PENGARUH LAJU ALIR H2SO4 98% TERHADAP PROSES PENGERINGAN GAS KHLORIN (Cl2) DI UNIT DRYING TOWER PADA PROSES
CHLORINE TREATMENT DI CHEMICAL PLANT PT. TOBA PULP LESTARI, Tbk – PORSEA
KARYA ILMIAH
VITRI N SIHOMBING 112401063
PROGRAM STUDI DIPLOMA-3 KIMIA INDUSTRI DEPARTEMEN KIMIA
PERSETUJUAN
Judul : PENGARUH LAJU ALIR H2SO4 TERHADAP PROSES
PENGERINGAN GAS KHLORIN DI UNIT DRYING TOWER PADA PROSES CHLORINE TREATMENT DI CHEMICAL PLANT PT. TOBA PULP LESTARI, Tbk- PORSEA
Kategori : KARYA ILMIAH
Nama : VITRI N SIHOMBING
Nomor Induk Mahasiswa : 112401063
Program Studi : DIPLOMA (D3) KIMIA
Departement : KIMIA
Fakultas : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM (FMIPA)
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA (USU)
KetuaDepartemen Kimia FMIPA – USU
PERNYATAAN
PENGARUH LAJU ALIR H2SO4 98% TERHADAP PROSES PENGERINGAN GAS KHLORIN (Cl2) DI UNIT DRYING TOWER PADA PROSES CHLORINE TREATMENT
DI CHEMICAL PLANT
PT. TOBA PULP LESTARI, Tbk – PORSEA
KARYA ILMIAH
Saya mengakui bahwa karya ilmiah ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, Juni 2014
PENGHARGAAN
Segala puji dan syukur penulis ucapkan kehadirat Tuhan yang Maha Esa, atas rahmat dan cinta kasih-Nya yang telah dilimpahkan-Nya, sehingga penulis dapat melaksanakan dan menyelesaikan Karya Ilmiah ini dengan judul PENGARUH LAJU ALIR H2SO4 98%
TERHADAP PROSES PENGERINGAN GAS KHLORIN (Cl2) DI UNIT DRYING TOWER
PADA PROSES CHLORINE TREATMENT DI CHEMICAL PLANT PT. TOBA PULP LESTARI, Tbk – PORSEA sesuai dengan waktu yang telah ditentukan.
Karya ilmiah ini disusun dari hasil kerja praktek di PT. TOBA PULP LESTARI, Tbk PORSEA. Karya Ilmiah ini merupakan salah satu persyaratan akademik mahasiswa untuk menyelesaikan pendidikan Diploma – 3 untuk program studi Kimia Industri di Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.
Penulis menyadari banyak kekurangan dari Karya Ilmiah ini, maka dengan kerendahan hati penulis mengharapkan saran dan kritik yang sifatnya membangun dari berbagai pihak demi penyempurnaan Karya Ilmiah ini.
Karya Ilmiah ini tersusun dan terselesaikan karena ada bantuan dan kerjasama dari berbagai pihak yang mendukung penulis, karena itu penulis mengucapkan terima kasih kepada :
1. Bapak Prof. Dr.Jamaran Kaban,MSc selaku dosen pembimbing, Ibu Dr. Rumondang Bulan Nasution, MS selaku ketua Departement Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara, dan Ibu Dra. Emma Zaidar, M.Si selaku ketua Program Study D-3 Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara yang banyak mengarahkan dan membantu penulis dalam menyelesaikan Karya Ilmiah ini.
2. Bapak Pitua Dolok Saribu selaku pembimbing lapangan dan keluarga besar departement chemical plant PT. Toba Pulp Lestari, Tbk yang telah banyak memberikan sumbangan, pikiran, tenaga, dan waktu kepada penulis sewaktu penulis melaksanakan Praktek Kerja Lapangan.
3. Bang Ananda Hardi Dali munthe dan Marhauser Simangunsong di Chemical Plant yang telah banyak memberikan waktu, saran & pengarahan selama melaksanakan Praktek Kerja Lapangan.
4. Kedua orang tua saya Bapak P. Sihombing dan Mama D. Siregar yang telah memberikan dukungan moril dan materi.
5. Kepada abang saya Walter Sihombing dan Kakak saya Srikanni Sihombing yang telah memberikan semangat kepada penulis.
6. Kepada Kak Maria, Kak Titin, Mas Rama, Kak Nana, Kak Putri, Bou Hisar, Amang boru Hisar, Bg nana, Kak Pesta, Tomok, Kak Roro yang memberikan motivasi kepada penulis 7. Teman saya Magdalena, Ida Lestari, Nurnia, Maria, Nitha, Elisabeth, Eva, Yohana,
Winda, Yuni, Devis, Hotma, dan Sema yang selalu memberikan dukungan kepada penulis.
penulis menyadari bahwa tugas akhir ini masih jauh dari sempurna, karena itu segala kritik dan saran yang membangun penulis harapkan untuk penyempurnaan karya ilmiah ini. Sebagai akhir kata, penyusun mengharapkan semoga tulisan yang telah disusun ini dapat bermanfaat bagi kita semua khususnya bagi mahasiswa Kimia Industri di Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.
EFFECT OF FLOW RATE OF 98% H2SO4 DRYING PROCESS CHLORINE GAS (Cl2) UNIT IN TOWER ON DRYING PROCESS
CHLORINE TREATMENT IN CHEMICAL PLANT PT. TOBA PULP LESTARI Tbk
PORSEA
ABSTRACT
DAFTAR ISI
2.2.1 Pendinginan dan Penyaringan 6
BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan 26
5.2. Saran 26
DAFTAR TABEL
Nomor Judul Halaman
tabel
2.1 Sifat-sifat Fisika Asam Sulfat 17
4.1 Penggunaan H2SO4 98% dalam pengeringan klorin 22
4.2 Data untuk Menemukan Persamaan Garis Regresi 23 Linier Sederhana antara Kadar klorin yang masuk
EFFECT OF FLOW RATE OF 98% H2SO4 DRYING PROCESS CHLORINE GAS (Cl2) UNIT IN TOWER ON DRYING PROCESS
CHLORINE TREATMENT IN CHEMICAL PLANT PT. TOBA PULP LESTARI Tbk
PORSEA
ABSTRACT
BAB I PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Berbagai kemajuan industri pulp telah dapat dicapai antara lain peningkatan produktifitas Pulp
yang dampak lingkungannya semakin tahun-ketahun dapat diperbaiki, dimana Pulp dan Kertas
adalah sarana penunjang kehidupan sehari-hari, yang tentunya dapat dirasakan manfaatnya untuk
buku tulis, media informasi dan lain-lain. Karena itu sangat erat kaitannya dengan kehidupan
manusia dalam meningkatkan kesejahteraan manusia itu sendiri yang dapat juga dijadikan tolak
ukur Dunia Modern suatu Masyarakat.
Dengan semakin banyaknya industri pulp di Indonesia kita dapat menggunakan
salah-satu sumber daya alam yaitu kayu, yang begitu banyak terdapat di Indonesia. kayu tersebut dapat
menjadi Pulp (Bahan Baku Kertas) yang nantinya akan digunakan manusia di Dunia untuk
dimanfaatkan sebagai buku tulis, majalah, koran dan lain sebagainya.
Oleh karena itu kayu sebagai bahan baku untuk membuat pulp harus ditata sedemikian
rupa, agar hutan di Indonesia dapat digunakan secara berkesinambungan dan dijaga
kelestariannya.
Secara umum proses pembuatan pulp terdiri dari tiga jenis yaitu :
1. Proses Mekanis
3. Proses Kimia
Di PT.Toba Pulp Lestari, proses pembuatan pulp dilakukan dengan proses Kimia. Proses ini
menggunakan bahan-bahan kimia sebagai bahan penunjang pada proses pembuatan pulp.
Unit khusus yang memproduksi bahan-bahan kimia penunjang pada proses pembuatan pulp
adalah pabrik kimia (chemical plant). Unit ini menghasilkan bahan-bahan kimia seperti : khlorin,
caustic soda, natrium hypo khlorit, oksigen dan sulfur dioksida.
Pengolahan atau pengeringan klorin (Cl2) adalah merupakan salah satu bagian dari proses
produksi di pabrik kimia yang menghasilkan klorin (Cl2) kering atau terbebas dari air.
Gas klorin yang keluar dari cell panas, jenuh dengan uap air dan mengandung garam yang
terbawa dari ruang anoda.
Dengan kondisi gas diatas pada perlakuan terhadap klorin atau chorine treatment adalah untuk
mengeringkan gas chlorine agar dapat ditangani dengan alat material yang lebih sederhana
Beberapa tahapan proses yang dilakukan untuk tujuan diatas adalah :
Pada unit pengolahan klorin tahap yang lebih menentukan adalah tahap pengeringan dimana
klorin harus dibebaskan dari kandungan uap air karena bila tidak dibebaskan dari kandungan uap
air maka efeknya adalah peralatan dan perpipaan gas klorin akan mengalami korosif dan juga
menimbulkan kerak (scale). Bila hal ini dibiarkan maka suatu waktu peralatan dan perpipaan
akan mengalami penyumbatan dan terganggunya proses pengeringan klorin.
Agar khlorin terbebas dari uap air maka diinjeksikan asam sulfat (H2SO4) dari puncak
menara dan masuk ke dalam menara pengering (Drying Tower) karena asam sulfat yang bersifat
higroskopis yaitu sifat mudah menyerap air.
(Anonim, 2003)
Perlakuan pengeringan terhadap gas klorin (Cl2) disesuaikan dengan jumlah Asam Sulfat
(H2SO4) pada drying tower, Dimana semakin banyak khlorin yang masuk ke unit pengering
maka jumlah Asam sulfat (H2SO4) juga semakin banyak digunakan.
Oleh karena itu penulis merasa tertarik untuk membahasnya dimana hasil pembahasan
dimaksud diwujudkan dalam bentuk karya ilmiah yang berjudul :
PENGARUH LAJU ALIR H2SO4 98% TERHADAP PROSES PENGERINGAN GAS KHLORIN (Cl2) DI UNIT DRYING TOWER PADA PROSES CHLORINE
TREATMENT DI CHEMICAL PLANT PT. TOBA PULP LESTARI, Tbk – PORSEA.
1.2 Permasalahan
Adapun yang menjadi permasalahan dalam karya ilmiah ini adalah:
2. Berapa besar laju alir H2SO4 yang digunakan untuk menghasilkan konsentrasi klorin yang
memenuhi standart di PT. Toba Pulp Lestari.
1.3 Tujuan
Adapun yang menjadi tujuan dalam karya ilmiah ini adalah:
Untuk mengetahui pengaruh laju alir H2SO4 98% terhadap proses pengeringan gas klorin
(Cl2).
1.4 Manfaaat
1. Memberikan informasi bagaimana hubungan antara laju alir Asam Sulfat (H2SO4)
terhadap pengeringan gas klorin.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Cell House
Tujuan dari cell electrolisa chlor alkali adalah untuk memproduksi caustic soda adalah larutan
garam NaCl yang telah dimurnikan (pure brine) yang dipersiapkan oleh unit pengolahan dan
pemurnian garam.
Larutan garam murni diinjeksikan kedalam ruang anoda dimana ion Natrium melewati
membrane sebagai arus menuju katoda dan bergabung dengan ion hidroksil membentuk NaOH,
sementara ion klorida teroksidasi menjadi gas klorin, sedangkan caustic soda disirkulasikan
untuk mendapat penambahan volume dan konsentrasi dari ion Natrium (Na+) dan air demin
(H2O) yang tereduksi menjadi ion hidroksil (OH-) dan gas Hidrogen (H2) yang berpindah dari
ruang anoda, Sisa garam akan meninggalkan ruang anoda. Sisa garam akan meninggalkan ruang
anoda bersama gas klorin dan caustic soda meninggalkan ruang katoda bersama gas hidrogen.
Langkah selanjutnya larutan dan gas akan dipisahkan untuk melalui proses selanjutnya.
Gas hidrogen dikemudian didinginkan dan tekanannya dikendalikan dengan membuang
sebagian ke atmosfer dan sebagian di alihkan ke proses produksi larutan HCl. Larutan caustic
(NaOH) akan dikumpulkan dalam sebuah tangki yang disebut tangki Catholyte dan akan
disirkulasikan kembali ke cell setelah suhu dan konsentrasinya disesuaikan dengan target melalui
caustic (NaOH) akan dipindahkan ke tangki penyimpanan yang disebut Tangki Caustic 32 %
dengan tetap menjaga level pada tangki catholyte.
Larutan ini dikirim ke konsumen dalam konsentrasi 32 % dan 10 % baik untuk area
sendiri seperti: Hypo plant, ClO2 plant dan brine treatment plant maupun unit didepartemen yang
lain seperti : bleaching, boiler feed water dan unit recaustisizing. Sementara itu gas klorin akan
mendapat perlakuan pendinginan dan penyaringan sebelum memasuki proses selanjutnya di area
perlakuan chlorine dan larutan garam sisa (anolyte) akan dikembalikan ke unit pengolahan garam
untuk digunakan kembali.
(Anonim, 2003)
2.2 Chlorine Treatment
Tujuan dari perlakuan terhadap chlorine treatment adalah untuk menyederhanakan peralatan
penanganan klorin produk dikarenakan sifat korosif dan chlorine yang mengandung uap air.
Gas klorin yang keluar dari cell panas, jenuh dengan uap air dan mengandung garam yang
terbawa dari ruang anoda. Dengan kondisi gas diatas pada perlakuan terhadap klorin atau chorine
treatment adalah untuk mengeringkan gas chlorine agar dapat ditangani dengan alat material
yang lebih sederhana.
2.2.1 Pendinginan dan Penyaringan
Cara yang paling murah untuk memisahkan kandungan uap air adalah dengan cara kondensasi
uap air melalui proses pendinginan dengan alat pendingin menggunakan air pendingin. Untuk
memuai jiak terkena panas dan menghasilkan volume yang besar sehingga seperti meledak.
Maka suhu minimum gas klorin tidak boleh mencapai temperatur tersebut dan dalam operasi
temperature setelah pendinginan tahap kedua dikendalikan pada target 18 0C dan minimum 120C.
Diantara kedua tahap pendingin terdapat alat penyaring yang berfungsi untuk memisahkan
semua kristal padat yang terbawa terutama garam dengan cara menginjeksikan air pada gas yang
termasuk sehingga kristal garam dapat tersangkut pada saringan berbentuk pipa dan larut dalam
air tersebut dan jatuh kebawah bersama air menuju Dechloronation Tank untuk proses
selanjutnya.
Partikel padatan yang terkandung didalam chlorine akan disaring atau dipisahkan di candle
Filter dan Mist eliminator. Air demin diinjeksikan kedalam Candle Filter dan Mist Eliminator
untuk melarutkan garam atau kristal garam yang terbawa bersama chlorine. Padatan yang terlarut
dari sistem ini kemudian di drain ke dechlorination tank untuk selanjutnay dikembalikan ke salt
dissolver.
2.2.2 Pengeringan
Sisa uap air yang masih terbawa dalam gas chlorine diserap dengan menggunakan asam sulfat
yang mempunyai sifat Hygroskopis yaitu sifat mudah menyerap air. Dalam proses penyerapan
ini terjadi pengenceran terhadap asam sulfat dimana kemampuan penyerapan airnya menurun
seiring dengan turunnya konsentrasi asam sulfat.
Selain itu juga terjadi panas yang cukup besar sehingga dibutuhkan alat pendingin untuk
menjaga temperature asam sulfat karena naiknya temperature juga mengurangi kemamuan
Temperature proses penyerapan air ini terjadi disebut Drying Tower yang merupakan
menara yang berisi packing yang terbuat dari material yang tidak bereaksi dan tahan terhadap
asam sulfat pada bagian atas dan tangki penampung pada bagian dasarnya.
Asam sulfat dialirkan dari atas ke bawah dengan bantuan pompa sedangkan gas chlorine
masuk dari bagian bawah menuju keatas berlawanan arah sehingga asam sulfat yang memiliki
konsentrasi lebih rendah bertemu dengan gas chlorine yang paling basah. Menara tersebut diatur
sedemikian rupa sehingga Asam sulfat overflow secara gravitasi kemenara sebelumnya secara
seri.Asam sulfat pekat segar diinjeksikan pada dasar menara dari Head tank dan overflow pada
lapisan atas larutan menuju menara sebelumnya.Pada menara terakhir larutan overflow ketangki
penampung yang disebut spent acid tank. Kandungan klorin dalam spent acid tank ini
dipisahkan dengan injeksi udara yang menuju ke Hypo system sebelum digunakan untuk proses
selanjutnya yang umumnya adalah pengaturan pH effluent. Semakin banyak menara yang ada
semakin efisien pemakaian asam sulfatnya dengan minimum dibutuhkan dua menara.
Dalam operasi,asam sulfat tidak boleh dialirkan dalam jumlah berlebih yang dapat
menyebabkan terjadinya flooding sehingga aliran gas terhambat oleh cairan dalam menara .
Pendistribusian yang baik dan merata sehingga packing menjaadi basah sehingga mendapat luas
kontak yang lebar (tidak terjadi channeling). Semakin rendah suhu gas, semakin kecil volumenya
sehingga dapat dialirkan menggunakan pipa carbon stell sehingga tahap perlakuan boleh
dikatakan sudah selesai.
Pada membrane cell yang dioperasikan pada tekanan Anolyte Catholyte yang rendah kompresi
merupakan salah satu cara untuk menarik produk yang dihasilkan dengan / melalui proses
pengeringan seperti yang telah kita pelajari diatas.
Pengompresan ini dilakukan dengan menggunakan sebuah system compressor yang terdiri dari :
a) Suction pot
b) Acid cooler
c) Sistem kontrol tekanan anolyte
d) Acid dan mist separator
e) Rotary liquid ring compressor
f) Perpipaan yang berhubungan, instrument dan katup-katup
Rotary liquid ring compressor ini memanfaatkan Asam sulfat 98% sebagai cairannya
untuk mengkompres gas klorin. Panas compressi ini diabsorpsi oleh Asam sulfat. Asam sulfat
dan gas chlorine hangat meninggalkan compressor yang dipisahkan oleh separator. Asam
sulfat didinginkan dengan pendingin sebelum di kembalikan ke kompressor bersama dengan
gas chlorine. Konsentrasi asam sulfat ini sampai pada minimum konsentrasi 96%,asam sulfat
yang kemudian dinaikkan kembali konsentrasinay dengan mengganti sebagian asam sulfat
tersebut dengan yang baru. Asam sulfat yang ditukar dikirim ke spent acid tank, sedangkan
gas klorin akan melanjutkan pemisahan mist asam sulfat sebelum menuju ke proses
selanjutnya.
Discharge kompressor memiliki tekanan hingga 5 bar,sehingga dapat langsung disalurkan
dalam hal ini adalah bila terjadi kegagalan dalam operasi konsumen maka tekanan balik dari
konsumen akan menyebabkan naiknya tekanan Header dan berakibat kepada keseimbangan
tekanan recycle yang berpengaruh pada tekanan di anolyte di cell, sehingga system pencairan
selalu dijalankan bersamaan sehingga dapat mengurangi dampaknya.
2.2.4 Pencairan dan Penyimpanan
Untuk dapat disimpan dalam wadah secara ekonomis, maka chlorine perlu dicairkan dengan alat
pencair. Pada tekanan 5 barg maka titik cair chlorine adalah sekitar 100C dan semakin rendah tekanan akan makin rendah titik cairnya.
Pencairan dilakukan dalam sebuah unit pendingin yang menggunakan Freon dimana
klorin yang dicairkan mengalir secara gravitasi menuju storage tank. Tidak semua gas yang
masuk dicairkan tetapi sebagian dibakar ke HCl burner atau hypo plant bersama dengan
impurities yang terkandung seperti gas oksigen, karbon dioksida, dan sedikit hydrogen. Bila
pembuangan ini tidak dilakukan secara continiue maka dapat menurunkan effisiensi pencairan
dan lebih buruk lagi dapat mengumpulkan gas hidrogen yang dapat membentuk campuran
explosive dengan chlorine pada kandungan 4%.
Tujuan mencairkan gas klorin adalah untuk memperkecil volume klorin yang hendak
disimpan bila terdapat kelebihan produk.
Proses pencairan gas chlorine dilakukan di Cl liquiefier unit, alat ini bekerja dengan prinsip
“ekspansi dari tekanan tinggi ke tekanan rendah akan menyebabkan turunnya temperature” dan
“perubahan bentuk dari cair menjadi gas atau sebaliknya akan menyerap dan melepaskan
energi”.
di ekspansikan ke ruang Evaporator sehingga temperature gas Freon akan turun sampai titik
cairnya, pada ruangan ini terjadi proses perpindahan panas dimana gas Freon yang dingin akan
mendinginkan gas klorin, panas yang dikandung gas klorin akan diserap sehingga temperaturnya
turun sampai titik cairnya sehingga chlorine mencair sebaliknya gas Freon yang menerima panas
dari gas klorin akan menguap menjadi gas untuk selanjutnya diisap kembali oleh compressor,
pada proses ini terdapat perbedaan tekanan yang tinggi antara discharge dan suction compressor.
Demikian proses ini berlangsung secara terus menerus sehingga tujuan pencair gas chlorine
tercapai. Selanjutnya klorin yang cair disimpan di chlorine storage (tangki penyimpanan klorin
cair).
Tiga buah tangki klorin tersedia, dua berisi klorin, sebagai penerima dan pengirim
sedangkan satu lagi selalu dijaga kosong dengan tekanan rendah sebagai tangki cadangan kalau
terdapat peristiwa yang bersifat emergency. Misalnya ada klorin yang bocor pada satu tangki
maka chlorine tersebut harus dipindahkan ke tangki yang kosong tersebut.
Tangki klorin dilengkapi dengan sistem perpipaan yang cukup standart yaitu :
a) Liquid chlorineinlet dari liquefier, yang terletak pada manhole
b) Liquid chlorine outlet menuju evaporator, dimana pipa ini masih sampai kedasar
tangki dekat mangkok yang ada pada dasar tangki.
c) Pipa vent gas yang mengarah baik ke 550 header (header distribution) dan 5%
NAOH tank. Pipa vent ini pun masuk kedalam sebagian sebagain pembatas level
maksimum klorin cair
d) Pipa padding udara yaitu untuk memasukkan udara padding yang bermanfaat unuk:
1. Menaikkan tekanan tangki sebagai inlet bila tekanannya terlalu rendah
2. Menaikkan tekanan tangki sebagai tangki yang menuju ke evaporator
sehingga tekanannya harus lebih tinggi dari 550 header. Semakin tinggi
beda tekanannya semakin besar aliran yang dapat terjadi dan diatur dengan
bukaan katup diinlet evaporator. Tekanan untuk fungsi ini adalah 6,5 – 7,0
kg/cm2.
3. Untuk melakukan pembuangan gas klorin sisa yang ada sebelum tangki
dibuka dan pembuangan uap air setelah tangki klorin ditutup kembali
manhole dari inspection.
e) Pipa equalizing ini berfungsi untuk menyamakan tekanan antar tangki dan
mempunyai hubungan ke bagian sniff dari liquefier dan cylinder unloading
system.
F) Instrumentasi yang ada pada tangki chlorine terdiri dari pressure gauge local,
pressure transmitter yang keduanya terletak pada manhole. Sedangkan level
transmitter sistem pelampung dan temperature sensor ada pada bagian badan
tangki. Instrumentasi lainnya adalah pengukur berat isi tangki yang ada pada
bagian bawah dari tangki.
g) katup relief valve yang berfungsi untuk melepaskan tekanan tangki klorin bila
berlebih ke 5% NaOH tank terdapat dua. Katup ini akan bekerja bila tekanan
mencapai 8 dan tertutup kembali pada tekanan 6,5 kg/cm2.
2.2.5 Penguapan klorin, Expansion tank dan Prinsip pengaturan tekanan
Klorin selalu digunakan dalam bentuk gas, sehingga bila klorin yang dibutuhkan dari storage
maka perlu dipanaskan agar menguap. Klorin cair dapat dikeluarkan dari tangki dengan cara
memberikan tekanan pada tangki sehingga dengan beda tekanan antara tangki dan tekanan
distributor cairan klorin mengalir melalui pipa yang menjulur didalam tangki hingga mendekati
dasar menuju alat penguap. Alat penguap yang kita miliki adalah sistem bak air panas yang
dibuat dengan air dicampur steam.
Expansion tank adalah sebuah tangki kecil yang berfungsi sebagai alat penampung
ekspansi berlebihan dari klorin cair yang terjebak di dalam perpipaan antara dua buah katup,
yaitu :
a. Pipa klorin cair dari chlorine liquefier ke storage tank
b. Pipa klorin cair dari tangki ke evaporator
c. Pipa klorin unloading dari silinder klorin ke tangki klorin
Jadi terdapat tiga buah jalur yang menuju expansion tank dengan dibatasi oleh suatu
alat yang disebut bursting disc yang akan pecah bila melebihi tekanan tertentu. Pada expansion
tank terdapat sebuah alat pengukur tekanan yang akan menunjukkan bila ada bursting disc yang
pecah dengan kenaikan tekanan. Tanpa kejadian ini tidak akan terdapat tekanan (karena alat
penunjukan tekanan sekarang tidak ada maka harus dilakukan pembuangan tekanan secara
teratur ke 5 % tank). Padding air juga terdapat pada tangki ini dengan fungsi untuk mengusir
klorin sebagai gas mengikuti kaidah bahwa gas akan berpindah dari yang bertekanan
tinggi ke tekanan rendah sedangkan sebagian cairan mengikuti kaidah cairan yang bergerak dari
tempat yang tinggi ketempat yang rendah.
Bila dua buah tangki chlorine divent bersamaan ke distributor gas maka tangki yang
bertekanan lebih tinggi akan lebih dulu menurunkan tekanan nya akan mencapai kesetimbangan
untuk ketiga tempat tersebut. Tetapi bila konsumen yang mendapat suplai gas dari distributor
akan naik dan jumlah gas akan meningkat ke konsumen yang lain tetapi apabila tidak maka
tekanan distributor akan naik.
Apabila sumber gas tersebut berasal dari :
a. Bypas liquifier maka kompressor akan ikut merasakan efek tekanan balik tersebut dan
mempengarhi tekanan anolyte yang sedang dikontrolnya.
b. Vent tangki penerima tersebut akan naik dan mempengaruhi tekanan snift gas liquifier
dan mempengaruhi tekanan discharge compressor dan seterusnya. Tetapi bila liquifier
mempunyai kapassitas yang cukup besar untuk membuat gas cair pada suhu yang lebih
rendah maka akan ada kemungkinan tekanan dapat bertahan. Hal ini dikarenakan gas
klorinyang ada di vent dari tangki penerima adalah gas yang menguap,tekanan tangki
klorin akan stabil bila jumlah klorin cair yang masuk seimbang dengan jumlah volume
gas yang digantiikan dan juga besarnya yang menguap. Bila tidak seimbang maka akan
terjadi kenaikan tekanan tangki penerima dan bila berlebih maka tekanan ntangki
c. Bila klorin berasal dari evaporator maka dengan mengurangi atau menutup inlet
evaporator akan dapat mengendalikan tekanannya.
(Anonim, 2003)
2.3 Klorin dan Asam Sulfat 2.3.1 Klorin
Klorin (Cl2) merupakan salah satu unsur yang ada di bumi dan jarang dijumpai dalam bentuk
bebas. Pada umumnya klorin dijumpai dalam bentuk terikat dengan unsur atau senyawa lain
membentuk garam natrium klorida (NaCl) atau dalam bentuk ion klorida di air laut. Dalam
kehidupan manusia, klorin memegang peranan penting yaitu banyak benda-benda yang kita
gunakan sehari-hari mengandung klorin seperti peralatan rumah tangga,alat-alat kesehatan,
kertas, obat dan produk farmasi, pendingin, semprotan pembersih,pelarut, dan berbagai produk
lainnya. Klorin pertama kali diidentifikasi oleh seorang ahli farmasi dari Swedia, Carl Wilhem
Scheele pada tahun 1774. Pada saat itu, Scheele belum dapat memastikan kandungan gas
tersebut. Pada tahun 1810 Sir Humphrey Davy, seorang ahli kimia Inggris menyatakan bahwa
gas kuning kehijauan pada percobaan Scheele adalah sebuah unsur dan menamakannya Chlorine,
berasal dari bahasa Yunani Khloros yang berarti hijau.
Pada tahun 1994, Scott menyatakan bahwa klorin dalam suhu kamar berbentuk gas,
termasuk unsure golongan halogen (Golongan VII), sangat reaktif dan merupakan oksidator kuat
yang mudah bereaksi dengan berbagai unsur. Pada suhu -340C, klorin berbebtuk cair dan pada
suhu -1030C berbentuk padatan Kristal kekuningan.Secara alami, klorin terdapat dalam bentuk
ion klorida dengan jumlah relative jauh lebuh besar dibandingkan ion-ion halogen lainnya.
2.3.2 Asam Sulfat
Asam sulfat merupakan asam kuat, karena asam sulfat mudah menyumbang sebuah proton pada
air untuk membentuk ion hidronium (H3O+) dan ion bisulfat (HSO4-). Asam sulfat adalah asam
yang dapat digunakan untuk melarutkan logam dan oksida logam, menetralkan basa, dan
membersihkan permukaan logam yang terkorosi. (Keenan, Kleinfelter & Wood,1999)
Asam sulfat merupakan bahan pengoksidasi dan pendehidrasi, lebih-lebih terhadap
senyawa organic. Aksi dehidrasinya sangat penting dalam menyerap air yang terbentuk dalam
konversi kimia sperti nitrasi, sulfonasi, dan esterifikasi, sehingga hasilnya menjadi lebih besar.
(George T. Austin, 1996)
Kadar bahaya untuk kesehatan (mg/m3)
Titik Beku (0C)
Viskositas pada 250C, P
Indeks Refraksi pada 250C
Konduktivitas Elektrik pada 18,330C
BAB III
METODE PERCOBAAN
3.1 Tujuan
Analisa gas yang bermacam-macam ditentukan dengn penyerapan dan pengukuran yang
berikutnya dengan volume gs khlorin, Hidrogen, dan Oksigen.
3.2 Penyediaan sampel
Setelah pembersihan jalur, ambil sampel dengan menggunakan Gas sampling bulb. Gas
harus dibuang dalam Sodium Hidroksida (NaOH) untuk menghindari pelepasan gas
khlorin (Cl2) ke udara.
3.3 Alat dan Bahan 3.2.1 Alat
1) Beaker plastic
2) Beaker glass 200 ml
3) Thermometer
4) Spgr (Spesifik Gravity)
5) Sarung tangan
6) Buret 100 ml
7) Orsat Analiyzer
8) Botol leveling
3.2.2 Bahan
1) Natrium Hidroksida 0,1 N
2) Kalium Permanganat 15%
3) Aquadest
3.3 Prosedur
1) Sampel ditampung sebanyak 200 ml dari drying tower.
2) Disiapkan orsat analyzer dengan pengisap yang baru dan pengikat larutan dalam botol
leveling.
3) Diangkat semua larutan dalam pipet pengisap untuk menyesuaikan posisi dengan botol
leveling.
4) Diikatkan jalur sampel peralatan orsat ke sampling bulb. Lalu dibersihkan buret
beberapa kali dengan sampel, kemudian dibuang gas tersebut dari orsat dengan
menggunakan NaOH 0,1 N.
5) Terakhir diambil sampel secukupnya untuk buret kemudian ditepatkan volumenya
sampai 100 ml dengan mengatur botol leveling.
6) Didekatkan sampel ke sinar UV selama ± 5 menit.
7) Dibaca dan dicatat perubahan volume dengan membawa botol leveling dan buret
secara bersamaan secara volume A.
8) Diserap khlorin dan CO2 yang melewati sampel dengan pipet penyerap yang
mengandung 15% KMnO4 dan dikembalikan ke buret yang dilakukan sebanyak 3-5
9) Diambil sampel kembali ke dalam buret sampai larutan absorbent dalam pipet berada
pada level yang sama sebelum penyerapan khlorin, kemudian ditutup kran penghenti
pipet, level volume buret dan dicatat perubahan volume tersebut seperti pada langkah
7 sebagai volume B.
10) Dikurangkan (A+B) dari 100 ml dan dicatat sebagai volume O2 didalam sampel.
11) Setelah pengukuran selesai, dibersihkan peralatan dengan menggunakan aquadest
Perhitungan :
% Volume Cl2=
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Hasil
Produksi klorin dihasilkan berdasarkan perhitungan sebagai berikut :
Jumlah cell yang dipakai = 30 buah
Efisiensi = 95%
NaOH Produksi =
=
=
=
15,0976 ton/jam
Cl2 produksi = NaOH produksi x
= 15,0976 x
= 26,7982 ton/jam
Hasil perhitungan dapat dilihat pada tabel 4.1
Tabel 4.1 Penggunaan H2SO4 98% dalam pengeringan klorin
No Beban
Perhitungan garis regresi terhadap laju alir asam sulfat pada proses pengeringan Cl2 di PT. Toba
Pulp Lestari dilakukan dengan menggunakan teori statistic dengan pendekatan garis regresi
menurut persamaan :
Y : a + bX
Dimana X adalah Konsentrasi klorin yang masuk (%) dan Y adalah Laju alir asam sulfat
(to/jam).
a =
b
=
untuk memperoleh nilai a dan b dapat diperoleh dari data berikut :
Tabel 4.2 Data untuk Menemukan Persamaan Garis Regresi Linier Sederhana antara Kadar klorin yang masuk ke Drying Tower vs Laju Alir Asam Sulfat
No X Y X2 Y2 XY
1 93 1,4747 8649 2,1717 137,1471
2 94 1,5592 8836 2,4311 146,5648
3 92 1,7983 8464 3,2338 165,4436
4 91 2,2347 8281 4,9988 203,3395
5 89 2,6789 7921 7,1765 238,4221
6 87 2,9034 7569 8,4297 252,5958
546 12,6492 49720 27,4396 1143,5129
a =
=
=
=
b
=
=
=
=
= -0,222
Dari perolehan nilai a dan b, maka persamaan garis regresi linier sederhana adalah :
Y = a + bx
2,2347 = 22,3538 + (-0,222)x
-0,222x = 2,2347 – 22,3538
X =
X = 90,62
Dari tabel 4.1 dapat diperoleh sebagai berikut
Grafik 1. Klorin Masuk (%), Asam Sulfat 98% (ton/jam), Klorin keluar
dari tabel 4.3 dapat diperoleh grafik sebagai berikut :
Grafik 2. Klorin masuk (%) Vs Laju Alir Asam Sulfat 98% (ton/jam)
4.3
Konsentrasi Cl2 masuk (%) Konsentrasi Cl2 keluar (%)
hubungan dari pengaruh laju alir Asam Sulfat terhadap proses pengeringan klorin (Cl2) dapat
dilihat dari tabel 4.1 Jika konsentrasi klorin yang masuk ke drying tower rendah maka asam
sulfat yang digunakan akan semakin banyak untuk menghasilkan konsentrasi klorin yang lebih
tinggi. Pada tabel 4.1 juga dapat dilihat jumlah klorin yang masuk ke Drying tower dapat
mempengaruhi terhadap laju alir asam sulfat, hal ini dapat kita lihat pada konsentrasi 94%
dimana laju alir asam sulfat lebih besar dibandingkan dengan konsentrasi 93%, Hal ini
disebabkan karena produksi klorin pada 94% lebih besar dibandingkan produksi klorin pada
konsentrasi 93%. Pada Grafik 1 dapat dilihat bahwa akibat penambahan asam sulfat terjadi
perubahan konsentrasi klorin masuk dengan konsentrasi keluar. Pada Grafik 2 dapat dilihat
hubungan antara klorin masuk terhadap laju alir asam sulfat 98% dimana bilangan korelasinya
0,9447 yang artinya terjadi hubungan yang linier, dimana semakin rendah klorin yang masuk,
maka laju alir asam sulfat semakin diperbesar. Konsentrasi Chlorine 98% merupakan standart
produk yang dihasilkan oleh perusahaan PT.TOBA PULP LESTARI. Pada Tabel 4.2 dapat
dilihat bahwa kadar klorin yang keluar memenuhi standart perusahaan PT.TOBA PULP
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
1. Semakin kecil konsentrasi klorin yang masuk ke drying tower maka penggunaan
asam sulfat harus semakin banyak. Demikian juga pada saat produksi klorin lebih
besar, maka laju alir asam sulfat harus diperbesar.
2. Klorin yang diperoleh sebesar 90,62% dibutuhkan laju alir asam sulfat 2,2347
ton/jam, dihasilkan kadar klorin 99%.
5.2 Saran
Untuk mendapatkan konsentrasi klorin yang sesuai standart, disarankan
DAFTAR PUSTAKA
Anonim, (2003), “Chemical Plant Operating Manual”, Training and development centre. PT.
Toba Pulp Lestari, Porsea.
Anonim. (2003), “Chlorine, Pollution and the environment, The Women Environmental
Network”, www.mscpotlight.org.
Austin, G. T., (1996), “Industri Proses Kimia”, Edisi kelima, Jilid 1, Penerbit Erlangga, Jakarta.
Keenan, Kleinfelter and Wood, (1999), “Ilmu Kimia Untuk Universitas”, Edisi Keenam, Jilid 2,
Penerbit Erlangga, Jakarta.
Kirk – Othmer, (1979), “Encyclopedia of Chemical Technology”, Third Edition, Jhon Wiley and
