neraca massa overall

1. Perancangan Pabrik UREA
Oleh : Taufik Wiguna
Yusni

2. Kapasitas
• Rata – rata kapasitas pabrik Urea di Indonesia
adalah 595000 – 700000 ton / tahun
( PT Pupuk Kaltim dan PT Pupuk Sriwidjaja Palembang )
• Sehingga diasumsikan urea yang akan dihasilkan
adalah
= 657000 ton / tahun
= 75000 kg/jam

3. Kemurnian
• Kemurnian urea 98 – 99,5 % sisanya biuret < 1,5 %
• Kemurnian urea yang diinginkan yaitu
Urea = 98 %
Biuret = 1 %
Lian- lain = 1 % ( dianggap air )

4. Unsur yang terkandung dalam Urea
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)

5. Bahan baku
Bahan baku utama pembentukan urea adalah
1.NH3 ( liquid )
2.CO2 ( gas )
Bahan baku didatangkan dari pabrik NH3 dan CO2
( dimana CO2 adalah hasil samping dari pembuatan NH3)

6. Proses pembentukan Urea

7. Neraca massa
Mencari kebutuhan NH3 dan CO2
overall
NH3
CO2
Urea murni = 98 %
Biuret = 1 %
H2O = 1%
H2O

8. Neraca massa
overall
NH3
CO2
Urea murni = 0.98
Biuret = 0.01
H2O = 0.01
H2O
F1
F3 = 75000 kg/jam
F2

9. Neraca massa
Reaksi pembentukan Urea
1.Pembentukan karbamat
2NH3 + CO2 NH2COONH4
2. Dehidrasi karbamat
NH2COONH4 NH2CONH2 + H20

10. Neraca massa
3. Reaksi keseluruhan
2NH3 + CO2 NH2CONH2 + H20
4. Reaksi samping, yaitu reaksi pembentukan biuret
2NH2CONH2 NH2CONHCONH2 + NH3

11. Neraca massa
Mengitung output komponen di aliran 3 ( F3 )
F3 = 75000 kg/jam
1.Urea
F3 urea = W (urea) . F3
= 0.98 x 75000 = 73500 kg/jam
2.Biuret
F3 biuret = W (biuret ). F3
= 0.01x 75000 = 750 kg/jam
3. H2O
F3 H2O = W (H2O) . F3
= 0.01 x 75000 = 750 kg/jam

12. Neraca massa
Perhitungan dengan stoikiometri, asumsi konversi 100 %
Reaksi utama dengan CO2 sebagai pereaksi pembatas :
2NH3 + CO2 NH2CONH2 + H2O
Dengan Molekul relatif :
1.NH3 = 17
2.CO2 = 44
3.NHCONH2 = 60
4.H2O = 18
5.NH2CONHCONH2 = 103

13. Neraca massa
Menghitung jumlah urea terbentuk secara keseluruhan termasuk
urea yang terdekomposisi menjadi reaksi samping berupa biuret,
Reaksi samping :
2NH2CONH2 NH2CONHCONH2 + NH3
F3 Biuret = 750 kg/ml maka N3 = F biuret / mr biuret
= 750 / 103
= 7,2815 kgmol/jam

14. Neraca massa
2NH2CONH2 NH2CONHCONH2 + NH3
( 7.2815 kgmol/jam )
2/1 x 7.2815 = 14,563 kgmol/jam
Maka :
F urea terdekomposisi = N x Mr = 14,563 x 60 = 873,78 kg/jam
Maka total urea terbentuk adalah
= F3 urea + F urea terdekomposisi
= 873,78 kg/jam + 73500 kg/jam
= 74373,78 kg/jam

15. Neraca massa
Total produksi urea dihasilkan dari reaksi no 3 yaitu :
2NH3 + CO2 NH2CONH2 + H2O
( 1239,563 kgmol/jam )
1.NH3 = 2/1 x 1239,563 = 2479.126 kgmol/jam
2.CO2 = 1/1 x 1239.563 = 1239.563 kg mol/jam
Maka umpan yang diperlukan yaitu :
1.NH3 = N x Mr = 2479.126 X 17 = 42145.142 kg/jam
2.CO2 = N x Mr = 1239.563 x 44 = 54540.772 kg/mol

16. Neraca massa
overall
F1= 96685.864 kg/jam
F3 = 75000 kg/jam Urea murni = 73500 kg/jam
Biuret = 750 kg/jam
H2O = 750 kg/jam
H2O
F2
NH3 = 42145.142 kg/jam
CO2 = 54540.772 kg/jam

17. Neraca massa
Mencari aliran komponen di aliran 2 ( H2O)
F1 = F2 + F3
96685.864 kg/jam = F2+ 75000 kg/jam
F2 = 96685.864 kg/jam - 75000 kg/jam
= 23185,7 kg/jam

18. Neraca massa
overall
F1= 96685.864 kg/jam
NH3 = 42145.142 kg/jam
CO2 = 54540.772 kg/jam
F3 = 75000 kg/jam Urea murni = 73500 kg/jam
Biuret = 750 kg/jam
H2O = 750 kg/jam
H2O = 23185,7 kg/jam
F2 =23185,7 kg/jam

19. ‘’Hatur nuhun
Punten
Bilih aya kalepatan’’