BAB I PENDAHULUAN
1.4 Tinjauan Pustaka
1.4.1. Macam-macam Proses Pembuatan Amonium Klorida
Amonium klorida dapat diproduksi dengan beberapa macam proses, sehingga diperlukan seleksi untuk mendapatkan hasil yang optimal. Ada 4 macam Proses pembuatan amonium klorida yaitu:
1. Proses Ammonia-Soda
amonium klorida dibuat sebagai produk sampingan dari proses Solvay yang digunakan untuk membuat Natrium Karbonat.
Reaksi :
NH3 + CO2 + NaCl + H2O à NaHCO3 + NH4Cl
Natrium Bikarbonat mengendap dari larutan dan dipisahkan dengan filtrasi. amonium klorida kemudian dikristalkan dari filtrat, dipisahkan, dicuci, dan dikeringkan. Proporsi amonium klorida tergantung pada permintaan pasar.Jika diinginkan amonium klorida yang lebih banyak, dapat diperoleh dengan mereaksikan CaCl2
Reaksi:
CaCl2 + 2NH3 + CO2 + H2O à CaCO3 + 2 NH4Cl
Kalsium Karbonat yang terbentuk dipisahkan dari larutan Ammonium Kloridanya (Kirk-Othmer,1963)
2. Proses Ammonium Sulfit-Sodium Klorida Reaksi:
2NaCl + SO2 + 2NH3 + H2O à Na2SO3 + NH4Cl
Proses ini hanya praktis ketika bahan baku tersedia semua dan dalam kemurnian tinggi. Sodium Sulfit mengendap pertama kali dan dipindahkan dengan sentrifugasi, dicuci dan dikeringkan. Cairan induk yang mengandung amonium klorida dikirim ke tangki kristalisasi dan garam amonium klorida yang terbentuk dicuci dan dikeringkan. Kemurnian produk yang diperoleh cukup tinggi (lebih dari 99%) .(Kirk Othmer, 1963).
commit to user
Bab I Pendahuluan
3. Direct Neutralisation Reaksi:
NH3(g) + HCl(g) à NH4Cl ΔH= -175.7 kJ/mol
Reaksi dari proses ini sangat eksotermis, dan panas yang dibangkitkan digunakan untuk menguapkan sebagian besar air yang ada ketika HCl cair digunakan. amonium klorida dihasilkan lewat kristalisasi.
4. Proses Amonium Sulfat-Sodium Klorida
Ammonium Sulfat, produk sampingan yang mudah didapat telah banyak digunakan untuk membuat amonium klorida lewat dekomposisi ganda dengan NaCl.
Reaksi:
(NH4)2SO4 + 2 NaCl à Na2SO4 + 2 NH4Cl
(NH4)2SO4 dan NaCl (5% excess) ditambahkan ke larutan NH4Cl recyle di dalam reaktor berpengaduk pada temperatur 100oC tekanan 1 atm. Konversi reaksi dalam reaktor 97%.
Hasil Na2SO4 berupa padatan yang tersuspensi dalam cairan hasil reaktor yang kemudian dipisahkan melalui proses filtrasi, filtrat yang banyak mengandung amonium klorida kemudian dipisahkan kandungan airnya dengan proses evaporasi kemudian dikristalisasi, dicuci dan dikeringkan ( Faith Keyes, 1975)
1.4.2. Alasan Pemilihan Proses
Proses yang dipilih dalam pembuatan amonium klorida dalam pabrik ini adalah proses yang ke-4 atau proses Amonium Sulfat-Sodium Klorida. Pemilihan proses ini didasarkan pada:
· Bahan baku cukup tersedia dan mudah didapat serta tingkat kemurnian hasil cukup tinggi yaitu sekitar 99,6%.
· Kondisi operasi yang mudah dicapai, yaitu pada suhu 100 oC dan tekanan 1 atm
commit to user
Bab I Pendahuluan
· Karena proses produksi lebih sederhana, maka investasi yang ditanamkan juga lebih kecil.
Proses Ammonium-Soda (Proses I) tidak dipilih karena produk utama dari reaksi yaitu Natrium Bikarbonat, sedangkan amonium klorida hanya sebagai produk samping sehingga hasilnya hanya sedikit.
Proses Amonium Sulfit-Sodium Klorida (Proses II) tidak dipilih karena proses ini hanya praktis ketika bahan baku (NaCl,SO2,NH3,H2O) dalam kemurnian tinggi sehingga berdampak pada sulitnya mendapatkan bahan baku.
Proses Direct Neutralisation (Proses III) tidak dipilih karena reaksinya sangat eksotermis, yaitu menghasilkan panas sebesar 175,7 kJ/mol sehungga proses ini mempunyai resiko tinggi .
1.4.3. Kegunaan Produk
Amonium klorida mempunyai kegunaan yang sangat luas dalam industri kimia, baik sebagai bahan baku ataupun sebagai bahan pembantu. Sebagai bahan baku terutama digunakan sebagai bahan isian sel baterai kering. Sedangkan kegunaan lain adalah sebagai bahan baku dalam industri pupuk, bahan penunjang dalam industri farmasi yaitu obat batuk dan menjaga pH urine agar asam untuk mengetahui metabolisme dalam tubuh, industri suplemen bagi hewan ternak, elektroplating, bahan pencuci pembersih logam dalam industri soldering, sebagai pelapis dalam industri pelapisan seng , penunjang dalam industri sampo, industri lilin, pelekat kayu, percetakan kain,penambah cita rasa pada vodka, dan dalam pembuatan permen .(Kirk-Othmer, 1963)
commit to user
Bab I Pendahuluan
1.4.4. Sifat fisis dan Sifat Kimia Bahan Baku dan Produk A. Sifat fisis dan Sifat Kimia Bahan Baku
1. Amonium Sulfat
Sifat Fisis Amonium Sulfat
· Rumus molekul = (NH4)2SO4
· BM = 132,14
· Berwarna abu-abu kecoklatan sampai putih
· Berbentuk kristal
· Titik leleh = 513oC
· Specific gravity pada 20oC = 1,769 Sifat Kimia Amonium Sulfat
· Tidak mudah terbakar
· Larut dalam air
· Tidak larut dalam alkohol dan aseton
2. Sodium Klorida
Sifat Fisis Sodium Klorida
· Rumus molekul = NaCl
· BM = 58,45
· Berbentuk kristal atau bubuk putih
· Titik leleh = 800,4oC
· Titik didih = 1413oC
· Specific gravity pada 20oC = 2,163
Sifat Kimia Sodium Klorida
· Menyerap air (higroskopis)
· Larut dalam air dan gliserol
· Tidak larut dalam alkohol
commit to user
Bab I Pendahuluan
B. Sifat Fisis dan Sifat Kimia Produk Amonium klorida
Sifat fisik
· Rumus molekul = NH4Cl
· BM = 53,5
· Berbentuk kristal putih
· Titik didih = 520oC
· Titik sublimasi = 350oC
· Densitas pada 17oC = 1,527 gr/cm3
Sifat Kimia
· Rasa asin
· Sedikit larut dalam alkohol
· Larut dalam air
· Tidak larut dalam aseton dan pyridin
· Larutan Amonium klorida bersifat asam dan cenderung menyerang logam besi dan permukaan logam lainnya terutama pada tembaga, perunggu dan kuningan (Perry, 1984)
1.4.5. Tinjauan Proses Secara Umum
Tahap persiapan dalam proses pembuatan Amonium klorida ini adalah melarutkan padatan amonium sulfat dan sodium klorida masing-masing dalam mixer 1 (untuk NaCl) dan mixer 2 (untuk (NH4)2SO4) sampai didapatkan konsentrasi larutan Amonium Sulfat dan larutan sodium klorida yang cukup jenuh untuk diumpankan ke reaktor.
Pembuatan amonium klorida dengan proses amonium sulfat - sodium klorida berlangsung pada fase cair-cair dalam reaktor alir tangki berpengaduk pada suhu 100oC dan tekanan 1 atm. Konversi reaksi dalam reaktor 97 %.
commit to user
Bab I Pendahuluan
Reksi yang terjadi adalah sebagai berikut:
(NH4)2SO4 (aq) + 2 NaCl (aq) à Na2SO4 (s) + 2 NH4Cl (aq)
Sodium Sulfat yang terbentuk dalam reaktor berbentuk padatan halus yang tersuspensi dalam larutan hasil reaktor. Pemisahan pertama dilakukan untuk memisahkan sodium sulfat dari larutan hasil, yaitu dengan cara filtrasi. Pemisahan kedua untuk memisahkan kandungan air yang berlebihan dari filtrat yang mengandung Amonium klorida sehingga memenuhi persyaratan kondisi kristalisasinya. Pemisahan kandungan air dari filtrat ini dilakukan dalam evaporator dan sebagian lagi di dalam kristalisator itu sendiri. Di dalam kristalisator amonium klorida lewat jenuh diubah kedalam bentuk kristal yang kemudian dipisahkan dari larutan lainnya dalam centrifuge. Hasil padatan centrifuge (kristal amonium klorida) diumpankan ke alat pengering putar, sedangkan hasil cair dari centrifuge direcycle ke reaktor.
commit to user