WSI Proses Urea 11

Workshop terintegrasi APPI Pabrik Utility, Amoniak dan Urea

PROSES PABRIK UREA SECARA UMUM


Filius Yuliandi Badge: 930918 Departemen Operasi P-IB

Palembang, 5 Juli 1 – 1 – 0 – 2 Jl. Jambu No. 5 Komplek Pusri Palembang0811-786711

JENIS LISENSI PROSES

TEC - ACES SNAMPROGETI

STAMICARBON

TRCI

Syntesa / Syn-Loop

Syntesa Syntesa Syntesa

Purifikasi & Recovery

Medium Pressure & Low

PressureResirkulasi Purifikasi &

Recovery

Konsentrasi Evaporasi Evaporasi Kristalisasi

Prilling Granulasi Finishing Prilling

Process condensate Treatment

WWTProcess

condensate Treatment

WWT

13/04/2023 2

3



Proses Pabrik Urea

• Unit Sinthesa• Unit Purifikasi• Unit Finishing• Unit Recovery• Unit WWT / PCT

UNIT SYNTESA

UNIT PURIFIKASI

UNIT KONSENTRASI

UNIT RECOVERY

UNIT WWT/PCT

UNIT PRILLING

NH3

CO2

<-----------RECYCLE----------- >

UREA

H2O

H2ONH3

CO2

NH3

CO2

UREAH2O

(NH3,CO2,UREA)



1

2 3

4

5 6

7

5

UNIT SINTESA

Fungsi : Proses terjadinya pembentukan urea dengan mereaksikan NH3 dan CO2 pada tekanan dan temperatur yang tinggi.



Reaksi Stokhiometri Urea :

2 NH3(l) + CO2(g) NH4COONH2(l) ΔH = - 28.5 Kcal/mol (1)

NH4COONH2(l) NH2CONH2(l) + H2O(l) ΔH = + 5,0 Kcal/mol (2)

Catatan : Terdapat beberapa perbedaan dalam proses TRCI, ACES, ACES 21, Snamprogetti

Reaksi Stokhiometri Urea

1 ton Urea = 2 x 1 ton mol NH3 = 1 x 1 ton mol CO2 60 60

= 0.03333 ton mol NH3 = 0.01667 ton mol CO2= 0.03333 x 17 ton NH3 = 0.01667 x 44 ton CO2

= 0.566 ton NH3 = 0.733 ton CO2





SintesaREAKSI INI ADALAH REAKSI KESETIMBANGAN DAN

SANGAT DIPENGARUHI OLEH :

TEKANAN OPERASI SEMAKIN TINGGI TEKANAN, SEMAKIN TINGGI

KONVERSI TEMPERATUR OPERASI

SEMAKIN TINGGI TEMPERATUR (HINGGA NILAI TERTENTU), SEMAKIN TINGGI KONVERSI.



LanjutanRASIO NH3/CO2

SEMAKIN TINGGI RASIO N/C, SEMAKIN TINGGI KONVERSI. TETAPI AKAN MENAIKKAN BEBAN STRIPPING DAN RESIRKULASI

RASIO H2O/CO2 SEMAKIN TINGI RASIO H/C, SEMAKIN RENDAH

KONVERSI.WAKTU TINGGAL

SEMAKIN LAMA WAKTU TINGGAL, SEMAKIN TINGGI APPROACH FAKTOR (SEMAKIN DEKAT DENGAN KONVERSI KESETIMBANGANYA)

PABRIK LISENSI TH PROD KAP JENIS ENERGI

TON/DAY PRODUKMMBTU/

TON

PUSRI-2 TEC-ACES 1973 1150 PRILL 32

PUSRI-3 TEC-TRCI 1976 1725 PRILL 33

PUSRI-4 TEC-TRCI 1977 1725 PRILL 33

PUSRI-IB TEC-ACES 1994 1725 PRILL 29

KALTIM-1 STAMI CONV 1981 2125 PRILL 34.87

KALTIM-2 STAMI CO2 1987 1725 PRILL 28.8

KALTIM-3 STAMI CO2 1989 1725 PRILL 24.8

KALTIM-4 SNAMPRO 2002 1725 GRANUL 25.32

POPKA STAMI CO2 1999 1725 GRANUL 27.2

PKC-1 TEC-TRCI 1977 1725 PRILL 33

PKC-1B TEC-ACES 21 2006 1725 PRILL 25

PKG TEC-ACES 1994 1400 PRILL 27,7

PIM-1 TEC-TRCI 1984 1725 PRILL 33

PIM-2 TEC-ACES 2005 1725 GRANUL 27

KONDISI OPERASI TRC-I ACES ACES 21 SNAMPROGETTI STAMICARBON

TEKANAN (Kg/Cm2)

RES. TIME (Menit)

250

200

175 155

190 182

40 2025

69 68 64

14

N/C 4 3.62

TEMPERATUR (oC)

CONVERSI ( %)

4


PROSES PABRIK UREA SECARA UMUMUnit Syntesa : Reaktor

Selesai Unit SyntesaKembali ke Menu

156

188

63

3.3 – 3.6

147

183

11


PROSES PABRIK UREA SECARA UMUMUnit Syntesa : TRCI

GB-101CO2 COMP.

CO2 gas fromAmm. Plant

RC fromHPA

DC-101UREA REACTOR

UNIT PURIFIKASI DA-201 HPD

GA-404

GA-101

GA-102

LCV-101

steam

EA-101 EA-102

sc

hw

NH3

12

NHNH3 3

SCRUBBER

REACTOR

NO. 1 NO. 2

CARBAMATE

CONDENSER

TO HP DECOMPOSER

UNIT RECOVERY

UNIT PURIFIKASI

STRIPPER

SC

MP STEAM

SC

LP STEAM

CO2 COMPRESSOR

COCO2

2

2 MOL NH3

1 MOL CO2

2 MOL NH3

SCRUBBER :

Menyerap gas NH3 dan CO2

yg tidak bereaksi di reaktor

STRIPPER :

- Melepaskan NH3 sisa dari lart

- Mendekomposisi Karbamat

menjadi NH3 dan CO2


PROSES PABRIK UREA SECARA UMUMUnit Syntesa : TEC - ACES

TO MP ABSORPTION

FROM CARB. PUMP

TO M P DECOMPOSITION

BFW LP STEAM

FROM CO2-COMP

EJECTOR

FROM NH3-PUMP

VERTICALSUBMERGEDCARBAMATE CONDENSER(VSCC)

STRIPPER

REACTOR

MP STEAM

COND

N/C = 2.9180 - 182 ºCConv. = 46%

N/C = 3.7182-185 ºCConv. = 64%

200 BarG

157 BarG

Synthesis Press. = 152 BarG

5 – 5.5 BarG

18-20 BarG

Uea = 50 w%NH3 = 12 w%CO2 = 12 w%

Two stage synthesis ++ HP Ejector ll Reactor on groundVSCC Top 30 – 35 moptimum N/C in reactor & VSCC

Unit Syntesa : TEC – ACES 21



ES

317 - J311 - F

311F

Reactor

HP Stripper

HP Scrubber

310-F

302 FA

302 FB

301-L

STEAM LP

307-E

HPCC

HP NH3 Pump

CO2 Compressor

Rectifying Column


PROSES PABRIK UREA SECARA UMUMUnit Syntesa : STAMI CARBON CO2 STRIPPING

15


PROSES PABRIK UREA SECARA UMUMUnit Syntesa : STAMI CARBON CONVENTIONAL

16

Urea

Reactor

CarbamateSeparator

HPCC

Stripper

Carbamate EjectorNH3 Preheater

MPD

MPD

MPD

MPDMPD

CarbamatPreheater

CO2

Passivation Air

Vent


PROSES PABRIK UREA SECARA UMUMUnit Syntesa : SNAMPROGETTI

17

UNIT PURIFIKASI



Unit Purifikasi / Medium & Low Pressure / Resirkulasi

18

Fungsi : Meningkatkan konsentrasi larutan urea dengan menguraikan larutan amonium karbamat hasil reaksi dari unit synthesa menjadi gas amoniak dan karbon dioksida serta memisahkannya dari larutan urea dengan cara pemanasan pada tekanan rendah.

NH2COONH4 2NH3 + CO2 + H2O

Urea dapat pula terhidrolisa sbb:

NH2CONH2 + H2O 2 NH3 + CO2

UNIT PURIFIKASI

Reaksi :



19

REAKSI INI ADALAH REAKSI KESETIMBANGAN DAN SANGAT DIPENGARUHI OLEH :

• TEKANAN OPERASISEMAKIN RENDAH TEKANAN PROSES DEKOMPOSISI DAN STRIPPING SEMAKIN BAIK.

• TEMPERATUR OPERASISEMAKIN TINGGI TEMPERATUR PROSES DEKOMPOSISI DAN STRIPPING SEMAKIN BAIK.

UNIT PURIFIKASI

i :



20

Proses pemurnian Urea dengan memisahkan larutan karbamate menjadi CO2 dan NH3 dibagi dalam 2 - 3 tahap penurunan tekanan sbb :- Pressure = 17 Kg/cm2; T = 156 0C .- Pressure = 2,5 Kg/cm2; T = 119 0C .

- Pressure = 0,3 Kg/cm2; T = 90 0C . ( TRCI )




21

Gas to HPAC Gas to LPA

Gas to OGA

DA-201 HPD

DA-202 LPD

DA-203 GASSEPARATOR

Urea solutionto Crystallizer

EA-201EA-203

EA-202

steam

sc

sc

steam

Gasfrom OGA

steam

Gas CO2

High Pressure Decomposer

Low PressureDecomposer

GasSeparator

17 Kg 2.5 Kg 0.3 Kg

Reaktor


PROSES PABRIK UREA SECARA UMUMUnit Purifikasi : T R C I

22


PROSES PABRIK UREA SECARA UMUMUnit Purifikasi : TEC – ACES / ACES 21

High Pressure Decomposer

HPDLow Pressure Decomposer

LPD Urea Solution Separator

Unit Kristalisasi

23

UNIT KONSENTRASI



Unit Konsentrasi / Evaporasi / Kristalisasi

24



UNIT KONSENTRASI

Fungsi : Meningkatkan konsentrasi Urea dengan memisahkan

kandungan air didalam larutan urea pada temperatur

rendah dan tekanan vacumn.


25

Unit Kristalization : TRCI / ACES



Concentrator

Centrifuge

Mother Liquor

26


PROSES PABRIK UREA SECARA UMUMUnit Kristalization : ACES 21 / SNAMPROGETI

Selesai Unit KristalizationKembali ke Menu



UNIT PRILLING

UNIT PRILLING / FINISHING / GRANULASI



UNIT PRILLING

Fungsi : menghasilkan produk urea pada dalam bentuk butiran dengan ukuran yang seragam dan crushing strength yang tinggi

Pembutiran berlangsung dalam prilling tower dimana hujan tetesan urea lelehan dari bagian puncak dipertemukan dengan hembusan udara pendingin secara berlawanan.Untuk membuat hujan lelehan urea ada beberapa cara dengan acoustic granulator / prill bucket yang berputar sehingga didapatkan Distribusi ukuran produk rata-rat 1.6-1.7 mm

CR

YS

TAL

LIZ

ER

CO

NC

EN

TR

AT

OR GF-201

CENTRIFUGE

FA-203MOTHER

LIQUOR TANK

FF-301FLUIDIZING

DRYER

PRILLINGTOWER

FA-202

steam

EC-301AIR HEATER

Urea sol’n from FA-201

TOHPA

TODA-401

TO PCT

GA-202 GA-203 GA-206

GA-204

GB-301

air

airGB-303

EC-302 (AIR HEATER)

GA-303 FA-302 DISSOLVING TANKsteam

FC-301CYCLONE

SCREW CONVEYOR GB-302

GA-302

UREA

PRODUCT

water


PROSES PABRIK UREA SECARA UMUMUnit PRILLING : TRCI / ACES

Selesai Unit PrillingKembali ke Menu

30



UNIT RECOVERY

31



UNIT RECOVERY

Fungsi : Untuk menyerap sisa gas CO2 dan NH3 yang keluar

dari unit dekomposisi dengan menggunakan air dan

larutan urea didalam absorber untuk kemudian di

daur ulang ke reaktor urea.

Peralatan utama di seksi Recovery adalah :- High Pressure Absorber (HPA) tekanan operasi (16,5 Kg/Cm2).- Low Pressure Absorber (LPA) tekanan operasi (2.3 Kg/Cm2).


32



Unit Recovery : TRCI

EA-405AMM.RECOV.ABSORBER

cw

sc PIC-403

to FA-405

cw

GA-405

Rec. sol’nto DC-101

GA0401

DA-401 HPA

EA-401HPAC

hw

cw

EA-404AMM.- COND.

cw

gas from GS

EA- 406

FA- 403

EA-408

cw

GA-408

GA-407GA-402

gas from LPD

EA-402LPA

cw

EA-407

cw

gas tobottom GS

from HPD Urea sol’n from/to FA-201

Motherliquor

High Pressure Absorber 16.5 Kg

Low Pressure Absorber 2.3 Kg

33


PROSES PABRIK UREA SECARA UMUMUnit Recovery : TEC - ACES / ACES 21

Selesai Unit RecoveryKembali ke Menu

Washing Column

High Pressure Absorber

Low Pressure Cooler

34

UNIT WWT / PCT



PENGOLAHAN KONDENSAT PROSES

35

Fungsi : mengolah kondensat dengan men-strip kandungan amoniaknya menggunakan uap air di Stripper bagian atas, kemudian dikirim ke Hydrolizer pada tekanan 16 Kg/Cm2 dan suhu 200 o C untuk menghidrolisa urea . NH2CONH2 + H2O <===> 2 NH3 + CO2

Kondensat yang sudah bebas kandungan amoniak dan urea (<10 ppm ) akan keluar dari Stripper bagian bawah untuk dikirim kembali keUnit Utilitas.

PENGOLAHAN KONDENSAT PROSES



UNIT WWT / PCT

36


PROSES PABRIK UREA SECARA UMUMUnit WWT / PCT : TEC - ACES

Peralatan : Process Condensate Stripper (DA-501), 1st Surface Condenser (EA-501), 2nd Surface Condenser (EA-502), Preheater for DA-501 (EA-504), Preheater for DA-502 (EA-505), Flash Gas Condenser (EA-506), Reboiler for DA-501 (EA-507), PC Tank (FA-501), PC Pump (GA-501), Urea Hydrolizer Feed Pump (GA-502).

Selesai Unit WWT / PCTKembali ke Menu

37

SIFAT – SIFAT UREA

• Dalam keadaan dingin rasanya asin seperti garam dapur.• Larut dalam air, alkohol dan benzena, sedikit larut dalam eter serta tidak

larut dalam Khloroform dan etil asetat.• Dipanaskan terurai menjadi Biuret, Ammonia dan Asam sianitrat.• Jika bereaksi dengan asam kuat maka akan membentuk garam.• Rumus molekul CO(NH2)2 , berat molekul 60, kalor peleburan 60 kal/gr, berat jenis (SG) 1,335, panas peleburan dalam air 58 kal/gr dan Titik leleh 132,7 oC

• Merupakan hablur atau serbuk putih.• Tidakmengeluarkan bau ammonia dan hampir tidak berbau sama sekali



38

1. Nitrogen = 46,2 % (minimal).2. Biuret = 0,5 % (maksimal).3. Moisture (H2O) = 0,3 % (maksimal).4. Kandungan Fe = 1,0 ppm (maksimal). 5. NH3 bebas = 150 ppm (maksimal).6. Abu = 15 ppm (maksimal).7. Ukuran prill 6 ~ 8 mesh = 98 % (minimal).8. Ukuran untuk 25 mesh = 2 % (maksimal).

SPESIFIKASI PRODUK





TERIMA KASIH

WSI Proses Urea 11

Documents

Transcript of WSI Proses Urea 11