Gambar 1 Impor Urea Formaldehida di Indonesia Tahun 2009 -2012 Dari data diatas memperlihatkan bahwa
impor urea formaldehida cenderung mengalami kenaikan sesuai dengan persamaan garis lurus :
y = 1490x – 3x10
6
Dengan y adalah data impor urea formaldehida pada tahun tertentu dalam ton sedangkan x
adalah tahun.
Sehingga kebutuhan
urea formaldehida pada tahun 2020 dapat dihitung
sebesar 9800 tontahun. Melihat kebutuhan yang semakin bertambah tiap tahunnya maka
diputuskan pabrik
yang akan
dibangun berkapasitas 30.000 tontahun.
Berdasarkan pertimbangan ketersediaan bahan baku, tenaga kerja, pemasaran produk,
sarana transportasi,
energi, fasilitas
air, kemasyarakatan, pembuangan limbah, perijinan,
perpajakan, biaya konstruksi dan kebijakan pemerintah,
maka lokasi
pabrik urea
formaldehida ditetapkan di Bontang, Kalimantan Timur.
2.2. Proses Produksi Urea Formaldehida
Proses pembuatan urea formaldehida ini dibagi menjadi 2 buah unit:
A. Unit Formaldehide Plant
Tempat pembentukan
formaldehida. Formaldehida dapat dibuat dengan empat
cara yaitu: 1.
Proses Hidrokarbon 2.
Proses Incomplete Conversion and Distillative Recovery of Metanol
ICDRM 3.
Proses Complete Conversion of Metanol
4. Proses D.B. Western
Berdasarkan kelebihan dan kekurangan yang dimiliki oleh masing-masing proses
maka dipilih proses D.B. Western karena konversi yang tinggi yaitu 99 serta umur
katalis yang lebih panjang 12-18 bulan. Proses
ini merupakan
proses pembentukan
formaldehida atau
urea formaldehida secara kontiyu dengan bahan
baku metanol, oksigen dan urea. Katalis
y = 1490,x - 3E+06 R² = 0,979
1000 2000
3000 4000
5000 6000
7000
2008 2009
2010 2011
2012 2013
Im p
or ton
th
Tahun
yang digunakan adalah iron molydenum oxide. Metanol yang diuapkan direaksikan dalam
sebuah reaktor fixed bed multitube yang terdiri atas beberapa tube yang berisi katalis dengan
dikelilingi dowtherm A. Gas hasil reaksi yang mengandung gas formaldehida dilewatkan ke
menara absorber untuk diserap dengan larutan urea sehingga membentuk urea formaldehida.
B. Unit Urea Formaldehida Plant
Proses pembuatan urea formaldehida terjadi didalam absorber. Proses ini merupakan tahap
pembentukan monomer
metilolurea yang
merupakan reaksi metiolasi. Urea mengalami adisi ke formaldehida untuk memberikan
turunan metilol. Larutannya dijaga dalam suasana pH basa untuk mencegah terjadi
penggumpalan karena
turunan metilol
berkondensasi secara cepat pada kondisi asam. Reaksi :
2 CONH
2 2
+ CH
2
O CONH
2
CONH
2
Urea Formaldehida Metilol diurea CONH
2 2
+ CH
2
O HOCH
2
NHCONH
2
Urea Formaldehida Metilol urea
CONH
2
+ 2 CH
2
O NHCONHCH
2
OH
2
Urea Formaldehida Dimetilol urea
Reaksi kondensasi merupakan tahap pertumbuhan dan pembentukan rantai polimer
urea formaldehida. Struktur polimer sederhana yang paling mungkin terbentuk di sini adalah
polimer rantai lurus linier. Pada tahap kondensasi ini terbentuk hasil samping berupa
air. H
2
NCONHCH
2
OHn NHCONH
2
-CH
2
O-[NCONH
2
CH
2
O]
n- 2
NCONH
2
CH
2
OH + n-1 H
2
O Subekti, 1995
METODELOGI PENELITIAN 3.1.
Tinjauan Termodinamika
Secara termodinamika untuk menentukan sifat reaksi dapat dilihat dari harga entalpi
dan konstanta keseimbangan reaksi. Data ∆H
f ᴼ
pada suhu 298 K sebagai berikut: Reaksi utama :
CH
3
OH
g
+ ½ O
2g
HCHO
g
+ H
2
O
g
Diketahui pada suhu 25
o
C : ΔH
f o
CH
3
OHg = -48,08 kkalmol ΔH
f o
O
2g
= 0 kkalmol ΔH
f o
HCHOg = -28,29 kkalmol ΔH
f o
H
2
O
g
= -57,7979 kkalmol Perry, 2008 :
ΔH
r o
= Σ ΔH produk - Σ ΔH reaktan=
ΔH
f o
HCHO + ΔH
f o
H
2
O – ΔH
f o
CH
3
OH + ½
ΔH
f o
O
2
= -28,29-57,7979 - -48,08 + 0 = -86,0879 kkalmol + 48,98 kkalmol
= -38,0079 kkalmol Ternyata
ΔH reaksi menunjukkan harga negatif maka reaksi bersifat eksotermis.
Apabila ditinjau dari energi Gibbs ΔG
r
pada suhu 25
o
C diketahui data sebagai berikut:
ΔG
f o
CH
3
OHg = -38,62 kkalmol
ΔG
f o
O
2
g = 0
kkalmol ΔG
f o
HCHOg = -26,88 kkalmol
ΔG
f o
H
2
O
g
= -54,6351 kkalmol
Perry, 2008 ΔG
r o
= Σ ΔG produk - Σ ΔG reaktan=
ΔG
f o
HCHO + ΔG
f o
H
2
O – ΔG
f o
CH
3
OH + ½ ΔG
f o
O
2
= -26,88 - 56,6351 - -38,62+ 0 = -81,5151 kkalmol + 38,62 kkalmol
= -42,8951 kkalmol = -42895,1 kalmol
ΔG
r o
= - RT ln KK
298
= exp - ΔGRT
= exp 42895,1 1,987 x 298 = 2,893 x 10
31
Harga K pada suhu operasi 240ºC dapat dihitung sebagai berikut :
ΔG
r o
= - RT ln K
298
ln K
operasi
K
298
= -
∆G R
x T-
�
�
T x �
�
ln K
operasi
2,893 x 10
31
= 42895,1
1,987 x
513-298 513 x 298
= 4,435 x 10
44
Ternyata diperoleh harga K , hal ini menunjukkan bahwa reaksi yang berlangsung
adalah irreversibel.
3.2. Tinjauan Kinetika
