View
32
Download
12
Category
Preview:
DESCRIPTION
Asetanlida
Citation preview
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Bahan baku dalam pembuatan melamin
Dalam proses pembuatan melamin terdapat dua jenis proses digunakan baik
proses dengan tekanan rendah menggunkan katalis dan proses tekanan tinggi tanpa
katalis, bahan baku yang digunakan kedua jenis proses ini adalah urea
2.1.1 Urea
Urea adalah suatu senyawa organik yang terdiri dari unsur karbon, hidrogen,
oksigen dan nitrogen dengan rumus CON2H4 atau (NH2)2CO. Urea juga dikenal
dengan nama carbamide yang terutama digunakan di kawasan Eropa. Nama lain yang
juga sering dipakai adalah carbamide resin, isourea, carbonyl diamide dan
carbonyldiamine. Senyawa ini adalah senyawa organik sintesis pertama yang berhasil
dibuat dari senyawa anorganik, yang akhirnya meruntuhkan konsep vitalisme.
Gambar 2.1 Molekul urea
Urea (CO[NH2]2) merupakan produk metabolik mengandung nitrogen dari
katabolisme protein pada manusia, yang mewakili lebih dari 75% nitrogen non-
protein yang dieksresikan. Biosintesis urea dari amonia asal nitrogen-asam-amino
dilakukan oleh enzim hepatik pada siklus urea. Selama proses katabolisme protein,
nitrogen asam amino dikonversi menjadi urea dalam hati melalui enzim siklus urea.
Lebih dari 90% urea diekskresikan melalui ginjal, dan sebagian melalui
saluran gastrointestinal dan kulit. Akibatnya, penyakit ginjal terkait dengan
penumpukan urea dalam darah. Peningkatan konsentrasi urea plasma menandai
kondisi uremik (azotemik). Urea diserap ulang secara aktif atau disekresikan oleh
tubula-tubula tetapi disaring secara bebas oleh glomerulus.
Urea ditemukan pertama kali oleh Hilaire Roulle pada tahun 1773. Senyawa
ini merupakan senyawa organik pertama yang berhasil disintesis dari senyawa
anorganik. Pembuatan urea dari amonia dan asam sianida untuk pertama kalinya
ditemukan oleh F.Wohler pada tahun 1828. Namun pada saat ini pembuatan urea
pada umumnya menggunakan proses dehidrasi yang ditemukan oleh Bassarow pada
tahun 1870. Proses ini mensintesis urea dari pemanasan amonium karbamat. Prinsip
pembuatan urea pada umumnya yaitu dengan mereaksikan antara amonia dan
karbondioksida pada tekanan dan temperatur tinggi didalam reaktor kontinu untuk
membentuk amonium karbamat (reaksi1) selanjutnya amonium karbamat yang
terbentuk didehidrasi menjadi urea (reaksi 2). Reaksi yang terjadi adalah sebagai
berikut:
Reaksi 1 : 2 NH3(g) + CO2(g) NH4COONH2(g)
Gambar 2.2 Rumus bangun reaksi pembentukan amonium karbamat
Reaksi 2 : NH4COONH2(g) CO(NH2)2(g) + H2O(l)
Gambar 2.3 Rumus bangun reaksi dehidrasi amonium karbamat
Beberapa faktor yang mempengaruhi reaksi pembuatan urea yaitu:
a. Temperatur
Reaksi sintesis urea berjalan pada temperatur optimal adalah 190°C dengan waktu
tinggal sekitar 60 menit. Jika temperatur turun akan menyebabkan konversi amonium
karbamat menjadi urea akan turun
b. Tekanan
Untuk menghasilkan urea yang optimal, maka diperlukan tekanan tinggi yaitu 173
atm karena konversi amonium karbamat menjadi urea hanya berlangsung pada fasa
cair sehingga tekanan harus dipertahankan pada keadaan tinggi.
c. Perbandingan NH3 dan CO2
Industri urea di Indonesia pada umumnya mensintesis urea dengan perbandingan
NH3 dan CO2 adalah 3,5-4 mol. Hal ini dikarenakan perbandingan mol dapat
mempengaruhi suhu, tekanan operasi dan jumlah amonia yang terbentuk.
d. Jumlah air
Jumlah air dalam reaktor dapat berpengaruh terhadap reaksi yang kedua yaitu
penguraian amonium karbamat menjadi urea dan air. Jika terdapat air dalam jumlah
yang cukup banyak, maka akan memperkecil konversi terbentuknya urea dari larutan
karbamat.
Kegunaan urea:
Urea melayani peran penting dalam metabolisme nitrogen yang
mengandung senyawa oleh hewan dan merupakan zat yang
mengandung nitrogen utama dalam urin dari mamalia;
Banyak digunakan dalam pupuk sebagai sumber nitrogen nyaman;
Urea juga merupakan penting bahan baku bagi industri kimia ;
Pertanian, Lebih dari 90% dari produksi dunia urea diperuntukkan
untuk digunakan sebagai pupuk nitrogen-release;
Urea merupakan bahan baku untuk pembuatan banyak senyawa kimia
penting, seperti : berbagai plastik , terutama resin urea-formaldehida,
berbagai perekat seperti urea-formaldehida atau urea-melamin-
formaldehida digunakan di laut kayu lapis, Kalium cyanate , bahan
baku industri lainnya, Urea nitrat sebagai bahan peledak;
Medis,Urea digunakan dalam topikal dermatologis untuk
mempromosikan produk rehidrasi dari kulit Jika ditutupi oleh oklusi
berpakaian , urea persiapan% 40 juga dapat digunakan untuk non
operasi debridement dari paku;
Urea merupakan komponen utama dari suatu obat alternatif
pengobatan yang disebut terapi urine;
Metode Industri , Untuk digunakan dalam industri, urea dihasilkan
dari sintetis amonia dan karbon dioksida ;
Memainkan peran dalam sistem pertukaran lawan dari nefron , yang
memungkinkan untuk reabsorpsi air dan ion kritis dari urin
diekskresikan.
Sifat fisis urea :
Rumus molekul : NH2CONH2
Bobot molekul: 60,06 g/mol
Titik leleh : 132 0C
Titik didih : 195 0C
Bentuk : Prill
Bulk density : 0,74 g/cc
Spesific gravity : 1,335 (solid) g/cc
Sifat kimia urea :
Pada tekanan rendah dan temperatur tinggi urea akan menjadi biuret
2CO(NH2)2 NH2CONHCONH2
Bereaksi dengan formaldehid membentuk monometilourea dan
dimetilourea tergantung dari perbandingan urea dan formaldehid
Pada tekanan vakum dan suhu 180 – 190 0C akan menyublim menjadi
amonium cyanat (NH4OCN)
Pada tekanan tinggi dan adanya amonia akan merubah menjadi cyanic
acid dan cynuric acid
3 (NH2)2CO 3 HOCN + 3 NH3
3 HOCN (NCOH)3
Dalam amonia cair akan membentuk urea-amonia CO(NH2)2, NH2, yang
terdekomposisi pada suhu diatas 450C
2.2 Bahan Pembantu (Katalis)
Dalam proses produksi melamin tekanan rendah menggunkan katalis
alumina,sedangkan untuk proses tekanan tinggi tidak menggunakan katalis.
2.2.1 Alumina
Aluminium oksida adalah oksida amfoter dengan rumus kimia Al2O3. Hal ini
umumnya disebut sebagai alumina, atau korundum dalam bentuk kristalnya, serta
banyak nama lainnya, mencerminkan terjadinya secara luas di alam dan industri.
Penggunaan yang paling signifikan adalah dalam produksi logam aluminium,
meskipun juga digunakan sebagai abrasif karena untuk kekerasannya dan sebagai
refraktor karena bahan untuk titik lebur yang tinggi.
Bentuk yang paling umum dari kristal alumina dikenal sebagai korundum.
Ion-ion oksigen hampir membentuk struktur heksagonal dengan ion aluminium
mengisi dua-pertiga dari celah oktahedralnya. Setiap pusat Al3+ oktahedral. Dalam
istilah kristalografi, korundum mengadopsi kisi trigonal Bravais dengan sebuah gugus
ruang R-3c (nomor 167 Daftar Internasional). Sel primitif mengandung dua unit
rumus aluminium oksida.
Alumina juga ada di fase lain, yaitu γ-, δ-, η-, θ-, dan χ-alumina. Masing-masing
memiliki struktur dan sifat kristal yang unik. Yang disebut β-alumina terbukti
NaAl11O17.
Kegunaan alumina :
Sebagai bahan pengisi
Menjadi cukup inert secara kimia dan putih, alumina sebagai pengisi
yang lebih disukai untuk plastik
Sebagai Katalis dan Pendukung Katalis
- Alumina adalah katalis dalam proses Claus untuk mengonversi
gas hidrogen sulfida sampah menjadi unsur sulfur di kilang.
- Alumina juga berguna untuk dehidrasi alkohol menjadi alkena.
- Alumina berfungsi sebagai pendukung katalis untuk katalis
industri, seperti yang digunakan dalam hidrodesulfurisasi dan
beberapa polimerisasi Ziegler-Natta. Zeolit dihasilkan dari
alumina.
Aplikasi Penyerapan Pemurnian Gas dan Terkait
Alumina secara luas digunakan untuk menghilangkan air dari aliran
gas. Aplikasi utama lainnya dijelaskan di bawah ini.
Sebagai Amplas/gerinda
Aluminium oksida digunakan karena kekerasan dan kekuatannya. Hal
ini banyak digunakan sebagai amplas kasar atau halus, termasuk
sebagai pengganti yang jauh lebih murah untuk industri berlian dll.
Sebagai Pigmen Efek
Aluminium oksida serpih bahan dasar untuk pigmen efek. Pigmen ini
banyak digunakan untuk aplikasi dekoratif misalnya dalam industri
otomotif atau kosmetik. Lihat artikel utama Alumina efek pigmen.
Bahan Aplikasi dan Tema Penelitian
- Dalam pencahayaan, alumina transparan yang digunakan
dalam beberapa lampu uap natrium. Aluminium oksida juga
digunakan dalam pembuatan suspensi pelapisan di lampu neon
kompak.
- Dalam laboratorium kimia, alumina adalah media untuk
kromatografi, tersedia dalam bentuk basa (pH 9,5), asam (pH
4,5 saat di dalam air) dan formulasi netral.
- Aplikasi kesehatan dan medis termasuk sebagai bahan dalam
penggantian pinggul.
- Selain itu, digunakan sebagai dosimeter untuk aplikasi proteksi
radiasi dan terapi untuk sifat-sifat pendaran dirangsang optik.
Sifat fisika dan kimia alumina
Wujud : Padat berbentuk serbuk
Surface area : 175 m2/g
Bentuk partikel : bola
Diameter : 270 –280 mikron
Bulk density : 413,088 kg/m3
Porositas : 0,45
Volume pori : 0,3888 cc/ g partikel
2.3 Melamin
Melamin adalah suatu zat organik dengan struktur kimia C3H6N6 atau dengan
nama IUPAC 1,3,5-triazine-2,4,6-triamine. Berat molekulnya adalah 126, bentuk
kristal putih dan agak sulit terlarut dalam air. Sebelumnya kita tahu bahwa melamin
banyak digunakan pada produksi plastik seperti untuk pembuatan alat makan,
biasanya untuk ini digunakan melamin resin,yaitu kombinasi melamin dan
formaldehid.
Gambar 2.3 Molekul melamin
Melamina adalah trimer dari sianamida, dan seperti sianamida, ia mengandung
66% nitrogen (berdasarkan massa). Ia merupakan metabolit dari siromazina, sejenis
pestisida. Melamina terbentuk dalam tubuh mamalia yang mengkonsumsi
siromazina.Dilaporkan juga siromazina diubah menjadi melamina pada tanaman.
Melamin biasa didapat sebagai kristal putih. Melamin biasanya digunakan untuk
membuat plastik, lem, dan pupuk.
Melamin pertama kali disintesis oleh Liebig pada tahun 1834. Pada produksi
awal, kalsium sianamida diubah menjadi disiandiamida, kemudian dipanaskan di atas
titik leburnya untuk menghasilkan melamin. Namun, pada zaman sekarang,
kebanyakan pabrik industri menggunakan urea untuk menghasilkan melamin melalui
reaksi berikut
6 (NH2)2CO → C3H6N6 + 6 NH3 + 3 CO2
Pertama-tama, urea terurai menjadi asam sianat pada reaksi endotermik:
(NH2)2CO → HCNO + NH3.
Kemudian asam sianat berpolimerisasi membentuk melamina dan karbon dioksida:
6 HCNO → C3H6N6 + 3 CO2.
Reaksi kedua adalah eksotermik, namun keseluruhan proses reaksi bersifat
endotermik.
Cikal bakal melamin dimulai tahun 1907 ketika ilmuwan kimia asal Belgia, Leo
Hendrik Baekeland, berhasil menemukan plastik sintetis pertama yang disebut
bakelite. Penemuan itu merupakan salah satu peristiwa bersejarah keberhasilan
teknologi kimia awal abad ke-20. Pada awalnya bakelite banyak digunakan sebagai
bahan dasar pembuatan telepon generasi pertama. Namun, pada perkembangannya
kemudian, hasil penemuan Baekeland dikembangkan dan dimanfaatkan pula dalam
industri peralatan rumah tangga. Salah satunya adalah sebagai bahan dasar peralatan
makan, seperti sendok, garpu, piring, gelas, cangkir, mangkuk, sendok sup, dan
tempayan, seperti yang dihasilkan dari melamin.Faktor inilah yang membuat melamin
makin luas digunakan pada tahun-tahun awal pasca-Perang dunia II. Antara lain
digunakan pada industry kayu lapis untuk memperkuat dan mempercantik produk-
produknya.
Perlengkapan makan dari bahan melamin diperkenalkan di Indonesia pada
tahun 1970-an. Melamin ini segera mengikat konsumen karena mempunyai beberapa
kelebihan dengan peralatan makan yang lain. Karena melamin lebih ringan, Tidak
mudah pecah dan praktis di bawa kemana saja.
Kegunaan melamin
Berikut beberapa sektor industri yang menggunakan bahan baku melamin.
Industri adhesive
Merupakan industri yang memproduksi adhesive untuk keperluan
industri woodworking seperti industri plywood , industri blackboard,
industri particleboard.
Industri moulding
Merupakan industri yang diantaranya menghasikan alat keperluan
rumah tangga.
Industri surface coating
Adalah industri yang menghasilkan cat, thinner, dempul.
Industri laminasi
Industri yang menghasilkan furniture.
Sifat fisis melamin :
Rumus molekul : C3N6H6
Bobot molekul : 126,13 g/mol
Titik leleh : 350 0C
Panas pembentukan (250C) : 71,72 kJ/mol
Panas pembakaran (25 0C) : -1976 kJ/mol
Panas sublimasi (25 0C) : -121 kJ/mol
Density : 1,573 g/cm3
Kapasitas panas (Cp)
- Pada 273 –353 0K : 1470 J kg-1 K-1
- Pada 300 – 450 0K : 1630 J kg-1 K-1
- Pada 300 – 550 0K : 1720 J kg-1 K-1
Kelarutan dalam suhu 300 0C dalam gr/100 ml pada :
- Etanol : 0,06 g/100 cc
- Aceton : 0,03 g/100 cc
- Air : 0,5 g/100 cc
Entropi (25 0C) : 149 J K-1 mol-1
Energi gibs (25 0C) : 177 kJ/mol
Entropi pembentukan (25 0C) : -835 J K-1mol-1
Temperatur kritis : 905,56 0C
Tekanan kritis : 99,47 atm
Sifat kimia melamin :
Hidrolisa dengan basa, jika direaksikan dengan NaOH akan
membentuk ammeline/ ammelide
Pembentukan garam
Melamin adalah basa lemah yang akan membentuk garam jika
bereaksi dengan asam organik maupun anorganik. Dimana kelarutan
garam melamin tidak terlalu tinggi jika dibandingkan dengan melamin
bebas.
Reaksi dengan aldehid, melamin bereaksi dengan aldehid membentuk
bermacam-macam produk yang paling penting adalah reaksi dengan
formaldehid membentuk resin.
Me(NH2)3 +6 CH2O Me(N(CH2OH)2)3
Me adalah molekul melamin dimana semua atom hidrogen yang ada
pada melamin diganti dengan gugus methylol dan menghasilkan
produk dari Monomethylol sampai hexamethylol melamin.
Methylolmelamin sedikit larut dalam sebagian besar solven dan
sangat tidak stabil karena diikuti oleh reaksi resinifikasi/ kondensasi.
Reaksi :
MeNHCH2OH + H2N-Me MeNHCH2NHMe + H2O
2 MeNHCH2OH MeNHNH2OCH2NHMe + H2O
Pada kondensasi melamin produk mempunyi sifat khusus yaitu tahan
terhadap panas dan air yang baik.
Acylasi
Acylasi melamin dapat terjadi dengan sejumlah anhydrid melalui
tahap triacyl
Reaksi dengan amine
Substitusi melamin dengan gugus alkil pada atom H yang menempel
pada gugus N dapat terjadi seperti pada reaksi dibawah ini :
(C3H3)(NH2)3 + RNH2 NH3 + R(C3H3)(NH2)2
Klorinasi
Klorinasi melamin yang terjadi cenderung mengganti semua atom
hidrogen. Air yang dihasilkan pada reaksi akan menghidrolisa
menghasilkan nitrogen triklorida yang berbahaya pada proses
klorinasi, melamin stabil ketika kondisinya kering.
Sumber : Ullman’s Vol A 16, 1990
2.4 Proses-proses pembuatan melamin
Melamin pertama kali dipelajari oleh Leibig pada tahun 1834 (Ullman,2003).
Pada saat itu Leibig mendapatkan melamin dari proses fusi antara potasium
thiosianat dengan amonium klorida. Kemudian di tahun 1885 A.W Von Hoffman
mempublikasikan struktur molekul melamin, sebagai berikut :
H2N N NH2
N N
NH2
Selanjutnya melamin banyak dijumpai pada aplikasi industri untuk proses
produksi resin melamin formaldehid.
Pada sekitar tahun 1960, melamin diproduksi dari dicyanamid. Proses ini
berlangsung didalam autoclave pada tekanan 10 Mpa dan suhu 4000C dengan adanya
gas amoniak, sesuai persamaan reaksi
3 H2NC(NH)NHCN 2 C3N6H6
Pada awal 1940, Mackay menemukan bahwa melamin juga bisa disintesa dari
urea pada suhu 400 0C dengan atau tanpa katalis. Sejak saat itu melamin mulai
diproduksi dari bahan baku urea. Dan penggunaan cyanamid sebagai bahan baku
dihentikan pada akhir dekade 1960 (Ullman,2003).
Macam-Macam Proses pembutan melamin:
Menurut Ulllman, (2003) melamin dapat disintesa dari urea pada suhu 350 –
400 0C dengan persamaan reaksi sebagai berikut:
6 H2N – CO – NH2 C3N3(NH2)3 + 6 NH3 + 3 CO2
Reaksinya bersifat endotermis membutuhkan 629 KJ per mol melamin. Secara garis
besar proses pembuatan melamin dapat diklasifikasikan menjadi 2 :
1. Proses tekanan rendah dengan menggunakan katalis.
2. Proses tekanan tinggi (8 Mpa) tanpa menggunakan katalis.
Masing-masing proses terdiri dari tiga tahap, yaitu tahap sintesa, recovery dan
pemurnian melamin serta pengolahan gas buang.
2.4.2 Proses Tekanan Rendah dengan Menggunakan Katalis.
Proses tekanan rendah dengan katalis menggunakan reaktor Fluidized bed
pada tekanan atmosferik sampai 1 Mpa pada suhu 390 – 410 0C. Sebagai fluidizing
gas digunakan amoniak murni atau campuran antara amoniak dan karbondioksida
yang terbentuk selama reaksi.. Katalis yang digunakan yaitu silika dan alumina.
Melamin meninggalkan reaktor berupa gas bersama dengan fluidizing gas.
Kemudian dipisahkan dari amonia dan karbondioksida dengan quenching gas atau
menggunakan air (yang diikuti dengan kristalisasi) atau sublimasi.
Pada proses menggunakan katalis, langkah pertama adalah dekomposisi urea menjadi
asam isocyanat dan amonia kemudian diubah menjadi melamin. Mekanisme Reaksi :
6 (NH2)2CO 6 NH=C=O + 6 NH3 H = 984kj / mol
6 NH=C=O C3N3(NH2)3 + 3 CO2 H = -355 kj / mol
6 (NH2)2CO C3N3(NH2)3 + 6 NH3 H = 629 kj / mol
Yield yang diperoleh adalah 90 – 95 %. Ada tiga proses pada tekanan rendah yaitu:
a. Proses BASF (Badische Anilin and Soda Fabrik)
Pada proses ini menggunakan reaktor satu stage, dimana lelehan urea
diumpankan ke fluidized bed reaktor pada suhu 395 - 400 0C pada tekanan
atmosferik. Katalis yang digunakan adalah alumina dengan fluidizing gas berupa
amonia dan karbondioksida. Suhu reaktor dijaga dengan mensirkulasi lelehan
garam dengan menggunakan koil pemanas. Produk yang keluar dari reaktor
berupa gas terdiri dari campuran melamin, urea yang tidak bereaksi, biuret,
amonia dan karbondioksida. Katalis yang terbawa aliran gas ditahan pada siklon
separator dalam reaktor. Campuran gas tersebut didinginkan dalam cooler sampai
temperatur dew point campuran gas produk.
Campuran gas kemudian masuk desublimer lalu bercampur dengan off
gas yang telah direcycle pada temperatur 140 0C hingga berbentuk kristal
melamin. Lebih dari 98 % melamin dapat mengkristal. Kristal melamin yang
dihasilkan dipisahkan dari campuran gas dengan menggunakan siklon. Gas
recycle dari siklon dialirkan ke scrubber atau washing tower untuk mengambil
urea yang tidak beraksi, dan gas digunakan sebagai fluidizing gas pada reaktor
dan media pendingin pada desublimer. Proses ini dapat menghasilkan melamin
dengan kemurnian 99,9 %.
Diagram alir proses
b. Proses Chemie linz
Proses ini ada dua tahap , tahap pertama yaitu molten urea
terdekomposisi dalam Fluidized Sand Bed Reaktor sehingga menjadi amonia dan
asam isocyanic pada kondisi suhu 350 0C dan tekanan 0,35 Mpa. Amonia
digunakan sebagai fluidizing gas. Panas yang dibutuhkan untuk dekomposisi
disuplai ke reaktor oleh lelehan garam panas yang disirkulasi melalui koil
pemanas. Aliran gas kemudian diumpankan ke fixed bed reaktor dimana asam
isocyanic dikonversi menjadi melamin pada suhu 450 0C dan tekanan mendekati
tekanan atmosfer. Melamin dipisahkan dari hasil reaksi yang berupa fase gas
melalui quenching dengan menggunakan air mother liquor yang berasal dari
centrifuge. Quencher didesain khusus agar dapat bekerja dengan cepat sehingga
mencegah hidrolisis melamin menjadi ammelide dan ammeline. Suspensi
Melter
Tanki urea
Scrubber
Reaktor
Desublimer
Siklon
Melami
melamin dari quencer didinginkan lalu dikristalisasi menjadi melamin. Setelah di
centrifuge, kristal dikeringkan dan dimasukkan ke penyimpanan.
Diagram alir proses
c. Proses Stamicarbon
Seperti pada proses BASF, proses DSM Stamicarbon menggunakan
reaktor satu stage. Proses berlangsung pada tekanan 0,7 Mpa, dengan fluidizing
gas berupa amonia murni. Katalis yang digunakan berupa alumina dan silika.
Lelehan urea diumpankan kedalam reaktor bagian bawah. Katalis
silika alumina difluidisasi oleh amonia yang masuk ke reaktor bagian bawah dari
reaktor fluidized bed. Reaksi dijaga pada suhu 400 0C dengan mensirkulasi
lelehan garam melewati koil pemanas dalam bed katalis.
Melamin yang terkandung dalam campuran zat keluaran reaktor
kemudian di quencing. Pertama dalam quench cooler kemudian dalam scrubber
untuk di srub dengan mother liquor dari centrifuge. Dari scrubber, suspensi
melamin dialirkan kedalam kolom KO drum dimana sebagian dari amonia dan
CO2 terlarut dalam suspensi dipisahkan, lalu campuran gas ini dialirkan ke
Fludizing Sand Bed Reactor
Fixed bed Reactor Centrifuge
Quencher Kristalisai
Molten urea
Melamin
absorber dan akan membentuk amonium karbamat dari KO drum kemudian
produk dialirkan ke mixing vessel dan dicampur dengan karbon aktif. Kemudian
dimasukkan dalam precoat filter kemudian airnya diuapkan didalam evaporator,
kemudian dikristaliser dan pemisahan dari mother liquornya oleh centrifuge.
Diagram alir proses
d Proses Osterreichische Stickstoffwerke ( OSW )
Dalam proses ini dibagi menjadi 2 tahapan yaitu :
1. Terdekomposisinya urea dalam reaktor unggun terfluidisasi ( Fluidized Bed
Reaktor ).
2. Terbentuknya melamin dalam Fixed Bed Catalytic Reaktor.
Urea yang digunakan dalam pembuatan melamin berbentuk butiran – butiran
kecil ( prilled urea ) dengan kemurnian 99,3%.
Diagram alir proses
Fludizing Bed
Reactor
Quencer
Scrubber
Tanki Mixing
Absorbe
r
Molten
urea
Melamin
Centrifug
e
hydrocyclone
Amonium
Carbama
te
Percoat Filte
r
Crystaliyzer
Carbo
n Aktive
Urea Plan
t
2.4.3 Proses Tekanan Tinggi Tanpa Menggunakan Katalis
Reaksi yang terjadi pada tekanan tinggi dengan tekanan lebih dari 7 Mpa dan
suhu yang digunakan lebih dari 370 0C (Ullman,2003).
Secara umum, lelehan urea dimasukkan dalam reaktor menjadi campuran
lelehan urea dan melamin. Proses ini menghasilkan melamin dengan kemurnian >94
%. Panas yang dibutuhkan untuk reaksi disupply dengan elektrik heater atau sistem
heat transfer dengan menggunakan lelehan garam panas.
Mekanisme reaksi yang terjadi sebagai berikut :
3 (NH2)2CO 3 HOCN + 3 NH3
urea cyanic acid
3 HOCN (NCOH)3
cyanuric acid)3
(NCOH)3 + 3 NH3 C3N3(NH2)3+ 3 H2O
melamin
3 (NH2)2CO + 3 H2O 6 NH3 + 3 CO2
6 (NH2)2CO C3N3(NH2)3 + 6 NH3 + 3 CO2
Pada proses dengan tekanan tinggi dikenal ada 3 macam proses, yaitu :
a. Proses Melamin Chemical Process
Proses ini menghasilkan melamin dengan kemurnian 96 – 99,5 %. Molten urea
yang dikonversi menjadi melamin dalam reaktor tubuler pada suhu 370 – 425 0C
dan teakanan 11 – 15 Mpa, liquid melamin dipisahkan dari off gas dalam gas
separator dimana produk melamin akan terkumpul dibagian bawah. Produk yang
keluar diquencing dengan NH3 cair pada unit pendingin, konversi yang
dihasilkan adalah 99,5 %. Molten urea diumpankan ke reaktor pada suhu 1500C.
Campuran hasil reaksi meninggalkan reaktor masuk ke quencher kemudian
diquenching dengan amonia cair dan CO2 untuk mengendapkan melamin.
Amonia dan CO2 terpisah dibagian atas quencher direcycle ke pabrik urea.
Diagram alir proses
b. Proses Mont edison
Proses ini berlangsung pada suhu 370 0C dan tekanan 7 Mpa.Panas reaksi
disuplai dengan sistem pemanasan menggunakan lelehan garam. Hasil reaksi
Quencher SparatorReaktor
Contactor cooler
NH3+CO2
NH3
Urea
UreaUrea plant
Melamine
yang dihasilkan kemudian diquencing dengan amonia cair dan CO2 untuk
mengendapkan melamin, sedangkan gas CO2 dan NH3 direcycle ke pabrik urea.
Diagram alir proses
c. Proses Nissan
Proses Nissan berlangsung pada suhu 400 0C dan tekanan 10 Mpa. Produk
melamin yang dihasilkan didinginkan dan diturunkan tekanannya dengan
larutan amonia, setelah melalui proses pemisahan produk melamin dikeringkan
dengan prilling sehingga diperoleh melamin serbuk.
Diagram alir Proses
Reaktor Sparator
Contactor
NH3+CO2
Urea
Urea plant
Melamine
NH3
2.6 Seleksi Proses
Dari proses yang telah diuraikan sebelumnya dapat dibandingkan dan dapat
dilihat pada tabel 1.6 dibawah ini :
Tabel 1.6 Perbandingan Proses Pembuatan melamin
Proses
Parameter .
Tekanan Rendah Tekanan Tinggi
Proses BASF Proses Chemie linz Proses MCM Proses Nissan
Bahan baku Urea Urea Urea Urea
Bahan Tambahan Alumina Alumina - -
Utilitas 1. Steam2. Cooling
water
1.Steam2.Cooling water
1. Steam2.Cooling
water
1. Steam2.Cooling
water
Kondisi Operasi:SuhuTekanan
Endostermis 395-400oC1Mpa
Endostermis 350-450oC0.35 Mpa
Endostermis 370-425oC11-15 Mpa
Endostermis 400oC10 Mpa
Kemurnian Produk 99.9 % 96 % 96-99.5% 99.5%Yield 90-95% 90-95% 99.5% 94%Alat utama 1. Fludi
zed Reactor
1.Fludized Reactor2.Fixed bed Reactor
1. Fixed bed Reactor
1.Fixed bed Reactor
Berdasarkan uraian diatas, proses terpilih untuk pembuatan melamin adalah proses
BASF dengan tekanan rendah dengan mempertimbangkan beberapa hal sebagai
berikut :
1. Kemurnian yang didapat dari proses tersebut paling besar disbanding yang lain.
2. Termasuk jenis proses dengan tekanan rendah sehingga tidak membutuhkan
spesifikasi peralatan yang khusus untuk kondisi oprasi tekanan tinggi, selain itu
proses yang diperlukan sederhana sehingga efisiensi biaya investasi lebih tinggi.
Recommended