PABRIK PUPUK KALIUM SULFAT DENGAN PROSES DEKOMPOSISI KALSIUM SULFAT DAN KALIUM KLORIDA DENGAN MENGGUNAKAN KRISTALIZER SINGLE STAGE Disusun oleh :

Transkripsi

1 SIDANG TUGAS AKHIR 2013 PABRIK PUPUK KALIUM SULFAT DENGAN PROSES DEKOMPOSISI KALSIUM SULFAT DAN KALIUM KLORIDA DENGAN MENGGUNAKAN KRISTALIZER SINGLE STAGE Disusun oleh : Evi Dwi Ertanti Fitria Kumalasari Dosen Pembimbing Dr. Ir. Lily Pudjiastuti, MT NIP PROGRAM STUDI D3 TEKNIK KIMIA FTI - ITS

2 ALASAN PENDIRIAN PABRIK Ketahanan Pangan Nasional Kebutuhan Pupuk dalam Negeri semakin Meningkat Pendirian Pabrik Pupuk ZK Peningkatan Produksi Pupuk dan Impor Pupuk

3 RENCANA LOKASI PABRIK Rencana Lokasi pendirian pabrik : Paciran, Lamongan, Jawa Timur dengan kapasitas produksi ton/tahun ( kg/jam) dan akan didirikan pada tahun 2016

4 MACAM PROSES PEMBUATAN PUPUK ZK 1. Proses Dekomposisi KCl dengan Na 2 SO Proses Dekomposisi KCl dengan CaSO Proses Dekomposisi KCl dengan MgCl Proses Dekomposisi KCl dengan (NH 4 ) 2 SO Proses Hargeavres. 6. Proses Mannheim. (Zikri, dkk., Pupuk Kalium Sulfat. Pekanbaru)

5 KELEBIHAN DAN KEKURANGAN PROSES PROSES KELEBIHAN KEKURANGAN Dekomposisi Mannheim Hargeavres 1. Beroperasi pada suhu rendah. 2. Bahan baku mudah didapat 3. Memiliki konversi yang tinggi 1. Memiliki konversi cukup tinggi. 2. Waktu operasi cukup singkat Penggunaan bahan baku sedikit Memerlukan waktu yang cukup lama 1. Beroperasi pada suhu tinggi. 2. Biaya awal cukup tinggi 3. Korosifitas tinggi Bahan baku susah didapat

6 SELEKSI PROSES PARAMETER PROSES DEKOMPISISI PROSES HARGEAVERS PROSES MANNHEIM 1. ASPEK TEKNIS a. Proses b. Konversi c. Kandungan ZK dalam larutan induk Kontinyu 98 % % Batch % Kontinyu 95,5 % 40 % 2. KONDISI OPERASI a. Suhu (C) b. Tekanan c. Waktu operasi (jam) Sedang 6 - Sedang Tinggi 4 3. MODAL DAN BAHAN BAKU a. Ketersediaan bahan baku b. Modal Dalam negeri Sedang Dalam negeri Besar Dalam negeri Besar

7 PROSES TERPILIH Pada pabrik ini, proses yang digunakan adalah proses dekomposisi menggunakan bahan baku kalsium sulfat dan kalium klorida. Proses ini digunakan karena memiliki konversi yang tinggi yaitu 98%, menggunakan bahan baku yang mudah di dapat, dan mudah serta murah dari segi operasional.

8 SPESIFIKASI BAHAN BAKU DAN BAHAN PENUNJANG CaSO 4 (BAHAN BAKU) Kadar CaSO 4 80%. Temperatur 30 C Tekanan 1 atm Kadar H 2 O 1,0 % max. Kalium Klorida (BAHAN BAKU) Kadar KCl 99,89% (berat) Kadar H 2 O 0,1 % (berat) Temperatur 30 C Tekanan 1 atm URESOFT (BAHAN PENUNJANG) Digunakan sebagai anti caking

9 SPESIFIKASI PRODUK UTAMA PUPUK ZK (Zwavelzure Kalium) Nama Lain : Kalium sulfat Rumus Molekul : K 2 SO 4 Kadar kalium (%K 2 O) : 50 % Kadar klorida (% Cl) : 2,5 % Kadar sulfur (% S) : 17 % Kadar H 2 O (% H 2 O) : 1 maks. Ukuran butiran : 30 mesh Penampilan : Kristal berwarna putih

10 URAIAN PROSES CaSO 4 KCl PROSES MIXING (NH 4 ) 2 SO 4 + CaCO 3 PROSES KRITALISASI (NH 4 ) 2 CO 3 KRISTAL K 2 SO 4 DAN LARUTAN INDUK LARUTAN INDUK PROSES FILTRASI PRODUK ZK PROSES PENGEMASAN KRISTAL K 2 SO 4 PROSES DRYING KRISTAL K 2 SO 4 BASAH Flowsheet Proses Pabrik Pupuk ZK

11 NERACA MASSA ALAT INPUT (kg/jam) OUTPUT (kg/jam) MIXER CENTRIFUGE SEPARATOR SATURATOR , ,29 KONDENSOR , ,78 CENTRIFUGE SEPARATOR , ,51 SCREW CONVEYOR , ,39 ROTARY DRYER , ,05 SCREEN , ,25 WET CYCLONE 4.254, ,52 TANGKI MOTHER LIQUOR , ,69

12 NERACA PANAS ALAT INPUT (kkal) OUTPUT (kkal) HEATER , ,71 HEATER , ,51 SATURATOR , ,30 KONDENSOR , ,7 AIR HEATER 2.941, ,4 ROTARY DRYER , ,79 TANGKI DISSOLUTION ZK , ,5

13 SPESIFIKASI ALAT ROTARY DRYER Diameter = 3,7 ft Panjang = 14,8 ft Kecepatan Putar = 6,5 rpm Jumlah Flight = 12 buah Tinggi Flight = 0,37 ft Power RD = 7 hp Tebal shell RD = 0,2 in Kemiringan RD = 4,6 Waktu Tinggal = 23 menit

14 WET CYCLONE Type : effluent dust cyclone Material : Carbon steel SA 28 Grade C Jumlah : 1 buah Bc : 4,34 in Dc : 17,3 in De : 8,68 in Hc : 8,68 in Lc : 34,7 in Sc : 2,17 in Zc : 34,7 in Jc : 4,34 in

15 TANGKI DISSOLUTION ZK Bentuk : Tangki silinder tegak dengan tutup atas standart dishead head dan tutup bawah berbentuk konis Material : Carbon steel SA 28 Grade C Jumlah : 1 buah Kapasitas : 48,492 ft 3 Diameter : 3,7 ft Tinggi Tangki : 3,7 ft Tebal Tutup Atas : ¼ in Tebal Tutup Bawah : ¼ in Macam Las : Double Welded butt joint

16 UTILITAS Kebutuhan Air di Pabrik Pupuk ZK : Air sanitasi = 17 m 3 / hari Air pendingin = m 3 / hari Air umpan boiler = m 3 / hari Air proses = 33 m 3 / hari Total kebutuhan air = m 3 / hari Flowsheet Utilitas Pabrik Pupuk ZK

17 KESEHATAN DAN KESELAMATAN KERJA (K3) AREA UNIT ALAT PELINDUNG DIRI PENCAMPURAN (mixing) KRISTALISASI PEMISAHAN KRISTAL PENGERINGAN MIXER T = 30 C P = 1 atm SATURATOR T = C P = 1 atm CENTRIFUGE SEPARATOR T = 80 C P = 1 atm ROTARY DRYER T = 95 C P = 1 atm Safety head Sepatu karet Masker Safety head Sepatu karet Masker Safety head Sepatu karet Safety head Kaca mata Sepatu karet Ear plug MAsker

18 AREA UNIT ALAT PELINDUNG DIRI PENGANTONGAN PENYERAPAN UTILITAS BIN T = 30 C P = 1 atm WET CYCLONE T = 40 C P = 1 atm BOILER Safety head Sepatu karet Masker Sarung tangan Safety head Sepatu karet Masker Kaca mata Safety head Sepatu karet Sarung tangan Masker Ear plug

19 INSTRUMENTASI DAN PENGENDALIAN PROSES MIXER SATURATOR KONDENSOR ALAT TANGKI PENAMPUNG KONDENSAT CENTRIFUGE SEPARATOR TANGKI PENAMPUNG ML HEATER ROTARY DRYER TANGKI DISSOLUTION ZK INSTRUMENTASI Level Control (LC) Temperatur Control (TC) Flow Control (FC) Level Control (LC) Temperatur Control (TC) Level Indikator (LI) Flow Control (FC) Level Indikator (LI) Temperatur Control (TC) Temperatur Control (TC) Temperatur Control (TC)

20 PENGOLAHAN LIMBAH INDUSTRI KIMIA Dalam pabrik pupuk ZK ini selama proses produksi menghasilkan limbah : 1. Limbah Gas Sumber : debu RD yang terikut keluar bersama udara Wash Water Debu ZK Wet Cyclone Tangki Penampung

21 2. Limbah Cair Sumber : flushing peralatan yang dilakukan secara berkala dan oli dari oil separator Penambahan bakteri Sump tank Netralisasi Kolam Aerasi Equalizer/ Pengendapan Ca(OH) 2

22 KESIMPULAN Kapasitas pabrik pupuk ZK sebesar = kg/jam Dengan bahan baku : CaSO4 : kg/jam KCl : ,8 kg/jam Total kebutuhan air pabrik pupuk ZK = m 3 / hari Macam limbah yang dihasilkan : Limbah cair yang berasal dari flushing yang dilakukan pada peralatan Limbah gas yang berasal dari unit pengeringan

23 TERIMA KASIH

24

25

26

27

28 Data Ekspor, Impor, Produksi, dan Kebutuhan Pupuk ZK di Indonesia dalam Ton/Tahun Tahun Ekspor Impor Produksi Kebutuhan , , , , , , , , , , , ,85 Sumber : BPS

29 Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut: CaSO 4 + (NH 4 ) 2 CO 3 (NH 4 ) 2 SO 4 + CaCO 3 (NH 4 ) 2 SO 4 + 2KCl 2NH 4 Cl + K 2 SO 4 Adapun reaksi samping : CaCO 3 CaO + CO 2 2NH 4 Cl + CaO + H 2 O CaCl 2 + 2NH 4 OH 2NH 4 OH + CO 2 (NH 4 ) 2 CO 3 + H 2 O

30 KEUNGGULAN PUPUK ZK 1. Mengandung unsur kalium dan belerang dengan kadar cukup tinggi. 2. Dapat dicampur dengan pupuk lain. 3. Aman digunakan untuk semua jenis tanaman. 4. Larut dalam air

31

32

33