INDUSTRI KHLOR ALKALI
I. INDUSTRI SODA ABU
1.1. PENDAHULUAN
Dalam Bab tentang Industri klor-alkali dibahas tentang proses pembuatan soda abu dan soda kaustik ,dimana materi itu sangat penting dalam pemahaman dalam mata kuliah Proses industri kimia.
Soda abu dan soda kaustik merupakan zat kimia yang sangat penting dalam kehidupan perindustrian dan kehidupan sehari-hari. Maka sebagai mahasiswa teknik kimia perlu dipelajari dan diulas tentang proses pembuatannya.
Di dalam makalah ini juga akan dibahas tentang flowsheet proses pembuatan soda abu dan soda kaustik, hal ini juga dapat menunjang kita untuk menambah pengetahuan dan dapat membaca lambang-lambang dari Proses industri kimia sehingga kompetensi dapat menjelaskan suaatu proses melalui flowsheet tercapai.
Tujuan dari pembuatan makalah ini sendiri merupakan untuk media penunjang dalam pembelajaran tentang Industri klor dan alkali . Dan kami harapkan makalah ini dapat membantu kita dalam proses pemahaman tentang proses-proses di industri klor dan alkali.
1.2 . BAHAN BAKU
· Brine ( Larutan NaCl)
· CaCO3 ( Batu Kapur )
· NH3 (Ammonia)
1.3. SIFAT FISIKA DAN KIMIA
a. NaCl
Sifat Fisika :
· Rumus molekul : NaCl
· Berat molekul : 58,45 gr/mol
· Titik lebur, 1 atm : 800,40 C
· Titik didih, 1 atm : 14130 C
· Densitas : 1,13 gr/ml
· Energi bebas Gibbs (25°C) : -201.320 kj/mol
· Kapasitas panas (25°C) : 1,8063 cal/mol 0 C
· Kelarutan, 00C : 35,7 gr/ 100 gr H2O
· Kelarutan, 1000C : 39,8 gr/ 100 gr H2O
· Tekanan uap, 1 atm : 14650 C
· Panas penguapan, 1 atm : 40.810 cal/mol
Sifat Kimia :
· bisa didapat dari reaksi NaOH dan HCl sehingga pHnya netral
· ikatan ionik kuat (Na+) + (Cl-) selisih elektronegatifnya lebih dari 2
· larutannya merupakan elektrolit kuat karena terionisasi sempurna pada air.
b. CaCO3
1. Sifat Fisika Calcium Carbonat (CaCO3)
· Rumus molekul : CaCO3
· Berat Molekul : 100,09 gr/mol
· Titik lebur, 1 atm : 25700 C
· Titik didih, 1 atm : 28500 C
· Densitas, 1 atm : 2,711 gr/ml
· Energi bebas Gibbs (25°C) : -1.129.000 kj/mol
· Kapasitas panas (25°C) : -5,896 cal/mol0 C
· Kelarutan , 250C : 0,0014 gr/ 100 gr H2O
· Kelarutan , 1000 C : 0,002 gr/ 100 gr H2O
· Panas penguapan, 1 atm : 12.700 cal/mol
· Ukuran : 30 mesh
c. Ammonia
Sifat Fisika :
· Rumus molekul : NH3
· Berat Molekul : 17,0305 gr/mol
· Titik didih, 1 atm : - 33,40C
· Titik lebur, 1 atm : - 77,70C
· Tekanan kritis : 1657 psi
· Temperatur kritis : 1330C
· Energi bebas Gibbs (25°C) : -16401 kj/mol
· Kapasitas panas (25°C) : 1,2867 cal/mol 0 C
· Kelarutan, 00 C : 89,9 gr/ 100 gr H2O
· Kelarutan, 860 C : 7,4 gr/ 100 gr H2O
· Densitas, 1 atm : 0,7708 gr/ ml
· Panas spesifik, 150 C : 1,310 cal/mol
Sifat Kimia :
· Pada suhu tinggi bila dioksidasi dengan KMnO4 menghasilkan nitrogen dan air :
2 NH3 + 2 KMnO4 → 2 KOH + 2 MnO2 + 2 H2O + N2
· Demikian juga oksidasi oleh klorin :
8 NH3 + 3 Cl2 → N2 + 6 NH4Cl
− Dengan katalis Pt-Rhodium dioksidasi menjadi nitrogen oksida dan air untuk menghasilkan asam nitrat :
4 NH3 + 5 O3 → 4 NO + 6 H2O
2 NO + O2 → 2 NO2
3 NO2 + 2 H2O → 2 HNO3 + NO
Produk-produk yang dihasilkan dalam pembuatan soda abu
• Produk Setengah Jadi
NaHCO3
• Produk Sampingan
CaCl2
• Produk Jadi
Soda Abu (Na2CO3 )
1.4. REAKSI KIMIA
Reaksi Keseluruhan :
a. CaCO3(s) + 2NaCl (aq) Na2CO3 + CaCl2
Reaksi pada alat :
· reaksi pada lima klin
a. CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g)
b. C(s) + O2(g) CO2(g)
· reaksi pada slaker
c. CaO(s) + H2O (l) Ca(OH)2(aq)
· reaksi pada ammoniating coloum :
d. NH3(g) + H2O (l) NH4+ + OH –
e. CO2 (g) + OH – HCO3-
f. NaCl ↔ Na+ + Cl-
· reaksi pada carbonating coloum
g. CO2 (g) + H2O (l ) HCO3- +H+
h. CO2 (g) + OH – HCO3-
i. Na+ + Cl- + NH4+ + HCO3- → NH4+ + Cl- (aq) + NaHCO3(s)
· reaksi pada kalsier
j. NaHCO3(s) → Na2CO3 (s) + H2O (l) + CO2 (g)
· Reaksi pada combined NH3 Still:
k. Ca (OH)2 (s) + 2 NH4 Cl (aq) → CaCl2(s) + 2 NH3 (g) + 2 H2O
1.5. DATA KUANTITATIF
- Basis : 1 ton Na2CO3 (58% NaO)
Garam 1,25 ton
batu kapur 1,1 ton
kokas 0,09 ton
uap tekanan tinggi 1,15 ton
uap tekanan rendah 1,35 ton
amonia yang hilang 1,26 kg
air pendingin 20-50 ton
listrik 210 KW
kokas 0,09 ton
uap tekanan tinggi 1,15 ton
uap tekanan rendah 1,35 ton
amonia yang hilang 1,26 kg
air pendingin 20-50 ton
listrik 210 KW
b. kapasitas industri : 200-2000 ton/hari
1.6. KLASIFIKASI PROSES
Bahan –bahan di atas dapat di diolah dan diproses dalam beberapa cara :
Ada 2 Proses Yang bisa digunakan untuk memproduksi Soda Abu
• Proses Solvay
Proses Solvay, juga disebut sebagai proses soda-amonia, adalah proses industri utama untuk produksi (natrium karbonat). Proses soda amonia dikembangkan menjadi bentuk modern oleh Ernest Solvay selama 1860-an. Sarana untuk proses ini sudah tersedia dan murah: garam air garam (yang bersumber dari darat atau dari laut) dan batu kapur (dari tambang).
• Dual Proses (Na2CO3+NH4Cl)
Proses ini merupakan bagian dari proses Solvay
1.7. DIAGRAM ALIR
1.8. URAIAN PROSES
Feed batu kapur dan coke dimasukkan kedalam lime klin, dimana coke bereaksi dengan oksigen dan udara. CaCO3 dipecah berupa CaO dan CO2.
Reaksi yang terjadi :
CaCO3(s) → CaO(s) + CO2(g)
C(s) + O2(g) → CO2(g)
CaO dan CO2 dipisahkan, CO2 yang berupa gas menguap keatas menuju carbonating tower dengan bantuan kompresor , sedangkan CaO masuk ke slaker dan bereaksi dengan H2O. dalam slaker terjadi reaksi:
CaO(s) + H2O (l) → Ca(OH)2(aq)
CO2 yang menuju carbonating tower tadi bereaksi dengan H2O sehingga terbentuk HCO3 dan CO2 yang tidak bereaksi diinjeksikan ke ammoniation tower . Setelah tersedia CO2, larutan garam dipompakan kedalam ammoniation tower untuk dimurnikan. Kemuadian dari bawah diinjeksikan NH3 dan H2O, NH3 ini diinjeksi bertujuan untuk mencegah terbentuknya asam. Reaksi yang terjadi pada ammoniation tower :
NH3 (g) + H2O ↔ NH4+ OH-
CO2 (g) + OH- ↔ HCO3-
NaCl ↔ Na+ + Cl-
Na+, Cl-, dan NH3 yang tidak bereaksi serta NH4 meninggalkan ammoniation tower yang didinginkan dahulu dengan cooler menuju ke carbonation tower. Kemudian didalam carbonation tower Na+, Cl-, dan NH4 bereaksi dengan HCO3 yang membentuk endapan NaHCO3. Didalam kolom ini terdapat pendingin yang medianya adalah air , sedangkan NH4+ dan Cl- tidak mengalami perubahan. Reaksi yang terjadi dalam carbonation tower:
CO2 (g) + OH- ↔ HCO3-
CO2 (g) + H2O ↔ HCO3- + H+
Na+ + Cl- + NH4+ + HCO3- → NH4+ + Cl- (aq) + NaHCO3
Kemudian seluruh produk meninggalkan carbonation tower dan masuk kedalam rotary filter press untuk dibersihkan dengan proses penyaringan. Disini Amoniak, ammonium dan clorida terpisah dari natrium bikarbonat. Setelah itu masuk ke “calciner”, fungsi dari alat ini adalah untuk memecah atau memisahkan Natrium bikarbonat yang akan membentuk Natrium karbonat, karbondioksida dan air. Reaksi yang terjadi
NaHCO3 (s) → Na2CO3 (s) + H2O (g) + CO2 (g)
Karbondioksida dari hasil reaksi menguap keatas. dan ada juga CO2 dan H2O yang kembali pada system sebelumnya (carbonating coloum). sedangkan H2O dari hasil reaksi digunakan dalam water cooler untuk mendinginkan Natrium karbonat yang terbentuk yang kemudian terbentuklah soda abu atau yang dikenal dengan Natrium klorida.
Kemudian sisa- sisa NH3 dari calsier tadi sebagian besar direcycle ke ammonicating coloum untuk membantu proses dan sebagiannya lagi NH4 dan Cl dimasukkan kedalam kolom yang bebas NH3 yang dilengkapi dengan penukaran panas. Pada kolom ini tidak terjadi reaksi, setelah itu masuk kekolom NH3 campuran yang juga memiliki penukaran panas. Ca(OH)2 yang ditransfer dari slaker masuk juga kedalam kolom ini, disini terjadi pembentukan CaCl2. Reaksi yang terjadi pada “combined NH3”:
2 NH4Cl (aq)+ Ca(OH)2 (s) → CaCl2 (g) + 2 NH3 (g) + 2 H2O (l)
Dimana produk NH3 dan H2O masuk system lagi untuk direcycle yang digunakan untuk membantu proses pada ammonicating coloum, sedangkan CaCl2 bersama kotoran-kotoran keluar meninggalkan kolom campuran amoniak.
1.9. KEGUNAAN PRODUK
· Pembuatan Kaca : Lebih dari setengah produksi di seluruh dunia soda abu digunakan untuk membuat kaca. Botol dan kaca jendela dibuat dengan pelelehan campuran natrium karbonat, kalsium karbonat dan pasir silika (silikon dioksida (SiO2)).
· Pengolahan air: Natrium karbonat digunakan untuk melunakkan air (presipitat keluar Mg2 + dan Ca2 + karbonat). Ini digunakan baik industri dan domestik (di beberapa bubuk cuci).
· Pembuatan sabun dan deterjen: natrium karbonat Sering digunakan sebagai alternatif yang lebih murah untuk alkali (sodium hidroksida (NaOH)).
· Pembuatan kertas: Natrium karbonat digunakan untuk membuat natrium bisulfit (dilakukan dengan NaHSO3) untuk sulfit "metode" dari memisahkan lignin dari selulosa.
· Penghilangan sulfur dioksida (SO2) dari gas buang di pembangkit listrik. Hal ini menjadi lebih umum, terutama di mana stasiun harus memenuhi kontrol emisi yang ketat.
· Sebagai aditif makanan (E500), digunakan dalam produksi snus (tembakau gaya Swedia) untuk menstabilkan pH produk akhir.
· digunakan oleh industri batu bata sebagai agen pembasahan untuk mengurangi jumlah air yang diperlukan untuk mengusir tanah liat.
· digunakan dalam pasta gigi, di mana ia bertindak sebagai agen berbusa, kasar, dan untuk sementara meningkatkan pH mulut.
· digunakan untuk membuat proses foto yang dikenal sebagai retikulasi .
· Natrium karbonat dapat digunakan untuk membersihkan perak.
1.10. KESIMPULAN DAN SARAN
KESIMPULAN
• Natrium karbonat merupakan komoditas kimia yang sekitar 75% produksi dunia adalah abu sintetis yang dibuat dari Natrium klorida melalui Proses Solvay
• Klasifikasi proses pembuatan natrium karbonat adalah proses amonia - soda atau proses Solvay
• Dalam dunia perdagangan, natrium karbonat banyak dimanfaatkan untuk industri kaca, obat – obatan, bahan makanan, water treatment, deterjen, industri pulp dan kertas, industri tekstil dan lain– lain
• Dalam pembuatan soda ash dengan proses solvay dihasilkan abu soda dan impurities berupa CaCl2.
• Bahan utama pembuatan abu soda adalah ammonia, garam dan batu kapur
• Reaksi pembentukan natrium karbonat terjadi di kalsiner yaitu pemecahan NaHCO3 sehingga terbentuk Na2CO3 (s) dengan bantuan bahan bakar dan udara dan akhirnya didinginkan dengan water cooler membentuk abu soda.
SARAN
Kami kelompok 6 menyadari masih banyak kekurangan- kekurangan dari makalah yang telah kami buat. Hal ini dikarenakan kekurangan baik dari segi pengetahuan maupun literaur yang kami miliki. Untuk itu kami harapkan saran dan kritik yang tentunya bersifat membangun. Sehingga dapat memperbaiki makalah kelompok kami berikutnya.
DAFTAR PUSTAKA
Chapter E, Dryden.1963.”outline of chemical technology”,2nd Ed
II. INDUSTRI KLORIN SODA KAUSTIK
2.1 PENDAHULUAN
Natrium hidroksida merupakan nama lain dari caustic soda, coustic soda biasa diproduksi secara komersial melalui dua metode dasar yaitu sel elektrolisis dan proses kimia. Kebanyakan produk soda kaustik dihasilkan dari sel elektrolitik. Bahan baku proses pembuatan caustic soda adalah garam, air, dan listrik. Soda kaustik atau soda api atau natrium hidroksida sering digunakan di industri deterjen sebagai penambah sifat alkalinitas karena sifatnya yang basa kuat. Produksi soda kaustik dengan cara elektrolitik sudah dikenal pada abad ke delapan belas, tetapi barulah pada tahun 1890 soda kaustik diproduksi dengan cara lain. Sampai beberapa tahun sebelum perang dunia I, kuantitas soda kaustik yang dihasilkan sebagai koproduk klordari proses elektrolitik sudah boleh dikatakan dapat diabaikan bila dibanding dengan yang dibuat dari soda abu dengan kaustisasi gamping.
2.2 BAHAN BAKU
· Natrium klorida (NaCl)
· Natrium karbonat (Na2CO3)
· Air
Bahan baku samping:
· Asam Sulfat (H2SO4)
· Mercury (Hg)
· Hidrogen (H2)
2.3 SIFAT FISIK DAN KIMIA
· Bahan Baku
Ø Natrium klorida
Sifat fisik Natrium Klorida (NaCl):
- Rumus molekul : NaCl
- Berat molekul : 58,45 gr/mol
- Titik lebur, 1 atm : 800,4 ⁰C
- Titik didih, 1 atm : 1413 ⁰C
- Densitas : 1,13 gr/ml
- Kapasitas panas (25°C) : 1,8063 cal/mol ⁰C
- Kelarutan : 35,7 gr/ 100 gr H2O
- Tekanan uap, 1 atm : 1465 ⁰C
- Panas penguapan, 1 atm : 40.810 cal/mol
Sifat kimia Natrium Klorida (NaCl):
Dengan perak nitrat membentuk endapan perak klorida
NaCl + AgNO3 → NaNO3 + AgCl
Ø Natrium karbonat (Na2CO3)
Sifat fisik natrium karbonat (Na2CO3):
− Rumus molekul : Na2CO3
− Berat molekul : 106 gr/mol
− Titik lebur, 1 atm : 8510 ⁰C
− Kelarutan : 7,1 g/100 g H2O
− Densitas, : 2,533 gr/ ml
− Panas spesifik, 30 ⁰C : 0,89 cal/ mol
− Panas penguapan : 7.000 cal/ mol
− Kapasitas panas, 25 ⁰C : 4,3350 cal/mol ⁰C
Sifat kimia Natrium Karbonat (Na2CO3):
CO2 murni dapat diperoleh dari melakukan pemanasan natrium bikarbonat pada persamaan berikut:
2 NaHCO3 Na2CO3 + CO2 + H2O
2 NaHCO3 Na2CO3 + CO2 + H2O
Ø Air (H2O)
Sifat fisik Air (H2O):
- Rumus molekul : H2O
- Berat molekul : 18,0153 gr/mol
- Titik lebur, 1 atm : 0⁰C
- Titik didih, 1 atm : 100 ⁰C
- Densitas : 0.998 g/cm³ (cairan pada 20 °C)
0.92 g/cm³ (padatan) gr/ml
0.92 g/cm³ (padatan) gr/ml
- Kapasitas panas (25°C) : 4184 cal/mol ⁰C
- Entalpi pembentukan standar : –286.0 kJ/mol (cairan)
–242.0 kJ/mol (gas)
- Panas Penguapan : 2258.6 J/g or 40.7 kJ/mol
Sifat kimia Air (H2O):
Elektrolisis air
Reaksi keseluruhan yang setara dari elektrolisis air dapat dituliskan sebagai berikut.
2H2O(l) 2H2(g) + O2(g)
Air adalah pelarut yang kuat, melarutkan banyak jenis zat kimia. Zat-zat yang bercampur dan larut dengan baik dalam air (misalnya garam-garam) disebut sebagai zat-zat "hidrofilik" dan zat-zat yang tidak mudah tercampur dengan air (misalnya lemak dan minyak), disebut sebagai zat-zat "hidrofobik".
Ø Asam Sulfat (H2SO4)
Sifat Fisika Asam Sulfat (H2SO4)
- Rumus molekul : H2SO4
- Berat molekul : 98,08 gr/mol
- Densitas : 1,84 gr/ml
- Asam sulfat berupa cairan bening, tak berwarna, dan tak berbau
Sifat kimia Asam Sulfat (H2SO4)
Reaksi dengan air
H2SO4 + H2O → H3O+ + HSO4-
HSO4- + H2O → H3O+ + SO42-
Ø Mercury (Hg)
Sifat Fisika Raksa (Hg)
- Rumus molekul : Hg
- Berat molekul : 200.59 gr/mol
- Titik lebur, 1 atm : 234.32 K
- Titik didih, 1 atm : 629.88 K
- Densitas : 13.534 gr/ml
- Kapasitas panas (25°C) : 27.983 J·mol−1·K−1
- Berwarna keperakkan dan berupa fase liquid
Sifat kimia Raksa (Hg)
Raksa banyak digunakan sebagai bahan amalgam gigi, termometer, barometer, dan peralatan ilmiah lain, walaupun penggunaannya untuk bahan pengisi termometer telah digantikan (oleh termometer alkohol, digital, atau termistor) dengan alasan kesehatan dan keamanan karena sifat toksik yang dimilikinya.Unsur ini diperoleh terutama melalui proses reduksi dari cinnabar mineral. Densitasnya yang tinggi menyebabkan benda-benda seperti bola biliar menjadi terapung jika diletakkan di dalam cairan raksa hanya dengan 20 persen volumenya terendam.
Ø Hidrogen (H2)
Sifat Fisika Hidrogen (H2)
- Rumus molekul : H2
- Berat molekul : 1,00794 gr/mol
- Titik lebur, 1 atm : 14,01 K
- Titik didih, 1 atm : 20,28 K
- Densitas : 0,08988 gr/ml
- Kapasitas panas (25°C) : 28,836 J·mol−1·K−1
- Tak berwarna, dan berupa fase gas
Sifat kimia Hidrogen (H2)
Hidrogen terbakar menurut persamaan kimia:
H2(g) + O2(g) → 2 H2O(l) + 572 kJ (286 kJ/mol)
· Produk
Ø Natrium hidroksida (NaOH)
Sifat fisik Natrium hidroksida (NaOH)
- Berbentuk putih padat dan tersedia dalam bentuk pelet, serpihan, butiran ataupun larutan jenuh 50%.
- Bersifat lembab cair
- Sangat larut dalam air dan akan melepaskan panas ketika dilarutkan.
- Titik leleh 318 °C
- Titik didih 1390 °C.
- NaOH membentuk basa kuat bila dilarutkan dalam air
- Densitas NaOH adalah 2,1 gr/ml
- Senyawa ini sangat mudah terionisasi membentuk ion natrium dan hidroksida
Sifat kimia Natrium hidroksida (NaOH)
Dengan larutan natrium hidroksida, (HCl) asam klorida dinetralkan dimana akan terbentuk garam dan air
NaOH + HCl NaCl + H2O
Ø Klor (Cl2 )
Sifat Fisika Klor (Cl2)
-Rumus molekul : Cl2
-Berat molekul : gr/mol
-Titik lebur, 1 atm : 171,6 K
-Titik didih, 1 atm : 239,11 K
-Densitas : 3,2 gr/ml
-Kapasitas panas (25°C) : 33,949 J·mol−1·K−1
- berwarna kijau kekuningan, dan berupa fase gas
Sifat kimia Klor (Cl2)
Klor adalah unsur kimia dengan simbol Cl dan nomor atom 17. Dalam tabel periodik, unsur ini termasuk kelompok halogen atau grup 17 (sistem lama: VII or VIIA). Dalam bentuk ion klorida, unsur ini adalah pembentuk garam dan senyawa lain yang tersedia di alam dalam jumlah yang sangat berlimpah dan diperlukan untuk pembentukan hampir semua bentuk kehidupan, termasuk manusia. Dalam bentuk gas, klorin berwarna kuning kehijauan, dan sangat beracun. Dalam bentuk cair atau padat, klor sering digunakan sebagai oksidan, pemutih, atau desinfektan.
2.4 REAKSI KIMIA
Reaksi dasar dalam proses Klor-caustic pada brine purifier adalah sebagai berikut:
NaCl + H2O → NaOH + ½H2 + ½Cl2
NaCl + H2O → NaOH + ½H2 + ½Cl2
Reaksi elektrolisis yang Terjadi
a. diaphragma sel
Notasi sel : Cl2, C NaCl NaOH Fe, H2
+ anoda - katoda
Reaksi sel :
Anoda : Cl- - e ½ Cl2
Katoda : Na+ + H2O + e Na+ + OH - + ½ H2
Keseluruhan : NaCl + H2O NaOH + ½ H2 + ½ Cl2
b. Mercury sel
Notasi sel:
Cl2, C NaCl aq (sat’d) Na⁰ NaHg (amalgam)
+Anoda - katoda
Reaksi sel:
Anoda : Cl- - e ½ Cl2
Katoda : Na+ + e Na⁰
Na⁰ + Hg NaHg (amalgam)
Sisa : NaHg + H2O NaOH + ½ H2 + Hg
Keseluruhan : NaCl + H2O NaOH + ½ H2 + ½ Cl
Reaksi pembentukkan NaOH pada mercury sel :
NaHg + H2O NaOH + H2 + Hg
2.5 DATA KUANTITATIF
a. Dasar produksi = 1 ton gas Cl2
NaCl (reaktan) = 1,3 ton
NaOH 98% (produk) = 1,15 ton
H2 (produk) = 26 kg
Basis dasar produksi = 1 ton Cl2; 1,15 ton NaOH(98%); 283 Nm3 ; H2 26 kg
Garam = 1,3 ton
Soda abu (58%Na2O) = 26 kg
H2SO4 = 5 – 6 kg
NaOH = 10 – 15 ton
Daya listrik = 2900 kwh
Penguapan = 11 ton
b. Kapasitas industri : 100-1000 ton/hari
2.6 KLASIFIKASI PROSES
Bahan –bahan di atas dapat di diolah dan diproses dalam beberapa cara :
1. Diafragma sel
Menggunakan teknologi sel diafragma, klorin, soda kaustik dan hidrogen diproduksi secara bersamaan. air garam jenuh memasuki kompartemen anoda dari sel, di mana gas klor dibebaskan. Fungsi diafragma adalah memisahkan air garam dari larutan kaustik (sel yang disebut effluent) pada sisi katoda, yang juga di mana gas hidrogen dilepaskan.
2. Merkuri sel
Menggunakan larutan NaCl jenuh dengan garam padat, yang terlarut 70% kaustik langsung
3. Membran sel
Teknologi sel Membran merupakan perkembangan yang relatif baru. Ini berbeda dari teknologi diafragma sel dalam bahwa solusi sekitar elektroda masing-masing dipisahkan oleh sebuah membran daripada diafragma. Membran ini sangat selektif dan terutama memungkinkan migrasi ion natrium dari ruang anoda ke ruang katoda. Air garam jenuh memasuki kompartemen anoda sel dimana gas klor dibebaskan. Karena ion natrium hanya dapat melewati membran ke katoda (air garam tidak dapat melewati membran), soda kaustik (sel limbah cair) mengandung natrium klorida substansial kurang. kemampuan garam penghapusan Tidak diperlukan seperti pada proses diafragma sel.
Klorin dan hidrogen yang dihasilkan dalam proses membran sel elektrokimia meninggalkan pada tekanan sedikit lebih tinggi daripada tekanan atmosfer. Setelah pendinginan pada penukar panas, gas dapat mengalami proses tambahan dalam bentuk likuifaksi klorin, produksi atau produksi asam klorida hipoklorit.
2.7 DIAGRAM ALIR
2.8 URAIAN PROSES
Proses elektrolitik dari produksi chlorine-caustic soda
Umpan berupa garam NaCl bersama air dimasukkan ke dalam tangki pencampur (brine Purifier) untuk mendapatkan larutan garam, sehingga terjadi reaksi :
NaCl + H2O NaOH + ½ H2 + ½ Cl2
Dan pada bagian atas brine purifier ditambahkan Na2CO3 sehingga terjadi endapan, kemudian endapan di dasar tangki akan langsung dikeluarkan pada bagian bawah tangki yang berupa kadar Ca,Mg, dan Fe, sedangkan sisanya keluar dari bagian atasnya menuju ke filter. Endapan yang mungkin masih tersisa disaring dengan filter, dan diteruskan pada proses pemanasan dengan steam sebelum menuju diaphragma sel, kemudian hasil dari penyaringan tadi diteruskan langsung menuju diaphragma sel dimana pada proses ini menggunakan anoda dan katoda yang dialiri arus DC (direct current / arus bolak balik) sebagai sumber energi, reaksi utama yang terjadi yaitu :
Notasi sel : Cl2, C NaCl NaOH Fe, H2
+ anoda - katoda
Reaksi sel :
Anoda : Cl- - e ½ Cl2
Katoda : Na+ + H2O + e Na+ + OH - + ½ H2
Keseluruhan : NaCl + H2O NaOH + ½ H2 + ½ Cl2
Hasil samping dari proses diaphragma sel berupa gas Cl2 dan gas H2 keluar dari bagian atas diaphragma sel. Kemudian gas Cl2 akan diproses lebih lanjut sedangkan NaOH yang keluar dari diaphragma sel dimasukkan menuju evaporator untuk di pekatkan menjadi 50% NaOH, NaOH di evaporasi menggunakan steam sehingga akan menghasilkan 50% NaOH.
Pada proses evaporator, Larutan sisa yang tidak terbentuk menjadi 50% NaOH, diolah kembali untuk mendapatkan produk 70% NaOH, dimana berlanjut pada proses centrifugasi dengan penambahan sisa garam, kemudian di aduk pada tangki salurator sambil di murnikan dengan proses penyaringan (filter) , setelah larutan murni, diletakkan pada tangki konsentrasi (consentrat head feed tank) untuk mengatur kestabilan konsentrasi pada larutan, setelah itu diteruskan menuju mercury sel, dengan terjadi penambahan Hg, dimana pada proses ini terjadi reaksi :
Notasi sel
Cl2, C NaCl aq (sat’d) Na⁰ NaHg
+Anoda - katoda
Reaksi sel
Anoda : Cl- - e ½ Cl2
Katoda : Na+ + e Na⁰
Na⁰ + Hg NaHg
Sisa : NaHg + H2O NaOH + ½ H2 + Hg
Keseluruhan : NaCl + H2O NaOH + ½ H2 + ½ Cl
Setelah terjadi reaksi mercury sel menghasilkan gas samping yang berupa gas Cl2 yang nanti akan diteruskan pada pembentukkan Cl2 liquid. Dan senyawa NaHg yang akan diteruskan pada denuding tower (menara penguraian) dimana terjadi pelepasan Hydrogen dan penambahan air, yang akan diolah dengan reaksi yang terbentuk :
NaHg + H2O NaOH + H2 + Hg
Pada reaksi ini terjadi pembentukkan NaOH kembali, lalu dilakukan penyaringan dengan menggunakan filter press dimana akan terbentuk produk 70% NaOH.
Pada proses hasil samping yang berupa Cl2 gas ( dari diaphagma sel dan mercury sel) dimanfaatkan untuk membentuk Cl2 Liquid dengan bantuan air yang kemudian dilanjutkan pada tempat tangki pengeringan, dimana disini terjadi penambahan H2SO4 sebagai penyerap air berlebih pada proses pengeringan, setelah Cl2 kering, dibasahkan kembali dengan penambahan air dan kemudian di kompres dengan kompresor dengan suhu -30 ⁰C, dimana akan didapat produk Cl2 yang berupa cairan (liquid) yang dapat dimanfaatkan.
Adapun reaksi yang terbentuk dari fase Cl2 gas menjadi Cl2 liquid yaitu :
2Cl2 + 2 H2O 4 HCl + O2
liquid gas
2.9 KEGUNAAN
Ø KEGUNAAN PRODUK
1. Kebanyakan digunakan sebagai basa dalam produksi bubur kayu (pulp) dan kertas, tekstil, air minum, sabun, dan detergent.
2. NaOH adalah basa yang paling umum digunakan dalam laboratorium kimia, penetral asam.
3. Kegunaan yang lain adalah sebagai katalis dalam proses transesterifikasi metanol dan trigliserida, serta membantu mengurangi zat warna dari kotoran yang berupa getah minyak bumi.
4. NaOH juga digunakan dalam industri serat dan plastik, untuk industri rayon, gelas, petrokimia, pupuk, bahan peledak, zat pelarut dan bahan – bahan kimia lain.
Ø KEGUNAAN ALAT
1. Brine furifier : untuk tempat pencampuran bahan baku produk antara NaCl dan air sumur.
2. Filter : sebagai penyaring pada proses pembersihan endapan yang terjadi di tangki brine furifier.
3. Steam : untuk proses pemurnian produk NaOH
4. Diaphragm cell : tempat terjadinya reaksi yang digunakan anoda dan katoda serta digunakan arus DC sebagai energi.
5. Dryer : pengeringan material, untuk menghasilkan CL2 liquid.
6. Centrifuge : untuk proses pemekatan larutan produk NaOH, agar di dapat 50% produk NaOH.
7. Salt salulator : tempat pencampuran dan pengadukan antara campuran garam (NaCl) dengan air.
8. Mercury cell : tempat terjadinya proses penambahan merkuri (Hg), untuk menghilangkan Cl (klor) pada produk yang dihasilkan, agar tidak terjadi gangguan pada reaksi yang akan terbentuk.
2.10 KESIMPULAN DAN SARAN
Ø KESIMPULAN
1. Soda kaustik memiliki rumus kimia yaitu NaOH yang bersifat basa, tidak berbau dan tidak berwarna . Soda kaustik merupakan bahan kimia yang sangat korosif dan reaktif.
2. Natrium hidroksida merupakan nama lain dari caustic soda, coustic soda biasa diproduksi secara komersial melalui dua metode dasar yaitu sel elektrolisis dan proses kimia.
3. Klasifikasi proses pembuatan soda kaustik ada tiga yaitu diafragma sel, merkuri sel, dan membran sel.
Ø SARAN
Kami kelompok 6 menyadari masih banyak kekurangan- kekurangan dari makalah yang telah kami buat. Hal ini dikarenakan kekurangan baik dari segi pengetahuan maupun literaur yang kami miliki. Untuk itu kami harapkan saran dan kritik yang tentunya bersifat membangun. Sehingga dapat memperbaiki makalah kelompok kami berikutnya.
DAFTAR PUSTAKA
Ø Chapter E, Dryden.1963.”outline of chemical technology”,2nd Ed
Ø George. T. Austin. 1996. “ Industri Proses Kimia”, Edisi kelima
http://membagiilmutekim-meirina.blogspot.com/2011/05/caustic-soda.html
kalau bisa tolong di beri diagram alir
BalasHapus