Urea merupakan jenis pupuk nitrogen yang paling
banyak digunakan dalam pertanian (kandungan nitrogen dalam urea sebesar 46,65
%). Urea dengan rumus kimia (NH2)2CO. Pada temperatur
kamar, urea berupa padatan berwarna putih.Urea larut dalam air, dan alcohol. Larut dalam air terhidrolisa
secara lambat menjadi ammonium karbamat yang selanjutnya akan terurai menjadi
amoniak dan CO2.
Proses pembuatan
Urea (NH2CONH2) didasarkan pada reaksi dehidrasi Ammonium
Carbamat (NH2COONH4). Ammonium Carbamat dibuat dari
Amoniak (NH3) dan Karbondioksida (CO2) menurut reaksi
berikut :
2NH3 + CO2 à NH2COONH4
Reaksi
ini merupakan reaksi eksotermis yang berlangsung sangat cepat, sebaliknya
reaksi penguraian Ammonium Carbamat bersifat endotermis yang berlangsung
lambat.
Panas
reaksi yang dibutuhkan pada reaksi kedua dapat dipenuhi dari panas yang
dihasilkan oleh reaksi pertama. Selama pembentukan Urea, Biuret sebagai hasil
samping terjadi menurut reaksi sebagai berikut :
à 2NH2CONH2 NH2CONHCONH2
+ NH3
Reaksi pembentukan biuret
ini sangat dihindari karena merupakan reaksi yang tidak diinginkan (reaksi
samping). Hal ini karena biuret adalah racun bagi tanaman. Reaksi ini dapat
terjadi apabila :
1. Konsentrasi
urea terlalu tinggi, hal ini tidak dapat dihindari karena memang produk urea
dengan konsentrasi tinggi
2. Konsentrasi
amoniak yang rendah, ini juga tidak dapat dihindari karena amoniak diharapkan
terkonversi menjadi urea
3. Suhu yang
tinggi, dapat di kurangi dengan cara unit evaporasi dibuat vakum sehingga
suhunya tidak terlalu tinggi
4. Waktu
tinggal yang lama, hal ini diminimalisir dengan cara menurunkan level tangki
urea.
Reaksi
pembentukan urea adalah reaksi dehidari dan hanya terjadi di fase cair. Namun
di reaksi ini pembentukan urea hanya sekitar 40-60% sehingga untuk meningkatkan
konsentrasi urea perlu penghilangan zat yang belum/tidak bereaksi.
Untuk
membuat reaksi ini tetao daklam fase cair maka digunakan tekanan reaksi yang
tinggi. Kondisi proses yang dipakai dalam proses ditentukan oleh sifat campuran
empat komponen yaitu NH3, CO2, H2O, Urea dan juga oleh
adanya zat inert (Zat yang tidak bereaksi).
Unit urea Pabrik-1A
(ex-POPKA) memakai Total Recycle CO2
Stripping Process dari Stamicarbon
BV. Gellen Holland,. Didalam proses stamicarbon “total recycle CO2 stripping”,.Dengan stripping NH3
dari larutan, kesetimbangan carbamate akan bergeser ke kiri, sehingga terjadi
disosiasi dari carbamate yang tidak terkonversi menjadi urea. Panas reaksi yang
diperlukan di supply dengan pemanasan tube Stripper dari luar.
Karena waktu tinggal yang pendek didalam
stripper dan temperatur relatif rendah, kesetimbangan urea dijaga dari
kestabilannya, sehingga hidrolisis urea tidak terjadi.Larutan reaktor yang
telah di strip diflash sampai tekanan yang sangat rendah (±4 bar) yang kemudian
secara distilasi dilakukan pemisahan untuk melepaskan sisa – sisa NH3 dan CO2 dimana
reaktan tersebut dilarutkan dalam air dan dipompakan kembali ke seksi sintesa.
Variabel-variabel
proses Sintesa yang penting adalah :
·
Rasio N/C mulai inlet HPCC sampai keluar
reaktor berkisar 2,9 – 3,0.
·
Tekanan
Sintesa yang berkisar antara 143-145 kg/cm2A.
Pada
kondisi yang demikian akan diperoleh :
·
Konversi CO2 menjadi Urea dalam
reaktor antara 59% - 60%.
·
Efisiensi Stripping di dalam Stripper
sekitar 80% - 85%.
Hasil reaksi akan berupa campuran yang terdiri dari Urea, Carbamat, air, kelebihan Amoniak, Karbondioksida, dan zat-zat yang tak turut bereaksi (inert) yang terbawa bersama bahan baku.
Terhadap
hasil reaksi ini selanjutnya akan dilakukan proses-proses pemisahan dan recovery zat-zat yang masih dapat
dipakai.
