BAB I

BAB I

PROSES INDUSTRI KLORINE

1.1. Pendahuluan

Industri klorin, sering disebut "Chlor-Alkali Industri",biasanya hanya memproduksi dua produk utama yakni klorin dan soda kaustik. Zat kimia ini sangat penting untuk zat kimia lain dan kegiatan industri lainnya.Industri kimia bergantung pada tingkat utama penyusunan gas dari satu atau lebih unsur karbon, nitrogen, hidrogen, dan oksigen.Klorin adalah zat penting bagi industri kimia dalam cara yang sama seperti garam. Di antara halogen, klorine merupakan kelas yang paling aktif unsur-unsur kimia. Sebagai data statistic, empat puluh juta ton klorin diproduksi di dunia pada tahun 1995, lebih dari 85% dari semua obat-obatan dan lebih dari setengah produk yang dipasarkan oleh kimia.

Soda digunakan sebagai agen alkalinization dan netralisasi oleh banyak sektor industri, termasuk pengolahan makanan, kosmetik, metalurgi, kertas, kimia, detergence, dll Pada tahun 2009, produsen Eropa klorin diproduksi 9,1 juta ton klorin murni. Kapasitas untuk wilayah saat ini lebih dari 12 juta tonLebih dari sepertiga didaur ulang - terutama asam klorida - dan digunakan kembali dalam pabrik produksi. Lima puluh lima persen dari keseluruhan produksi kimia Eropa secara langsung atau tidak langsung tergantung pada klorin.1.2. Klasifikasi ProsesKlasifikasi proses pengolahan klorin berdasarkan metode produksi terbagi atas :

a. Metode produksi membran selb. Metode produksi sel diafragma

c. Metode produksi merkuri sel1.3. Data Kuantitatif

1.3.1. Proses membrane sel, sek diafragma dan merkuri sel1.3.1.1. Bahan Baku

Garam ( NaCl)1.3.1.2. Jumlah yang dibutuhkan

a. Basis :

Garam

:

Air murni

:80 kgAir garam jenuh

:b. Kapasitas industri

250.000 1.500.000 Nm3/hari

1.4. Sifat Fisik dan Kimia

1.4.1. Sifat Fisik dan Kimia Bahan Baku

1.4.1.1. Udara

Komposisi rata-rata udara (fraksi mol) :

N2 : 0.78084

O2 : 0.20946

Ar : 0.00940

CO2 : 0.00030

Tekanan : 1 atm

Suhu : 30 o C

Humidity : 83%1.4.1.2. Garam (NaCl)

Sodium chloride

IUPAC name

HYPERLINK "javascript:toggleNavigationBar(1);" [hide]Sodium chloride

Other names[hide]Common salt, halite, table salt, rock salt, saline, hyposaline, sodium monochloride, sodium chloric, saltex[1]

Identifiers

CAS number7647-14-5

PubChem5234

ChemSpider5044

RTECS numberVZ4725000

Properties

Molecular formulaNa

HYPERLINK "http://en.wikipedia.org/wiki/Chlorine" \o "Chlorine" Cl

Molar mass58.443 g/mol

AppearanceColorless/white crystalline solid

OdorOdorless

Density2.165 g/cm3

Melting point801C, 1074K, 1474F

Boiling point1413C, 1686K, 2575F

Solubility in water35.6 g/100 ml (0 C)35.9 g/100 ml (25 C)39.1 g/100 ml (100 C)

Solubilitysoluble in glycerol, ethylene glycol, formic acidinsoluble in HCl

Solubility in methanol1.49 g/100 ml

Solubility in ammonia21.5 g/L

Acidity (pKa)6.77.3

Refractive index (nD)1.5442 (589 nm)

1.4.1.3. Air (H2O)Water (H2O)

IUPAC name

HYPERLINK "javascript:toggleNavigationBar(1);" [hide]WaterOxidane

Other names[hide]Hydrogen oxideDihydrogen monoxideHydrogen monoxideHydroxylic acidHydrogen hydroxideR-718Oxygen dihydrideOxygen hydrideOxane

Identifiers

CAS number7732-18-5

PubChem962

ChemSpider937

UNII059QF0KO0R

ChEBI15377

RTECS numberZC0110000

Properties

Molecular formulaH2O

Molar mass18.01528(33)g/mol

Appearancewhite solid or almost colorless, transparent, with a slight hint of blue, crystalline solid or liquid [1]

Density1000kg/m3, liquid (4C) (62.4 lb/cu. ft)917kg/m3, solid

Melting point0C, 32F (273.15K)[2]

Boiling point99.98C, 212F (373.13K)[2]

Acidity (pKa)15.74~3536

Basicity (pKb)15.74

Refractive index (nD)1.3330

Viscosity0.001Pas at 20C

1.4.2. Sifat Fisik dan Kimia Produk

1.4.2.1. ClorinKlorin

Identifikasi

Nomor CAS

PubChem65106

SMILESC1CC2=NC1=CC3=CC=C(N3)C=C4C=CC(=N4)C=C5C=CC(=C2)N5

Sifat

Rumus molekulC20H16N4

Massa molar312,36784

Klorin beralih ke sini, untuk senyawa heterolingkar dengan nama yang sama, lihat Informasi umum

Nama, lambang, nomor atomklor, Cl, 17

Deret kimiahalogen

Golongan, periode, blok17,3, p

PenampilanHijau kekuningan

Berat atom standar35,453(2)gmol1

Konfigurasi elektron[Ne] 3s2 3p5

Elektron per kelopak2, 8, 7

Sifat fisika

Fasegas

Massa jenis(0 C, 101.325 kPa)3,2 g/L

Titik lebur171,6K(-101,5C, -150,7F)

Titik didih239,11 K(-34,4 C, -29,27 F)

Titik kritis416,9 K, 7,991 MPa

Kalor peleburan(Cl2) 6,406 kJmol1

Kalor penguapan(Cl2) 20,41 kJmol1

Kapasitas kalor(25 C) (Cl2)33,949 Jmol1K1

Tekanan uap

P/Pa

1

10

100

1 k

10 k

100 k

pada T/K

128

139

153

170

197

239

Sifat atom

Struktur kristalortorombik

Bilangan oksidasi1, 3, 5, 7(oksida asam kuat)

Elektronegativitas3,16 (Skala Pauling)

Energi ionisasi(lebih lanjut)1st: 1251,2 kJmol1

2nd: 2298 kJmol1

3rd: 3822 kJmol1

Jari-jari atom100 pm

Jari-jari atom (perhitungan)79 pm

Jari-jari kovalen99 pm

Jari-jari Van Der Waals175 pm

1.4.2.2. Hidrogen

Rumus molekul : H2 Berat Molekul : 2.016 g/mol

Titik didih : -252.6 C

Titik lebur : -259.2 C

Densitas : 0.08988 g/cm3

Entalpi pembakaran hidrogen adalah -286kJ/mol. Hidrogen terbakar menurut persamaan kimia:

2 H2(g) + O2(g) 2 H2O(l) + 572 kJ (286kJ/mol)1.4.2.3

1.5. Reaksi Kimia yang Terjadi

Adapun reaksi kimia yang dapat terjadi dalam industri Chlorin antara lain :

1.6. Uraian Proses

1.6.1. Proses membran selAnoda dan katoda yang dipisahkan oleh membran ion-exchange Hanya dan sedikit air melewati membran. Air garam adalah de-diklorinasi dan kembali beredarSolid garam biasanya diperlukan untuk kembali jenuh air garam tersebut. Setelah pemurnian dengan presipitasi-filtrasi, air garam ini selanjutnya dimurnikan dengan penukar ion. Solusi kaustik meninggalkan sel dengan konsentrasi sekitar 30% dan, pada tahap berikutnya dalam proses, biasanya terkonsentrasi sampai 50%. Gas klorin mengandung oksigen beberapa dan sering harus dimurnikan oleh pencairan dan penguapan. Konsumsi energi listrik adalah yang terendah dari tiga proses dan jumlah uap yang dibutuhkan untuk konsentrasi kaustik relatif kecil (kurang dari satu ton per ton soda kaustik).Klorin produsen di seluruh Eropa secara progresif menuju metode ini membuat produk mereka sebagai proses sel membran adalah cara yang paling ramah lingkungan klorin manufaktur. Pada tahun 2007, kapasitas sel membran menyumbang 45,6% dari total kapasitas produksi terpasang klorin di Eropa.

1.6.2. Proses sel diafragmaDalam proses sel diafragma daerah anoda dipisahkan dari area katoda oleh diafragma berpori.. air garam ini diperkenalkan ke dalam kompartemen anoda dan mengalir melalui diafragma ke dalam kompartemen katoda. Soda kaustik biasanya harus terkonsentrasi untuk 50% dan garam dihapus. Hal ini dilakukan dengan menggunakan proses menguapkan dengan sekitar tiga ton steam per ton soda kaustik. Garam dipisahkan dari air garam kaustik dapat digunakan untuk jenuh air garam diencerkan. klorin berisi oksigen dan sering kali harus dimurnikan oleh pencairan dan penguapan. Pada tahun 2007, proses diafragma menyumbang 13,6% dari total kapasitas produksi terpasang klorin Eropa.1.6.3. Proses merkuri sel

Dalam proses sel merkuri, natrium membentuk amalgam dengan merkuri pada katodaamalgam bereaksi dengan air di reaktor terpisah disebut dekomposer mana gas hidrogen dan larutan soda kaustik sebesar 50% yang dihasilkan. Seperti air garam biasanya kembali diedarkan, garam padat diperlukan untuk menjaga kejenuhan air garam. air garam adalah pertama de-diklorinasi dan kemudian dimurnikan dengan proses presipitasi-filtrasi. Dari tiga proses, proses merkuri menggunakan listrik yang paling, tetapi uap tidak diperlukan untuk berkonsentrasi solusi kaustikPenggunaan merkuri tuntutan tindakan untuk mencegah pencemaran lingkunganSelain itu, merkuri harus dihilangkan dari gas hidrogen dan larutan soda kaustik. Mercury kerugian telah jauh berkurang selama bertahun-tahunSemakin, produsen klorin bergerak menuju teknologi membran, yang berdampak jauh lebih sedikit terhadap lingkungan. Pada tahun 2007, emisi untuk semua sel merkuri di Eropa Barat mencapai kali rendah semua 0,97 gram per ton kapasitas klorin. Empat puluh dua pabrik klorin merkuri berbasis tetap sukarela dihapus atau diubah ke teknologi non-merkuri pada tahun 2020 dengan biaya lebih dari EUR 3.000 juta. Tanaman ini account untuk merupakan bagian yang tidak pernah mengalami penurunan (37,7% pada tahun 2007) kapasitas klorin Eropa. 1.7. Diagram Alir

Pengolahan elektrolisis air garam untuk menghasilkan soda kaustik, klorin, dan hidrogen disebut proses (chloralkali) elektrolitik. Hal ini lebih diklasifikasikan ke dalam membran, diafragma, dan proses merkuri. Pada Oktober 1999, semua tanaman chloralkali Jepang menggunakan proses membran.

Garam pertama terlarut dalam tangki pelarutan. air garam jenuh diperoleh kemudian dikirim ke tangki pemurnian untuk menghilangkan kotoran, dan dengan menara resin chelate untuk pemurnian sebelum diumpankan ke dalam sel elektrolitik Industri air juga dimurnikan sebelum masuk sel.

Ruang anoda sel elektrolitik diisi dengan air garam, dan ruang katoda dengan air yang murni (encer soda api). Penerapan arus langsung ke sel menghasilkan gas klorin di anoda, dan soda kaustik ditambah hidrogen pada katoda. Yang terakhir pergi ke separator untuk menghasilkan larutan soda kaustik dengan konsentrasi sekitar 30%.

klorin ini dicuci dan didinginkan untuk menghilangkan garam, dan selanjutnya mengalami dehidrasi sebelum disampaikan sebagai adalah, atau dicairkan.

caustic soda lebih lanjut terkonsentrasi dalam vaporizer untuk konsentrasi sekitar 50% untuk pengiriman. Hidrogen dicuci dan didinginkan, seperti klorin, sebelum dikirim.

process Prinsip dari proses chloralkali 1.8. Kegunaan Produk

Adapun kegunaan produk antara lain :

CHLOR & caustic soda - LINE diperlukan-KEHIDUPAN YANG INDUSTRI

PENGGUNAAN / INDUSTRI PRODUK ATAU APLIKASI PENGGUNAAN

Produksi logam dan bahan sumber daya Alumina, propylene oksida, resin polikarbonat, epoxies, serat sintetis, sabun, deterjen, rayon dan cellophone

Industri pulp dan kertas digunakan untuk pembuatan pulp kayu chip Klorin dan senyawanya digunakan untuk kayu pulp pemutih dalam proses produksi kertas

Industri minyak dan gas ekstraksi alam caustic soda digunakan sebagai fluida pengeboran

Industri bahan kimia organik

Industri plastik Digunakan untuk membuat plastik, terutama polyvinyl chloride (PVC), yang digunakan secara ekstensif dalam bangunan dan konstruksi, ng packagi, dan item lainnya

Pestisida 96 persen dari semua pestisida diproduksi menggunakan klorin

Industri pelarut Berbagai senyawa diklorinasi digunakan sebagai pelarut industri, termasuk bahan utama yang digunakan dalam pembersihan kering.

Pengolahan air Klorin digunakan dalam 98 persen dari perawatan tanaman air di dunia

Farmasi 85 persen dari semua obat-obatan menggunakan klorin di beberapa titik dalam proses produksi

Aplikasi lain yang relevan Domestik pemutih,-api retardaXts, bahan tambahan makanan, pendingin, isolasi, manufaktur chip Computex dan disinfeXtants rumah sakit antara lain

1.9. Fungsi Alat

Adapun peralatan yang digunakan beserta fungsinya yaitu :

Generator merupakan catu daya penghasil listrik.

Reaktor merupakan tempat mereaksikan steam dengan leburan batubara.

Liquifaction column merupakan kolom tempat mereaksikan oksigen dengan water gas yang dihasilkan pada proses awal agar dapat memisahkan N2 untuk sintesis.

Furnace merupakan tempat memasak/ memanaskan batu bara yang akan diproses lebih lanjut

Cooler merupakan alat pendingin produk batubara hasil output furnace.

Elektrostatik presipitator merupakan alat yang digunakan untuk menghilangkan debu dalam produk hasil pengolahan sebelumnya.

Hidrocarbon scrubber merupakan alat penyerap senyawa hidrokarbon yang tersisa dalam batubara.

CO2 scrubber merupakan alat penyerap CO2 dengan bantuan NH3 Silica Gel Dryer merupakan adsorben yang digunakan untuk mengeringkan kokas.

CO scrubber merupakan alat yang digunakan untuk menerap komponen CO yang tak terpakai.