Download - Soda Kaustik
INDUSTRI SODA KAUSTIK
Lokasi Pabrik PT. Sulfindo Adhi Usaha
Natrium merupakan elemen terbanyak keempat di bumi, terkandung sebanyak
2.6% di kerak bumi. Unsur ini merupakan unsur terbanyak dalam grup logam alkali.
Jaman sekarang ini, sodium dibuat secara komersil melalui elektrolisis fusi basah
natrium klorida. Metoda ini lebih murah ketimbang mengelektrolisis natrium hidroksida,
seperti yang pernah digunakan beberapa tahun lalu.
Natrium, seperti unsur radioaktif lainnya, tidak pernah ditemukan tersendiri di
alam. Natrium adalah logam keperak-perakan yang lembut dan mengapung di atas air.
Tergantung pada jumlah oksida dan logam yang terkekspos pada air, natrium dapat
terbakar secara spontanitas. Lazimnya unsur ini tidak terbakar pada suhu dibawah 115
derajat Celcius.
Logam natrium sangat penting dalam fabrikasi senyawa ester dan dalam
persiapan senyawa-senyawa organik. Logam ini dapat di gunakan untuk memperbaiki
struktur beberapa campuran logam, dan untuk memurnikan logam cair. Campuran logam
natrium dan kalium, NaK, juga merupakan agen heat transfer (transfuse panas) yang
penting.
Senyawa yang paling banyak ditemukan adalah natrium klorida (garam dapur),
tapi juga terkandung di dalam mineral-mineral lainnya seperti soda niter, amphibole,
zeolite, dsb. Senyawa natrium juga penting untuk industri-industri kertas, kaca, sabun,
tekstil, minyak, kimia dan logam. Sabun biasanya merupakan garam natrium yang
mengandung asam lemak tertentu. Pentingnya garam sebagai nutrisi bagi binatang telah
diketahui sejak zaman purbakala.
NaOH flake NaOH pearl
Di antara banyak senyawa-senyawa natrium yang memiliki kepentingan industrial
adalah garam dapur (NaCl), soda abu (Na2CO3), baking soda (NaHCO3), caustic soda
(NaOH), Chile salpeter (NaNO3), di- dan tri-natrium fosfat, natrium tiosulfat (hypo,
Na2S2O3 . 5H20) and borax (Na2B4O7 . 10H2O).
Natrium hidroksida (NaOH), juga dikenal sebagai soda kaustik atau sodium
hidroksida, adalah sejenis basa logam kaustik. Natrium Hidroksida terbentuk dari oksida
basa Natrium Oksida dilarutkan dalam air. Natrium hidroksida membentuk larutan
alkalinyang kuat ketika dilarutkan ke dalam air. Ia digunakan di berbagai macam bidang
industri, kebanyakan digunakan sebagai basa dalam proses produksi bubur kayu dan
kertas, tekstil, air minum, sabun dan deterjen. Natrium hidroksida adalah basa yang
paling umum digunakan dalam laboratorium kimia.
Natrium hidroksida murni berbentuk putih padat dan tersedia dalam bentuk pelet,
serpihan, butiran ataupun larutan jenuh 50%. Ia bersifat lembap cair dan secara spontan
menyerap karbon dioksida dari udara bebas. Ia sangat larut dalam air dan akan
melepaskan panas ketika dilarutkan. Ia juga larut dalam etanol dan metanol, walaupun
kelarutan NaOH dalam kedua cairan ini lebih kecil daripada kelarutan KOH. Ia tidak
larut dalam dietil eter dan pelarut non-polar lainnya. Larutan natrium hidroksida akan
meninggalkan noda kuning pada kain dan kertas.
Sifat-Sifat NaOH
Berikut adalah sifat-sifat fisik dan kimia dari kaustik soda atau NaOH
a. Sifat fisik
Natrium Hidroksida
Nama Sistematis Natrium Hidroksida
Nama lain Soda kaustik
Sifat
Rumus molekul NaOH
Massa molar 39,9971 g/mol
Penampilan zat padat putih
Densitas 2,1 g/cm³, padat
Titik leleh 318°C (591 K)
Titik didih 1390°C (1663 K)
Kelarutan dalam air 111 g/100 ml (20°C)
Kebasaan (pKb) -2,43
b. Sifat Kimia
NaOH berwarna putih atau praktis putih, berbentuk pellet, serpihan atau
batang atau bentuk lain.
Sangat basa, keras, rapuh dan menunjukkan pecahan hablur.
Bila dibiarkan di udara akan cepat menyerap karbondioksida dan
lembab.
Mudah larut dalam air dan dalam etanol tetapi tidak larut dalam eter.
NaOH membentuk basa kuat bila dilarutkan dalam air, NaOH murni
merupakan padatan berwarna putih.
Senyawa ini sangat mudah terionisasi membentuk ion natrium dan
hidroksida
TEORI ELEKTROLISA
Sel Elektrolisis adalah sel yang menggunakan arus listrik untuk menghasilkan reaksi redoks yang diinginkan dan digunakan secara luas di dalam masyarakat kita. Baterai aki yang dapat diisi ulang merupakan salah satu contoh aplikasi sel elektrolisis dalam kehidupan sehari-hari. Baterai aki yang sedang diisi kembali (recharge) mengubah energi listrik yang diberikan menjadi produk berupa bahan kimia yang diinginkan. Air, H2O, dapat diuraikan dengan menggunakan listrik dalam sel elektrolisis. Proses ini akan mengurai air menjadi unsur-unsur pembentuknya. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut : 2 H2O(l) ——> 2 H2(g) + O2(g)
Rangkaian sel elektrolisis hampir menyerupai sel volta. Yang membedakan sel elektrolisis dari sel volta adalah, pada sel elektrolisis, komponen voltmeter diganti dengan sumber arus (umumnya baterai). Larutan atau lelehan yang ingin dielektrolisis, ditempatkan dalam suatu wadah. Selanjutnya, elektroda dicelupkan ke dalam larutan maupun lelehan elektrolit yang ingin dielektrolisis. Elektroda yang digunakan umumnya merupakan elektroda inert, seperti Grafit (C), Platina (Pt), dan Emas (Au). Elektroda berperan sebagai tempat berlangsungnya reaksi. Reaksi reduksi berlangsung di katoda, sedangkan reaksi oksidasi berlangsung di anoda. Kutub negatif sumber arus mengarah pada katoda (sebab memerlukan elektron) dan kutub positif sumber arus tentunya mengarah pada anoda. Akibatnya, katoda bermuatan negatif dan menarik kation-kation yang akan tereduksi menjadi endapan logam. Sebaliknya, anoda bermuatan positif dan menarik anion-anion yang akan teroksidasi menjadi gas. Terlihat jelas bahwa tujuan elektrolisis adalah untuk mendapatkan endapan logam di katoda dan gas di anoda.
Ada dua tipe elektrolisis, yaitu elektrolisis lelehan (leburan) dan elektrolisis larutan. Pada proses elektrolisis lelehan, kation pasti tereduksi di katoda dan anion pasti teroksidasi di anoda. Sebagai contoh, berikut ini adalah reaksi elektrolisis lelehan garam NaCl (yang dikenal dengan istilah sel Downs) :
Katoda (-) : 2 Na+(l) + 2 e- ——> 2 Na(s) ……………….. (1)
Anoda (+) : 2 Cl-(l) -Cl2(g) + 2 e- ……………….. (2)
Reaksi sel : 2 Na+(l) + 2 Cl-
(l) ——> 2 Na(s) + Cl2(g) ……………….. [(1) + (2)]
Reaksi elektrolisis lelehan garam NaCl menghasilkan endapan logam natrium di katoda dan gelembung gas Cl2 di anoda. Bagaimana halnya jika lelehan garam NaCl diganti dengan larutan garam NaCl? Apakah proses yang terjadi masih sama? Untuk mempelajari reaksi elektrolisis larutan garam NaCl, kita mengingat kembali Deret Volta
Pada katoda, terjadi persaingan antara air dengan ion Na+. Berdasarkan Tabel Potensial Standar Reduksi, air memiliki E°red yang lebih besar dibandingkan ion Na+. Ini berarti, air lebih mudah tereduksi dibandingkan ion Na+. Oleh sebab itu, spesi yang bereaksi di katoda adalah air. Sementara, berdasarkan Tabel Potensial Standar Reduksi, nilai E°red ion Cl- dan air hampir sama. Oleh karena oksidasi air memerlukan potensial tambahan (overvoltage), maka oksidasi ion Cl- lebih mudah dibandingkan oksidasi air. Oleh sebab itu, spesi yang
bereaksi di anoda adalah ion Cl-. Dengan demikian, reaksi yang terjadi pada elektrolisis larutan garam NaCl adalah sebagai berikut :
Katoda (-) : 2 H2O(l) + 2 e- ——> H2(g) + 2 OH-(aq) ……………….. (1)
Anoda (+) : 2 Cl-(aq) ——> Cl2(g) + 2 e- ……………….. (2)
Reaksi sel : 2 H2O(l) + 2 Cl-(aq) ——> H2(g) + Cl2(g) + 2 OH-
(aq) ……………………. [(1) + (2)]
Reaksi elektrolisis larutan garam NaCl menghasilkan gelembung gas H2 dan ion OH- (basa) di katoda serta gelembung gas Cl2 di anoda. Terbentuknya ion OH- pada katoda dapat dibuktikan dengan perubahan warna larutan dari bening menjadi merah muda setelah diberi sejumlah indikator fenolftalein (pp). Dengan demikian, terlihat bahwa produk elektrolisis lelehan umumnya berbeda dengan produk elektrolisis larutan.
Pembuatan Kaustik Soda (NaOH)
Skala Laboratorium
NaOH sering disebut dengan istilah soda kaustik, dibuat dengan cara Mereaksikan
logam Na dengan air :
2Na(s) + H2O(l) NaOH(aq) + H2(g)
Cara ini penuh resiko karena logam Na bersifat eksplosif.
Skala Industri
Ada dua cara pembuatan skala industri :
1. Cara stoikiometri
2. Cara Elektrolisa
Kaustik soda pada mulanya diproduksi dari soda abu dengan proses lime soda pada
abad ke-18. Dimana proses ini juga dikenal dengan proses Leblance. Pada mulanya,
reaksi yang terjadi masih kurang sempurna sehingga produk kaustik soda yang
dihasilkan masih dikotori oleh soda abu. Pada saat kondisi reaksi telah
disempurnakan, maka produk kaustik soda yang dihasilkan menjadi lebih murni. Pada
tahun 1960-1969 proses elektrolisis untuk memproduksi kaustik soda dan klorin mulai
dikembangkan, maka proses lime soda sedikit demi sedikit mulai ditinggalkan secara
perlahan-lahan hingga tahun 1968 (Kirk – Othmer, 1994).
Natrium hidroksida telah lama dikenal sebagai larutan, pertama sekali berhasil
dipisahkan oleh Humphry Davy pada tahun 1807 dengan cara elektrolisis. Pada abad
pertengahan, di Eropa sejenis larutan natrium dengan nama Latin sodanum digunakan
sebagai obat sakit kepala. Kata natrium berasal dari bahasa Yunani yaitu nítron yang
merupakan garam asalnya (www.wikipedia.com).
Cara elektrolisa ini ada 3 jenis proses lagi berdasarkan selnya:
1. Sel Merkuri
2. Sel Diafragma
3. Sel membran
Mercury Cell (Sel Merkuri)
Operasi sel merkuri menggunakan logam merkuri (dalam bentuk natrium amalgam) sebagai katodanya, natrium amalgam ini kemudian bereaksi dengan air yang telah terionisasi untuk menghasilkan larutan kaustik soda. Larutan kaustik yang dihasilkan dari proses ini adalah NaOH 50-52%, konsentrasi tersebut langsung dihasilkan tanpa perlu proses evaporasi. Proses dengan menggunakan sel merkuri menghasilkan konsentrasi larutan kaustik soda tertinggi diantara ketiga jenis sel-sel yang lain.Konsentrasi kontaminan larutan kaustik yang dihasilkan melalui sel merkuri sangat rendah, konsentarsi garam atau NaCl biasanya kurang dari 10 ppm (konsentrasi maksimum 30 ppm), konsentrasi natrium klorat (NaClO3) sebesar 0,5 ppm (konsentrasi maksimum 1 ppm), konsentrasi natrium karbonat (Na2CO3) biasanya sebesar 0,02% berat (konsentrasi maksimum 0,06% berat), konsentrasi natrium sulfat (Na2SO4) 10 ppm (konsentrasi masimum 20 ppm).
Larutan kaustik soda yang dihasilkan melalui proses sel merkuri biasanya dinyatakan dengan mercury cell grade, atau sering juga dinyatakan dengan rayon grade. Kebanyakan produksi serat fiber sangat tergantung dari ketersediaan larutan kaustik soda rayon grade dengan kemurnian yang tinggi. Penggunaan lainnya dari larutan kaustik yang dihasilkan melalui proses ini adalah untuk penukar air DI (DI water exchanger). Unit resin DI sering menggunakan larutan kaustik rayon grade untuk proses regenarasi. Namun banyak literatur yang lebih merekomendasikan untuk menggunakan larutan kaustik soda yang dihasilkan melalui proses sel membran.
Total energi ekivalen yang dibutuhkan untuk menghasilkan larutan kaustik soda melalui proses sel merkuri sekitar 3.600 kWh per metrik ton larutan kaustik yang dihasilkan.
Diaphragm Cell (Sel Diafragma)
Proses ini menggunakan asbes atau bahan pengganti lain pengganti asbes untuk memisahkan kuastik soda dan klorin. Sel diafragma menghasilkan larutan kaustik dengan konsentrasi yang sangat rendah (NaOH 12-14%). Larutan kaustik soda tersebut kemudian dipekatkan lagi melalui proses evaporasi tiga atau empat efek untuk mendapatkan konsentrasi larutan kaustik soda akhir 50% (atau dalam range 49-52%). Kandungan garam yang masih terikut dalam larutan kaustik soda diendapkan atau disaring untuk digunakan atau di-recycle lebih lanjut. Proses ini manghasilkan larutan kaustik yang berkualitas paling rendah dibandingkan dengan produk kaustik yang dihasilkan oleh sel lainnya. Rendahnya kualitas larutan kaustik soda yang dihasilkan dari sel diafragma didasarkan pada beberapa pertimbangan diantaranya
kandungan garam, klorat, karbonat, dan sulfat yang relatif tinggi. Konsentrasi garam (NaCl) biasanya berkisar 1% (dengan range konsntrasi maksimum mulai dari 1,1 sampai 1,3% berat), konsentrasi natrium klorat berkisar sekitar 0,15% berat (konsentrasi maksimum 0,3% berat), konsentrasi natrium karbonat berkisar sekitar 0,1% berat (dengan konsentrasi maksimum 0,2% berat), konsentrasi natrium sulfat biasanya sekitar 0,01% berat (dengan konsentrasi maksimum 0,02% berat).Larutan kaustik soda yang dihasilkan melalui sel diafragma sering dinyatakan dengan diaphragm cell grade, commercial grade, technical grade, dan terkadang juga dinyatakan dengan technical diaphragm. Grade tertinggi larutan kaustik soda yang dihasilkan melalui proses sel diafragma disebut dengan purified grade. Proses produksi larutan kaustik soda purified grade ini menggunakan proses evaporasi tambahan untuk larutan kaustik soda 50% untuk mengurangi konsentrasi garamnya. Larutan kaustik soda yang dihasilkan tersebut kemudian diencerkan lagi sehingga konsentrasinya kembali lagi ke konsentrasi komersial (konsentrasi pasaran) yaitu 50%.
Produk larutan kaustik soda yang dihasilkan melalui proses sel diafragma sering digunakan untuk berbagai proses industri seperti netralisasi air limbah, produksi tekstil, produksi sabun, produksi deterjen, dan produksi alumunium. Pada umumnya semua grade larutan kaustik soda yang dihasilkan melalui proses sel diafragma dapat digunakan pada industri-industri tersebut. Total energi ekivalen yang dibutuhkan untuk menghasilkan larutan kaustik soda melalui proses sel diafragma adalah sekitar 5.000 kWh per metrik ton larutan kaustik yang dihasilkan.
Membrane Cell (Sel Membran)
Proses sel membran menggunakan jenis membran tertentu untuk memisahkan ion klorin dan ion natrium. Membran membiarkan ion natrium berpindah melewati membran sedangkan gas klorin dan larutan garam (brine) tetap berada pada bagian yang terpisah dari ion natrium. Ion natrium tadi bereaksi dengan air (sebagaimana halnya juga pada sel merkuri) untuk menghasilkan larutan kaustik soda. Larutan kaustik soda yang dihasilkan dengan menggunakan proses sel membran biasanya berkisar antara 33-35% berat. Untuk memekatkan larutan kaustik soda tersebut ke konsentrasi 50% digunakan proses evaporasi sebagaimana yang digunakan pada proses sel diafragma. Konsentrasi garam dalam larutan kaustik yang akan dievaporasikan tidak lagi berada pada konsentrasi yang cukup signifikan, hal ini dikarenakan sifat osmotik selektif dari membran sehingga mengurangi beban evaporasi larutan kaustik. Jumlah maksimum garam yang melewati membran bisa mencapai 75 ppm. Sebagai catatan beberapa pabrik yang menggunakan teknologi sel membran kandungan garam maksimum yang diperbolehkan bisa mencapai 100 ppm dalam larutan kaustik soda.
Larutan kaustik soda dengan kemurnian yang tinggi memiliki konsentrasi ontaminan yang rendah di dalam produk yang dihasilkan. Konsentrasi garam (NaCl) biasanya kurang dari 30 ppm (dengan konsentrasi maksimum 75 ppm), konsentrasi natrium klorat (NaClO3) biasanya berkisar antara 3 ppm (dengan konsentrasi maksimum 5 ppm), konsentrasi natrium karbonat (Na2CO3) biasanya berkisar antara 0,03% berat (dengan konsentrasi maksimum 0,05% berat), konsentrasi natrium sulfat (Na2SO4) biasanya berkisar antara 15 ppm (dengan konsentrasi maksimum 20 ppm).Larutan kaustik soda yang dihasilkan dari proses sel membran paling sering dinyatakan dengan membrane grade. Penggunaan larutan kaustik soda yang dihasilkan melalui sel membran terus berkembang termasuk untuk industri rayon dan industri-industri lainnya selain industri serat rayon. Istilah lainnya yang digunakan untuk menyatakan produk kaustik soda yang dihasilkan melalui proses sel membran adalah high purity, dan high purity, technical grade. Total energi ekivalen yang dibutuhkan untuk menghasilkan larutan kaustik soda melalui proses sel membran sekitar 3.360 kWh per metrik ton larutan kaustik yang dihasilkan.
PROSES PRODUKSI KOSTIK SODA
Bahan baku proses pembuatan caustic soda adalah garam, air, dan listrik. Proses
pembuatan caustic soda melalui beberapa tahapan proses, pemurnian bahan baku yang
meliputi pencampuran, pengendapan pengotor, penyaringan pengotor, penukaran ion.
Tahap selanjutnya adalah proses utama yang meliputi pengasaman dan elektrolisa. Tahap
Finishing meliputi evaporasi dan pendinginan produk. Produk samping dari pembuatan
caustic soda berupa gas Cl yang diproses lebih lanjut menjadi chlorine cair.
NaOHBrine PEMURNIAN ELEKTROLISA FINISHING
Cl2
H2
Pengolahan produk samping
A. Pemurnian Bahan Baku
1. Tangki pencampur (Pencampuran)
Garam (97,7%) dilarutkan bersama air proses dan garam lemah recycle
pada suhu 90,6oC ke dalam tangki pencampur untuk mendapatkan larutan garam
konsentrasi 27%(othmer,2000). Larutan garam jenuh keluar dari tangki pencampur
memiliki suhu 67,1oC memasuki tangki pengendap, suhu operasi yang baik untuk
pengendapan adalah diatas 60oC.
2. Tangki pengendap (Pengendapan)
Larutan garam dari tangki pencampur memasuki tangki pengendap untuk
diendapkan pengotornya, diantaranya CaSO4, MgSO4, CaCl2, MgCl2
menggunakan Na2CO3 dan NaOH dengan reaksi sebagai berikut:
CaSO4 + Na2CO3 → CaCO3↓ + Na2SO4
MgSO4 + 2NaOH → Mg(OH)2 ↓+ Na2SO4
CaCl2 + Na2SO4 → CaSO4↓ + 2NaCl
MgCl2 + 2NaOH → Mg(OH)2↓ + 2NaCl
CaCl2 + Na2CO3 → CaCO3 ↓ + 2NaCl
Reagen dan pengotor bereaksi membentuk endapan dan dikeluarkan dari
dasar tangki. Pemberian reagen dilakukan dengan kadar berlebih untuk
mendapatkan hasil yang optimum. Pemberian reagen NaOH dilakukan dengan
excess 0,01 g NaOH per liter larutan garam, untuk Na2CO3 0,15 g per liter larutan
garam. Pada kondisi ini ion Ca2+ yang bereaksi 88,6% dan ion Mg2+ 67,6%. Sekitar
60% dari pengotor yang mengendap keluar dari bagian bawah tangki pengendap,
sedangkan larutan lainya keluar dari bagian atas clarifier menuju ke filter
3. Filtrasi (Penyaringan)
Endapan yang masih tersisa seluruhnya di terfilter dalam filter press.
4. Pertukaran ion
Selama proses sedimentasi, masih terdapt ion-ion yang masih lolos
sehingga diperlukan perlakuan lebih lanjut dengan melewatkanya pada resin
penukar ion. Reaksi penukaran ion yang terjadi adalah:
Resin kation : R-H + A- → R-A + H+
Resin anion : R-OH – B+ → R-B + OH-
Proses diatas terjadi secara reversible sehingga bila resin sudah jenuh, atau
tidak bisa menangkap atau mengikat ion mineral positif/negative, bisa diregenerasi
kembali. Regenerasi dilakukan dengan mereaksikan kembali resin dengan asam-
basa yaitu NaOH dan H2SO4 sehingga ion mineral positif yang sudah terikat di
resin akan terlepas lagi. Reaksi regenerasi sebagai berikut:
2(R-A) + H2SO4 → 2(R-H) + A2SO4
2R-B + NaOH → R-OH + NaB
Proses yang terjadi dalam unit ini adalah kation dan anion yang terlarut
dalam air umpan akan terserap oleh resin secara bersama-sama. Indikasi adanya
penyerapan di dalam mixed bed polisher adalah konduktivitas air yang keluar
rendah. Konduktivitas rendah berarti padatan atau mineral yang terlarut di
dalamnya juga rendah.
B. Proses Utama
1. Penambahan HCl (Pengasaman)
Penambahan HCl dilakukan untuk mengurangi terjadinya pembentukan
chlorate pada sel elektrolisa, larutan masuk anoda diasamkan hingga ph 4.
2. Elektrolisa
Larutan keluar dari resin penukar ion memasuki sebelum memasuki sel
elektrolisa dipanaskan terlebih dahulu hingga suhu 87oC dengan steam. Pada
proses elektrolisa menggunakan anoda dan katoda yang dialiri arus DC(direct
current) sebagai sumber energy. Elektrolisa ini menggunakan nikel sebagai sel
katoda dan titanium sebagai sel anoda. Reaksi utama yang terjadi dalam
elektrolisa :
Anoda : 2Cl- → Cl2 + 2e
Katoda: 2e- + 2H+ → H2
Antara sel anoda dan katoda dibatasi oleh membran, yaitu nafion yang hanya dapat
dilalui oleh ion positif.
Pada anoda feed masuk adalah larutan garam, ion Cl- pada NaCl teroksidasi
sehingga ion Na+ kehilangan pasangan dan bergerak menuju anoda. Pada anoda
feed masuk adalah H2O dan NaOH recycle pada suhu 85oC, ion H+ dari H2O
tereduksi sehingga ion OH- kehilangan pasangan. Ion Na+ dan OH+ ini selanjutnya
bertemu dan membentuk NaOH. Dihasilkan larutan NaOH yang dihasilkan 32%.
Hasil samping dari proses elektrolisa ini berupa gas chlorine (Cl2) dan gas
Hydrogen (H2) pada suhu 91oC. Gas Cl2 diproses lebih lanjut menjadi Cl2 liquid,
sedangkan gas H2 diblower ke udara karena jumlahnya relatif sedikit.
Larutan keluar anoda pada suhu 91oC di recycle kembali menuju tangki
pencampur. Sedangkan larutan keluar katoda suhu 91oC mengandung NaOH 32%,
10% direcycle kembali sebagai umpan dan sebagian yang lain diproses lebih lanjut
untuk mendapatkan NaOH 50%.
Pada elektrolisa ini juga terjadi berbagai reaksi samping. Reaksi samping
yang terjadi yaitu pembentukan Chlorate (NaClO3) reaksi pembentukan chlorate :
H2O + Cl2 ↔ HClO + HCl
HClO + 3NaOH → NaClO3 + 2NaCl + 3H2O
Perpindahan ion yang terjadi dalam elektrolisa juga tidak sempurna, sekitar
5% ion Cl- lolos menuju katoda (Uhde), dan sekitar 5% ion OH- lolos menuju
anoda, membentuk NaOH dan kemudian membentuk chlorate.
Reaksi samping lain yang terjadi adalah sebagian dari H2O di anoda juga
teroksidasi dengan reaksi:
H2O → 2H+ + O2 + 2e-
Reaksi ini menghasilkan gas O2 yang akan keluar dari bagian atas anoda, dan ion
H+ yang akan menuju ke katoda, kemudian ion H+ bereaksi dengan OH- manjadi
H2O (back mixing).
C. Finishing
1. Evaporasi
NaOH 32% yang keluar dari sel elektrolisa memasuki evaporator untuk
dipekatkan menjadi 50% NaOH. NaOH di evaporasi menggunakan steam sehingga
NaOH 50% keluar memiliki suhu 144oC. NaOH 50% kemudian didinginkan
melalui beberapa tahap pendinginan, pertama ditukarkan panasnya dengan feed
katoda sehingga suhunya menjadi 110,7oC, larutan ini kemudian didinginkan
kembali menggunakan air pendingin hingga suhunya mencapai 45oC dan
ditampung ke dalam tangki penampung.
2. Treatment Recycle
Garam lemah dari anoda masih mengandung chlorate di treatment terlebih
dahulu dengan penambahan HCl untuk reaksi destruksi chlorate :
NaClO3 + HCl → NaCl + 3Cl2 + 3H2O
Setelah melewati reaktor destruksi chlorate, kandungan Cl2 di stripping
menggunakan udara. Larutan setelah stripping yang mengandung NaCl dan H2O
siap direcycle menuju tangki pencampur
D. Pengolahan produk samping
Gas Cl2 keluar dari bagian atas anoda masih mengandung H2O yang terikut
dan sedikit O2 untuk mendapatkan Cl2 liquid dengan kemurnian 99,65% kandungan
air harus dihilangkan terlebih dahulu. Gas Cl2 pada suhu 91oC didinginkan terlebih
dahulu menggunakan brine hingga suhunya mencapai 10oC pada suhu ini campuran
gas Cl2 telah berada pada dua fase. Campuran gas-liquid ini kemudian dipisahkan
dalam flash separator, produk atas dari flash separator berupas gas yang memiliki
kandungan Cl2 sekitar 99,65. Untuk mendapatkan Cl2 liquid, gas Cl2 terlebih dahulu
dinaikan tekananya, kemudian dikondensasikan. Kompresi dilakukan dalam dua
stage, kompresi pertama tekanan Cl2 gas 1 atm dinaikan tekananya menjadi 4 atm, dan
didapatkan suhu keluar kompresor 154oC. Selanjutnya dilakukan pendinginan dari gas
Cl2 untuk meringankan beban kompresor ke dua, gas Cl2 didinginkan menggunakan
brine hingga suhu 50oC. Kompresi yang kedua menaikan tekanan gas Cl2 dari tekanan
4 atm menjadi tekanan 6 atm. Gas Cl2 keluar dari kompresor kedua pada suhu 93oC,
kemudian didinginkan dengan air pendingin hingga suhu 45oC, dan dikondensasikan
sehingga menjadi liquid hingga suhu 8oC.
Kegunaan Kaustik Soda (NaOH)
Natrium hidroksida (NaOH), juga dikenal sebagai alkali kaustik soda dan, adalah
kaustik logam dasar . Natrium hidroksida adalah basa yang umum di laboratorium
kimia. Natrium hidroksida ( Na OH ) banyak digunakan di banyak industri, terutama
sebagai kuat kimia dasar dalam pembuatan pulp dan kertas, tekstil, air minum, sabun dan
deterjen dan sebagai pembersih drain.
Pada tahun 1998, total produksi dunia sekitar 45 juta ton. Amerika Utara dan Asia
secara kolektif memberikan kontribusi sekitar 14 juta ton, sementara Eropa memproduksi
sekitar 10 juta ton. Di Amerika Serikat, produsen utama natrium hidroksida adalah Dow
Chemical Company, yang telah produksi tahunan sekitar 3,7 juta ton dari situs di
Freeport, Texas , dan Plaquemine, Louisiana. Produsen utama AS termasuk Oxychem ,
PPG , Olin , Pioneer Perusahaan (yang dibeli oleh Olin), Inc (PIONA), dan Formosa.
Semua perusahaan-perusahaan ini menggunakan proses chloralkali.
Natrium hidroksida adalah pokok dasar dalam industri kimia. Dalam massal itu
yang paling sering ditangani sebagai air solusi , karena solusi lebih murah dan lebih
mudah ditangani. Ia digunakan untuk mendorong reaksi kimia dan juga untuk netralisasi
Diagram Blok Pembuatan NaOH yang terontegrasi dengan pabrik PVC
bahan asam Hal ini dapat digunakan juga sebagai agen penetralisir dalam pemurnian
minyak bumi. Hal ini juga digunakan untuk tugas yang berat dan pembersihan industri.
Salah satu contoh penggunaan NaOH dalam skala industri, yitu netralisasi
minyak.
Kegunaan Kaustik Soda antara lain :
a.Industri-sabun,
b.Industri-kertas,
c.Industri-rayon,
d.Industri-makanan,
e.Industri-tekstil,
f.Industri-obat,
g.Industri-cat,
h.Industri-karet,
i.Industri-metalurgi,
j.Industri-minyak/petroleum,refining,
k.Industri-alumina,
l. Industri bahan kimia lainnya
Berikut Daftar Produsen NaOH di Indonesia
Nama Perusahaan LokasiKapasitas
(ton/tahun)
DRY
PT Asahimas Subentra Chemicals
PT Sulfindo Adiusaha
Cilegon
Serang
285.000
215.000
LIQUID
PT Industri Soda Indonesia Sidoarjo 12.000
PT Soda Sumatera
PT Inti Indorayon Utama
PT Indah Kiat Pulp and Paper
PT Kertas Letjes
PT Tjiwi Kimia
PT Kertas Basuki Rachmat
PT Kertas Padalarang
PT Pakerin
PT Suparma
PT Miwon Indonesia
PT Sasa Fermentasi
Medan
Porsea
Riau
Probolinggo
Sidoarjo
Banyuwangi
Padalarang
Mojokerto
Surabaya
Gresik
Sidoarjo
6.400
33.000
10.000
9.000
7.200
6.850
750
15.000
1.800
12.000
3.600