Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Di-Amonium Fosfat (DAP) dari Amonia dan Asam Fosfat dengan Kapasitas 40.000 Ton/Tahun

PRA RANCANGAN PABRIK

PEMBUATAN DI-AMONIUM FOSFAT (DAP)
DARI AMONIA DAN ASAM FOSFAT
TUGAS AKHIR
Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan
Ujian Sarjana Teknik Kimia

OLEH:

CORY REGINA NAPITUPULU
050405052

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2010

Universitas Sumatera Utara

Universitas Sumatera Utara

KATA PENGANTAR

Puji Syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas rahmat dan
anugerah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul
Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Di-Amonium Fosfat (DAP) dari Amonia
dan Asam Fosfat dengan Kapasitas 40.000 Ton/Tahun. Tugas Akhir ini
dikerjakan sebagai syarat untuk kelulusan dalam sidang sarjana.
Selama mengerjakan Tugas akhir ini penulis begitu banyak mendapatkan
bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, dalam kesempatan ini perkenankanlah
penulis mengucapkan terima kasih kepada:
1. Orang tua penulis yaitu Ayahanda T.M. Napitupulu dan Ibunda H.
Sitanggang yang tidak pernah lupa memberikan dukungan berupa moril dan
materil kepada penulis.
2. Bapak Dr. Ir. Taslim, M.Si sebagai Dosen Pembimbing I yang telah
membimbing dan memberikan masukan selama menyelesaikan tugas akhir
ini.
3. Ibu Farida Hanum, ST.MT. sebagai Dosen Pembimbing II yang telah
memberikan arahan selama menyelesaikan tugas akhir ini.

4. Ibu Ir. Renita Manurung, MT, Ketua Departemen Teknik Kimia FT USU.
5. Bapak M. Hendra S Ginting, ST. MT, Sekertaris Departemen Teknik Kimia
FT USU
6. Bapak Dr. Ir. Irvan, MSi sebagai Koordinator Tugas Akhir Departemen
Teknik Kimia FT USU.
7. Bapak dan Ibu dosen serta pegawai Departemen Teknik Kimia, Fakultas
Teknik Universitas Sumatera Utara
8. Adik-adik tercinta Ramos dan Romeo yang selalu memberikan semangat
kepada penulis
9. Artina sebagai partner dalam penulisan Tugas Ahir ini

Universitas Sumatera Utara

10. Teman-teman stambuk 2005 tanpa terkecuali, yang telah memberikan
sukacita, dukungan dan semangat kepada penulis untuk menulis Tugas Ahir
ini, serta Abang, Kakak dan Adik stambuk yang tidak telepas juga
memberikan dukungan kepada penulis
11. Teman-teman dari UKM KMK UP FT yang telah memberikan dukungan doa,
semangat dan motivasi
12. Serta pihak-pihak yang telah ikut membantu penulis namun tidak tercantum

namanya.
Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih terdapat banyak kekurangan
dan ketidaksempurnaan. Oleh karena itu penulis sangat mengharapkan saran dan
kritik yang sifatnya membangun demi kesempurnaan pada penulisan berikutnya.
Semoga tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi kita semua.

Medan, Februari 2010
Penulis

Cory Regina Napitupulu
050405052

Universitas Sumatera Utara

INTISARI
Perkembangan industri pupuk di saat ini sangatlah berkembang, dikarenakan
kebutuhan pupuk yang semakin meningkat. Salah satu jenis pupuk adalah diamonium fosfat atau yang serimg dikenal dengan DAP. Pembuatan DAP dilakukan
dengan mereaksikan asam fosfat cair dengan gas amonia pada suhu 171°C dan
tekanan 6,12 atm pada reaktor pipa. DAP yang dihasilkan mengandung banyak
senyawa seperti Fe2O3, H2O, Al2O3, CaO, MgO, Di-amonium sulfat (DAS).

DAP yang diproduksi 40000 ton/tahun dengan 330 hari kerja dalam 1 tahun.
Lokasi pabrik direncanakan di Bintan, Riau dengan luas areal 19.395 m2.
Tenaga kerja yang dibutuhkan berjumlah 200 orang dengan bentuk badan
usaha Perseroan Terbatas (PT) yang dipimpin oleh seorang direktur utama dengan
struktur organisasi sistem garis dan staf.
Hasil analisa ekonomi Di-Amonium Fosfat adalah sebagai berikut :
a. Modal Investasi

: Rp 397.461.298.038,-

b. Biaya Produksi

: Rp 347.381.963.398,-

c. Hasil Penjualan

: Rp 435.600.000.000.-

d. Laba Bersih

: Rp 58.682.494.241,-

e. Profit Margin

: 19,24 %

f. Break Event Point

: 55,05 %

g. Return of Investment

: 14,76 %

h. Pay Out Time

: 7 tahun

i. Internal Rate of Return

: 24,61 %

Dari analisa ekonomi diperoleh kesimpulan bahwa pabrik pembuatan DiAmonium Fosfat (DAP) dari amonia dan asam fosfat ini layak untuk didirikan.

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR…………..……………………………………………………i
INTISARI……………………...…………………………..………………………..iii
DAFTAR ISI……………………………..…………………………….…………...iv
DAFTAR GAMBAR………………………………..……………………………..vii
DAFTAR TABEL………………………………...……………………………….viii
BAB I PENDAHULUAN………………..…...……………………………………I-1
1.1 Latar Belakang………………………..………………………………...I-1
1.2 Perumusan Masalah……………………..……………………………...I-2
1.3 Tujuan Perancangan…………………..………………………………...I-3
1.4 Manfaat……………………………...…………………………………..I-3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA……………...……………………………….…II-1
2.1 Pengertian dan Jenis Pupuk…………...…………...…………………..II-1

2.2 Sifat Pupuk…………………………...………………………………...II-2
2.2.1 Di-Amonium Fosfat……...…..………………………………II-3
2.2.2 Kegunaan Di-Amonium Fosfat…...……………….…………II-3
2.3 Sifat Bahan Baku Produk………………...…………………………….II-4
2.3.1 Sifat Bahan Baku……………..……………………………...II-4
2.3.2 Sifat Produk………………..………………………………...II-5
2.4 Pembuatan di-amonium fosfat……..…………………………………..II-5
2.5 Pemilihan Proses……………………………………...………………..II-7
2.6 Deskripsi Proses……………………………………...…………….…..II-8
BAB III NERACA MASSA…………………………...………..……………….III-1
BAB IV NERACA PANAS…………………………...……………...……….....IV-1
BAB V SPESIFIKASI PERALATAN………………………..…………….…...V-1
BAB VI INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA………...….....VI-1
6.1 Instrumentasi…………………………………......…………………...VI-1
6.2 Keselamatan Kerja……………………………..……………………..VI-8
6.3 Keselamatan Kerja pada pabrik Di-Amonium Fosfat……..……….…VI-9

Universitas Sumatera Utara

BAB VII UTILITAS…………...………………………………..……………...VII-1

7.1 Kebutuhan uap (steam)………………..……………………………..VII-1
7.2 Kebutuhan Air………………………...……………………………...VII-2
7.2.1 Screening…………………...………………………………VII-6
7.2.2 Koagulasi dan Flokulasi…...……………………………….VII-6
7.2.3 Filtrasi……………………..……………………………….VII-7
7.2.4 Demineralisasi……………...………………………………VII-9
7.2.5 Deaerator…………………...……………………………..VII-13
7.3 Kebutuhan Bahan Kimia…………...……………………………….VII-12
7.4 Kebutuhan Listrik………………..…………………………………VII-13
7.5 Kebutuhan Bahan Bakar……………………………………..……..VII-14
7.6 Unit Pengolahan Limbah…………………………………..……….VII-16
7.6.1 Bak Penampungan……………………………..…………VII-17
7.6.2 Bak Pengendapan awal………………………..………….VII-18
7.6.3 Bak Netralisasi………………………………..…………..VII-19
7.7 Spesifikasi Peralatan Utilitas…………………………..…………...VII-20
BAB VIII TATA LETAK PABRIK…………………………...……………..VIII-1
8.1 Landasan Teori……………………………………..……………….VIII-1
8.1.1. Faktor Utama Dalam Pemilihan Lokasi Pabrik……..……VIII-1
8.1.2 Faktor Sekunder/ Tambahan………………………...…….VIII-4
8.2 Lokasi Pabrik………………………………………………..………VIII-5

8.3 Tata Letak Pabrik…………………………………………...……….VIII-7
8.4 Perincian Luas Areal Pabrik………………………………...………VIII-9
BAB IX ORGANISASI DAN MANAJEMEN PERUSAHAAN…...…………IX-1
9.1 Organisasi Perusahaan……………………………………...…………IX-1
9.1.1 Bentuk Organisasi Garis………………………...…………..IX-2
9.1.2 Bentuk Organisasi Fungsionil…………………..…………..IX-2
9.1.3 Bentuk Organisasi Garis dan Staf……………..……………IX-3
9.1.4 Bentuk Organisasi Fungsionil dan Staf……..……………....IX-3
9.2 Manajemen Perusahaan….…………………………...……………….IX-3
9.3 Bentuk Hukum Badan Usaha………………………..………………..IX-5
9.4 Tugas, Wewenang dan Tanggung Jawab…………..…………………IX-6

Universitas Sumatera Utara

9.4.1 Rapat Umum Pemegang Saham………...…………………..IX-6
9.4.2 Dewan Komisaris………………….…..……………………IX-7
9.4.3 Direktur………………………………..……………………IX-7
9.4.4 Staf Ahli……………………………..……………………...IX-7
9.4.5 Sekretaris…………………………...……………………….IX-8
9.4.6 Manajer Produksi…………………..……………………….IX-7

9.4.7 Manajer Teknik…………………..…………………………IX-7
9.4.8 Manajer Umum dan Keuangan…..……….…………………IX-8
9.4.9 Manajer Pembelian dan Pemasaran……....…………………IX-8
9.5 Sistem Kerja……………………………………..……………………IX-9
9.6 Jumlah Karyawan dan Tingkat Pendidikan……...………………......IX-11
9.7 Sistem Penggajian……………………………..…………………….IX-12
9.8 Fasilitas Tenaga Kerja….……………………...…………………….IX-13
BAB X ANALISA EKONOMI………………………….……………………….X-1
10.1 Modal Investasi…………………………………...…………………..X-1
10.1.1 Modal Investasi Tetap………………...…………………….X-1
10.1.2 Modal Kerja…………………………..…………………….X-3
10.1.3 Biaya Tetap (Fixed Cost)…………...……………………....X-4
10.1.4 Biaya Variabel (Variable Cost)…..………………………...X-4
10.2 Total Penjualan…………………………..…………………………...X-5
10.3 Perkiraan Laba Rugi…………………..……………………………...X-5
10.4 Analisa Aspek Ekonomi……………..……………………………….X-5
10.4.1 Profit Margin……………...…………………………...…...X-5
10.4.2 Break Ivent Point………...…………………………………X-6
10.4.3 Return Of Investment…...…………………………………..X-6
10.4.4 Pay Out Time…………...…………………………………..X-7

10.4.5 Return Of Network………...………………………………..X-7
10.4.6 Internal Rate Of Return…..………………………………...X-7
BAB XI KESIMPULAN……………………………...……………………..…..XI-1

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN A PERHITUGAN NERACA MASSA
LAMPIRAN B PERHITUNGAN NERACA PANAS
LAMPIRAN C PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN
LAMPIRAN D PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN UTILITAS
LAMPIRAN E PERHITUNGAN ASPEK EKONOMI

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR GAMBAR
Gambar 6.1 Mekanisme Pengendalian Proses………………..…………………..VI-4
Gambar 8.1 Tata Letak Pabrik di-amonium fosfat (DAP).……..………………VIII-9
Gambar 9.1 Bagan struktur organisasi perusahaan pabrik di-amonium fosfat….IX-13
Gambar LD-1 Spesifikasi Screening…..…...…………………….…………...….LD-1
Gambar LD-2 Grafik Entalpi dan Temperatur Cairan pada Cooling Tower…....LD-74
Gambar LD-3 Kurva Hy terhadap 1/ (Hy* - Hy)………………………………...LD-75
Gambar LE-1 Kurva BEP Pabrik Pembuatan di-amonium fosfat……………....LE-29

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR TABEL
Tabel 1.1 Import Indonesia akan di-amonium fosfat…………..…………………...I-1
Tabel 2.1 Sifat Pupuk Organik………………………………...…………………...II-2
Tabel 3.1 Neraca Massa Reaktor……………………………...…………………..III-1
Tabel 3.2 Neraca Massa Granulator…………………………..…………………..III-2
Tabel 3.3 Neraca Massa Absorber………..…………………...…………………..III-2
Tabel 3.4 Neraca Massa Rotary Drum Dryer...……………….…………………..III-3
Tabel 3.5 Neraca Massa Ball Mill...………………………..……………………..III-3
Tabel 3.6 Neraca Massa Screen I………………………..………………………..III-4
Tabel 3.7 Neraca Massa Screen II...…………………..…………………………..III-4
Tabel 3.8 Neraca Massa Stripper……………………..…………………………..III-5
Tabel 3.9 Neraca Massa Reboiler……...……………..…………………………..III-5
Tabel 3.10 Neraca Massa Cooler.……...…………..……………………………..III-5
Tabel 4.1 Neraca Panas. Reaktor…………………...……………………………..IV-1
Tabel 4.2 Neraca Panas. Granulator……...………..……………………………..IV-1
Tabel 4.3 Neraca Panas. Absorber…………..……..……………………………..IV-1
Tabel 4.4 Neraca Panas Rotary Drum Dryer……..………………………………IV-2
Tabel 4.5 Neraca Panas. Reboiler…………….....………………………………..IV-2
Tabel 4.6 Neraca Panas. Cooler…………………………………………………..IV-2
Tabel 6.1 Daftar Instrumentasi pada Pra Rancangan Pabrik Pembuatan DAP..….VI-3
Tabel 7.1 Kebutuhan Uap Pabrik……………………………………………...…VII-1
Tabel 7.2 Kebutuhan air Pendingin…………………………………………...….VII-2
Tabel 7.3 Pemakaian Air untuk Berbagai Kebutuhan………………………...….VII-3
Tabel 7.4 Kualitas Air Sungai Rokan………………………………………..…..VII-4
Tabel 7.5 Perincian Kebutuhan Listrik……………………………………..…..VII-13
Tabel 8.1 Perincian Luas Tanah…………………………………………..….....VIII-8
Tabel 9.1 Jadwal Kerja Karyawan shift…………….…………………...………...IX-9
Tabel 9.2 Jumlah Karyawan dan Kualifikasi…………………………..………..IX-10
Tabel 9.3 Perincian Gaji Karyawan…………………………………..…………IX-11
Tabel LA-1 Neraca Massa Screen II…..……………………………..…………..LA-4
Tabel LA-2 Neraca Massa Screen I………………………………..…………….LA-6

Universitas Sumatera Utara

Tabel LA-3 Neraca Massa Ball Mill……………………………..………………LA-8
Tabel LA-4 Neraca Massa Rotary Drum Dryer..………………...……………..LA-10
Tabel LA-5 Neraca Massa Granulator…………………………..……………..LA-11
Tabel LA-6 Neraca Massa Reaktor……………………………...……………...LA-17
Tabel LA-7 Neraca Massa Absorber…………………………...……………….LA-19
Tabel LA-8 Neraca Massa Stripper…………………………..….……………..LA-21
Tabel LA-9 Neraca Massa Reboiler………………………...…………………..LA-22
Tabel LB-1 Data Kapasitas Panas Cairan…………………..……………………LB-1
Tabel LB-2 Data Kapasitas Panas Gas……………………...……………………LB-1
Tabel LB-3 Data Kapasitas Panas Padatan………………..……………………..LB-2
Tabel LB-4 Kontribusi Elemen Padatan untuk Menentukan Kapasitas Panas ......LB-2
Tabel LB-5 Data Kapasitas Panas Reaksi Pembentukan…….…………………..LB-3
Tabel LB-6 Neraca Panas Masuk pada Reaktor………………………………….LB-9
Tabel LB-7 Neraca Panas Keluar dari Reaktor……………………………..…..LB-13
Tabel LB-8 Neraca Panas pada Reaktor………………………..……………….LB-14
Tabel LB-9 Neraca Panas Masuk pada Granulator………...………………..…LB-19
Tabel LB-10 Neraca Panas Keluar dari Granulator……...………......……...….LB-22
Tabel LB-11 Neraca Panas pada Granulator………………...............……..…..LB-23
Tabel LB-12 Spesifikasi nomenkular untuk menentukan kapasitas panas..……LB-24
Tabel LB-13 Neraca Panas Masuk pada Absorber……………….....…...……...LB-25
Tabel LB-14 Neraca Panas Keluar dari Absorber……………….............……...LB-27
Tabel LB-15 Neraca Panas pada Absorber………………............…….....…….LB-27
Tabel LB-16 Perhitungan Entalpi pada Rotary Drum Dryer……........………...LB-31
Tabel LB-17 Neraca Energi pada Rotary Drum Dryer….........……..….............LB-32
Tabel LB-18 Neraca Energi pada Reboiler……………...........…..…….............LB-35
Tabel LB-19 Neraca Energi pada Cooler………...….…................…….............LB-38
Tabel LC-1 Komposisi Umpan Masuk Reaktor………..………………...……..LC-20
Tabel LC-2 Komposisi Gas yang Keluar dari Reaktor.…………….....………..LC-31
Tabel LC-3 Laju alir komponen yang masuk ke absorber…...….……...…..…..LC-32
Tabel LC-4 Laju Alir Komponen yang masuk ke stripper …………..……..….LC-45
Tabel LC-5 Komposisi Produk di-amonium fosfat…………………..…………LC-65
TAbel LD-1 Perhitungan Entalpi dalam menentukan tinggi menara pendingin..LD-74

Universitas Sumatera Utara

Tabel LE-1 Perincian harga bangunan dan sarana lainnya…………………….....LE-1
Tabel LE-2 Harga Indeks Marshall dan Swift……………………………...….....LE-3
Tabel LE-3 Estimasi Harga Peralatan Proses…………….…………………..…..LE-6
Tabel LE-4 Estimasi Harga Peralatan Utilitas dan Pengolahan Limbah……...….LE-6
Tabel LE-5 Biaya Sarana Transportasi…….…………….………………...……LE-11
Tabel LE-6 Perincian Gaji Karyawan……...…………….………………...……LE-15
Tabel LE-7 Perincian Biaya Kas…………...…………….………………..……LE-17
Tabel LE-8 Perincian Modal Kerja…………...………….………………...……LE-18
Tabel LE-9 Aturan Depresiasi UU Republik Indonesia No.17 Tahun 2000...….LE-19
Tabel LE-10 Perhitungan Biaya Depresiasi Sesuai UURI No.17 Tahun 2000....LE-20
Tabel LE-11 Data Perhitungan Interval Rate Of Return (IRR)……………........LE-28

Universitas Sumatera Utara

INTISARI
Perkembangan industri pupuk di saat ini sangatlah berkembang, dikarenakan
kebutuhan pupuk yang semakin meningkat. Salah satu jenis pupuk adalah diamonium fosfat atau yang serimg dikenal dengan DAP. Pembuatan DAP dilakukan
dengan mereaksikan asam fosfat cair dengan gas amonia pada suhu 171°C dan
tekanan 6,12 atm pada reaktor pipa. DAP yang dihasilkan mengandung banyak
senyawa seperti Fe2O3, H2O, Al2O3, CaO, MgO, Di-amonium sulfat (DAS).
DAP yang diproduksi 40000 ton/tahun dengan 330 hari kerja dalam 1 tahun.
Lokasi pabrik direncanakan di Bintan, Riau dengan luas areal 19.395 m2.
Tenaga kerja yang dibutuhkan berjumlah 200 orang dengan bentuk badan
usaha Perseroan Terbatas (PT) yang dipimpin oleh seorang direktur utama dengan
struktur organisasi sistem garis dan staf.
Hasil analisa ekonomi Di-Amonium Fosfat adalah sebagai berikut :
a. Modal Investasi

: Rp 397.461.298.038,-

b. Biaya Produksi

: Rp 347.381.963.398,-

c. Hasil Penjualan

: Rp 435.600.000.000.-

d. Laba Bersih

: Rp 58.682.494.241,-

e. Profit Margin

: 19,24 %

f. Break Event Point

: 55,05 %

g. Return of Investment

: 14,76 %

h. Pay Out Time

: 7 tahun

i. Internal Rate of Return

: 24,61 %

Dari analisa ekonomi diperoleh kesimpulan bahwa pabrik pembuatan DiAmonium Fosfat (DAP) dari amonia dan asam fosfat ini layak untuk didirikan.

Universitas Sumatera Utara

BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Indonesia adalah negara kepulauan, dimana mayoritas mata pencarian
penduduknya adalah dibidang pertanian, dan memiliki lahan pertanian yang luas.
Kehidupan masyarakat yang mayoritas sebagai petani membuat kebutuhan akan
pupuk semakin meningkat seiring dengan peningkatan kualitas dan kuantitas hasil
pertanian. Pupuk merupakan salah satu sarana produksi pertanian (saprotan) yang
harus dilindungi untuk meningkatkan produksi dan produktivitas pertanian sekaligus
menjaga ketahanan pangan. Di negara-negara majupun seperti Amerika Serikat,
Jepang atau Uni Eropa, eksistensi dan kinerja pabrik pupuk mendapat pengawasan
sangat ketat dari pemerintah. Salah satu pupuk yang dapat digunakan adalah diamonium fosfat (DAP).
Kebutuhan di-amonium fosfat di Indonesia sampai saat ini dipenuhi dengan
import dari negara lain seperti Cina, Thailand, Taiwan, Jerman, dan Amerika Serikat.
Berikut ini adalah tabel yang menunjukkan besarnya impor Indonesia akan diamonium fosfat di dalam beberapa tahun belakangan ini :
Tabel 1.1 Impor Indonesia akan di-amonium fosfat
No

Tahun

Kapasitas (kg)

Harga (U$)

1

2002

22.462.148

4.132.883

2

2003

614.262

275.430

3

2004

777.457

467.343

4

2006

17.551.163

5.589.658

5

2007

33.984.823

13.821.097

(Sumber : Badan Pusat Statistika Sumatera Utara; 2008)
Dari tabel di atas dapat dilihat bahwa kebutuhan Indonesia akan di-amonium fosfat
sebagai pupuk mengalami peningkatan.
Di-amonium fosfat (DAP) adalah salah satu jenis garam yang larut dalam air,
yang dapat diproduksi dengan mereaksikan amonia dengan asam fosfat. DAP
digunakan sebagai pupuk dan sebagai pencegah kebakaran. Jika DAP yang

Universitas Sumatera Utara

digunakan sebagai pupuk, untuk sementara dapat meningkatkan pH tanah, tetapi jika
dalam waktu yang lama dapat menyebabkan keasaman pada tanah.
DAP kadang-kadang digunakan sebagai ragi pada pembuatan anggur dan
dalam pembuatan bir, dan DAP digunakan sebagai bahan tambahan dalam
pembuatan rokok yaitu dalam memperbesar kandungan nikotin dalam rokok.

1.2 Perumusan Masalah
Melihat kebutuhan di-amonium fosfat (DAP) sebagai pupuk yang semakin
lama semakin meningkat, mendorong untuk membuat suatu pra-rancangan pabrik
pembuatan di-amonium fosfat dari asam fosfat dan amonia.

1.3 Tujuan Perancangan
Tujuan perancangan ini adalah untuk menerapkan disiplin ilmu Teknik
Kimia, khususnya di bidang perancangan, proses dan operasi teknik kimia, sehingga
memberikan gambaran kelayakan Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Di-Amonium
Fosfat (DAP).

1.4 Manfaat
Pembuatan Di-Amonium Fosfat (DAP) dari amonia dan asam fosfat
dimanfaatkan untuk menghasilkan Di-Amonium Fosfat (DAP) yang digunakan
sebagai pupuk, bahan tambahan dalam industri rokok, dan sebagai ragi dalam
pembuatan anggur dan bir. Selain itu juga diupayakan untuk memenuhi kebutuhan
dalam negeri di masa yang akan datang, karena selama ini kebutuhan di-amonium
fosfat (DAP) masih dipenuhi dengan mengimport dari luar negeri.
Manfaat lain yang ingin dicapai adalah terbukanya lapangan kerja dan
mendorong masyarakat untuk meningkatkan produksi yang pada akhirnya akan
meningkatkan kesejahteraan masyarakat.

Universitas Sumatera Utara

BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Pengertian dan Jenis Pupuk
Pupuk merupakan unsur hara tanaman yang sangat diperlukan oleh tanaman
dalam proses produksi. Ada beberapa 2 jenis pupuk, yaitu
1. Pupuk organik yaitu pupuk yang berasal dari pembusukan mahluk hidup
2. Pupuk an-organik yaitu pupuk yang tidak berasal dari pembusukan mahluk
hidup.

Ada beberapa jenis pupuk anorganik, diataranya adalah :
1. Pupuk tunggal : Mengandung satu hara utama
2. Pupuk tunggal : Mengandung satu hara utama, tidak terlalu mahal per kg
hara, mahal dibiaya kerja, mudah diberikan sesuai rekomendasi.
3. Pupuk Campur : Campuran beberapa pupuk tunggal secara manual, sekali
aplikasi, tidak semua pupuk dapat dicampur, keseragaman campuran
beragam, sulit untuk diterapkan untuk tanaman menghasilkan.
4. Pupuk Majemuk : Satu formulasi mengandung beberapa hara utama, harga
per kg hara
5. Pupuk Majemuk Khusus : Pupuk majemuk yang dibuat secara khusus, seperti
dalam bentuk tablet atau pellet, efektivitas masih perlu diuji.
(www.Pusri Keluarga Petani, 2009)

Universitas Sumatera Utara

2.2 Sifat Pupuk
Sifat pupuk sangatlah beragam, sehingga hendaklah pemilihan pupuk sesuai
dengan Standar Nasional Indonesia (SNI) yang telah ada.
Tabel 2.1 Sifat pupuk an-organik
Sumber Hara

Hara Utama

N P2O5 K2O MgO CaO B Cu S Cl

1. Pupuk Tunggal
- Urea

N

46

- Ammonium Nitrat
(AN)

N

35

- Sulphate of Ammonia
(SOA - ZA)

N, S

21

- Rock Phosphate (RP)

P, Ca

30

45

- Triple Super
Phosphate (TSP)

P, Ca

46

20

- Single Super
Phosphate (SSP)

P, Ca, S

18

25

24

- Muriate of Potash
(MOP - KCl)

K, Cl

60

- Sulphate of Potash
(SOP-ZK)

K, S

50

35
17

- Kieserite

Mg, S

27

- Dolomit

Mg, Ca

22

- Sulfur

S

- Borate

B

- Copper Sulphate
(CuSO4.H2O)

Cu

- Langbeinite

11

23
30
97
11
25 13

K, Mg, S

22

18

22

2. Pupuk Majemuk
- Diammonium
Phosphate (DAP)

N, P

18

46

- NPK (12-12-17-2)

N,P,K,Mg

12

12

17

2

- NPK (15-15-6-4)

N,P,K,Mg

15

15

6

4

- NPK (15-15-15)

N,P,K

15

15

16

(Sumber : www.Pusri Keluarga Petani, 2009)

Universitas Sumatera Utara

2.3 Di-Amonium Fosfat (DAP)
Pembuatan pupuk fosfat secara komersial dimulai dengan pengolahan asam
fosfat. Salah satu jenis pupuk yang menggunakan bahan dasar asam fosfat adalah diamonium fosfat (DAP). Asam fosfat yang digunakan adalah asam fosfat hasil proses
wet dengan konsentrasi 40%. Pupuk fosfat yang lebih dikenal secara komersial
adalah monoamonium fosfat (MAP). Di-amonium fosfat (DAP) adalah jenis pupuk
yang diperoleh dari reaksi antara amonia cair atau gas dengan asam fosfat cair. Hasil
reaksi ini berupa monoamonium fosfat (MAP) dan di-amonium fosfat (DAP) dalam
bentuk slurry. Hasil reaksi kemudian ditambahkan dengan amonia sehingga
menghasilkan di-amonium fosfat. Di-Amonium Fosfat (DAP) yang dikomersialkan
biasanya dalam bentuk granular atau butiran dengan kelembaban maksimum adalah
0,2%. DAP lebih banyak digunakan sebagai pupuk karena mengandung 60%
Nitrogen (N) yang sangat dibutuhkan oleh tanaman.

2.2 Kegunaan Di-Amonium Fosfat
Di-amonium fosfat (DAP) adalah pupuk yang berbentuk butiran yang telah
banyak diaplikasikan di dalam dunia pertanian.
Banyak sektor yang telah memanfaatkan DAP, diataranya adalah :
1. Sektor pertanian yang menggunakan DAP sebagai pupuk karena mengandung
Nitrogen (N) dan Fosfor (F) yang sangat dibutuhkan oleh tanaman
2. Industri rokok menggunakan DAP sebagai bahan tambahan dalam campuran
rokok yaitu untuk menambah kenikmatan rokok
3. Dalam Industri makanan, DAP digunakan sebagai bahan tambahan
pembuatan ragi roti
4. Dalam Industri minuman, DAP digunakan sebagai bahan tambahan dalam
pembuatan anggur, bir
(wikipedia, 2009)

Universitas Sumatera Utara

2.3 Sifat-Sifat Bahan Baku dan Produk
2.3.1 Sifat-Sifat Bahan Baku
A. Asam fosfat
1. Rumus kimia

: H3PO4

2. Berat molekul

: 98 gr/ mol

3. Titik didih

: 158C

4. Ttitik lebur

: 21C

5. Ph

: 1,5

6. Densitas

: 3,4 gr/ L

7. Kelarutan dalam air

: 100%

8. Berbentuk cairan kental dan tidak berwarna
9. Bersifat korosif, jika terkena mata dapat menyebabkan kerusakan sementara,
terkena kulit menyebabkan kulit terbakar

B. Amonia
1. Rumus Kimia

: NH3

2. Berat molekul

: 17,031 gr/ mol

3. Titik didih

: −33.34 °C

4. Titik lebur

: −77.73 °C

5. Densitas

: 0.73 kg/m3 (pada 1.013 ; 15 °C)

6. Kelarautan dalam air : 702 g/100 mL (20 °C)
7. Dapat berbentuk padatan, cairan, dan gas
8. Sebagian besar digunakan sebagai pupuk dan sebagai pembersih
9. Amonia dalam bentuk cairan dapat digunakan sebagai pelarut
10. Bereaksi dengan asam dapat membentuk garam
Reaksi : NH3 + HCl

NH4Cl

(wikipedia, 2009)

Universitas Sumatera Utara

C. Monoetanolamina (MEA)
1. Rumus Kimia

: C2H7ON

2. Berat mmolekul

: 61 gr/ mol

3. Titik didih

: 171C (pada 760 mmHg)

4. Titik lebur

: 10,5C

5. Viskositas

: 24,1 cps pada 20C; 1 atm

6. Panas Penguapan

: 825,7376 kJ/ kg K pada pada 20C; 1 atm

7. Tekanan uap

: 0,36 mmHg pada 20C

8. Merupakan larutan dari golongan Alkanolamina
(Khol & Arthur, 1997)

2.3.2 Sifat-Sifat Produk
A. Di-Amonium fosfat
1. Titik lebur

: < 100C

2. Berat Molekul

: 231,06 gr/ mol

3. Densitas

: 1,6 gr/ cm3

4. Ph

: 7,3

5. Kelarutan dalam air

: 690 mg/ L pada 25C

6. Berbentuk kristal berwarna putih hingga kecoklatan
7. Kontak dengan kulit yang berkepanjangan menyebabkan iritasi
8. Jika tertelan dapat menyebabkan iritasi pada lambung
9. Tidak menyebaban kebakaran, tetapi saat dipanaskan akan menghasilkan gas
yang berbahaya.
(wikipedia, 2009)

2.4 Pembuatan Di-Amonium fosfat (DAP)
Ada beberapa teknik pembuatan DAP, diantaranya adalah (US Patent, 2009)
1. Pembuatan DAP dengan menggunakan Kneading Mill
Pembuatan butiran DAP dengan metode ini dilengkapi dengan alat kneading
mill yang berfungsi untuk menyeragamkan ukuran partikel yang berasal dari proses
netralisasi, sebelum dilanjutkan ke granulator. Pada proses ini terjadi penambahan
kalium dalam bentuk padatan atau yang telah dilarutkan dalam asam. Kalium yang

Universitas Sumatera Utara

biasa digunakan adalah KCL atau KNO3 atau K2SO4 atau K3PO4. Jumlah kalium
yang ditambahkan adalah 0-50% dari jumlah produk ahir yang dihasilkan.
Penambahan kalium dilakukan pada tahap kedua yaitu pada kneading mill, Karena
jika dilakukan penambahan kalium pada netralisasi dapat menghasilkan asam klorida
(HCl) yang dapat mengganggu proses netralisasi, sehingga penambahan kalium
dilakukan pada kneading mill.
Asam fosfat dan amonia dimasukkan ke dalam reaktor hingga terjadi proses
netralisasi, hasil reaksi berupa slurry dikirim ke kneading mill dan disini terjadi
penambahan amonia, tujuan dikirim ke kneading mill adalah agar ukuran slurry
menjadi lebih seragam. Setelah dari kneading mill dilanjutkan ke granulator. Pada
granulator terjadi penambahan amonia. Keluaran dari granulator adalah DAP dalam
bentuk butiran, kemudian dikeringkan di dalam dryer dan dilanjutkan ke cooler.
DAP kemudian disaring di screen. Ukuran yang diinginkan ditampung dalam sebuah
bejana sedangkan ukuran kecil dikirim kembali ke kneading mill dan DAP yang
berukuran besar diperkecil dengan mengirim ke crusher, dan disaring kembali dalam
screen.
(Brown, dkk, 1977)

2. Pembuatan DAP dengan menggunakan Rotary Drum Granulator
Amonia dan Asam fosfat direaksikan dalam sebuah reaktor kontinu sehingga
terjadi proses netralisasi, hasil reaksi berupa amonium fosfat dan diamonium fosfat
dalam bentuk slurry. Slurry kemudian dipompakan ke dalam granulator, pada alat
ini terjadi penambahan amonia untuk menghasilkan di-amonium fosfat dalam bentuk
butiran yang memiliki ukuran yang berbeda-beda. Butiran ini kemudian dikeringkan
di dryer, ukuran besar dikirim ke mill untuk diperkecil dan dikembalikan ke
granulator, sedangkan ukuran yang diinginkan disaring dan hasilnya ditampung
dalam sebuah bejana. Untuk ukuran yang kecil dikembalikan lagi ke granulator.
(Fairchild, dkk, 1986)

Universitas Sumatera Utara

3. Pembuatan DAP dengan menggunakan reaktor pipa bertekanan tinggi
Pembuatan DAP dengan menggunakan reaktor pipa bertekanan tinggi
haruslah diperhatikan karena reaktor bertekanan di atas 45 psig dapat menyebabkan
kerusakan pada hasil reaksi. Metode ini dilengkapi dengan alat absorber yang
berfungsi untuk menyerap amonia dari campuran gas, yang merupakan hasil reaksi.
Hasil absorpsi adalah amonia dan dikembalikan kembali ke reaktor pipa.
Asam fosfat yang digunakan adalah asam fosfat konsentrasi 40%. Amonia
dan asam fosfat direaksikan dalam reaktor pipa bertekanan tinggi, hasil reaksinya
berupa slurry. Slurry kemudian dikirimkan ke granulator, pada granulator terjadi
penambahan amonia. Keluaran granulator berupa di-amonium fosfat (DAP)
berbentuk butiran yang kemudian dikeringkan dengan menggunakan dryer. Hasil
keluaran dryer adalah butiran DAP yang memiliki ukuran yang berbeda-beda. DAP
kemudian disaring di screen. DAP yang berukuran besar dihancurkan di ball mill dan
kemudian dikirim kembali ke granulator, yang berukuran kecil dikembalikan ke
granulator dan ukuran yang diinginkan ditampung dalam bejana penampung. DAP
yang dihasilkan dari proses ini menghasilkan yield yang besar dan alat yang
digunakan mudah untuk didapatkan.
(Salladay, dkk.1988)

2.5 Pemilihan Proses
Dari berbagai proses pembuatan DAP, dipakai proses pembuatan di-amonium
fosfat (DAP) dengan menggunakan reaktor pipa, karena pada proses ini diperoleh
beberapa keuntungan antaranya adalah :
a. Peralatan yang digunakan lebih praktis, lebih ekonomis, mudah untuk
dioperasikan, dan cepat untuk diperoleh.
b. Proses pemanfaatan bahan kimia panas secara cepat dan efektif dapat
mengevaporasi air dari umpan asam dan menghasilkan produk berupa butiran
yang seragam.
c. Dilengkapi dengan peralatan distributor slurry yang memiliki karakter bentuk
dengan sudut yang besar dan gesekan yang kecil, sehingga dengan karakter
ini dapat mengurangi laju yang tinggi yang dapat menyebabkan kerusakan
lapisan padatan pada granulator.

Universitas Sumatera Utara

d. Pemanfaatan distributor slurry dalam proses membawa keuntungan yaitu
dapat menguapkankan air dalam jumlah yang besar sehingga ketika slurry
keluar dari distributor maka tekanan turun dari tekanan reaktor menjadi
tekanan atmosfer.
e. Pemanfaatan distribusi slurry pada proses yang cepat dapat meningkatkan
persentase ukuran produk di dalam granulator
f. Tekanan tinggi, semprotan gesekan yang kecil yang terjadi pada slurry
menghasilkan pendinginan pada granulator

2.6 Deskripsi Proses
Di-amonium fosfat diperoleh dari hasil reaksi antara amonia dengan asam

fosfat cair. Dengan reaksi : 2NH3 + H3PO4  (NH4)2PO4

(Anonim, 2009)

Asam fosfat dengan konsentrasi 40% yang berasal dari tangki penyimpanan
(T-102) dengan kondisi operasi 30C dengan tekanan 1 atm dimasukkan ke dalam
menara absorpsi (A-202) yang digunakan sebagai absorben untuk mengabsorpsi
amonia dari campuran gas yang merupakan hasil reaksi dari reaktor pipa. Kondisi
operasi pada menara absorpsi terjadi pada tekanan 1 atm. Campuran gas H2S dan
amonia yang berasal dari menara absorpsi kemudian dikirimkan ke reaktor pipa (R201). Amonia yang berasal dari tangki penyimpanan (T-103) dengan kondisi operasi
30C dan tekanan 11,5 atm dikirimkan ke reaktor pipa untuk direaksikan dengan
asam fosfat, sehingga terjadi proses netralisasi. Kondisi operasi pada reaktor pipa
adalah 171C dan tekanan 6,12 atm. Tujuan penambahan air adalah untuk menjaga
temperatur reaksi agar tidak terlalu tinggi sehingga tidak merusak produk yang akan
dihasilkan. Hasil proses netralisasi adalah monoamonium fosfat (MAP), sebagian
kecil di-amonium fosfat (DAP) dan gas yang mengandung NH3 dan H2S. Gas hasil
reaksi kemudian dikirim ke menara absorpsi sehingga amonia dapat diabsorpsi
kembali. Hasil proses absorpsi adalah amonia dan gas buang dan uap air. Amonia
kemudian digunakan kembali pada reaktor pipa. Monoamonium fosfat (MAP) dan
di-amonium fosfat (DAP) yang dihasilkan dari proses netralisasi pada reaktor pipa
berbentuk slurry. Kemudian slurry dikirimkan ke granulator (TT-203) dengan
menggunakan pompa (J-212). Kondisi operasi pada granulator adalah 87,78C.

Universitas Sumatera Utara

Di dalam granulator terjadi penambahan amonia dengan tujuan untuk menghasilkan
di-amonium fosfat (DAP). Reaksi slurry dan amonia yang terjadi pada granulator
menghasilkan panas yang digunakan untuk mengeraskan butiran di-amonium fosfat
yang telah terbentuk.
Butiran DAP yang terbentuk masih memiliki kelembaban yang besar, yaitu
sekitar 3-4%, sehingga diperlukan proses pengeringan untuk mengurangi kadar air di
dalam DAP. DAP dikeringkan dalam Rotary Drum Dryer (CD-204). Pada dryer ini
terjadi penambahan panas dengan tujuan untuk mengurangi kadar air didalam DAP.
DAP yang telah dikeringkan dari Rotary Drum Dryer mengandung kelembaban
0,2%.
Butiran di-amonium fosfat (DAP) kering kemudian disaring dalam screen (S301). Pada proses screening akan dipisahkan antara DAP yang berukuran besar (> 4
mm) dengan DAP yang berukuran produk (< 4 mm). DAP yang berukuran besar
akan dikirim ke Ball Mill (SR-303) dengan menggunakan Belt Conveyor (C-305).
Pada Ball Mill butiran DAP akan dihaluskan dan kemudian dikirim ke granulator
untuk direaksikan kembali bersamaan dengan DAP ukuran kecil dan slurry dari hasil
proses netralisasi. DAP yang berukuran lebih kecil dari 4 mm atau sama dengan 4
mm akan disaring kembali menggunakan screen (S-302) untuk memisahkan DAP
yang berukuran produk (2-4 mm) dan DAP yang berkuran lebih kecil dari 2-4 mm (<
2-4 mm). DAP yang berukuran < 2-4 mm akan dikembalikan ke dalam granulator
dengan menggunakan Buklet Elevator (C- 308) dan DAP yang berukuran produk (24mm) akan dikirim di dalam bejana penyimpan (T-304) dengan menggunakan belt
Conveyor (C-307) (Salladay, dkk.1988).

Universitas Sumatera Utara

BAB III
NERACA MASSA
Hasil perhitungan neraca massa pada proses pembuatan Di-Amonium Fosfat
(DAP) kapasitas produksi 5000 kg/hari diuraikan sebagai berikut:
Basis perhitungan

: 1 jam operasi

Satuan operasi

: kg/jam

3.1 Reaktor (R-201)
Tabel 3.1 Neraca Massa Reaktor (R-201)

Komponen

Alur Masuk

Alur keluar

(Kg/Jam)

(Kg/jam)

F2

F3

F1

F5

F4

(NH4)2HPO4

-

-

-

628,5659

-

F

85

-

-

85

-

H2O

385

-

-

385

-

Fe2O3

80

-

-

80

-

Al2O3

50

-

-

50

-

CaO

15

-

-

15

-

MgO

30

-

-

30

-

(NH4)2S (DAS)

-

-

-

-

-

(NH4)H2PO4

-

-

-

3285,0843

-

-

-

172,5167

-

198,7384

631,7909

-

124,5796

NH4HS
NH3

-

H2S

135,3351

H3PO4

3265,1836

Total

4045,5187

TOTAL

20,3015

198,7384
4876,048

631,7909

4731,1669

144,8811

4876,048

Universitas Sumatera Utara

3.2 Granulator (TT-203)
Tabel 3.2 Neraca Massa Granulator (TT-203)

Komponen

Alur Masuk

Alur keluar

(Kg/Jam)

(Kg/jam)

F5

F6

F13

F7

F15

(NH4)2HPO4

628,5659

-

2933,3333

7333,3333

-

F

85

-

56,6667

141,6667

-

H2O

385

-

73,3333

458,3333

-

Fe2O3

80

-

53,3333

133,3333

-

Al2O3

50

-

33,3333

83,3333

-

CaO

15

-

10

25

-

MgO

30

-

20

50

-

(NH4)2S (DAS)

-

-

153,333

383,3333

-

(NH4)H2PO4

3285,0843

-

-

8608,3333

-

NH4HS

172,5167

-

-

-

-

NH3

-

617,9931

-

-

74,1588

Total

4731,1669

617,9931

3333,3333

8608,3333

74,1588

TOTAL

8682,4933

8682,4933

3.3 Absorber (A-202)
Tabel 3.3 Neraca Massa Absorber (A-202)
Alur Masuk

Alur keluar

(Kg/Jam)

Komponen
4

F

15

F

(Kg/jam)
16

17

F

F

F3

NH3

124,5796

74,1588

-

-

198,7384

H2S

20,3015

-

-

-

-

MEA (RNH2)

-

-

36,3377

-

-

RNH3+

36,9334

HS-

19,6998

Total
TOTAL

144,8811

74,1588
255,3776

36,3377

56,6332

198,7384

255,3776

Universitas Sumatera Utara

3.4 Rotary Drum Dryer (CD-204)
Tabel 3.4 Neraca Massa Rotary Drum Dryer (CD-204)
Alur Masuk
KOMPONEN

Alur keluar (Kg/jam)

(Kg/Jam)
F7

F8

F14

(NH4)2HPO4

7333,3333

7333,3333

-

F

141,6667

141,6667

-

H2O

458,3333

183,3333

275

Fe2O3

133,3333

133,3333

-

Al2O3

83,3333

83,3333

-

CaO

25

25

-

MgO

50

50

-

DAS

383,3333

383,3333

-

Total

8608,3333

8333,3333

275

TOTAL

8608,3333

8608,3333

3.5 Ball Mill (SR-303)
Tabel 3.5 Neraca Massa Ball Mill (SR-303)
Alur Masuk (Kg/Jam)

Alur keluar (Kg/jam)

F9

F11

(NH4)2HPO4

814,8148

814,8148

F

15,7407

15,7407

H2O

20,3704

20,3704

Fe2O3

14,8148

14,8148

Al2O3

9,2593

9,2593

CaO

2,7778

2,7778

MgO

5,5556

5,5556

DAS

42,5926

42,5926

Total

925,9259

925,9259

KOMPONEN

Universitas Sumatera Utara

3.6 Screen I (S-301)
Tabel 3.6 Neraca Massa Screen I (S-301)
KOMPONEN

Alur Masuk (Kg/Jam)

Alur keluar (Kg/jam)

F11

F8

F9

F10

(NH4)2HPO4

814,8148

7333,3333

814,8148

7333,3333

F

15,7407

141,6667

15,7407

141,6667

H2O

20,3704

183,3333

20,3704

183,3333

Fe2O3

14,8148

133,3333

14,8148

133,3333

Al2O3

9,2593

83,3333

9,2593

83,3333

CaO

2,7778

25

2,7778

25

MgO

5,5556

50

5,5556

50

DAS

42,5926

383,333

42,5926

383,333

Total

925,9259

8333,333

925,9259

8333,3333

TOTAL

9259,2592

9259,2592

3.7 Screen II (S-302)
Tabel 3.7 Neraca Massa Screen II (S-302)
KOMPONEN

Alur Masuk (Kg/Jam)

Alur keluar (Kg/jam)

F10

F12

F13

(NH4)2HPO4

7333,3333

4400

2933,3333

F

141,6667

85

56,6667

H2O

183,3333

110

73,3333

Fe2O3

133,3333

80

53,3333

Al2O3

83,3333

50

33,3333

CaO

25

15

10

MgO

50

30

20

DAS

383,3333

230

153,333

Total

8333,333

5000

3333,3333

TOTAL

8333,333

8333,333

Universitas Sumatera Utara

3.8 Stripper (ST-205)
Tabel 3.8 Neraca Massa Stripper (ST-205)
KOMPONEN

Alur Masuk (Kg/Jam)

Alur keluar (Kg/jam)

F17

F20

F21

RNH3+

7,3842

HS-

3,9386

3,9386

-

MEA (RNH2)

29,0665

29,0665

-

H2S

16,2412

-

16,2412

Total

56,6332

40,392

16,2412

TOTAL

56,6332

7,3842

-

56,6332

3.9 Reboiler pada Stripper (H-206)
Tabel 3.9 Neraca Massa Reboiler pada Stripper (H-206)
Alur Masuk (Kg/Jam)

Alur keluar (Kg/jam)

F18

F19

RNH3+

39,9334

7,3842

HS-

19,6998

3,9386

MEA (RNH2)

-

29,0665

H2S

-

16,2412

TOTAL

56,6332

56,6332

KOMPONEN

Universitas Sumatera Utara

BAB IV
NERACA PANAS
Basis perhitungan

: 1 jam operasi

Satuan oprasi

: kJ/ kam

Temperatur basis

: 25C

4.1 Reaktor (R-201)
Tabel 4.1 Neraca Panas pada Reaktor (R-201)
Alur Masuk x 103 (kJ/ jam)
Umpan
Produk

79,5672

Alur Keluar x 103 (kJ/ jam)
-

-

ΔHr
Steam

1002,0075

908,96
13,4801
1002,0075

-

Total

1002,0075

4.2 Granulator (TT-203)
Tabel 4.2 Neraca Panas pada Granulator (TT-203)
Umpan
Produk

Hr

Steam
Total

Alur Masuk x 103 (kJ/ jam)

Alur Keluar x 103 (kJ/ jam)

989,2049
42.627,8965
43.617,1014

813,6888
42.803,4126
43.617,1014

4.3 Absorber (A-202)
Tabel 4.3 Neraca Panas Absorber (A-202)
Alur Masuk x 103 (kJ/ jam)
Umpan
Produk

294,5939

Alur Keluar x 103 (kJ/ jam)
-

Hr

-

1314,8366
50,6345

Steam
Total

1070,8772

1365,4711

1365,4711

Universitas Sumatera Utara

4.4 Rotary Drum Dryer (DD-204)
Tabel 4.4 Neraca Energi pada Rotary Drum Dryer (CD-204)
Komponen
umpan
produk
steam
Total

Alur masuk (kJ/ jam)
803,5833
540,9643
1344,5476 x 103

Alur Keluar (kJ/ jam)
1344,5476
1344,5476 x 103

4.5 Reboiler (E-207)
Tabel 4.5 Neraca Energi pada Reboiler (E-207)
Komponen
Umpan
Produk
Hr
Steam
Total

Alur masuk x 103(kJ/ jam)
1304,256
50,6345
4804,5053
6159,3958

Alur Keluar x 103 (kJ/ jam)
6159,3958
6159,3958

4.6 Cooler (E-208)
Tabel 4.6 Neraca Energi pada Cooler (E-208)
Komponen
Umpan
Produk
Air pendingin
Total

Alur masuk x 103(kJ/ jam)
6157,4215
6157,4215

Alur Keluar x 103 (kJ/ jam)
1285,4107
4872,0108
6157,4215

Universitas Sumatera Utara

BAB V
SPESIFIKASI PERALATAN

5.1 Tangki Penyimpanan gas amonia ke Reaktor (T-103)
Fungsi

: Menyimpan gas amonia untuk kebutuhan 7 hari

Bahan konstruksi

: Low alloy steel SA-353

Bentuk

: Silinder vertikal dengan alas datar dan tutup Spherical

Jenis sambungan

: Double welded butt joints

Jumlah

: 1 unit

Kondisi operasi

: Temperatur : 30°C
Tekanan

Ukuran

: -.Silinder

-. Tutup

: 11,5 atm
:
Tingga

: 5,2672 m

Tebal

: 2 in

: Diameter : 3,718 m
Tinggi

: 0,6197 m

Tebal

: 2 in

5.2 Ekspander Amonia (JE-105)
Fungsi

: Menurunkan tekanan NH3 sebelum dimasukkan ke reaktor

Jenis

: Centrifugal ekspander

Jumlah

: 1 unit dengan 1 stage

Kondisi umpan

:

Daya

-. Masuk

: Tekanan

: 11,5 atm

-.Keluar

: Tekanan

: 6,12 atm

: 2 hp

Universitas Sumatera Utara

5.3 Tangki Gas Amonia untuk ke Granulator (T-104)
Fungsi

: Menyimpan gas amonia untuk kebutuhan 7 hari

Bahan konstruksi

: Low alloy steel SA-353

Bentuk

: Silinder vertikal dengan alas datar dan tutup Spherical

Jenis sambungan

: Double welded butt joints

Jumlah

: 1 unit

Kondisi operasi

: Temperatur : 30°C

Ukuran

Tekanan

: 5,1 atm

: -.Silinder

: Tinggi

-. Tutup

: 5,2275 m

Diameter

: 3,69 m

: Diameter

: 3,69 m

Tinggi

: 0,615 m

Tebal

: 2 in

5.4 Ekspander 1 (JE-107)
Fungsi

: Menaikkan tekanan NH3 sebelum dimasukkan ke Granulator

Jenis

: Reciprocating ekspander

Jumlah

: 1 unit dengan 1 stage

Kondisi umpan

:

-. Masuk

: Tekanan

: 11,5 atm

-.Keluar

: Tekanan

: 1 atm

Daya

: 2 hp

5.5 Tangki Penyimpanan Asam Fosfat (T-102)
Fungsi

: Menyimpan klorin untuk kebutuhan 7 hari

Bahan konstruksi

: Low Alloy Steel SA- 202 Grade B

Bentuk

: Silinder vertikal dengan alas dan tutup ellipsoidal

Jenis sambungan

: Single welded butt joints

Jumlah

: 2 unit

Kondisi operasi

: Temperatur : 30°C
Tekanan

: 1 atm

Universitas Sumatera Utara

Ukuran

: -.Silinder

: Diameter : 4,5049 m
Panjang : 6,3819 m
Tebal

-. Tutup

: 2 in

: Diameter : 4,5049 m
Tinggi

: 0,7508 m

Tebal

: 2 in

5.6 Pompa Asam Fosfat (JC-106)
Fungsi

: Mengalirkan dan menaikkan tekanan Asam Fosfat sebelum
dimasukkan ke Reaktor

Jenis

: Centrifugal Pump

Jumlah

: 1 unit

Kondisi umpan

:

-. Masuk

: Tekanan

: 1 atm

-.Keluar

: Tekanan

: 6,12 atm

Daya

: 1 hp

5.7 Tangki Penyimpanan Larutan MEA
Fungsi

: Menyimpan larutan MEA untuk kebutuhan 7 hari

Bahan konstruksi

: Carbon Steel SA- 283 Grade C

Bentuk

: Silinder vertikal dengan alas dan tutup hemisperical

Jenis sambungan

: Single welded butt joints

Jumlah

: 1 unit

Kondisi operasi

: Temperatur : 30°C
Tekanan

Ukuran

: -.Silinder

: 1 atm
: Diameter : 3,8857 m
Panjang : 5,8285 m
Tebal

-. Tutup

: 2 in

: Diameter : 3,8857 m
Tinggi

: 0,9714 m

Tebal

: 2 in

Universitas Sumatera Utara

5.8 Pompa MEA (J-108 )
Fungsi

: Memompa MEA dari Tangki penyimpanan (T-101) ke menara
Absorpsi (A-202)

Jenis

: centrifugal pump

Jumlah

: 1 unit

Bahan kontruksi

: Commercial Steel

Daya yang digunakan : 1 hp

5.9 Reaktor (R-101)
Fungsi

: Tempat berlangsungnya reaksi amomia dan asam fosfat

Jenis

: plug flow reactor

Bentuk

: silinder vertikal dengan alas dan tutup ellipsoidal

Bahan konstruksi

: cabon steel SA-299

Jumlah

: 1 unit

Diameter silinder

: 5,9 m

Panjang silinder

: 11,8 m

5.10 Ekspander 2 (JE-211)
Fungsi

: Menurunkan tekanan campuran gas Amonia (NH3) dan H2S yang
berasal dari reaktor yang akan dikirim ke absorber (A-201)

Jenis

: Centrifugal Expander

Jumlah

:1 unit

Kondisi umpan

Daya

:

-. Masuk

: Tekanan

: 6,12 atm

-.Keluar

: Tekanan

: 1 atm

: 1 hp

Universitas Sumatera Utara

5.11 Pompa 3 (JE-212)
Fungsi

: Memompakan diammonium fosfat yang berbentuk Slurry
yang berasal dari reaktor yang akan dikirim ke granulator

Jenis

: Centrifugal Pump

Jumlah

:1 unit

Kondisi umpan

:

-. Masuk

: Tekanan

: 6,12 atm

-.Keluar

: Tekanan

: 1 atm

Daya

: 1 hp

5.12 Granulator (TT-203)
Fungsi

: Mengubah dan membentuk ammonium fosfat (MAP)
menjadi di-ammnonium fosfat (DAP)

Jenis

: Rotary drum Granulator

Jumlah

: 1 unit

Bahan konstruksi

: Steinless Steel

Panjang drum

: 16,66 m

Diameter drum

: 0,9 m

Volume drum

: 8,1663 m3

Kecepatan putaran

: 56 rpm

Tebal shell

: 2 in

Daya granulator

: 6,44 hp

5.13 Bucket Elevator 1 (C-214)
Fungsi

: Mengangkut DAP dari Granulator menuju ke Dryer

Jenis

: Centrifugal discharge bucket

Bahan

: Malleable-iron

Jumlah

: 1 unit

Tinggi elevator

: 25 ft = 7,62 m

Ukuran bucket

: (6 x 4 x 4¼) in

Jarak antar bucket

: 12 in = 0,305 m

Universitas Sumatera Utara

Kecepatan bucket

: 225 ft/mnt

= 68,6 m/mnt = 1,143 m/s

Kecepatan putaran

: 43 rpm

Lebar belt

: 7 in = 0,1778 m =17,78 cm

Daya yang digunakan : 2 hp

5.14 Bucket Elevator 2 (C-308)
Fungsi

: mengangkut DAP dari Screen II menukju ke Granulator

Jenis

: Centrifugal discharge bucket

Bahan

: Malleable-iron

Jumlah

: 1 unit

Tinggi elevator

: 25 ft = 7,62 m

Ukuran bucket

: (6 x 4 x 4¼) in

Jarak antar bucket

: 12 in = 0,305 m

Kecepatan bucket

: 225 ft/mnt = 68,6 m/mnt = 1,143 m/s

Kecepatan putaran

: 43 rpm

Lebar belt

: 7 in = 0,1778 m =17,78 cm

Daya yang digunakan : 1 hp

5.15 Blower (JB-213 )
Fungsi

: Mengalirkan gas NH3 dari Granulator (TT-203) ke
menara Absorpsi (A-202)

Jenis

: centrifugal blower

Jumlah

: 1 unit

Bahan kontruksi

: Commercial Steel

Daya yang digunakan : 1 hp

Universitas Sumatera Utara

5.16 Absorber ( A-202)
Fungsi

: Menyerap gas ammonia (NH3) dari campuran gas H2S dan
NH3 yang berasal dari granulator dan reactor

Bentuk

: Silinder tegak

Bahan Konstruksi

: Stainless steel

Diameter Absorber

: 0,0597 m

Tinggi Absorber

: 4,6948 m

Tebal dinding kolom : 0,0032 m

5.17 Kompressor (JC-210)
Fungsi

: Mengalirkan dan menaikkan tekanan Amonia (NH3) dari
absorber sebelum ke Reaktor

Jenis

: Reciprocating compressor

Jumlah

: 1 unit dengan 1 stage

Kondisi umpan

: -. Masuk

: Tekanan

: 1 atm

-.Keluar

: Tekanan

: 6,12 atm

Daya

: 1 hp

5.18 Rotary Drum Dryer (CD-204)
Fungsi

:Mengeringkan

diammonium

fosfat

yang

keluar

dari

granulator
Tipe

: Rotary Dryer

Bentuk

: Direct rotary dryer

Bahan konstruksi

: Carbon Steel SA-283 grade C

Jenis sambungan

: Double welded butt joints

Jumlah

: 1 unit

Diameter

: 3,8 m

Panjang

: 6,7 m

Tebal

: 2 in

Daya Dryer

: 7,8 hp

Universitas Sumatera Utara

5.19 Belt Conveyor 1 (C-215)
Fungsi

: Mengangkut DAP dari Dryer menuju ke Screen I

Jenis

: horizontal belt conveyor

Bahan konstruksi

: carbon steel dengan rubber belt class X

Kondisi operasi

: Temperatur

= 30°C

Tekanan

= 1 atm

Jarak angkut

: 10 m

Lebar belt

: 0,46 m

Kecepatan belt

: 0,51 m/s

Daya yang digunakan : 1 hp

5.20 Screen I (S-301)
Fungsi

: Memisahkan DAP berukuran > 4 mm dengan DAP yang
berukuran < 2-4 mm

Jenis

: Reciprocating flat screen

Bahan konstruksi

: Carbon steel

Jumlah

: 1 unit

Daya yangdigunakan : 2 hp
Ukuran mesh

: 0,1 in – 0,08 in

5.21 Belt Conveyor 2 (C-305)
Fungsi

: Mengangkut DAP dari Screen I menuju ke Ball Mill

Jenis

: horizontal bel