PROSES PRODUKSI PUPUK DALAM INDUSTRI

 

Proses Produksi Pupuk dalam Industri

Sumber : www.mistar.id

Nama : Adam Syafarrazzaq

Kode Peserta : @R14-Adam

Abstrak

       Industri agrokimia di Indonesia mengalami peningkatan terutama industri yang memproduksi pupuk dalam lima tahun terakhir. Jenis pupuk yang diproduksi pabrik tersebut terdiri atas Urea, NPK, SP-36, ZA, dan ZK. Bahan baku untuk produk pupuk yang dibuat tersebut seperti ammonia juga mengalami peningkatan produksi sehingga membantu peningkatan produksi dalam industry secara keseluruhan. Industri pupuk merupakan merupakan industri yang sangat menopang pembangunan berkelanjutan di Indonesia mengingat Indonesia masih bergantung dalam sektor pertanian dan perkebunan.

         Pupuk merupakan semua bahan yang ditambahkan pada tanah dengan maksud untuk memperbaiki sifat fisis, kimia dan biologis. Teknologi pembuatan pupuk sangat erat kaitannya dengan bahan baku yang digunakan, penggunaan bahan baku sangat menentukan jenis pupuk yang dihasilkan. metode atau cara yang digunakan selama proses pengolahan mempengaruhi aspek ekonomi dan efisiensi. Maka dari itu, sebuah perusahaan pupuk harus memperhatikan proses produksi pupuk secara bertahap agar menghasilkan produk dengan efisiensi yang tinggi.

      Sebagai contoh, Pt. Pusri yang merupakan pabrik pupuk terbesar di Indonesia memiliki unit pembuatan amoniak dan unit pembuatan pupuk dalam satu area dimana bahan baku pupuk amoniak diproduksi sendiri oleh perusahaan tersebut. Unit proses produksi amoniak terdiri atas Feed Treating Unit, Reforming UnitP, urification & Methanasi, dan Compression Synloop & Refrigeration Unit. Amoniak yang sudah diproduksi tersebut akan masuk ke unit pembuatan urea yang teriri atas unit sintesa, unit purifikasi, unit kristaliser, unit prilling, unit recovery, dan unit proses kondensat treatment.

Kata Kunci : Pupuk, Ammonia, Urea

 

Pendahuluan

                Agrokimia merupakan semua bahan-bahan kimia yang sering digunakan untuk dalam pertanian. Bahan kimia yang digunakan dalam pertanian ini berfungsi untuk membantu pertumbuhan dan perkembangan tanaman serta melindungi tanaman dari gangguan seperti hama dan penyakit pada tumbuhan. Penggolongan bahan yang termasuk agrokimia adalah pestisida, pupuk, dan agen pengapuran atau pengasaman.

                Pupuk adalah adalah senyawa kimia yang digunakan untuk meningkatkan pertumbuhan tanaman. Pupuk digunakan untuk mengurangi kekurangan nutrisi di dalam tanah. Biasanya, ini diaplikasikan ke tanah atau ke jaringan tanaman. Pupuk dapat dikategorikan menjadi dua kategori: pupuk organik dan anorganik. Pupuk organik secara alami adalah zat yang ada yang disiapkan melalui proses alami. Pupuk anorganik, yang juga disebut pupuk sintetis diproduksi secara buatan dengan menggunakan proses kimia dengan memanfaatkan endapan alami, yang diubah secara kimiawi.

               

Permasalahan

        Industri pupuk dalam negeri, Indonesia, merupakan negara agraris yang sebagian besar penduduknya adalah petani, sehingga sektor pertanian memiliki peranan yang sangat penting di Indonesia karena mampu meningkatkan sektor ekonomi Indonesia yang masih bergantung dalam sektor agraris. Industri pupuk di Indonesia memiliki beragam teknologi dalam pengolahan pupuk sehingga menghasilkan berbagai jenis pupuk seperti Urea, NPK, SP-36, ZA, dan ZK. Pengolahan pupuk ini berdasarkan aspek ekonomi dan efisiensi produk yang dihasilkan sehingga mampu memproduksi pupuk secara massal yang mampu memenuhi permintaan pasar.

                Pengolahan pupuk didasarkan pada pengolahan bahan baku yang digunakan dalam pupuk. Pemakaian pupuk bertujuan untuk menambahkan unsur-unsur yang diperlukan bagi tumbuhan untuk dapat tumbuh subur. Pupuk terbagi atas dua jenis, yaitu pupuk alami dan pupuk buatan. Dalam sebuah pabrik yang menggunakan bahan baku amoniak, produksi berawal ddari bahan mentah berupa gas alam. Gas alam di indonesia masih melimpah sehingga banyak digunakan untuk berbagai keperluan, termasuk dalam pembuatan pupuk.

Pembahasan

                Berbagai industri pupuk dapat ditemukan  di Indonesia dengan berbagai jenis pupuk yang dihasilkan. Penjualan pupuk Indonesia memiliki nilai ekonomis yang dapat membantu pembangunan berkelanjutan dalam sektor agraris Indonesia. Industri pupuk Indonesia berada dalam naungan Pt. Pupuk Indonesia termasuk salah satunya perusahaan pupuk terbesar yang berpusat di Palembang bernama Pt. Pupuk Sriwijaya. Perusahaan ini memproduksi pupuk dengan pabrik pengolahan bahan baku berupa ammonia dan pembuatan urea berada di satu area industri. Ammonia ini merupakan bahan baku utama dalam pembuatan pupuk urea bersama dengan gas karbon dioksida.

        Sumber : Website PT. Pusri

Produksi diawali dengan pembuatan bahan baku utama berupa amoniak. Di dalam pabrik Pupuk Sriwijaya, pabrik amoniak memiliki  unit sebagai berikut:

 

(1) Feed Treating Unit

Gas Alam yang masih mengandung kotoran (impurities), terutama senyawa belerang sebelum masuk ke Reforming Unit harus dibersihkan dahulu di unit ini, agar tidak menimbulkan keracunan pada Katalisator di Reforming Unit. Untuk menghilangkan senyawa belerang yang terkandung dalam gas alam, maka gas alam tersebut dilewatkan dalam suatu bejana yang disebut Desulfurizer. Gas alam yang bebas sulfur ini selanjutnya dikirim ke Reforming Unit.

(2) Reforming Unit

Di reforming unit gas alam yang sudah bersih dicampur dengan uap air, dipanaskan, kemudian direaksikan di Primary Reformer, hasil rekasi yang berupa gas-gas hydrogen dan carbon dioxide dikirm ke Secondary Reformer dan direaksikan dengan udara sehingga dihasilkan gas-gas sebagai berikut :

- Hidrogen

- Nitrogen

- Karbon Dioksida

Gas gas hasil reaksi ini dikirim ke Unit purifikasi dan Methanasi untuk dipisahkan gas karbon dioksidanya.

(3) Purification & Methanasi

Karbon dioksida yang ada dalam gas hasil reaksi Reforming Unit dipisahkan dahulu di Unit Purification, Karbon Dioksida yang telah dipisahkan dikirim sebagai bahan baku Pabrik Urea. Sisa karbon dioksida yang terbawa dalam gas proses, akan menimbulkan racun pada katalisator ammonia converter, oleh karena itu sebelum gas proses ini dikirim ke Unit Synloop & Refrigeration terlebih dahulu masuk ke Methanator

(4) Compression Synloop & Refrigeration Unit

Gas Proses yang keluar dari Methanator dengan perbandingan gas hidrogen : nitrogen = 3 : 1, ditekan atau dimampatkan untuk mencapai tekanan yang diinginkan oleh Ammonia Converter agar terjadi reaksi pembentukan, uap ini kemudian masuk ke Unit Refrigerasi sehingga didapatkan amoniak dalam fasa cair yang selanjutnya digunakan sebagai bahan baku pembuatan Urea.

Hasil / produk pada proses di atas adalah gas ammonia cair serta karbon dioksida yang digunakan sebagai bahan baku pembuatan Urea. Urea tersebut kemudian diproses di pabrik urea. Proses pembuatan urea dibagai atas 6 proses :

1. Sintesa Unit

Unit ini merupakan bagian terpenting dari pabrik Urea, untuk mensintesa dengan mereaksikan NH3 cair dan gas CO2 didalam Urea Reactor dan kedalam reaktor ini dimasukkan juga larutan Recycle karbamat yang berasal dari bagian Recovery. Tekanan operasi proses sintesa adalah 175 Kg/cm2. Hasil Sintesa Urea dikirim ke bagian Purifikasi untuk dipisahkan Ammonium Karbamat dan kelebihan amonianya setelah dilakukan Stripping oleh CO2.

2. Purifikasi Unit

Amonium Karbamat yang tidak terkonversi dan kelebihan amonia di Unit Sintesa diuraikan dan dipisahkan dengan cara penurunan tekanan dan pemanasan dengan 2 langkah penurunan tekanan, yaitu pada 17 Kg/cm2 dan 22,2 Kg/cm2. Hasil penguraian berupa gas CO2 dan NH3 dikirim kebagian recovery, sedangkan larutan urea dikirim ke bagian Kristaliser.

3. Kristaliser Unit

Larutan Urea dari unit Purifikasi dikristalkan di bagian ini secara vakum, kemudian kristal urea dipisahkan di pemutar sentrifugal. Panas yang diperlukan untuk menguapkan air diambil dari panas sensibel larutan urea, maupun panas kristalisasi urea dan panas yang diambil dari sirkulasi urea slurry ke HP Absorber dari Recovery.

4. Prilling Unit

Kristal urea keluaran pemutar sentrifugal dikeringkan sampai menjadi 99,8 % berat dengan udara panas, kemudian dikirimkan ke bagian atas prilling tower untuk dilelehkan dan didistribusikan merata ke distributor, dan dari distributor dijatuhkan kebawah sambil didinginkan oleh udara dari bawah dan menghasilkan produk urea butiran (prill). Produk urea dikirim ke Bulk Storage dengan Belt Conveyor.

5. Recovery Unit

Gas Ammonia dan Gas CO2 yang dipisahkan dibagian Purifikasi diambil kembali dengan 2 langkah absorbsi dengan menggunakan Mother Liquor sebagai absorben, kemudian direcycle kembali ke bagian Sintesa.

6. Proses Kondensat Treatment Unit

Uap air yang menguap dan terpisahkan dibagian kristalliser didinginkan dan dikondensasikan. Sejumlah kecil urea, NH3 dan CO2 ikut kondensat kemudian diolah dan dipisahkan di Stripper dan Hydroliser. Gas CO2 dan gas NH3 dikirim kembali ke bagian purifikasi untuk direcover. Sedang air kondensatnya dikirim ke utilitas.Sintesa urea dapat berlangsung dengan bantuan tekanan tinggi. Sintesa ini dilaksanakan untuk pertama kalinya oleh BASF pada tahun 1941 dengan bahan baku karbon dioksida (CO2) dan amoniak (NH3).

Sintesa urea berlangsung dalam dua bagian. Selama bagian reaksi pertama berlangsung, dari amoniak dan karbon dioksida akan terbentuk amonium karbamat. Reaksi ini bersifat eksoterm.

2NH3 (g) + CO2 (g) NH2COONH4 (s) ΔH = -159,7 kJ

Pada bagian kedua, dari amonium karbamat terbentuk urea dan air. Reaksi ini bersifat endoterm.

NH2COONH4 (s) NH2CONH2 (aq) + H2O (l) ΔH = 41,43 kJ

Sintesa dapat ditulis menurut persamaan reaksi sebagai berikut:

2NH3 (g) + CO2 (g) NH2CONH2 (aq) + H2O (l) ΔH = -118,27 kJ

Kedua bagian reaksi berlangsung dalam fase cair pada interval temperatur mulai 170-190°C dan pada tekanan 130 sampai 200 bar. Reaksi keseluruhan adalah eksoterm. Panas reaksi diambil dalam sistem dengan jalan pembuatan uap air. Bagian reaksi kedua merupakan langkah yang menentukan kecepatan reaksi dikarenakan reaksi ini berlangsung lebih lambat dari pada reaksi bagian pertama.

Kesimpulan

Pupuk termasuk dalam bahan agrokimia yang berguna untuk meningkatkan pekembangan tanaman dengan menyediakan mineral dan nutrisi bagi tanaman. Industri pupuk di Indonesia membantu pembangunan berkelanjutan dalam sektor agraris dengan berbagai jenis pupuk untuk segala kebutuhan tanaman. Sebagai contoh dalam perusahaan Pt. Pusri yang merupakan pabrik pupuk terbesar di Indonesia mempunyai pabrik pengolahan amoniak dan urea dalam satu area. Amoniak merupakan bahan baku utama dari pupuk area dan didapatkan dari gas alam. Gas alam ini perlu dipisahkan dari zat sulfur karena sulfur merupakan zat yang berbahaya. Setelah itu amonia dan metana direaksikan dengan karbon dioksida melalui beberapa proses yang kemudian menghasilkan pupuk urea.

Daftar Pustaka

cdmione.com. (2017, 4 Agustus). Industri Pupuk di Indonesia. Diakses pada 29 Oktober 2020, dari https://www.cdmione.com/industri-pupuk-di-indonesia/

kampuscuy.blogspot.com. (2012, 6 Juni). Proses Prroduksi Pupuk di Pt. Sriwidjaja. Diakses pada 29 Oktober 2020 dari http://kampuscuy.blogspot.com/2012/06/proses-produksi-pupuk-di-pt-pupuk.html

Sulanjana, Agung dkk. 2005. Makalah Industri Pupuk dan Amonia. Bandung; Jurusan Pendidikan Kimia FPMIPA UPI.