PROSES PRODUKSI PUPUK DI PT PUPUK SRIWIDJAJA

PT Pupuk Sriwidjaja (Persero), adalah Badan Usaha Milik Negara (BUMN) yang menjalankan usaha di bidang produksi dan pemasaran pupuk. Perusahaan yang juga dikenal dengan sebutan PT Pusri ini, saat didirikan pada tanggal 24 Desember 1959, merupakan produsen pupuk urea pertama di Indonesia.

Tanggal 14 Agustus 1961 merupakan tonggak penting sejarah berdirinya Pusri, karena pada saat itu dimulai pembangunan pabrik pupuk pertama kali yang dikenal dengan Pabrik Pusri I. Pada tahun 1963, Pabrik Pusri I mulai berproduksi dengan kapasitas terpasang sebesar 100.000 ton urea dan 59.400 ton amonia per tahun. Seiring dengan kebutuhan pupuk yang terus meningkat, maka selama periode 1972-1977, perusahaan telah membangun sejumlah pabrik Pusri II, Pusri III, dan Pusri IV. Pabrik Pusri II memiliki kapasitas terpasang 380.000 ton per tahun.Pada tahun 1992 Pabrik Pusri II dilakukan proyek optimalisasi urea menjadi 552.000 ton per tahun.Pusri III yang dibangun pada 1976 dengan kapasitas terpasang sebesar 570.000 ton per tahun.Sedangkan pabrik urea Pusri IV dibangun pada tahun 1977 dengan kapasitas terpasang sebesar 570.000 ton per tahun. Upaya peremajaan dan peningkatan kapasitas produksi pabrik dilakukan dengan membangun pabrik pupuk urea Pusri IB berkapasitas 570.000 ton per tahun menggantikan pabrik Pusri I yang dihentikan operasinya karena alasan usia dan tingkat efisiensi yang menurun.

PT Pupuk Sriwidjaja yang semula hanya memiliki satu pabrik dengan kapasitas terpasang 100.000 ton per tahun, dalam periode 1972-2004 telah menjadi 2.280.000 ton urea dengan rincian sebagai berikut :

Pabrik Pusri	Kapasitas Terpasang Amoniak (ton)	Kapasitas Terpasang Urea (ton)	Areal Pabrik (ha)	Nilai Pabrik (US$)	Mulai Produksi
I (*)	180 / hari	100.000	20	34.363.51 + Rp.3.651.063.140	Okt 1963
II (**)	445.50	552.000	15	85.734.42	Agu 1974
III	262.00	570.000	10	192.000.000	Des 1976
IV	396.00	570.000	10	184.372.772	Okt 1977
IB	396.00	570.000		326.883.626	Mar 1994
4 Pabrik	1.499.500	2.262.000	55	823.354.1 + 3.651.063.140

(*) Pusri I diganti dengan Pusri IB karena usia pabrik telah tua dan tidak efisien
(**) Telah dilakukan optimalisasi, lihat desain awal di Profil Pusri II

Mulai tahun 1979, Pusri diberi tugas oleh Pemerintah melaksanakan distribusi dan pemasaran pupuk bersubsidi kepada petani sebagai bentuk pelaksanaan Public Service Obligation (PSO) untuk mendukung program pangan nasional dengan memprioritaskan produksi dan pendistribusian pupuk bagi petani di seluruh wilayah Indonesia.

Hal ini tentu saja mengindikasikan bahwa produksi Pupuk Sriwidjaja dilaksanakan secara efisien sehingga mampu menjadi garda depan industri pupuk di Indonesia. Dengan mempertimbangkan berbagai keunggulan produksi dan kemajuan yang dicapai oleh PT Pupuk Sriwidjaja, tulisan ini mencoba mengkaji proses produksi pupuk pada Pabrik Pusri tersebut. Hasil kajian diharapkan dapat menjadi suatu tambahan pengetahuan dan sebagai acuan dalam membangun atau merancang suatu proses produksi terutama proses produksi pupuk supaya lebih efektif dan efisien.

I.                   Teknologi pabrik

PT Pusri merupakan salah satu pabrik pupuk terbaik di Indonesia dan menjadi induk bagi perusahaan pupuk milik pemerintah yang ada di Indonesia.  Terletak di daerah Palembang, PT pusri memiliki keuntungan dalam proses produksinya karena dekat dengan bahan baku pembuatan pupuk, yakni gas alam yang terdapat di kota Prabumulih.  Di dalam melakukan proses produksinya,PT. Pusri mempunyai 4 (empat) unit pabrik dengan masing-masing pabrik terdiri atas 3 (tiga) bagian sebagai berikut :

• Pabrik Offsite/Utilitas
• Pabrik Amoniak
• Pabrik Urea

a.       Pabrik utilitas adalah pabrik yang menghasilkan bahan-bahan pembantu maupun energi yang dibutuhkan oleh pabrik amoniak dan urea. Produk yang dihasilkan dan diolah dari pabrik utilitas ini antara lain sebagai berikut :

• Air bersih       
• Air pendingin
• Air demin
• Udara pabrik
• Udara instrument
• Tenaga listrik
• Uap air

b.      Pabrik amoniak

Di dalam pabrik Pupuk Sriwidjaja, 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.

c.       Pabrik Urea

Di dalam pabrik Pupuk sriwijaya, pabrik urea memiliki unit-unit sebagai berikut:

(1) Unit Sintesa

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)Unit Purifikasi

Ammonium karbamat yang tidak terkonversi dan kelebihan ammonia di unit Sintesa diuraikan dan dipisahkan dengan cara tekanan dan pemanasan dengan dua step penurunan tekanan, yaitu pada 17kg/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)Unit Kristaliser

Larutan urea dari unit Purifikasi dikristalkan dibagian 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.

(4) UnitPrilling

Kristal urea keluaran Centrifuge dikeringkan sampai menjadi 99,8% berat dengan udara panas, kemudian dikirimkan ke bagian atas Prillign 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)Unit Recovery

Gas ammonia dan gas CO2 yang dipisahkan dibagian purifikasi diambil kembali dengan 2 step absorbsi dengan menggunakan mother liquor sebagian absorbent kemudian di recycle kembali ke bagian sintesa.

(6) UnitProses Kondensat Treatment

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 NH3nya dikirim kembali ke bagian purifikasi untuk direcover.Sedang air kondensatnya dikirim ke utilitas.

Berikut Diagram Overall Pabrik PT Pusri :

II.                Proses produksi urea

Terdengar sangat sederhana bahwa pupuk Urea terbuat dari gas alam, air dan udara. Udara tersedia tidak terbatas sedang gas alam terdapat banyak di Indonesia. Dengan sendirinya, seharusnya bagi Indonesia bukanlah menjadi masalah yang berat untuk dapat memproduksi sendiri pupuk buatan bagi kepentingan pertaniannya.Akan tetapi, akhir-akhir ini malah terdengar kabar-kabar mengenai kelangkaan pupuk, suatu hal yang sangat disayangkan.Terlepas dari hal tersebut, produksi pupuk sriwidjaja terkenal cukup tinggi, walaupun belum cukup untuk memenuhi kebutuhan pupuk nasional.

Proses pembuatan pupuk Urea yang dibuat di Pabrik Pusri yang dikenal sebagai jenis pupuk tunggal berkadar Nitrogen 46%.  Proses produksi dimulai dari ladang-ladang gas yang banyak terdapat di sekitar Prabumulih yang diusahakan oleh Pertamina. Gas alam yang bertekanan rendah dikirim melalui pipa-pipa berukuran 14 inchi ke pabrik pupuk PT Pupuk Sriwidjaja, di Palembang.Gas alam ini dimasa lalu tidak diusahakan orang dan dibiarkan habis terbakar.Dalam perjalanannya menuju Palembang,gas alam bertekanan rendah ini dikirim melalui pipa-pipa sepanjang ratusan kilometer jauhnya menuju pemusatan gas alam di pabrik pupuk di Palembang.  Menjelajah hutan-hutan, rawa-rawa, sungai, bukit-bukit dan daerah-daerah yang sulit dilalui,. Setelah sampai di Pabrik PT Pusri di Palembang, gas bertekanan rendah, melalui proses khusus pada kompresor, gas diubah menjadi gas yang bertekanan tinggi. Kemudian gas ini dibersihkan pada unit Sintesa Gas untuk menghilangkan debu, lilin dan belerang.

Pertemuan antara gas yg sudah diproses dengan air dan udara pada unit sintesa ini menghasilkan tiga unsur kimia penting, yaitu unsur gas N₂ (zat lemas), unsur zat air (H₂), dan unsur gas asam arang (CO₂), Ketiga unsur kimia penting ini kemudian dilanjutkan prosesnya. Zat lemas (N₂) dan zat air (H₂) bersama-sama mengalir menuju Unit Sintesa Urea. Pada sintesa amoniak, zat lemas (N₂) dan zat air (H₂) diproses menghasilkan amoniak (NH₃).Gas asam arang (CO₂), yang dihasilkan pada unit Sintesa Gas, kemudian bereaksi dengan amoniak pada unit Sintesa Urea.Hasil reaksi ini adalah butir-butir urea yang berbentuk jarum dan sangat menyerap air.

Oleh karena itu proses pembuatan dilanjutkan lagi pada Menara Pembutir, dimana bentuk butir-butir tajam itu diubah dengan suatu tekanan yang tinggi menjadi butir-butir Urea bulat yang berukuran 1 sampai 2 milimeter sehingga mempermudah petani menabur dan menebarkannya pada sawah-sawah mereka. Pada umumnya, butir-butir Urea itu dibungkus dengan karung plastik dengan berat 50 Kilogram.

Proses Kimia Pembuatan Amoniak dan Urea

Pupuk Urea yang dikenal dengan nama rumus kimianya NH₂CONH₂ pertama kali dibuat secara sintetis oleh Frederich Wohler tahun 1928 dengan mereaksikan garam cyanat dengan ammonium hydroxide.

Pupuk urea yang dibuat PT Pusri merupakan reaksi antara karbon dioksida (CO₂) dan ammonia (NH3).Kedua senyawa ini berasal dari bahan gas bumi, air dan udara.Ketiga bahan baku tersebut merupakan kekayaan alam yang terdapat di Sumatera Selatan.

Pada proses pembuatan amoniak dengan tekanan rendah dalam reaktor (±150 atmosfir) yaitu dengan reaksi reforming merubah CO menjadi CO₂, penyerapan CO₂ dan metanasi. Reaksi reforming ini dilakukan dalam 2 tingkatan yaitu :

Tingkat Pertama :
Gas bumi dan uap air direaksikan dengan katalis melalui piap-pipa vertikal dalam dapur reforming pertama dan secara umum reaksi yang terjadi sebagai berikut:

CnH2n	+	nH2O	->	NCO	+	(2n+1)H2	-	panas
CH4	+	H2O	->	CO	+	3H2	-	panas

Tingkat Kedua :
Udara dialirkan dan bercampur dengan arus gas dari reformer pertama di dalam reformer kedua, hal ini dimaksudkan untuk menyempurnakan reaksi reforming dan untuk memperoleh campuran gas yang mengandung nitrogen (N)

2CH4	+	3 O2	--->	12N2
2 CO	+	4H2O	--->	12N2

lalu campuran gas sesudah reforming direaksikan dengan H2O di dalam converter CO untuk mengubah CO menjadi CO2

CO

+

H2O

--->

CO2

+

H2

CO₂ yang terjadi dalam campuran gas diserap dengan K₂ CO₃

K2CO3

+

CO2

+H2O

-->

KHCO3

larutan KHCO₃ dipanaskan guna mendapatkan CO₂ sebagai bahan baku pembuatan urea.

Setelah CO2 dipisahkan, maka sisa-sisa CO, CO2 dalam campuran gas harus dihilangkan yaitu dengan cara mengubah zat-zat itu menjadi CH4 kembali

CO	+	3H2	--->	CH4	+	H2O
CO2	+	4H2	--->	CH4	+	2H2O

Lalu kita mensitesa nitrogen dengan hidrogen dalam suatu campuran ganda pada tekanan 150 atmosfir dan kemudian dialirkan ke dalam konverter amoniak.

N2

+

3H2

--->

2NH3

Setelah didapatkan CO₂ (gas) dan NH₃ (cair), kedua senyawa ini direaksikan dalam reaktor urea dengan tekanan 200-250 atmosfer.

2NH3	+	CO2---..		NH2COONH4	+	Q
amoniak		Karbon dioksida		ammonium karbamat

NH2COONH4

----

>

NH2CONH2

+

H2O

-

Q

Reaksi ini berlangsung tanpa katalisator dalam waktu ±25 menit. Proses selanjutnya adalah memisahkan urea dari produk lain dengan memanaskan hasil reaksi (urea, biuret, ammonium karbamat, air dan amoniak kelebihan) dengan penurunan tekanan, dan temperatur 120-165 derajat Celsius, sehingga ammonium karbamat akan terurai menjadi NH₃ dan CO₂, dan kita akan mendapatkan urea berkonsentrasi 70-75%.

Untuk mendapatkan konsentrasi urea yang lebih tinggi maka dilakukan pemekatan dengan cara:

1. Penguapan larutan urea di bawah vacuum (ruang hampa udara, tekanan 0,1 atmosfir mutlak), sehingga larutan menjadi jenuh dan mengkristal.
2. Memisahkan kristal dari cairan induknya dengan centrifuge
3. Penyaringan kristal dengan udara panas

Untuk mendapatkan urea dalam bentuk butiran kecil, keras, padat maka kristal urea dipanaskan kembali sampai meleleh dan urea cair lalu disemprotkan melalui nozzle-nozzle kecil dari bagian atas menara pembutir (prilling tower).

Sementara tetesan urea yang jatuh melalui nozzle tersebut, dihembuskan udara dingin ke atas sehingga tetesan urea akan membeku dan menjadi butir urea yang keras dan padat.

III.             Data Produksi Tahunan PT Pupuk Sriwidjaja dan anak perusahaan

Produksi Urea dan Amoniak dalam ton PT PUPUK SRIWIDJAJA Unit Usaha (2004 - 2008)
Produk	2008	2007	2006	2005	2004
Amoniak	1.301.990	1.381.150	1.349.970	1.332.050	1.440.150
Urea	1.950.130	2.020.760	2.051.250	2.045.860	2.187.550

Ikhtisar Produksi Pupuk dan Non Pupuk (Ton) PT Pusri (Persero) Periode 2004-2008
Produk		2008	2007	2006	2005	2004
Pupuk		8.598.846	7.944.649	7.444.927	7.656.582	7.216.208
Non Pupuk
	Amonia	4.169.987	4.070.194	3.984.246	4.012.421	4.120.640
	Asam Sulfat	567.733	492.544	517.165	492.308	519.803
	Asam Phospat	190.188	194.456	186.304	204.534	198.509
	Cement Retarder	480.769	404.002	441.591	441.384	361.012
	Aluminium Flouride	7.012	7.681	6.267	7.194	6.412
	Lain-Lain	152.461	125.260	125.081	132.668	131.185
TOTAL Non Pupuk		5.568.150	5.294.136	5.260.654	5.290.509	5.337.561

Informasi Produksi PT Pusri (Persero) 2007-2008
Produk	Kapasitas Produksi	Aktual Produksi
		2007	2008
PT Pupuk Sriwidjaja (Unit Usaha)
Amoniak	1.499.000	1.381.150	1.301.990
Urea	2.262.000	2.020.760	1.950.130
PT Petrokimia Gresik
Amoniak	445.500	362.258	378.366
Urea	462.000	381.845	413.850
ZA	650.000	652.486	692.604
SP-36 / TSP	1.000.000	660.653	488.847
Phonska	750.000	645.276	1.194.983