laporan umum

LAPORAN KERJA PRAKTEK

PT PUPUK KUJANG (PERSERO)

CIKAMPEK - JAWA BARAT

DISUSUN OLEH:

FAIRUS BACHMID 2012430008

FATIMAH AZ ZAHRA 2012430009

JURUSAN TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNIK, UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH JAKARTA

JAKARTA

OKTOBER 2015

i

LEMBAR PENGESAHAN

DISUSUN OLEH:



TELAH DIPERIKSA DAN DISYAHKAN OLEH:

Jakarta, Oktober 2015

Dosen Pembimbing

Ir. H. Hardono

NIDN.0311054001

Ketua Jurusan Teknik Kimia

Dr. Ir. Ismiyati, MT

NIDN. 0315016001

ii

LEMBAR PENGESAHAN

LAPORAN KERJA PRAKTEK


CIKAMPEK-JAWA BARAT

Tugas Khusus :

Menghitung Produksi Urea Secara Stoikiometri dan Mencari Losses Ammonia

dan Karbondioksida Secara Desain dan Aktual

DISUSUN OLEH:



TELAH DIPERIKSA DAN DISETUJUI,

Cikampek, Oktober 2015

Pembimbing Kerja Praktek


Muhammad Badri Halim,ST

NIP.

iii

ABSTRAK

PT Pupuk Kujang adalah salah satu BUMN RI di bawah lindungan

Departemen Perindustrian yang bertugas untuk memenuhi kebutuhan pupuk

dalam negeri. Didirikan pada tanggal 9 Juni 1975 di Desa Dauwan, Cikampek,

Jawa Barat dan diresmikan pada tanggal 12 Desember 1978. Kapasitas produksi

ammonia sebesar 330.000 ton/tahun dan produksi urea sebesar 570.000 ton/tahun.

Sistem pemasaran disalurkan ke 99 distibutor resmi. Jumlah karyawannya tercatat

pada biro ketenagakerjaan sampai bulan Februari 2013 adalah 1211 orang.

Bahan baku utama dalam produksi urea adala Ammonia cair dan gas

Karbondioksida. Proses yang digunakan pada unit ammonia adalah teknologi

Kellog Overseas Corp. (USA) dan pada unit urea adalah proses Mitsui Toatsu

Total Recycle C Improved. Produk urea yang dihasilkan mempunyai kandungan

Nitrogen sebesar 46% dalam bentuk prill. Secara garis besar, proses pembuatan

urea yakni reaksi sintesa urea terjadi di reactor (DC-101), dekomposisi urea

terjadi pada High Presssure Decomposer (DA-201), Low Pressure Decomposer

(DA-202), dan Gas Separator (DA-203). Recovery gas hasil dekomposisi urea

terjadi di High Pressure Absorber Cooler (EA-401), High Pressure Absorber (DA-

401), Low Pressure Absorber (DA-402), dan Off Gas Absorber (DA-403).

Sedangkan pembutiran terjadi di Crystallizer (FA-201), dan Prilling Tower.

Sebagai penunjang operasi, Dinas Operasi perusahaan memiliki Unit

Utilitas yang bertugas menyediakan bahan baku dan bahan pembantu untuk

memenuhi kebutuhan di seluruh pabrik, seperti unit penyedia air, unit pembangkit

steam, unit penyedia udara bertekanan, distribusi listrik, unit pengolahan limbah,

dan lain lain. Keselamatan kerja sangat penting dalam pengoperasian suatu pabrik, yaknik untuk melindungi keselamatan karyawan sendiri serta keselamatan

dan kelangsungan pabrik.

Tugas khusus yang dilakukan dalam Kerja Praktek Industri di PT Pupuk

Kujang adalah Menghitung Produksi Urea Secara Stoikiometri dan Mencari Losses Ammonia dan Karbondioksida Secara Desain dan Aktual. Dari perhitungan didapatkan hasil:

Berdasarkan stoikiometri reaksi, dengan kapasitas produksi urea sebesar

1.725 ton/hari maka di dapat:

Kapasitas reaktan NH3 sebesar 977,5 ton/hari dengan rasio 0,567 NH3.

Kapasitas reaktan CO2 sebesar 1.265 ton/hari dengan rasio 0,733 CO2. Sedangkan perhitungan rasio NH3 dan CO2 secara aktual di dapat sebagai

berikut:

Rasio NH3 0,590 dimana > rasio desain NH3.

Rasio CO2 0,731 dimana < rasio desain CO2.

iv

KATA PENGANTAR

Puji Syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT, atas segala anugerah,

rahmat dan hidayah-Nya yang telah diberikan sehingga penulis dapat

menyelesaikan penyusunan Laporan Kerja Praktek ini.

Kerja Praktek dilaksanakan di pabrik Pupuk Kujang selama 1 bulan

dengan tugas khusus Menghitung Produksi Urea Secara Stoikiometri dan

Mencari Losses Ammonia dan Karbondioksida Secara Desain dan Aktual.

Laporan ini merupakan salah satu persyaratan yang harus dipenuhi untuk

kelulusan mata kuliah Kerja Praktek.

Bersama ini penulis mengucapkan terimakasih kepada:

1. Ibu Dr. Ir. Ismiyati, MT, selaku ketua jurusan Teknik Kimia

Universitas Muhammadiyah Jakarta.

2. Bapak Ir. H. Hardono, selaku koordinator Kerja Praktek Jurusan

Teknik Kimia dan Pembimbing Kerja Praktek.

3. Bapak M. Badri Halim, ST, selaku pembimbing Kerja Praktek di PT

Pupuk Kujang, Cikampek, Jawa Barat.

4. Orang tua dan seluruh keluarga atas doa dan dukungan yang telah

diberikan kepada penulis.

5. Teman seangkatan serta berbagai pihak yang tidak dapat disebutkan

satu persatu yang telah mendukung terselesainya laporan ini.

Penulis mengharapkan laporan ini dapat memberikan pengetahuan bagi

penulis maupun pembaca. Penulis menyadari bahwa laporan ini masih memiliki

kekurangan, masukan berupa kritik dan saran dari pembaca sangat diharapkan

sebagai bahan pertimbangan untuk perbaikan kualitas laporan ini. Untuk itu

penulis mengucapkan terimakasih.

Jakarta, Oktober 2015

Penulis

v

DAFTAR ISI

Halaman

LEMBAR JUDUL

LEMBAR PENGESAHAN ..................................................................................... i

LEMBAR PENGESAHAN .................................................................................... ii

ABSTRAK ............................................................................................................. iii

KATA PENGANTAR ........................................................................................... iv

DAFTAR ISI .......................................................................................................... iv

DAFTAR TABEL ................................................................................................. vii

DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... viii

DAFTAR LAMPIRAN ....................................................................................... iviii

BAB I PENDAHULUAN .................................................................................... 1

1.1 Latar Belakang PT. Pupuk Kujang.................................................... 1

1.2 Maksud dan Tujuan Pendirian Pabrik ............................................... 1

1.3 Sejarah dan Perkembangan Pabrik .................................................... 2

1.4 Kapasitas Produksi ............................................................................ 5

1.5 Lokasi Pabrik .................................................................................... 6

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ........................................................................... 7

2.1 Pupuk Urea ........................................................................................ 7

2.2 Bahan Baku dan Bahan Pembantu Pupuk Urea .............................. 10

2.3 Proses Produksi Pupuk Urea ........................................................... 17

BAB III TINJAUAN PABRIK ............................................................................. 19

3.1 Deskripsi Proses .............................................................................. 19

3.1.1 Unit Sintesa........................................................................... 19

3.1.2 Unit Pemurnian .................................................................... 23

3.1.3 Seksi Recovery ..................................................................... 28

3.2.1 Seksi Kristalisasi dan Pembutiran (Prilling) ......................... 31

3.2 Penanganan Bahan Proses ................................................................ 34

3.3 Spesifikasi Peralatan Proses ............................................................ 36

3.3.1 Spesifikasi Peralatan Utama ................................................. 36

3.3.2 Spesifikasi Peralatan Pendukung .......................................... 43

3.4 Utilitas Pabrik .................................................................................. 59

3.4.1 Unit Water Intake ................................................................. 59

3.4.2 Unit Pengolahan Air ............................................................. 60

3.4.3 Unit Pembangkit Uap ........................................................... 67

3.4.4 Unit Pembangkit Listrik ....................................................... 69

3.4.5 Unit Air Pendingin (Cooling Water) .................................... 70

vi

3.4.5 Instrument Air/Plant Air (Udara Instrument) ....................... 72

3.5 Sistem Pengendalian Mutu ............................................................... 72

3.6 Sistem Manajemen Keselamatan dan Kesehatan Kerja .................. 76

3.7 Tata Letak Pabrik ............................................................................ 78

3.8 Pengelolaan Limbah Pabrik ............................................................ 79

BAB IV MANAJEMEN PERUSAHAAN............................................................ 82

4.1 Visi dan Misi Perusahaan ................................................................. 82

4.1.1 Visi......................................................................................... 82

4.1.2 Misi ........................................................................................ 82

4.2 Organisasi Perusahaan .................................................................... 82

4.3 Sistem Kerja .................................................................................... 85

4.4 Jaminan Sosial dan kesehatan ......................................................... 86

4.4.1 Gaji ....................................................................................... 86

4.4.2 Cuti ....................................................................................... 87

4.5 Fasilitas .......................................................................................... 89

4.5.1 Asuransi ................................................................................ 89

4.5.2 Fasilitas Perusahaan .............................................................. 89

4.5.3 Tanggung Jawab Sosial ........................................................ 90

4.6 Ekonomi perusahaan ....................................................................... 90

4.6.1 Kerjasama dengan Distributor .............................................. 90

4.6.2 Jumlah Distributor Subsidi dan Non Subsidi ....................... 91

4.6.3 Tinjauan keekonomian ......................................................... 91

BAB V TUGAS KHUSUS .................................................................................. 92

5.1 Latar Belakang dan Permasalahan .................................................. 92

5.2 Landasan Teori ................................................................................ 92

5.2.1 Cara Kerja ARA ................................................................... 94

5.3 Metodologi ...................................................................................... 95

5.4 Hasil Pengamatan dan Pembahasan ................................................ 97

5.4.1 Hasil Pengamatan ................................................................. 97

5.4.2 Pembahasan .......................................................................... 99

5.5 Kesimpulan dan Saran.................................................................. 100

5.5.1 Kesimpulan ......................................................................... 100

5.5.2 Saran ................................................................................... 100

BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN............................................................. 101

6.1 Kesimpulan ................................................................................... 101

6.2 Saran .............................................................................................. 101

DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................... 102

LAMPIRAN ........................................................................................................ 103

vii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Spesifikasi Produk Pupuk Urea............ Error! Bookmark not defined.9

Tabel 2.2 Komposisi Gas Alam ............................................................................ 11

Tabel 2.3 Spesifikasi Ammonia Cair .................................................................... 15

Tabel 2.4 Spesifikasi Gas Karbondioksida ........................................................... 16

Tabel 2.5 Data Katalis ........................................................................................... 16

Tabel 2.6 Komponen Larutan Benfield ................................................................. 17

Tabel 3.1 Karakteristik Umpan Air Pabrik & Air Umpan Ketel .......................... 62

Tabel 3.2 Karakteristik Umpan Air Pabrik dan Air Pendingin ............................. 71

Tabel 5.1 Data Umpan Masuk Reaktor dan Produksi Urea .................................. 96

Tabel 5.2 Komponen dengan Harga BM .............................................................. 97

Tabel 5.3 Perhitungan Rasio Ammonia dan Karbondioksida ............................... 98

viii

DAFTAR GAMBAR

Tabel 3.11 Unit Demineralisasi.......................... Error! Bookmark not defined.65

Tabel 3.12 Gambar Blok Diagram Proses Demineralisasi.................................... 65

Tabel 3.13 Deaerator ............................................................................................. 66

Tabel 3.14 Generator Hitachi ................................................................................ 70

ix

DAFTAR LAMPIRAN

I. Gambar Peralatan ............................................................................................. 103

1. Urea Synthetic Reactor (DC-101) ............................................................... 103

2. Ammonia Preheater I (EA-101) .................................................................. 104

3. Ammonia Preheater II (EA-102) ................................................................. 105

4. Ammonia Condenser (EA-404) .................................................................. 106

5. Ammonia Reservoir (EA-401) .................................................................... 106

6. High Pressure Decomposer (DA-201) ........................................................ 107

7. Low Pressure Decomposer (DA-202) ......................................................... 108

8. Gas Separator (DA-203) .............................................................................. 109

9. Reboiler for High Pressure Decomposer (EA-201) .................................... 109

10. Off Gas Absorber (DA-402) ..................................................................... 110

11. Off Gas Condensor (EA-406) ................................................................... 110

12. Low Pressure Absorber (EA-402) ............................................................. 111

13. High Pressure Absorber Cooler (HPAC) (EA-401) .................................. 111

14. High Pressure Absorber (DA-401) ............................................................ 111

15. Crystallizer (FA-201) ................................................................................ 112

16. Melter (EA-301) ........................................................................................ 112

17. Prilling Tower (TA-301) ........................................................................... 113

II. Struktur Organisasi PT Pupuk Kujang .......................................................... 114

III. Rekapitulasi Karyawan PT Pupuk Kujang ................................................... 115

IV. Flow Diagram Pembuatan Urea 1A ............................................................. 116

Laporan Kerja Praktek

PT Pupuk Kujang (Persero) Cikampek Jawa Barat

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang PT. Pupuk Kujang

Pada repelita pertama sekitar tahun 1960-an pemerintah Indonesia

mencanangkan pelaksanaan program peningkatan produksi pertanian di dalam

usaha swasembadapangan. Demi suksesnya program pemerintah ini maka

kebutuhan akan pupuk harus terpenuhi. Mengingat perkiraan produksi pupuk urea

dari PT. Pupuk Sriwijaya 1 (PUSRI) tidak mencukupi serta menyusul

ditemukannya sumber minyak dan gas alam di Cilamaya (pantai utara Jawa

Barat), maka muncul gagasan untuk membangun pabrik urea di Jawa Barat.

Gagasan terealisasi dengan lahirnya PT. Pupuk Kujang pada tanggal 9 Juni

1975 yang merupakan sebuah BUMN di lingkungan Departemen Perindustrian

yang mengemban tugas untuk membangun pabrik Pupuk Urea di desa Dawuan,

Cikampek, Jawa Barat. Pemilihan lokasi ini berdasarkan atas pertimbangan

pertimbangan sebagai berikut, dekat dengan sumber bahan baku gas alam di

Cilamaya, dekat dengan sumber air tawar Sungai Citarum, dekat dengan sumber

tenaga listrik Jatiluhur, tersedianya sarana transportasi darat, dan berada di

tengah-tengah daerah pemasaran pupuk.

1.2 Maksud dan Tujuan Pendirian Pabrik

Tujuan didirikannya Perusahaan adalah untuk turut melaksanakan dan

menunjang kebijakan serta program pemerintah di bidang ekonomi dan

Pembangunan Nasional pada umumnya dan khususnya dibidang industry pupuk

dan industry kimia lainnya. Untuk mencapai tujuan tersebut diatas, Perusahaan

menjalankan kegiatan usaha dibidang:

a. Mengolah bahan-bahan mentah berupa gas alam dan udara menjadi bahan-

bahan pokok yang diperlukan guna pembuatan pupuk dan bahan-bahan kimia

lainnya, serta mengolah bahan pokok tersebut menjadi berbagai jenis pupuk

dan hasil barang kimia lainnya.



2

b. Menyelenggarakan pemberian jasa studi penelitian, pengembangan,

engineering, pergudangan, angkutan dan expedisi, pengoperasian pabrik,

kontruksi, manajemen, pemeliharaan, latihan & pendidikan, konsultansi dan

jasa teknik lainnya dalam sektor pupuk serta industry kimia lainnya.

c. Menyelenggarakan kegiatan distribusi dan perdagangan, baik dalam maupun

luar negeri yang berhubungan dengan produk ammonia dan urea tersebut

diatas dan produk-produk lainnya.

1.3 Sejarah Dan Perkembangan Pabrik

PT. Pupuk Kujang didirikan pada tanggal 9 Juni 1975 dengan dana US$

260 juta merupakan pinjaman dari Pemerintah Iran sebesar US$ 200 juta, serta

Penyertaan Modal Pemerintah (PMP) Indonesia sebesar US$ 60 juta. Pinjaman

kepada Pemerintah Iran telah dilunasi tahun 1989. Pembangunan pabrik Pupuk

Kujang pertama yang kemudian diberi nama Pabrik Kujang 1A dengan kapasitas

produksi 570.000 ton/tahun urea dan 330.000 ton/tahun ammonia,

pembangunannya dilaksanakan oleh kontraktor utama Kellogg Overseas

Corporation (USA) dan Toyo Engineering Corporation (Japan). Pembangunan

Pabrik Kujang 1A ini berhasil dibangun selama 36 bulan dan diresmikan oleh

Presiden Republik Indonesia pada tanggal 12 Desember 1978. PT. Pupuk Kujang

merupakan anak perusahaan dari BUMN Pupuk di Indonesia yaitu PT. Pupuk

Indonesia Holding Company.

Sejalan dengan perkembangannya di usia pabrik yang semakin tua,

membawa konsekuensi kepada pembebanan biaya pemeliharaan yang semakin

tinggi. Penanggulangan masalah tersebut memerlukan dana yang besar terutama

untuk replacement dan rekondisi beberapa peralatan inti. Untuk mengantisipasi

masalah tersebut PT. Pupuk Kujang telah menyusun action paln sehingga

kesinambungan usaha dapat terus berjalan. Salah satu rencana yang sudah

dilaksanakan adala penggantian reactor urea pada tahun 2001 dan pembangunan

Pabrik Kujang 1B. Pembangunan Pabrik Kujang 1B dengan kapasitas produksi

570.000 ton/tahun urea dan 330.000 ton/tahun ammonia dilaksanakan oleh

kontraktor utama Toyo Engineering Corporation (TEC) Japan dan didukung oleh

2 (dua) kontraktor dalam negeri yaitu PT. Rekayasa Industri dan PT. Inti Karya



3

Persada Teknik. Pembangunan Pabrik Kujang 1B ditempuh dalam waktu 36

bulan, dimulai tanggal 1 Oktober 2003 sampai dengan 6 September 2005. Selain

dari equity yang dimiliki oleh PT. Pupuk Kujang, pendanaan proyek ini diperoleh

dari pinjaman Japan Bank for International Cooperation (JBIC) sebesar JPY

27.048.700.000. Peresmian Pabrik Kujang 1B dilakukan oleh Presiden Republik

Indonesia pada tanggal 3 April 2006.

Pada tanggal 4 Januari 2011, PT. Pupuk Kujang melakukan Kredit

Refinancing pembangunan pabrik Kujang 1B melalui proses Take Over oleh 4

perbankan nasional. Hal ini merupakan langkah untuk menghindari fluktuasi

utang luar negeri atas mata uang asing yen, serta merupaka arahan dari para

pemegang saham serta implementasi dari Surat Kementerian BUMN no. S-

33/MBU/2008 tentang Pengelolaan Pinjaman & Dana Dalam Valuta Asing.

Dengan Kredit Refinancing ini, PT. Pupuk Kujang meminjam uang sebesar

Rp.1,9 triliun kepada 4 bank nasional yaitu Bank BRI, BNI, Mandiri, dan BCA.

Uang tersebut digunakan untuk membeli yen dan membayar utang kepada JBIC.

Rencana pembayaran PT. Pupuk Kujang kepada 4 perbankan nasional akan

dilakukan dalam jangka waktu 8 tahun mulai 2012 hingga 2019. Bahan baku

utama dalam pembuatan urea adalah gas bumi, air dan udara. Ketiga bahan baku

tersebut diolah sehingga menghasilkan ammonia dan akhirnya menjadi urea.

Penyediaan gas bumi berasal dari Pertamina dan Perusahaan Gas Swasta lainnya

yang diambil dari sumber lepas pantai laut Jawa, sedangkan air baku diambil dari

Perum Jasa Tirta II Jatiluhur-Purwakarta. Untuk memanfaatkan ekses operasional

Pabrik Pupuk Kujang maka dibangunlah beberapa anak Perusahaan yang

merupakan Joint Venture dengan pihak swasta dalam negeri maupun luar negeri.

Saat ini PT. Pupuk Kujang mempunyai 5 (lima) anak perusahaan yang merupakan

perusahaan patungan dengan pihak swasta yaitu : PT. Sintas Kurama Perdana

yang memproduksi Asam Formiat, PT. Multi Nitrotama Kimia yang

memproduksi Ammonium Nitrat dan Asam Nitrat, PT. Peroksida Indonesia

Pratama memproduksi Hydrogen Peroksida, PT. Kujang Sud-Chemie Catalysts

yang memproduksi Katalis, dan yang terakhir adalah PT. Kawasan Industri

Kujang Cikampek yang mengelola lahan di Kawasan PT. Pupuk Kujang.



4

Mengingat biaya produksi pupuk urea masih lebih tinggi dari Harga

Eceran Tertinggi (HET), maka Pemerintah memberikan subsidi melalui Peraturan

Menteri Keuangan No. 122/KMK.02/2006 tanggal 7 Desember 2006, tentang Tata

Cara Perhitungan dan Pembayaran Subsidi Pupuk Tahun Anggaran 2006 merubah

pola subsidi gas menjadi subsidi harga, dalam subsidi harga tersebut besaran

subsidi dari pemerintah terhadap industri pupuk adalah seluruh biaya produksi

termasuk harga bahan baku utama yaitu gas alam ditambah margin 10 % dan

biaya distribusi dikurangi dengan Harga Eceran Tertinggi (HET).

Sesuai Peraturan Menteri Perdagangan No. 17/MDAG/PER/6/2011,

tentang Pengadaan dan Penyaluran Pupuk Bersubsidi, dan Surat Direktur Utama

PT. Pupuk Sriwidjaja (Persero) No. U-909/A00000.UM/2011 tanggal 11 Agustus

2011 bahwa terhitung mulai tanggal 1 September 2011, seluruh Provinsi Jawa

Barat menjadi daerah tanggung jawab PT. Pupuk Kujang. Posisi strategis

perusahaan yang terletak di Provinsi Jawa Barat dan berdekatan dengan Ibu Kota

DKI Jakarta menjadi salah satu tantangan tersendiri, mengingat Jawa Barat

sebagai lumbung padi nasional harus ditunjang dengan pasokan pupuk yang

memadai sehingga Ketahanan Pangan Nasional dapat terjamin. Mengenai harga

jual, Harga eceran Tertinggi pupuk urea bersubsidi berdasarkan pada Peraturan

Menteri Pertanian No. 87/Permentan/SR.130/12/2011 adalah Rp 1.800/Kg.

Sedangkan ammonia, yang merupakan kelebihan dari produksi ammonia yang

diproses menjadi urea, sebagian besar disalurkan ke PT. Multi Nitrotama Kimia

serta sebagian lagi dipasarkan ke wilayah Jawa Barat, Jawa Timur dan diekspor

dalam partai kecil (small cargo).

Sesuai dengan arahan dari Surat Direktur Jenderal Prasarana dan Sarana

Pertanian Kementerian Pertanian No. 712/SR.130/B.5/8/2011 tanggal 23 Agustus

2011 perihal Pewarnaan Pupuk Urea Bersubsidi, PT. Pupuk Kujang per tanggal 1

Januari 2012 warna pupuk urea bersubsidi menjadi berwarna merah jambu (pink).

Tujuannya agar pengawasan pupuk tersebut bias lebih mudah.

Pewarna pupuk yang digunakan dalam proses ini menggunakan bahan-

bahan Food-edible-grade atau aman untuk dikonsumsi, tidak beracun bagi

tanaman, tidak mengubah kandungan zat hara yang ada pada pupuk, serta sesuai

dengan Standar Nasional Indonesia (SNI).



5

1.4 Kapasitas Produksi

Unit Ammonia

Unit Ammonia Kujang 1A dan Kujang 1B menghasilkan ammonia

dengan kapasitas terpasang masing masing sebesar 330.000 ton/tahun. Selain

itu dihasilkan juga produk samping berupa gas karbon dioksida yang

digunakan untuk bahan baku pembuatan urea.

Unit Urea

Ammonia dan karbondioksida yang diperoleh dari unit ammonia

kemudian diproses di unit urea. Pabrik urea Kujang 1A dan 1B memiliki

kapasitas terpasang yang sama yaitu masing masing 570.000 ton/tahun

sehingga kapasitas total produksi urea Pupuk Kujang sebesar 1.140.000

ton/tahun.

Kebutuhan bahan baku, bahan pembantu, dan utilitas dari pabrik urea

adalah sebagai berikut:

- Jumlah kebutuhan gas alam untuk pabrik 1A dan 1B adalah sebesar 108

MMSCFD (Million Meter Standard Cubic Feet per Day).

- Jumlah kebutuhan air untuk bahan baku adalah 9000 m3/jam.

- Ammonia cair 40.000 kg/jam.

- Gas Karbondioksida 27.000 kg/jam.

- Uap air pada 42 kg/cm2G : 106 ton/jam.

- Make up air pendingin 3 metrik ton.

- Tenaga listrik kecuali instrument dan penerangan 60,1 KWh.

- Udara instrument 5,6 Nm3.

- Udara pabrik 1,12 Nm3.

Pangsa pasar untuk pabrik urea ini adalah di daerah Jawa Barat.

Sebagai pabrik milik BUMN, pabrik ini bertugas untuk mensuplai

kebutuhan pupuk urea di daerah Jawa Barat. Pupuk yang disuplai adalah

pupuk bersubsidi dari pemerintah. Pupuk yang non-subsidi dibuat sesuai

permintaan distributor besar.



6

Untuk rencana pengembangan belum ada, namun ada penggantian

pabrik lama yaknik Kujang 1A dengan peralatan yang baru dengan

kapasitas yang sama dan penggantian nama menjadi Kujang 1C.

1.5 Lokasi Pabrik

PT. Pupuk Kujang berlokasi di Jalan Ahmad Yani No.39, Desa Dauwan,

Kecamatan Cikampek, Kabupaten Karawang, Provinsi Jawa Barat.

Pemilihan lokasi ini berdasarkan atas beberapa pertimbangan, diantaranya

adalah sebagai berikut:

a. Dekat dengan sumber bahan baku gas alam di Cilamaya (sekitar 70

km dari lokasi pabrik).

b. Dekat dengan sumber air tawar Sungai Citarum.

c. Dekat dengan sumber tenaga listrik Jatiluhur.

d. Tersedianya sarana transportasi darat yang baik seperti jalan raya

dan jalan kereta api.

e. Berada di tengah-tengah daerah pemasaran produksinya

f. Terdapatnya sungai pembuangan limbah, yaitu Sungai

Cikaranggelam.

g. Penyediaan tenaga kerja dijamin keberadaannya.

Proses pembuatan pupuk urea di PT. Pupuk Kujang adalah proses continue

sehingga lay-out disusun sedemikian rupa dengan pertimbangan untuk

memudahkan jalannya proses produksi. Di samping itu juga untuk memudahkan

keluar masuknya kendaraan baik kendaraan berat ataupun kendaraan ringan sebab

untuk perbaikan perlu peralatan berat seperti derek fork lift dan sebagainya. Unit

pengantongan diletakkan di bagian depan. Unit pengolahan air buangan diatur

sedemikian rupa sehingga air yang keluar dari lingkungan pabrik dianggap tidak

membahayakan. PT. Pupuk Kujang juga membuat daerah pengaman dengan jarak

100 m untuk melindungi lingkungan sekitar dari polusi udara dan kebisingan.



7

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Pupuk Urea

Bahan produksi yang dihasilkan adalah pupuk. Pupuk adalah material yang

ditambahkan pada media tanam atau tanaman untuk mencukupi kebutuhan hara

yang diperlukan tanaman sehingga mampu berproduksi dengan baik. Material

pupuk dapat berupa bahan organik ataupun non-organik (mineral). Pupuk berbeda

dari suplemen. Pupuk mengandung bahan baku yang diperlukan pertumbuhan dan

perkembangan tanaman, sementara suplemen seperti hormon tumbuhan

membantu kelancaran proses metabolisme. Meskipun demikian, didalam pupuk,

khususnya pupuk buatan, dapat ditambahkan sejumlah material suplemen.

Dalam pemberian pupuk perlu diperhatikan kebutuhan tumbuhan tersebut,

agar tumbuhan tidak mendapat terlalu banyak zat makanan. Terlalu sedikit atau

terlalu banyak zat makanan dapat berbahaya bagi tumbuhan. Pupuk dapat

diberikan lewat tanah ataupun disemprotkan ke daun. Salah satu jenis pupuk

organik adalah pupuk kompos.

Dalam praktik sehari-hari, pupuk biasa dikelompok-kelompokkan untuk

kemudahan pembahasan. Pembagian itu berdasarkan sumber bahan

pembuatannya, bentuk fisiknya, atau berdasarkan kandungannya.

Pupuk berdasarkan sumber bahan

Dilihat dari sumber pembuatannya, terdapat dua kelompok besar

pupuk: (1) pupuk organik atau pupuk alami dan (2) pupuk kimia atau

pupuk buatan. Pupuk organik mencakup semua pupuk yang dibuat dari

sisa-sisa metabolisme atau organ hewan dan tumbuhan, sedangkan pupuk

kimia dibuat melalui proses pengolahan oleh manusia dari bahan-bahan

mineral. Pupuk kimia biasanya lebih murni daripada pupuk organik,

dengan kandungan bahan yang dapat dikalkulasi. Pupuk organik sukar

ditentukan isinya, tergantung dari sumbernya; keunggulannya adalah ia

dapat memperbaiki kondisi fisik tanah karena membantu pengikatan air

secara efektif.



8

Pupuk berdasarkan bentuk fisik

Berdasarkan bentuk fisiknya, pupuk dibedakan menjadi pupuk padat

dan pupuk cair. Pupuk padat diperdagangkan dalam bentuk onggokan,

remahan, butiran, atau kristal. Pupuk cair diperdagangkan dalam bentuk

konsentrasi atau cairan. Pupuk padatan biasanya diaplikasikan ke

tanah/media tanam, sementara pupuk cair diberikan secara disemprot ke

tubuh tanaman.

Pupuk berdasarkan kandungannya

Terdapat dua kelompok pupuk berdasarkan kandungan: pupuk

tunggal dan pupuk majemuk. Pupuk tunggal mengandung hanya satu

unsur, sedangkan pupuk majemuk paling tidak mengandung dua unsur

yang diperlukan. Terdapat pula pengelompokan yang disebut pupuk mikro,

karena mengandung hara mikro (micronutrients). Beberapa merk pupuk

majemuk modern sekarang juga diberi campuran zat pengatur tumbuh atau

zat lainnya untuk meningkatkan efektivitas penyerapan hara yang

diberikan.

Produk yang dihasilkan adalah jenis pupuk buatan, yakni pupuk urea. Pupuk

Urea adalah pupuk kimia yang mengandung Nitrogen yang berkadar tinggi. Unsur

Nitrogen merupakan zat hara yang sangat diperlukan tanaman. Pupuk Urea

berbentuk butir butir kristal berwarna putih dengan rumus kimia CO(NH2)2,

merupakan pupuk yang mudah larut dalam air dan sifatnya higroskopis, karena itu

sebaiknya disimpan di tempat kering dan tertutup rapat. Pupuk urea mengandung

unsur hara Nitrogen sebesar 46 % dengan pengertian setiap 100 kg Urea

mengandung 46 kg Nitrogen. Jika diperhitungkan dari kelebihannya Urea

mempunyai kandungan Nitrogen yang tinggi dan harganya tidak terlalu mahal. Di

dalam tanah dengan aktivitas bakteri yang kuat, Urea akan cepat berubah menjadi

Ammonia dalam waktu kurang dari 1 minggu. Tapi karena lahan yang digunakan

bersifat basa atau asam dan aktivitas bakteri lemah, maka proses penguraian urea

memakan waktu yang lama. (George T. Austin, 1990)

Unsur hara Nitrogen yang dikandung dalam pupuk urea sangat besar

kegunaannya bagi tanaman untuk pertumbuhan dan perkembangan antara lain:



9

o Membuat daun tanaman lebih hijau segar dan banyak mengandung butir

hijau daun (klorofil) yang mempunyai peranan sangat penting dalam

proses fotosintesa.

o Mempercepat pertumbuhan tanaman (tinggi, jumlah anakan, cabang).

o Menambah kandungan protein tanaman.

o Dapat dipakai untuk semua jenis tanaman baik tanaman pangan,

holtikultura, tanaman perkebunan, usaha peternakan, dan usaha perikanan.

Spesifikasi Produk Urea

Spesifikasi produk pupuk urea pada PT. Pupuk Kujang adalah sebagai

berikut:

Kandungan Komponen Jumlah

Kadar Nitrogen 46,08% berat min

Kadar Air 0,3% berat maks

Kadar Biuret 0,5% berat maks

Kadar Besi 1 ppm maks (b/b)

Ammonia bebas 150 ppm maks (b/b)

Kadar Abu 15 ppm maks (b/b)

Bentuk Butiran (prill)

Ukuran Butir 6 18 US. Mesh 95% berat min

Ukuran butir lolos 25 US. Mesh 2% berat maks

Tabel 2.1. Spesifikasi Produk Pupuk Urea (Unit Urea 1A Engineering Data Book,

2010)

1. Sifat Fisika Urea

Sifat sifat fisika dari urea adalah sebagai berikut:

Berat Molekul : 60,06

Spesific Gravity : 1,335

Titik Lebur : 132,7oC

Kelarutan : 100 (17 oC dalam 100 % air)

20 (20 oC dalam 100 % alkohol)

Panas pembakaran : -91,02.105 J/kg



10

2. Sifat sifat Kimia Urea

Urea dalam air akan terhidrolisis menjadi ammonium karbamat yang

kemudian peruraiannya menjadi ammonia dan karbondioksida.

Reaksinya :

NH2CONH2 + H2O NH2COONH4

Urea Ammonium Karbamat

NH2COONH4 2NH3 + CO2

Ammonium Karbamat Ammonia Karbondioksida

Selain terjadi reaksi urea di atas terjadi pula reaksi samping yaitu

pembentukan senyawa biuret yang tidak diinginkan karena merupakan racun

bagi tanaman.

Reaksinya :

2 NH2CONH2 NH2CONHCONH2 + NH3

Urea Biuret Ammonia

Biuret akan terbentuk bila kadar Ammonia rendah dan apabila terjadi

kontak suhu tinggi yang cukup lama.

2.2 Bahan Baku dan Bahan Pembantu Pupuk Urea

2.2.1 Gas Alam

Gas Alam untuk proses produksi urea Kujang 1A diperoleh dari

Pertamina PHE (Pertamina Hulu Energy) dan Kujang 1B diperoleh dari

pertamina EP dengan jumlah kebutuhan kedua pabrik adalah sebesar 108

MMSCFD (Million Meter Standard Cubic Feet per Day). Keduanya

mengambil sumber gas alam dari lepas pantai pulau jawa.



11

Komposisi Jumlah

CO2 8.45 %

Ar 0.01 %

N2 1.28 %

CH4 82.00 %

H2 Trc

H2S 6.85 ppm

C2 3.56 %

C3 2.61 %

i-C4 0.67 %

n-C4 0.78 %

i-C5 0.35 %

n-C5 0.29 %

C6+ -

Total 100 %

Tabel 2.2 Komposisi Gas Alam ( Process Engineering, Laporan Analisis

pada 9 April 2013)

Untuk penyediaan gas alam telah dipasang pipa bawah tanah sepanjang

114 km dengan diameter 24 inch, serta digunakan kompresor, sedangkan

stasiun meterannya dibangun di dekat kawasan pabrik, yang berfungsi

sebagai pencatat gas alam yang dipakai oleh PT. Pupuk Kujang.

2.2.2 Air

Untuk penyediaan air pabrik, diambil dari aliran sungai Citarum yang

mengalir dari Bendungan Jatiluhur menuju Laut Utara. Untuk itu dibangun

beberapa stasiun pompa air yaitu stasiun pompa air di daerah Parungkadali

Bendungan Curug dan Cikao sebelah hilir Jatiluhur dengan kapasitas 1600

m3/jam. Cikao adalah daerah yang paling dekat dengan Bendungan Jatiluhur,

daerah ini dipilih karena aliran air di stasiun pompa lainnya sudah mulai kotor

sehingga dicarilah lokasi yang dekat dengan hilir bangunan untuk mencari



12

aliran air yang masih bersih. Untuk mengatasi apabila air baku dari

Parungkadali tidak dapat mensuplai maka dibuat kolam 8. Kolam 8 adalah

kolam adangan sumbernya dari air hujan yang ditampung di kolam. Sebelum

dimanfaatkan lebih lanjut air dialirkan ke unit utility untuk mendapatkan

perlakuan terlebih dahulu.

Pengaliran air dari Parungkadali ke pabrik menggunakan dua buah

pompa dengan kapasitas masing-masing 5.500 gpm, dimana 10.000 gpm

dipompakan dan dialirkanke lokasi pabrik, sedangkan sisanya ditampung

pada penampungan untuk persediaan jika suplai air tidak mencukupi. Jumlah

air yang dibutuhkan adalah 9.000 m3/jam. Air untuk bahan baku harus diolah

agar memenuhi syarat sebagai air pendingin, air umpan boiler, dan untuk

lingkungan pabrik dan pemukiman. Kebutuhan bahan baku dan utilitas untuk

operasi kapasitas penuh, yaitu:

- Ammonia cair 40.000 kg/jam

- Gas Karbondoksida 27.000 kg/jam

- Uap air pada 42 kg/cm2G : 106 ton/jam

- Make up air pendingin 3 metrik ton

- Tenaga listrik kecuali instrument dan penerangan 60,1 KWh

- Udara instrument 5,6 Nm3

- Udara pabrik 1,12 Nm3

Air yang digunakan dalam proses dibedakan menjadi dua yakni air

umpan ketel dan air pendingin. Kebutuhan air umpan ketel adalah 2,4 m3/ton

urea sementara kebutuhan air pendingin adalah 272,4 m3/ton urea.

Uap yang dihasilkan dari ketel (boiler) dibagi menjadi 3 jenis:

- High Pressure Steam (HPS) dengan P = 105 kg/cm2, T = 440 oC

- Medium Pressure Steam (MPS) dengan P = 42 kg/cm2, T = 371 oC

- Low Pressure Steam (LPS) dengan P = 3,5 kg/cm2

Kebutuhan steam tekanan tinggi adalah 3,5 ton/ton urea dan kebutuhan

steam tekanan rendah adalah 1,4 ton/ton urea. Selain itu diperlukan ammonia

panas sebanyak 0,5 ton untuk membangkitkan steam tersebut.



13

Disamping itu, penggunaan air di pabrik adalah sebagai air pendingin.

Unit air pendingin ini mengelola air dari proses pendinginan yang suhunya 46

oC menjadi 32

oC agar dapat digunakan lagi sebagai air proses pendingin pada

cooler (penukar panas) di peralatan yang membutuhkan pendingin. Bahan

kimia yang diinjeksikan pada air pendingin adalah :

- Senyawa fosfat, untuk mencegah timbulnya kerak dan korosi pada pipa

heat exchanger.

- Senyawa klor, untuk membunuh bakteri dan mencegah timbulnya lumut

pada menara pendingin.

- Asam sulfat dan basa, untuk mengatur pH air pendingin.

- Dispersant, untuk mencegah penggumpalan dan pengendapan kotoran-

kotoran yang terdapat pada air pendingin dan mencegah terjadinya fouling

pada pipa heat exchanger.

Penggunaan air baku yang utama di dalam pabrik adalah sebagai air

pendingin mempunyai spesifikasi sebagai berikut :

- Turbiditas : < 3 NTU

- pH : 6,5 7,5

- Total hardness : < 25 ppm sebagai CaCO3

- Warna : < 10 ppm sebagai unit harzen

- Besi : < 0,1 ppm sebagai Fe

- Klorida : < 8 ppm sebagai Cl

- Sulfat : < 10 ppm sebagai SO4

- Minyak : bersih

- Permanganat : < 3 ppm sebagai O

- Nitrogen : 0 ppm sebagai NH3 dan urea

- P-alkalinity : 0 ppm sebagai CaCO3

- M-alkalinity : 12 ppm sebagai CaCO3

- Padatan terlarut : < 80 ppm

- Tekanan : min. 1,5 kg/cm2G

- Temperatur : temperatur lingkungan



14

2.2.3 Udara

Jumlah udara yang dibutuhkan oleh PT. Pupuk Kujang untuk

menunjang proses produksi yaitu sebesar 40.635 Nm2/jam. Udara yang

digunakan diambil dari lingkungan sekitar pabrik, yang telah dimurnikan

terlebih dahulu dari impuritas-impuritasnya yang terkandung di dalamnya.

Komponen utama yang diambil adalah gas nitrogen (N2) yang digunakan

sebagai bahan baku utama pembuatan ammonia. Udara yang digunakan harus

bebas dari debu, bebas minyak, dan mempunyai tekanan 7 kg/cm2.

Spesifikasi minimal sebagai instrument air yang harus dipenuhi adalah

sebagai berikut:

- Karakteristik : bebas minyak, tidak berdebu dan kering

- Titik Embun : -40 oC pada tekanan atmosfer

- Tekanan : 7 kg/cm2G

- Temperatur : sama dengan temperatur lingkungan

Sedangkan spesifikasi minimal plant air yang harus dipenuhi adalah

sebagai berikut:

- Karakteristik : udara bersih bertekanan

- Tekanan : 7 kg/cm2G

Untuk memproduksi 1 ton urea, dibutuhkan udara total sebanyak

473,03 Nm3.

2.2.4 Ammonia

Sifat sifat senyawa Ammonia mudah dikenali, antara lain adalah bau

yang sangat menyengat. Menurut RH Perry (1994), Ammonia memiliki sifat

sifat fisika dan kimia sebagai berikut:

Sifat fisika Ammonia adalah sebagai berikut:

Merupakan gas yang tidak berwarna dan berbau menyengat.

Mempunyai berat molekul 17,03 g/mol.

Mempunyai densitas (cair, 20 Kg/cm2, 25 oC) = 603 Kg/m3.

Mempunyai titik didih -33,4 oC pada tekanan 1,0256 Kg/cm2.

Mempunyai titik lebur -77,7 oC

Mempunyai titik bakar 650 oC



15

Sifat kimia Ammonia adalah sebagai berikut:

Mempunyai rumus molekul NH3.

Senyawa Ammonia akan bereaksi dengan asam membentuk garam.

Misalnya:

NH3(g) + HCl(l) NH4Cl(g)

Spesifikasi Ammonia cair yang diperbolehkan:

Kadar Ammonia Minimal 99,5% berat

Kadar Air Maksimal 0,5% berat

Minyak Maksimal 5 ppm (b/b)

Tekanan 16 Kg/cm2

Temperatur 25 30 oC

Tabel 2.3 Spesifikasi Ammonia Cair

(Sumber: Urea Unit 1A Engineering Data Book, 2010)

2.2.5 Karbondioksida

Karbondioksida diambil dari unit ammonia yang merupakan hasil

samping dari pembuatan ammonia sintesis dari hidrokarbon. Menurut RH

Perry (1997), Karbondioksida memiliki sifat kimia dan fisika sebagai berikut:

Sifat fisika karbondioksida

Berat molekul : 44,01 g/mol

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

Titik lebur : -56,6 oC

Titik didih : -78,5 oC

Sifat kimia karbondioksida

Gas karbondioksida bersifat asam

Reaksi : CO2(g) + H2O H2CO3

Karbondioksida ini banyak dimanfaatkan untuk mengendalikan

pH air limbah



16

Spesifikasi gas karbondioksida yang diperbolehkan:

Kadar CO2 (basis kering) Minimal 98,0% volume

Kadar Air Jenuh

Kadar Sulfur Maksimal 1,0 ppm (b/b)

Tekanan 0,6 Kg/cm2

Temperatur 38 o

C

Tabel 2.4 Spesifikasi Gas Karbondioksida

Sumber: Unit Urea 1A Engineering Data Book, 2010

2.2.6 Bahan Pembantu

Bahan baku penunjang berfungsi untuk membantu proses namun tidak

terkonversi sebagai produk. Bahan baku penunjang diantaranya adalah asam

sulfat, soda kaustik, klorin, hidrazin, dan orthophosphat. Semua bahan ini

adalah bahan kimia tambahan untuk pembuatan air proses, air umpan ketel

(BFW), dan air minum.

2.2.7 Katalis

Selain itu bahan baku penunjang untuk produksinya adalah katalis

cobalt-molybdenum, nikel, Fe-Cr, dan campuran Cu-ZnO-Alumina. Berikut

adalah tabel data katalis. Tabel 2.5 Data katalis

Unit Proses Jenis Katalis Bentuk

Volume

katalis (m3)

Start-up

Primary

Reformer

Nikel Oksida

Rasching

Ring

18,8 Agustus 2002

Secondary

Reformer

Nikel Oksida Pellet 33,41 Agustus 2004

HTS

Converter

Besi Oksida

Chromina

Pellet 51,2 Mei 2004



17

LTS

Converter

Tembaga

Oksida

Pellet 65 Agustus 2004

Methanator Nikel Oksida Pellet 17,64 Juni 2008

Ammonia

Converter

Promoted

Magnetile

Granular - -

ZnO Guard

Chamber

Seng Oksida Bola - -

Adapun bahan penunjang larutan benfield digunakan sebagai penyerap

CO2 di unit pemurnian gas sintesis. Komponen larutan benfield akan

ditunjukkan pada tabel 2.6.

Komponen Kandungan Fungsi

K2CO3 22,1 % Sebagai adsorben

DEA 1,6 %

Menurunkan tekanan uap

CO2, menaikkan absorpsi

dan desorpsi

V2O5 0,65 % Inhibitor korosi

Air 60 70 % Pelarut

Tabel II.6 Komponen Larutan Benfield

2.3 Proses Produksi Pupuk Urea

Beberapa jenis proses pembuatan urea dengan bahan baku ammonia dan

karbondioksida antara lain:

Du Pont Proses

Tipe proses ini adalah dehidrasi karbamat dengan mereaksikan

ammonia dan air pada tekanan 400 atm dengan temperatur 200 o

C.

Perbandingan nilai mol NH3 : mol CO2 : mol H2O = 5 : 1 : 0,73.

Pechyney Proses



C.

Perbandingan nilai mol NH3 : mol CO2 : mol H2O = 2 : 1 : 0.



18

Stami Carbon / State Minnes



C.

Perbandingan nilai mol NH3 : mol CO2 : mol H2O = 2 : 5 : 1.

Allied Chemical

Tipe operasinya tidak mereaksikan karbamat tapi mengembalikan

ammonia dan karbondioksida melalui Monoetanolamin (MEA). Sistem

pada tekanan 775 atm dan temperatur 205 o

C. Perbandingan nilai mol NH3

: mol CO2 : mol H2O = 4 : 1 : 0.

Chemico Thermo Urea Proses

Tipe operasi ini adalah gas ammonia, air, dan karbondioksida

dikompresikan dan dikembalikan lagi pada tekanan 275 atm dan

temperatur 210 oC.

Mitsui Toatsu Total Recycle Proses

Proses ini dibagi menjadi 4 unit, yaitu unit sintesis, unit purifikasi,

unit recovery, dan unit kristalisasi.

ACES 21

Pada proses ini ada 4 tahapan proses meliputi sintesa purifikasi,

recovery, evaporasi, dan pembutiran. Pada proses ini tidak adanya

pembentukan kristal urea seperti pada proses total recycle karena kadar

urea yang keluar dari evaporator mencapai 99% sehingga langsung

dibutirkan di Prilling Tower.



19

BAB III

TINJAUAN PABRIK

3.1 Deskripsi Proses

Pabrik urea memproduksi pupuk urea dari bahan baku ammonia (NH3)

dan gas karbondioksida (CO2) yang dihasilkan dari pabrik ammonia. Proses

yang dipakai adalah proses Mitsui Toatsu Total Recycle C Improved yang

memanfaatkan kembali gas-gas yang tidak bereaksi sebagai larutan karbamat

dan di recycle ke reaktor urea dengan kapasitas terpasang 1.725 ton/hari atau

570.000 ton/tahun. Ammonia diperoleh dari hasil reaksi antara gas hidrogen

dengan gas nitrogen yang dilakukan pada unit ammonia. Hidrogen untuk

proses pembuatan ammonia dapat diperoleh dari udara bebas. Sedangkan

karbondioksida diambil dari unit ammonia yang merupakan hasil samping dari

pembuatan ammonia sintesis dari hidrokarbon.

Pabrik urea di PT. Pupuk Kujang dirancang untuk memproduksi 1.725

ton/hari, pabrik ini dapat dibagi menjadi empat unit, yaitu:

3.1.1 Unit Sintesa

Unit ini bertujuan untuk mensintesa urea. Umpan pada unit ini terdiri

dari gas karbondioksida, ammonia cair, dan larutan karbamat recycle. Alat

utamanya adalah reaktor sintesa (DC-101) berupa bejana tegak yang

beroperasi pada suhu 195 o

C dan tekanan 200 kg/cm2. Jika temperatur pada

reaktor rendah maka akan menurunkan konversi karbamat menjadi urea

sehingga akan mengakibatkan bertambahnya larutan recycle karbamat.

Menurut kapasitas rancang, waktu tinggal dalam reaktor adalah 25 menit.

Karena zat pereaksi dan produk bersifat korosif maka seluruh permukaan

yang kontak dengan larutan diberi lapisan pelindung stainless steel.

Biasanya baja tahan karat dan stainless steel juga terkorosi oleh reaktan,

tetapi dengan penambahan udara, maka daya tahan yang diperoleh lebih

tinggi. Sistem pelapisan stainless steel juga menggunakan sistem lining.



20

Pada unit urea ini diproduksi melalui reaksi eksotermis yang tinggi

dari NH3 dan CO2 untuk membentuk ammonium karbamat, diikuti oleh

dehidrasi endotermis ammonium karbamat membentuk urea. Reaksi

ammonium karbamat menjadi urea hanya berlangsung pada fase cair

sehingga dibutuhkan tekanan yang tinggi. Kenaikan temperatur dan tekanan

akan menambah konversi pembentukan urea hingga batas tertentu. Reaktor

ini mendapat umpan berupa gas CO2, ammonia cair, dan larutan karbamat

recycle.

Gas CO2 yang berasal dari pabrik ammonia dengan P = 0,6 kg/cm2

dan

T = 38 o

C diinjeksikan dengan udara antikorosi sebesar 340 m3 yang

mengandung oksigen 2.550 ppm, diumpankan ke Separator (FA-161) untuk

menghilangkan partikel padatan dan tetesan cairan yang terdapat di

dalamnya. Penambahan udara bertujuan untuk menghambat terjadinya

korosi pada reaktor sintesa urea (DC-101) karena oksigen yang ada di dalam

udara berfungsi untuk mengoksidasi stainless steel karena stainless steel

aktif sebagai penahan korosi bila keadaan teroksidasi.

Gas CO2 dikompresikan oleh CO2 Booster Compressor (GB-102)

mengalami kenaikan tekanan dari P = 0,6 kg/cm2 menjadi 27 kg/cm

2. Jenis

kompresor yang digunakan adalah Multi Stage Centrifugal yang digerakkan

oleh steam. Tekanan ini belum cukup tinggi untuk terjadinya reaksi di

reaktor, maka dikompresikan lagi tekanannya sampai menjadi 200 kg/cm2

oleh CO2 Compressor (GB-101). Jenis kompresor ini adalah Two Stage

Reciprocating Double Acting dan digerakkan oleh steam. Gas CO2 masuk

ke Reactor Synthesis Urea (DC-101) melalui bagian bawah reaktor dengan

tekanan 200 kg/cm2 dan temperatur 123

oC dan sebagian dialirkan ke Low

Pressure Decomposer (DA-202) sebagai proses stripping.

Cairan ammonia dengan tekanan 18 kg/cm2 dan temperatur 30

oC

sebagai umpan diperoleh dari pabrik ammonia yang ditampung dalam

Ammonia Reservoir (FA-401) terlebih dahulu sebelum digunakan. Di dalam

Ammonia Reservoir ini, ammonia bercampur dengan ammonia dari proses

recovery yang berasal dari Ammonia Condenser (EA-404 A-D). Ammonia

cair dari Ammonia Reservoir dipompa oleh Ammonia Boost Up Pump (GA-



21

404 A/B) tipe sentrifugal dan mengalami kenaikan tekanan dari 18 kg/cm2

menjadi 23 kg/cm2. Aliran ammonia ini dibagi menjadi dua yaitu sebagian

digunakan sebagai penyerap pada High Pressure Absorber (DA-401) dan

sebagian cairan dipompa lagi oleh Liquid Ammonia Feed Pump (GA-101

A/D) Reciprocating Type mengalami kenaikan tekanan dari 23 kg/cm2

menjadi 200 kg/cm2 dan diumpankan ke bagian bawah Reactor Synthesis

Urea (DC-101) yang sebelumnya terlebih dahulu dipanaskan di dua

Ammonia Preheater I yaitu (EA-101) yang menggunakan hot water dengan

suhu 93 o

C sebagai media pemanasnya dan Ammonia Preheater II (EA-102)

yang menggunakan Steam Condensate sebagai media pemanasnya hingga

dicapai suhu sekitar 81,4 o

C sebelum masuk ke reaktor urea, agar

memberikan panas yang cukup untuk mempertahankan suhu di puncak

reaktor tetap sekitar 195 o

C.

Larutan karbamat recycle dari High Pressure Absorber Cooler (EA-

401) dipompakan oleh Recycle Solution Boost Up Pump (GA-401 A,B)

Centrifugal Type dengan tekanan 16,5 kg/cm2. Kemudian dipompakan oleh

Recycle Solution Feed Pump (GA-102 A,B) Reciprocating Type dengan


oC. Aliran sirkulasi larutan

karbamat recycle melalui Suction Line dari Recycle Feed Pump (GA-102

A/B) kembali ke High Pressure Absorber Cooler (EA-401) diperlukan

untuk mencegah pemadatan larutan karbamat di dalam pipa. Reaksi yang

terjadi di dalam reaktor (DC-101) adalah sebagai berikut:

2NH3 (l) + CO2 (g) NH2COONH4 (l) H = +38 Kkal/mol

Ammonia Karbondioksida Ammoniumkarbamat

NH2COONH4 (l) NH2CONH2 (l) + H2O (l) H = -7,7 Kkal/mol

Ammoniumkarbamat Urea Air

Ammonia cair dan gas CO2 yang masuk ke reaktor diatur agar

memiliki perbandingan mol 4:1 untuk mencegah terbentuknya senyawa

biuret dari hasil penguraian sebagai berikut:



22

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

Urea Biuret Ammonia

Variabel utama yang mempengaruhi reaksi di dalam reaktor adalah

sebagai berikut:

a. Temperatur

Pada kondisi yang optimal temperatur di dalam reaktor adalah

sekitar 200oC yaitu temperatur dimana konversi mendekati

keseimbangan dengan waktu tinggal 0,3 1 jam. Temperatur di

reaktor dapat dikontrol dengan mengatur jumlah ammonia dan larutan

karbamat recycle yang masuk reaktor. Selain itu dapat juga dilakukan

dengan mengatur temperatur ammonia umpan di Ammonia Preheater

I (EA-101). Temperatur di reaktor dicatat oleh suatu temperatur

recorder yang sensornya mengambil tempat di sepanjang reaktor.

b. Tekanan

Tekanan optimum yang diambil untuk ini adalah 200 kg/cm2,

pemilihan tekanan operasi ini juga dipertimbangkan berdasarkan

reaksi ammonium karbamat menjadi urea hanya terjadi pada fase cair.

Fase ini dapat dipertahankan dengan operasi pada tekanan tinggi dan

temperatur tinggi.

c. Perbandingan NH3 dan CO2

Selain dapat mengatur dalam reaktor, maka jumlah ammonia

dapat pula mempengaruhi reaksi secara langsung. Adanya ammonia

berlebih akan mempercepat reaksi (reaksi akan bergeser ke arah

produk), selain itu ammonia berlebih akan membentuk biuret.

Terbentuknya biuret sangat tidak diinginkan karena senyawa ini

merupakan racun bagi tanaman.

d. Jumlah air

Jumlah air akan mempengaruhi reaksi (peruraian karbamat

menjadi urea dan air). Adanya air akan mengurangi konversi

terbentuknya urea.

Produk-produk yang keluar dari reaktor ini terdiri dari urea, air,

ammonium karbamat, biuret, dan kelebihan ammonia.



23

3.1.2 Unit Pemurnian

Unit ini bertujuan untuk memisahkan urea dari campuran yang tidak

dikehendaki yaitu memisahkan ammonia berlebih dan ammonium karbamat

yang belum bereaksi menjadi urea dengan tiga langkah dekomposisi yaitu

dengan tekanan 17 kg/cm2, tekanan 2,5 kg/cm

2, dan tekanan atmosferik.

Campuran gas dan zat cair yang keluar dari reaktor urea (DC-101) mengalir

ke seksi dekomposisi di mana semua excess ammonia dan ammonium

karbamat dipisahkan sebagai gas-gas dari larutan urea dengan cara Thermal

Decomposition (penguraian dan pemanasan) yakni dengan menurunkan

tekanan dan menaikkan temperatur di dalam High Pressure Decomposer

(DA-201), Low Pressure Decomposer (DA-202), dan Gas Separator (DA-

203). Penurunan tekanan secara bertahap ini bertujuan untuk mengurangi

terjadinya reaksi samping yang tidak dikehendaki.

Ada beberapa reaksi yang perlu di perhatikan pada seksi ini, yaitu:

a. Reaksi dekomposisi ammonium karbamat

NH2COONH4 2NH3 + CO2


Reaksi berlangsung pada suhu antara 120 oC - 165

oC, kenaikan

suhu dan penurunan tekanan akan memperbesar hasil reaksi

dekomposisi ini.

b. Reaksi hidrolisa urea

NH2CONH2 + H2O 2NH3 + CO2

Urea Air Ammonia Karbondioksida

Reaksi ini berlangsung pada suhu tinggi, tekanan rendah dan

waktu tinggal lama.

c. Reaksi pembentukan biuret

2NH2CONH2 NH2CONHCONH2 + NH3

Urea Biuret Ammonia



24

Reaksi ini berlangsung pada tekanan parsial ammonia yang

rendah dan suhu diatas 90oC.

Reaksi (1) diinginkan bergeser ke arah kanan, sedangkan

reaksi (2) dan (3) diinginkan bergeser ke kiri, hal ini akan

memperbesar hasil urea. Kadar maksimal biuret diinginkan dalam

produk urea adalah 0,5%.

Cara untuk menurunkan tekanan menaikkan temperatur pada unit

pemurnian adalah sebagai berikut:

1. High Pressure Decomposer (DA-201)

High Pressure Decomposer (DA-201) terbagi menjadi tiga

bagian, yaitu:

a. Bagian paling atas disebut Flashing Section

b. Bagian tengah disebut Stripping Section

c. Bagian bawah disebut Falling Film Heater

High Pressure Decomposer (DA-201) berfungsi untuk

memisahkan excess ammonia dari hasil reaksi dan mengubah ammonium

karbamat menjadi ammonia dan gas karbondioksida dengan cara

menaikkan suhu dan menurunkan tekanan. Reaksi yang terjadi adalah

sebagai berikut:

NH2COONH4 (l) 2NH3 (g) + CO2 (g)


Reaksi di dalam HPD berlangsung pada temperatur tinggi dan

tekanan rendah. Jika temperatur terlalu tinggi dan tekanan terlalu rendah

maka akan terjadi reaksi samping dengan terbentuknya biuret.

Dekomposisi ini dilakukan pada suhu 120 165 oC dengan tekanan 17

kg/cm2. Setelah dilakukan optimasi, maka didapatkan temperatur dan

tekanan operasi adalah 165 o

C dan 17 kg/cm2. Reaksi samping yang tidak

dikehendaki antara lain:

a. Hidrolisa Urea

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

Urea Air Ammonia Karbondioksida



25

b. Pembentukan Biuret

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

Urea Biuret Ammonia

Selama dekomposisi, hidrolisa urea menjadi faktor paling penting

karena hidrolisa akan mengurangi urea yang terbentuk sebagai produk

yang dikehendaki, maka kondisi operasi harus dikontrol dengan ketat

untuk memperkecil kehilangan produk. Hidrolisa terjadi pada temperatur

tinggi, tekanan rendah dan waktu tinggal yang lama, maka alat

pemurnian dan kondisi operasinya dipilih secara cermat untuk

menghindari faktor-faktor tersebut serta agar diperoleh hasil urea yang

tinggi.

Pembentukan biuret merupakan faktor lain yang perlu

diperhatikan, baik dalam proses pemurnian maupun dalam proses

finishing. Pada tekanan parsial ammonia yang rendah serta temperatur di

atas 90oC, urea terkonversi membentuk biuret dan ammonia, reaksi

pembentukan biuret ini reversibel dan faktor yang berpengaruh pada

reaksi tersebut adalah suhu, konsentrasi, dan waktu tinggal.

Uraian proses

Campuran hasil reaksi dari Reactor Synthesa Urea (DC-101)

berupa urea, excess NH3, CO2, H2O, dan biuret pada temperatur 195oC

dan tekanan 200 kg/cm2 akan memasuki bagian atas HPD (DA-201)

dengan tekanan 17 kg/cm2 dan temperatur 125

oC pada Flashing Section

cairan mengalami penurunan tekanan yang besar, sehingga komponen

volatil akan terpisah dari cairannya. Komponen yang terlepas sebagian

besar adalah NH3 berlebih yang disuplai di reaktor dan keluar melalui

bagian atas HPD. Gas akan menguap ke atas, sedangkan cairannya turun

ke bagian tengah (stripping section) melalui empat buah sieve tray untuk

men-stripping cairan agar gas yang terlarut dapat terlepas. Dalam

Stripping Section ini, cairan akan bertemu dengan gas bertemperatur

tinggi dari High Pressure Decomposer Reboiler (EA-201) dan gas dari

Falling Film Heater sebagai pemanas. Setelah melewati Stripping

Section maka gas-gas yang terlarut akan lepas dan mengalir ke atas,



26

sedangkan cairannya akan mengalir ke High Pressure Decomposer

Reboiler (EA-201).

Pada High Pressure Decomposer Reboiler (EA-201), cairan

dipanaskan hingga 148 o

C oleh Middle Pressure Steam 12 kg/cm2 dan

hampir semua kelebihan ammonia dan ammonium karbamat dilepas

sebagai gas. Cairan yang keluar dari High Pressure Decomposer

Reboiler (EA-201) sebagai umpan Dekomposer melewati tube-tube

pemanas dalam bentuk film yang disebut Falling Film Heater sampai

temperatur 165 o

C. Falling Film Heater digunakan untuk memperkecil

waktu tinggal larutan yang ada di dalam heater dengan maksud untuk

mengurangi pembentukan biuret serta hidrolisa urea.

Pada bagian bawah HPD diinjeksikan Air Compressor (GB-201)

sebesar 2500 ppm sebagai pelindung korosi di dalam HPD.

2. Low Pressure Decomposer (DA-202)

Low Pressure Decomposer (DA-202) terdiri dari empat buah

sieve tray di bagian atas dan sebuah packed bed di bagian bawah yang

berfungsi untuk menyempurnakan dekomposisi setelah keluar dari HPD

(DA-201). Mula-mula cairan berasal dari HPD dilewatkan pada Low

Pressure Decomposer Heat Exchanger (EA-203). Heat Exchanger ini

bertujuan untuk memanfaatkan panas dari larutan karbamat yang keluar

dari HPD (DA-201) yang bertemperatur 165 o

C dan tekanan 17 kg/cm2

untuk pemanasan awal larutan hasil flashing pada unit LPD (DA-202)

dan temperatur dijaga 117 o

C (top) sampai 115 o

C (bottom) sebelum

dipanaskan kembali pada Low Pressure Decomposer Reboiler (EA-202).

Larutan karbamat yang keluar dari Heat Exchanger ini memiliki

temperatur 145 o

C dan tekanan 17 kg/cm2 menjadi 2,5 kg/cm

2. Larutan

yang berasal dari Off Gas Absorber (DA-402) akan masuk ke bagian

atas LPD untuk mengalami Flashing Section.

Proses yang terjadi pada sieve tray ini sama dengan yang terjadi

di bagian atas HPD (DA-201). Cairan mengalir ke bawah melalui empat

buah sieve tray pada bagian stripping section dan setelah melewati Low

Pressure Decomposer Reboiler (EA-202) untuk mengalami pemanasan,



27

cairan turun ke bagian bawah LPD (DA-202) berupa Rashing Ring

Packed Bed. Larutan di dalam LPD (DA-202) dipanaskan oleh Low

Pressure Steam dengan tekanan 7 kg/cm2 dan temperatur 130

oC. Gas

CO2 diinjeksikan dari bagian bawah LPD oleh CO2 Booster Compressor

(GB-102) dengan tekanan 27 kg/cm2 agar sisa ammonia yang terdapat di

dalam larutan dapat distripping oleh sebagian gas CO2.

Gas-gas yang keluar dari LPD (DA-202) dikirim ke Low Pressure

Absorber (EA-402) pada tekanan 2,5 kg/cm2, sedangkan larutannya

hampir semua kelebihan ammonia dan ammonium karbamat sudah

dipisahkan, mengalir ke Gas Separator (DA-203).

3. Gas Separator (DA-203)

Gas Separator berfungsi untuk memurnikan urea yang keluar dari

Low Pressure Decomposer (DA-202). Gas Separator (DA-203) terdiri

dari dua bagian, yaitu bagian atas yang beroperasi pada temperatur 106

oC, tekanan 0,3 kg/cm

2, dan bagian bawah berupa Packed Bed beroperasi

pada tekanan atmosfer dan temperatur 92 o

C. Cairan keluaran dari LPD

berupa sisa gas NH3 dan CO2 dikirimkan ke Gas Separator dan akan

mengalami Flashing Section yaitu penurunan tekanan dari 2,5 kg/cm2

menjadi 0,3 kg/cm2. Gas-gas yang telah terpisah akan mengalir menuju

Off Gas Condenser (EA-406), untuk mengkondensasikan gas pada unit

Recovery sedangkan cairan dari Flashing Section akan menuju bagian

bawah berupa Rashing Ring Packed Bed akan mengalami kontak dengan

gas yang keluar dari Off Gas Absorber (DA-402) sebagai Stripping pada

unit Recovery dan disertakan hembusan udara dari Off Gas Circulation

Blower (GB-401) dengan tekanan atmosfer dan temperatur 36 o

C melalui

distributor di bawah Packed Bed. Gas-gas dari bagian atas dan bagian

bawah digabungkan bersama-sama lalu dikirim ke Off Gas Condenser

(EA-406). Suhu bagian bawah Gas Separator (DA-203) dengan

konsentrasi sekitar 70 75% yang selanjutnya dikirim ke unit kristalisasi

dan prilling.

Pemeriksaan kondisi peralatan dan pencatatan parameter

pengendalian proses operasi pada unit purifikasi dilakukan setiap dua jam



28

dalam rekaman mutu unit purifikasi oleh operator panel dan operator unit

purifikasi.

3.1.3 Seksi Recovery

Dalam proses Mitsui Toatsu Total Recycle C Improved, gas-gas yang

tidak bereaksi dikembalikan dalam bentuk larutan. Gas-gas campuran dari

decomposer diserap oleh ammonia cair atau larutan di dalam masing-masing

absorber kemudian dikembalikan ke reaktor sintesa (DC-101). Gas dari Gas

Separator diserap di Off Gas Absorber (DA-402), gas dari LPD diserap di

Low Pressure Absorber (EA-402), dan gas dari HPD diserap di High

Pressure Absorber (DA-401).

1. Off Gas Recovery System

Gas dari Gas Separator (DA-203) dengan tekanan 0,3 kg/cm2 dan

temperatur 106 o

C akan dikondensasikan ke dalam Off Gas Condenser

(EA-406) dan didinginkan sampai temperatur 61 o

C menggunakan

Cooling Water sebagai media pendinginnya. Larutan kondensasi akan

ditampung dalam Off Gas Absorber Tank (FA-403) berupa larutan

karbamat kemudian dipompakan oleh Off Gas Absorber Pump (GA-408)

sampai tekanan 2 kg/cm2. Setelah itu larutan didinginkan dalam Off Gas

Final Cooler (EA-408) untuk memperbesar penyerapan gas dengan

media pendinginnya Cooling Water sampai temperaturnya 36 o

C

sedangkan gas-gas yang belum terkondensasi akan masuk ke bagian

bawah Off Gas Absorber (DA-402). Larutan ini bertindak sebagai

absorben bagi gas yang tidak terabsorbsi.

Off Gas Absorber (DA-402) terdiri dari Packed Bed yang berfungsi

untuk tempat kontak antara larutan karbamat hasil kondensasi dengan

gas-gas yang tidak terkondensasikan di dalam Off Gas Condenser (EA-

406) dan dari Low Pressure Absorber (EA-402). Larutan yang telah

kontak dengan gas akan keluar dari bagian bawah Off Gas Absorber

(DA-402) dengan suhu 45 o

C dan tekanan atmosfer akan dipompa oleh

Off Gas Absorber Recycler Pump (GA-407) kemudian didinginkan

dengan Off Gas Absorber Cooler (EA-407) sebagai larutan recycle di



29

dalam Off Gas Absorber (DA-402). Gas NH3 akan keluar melewati

bagian atas Off Gas Absorber (DA-402) disertakan Gas Circulation

Blower (GB-401) dengan tekanan atmosfer dan temperatur 56 o

C untuk

dikirim ke Gas Separator (DA-203) sebagai stripping gas CO2 dan NH3.

Larutan hasil penyerapan dari Off Gas Absorber (DA-402) berupa

larutan karbamat dibagi menjadi dua yaitu larutan pertama dikirim ke

Low Pressure Absorber (EA-402) sebagai penyerap CO2 dan Low

Pressure Decomposer (DA-202) untuk mengalami proses purifikasi

kembali melalui LPA Pump (GA-403) dan larutan kedua dikirim ke Off

Gas Absorber Cooler melalui Off Gas Recycle Pump (GA-407).

2. Recovery Gas dari Low Pressure Decomposer

Gas-gas dari LPD (DA-402) dengan tekanan 2,5 kg/cm2 dan

temperatur 117 o

C dikondensasikan dan diserap sempurna melalui bagian

bawah LPA (EA-402). Sebagai penyerap digunakan larutan karbamat

encer dari Off Gas Absorber (DA-402) ditambah air murni (steam

condensate) yang berfungsi untuk menjaga temperatur di LPA (EA-402)

suhu 45 o

C dan tekanan 2,2 kg/cm2. Reaktan dalam gas akan di absorbsi

dengan Mother Liquor yang dialirkan dari Mother Liquor Tank (FA-203)

oleh Mother Liquor Pump (GA-203) yang mempunyai konsentrasi

karbamat 30 40%.

Larutan akan bercampur dalam bagian shell LPA mengabsorbsi

reaktan yang terkandung pada aliran gas yang berasal dari LPD. Gas

yang tidak terserap akan terserap akan mengalir ke atas dan diabsorbsi

dengan larutan karbamat dari Off Gas Absorber (DA-402) dalam packed

bed sebagai penyerap CO2 sedangkan gas yang masih belum terserap di

LPA (EA-402) akan masuk ke Off Gas Absorber (DA-402) bagian bawah

bercampur dengan gas-gas yang tidak terkondensasi di dalam Off Gas

Condenser (EA-406) untuk dilakukan penyerapan kembali. Tekanan

dalam LPA (EA-402) sangat penting untuk dilakukan penyerapan

kembali. Tekanan dalam LPA (EA-402) sangat penting untuk dikontrol.

Tekanan yang melebihi 2,5 kg/cm2 akan menyebabkan penguraian lebih

lanjut dalam Gas Separator (DA-203). Bila tekanan terlalu rendah akan



30

menyebabkan kesukaran pengiriman larutan dari LPD (DA-202) ke Gas

Separator (DA-203). Larutan yang telah mengabsorbsi reaktan akan

mengalir ke bawah dipompa melalui HPA Pump (GA-402 A, B) dengan


oC kemudian dialirkan ke bagian

atas HPA (DA-401) untuk menyerap CO2.

3. Recovery Gas dari High Pressure Decomposer

Gas-gas yang berasal dari HPD (DA-201) dengan tekanan 17

kg/cm2 dan temperatur 123

oC pada unit purifikasi akan dialirkan ke

HPAC (EA-401). Disini terjadi penyerapan CO2 oleh slurry dari HPA

(DA-401) kurang lebih 65% dari seluruh CO2 yang berasal dari HPD.

Sebagai zat penyerapnya berasal dari larutan karbamat. High Pressure

Absorber Cooler (EA-401) berbentuk seperti Heat Exchanger tipe shell

and tube yang terletak secara horizontal di mana pendinginnya mengalir

dalam tube sedangkan larutan karbamat mengalir dalam shell dengan

kondisi operasi tekanan 16,5 kg/cm2 dan temperatur 83

oC. Di dalam

HPAC (EA-401) terdapat tiga fluida pendingin yaitu yang pertama

larutan urea sirkulasi dari Crystallizer (FA-201) yang mengambil

kelebihan panas sekitar 65%, yang kedua Cooling Water mengambil

kelebihan panas sekitar 15%, yang ketiga Hot Water mengambil

kelebihan panas sekitar 25%. Temperatur di HPAC (EA-401) dijaga pada

suhu 98 o

C dan tekanan 17 kg/cm2. Hasil penyerapan berupa larutan

ammonium karbamat kemudian dipompa ke reaktor sebagai recycle

sedangkan gas yang tidak terserap mengalir ke HPA (DA-401).

HPA (DA-401) mempunyai dua bagian utama, bagian atas berupa

Bubble Cap Tray 4 tingkat sedangkan bagian bawah Rashing Ring

Packed Bed. Kondisi operasi dijaga pada temperatur 47 o

C dan tekanan

16,5 kg/cm2. Larutan dari penyerapan berupa slurry yang keluar HPA

(DA-401) dari bagian bawah yang selanjutnya digunakan sebagai media

penyerap di HPAC (EA-401). Gas yang lolos dari penyerapan berupa gas

ammonia murni dikondensasikan di Ammonia Condenser (EA-404 A-D)

untuk kemudian disimpan di Ammonia Recovery Absorber (EA-405 A-

D) untuk meningkatkan ammonia hingga di atas 90% dengan media



31

penyerap adalah Steam Condensate. Gas ammonia dialirkan ke bagian

atas HPA (DA-401) melalui Aquo Ammonia Pump (GA-405) agar sisa

karbondioksida dapat diserap secara sempurna.

Larutan hasil absorbs berupa karbamat yang keluar dari HPAC

(EA-401) dipompakan oleh Recycle Solution Boost Up Pump (GA-102)

menuju reaktor sintesa urea (DC-101).

4. Ammonia Recovery Absorber (ARA)

Fraksi gas yang tidak mengembun di Ammonia Condenser (EA-

404) digelembungkan pada pipa sparger dibagian bawah Ammonia

Recovery Absorber (EA-405). Gas yang tidak diserap oleh tahap absorbsi

dalam ARA ini kemudian dibuang ke atmosfer.

3.1.4 Seksi Kristalisasi dan Pembutiran (Prilling)

Unit ini bertujuan untuk membentuk urea butiran dari larutan urea

yang berasal dari Gas Separator (DA-203) kemudian dilanjutkan ke proses

kristalisasi sehingga urea siap dijadikan butiran. Pada tahap ini terdiri atas

empat langkah, yaitu: pengkristalan, pemisahan, pengeringan, dan

pembutiran. Peralatan utama yang terlibat pada seksi ini adalah Crystallizer,

Centrifuge, Fluidized Dryer, dan Prilling Tower.

1. Pengkristalan

Unit ini berfungsi untuk membentuk urea menjadi butiran dari urea

yang berasal dari Gas Separator (DA-203) yang masih mengandung 25%

air. Larutan urea yang mempunyai konsentrasi 70-75% yang berasal dari

Gas Separator (DA-203) dipompakan oleh Urea Solution Feed Pump

(GA-205) dialirkan ke bagian bawah Crystallizer (FA-201) untuk

dikristalkan secara vakum. Crystallizer ini terbagi menjadi dua bagian,

bagian atas berupa Vacuum Generator (EE-201) yang terdiri Dari Steam

Ejector tingkat I dan II dengan Barometric Condenser tingkat I dan II.

Bagian bawah berupa crystallizer dengan agitator di mana terbentuk

kristal-kristal urea dalam larutan slurry dengan kadar 80%. Vacuum

Concentrator beroperasi pada tekanan 72,5 mmHg absolut dan



32

temperatur 60 o

C, kristalisasi secara vakum dipilih karena pemanfaatan

panas yang efisien sehingga penguapan air dapat dilakukan pada suhu

yang lebih rendah. Kemudian dengan menggunakan Circulation Pump

For Crystallizer (GA-201), larutan urea dari bagian bawah crystallizer

disirkulasikan ke Vacuum Concentrator untuk dipekatkan dan sebagian

telah dilewatkan ke HPAC (EA-401) untuk menyerap panas. Panas

digunakan untuk proses pemvakuman di crystallizer pada permukaan

atas. Panas yang berasal dari larutan yang keluar dari HPAC memberikan

panas 65% dari total yang dibutuhkan untuk penguapan air. Crystallizer

dilengkapi dengan jaket air panas untuk mencegah terbentuknya endapan

urea pada dindingnya.

a. Pemisahan

Proses ini bertujuan untuk memisahkan kristal urea dari

larutan induknya. Proses ini terjadi pada centrifuge (GF-201) yang

berjumlah lima buah dan bekerja secara parallel. Larutan slurry

urea dari crystallizer bagian bawah dipompa oleh Slurry Feed

Pump (GA-202) dialirkan ke Centrifuge (GF-201 A-E) untuk

dipisahkan kristal urea dari larutan induknya berdasarkan gaya

sentrifugal sehingga dihasilkan kristal urea dengan kadar air 2,4%

dan sebagian disirkulasi kembali ke crystallizer untuk mencegah

kebuntuan pipa. Larutan induk ditampung di Mother Liquor Tank

(FA-203) yang dilengkapi Steam Heating Tube untuk mencegah

terjadinya kristalisasi. Untuk mencegah terjadinya akumulasi biuret

dalam Mother Liquor Pump (GA-203) maka larutan induk

dipompakan ke dalam LPA (EA-402) sebagai penyerap CO2 dan ke

Crystallizer untuk dikristalkan.

b. Pengeringan

Kristal urea dari centrifuge masuk ke Fluidizing Dryer (FF-

301). Di Fluidizing Dryer (FF-301), kristal urea dikeringkan

sampai kandungan airnya 0,1 0,3% dengan hembusan udara dari

Forced Fan Dryer (GB-301) yang telah melewati pemanasan udara

atau alat Air Heater For Dryer (EE-301) dengan menggunakan



33

Steam Condensate dan steam bertekanan rendah 4 kg/cm2. Udara

panas yang masuk ke Fluidizing Dryer (FF-301) dijaga suhunya

120 o

C dan tidak boleh melebihi 130 o

C sebab ada kemungkinan

terjadi pelelehan urea di Fluidizing Dryer (FF-301). Kristal-krital

urea dengan bantuan hembusan udara pengering dari Induced Fan

(GB-302) dan Pneumatic Duct akan terhisap ke atas Prilling Tower

(TA-301). Kristal urea yang ukurannya terlalu besar (berupa

gumpalan) dibawa ke tepi oleh sudu-sudu pengaduk untuk

kemudian dilarutkan kembali ke Dissolving Tank I (FA-302) untuk

dipompakan ke Mother Liquor Tank (FA-203).

2. Pembutiran

Kristal-kristal urea dengan kadar 99,8% dengan bantuan udara

pengering dan hisapan dari Induced Fan For Dryer (GB-301) dan

Pneumatic Duct akan terhisap ke atas Prilling Tower (TA-301) ini

memasuki 4 buah Cyclone (FC-301) yang bekerja secara parallel. Dari

bawah cyclone kristal urea akan turun melewati Screw Conveyor (JD-

301) untuk kemudian dilelehkan di Melter (EA-301). Debu-debu yang

ukurannya kecil akan terhisap oleh Induced Fan (GB-302) dan masuk ke

Dust Chamber (PF-302). Udara dikeluarkan ke atmosfer oleh Induced

Fan For Prilling Tower (GB-304).

Melter (EA-301) beroperasi pada temperatur 135 o

C yaitu

temperatur sedikit di atas titik leleh urea (132,70 oC) dengan

menggunakan bantuan pemanas steam bertekanan rendah yaitu 7 kg/cm2.

Temperatur ini dijaga hingga konstan agar pembentukan biuret dapat

ditekan sekecil mungkin. Pengontrolan temperatur ini dapat dilakukan

dengan jalan mengontrol laju alir steam yang digunakan sebagai pemanas

pada Melter. Lelehan urea pada melter kemudian mengalir ke Head Tank

For Distribution (PF-301) yang berjumlah 12 buah. Constant Heat di

atas dibutuhkan untuk mengontrol ukuran butiran urea yang keluar

distributor. Lelehan urea dari distributor yang berbentuk tetesan-tetesan

akan memadat selama jatuh ke dalam Fluidized Bed (FD-302) dengan

temperatur 40 o

C yang dihembus udara blower dari bawah menggunakan



34

steam yang berfungsi untk memadatkan urea yang sudah berbentuk

butiran agar tidak menempel satu sama lain.

Butiran-butiran urea yang sudah terbentuk, kemudian masuk ke

ayakan trammel (FD-303), untuk selanjutnya dikirim ke bagian

pengantongan (bagging) melalui Belt Conveyor sedangkan oversize

butiran urea yang berukuran besar (gumpalan) jatuh dari ayakan masuk

ke dalam Dissolving Tank II (FA-303) yang kemudian dikembalikan ke

Mother Liquor Tank (FA-203) untuk daur ulang.

3.2 Penanganan Bahan Proses

1. Penanganan Bahan Baku

Pabrik urea memproduksi pupuk urea dari bahan baku ammonia

(NH3) dan gas karbondioksida (CO2) yang dihasilkan dari pabrik

ammonia. Proses yang dipakai adalah Mitsui Toatsu Recycle C Improved

yang memanfaatkan kembali gas-gas yang tidak bereaksi sebagai larutan

karbamat dan di recycle ke reaktor urea dengan kapasitas terpasang 1.725

MT/hari atau 570.000 MT/hari.

Bahan baku yang digunakan dalam pembuatan urea yaitu ammonia

cair dan gas karbondioksida. Kualitas bahan baku dapat dilihat sebagai

berikut:

a. Ammonia Cair

Ammonia diperoleh dari hasil reaksi antara gas hidrogen dengan

gas nitrogen yang dilakukan pada unit ammonia. Hidrogen untuk proses

pembuatan ammonia diperoleh dari hidrokarbon pada gas alam,

sedangkan gas nitrogen dapat diperoleh dari udara bebas. Spesifikasi

ammonia cair yang diperbolehkan adalah:

- Kadar Ammonia : minimal 99,5 % berat

- Kadar Air : maksimal 0,5 % berat

- Minyak : maksimal 5 ppm (b/b)

- Tekanan : 16 kg/cm2

- Temperatur : 25 30 oC



35

b. Gas Karbondioksida

Gas karbondioksida diambil dari unit ammonia yang merupakan

hasil samping dari pembuatan ammonia sintesis dari hidrokarbon.

Spesifikasi gas karbondioksida yang dioerbolehkan adalah:

- Kadar CO2 (basis kering) : minimal 98 %

- Kadar Air : jenuh

- Kadar Sulfur : maksimal 1,0 ppm

- Tekanan : 0,6 kg/cm2G

- Temperatur : 38 oC

- Kadar Penyerap : 0,01 %

2. Penanganan Bahan Produk

a. Sistem Pengelolaan Urea Curah

Urea curah dari Prilling Tower dikirim ke unit pengantongan

melalui Belt Conveyer Toyo U-JF 301 lalu ditransfer ke Belt Conveyer

2801-VA/VB yang disebut juga Transfer Conveyer untuk ditampung

dalam tempat penyimpanan sementara yang disebut Surge Hopper

2801-VD yang dilengkapi dengan Travelling Triper 2801-VE. Bin

Storage juga dilengkapi dengan High Level dan Low Level Switch yang

menunjukkan kondisi bin penuh atau kosong. Ada 12 buah Bin Storage

dalam unit ini, tetapi dalam kondisi normal hanya 4 yang beroperasi.

Kapasitas tiap bin sebesar 80 ton.

b. Sistem Pengantongan Urea

Pada bagian bawah Bin Storage terdapat mesin yang diatur untuk

menimbang dengan kapasitas 50 kg, dengan akurasi timbangan 300

gram. Untuk memuat urea curah kedalam kantong operator tinggal

memasang kantong pada bagian bawah Weighing Machine, kemudian

menginjak pedal yang disebut Foot Pedal Switch untuk mencurahkan

urea. Bila urea dengan tekanan yang diinginkan telah tercurah

seluruhnya, maka kantong akan terlepas secara otomatis dan dibawa

oleh belt conveyer menuju bagian penjahitan. Pada kondisi normal



36

kapasitas mesin jahit adalah 12 bag/menit/mesin. Sesuai dengan bin

storage yang beroperasi, maka jalur penjahit ada 4 buah. Untuk control

mutu, setiap 20 bag diambil 1 sampel untuk ditimbang ulang dan diteliti

jahitannya. Bila hasilnya kurang, maka mesin penimbang diset ulang

dan mesin jahit diperbaiki atau diperlambat kapasitas jahitnya.

c. Sistem Pengelolaan Urea Kantong

Urea yang telah dikemas dalam karung plastic dan dijahit agar kuat

ketika akan dibawa ke sarana angkutan atau gudang penyimpanan

dengan belt conveyer. Sarana alat angkut yang tersedia adalah truk.

Untuk truk digunakan short conveyer sebanyak 4 buah dan

kapasitas normal rata-rata 1920 bag/jam/conveyer, kemudian conveyer

2480 VA/VB, bag falttener, lalu ke overhead conveyer.

Urea kantong yang tidak termuat dalam truk atau kereta api

disimpan dalam gudang. Kapasitas penyimpanan digudang ini adalah

25.000 ton urea yang dikemas dalam kantong kantong @50 Kg.

3.3 Spesifikasi Peralatan Proses

Berikut ini merupakan peralatan utama proses dan peralatan pendukung

yang penting dalam proses pembuatan pupuk di PT. Pupuk Kujang:

3.3.1 Spesifikasi Peralatan Utama

3.3.1.1 Reaktor Sintesa Urea (DC-101)

Fungsi : Tempat reaksi antara NH3 dan CO2

sebagai pembentukan urea

Tipe : Silinder tegak

Jumlah : 1 buah

Ukuran

- Diameter : 2.170 mm

- Panjang total : 34.815 mm

- Tebal shell : 153 mm

- Tebal head : 125 mm

- Jumlah tray : 12 buah

- Jumlah lubang tray 1 3 : 725 buah



37



- Diameter lubang pada tray : 0,315 inchi

- Temperatur operasi : 195 oC

- Temperatur desain : 200 oC

- Tekanan operasi : 200 kg/cm2G

- Tekanan desain : 200 kg/cm2G

- Korosi diperbolehkan : 2,3 mm

3.3.1.2 High Pressure Decomposer (DA-201)

Fungsi : Untuk memisahkan kelebihan NH3 dari

campuran reaksi dan

mendekomposisikan ammonium

karbamat menjadi ammonia (NH3) dan

karbondioksida (CO2)

Tipe : Silinder vertical

Jumlah : 1 buah

Ukuran

- Diameter top : 3.350 mm

- Diameter middle : 2.100 mm

- Diameter bottom : 800 mm

- Panjang total : 14.212 mm

Tube side Shell side

Tekanan intern desain 20,0 kg/cm2 15 kg/cm

2

Tekanan ekstern desain 0,175 kg/cm2 0,175 kg/cm

2

Temperatur desain 200 oC 220

oC

Corrosion allowance 3 mm C.S. 3 mm

Tekanan operasi 17 kg/cm2 10 kg/cm

2

Temperatur operasi 150-165 oC 183

oC

Surface area - 203 m

Insulation 100 mm 100 mm

Bahan konstruksi Carbon steel

Laporan Kerja P

laporan umum

Documents