Proses Umum Pembuatan Amoniak di Pupuk Kaltim

Posted on

Para pembaca sekalian, kali ini saya akan membahas tentang proses pembuatan suatu produk kimia yang berasal dari kampung tempat kelahiran saya di Bontang, yaitu Amoniak!

Amoniak merupakan salah satu produk esensial di berbagai industri. Amoniak sendiri dapat diproduksi dengan proses Haber-Bosch yang merupakan pengembangan dari proses Le Chatelier yang mensintesis amoniak menggunakan hidrokarbon ringan dengan udara.



Salah satu pabrik amoniak komersial di Bontang adalah milik Pupuk Kaltim dengan kapasitas total sebanyak 2.74 juta ton per tahun (MTPA). Berikut alur prosesnya:

  1. Feed Gas Treatment

Pertama – tama gas alam harus dibersihkan dari racun katalis. Racun katalis ini berupa Merkuri. Merkuri dihilangkan dengan sulfur impregnated activated carbon. Reaksinya adalah:

Hg + S ->  HgS. 


Kemudian menghilangkan Organik Sulfur. Organik Sulfur dihilangkan dengan Hydrotreateer dalam katalis Cobalt-Mobybdenum , tapi sebelum nya dilakukan dulu proses pengukuran dengan menggunakan Flow meter tokico 2 inch. Reaksinya adalah:

R-SH + H2 à RH + H2S. 

R-SR’ + H2 à RH + R’H + H2S


Kemudian Hidrogen Sulfida yang terbentuk diserap dengan ZnO-Guard Chamber dengan katalis Zinc-Oxide.

H2S + ZnO à ZnS + H2O



  1. Primary Reformer
Primary Reformer Unit

Kemudian gas alam akan masuk ke primary reformer. Di proses ini gas alam direaksikan dengan air dalam fasa vapor (steam) agar menjadi hydrogen. Reaksi ini terbentuk dalam dua tahap yaitu reaksi pembentukan CO dan H2 yang merupakan reaksi Endoterm, lalu kemudian reaksi pembentukan CO2 dan H2 yang merupakan eksoterm. Teknologi yang digunakan yaitu menggunakan reactor multi tube dengan pemanasan pengapian lansung. Karena endoterm, maka reaksi pertama membutuhkan panas, maka dari itu primary reformer beroperasi pada suhu tinggi yaitu 1000 dC. Jika rasio steam / Carbon < 2.5 maka akan menyebabkan karbonisasi. Pengendalian proses pada proses selain rasio Steam / Carbon adalah temperature outlet dijaga 650 – 800 dC, Delta P katalis. Temperatur skin tube & coil, oksigen ekses sebesar 2 persen, T flue gas, methane slip 9 – 14 % mol, serta pengamatan visual api burner. Reaksi yang terjadi adalah:

CH4 (g)+ H2O(g) -> H2(g) + CO(g) 

CO(g) + H2O(g) -> CO2(g) + H2(g)



  1. Secondary reformer
Secondary Reformer

Dalam proses ini udara proses yang mengandung Nitrogen akan dimasukkan. Selain itu melanjutkan proses pada primary reformer. Terdiri dari dua bagian yaitu bagian atas merupakan bagian pembakaran H2, CH4, dengan O2. Dan merupakan proses eksotermis. Bagian bawah merupakan daerah reaksi (berkatalis). N2 didapat dengan menghilangkan O2 dengan mereaksikan O2 dengan H2. Pengendalian prosesnya adalah flow udara untuk mendapatkan rasio H2/N2 = 3, rasio gas/udara 0.65 – 0.7, metana yang lolos <0.4%, dan T outlet. Reaksi yang terjadi adalah:

CH4 (g)+ H2O(g) -> H2(g) + CO(g) 

CO(g) + H2O(g) -> CO2(g) + H2(g)

 

Dalam proses ini fungsinya adalah mengubah gas CO menjadi CO2. Terdapat dua bagian yaitu: High T Shift dengan katalis Fe dan Low T Shift dengan katalis Cu. Reaksi ini merupakan reaksi eksotermis. Pengendalian Prosesnya adalah: Temperatur inlet, delta P katalis, Profil T Katalis. Dalam grafik T inlet diatur sedemikian rupa agar reaksi akhir HTS efisien mengubah CO berdasarkan grafik katalis. Kemudian setelah dari HTS temperatur Kembali diturunkan untuk menjauhkan Kembali posisi reaksi agar CO yang terkonversi di LTS semakin banyak. Reaksi yang terjadi adalah:

CO(g) + H2O(g) -> CO2(g) + H2(g)

 

  1. CO2 Removal.
CO2 Removal

Fungsinya adalah memisahkan CO2 dari gas proses karena CO2 merupakan racun katalis dan merupakan umpan dari proses urea. Terdiri dari Absorbsi dan Regenerasi / Stripping. Absorbsi beroperasi pada P tinggi, T rendah. Stripping kebalikannya. Menggunakan solvent Amine / Bendfield. Pengendalian prosesnya adalah feed gas rate, sirkulasi solvent, tekanan absorber & stripper, T solven, konsentrasi / strength solven, CO2 slip/lolos, dan parameter foaming (delta P bed kolom, FH, CT). Reaksi yang terjadi adalah:

2R2NH + CO2 ←→ R2NH2+ + R2NCOO- 

 

  1. Methanator
Unit Methanator

Methanator adalah tempat mengubah CO dan CO2 yang masih lolos yang merupakan racun katalis proses sintesis ammonia, menjadi metana. Reaksi di Methanator adalah kebalikan dari Steam Reformer. Katalis yang digunakan adalah nikel. Reaksi samping yang harus dihindari adalah terbentuknya Nikel Karbonil. Parameter dan Variabel operasi : T, P, CO + CO2 lolos <10ppm. Reaksi yang terjadi adalah:

CO(g) + 3H2(g) -> CH4(g)+ H2O(g)

CO2(g) + 4H2(g) -> CH4(g) + 2H2O(g)

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *