Proses Urea Ringkas

SEJARAH TEKNOLOGI UREA

Urea (NH2)2CO diproduksi secara komersiil tahun 1920 oleh I. G. Farben dari Jerman. dengan

“Once through process“, dimana pemurnian dengan pemanasan pada tekanan yang diturunkan

menjadi campuran uap gas NH3; CO2 dan H2O, yang kemudian dikontakkan dengan asam sulfat

atau asam nitrat. Kekurangan dari proses ini adalah terbentuknya produksi samping dalam jumlah

yang sangat banyak.

Pada akhir 1930 I. G. Farben mengembangkan proses dimana campuran gas NH3 dan CO2 yang

tak terkonversi dikompres dalam keadaan panas lalu dikondensasikan sehingga membentuk

ammonium karbamat, lalu masuk ke reactor sebagai resirkulasi. Panas yang timbul dimanfaatkan

untuk menghasilkan steam untuk proses. Proses ini disebut “Hot gas recirculation process”

(HGRP). Ternyata timbul masalah korosi di kompresor dan pembekuan ammonium karbamat

diline resirkulasi.

Ditahun 1930 juga, Dupont mengembangkan proses dimana reaktan yang tak terkonversi

diresirkulasikan dalam bentuk larutan cair. Campuran gas dipanaskan pada tekanan yang

diturunkan, dikondensasikan dan dilarutkan kedalam sedikit air agar ammonium karbamat yang

terbentuk tidak mudah beku. Larutan yang diperoleh dipompakan kembali kedalam reactor

sebagai larutan ammonium karbamat. Proses ini disebut “Solution recycle process”.

Sejak tahun 1950, proses “Solution recycle process” ini terus dikembangkan dengan skala besar,

antara lain oleh Stamicarbon (DSM) N.V. Heerlen, Netherlands; Chemical Contruction

Corporation (Chemico); Snamprogetti S.p.A, Milan, Italy; Mitsui Toatsu total recycle C

Improved Jepang dll. Usaha-usaha dilakukan untuk menekan kadar air didalam aliran resirkulasi

dan memperbaiki proses pemaanfaatan panas yang timbul.

Sekalipun “Solution recycle process” sedang mengalami persaingan oleh “Stripping process”

yang lebih baru, pabrik dengan proses tersebut masih saja terus dibangun. Variasi “stripping

process” dan “Solution recycle process” telah ditawarkan oleh Mitsui Toatsu dari Jepang, seperti

“Aces process” dan yang terbaru adalah “Urea 21 process” yang berkapasitas 2200 Ton/hari.

MATERI PELATIHAN INDUKSI “CAKAR” PT. PUSRI OPERASI UREA ew,za,hk

1

PRINSIP PROSES DAN OPERASI “TRCI”

Pupuk urea PT PUSRI diproduksi dengan menggunakan proses Total Recycle C Improve Toyo

Enggineering Corporation dengan karakteristik mudah dioperasikan, biaya rendah dan kualitas

produksi tinggi. Bahan bakunya adalah gas karbon dioksida dan ammonia cair yang dihasilkan

di Pabrik Ammonia, sedangkan Urea yang dihasilkan berbentuk Prill, yaitu butiran padat yang

mempunyai lapisan yang agak keras pada bagian luarnya.

Pabrik Urea PUSRI III dirancang untuk memproduksi 1725 ton urea prill perhari, dengan

spesifikasi bahan baku dan bahan pembantu adalah sebagai berikut :

BAHAN BAKU

AMMONIA CAIR:

NH3 : 99,5 % wt (minimal).

H2O : 0,5 % wt (maksimal).

Oil Content : 5,0 ppm (maksimal).

Temperatur : 25 ~ 30 0C

Tekanan : 18 Kg/cm2g.

Pada suhu kamar (25 0C, 1 Atm), ammonia merupakan gas tidak bewarna yang mempunyai bau

tajam, lebih ringan dari udara, sangat mudah larut dalam air, apabila terhirup dapat menimbulkan

air mata, dalam jumlah yang besar dapat menyebabkan sesak nafas. (710 vol NH 3 larut dalam 1

vol air).

GAS KARBON DIOKSIDA:

CO2 : 98 % wt (minimal).

Total Sulfur : 1,0 % vol (maksimal).

Temperatur : 38 0C

Tekanan : 0,6 Kg/cm2g.


2

Pada suhu kamar (25 0C, 1 Atm) berupa gas tidak bewarna, mempunyai bau dan rasa yang lemah,

tidak beracun, larut dalam air (1:1), dan mempunyai efek sesak nafas dan gangguan terhadap

keseimbangan badan.

BAHAN PEMBANTU:

Cooling Water. Make Up = 115 m3/jam.

Medium Pressure Steam (MS) 42 Kg/cm2g = 80 ~ 110 ton/jam.

Boiler Feed Water (BFW) 55 Kg/cm2g, 90 0C = 7 ton/jam.

Instrument Air 7 Kg/cm2g, temperatur dew point – 40 0C = 400 Nm3/jam.

Plant Air 7 Kg/cm2g = disesuaikan pemakaian.

Filtered Water turbidity 5 ppm (maks), Cl2 = 0,2 ~ 0,5 ppm = 5 ton/jam.

Normal Electric Power 2,4 KV, 3 Phase, 50 Hz = 4,3 M/jam.

Emergency Electric Power 480 V, 3 phase, 3 kabel, 50 Hz, AC = 200 KW.

Pelumas :Medripal; DTE oil Light; DTE Oil Heavy; DTE Oil Heavy Medium; DTE Oil Extra

Heavy; Macoma; Turalic C-220; Spartan EP-150.

Bahan kimia : Phosfat; Kaporit; Chlorine; Asam Sulfat.

Condensate kembali ke Utilitas = 60 % dari konsumsi steam.

Raw Material dan konsumsi dari Ammonia Plant dan Utilitas.

* Liquid NH3 = 0,580 MT/Ton Urea.

* CO2 = 0,760 MT/Ton Urea.

* Steam 42 Kg/cm2g = 1,35 MT/Ton Urea.

* CW Make Up = 2,3 M3/Ton Urea.

* Electric Power = 55,1 KWH/Ton Urea.

* Udara Instrument = 5,6 Nm3/ton Urea.

Spesifikasi produk Urea adalah sebagai berikut :

* Nitrogen = 46,2 % (minimal).

* Biuret = 0,5 % (maksimal).

* Moisture (H2O) = 0,3 % (maksimal).

* Kandungan Fe = 1,0 ppm (maksimal).

* NH3 bebas = 150 ppm (maksimal).


3

* Abu = 15 ppm (maksimal).

* Ukuran prill 6 ~ 8 mesh = 98 % (minimal).

* Ukuran untuk 25 mesh = 2 % (maksimal).

Urea memiliki sifat-sifat antara lain :

1. Merupakan hablur atau serbuk putih.

2. Tidak mengeluarkan bau Ammonia dan hampir tidak berbau sama sekali.

3. Dalam keadaan dingin rasanya asin seperti garam dapur.

4. Dapat larut dalam air, alkohol dan benzena. Sedikit larut dalam eter, serta tidak larut dalam

Khloroform dan etil asetat.

5. Jika Urea dipanaskan maka akan terurai menjadi Biuret, Ammonia dan Asam sianirat.

6. Jika bereaksi dengan asam kuat maka akan membentuk garam.

7. Urea dengan rumus molekul CO(NH2)2 memiliki :

a. Berat molekul sebesar 60. d. Kalor peleburan = 60 kal/gr.

b. Berat jenis (SG) 1,3335 e. Panas peleburan dalam air = 58 kal/gr.

c. Titik cair (melting point) 132,7 0C.

Secara garis besar proses pembuatan Urea dibagi dalam 4 seksi, yaitu :

1. Seksi Sintesa.

2. Seksi Furifikasi/Dekomposisi.

3. Seksi Recovery.

4. Seksi Kristalisasi dan Pembutiran.

CO2

UREA

PRILL

RC

NH3 H2


4

SEKSISINTESA

SEKSIPURIFIKASI

SEKSI KRISTALISASIDAN PEMBUTIRAN

SEKSIRECOVERY

NH3

BLOK DIAGRAM PROSES PEMBUATAN UREA

DAFTAR PERALATAN PROSES

DESUPERHEATER

3U-BF-701 Desuperheater Steam Middle 12 Kg/cm2g.

3U-BF-702 Desuperheater Steam Middle Low 7 Kg/cm2g.

TOWER & REACTOR

3U-DA-201 High Pressure Decomposer.

3U-DA-202 Low Pressure Decomposer.

3U-DA-203 Gas Separator.

3U-DA-401 High Pressure Absorber.

3U-DA-402 Off Gas Absorber.

3U-DC-101 Reactor.

HEAD EXCHANGER

3U-EA-101 No. 1 Ammonia Preheater.

3U-EA-102 No. 2 Ammonia Preheater.

3U-EA-201 Reboiler for High Pressure Decomposer.

3U-EA-202 Reboiler for Low Pressure Decomposer.

3U-EA-203 Urea Heat Exchanger.

3U-EA-301 Urea Melter.

3U-EA-401 High Pressure Absorber Cooler.

3U-EA-402 Low Pressure Absorber.

3U-EA-404 A~D Ammonia Condenser.

3U-EA-405 # 1~ # 4 Ammonia Recovery Absorber.

3U-EA-406 Off Gas Condenser.

3U-EA-407 Off Gas Absorber Cooler.


5

3U-EA-408 Off Gas Absorber Final Cooler.

3U-EA-701 Condensate Cooler.

3U-EC-301 Air Heater for Fluidizing Drayer.

3U-EC-302 Air Heater for Fluidizing Cooler.

3U-EE-201 1 & 2 Vacuum Generator.

SEPARATOR; FILTER; DRYER

3U-FA-201 Crystallizer.

3U-FA-203 Mother Liquor.

3U-FA-204 Urea Surge Tank.

3U-FA-301 Head tank.

3U-FA-302 No. 1 Dissolving Tank.

3U-FA-303 No. 2 Dissolving Tank.

3U-FA-304 Strainer Washing Tank.

3U-FA-401 Ammonia Reservoir.

3U-FA-402 Ammonium Carbonate Solution Tank.

3U-FA-403 Off Gas Absorbent Tank.

3U-FA-701 Flash Drum.

3U-FA-702 Steam condensate Tank.

3U-FA-703 Hot Water Tank.

3U-FC-301 Cyclone.

3U-FD-201 Prethickener.

3U-FD-301 Strainer Head Tank.

3U-FD-302 Fluidizing Cooler.

3U-FD-303 Tromel Screen.

3U-FD-304 A / B Dust Separator.

3U-FF-301 Fluidizing Drayer.

3U-FF-302 Dust chamber.

TOWER

3U-IA-301 Prilling Tower.


6

CONVEYOR

3U-JD-301 A / B Screw Conveyor.

3U-JD-303 Belt Conveyor to Tromol Screen.

3U-PF-301 A ~ L Acoustic granular.

3U-PF-302 Dust Chamber.

3U-PF-303 Spray nozzle for Prilling Tower.

ROTATING MACHINE

3U-GA-101 A ~ D Liquid Ammonia Feed Pump.

3U-GA-102 A / B Recycle Solution Feed Pump.

3U-GA-103 High Pressure Flooding Pump.

3U-GA-104 Low Pressure Flooding Pump.

3U-GA-201 A/B Circulating Pump for Crystallizer.

3U-GA-202 A/B Slurry Feed Pump.

3U-GA-203 A/B Mother liquor Pump.

3U-GA-205 A/B Urea Solution Pump.

3U-GA-206 Urea Surge Tank Pump.

3U-GA-301 A/B Water Pump for Prilling Tower.

3U-GA-302 A/B Circulating pump for Prilling Tower.

3U-GA-303 No. 1 Dissolving Tank Pump.

3U-GA-304 No. 2 Dissolving Tank Pump.

3U-GA-305 Portable Water Pump for Washing.

3U-GA-401 A/B Recycle solution Boost Up Pump.

3U-GA-402 A/B High Pressure Absorbent Pump.

3U-GA-403 A/B low Pressure Absorbent Pump.

3U-GA-404 A/B Ammonia Boost Up Pump.

3U-GA-405 A/B Aqua Ammonia Pump.

3U-GA-406 A/B Water Pump.

3U-GA-407 A/B Off Gas Absorbent recycle Pump.


7

3U-GA-408 A/B Off Gas Absorbent pump.

3U-GA-409 Ammonium Carbonate Solution Pump.

3U-GA-701 A/B Steam condensate Pump.

3U-GA-703 A/B Hot Water Pump.

3U-GB-101 A & B CO2 Compressor.

3U-GB-102 CO2 Booster Compressor.

3U-GB-201 Air Compressor.

3U-GB-301 Forced Fan for Dryer.

3U-GB-302 Induced Fan for Drayer.

3U-GB-303 Blower for Fluidizing Cooler.

3U-GB-304 A ~ F Induced Fan for Prilling Tower.

3U-GB-305 A ~ C Induced Fan for Urea Melter.

3U-GB-401 Off Gas Circulating Blower.

3U-GF-201 A ~ E Centrifuge.

UNIT COOLING TOWER

3W-EF-601 Urea Process Cooling Tower.

3W-EF-602 Crystallizer Cooling Tower.

3W-GA-601 A/B Circulating Pump for Urea Process.

3W-GA-602 A/B Circulating Pump for Crystallizer.

3W-GA-603 Circulating Pump for Crystallizer Cooling Tower.

3W-GB-601 A ~ C Fan for Urea Process Cooling Tower.

3W-GB-602 Fan for Crystallizer Cooling Tower.

3W-GB-604 Vacuum Pump for 3W-GA-602 AB & 3W-GA-603.

TURBINE CONDENSER

3W-EA-611 Turbine Condenser for 3W-GT-601 A/B.

3W-EA-613 Ejector Condenser for 3W-EA-611.

3U-GA-705 A/B Return Condensate Pump for 3W-EA-611.

3U-EA-164 Turbine Condenser for 3U-GT-102.

3U-EA-166 Ejector Condenser for 3U-EA-164.


8

3U-GA-704 A/B Return Condensate Pump for 3U-EA-164.

3U-EA-123 Turbine Condenser for 3U-GT- 103 A/B.

(3U-GT-103 A/B; Steam Turbine for 3U-GA-102 A/B).

3U-GA-706 A/B Return Condensate Pump for 3U-EA-123.

SEKSI SINTESA.

Pada seksi sintesa ini urea dibuat dari gas karbon dioksida, ammonia cair dan larutan ammonium

karbamat dalam suatu reactor urea pada tekanan dan temperature tinggi.

Reactor Urea P IV adalah autoclave yang dinding dalamnya terbuat dari bahan Titanium, desain

operasi pada tekanan 250 Kg/cm2g dan temperature 200 0C dengan waktu tinggal selama 25

menit. Sedangkan Urea P III adalah autoclave yang dinding dalamnya terbuat dari bahan

Steinleis, terdapat 14 tingkat distributor (plat yang berlobang-lobang) dan desain operasi pada

tekanan 200 Kg/cm2g dan temperature 190 0C dengan waktu tinggal 31 menit.

Ammonia cair dari Ammonia Reservoir (FA-401) dipompakan ke Reaktor (DC-101) secara

bertahap. Pertama dipompakan oleh pompa Ammonia boost up (GA-404), dari tekanan 16,5

Kg/cm2g menjadi 25 Kg/cm2g dan kedua oleh Ammonia feed pump (GA-101), dari tekanan 25

Kg/cm2g menjadi 200 Kg/cm2g. Sebelum masuk ke reactor terlebih dahulu panasi di Ammonia

Preheater No. 1 ( EA-101) dengan menggunakan Hot Water sebagai pemanas, dilanjutkan di

Ammonia Preheater No. 2 (EA-102) dengan menggunakan pemanas Steam Condensate.

Temperaturnya diatur dengan TCV-105 sehingga mencapai 67 0C dan selanjutnya masuk ke

reaktor melalui kerangan EMV-102.

Karbon dioksida dari pabrik Ammonia dengan tekanan 0,60 kg/cm2g dan temperature 38 0C

dipisahkan terlebih dahulu kandungan airnya di Suction Separator (FA-161) sebelum memasukki

CO2 Booster Compressor (GB-102). Udara anti korosi sebanyak 2500 ppm sebagai Oksigen, atau

12500 ppm sebagai udara yang diperoleh dari GB-1301 di injeksikan pada CO2 gas sebelum

memasukki FA-161. CO2 gas ditekan hingga tekanan 30 Kg/cm2g oleh GB-102 dan ditekan lagi

hingga 200 Kg/cm2g oleh GB-101 lalu masuk ke reactor setelah melalui kerangan EMV-101.


9

Ammonia cair dan karbon dioksida bereaksi menjadi ammonium karbamat yang selanjutnya

terdehidrasi menjadi urea dengan urutan reaksi sebagai berikut.

2NH3(l) + CO2(g) NH2COONH4(l) + 38.000 kal (1).

NH2COONH4(l) NH2CONH2(l) + H2O(l) - 6000 kal. (2).

Disamping kedua reaksi diatas, selama sintesa terjadi reaksi samping dimana terbentuk biuret dari

dimerisasi urea, dengan Reaksi sbb:

2NH2CONH2(l) NH2CONHCONH2(l) + NH3(g) - Q (3).

Pengaruh Temperatur.

Reaksi-reaksi di atas berlangsung dalam fasa cair. Tingginya temperature optimum reaksi harus

diimbangi dengan tekanan operasi yang tinggi pula agar campuran reaksi tetap dalam fasa cair.

Pada temperature antara 135 sampai dengan 190 0C reaksi (1) dapat berlangsung dengan

kecepatan tinggi tanpa membutuhkan katalis sehingga berlangsung hampir sempurna asalkan

tekanan system pada temperature tersebut lebih tinggi daripada tekanan dekomposisinya. Jika

system tidak mengandung air dan perbandingan umpannya sesuai maka produk yang akan

dihasilkan dari reaksi (1) adalah ammonium karbamat. Adanya excess ammonia akan

memperbesar konversi CO2, tetapi masih perlu pemisahan sisa ammonia dari aliran produk.

Pembentukan ammonium karbamat merupakan reaksi yang sangat eksotermik, oleh karena itu

pemindahan panas secara terus menerus perlu dilakukan agar temperature tidak melebihi

temperature dekomposisinya. Pengontrolan temperature perlu dilakukan karena temperature

dibawah titik leleh ammonium karbamat akan membentuk lapisan yang dapat menempel pada

dinding reactor. Sedangkan jika temperature system jauh diatas titik lelehnya, maka kita

dihadapkan pada masalah korosi.

Dehidrasi ammonium karbamat tidak berlangsung sampai sempurna. Derajat konversinya

tergantung pada perbandingan mol NH3/CO2 dalam umpan reactor (4/1), temperature, tekanan

dan waktu tinggal reaksi. Adanya ammonia berlebih akan memperbesar derajat konversi CO2

karena ammonia tersebut bertindak sebagai dehidrasi agent. Ammonia akan menyerap air yang

terbentuk sehingga mencegah reaksi balik dari urea. Kadar air yang kecil akan menaikkan derajat


10

konversi. Sedangkan reaksi (2) adalah reaksi endotermik lemah, oleh karena panas reaksi yang

dibutuhkan jauh lebih kecil dari pada panas reaksi yang dihasilkan oleh reaksi (1). Kelebihan

panas ini akan menaikkan konversi reaksi (2) sehingga memperbesar laju pembentukan biuret,

hal ini ditekan dengan ammonia excess dan waktu tinggal yang singkat. Biuret tidak dikehendaki

karena akan mengurangi produk urea dan menjadi racun bagi tanaman.

Temperatur top reactor dijaga agar tetap pada 190 0C maksimum 192 0C. Temperatur yang

rendah pada reactor dapat menurunkan konversi ammonium karbamat. Sebaliknya jika

temperature top reactor melebihi 200 0C, dinding reactor akan terkorosi dengan cepat. Demikian

juga tekanan keseimbangan dari campuran reaksi di reactor akan ikut naik dari tekanan semula.

Pengaruh Tekanan.

Penurunan tekanan akan mengurangi pembentukan ammonium karbamat (memperkecil konversi

CO2), Sedangkan kenaikan tekanan akan sangat berbahaya terhadap kekuatan dan ketahanan

reactor.

Oleh karena itu konversi CO2 turun jika temperature dan tekanan reactor rendah, perbandingan

mol NH3/CO2 rendah. Penurunan ini memperbesar kandungan ammonium karbamat pada hasil

reaksi sehingga nantinya akan memperbesar beban High Pressure Decomposer (DA-201), yang

berarti memperbesar konsumsi steam pemanas untuk dekomposisi ammonium karbamat. Selain

itu penurunan konversi CO2 juga akan memperbesar kandungan CO2 dalam larutan di High

Pressure Absorber Cooler ( EA-401). Jika kandungan ini terlalu tinggi maka keseimbangan dalam

High Pressure Absorber ( DA-401) akan hilang dan proses absorbsi akan terganggu. Lolosnya

CO2 bersama-sama dengan NH3 dari top HPA dapat membentuk ammonium karbamat padat

yang akan menyumbat pipa-pipa dan merusak peralatan yang terbuat dari karbon steel.

Pengaturan temperature dan pemindahan panas didalam reactor dilakukan dengan kombinasi

antara excess ammonia ke reactor, banyaknya larutan karbamat yang dikembalikan ke reactor dan

temperature ammonia cair yang masuk ke reactor.

Didalam system yang mengandung NH3; CO2; dan H2O, reaksi-reaksi kimia yang mungkin

berlangsung adalah :


11

2 NH3 + CO2 NH2OCONH4 (ammonium karbamate).

NH3 + CO2 + H2O NH4HCO3 (ammonium bicarbonate).

NH2OCONH4 + H2O (NH4)2CO3 (ammonium carbonate).

(NH4)2CO3 + H2O (NH4)2H2OCO3 (ammonium karbonat

monohidrat).

NH2OCONH4 NH2CONH2 + H2O

(urea)

2 NH2CONH2 NH2CONHCONH2 + NH3

(biuret).

NH2CONH2 NH4NCO (ammonium sianat).

NH2CONH2 HNCO + NH3

(asam sianat).

SEKSI PURIFIKASI/DEKOMPOSISI

Pada seksi ini urea dipisahkan dari komponen-komponen hasil reaksi di reactor berupa

ammonium karbamat, excess ammonia, air dan biuret tersisa. Setelah melewati kerangan

pengatur Let Down Valve (PRCA-101) yang berada di puncak reactor, tekanan menjadi 17

Kg/cm2g dan temperature 124 0C, sebagian ammonium karbamat akan terurai (flash) menjadi

gas NH3 dan CO2. Campuran gas dan larutan yang keluar dari reactor di alirkan ke seksi

purifikasi/dekomposisi untuk dipisahkan semua excess ammonia dan ammonium karbamat dari

urea. Pemisahan dilakukan secara dekomposisi termal yang diikuti oleh proses stripping.

Dekomposisi termal ini dilakukan dalam tiga tahap, yaitu :

1. High Pressure Dekomposer (HPD) (DA-201), yang beroperasi pada tekanan 17

Kg/cm2g dan temperature 160 0C.

2. Low Pressure Dekomposer (LPD) (DA-202), yang beroperasi pada tekanan 2,5

Kg/cm2g, temperature bagian atas 117 0C dan temperature bagian bawah 115 0C.

3. Gas Separator (GS) (DA-203), tangki yang terdiri dari 2 bagian terpisah yang

disatukan. Bagian atas disebut Gas Separator yang beroperasi pada tekanan 0,3

Kg/cm2g dan temperature 109 0C, sedangkan bagian bawah disebut Oxidizing

Column yang beroperasi pada tekanan atmosfir dan temperature 92 0C.


12

Prinsip dari seksi dekomposisi ini adalah memanaskan dan menurunkan tekanan, sehingga

ammonium karbamat terurai menjadi gas-gas NH3 dan CO2, seperti reaksi berikut ini :

NH2COONH4 2NH3 + CO2 + H2O

Selama dekomposisi, urea dapat pula terhidrolisa seperti reaksi berikut.

NH2CONH2 + H2O 2 NH3 + CO2

Produk gas yang terbentuk dari hasil dekomposisi selanjutnya dikirim ke seksi recovery.

High Pressure Decomposer HPD (DA-201).

HPD (DA-201) terdiri dari ruang flashing pada bagian atas, empat sieve tray, penyekat, falling

film heater dan penampung larutan yang berada dibagian bawahnya. 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) melalui pipa yang menjorok ke dalam ruangan atas. Pipa tersebut

mempunyai lubang-lubang kecil yang memanjang pada sisi sebelah bawah, sehingga campuran

bertekanan tersebut akan memancar menyebabkan gas-gas terpisah dari cairannya. Gas naik ke

atas sedangkan larutan mengalir terus kebawah. Larutan mengalir kebawah, melalui empat buah

sieve tray. Larutan dari sieve tray ditampung oleh suatu penyekat yang selanjutnya dialirkan

menuju Falling Film Heater (FFH) secara over flow melalui pipa down spot yang terletak

konsentris di pusat penyekat. Larutan mengalir kebagian dalam tube-tube FFH melalui swirl yang

memungkinkan terbentuknya annulus cairan yang tipis dan turun kebawah secara berputar (spin)

pada permukaan dinding bagian dalam tube. Hal ini dimaksudkan untuk memperkecil waktu

tinggal dalam tube pemanas sehingga pembentukan biuret dan hidrolisa urea dapat ditekan.

Larutan yang tertampung dipenyekat sebelum dialirkan ke FFH dipanaskan terlebih dahulu dalam

Reboiler yang disebut Reboiler for High Pressure Decomposer (EA-201). Steam pemanas

dibagian luar pipa dari FFH dan RHPD adalah Steam Middle (SM) 12 Kg/cm2g. Untuk RHPD

pengatur temperature nya adalah TIC-201 sedang untuk FFH ialah TRC-202.


13

Larutan itu dikembalikan lagi ke ruang yang sama dimana excess ammonia dan gas yang

teruapkan digunakan untuk pemanasan sieve tray, perputaran larutan pada reboiler berdasarkan

azas Thermo syphon. Udara anti korosi di injeksikan ke reboiler pada bagian atas dari reboiler

dan ke ruangan antara penyekat FFH oleh Air Compressor (GB-201).

Ketika melalui empat buah sieve trays, larutan ammonium karbamat terdekomposisi dan excess

Ammonia cair teruapkan karena adanya kontak dengan campuran gas panas yang berasal dari

Reboiler HPD (EA-201) dan Falling Film Heater (FFH).

Campuran gas tersebut bertindak sebagai stripping agent terhadap larutan ammonium karbamat

yang turun kebawah. Panas penguraian dan panas untuk penguapan didapat dari panas sensible

dan panas kondensasi uap air pada sisi luar dari pipa pemanas. Hal ini memberikan pengurangan

konsumsi steam dan memungkinkan kandungan air tetap kecil dalam resirkulasi ammonium

karbamat. Perubahan secara mendadak, terutama jika temperature naik mengakibatkan up set

operasi yang serius di HPD. Kenaikan temperature yang disebabkan oleh pengatur temperature

yang tak bekerja dengan baik atau karena permukaan larutan yang tiba-tiba naik dapat

menyebabkan beberapa kerugian, antara lain :

Pemisahan CO2 dan NH3 bertambah besar yang diikuti oleh hidrolisa urea dan pembentukan

biuret meningkat pula.

Pemakaian steam di HPD (DA-201) bertambah besar, diikuti dengan guncangan permukaan

cairan yang mengakibatkan up set campuran gas ke HPAC ( EA-401).

Laju korosi dan erosi di reboiler akan meningkat.

Campuran gas yang telah dipisahkan di HPD (DA-201), selanjutnya mengalir ke HPAC ( EA-

401). Larutan dari dasar HPD (DA-201) dialirkan ke puncak LPD (DA-202) setelah didinginkan

terlebih dahulu didalam Tube Bundel Urea Heat Exchanger (EA-203).

Sebagian dari larutan ini akan terurai (flash) menjadi gas ammonia dan karbon dioksida setelah

melewati kerangan pengatur permukaan larutan LIC-201.

Low Pressure Decomposer LPD (DA-202)


14

LPD (DA-202) terdiri dari ruang flashing pada bagian atas, empat sieve tray, penyekat, packed

bed Rasching Ring dan penampung larutan yang berada di bagian bawahnya.

Larutan dari HPD (DA-201) dengan tekanan 17 Kg/cm2g dan temperature 160 0C, setelah

melewati UHE dan LCV-201, terus ke LPD dengan cara yang sama dengan larutan dari reactor

memasuki HPD.

Larutan yang terdiri dari urea, ammonium karbamat dan sedikit ammonia bersama-sama dengan

ammonium karbonat yang berasal dari Off Gas Absorber (OGA) (DA-402), turun kebawah

melalui empat buah sieve tray dan terjadi proses yang sama dengan di HPD.

Setelah melewati pipa konsetris larutan turun kebawah, memasuki packed bed yang berisi

Rasching Ring.

Dari ruang penyekat sebagian larutan pergi memasuki UHE pada bagian luar dari tube bundle,

untuk dipanasi agar sisa gas ammonia bisa diuapkan. Sebagian lagi dari larutan masuk ke

Reboiler for Low Pressure Decomposer (RLPD) (EA-202). Di RLPD terjadi proses seperti di

RHPD. Steam pemanas di RLPD adalah Steam Middle Low (SML) 7 Kg/cm2g, dengan pengatur

temperature TIC-203.

Pada tekanan 2,4 Kg/cm2g dan temperature antara 106 0C ~ 130 0C, larutan yang berupa

ammonium karbamat yang turun dari packed bed tidak mudah terurai menjadi gas Ammonia,

karbon dioksida dan air, dimana tekanan total (2,4 Kg/cm2g) adalah penjumlahan dari tekanan

parsial ammonia, karbon dioksida dan air. Agar ammonium karbamat itu terurai dibutuhkan

penambahan salah satu dari gas tersebut. Pada proses ini dibagian bawah packed bed dipasang

pipa yang bagian bawahnya mempunyai lobang lobang distributor (sparger pipe), untuk

memasukkan CO2 sebagai stripping yang akan merubah keseimbangan pada tekanan parsial dari

gas CO2, sehingga ammonium karbamat mudah terurai menjadi gas ammonia, karbon dioksida

dan air. CO2 stripping yang dimasukkan kepipa sparger, pada tekanan dan temperature tersebut

tidak bereaksi dengan ammonium karbamat, tapi hanya bertindak menguraikan ammonium

karbamat menjadi gas ammonia dan karbon dioksida lalu bersama-sama naik keatas melalui

rasching ring.


15

Larutan yang turun dari atas kontak langsung dengan campuran gas panas dari bawah secara

cunter current, sebagian larutan akan teruapkan dan bersama-sama naik keatas.

Pada saat penguraian ammonium karbamat oleh stripping CO2 terjadi panas, yang

mengakibatkan sebagian dari air berubah menjadi uap dan ikut naik keatas bersama-sama dengan

gas ammonia dan carbon dioksida. Untuk menyerap uap air tersebut perlu penyerap. Pada proses

ini dipakai ammonium karbonat yang berasal dari OGA dengan temperature 45 0C.

Gas-gas yang dipisahkan di LPD mengalir ke Low Pressure Decomposer LPA (EA-402).

Sedangkan larutan dari bawah LPD dialirkan ke Gas Separator (DA-203).

Gas Separator (DA-203)

Tangki dari Gas Separator (DA-203) terbagi dua. Bagian atas disebut Gas separator, bagian

bawah disebut Oxidizing Column. Gas Separator beroperasi pada tekanan 0.3 Kg/cm2g dan temp.

111 0C. Oxidizing Column beroperasi pada tekanan Atmosfer dan temperature 92 0C.

Larutan dari LPD dengan tekanan 2.4 Kg/cm2g dan temperature 116 0C melewati kerangan

pengatur permukaan LCV-202, memasuki Gas Separator melalui pipa sparger yang mencorok

keruang separator, untuk dipisahkan campuran gas dengan larutan secara memancar. Campuran

gas menuju ke Off Gas Condenser (EA-406) setelah terlebih dahulu melalui kerangan pengatur

tekanan PIC-203.. Sedangkan larutan turun kebawah melalui pipa yang berbentuk U ke Oxidixing

Column. Didalam Oxidizing Column terdapat packed Bed yang berisi Rasching Ring. Larutan

mengalir melalui packed bed dan terjadi kontak dengan udara yang dihembuskan melalui pipa

distributor dibagian bawah packed bed. Off Gas Circulating Blower (GB-401) menghembuskan

udara untuk menghilangkan sisa-sisa ammonia dan karbon dioksida, juga berfungsi untuk

mengoksidasi logam-logam yang mungkin ada dalam larutan (mengoksidasi ion-ion ferro

menjadi ion-ion ferri). Kurangnya udara yang dihembuskan akan menyebabkan oksidasi senyawa

ferrous yang terlarut menjadi tidak sempurna, sehingga produk urea yang dihasilkan menjadi

tidak jernih. Sebaliknya bila hembusan udara terlalu banyak, menyebabkan bertambahnya

konsumsi steam pemanas yang berada dibawah dari pipa distributor tersebut. Temperatur

optimum dari larutan Urea di bawah Oxidizing Column adalah 92 0C, temperature ketinggian


16

atau kerendahan menyebabkan kurang sempurnanya dekomposisi dan menpercepat laju hidrolisa

urea.

Steam pemanas yang masuk ke tube bundle adalah Steam Low (SL) 4.0 Kg/cm2g.

Temperatur dikontrol oleh TIC-204.

Campuran gas yang keluar dari Oxidizing Column dengan temperature 108 0C, bergabung

dengan campuran gas dari Gas Separator menuju EA-406.

Larutan Urea dari bawah Oxidizing Column dipompakam oleh (GA-205) melewati kerangan

pengatur permukaan LICA-203 menuju Kristaliser.

SEKSI RECOVERY

Seksi Recovery terbagi atas :

Recovery Karbamat dan

Recovery Ammonia.

Recovery Karbamat.

Pada seksi ini campuran gas NH3; CO2 hasil dari dekomposisi dikembalikan ke reactor dalam

bentuk larutan Ammonium Karbamat, setelah melalui proses kondensasi dan penyerapan.

Gas-gas gabungan yang keluar dari Gas Separator (DA-203) dan Oxidizing Column mengalami

kondensasi pada temperature 60 0C didalam Shell Side Off Gas Condenser (EA-406). Cairan

yang terbentuk ditampung didalam Off Gas Absorbent Tank (FA-403) dengan penambahan

sedikit Kondensat untuk pengenceran. Sedangkan campuran gas yang tidak terkondensasi di EA-

406 dialirkan ke bagian bawah Off gas Absorber (DA-403).

Off Gas Absorber (DA-203) terdiri dari dua packed bed. Larutan absorben yang digunakan untuk

menyerap gas ammonia dan carbon dioksida yang tersisa adalah :

Larutan ammonium karbonat encer dari OGAT (DA-403) yang diumpankan ke packed bed

bagian atas Off gas Absorber (DA-402) setelah terlebih dahulu didinginkan sampai

temperature 36 0C di shell side Off Gas Absorber Final Cooler (EA-408).


17

Larutan sirkulasi ammonium karbonat encer dari bagian bawah Off Gas Absorber (DA-402)

setelah didinginkan terlebih dahulu di dalam shell side Off Gas Absorber Cooler (EA-407)

lalu diumpankan ke packed bed bagian bawah.

Pengendalian laju aliran absorben ammonium karbonat encer dilakukan oleh pengatur permukaan

LIC-403. sedangkan pengaturan temperature operasi Off Gas Absorber (DA-402) dilakukan

demgan mengatur laju air pendingin ke masing-masing condenser EA-406; EA-407 dan EA-408.

Kenaikan temperature menyebabkan banyak gas ammonia yang lolos dari puncak DA-402.

Sisa-sisa campuran gas dari puncak DA-402 dihembuskan ke bagian bawah Gas Separator oleh

Off Gas Circulating Blower (GB-401), setelah ditambah dengan udara pada bagian suction

blower tersebut.

Tekanan discharge GB-401 diatur dengan jumlah penambahan udara luar yang masuk ke suction

blower dan control tekanan PIC-404 pada discharge, yang akan membuang ke atmosfir bila

tekanan discharge berlebih.

Larutan ammonium karbonat encer dari bagian bawah DA-402, selain disirkulasikan sebagai

penyerap ke packed bed bagian bawah juga dialirkan ke dua jurusan. Ke bagian atas dari packed

bed Low Pressure Absorber (EA-402) dan kebagian atas dari sieve trays Low Pressure

Decomposer (DA-202).

Campuran gas yang keluar dari puncak DA-202, memasuki Low Pressure Absorber (EA-402)

melalui pipa distributor yang memanjang dibagian bawah dari EA-402. Gelembung-gelembung

campuran gas naik keatas diserap oleh larutan yang berada didalam EA-402.

Larutan yang berada didalam EA-402 berasal dari campuran larutan ammonium karbonat encer

dari dasar DA-402 dan larutan Induk dari Mother Liguor Tank (FA-203).

Campuran gas yang tidak terserap didalam EA-402, memasuki Scrubber EA-402 naik keatas

melalui rashing ring packed bed lalu diserap oleh ammonium karbonat dari DA-402.


18

Sedangkan larutan induk (mother liquor) masuk ke EA-402 selain sebagai penyerap juga untuk

mengembalikan biuret ke reactor untuk diproses kembali menjadi urea.

Jumlah larutan Induk ke EA-402 diatur oleh pengatur flow FIC-204.

Jumlah larutan ammonium karbonat ke puncak scrubber EA-402 diatur oleh pengatur flow FIC-

404. Steam kondensat disiapkan melalui LIC-402, untuk menjaga permukaan larutan didalam

EA-402 selalu mantap.

Temperatur dipertahankan pada 45 0C dengan mengatur aliran air pendingin melalui HC-401.

Tekanan 2,2 Kg/cm2g diatur oleh PIC-402 yang diatur secara otomatis. Bila berlebih, gas yang

tersisa dialirkan ke DA-402 bergabung dengan gas sisa EA-406.

Konsentrasi CO2 didalam larutan EA-402 dijaga sekitar 16 % (2,5 liter CO2 dalam 25 cc

larutan).

Larutan ammonium karbamat dari LPA (EA-402) dipompakan ke bagian atas dari packed bed

yang terdapat didalam High Pressure Absorber (DA-401). Sebelum memasuki HPA, larutan

tersebut melalui FRC-401, ditambah ammonia cair dari Ammonia Recervoir (FA-401) dengan

pengaturan FIC-402, kemudian melalui Mixing Cooler baru kemudian masuk ke HPA.

Didalam High Pressure Absorber Cooler (HPAC) (EA-401) dan HPA (DA-401) semua gas

carbon dioksida dari HPD (DA-201) diserap seluruhnya sehingga menjadi ammonium karbamat.

Larutan absorben berasal dari LPA dan Aqua Ammonia yang berasal dari Ammonia Recovery

Absorber (EA-405).

Absobsi tersebut terjadi dalam tiga tahap, yaitu :

Tahap pertama

Campuran gas dari puncak HPD masuk melalui pipa sparger yang menempel pada dasar

dinding dalam dari HPAC dan membentuk gelembung-gelembung gas dalam larutan, disini

65 % dari gas-gas tersebut ter-absobsi.

Tahap kedua


19

Campuran gas yang tersisa keluar dari HPAC menuju bagian bawah dari HPA, kemudian naik

keatas melewati celah-celah Intercooler untuk didinginkan, terus keatas melalui packed

column dimana sisa CO2 yang berada dalam 35 % gas ter-absobsi oleh larutan yang turun

dari atas.

Tahap ketiga

Gas-gas ammonia dari packed column discrubbed oleh larutan ammonia cair sambil mengalir

keatas melalui lima Bubble Cap trays agar sisa-sisa karbon dioksida dapat diserap dengan

sempurna.

Di bagian tengah dari Drain separator yang terdapat dibagian atas dari HPA, terdapat pipa yang

pada bagian atasnya terpasang vortex breaker dengan 3 blade yang melengkung.

Kabut gas ammonia, naik keatas secara berpusing karena melewati vortex breaker tersebut

sehingga uap air yang kemungkinan ikut dalam kabut gas ammonia terlempar dan terpisah lalu

tertampung di Drain Separator. Air yang terbentuk turun kebawah ke HPAC.

Dalam proses Total Recycle C Improved, salah satu factor terpenting adalah menjaga kondisi

HPA semantap mungkin (temperature; tekanan operasi; permukaan larutan di HPAC dan

konsentrasi CO2 dalam larutan di HPAC). Konsentrasi CO2 dalam ammonium karbamat harus

selalu dijaga sekitar 30 ~ 35 % atau 6,5 liter CO2 dalam 25 cc larutan (hal ini berlaku untuk

temperature ambient 18 0C, untuk Indonesia dengan temperature 29,5 0C, konsentrasi CO2

adalah 7,5 liter dalam 25 cc larutan). Temperatur puncak HPA diatur dibawah 50 0C oleh adanya

penguapan ammonia cair pada bubble cap trays dengan menggunakan ammonia sebagai reflux

melalui FIC-403.

Temperatur gas dari packed column dikontrol pada 60 0C oleh penguapan ammonia cair yang

ditambahkan ke larutan recycle sebelum memasuki Mixing Cooler.

Temperatur HPAC dikontrol dan dijaga pada 100 0C oleh tiga media pendingin yang masuk ke

bagian tube side dari HPAC tersebut.

Ketiga media pendingin itu, ialah :


20

Urea slurry yang datang dari Kristaliser (FA-201) bagian bawah memasuki tube side HPAC,

keluar dan kembali ke Kristaliser bagian atas. Hampir 63 % panas pembentukan ammonium

karbamat dari proses penyerapan CO2 diserap oleh urea slurry, dan panas tersebut digunakan

untuk penguapan air di Kristaliser bagian atas.

Hot Water yang be-sirkulasi dari Hot water Tank (FA-703) memasuki tube side HPAC,

keluar memasuki tube side ammonia preheater sebagai pemanas awal ammonia lalu kembali

ke Hot Water Tank. Sekitar 28 % panas pembentukan diserap oleh Hot water.

Sisa yang 9 % diserap oleh air pendingin yang datang dari Cooling Tower W-EF-601.

Pengaturan temperature dilakukan oleh pengatur temperature TRCA-401, yang terpasang

pada line keluar dari air pendingin tersebut.

Jika temperature HPAC naik, maka gas CO2 akan lolos ke HPA dan akan ikut bersama gas

ammonia keluar dari puncak HPA. Akan terjadi penyumbatan di line sesudah puncak HPA yang

terbuat dari Carbon Steel. Sebaliknya bila temperature turun, akan terjadi pembekuan ammonium

karbamat di bagian luar dari tube-tube. Temperatur solidifikasi (pembekuan) ammonium

karbamat ialah 91 0C.

Recovery Ammonia.

Gas ammonia yang keluar dari puncak HPA, masuk ke shell side Ammonia Condenser (EA-404

A~D). Hampir semua gas ammonia terkondensasi disana. Cairan ammonia yang terbentuk oleh

kondensasi tersebut turun kebawah, masuk ke Ammonia Reservoir (FA-401).

Gas-gas yang tidak terkondensasi kebanyakan berupa gas inert yang ikut ke urea plant bersama

gas karbon dioksida, ammonia cair dan udara sisa pasivasi yang dimasukkan ke reactor dan ke

HPD /RHPD. Campuran gas Inert dengan sedikit ammonia yang lepas dari ammonia condenser

mengalir ke Ammonia Recovery Absorber (EA-405).

EA-405 terdiri dari empat buah absorber yang tersusun seri keatas dengan dimensi yang semakin

kecil. Campuran gas masuk absorber paling bawah (EA-405 # 4/4) melalui pipa sparger yang

terendam cairan. Gas ammonia yang tidak terserap di EA-405 # 4/4 naik keatas melalui pipa

masuk ke EA-404 # ¾, demikian seterusnya sampai ke EA-405 # ¼. Sisa ammonia di EA-405 #

¼ diserap pakai condensate yang terlebih dulu didinginkan di Condensate Cooler (EA-701),


21

sehingga membentuk Aqua Ammonia yang kemudian turun kebawah secara over flow memasuki

EA-405 # 2/4, demikian seterusnya sampai di EA-405 # 4/4. Konsentrasi Aqua Ammonia di EA-

405 # 4/4 adalah 70 % ammonia, 30 % air.

Aqua ammonia yang terbentuk di EA-405 kemudian dipompakan untuk penyerap di HPA dimana

sebelum memasuki HPA terlebih dahulu ditambah ammonia yang berasal dari GA-404

(Ammonia boast Up pump) dengan melewati pengatur flow FIC-403.

Gas-gas Inert dibuang keluar melalui PIC-403 yang berada di puncak EA-405 # ¼.

Tekanan operasi ammonia recovery absorber ialah 16,5 Kg/Cm2G.

SEKSI KRISTALISASI DAN PEMBUTIRAN.

Peralatan pada seksi Kristallisasi adalah sebagai berikut :

1. Kristallisasi bagian bawah ( Crystallizer bottom part) FA-201 bottom part.

2. kristalisasi bagian atas (Crystallizer upper part) FA-201 upper part. Sering juga

disebut sebagai Vacuum Concentrator.

3. Vacuum Generator.

Sebuah pipa yang disebut Barometric leg, menghubungkan FA-201 upper dan FA-201 bottom.

Kondisi vacuum terjadi di Vacuum Generator (EA-201) dengan borometric Condenser dan Steam

Ejector tingkat I dan II.

Larutan Urea dari Oxidizing column dengan konsentrasi urea 73,9 % dipompakan oleh GA-205,

memasuki kristalisasi bagian bawah melalui lubang inlet yang terletak dibagian atasnya.

Kristalisasi urea dilakukan dengan secara vacuum, sehingga air akan menguap pada temperature

rendah. Larutan urea ini bercampur dengan larutan urea jenuh yang turun dari barometric leg FA-

201 upper, dan larutan urea dari sirkulasi yang dilakukan oleh pompa GA-202 ( dari bawah FA-

201 bottom kembali ke FA-201 bottom pada bagian atas).

Sebagian larutan dari bagian tengah FA-201 bottom dipompakan oleh GA-201 memasuki tube

side HPAC sebagai penyerap panas, kemudian kembali ke FA-201 upper setelah ditambah

dengan larutan Induk.


22

Uap air tersedot oleh tekanan vacuum di Steam Ejector yang menggunakan steam 12 Kg/cm2.

Kemudian Uap air terkondensasi oleh air yang besirkulasi melalui barometric condenser (EE-

201# 1 & # 2), dan bersama-sama masuk ke sumur dari Cooling Tower proses Crystallizer ( W-

EF-602).

Vacuum Concentrator bekerja pada tekanan vacuum 102 mm Hg Absolut dan temperature 72 0C.

Panas penguapan air didapat dari panas sensible larutan urea yang masuk dari DA-203; panas

kristallisasi urea; panas yang didapat dari serapan panas dari urea yang besirkulasi di tube side

HPAC dan panas Hot Water jacket.

Tekanan vacuum dan temperature untuk kristalisasi diatur sedemikian rupa, sehingga urea yang

keluar mengandung kristal urea (density) 30 % ~ 35 % berat.

Larutan urea slurry ini dipompakan dari bawah FA-201 bottom oleh GA-202, memasuki

Prethickener (FD-201) lalu Centrifuge (GF-201), sebagian larutan dikembalikan ke FA-201

bottom. Didalam pretickener terdapat kasa untuk penyaring larutan urea dimana larutan pekat

terus turun ke centrifuge sedangkan larutan encer memasuki kasa dan turun ke Mother Liquor

Tank (FA-203), sesampainya di centrifuge larutan urea pekat memasuki basket distributor yang

berputar.

Dengan adanya gaya sentrifugal larutan urea pekat menjadi kristal urea karena air yang masih

terdapat di larutan terlempar melewati distributor basket lalu turun ke mother liquor. Selain

berputar basket distributor juga bergerak maju mundur, sehingga kristal urea terdorong kedepan

memasuki lorong melingkar yang dipasang tepat berada didepan dari basket. Diujung dari basket

dipasang alat penyekerap kristal urea yang disebut Cake Scrapper. Urea yang terdorong ke lorong

melingkar, disekrap dan karena gaya sentrifugal memasuki pipa yang terpasang pada lorong

melingkar tersebut, lalu memasuki sebuah alat yang mempunyai lorong yang berputar kebawah

(Cake Catcher). Dimana pada sisi lain dari lorong tersebut dipanasi oleh steam tekanan 1

kg/cm2g yang didapat dari penurunan steam 4 Kg/cm2g.

Pengeringan kristal urea dimulai dari Cake Catcher, lalu ke Fluiding drayer (FF-301) untuk

menguapkan kandungan airnya hingga menjadi 0,5 % (maksimal). Udara panas untuk pengering


23

di fluiding drayer diperoleh dari hembusan udara fan GB-301, kemudian melalui Air Heater

(EC-301). Temperatur udara pemanas di jaga pada 100 0C. Temperatur tersebut tidak boleh

mencapai temperatur titik leleh urea (132,7 0C).

Kristal urea yang telah kering terdorong keatas bersama-sama dengan udara panas memasuki pipa

Pneumatic, terus kepuncak Prilling Tower (IA-301) oleh isapan fan GB-302, diterima oleh empat

buah Cyclone (FC-301) untuk dipisahkan dari udara panas yang membawanya. Keluar dari dasar

Cyclone, kristal urea masuk ke Melter (EA-301) melalui Screw Conveyor (JD-301).

Pneumatic line memasuki cyclone pada bagian samping sedemikian rupa, sehingga kristal urea

kering dengan konsentrasi 99,5 % dan kandungan air 0,5 % akan turun kebawah dengan memutar

pada dinding dalam cyclone karena gaya sentrifugal. Lalu menumpuk dibagian bawah dari Dust

Box Cyclone. Karena adanya tumpukan urea, maka tekanan vacuum yang menarik lempengan

(Trickle Valve) yang dipasang dibagian bawah Dust Box menjadi hilang disebabkan berat

tumpukan urea. Trickle Valve akan membuka, urea turun ke Screw Conveyor (JD-301),

seterusnya masuk ke Melter. Bila urea sudah turun semua ke screw Conveyor, vacuum terbentuk

lagi dibagian bawah Dust box, trickle valve kembali menutup. Demikian lah kejadian nya

berulang-ulang.

Udara panas dan sedikit debu urea yang terbawa dari cyclone karena isapan fan GB-302 terus ke

Dust Separator (FD-304). Debu urea ditangkap dengan air yang dispraykan dari Spray Nozzle

yang dipasang di bagian atas dari dust separator, kemudian turun ke dust chamber.

Kristal urea jatuh diatas tube-tube peleleh yang terdapat di dalam melter. Steam SML yang

bertekanan 7 Kg/cm2g memasuki bagian dalam tube setelah terlebih dahulu melalui kerangan

pengatur PIC-301. Untuk melelehkan kristal urea sampai ke inti kristal pada bagian bawah antara

tube-tube peleleh dipasang Spacer Rod, sehingga celah turun urea leleh kecil, dan pelelehan

menjadi sempurna.

Urea leleh (Molten urea) turun dari melter memasuki Head tank (FA-301), lalu masuk ke

Acoustic Granular PF-301 dan dipancarkan keluar melalui lobang-lobang distributor yang

terdapat dibagian bawah acoustic granular.


24

Temperatur pada outlet melter diatur pada 138 0C. Bila temperature mencapai 136 0C maka urea

leleh akan susah melewati lobang distributor, yang dapat mengakibatkan buntuan di Acoustic

Granular. Sebaliknya bila terperatur melebihi 140 0C urea akan berubah menjadi Biuret.

Lelehan urea yang dipancarkan dari acoustic granular dengan temperature 138 0C, turun kebawah

dan didinginkan oleh hembusan udara dari fan GB-303. Udara pendingin dari GB-303 naik ke

atas setelah terlebih dahulu melalui lobang-lobang distributor yang terdapat pada Fluidizing

Cooler.

Butir-butir urea yang memadat didinginkan lagi di Fluidizing Cooler sampai temperature 40 0C.

Butir-butir urea turun dari fluidizing cooler, dikirim ke tempat penyimpanan urea melalui

beberapa peralatan yaitu Belt Conveyor (JD-303), lalu masuk ke Trommol Screen (FD-303)

dimana urea produk dipisahkan dari ukurannya yang over size. Seterusnya urea produk melalui

Belt Conveyor yang dipasang peralatan untuk timbangan yang disebut Belt Scale (JF-301)

dengan peralatan timbangan WIS-301.

Hembusan udara dari GB-303 yang membawa debu-debu urea, sebelum keluar dari ruang dust

chamber terlebih dahulu diserap ureanya dengan air yang dispraykan diatas packed bed yang

terdapat diruang dust chamber. Udara keluar dari dust chamber juga karena isapan dari fan GB-

304 yang dipasang di bagian atas dari ruang dust chamber.

Larutan urea sekitar 25 % yang terbentuk di Dust Chamber berasal dari :

Air sprayer penyerap debu urea di dust separator yang turun melewati packed column diruang

dust chamber. Air sprayer dust separator berasal dari pompa GA-301 yang suction nya

diperoleh dari aliran line discharge pompa cooling tower proses Crystallizer, GA-602.

Air sprayer untuk packed column dust chamber yang berasal dari air yang besirkulasi dari

pompa dust chamber (GA-302), dan menyerap debu yang berasal dari ruang bawah Acoustic

Granular.


25

Larutan dengan 25 % urea di dust chamber turun kebawah secara overflow dari ruang dust

chamber terus kebawah prilling tower dan ditampung di Disolving Tank FA-302 & FA-303.

Seterusnya larutan urea tersebut akan dikembalikan lagi untuk didaur ulang dengan beberapa

cara.

Dimasukkan ke Mother Liquor Tank.

Dimasukkan ke suction GA-201.

Dimasukkan ke line down stream FIC-204, line mother liquor ke LPA.

Dikirim ke Karbamat Tank (FA-402), untuk kemudian dikirim ke seksi recovery.

Perbandingan antara ACES dan TRCIArea Sintesa

Item alat ACES kTRCI Keterangan

Reaktor Tekanan operasi 175 K 250 K Power lebih rendah

Indikator & kontrol level Tidak memakai

Linning SS 316 L UG Titanium

Memakai Bufle plate Tidak memakai Menghindari back flow

Resident time 36 menit 25 menit

Konversi 70 % 71,5 %

Stripper Memakai Tidak Untuk recovery NH3

NH3 inlet HPD 12,94 %

CO2 inlet HPD 13,59 %

36,8 %

10,5 %

Carbamat

Condenser I

Memakai

Produksi steam 5,5 K

Tidak

Harus let down

Carbamat

Condenser II

Memakai

Tak perlu pemanas HPD

Tidak

Perlu steam pemanas

Ukuran HPD berbeda

Scrubber Memakai Tidak Recovery NH3 & heat

Dekomposisi


26

Item alat ACES TRCI Keterangan

HPD Beban rendah Lebih tinggi

NH3 outlet 6,14 % 6,2 %

Pemanas kondensat Steam

LPD FFH, Sieve tray & Packing Reboiler, ST& Packg

Pemanas kondensat Steam

Urea outlet 71,11 % 70,1 %

Gas Separator Tidak ada, hanya vacuum flash memakai

Tanpa pemanas Steam 5 Kg

Konsentrasi Urea out 73,18 % 73,7 %

Finishing


Vacuum sistem Surface Condenser Vacuum generator

NH3 terkondensasi dgn uap air NH3 lolos di C T Air diproses di PCT

Dust Recovery Packed bed & demister Urethane Filter* Saat ini telah modifikasi

Recovery


Recovery NH3 Tidak ada Condenser &

Absorber

Ada

Tidak ada penyerap TK 3 Ada OG Rec. sistem

HPA Dua tingkat Satu tingkat

PCT

Pada Urea Aces ada Unit Process Condensate Treatment (PCT) yang berfungsi untuk mengolah

Process condensate, yaitu merecovery NH3 & CO2 dalam air kondensasi surface condenser

dengan cara pelepasan dengan pemanasan dan dikembalikan ke LPD. Sehingga tidak ada lagi

yang lolos ke Udara, mengurangi beban buangan ke udara.


27

MATERI PELATIHAN INDUKSI

OPERASI UREA

“CAKAR” PT. PUSRI


28

PALEMBANG MEDIO 2003


29

Proses Urea Ringkas

Documents