Abstrak—Indonesia  merupakan  negara  agraris  dimana mayoritas penduduknya merupakan petani yang bekerja pada sektor  pertanian  dengan  berkembangnya  sektor  pertanian, perkebunan,  dan  tanaman  pangan  serta  sektor  industri  lain menyebabkan kebutuhan produk pupuk urea meningkat. Oleh sebab  itu,  kebutuhan  pupuk  urea  sebagai  faktor  penunjang sangat  diperlukan.  Lokasi  pabrik  direncanakan  di  Kawasan Industri Kaltim Industrial Estate, Bontang, Provinsi Kalimantan  Timur.  Bahan  baku  utama  dalam  proses pembuatan  pupuk  urea  adalah  amonia  cair  yang  memiliki komposisi  sebesar  99,8%  NH 3 dan  0.2%  H 2 O.  Selain  itu, terdapat bahan baku penunjang yaitu CO 2 . Kapasitas produksi pupuk  urea  ini  direncanakan  sebesar  570.000  ton  urea/tahun. Proses  produksi  pupuk  urea  dari  ammonia  dan  CO 2 pada pabrik yang akan didirikan menggunakan proses  stamicarbon, dimana  menggunakan  gas  CO 2 sebagai  agen  stripping  dalam menjalankan  prosesnya.  Untuk  tahapan  proses  yang  pertama adalah  persiapan  bahan  baku  kemudian  dilanjutkan  dengan proses  sintesa  urea  yang  terjadi  melalui  peralatan  HPCC, reaktor, dan stripper. Setelah proses sintesa, dilanjutkan dengan proses  resirkulasi  larutan  karbamat  dengan  yang  akan digunakan kembali dengan cara memisahkan dari larutan urea kemudian  di  resirkulasi  kembali  ke  reaktor.  Kemudian dilanjutkan proses pemurnian yaitu memurnikan larutan urea yang masih ada sedikit kandungan karbamat dan reaktan sisa dan meningkatkan kepekatan urea nya. Setelah itu larutan urea pekat  dialirkan  menuju  prilling  tower  untuk  dirubah  menjadi bentuk urea prill. Untuk studi kelayakan Pra Desain Pabrik ini, dari segi ekonomi telah dilakukan analisa ekonomi dengan hasil. Total  Investasi  (TCI)  yang  didapat  adalah  sebesar  Rp 898.483.250.725,22 dan  Net  Present  Value  (NPV) yang didapat adalah  sebesar  Rp  2.200.043.820.353,20  atau  sama  dengan positif. Internal Rate of Return (IRR) pabrik ini adalah 38,16%. Dengan  waktu  pengembalian  modal  pabrik  pada  2,47  tahun. Sedangkan  pada  analisa  sensitifitas,  penambahan  dan pengurangan  harga  bahan  baku  dan  harga  produk  hingga sebanyak  20%.  Sehingga  berdasarkan  analisa-analisa  yang telah dilakukan, pabrik urea ini layak untuk didirikan.
Kata Kunci—Kapasitas, Stamicarbon, Stripping, Urea.

## I. PENDAHULUAN
NDONESIA merupakan negara agraris dimana mayoritas penduduknya merupakan petani yang bekerja pada sektor pertanian. Selain itu, pemerintah dengan program swasembada  pangannya  tentu  sangat  memperhatikan  sektor pertanian  tersebut.  Penambahan  pupuk  bertujuan  agar kesuburan tanah meningkat, sehingga tanaman menjadi lebih produktif serta memperbaiki keadaan kimiawi tanah. Pupuk dengan  kandungan  nitrogen  yang  tinggi  biasa  digunakan dalam  sektor  pertanian  salah  satunya  yaitu  urea,  dimana memiliki kandungan nitrogen sebesar 46,6 [1].
Dengan berkembangnya sektor pertanian, perkebunan, dan tanaman  pangan  serta  sektor  industri  lain  menyebabkan kebutuhan  produk  pupuk  urea  meningkat.  Oleh  sebab  itu,
kebutuhan  pupuk  urea  sebagai  faktor  penunjang  sangat diperlukan.  Pupuk  urea  yang  diproduksi  secara  komersial berbentuk  prill  dan  granul.  Urea  prill  paling  banyak digunakan  untuk  segmen  tanaman  pangan  dan  industri, sedangkan urea granul lebih cocok untuk segmen perkebunan dan  memiliki  prospek  ekspor,  meskipun  dapat  juga  untuk tanaman pangan. Selain sebagai pupuk, urea juga digunakan sebagai  bahan  baku  pembuatan  produk  lain,  seperti  urea ammonium  sulfat,  urea  fosfat,  asam  karbiturit,  kafein,  etil urea, hidrazin, melamin, asam sulfat, dan urea formaldehid. Di  Indonesia  sendiri  untuk  saat  ini  terdapat  5  pabrik  yang menghasilkan pupuk urea yaitu PT Pupuk Iskandar Muda di Aceh, PT Pupuk Sriwidjaja di Palembang Sumatera Selatan, PT  Pupuk  Kujang  di  Cikampek  Jawa  Barat,  PT  Pupuk

## Pra Desain Pabrik Urea dari Amonia dan CO
2 Berbasis Proses Stamicarbon CO 2 Stripping
Mochamad Irfan Dwiputri, Aufal Nawasanjani, Renanto dan Rendra Panca Anugraha Departemen Teknik Kimia, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)
e-mail : renanto@chem-eng.its.ac.id
I
Gambar 1. Diagram Mitsui Toatsu Process.
Gambar 2. Diagram Stamicarbon CO 2 - Stripping Process.
Kalimantan  Timur  di  Bontang  Kalimantan  Timur,  dan  PT Petrokimia Gresik di Gresik Jawa Timur.
Berdasarkan data dari Asosiasi Produsen Pupuk Indonesia diketahui  bahwa  kebutuhan  domestik  urea  setiap  tahunnya cenderung mengalami peningkatan dalam jumlah yang besar. Peningkatan  kebutuhan  domestik  urea  dapat  dilihat  pada tabel 1 [2].
Dari  Tabel  1  dapat  dilihat  bahwa  kebutuhan  urea  dalam negeri  telah  mencapai  lebih  dari  5  juta  ton  tiap  tahunnya. Kebutuhan  urea  yang  besar  diiringi  oleh  kebutuhan  dalam negeri  yang  besar  pula  untuk  sektor  pangan,  serealia,  kabi, hortikultura, kebun rakyat, peternakan, perkebunan, perikanan, serta industri. Bila kebutuhan domestik sudah bisa terpenuhi  dan  mencukupi  untuk  dua  pekan  kedepan  maka pupuk  urea  yang  diproduksi  akan  diekspor  untuk meningkatkan  devisa  negara.  Volume  ekspor  pupuk  urea pada  waktu  dekat  ini  sedang  meningkat  dikarenakan produsen  pupuk  urea  yang  berskala  besar  seperti  China sedang melakukan peremajaan alat, sehingga demand pupuk urea  ke  China  dialihkan  ke  beberapa  negara  salah  satunya Indonesia. India merupakan salah satu negara peralihan yang dimana sedang tinggi-tingginya memiliki permintaan pupuk urea yang tinggi. Berdasarkan penjelasan dan pertimbangan
di atas, pabrik pupuk urea akan didirikan di Indonesia dengan alasan sebagai berikut:
1. Memenuhi kebutuhan urea di dalam negeri.
2. Meningkatkan  nilai  ekspor  urea  sehingga  meningkatkan devisa negara.
3. Menyediakan bahan baku bagi pabrik yang memanfaatkan urea.
4. Mencegah kelangkaan pupuk di Indonesia.
5. Menyerap tenaga kerja sehingga mengurangi pengangguran.
Ada  beberapa  teknologi  produksi  yang  dapat  digunakan untuk membuat pupuk urea dari bahan baku ammonia (NH 3 ) dan CO 2 , antara lain : Mitsui Toatsu Process . Pada proses ini, digunakan  tiga  tingkatan  dekomposisi  untuk recovery karbamat. Ammonia 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. Larutan dari reaktor  dimasukkan  ke high  pressure  decomposer yang dioperasikan  pada  tekanan  18  –  20  bar  untuk  memisahkan urea  dari  ammonium  karbamat,  gas  ammonia,  dan  karbon dioksida [3]. Sisa ammonia dan karbon dioksida dihilangkan dengan  menggunakan low  pressure  decomposer yang dioperasikan pada tekanan 1 – 2 bar dan kemudian dialirkan ke  gas  separator  yang  dioperasikan  pada  tekanan  atmosfer. Larutan  yang  dikeluarkan  dari  separator  gas,  dimana mengandung  74  %  urea,  dimurnikan  dalam  evaporator. Produk urea cair dikonsentrasikan di dalam evaporator pada tekanan  vakum.  Kemudian  urea  dibentuk  menjadi  butiran
Tabel 1.
Statisik Produksi Lokal, Impor, Ekspor dan Kebutuhan Domestik
Pupuk Urea di Indonesia (dalam ton). Tahun Produksi Lokal Impor Ekspor Kebutuhan Domestik 2007 5.865.856 1.794 690.270 5.177.380 2008 6.213.292 9.990 180.206 6.043.076 2009 6.874.630 31.552 607.511 6.298.671 2010 6.721.947 39.072 879.196 5.881.823 2011 6.743.422 53.992 750.430 6.046.984 2012 6.907.237   145.872 989.612 6.063.497 2013 6.698.349 64.745 1.359.109 5.403.985 2014 6.742.366   120.750 1.107.880 5.755.236 2015 6.917.372 95.434 831.894 6.180.912 2016 6.462.938   625.900 1.253.200 5.835.638 2017 6.838.063 86.355 766.864 6.157.554 Tabel 2. Komposisi Bahan Baku NH 3 Komponen % Berat NH 2 99.8 H 2 O 0.2 Tabel 3. Komposisi Bahan Baku CO 2 Komponen % Berat CO 2 99 H 2 O 1 Tabel 4. Spesifikasi Produk Urea Limit Produk Produk Urea Kadar Nitrogen > 46% 46,6 % Kadar Air < 0,5% berat 0,003% berat Kadar Biuret < 1,2% berat 0,007% berat
Gambar  3.  Diagram  Snamprogetti  Ammonia  Stripping  Process (Saipem).
Gambar 4. Diagram ACES 21 Process.
menggunakan  prilling  atau  granulasi  [3].  Selanjutnya ammonium  karbamat  sisa,  di-recycle  kembali  ke  reaktor. Sisa-sisa gas yang mengandung ekses ammonia dan karbon dioksida dari pemecahan karbamat dialirkan ke high pressure absorber .  Hasil  atas  pada  alat  ini,  berupa  gas  amonia  dan karbon  dioksida,  digunakan  pada  tahap  berikutnya  untuk memekatkan  urea.  Kemudian,  ammonia  dikondensasikan dengan cooling water dan di- recycle ke reaktor [4]. Diagram Mitsui toastsu proses dapat dilihat pada Gambar 1 [3].
Selanjutnya, Stamicarbon  CO 2 -  Stripping  Process .  Pada proses  ini,  gas  CO 2 dan  NH 3 cair  masuk  ke  dalam  HPCC ( High  Pressure  Carbamate  Condenser )  pada  tekanan  141 kg/cm 2 dengan  suhu  183°C  membentuk  ammonium karbamat.  Rasio  NH 3 :CO 2 adalah  3:1.  Reaksi  pembentukan karbamat bersifat eksotermis. Larutan ammonium karbamat dengan gas NH 3 dan CO 2 yang tidak bereaksi ini kemudian diumpankan ke dalam reaktor sintesis urea pada tekanan 141 kg/cm 2 dan suhu 183°C. Larutan urea yang terbentuk dalam reaktor  memiliki  konsentrasi  38%  dan  konversi  gas  CO 2 sekitar 60% [4]. Larutan urea keluar reaktor secara overflow kemudian dikirim ke high pressure stripper untuk stripping ammonia dan CO 2 yang tidak terkonversi menggunakan gas CO 2 secara counter current . Larutan outlet reaktor distripping dengan gas CO 2 yang bertujuan untuk menurunkan tekanan parsial gas ammonia sehingga terjadi perubahan kesetimbangan  dimana  ammonia  fasa  cair  akan  berubah menjadi gas, sedangkan gas CO 2 yang terlarut dalam ammo
nium  karbamat  akan  ikut  keluar  menjadi  fasa  gas  sebagai produk  atas  kolom  stripper.  Hasil  bawah  stripper  memiliki yaitu  larutan  urea  dengan  konsentrasi  urea  sekitar  56% diumpankan ke unit resirkulasi dan unit evaporasi sehingga diperoleh  konsentrasi  urea  99%.  Larutan  urea  ini  kemudian dipompa ke unit prilling untuk dibuat urea prill [3]. Diagram stamicarbon  CO 2 -Stripping  process  dapat  dilihat  pada Gambar 2 [3] . Berikutnya, Snamprogetti  Ammonia    Stripping  Process (Saipem) , Pada proses ini, pengoperasian reaktor sintesa urea yang  digunakan  pada  suhu  188°C  dan  tekanan  158  kg/cm 2 dengan  NH 3 :CO 2 adalah  sekitar  3,3  –  3,5.  Hal  ini memungkinkan  tercapainya  konversi  CO 2 hingga  64%  di outlet reaktor.  Larutan  urea  yang  keluar  reaktor  kemudian dimasukkan ke stripper dimana sebagian karbamat yang tidak terkonversi  menjadi  urea  didekomposisi  menjadi  ammonia dan karbon dioksida dengan agen stripiing NH 3 [4]. Uap NH 3 dan  CO 2 yang  keluar  dari  bagian  atas  stripper  kemudian dipertemukan  dengan  larutan  karbamat  recycle  dari  seksi medium  pressure untuk  selanjutnya  dikondensasikan  di carbamate  condenser sebagai  larutan  karbamat.  Kemudian gas-gas inert yang  ada  dalam  larutan  karbamat  keluar  dari carbamate condenser dipisahkan dalam carbamate separator dan larutan  karbamatnya dikembalikan  ke reaktor menggunakan carbamate ejector dengan memanfaatkan high pressure NH 3 dari discharge pompa ammonia high pressure sebagai  fluida  penggerak.  Selanjutnya  sisa  karbamat  dan ammonia  yang  terdapat  dalam  larutan  urea  keluar  dari stripper  dapat  diperoleh  kembali  setelah  melalui  2  tahap resirkulasi  yang  beroperasi  pada  tekanan  17  kg/cm 2 (seksi
Gambar 5. Process Flow Diagram Persiapan Bahan Baku.
Gambar 6. Process Flow Diagram Unit Sintesa Urea.
Gambar 7. Process Flow Diagram Unit Resirkulasi.
medium  pressure )  dan  3,9  kg/cm 2 (seksi low  pressure ) sehingga diperoleh larutan urea dengan konsentrasi 69 – 71%. Pemekatan  larutan  urea  dilakukan  melalui  2  tahap  juga dengan  melewati  2  evaporator,  sehingga  diperoleh  larutan urea dengan konsentrasi 96% yang selanjutnya ditransfer ke seksi  granulasi  atau  prilling  [4].  Diagram  Samprogetti ammonia  stripping  process  (saipem)  dapat  dilihat  pada Gambar 3 [3].
Terakhir, Advanced  Process  for  Cost  and  Energy  Saving 21 (ACES21). Proses ini terdiri dari sebuah reaktor, stripper, dan  karbamat  condenser.  Cairan  ammonia  diumpankan  ke reaktor  melalui high  pressure  carbamate sebagai  tenaga penggerak  selama  sirkulasi  di  sintesa  loop.  Reaktor beroperasi  pada  tekanan  178  atm  dan  suhu  190°C  dengan rasio  NH 3 :CO 2 sebesar  4.  Konversi  CO 2 sebanyak  64% menjadi  urea  ketika  keluar  reaktor.  Larutan  urea  kemudian diumpankan  ke  stripper  dimana  karbamat  yang  tidak terkonversi didekomposisi thermal . Ammonia ekses dan CO 2 dipisahkan  dengan  stripping  CO 2 .  Larutan  urea  dari  bagian bawah  stripper  dengan  konsentrasi  49%  dikirim  ke  unit medium  pressure dan low  pressure  decomposer , vacuum concentrator , dan evaporator sehingga diperoleh konsentrasi urea sebesar 96% berat. Larutan urea ini kemudian dipompa ke  di  unit  granulasi  atau  prilling  [4].  Diagram  ACES  21 process dapat dilihat pada Gambar 4 [3].
II. URAIAN PROSES
Pada  proses  pembuatan  urea,  perlu  dilakukan  seleksi pemilihan  proses  untuk  menentukan  proses  yang  paling
efisien agar memperoleh hasil yang maksimal dengan waktu yang  minimal.  Selain  itu,  seleksi  proses  juga  dapat dilandaskan pada faktor lain seperti kondisi operasi reaktor, kandungan  biuret  pada  produk  dan  lain-lain . Dengan bahan baku utama dengan komposisi yang telah didapatkan, dapat diproyeksikan produk yang akan dihasilkan yaitu  urea akan memenuhi  syarat  mutu  pupuk  urea.  Tabel  2  merupakan komposisi  bahan  baku  NH 3 .  Dan  bahan  baku  CO 2 dengan komposisi  dapat  dilihat  pada  Tabel  3.  Dengan  ketentuan bahan  baku  dan  produk,  didapatkan  secara  keseluruham proses  pembuatan  urea  dari  amonia  dan  CO 2 terdiri  dari  5 tahapan  unit  proses  yaitu  unit  persiapan  bahan  baku,  unit sintesa urea, unit resirkulasi, unit permunian, dan unit prilling tower .

## A. Unit Persiapan Bahan Baku
Pada unit ini bahan baku yang akan digunakan dalam proses pembuatan urea. Bahan baku utama adalah cairan NH 3 yang ditampung di tangki penyimpanan (F-111) pada tekanan 25,5 kg/cm 2 dan suhu 27,5°C sebelum masuk ke unit sintesa urea. Kemudian NH 3 cair dikirim ke ejector (G-213) melalui pompa (L-111) yang kemudian dari ejector akan dilanjutkan menuju  unit  sintesa  urea  yaitu High  Pressure  Carbamate Condenser (E-215)  dengan  tekanan  sekitar  137  atm. Kemudian  untuk  bahan  baku  penunjang  yaitu  gas  CO 2 dialirkan ke unit sintesa urea melalui pipa pada tekanan 1,25 atm  dan  suhu  30 o C  yang  dikompresi  dengan  kompresor sentrifugal  (G-111  A/B/C/D)  secara  bertingkat  sebanyak  4 stage. Pada setiap stage gas CO 2 melalui tahap pendinginan di intercooler (G-111/G-112/G-113). Kompresor memiliki 3 intercooler  yang  berfungsi  untuk  mendinginkan  gas  CO 2 . Proses  kompresi  bertingkat  ini  di  lakukan  sampai  tekanan CO 2 yang akan di kirim ke stripper sebesar 137 atm dengan temperatur 171 o C. CO 2 yang telah di kompresi akan menuju ke  high pressure  stripper (D-212)  untuk  men- stripping reaktan  yang  tidak  terkonversi  di  reaktor.  Prpcess  flow diagram persiapan bahan baku dapat dilihat pada Gambar 5.
B. Unit Sintesa Urea
Unit  ini  berfungsi  untuk  mereaksikan  reaktan  hingga terbentuknya  urea.  Sintesa  urea  bermula  dari  keadaan  NH 3
Gambar 8. Process Flow Diagram Unit Pemurnian (Pemekatan Urea).
Gambar 9. Process Flow Diagram Unit Prilling Tower.
dan  CO 2 berekaksi  di  dalam  HPCC  (E-215).  Ammonium karbamat terbentuk di dalam HPCC berdasarkan reaksi :
2 NH 3 + CO 2 → NH 2 COONH 4
Reaksi pembentukan karbamat merupakan reaksi eksotermis. Reaksi pembentukan karbamat berlangsung pada kondisi 137 atm, temperatur 183 o C, dan rasio molar NH 3 /CO 2 adalah 3. Di dalam HPCC (E-215), larutan karbamat dan sisa reaktan tersebut dialirkan menuju bagian bawah reaktor urea. Reaktor  (R-210)  ini  beroperasi  pada  tekanan  137  atm  dan temperature  183 o C.  Dalam  reaktor  terjadi  reaksi  dehidrasi larutan karbamat sebagai berikut:
NH 2 COONH 4 → (NH 2 ) 2 CO + H 2 O
Reaksi ini adalah reaksi endotermis dan berlangsung lebih lambat.  Dalam  prosesnya  panas  reaksi  pembentukan karbamat  akan  dimanfaatkan  untuk  proses  pembentukan urea. Namun dari reaksi ini ada hal yang perlu diperhatikan yaitu reaksi pembentukan biuret. Reaksi ini dihindari karena biuret merupakan racun bagi tanaman. Reaksi pembentukan biuret terjadi sebagai berikut :
2 NH 2 CONH 2 → (NH 2 ) 2 (CO) 2 NH + NH 3
Campuran  hasil  reaksi  yang  terjadi  di  dalam  reaktor mengalir ke HP stripper (D-212). Reaktan yang tidak bereaksi menjadi  urea  dialirkan  menuju high  pressure  scrubber (D- 211). Gas di HP scrubber (D-211) dikurangi kandungan NH 3 nya  dengan  larutan  karbamat  dari  unit  resirkulasi.  Bottom outlet  reaktor  yang  mengandung  urea  lalu  dialirkan  ke  HP stripper  (D-212)  untuk  dikurangi  kandungan  karbamatnya dengan bantuan CO 2 sebagai agen stripping-nya. Kemudian gas yang terikat bersama CO 2 dari outlet atas HP stripper (D- 212)  diumpankan  ke  dalam  HPCC  (E-215)  dan  bottom outletnyadikirim  ke  unit  resirkulasi.  Temperatur  stripper sekitar  183 o C  dan  gas  CO 2 yang  dialirkan  secara  counter current  suhu  171 o C  masuk  ke  tube,  hal  ini  menyebabkan tekanan  parsial  NH 3 di  HP  stripper  (D-212)  turun  dan mengakibatkan  karbamat  yang  terikut  dengan  larutan  urea akan terurai (terdekomposisi). Level di dalam HP stripper (D- 212)  dijaga  serendah  mungkin  untuk  memperkecil pembentukan biuret dan hidrolisa urea. Process flow diagram unit sintesa urea dapat dilihat pada Gambar 6.

## C. Unit Resirkulasi
Unit  resirkulasi  berfungsi  untuk  menggunakan  kembali sisa reaktan yang tidak terkonversi untuk dikembalikan lagi ke  unit  sintesa.  Pengambilan  reaktan  ini  dilakukan  dengan cara penguraian karbamat menjadi CO 2 dan NH 3 dengan cara ekspansi dari tekanan sintesa 137 atm menjadi 4 atm sebelum masuk ke unit Low Pressure Decomposer . Sebagai akibat dari ekspansi  ini,  larutan  karbamat  akan  terdekomposisi,  panas yang  diperlukan  diambil  dari  larutan  itu  sendiri  sehingga temperature  keluar  menjadi  136 o C  dan  konsentrasi  urea meningkat dalam larutan.  Campuran gas dan cairan dari HP stripper  (D-212)  dialirkan  ke LP  Decomposer kemudian dipanaskan  hingga  suhu  136 o C.  Pemanasan  ini  bertujuan untuk  menguraikan  karbamat  yang  masih  ada  .  Penguraian karbamat terjadi sebagai berikut:
NH 2 CO 2 NH 4 → 2NH 3 + CO 2
Setelah  dipanaskan,  larutan  urea  masuk  separator  yang berada di LP Decomposer . Di separator ini fasa gas dan cairan akan terpisahkan. Larutan urea yang semakin pekat dialirkan menuju Flash Separator (H-311) secara gravitasi. Pada Flash Separator (H-311)  terjadi  penurunan  tekanan  dari  4  atm menjadi  1  atm  yang  mengakibatkan  konsentrasi  urea  naik menjadi  sekitar  80%  yang  secara  gravitasi  akan  mengalir menuju tangki urea solution (F-311) sebelum dikirim ke unit pemurnian.  Temperatur  larutan  urea  akan  turun  dari  136 o C menjadi  85 o C.  Uap  air  dan  gas  yang  keluar  dari flash separator (H-311)  akan  menuju vapour  condenser (E-312) yang  akhirnya  menuju  absorber  (D-312).  Gas  yang  keluar dari LP Decomposer yang masih mengandung CO 2 , NH 3 , dan uap  air  akan  dikondensasikan  di  LPCC  (E-311).  Reaksi pembentukan  karbamat  sama  seperti  di  HPCC  (E-215). Untuk  memperbaiki  rasio  N/C  saat  kembali ke  unit  sintesa, maka  pada inlet LPCC  ditambahkan  NH 3 yang  berasal  dari tanki  (F-111).  Kemudian  larutan  karbamat  dipompakan  ke unit sintesa untuk menangkap gas keluaran reaktor (R-210) di scrubber (D-211) menggunakan pompa (L-211), sedangkan keluaran gas yang mengandung sedikit CO 2 , NH 3 , dan uap air dialirkan  ke absorber (D-312).  Process  flow  diagram  unit resirkulasi dapat dilihat pada Gambar 7.

## D. Unit Pemurnian ( Pemekatan Urea)
Pada tahap ini larutan urea dengan konsentrasi masih 80% dari unit resirkulasi dinaikkan konsentrasinya menjadi 99%, kemudian  larutan  urea  tersebut  dibuat  menjadi  berbentuk prill.  Pemekatan  urea  dilakukan  di  dalam  evaporator  pada tekanan vakuum 0,033 atm. Larutan urea dari tangki larutan urea  suhu  85 o C  dipompa  ke evaporator (B-410).  Pada evaporator (B-410),  konsentrasi  urea  naik  menjadi  99% dengan  tekanan 0,033  atm.  Di  bagian  evaporator,  uap yang terbentuk  dipisahkan  dengan  cairannya.  Uap  tersebut dikondensasikan  di  dalam barometric  condenser (E-411), sedangkan cairannya mengalir ke suction urea melt pump (L- 411)  untuk  selanjutnya  dikirim  ke  unit Prilling  Tower (D- 510).  Process flow diagram unit pemurnian (pemekatan urea) dapat dilihat pada Gambar 8.

## E. Untit Prilling Tower
Larutan urea dengan konsentrasi 99% dari Evaporator (B- 410) dialirkan dengan pompa (L-411) ke Prilling tower (D- 510). Prilling  tower (D-510)  yang  digunakan  adalah  jenis spray crystallizer , dimana terjadi dua proses yaitu solidifikasi dan  pendinginan  di  dalam tower .  Larutan  urea  disemprot untuk  menghasilkan  tetesan  yang  mengalami  proses kristalisasi menjadi partikel urea dan pendinginan. Urea prill yang  keluar  dari Prilling  Tower (D-510))  memiliki  kondisi operasi  1  atm  dan  50°C  untuk  kemudian  dimasukkan  ke dalam  gudang  penyimpanan  urea  (F-511)  melalui Belt Conveyer (J-511) dan Bucket Elevator (J-512).Process flow diagram unit prilling tower dapat dilihat pada Gambar 9.

## III. NERACA MASSA DAN ENERGI
Berdasarkan  hasil  perhitungan  (  Tabel  4)dari material balance dengan kapasitas bahan baku utama yaitu NH 3 cari sebesar  439.906,53 ton/tahun  dan  CO 2 sebesar  510.670,97 dapat dihasilkan produk utama yaitu urea sebesar 570.000
ton/tahun.  Berikut  ini  merupakan  spesifikasi  dari  produk yang akan dihasilkan.
Berdasarkan hasil perhitungan dari energy balance, jumlah produk  yang  dipaparkan  dapat  dicapai  dengan  total kebutuhan low  pressure  steam sebesar  1.278.090,183 ton/tahun, kebutuhan cooling water 13.254.280,449 ton/tahun dan kebutuhan listrik 519.041,639 kWh/tahun.

## IV. ANALISA EKONOMI
Dalam melakukan analisa keuangan pada kasus ini, berikut ini merupakan beberapa asumsi yang digunakan.
1. Eskalasi  biaya  operasi  yang  meliputi  biaya  bahan penolong,  biaya  utilitas  dan  biaya  tetap  sebesar  nilai inflasi 1,68 % setiap tahun.
2. Sumber dana investasi berasal dari modal sendiri sebesar 50 % biaya investasi dan pinjaman jangka pendek sebesar 50  %  biaya  investasi  dengan  bunga  sebesar  9.8  %  per tahun.
3. Penyusutan  investasi  alat  &  bangunan  terjadi  dalam waktu 10 tahun secara straight line .
Selain itu, analisa keuangan yang digunakan adalah dengan menggunakan metode discounted cash flow yang terdiri dari perhitungan biaya produksi dan aliran kas/kinerja keuangan. Perhitungan  dilakukan  dengan  menggunakan  nilai  tukar rupiah USD 1 = IDR 14.154,1 [3]. Dengan harga produk yang digunakan sebagai acuan dalam perhitungan adalah USD 450 urea/ton.
Dari  hasil  perhitungan  pada  neraca  ekonomi  didapatkan total cost investment pabrik ini sebesar IDR
959.742.936.043,86 dengan bunga 9.8% per tahun. Selain itu, diperoleh  IRR  sebesar  38.16%  dan  sensitif  terhadap penurunan  harga  produk  dimana  pengembalian  modalnya selama 2.47 tahun. Umur efektif dari pabrik ini diperkirakan selama  10  tahun  dengan  operasi  330  hari/tahun  dan  masa periode pembangunannya selama 2 tahun.

## V. KESIMPULAN
Berdasarkan  hasil  analisa  ekonomi  didapatkan  nilai  IRR sebesar 38.16% yang lebih tinggi dari suku bunga bank yaitu 9.8% per tahun dengan pengembalian modalnya selama 2.47 tahun maka pabrik urea ini layak didirikan.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis mengucapkan terima kasih kepada segala elemen dari Laboratorium Rekayasa Sistem Proses dan Departemen Teknik  Kimia  FTIRS-ITS  atas  segala  fasilitas,  dukungan, bantuan dan saran yang telah diberikan selama ini.

## DAFTAR PUSTAKA
[ 1]  C.  J.  Overdahl,  W.  Rehm,  and  H.  L.  Merdith,  “Fertilizer  Urea,” Minneapolis, University of Minnesota Extension, 1991.
[2]  A.  P.  P.  Indonesia,  “Ekspor  dan  Impor  Pupuk  Urea.”  APPI  Pupuk Indonesia, Jakarta, 2020, [Online]. Available: http://www.appi.or.id.
[3]  S.  Pandey,  “Description  of  Various  Urea  Manufacturing  Process.” National  Fertilizers  Limited,  India,  2014,  [Online].  Available: https://www.slideshare.net/sameer281192/description-of-variou  urea- manufacturing-process.
[4]  F. Ullmann and W. Gerhartz, Encyclopedia of Industrial Chemstry , 5th ed. Wenheim: Federal Republic of Germany, 1985.