Diskripsi Proses
Fitriyani Ariska Putri D500110015
Universitas Muhammadiyah Surakarta 17
BAB II DISKRIPSI PROSES
2.1 Spesifikasi Bahan Baku dan Produk
2.1.1 Spesifikasi bahan baku a. Molasses
Bentuk : Cair
Warna : Kuning kecoklatan
pH : 5,5
Berat jenis : 1,47 gcc
Komposisi C
12
H
22
O
11
: 53,77 H
2
O : 10,95
CaOH
2
: 0,89 Impuritas
: 34,39 Abu
: 12 Nitrogen
: 4,39 Fruktosa
: 10 Glukosa
: 8 PT Perkebunan Nusantara X
b. Asam nitrat Bentuk
: Cair Rumus molekul
: HNO
3
Berat jenis : 1,51 gcc
Titik didih : 86
Titik lebur : -42
Panas pembakaran : -41,53 kkalmol
Komposisi
Diskripsi Proses
Fitriyani Ariska Putri D500110015
Universitas Muhammadiyah Surakarta 18
Asam nitrat : 65
H
2
O : 35
PT Multi Nitrotama Kimia 2.1.2 Katalis
i. Asam sulfat H
2
SO
4
Rumus molekul : H
2
SO
4
Berat molekul : 98,02 kgmol
Sifat dan kenampakan : Korosif, cairan
Titik didih normal : 337
Kemurnian : 98
Titik beku : -83,9
Spesifik grafity : 1,165
PT Liku Telaga ii. Vanadium pentoksida
Rumus moleku : V
2
O
5
Wujud : Powder solid, tidak berbau
Berat molekul : 181 gmol
Warna : Kuning
– orange Titik didih
: 1750
o
C 3182
o
F Titik lebur
: 690
o
C 1274
o
F Spesific gravity
: 3,357 Komposisi
V
2
O
5
: min 99 Si
: maks 0,15 Fe
: maks 0,2 P
: maks 0,03 As
: maks 0,01 Tiampeng manganese industri co.,Itd
Diskripsi Proses
Fitriyani Ariska Putri D500110015
Universitas Muhammadiyah Surakarta 19
2.1.3 Spesifikasi produk Asam Oksalat Dihydrate
Rumus molekul : C
2
H
2
O
4
.2H
2
O Berat molekul
: 126,07 kgkmol Kenampakan
: Kristal putih halus Kadar
: 99 Densitas, d
:
1,653 gml Index reaktif, n
:
1,475 Panas pembakaran,
18 : -1442 kJmol Titik lebur
: 101 - 102 Kirck and Othmer, 1994
2.2 Konsep Dasar
2.2.1 Dasar reaksi Reaksi oksidasi molasses dan asam nitrat adalah sebagai berikut :
C
2
H
12
O
6
+ 6HNO
3
3COOH
2
+ 6NO + 6H
2
O …..2.1
Molasses diproses terlebih dahulu untuk memisahkan molasses dari impuritasnya, kemudian dimasukan ke dalam reaktor yang sebelumnya telah
mengalami pemanasan hingga suhu mencapai 71
o
C. Lalu, asam nitrat ditambahkan kedalam reaktor secara perlahan. Setelah terjadi reaksi, produk
dari reaktor dimasukan ke dalam kristalizer. Produk yang berupa kristal asam oksalat selanjutnya di lewatkan belt conveyor lalu masuk ke rotary dryer
untuk mengeringkan kristal asam oksalat. 2.2.2 Fase reaksi
Reaksi antara molasses dan asam nitrat menjadi asam oksalat dilakukan pada fase cair
–cair dengan bahan baku molasses dan asam nitrat yang berbentuk liquid menjadi asam oksalat berbentuk dehydrate.
Diskripsi Proses
Fitriyani Ariska Putri D500110015
Universitas Muhammadiyah Surakarta 20
2.2.3 Kondisi operasi Produksi asam oksalat dengan proses oksidasi molasses dan asam
nitrat dilakukan dalam reaktor yang terbuat dari stainless steel yang dilengkapi dengan pengaduk dan jaket pendingin. Reaksi pembuatan asam
oksalat beroperasi pada suhu 71
o
C dan tekanan 1 atm. Hal ini berdasarkan pertimbangan bahwa reaksi pembentukan asam oksalat dari molasses dan
asam nitrat adalah reaksi eksotermis irreversible, dimana dengan kenaikan suhu akan menurunkan konstanta kesetimbangan.
Keyes, 1957 2.2.5 Tinjauan kinetika
Dari segi kinetika, laju reaksi akan bertambah jika suhu dinaikkan. Hal ini ditunjukan oleh hubungannya dalam persamaan Archenius :
k = Ae
–ERT
…..2.2 Dimana, k = konstanta laju rekasi
A = faktor tumbukan tingkat pencampuran zat – zat yang bereaksi
E = energi aktivasi R = tetapan gas umum
T = suhu mutlak Harga k akan mempengaruhi kecepatan reaksi yang ditunjukan dengan
persamaan berikut : Reaksi
: aA + bB cC + dD …..2.3
Sehingga : r = k.C
A
.C
B
…..2.4 Jika nilai konstanta laju reaksi k besar, maka harga laju reaksi r
yang dihasilkan akan besar pula, sehingga reaksi berjalan dengan cepat dan juga sebaliknya. Oleh karena itu, ada faktor
–faktor yang mempengaruhi harga k dalam pembuatan asam oksalat, antara lain :
Diskripsi Proses
Fitriyani Ariska Putri D500110015
Universitas Muhammadiyah Surakarta 21
a Temperatur Ditinjau dari hukum Archenius, bahwa suhu tinggi akan mempercepat
laju reaksi dan memperbesar nilai k. Untuk pembuatan asam oksalat, suhu reaksi dijaga agar tidak semakin naik karena hal tersebut dapat
mempengaruhi tingkat viskositas. b Tingkat pencampuran
Dalam reaktor pembuatan asam oksalat, untuk memperbesar faktor tumbukan atau meningkatkan homogenitas campuran maka reaktor
dilengkapi dengan pengaduk. c Konsentrasi
Semakin tinggi konsentrasi, maka molekul atau atom tumbukan yang terkandung semakin banyak sehingga laju reaksi akan semakin cepat.
Hal tersebut dikarenakn tumbukan antar molekul tersebar. Harga konsentrasi yang tinggi menghasilkan harga r yang besar.
2.2.5 Tinjauan termodinamika Reaksi pembuatan asam oksalat yang terjadi adalah sebagai berikut:
C
6
H
12
O
6
+ 6HNO
3
3C
2
H
2
O
4
+ 6NO + 6H
2
O …..2.4
G dan H untuk reaksi yang terjadi : C
6
H
12
O
6
+ 6HNO
3
3COOH
2
+ 6NO + 6H
2
O …..2.5
G = -RTlnK …..2.6
…..2.7 Keterangan :
= Energi bebas gips standar T = 298K = kkalmol = Panas reaksi = kkalmol
= Konstanta kesetimbangan T
= Temperatur = 71
o
C R
= Tetapan gas = 1,987 kalmol.K
Diskripsi Proses
Fitriyani Ariska Putri D500110015
Universitas Muhammadiyah Surakarta 22
Tabel 2.1 Data dan
masing – masing komponen
Komponen kKalmol
kKalmol C
6
H
12
O
6
-217.6 -304.7323
HNO
3
-19.1 -41.6109
C
2
H
2
O
4
-166.81 -197.7055
NO 20.69
21.5703 H
2
O -56.687
-68.315 Perry and Green, 1999
= produk -
reaktan =
Dari hasil tersebut dapat diketahiu bahwa harga entalphi pembentukan negatif, hal tersebut berarti reaksi bersifat eksotermis.
= produk -
reaktan =
= Dari persamaan 2.6 dapat dicari konstanta kesetimbangan pada T = 298 K
Masuk dalam persamaan 2.7
Diskripsi Proses
Fitriyani Ariska Putri D500110015
Universitas Muhammadiyah Surakarta 23
Kesetimbangan reaksi untuk reaksi pembentukan asam oksalat adalah :
Dapat diambil kesimpulan dari harga K yang sangat besar bearti reaksi irreversible.
2.2.6 Perbandingan Mol Reaktan Perbandingan reaktan pada pembuatan asam oksalat dehydrate dengan
bahan baku molasses dan asam nitrat adalah 1 : 6. US Paten 2,057,119
2.3 Diagram Alir Proses 2.3.1 Langkah proses
Kategori