3. ind petrokimia urea abi-rev 2013

INDUSTRI UREADARI BAHAN PETROKIMIA

Bahan baku yang berasal dari kilang minyak :◦ Fuel gas ◦ Gas propane dan butane ◦ Mogas ◦ Nafta◦ Kerosin/ minyak tanah ◦ Gas oil◦ Fuel Oil◦ Short residue/ waxy residue

Bahan baku berasal dari lapangan gas bumi :

◦ Metana (CH4)

◦ Etana (C2H6)

◦ Propana (C3H8)

◦ Butana (n-C4H10)

◦ Kondensat (C5H12 – C11H24)

Kilang Minyak : Kilang Minyak Cilacap, Balongan, Dumai, Musi, Balikpapan, dll

Sumur Gas : ◦ Lapangan Gas Arun (LNG, pupuk urea dan

ammonia)◦ Lapangan Gas Badak/ Bontang (LPG, pupuk

urea, ammonia, dan LNG)◦ Lapangan lainnya, seperti Lapangan Gas

Natuna

Gas Metana (CH4) Dari pengeboran gas di lapangan. Gas metana dari kilang BBM (off gases) dijadikan gas buangan

Gas Etana (C2H6) Dari lapangan gas bumi

Gas Etilena (C2H4) Cracking gas etana, nafta dan kondensat.

Gas Propana (C3H8) Absorpsi dan ekstraksi.

Gas Propilena (C3H6) Cracking gas etana, propane, nafta dan kondensat.

Gas Butana (n-C4H10) Ekstraksi dan absorpsi.

Kondensat (C5H12 – C11H24) Ekstraksi dan absorpsi. Selain itu, juga dapat diperoleh dari kilang BBM.

Benzena, Toluena dan Xilena (BTX Aromatik) catalytic reforming.

Nafta (C6H14 – C12H26) Proses distilasi.

Kerosin (C12H26) Distilasi atmosferik.

Short Residue/ waxy residue

1. Ketersediaan Cadangan Gas Bumi (C1-C4)

60%-80% kandungannya dalah gas metana Hampir merata dan menjangkau dareah padat

penduduk dan pusat industri 2. Ketersediaan Bahan Baku Kondensat (C5-C11) : Kondensat dalam negeri selama ini diekspor ke luar negeri. Jika kandungan Produk paraffin dan olefinnya besar sebagai jalur olefin center Jika kandungan naftene dan aromatic besar sbg jalur aromatic center

3. Ketersediaan Bahan Baku Nafta (C6-C12): Diperoleh dari kilang Cilacap dan Balikpapan Produksinya diekspor ke luar negeri

4. Ketersediaan Bahan Baku residu / Low Sulfur Waxy Residu (LSWR) :

Berasal dari Kilang Dumai, Sungai Pakning dan Eksor I Balongan.

Industri petrokimia dibagi menjadi dua bagian besar :

Industri Petrokimia Hulu (upstream petrochemical) Masih berupa produk dasar (produk primer) dan produk antara (produk setengah jadi)

Industri Petrokimia Hilir (downstream petrochemical Berupa produk akhir dan atau produk jadi

Berdasarkan proses pembentukan dan pemanfaatannya, produk petrokimia dibagi menjadi empat jenis :

• Produk Dasar : gas CO dan H2 sintetik, etilena, propilena, butadiene, benzene, toluene, xilena dan n-parafin.

• Produk Antara : ammonia, methanol, carbon black, urea, etanol, etil klorida, cumene, propilen oksida, butyl alkohol, isobutilen, nitrobenzene, nitrotoluena, PTA (Purified Terepthalic Acid), TPA (Terepthalic Acid), DMT (Dimethyl terepthalate), kaprolaktam, LAB (Linear Alkyl Benzene), dll.

• Produk AkhirProduk Akhir : urea, carbon black, formaldehida, asetilena, polietilena, polipropilena, poli vinil klorida, polistirena, TNT (Trinitrotoluena), polyester, nilon, poliuretan, LAB sulfonat, dll.

• Produk JaProduk Jadidi : barang-barang yang banyak dipakai sehari-hari di rumah tangga.

Pupuk Urea (NH2CONH2) pertama kali dibuat secara sintetis oleh Frederich Wohler tahun 1928 dengan mereaksikan garam cyanat dengan ammonium hydroxide

Pada proses pembuatan amoniak dengan tekanan rendah dalam reaktor (±150 atmosfir) yaitu dengan reaksi reforming merubah CO menjadi CO2, penyerapan CO2 dan metanasi

Tingkat Pertama :

Gas bumi dan uap air direaksikan dengan katalis melalui pipa-pipa vertikal dalam dapur reforming pertama dan secara umum reaksi yang terjadi sebagai berikut:

CnH2n + nH2O nCO + (2n+1)H2 (panas)

CH4 + H2O CO + 3H2 (Panas)

• Tingkat kedua:

Udara dialirkan dan bercampur dengan arus gas dari reformer pertama di dalam reformer kedua menyempurnakan reaksi reforming dan memperoleh campuran gas yang mengandung nitrogen (N)

CH4 + H2O CO + 3H2 (Panas) reforming I

2 CH4 + 3O2 + N2 N2 + 2CO + 4H2O reforming II

udara

lalu campuran gas sesudah reforming direaksikan dengan H2O di dalam converter CO untuk mengubah CO menjadi CO2

CO + H2O CO2 + H2 diserap dengan K2CO3

K2CO3 + CO2 + H2O KHCO3

dipanaskan CO2 sbg bahan baku pembuatan urea.

Setelah CO2 dipisahkan maka sisa-sisa CO, CO2 (dalam campuran gas) dihilangkan mengubah zat-zat tsb menjadi CH4 kembali

CO + 3H2 CH4 + H2O

CO2 + 4H2 CH4 + 2H2O

Kmd sintesis nitrogen dengan hidrogen dalam suatu campuran ganda pada tekanan 150 atmosfir dan dialirkan ke dalam converter amoniak.N2 + 3H2 2NH3(l)

3

• Setelah didapatkan CO2 (gas) dan NH3 (cair), kedua senyawa ini direaksikan dalam reaktor urea dengan tekanan 200-250 atmosfer

2NH3 + CO2 NH2COONH4 + Q

ammonium karbamat NH2COONH4 NH2CONH2 + H2O – Q

ureaReaksi berlangsung tanpa katalisator (waktu ±25

menit)

Proses selanjutnya adalah memisahkan urea dari produk lain dengan memanaskan hasil reaksi (urea, biuret, ammonium karbamat, air dan amoniak kelebihan) dengan penurunan tekanan, dan temperatur 120-165 derajat Celsius,

Sehingga ammonium karbamat akan terurai menjadi NH3 dan CO2, dan kita akan mendapatkan urea CO(NH2)2 berkonsentrasi 70-75%

• Untuk mendapatkan konsentrasi urea yang lebih tinggi maka dilakukan pemekatan dengan cara:

1. Penguapan larutan urea di bawah vacuum (ruang hampa udara, tekanan 0,1 atmosfir mutlak), sehingga larutan menjadi jenuh dan mengkristal.

2. Memisahkan kristal dari cairan induknya dengan centrifuge

3. Penyaringan kristal dengan udara panas

• Untuk mendapatkan urea dalam bentuk butiran kecil, keras, padat maka kristal urea dipanaskan kembali sampai meleleh dan urea cair lalu disemprotkan melalui nozzle-nozzle kecil dari bagian atas menara pembutir (prilling tower).

• Sementara tetesan urea yang jatuh melalui nozzle tersebut, dihembuskan udara dingin ke atas sehingga tetesan urea akan membeku dan menjadi butir urea yang keras dan padat.

Reaksi Pembentukan Pupuk Urea :

Tahap 1 : Pembentukan Amonia Carbamat (NH4COONH2)

2 NH3 + CO2 NH4COONH2

Tahap 2 : Pengkristalan ammonium carbamat di dalam prilling tower menjadi urea

NH4COONH2 CO(NH2)2 + H2O

Reaksi Pembentukan Formaldehida (CH2O)

Reaksi yang terjadi adalah reaksi oksidasi methanol

pada suhu 250oC, dengan katalis tembaga. Cu

2 CH3OH + O2 2 CH2O + 2 H2O

Reaksi Pembentukan Urea Formaldehida