Industri Asam Nitrat

23
Nama Kelompok Industri Asam Nitrat Jurusan Sains Kimia Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Islam Negeri Sunan Gunung Djati Bandung 2015 1. M Fahmi Dermawan 2. Regina Kartika J M 3. Rini Yuliani 4. Sinta P Rahayu 5. Susi Rusdiani

description

Mata Kuliah Kimia Industri

Transcript of Industri Asam Nitrat

PowerPoint Presentation

Nama KelompokIndustri Asam Nitrat

Jurusan Sains Kimia Fakultas Sains dan TeknologiUniversitas Islam Negeri Sunan Gunung DjatiBandung2015

1. M Fahmi Dermawan2. Regina Kartika J M3. Rini Yuliani4. Sinta P Rahayu5. Susi Rusdiani

Pendahuluan Senyawa kimia asam nitrat adalah sejenis cairan korosif yang tidak berwarna dan merupakan asam beracun yang dapat menyebabkan luka bakarSebagaimana asam pada umumnya, asam nitrat bereaksi dengan alkali, oksida basa, dan karbonat untuk membentuk garam, seperti ammonium nitrat Karena memiliki sifat mengoksidasi, asam nitrat pada umumnya tidak menyumbangkan protonnya (tidak membebaskan hydrogen) pada reaksi dengan logam dan garam yang dihasilkan biasanya berada dalam keadaan teroksidasi lebih tinggi

Sejarah asam nitratAsam nitrat pertama kali disintesis sekitar 800 M oleh kimiawan Jabbir Ibnu Hayyan. Cara pembuatannya yang cukup tua adalah melalui destilasi saltpeter dengan asam sulfat. Zat ini juga terbentuk didalam atmosfer karena petir. Sifat Fisik dan KimiaSifat KimiaPada suhu biasa akan terurai oleh cahaya/sinarDapat bereaksi dengan amoniak membentuk garam amoium nitratDapat bereaksi dengan unsur-unsur logam serta dapat melarutkan semua logam kecuali emas (Au) dan platina (pt)Reaksi oksidasi pertamanya dengan asam pekat, memfavoritka pembentukan nitrogen dioksida.Sifat-sifat asam cendrung mendominasi pada asam nitrat encerDapat bereaksi dengan unsur-unsur non logamSemua nitrat larut dalam air

Sifat FisikaBahan BakuAMONIASenyawa kimia dengan rumus NH3, biasanya didapat dalam keadaan gas yang berbau tajam. Amonia ini merupakan senyawa kaustik dan dapat merusak kesehatan.

Katalis Platina 10% Rhodium.Udara

Air Peralatan Proses dan Utilitas PabrikPerancangan proses1.TangkiPenyimpananAmoniakKode:T-101Fungsi:menyimpanbahanbakuamoniaselama1mingguTipe:silinderhorisontalberbentukhemisphericalheadJumlahtangki:1buahKapasitastiaptangki:30.776,7ft3Diametertangki:13,44ftPanjangtangki:53,766ftBahankonstruksi:CarbonsteelSA-283gradeCDiameterpipapengisian:6in(sch80)Diameterpipapengeluaran:3in(sch80)Kondisipenyimpanan:Bentuk:cairTekanan:11,5atmSuhu:30oC

2.TangkiPenyimpananAsamNitratKode:T-201Fungsi:Menyimpanasamnitratselama2mingguTipe:silindertegakdgnconicalroofdanflatbottomJumlahtangki:1buahKapasitastiaptangki:182.897,15ft3Diametertangki:90ftTinggitangki:(36+19,1)ftBahankonstruksi:CarbonsteelSA-204gradeCDiameterpipapengisian:10in(sch40)Diameterpipapengeluaran:4in(sch40)

3.PompaKode:P-202Fungsi:Mengalirkanasamnitratdaritangkipenyimpanan(T-201)menujuMixingTank(M-204)Tipe:pompasentrifugalKapasitaspompa:0,15125cuft/detikTenagapompa:83,88ft.lbf/lbmDayamotor:4HPUkuranpipa:nominalsize:3inSchedule:40Bahan:Commercialsteel

4. CoolerKode:E-804Fungsi:MenurunkansuhusteamsebelummasukAbsorberTipe:DoublePipeExchangerBahanKonstruksi:CarbonSteelSA-283GradeC5. ReaktorKode:R-301Fungsi:mereaksikanNH3denganHNO3menjadiNH4NO3Kondisi:T=175oC,P=4,4atmTipe:BublingReactorBahankonstruksi:CarbonsteelSA-283gradeCTebalshell:inTebalhead:11/8inTinggihead:24,2inDiameterReaktor:120,87inTinggireaktortotal:368,06inTebaljaket:29,3in

6. AbsorberKode:A-801Fungsi:MenyerapNH3dengansolvenairTipe:PackedtowerJenispacking:RaschigringsBahan:CarbonsteelSA-283gradeCDiametermenara:2,9ftJumlahbed:3bedTinggipackingperbed:4,9ftTebalshell:in=0,021ftTebalhead:in=0,021ftTinggiheadtotal:0,64ftTinggiabsorber:16,02ft

Utilitas AIRAiruntukkeperluanumum(servicewater)319,78m/hariAirpendingin(coolingwater)31.772,9m/hariAirsteam311,97m/hariTotalkebutuhanair31.804,65m/hariSumberBendunganCurugSTEAMKebutuhansteam34.985,73m/hariJenisboilerwatertubeboilerLISTRIKKebutuhanlistrik147,5KilowattDipenuhidariPembangkitsendiri:350KilowattPLN:200KilowattBAHANBAKARJenisSolarKebutuhan11.040Liter/hariSumberdariPertaminaProses Pembuatan Asam NitratMetode Retor4NH3 (g) + 5O2(g) 4NO(g) + 6H2O(g)2NO(g) + O2(g) 2NO2(g)3NO2(g) + H2O(l) 2HNO3(aq) + NO(aq)

Metode ValentirNaNO3(s) + H2SO4(l) NaHSO4 + HNO3(g) (berasap)

Metode Oswald Bahan baku Natrium Nitrat dan Asam Sulfat masuk reaktor tangki berpengaduk. Reaktor di panaskan secara isotermal pada suhu 150oC selama 10 jam. Konversi pembentukan asam Nitrat adalah 97%. Selama waktu itu NO2 dan air akan teruapkan

Proses Berkeland & EydeNitrogen direaksikan dengan oksigen pada T 3000C dalam busur listrikNO + O2 2 NO2 (pada suhu 600oC)3NO2 + H2O 2 HNO3 + NO (pada suhu tinggi)

Proses Wiconsi mereaksikan N2 dan O2 dari udara menggunakan listrik bertegangan tinggiN2 + O2 NO + NO2 NO2 + H2O HNO3

Proses Pembuatan Asam Nitrat Dengan Metode OswaldAmmonia diubah menjadi asam nitrat dalam dua tahapan. Ammonia dioksidasi (dalam arti dibakar) melalui pemanasan dengan oksigen dengan adanya katalis seperti platinum dengan 10% rhodium, untuk membentuk oksida nitrat dan air. Langkah ini sangat eksotermis:4 NH3 (g) + 5 O2 (g) 4 NO (g) + 6 H2O (g) (H = 905.2 kJ)Tahap dua melibatkan dua reaksi dan dilakukan dalam peralatan absorpsi yang mengandung air. Oksida nitrat awalnya dioksidasi lagi untuk menghasilkan nitrogen dioksida: Gas ini kemudian mudah diserap oleh air, menghasilkan produk yang diinginkan (asam nitrat, meskipun dalam bentuk encer), sekaligus mengurangi sebagian kembali ke oksida nitrat:2 NO (g) + O2 (g) 2 NO2 (g) (H = 114 kJ/mol)3 NO2 (g) + H2O (l) 2 HNO3 (aq) + NO (g) (H = 117 kJ/mol)NO didaur-ulang, dan asam dipekatkan sampai kekuatan yang diperlukan melalui penyulingan.

Metode Oswald

Oksidasi amoniak dengan Pt sebagai katalis4 NH3 + 5 O2 4 NO + 6 H2O4 NO + 2 O2 4 NO24 NO2 + 2 H2O 2 HNO2 + 2 HNO3 (pada suhu rendah)2 HNO2 NO2 + NO + H2O

Metode Valentiner :

NaNO3(s) + H2SO4(l) NaHSO4 + HNO3(g) (berasap)

Proses RetorAsam Sulfat 93% dan Natrium Nitrat 96%ReaktorReaksi EksotermisSuhu 150-200CSelama 12 jamHNO3 + NaHSO4Mengalami dekomposisi karena panasHNO3+NaHSO4HNO3 menguap suhu 100-103CCondensor PartialHNO3 96-99%Gas dan embunSparatorGas dan EmbunReaktorNaHSO4 dan niter cakeHasil sampingGas yang tidak terembunkan (10-12 %)AbsorberDiserap oleh airHNO3 60-70%Proses Retor

Metode Birkeland-Eydeasam nitrat diproduksi dengan menggunakan proses Birkeland-Eyde , juga dikenal sebagai proses busur. Proses ini didasarkan pada oksidasi nitrogen atmosfer oleh oksigen atmosfer menjadi oksida nitrat pada suhu yang sangat tinggi. Busur listrik digunakan untuk menyediakan suhu tinggi, dan hasil hingga 4% oksida nitrat diperoleh.oksida nitrat didinginkan dan teroksidasi oleh oksigen atmosfer yang tersisa untuk nitrogen dioksida, dan ini kemudian diserap dalam asam nitrat encer. Metode Birkeland & Eyde Nitrogen direaksikan dengan oksigen pada suhu 3.000 oC melalui busur listrikReaksinya : N2 + O2 2 NO 2 NO + O2 2 NO2 (pada suhu 600 oC)3 NO2 + H2O 2 HNO3 + NO (pada suhu tinggi).

Proses WiconsiProses pembuatan asam nitrat dengan cara ini dikembangkan oleh Lord Rayleigh (John Wilam Stru), dengan mereaksikan N2 dan O2 dari udara menggunakan listrik bertegangan tinggi. Namun, cara ini sudah tidak banyak dipakai lagi, karena sulit dijalankan, merlukan suh 20oC dan NO2 yang dihasilkan hanya 2 %. (Stranges, 192). Berikut reaksi yang terjadi pada pembuatan asm nitrat mengunakn proses wisconsi: N2 + O2 NO + NO2 NO2 + H2O HNO3 Produksi asam nitrat dapat dingkatn menjadi kadar 15% asam nitrat dengan fiksasi nuklir nitrogen, namun hal ini tentu tidak ekonomis.

Penanggulangan LimbahPenanggulangan secara disposalDisposal adalah cara menetralkan atau mengolah limbah dalamjumlah kecil. Limbah dari HNO3 bersifat asam. Bisa dilakukan penetralan denganpenambahan NaOH, CaCO3, atau CaO .Disposal 12 :Asam-asam anorganik dan anhidrida pertama-tama harus diencerkan atau dihidrolisis dengan diaduk hati-hati ke dalam air es, kemudian dinetralisir (gunakansarung tangan pelindung, lemari uap) dengan larutan natrium hidroksida. Sebelum dimasukkan ke dalam ke wadah D, periksa derajat keasaman (pH) dengan indikator pH universal.ReaksiDisposal :HNO3+ NaOHNaNO3+ H2O

Manfaat HNO3Bahan baku pembuatan peledak.Proses pemurnian logamProduksi zat warna, obat-obatan, pestisida, detergen dan nitrasi selusolaPupuk, kembang api, oksidator untuk roket, korek api, dan pengawet makanan.Pelarut logam mulia.Membersihkan kerak kalsium dan magnesium yang menempel didalamnyaPembuatan nitrogliserin

KesimpulanAsam nitrat adalah bahan kimia yang korosif dan merupakan oksidator dan merupakan larutan NO2 dalam air, yang dalam perdagangan terdapat berbagai macam konsentrasi. Asam nitrat diproduksi secara komersial melalui proses Oswald.Bahan baku pembuatan HNO3 adalah ammonia, air, udara dan kasa platina-10% rhodiumAmonia banyak digunakan dalam industry pupuk, produksi berbagai macam bahan kimia, bahan peledak, zat warna, bahan farmasi, serta dalam reagen laboratorium.