= -236,0508 kJmol
K
=
exp
236,05088,314 x10
-3
x 298 = 2,3846 x 10
41
Dari persamaan Smith and Van Ness, 1975:
Ln KK
1
= - ∆
H
298
R
x 1
T
-1
T
1
Di mana:
K
1
= konstanta
kesetimbangan pada temperatur tertentu
T
1
= temperatur tertentu K ∆
H
298
= panas reaksi pada suhu 298 K Pada suhu
T
1
= 40°C = 313 K besarnya konstanta kesetimbangan
dapat dihitung:
Ln K K
1
= - Δ
H
298
R
x 1
T
– 1
T
1
Ln
2,3846.10
41
K
1
=-118,448,314.10
- 3
x1298 –1313
Ln
2,3846.10
41
K
1
= 2,2909 2,3846.10
41
K
1
= 9,8845
K
1
=
K
313
= 2,4125.10
40
Nilai
K
1
sangat besar sehingga reaksi dianggap
berjalan searah
atau
irreversible
.
e. Tinjauan kinetika
Reaksi yang terjadi merupakan reaksi orde 3 dengan persamaan kecepatan
reaksi:
-rA
=
kC
A 2
C
B
dimana :
C
A
= konsentrasi amoniak molL
C
B
= konsentrasi formaldehid molL Persamaan kinetika Kermode and
Stevens, 1965:
k
= 1,42 x 10
3
exp
-3090
T
dengan:
k
= konstanta kecepatan reaksi L
2
detik.mol
2
T
= suhu K Pada kondisi operasi reaktor
T
= 313K nilai k adalah
k
= 0,0624 L
2
detik.mol
2
2.3 Tahapan Proses
1. Tahap persiapan bahan baku
a. Amoniak
Amoniak disimpan
dalam tangki penyimpan F-111 pada
tekanan 16 atm dan suhu 35°C dalam kondisi cair. Dari tangki
penyimpan amoniak dipompa L- 212 untuk dialirkan ke reaktor.
b. Formaldehid
Larutan formaldehid disimpan pada tangki penyimpan F-110
pada tekanan 1 atm dan suhu 35°C. Untuk mengalirkan larutan
formaldehid ke dalam reaktor dan menaikkan tekanannya menjadi
16 atm digunakan pompa L-210 dan pompa L-211.
2. Tahap pembentukan
hexamine
Bahan baku diumpankan ke dalam reaktor dengan perbandingan
mol formaldehid : amoniak = 3 : 2. Reaksi berlangsung dalam fase cair
dan bersifat eksotermis. Konversi yang dicapai sebesar 98 dengan
reaktan pembatas amoniak. Reaksi berjalan dalam RATB pada keadaan
isotermal 40°C. Tekanan operasi reaktor 16 atm, hal ini bertujuan
menjaga agar reaktan tetap pada kondisi cair.
Produk keluar dari reaktor mempunyai suhu 40°C dengan
tekanan 16 atm kemudian dialirkan ke dalam
expander
G-250 untuk menurunkan tekanan menjadi 1 atm
sebelum masuk
evaporator
V-110. Suhu
produk keluar
expander
sebesar 40°C, produk
hexamine
dan sisa reaktan yang berupa amoniak
dan larutan formaldehid keluar
expander
kemudian diumpankan ke dalam
evaporator
V-110 dan V- 111. Di dalam
evaporator,
produk mengalami proses pemekatan dan
pengkristalan.
Evaporator
bekerja pada tekanan di bawah 1 atm
vakum. Hal ini bertujuan untuk menghindari dekomposisi
hexamine
. Tekanan
evaporator
1 V-110 yaitu 0,11 atm dan suhu 48°C.
Evaporator
2 V-111 beroperasi pada tekanan 0,12 atm dan suhu 50°C. Sebagai
media pemanas digunakan
steam
jenuh pada suhu 150°C dan tekanan 4,7 atm. Produk hasil
evaporator
2 V-111 berupa kristal
hexamine
selanjutnya di
umpankan ke
centrifuge
H-140 dengan
menggunakan pompa L-213 untuk dipisahkan antara kristal
hexamine
dengan cairannya. Kristal
hexamine
kemudian dibawa ke unit pemurnian dengan
menggunakan
screw conveyor
J-240. Sedangkan cairan keluar
centrifuge mother liquor
di-
recycle
kembali masuk
dalam
evaporator
1 V-110 .
3. Tahap
