Optimasi Proses Merseburg Pada Pabrik Amonium Sulfat Dari Amonium Karbonat Dan Gypsum Kapasitas 720.000 Ton/Tahun

Krisyanto, Marchel Abednego Septa and Widasgantri, Treisnaning (2021) Optimasi Proses Merseburg Pada Pabrik Amonium Sulfat Dari Amonium Karbonat Dan Gypsum Kapasitas 720.000 Ton/Tahun. Undergraduate thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

[img] Text
10411710000022_10411710000103-Undergraduate_Thesis for D4.pdf - Accepted Version
Restricted to Repository staff only until 1 October 2023.

Download (1MB) | Request a copy

Abstract

Indonesia merupakan negara yang sedang melakukan pembenahan dari berbagai sektor, salah satunya adalah dalam bidang industri kimia seperti industri petrokimia. Salah satu bahan baku dalam industri petrokimia yaitu amonium sulfat dan saat ini kebutuhan amonium sulfat dalam negeri cukup besar. Bahan baku pembuatan amonium sulfat antara lain gypsum produk samping dari FGD PLTU, CO2, NH3, dan H2SO4. Kapasitas pabrik amonium sulfat yang akan didirikan pada tahun 2025 ini yaitu sebesar 720.000 ton/tahun. Lokasi yang dipilih untuk pendirian pabrik ini berada di Kawasan Industri Buluminung di Kabupaten Penajam Paser Utara, Kalimantan Timur. Proses pembuatan amonium sulfat ini menggunakan Proses Merseburg yang terdiri dari enam tahapan. Tahap pertama yaitu tahap karbonasi bertujuan untuk mereaksikan gas NH3 dengan CO2 menjadi amonium karbonat yang berbentuk cair. Tahap kedua yaitu tahap reaksi, bertujuan untuk mereaksikan amonium karbonat dengan gypsum menjadi amonium sulfat dan menghasilkan hasil samping berupa kapur (CaCO3). Tahap ketiga yaitu tahap filtrasi, berfungsi untuk memisahkan kapur CaCO3 dan amonium sulfat cair. Tahap selanjutnya adalah tahap netralisasi, berfungsi untuk menetralkan kelebihan NH3 dan amonium karbonat dengan menambahkan asam sulfat. Tahap kelima adalah tahap evaporasi dan kristalisasi, bertujuan untuk menguapkan air pada larutan ZA hingga larutan menjadi pekat dan dilanjutkan ke proses kristalisasi hingga terbentuk kristal. Tahap terakhir yaitu tahap pengeringan, bertujuan untuk mngeringkan kristal ZA menggunakan rotary dryer dan mendinginkan kristal ZA dari centrifuge sehingga diperoleh produk sesuai dengan kadar air yang diinginkan. Pabrik ini direncanakan bekerja secara kontinyu selama 300 hari/tahun dengan basis 24 jam/hari. Bahan baku gypsum yang dibutuhkan sebanyak 497.052,46 kg/hari, NH3 100.339,76 kg/hari, CO2 129.646,66 kg/hari, dan H2SO4 5.662,97 kg/hari. Pada pabrik amonium sulfat ini, kami melakukan optimasi dengan mengganti alat pemisah gas-solid yang berupa cyclone dengan electrostatic precipitator. Electrostatic precipitator mampu mencapai efisiensi hingga 99%, yang semula sebesar 85% dari alat cyclone. Analisa ekonomi yang di dapat pada perhitungan ini yaitu Internal Rate of Return (IRR) sebesar 26,36 %, Minimum Pay Out Time (POT) sebelum pajak yaitu 1,91 tahun dan sesudah pajak yaitu 3,33 tahun, Net Present Value (NVP) sebesar Rp294.496.887.224, Shut Down Point (SDP) sebesar 48%, dan Break Event Point (BEP) sebesar 53,4%. ====================================================================================================== Indonesia is a country that is making improvements from various sectors, one of which is in the chemical industry such as the petrochemical industry. One of the raw materials in the petrochemical industry is ammonium sulfate and currently the domestic demand for ammonium sulfate is quite large. The raw materials for the manufacture of ammonium sulfate include gypsum, a by-product of the FGD PLTU, CO2, NH3, and H2SO4. The capacity of the ammonium sulfate plant to be established in 2025 is 720,000 tons/year. The location chosen for the establishment of this factory is in the Buluminung Industrial Estate in North Penajam Paser Regency, East Kalimantan. The process of making ammonium sulfate uses the Merseburg Process which consists of six stages. The first stage, namely the carbonation stage, aims to react NH3 gas with CO2 into liquid ammonium carbonate. The second stage, namely the reaction stage, aims to react ammonium carbonate with gypsum into ammonium sulfate and produce a by-product in the form of lime (CaCO3). The third stage is the filtration stage, which functions to separate lime CaCO3 and liquid ammonium sulfate. The next stage is the neutralization stage, which serves to neutralize the excess NH3 and ammonium carbonate by adding sulfuric acid. The fifth stage is the evaporation and crystallization stage, aiming to evaporate the water in the ZA solution until the solution becomes concentrated and proceed to the crystallization process until crystals are formed. The last stage is the drying stage, which aims to dry the ZA crystals using a rotary dryer and cool the ZA crystals from the centrifuge so that the product is obtained according to the desired moisture content. This factory is planned to work continuously for 300 days/year on a 24 hour/day basis. Gypsum raw materials needed are 497,052.46 kg/day, NH3 100,339.76 kg/day, CO2 129,646.66 kg/day, and H2SO4 5,662.97 kg/day. In this ammonium sulfate plant, we optimize by replacing the gas-solid separator in the form of a cyclone with an electrostatic precipitator. The electrostatic precipitator can achieve up to 99% efficiency, which was originally 85% of that of a cyclone. The economic analysis obtained in this calculation is the Internal Rate of Return (IRR) of 26.36%, Minimum Pay Out Time (POT) before tax is 1.91 years and after tax is 3.33 years, Net Present Value (NVP) amounted to Rp294,496,887,224, Shut Down Point (SDP) was 48%, and Break Event Point (BEP) was 53.4%.

Item Type: Thesis (Undergraduate)
Uncontrolled Keywords: Kata kunci: Amonium Sulfat, Proses Merseburg, Electrostatic Precipitator Keywords: Ammonium Sulfate, Merseburg Process, Electrostatic Precipitator
Subjects: H Social Sciences > HD Industries. Land use. Labor > HD3656 Inspection. Factory inspection
T Technology > TP Chemical technology
Divisions: Faculty of Vocational > 24305-Industrial Chemical Engineering
Depositing User: Marchel Abednego Septa Krisyanto
Date Deposited: 20 Aug 2021 13:37
Last Modified: 20 Aug 2021 13:37
URI: https://repository.its.ac.id/id/eprint/88056

Actions (login required)

View Item View Item