Tugas Akhir Modul 3 Profesional Ajizah Tri Lestari

(1)

beru

berubah bah penjadpenjadi pei pereaksi reaksi sedikit sedikit karena karena pada pada saat asaat awal twal terjadinya erjadinya reakreaksi jumlasi jumlah ph produk roduk belubelumm besar

besar. . DengDengan an bertambahbertambahnya nya waktu waktu reaksreaksi, i, jumlah jumlah proproduk duk yang yang dihasdihasilkan ilkan semaksemakinin meningkat, sehingga pada saat yang bersamaan, jumlah produk yang berubah kembali meningkat, sehingga pada saat yang bersamaan, jumlah produk yang berubah kembali menjadi pereaksi juga bertambah. Pada saat tertentu, akan sampai pada keadaan dimana laju menjadi pereaksi juga bertambah. Pada saat tertentu, akan sampai pada keadaan dimana laju perta

pertambahan mbahan produproduk k akan akan sama sama dengadengan n laju laju pertambapertambahan han perpereaksi, eaksi, yang yang dikenadikenal l sebagsebagaiai keadaan setimbang. Pada industri kimia, banyak diantaranya melibatkan reaksi kesetimbangan keadaan setimbang. Pada industri kimia, banyak diantaranya melibatkan reaksi kesetimbangan dalam proses produksinya. Dengan menerapkan azas Le Chatelier, optimasi produksi dapat dalam proses produksinya. Dengan menerapkan azas Le Chatelier, optimasi produksi dapat dilakukan.

dilakukan.

Buatlah ringkasan proses produksi bahan kimia yang melibatkan reaksi kesetimbangan Buatlah ringkasan proses produksi bahan kimia yang melibatkan reaksi kesetimbangan termasuk metode optimasi yang dilakukan, antara lain: industri pembuatan asam sulfat, asam termasuk metode optimasi yang dilakukan, antara lain: industri pembuatan asam sulfat, asam nitrat, ammoniak, urea, syn-gas, kapur (CaCO

nitrat, ammoniak, urea, syn-gas, kapur (CaCO33) dan etanol dari reaksi etena dengan air.) dan etanol dari reaksi etena dengan air.

Jawab: Jawab:

Pada proses industri bahan-bahan kimia dihadapkan pada masalah bagaimana mendapatkan hasil Pada proses industri bahan-bahan kimia dihadapkan pada masalah bagaimana mendapatkan hasil sebanyak-banyaknya sekaligus berkualitas tinggi, namun menggunakan proses yang efektif, sebanyak-banyaknya sekaligus berkualitas tinggi, namun menggunakan proses yang efektif, efisien, dan biaya yang tidak terlalu besar

efisien, dan biaya yang tidak terlalu besar .. Banyak proses industri zat kimia yang didasarkanBanyak proses industri zat kimia yang didasarkan pada

pada reaksi reaksi kesetimbangan. kesetimbangan. Agar Agar efesien, efesien, kondisi kondisi reaksi reaksi haruslah haruslah diusahakan diusahakan sedemikiansedemikian sehingga menggeser kesetimbangan ke arah produk dan meminimalkan reaksi balik.

sehingga menggeser kesetimbangan ke arah produk dan meminimalkan reaksi balik.

Berikut beberapa contoh proses produksi bahan kimia yang melibatkan reaksi kesetimbangan: Berikut beberapa contoh proses produksi bahan kimia yang melibatkan reaksi kesetimbangan:

(2)

Trusted by over 1 million members

Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions! Start Free Trial

Cancel Anytime.

(3)

1.

1. Industri pembuatan Asam sulfatIndustri pembuatan Asam sulfat

Asam

Asam sulfat sulfat merupakan salah merupakan salah satu satu bahan bahan kimia kimia yang yang banyak banyak di di gunakan gunakan baikbaik di

di labolatorium labolatorium maupun Indumaupun Industri. Penggunaastri. Penggunaan un utama asatama asam sulfat m sulfat di industrdi industry adalah y adalah sebagaisebagai bahan

bahan baku baku pembuatan pembuatan pupuk, pupuk, di di antaranya pupuantaranya pupuk k superfosfat dan ammonium superfosfat dan ammonium sulfat. sulfat. AsamAsam sulfat juga di gunakan sebagai bahan baku dalam pembuatan asam klorida, asam nitrat, garam sulfat juga di gunakan sebagai bahan baku dalam pembuatan asam klorida, asam nitrat, garam sulfat, detergen, zat pewarna, bom, dan obat-obatan.

sulfat, detergen, zat pewarna, bom, dan obat-obatan. Bahan

Bahan baku baku utama utama pembuatan pembuatan asam asam sulfat sulfat adalah adalah belarang belarang trioksida trioksida (SO(SO33). SO). SO33 sendiri sendiri didi hasilkan dari reaksi antara belerang dioksida dan oksigen.

hasilkan dari reaksi antara belerang dioksida dan oksigen.

Metode pembuatan asam sulfat dengan cara ini di namakan proses kontak yang terdiri atas 3 Metode pembuatan asam sulfat dengan cara ini di namakan proses kontak yang terdiri atas 3 tahap, yaitu pembuatan SO

tahap, yaitu pembuatan SO22, pembuatan SO, pembuatan SO33, dan pembuatan H, dan pembuatan H22SOSO44 (asam (asam sulfat). sulfat). UntukUntuk mempercepat reaksi, di gunakan katalisator vanadium pentaoksida (V

mempercepat reaksi, di gunakan katalisator vanadium pentaoksida (V22OO55).). Tahap 1 : Oksidasi S

Tahap 1 : Oksidasi S S (s) + O

S (s) + O22 (g) (g) ↔↔ SO SO22 (g) (g) ΔHΔH = -297 kJ = -297 kJ Tahap 2 : ok

Tahap 2 : oksidasi SOsidasi SO22 2SO

2SO22 (g) + O (g) + O22 (g) (g) ↔↔ 2SO 2SO33 (g) ΔH(g) ΔH = -190 kJ = -190 kJ Untuk memperoleh keuntungan optimal, SO

Untuk memperoleh keuntungan optimal, SO33 yang di hasilkan harus optimal juga sehingga perlu yang di hasilkan harus optimal juga sehingga perlu di cari kondisi yang optimum agar reaksi berlangsung ke kanan. Bagaimana caranya ? setelah di cari kondisi yang optimum agar reaksi berlangsung ke kanan. Bagaimana caranya ? setelah mencapai kesetimbangan, tekanan di perbesar dan suhu reaksi di turunkan.

mencapai kesetimbangan, tekanan di perbesar dan suhu reaksi di turunkan. Tahap 3 : pembentukan H

Tahap 3 : pembentukan H22SOSO44

Pada tahap terakhir ini, belerang trioksida di reaksikan dengan asam sulfat pekat Pada tahap terakhir ini, belerang trioksida di reaksikan dengan asam sulfat pekat

(4)

Cancel Anytime.

(5)

Asam sulfat di peroleh kembali dengan cara

Asam sulfat di peroleh kembali dengan cara mereaksimereaksikan asam pirosulfat dengan akan asam pirosulfat dengan a ir. Kadar asamir. Kadar asam sulfat yang di hasilkan sekitar 98%.

sulfat yang di hasilkan sekitar 98%. H

H22SS22OO77 (l) + H (l) + H22O (l)O (l) ↔↔ 2H 2H22SOSO44 (aq) (aq)

2.

2. Industry asam nitratIndustry asam nitrat Asam

Asam nitrat nitrat di di gunakan gunakan dalam dalam pembuatan pembuatan pupuk pupuk amonium amonium nitrat, nitrat, bahanbahan peledak seperti nitrogliserin dantrini

peledak seperti nitrogliserin dantrinitrotoluene (TNT), Industri trotoluene (TNT), Industri zat zat warna, warna, dan metalurgi. dan metalurgi. AsamAsam Nitrat dapat di buat dengan cara mereaksikan NO2 dan air.

Nitrat dapat di buat dengan cara mereaksikan NO2 dan air.

Metode yang biasa di gunakan adalah proses Ostwald yang terdiri atas tiga tahap reaksi. Metode yang biasa di gunakan adalah proses Ostwald yang terdiri atas tiga tahap reaksi. Tahap-tahap reaksi ersebut merupakan reaksi kesetimbangan.

tahap reaksi ersebut merupakan reaksi kesetimbangan. Tahap 1: oksidasi ammonia

Tahap 1: oksidasi ammonia

Biasanya, proses pembuatan asam nitrat satu paket dengan pembuatan ammonia karena sebagian Biasanya, proses pembuatan asam nitrat satu paket dengan pembuatan ammonia karena sebagian ammonia yang di hasilkan di oksidasi untuk menghasilkan gas nitrogen monoksida. Pada reaski ammonia yang di hasilkan di oksidasi untuk menghasilkan gas nitrogen monoksida. Pada reaski ini, suhu reaksi sekitar 900oC dan di gunakan katalis platina dan rhenium.

ini, suhu reaksi sekitar 900oC dan di gunakan katalis platina dan rhenium. 4NH

4NH33(g) + 5O(g) + 5O22 (g) (g) ↔↔ 4NO (g) + 6H 4NO (g) + 6H22O (l) ΔHO (l) ΔH = -907 kJ = -907 kJ

Untuk menghasilkan hasil optimum, suhu reaksi di turunkan dan tekanan di perbesar. Untuk menghasilkan hasil optimum, suhu reaksi di turunkan dan tekanan di perbesar. Tahap 2: oksidasi gas NO

Tahap 2: oksidasi gas NO

Gas NO yang terbentuk selanjutnya di campukan dengan udara agar dapat bereaksi dengan Gas NO yang terbentuk selanjutnya di campukan dengan udara agar dapat bereaksi dengan oksigen.

oksigen. 2NO (g) + O

2NO (g) + O22 (g) (g) ↔↔ 2NO 2NO22 (g) ΔH(g) ΔH = -114 kJ = -114 kJ

Untuk menghasilkan gas NO optimum, duhu reaksi di tutunkan dan tekanan di perbesar. Untuk menghasilkan gas NO optimum, duhu reaksi di tutunkan dan tekanan di perbesar.

(6)

Cancel Anytime.

(7)

3.

3. Industri pembuatan AmmoniakIndustri pembuatan Ammoniak

Nitrogen sangat di per

Nitrogen sangat di perlukan untuk lukan untuk kelangsungan hidup kelangsungan hidup makhluk hidup. makhluk hidup. Sebelum perang dunia Sebelum perang dunia 1,1, dunia kekurangan senyawa nitrogen. Setelah itu, sumber nitrogen dapat di produksi secara dunia kekurangan senyawa nitrogen. Setelah itu, sumber nitrogen dapat di produksi secara besar- besaran

besaran melalui sinmelalui sintesis tesis amonia. Fritz amonia. Fritz haber merupakan haber merupakan ilmuwan ilmuwan yang yang paling paling berjasa berjasa dalamdalam industry

industry ammonia ammonia tersebut. tersebut. Dia Dia menerapkan menerapkan azas azas Le Le Chatelier Chatelier untuk untuk merancang merancang IndustriIndustri ammonia yang di kenal dengan proses Haber. Ammonia di buat dengan cara mereaksikan ammonia yang di kenal dengan proses Haber. Ammonia di buat dengan cara mereaksikan nitrogen dan oksigen. Reaksi tersebut menerapkan prinsip kesetimbangan.

nitrogen dan oksigen. Reaksi tersebut menerapkan prinsip kesetimbangan.

Pada proses haber, bahan bakunya berasal dari gas alam, air, dan udara. Gas hirogen di peroleh Pada proses haber, bahan bakunya berasal dari gas alam, air, dan udara. Gas hirogen di peroleh dari reaksi gas alam (mengandung metana) dengan uap air, sedangkan gas nitrogen di peroleh dari reaksi gas alam (mengandung metana) dengan uap air, sedangkan gas nitrogen di peroleh dari udara.

dari udara. CH

CH44 + H + H22OO ↔↔ CO + 3H CO + 3H22

Gas CO yang terbentuk di reaksikan lagi dengan uap air sehingga menghasilkan gas H

Gas CO yang terbentuk di reaksikan lagi dengan uap air sehingga menghasilkan gas H22 dan gas dan gas CO

CO22.. CO + H

CO + H22OO ↔↔ CO CO22+ H+ H22

Gas H2 di gunakan untuk membuat ammonia, sedangkan gas Co

Gas H2 di gunakan untuk membuat ammonia, sedangkan gas Co22 yang di hasilkan di gunakan yang di hasilkan di gunakan untuk memproduksi urea CO(NH

untuk memproduksi urea CO(NH22))22. Reaksi nitrogen dan hydrogen di lakukan pada suhu 450oC. Reaksi nitrogen dan hydrogen di lakukan pada suhu 450oC di bantu olehkatalis (besi oksida) dengan reaksi kesetimbangan sebagai berikut.

di bantu olehkatalis (besi oksida) dengan reaksi kesetimbangan sebagai berikut. N

N22 (g) + 3H (g) + 3H22 (g) (g) ↔↔ 2NH 2NH33 ΔHΔH = -92 kJ = -92 kJ

Agar hasil produksi optimal, reaksi harus bergeser ke kanan. Oleh karena itu, tekanan yang di Agar hasil produksi optimal, reaksi harus bergeser ke kanan. Oleh karena itu, tekanan yang di

(8)

Cancel Anytime.

(9)

terbentuk sehingga konsentrasi NH

terbentuk sehingga konsentrasi NH33 berkurang. Pengurangan konsentrasi NH berkurang. Pengurangan konsentrasi NH33 akan menggeser akan menggeser kesetimbangan ke arah kanan. Selin itu, untuk menghasilkan produk yang lebih optimal, pada kesetimbangan ke arah kanan. Selin itu, untuk menghasilkan produk yang lebih optimal, pada proses pembuatan a

proses pembuatan a mmonia di tmmonia di tambahkan katalis. Kataambahkan katalis. Katalis tersebut berfungsi untuk lis tersebut berfungsi untuk mempercepatmempercepat terjadinya reaksi atau memepercepat laju reaksi. Katalis yang biasa di gunakan adalah Fe dengan terjadinya reaksi atau memepercepat laju reaksi. Katalis yang biasa di gunakan adalah Fe dengan campuran Al

campuran Al22OO33 dan KOH. dan KOH.

Di dunia, 50% ammonia yang di produksi di gunakan untuk pupuk. Sisanya di gunakan untuk Di dunia, 50% ammonia yang di produksi di gunakan untuk pupuk. Sisanya di gunakan untuk meperoduksi

meperoduksi granul granul garam garam NHNH44 NO NO33, (NH, (NH44)2SO)2SO44, , dan dan (NH(NH44))33POPO44, , asam asam nitrit, nitrit, dan dan senyawasenyawa nitrogen lainnya.

nitrogen lainnya.

4.

4. Industri pembuatan UreaIndustri pembuatan Urea

Urea adalah pupuk buatan hasil persenyawaan amoniak (NH

Urea adalah pupuk buatan hasil persenyawaan amoniak (NH33) dengan karbondioksida (CO) dengan karbondioksida (CO22) dan) dan bahan dasarnya biasanya

bahan dasarnya biasanya dari dari gas alam. Kandungan gas alam. Kandungan Nitrogen total berkisar antara Nitrogen total berkisar antara 45-46%. 45-46%. UreaUrea mempunyai sifat higroskopis dan pada kelembaban udara 73% urea akan menarik uap air dari mempunyai sifat higroskopis dan pada kelembaban udara 73% urea akan menarik uap air dari udara. Keuntungan menggunakan pupuk urea adalah mudah diserap oleh tanaman. Selain itu, udara. Keuntungan menggunakan pupuk urea adalah mudah diserap oleh tanaman. Selain itu, kandungan nitrogen yang tinggi pada urea sangat dibutuhkan pada pertumbuhan awal tanaman. kandungan nitrogen yang tinggi pada urea sangat dibutuhkan pada pertumbuhan awal tanaman. Bahan baku dalam pembuatan urea adalah gas CO

Bahan baku dalam pembuatan urea adalah gas CO22 dan NH dan NH33 cair yang dipasok dari pabrik cair yang dipasok dari pabrik amoniak. Proses pembuatan urea dibagi menjadi 6 unit. Unit-unit proses tersebut adalah sintesa amoniak. Proses pembuatan urea dibagi menjadi 6 unit. Unit-unit proses tersebut adalah sintesa unit, purifikasi unit, kristalizer unit, prilling unit, recovery unit, dan terakhir proses condesat unit, purifikasi unit, kristalizer unit, prilling unit, recovery unit, dan terakhir proses condesat treatment unit.

treatment unit. Sintesa Unit Sintesa Unit

Unit ini merupakan bagian terpenting dari pabrik urea untuk mensintesa dengan mereaksikan Unit ini merupakan bagian terpenting dari pabrik urea untuk mensintesa dengan mereaksikan NH3

NH3 cair dcair dan an gas gas COCO22 di dalam urea reactor dan ke dalam reaktor ini dimasukkan juga larutan di dalam urea reactor dan ke dalam reaktor ini dimasukkan juga larutan recycle carbonat yang berasal dari bagian recovery. Tekanan operasi proses sintesa adalah 175 recycle carbonat yang berasal dari bagian recovery. Tekanan operasi proses sintesa adalah 175 kg/cm2. Hasil sintesa urea dikirim ke bagian purifikasi untuk dipisahkan ammonium karbamat kg/cm2. Hasil sintesa urea dikirim ke bagian purifikasi untuk dipisahkan ammonium karbamat dan kelebihan amonianya sete

dan kelebihan amonianya setelah dilakukan stripping oleh COlah dilakukan stripping oleh CO22.. Purifikasi Unit

Purifikasi Unit

Ammonium karbamat yang tidak terkonversi dan kelebihan amoniak di unit sintesa diuraikan Ammonium karbamat yang tidak terkonversi dan kelebihan amoniak di unit sintesa diuraikan

(10)

Cancel Anytime.

(11)

Kristallis

Kristalliser Uer Unitnit

Larutan urea dari unit purifikasi dikristalkan di bagian ini secara vakum kemudian kristal urea Larutan urea dari unit purifikasi dikristalkan di bagian ini secara vakum kemudian kristal urea dipisahkan di pemutar sentrifugal. Panas yang diperlukan untuk menguapkan air diambil dari dipisahkan di pemutar sentrifugal. Panas yang diperlukan untuk menguapkan air diambil dari panas sensibel

panas sensibel larutan urea larutan urea maupun panas maupun panas kristalisasi urea dan kristalisasi urea dan panas panas yang diambyang diamb il dari sirkulasiil dari sirkulasi urea slurry ke HP absorber dari recovery.

urea slurry ke HP absorber dari recovery. Rilling Unit

Rilling Unit

Kristal urea kluaran pemutar sentrifugal dikeringkan sampai menjadi 99,8% dari berat dengan Kristal urea kluaran pemutar sentrifugal dikeringkan sampai menjadi 99,8% dari berat dengan udara panas kemudian dikirmkan ke bagian atas prilling tower untuk dilelelehkan dan udara panas kemudian dikirmkan ke bagian atas prilling tower untuk dilelelehkan dan didistribusikan merata ke distributor, dan dari distributor dijatuhkan ke bawah sambil didistribusikan merata ke distributor, dan dari distributor dijatuhkan ke bawah sambil didinginkan oleh udara dari bawah dan menghasilkan produk urea butiran (prill). Produk urea didinginkan oleh udara dari bawah dan menghasilkan produk urea butiran (prill). Produk urea dikirim ke bulk storage dengan belt co

dikirim ke bulk storage dengan belt co nveyor.nveyor. Recovery Unit

Recovery Unit

Gas amoniak dan gas karbon dioksida yang dipisahkan di bagian purifikasi diambil kembali Gas amoniak dan gas karbon dioksida yang dipisahkan di bagian purifikasi diambil kembali dengan 2 langkah absorbsi dengan menggunakan mother liquor sebagai absorben kemudian di dengan 2 langkah absorbsi dengan menggunakan mother liquor sebagai absorben kemudian di recycle kembali ke bagian sintesa.

recycle kembali ke bagian sintesa. Condensat Treatment Unit

Condensat Treatment Unit

Uap air yang menguap dan terpisahkan di bagian kristaliser didinginkan dan dikondensasikan. Uap air yang menguap dan terpisahkan di bagian kristaliser didinginkan dan dikondensasikan. Sejumlah kecil urea, NH

Sejumlah kecil urea, NH33 dan CO dan CO22 kemudian diolah dan dipisahkan di stripper dan hidroliser. kemudian diolah dan dipisahkan di stripper dan hidroliser. Gas CO

Gas CO22 dan gas NH dan gas NH33 dikirim kembali ke bagian purifikasi untuk direcover sedang air dikirim kembali ke bagian purifikasi untuk direcover sedang air kondenatnya di kiirm ke ut

(12)

Cancel Anytime.

(13)

Start Free Trial

Cancel Anytime.

Bahan baku pembuatan urea ada 2 macam yaitu ammonia dan karbon dioksida. Sintesa urea Bahan baku pembuatan urea ada 2 macam yaitu ammonia dan karbon dioksida. Sintesa urea dapat berlangsung dengan bantuan tekanan tinggi. Sintesa ini dilakukan untuk pertama kalinya dapat berlangsung dengan bantuan tekanan tinggi. Sintesa ini dilakukan untuk pertama kalinya oleh BASF pada tahun 1941 dengan bahan baku karbon dioksida (CO

oleh BASF pada tahun 1941 dengan bahan baku karbon dioksida (CO22) dan amoniak (NH) dan amoniak (NH33).). Sintesa urea berlangsung dalam 2 bagian. Selama bagian reaksi pertama berlangsung dari Sintesa urea berlangsung dalam 2 bagian. Selama bagian reaksi pertama berlangsung dari amoniak dan karbon dioksida aka

amoniak dan karbon dioksida akan terbentuk amonium karbamat. Reaksi ini bersifat eksoterm.n terbentuk amonium karbamat. Reaksi ini bersifat eksoterm. 2NH

2NH33(g) + CO(g) + CO22(g)(g)  NHNH22COONHCOONH44(s)(s)

Pada bagian kedua dari amonium karbamat terbentuk urea dan air. Reaksi ini bersifat endoterm. Pada bagian kedua dari amonium karbamat terbentuk urea dan air. Reaksi ini bersifat endoterm. NH

NH22COONHCOONH44(s)(s)  NHNH22CONHCONH22(aq) + H(aq) + H22O(l)O(l)

Sintesa dapat ditulis menurut persamaan reaksi sebagai berikut : Sintesa dapat ditulis menurut persamaan reaksi sebagai berikut : 2NH

2NH33(g) + CO(g) + CO22(g)(g)  NH2NH2CONHCONH22(aq) + H(aq) + H22O O (l)(l)

Kedua b

Kedua bagian reagian reaksi beaksi berlangsrlangsung dalam fung dalam fase caiase cair pada interr pada interval val temperatemperatur multur mulai 170-190 ai 170-190 dandan pada

pada tekanan tekanan 130-200 130-200 bar. bar. Reaksi Reaksi keseluruhan keseluruhan adalah adalah eksoterm. eksoterm. panas panas reaksi reaksi diambil diambil dalamdalam sistem dengan jalan pembuatan uap air. Bagian reaksi kedua merupakan langkah yang sistem dengan jalan pembuatan uap air. Bagian reaksi kedua merupakan langkah yang menentukan kecepatan reaksi dikarenakan reaksi ini berlangsung lebih lambat daripada reaksi menentukan kecepatan reaksi dikarenakan reaksi ini berlangsung lebih lambat daripada reaksi bagian pertama.

bagian pertama.

5.

(14)

(15)

Cancel Anytime.

Produksi Gas Sintesis (Reforming) Produksi Gas Sintesis (Reforming) Pada

Pada seksi seksi Reforming, Reforming, gas agas a lam yang lam yang telah telah dihilangkan kandungadihilangkan kandungan sulfurnya n sulfurnya diubahdiubah menjadi Reforming Gas melalui reaksi antara steam (H

menjadi Reforming Gas melalui reaksi antara steam (H22O) dengan gas alam terutama methaneO) dengan gas alam terutama methane (CH

(CH44) menjadi Hidrogen (H) menjadi Hidrogen (H22) dan Karbon monoksida (CO).) dan Karbon monoksida (CO). Beberapa

Beberapa hal hal yang yang perlu perlu diperhatikan diperhatikan dalam dalam reaksi reaksi steam steam reforming reforming adalah adalah :: 1. Temperature

1. Temperature

Karena reaksi bersifat Endotermis , maka reaksi lebih baik berlangsung pada suhu tinggi, suhu Karena reaksi bersifat Endotermis , maka reaksi lebih baik berlangsung pada suhu tinggi, suhu outlet Primary Reformer sekitar 794oC. Suhu Outlet Secondary Reformer sekitar 966oC. Pada outlet Primary Reformer sekitar 794oC. Suhu Outlet Secondary Reformer sekitar 966oC. Pada pengoperasian

pengoperasian Reformer, Reformer, suhu suhu merupakan merupakan variabel variabel yang yang sering sering diatur diatur untuk untuk mendapatkanmendapatkan kondisi proses yang optimal dengan cara menambah pembakaran dari Burner.

kondisi proses yang optimal dengan cara menambah pembakaran dari Burner. 2. Tekanan

2. Tekanan

Jumlah koefisien produk lebih besar dibanding jumlah koefisien rektan sehingga secara teoritis Jumlah koefisien produk lebih besar dibanding jumlah koefisien rektan sehingga secara teoritis konversi reaksi akan lebih tinggi bila dilangsungkan pada tekanan rendah, tapi secara konversi reaksi akan lebih tinggi bila dilangsungkan pada tekanan rendah, tapi secara keseluruhan lebih menguntungkan bila proses dilakukan di tekanan tinggi.

keseluruhan lebih menguntungkan bila proses dilakukan di tekanan tinggi. 3. Rasio steam / Carbon (S/C).

3. Rasio steam / Carbon (S/C). Reaksi steam ref

Reaksi steam reforming pada pabrik Amoniak berlangsung orming pada pabrik Amoniak berlangsung di Primdi Primary Rary Reformer eformer dan Secondarydan Secondary Reformer. P

Reformer. PadaPrimary Reformer adaPrimary Reformer panas reaksi panas reaksi diperoleh dari diperoleh dari Burner, uBurner, untuk ntuk memperolehmemperoleh distribusi suhu yang merata dan perpindahan panas yang besar, maka reaksi dilangsungkan distribusi suhu yang merata dan perpindahan panas yang besar, maka reaksi dilangsungkan dalam t

dalam tube ube yang yang berisi katalis berisi katalis Ni. PNi. Pada ada Secondary Secondary Reformer Reformer dimasukkan udara dimasukkan udara untukuntuk mendapatkan bahan baku N

mendapatkan bahan baku N22 dan padan panas reaksinya nas reaksinya diambilkan dardiambilkan dari panas i panas pembakaran gaspembakaran gas H

(16)

(17)

Cancel Anytime.

Primary Reformer (H-0201) terdiri dari Radiant Section dan Convection Section. Proses terjadi Primary Reformer (H-0201) terdiri dari Radiant Section dan Convection Section. Proses terjadi di tube katalis yang berada di sisi radian. Sedangkan di sisi konveksi terdapat coil-coil pemindah di tube katalis yang berada di sisi radian. Sedangkan di sisi konveksi terdapat coil-coil pemindah panas

panas yang yang digunakan digunakan untuk pre-heating dan steam untuk pre-heating dan steam generationdengan generationdengan memanfaatkan memanfaatkan panas panas flueflue gas

gas dari dari Radiant Radiant Section,sehingga Section,sehingga akan akan dicapai dicapai efisiensi paefisiensi panas nas yang yang maksimum. maksimum. RadiantRadiant Section terdiri dari tube katalis Primary Reformer berjumlah 240 buah yang terbagi dalam dua Section terdiri dari tube katalis Primary Reformer berjumlah 240 buah yang terbagi dalam dua Furnace, tube-tube memanjang ke bawah dengan membentuk formasi single row.Setiap Furnace Furnace, tube-tube memanjang ke bawah dengan membentuk formasi single row.Setiap Furnace terdapat dua sisi Burner dengan masing-masing sisi terdiri dari tujuh row/tingkat, setiap row terdapat dua sisi Burner dengan masing-masing sisi terdiri dari tujuh row/tingkat, setiap row terdiri dari 25 Burner.Tekanan di dalam Furnace dijaga lebih rendah dari 1 atm dengan terdiri dari 25 Burner.Tekanan di dalam Furnace dijaga lebih rendah dari 1 atm dengan menempatkan dua IDFAN (K-0201 AB) di bagian atas dari Convection Section agar udara bebas menempatkan dua IDFAN (K-0201 AB) di bagian atas dari Convection Section agar udara bebas dapat mengalir melalui kisi-kisi (distributor) masing-masing Burner yang selanjutnya digunakan dapat mengalir melalui kisi-kisi (distributor) masing-masing Burner yang selanjutnya digunakan sebagai pembakaran di Burner, sehingga flue gas dari masing-masing Burner mengalir ke atas sebagai pembakaran di Burner, sehingga flue gas dari masing-masing Burner mengalir ke atas memanasi

memanasi tube-tube tube-tube katalis. katalis. Selanjutnya, Selanjutnya, melalui melalui Convection Convection Section Section panas panas yang yang tersisatersisa dimanfaatkan oleh coil-coil pre-heater, sehingga flue gas yang keluar dari Convection section ke dimanfaatkan oleh coil-coil pre-heater, sehingga flue gas yang keluar dari Convection section ke atmosfer menjadi 193oC.

atmosfer menjadi 193oC.

Adapun reaksi-reaksi yang terjadi di Primary Reformer : Adapun reaksi-reaksi yang terjadi di Primary Reformer : CH

CH44 + + HH22OO ↔↔ CO CO + + 3H3H22 (Endotermis)(Endotermis) CO

CO + + HH22OO ↔↔ CO2CO2 + + HH22 (Eksotermis)(Eksotermis) Sedangkan reaksi yang harus dihindari, yaitu reaksi deposit karbon Sedangkan reaksi yang harus dihindari, yaitu reaksi deposit karbon 2 CO 2 CO ↔↔ C C + + OO22 CO CO + + H2H2 ↔↔ C C + + HH22OO B. Secondary Reformer B. Secondary Reformer

(18)

(19)

Cancel Anytime.

berasal

berasal dari dari Primary Primary Reformer. Reformer. Oksigen Oksigen akan akan bereaksi bereaksi secara secara spontan spontan dengan dengan hidrogen. hidrogen. GasGas N2 lalu

N2 lalu diperoleh diperoleh sebagai sebagai salah salah satu satu bahan bahan baku baku di di amoniak coamoniak converter karena nverter karena tidak tidak bereaksibereaksi dengan H2.

dengan H2.

Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut : Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut : 2H

2H22 + O + O22 →→ 2H2H22O O (Eksotermis)(Eksotermis) CH

CH44 + 2O + 2O22 →→ COCO22 + H + H22O O (Eksotermis)(Eksotermis) 2CO + O

2CO + O22 →→ 2CO2CO22 (Eksotermis)(Eksotermis) b. Bagian Bawah

b. Bagian Bawah

Reaksi yang terjadi hampir sama dengan yang terjadi di Primary Reformer, yang membedakan Reaksi yang terjadi hampir sama dengan yang terjadi di Primary Reformer, yang membedakan adalah panas yang digunakan untuk bereaksi diperoleh dari

adalah panas yang digunakan untuk bereaksi diperoleh dari panas reaksi panas reaksi di bagian atas. Reaksi di bagian atas. Reaksi :: CH

CH44 + H + H22O → CO + 3HO → CO + 3H22 (Endotermis) (Endotermis)

Vessel ini dilapisi dengan refractorylined dan jacket water (hanya bersifat emergency) yang Vessel ini dilapisi dengan refractorylined dan jacket water (hanya bersifat emergency) yang berguna

berguna untuk untuk mengisolasi mengisolasi panas panas yang yang dihasilkan dihasilkan dari dari reaksi.Gas reaksi.Gas keluar keluar dari Secondarydari Secondary Reformer

Reformer pada supada suhu sekitar 96hu sekitar 966oC 6oC dengan maksimal 1010odengan maksimal 1010oC untuk C untuk menghindari adanyamenghindari adanya deaktivasi katalis karena sintering atau peleburan penyangga katalis akibat panas yang deaktivasi katalis karena sintering atau peleburan penyangga katalis akibat panas yang berlebihan.

berlebihan. Pada saluran

Pada saluran udara udara masuk di masuk di bagian atas bagian atas Secondary Reformerdilengkapi dSecondary Reformerdilengkapi d istributor agaristributor agar pencampuran

pencampuran udara udara dengan dengan gas gas dari Primary dari Primary Reformer dapat Reformer dapat terjadi terjadi sebaik sebaik mungkin mungkin untukuntuk menghindarkan terjadinya panas yang berlebihan di titik-titik tertentu di dalam reaktor. Dengan menghindarkan terjadinya panas yang berlebihan di titik-titik tertentu di dalam reaktor. Dengan demikian diharapkan O

demikian diharapkan O22 habis bereaksi dengan gas keluaran Primary Reformeragar tidak kontak habis bereaksi dengan gas keluaran Primary Reformeragar tidak kontak dengan katalis yang dalam kondisi tereduksi. Apabila terjadi kontak tersebut, katalis akan dengan katalis yang dalam kondisi tereduksi. Apabila terjadi kontak tersebut, katalis akan teroksidasi dan membebaskan panas yang cukup besar hingga mencapai titik lebur katalis . teroksidasi dan membebaskan panas yang cukup besar hingga mencapai titik lebur katalis .

(20)

(21)

Cancel Anytime.

KALSINASI KALSINASI

Kata kalsinasi berasal dari bahasa Latin yaitu calcinare yang artinya membakar kapur. Proses Kata kalsinasi berasal dari bahasa Latin yaitu calcinare yang artinya membakar kapur. Proses Kalsinasi yang paling umum adalah diaplikasikan untuk dekomposisi kalsium karbonat (batu Kalsinasi yang paling umum adalah diaplikasikan untuk dekomposisi kalsium karbonat (batu kapur, CaCO

kapur, CaCO33) menjadi kalsium oksida (kapur bakar, CaO) dan gas karbon dioksida atau CO) menjadi kalsium oksida (kapur bakar, CaO) dan gas karbon dioksida atau CO22.. Produk dari kalsinasi biasanya disebut sebagai

Produk dari kalsinasi biasanya disebut sebagai “kalsin,““kalsin,“ yaitu mineral yang telah mengalami yaitu mineral yang telah mengalami proses pemanasan.

proses pemanasan.

Proses Kalsinasi dilakukan dalam sebuah tungku atau reaktor yang disebut dengan kiln atau Proses Kalsinasi dilakukan dalam sebuah tungku atau reaktor yang disebut dengan kiln atau calciners dengan berragam desain, seperti tungku poros, rotary kiln, tungku perapian ganda, dan calciners dengan berragam desain, seperti tungku poros, rotary kiln, tungku perapian ganda, dan reaktor fluidized bed.

reaktor fluidized bed.

Secara umum, pembuatan kapur tohor meliputi : Secara umum, pembuatan kapur tohor meliputi :

 Kalsinasi pada suhu 900oC - 1000oC, sehingga batu gamping terurai menjadi CaO danKalsinasi pada suhu 900oC - 1000oC, sehingga batu gamping terurai menjadi CaO dan CO

CO22

 COCO22 ditangkap, dibersihkan dan dimasukkan ke dalam tangki ditangkap, dibersihkan dan dimasukkan ke dalam tangki  Kalsinasi dapat membentuk kapur tohoKalsinasi dapat membentuk kapur tohor (CO) dan padam (CaOHr (CO) dan padam (CaOH22))

 Pembakaran batu gamping pada suhu sekitar 900oC akan diperoleh CaO melalui reaksiPembakaran batu gamping pada suhu sekitar 900oC akan diperoleh CaO melalui reaksi CaCO

CaCO33 •• CaO + CaO + COCO22 Pada reaksi ini terjadi penyerapan panas karena untuk mengurai 1 Pada reaksi ini terjadi penyerapan panas karena untuk mengurai 1

gram molekul CaCO

gram molekul CaCO33 (100 gram) perlu panas 42,5 kkal. (100 gram) perlu panas 42,5 kkal. Pembakaran batu dolomit (MgCO

Pembakaran batu dolomit (MgCO33) pada suhu 800 oC akan terjadi penguraian, seperti reaksi) pada suhu 800 oC akan terjadi penguraian, seperti reaksi berikut

berikut : : MgCOMgCO33  MgO + MgO + COCO22; MgO disebut juga magnesit kostik. Pembakaran batu; MgO disebut juga magnesit kostik. Pembakaran batu gamping dolomitan pada suhu 800-850 oC, hanya MgCO

gamping dolomitan pada suhu 800-850 oC, hanya MgCO33 yang teruraiyang terurai, tetapi , tetapi CaCOCaCO33 belum belum terurai.

terurai.

Jadi yang dihasilkan adalah MgO.CaCO

(22)

(23)

Cancel Anytime.

Contoh Aplikasi dari Proses Kalsinasi Antaranya adalah: Contoh Aplikasi dari Proses Kalsinasi Antaranya adalah:

1.

1. Dekomposisi mineral karbonat seperti pada kalsinasi calcium karbonat (limestone)Dekomposisi mineral karbonat seperti pada kalsinasi calcium karbonat (limestone) menjadi calsium oksida dan gas carbon dioksida.

menjadi calsium oksida dan gas carbon dioksida. 2.

2. Dekompisisi mineral hidrat seperti pada kalsinasi bauxsite yang bertujuan untukDekompisisi mineral hidrat seperti pada kalsinasi bauxsite yang bertujuan untuk membuang air Kristal

membuang air Kristal 3.

3. Dekomposisi zat mudah menguap yang terkandung pada petroleum coke.Dekomposisi zat mudah menguap yang terkandung pada petroleum coke.

Operasi Kalsinasi Batu Kapur Operasi Kalsinasi Batu Kapur

Secara skematik shaft funace atau tungku tegak yang umum digunakan untuk proses kalsinasi Secara skematik shaft funace atau tungku tegak yang umum digunakan untuk proses kalsinasi diperlihatkan pada gambar dibawah. Bahan baku yang terdiri dari Batu kapur dan kokas diperlihatkan pada gambar dibawah. Bahan baku yang terdiri dari Batu kapur dan kokas dimasukan dari bagian atas furnace. Sedangkan udara dihembuskan dari bagian bawah. Kapur dimasukan dari bagian atas furnace. Sedangkan udara dihembuskan dari bagian bawah. Kapur bakar hasil kalsinasi di tarik keluar dari bagian bawah.

(24)

Cancel Anytime.

Reaction Zone. Reaction Zone.

Pada daerah ini terjadi reaksi pembakaran kokas dan dekomposisi dari batu kapur. Kapur kabar Pada daerah ini terjadi reaksi pembakaran kokas dan dekomposisi dari batu kapur. Kapur kabar mengalami pemanasan berlebih dan diperkirakan menjacapai temperatur 1000 celcius. Gas yang mengalami pemanasan berlebih dan diperkirakan menjacapai temperatur 1000 celcius. Gas yang meninggalkan daerah reaksi bertemperatur sekitar 900 celcius. Temperatur gas yang keluar ini, meninggalkan daerah reaksi bertemperatur sekitar 900 celcius. Temperatur gas yang keluar ini,

100 celcius lebih tingg dari pada temperatur material yang masuk pada daerah ini. 100 celcius lebih tingg dari pada temperatur material yang masuk pada daerah ini.

Cooling Zone. Cooling Zone.

Pada daerah ini kapur bakar didinginkan dengan udara yang bergerak berlawanan dari bagian Pada daerah ini kapur bakar didinginkan dengan udara yang bergerak berlawanan dari bagian bawah tungku. Pada daerah ini kapur bakar d

bawah tungku. Pada daerah ini kapur bakar didinginkan sampai temperatur sekitar 100 celcius.idinginkan sampai temperatur sekitar 100 celcius. Agar terjadi pembakaran sempurna dari kokas, maka udara yang dihembuskan mencapai 25 Agar terjadi pembakaran sempurna dari kokas, maka udara yang dihembuskan mencapai 25 persen berlebih dari yang diperlukan.

persen berlebih dari yang diperlukan.

Reaksi Kalsinasi Batu Kapur Reaksi Kalsinasi Batu Kapur

Selama proses kalsinasi, Batu kapur, CaCO

Selama proses kalsinasi, Batu kapur, CaCO33 akan terurai menjadi kapur bakar dengan rumus akan terurai menjadi kapur bakar dengan rumus kimia CaO (kalsium oksida) dan gas karbon dioksida, CO

(25)

Cancel Anytime.

Dari penggunaan bioetanol selama ini yang paling penting adalah sebagai bahan bakar untuk Dari penggunaan bioetanol selama ini yang paling penting adalah sebagai bahan bakar untuk mobil, tetapi dengan peningkatan dalam pembuatan etena. Penggunaan utama etanol yang mobil, tetapi dengan peningkatan dalam pembuatan etena. Penggunaan utama etanol yang dihasilkan dari etena adalah sebagai bahan kimia dasar untuk pembuatan antara lain: eter glikol, dihasilkan dari etena adalah sebagai bahan kimia dasar untuk pembuatan antara lain: eter glikol, ethanolamines / E

ethanolamines / Ethylamines, etil thylamines, etil propenoate, selain itu propenoate, selain itu juga digunakan sjuga digunakan sebagai pelarut dalamebagai pelarut dalam pembuatan ko

pembuatan kosmetik, farmasi, detsmetik, farmasi, det erjen, tinta erjen, tinta dan codan coating. Baruating. Baru-baru ini, -baru ini, bioetanol tbioetanol telah menjadielah menjadi sumber penting bagi etena yang digunakan untuk membuat banyak polimer.

sumber penting bagi etena yang digunakan untuk membuat banyak polimer. Etanol d

Etanol diproduksi dengaiproduksi dengan n mereaksikan etena mereaksikan etena dengan udengan uap. ap. Reaksi ini Reaksi ini reversibel, reversibel, dandan pembentukan etanol adalah eksotermik.

pembentukan etanol adalah eksotermik.

Hanya 5% dari etena

Hanya 5% dari etena yang diubah menjadi etanoyang diubah menjadi etanol pada setiap pass melalui reaktol pada setiap pass melalui reaktor. r. DenganDengan menghapus etanol dari campuran kesetimbangan dan daur ulang etena, adalah mungkin untuk menghapus etanol dari campuran kesetimbangan dan daur ulang etena, adalah mungkin untuk mencapai konversi 95% secara keseluruhan.

mencapai konversi 95% secara keseluruhan. Skema aliran untuk reaksi terlihat seperti ini: Skema aliran untuk reaksi terlihat seperti ini:

(26)

Cancel Anytime.

Alasan untuk k

Alasan untuk keanehan ini terletak eanehan ini terletak pada sifat katalis. pada sifat katalis. Katalis adalah fosfor (V) Katalis adalah fosfor (V) asamasam dilapisi ke dukungan silikon dioksida padat. Jika Anda menggunakan uap terlalu banyak, dilapisi ke dukungan silikon dioksida padat. Jika Anda menggunakan uap terlalu banyak, itu mencairkan katalis dan bahkan dapat mencucinya dukungan, sehingga tidak berguna. itu mencairkan katalis dan bahkan dapat mencucinya dukungan, sehingga tidak berguna. Suhu

Suhu

Tingkat pertimbangan. Tingkat pertimbangan.

Anda perlu menggeser posisi kesetimbangan sejauh mungkin ke kanan untuk Anda perlu menggeser posisi kesetimbangan sejauh mungkin ke kanan untuk menghasilkan jumlah maksimum yang mungkin dari etanol dalam campuran menghasilkan jumlah maksimum yang mungkin dari etanol dalam campuran kesetimbangan.

kesetimbangan.

Reaksi maju (produksi etanol) adalah eksotermik. Reaksi maju (produksi etanol) adalah eksotermik.

Menurut Prinsip Le Chatelier, hal ini akan disukai jika Anda menurunkan suhu.Sistem Menurut Prinsip Le Chatelier, hal ini akan disukai jika Anda menurunkan suhu.Sistem akan merespon dengan memindahkan posisi kesetimbangan untuk melawan ini - dengan akan merespon dengan memindahkan posisi kesetimbangan untuk melawan ini - dengan

kata lain dengan memproduksi panas lebih banyak.

Untuk mendapatkan etanol sebanyak mungkin dalam campuran kesetimbangan, Anda Untuk mendapatkan etanol sebanyak mungkin dalam campuran kesetimbangan, Anda perlu

(27)

Cancel Anytime.

Perhatikan bahwa ada 2 molekul di sisi kiri dari persamaan, tetapi hanya 1 di sebelah Perhatikan bahwa ada 2 molekul di sisi kiri dari persamaan, tetapi hanya 1 di sebelah kanan.

kanan.

Menurut Prinsip Le Chatelier, jika Anda meningkatkan tekanan sistem akan merespon Menurut Prinsip Le Chatelier, jika Anda meningkatkan tekanan sistem akan merespon dengan mendukung reaks

dengan mendukung reaksi yang menghasi yang menghasilkan molekul yang ilkan molekul yang lebih sedikit. lebih sedikit. Yang akanYang akan

menyebabkan tekanan untuk jatuh lagi.

Untuk mendapatkan etanol sebanyak mungkin dalam campuran kesetimbangan, Anda Untuk mendapatkan etanol sebanyak mungkin dalam campuran kesetimbangan, Anda perlu

perlu setinggi setinggi tekanan tekanan mungkin. Tekanan mungkin. Tekanan tinggi tinggi juga juga meningkatkan meningkatkan laju laju reaksi. Namun,reaksi. Namun, tekanan yang digunakan adalah tidak semua tinggi itu. tekanan yang digunakan adalah tidak semua tinggi itu. Masalah dengan tekanan tinggi .

Masalah dengan tekanan tinggi . Ada dua masalah cukup t

Ada dua masalah cukup terpisah dalam kasus ini:erpisah dalam kasus ini:

Tekanan tinggi yang mahal. Biayanya lebih untuk membangun pabrik asli karena Anda Tekanan tinggi yang mahal. Biayanya lebih untuk membangun pabrik asli karena Anda perlu

perlu pipa pipa sangat sangat kuat kuat dan dan pembuluh pembuluh penahanan. Hapenahanan. Hal l ini ini juga juga membutuhkan membutuhkan banyakbanyak energi untuk menghasilkan tekanan tinggi. Yang dapat membuat etanol tidak ekonomis energi untuk menghasilkan tekanan tinggi. Yang dapat membuat etanol tidak ekonomis untuk diproduksi.

untuk diproduksi.

Pada tekanan tinggi, etena polyerises untuk membuat poli (etena).Selain menyita etena, Pada tekanan tinggi, etena polyerises untuk membuat poli (etena).Selain menyita etena,