Prarancangan Pabrik Kaustik Soda (NaOH) dari Garam Laut Menggunakan Proses Elektrolisa Sel Membran

Standar

Sejarah Proses Produksi Kaustik Soda

Kaustik soda pada mulanya diproduksi dari soda abu dengan proses lime soda pada abad ke-18. Dimana proses ini juga dikenal dengan proses Leblance. Pada mulanya, reaksi yang terjadi masih kurang sempurna sehingga produk kaustik soda yang dihasilkan masih dikotori oleh soda abu. Pada saat kondisi reaksi telah disempurnakan, maka produk kaustik soda yang dihasilkan menjadi lebih murni. Pada tahun 1960-1969 proses elektrolisis untuk memproduksi kaustik soda dan klorin mulai dikembangkan, maka proses lime soda sedikit demi sedikit mulai ditinggalkan secara perlahan-lahan hingga tahun 1968 (Kirk – Othmer, 1994).

Natrium hidroksida telah lama dikenal sebagai larutan, pertama sekali berhasil dipisahkan oleh Humphry Davy pada tahun 1807 dengan cara elektrolisis. Pada abad pertengahan, di Eropa sejenis larutan natrium dengan nama Latin sodanum digunakan sebagai obat sakit kepala. Kata natrium berasal dari bahasa Yunani yaitu nítron yang merupakan garam asalnya (www.wikipedia.com)

Kegunaan Kaustik Soda

Kaustik soda dengan rumus kimia NaOH mempunyai berat molukul 40, berbentuk padatan putih dan mudah larut di dalam air. Produksi kaustik soda di dunia sebahagian besar dipakai sebagai reagensia di laboratorium dan juga digunakan untuk bahan baku industri-industri hilir sebagai berikut:
a. Industri sabun,
b. Industri kertas,
c. Industri rayon,
d. Industri makanan,
e. Industri tekstil,
f. Industri obat,
g. Industri cat,
h. Industri karet,
i. Industri metalurgi,
j. Industri minyak/petroleum refining,
k. Industri alumina,
l. Industri bahan kimia lainnya.

Jenis-Jenis Proses Produksi Larutan Kaustik Soda

Mercury Cell (Sel Merkuri)

Operasi sel merkuri menggunakan logam merkuri (dalam bentuk natrium amalgam) sebagai katodanya, natrium amalgam ini kemudian bereaksi dengan air yang telah terionisasi untuk menghasilkan larutan kaustik soda. Larutan kaustik yang dihasilkan dari proses ini adalah NaOH 50-52%, konsentrasi tersebut langsung dihasilkan tanpa perlu proses evaporasi. Proses dengan menggunakan sel merkuri menghasilkan konsentrasi larutan kaustik soda tertinggi diantara ketiga jenis sel-sel yang lain.
Konsentrasi kontaminan larutan kaustik yang dihasilkan melalui sel merkuri sangat rendah, konsentarsi garam atau NaCl biasanya kurang dari 10 ppm (konsentrasi maksimum 30 ppm), konsentrasi natrium klorat (NaClO3) sebesar 0,5 ppm (konsentrasi maksimum 1 ppm), konsentrasi natrium karbonat (Na2CO3) biasanya sebesar 0,02% berat (konsentrasi maksimum 0,06% berat), konsentrasi natrium sulfat (Na2SO4) 10 ppm (konsentrasi masimum 20 ppm).

Larutan kaustik soda yang dihasilkan melalui proses sel merkuri biasanya dinyatakan dengan mercury cell grade, atau sering juga dinyatakan dengan rayon grade. Kebanyakan produksi serat fiber sangat tergantung dari ketersediaan larutan kaustik soda rayon grade dengan kemurnian yang tinggi. Penggunaan lainnya dari larutan kaustik yang dihasilkan melalui proses ini adalah untuk penukar air DI (DI water exchanger). Unit resin DI sering menggunakan larutan kaustik rayon grade untuk proses regenarasi. Namun banyak literatur yang lebih merekomendasikan untuk menggunakan larutan kaustik soda yang dihasilkan melalui proses sel membran.

Total energi ekivalen yang dibutuhkan untuk menghasilkan larutan kaustik soda melalui proses sel merkuri sekitar 3.600 kWh per metrik ton larutan kaustik yang dihasilkan.

Diaphragm Cell (Sel Diafragma)

Proses ini menggunakan asbes atau bahan pengganti lain pengganti asbes untuk memisahkan kuastik soda dan klorin. Sel diafragma menghasilkan larutan kaustik dengan konsentrasi yang sangat rendah (NaOH 12-14%). Larutan kaustik soda tersebut kemudian dipekatkan lagi melalui proses evaporasi tiga atau empat efek untuk mendapatkan konsentrasi larutan kaustik soda akhir 50% (atau dalam range 49-52%). Kandungan garam yang masih terikut dalam larutan kaustik soda diendapkan atau disaring untuk digunakan atau di-recycle lebih lanjut. Proses ini manghasilkan larutan kaustik yang berkualitas paling rendah dibandingkan dengan produk kaustik yang dihasilkan oleh sel lainnya. Rendahnya kualitas larutan kaustik soda yang dihasilkan dari sel diafragma didasarkan pada beberapa pertimbangan diantaranya kandungan garam, klorat, karbonat, dan sulfat yang relatif tinggi. Konsentrasi garam (NaCl) biasanya berkisar 1% (dengan range konsntrasi maksimum mulai dari 1,1 sampai 1,3% berat), konsentrasi natrium klorat berkisar sekitar 0,15% berat (konsentrasi maksimum 0,3% berat), konsentrasi natrium karbonat berkisar sekitar 0,1% berat (dengan konsentrasi maksimum 0,2% berat), konsentrasi natrium sulfat biasanya sekitar 0,01% berat (dengan konsentrasi maksimum 0,02% berat).
Larutan kaustik soda yang dihasilkan melalui sel diafragma sering dinyatakan dengan diaphragm cell grade, commercial grade, technical grade, dan terkadang juga dinyatakan dengan technical diaphragm. Grade tertinggi larutan kaustik soda yang dihasilkan melalui proses sel diafragma disebut dengan purified grade. Proses produksi larutan kaustik soda purified grade ini menggunakan proses evaporasi tambahan untuk larutan kaustik soda 50% untuk mengurangi konsentrasi garamnya. Larutan kaustik soda yang dihasilkan tersebut kemudian diencerkan lagi sehingga konsentrasinya kembali lagi ke konsentrasi komersial (konsentrasi pasaran) yaitu 50%.

Produk larutan kaustik soda yang dihasilkan melalui proses sel diafragma sering digunakan untuk berbagai proses industri seperti netralisasi air limbah, produksi tekstil, produksi sabun, produksi deterjen, dan produksi alumunium. Pada umumnya semua grade larutan kaustik soda yang dihasilkan melalui proses sel diafragma dapat digunakan pada industri-industri tersebut. Total energi ekivalen yang dibutuhkan untuk menghasilkan larutan kaustik soda melalui proses sel diafragma adalah sekitar 5.000 kWh per metrik ton larutan kaustik yang dihasilkan.

Membrane Cell (Sel Membran)

Proses sel membran menggunakan jenis membran tertentu untuk memisahkan ion klorin dan ion natrium. Membran membiarkan ion natrium berpindah melewati membran sedangkan gas klorin dan larutan garam (brine) tetap berada pada bagian yang terpisah dari ion natrium. Ion natrium tadi bereaksi dengan air (sebagaimana halnya juga pada sel merkuri) untuk menghasilkan larutan kaustik soda. Larutan kaustik soda yang dihasilkan dengan menggunakan proses sel membran biasanya berkisar antara 33-35% berat. Untuk memekatkan larutan kaustik soda tersebut ke konsentrasi 50% digunakan proses evaporasi sebagaimana yang digunakan pada proses sel diafragma. Konsentrasi garam dalam larutan kaustik yang akan dievaporasikan tidak lagi berada pada konsentrasi yang cukup signifikan, hal ini dikarenakan sifat osmotik selektif dari membran sehingga mengurangi beban evaporasi larutan kaustik. Jumlah maksimum garam yang melewati membran bisa mencapai 75 ppm. Sebagai catatan beberapa pabrik yang menggunakan teknologi sel membran kandungan garam maksimum yang diperbolehkan bisa mencapai 100 ppm dalam larutan kaustik soda.

Larutan kaustik soda dengan kemurnian yang tinggi memiliki konsentrasi ontaminan yang rendah di dalam produk yang dihasilkan. Konsentrasi garam (NaCl) biasanya kurang dari 30 ppm (dengan konsentrasi maksimum 75 ppm), konsentrasi natrium klorat (NaClO3) biasanya berkisar antara 3 ppm (dengan konsentrasi maksimum 5 ppm), konsentrasi natrium karbonat (Na2CO3) biasanya berkisar antara 0,03% berat (dengan konsentrasi maksimum 0,05% berat), konsentrasi natrium sulfat (Na2SO4) biasanya berkisar antara 15 ppm (dengan konsentrasi maksimum 20 ppm).
Larutan kaustik soda yang dihasilkan dari proses sel membran paling sering dinyatakan dengan membrane grade. Penggunaan larutan kaustik soda yang dihasilkan melalui sel membran terus berkembang termasuk untuk industri rayon dan industri-industri lainnya selain industri serat rayon. Istilah lainnya yang digunakan untuk menyatakan produk kaustik soda yang dihasilkan melalui proses sel membran adalah high purity, dan high purity, technical grade. Total energi ekivalen yang dibutuhkan untuk menghasilkan larutan kaustik soda melalui proses sel membran sekitar 3.360 kWh per metrik ton larutan kaustik yang dihasilkan.

About buyunkch4n1490

semua yang akan dilakukan di iringi dengan niat yang tulus ikhlas tanpa mengharap sesuatu. saling berbagi apa yang dimiliki, mungkin kita sama-sama membutuhkannya

Komentar ditutup.