TRCITRCI

04/19/23 1

PRINSIP PROSES DAN OPERASI “TRCI”PRINSIP PROSES DAN OPERASI “TRCI”

Proses Total Recycle C Improve Toyo Enggineering Corporation (TEC) mempunyai karakteristik:1. Mudah dioperasikan. 2. Biaya rendah.3. Kualitas produksi tinggi.

Bahan baku: gas karbon dioksida dan ammonia cair

Produk: Urea berbentuk Prill, yaitu butiran padat dengan lapisan luar yang agak keras.( kemilau )

Dirancang untuk memproduksi 1725 ton urea prill perhari.

TRCITRCI

04/19/23 2

BAHAN BAKUBAHAN BAKU

AMMONIA CAIR (0,58 MT/T urea) NH3 : 99,5 % wt (minimal).

H2O : 0,5 % wt (maksimal).

Oil Content : 5,0 ppm (maksimal). Temperatur : 25 ~ 30 0C Tekanan : 18 Kg/cm2g.

Pada suhu kamar (25 0C, 1 Atm), ammonia merupakan gas tidak bewarna yang mempunyai bau tajam, lebih ringan dari udara, sangat mudah larut dalam air, apabila terhirup dapat menimbulkan air mata, dalam jumlah yang besar dapat menyebabkan sesak nafas. (710 vol NH3 larut dalam 1 vol

air).

TRCITRCI

04/19/23 3

BAHAN BAKUBAHAN BAKU

GAS CO2 ( 0,76 MT/T Urea) CO2 : 98 % wt (min).

Total Sulfur : 1,0 ppm vol (maks). Temperatur : 38 0C Tekanan : 0,6 Kg/cm2g.

Pada suhu kamar (25 0C, 1 Atm) berupa gas tidak bewarna, mempunyai bau dan rasa yang lemah, tidak beracun, larut dalam air (1:1), dan mempunyai efek sesak nafas dan gangguan terhadap keseimbangan badan.

TRCITRCI

04/19/23 4

1. Nitrogen = 46,2 % (minimal).2. Biuret = 0,5 % (maksimal).3. Moisture (H2O) = 0,3 % (maksimal).4. Kandungan Fe = 1,0 ppm (maksimal). 5. NH3 bebas = 150 ppm (maksimal).6. Abu = 15 ppm (maksimal).7. Ukuran prill 6 ~ 8 mesh = 98 % (minimal).8. Ukuran untuk 25 mesh = 2 % (maksimal).

Spesifikasi produk

TRCITRCI

04/19/23 5

Proses pembuatan Urea

Dibagi dalam 4 seksi dan blok diagram over allnya adalah sbb:

NH3

Seksi sinthesis

SeksiRecovery

Seksi Pembutiran

Seksi Kristalisasi

Seksi Purifikasi

Urea

CO2

Diagram balok proses UreaDiagram balok proses Urea

TRCITRCI

04/19/23 6

TRCITRCI

04/19/23 7

Diskripsi proses seksi sinthesaDiskripsi proses seksi sinthesa

Urea dibuat dari ammonia cair, gas karbon dioksida dan larutan ammonium karbamat dlm suatu reactor pada P dan T tinggi.

Reactor Urea P IV: dinding dalamnya Titanium, desain operasi pada P 250 Kg/cm2g dan T 200 0C dengan waktu tinggal 25 menit.

Reaktor Urea P III: dinding dalamnya stainles, terdapat 14 tingkat distributor (plat yang berlobang-lobang) dan desain operasi pada P 200 Kg/cm2g dan T 190 0C dengan waktu tinggal 31 menit.

TRCITRCI

04/19/23 8

Diskripsi proses seksi sinthesaDiskripsi proses seksi sinthesa

Ammonia cair dari Ammonia Reservoir (FA-401) dipompakan dari tekanan 16,5 Kg/cm2g menjadi 200 Kg/cm2g. Sebelum masuk ke reactor terlebih dahulu dipanasi hingga 67 0C dan masuk ke reaktor melalui kerangan EMV-102.

TRCITRCI

04/19/23 9

Gas Karbon dioksida dari pabrik Ammonia dipisahkan kandungan airnya di Suction Separator (FA-161), dikompress hingga 200 Kg/cm2g baru masuk ke reactor melalui kerangan EMV-101.

Larutan Ammonium karbamat yang diumpankan ke Reaktor merupakan recycle hasil olahan di seksi recovery.

TRCITRCI

04/19/23 10

Pengaruh Temperatur

Reaksi dalam fasa cair. Temperature tinggi maka tekanan juga harus tinggi pula agar campuran reaksi tetap dalam fasa cair

Reaksi (1) kecepatan tinggi tanpa katalis bahkan sampai hampir sempurna asalkan tekanan system lebih tinggi daripada tekanan dekomposisinya.

TRCITRCI

04/19/23 11

Pembentukan ammonium karbamat merupakan reaksi yang sangat eksotermik, oleh karena itu pemindahan panas secara terus menerus perlu dilakukan agar temperature tidak melebihi temperature dekomposisinya.  

Sedangkan reaksi (2) adalah reaksi endotermik lemah, sehingga kelebihan panas maka akan memperbesar laju pembentukan biuret, hal ini ditekan dengan ammonia excess dan waktu tinggal yang singkat. Perlu diingat Biuret tidak dikehendaki karena akan mengurangi produk urea dan menjadi racun bagi tanaman.

TRCITRCI

04/19/23 12

Temperatur top reactor dijaga pada 190 0C s/d 192 0C. Temperatur rendah menurunkan konversi ammonium karbamat, sebaliknya jika temperature top reactor melebihi 200 0C dinding reactor akan terkorosi dengan cepat. Demikian juga tekanan reactor akan ikut naik dan ini bahaya.

TRCITRCI

04/19/23 13

Tekanan rendah memperkecil konversi CO2, Sedang bila tinggi sangat berbahaya terhadap kekuatan dan ketahanan reactor .

Pengaruh Tekanan

Reaksi pada tekanan sistem diatas tekanan disosiasi ammonium karbamat pada temperatur diatas titik lelehnya, maka praktis tekanan hanya berpengaruh pada proses perpindahan massa antar fasa.

TRCITRCI

04/19/23 14

Pengaruh komposisi reaktan

Perbandingan NH3/CO2 umpan reactor yang sesuai (4/1) dan kadar air yang kecil akan menaikkan derajat konversi

Excess ammonia sebagai akan menyerap air yang terbentuk sehingga mencegah reaksi balik dari urea. Namun harus dipisahkan pada proses selanjutnya.

TRCITRCI

04/19/23 15

Pengaruh kombinasi T, P dan ratio.

Pada temperature, tekanan reactor dan perbandingan mol NH3/CO2 yang rendah akan menurunkan konversi CO2. Selain itu penurunan konversi CO2 juga akan memperbesar kandungan CO2 dalam larutan, jika terlalu tinggi maka keseimbangan di High Pressure Absorber ( DA-401) akan hilang, maka proses absorbsi akan terganggu sehingga CO2 lolos bersama-sama dengan NH3 dari top HPA membentuk ammonium karbamat padat yang akan menyumbat pipa-pipa dan merusak peralatan yang terbuat dari karbon steel.

Pengaturan kondisi operasi di Reaktor dilakukan dengan kombinasi antara excess ammonia ke reactor, larutan karbamat recycle dan temperature ammonia cair yang masuk ke reactor.

TRCITRCI

04/19/23 16

Pengaruh kombinasi T, P dan ratio.

Pada temperature, tekanan reactor dan perbandingan mol NH3/CO2 yang rendah akan menurunkan konversi CO2. Selain itu penurunan konversi CO2 juga akan memperbesar kandungan CO2 dalam larutan, jika terlalu tinggi maka keseimbangan di High Pressure Absorber ( DA-401) akan hilang, maka proses absorbsi akan terganggu sehingga CO2 lolos bersama-sama dengan NH3 dari top HPA membentuk ammonium karbamat padat yang akan menyumbat pipa-pipa dan merusak peralatan yang terbuat dari karbon steel.

TRCITRCI

04/19/23 17

Seksi PurifikasiSeksi Purifikasi

Fungsi: memurnikan Urea dengan Reaksi sbb:

NH2COONH4 2NH3 + CO2 + H2O

Urea dapat pula terhidrolisa sbb:

NH2CONH2 + H2O 2 NH3 + CO2

TRCITRCI

04/19/23 18

Seksi PurifikasiSeksi Purifikasi

Penguraian dengan pemanasan dan penurunan tekanan sehingga NH3 dan CO2 dapat dipisahkan dari larutan Ureanya.

Penguraian dalam 3 tahapan, yaitu:

1. High Pressure Dekomposer (HPD)

2. Low Pressure Dekomposer (LPD)

3. Gas Separator (GS)

TRCITRCI

04/19/23 19

TRCITRCI

04/19/23 20

Diskripsi proses seksi PurifikasiDiskripsi proses seksi Purifikasi

High Pressure Decomposer HPD

Terdiri dari (internal equipment):

Ruang flashing, Empat tingkat sieve tray, Penyekat, Falling film heater FFH dan Penampung larutan.

TRCITRCI

04/19/23 21

Diskripsi proses seksi PurifikasiDiskripsi proses seksi Purifikasi

Campuran urea, ammonium karbamat dan gas-gas produk reactor dengan tekanan 17 kg/cm2g dan temperature 124 0C masuk ke bagian atas HPD (DA-201) memancar yang menyebabkan gas-gas terpisah dari cairannya. Gas naik ke atas sedangkan larutan mengalir kebawah melalui empat buah sieve tray ditampung oleh suatu penyekat yang selanjutnya dialirkan menuju Falling Film Heater (FFH) dan ditampung untuk proses selanjutnya.

TRCITRCI

04/19/23 22

Low Pressure Decomposer LPD (DA-202)

Terdiri dari (internal equipment):

Ruang flashing, Empat tingkat sieve tray, Penyekat, Packed bed Raschig Ring dan Penampung larutan.

Larutan dari HPD dengan tekanan 17 Kg/cm2g dan temperature 160 0C masuk ke LPD dengan cara memancar sehingga gas dan larutannya terpisah.

TRCITRCI

04/19/23 23

Low Pressure Decomposer LPD (DA-202)

Larutan yang terdiri dari urea, ammonium karbamat dan sedikit ammonia turun kebawah melalui empat buah sieve tray ditampung oleh suatu penyekat yang selanjutnya dialirkan menuju ke Packed bed dan ditampung untuk ke proses berikutnya.  

TRCITRCI

04/19/23 24

Gas Separator (DA-203)

Terdiri dari (internal equipment):

Bagian atas Gas separator dan bawah Oxidizing Column

Larutan dari LPD pada 2.4 Kg/cm2g dan 116 0C memasuki Gas Separator melalui pipa sparger sehingga gas akan terpisah dari larutannya. Campuran gas menuju ke Off Gas Condenser (EA-406) sedangkan larutan turun kebawah melalui pipa yang berbentuk U ke Oxidixing Column.

TRCITRCI

04/19/23 25

Gas Separator (DA-203)

Didalam Oxidizing Column larutan mengalir melalui packed bed yang berisi raschig ring dan terjadi kontak dengan udara yang dihembuskan oleh Off Gas Circulating Blower (GB-401) yang berfungsi untuk menghilangkan sisa-sisa ammonia dan karbon dioksida serta mengoksidasi logam-logam yang mungkin ada dalam larutan.

TRCITRCI

04/19/23 26

SEKSI RECOVERYSEKSI RECOVERY

Fungsi: mengembalikan campuran gas NH3 dan CO2 hasil dekomposisi ke reactor dlm bentuk larutan Amm.

TRCITRCI

04/19/23 27

SEKSI RECOVERYSEKSI RECOVERY

TRCITRCI

04/19/23 28

Diskripsi proses Recovery Diskripsi proses Recovery KarbamatKarbamat

Gas gabungan dari Gas Separator dan Oxidizing Column mengalami kondensasi didalam Shell Side Off Gas Condenser. Cairan yang terbentuk ditampung di Off Gas Absorbent Tank dan diencerkan dgn kondensat. Sedangkan yang tidak terkondensasi dialirkan ke bagian bawah Off gas Absorber.

TRCITRCI

04/19/23 29

Diskripsi proses Recovery Diskripsi proses Recovery KarbamatKarbamat

Off Gas Absorber terdiri dua packed bed:

Bagian atas: Larutan ammonium karbonat encer dari OGAT.

Bagian bawah: Larutan sirkulasi ammonium karbonat encer dari bagian bawah Off Gas Absorber.

Larutan ammonium karbamat dari LPA dipompakan ke bagian atas High Pressure Absorber.

TRCITRCI

04/19/23 30

Didalam High Pressure Absorber Cooler (HPAC) dan HPA semua gas carbon dioksida dari HPD diserap seluruhnya sehingga menjadi ammonium karbamat dgn absorbennya Aqua Ammonia dari LPA yang berasal dari Ammonia Recovery Absorber.

TRCITRCI

04/19/23 31

AAbsorbsi tersebut terjadi dalam tiga tahap, yaitu : Tahap pertama: Campuran gas dari puncak HPD masuk pada dasar HPAC dan membentuk gelembung gas dalam larutan, disini 65 % gas terabsorbsi. Tahap kedua: Campuran gas sisa keluar dari HPAC ke bagian bawah dari HPA, kemudian naik keatas melewati packed column, dimana 35 % gas terabsorbsi.  Tahap ketiga: Gas ammonia dari packed column discrubbed oleh larutan ammonia cair agar sisa karbon dioksida dapat diserap dengan sempurna.

TRCITRCI

04/19/23 32

Recovery Ammonia.Recovery Ammonia.

Fungi: memisahkan ammonia dari campurannya (gas-gas inert) dengan kondensasi dan penyerapan.

TRCITRCI

04/19/23 33

Recovery Ammonia.Recovery Ammonia.

TRCITRCI

04/19/23 34

Diskripsi proses Recovery Ammonia

Gas ammonia dari puncak HPA ke shell side Ammonia Condenser, hampir semua gas ammonia terkondensasi, turun ke Ammonia Reservoir. Gas inert yang tidak terkondensasi dan sedikit ammonia mengalir ke Amm. Recovery Absorber.

TRCITRCI

04/19/23 35

Diskripsi proses Recovery Ammonia Amm. Recovery Absorber. terdiri empat absorber yang tersusun seri keatas semakin kecil. Campuran gas masuk absorber paling bawah melalui pipa sparger yang terendam cairan. Gas ammonia yang tidak terserap naik keatas melalui pipa keabsorber diatasnya seterusnya sampai ke yang paling atas, dimana ammonia gas ini diserap dengan condensate dingin sehingga membentuk Aqua Ammonia yang kemudian turun kebawah secara over flow di absorber paling atas dan seterusnya turun sampai yg paling bawah. Aqua ammonia ini selanjutnya untuk penyerap di HPA. Gas Inert dikeluarkan via PIC-403 di top absorber.

TRCITRCI

04/19/23 36

SEKSI KRISTALISASI DAN SEKSI KRISTALISASI DAN PEMBUTIRANPEMBUTIRAN..

Fungsi: Membutirkan Urea yang terlebih dahulu dikristalkan (Finishing)

TRCITRCI

04/19/23 37

SEKSI KRISTALISASI DAN PEMBUTIRAN.SEKSI KRISTALISASI DAN PEMBUTIRAN.

TRCITRCI

04/19/23 38

Diskripsi proses finishingDiskripsi proses finishing

Kristallisasi terdiri peralatan:

1.Kristallisasi bagian bawah, Kristalisasi bagian atas dan Vacuum Generator.

Pipa Barometric leg menghubungkan bag atas dan bawah, vacuum terjadi di Vacuum Generator dgn barometric Condenser dan Steam Ejector.

TRCITRCI

04/19/23 39

Diskripsi proses finishingDiskripsi proses finishing

Larutan Urea dari Oxidizing column dipompakan ke kristaliser bagian bawah. Kristalisasi urea dilakukan dengan suasana vacuum sehingga air menguap pada temperature rendah.

Sebagian larutan bagian bawah dipompakan ke tube side HPAC sebagai penyerap panas, kemudian kembali bagian atas.

TRCITRCI

04/19/23 40

CentrifugeCentrifuge

Kristal urea slurry dari bagian bawah kristaliser memasuki Prethickener yang terdapat kasa untuk menyaring larutan urea dimana larutan pekat tertahan dan turun ke centrifuge sedang larutan encer lolos dan turun ke Mother Liquor Tank. Di centri-fuge larutan urea pekat masuk basket distributor yang berputar.

TRCITRCI

04/19/23 41

CentrifugeCentrifuge

Gaya sentrifugal melempar air ke distributor basket lalu turun ke mother liquor Tank, basket distributor juga bergerak maju mundur untuk mendorong urea kedepan memasuki lorong melingkar yang dipasang tepat berada didepan dari basket yang diujungnya ada penyekrap kristal urea (Cake Scrapper). Selanjutnya ke Cake Catcher yaitu sebuah lorong yang berpu-tar kebawah.

Kristal urea kering terdorong keatas oleh udara panas melalui pipa Pneumatic kepuncak Prilling Tower oleh isapan fan.

TRCITRCI

04/19/23 42

Pneumatic line memasuki cyclone pada bagian samping sedemikian rupa sehingga kristal urea kering turun kebawah dengan memutar pada dinding dalam cyclone karena gaya sentrifugal, selanjutnya menumpuk dibagian bawah dari Dust Box Cyclone sampai tekanan berat tumpukan urea lebih besar dari tekanan vacuum yang menarik lempengan penutup (Trickle Valve) dibagian bawah Dust Box sehingga Trickle Valve akan membuka. Urea turun ke Screw Conveyor, seterusnya masuk ke Melter. Bila urea sudah turun semua maka vacuum akan terbentuk lagi sehingga trickle valve nutup kembali. Demikian berulang bergantian pada 4 buah Cyclon yang ada.

CycloneCyclone

TRCITRCI

04/19/23 43

CycloneCyclone

Kristal urea jatuh diatas tube peleleh di dalam melter yang dipanasi dgn steam. Untuk melelehkan sampai ke inti kristal pada bagian bawah antara tube dipasang Spacer Rod, sehingga celah turun urea leleh mengecil, dan pelelehan jadi sempurna.

Urea leleh turun ke Head tank lalu masuk ke Acoustic Granulator dan dipancarkan keluar melalui lobang-lobang distributor yang terdapat dibagian bawah acoustic granulator.

TRCITRCI

04/19/23 44

Temperatur outlet melter diatur pada 138 0C. Bila T 136 0C maka urea leleh akan sulit lolos lobang distributor (buntu), dan bila melebihi 140 0C urea akan berubah menjadi Biuret.

Selanjutnya pancaran Urea leleh turun kebawah dan kontak langsung sepanjang terowongan vertical dgn hembusan udara dari fan GB-303 sampai temperature 40 0C. Urea terkumpul di dasar terowongan seperti hujan kemudian dikirim ke Trommol Screen dimana urea produk dipisahkan dari yang over size. Akhirnya dikirim ke Gudang melalui Belt Conveyor yang dipasang peralatan untuk timbangan yang disebut Belt Scale dengan peralatan timbangan WIS-301.

TRCITRCI

04/19/23 45

Hembusan udara yang membawa debu urea, sebelum keluar dari ruang dust chamber terlebih dahulu diserap ureanya dengan air yang dispraykan diatas packed bed.

Aslinya Pabrik adalah ditangkap dengan Uretan Filter. Perubahan ini merupakan salah satu proyek LH “MDRS” Modifikasi Dust Recovery Sistem. Udara keluar selain karena hembusan juga karena parallel diisap oleh fan yang dipasang di bagian atas dari ruang dust chamber.

TRCITRCI

04/19/23 46

LLarutan urea yang terbentuk di Dust Chamber berasal dari : Air sprayer penyerap debu urea di dust separator. Air sprayer untuk packed column dust chamber, dan menyerap debu yang berasal dari ruang bawah Acoustic Granular.

Larutan dust chamber turun secara overflow kebawah prilling tower dan ditampung di Disolving Tank. Seterusnya akan dikembalikan lagi untuk didaur ulang.

TRCITRCI

04/19/23 47

TRCITRCI

04/19/23 48