Abstrak—Indonesia  adalah  salah  satu  negara  yang  memiliki iklim tropis dimana curah hujan tinggi namun sinar matahari selalu ada sepanjang tahun. Berdasarkan data dari Badan Pusat Statistika  (BPS)  tahun  2021  88,43%  masyarakat  Indonesia bekerja  pada  sektor  pertanian.  Salah  satu  hal  yang  berperan besar  dalam  hal  pertanian  adalah  pupuk.  Pupuk  urea merupakan salah satu jenis pupuk berbentuk granule atau prill yang memiliki warna putih untuk pupuk non subsidi dan merah muda  untuk  pupuk subsidi.  Kandungan  nitrogen  pada  pupuk urea memiliki kadar tertinggi dibanding pupuk kimia lain yaitu sebesar  46%.  Berdasarkan  data  kebutuhan  pupuk  urea  di Indonesia,  kebutuhan  urea  dalam  negeri  berada  dalam  angka yang cukup tinggi yaitu sekitar 5,8 juta ton per tahun. Di lain sisi, terdapat Peraturan Menteri Pertanian No. 10 Tahun 2022 terkait  perubahan  pupuk  subsidi  menjadi  urea  dan  NPK. Dengan adanya kebijakan tersebut diprediksi kebutuhan pupuk urea  akan  meningkat.  Pabrik  Pupuk  Urea  dari  Amonia  dan Karbon Dioksida berbasis Advance Process for Cost and Energy Saving 21 direncanakan didirikan di daerah Kawasan Industri Dumai, Kota Dumai, Riau Pabrik ini direncanakan beroperasi secara  continues  24  jam  selama  330  hari/  tahun  dengan kapasitas  produksi  adalah  570.000  ton/  tahun.  Berdasarkan analisis  ekonomi,  laju  pengembalian  modal  (IRR)  pabrik  ini sebesar  15,41%  pada  tingkat  suku  bunga  bank  sebesar  8%, dengan laju inflasi sebesar 5,42% per tahun. Sedangkan untuk waktu pengembalian modal (POT) adalah 4,86 tahun dan titik impas (BEP) sebesar 20%. Umur pabrik selama 10 tahun dan masa  konstruksi  adalah  2  tahun.  Untuk  memproduksi  pupuk urea  sebanyak  570.000  ton/tahun,  diperlukan  biaya  total produksi (TPC) sebesar   Rp.5.518.770.958.180,00 dengan biaya investasi total (TCI) sebesar Rp. 2.103.196.497.943,00.
Kata  Kunci—ACES  21,  Amonia,  Karbon  Dioksida,  Pupuk, Urea.

## I. PENDAHULUAN
NDONESIA adalah salah satu negara yang memiliki iklim tropis  dimana  curah  hujan  tinggi  namun  sinar  matahari selalu  ada  sepanjang  tahun.  Dengan  kondisi  demikian  itu menyebabkan  Indonesia  memiliki  tanah  yang  subur  hingga dijuluki  sebagai  negara  agraris.  Alasan  Indonesia  disebut sebagai  negara  agraris  yaitu  karena  sebagian  besar penduduknya  bekerja  di  sektor  pertanian.  Lahan  pertanian yang  luas  serta  sumber  daya  alam  yang  melimpah. Berdasarkan  data,  88,43%  masyarakat  Indonesia  bekerja pada sektor pertanian [1]. Salah satu hal yang berperan besar dalam hal pertanian adalah pupuk yang sangat mempengaruhi hasil pertanian. Salah satu produk pupuk yang banyak dipakai dalam pertanian yaitu pupuk urea.
Pupuk  urea  merupakan  salah  satu  jenis  pupuk  berbentuk granul atau prill yang memiliki warna putih untuk pupuk non subsidi dan merah muda untuk pupuk subsidi. Urea memiliki sifat  mudah  larut  dalam  air  dan  mudah  menghisap  air
(higroskopis).  Kandungan  nitrogen  pada  pupuk  urea memiliki  kadar  tertinggi  dibanding  pupuk  kimia  lain  yaitu sebesar  46%.  Nitrogen  merupakan  unsur  hara  yang dibutuhkan untuk pertumbuhan dan perkembangan tanaman, yang dapat  membuat  bagian tanaman lebih hijau dan segar, mempercepat  pertumbuhan,  menambah  kandungan  protein hasil  panen,  dan  dapat  digunakan  untuk  semua  tanaman pangan, perkebunan, serta peternakan dan perikanan.
Kebutuhan  pupuk  urea  di  Indonesia  dari  tahun  ke  tahun mengalami  peningkatan  yang  cukup  signifikan  Konsumsi domestik pupuk urea di Indonesia berada dalam angka yang cukup tinggi  yaitu sekitar 5,8 juta ton per tahun. Selain itu, Indonesia  juga  melakukan  ekspor  pupuk  urea  yang  cukup besar  dan  cenderung  terus  bertambah  dari  tahun  ke  tahun. Berdasarkan  Asosiasi  Produsen  Pupuk  Indonesia  (2022), dimana produksi dan impor dibanding konsumsi dan ekspor pupuk urea masih mengalami defisit dengan rata-rata 147.000 ton per tahunnya. Hal tersebut menunjukkan bahwa produksi dan impor pupuk urea masih tersisa.
Di  lain  sisi,  dengan  adanya  Peraturan  Menteri  Pertanian Nomor 10 Tahun 2022 tentang “Tata Cara Penetapan Alokasi dan  Harga  Eceran  Tertinggi  Pupuk  Bersubsidi  Sektor Pertanian”  pada  Bab  II,  pasal  2,  ayat  2  disebutkan  bawah pupuk bersubsidi hanya terdiri dari 2 jenis pupuk yaitu urea dan NPK [2]. Dengan adanya peraturan tersebut, maka terjadi perubahan untuk  pupuk subsidi yang awalnya terdapat  lima jenis  yaitu  urea,  NPK,  ZA,  SP-36,  dan  petroganik  menjadi dua jenis saja yaitu urea dan NPK. Dengan adanya kebijakan tersebut  diprediksi  kebutuhan  pupuk  urea  akan  meningkat. Peningkatan kebutuhan urea dikarenakan banyak konsumen yang  awalnya  memakai  produk  ZA,  SP-36,  dan  petroganik bersubsidi  berganti  menjadi  urea  dan  NPK  yang  harganya lebih  murah  karena  bersubsidi.  Kebutuhan  pupuk  urea diprediksi  akan  mengalami  kenaikan  juga  dikarenakan kenaikan kebutuhan salah satu pupuk bersubsidi lainnya yaitu NPK, yang mana salah satu bahan untuk memproduksi NPK adalah urea. Dalam produksi urea menggunakan amonia dan karbon dioksida, terdapat beberapa standarisasi metode yang digunakan sebagai berikut :
A. Mitsui Toatsu Corporation Conventional Processes
Pada  teknologi  ini  bahan  baku  amonia  dan  karbon dioksida  dialirkan  ke  reaktor  yang  dioperasikan  pada  suhu 195°C dan tekanan 193 atm dengan perbandingan mol NH 3 : CO 2 adalah 4:1 [3].
B. Stamicarbon Stripping Process
Untuk produksi urea menggunakan teknologi ini memiliki kondisi operasi pada reaktor dengan tekanan optimal 140 bar, dengan rasio NH 3 : CO 2 yaitu 3:1 [4].

## Pra Desain Pabrik Pupuk Urea dari Amonia dan Karbon Dioksida Berbasis Advance Process for Cost and Energy Saving 21 (ACES 21)
Dirotsa Sukma Wardani, Ulfiyah Afnian Sari, Tri Widjaja Departemen Teknik Kimia, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)
e-mail : dirotsa26@gmail.com
I

## C. Snamprogetti Urea Technology
Metode  produksi  urea  ini  diinisiasi  oleh Saipem Technology , Italia dan mulai pertama kali dioperasikan pada 1971.  Pada  proses  pembuatan  urea  teknologi  ini menggunakan  reaktor  dioperasikan  pada  150  bar  dan  rasio feed molar NH 3 : CO 2 yaitu 3.5:1.
D. Advanced Process for Cost and Energy Saving
Metode  ini  merupakan  proses  yang  dikembangkan  oleh Toyo  Engineering  Corporation .  Pada  teknologi  ini  reaktor untuk memproduksi urea dioperasikan pada 190°C dan rasio umpan molar untuk NH 3 : CO 2 adalah 3:1 [5].
E. Isobaric Double – Recycle Process
Metode  yang  disebut  juga  dengan IDR  Process dikembangkan  oleh  Montedison,  dicirikan  dengan recycle sebagian  besar  amonia  yang  tidak  bereaksi  dan  amonium karbamat dalam dua pengurai secara seri. Proses pembuatan urea yang dilakukan di reaktor memiliki kondisi operasi suhu reaktor 185 °C, tekanan 174 atm, serta rasio NH 3 : CO 2 molar pada proses ini terhitung tinggi pada reaktor yaitu 5:1 [6].

## II. DATA DASAR PERANCANGAN
A. Ketersediaan dan Kualitas Bahan Baku dan Produk
Bahan  baku  dari  pabrik  urea  dengan  metode Advance Process for Cost  and Energy Saving 21 (ACES 21) dimana terdapat  2  macam  bahan  baku  yaitu  amonia  dan karbondioksida.  Amonia  dan  karbon  dioksida  didapatkan atau  di supply dari  pabrik  amonia  milik  teman  yang merupakan  rekan  satu  dosen  pembimbing,  dimana  karbon dioksida merupakan hasil samping dari pabrik teman.
Spesifikasi  amonia  sesuai  SNI  06-0045-1987  disajikan pada  Tabel  1.  Spesifikasi  karbon  dioksida  sesuai  SNI  06- 2603-1992  disajikan  pada  Tabel  2.  Dari  kedua  bahan  baku yaitu  amonia  dan  karbon  dioksida  akan  diproses  dengan metode Advance  Process  for  Cost  and  Energy  Saving 21 (ACES 21) menjadi pupuk urea. Pupuk urea yang dihasilkan berbentuk  butiran atau prill yang dikemas dalam karung 50 kg  dengan  kualitas  sesuai  SNI   02-2801-1998.  Spesifikasi pupuk urea sesuai SNI 02-2801-1998 disajikan pada Tabel 3.

## B. Kapasitas Produksi
Pabrik  pupuk  urea  dari  amonia  dan  karbon  dioksida  ini akan  direncanakan  pengoperasiannya  pada  2025.  Dalam
penentuan kapasitas produksi  di  tahun tersebut  ditinjau dari data  statistik  urea  terkait  produksi,  ekspor,  impor,  dan kebutuhan  domestik  dari  tahun  2017  -  2021  yang  disajikan pada  Tabel  4.    Kebutuhan  pupuk  urea  di  tahun  2025  dapat ditentukan dengan rumus berikut.
𝑚 = 𝑃(1 + 𝑖) 𝑛 (1)
Dengn m kebutuhan  urea  di  tahun  2025, P jumlah kebutuhan urea di tahun 2021, i pertumbuhan, n selisih tahun (2025-2021). Dari persamaan (1) didapatkan kebutuhan urea pada tahun 2025 sebesar 8965514 ton/tahun.
Berdasarkan kebutuhan urea tersebut penentuan kapasitas produksi  juga  didasarkan  pada  kapasitas  produksi  pabrik pupuk  urea  yang  sudah  ada  saat  ini.  Di  Indonesia  pabrik pupuk  yang  memproduksi  pupuk  urea  antara  lain  PT Petrokimia  Gresik  (Pabrik  IA  dan  1B),  PT  Pupuk  Kaltim (Pabrik  1A,  2,  3,4,  dan  5),  PT  Pupuk  Sriwijaya  (pabrik  IB, IIB, III, dan IV), PT Pupuk Iskandar Muda (unit PIM 1 dan PIM  2),  serta  PT  Pupuk  Kujang  (unit  IA  dan  IB).  Kelima perusahaan  tersebut  rata-rata  memproduksi  pupuk  urea dengan  kapasitas  624.166  ton/tahun,  dengan  12  unit  pabrik dari  15  pabrik  memiliki  kapasitas  produksi  570.000 ton/tahun.
Oleh  karena  itu  pabrik  urea  akan  direncanakan  memiliki kapasitas produksi  sebesar 570.000 ton/tahun dimana 3.000 ton/tahun  akan  dikirim  sebagai  bahan  baku  pabrik  NPK. Sisanya  yaitu  567.000  ton  urea/tahun  digunakan  untuk memenuhi kebutuhan nasional di tahun 2025 sebesar 6,32%.

## C. Penentuan Lokasi
Dalam  penentuan  lokasi  pabrik  mempertimbangkan beberapa  aspek.  Penentuan  lokasi  pabrik  sangat  penting karena  akan  mempengaruhi  keberlangsungan  dan  kemajuan suatu  pabrik  karena  berpengaruh  terhadap  faktor  produksi dan  distribusi  serta  memaksimalkan  keuntungan  dan  dapat memberikan  kemungkinan  untuk  dapat  memperluas  atau menambah kapasitas dari pabrik yang akan didirikan. Pabrik Pupuk  Urea  ini  akan  didirikan  di  Kawasan  Industri  Dumai, Dumai,  Riau  dengan  mempertimbangkan  beberapa  aspek- aspek berikut:
Tabel 1. Spesifikasi amonia sesuai SNI 06-0045-1987 Parameter Keterangan
Bentuk Cair Kadar NH 3 Minimal 99,5% Kadar H 2 O Maksimal 0,5% Temperatur 30 ℃
Tekanan 25 kg/cm 2 Tabel 2. Spesifikasi karbon dioksida sesuai SNI 06-1603-1992 Parameter Keterangan Bentuk Gas Kadar CO 2 99,85% dry mole Kadar H 2 O ,2% dry mole Kadar H 2 0,13% dry mole Kadar N 2 0,02% dry mole Temperatur 36,9℃ Tekanan 0,78 kg/cm 2
Tabel 3. Spesifikasi pupuk urea sesuai SNI 02-2801-1998 Parameter Keterangan
Kadar air Maksimal 0,50% Kadar Biuret
Maksimal 1%
Kadar Nitrogen
Minimal 46% Bentuk Butiran tidak berdebu Warna Merah muda
Ukuran 1-3,35 mm Tabel 4. Data produksi, konsumsi, ekspor, dan impor pupuk urea 2017-2021 Tahun Produksi (ton/tahun) Konsumsi (ton/tahun) Ekspor  (ton/ tahun) Impor (ton/tahun) 2017 6838063 5970397 766864 88461 2018 7444697 6265196 1141720 112327 2019 7722799 5425657 1860700 12602 2020 7983042 5994437 2379861 24084 2021 7968504 5738365 1974166 0 Rata Rata 7591421 5878810,4 1624662,2 47494,8

## 1) Bahan Baku
Bahan  baku  yang  diperlukan  untuk  pabrik  urea  adalah amonia  dan  karbon  dioksida  yang  didapatkan  sepenuhnya dari  pabrik  amonia  milik  Mukhlis-Rosyid.  Dimana  pabrik amonia  membutuhkan  bahan  baku  berupa  gas  alam  dan Kawasan  Industri  Dumai  bisa  mengambil  bahan  baku  gas alam  dari  PT  Conoco  Philips  yang  memiliki  kapasitas produksi gas alam 1000,58 MMSCFD.

## 2) Ketersediaan Lahan
Di  Kawasan  Industri  Dumai  ketersediaan  lahan  kosong masih  cukup  besar  yaitu  sebesar  1969  hektar  yang  masih cukup untuk pendirian pabrik pupuk urea.

## 3) Lokasi Pemasaran
Dengan memilih  Kawasan Industri  Dumai  sebagai  lokasi pendirian  pabrik  produk  pupuk  urea  dapat  dipasarkan  di daerah Riau, Sumatra Barat, dan Jambi yang mana bersaing dengan  PT  Iskandar  Muda  dan  juga  PT  Pupuk  Sriwijaya. Selain itu dapat pula dipasarkan di luar negeri sebagai produk ekspor ke daerah Malaysia, Jepang, Australia, dan lainnya.

## 4) Transportasi
Di Dumai, Riau terdapat empat kawasan pelabuhan, yaitu Pelabuhan Lubuk Gaung, Pelabuhan Dock Area, Pelabuhan Kota,  dan  Pelabuhan  Pelintung.  Pelabuhan  Dumai  yang memiliki  akses  jalur  perdagangan  berdekatan  dengan  Selat
Malaka yang merupakan selat tersibuk kedua di dunia, yang memungkinkan  adanya  potensi  ekspor  yang  besar  melalui selat  tersebut.  Kota  Dumai  juga  memiliki  keunggulan  yang komprehensif dan daya tarik sendiri, dengan garis pantai yang panjang dan dalam serta dilindungi oleh Pulau Rupat sebagai break  water  alami,  hal  ini  sangat  menguntungkan  bagi Pelabuhan Dumai, kedalaman lautnya selalu terjaga sehingga dapat  disinggahi  oleh  kapal-kapal  tanker  bertonase  tinggi. Keseluruhan  pelabuhan  Dumai  memiliki  kedalaman  laut pelayaran  rata-rata  10  sampai  dengan  15  meter  disaat  surut terendah  dengan  alur  pelayaran  yang  dapat  dilintasi  oleh kapal-kapal  besar  dan  dapat  disandari  kapal  tanker  dengan bobot 20.000 hingga 50.000 DWT.

## 5) Utilitas
Dipilihnya  Kawasan  Industri  Dumai  sebagai  lokasi pendirian  pabrik  pupuk  urea  dimana  utilitas  utama  yang dibutuhkan  yaitu  air  dan  listrik.  Kebutuhan  utilitas  air  akan didapatkan  dari  air  laut  Selat  Malaka  yang  nantinya  akan diproses  melalui  unit  desalinasi  untuk  mengubah  air  laut menjadi  air  tawar  kemudian  dilanjut  proses  demineralisasi untuk menghliangkan demin untuk air yang akan digunakan pada boiler.

## 6) Tenaga Kerja
Salah  satu  aspek  penting  dalam  penentuan  lokasi  yaitu jumlah  tenaga  kerja.  Hal  tersebut  dikarenakan  ketika  suatu pabrik  baru  dibangun  akan  membutuhkan  banyak  sekali tenaga kerja baik untuk hal-hal operasional atau yang lainnya. Jumlah  tenaga  kerja  di  suatu  daerah  dapat  dilihat  dari banyaknya  angkatan  kerja.  Dari  segi  tenaga  kerja  jumlah
Gambar 1.  Diagram alir unit sintesis.
Gambar 2.  Diagram alir unit purifikasi.
LP Steam CW Air NH3 J-124 CO2 Steam Condensate Air Product Flare System E-123 C-122 S-112 R-111 K-113 D-211 D-212 P-321 A/B P-421 A/B L-411 B-424 Y-412 V-413 T-425 P-426 A/B U-427 W-428 P-522 A/B A-511 A-512 K-611 T-612 P-621 A/B E-622 S-613 P-625 A/B E-624 Z-614 Air Flare system LP Steam Water treatment Cooling Water Bahan Baku KETERANGAN Product Suhu (C) Tekanan (kg/cm ² ) Nomor Aliran E-423 38 20 1 151 5 4 138 200 3 50 1 51 36 2,6 55 43 1 49 45 1 47 35 1 44 151 5 45 151 5 46 145 4 66 164 2 3 72 145 25 67 621 22 71 190 25 68 136 20 42 38 1 6 169 155 11 180 155 10 30 1 18 182 155 12 66 160 7 151 5 5 106 160 16 184 155 17 155 155 14 151 5 15 140 16 21 151 5 23 114 3 26 129 3 27 135 4 30 106 25 80 151 5 36 134 1 34 151 5 33 40 2 75 30 1 77 145 1 38 35 1 43 45 1 74 151 5 32 38 200 2 151 5 25 66 160 8 66 160 9 40 3 62 66 160 29 151 5 24 HP Steam 160 155 19 151 5 13 134 1 35 P-422 A/B Water Treatment P-521 A/B HP Steam Condensate Steam 152 16 22 115 6 31 151 5 39 50 1 53 36 1,1 54 50 2,2 52 189 1 48 190 23 69 151 5 65 189 4 73 40 1 58 45 1 57 40 3 61 151 5 63 151 5 64 40 1 59 40 1 60 30 1 56 40 1 76 80 1 81 45 3 78 30 1 84 P-121 A/B 151 5 28 136 1 37 36 1 50 190 23 70 45 1 79 189 4 82 30 1 85 134 1 41 115 3 40 45 1 20 45 1 20 O-311 T-100 O-312 From LP Steam To Steam Condensate To Unit Recovery To Unit Concentrating From Process Condensate Treatment From Sintesa From CO2 Storage
Gambar 3.  Diagram alir unit pemekatan konsentrasi.
Gambar 4.  Diagram alir unit prilling.
angkatan kerja di daerah Dumai, Riau adalah sebesar 150323 jiwa.

## 7) Kondisi Iklim dan Bencana Alam
Dipilihnya  Kawasan  Industri  Dumai  sebagai  lokasi pendirian  pabrik  pupuk  urea  karena  dari  segi  kondisi  iklim dan bencana alam yang relatif stabil. Daerah Dumai rata-rata berupa  dataran  rendah  beriklim  tropis  dengan  suhu  udara berkisar antara 25℃ - 36℃ dengan tingkat kelembapan 82- 84  persen  dan  terdapat  dua  musim  yaitu  musim  hujan  dan musim  kemarau.  Jika  dilihat  dari  segi  bencana  alam  yang mungkin terjadi untuk Kota Dumai yang terletak di Provinsi Riau  menurut  data  Badan  Pusat  Statistika  di  tahun  2021 mengalami bencana alam berupa tanah longsor sebanyak 21 kali, banjir 455 kali, banjir bandang 1 kali, gelombang pasang laut  15  kali,  angin  puting  beliung  53  kali,  kebakaran  hutan 194 kali, kekeringan 51 kali, dan tidak pernah terjadi gempa bumi, tsunami, serta gunung Meletus.

## 8) Komunitas Sekitar
Dalam  penentuan  lokasi  pabrik,  komunitas  sekitar merupakan  salah  satu  aspek  yang  perlu  diperhatikan.  Di lokasi baru, masyarakat setempat diharapkan bisa menerima pendirian  pabrik  baru.  Di  Kawasan  Industri  Dumai masyarakat  bisa  menerima  terkait  adanya  pendirian  pabrik, apalagi di sana juga sudah berdiri beberapa pabrik yang telah beroperasi.
9) Dampak Lingkungan dan Pembuangan Limbah
Untuk  melakukan  pembuangan  limbah  ke  lingkungan, pabrik harus memiliki izin pembuangan limbah dari Walikota sesuai peraturan perundang-undangan. Pertukaran perundang-undangan yang dipakai ialah UU RI No. 32 Tahun 2009  Tentang  Perlindungan  dan  Pengelolaan  Lingkungan
Hidup.  Di  Dumai,  pembuangan  limbahnya  akan  dikenakan tarif Rp. 5000 / meter kubik.

## 10) Situasi Politik dan Kebijakan Pemerintah
Dalam  rangka  percepatan  penyebaran  dan  pemerataan pembangunan industri ke seluruh wilayah Negara Kesatuan Republik Indonesia dan dalam rangka memudahkan sinergi dan koordinasi dalam pembangunan industri di daerah, maka secara  administratif  wilayah  dibagi  ke  dalam  10  (sepuluh) Wilayah  Pengembangan  Industri  (WPI).  Penumbuhan kawasan industri diprioritaskan berada di luar Jawa. Dumai (Riau) berada di urutan 14.

## III. URAIAN PROSES TERPILIH
Proses  produksi  pupuk  urea  dari  amonia  dan  karbon dioksida terdiri  dari  enam unit proses  yang dimulai dengan sintesis,  purifikasi,  pemekatan  konsentrasi, prilling, recovery, dan process condensate treatment .

## A. Unit Sintesis
Unit sintesis terdiri atas tiga peralatan utama yaitu reaktor, stripper,  dan  karbamat  kondensor.  Alat  reaktor  sebagai tempat  berjalannya  reaksi  antara  amonia  dan  karbon dioksida.  Amonia  cair  menjadi  input  ke  unit  reaksi  serta dinaikkan tekanannya menggunakan pompa amonia (L-111 A/B)  dari  tangki  amonia  (F-110).  Campuran  amonia  dan karbamat  diumpankan  ke ejector  carbamat (G-131)  dan menjadi  input  reaktor (R-130)  untuk  bereaksi  dengan  CO 2 . Konversi  CO 2 yang  diperoleh  tinggi  yaitu  64%.  Kemudian output larutan urea bersama dengan excess amonia, CO 2 , dan Karbamat sisa meninggalkan bagian atas reaktor diumpankan ke  bagian  atas stripper (D-140).  Diagram  alir  unit  sintetis disajikan pada Gambar 1.
Unit stripping bertujuan untuk menyerap dan mendekomposisi  ekses  NH 3 ,  CO 2 ,  dan  sisa  karbamat  yang tidak  bereaksi  di  reaktor. Stripper (D-140)  yang  digunakan merupakan  paduan sieve  tray  stripper dan shell  &  tube dimana  larutan  karbamat  yang  tidak  bereaksi  akan terdekomposisi menjadi amonia dan karbon dioksida. Reaksi yang  terjadi  pada stripper merupakan  reksi  endotermis dimana  pemanasan  digunakan saturated steam  bertekanan 5 atm pada sisi shell . Overhead gas yang keluar dari stripper (D-140) bagian atas selanjutnya akan dikondensasikan dalam kondenser  karbamat  (E-150).  Unit  kondensasi  berfungsi untuk  mengkondensasikan  gas  gas  dari  stripper  dengan melarutkan  gas  dalam  larutan  karbamat  encer  dari  unit recovery .  Jenis karbamat kondenser (E-150) yang digunakan yaitu Vertical  Submerged  Carbamate  Condenser .  Gas inert yang mengandung sedikit NH 3 dan CO 2 kemudian dikirim ke MP Decomposer (E-210) unit purifikasi.

## B. Unit Purifikasi
Unit  purifikasi  bertujuan  untuk  menguraikan  dan memisahkan excess amonia, air, dan amonium karbamat yang tidak terkonversi dari urea dengan pemanasan dan penurunan tekanan. Unit purifikasi terdiri dari beberapa peralatan utama, seperti Medium Pressure (MP) Decomposer (E-210) dan Low Pressure (LP) Decomposer (E-220) . Larutan urea dari bawah stripper menuju ke bagian atas MP decomposer dioperasikan pada  tekanan  16,5  atm.  Sebagian  amonium  karbamat  yang tidak  bereaksi  terdekomposisi  menjadi  NH 3 dan  CO 2 .  Gas
Gambar 5.  Diagram alir unit recovery.
Gambar 6.  Diagram alir unit process condensate treatment.
amonia  dan  karbon  dioksida  akan  menuju MP  absorber . Panas steam yang digunakan bertekanan 5 atm. Temperatur yang digunakan adalah 152 ℃ agar mencegah pembentukan biuret. Diagram alir unit purifikasi disajikan pada Gambar 2.
Larutan  urea  dari  bagian  bawah MP  decomposer menuju ke bagian atas LP decomposer dengan penurunan tekanan 2,5 atm.  Larutan  akan  dipisahkan  dengan  uap  kemudian  residu amonia  karbamat  akan  terdekomposisi.  Gas  kemudian menuju ke bagian atas LP decomposer . Larutan urea menuju packed bed dimana residu amonia di stripping oleh gas CO 2 . Produk dari proses ini memiliki kandungan urea sebesar 67% wt. Campuran gas menuju ke unit recovery sedangkan larutan urea menuju ke unit pemekatan konsentrasi.

## C. Unit Pemekatan Konsentrasi
Pada  tahap  ini  dilakukan  pemekatan  konsentrasi  urea menjadi  99,5%.  Urea  yang  keluar  dari  unit  purifikasi  akan dipekatkan  di  evaporator  yang  terdiri  dari  dua  tingkat  dan beroperasi pada tekanan vakum. Hal tersebut dilakukan agar reaksi  samping  yang  tidak  diinginkan  yaitu  reaksi pembentukan biuret dari urea bisa ditekan. Diagram alir unit pemekatan konsentrasi disajikan pada Gambar 3.
Urea yang keluar dari unit purifikasi akan dipompa dengan pompa  sentrifugal  (L-311  A/B)  menuju  evaporator  tingkat pertama  (V-310)  dengan  kondisi  operasi  tekanan  150 mmHgA  dan  suhu  132℃  urea  dipekatkan  konsentrasinya menjadi  96%.  Pada  evaporator  tingkat  pertama  (V-310) pemekatan  urea  dibantu  oleh  pemanas  berupa LP  steam . Selanjutnya  urea  akan  dipekatkan  lagi  konsentrasinya  di evaporator  tingkat  kedua  (V-320)  menjadi  urea  dengan konsentrasi  99,5%.  Pada  tingkat  kedua  ini  evaporator beroperasi dengan tekanan 25 mmHgA dan suhu 138℃ dan untuk pemanasan digunakan low pressure steam . Urea yang telah dipekatkan konsentrasinya  selanjutnya dikirim ke unit prilling.

## D. Unit Prilling
Dalam  unit prilling ,  urea  yang  awalnya  berbentuk melt diubah  bentuk  menjadi  butiran.  Larutan  urea  pekat  (molten urea)  hasil  keluaran  evaporator  (V-320)  dialirkan  menuju bagian atas prilling tower menggunakan pompa (L-321 A/B). Larutan dari head tank dialirkan ke distributor (A-414) yang berupa acoustic  granulator dan  membentuk  tetesan ( droplets ).  Tetesan  urea  didinginkan  untuk  membentuk butiran solid melalui pengontakkan dengan udara dari bawah yang  dibantu  dengan  blower  (G-413).  Udara  dipanaskan terlebih  dahulu  di heater (E-412).  Tujuan  pemanasan  udara ialah  agar  produk  urea  dalam  bentuk  prill  suhunya  tidak terlalu  dingin  atau  sama  dengan  suhu  lingkungan  sehingga tidak akan terjadi aglomerasi. Setelah butiran urea terbentuk selanjutnya prill urea disaring menggunakan bar screen yang bergabung  di belt  conveyor (J-420)  sehingga  urea  dengan diameter lebih dari 1,7 mm dilarutkan kembali dan dicampur dengan larutan pencuci  di dissolved tank (F-440)  kemudian dikembalikan  ke  unit  pemekatan  konsentrasi  tepatnya  ke evaporator  tingkat  pertama  (V-310).  Gas  yang  sudah  tidak mengandung urea dibuang ke udara, sedangkan cairan hasil scrubber digunakan sebagai pelarut di dissolved tank (F-440). Urea  yang  lolos  proses screening dilakukan spray dengan anti-cacking untuk mencegah penggumpalan dan selanjutnya didistribusikan oleh bucket  elevator (J-430) menuju gudang
untuk  proses  pengemasan.  Diagram  air  unit prilling pada Gambar 4.
E. Unit Recovery
Dalam unit recovery ini gas-gas hasil penguraian dari unit purifikasi  akan  diserap  menggunakan  larutan  karbamat. Selanjutnya  hasilnya  akan  dikirim  kembali  ke  unit  sintesis kemudian  dikembalikan  ke  reaktor  sebagai  larutan recycle . Proses recovery ini dibantu oleh 2 absorber . Gas yang keluar dari  proses  purifikasi  tepatnya  di LP  decomposer (E-220) akan masuk ke Low  Pressure (LP) absorber (D-520) untuk diabsorbsi CO 2 dan NH 3 nya menggunakan absorbent berupa proses  kondensat  yang  berasal  dari  tangki  kondensat. LP absorber (D-520) beroperasi pada tekanan 2,32 atm dan suhu 45℃.  Gas  CO 2 dan  NH 3 diabsorbsi  ke  dalam  proses kondensat  menjadi  larutan  lean  carbamate.  Kemudian lean carbamate ini sebagian akan digunakan sebagai absorbent di MP  absorber .  Gas  yang  tidak  terabsorbsi  akan  dibawa  ke flare dan selanjutnya dibuang ke lingkungan.
Diagram alir unit recovery disajikan pada Gambar 5. Gas yang keluar dari proses purifikasi di bagian MP decompose r (E-210)  akan  masuk  ke MP  absorber (D-510).  Dalam MP absorber gas-gas  CO 2 dan  amonia  akan  diabsorpsi  oleh larutan lean  carbamate yang  berasal  dari LP  absorber (D- 520). MP  absorber (D-510)  beroperasi  pada  tekanan  14,51 atm dan suhu 106℃. Pada proses ini dihasilkan larutan rich carbamate yang  akan  dikirim  kembali  ke  unit  sintesa tepatnya  ke  kondensor  karbamat  (E-150)  dengan  bantuan pompa (L-521 A/B).

## F. Unit Process Condensate Treatment
Diagram  alir unit process condensate  treatment disajikan pada  Gambar  6.  Dalam  proses  pemekatan  konsentrasi  urea menggunakan evaporator dihasilkan uap air, dimana uap air tersebut  umumnya  masih  mengandung  karbamat,  NH 3 ,  dan CO 2 .  Pada  tahap consendate  treatment ini  akan  diambil kandungan-kandungan  yang  masih  ada  dalam  uap  air  hasil evaporasi tersebut. Setelah dipanaskan proses kondensat akan masuk  ke lower  column  urea  hydrolizer (X-640)  untuk dikontakkan  dengan MP  steam .  Urea  yang  terkandung  di dalam  kondensat  dapat  terhidrolisis  menjadi  NH 3 dan  CO 2 dan  selanjutnya  didinginkan  dengan  proses  kondensat  yang keluar dari stripper , dan setelah suhunya dingin dikembalikan ke stripper (D-630) untuk dilakukan stripping dan setelahnya dialirkan ke LP decomposer (E-220). Kondensat  yang telah bebas  dari  urea  digunakan  sebagai recovery panas  untuk memanaskan  umpan  proses  kondensat  yang  akan masuk  ke hydrolyzer .  Kondensat  keluaran stripper (D-630)  sebagian digunakan sebagai dust scrubber di unit prilling dan sebagian masuk ke water treatment.
IV. MATERIAL BALANCE DAN ANALISA EKONOMI Berdasarkan  hasil  perhitungan  neraca  massa  Pra  Desain Pabrik  Pupuk  Urea  dari  Amonia  dan  Karbon  Dioksida Berbasis Advance  Process  for  Cost  and  Energy  Saving  21 (ACES  21)  didasarkan  pada  kapasitas  pabrik  570.000  ton urea/tahun  dengan  waktu  operasi  330  hari  kerja/tahun  dan waktu  kerja  pabrik  24  jam  dibutuhkan  bahan  baku  berupa amonia  sebesar  277.028  ton/tahun  dan  karbon  dioksida sebesar 1.147.777 ton/tahun.
Berdasarkan  analisa  ekonomi  untuk  memproduksi  pupuk
urea  dari  amonia  dan  karbon  dioksida  dengan  metode Advance Process for Cost and Energy Saving 21 (ACES 21) dengan  kapasitas  570.000  ton/tahun  diperlukan  biaya  total produksi  (TPC)  sebesar  Rp5.518.770.958.180,00  dan  biaya investasi  total  (TCI)  yang  dibutuhkan  adalah  sebesar Rp2.103.196.497.943,00. Keuntungan rata-rata yang dihasilkan  pertahunnya  atau Net  Present  Value (NPV) sebesar  Rp656.481.954.097  dengan  harga  jual  pupuk  urea sebesar  Rp4.693,42/kg.  Laju  pengembalian  modal  atau Internal  Rate  of  Return (IRR)  didapatkan  sebesar  15,41% dengan waktu pengembalian modal atau pay out time (POT) sebesar 4,86 tahun. Dari analisa ekonomi ini juga didapatkan nilai break  event  point (BEP)  sebesar  20%.  Jika  dievaluasi nilai  NPV bernilai  positif, IRR lebih tinggi  dari  nilai  bunga bank  yaitu  8%,  waktu  pengembalian  modal  dibawah  umur pabrik (10 tahun), dan nilai BEP kurang dari 50% maka dapat disimpulkan  bahwa  Pabrik  Pupuk  Urea  dari  Amonia  dan Karbon  Dioksida  Berbasis Advance  Process  for  Cost  and Energy  Saving  21 (ACES  21)  memiliki  kelayakan  untuk dilanjutkan ke tahap perencanaan.

## V. KESIMPULAN
Berdasarkan aspek teknis dan ekonomi yang disampaikan
dalam  pabrik  pupuk  urea  dari  amonia  dan  karbon  dioksida berbasis metode ACES 21, maka pabrik layak didirikan tahun 2025  dengan  umur  pabrik  selama  10  tahun.  Dimana  pabrik pupuk  urea  berbasis  metode  ACES  21  ini  akan  didirikan dengan kapasitas produksi  570.000 ton/tahun dengan  waktu operasi 330 hari dalam setahun selama 24 jam per hari.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]  Badan  Pusat  Statistik  Jakarta,  “Persentase  Tenaga  Kerja  Informal Sektor Pertanian (Persen) 2022,” Badan Pusat Statistik Jakarta, Jakarta, 2022.
[2]  Kementerian Pertanian, “Peraturan Menteri Pertanian Nomor 10 Tahun 2022 tentang Tata Cara Penetapan Alokasi dan Harga Eceran Tertinggi Pupuk Bersubsidi Sektor Pertanian,” Kementerian Pertanian, Jakarta, 2022.
[3]  A.  V.  Slack,  "Urea  Technology:  A  Critical  Review,"  Fertiliser Production  and  Technology  National  Seminar,  14 th Annual  General Meeting of The Fertiliser Association of India, New Delhi, India 1969.
[4]  G.  Baboo,  P.,  Brouwer,  M.,  Ejikenboom,  J.,  Mohammadian,  M., Notten, G., & Prakash, “The Comparison of Stamicarbon and Saipem Urea Technology,” Technical Paper, 2016.
[5]  Y.  Kojima,  H.  Morikawa,  E.  Sakata,  “The  Improved  ACES  Urea Technology - Case Studies in China and Indonesia," Toyo Engineering Corporation, Poland, 2003.
[6]  Ledda,  A.,  Pagani,  G.,  Mariani,  L.,  “Isobaric  Double  Recycle  Urea Process:  Two  Years  of  Commercial  Operation,”  Fertilizer  83 International  Conference    Proceedings  of  the  Conference,  London, 1983.