Proses pembuatan Urea scr Umum

 

Synthesa

Urea dihasilkan dari ammonia liquid dan gas CO2 sebagaimana reaksi sebagai berikut :

(1)   2 NH_{3 (l)} +  CO_2(g)     <==>  NH₂ CO ONH₄ (liq Ammonium Karbamat)

(2)   NH₂ CO ONH_4(l)  <==> NH₂ CO NH₂ (liq Urea)  +  H₂O(liq)

 

Reaksi (1) merupakan pembentukan karbamat secara cepat dan eksotermis. Reaksi (2) merupakan dekomposisi karbamat menjadi urea dan air yang berjalan lambat dan sedikit endotermis.

 

Kondisi reaksinya sebagai berikut :

 

Tekanan                                                         141 – 200 kg/cm²(A)

Temperatur                                                   183 – 189^oC

Rasio mol NH3/CO2 (feed reaktor)                2.9 – 4.0

 

Reaktor Urea dilengkapi dengan sieve tray yang mempunyai volume cukup untuk mengakomodasi residence time dari reaksi endotermis (2) yang relative lambat dimana karbamat dikonversi menjadi urea. Sieve tray ini berfungsi agar pencampuran reaktan (gas liq) berlangsung baik dengan spesifikasi volume vessel dan residence time yang dibutuhkan di reaktor.

 

Fluida campuran meninggalkan reaktor mengandung urea, air, karbamat dan ekses ammonia. Karbamat & excess ammonia akan dipisahkan dengan cara :

1. Proses Stamicarbon CO2 Stripping :

        Liquid Outlet Reaktor  di stripping dengan panas steam jenuh (tidak kontak langsung) dan gas CO₂ dari disch Comp yg bertujuan utk menurunkan tekanan parsial gas ammonia sehingga terjadi perubahan kesetimbangan dimana ammonia fase liquid akan berubah ke gas sedangkan gas CO2 yg sebelumnya terlarut dalam ammonia liquid (sbg karbamat) akan ikut ke keluar menjadi fase gas. Liquid Outlet di bottom Stripper dikirim ke Rect Column dengan diturunkan tekanannya ke 3.0 – 3.5 kg/cm2 serta dipanaskan. Gas NH3 & CO2 yang terlepas dari karbamat di top Rect Column masuk ke LPCC utk dikondensasikan lalu di pompakan (recycle) ke reactor Urea. Sedangkan Liquid outlet Rect Column dng Urea 63% dikirm ke Flash tank (vakum)

        Sedangkan campuran gas CO2 dan NH3 dari top Stripper dialirkan ke HP Carbamat Condenser bertemu dengan NH3 feed dari BL menjadi 80% carbamat liquid (panasnya diserap condensate untuk pembentukan steam tekanan rendah) dan sisanya masih gas. Aliran beda fase ini dipisahkan mjd 2 aliran dan bersama-sama menuju Reaktor Urea. Di HPCC disengajakan tidak semua gas CO2 & NH3 dikondensasikan karena panasnya masih dibutuhkan utk reaksi endoterm pembentukan carbamat liqid menjadi urea di reaktor Urea.

 

2.  Proses Stamicarbon Konvensional (Total Recycle):

Liquid Oulet Reaktor dialirkan ke Rectifying Column tingkat pertama, dimana tekanannya diturunkan mjd 18 kg.cm2 serta dipanaskan dng steam saturated sehingga carbamat liquid terdekomposisi jadi campuran gas CO2 & NH3. Lalu liquidnya masuk ke Rect Column kedua dengan tekanan yang lebih rendah lagi (3.5 kg/cm2). Gas Outlet Rect.Colum I masuk ke MP Carb Cond utk dikondensasikan, sedangkan gas outlet Rect.Column II masuk ke Washing Column dimana ada NH3 water yg menyerap gas tsb, lalu camp gas liq (NH3-CO2) masuk ke LP Carb Cond. Dari LPCC, carb liquid di kirim ke MPCC dan dari MPCC diumpan lagi (recycle) ke Reaktor Urea bersama-sama dng feed NH3 dan CO2. Liq Out Rect Colum II masuk ke Flash Tank (tekanan vakum)

  

Vacuum Evaporation

Larutan urea dengan konsentrasi 99.7% wt diperoleh dengan menguapkan air pada kondisi vakum 2 tingkat.Larutan Urea outlet flash Tank dengan konsentrasi 73% masuk ke Evaporator yang terdiri dari 2 evaporator single pass yang bekerja pada tekanan 0.34 dan 0.03 kg/cm2(A). Tiap Evaporator terdiri dari heater shell & tube, separator vapor-liquid,  serta surface condenser-ejector untuk menjaga kebutuhan vakum. Pada Evaporator pertama, larutan urea yang berkonsentrasi 74% wt dinaikkan menjadi 95.3% wt. Setelah pemisahan vapor di separator, larutan urea di alirkan ke Evaporator kedua untuk mencapai konsentrasi 99.7%. Setelah dipisahkan dari vapornya di vapor-liquid separator, larutan urea konsentrasi tinggi atau urea melt di pompakan ke prilling tower menuju prilling bucket.

 Untuk meminimalkan pembentukan biuret (penguraian urea yg bersifat racun bagi tanaman), harus memperhatikan batasan residence time di evaporator dimana pembentukan biuret ini dipengaruhi residence time dan temperatur.

 

 

Prilling

 

Prilling bucket merupakan sebuah conical bucket dengan lubang-lubang kecil yang banyak, berputar pada kecepatan tertentu dengan gaya sentrifugal. Urea melt terdistribusi menjadi tetesan kecil jatuh ke bawah tower sesuai luas cross section. Selama jatuh ke bawah, terjadi proses solidifikasi. Panas kristalisasi di bawa dari aliran udara secara counter current ke atas yang dihisap oleh fan.

 

Tetesan padat ini disebut prill. Untuk mengimprove kualitas prill, sejumlah urea prill diumpankan lagi ke tower sebagai seeding (pembentukan inti) dari kristalisasi tetesan urea melt.  Produk Urea Prill merupakan butiran bulat dan keras di scrap dan di transfer ke belt conveyor yang menuju ke  Urea Bulk Storage . Kualitas produk Urea Prill : Kand Nitrogen min 46.2%, Biuret max 1%, H2O max 0.5 %, Temp max 60 C, size 18 mesh min 98%

Explore posts in the same categories: Proses

Tags: Kesayangan Pak Tani.....

You can comment below, or link to this permanent URL from your own site.