UREA Kelompok4 Senin

BAB I

PENDAHULUAN

I.1. Latar Belakang

Urea adalah suatu senyawa organik yang terdiri dari unsur karbon,

nitrogen, hidrogen, dan oksigen dengan rumus kimia (NH2)2CO. Senyawa ini

banyak digunakan sebagai pupuk kimia karena kandungan nitrogennya yang

cukup tinggi. Nitrogen adalah zat hara yang sangat dibutuhkan tanaman. Pupuk

urea mengandung setidaknya 46 Kg unsur nitrogen untuk setiap 100 Kg berat

urea.

Pemakaian urea sebagai pupuk kimia memiliki keuntungan tersendiri

karena mudah diserap oleh tanaman. Hal ini berimbas meningkatnya kebutuhan

urea sebagai pupuk kimia sehingga senyawa ini diproduksi secara komersial. Di

Amerika, produksi urea mencapai satu juta pon setiap tahunnya dan sebagian

besar digunakan sebagai pupuk kimia. Beberapa pabrik di Indonesia seperti

pabrik pupuk sriwijawa (PUSRI) memproduksi pupuk urea secara masal.

Kebutuhan akan pupuk urea di Indonesia sangat tinggi mengingat Indonesia

merupakan negara agraris. Selain sebagai pupuk kimia, urea juga digunakan

secara komersial untuk industri, pakan ternak, lem, pembersih toilet, produk

pewarnaan rambut, pestisida dan fungisida. Dalam hal pengobatan digunakan

dalam barbitunat, dermatologi, dan diuretik.

Urea dapat diproduksi melalui proses sintesis amonia dan karbon

dioksida. Produk yang diperoleh dapat berupa cairan atau padatan. Umumnya,

pupuk Urea berwujud butir kristal putih yang larut dalam air. Urea bersifat

higroskopis. Pada kelembaban udara 73 %, urea akan menarik uap air dari udara

sehingga senyawa ini sebaiknya disimpan di tempat kering dan tertutup rapat.

1

I.2. Sejarah Proses

Urea adalah suatu senyawa organik yang terdiri dari unsur karbon,

hidrogen, oksigen dan nitrogen dengan rumus CON2H4 atau (NH2)2CO. Urea

dikenal dengan nama carbamide di kawasan Eropa. Nama lain yang juga sering

dipakai adalah carbamide resin, isourea, carbonyl diamide dan

carbonyldiamine. Urea pertama kali diketahui terdapat pada urine oleh H.M.

Rovelle pada tahun 1773. Pada tahun 1828, sintesa urea dari amoniak dan asam

sianida berhasil dilakukan oleh Friedrich Woehler. Penemuan ini dianggap

sintesa zat organik pertama dari anorganik yang pertama kali. Urea ditemukan

saat Wohler berusaha mensintesis amonium sianat, untuk melanjutkan studi

sianat yang telah dilaksanakan selama beberapa tahun.

Tahun 1870, Bassarow memproduksi urea menggunakan proses

dehidrasi dengan memanaskan amonium karbomat dalam wadah tertutup.

Amonium Karbomat dapat diperoleh dengan reaksi langsung amoniak dengan

karbondioksida. Proses produksi urea ini masih digunakan hingga sekarang.

Sintesa urea berlangsung dengan bantuan tekanan yang tinggi. Sintesa ini

dilaksanakan pertama kali oleh BASF pasa tahun 1941 dengan bahan baku

ammonia dan karbon dioksida. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut:

Reaksi 1 : 2 NH3(g) + CO2(g) NH2COONH4(g)

Reaksi 2 : NH2COONH4(g) NH2CONH2(g) + H2O(l)

I.3. Spesifikasi Produk

Urea (NH2CONH2)

Urea merupakan butir kristal berwarna putih, tidak mudah terbakar dan

mampu menghantarkan listrik. Urea memiliki sifat fisis sebagai berikut:

o Densitas (padat pada suhu 20o C) : 1335 kg/m3

o Titik lebur : 132,6o C

o Spesific heat (lebur) : 126 J/mol/ o C

o Panas peleburan (titik lebur) : 13,6 kJ/mol

o Berat Molekul : 60,056

2

(Sumber : Perry, R. H., 1984. Chemical Engineering Handbook, 6th

edition. Mc Graw Hill Book Co, Ltd)

I.4. Spesifikasi Reaktan

Amoniak (NH3)

Dibawah tekanan tertentu amoniak berupa cairan, berbau yang spesifik,

uap amoniak lebih ringan dari pada udara, dapat meledak, pada kondisi tertentu

bersifat mudah terbakar, larut dalam air dengan reaksi yang eksotermis, dan

sifat fisis sebagai berikut:

o Densitas (cair, 20 Kg/cm2 250 C ) : 603 kg/m3

o Titik lebur : -78o C

o Titik didih : -33o C

o Titik bakar : 650o C

o Batas explosive : ( diudara )

Bawah : 15 vol % NH3

Atas : 28 vol % NH3

o Berat molekul : 17,3

Karbondioksida (CO2)

Karbondioksida adalah gas yang tidak bewarna, tidak berbau, tidak

mudah meledak, dan tidak mudah terbakar, lebih berat dari pada udara dan

mempunyai sifat fisis sebagai berikut :

o Densitas ( gas, 1 kg/cm2, 25oC ) : 1800 kg/cm3

o Triple point : 57oC dan 5,1 atm

o Titik kritis : 31o C dan 72,8 atm

o Berat molekul : 44,01

(Sumber : Perry, R. H., 1984. Chemical Engineering Handbook, 6th edition. Mc

Graw Hill Book Co, Ltd)

3

I.5. Kegunaan Urea

Pertanian

Lebih dari 90% dari produk urea digunakan sebagai pupuk nitrogen-

release karena memiliki kadar nitrogen tertinggi di antara pupuk padat lain dan

mudah diserap tanaman.

Industri kimia

Urea merupakan bahan baku untuk pembuatan banyak senyawa kimia

penting, seperti:

Bahan pembuat berbagai bahan plastik, terutama resin urea

formaldehida

Berbagai perekat, seperti urea formaldehida atau urea melamin

formaldehida digunakan di laut kayu lapis

Kalium cyanate, bahan baku industri lainnya.

Urea nitrat, bahan peledak.

Sistem Automobile

Urea digunakan untuk mengurangi polutan NOx dalam gas buang

pembakaran mesin diesel. Larutan urea-air yang disuntikkan ke dalam sistem

pembuangan menghasilkan amoniak hasil hidrolisis urea. Amoniak bereaksi

dengan emisi oksida nitrogen dan diubah menjadi nitrogen dan air dalam

catalytic converter.

Penggunaan Komersial lainnya

Bahan pembuat produk pemutih gigi

Bahan dalam sabun cuci piring

Sebagai stabilizer di nitroselulosa bahan peledak

Bahan dalam beberapa krim kulit, moisturizer, kondisioner rambut

Campuran pakan ternak, sebagai sumber nitrogen relatif murah untuk

meningkatkan pertumbuhan

Bahan dasar melamine

I.6. Harga Urea

4

Harga pupuk urea bersubsidi tahun 2012 menurut referensi : Rp. 1800 /kg

1.7. Kebutuhan Urea di Indonesia

Tabel 1.1 kebutuhan urea di Indonesia

Dengan metode least square dapat diprediksi kebutuhan urea di Indonesia hingga

tahun 2020.

Persamaan: y = 2.106x- 4.109

y = jumlah kebutuhan urea di Indonesia (ton)

x = tahun

Dari persamaan tersebut diperoleh hasil sebagai berikut

Tahun Jumlah (ton)

2006 5620000

2007 9169483

2008 9780280

2010 14430341

2015 24831041

2020 35231741

Tabel 1.2 prediksi kebutuhan urea di Indonesia hingga tahun 2020

Dari data pada tabel 1.2 dapat dapat dilihat bahwa kebutuhan urea hingga tahun 2020

terus meningkat.

BAB II

5

RANCANGAN PROSES

II.1. Prinsip Pembuatan Urea

Sintesa urea dapat berlangsung dengan bantuan tekanan yang tinggi.

Sintesa ini dilaksanakan pertama kali oleh BASF pasa tahun 1941 dengan bahan

baku ammonia dan karbon dioksida.

Sintesa urea berlangsung dalam dua tahap. Selama tahap pertama

berlangsung, dari ammonia dan karbon dioksida akan terbentuk ammonium

karbamat.

2NH3(l) + CO2(g)             NH2CONH4(aq)

Pada tahap kedua, dari ammonium karbamat akan terbentuk urea dan air.

NH2CONH4(aq)           NH2CONH2(aq) + H2O(l) 

(Reff : Ammonia and urea production)

Sintesa dapat ditulis menurut persamaan reaksi sebagai berikut :

2NH3(l) + CO2(g)  NH2CONH2(aq) + H2O(l)

(Sumber : http://www.scribd.com/doc/45275884/Makalah-Industri-Pupuk-Urea)

II.2. Kondisi Operasi

Temperatur mulai 170-200 ºC.

Tekanan 130-200 bar.

Kedua tahap sintesa urea berlangsung dalam fasa cair.

Reaksi keseluruhan adalah eksotermis.

Panas reaksi di ambil dalam system dengan jalam pembuatan uap air.

Bagian reaksi kedua merupakan langkah yang menentukan kecepatan

6

reaksi dikarenakan reaksi ini berlangsung lebih lambat daripada reaksi

tahap pertama.

(Sumber : http://www.scribd.com/doc/45275884/Makalah-Industri-Pupuk-Urea)

II.3. Proses Pembuatan

Proses pembuatan Urea di bagi menjadi  6 unit yaitu :

1. Sintesa Unit

2. Purifikasi Unit

3. Kristaliser Unit

4. Prilling Unit

5. Recovery Unit

6. Proses Kondensat Treatment Unit

1.1 Sintesa Unit

Unit ini merupakan bagian terpenting dari pabrik Urea, untuk mensintesa

dengan mereaksikan Liquid NH3 dan gas CO2 didalam reaktor urea dan

kedalam reaktor ini  dimasukkan juga larutan Recycle karbamat yang berasal

dari bagian Recovery. Tekanan operasi disintesa adalah  175 Kg/Cm2 G. Hasil

Sintesa Urea dikirim ke bagian purifikasi untuk dipisahkan Ammonium

Karbamat dan kelebihan amonianya setelah dilakukan stripping oleh CO2.

Reaktor yang digunakan dalam Sintesa Unit

Dalam proses ini digunakan jenis Reaktor Sintesa Urea (R-210). Reaktor ini

dipilih berdasarkan kemampuan reactor dalam menahan panas reaksi

eksotermis dalam pembentukan urea dari gas CO2 dan amoniak.

Reff: Erwin Budianto dan Hidawaty., 2001., Prarancangan Pabrik Urea

Proses Aces-21 (Advanced Process for Cost and Energy Savings).

1.2 Purifikasi Unit

7

Amonium karbamat yang tidak terkonversi dan kelebihan ammonia di unit

sintesa diuraikan dan dipisahkan dengan cara penurunan tekanan dan

pemanasan dengan 2 step penurunan tekanan, yaitu pada 17 Kg/Cm2 G dan

22,2 Kg/Cm2 G. Hasil peruraian berupa gas  CO2 dan NH3 dikirim kebagian

recovery, sedangkan larutan ureanya dikirim ke bagian Kristaliser

1.3 Kristaliser Unit

Larutan urea dari unit purifikasi dikristalkan di bagian ini secara vacum,

kemudian kristal ureanya dipisahkan di centrifuge. Panas yang di perlukan

untuk menguap kan air diambil dari panas sensibel larutan urea, maupun

panas kristalisasi urea dan panas yang diambil dari sirkulasi urea slurry ke HP

Absorber dari recovery.

1.4 Prilling Unit

Kristal urea keluaran centrifuge dikeringkan sampai menjadi 99,8 % berat

dengan udara panas, kemudian dikirimkan kebagian 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.

1.5 Recovery Unit

Gas ammonia dan gas CO2 yang dipisahkan dibagian purifikasi diambil

kembali dengan 2 step absorbasi dengan menggunakan Mother  Liquor

sebagai absorben, kemudian direcycle kembali ke bagian sintesa.

1.6 Proses Kondensat Treatment Unit

Uap 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 nya

8

dikirim kembali ke bagian purifikasi untuk direcovery. Sedang air

kondensatnya dikirim ke utilitas.

Kualitas  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)

(Sumber : http://pusri.wordpress.com/2007/09/22/mengenal-pupuk-urea)

II.4. Faktor yang Mempengaruhi Pembuatan Urea

Faktor-faktor yang mempengaruhi pembuatan urea antara lain

a) Temperatur

Pengaruh temperatur pada proses sintesa urea dapat dijelaskan oleh  asas Le

Chatelier yang berbunyi jika suatu sistem berada dalam kesetimbangan,

suatu kenaikan temperatur akan menyebabkan kesetimbangan itu bergeser

ke arah yang menyerap kalor. Reaksi sintesis urea merupakan reaksi yang

eksotermis:

2NH3(l) + CO2(g)  NH2CONH2(aq) + H2O(l)               

9

sedangkan reaksi penguraian urea menurut reaksi dibawah ini adalah reaksi

endotermis:

NH 2 CONH 2 (aq)  + H 2 O(l)      2NH3(l) + CO2(g) 

Perubahan temperatur akan mengakibatkan bergesernya tetapan

kesetimbangan reaksi. Naiknya temperatur akan mengakibatkan reaksi

bergeser ke arah kiri (endothermis) atau menurunkan konversi pembentukan

urea. Disamping itu, kenaikan temperatur juga akan mengakibatkan

kecepatan reaksi pembentukan urea menjadi semakin besar.

Reaksi sintesis urea berjalan pada temperatur optimal adalah 185ºC dengan

waktu pemanasan sekitar 30 menit.

Secara keseluruhan reaksi diatas adalah eksotermis sehingga diperlukan

pengaturan terhadap suhu didalam reaktor supaya suhu tetap pada kondisi

optimum, untuk mengatur suhu maka diatur:

a)    Jumlah ammonia masuk reactor

b)    Jumlah larutan ammonium karbamat recycle yang masuk reactor

c)    Pengaturan suhu ammonia umpan dalam ammonia preheater.

Sebagai hasil reaksi di atas maka komponen yang keluar reaktor adalah

urea, biuret , ammonium karbamat, kelebihan ammonia dan air.

b)  Tekanan

Pengaruh perubahan tekanan dalam campuran kesetimbangan gas dapat

dipahami melalui asas Le Chatelier. Menurut asas ini, kenaikan tekanan

menyebabkan reaksi bergeser ke kanan, tetapi jika tekanan berkurang maka

kecepatan tumbukan molekul akan berkurang, sehingga kecepatan reaksi

akan berkurang dalam sistem kesetimbangan,

2NH3(l) + CO2(g)  NH2CONH2(aq) + H2O(l)               

10

Tekanan yang digunakan adalah 200 kg/cm3. Pemilihan tekanan operasi ini

berdasarkan pertimbangan bahwa konversi ammonium karbamat menjadi

urea hanya terjadi pada fase cair dan fase cair dapat dipertahankan dengan

tekanan operasi yang tinggi. Pada suhu tetap konversi naik dengan naiknya

tekanan hingga titik kritis, dimana pada titik ini reaktan berada pada fase

cair. Untuk perbandingan NH3 dan CO2 yang stokiometris suhu 150ºC dan

tekanan 100 atm memberikan keadaan yang hampir optimum tetapi pada

suhu ini reaksi berjalan lambat. Pada suhu (190 – 220)ºC, tekanan yang

digunakan berkisar antara (140 – 250) atm.

c)   Perbandingan NH3 dan CO2

Perbandingan NH3 dan CO2 berkisar 3,5 – 4 karena selain mempengaruhi

suhu reaktor, jumlah ammonia dapat mempengaruhi reaksi secara langsung.

Adanya kelebihan ammonia dapat mempercepat reaksi pertama. Di samping

itu, kelebihan ammonia juga akan mencegah terjadinya reaksi pembentukan

biuret dengan reaksi :

2NH2CONH2(l)        NH2CONHCONH2(l) + NH3(g)

Terbentuknya biuret yang berlebihan tidak diinginkan karena merupakan

racun bagi tanaman sehingga jumlahnya dibatasi hanya 0,5 % dari produk

urea.

Perbandingan mol NH3 : CO2 optimum adalah 4 : 1. dengan nilai itu

diharapkan reaksi pertama dapat berjalan cepat sekaligus mencegah

terjadinya pembentukan biuret.

d)  Kandungan air dan oksigen

Adanya air akan mempengaruhi reaksi terutama reaksi kedua yaitu

peruraian karbamat menjadi urea dan air sehingga dapat mengurai konversi

karbamat menjadi urea. Pada umumnya, proses didesain untuk

11

meminimalkan jumlah air yang direcycle ke reaktor. Adanya sedikit oksigen

akan mengurangi korosi.

(Sumber : http://www.ekodokcell.co.cc/2010/07/faktor-yang-mempengaruhi-

pembuatan-urea.html)

II.5. Diagram Flowsheet

II.6. Tinjauan Termodinamika

Reaksi: 2NH3 (g) + CO2 (g) NH2CONH2 (aq) + H2O (l)

Untuk menentukan reaksi apakah bersifat endotermis atau eksotermis, maka

diperlukan panas reaksi (∆Hf) pada 1 atm 298 K dari reaktan dan produk.

∆H298 = ∆Hf reaktan - ∆Hf produk

Diketahui data sebagai berikut:

∆Hf NH3 = -46.15 kJ/mol

∆Hf CO2 = -393.5 kJ/mol

∆Hf NH2CONH2 = -324.5 kJ/mol

12

∆Hf H2O = -285.84 kJ/mol

Sehingga ∆H reaksi = (∆Hf NH2CONH2 + ∆Hf H2O) - (2x ∆Hf NH3+ ∆Hf CO2)

= (-324.5+ -285.84) - (2x -46.15+ -393.5) kJ/mol

= -12482.47 J/mol

Karena ΔH reaksi negatif, maka reaksi yang berlangsung adalah reaksi

eksotermis yang mengeluarkan panas. Sesuai dengan tinjauan thermodinamika pada

reaksi eksotermis, jika tekanan diperkecil maka reaksi akan berjalan kearah reaktan

(koefisien besar). Oleh karena itu tekanan harus diperbesar agar reaksi berjalan

kekanan. Jika suhu dinaikan maka reaksi akan berjalan kearah reaktan, oleh karena

itu suhu operasi harus diturunkan agar reaksi berjalan kearah produk.

Reff : Introduction to Chemical Engineering Thermodynamics; Smith, van Ness,

Abbott

  Untuk menentukan reaksi apakah berjalan searah atau bolak-balik dapat

diketahui dari nilai konstanta keseimbangan reaksi. Pada suhu kamar diperoleh data:

∆G NH3 = -16.6kJ/mol

∆G CO2 = -394.37 kJ/mol

∆G NH2CONH2 = -194.3 kJ/mol

∆G H2O = -237.19 kJ/mol

∆G reaksi = ∆G reaktan - ∆G produk

= -3.92 kJ/mol

- ∆G = RT ln K

K pada T = 298 K

R = 0.008314 kJ/mol.K

3.92 kJ/mol = 0.008314 x 298 x ln K

K = 4.866

(Reff : Introduction to Chemical Engineering Thermodynamics; Smith, van Ness,

Abbott)

Dari data diperoleh nilai konstanta keseimbangan pada 298K adalah 4.866. Pada

temperature operasi harga K dihitung dengan persamaan :

13

K = 0.811

Karena harga konstanta keseimbangan kurang dari satu (K<1), maka reaksi

berlangsung bolak balik (reversible).

II.7. Tinjauan Kinetika

Laju reaksi kimia sangat dipengaruhi oleh besarnya konsentrasi reaktan yang

digunakan dalam reaksi. Semakin besar konsentrasi reaktan yang digunakan, laju

reaksi akan meningkat. Di samping itu, laju reaksi juga dipengaruhi oleh nilai

konstanta laju reaksi (k). Konstanta laju reaksi (k) adalah perbandingan antara laju

reaksi dengan konsentrasi reaktan. Nilai k hanya dapat diperoleh melalui analisis data

eksperimen, tidak berdasarkan stoikiometri maupun koefisien reaksi.

Laju reaksi dapat dinyatakan dalam persamaan berikut :

aA + bB   cC + dD

r  =  k [A]x [B]y

x dan y = orde reaksi

Ditinjau dari kinetika reaksinya, kecepatan pembentukan urea akan semakin

besar dengan kenaikan suhu dan penggunaan katalis. Hal ini dapat dijelaskan dengan

persamaan Arhenius :

k=A.

k = 255.54 min-1

k = 0.875 min-1

(http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ie800481z, akses 13 mei 2012)

dimana:

14

k : konstanta kecepatan reaksi

A : faktor frekuensi tumbukan

Ea : energi aktivasi

R : konstanta gas

T : suhu

Dari persamaan di atas, semakin tinggi suhu, harga k akan semakin besar.

Dan dengan penggunaan katalis akan menurunkan nilai Ea (energi aktivasi) sehingga

harga k akan semakin besar. Hal ini menyebabkan pembentukan urea semakin cepat.

(Levenspiel,1957)

II.8 Hubungan Suhu dengan Konversi

Kedua konsep termodinamika dan kinetika, hubungan suhu vs konversi dapat

dievaluasi secara simultan, dengan demikian diharapkan kondisi operasi optimum

dengan konversi maksimum dapat diperoleh.

Pada tinjauan thermodinamika :

(Levenspiel,1957)

Setelah mendapatkan nilai konstanta kesetimbangan (K), maka kita dapat mencari

konversi dengan rumus di bawah ini :

(Levenspiel,1957)

Perhitungan suhu dan konversi secara thermodinamika sebagai berikut :

15

- Pada suhu 100 ⁰ C (373 K)

K = 1.77

- Pada suhu 130 ⁰ C (403 K)

K = 1.31

- Pada suhu 160 ⁰ C (433 K)

K = 1.02

16

- Pada suhu 190 ⁰ C (463 K)

K = 0.81

- Pada suhu 210 ⁰ C (483 K)

K = 0.71

Dari perhitungan tersebut dapat dibuat tabel hubungan konversi Xa dengan suhu.

Suhu (⁰C) Konversi (Xa)

100 0.64

130 0.57

160 0.50

190 0.45

210 0.41

Gambar 2.1 Tabel hubungan suhu versus konversi pada tinjauan thermodinamika.

17

Pada tinjauan kinetika :

Berdasarkan hukum Arhenius, didapatkan nilai konstanta kecepatan reaksi

yang merupakan fungsi suhu. Setelah mendapatkan nilai k, hubungan dengan

konversi dapat dinyatakan dengan rumus :

(Levenspiel,1957)

Pada tunjaun kinetika diperoleh waktu tinggal dari literatur selama 60 menit.

Perhitungan suhu dan konversi secara kinetika sebagai berikut :

- Pada suhu 100 ⁰ C (373 K)

k=A.

k = 255.54 min-1

k = 0.004 min-1

20

- Pada suhu 130 ⁰ C (403 K)

k=A.

k = 255.54 min-1

k = 0.006 min-1

18

31

- Pada suhu 160 ⁰ C (433 K)

k=A.

k = 255.54 min-1

k = 0.01 min-1

44

- Pada suhu 190 ⁰ C (463 K)

k=A.

k = 255.54 min-1

k = 0.014 min-1

58

- Pada suhu 210 ⁰ C (483 K)

19

k=A.

k = 255.54 min-1

k = 0.018 min-1

67

Dari perhitungan tersebut dapat dibuat tabel hubungan konversi Xa dengan suhu.

Suhu (⁰C) Konversi (Xa)

100 0.20

130 0.31

160 0.44

190 0.58

210 0.67

Gambar 2.2 Tabel hubungan suhu versus konversi pada tinjauan kinetika

Dari perhitungan suhu dan konversi secara thermodinamika dan kinetika dapat

dibuat hubungan antara suhu dan konverasi. Grafik hubungan antara suhu dan

konversi dapat dilihat pada gambar 2.3. Dari gambar 2.3 terlihat bahwa berdasarkan

tinjauan termodinamika, semakin tinggi suhu, maka konversi yang diperoleh akan

semakin kecil (reaksi eksotermis). Sedangkan berdasarkan tinjauan kinetika, semakin

tinggi suhu maka konversi yang diperoleh akan semakin besar.

20

Gambar 2.3 grafik hubungan suhu versus konversi

(Reff : Ammonia and urea production)

(http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ie800481z, akses 13 mei 2012)

Konversi maksimum dapat diketahui dari titik potong antara garis tinjauan

termodinamika dan garis tinjauan kinetika. Berdasarkan gambar 2.1, diperoleh

konversi maksimum yang dapat dicapai adalah pada suhu 170⁰C dimana konversi

yang diperoleh adalah 0,5 (50%). Dari literaratur diperoleh konversi urea berkisar

antara 50% - 80% pada suhu 190 ⁰C. Dari data tersebut dapat diperoleh

penyimpangan suhu operasi dari literatur sebasar 10.53 %. Sedangakan harga

konversinya sudah sesuai dengan harga konversi pada literatur.

21

BAB III

PENUTUP

III.1. Kesimpulan

1.Urea adalah senyawa organik berwujud butir kristal halus yang larut dalam air

dengan rumus kimia (NH2)2CO

2. Urea banyak digunakan sebagai pupuk kimia karena kandungan nitrogennya

yang cukup tinggi

3. Urea dapat juga digunakan sebagai bahan baku industri lain dan untuk

mengurangi emisi oksida nitrogen dalam mesin diesel

4. Sintesa urea dengan proses dehidrasi ammonium karbamat ditemukan

pertama kalo oleh Bassorow (1870) dan diaplikasikan dengan tekanan tinggi

oleh BASF (1941) dengan bahan baku amoniak dan karbon dioksida

5. Pada sintesa urea, amoniak dan karbon dioksida bereaksi secara eksotermis

dan reaksi bolak balik (reversible).

22

6. Titik suhu optimum sintesa urea yaitu 170⁰C dengan konversi 50%, dengan

persen penyimpangan 10.53 % dari literatur.

7. Faktor yang mempengaruhi proses sintesa urea antara lain temperatur,

tekanan, perbandingan mol CO2 dan NH3, serta kandungan oksigen dan air

8. Reaktor yang digunakan adalah Reaktor Sintesis Urea (R-210) dengan

keunggulan dalam kemampuan reactor untuk menahan panas reaksi

eksotermis dalam pembentukan urea dari gas CO2 dan amoniak.

III.2. Saran

1. Urea masih berpotensi untuk dikembangkan dan diproduksi lagi mengingat

kebutuhan akan urea masih sangat tinggi.

2. Sebaiknya memperhatikan tinjauan kinetika dan tinjauan thermodinamika

dalam proses sintesa urea.

3. Sebaiknya memperhatikan faktor yang mempengaruhi proses sintesa urea

4. Disaran kepada produsen untuk memperhatikan unit penyediaan air

pendingin dan air proses yang digunakan seperti kesadahan, gas-gas yang

dapat menimbulkan faktor korosi, dan minyak yang dapat menurunkan heat

transfer coefficient. Produsen sebaiknya memperhatikan kondisi proses

(konsentrasi urea, konsentrasi NH3, waktu tinggal dan suhu) agar tidak

terbentuk senyawa biuret yang dapat meracuni tanaman.

5. Disarankan kepada konsumen untuk menggunakan urea sesuai dengan

kebutuhan dan dosis yang disarankan, karena jika berlebih dapat menurunkan

fungsi dari urea tersebut dan pilihlah urea dengan kualitas yang baik.

23