KATA PENGANTAR
Segala puji bagi Allah SWT. yang telah mengaruniakan rahmat-Nya sehingga dapat menyelesaikan penulisan Makalah Proses Industri Kimia tentang industri industri Asam Phospat dengan Proses Asam Sulfat ecara lancar dan sesuai waktunya. Makalah ini kami buat sebagai pendukung dan media alat alat dalam program belajar diperkuliahan . Dan pada kesempatan ini kami sebagai pembuat makalah ingin mengucapkan terima kasih kepada Ibu Indah Purnamasari, S.T, M.Eng sebagai Dosen Pembimbing pada mata kuliah Proses Industri Kimia I Di Politeknik Negeri Sriwijaya yang telah membimbing dalam pengerjaan makalah ini. Penulis menyadari sepenuhnya bahwa masih banyak kekurangan dalam penyusunan Makalah ini, sehingga penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun dari segenap pembaca demi kebaikan dan kesempurnaan Makalah ini. Akhir kata, penulis menyampaikan terimakasih kepada Ibu Indah Purnamasari, S.T., M.Eng. dosen pengasuh mata kuliah Proses Industri Kimia I serta semua pihak yang telah membantu hingga makalah ini dapat terselesaikan. Semoga materi dalam makalah ini dapat berguna bagi kita, khususnya mahasiswa DIII Teknik Kimia Politeknik Negeri Sriwijaya.
Penulis
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR.............................................. ......................................................... 1 DAFTAR ISI...................................................................................................................... 2 BAB 1 PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang .............................................. ......................................................... 3 1.2 Tujuan .................................................. .................................................................. 3 BAB II PEMBAHASAN
1. Data Kuantitatif................................................................ ...................................... 4 2. Bahan Baku ................................................... ......................................................... 4 3. Sifat Fisik dan Kimia Bahan Baku dan Produk ................................................... .. 4 4. Reaksi Kimia yang terjadi...................................................................................... 6 5. Uraian Proses ................................................ ......................................................... 6 6. Kegunaan Produk ................................................................................................... 8 7. Fungsi Peralatan proses .................................................. ....................................... 9
BAB 3 PENUTUP
3.1 Kesimpulan ............................................................................................................. 12 3.2 Daftar Pustaka ................................................ ......................................................... 12 HASIL PRESENTASI ..................................................................................................... 13
BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang
Asam fosfat adalah asam utama yang digunakan dalam industri kimia, dihasilkan dengan hidrasi fosfor petoksida, P4O10. Asam fosfat komersial memiliki kemurnian 75-85%. Asam murninya adalah senyawa kristalin (mp. 42.35° C). Satu atom oksigen terminal dan tiga gugus OH diikat pada atom fosfor di pusat tetrahedral. Ketiga gugus OH dapat melepaskan proton, membuat asam ini adalah asam berbasa tiga (pK1 = 2.15). Bila dua asam fosfat berkondensasi dan melepaskan satu molekul air, dihasilkan asam pirofosfat, H4P2O7. Asam fosfat, juga dikenal sebagai asam ortofosfat atau asam fosfat adalah asam mineral (anorganik) yang memiliki rumus kimia H3PO4. Molekul asam ortofosfat dapat menggabungkan dengan diri mereka sendiri untuk membentuk berbagai senyawa yang juga disebut sebagai asam fosfat, namun dengan cara yang lebih umum. Asam fosfat rantai panjang juga dapat merujuk pada kimia atau pereaksi yang terdiri dari asam fosfat, biasanya asam ortofosfat.
1.2.1
Tujuan
1. Menentukan bahan baku, produk, hasil samping, buangan dalam proses industri Asam Phospat dengan Asam Kuat (H2SO4 Leaching). 2. Mengetahui proses pembuatan Asam Phospat dengan Asam Kuat (H2SO4 Leaching). 3. Mengetahui reaksi yang terjadi dalam proses tersebut. 4. Menngetahui uraian proses dari diagram alir proses pembuatan Asam Phospat dengan Asam Kuat (H2SO4 Leaching)
BAB 2 PEMBAHASAN 2.1 Data Kuantitatif
Basis
: 1 ton pada 100% dalam 90% yield 2,7 ton gypsum
Batuan Phosphate
: 32% P2O5 2,5 ton
Asam Sulfat
: (93-98 %) 2 ton
Kapasitas Pabrik
: 100 – 150 ton per hari
2.2 Bahan Baku
Batuan Phospat
Asam Sulfat
2.3 Sifat Fisik dan Kimia Bahan Baku dan Produk
SIFAT FISIK DAN KIMIA BAHAN BAKU
a. Batuan Fosfat Batuan fosfat tidak dapat sepenuhnya disebut mineral, karena tidak memiliki komposisi kimia yang pasti. Batuan fosfat adalah substansi sekunder yang terbentuk akibat akumulasi dari sisa-sisa organik seperti tulang dan penggantian kapur, kalsit, dll, dengan larutan fosfat untuk membentuk campuran kalsium fosfat. Warna dalam apatit sering disebabkan oleh adanya unsur tanah langka atau dengan penyinaran alam. Fosfat apatit termasuk fosfat primer karena gugusan oksida fosfatnya terdapat dalam mineral apatit (Ca10(PO4)6.F2) yang terbentuk selama proses pembekuan magma. Apatite ada dua jenis, yaitu klor-apatit memiliki komposisi 3Ca3 (PO4)2 CaCl2 dan fluor-apatit memiliki komposisi 3Ca (PO4)2 CaF2.
Secara teoritis, komposisi persentase mereka adalah sebagai berikut: Chlor-apatite
P 2 O 5 41.0, CaO 53.8, Cl 6.8 = 101.6
Fluor-apatite
P 2 O 5 42.3, CaO 55.5, F 3.8 = 101.6
b. Asam Sulfat Rumus molekul : H2SO4
Berat molekul : 98,08 g/mol Penampilan : cairan bening, tak berwarna, berbau pekat 3
Densitas : 1,84 g/cm , cair Kelarutan dalam air : tercampur penuh Keasaman (p K a) : −3 Viskositas : 26,7 cP (20 °C)
Terbentuk akibat oksidasi sulfur dioksida
SIFAT FISIK DAN KIMIA BAHAN BAKU
Asam Fosfat
Rumus molekul
: H 3PO4
Massa molekul
: 98,00 g/mol
Penampilan
: berwarna putih , padat atau cair, kental (> 42 ˚C)
Density
: 1,885 g / mL (cair) 1,685 g / mL (85% larutan) 2,030 g / mL (kristal pada 25 ° C)
Titik lebur
: 42,35 °C (anhidrat), 29,32 °C (hemihidrat)
Titik didih
: 158 °C
Keasaman (p K a)
: 2,148, 7,198, 12,375
Viskositas
: 2,4-9,4 cP (85% aq) 147 cP (100%)
2.4 Reaksi Kimia Yang Terjadi Ca3(PO4)2 + 3H2SO4 + 6H2O Reaksi Samping : CaF2 + 6HF +
2H3PO4
+ 3(CaSO4.2H2O)
H2SO4 + 2H2O 2 HF + CaSO4 . 2H2O SiO2 H2SiF6 + 2H2O
2.5 Uraian Proses Batuan fosfat dipecah hingga ukuran 65% - 200 mesh, dimasukkan ke dalam reactor pengaduk dan ditambahkan H2SO4 93 – 98% dengan suhu pemanasan dari 75 – 80 ˚C, setelah itu didinginkan dengan udara. Kemudian dialirkan ke travelling pan filter untuk proses penyaringan dan dicuci dengan air panas. Air cucian yang mengandung gypsum dikirim ke gypsum plant atau ditampung sebagai slurry, diolah dan dibuang ke lagoon. Air cucian yang mengandung asam fosfat encer di travelling pan filter, direcycle ke reactor. Gas dari reactor dibersihkan di fume scrubber sehingga bisa dibuang, larutan yang tidak terbentuk sempurna ditampung sebagai slurry. Hasil dari travelling pan filter dipisahkan dalam reactor dan terbentuk produk 40% H3PO4, dan hasil samping berupa sludge direcycle kembali ke travelling pan filter. Untuk mendapatkan hasil H3PO4 yang cukup murni, larutan dari travelling pan filter dimasukkan ke dalam evaporator untuk menguapkan air dengan bantuan steam sehingga dihasilkan H3PO4 75%. H3PO4 40% dicampur dengan H3PO4 75% dan ditambahkan H2SO4 93 – 98% dan dinetralkan dengan NH3 pada tangki berpengaduk. Pengadukan bertingkat terjadi dari tangki 1, ke tangki 2, dan ke tangki 3. Dari tangki 1 ada yang langsung ke tangki 3, gas dari tangki 1, 2, dan 3 dialirkan ke fume dust scrubber untuk dibersihkan dan bisa dibuang. Dari tangki 3 dialirkan ke rotary granulator yang ditambah potassium kristal untuk membentuk butiran. Butiran dikeringkan di Rotary Dryer dengan bantuan udara panas pada suhu 150 ˚C. Udara dan debu keluar pada suhu 80 ˚C, dialirkan ke fume dust scrubber, dibersihkan dan dibuang ke vent gas. Butiran yang kering menuju double deck screen ( tempat pengayakan ), diayak. Produk yang halus digunakan sebagai bahan dasar pupuk kimia, untuk dikarungi dan dikapalkan. Sedangkan produk yang kasar dipecah lagi dan diayak sesuai dengan produk yang diinginkan
Diagram Alir Proses Produksi Asam Phospat dengan Asam Kuat (H2SO4 Leaching)
2.6 Kegunaan Produk Beberapa kegunaan Asam Phosfat adalah sebagai berikut. (a) Asam phospat digunakan sebagai pembersih dengan konstruksi perdagangan untuk menghilangkan kandungan mineral, noda semen, dan noda air keras. Hal ini juga digunakan sebagai chelant di beberapa pembersih rumah tangga bertujuan tugas pembersih semacam itu. (b) Asam phospat digunakan sebagai fluks oleh penggema (seperti railroaders model) sebagai bantuan untuk penyolderan . (c) Asam phospat juga digunakan dalam hidroponik pH solusi untuk menurunkan pH larutan hara. Sedangkan jenis-jenis asam dapat digunakan, fosfor merupakan nutrisi yang digunakan oleh tanaman, terutama selama berbunga, sehingga asam fosfat terutama diinginkan. Hidroponik Umum turun pH larutan cair mengandung asam fosfat di samping asam sitrat dan amonium bisulfat dengan buffer untuk mempertahankan pH stabil dalam reservoir nutrisi. (d) Asam Phospat digunakan sebagai bahan perantara dalam pembuatan detergent, bahan kimia pengolah air (e) Asam phospat digunakan untuk produksi pupuk, merupakan perantara antara biji fosfat dan produk akhir seperti ammonium fosfat, tripel superfosfat, campuran pupuk cair, dan beberapa tipe nitrat fosfat.
2.7
Fungsi Peralatan Proses
Fume scrubber
Tempat memisahkan antara fase gas dan fase liquid dengan menggunakan air sebagai penyemprotnya
Reactor Sebagai tempat dimana terjadinya suatu reaksi berlangsung, baik itu reaksi kimia atau nuklir dan bukan secara fisika.
Traveling Pan Filter Sebagai
alat
penyaringan
berjalan
untuk
memisahkan gypsum dengan H3PO4.
Evaporator Sebagai
tempat
untuk
mendinginkan
atau
menguapkan fluida cair dengan menggunakan steam atau media panas lainnya.
Tangki Pengaduk untuk menggerakkan bahan (cair, cair / padat, cair / cair, cair / gas, cair / padat / gas) di dalam bejana pengaduk.
Rotary Granulator Sebagai
tempat
untuk
proses
membuat suatu butiran dengan dibantu potassium kristal
Rotary Dryer
digunakan untuk mengeringkan bahan yang berbentuk bubuk, granula, gumpalan partikel padat dalam ukuran besar. Pemasukkan dan pengeluaran bahan terjadi secara otomatis dan berkesinambungan akibat gerakan vibrator, putaran lubang umpan, gerakan berputar dan gaya gravitasi. Sumber panas yang digunakan dapat berasal dari uap listrik, batubara, minyak tanah dan gas.
Double Deck Screens
digunakan untuk memisahkan bagian yang tidak diinginkan berdasarkan ukurannya, dari dalam bahan curah dan bubuk yang memiliki ukuran partikel kecil dan bahan adonan atau campuran dari cairannya.
Grinder alat atau mesin yang digunakan untuk menggiling butiran-butiran dari asam phospat menjadi bentuk lebih halus.
BAB 3 PENUTUP 3.1 Kesimpulan Kesimpulan yang dapat ditarik dari makalah ini adalah sebagai berikut. o
Asam Phospat dihasilkan dari reaksi batuan phospat dengan bantuan asam sulfat dan air, sehingga mengahasilkan produk asam phospat
o
Adapun mekanisme reaksinya yaitu : Ca3(PO4)2 + 3H2SO4 + 6H2O
o
2H3PO4
+ 3(CaSO4.2H2O)
Adapun kegunaan dari asam phospat ini yaitu Asam Phospat digunakan sebagai bahan perantara dalam pembuatan detergent, bahan kimia pengolah air dan juga Asam phospat dapat digunakan untuk produksi pupuk, merupakan perantara antara biji fosfat dan produk akhir seperti ammonium fosfat, tripel superfosfat, campuran pupuk cair, dan beberapa tipe nitrat fosfat.
3.2 Daftar Pustaka -
Erlinawati,dkk. 2012. Modul Kuliah Proses Industri Kimia. Politeknik Negeri Sriwijaya: Palembang.
-
Ir. Zubaidah, Nyayu.dkk.2013. Modul proses industry kimia 1. Politeknik Negeri Sriwijaya: Palembang.
-
http://simoehch.blogspot.com/2012/12/judul-skripsi-manufacture-of-phosphoric.html
-
http://geoyogi.wordpress.com/tag/batuan-fosfat/
-
http://majarimagazine.com/2009/06/a-look-at-common-industrial-chemicals/
