Pabrik Pupuk ZA (Amonium Sulfat) dari Amonia dan Asam Sulfat dengan Proses Netralisasi

PABRIK PUPUK ZA (AMONIUM SULFAT) DARI AMONIAK DAN ASAM SULFAT DENGAN PROSES NETRALISASI

Disusun oleh :

Dosen Pembimbing :

Prof. Dr. Ir. Danawati Hari Prajitno, M. Pd NIP. 19510729 198603 2 001

SIDANG TA 2011

PROGRAM STUDI D3 TEKNIK KIMIA FTI-ITS

Renata Permatasari 2308 030 013

Friska Rachmatikawati 2308 030 014

Pupuk ZA (Zwavelzure Amoniak) adalah pupuk kimia buatan yang digunakan

sebagai sumber hara nitrogen dan belerang bagi tanaman.

DEFINISI

Sesuai dan aman untuk berbagai jenis tanaman

Menambah kandungan protein dan vitamin hasil panen Meningkatkan jumlah anakan yang menghasilkan

(pada tanaman padi)

Berperan penting pada pembuatan zat gula

(Agung, 2009)

MANFAAT & KEUNGGULAN PUPUK ZA

Mampu meningkatkan serapa unsur hara S, P dan K

Ketahanan Pangan Nasional

Peningkatan Produksi Pertanian & Perkebunan

Peningkatan Kebutuhan Pupuk

dalam Negeri Pendirian Pabrik

Pupuk ZA

ALASAN PENDIRIAN PABRIK

Sumber : BPS 310221000 dan PT. PUSRI, Indonesian Commersial Newsletter – September 2008

Tahun Konsumsi (ton/tahun)

Produksi (ton/tahun) 2004

2005 2006 2007 2008

667318 476.000 551.000 700.000 725.000

572.599 644.320 625.000 641.000 650.000

DATA KONSUMSI DAN PRODUKSI

PUPUK ZA

KETERSEDIAAN BAHAN BAKU

AMONIAK

PT. Pupuk Kalimantan Timur dengan

kapasitas sebesar 1,85 juta ton/tahun dan PT.

Petrokimia Gresik dengan kapasitas sebesar 445.000 ton/tahun

ASAM SULFAT

PT Petrokimia Gresik dengan kapasitas sebesar 600.000 ton /tahun

LOKASI PABRIK

Lokasi pendirian pabrik : Paciran, Lamongan, Jawa Timur

dengan kapasitas produksi 112.000 ton/tahun (340.000 kg/hari) dan akan didirikan pada

tahun 2014

Dasar Pertimbangan

Lokasi berdekatan dengan pabrik pemasok bahan baku (amoniak dan asam sulfat)

Ketersediaan sumber air sebagai utilitas

Terdapat pelabuhan bongkar muat

Lokasi berdekatan dengan konsumen pupuk

MACAM PROSES PEMBUATAN PUPUK ZA

1. Proses Merseburg

2. Proses Sintesis Caprolactam 3. Proses Netralisasi

(Ullman, 2003)

PERBEDAAN

MASING – MASING PROSES

Parameter Proses Merseburg Proses Sintesis

Caprolactam Proses Netralisasi 1. Aspek Teknis

a. Proses Batch Kontinyu Kontinyu

b. Konversi

c. Kandungan ZA dalam larutan induk

98 % - 99,5%

25 % 35 – 40% 40%

2. Kondisi Operasi

a. Suhu (^oC) 65 – 73 - 105 – 106

b. Tekanan Vakum - 1 atm

c. Waktu Operasi

(jam) 6 - ± 4

3. Modal dan Bahan Baku

a. Bahan baku NH₃, CO₂, gypsum, H₂O, H₂SO₄

Hasil samping pembuatan caprolactam berupa larutan amonium

sulfat

NH₃, H₂SO₄ (reaktan murni) b. Ketersediaan bahan

baku Dalam negeri Impor Dalam negeri

c. Jumlah bahan

yang dibutuhkan Banyak Sedikit Sedikit

d. Modal Besar Besar Sedang

Pada pabrik ini, proses yang digunakan adalah proses netralisasi menggunakan bahan baku amoniak dan asam sulfat (reaktan murni).

Proses ini lebih mudah, cepat, memiliki konversi yang tinggi dan menggunakan bahan baku yang mudah di dapat.

PROSES TERPILIH

SPESIFIKASI BAHAN BAKU DAN BAHAN PENUNJANG

AMONIAK (BAHAN BAKU)

Kadar NH₃ 99,00- 99,50%.

Temperatur 1°C

Tekanan 3,5 - 4 kg/cm².g

Kadar H₂O 1,0 % max.

ASAM SULFAT (BAHAN BAKU)

Kadar H₂SO₄ 98,0-99,5% (berat)

Kadar H₂O 0,2-2,0% (berat)

Temperatur 34°C

Tekanan 5,0 kg/cm².g URESOFT 150 (BAHAN PENUNJANG)

Digunakan sebagai anti caking

TAHAP PENGUAPAN

TAHAP PENAMPUNGAN PRODUK

TAHAP PENGERINGAN TAHAP PEMISAHAN TAHAP NETRALISASI

TAHAP PENYERAPAN (SCRUBBING)

Uap NH₃

Mother Liquor

FLOW DIAGRAM

NH_{3 (l)} H₂SO_{4 (l))}

Udara Panas

UTILITAS

Air sanitasi = 20,23 m

³

/ hari Air pendingin = 441,93 m

³

/ hari Air umpan boiler = 16,36 m

³

/ hari Air proses = 3,61 m

³

/ hari Total kebutuhan air = 482,11 m

³

/ hari

Kebutuhan Air di Pabrik Pupuk ZA :

Flowsheet Utilitas Air Sungai

KESEHATAN DAN KESELAMATAN KERJA

Area Unit Alat Pelindung

Pengolahan Awal

Vaporizer • Safety head

• Masker

• Sarung tangan

• Sepatu karet

• Baju Pelindung Proses Utama Saturator

Centrifuge

• Safety head

• Masker

• Sarung tangan

• Sepatu karet

• Ear Plug

• Google eye

Tahap akhir Dryer • Safety head

• Masker

• Sarung tangan

• Sepatu karet

INSTRUMENTASI dan PENGENDALIAN PROSES

Area Unit IPP

Pengolahan Awal

Vaporizer ( V-120 ) • Pressure Control

• Flow Control

Proses Utama Saturator (R-210)

Centrifuge (H-220)

• Temperature Control

• Flow Control

• Level Control

• Flow Control

Tahap akhir Dryer (B-310) • Temperature Control

PENGOLAHAN LIMBAH INDUSTRI KIMIA

Dalam pabrik pupuk ZA ini selama proses produksi menghasilkan limbah :

Wet Cyclone Tangki Penampung

Debu ZA

1. Limbah Gas

Sumber : debu RD yang terikut keluar bersama udara

Wash Water

PENGOLAHAN LIMBAH INDUSTRI KIMIA

2. Limbah Cair

Sumber :

flushing peralatan yang dilakukan secara berkala dan oli dari oil separator

Netralisasi Sump

tank

Kolam Aerasi

Ca(OH)₂

Penambahan bakteri

Equalizer/

Pengendapan

PUPUK ZA (Zwavelzure Amoniak)

Nama Lain : Amonium sulfat

Rumus Molekul : (NH₄)₂SO₄

Massa Atom : 132,1

Densitas : 1,769 g/cm³ (20^oC)

Kadar nitrogen (% N) : 20,8 min

Kadar sulfur (% S) : 23,8 min

Kadar H₂O (% H₂O) : 1 maks.

Ukuran butiran : 30 mesh

 Penampilan : Kristal berwarna putih

SPESIFIKASI PRODUK UTAMA

KESIMPULAN

Kapasitas pabrik pupuk ZA sebesar = 340.000 kg/hari, dengan bahan baku :

Amoniak (NH₃) = 88.677 kg/hari Asam sulfat (H₂SO₄)= 257.280 kg/hari

Total kebutuhan air pabrik pupuk ZA = 482,11 m³/hari

Macam limbah yang dihasilkan :

• Limbah cair yang berasal dari flushing berkala yang dilakukan pada peralatan.

• Limbah gas yang berasal dari unit pengeringan.