mempunyai tekanan 12 kg/cm2G

udara anti korosi dinaikkan

tekanannya dengan compressor

udara (52–GB-201), dan

dimasukkan pada bottom reboiler

high pressure decomposer  (52–EA–

201F). Campuran gas dari high

pressure decomposer (52–DA–201)

masuk lagi ke high pressure

absorber cooler (52–EA–401) dan

cairan urea masuk kebagian atas low

pressure decomposer (52–DA– 202)

disini telah dihasilkan urea 60 %.

Low pressure decomposer terdiri atas

empat sieve tray dan package bed.

Larutan masuk bagian atas LPD dan

(52-DA-202) bercampur dengan

larutan dari gas off gas absorber

(52–DA–402). Sebelum masuk ke

LPD, larutan HPD dilewatkan ke let

down valve sehingga tekanan

berkurang dari 17 kg/cm2G menjadi

2,5 kg/cm2G. pada LPD ditambahkan

gas CO2 yang gunanya untuk

membuang ammonia, CO2 berasal

dari booster compressor, sehingga

ammonia yang masih tertinggal di

package bed akan dibuang oleh gas

CO2. latutan di LPD dipanaskan

dengan steam bertekanan 7 kg/cm2G.

Gas hasil penguraian di LPD masuk

ke low pressure absorber  (52–EA–

402). Larutan urea 66 % yang masih

mengandung ammonia dan

ammonium carbamat keluar melalui

bagian bawah LPD dan masuk ke

bagian atas gas separator  (52–DA–

203).

Gas separator (52–DA–203)

mempunyai 2 bagian yang terpisah,

bagian atas beroperasi pada suhu 106 0C, tekanan 0.3 kg/cm2G, bagian

bawah beroperasi 92 0C dan tekanan

atmosfer. Sejumlah kecil dari gas

ammonia dan CO2 dipisahkan

dengan penurunan tekanan. Larutan

urea yang keluar dari gas separator

(52–DA–203) bagian bawah yang

sudah mencapai 74 % urea kemudian

dikirim ke seksi kristalisasi

sedangkan keluaran di bagian atas

gas separator (52–DA–203) dikirim

ke off gas absorber (52–EA-402).

http://fisika-utility.blogspot.com/

2012/07/proses-produksi-proses-

produksi.html

Separator adalah tabung bertekanan yang digunakan untuk memisahkan fluida sumur menjadi air dan gas (tiga fasa) atau cairan dan gas (dua fasa), dimana pemisahannya dapat dilakukan dengan beberapa cara yaitu :

a.    Prinsip penurunan tekanan.

b.    Gravity setlink

c.    Turbulensi aliran atau perubahan arah

aliran

d.    Pemecahan atau tumbukan fluida

Untuk mendapaktkan

effisiensi kerja yang stabil dengan

kondisi yang bervariasi, gas liquid

separator harus mempunyai

komponen pemisah sebagai berikut :

1.    Bagian pemisah pertama, berfungsi untuk memisahkan cairan dari aliran fluida yang masuk dengan cepat berupa tetes minyak dengan ukuran besar.

2.    Bagian pengumpul cairan, berfungsi untuk memisahkan tetes cairan kecil dengan prinsip gravity setlink.

3.    Bagian pemisah kedua, berfungsi untuk memisahkan tetes cairan kecil dengan prinsip gravity settlink.

4.    Mist extraktor, berfungsi untuk memisahkan tetes cairan berukuran sangat kecil (kabut).

5.    Peralatan kontrol, berfungsi untuk mengontrol kerja separator terutama pada kondisi over pressure.

Didalam block station, disamping terdapat separator pemisah gabungan terdapat juga separator uji yang berfungsi untuk melakukan pengujian (test) produksi suatu sumur dan dari separator uji ini laju produksi sumur (Qo,Qw,danQg) bias didapat dimana Qo dan Qw diperoleh dari barel meter sedangkan Qg diperoleh dari pencatatan orifice flow meter (orifice plate ) atau dari alat pencatat aliran gas lainnya.

Disamping itu ditinjau dari tekanan kerjanyapun separator dapat dibagi tiga, yaitu separator tekanan tinggi (750 – 1500 psi), tekanan sedang (230 – 700 psi), tekanan rendah (10 – 225).

2.2.   Jenis Separator

Dalam industri perminyakan dikenal beberapa jenis separator berdasarkan bentuk, posisinya dan fungsinya.

2.2.1.    Jenis separator berdasarkan bentuk dan posisinya.

 a.   Separator tegak/vertikal.Biasanya digunakan

untuk memisahkan fluida produksi

yang mempunyai GLR rendah

dan/atau kadar padatan tinggi,

separator ini sudah dibersihkan serta

mempunyal kapasitas cairan dan gas

yang besar.

          b. Separator datar /horisontal

Sangat baik untuk

memisahkan fluida produksi yang

mempunyai GLR tinggi dan cairan

berbusa. Separator ini dibedakan

menjadi dua jenis, yaitu single tube

horizontal seprator dan double tube

horizontal separator. Karena

bentuknya yang panjang, separator

ini banyak memakan tempat dan sulit

dibersihkan, namun demikian

kebanyakan fasilitas pemisahan

dilepas pantai menggunakan

separator ini dan untuk fluida

produksi yang banyak mengandung

pasir, separator ini tidak

menguntungkan.

           c. Separator bulat /spherical.Separator jenis ini

mempunyai kapasitas gas dan surge

terbatas sehingga umumnya

digunakan untuk memisahkan fluida

produksi dengan GLR kecil sampai

sedang namun separator ini dapat

bekerja pada tekanan tinggi.

Terdapat dua tipe separator bulat

yaitu tipe untuk pemisahan dua fasa

dan tipe untuk pemisahan tiga fasa.

Berdasarkan fasa hasil pemisahanya jenis

separator dibagi dua, yaitu:

a. Separator dua fasa, memisahkan fluida

dormasi menjadi cairan dan gas, gas

keluar dari atas sedangkan cairan

keluar dari bawah.

b. Separator tiga fasa, memisahkan fluida

formasi menjadi minyak, air dan gas.

Gas keluar dari bagian atas, minyak

dari tengah dan air  dari bawah.

2.2.3.   Kelebihan dan kekurangan

dari masing-masing separator :

a. Separator Vertikal

     kelebihannya :

         Pengontrolan level cairan tidak

terlalu rumit

         Dapat menanggung pasir dalam

jumlah yang besar

         Mudah dibersihkan

         Sedikit sekali kecenderungan akan

penguapan kembali dari  cairan

         Mempunyai surge cairan yang

besar

Kekurangannya :

         Lebih mahal

         Bagian-bagiannya lebih sukar

dikapalkan (pengiriman)

         Membutuhkan diameter yang lebih

besar untuk kapasitas gas tertentu

b. Separator Horizontal

Kelebihannya :

         Lebih murah dari separator vertical

         Lebih mudah pengiriman bagian-

bagiannya

         Baik untuk minyak berbuih

(foaming)

         Lebih ekonomis dan efisien untuk

mengolah volume gas yang lebih

besar

         Lebih luas untuk setting bila

terdapat dua fasa cair

Kekurangannya :

         Pengontrolan level cairan lebih

rumit daripada separator vertical

         Sukar dalam membersihkan

Lumpur, pasir, paraffin

         Diameter lebih kecil untuk

kapasitas gas tertentu      

c. Separator Bulat

Kelebihannya :

         Termurah dari kedua tipe diatas

         Lebih mudah mengeringkan dan

membersihkannya dari pada

separator vertical, lebih kompak dari

yang lain

    Kekurangannya :

         Pengontrolan cairan rumit

         Mempunyai ruang pemisah dan

kapasitas surge yang lebihk kecil  

http://abdulrohim-

betawi.blogspot.com/2011/04/

separator-dan-macam-macam-

separator.html

Amonium 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

bagian Kristaliser