Prarancangan Pabrik Urea Formaldehyde Concentrate (UFC-85) dengan Proses Oksidasi Metanol Haldor Topsoe Kapasitas 41

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

Prarancangan Pabrik Urea Formaldehyde Concentrate (UFC-85) dengan Proses Oksidasi Metanol Haldor Topsoe Kapasitas 41.250 Ton/ Tahun BAB I PENDAHULUAN

1.1

Latar Belakang Semakin berkembangnya industri pupuk di Indonesia, terutama pupuk urea mengakibatkan peningkatan pupuk urea menjadi salah satu hal yang sangat diperlukan. Untuk peningkatan mutu prill agar tahan lama, tidak caking, dan tidak menjadi debu maka perlu dilakukan perlakuan tertentu. Secara umum cara peningkatan mutu urea prill, yaitu dengan coating memakai surface agent dan injeksi Formaldehyde Base Additive (FBA), dimana metode terakhir memberi hasil terbaik. Injeksi FBA ada 2 jenis, yaitu menggunakan formaldehyde 37% dan Urea

Formaldehyde

Concentrate

(UFC).

Injeksi

formaldehyde

37%

mempunyai kekurangan bila digunakan dikarenakan besarnya kandungan air. Sedangkan Urea formaldehyde concentrate lebih stabil dan kandungan formaldehydenya cukup tinggi yaitu dapat mencapai 60% sehingga untuk saat ini yang paling banyak digunakan adalah Urea Formaldehyde Concentrate (UFC), apalagi jika unit terintegrasi dengan pabrik urea dan metanol. Pemakaian UFC ini akan meningkatkan crushing strength menjadi 25-35 kg/cm2 dan urea ini 90% tertahan pada mesh 16 dan 95% pada mesh 18.

commit to user

BAB I Pendahuluan 1


digilib.uns.ac.id

Prarancangan Pabrik Urea Formaldehyde Concentrate (UFC-85) dengan Proses Oksidasi Metanol Haldor Topsoe Kapasitas 41.250 Ton/ Tahun Dengan

latar

belakang tersebut

di

atas

maka

direncanakan

pembangunan pabrik Urea Formaldehyde Concentrate (UFC) dengan bahan baku metanol dan urea. Pabrik ini akan dibangun di Bontang, Kalimantan Timur, dimana bahan baku metanol akan disuplai oleh PT. Kaltim Methanol Industri dan urea akan disulapi oleh PT. Pupuk Kalimantan Timur, sedangkan produk UFC dijual ke pabrik urea dan pabrik pengolahan kayu. 1.2

Kapasitas Perancangan Dalam

penentuan

kapasitas

rancangan

pabrik

diperlukan

beberapa

pertimbangan yaitu kebutuhan produk, ketersediaan bahan baku, dan kapasitas rancangan minimum. Pada prarancangan pabrik UFC dari metanol dan urea dengan

proses Haldor Topsoe ini direncanakan berkapasitas 41.250

ton/tahun, dengan pertimbangan sebagai berikut: 1.2.1

Kebutuhan UFC Berdasarkan data Statistik Perdagangan Luar Negeri Indonesia Impor, kebutuhan UFC di Indonesia cukup banyak. Tabel 1.1 menyajikan data impor UFC di Indonesia tahun 2008-2012. Tabel I-1

Data Impor UFC di Indonesia Tahun 2008-2012

Tahun 2008 2009 2010 2011 2012

Impor (kg/tahun) 253.080 134.570 378.240 398.210 445.132 (Badan Pusat Statistik, 2008-2012) commit to user

BAB I Pendahuluan 2


digilib.uns.ac.id

Prarancangan Pabrik Urea Formaldehyde Concentrate (UFC-85) dengan Proses Oksidasi Metanol Haldor Topsoe Kapasitas 41.250 Ton/ Tahun Impor UFC di Indonesia dari tahun ke tahun cenderung mengalami kenaikan sesuai dengan persamaan garis lurus y = 64774,04 x – 129.874.697 dimana y adalah impor UFC pada tahun tertentu dalam kg, sedangkan x adalah tahun. Grafik impor UFC dapat dilihat pada grafik 1.1. 500000

Grafik Impor UFC 85 Indonesia

450000

Impor (kg/tahun)

400000 350000 y = 64.774,40x - 129.874.697,60

300000 250000 200000 150000 100000 50000 0 2007

2008

2009

2010 Tahun

2011

2012

2013

Gambar 1.1 Grafik Impor UFC85 di Indonesia Tahun 2008-2012 Dari hasil ekstrapolasi dengan metode regrisi linier data di atas, dapat diperkirakan bahwa kebutuhan UFC di Indonesia untuk tahun 2020 adalah sebesar 969.590 kg.

commit to user

BAB I Pendahuluan 3


digilib.uns.ac.id

Prarancangan Pabrik Urea Formaldehyde Concentrate (UFC-85) dengan Proses Oksidasi Metanol Haldor Topsoe Kapasitas 41.250 Ton/ Tahun 1.2.2

Ketersediaan Bahan Baku Bahan baku utama pembuatan UFC adalah metanol, udara, dan urea. Kebutuhan metanol dapat dipenuhi dari PT. Kaltim Metanol Industri yang berkapasitas 660.000 ton per tahun (www.datacon.co.id), urea dipenuhi dari PT. Pupuk Kalimantan Timur yang berkapasitas 2.980.000 ton per tahun, sedangkan bahan baku oksigen dapat diperoleh dari udara di lingkungan sekitar. Sehingga dapat disimpulkan kebutuhan bahan baku untuk UFC dapat menjamin kelangsungan hidup pabrik yang akan dirancang.

1.2.3

Kapasitas Miminum dan Maksimum di Luar Negeri Kapasitas rancangan minimum pabrik UFC dapat diketahui dari data kapasitas pabrik yang telah berdiri di dunia pada tabel 1.2 Tabel I-2

Daftar Pabrik Produsen UFC di Luar Negeri

Nama Perusahaan

Lokasi

Kapasitas (ton/th)

Oman Formaldehyde Chemical Company LLC

Oman

41.250

Atec, Inc

Cina

66.000

Georgia Pasific Resins, Inc

Amerika

50.000

Borden Chemical

Amerika

338.400

JSC Metafrax

Rusia

64.000

Berdasarkan tabel 1.2, kapasitas minimum pabrik UFC di dunia sebesar 41.250 ton per tahun dan maksimal 338.400 ton per tahun. Dalam perancangan pabrik UFC ini diambil kapasitas produksi sebesar 41.250 ton/tahun yang merupakan commit to user

BAB I Pendahuluan 4


digilib.uns.ac.id

Prarancangan Pabrik Urea Formaldehyde Concentrate (UFC-85) dengan Proses Oksidasi Metanol Haldor Topsoe Kapasitas 41.250 Ton/ Tahun kapasitas minimum di dunia dengan tujuan untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri sebanyak 3% dan 97% diekspor. Negara tujuan ekspor urea formaldehyde contentrate antara lain Australia, Brunei, Canada, China, Malaysia, Sri Lanka, Swedia, dan Vietnam. 1.3

Pemilihan Lokasi Pabrik Lokasi pabrik sangat berpengaruh terhadap kelangsungan dan keberhasilan

suatu pabrik. Pemilihan lokasi pabrik ditentukan berdasarkan faktor teknik maupun faktor ekonomis, yaitu adanya kemungkinan untuk dapat memberikan keuntungan yang maksimum. Penentuan lokasi pabrik yang tepat akan menghasilkan biaya produksi dan distribusi yang minimal sehingga akan memberikan keuntungan produksi yang maksimum. Disamping pertimbangan teknik dan ekonomis, diperlukan juga pertimbangan sosiologis, yaitu pertimbangan dalam mempelajari sifat dan sikap masyarakat di sekitar daerah yang dipilih sebagai lokasi pabrik. Sehingga bila ada hambatan sosiologis yang timbul dari masyarakat sekitarnya, sudah dipertimbangkan sebelumnya. Berdasarkan faktor-faktor di atas, maka pabrik pembuatan urea formaldehid concentrate direncanakan berlokasi di daerah kawasan industri Bontang, Kalimantan Timur. Adapun pertimbangan dalam menentukan lokasi ini adalah sebagai berikut :

commit to user

BAB I Pendahuluan 5


digilib.uns.ac.id

Prarancangan Pabrik Urea Formaldehyde Concentrate (UFC-85) dengan Proses Oksidasi Metanol Haldor Topsoe Kapasitas 41.250 Ton/ Tahun 1.3.1

Faktor Primer

1.3.1.1 Bahan Baku Lokasi bahan baku sangat mempengaruhi kelangsungan hidup suatu pabrik. Lokasi pabrik harus dekat dengan sumber bahan baku. Bahan baku metanol diperoleh dari PT. Kaltim Metanol Industri. Sedangkan urea diperoleh dari PT. Pupuk Kalimantan Timur. 1.3.1.2 Pemasaran Pemasaran merupakan salah satu hal yang sangat mempengaruhi studi kelayakan proses. Dengan pemasaran yang tepat akan menghasilkan keuntungan dan menjamin kelangsungan proyek. Lokasi di kawasan Bontang relatif strategis untuk pemasaran produk terutama bagi pabrik-pabrik yang menggunakan urea formaldehid. Pemasaran produk sebagian besar untuk mencukupi kebutuhan PT. Pupuk Kalimantan Timur dan sebagian untuk mencukupi kebutuhan pabrik urea lainnya maupun pabrik plywood yang ada di Indonesia. 1.3.1.3 Utilitas Utilitas yang dibutuhkan adalah keperluan tenaga listrik, air, dan bahan bakar. Kebutuhan tenaga listrik didapat dari PT. Kaltim Daya Mandiri (KDM) dan dari generator pembangkit yang dibangun sendiri. Kebutuhan air sebagai penunjang proses produksi dapat diambil dari PT. Kaltim Industrial Estate

commit to user

BAB I Pendahuluan 6


digilib.uns.ac.id

Prarancangan Pabrik Urea Formaldehyde Concentrate (UFC-85) dengan Proses Oksidasi Metanol Haldor Topsoe Kapasitas 41.250 Ton/ Tahun (KIE) dan untuk kebutuhan pendingin diambil dari air laut. Sedangkan kebutuhan bahan bakar dapat diperoleh dari PT. Pertamina. 1.3.1.4 Tenaga Kerja Penduduk Bontang cukup tersedia untuk tenaga kerja kasar dan menengah, sedangkan tenaga ahli dapat didatangkan dari luar. 1.3.1.5 Transportasi dan Telekomunikasi Lokasi pabrik dekat dengan pelabuhan sehingga mempermudah pemasokan bahan baku dan pemasaran produk baik untuk dalam negeri maupun luar negeri (ekspor). Transportasi lewat darat juga dapat dilakukan dengan mudah. Telekomunikasi di daerah Bontang cukup baik dan berjalan dengan lancar. 1.3.2

Faktor Sekunder

1.3.2.1 Buangan Pabrik Buangan pabrik berupa tail gas yang keluar dari top absorber telah dibakar dahulu di dalam catalitic incenerator, sehingga tidak mencemari lingkungan. Sedangkan limbah cair yang mengandung senyawa organik dinetralkan terlebih dahulu sebelum dialirkan ke pembuangan. 1.3.2.2 Kebijakan Pemerintah Sesuai dengan kebijaksanaan pengembangan industri, pemerintah telah menetapkan daerah Bontang sebagai kawasan industri terbuka bagi investor asing. Pemerintah sebagai fasilitator telah memberikan kemudahan-

commit to user

BAB I Pendahuluan 7


digilib.uns.ac.id

Prarancangan Pabrik Urea Formaldehyde Concentrate (UFC-85) dengan Proses Oksidasi Metanol Haldor Topsoe Kapasitas 41.250 Ton/ Tahun kemudahan dalam perizinan, pajak dan hal-hal lain yang menyangkut teknis pelaksanaan pendirian suatu pabrik. 1.3.2.3 Tanah dan Iklim Kondisi tanah yang relatif masih luas dan merupakan tanah datar sangat menguntungkan. Selain itu Bontang merupakan salah satu kawasan industri di Indonesia sehingga pengaturan dan penanggulangan mengenai dampak lingkungan dapat dilaksanakan dengan baik. Kondisi iklim di Bontang seperti iklim di Indonesia pada umumnya dan tidak membawa pengaruh yang besar terhadap jalannya proses produksi. 1.3.2.4 Keadaan Masyarakat Masyarakat Kalimantan Timur merupakan campuran dari berbagai suku bangsa yang hidup saling berdampingan. Pembangunan pabrik di lokasi tersebut dipastikan akan mendapat sambutan baik dan dukungan dari masyarakat setempat, dan dapat meningkatkan taraf hidup masyarakat.

commit to user

BAB I Pendahuluan 8


digilib.uns.ac.id

Prarancangan Pabrik Urea Formaldehyde Concentrate (UFC-85) dengan Proses Oksidasi Metanol Haldor Topsoe Kapasitas 41.250 Ton/ Tahun

PT. Pupuk Kaltim

Lokasi Pendirian Pabrik

PT. KMI Gambar I-2 Peta Lokasi Pendirian Pabrik 1.4. Tinjauan Pustaka 1.4.1. Proses Pembuatan UFC Proses pembuatan urea formaldehid concentrate terdiri dari 2 unit, yaitu: 1. Unit Formaldehid 2. Unit Absorbsi 1.4.1.1. Unit Formaldehid Proses

pembentukan

urea

formaldehid

concentrate

diawali

dengan

pembentukan formaldehid yang dilakukan pada unit formaldehid. Proses pembuatan formaldehid ada beberapa macam, yaitu: commit to user

BAB I Pendahuluan 9


digilib.uns.ac.id

Prarancangan Pabrik Urea Formaldehyde Concentrate (UFC-85) dengan Proses Oksidasi Metanol Haldor Topsoe Kapasitas 41.250 Ton/ Tahun a. Proses Hidrokarbon

Proses Hidrokarbon ini adalah proses yang dikembangkan pada awal perkembangan industri formaldehid. Proses ini merupakan oksidasi langsung dari hidrokarbon alifatik, selain itu formaldehid juga diproduksi secara langsung dari natural gas atau metana. Biasanya yang digunakan adalah ethylen dengan katalis asam borat atau asam fosfat atau garamnya dari campuran clay atau tanah diatomae. Jika menggunakan natural gas sebagai bahan baku maka reaksi berjalan pada suhu 430-480 oC dan tekanan 7-20 atm dengan katalis aluminium phosphat atau metal oxide. Proses ini memiliki kelemahan yaitu produknya mengandung 34%-36% metanol, 20%-23% formaldehid, 5%-6% asetaldehid dan sejumlah besar aldehid, keton, alkohol serta air. Sehingga diperlukan pemurnian untuk mendapatkan formaldehid dengan kemurnian tertentu (Keyes, 1965). b. Proses Incomplete Conversion and Distillative Recovery of Metanol (ICDRM)

Proses ini merupakan proses pembuatan formaldehid dimana konversi yang terjadi tidak sempurna. Campuran yang terdiri dari uap metanol murni dan udara segar diumpankan ke dalam vaporizer kemudian umpan keluar dari vaporizer dicampur dengan steam dan selanjutnya masuk reaktor. Konversi tidak sempurna (77%-78%) dan reaksi terjadi pada suhu 590-650 oC. Katalis yang digunakan adalah perak dengan masa efektif berkisar antara 3-8 bulan. Formaldehid dihasilkan dengan oksidasi parsial kemudian metanol yang tidak bereaksi

commit to user

BAB I Pendahuluan 10


digilib.uns.ac.id

Prarancangan Pabrik Urea Formaldehyde Concentrate (UFC-85) dengan Proses Oksidasi Metanol Haldor Topsoe Kapasitas 41.250 Ton/ Tahun direcovery dengan destilasi dan selanjutnya direcycle. Kerugian dari proses ini adalah konversi reaksi yang kecil dibandingkan proses lainnya (Ullmans, 1988). c. Proses Complete Conversion of Metanol Proses ini menggunakan katalis perak dengan reaktor fixed bed multitube. Alat proses yang digunakan adalah vaporizer, reaktor dan absorber. Katalis yang digunakan adalah perak yang diregenerasi secara elektrolitikal dengan massa efektif 3-4 bulan. Kondisi operasi pada suhu 600-650 oC pada tekanan atmosferik. Yield yang diperoleh sebesar 89,5% - 90,5% mol. Pada proses ini udara yang telah dimurnikan dan metanol, masing-masing dilewatkan pemanas kemudian masuk ke dalam reaktor katalitik. Produk didinginkan dan selanjutnya dialirkan ke menara absorber. Kerugian dari proses ini adalah suhu yang digunakan cukup tinggi dan umur katalis yang digunakan pendek (Ullmans, 1988). d. Proses Oksidasi Metanol Haldor Topsoe Proses Oksidasi Metanol Haldor Topsoe merupakan proses pembuatan formaldehid atau urea formaldehid secara kontinu dengan bahan baku methanol, oksigen dan urea. Katalis yang digunakan adalah iron molydenum oxide (Fe2(MoO4)2.MoO3) dengan umur 12-18 bulan. Metanol yang diuapkan direaksikan dalam sebuah reaktor fixed bed multi tube yang terdiri atas beberapa tube yang berisi katalis iron molybdenum oxide dengan dikelilingi Dowterm A. Konversi yang diperoleh mencapai 99% dengan selektivitas formaldehid 94%. Gas hasil reaksi yang mengandung gas formaldehid dilewatkan ke menara absorber commit to user



digilib.uns.ac.id

Prarancangan Pabrik Urea Formaldehyde Concentrate (UFC-85) dengan Proses Oksidasi Metanol Haldor Topsoe Kapasitas 41.250 Ton/ Tahun untuk diserap dengan larutan urea untuk membentuk urea formaldehid. Dipilih Proses Oksidasi Metanol Haldor Topsoe karena konversi yang tinggi serta umur katalis yang lebih panjang (Kim Tae Hwa, 2004). 1.4.1.2. Unit Absorbsi Untuk memproduksi urea formaldehid adalah dengan cara mengabsorbsi gas formaldehid dengan menggunakan larutan urea. Gas keluaran reaktor yang didalamnya terkandung gas formaldehid akan dilewatkan supaya terjadi kontak melalui menara absorber jenis packed tower untuk dilakukan proses absorbsi dengan menggunakan solvent larutan urea. Pada menara absorber ini akan terjadi transfer massa dari fase gas yang mengandung solute terutama formaldehid ke fase cair yaitu larutan urea. Presentase gas yang terserap larutan urea adalah 99,35% gas formaldehid, 99,45% asam formiat dan gas metanol sebesar 86,46%. Diharapkan dengan larutan penyerap urea akan didapat kandungan formaldehid dalam produk UFC bisa mencapai 60% berat. 1.4.2. Alasan Pemilihan Proses Dari beberapa proses pembuatan formaldehid, masing-masing terdapat kelebihan dan kekurangan. Proses dengan katalis Iron Molydenum mempunyai beberapa kelebihan yaitu temperatur operasi rendah (200-400 oC) dan tekanan operasi atmosferis sehingga memungkinkan selektivitas katalis tinggi, konversi metanol 97,5% dapat dipertahankan. Sedangkan proses pembentukan urae formaldehid adalah dengan cara mengabsorbsi gas formaldehid dengan larutan urea. commit to user



digilib.uns.ac.id

Prarancangan Pabrik Urea Formaldehyde Concentrate (UFC-85) dengan Proses Oksidasi Metanol Haldor Topsoe Kapasitas 41.250 Ton/ Tahun Selain hal-hal di atas, alasan lain menggunkana proses dengan katalis Iron Molydenum karena katalis jenis ini memiliki beberapa kelebihan, diantaranya: 

Pressure drop rendah dan cukup stabil



Umur katalis sekitar 18 bulan



Selektivitas tinggi



Tidak mudah beracun (Michael Bowker, 2008)

1.4.3. Kegunaan Produk Kegunaan UFC dalam industri pupuk urea adalah sebagai coating. Tujuannya adalah untuk menambah kekerasan butiran pupuk agar tidak mudah pecah dan menggumpal selama penyimpanan maupun pendistribusian kepada konsumen. Cara penggunaannya adalah dengan menginjeksikan UFC dalam pupuk sebelum memasuki proses prilling. Selain itu UFC juga digunakan dalam industri adhesive untuk keperluan woodworking seperti industri plywood, industri particle board, chipboard, industri kertas dan tekstil.

1.4.4. Sifat Fisik dan Kimia Bahan Baku dan Produk a. Bahan Baku Metanol Sifat Fisik -

Rumus molekul

: CH3OH commit to user



digilib.uns.ac.id

Prarancangan Pabrik Urea Formaldehyde Concentrate (UFC-85) dengan Proses Oksidasi Metanol Haldor Topsoe Kapasitas 41.250 Ton/ Tahun -

Wujud

: cair

-

Berat molekul

: 32,04 g/gmol

-

Titik leleh (1 atm)

: -97 oC

-

Titik didih (1 atm)

: 64,7 oC (Perry, 1997)

-

Temperatur kritis

: 239,49 oC

-

Densitas (25 oC)

: 0,7866 g/cm3

-

Viskositas (25 oC)

: 0,541 Cp

-

Batas eksplosif di udara  Lower

: 6% vol

 Upper

: 36% vol (Othmer, 1999)

Sifat Kimia -

Metanol adalah gugus alkohol alifatik yang hanya mempunyai satu atom karbon. Reaksi-reaksi kimia dari metanol melibatkan gugus hidroksil seperti reaksi esterifikasi, adisi, oksidasi, dehidrogenasi dan penggantian gugus hidroksil (Mc. Ketta, ).

-

Reaksi metanol yang penting dalam industri: 1) Dehidrogenasi

dan

dehidrogenasi

oksidatif

dengan

katalis

silver/molybdenum oksida membentuk formaldehid CH3OH + ½ O2

HCHO + H2O commit to user



digilib.uns.ac.id

Prarancangan Pabrik Urea Formaldehyde Concentrate (UFC-85) dengan Proses Oksidasi Metanol Haldor Topsoe Kapasitas 41.250 Ton/ Tahun 2) Karbonilasi dengan katalis kobalt/rhodium membentuk asam asetat CH3OH + CO

CH3COOH

3) Dehidrasi dengan katalis asam membentuk dimethyl eter dan air 2 CH3OH

CH3OCH3 + H2O (Othmer, 1999)

Udara Sifat Fisik -

Wujud

: gas

-

Warna

: tidak berwarna

-

Aroma

: tidak berbau

-

Komposisi

: oksigen 21% (v/v), nitrogen 79% (v/v) (Othmer, 1999)

Sifat Fisik Oksigen -

Rumus molekul

: O2

-

Wujud

: gas tidak berwarna, tidak berasa dan tidak berbau

-

Berat molekul

: 32 g/gmol

-

Specific gravity

: 1,14

-

Titik didih (1 atm)

: -183 oC

-

Titik lebur (1 atm)

: -218,4 oC (Perry, 1997) commit to user



digilib.uns.ac.id


Kondisi kritis: Temperatur

: -118,419 oC

Tekanan kritis

: 49,77 atm (Othmer, 1999)

Sifat Kimia Oksigen : -

Bereaksi dengan semua elemen lain kecuali gas helium, neon, dan argon.

-

Untuk elemen tertentu seperti alkali logam rubidium, cesium, energi aktivasi pada suhu kamar mencukupi, dan reaksi berjalan secara spontan.

-

Bahan yang akan direaksikan dengan oksigen harus dipanaskan terlebi dahulu sampai suhu tertentu untuk pembakaran awal.

-

Jika direaksikan dengan petroleum, gas alam, atau batu bara akan dihasilkan panas, CO2, H2O. (Othmer, 1999)

Sifat Fisik Nitrogen -

Rumus molekul

: N2

-

Wujud

: gas tidak berwarna, tidak berasa dan tidak berbau

-

Berat molekul

: 28,01 g/gmol

-

Specific gravity

: 1,026

-

Titik didih (1 atm)

: -195,8 oC

-

Titik lebur (1 atm)

: -209,86 oC (Perry, 1997) commit to user



digilib.uns.ac.id


Kondisi kritis: Temperatur

: -146,8 oC

Tekanan

: 33,55 atm (Othmer, 1999)

Urea Sifat Fisik -

Rumus molekul

: H2NCONH2

-

Fase

: kristal berwarna putih

-

Berat molekul

: 60,06 g/gmol

-

Specific gravity

: 1,335

-

Titik lebur (1 atm)

: 135 oC (Perry, 1997)

Sifat Kimia -

Bila urea dipanaskan di atas titik leburnya yaitu 150-160 oC akan melepaskan amonia, amonium sianida (NH4OCN) dan biuret (CONH2)2NH 2 CO(NH2)2

-

NH3 + (CONH2)2NH

Urea dihidrolisa akan menghasilkan asam dan amino. Hidrolisa dipercepat dengan menggunakan basa atau asam, juga terjadi bila ada enzim urease. Organisme tertentu dalam tanah juga menyebabkan hidrolisa urea membentuk amonium karbonat.

- Reaksi dengan formaldehid commit to user



digilib.uns.ac.id

Prarancangan Pabrik Urea Formaldehyde Concentrate (UFC-85) dengan Proses Oksidasi Metanol Haldor Topsoe Kapasitas 41.250 Ton/ Tahun Dalam larutan asam akan terjadi hidroksi methyl urea (metilolurea) dan dimetilolurea. CO(NH2)2 + CH2O

HCl

NH2CONHCH2OH Metilolurea

NH2CONHCH2OH + CH2O

HCl

CO(NHCH2OH)2 Dimetilolurea

b. Produk Formaldehid Sifat Fisik - Rumus molekul

: HCOH

- Wujud

: gas, tidak berwarna, berbau menyengat

- Larut dalam air, alkohol, dan pelarut polar lain - Temperatur kritis (1 atm)

: -146,8 oC

- Tekanan kritis

: 33,55 atm (Othmer, 1999)

Sifat Kimia - Reaksi dengan air Formaldehid bereaksi dengan air akan membentuk methylen glikol. HCOH + H2O

HO-CH2-OH

- Reaksi dengan asetaldehid Formaldehid dengan asetaldehid dalam larutah NaOH dapat membentuk pentaerythritol dan sodium format. commit to user



digilib.uns.ac.id

Prarancangan Pabrik Urea Formaldehyde Concentrate (UFC-85) dengan Proses Oksidasi Metanol Haldor Topsoe Kapasitas 41.250 Ton/ Tahun HCOH + CH3CHO + NaOH

C=C(CH2OH)2 + HCOONa (Mc. Ketta, 1985)

-

Pada temperatur 80 – 100 oC relatif stabil tetapi perlahan-lahan akan terjadi polimerisasi pada temperatur rendah.

-

Dapat teroksidasi membentuk CO2, H2O, dan asam formiat. (Othmer, 1999)

Karbon Monoksida Sifat Fisik -

Rumus molekul

: CO

-

Wujud

: gas

-

Berat molekul

: 28,011 g/gmol

-

Titik lebur

(1 atm)

: -204,91 oC

-

Titik didih

(1 atm)

: -191,35 oC (Perry, 1997)

-

Temperatur kritis (1 atm)

: -140,1 oC

-

Tekanan kritis

: 34,5 atm

-

Batas eksplosif di udara

-



Pada 573 oK

: 12,4% - 75%



Pada 673 oK

: 11,4% - 77,5%

Densitas pada 273 oK

: 1,2501 g/L (Othmer, 1999) commit to user



digilib.uns.ac.id

Prarancangan Pabrik Urea Formaldehyde Concentrate (UFC-85) dengan Proses Oksidasi Metanol Haldor Topsoe Kapasitas 41.250 Ton/ Tahun Sifat Kimia -

Bereaksi dengan air melewati katalis (Water Gas Shift Reaction) CO + H2O  H2 + CO2

-

Oksidasi tanpa atau dengan katalis membentuk CO2

-

Pembentukan metanol dengan katalis copper chromite CO + 2 H2  CH3OH (Othmer, 1999)

Air (Vapor) Sifat fisik -

Rumus molekul

: H2O

-

Berat molekul

: 18,015 g/gmol (Othmer, 1999)

Urea Formaldehyde Concentrate Sifat Fisik Urea Formaldehyde Concentrate -

Fase

: cair

-

Kandungan formaldehid

: 60 ± 0,5% berat

-

Kandungan urea

: 25 ± 0,5% berat

-

Viskositas

: 240-600 cps

-

Specific gravity (25oC)

: 1,325

-

pH

: 7-8,5 commit to user



digilib.uns.ac.id


Titik didih

: 212 oF

(1 atm)

(www.gp.com) 1.4.5. Tinjauan Proses Secara Umum Sebagian besar UFC diproduksi dengan bahan baku metanol dan udara dengan larutan penyerap di absorber adalah urea. Reaksi oksidasi metanol dan udara dengan katalis Fe-Mo oksida terjadi pada fase gas, sehingga reaktor yang dipilih adalah fixed bed multi tube. Oksidasi metanol dengan udara menjadi formaldehid pada fase gas menggunakan katalis Fe-Mo oksida mengikuti 2 langkah reaksi yaitu: Reaksi I (oksidasi metanol) CH3OH (g) + ½ O2 (g)

HCHO (g) + H2O (g)

Reaksi II (oksidasi formaldehid) HCHO (g) + ½ O2 (g)

CO (g) + H2O (g)

Besarnya konversi adalah 97,5% pada kondisi operasi suhu 200-400 oC dan tekanan atmosferis (1,68 atm). Setelah terjadi pembentukan formaldehid proses selanjutnya terjadi di unit absorbsi. Untuk memproduksi urea formaldehid adalah dengan cara mengabsorbsi gas formaldehid dengan menggunakan larutan urea. Gas keluaran reaktor yang didalamnya terkandung gas formaldehid akan dilewatkan supaya terjadi kontak melalui menara absorber jenis packed tower untuk dilakukan proses absorbsi dengan menggunakan solvent larutan urea. Diharapkan dengan larutan penyerap urea akan commit to user



digilib.uns.ac.id

Prarancangan Pabrik Urea Formaldehyde Concentrate (UFC-85) dengan Proses Oksidasi Metanol Haldor Topsoe Kapasitas 41.250 Ton/ Tahun didapat kandungan formaldehid dalam produk UFC bisa mencapai 60% berat (Subekti, 1995).

commit to user


Prarancangan Pabrik Urea Formaldehyde Concentrate (UFC-85) dengan Proses Oksidasi Metanol Haldor Topsoe Kapasitas 41

Recommend Documents