1.1. Sifat fisik dan Kimia
a. Bahan Baku
1.
Urea (CH4N2O)
Sifat Fisik :
·
Berat Molekul : 60,06 g / mol
·
Spesific
Gravity : 1,335 g / cm ³
(200C/40C)
·
Titik
lebur : 133-135 0C
·
Kelarutan
dalam air : 107,9 g/100 ml (200C)
167 g/100ml (400C)
251 g/100 ml (600C)
400 g/100 ml (800C)
20 (200C dalam 100 % alkohol)
·
Panas
pembakaran : -91,02 .105 J/kg
Sifat Kimia :
·
Urea
dibuat dari hidrolisis parsial cyanamide.
H2N-CN + H2O
→ H2N-CO-NH2
·
Urea
dihasilkan dari reaksi antara ammonia dengan karbon dioksida.
CO2 + NH3 ↔ H2N – CO - NH2 +
H2O
·
Urea
dapat bereaksi dengan formaldehid.
NH2-CO-NH2 + HCHO →NH2 – CO -
NH2 + CH2OH
·
Pemanasan
ammonium sianat dapat terurai menjadi urea.
NH4+OCN→ H2NCONH2
2.
Amonia (NH3)
Sifat Fisik :
·
Rumus molekul : NH3
·
Berat Molekul : 17,03 g/gmol
·
Titik didih : -33,45 oC
·
Titik cair normal : -77,7 °C
·
Temperatur kritis : 207,5 °C
·
Tekanan kritis : 111,3 atm
·
Volume kritis : 0,08040 m3/kg mol
·
ΔΗof :
-39,222 kJ/mol
·
Densitas ( 0 °C ) : 0,682 g/cc
·
Indeks bias, eg : 1,325
·
Fase : cair jenuh (30 oC ;
11,5 atm)
·
Warna : tidak berwarna
·
Sifat : berbau tajam (khas
ammonia)
·
Kemurnian : 99,40 %
·
Spesific gravity (-79 oC) :
0,817
( 15 oC) : 0.617
·
Kelarutan dalam air ( 25 °C ) :
0,94 %
Sifat Kimia :
·
Ammonia dapat membentuk
campuran, mudah terbakar dengan udara pada nilai ambang batas (16,25 % volume)
·
Bahaya ledakan ammonia akan
semakin meluas apabila kontak dengan oksigen pada temperatur serta tekanan
tinggi di atmosfer.
·
Reaksi oksidasi-reduksi : 2NH3 + 5/2
O2 2NO
+ 3H2O
Jika tanpa katalis
2NH3 + 3/2 O2 N2+ 3H2O
3CuO + 2NH3 3Cu +
3H2O
+ N2
·
Reaksi substitusi
Masuknya ion H+ dalam
ammonia, yang sering disebut ammonisasi. Misalnya : NH3 + H2O NH4OH NH4+ + OH-
NH3
+ HX NH4++ X-
·
Reaksi ammonolisis
Reaksi ammonia dengan senyawa lain
dimana ammonia bereaksi sebagai gugus NH2 Misalnya
:
HgCl2 + 2NH3 Hg(NH2)Cl +
NH4Cl
3.
Karbondioksida
Sifat Fisik :
Sifat Fisik :
·
Rumus
Molekul : CO2
·
Titik Beku Cair : -56,6oC
(5,2 atm)
·
Tekanan kritis : 73 atm
·
Suhu kritis : 31 oC
·
Tak menyala dan tak berbau dan
tidak berwarna
·
Densitas : 1,98 kg/m³
Sifat Kimia :
·
Karbon dioksida dapat bereaksi
dengan natrium karbonat dan air.
Na2CO3 + CO2 + H2O ↔ 2NaHCO3
·
Kalsium
karbonat dapat terurai menjadi kalsium oksida dan karbon dioksida bila dilakukan pemanasan.
CaCO3 CaO + CO2
·
Karbon
monoksida dapat bereaksi dengan gas hidrogen untuk menghasilkan benzen dan
karbon dioksida.
12CO + 3H2 C6H6 + 6O2
·
Tembaga
oksida dapat bereaksi dengan karbon monoksida untuk menghasilkan karbon
dioksida dan tembaga.
CuO + CO Cu + CO2
·
Karbon
dioksida dapat dihasilkan dari reaksi respirasi.
C6H12O6
+ 6O2 6CO2 + 6H2O + Energi
b.
Produk
1. Urea
Sifat Fisik :
Sifat Fisik :
·
Berat
Molekul : 60,06
·
Spesific
Gravity : 1,335 (200C/40C)
·
Titik
lebur : 132,70C
·
Kelarutan
: 100 (170C dalam 100 % air)
20 (200C dalam 100 % alkohol)
·
Panas
pembakaran : -91,02 .105 J/kg
Sifat Kimia :
·
Urea
dibuat dari hidrolisis parsial cyanamide.
H2N-CN
+ H2O → H2N-CO-NH2
·
Urea
dihasilkan dari reaksi antara ammonia dengan karbon dioksida.
CO2 + NH3 ↔ H2N
– CO - NH2 + H2O
·
Urea
dapat bereaksi dengan formaldehid.
NH2-CO-NH2
+ HCHO →NH2 – CO - NH2 + CH2OH
·
Pemanasan
ammonium sianat dapat terurai menjadi urea.
NH4+OCN→ H2NCONH2
1.2. Data Kumulatif
a.
Basis : 1 ton prilling urea (
99+%)
|
Zat
|
One Through
|
Partial recycle
|
Total recycle
|
|
|
NH
|
1.15
|
0.88
|
0.60
|
|
|
CO
|
1.47
|
0.91
|
0.77
|
|
|
Power KWH
|
210
|
165
|
145
|
|
|
Cooling H
|
120
|
70
|
110
|
|
|
Uap ton
|
1.8
|
2.0
|
2.4
|
|
b.
Kapasitas : 1000-1500 ton/ hari
1.3. Klasifikasi Proses
Dekomposisi
amonium karbamat
Amonium dan CO
dikompress dan
akan bereaksi pada tekanan 100-200 atm, pada temperatur 170-190 0C di autoclave membentuk amonium
karbamat ( urea). Urea terbentuk secara dehidrasi pada tekanan
rendah.
1.4. Reaksi Kimia
Reaksi utama
a.
CO
+ 2NH
NH4COONH2
H
= -37.4 kcal
amonium karbonat
b.
NH
COONH
NH
CONH
+ H
O
H
= + 6.3 kcal
urea
Reaksi
samping
c.
2 NH
CONH
NH
CONHCONH
.H
O
biuret
biuret
1.5. Diagram Alir
1.6. Uraian Proses
Bahan baku yang
digunakan dalam pembuatan urea adalah amonia sebanyak 3-5 mol dan
karbondioksida sebanyak 1 mol. Dimana amonia dan karbon dioksid dikompersikan secara terpisah dan masuk kedalam urea
syntetisis autoclave yang beroperasi pada tekanan 180 atm dan temperatur 185 0C dan untuk menjaga suhu autoclave dilengkapi pendingin berupa air. Di dalam urea syntetisis autoclave terjadi reaksi pembentukan
NH4COONH2, selanjutnya melewati kran dan dipanaskan dengan steam lalu
diumpankan ke flash evapolator yang bertekanan 27 atm dan suhu 140 0C, yang berisi pemisah
gas-cair dan kondensor, di dalam flash evapolator menghasilkan tiga bagian keluaran. Pertama air yang akan direcycle, kedua
gas dan reaktan yang berlebih juga direcycle seperti campuran urea, amonium karbamat, H2O, dan NH3 + CO2 yang tidak
habis bereaksi pada tekanan tinggi, dan yang ke tiga
yaitu gas hasil dipanaskan
dengan steam dan akan di alirkan
melewati kran dan langsung ke
flash drum pada tekanan 1 atm.
Hasil keluaran dari flash drum pada bagian atas berupa NH
dan CO2. NH3 dan
CO2 yang berbentuk gas di daur ulang untuk menghasilkan produk samping yaitu NH4NO3,
(NH4)2SO4 dan yang masih tersisa akan di recycle lagi pada tekanan rendah.
Pada bagian bawah flash
drum mengalir Larutan urea cair 80%. Lalu dikirim
ke pompa vakum yang bersuhu 1350C yang bertujuan untuk memisahkan
air dari urea cair sehingga didapatkan urea 99%. Selanjutnya urea yang
mempunyai kandungan 99% tersebut diteruskan ke
prilling tower untuk pembutiran dan untuk menghindari pembentukan di
dalam biuret suhu dari prilling tower harus
dijaga dibawah titik leleh urea dan menara di dinginkan dengan udara dan bagian
atas mengeluarkan udara dan bagian bawah mengahasilkan urea granules atau <
1% biuret.
1.7. Fungsi
Alat
a. Sebagai pupuk padat untuk pemberi makanan daun
tumbuhan
b. Sebagai tambahan protein untuk hewan pemamah biak
dan produksi melamin
c. Sebagai pelapis dalam pembuatan resin, plastik,
bahan pelapis dan resin perpindahan ion.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar