APLIKASI PROSES KRISTALISASI PUPUK UREA

DI PT PUPUK SRIWIDJAJA PALEMBANG

Dosen Pengampu: Aida Nur Ramadhani, S.T., M.T.

Disusun Oleh:
Abdur Rochim Al Ichwan (I 0518001)
Andhika Talentyoadi (I 0518008)
Dela Ramadhini Hertiana (I 0518021)
Haidar Mutaz Anjari (I 0518038)
Hesty Safitri (I 0518043)

PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2020

1
 DAFTAR ISI

HALAMAN SAMPUL ....................................................................................... 1

DAFTAR ISI....................................................................................................... 2
BAB I PENDAHULUAN ............................................................................. 3
A. Latar Belakang ........................................................................... 3
B. Rumusan Masalah ...................................................................... 3
C. Tujuan ........................................................................................ 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ................................................................... 4
A. Pupuk Urea ................................................................................. 4
B. Kristalisasi .................................................................................. 4
BAB III PEMBAHASAN .............................................................................. 5
A. Proses Pembuatan Pupuk Urea di PT Pusri ................................ 5
B. Proses Kristalisasi pada Pembuatan Pupuk Urea di PT Pusri .... 6
BAB IV PENUTUP ......................................................................................... 8
Kesimpulan.................................................................................. 8
DAFTAR PUSTAKA

2
 BAB I
PENDAHULUAN

A. Latar Belakang
Kesuburan tanah memiliki peran penting bagi tanaman sebab tanah yang subur dapat
meyediakan unsur hara dengan jumlah yang tepat bagi tanaman sehingga produksi dapat
optimal. Tidak semua jenis tanah mampu menyediakan unsur hara yang dibutuhkan bagi
perkembangan tanaman. Jika tanah kekurangan unsur hara, tanaman tidak dapat tumbuh
dengan baik sehingga akan dapat menurunkan produksinya. Salah satu usaha yang dapat
dilakukan untuk memperbaiki kesuburan tanah adalah dengan penggunaan pupuk secara tepat.
Pupuk memiliki peranan yang penting dan strategis dalam peningkatan produksi dan
produktivitas pertanian. Secara nasional kontribusi pupuk terhadap besaran biaya usahatani
padi mencapai 14-25% dan di sisi lain kontribusi pupuk terhadap peningkatan produksi padi
mencapai 20% (Irianto, 2012).
Pupuk adalah bahan untuk memperbaiki kesuburan tanah yang menyediakan unsur-
unsur hara bagi tanaman. Pemupukan merupakan cara yang sangat efektif untuk
meningkatkan produksi dan kualitas hasil tanaman. Pupuk diperlukan bagi tanaman pertanian
agar tanaman tersebut dapat memberikan hasil yang tinggi sehingga secara ekonomi usahatani
tanaman yang dimaksud menguntungkan.
Salah satu jenis pupuk yang sering digunakan untuk tanaman adalah pupuk urea.
Pupuk urea adalah pupuk kimia yang mengandung nitrogen (N) berkadar tinggi. Unsur
nitrogen merupakan zat hara yang sangat diperlukan tanaman.
Untuk membuat pupuk urea pada skala industri, salah satu tahapan yang harus dilalui
adalah proses kristalisasi. Kristalisasi adalah suatu proses di mana butir-butir padat terbentuk
dari suatu fase homogen. Salah satu tujuan dari kristalisasi adalah untuk mendapatkan produk
(hasil) dengan derajat kemurnian yang tinggi, selain itu bentuk serta ukurannya juga turut
menentukan kualitas kristal hasil. Makalah ini disusun untuk mengetahui proses kristalisasi
pada pembuatan pupuk urea untuk skala industri.

B. Rumusan Masalah
Masalah yang dapat dirumuskan dalam makalah ini adalah:
1. Bagaimana proses pembuatan pupuk urea di PT Pupuk Sriwidjaja?
2. Bagaimana proses kristalisasi pada pembuatan pupuk urea di PT Pupuk Sriwidjaja?

C. Tujuan
Tujuan penulisan makalah ini adalah:
1. Mengetahui proses pembuatan pupuk urea di PT Pupuk Sriwidjaja.
2. Mengetahui proses kristalisasi pada pembuatan pupuk urea di PT Pupuk Sriwidjaja.

3
 BAB II
TINJAUAN PUSTAKA

A. Pupuk Urea
Pupuk urea adalah pupuk kimia yang mengandung nitrogen (N) berkadar tinggi. Unsur
nitrogen merupakan zat hara yang sangat diperlukan tanaman. Pupuk urea berbentuk butir-
butir kristal berwarna putih. Pupuk urea dengan rumus kimia CH4N2O merupakan pupuk yang
mudah larut dalam air dan sifatnya sangat mudah menghisap air (higroskopis), karena itu
sebaiknya disimpan di tempat yang kering dan tertutup rapat. Pupuk urea mengandung unsur
hara N sebesar 46% dengan pengertian setiap 100 kg pupuk urea mengandung 46 kg nitrogen.
Unsur hara nitrogen yang dikandung dalam pupuk urea sangat besar kegunaannya bagi
tanaman, antara lain sebagai berikut:
• Membuat daun tanaman lebih hijau segar dan banyak mengandung klorofil yang
mempunyai peranan sangat penting dalam proses fotosintesis.
• Mempercepat pertumbuhan tanaman (tinggi, jumlah anakan, cabang dan lain-lain).
• Menambah kandungan protein tanaman.
• Dapat dipakai untuk semua jenis tanaman baik tanaman pangan, holtikultura, tanaman
perkebunan.
• Dengan pemupukan yang tepat & benar (berimbang) secara teratur, tanaman akan tumbuh
segar, sehat dan memberikan hasil yang berlipat ganda dan tidak merusak struktur tanah.

B. Kristalisasi
Kristalisasi merupakan salah satu proses pemurnian dan pengambilan hasil dalam
bentuk padat. Dewasa ini kristalisasi menjadi suatu proses industri yang sangat penting,
karena semakin banyak hasil industri kimia yang dipasarkan dalam bentuk kristal. Bentuk
kristal semakin banyak diminati karena kemurniannya yang tinggi, dengan bentuk yang
menarik serta mudah dalam pengepakan dan trasportasi. Dari segi kebutuhan energi,
kristalisasi memerlukan energi lebih sedikit dibandingkan distilasi atau metode pemisahan
yang lain.
Kristalisasi adalah suatu pembentukan partikel padatan di dalam sebuah fasa homogen.
pembentukan partikel padatan dapat terjadi dari fasa uap, seperti pada proses pembentukan
kristal salju atau sebagai pemadatan suatu cairan pada titik lelehnya atau sebagai kristalisasi
dalam suatu larutan (cair).
Kristalisasi dari suatu larutan merupakan proses yang sangat penting karena ada
berbagai macam bahan yang dipasarkan dalam bentuk kristalin, secara umum tujuan
kristalisasi adalah untuk memperoleh produk dengan kemurnian tinggi dan dengan tingkat
pemunggutan (yield) yang tinggi pula.

4
 BAB III
PEMBAHASAN

A. Proses Pembuatan Pupuk Urea di PT Pusri

Diagram proses pembuatan urea di PT Pupuk Sriwidjaja

Proses pembuatan urea dilakukan dengan bahan baku gas CO2 dan liquid NH3 yang
di-supply dari pabrik amonia PT Pusri. Proses pembuatan urea dibagi menjadi 6 unit, yaitu:
1. Sintesa Unit
Unit ini merupakan bagian terpenting dari pabrik Urea, untuk mensintesa Urea
dengan mereaksikan Liquid NH3 dan gas CO2 di dalam Urea Reaktor dan ke dalam
reaktor ini dimasukkan juga larutan recycle karbamat yang berasal dari bagian Recovery.
Tekanan operasi di Sintesa adalah 175 kg/cm2 G. Hasil Sintesa Urea dikirim ke bagian
Purifikasi untuk dipisahkan ammonium karbamat dan kelebihan ammonianya setelah
dilakukan stripping oleh CO2.
2. Purifikasi Unit
Ammonium karbamat yang tidak terkonversi dan kelebihan amonia di unit Sintesa
diuraikan dan dipisahkan dengan cara tekanan dan pemanasan dengan dua step penurunan
tekanan, yaitu pada 17 kg/cm2 G dan 22,2 kg/cm2 G. Hasil peruraian berupa gas CO2 dan
NH3 dikirim ke bagian Recovery, sedangkan larutan ureanya dikirim ke bagian kristaliser.
3. Kristaliser Unit
Larutan urea dari unit Purifikasi dikristalkan di bagian ini secara vacuum.
Kemudian kristal ureanya dipisahkan di Centrifuge. 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.
5
 4. Prilling Unit
Kristal urea keluaran Centrifuge dikeringkan sampai menjadi 99,8% berat dengan
udara panas, kemudian dikirimkan ke bagian atas Prilling Tower untuk dilelehkan dan
didistribusikan merata ke seluruh distributor, dan dari distributor dijatuhkan ke bawah
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 di bagian purifikasi diambil kembali
dengan 2 step absorbsi dengan menggunakan mother liquor sebagian absorbent kemudian
di-recycle kembali ke bagian sintesa.
6. Proses Kondensat Treatment Unit
Uap air yang menguap dan terpisahkan dibagian kristaliser didinginkan dan
dikondensasikan. Sejumlah kecil urea, NH3, dan CO2 ikut kondensat kemudian diolah dan
dipisahkan di stripper dan hydrolizer. Gas CO2 dan gas NH3-nya dikirim kembali ke
bagian purifikasi untuk di-recover. Sedang air kondensatnya dikirim ke utilitas.

B. Proses Kristalisasi pada Pembuatan Pupuk Urea di PT Pusri

Diagram proses unit kristalisasi dan pembutiran urea di PT Pupuk Sriwidjaja

Alat yang digunakan dalam proses kristalisasi:

• Vacuum Crystallizer • Melter
• Centrifuge dan Prethickener • Dust Chamber
• Fluidizing Dryer • Prilling Tower
• Dissolving Tank • Fluidizing Cooler
• Cyclone • Bulk Storage

6
 Deskripsi Proses Unit Kristalisasi:
Larutan urea yang keluar Decomposer dikristalkan di dalam Vaccum Crystallizer
pada tekanan 72,5 mmHg dan suhu 60oC. Kristal urea yang terjadi dipisahkan pada
Centrifuge kemudian dikeringkan menggunakan udara panas sampai mempunyai
kandungan air kurang dari 0,3%. Crystallizer terdiri dari 2 bagian. Bagian atas adalah
Vacuum Concentrator sedangkan bagian bawah adalah Crystallizer dengan agitator,
dimana kristal terbentuk dalam urea slurry.
Kristalisasi berfungsi untuk membentuk kristal urea melalui penguapan air dari
larutan urea yang jenuh. Air diuapkan oleh Vacuum Consentrator dan larutan urea yang
super saturated turun melalui Barometric Leg, dimana kristal urea terbentuk tumbuh
menjadi besar karena adanya kontak dengan larutan urea yang super saturated. Vacuum
Concentrator dan Crystallizer harus dioperasikan sedemikian rupa sehingga slurry yang
keluar dari bawah Crystallizer mengandung 30-35% berat kristal urea.
Hot Water Jacket digunakan pada bejana Crystallizer dan pipa untuk menghindari
terjadinya pembekuan kristal urea pada berjana atau apa yang menyebabkan kebuntuan
pipa pada sistem. Urea slurry dipompa ke Centrifuge dengan pompa slurry melewati
Prethickener. Sebagian slurry dikembalikan ke Crystallizer untuk menghindari kebuntuan
line. Kelima Prethickener dan Centrifuge disiapkan untuk mendapatkan produk 100%.
Pada Centrifuge, kristal urea dipisahkan dari larutan mother liquor. Untuk menjaga
agar kandungan biuret dalam kristal urea tetap rendah, maka sejumlah larutan mother liquor
yang banyak mengandung biuret di-recycle ke seksi recovery sebagai larutan penyerap CO2
dan NH3 yang kemudian dikirim lagi ke reaktor urea sehingga biuret akan bereaksi dengan
kelebihan NH3 untuk kembali menjadi urea.
Kristal urea dikeringkan sampai kandungan air kurang dari 0,2% dengan udara
panas di Fluidizing Dryer. Udara panas berasal dari Forced Fan for Dryer dipanaskan
melalui Air Heater for Dryer menggunakan steam condensate dan steam tekanan rendah.
Bongkahan kristal urea yang kering di Fluidizing Dryer akan dipisahkan dan dikumpulkan
oleh agitator kemudian dikirim ke Dissolving Tank untuk dilarutkan kembali. Larutan
tersebut akan di-recover ke Cryztallizer atau dijadikan absorben di seksi recovery.
Kristal urea yang kering kemudian dihembus ke bagian atas Prilling Tower
kemudian kristal urea dikumpulkan di Cyclone. Di dalam Cyclone terjadi pemisahan antara
urea dan udara, dimana udara akan dikirim ke Dust Chamber melewati Induced Fan for
Dryer dan di-scrubb dengan air. Udara yang dikirim ke Dust Chamber diambil debunya
di Dust Recovery System. Pada bagian lain, kristal yang terkumpul dikirim ke Melter.
Kristal urea dilelehkan menggunakan pemanas uap air pada suhu 138oC. Lelehan urea
tersebut mengalir ke Head Tank melalui Strainer. Urea molten dari Head Tank
didistribusikan secara merata ke 9 buah distributor berupa Accoustic Granulator dan dari
distributor turun ke dalam Prilling Tower menjadi dingin dan membentuk butiran.

7
 BAB IV
PENUTUP

Kesimpulan
Berdasarkan pembahasan, maka dapat ditarik beberapa kesimpulan antara lain:
Pupuk urea merupakan pupuk yang mengandung kadar nitrogen tinggi yang memiliki
berbagai bermanfaat untuk tanaman. Unit proses yang harus dilalui dalam pembuatan pupuk
urea pada skala industri adalah sintesa unit, purifikasi unit, kristalizer unit, prilling unit,
recovery unit, dan kondensat treatment unit.
Untuk mendapatkan kemurnian yang tinggi, diperlukan sebuah unit kristalisasi. Larutan
urea yang keluar dari unit purifikasi dikristalkan di dalam vacuum crystallizer. Kristal urea
yang terbentuk dipisahkan di centrifuge, kemudian dikeringkan menggunakan udara panas.

8
 DAFTAR PUSTAKA

Damayanti, Atikah dan Sabrina Dwi Novembi. 2015. “Teknologi Kristalisasi: Aplikasi
Kristalisasi pada Proses Pembuatan Pupuk Urea di PT Pupuk Sriwidjaja”.
Fachry, A. R, dkk. 2008. “Pengaruh Waktu Kristalisasi dengan Proses Pendinginan terhadap
Pertumbuhan Kristal Amonium Sulfat dari Larutannya”. Jurnal Teknik Kimia, No.
2, Vol. 15.
Irawan, dkk. 2012. “Proyeksi Kebutuhan Pupuk Sektor Pertanian Melalui Pendekatan Sistem
Dinamis”. Prosiding Seminar Nasional Teknologi Pemupukan dan Pemulihan
Lahan Terdegradasi Hal. 123-139.
Irianto, G. 2012. “Kebijakan Pengelolaan Pupuk dan Subsidi Pupuk Sektor Pertanian”.
Bahan Diskusi Terbatas Permasalahan Pupuk di Indonesia. Bogor.
Website resmi PT Pupuk Sriwidjaja Palembang (Pusri) di www.pusri.co.id (diakses 27 Mei
2020).