Presentasi Proposal TA

PRARANCANGAN PABRIK BIODIESEL DARI RBD (Rafined Bleached Deadorized) PALM STEARIN KAPASITAS 250.000 TON/TAHUN

PRARANCANGAN PABRIK ASAM FOSFAT DARI BATUAN FOSFAT DAN ASAM SULFAT KAPASITAS 130.000 TON/TAHUN

Diajukan Oleh:Nooryati Shaleha (H1D110055)Marini Yosi Febrida (H1D110201)

Latar BelakangTujuan Pendirian PabrikMemenuhi kebutuhan asam fosfat didalam negeri, sekaligus berorientasi pada ekspor apabila kebutuhan dalam negeri telah tercukupiMendorong pertumbuhan ekonomi dalam negeriMenciptakan lapangan pekerjaan baruPenentuan Kapasitas ProduksiTabel 1.1 Data Impor Asam Fosfat IndonesiaTahunKapasitas (ton)200910.972201012.805201121.2662012304.7642013230.881(BPS, 2014)Tabel 1.2 Pertumbuhan Impor Asam Fosfat di IndonesiaTahunKapasitas (ton)% Pertumbuhan200910972020101280514201121266402012304764932013230881-32Rata-rata23Dari data pertumbuhan diatas dapat digunakan persamaan berikut untuk menghitung kapasitas produksi pabrik:F = P (1 + i)nKeterangan: F= Nilai pada tahun ke-nP= Besarnya data pada tahun sekarang (ton/tahun)i= Kenaikan data rata-ratan= Selisih tahun (tahun ke-n)Kapasitas 2018= 230881 ( 1 + 23/100 )5= 650650,3681 ton/tahunPenentuan KapasitasDalam penentuan kapasitas pabrik dapat dihitung dengan persamaan:Keterangan:M1 = Volume impor dalam negeri (kilo liter)M2 = Volume produksi dalam negeri (kilo liter)M3 = Kapasitas pabrik yang akan didirikan (kilo liter)M4 = Volume ekspor (kilo liter)M5 = Volume konsumsi dalam negeri (kilo liter)

Jadi, M3 = (M1+M2) (M4+M5)= (650.650,3681 + 0) (0 + 0)= 650.650,3681 ton/tahun kapasitas pabrik diputuskan 20% dari kapasitas total untuk pembuatan asam fosfat yaitu 130.000 ton/tahunM1 +M2 + M3 = M4 + M5Kapasitas Komersial Pabrik Asam Fosfat di DuniaNegaraLokasi PabrikKapasitasIndonesiaPetrokimia, Gresik200.000 ton/tahunAmerikaRhodia, Geismar Aurora, Nort Carolina100.000 ton/tahun155.000 ton/tahunCinaGuangxin Mingli130.000 ton/tahunAsam FosfatAsam Fosfat (H3PO4) merupakan bahan kimia yang berupa cairan dan tidak berwarna. Asam fosfat juga dapat berbentuk kristal tergantung pada konsentrasi dan suhu. Asam fosfat pada konsentrasi kurang dari 85% berbentuk cairan pada suhu kamar (Perry, 1999)Tinjauan PustakaMacam-macam Proses1. pembuatan asam fosfat proses keringProses kering diproduksi lebih sedikit daripada proses basah yang diproduksi secara langsung bijih phospatik dan mempunyai karakter relatif diproduksi dengan volume lebih besar, biaya rendah, dan kemurnian rendah. Pada pembuatan asam fosfat dengan ruang bakar listrik, batuan fosfat dimasukkan pada tungku listrik dimana terjadi reaksi2Ca(PO4)2 + 6 SiO2 + 10 C 6 CaSiO3 + 3 P4 + 10 COGas P4 dibakar dengan menggunakan udara dan oksida yang dihasilkan direaksikan dengan air untuk mendapatkan H3PO4 (Kirk-Othmer, 1978).

2. Pembuatan asam fosfat proses basahPembuatan asam fosfat dengan proses basah adalah dengan jalan mereaksikan batuan fosfat dengan asam sulfat. Reaksi umum yang terjadi adalahCa3(PO4)2 + 3H2SO4 + 6H2O 2H3PO4 + 3(CaSO4.2H2O)Reaksi diatas berlangsung secara cepat, tetapi pembentukan kristal gypsum berlangsung agak lambat dan P2O5 cenderung tertangkap dalam kristal gypsum.Reaksi ini menghasilkan produk samping gypsum dan H2SiF6 (asam flourosilika). Campuran hasil reaksi berbentuk slurry, pemisahan dilakukan dengan cara filtrasi. Asam fosfat yang melewati filter dipekatkan dalam evaporator, kemudian ditampung (Faith and Keyes, 1957).

Spesifikasi Bahan BakuSifat Fisika Batuan Fosfat:Rumus Molekul: Ca3(PO4)2BM: 310 (g/gmol)Kemurnian:Kadar P2O5 38,0 % Kadar CaO 51,65 %Kadar SiO2 4,35 %Kadar CaF2 5,00 %Kadar H2O 1,00 %Kelarutan:0,002 g dalam 100 g airSifat Kimia Batuan Fosfat:Dengan penambahan asam sulfat dan air akan terbentuk gypsum dan asam fosfat.Reaksi:Ca3(PO4)2 + 3 H2SO4 + 6 H2O 2 H3PO4 + 3 (CaSO4.2 H2O)

(Perry,1999)

Batuan FosfatBatuan fosfat dalam perdagangan gradenya ditentukan oleh kadar P2O5 yang memiliki kisaran antara 28-38 % P2O5. Kadar dari batuaan fosfat ditentukan oleh kadar Ca3(PO4)2 yang disebutBone Phospate of Lime.

Spesifikasi Bahan BakuSifat Fisika Asam Sulfat:Rumus Molekul: H2SO4BM: 98,08 (g/gmol)Kenampakan: cairKemurnian: 98,5 % beratImpuritas H2O: 1,5 % beratDensitas: 1,837 g/cm3Kapasitas Panas (cp): 0,4518 kal/g. oCTitik lebur: 10,36 oCTitik didih : 338 oCSpecific gravity: 1,84

Sifat Kimia Asam SulfatDengan basa membentuk garam dan airReaksi: H2SO4 + 2 NaOH Na2SO4 + H2ODengan alkohol membentuk etel dan airReaksi: 2 C2H5OH + H2SO4 C2H5OC2H5 + H2O + H2SO4Bereaksi dengan NaClReaksi: NaCl + H2SO4 NaSO4 + 2HClBereaksi dengan MgCO3 membentuk MgSO4Reaksi: MgCO3 + H2SO4 MgSO4 + H2O + CO2Korosif terhadap semua logam.(Anonim4, 2014) Asam SulfatSpesifikasi Bahan BakuSifat Fisika Air:Rumus Molekul: H2OBM: 18 (g/gmol)Kenampakan: cairDensitas: 1g/cm3Titik didih: 100 oCTitik beku: 0o CSpecific gravity: 1

Sifat Kimia Air:Merupakan pelarut universalReaksi pembentukan: H2+ O2 H2ODapat dibentuk dari reaksi pembentukan esterReaksi: R-COOH + H-O-R R-COO-R + H2ODapat menghidrolisis ester menjadi asam karboksilatReaksi ionik: 2H+ + OH- H2O(Perry, 1999)

AirSpesifikasi ProdukSifat-sifat Fisika Asam Fosfat: Fase : CairRumus Molekul: H3 PO4Berat Molekul:98 (g/gmol)Titik Lebur: 420 CTitik Didih: 213 0 CKemurnian: 85%Impuritas: 44% airSpecific gravity : 1,84Sifat Kimia Asam Fosfat:Merupakan asam tribasa, pelepasan ion hydrogen yang pertama adalah ionisasi yang paling cepat. Ionisasi kedua adalah sedang dan yang ketiga sudah lambat. Hal ini bisa dilihat dari ketetapan penguraian ionisasi, (Kirk-Othmer, 1978).Reaksi:H3PO4 + H2O H2PO4- + H3OH2PO4- + H2O HPO42- + H3O+HPO42- + H2O PO43- + H3O+Asam fosfat lebih kuat dari asam asetat, asam oksalat, dan asam borak, tetapi lebih lemah dibandingkan asam nitrat, asam sulfat, dan asam klorida.Asam FosfatSpesifikasi ProdukSifat Fisik Gypsum:

Rumus Molekul: CaSO4.2H2ONama lain: Kalsium SulfatDihidratBM:145,15 (g/gmol)Titik lebur: 1450 oCKenampakan: serbuk berwarna putihKemurnian: kadar CaSO4.2H2O minimal 96 %Impuritas: 4 % airSpecific Gravity: 2,32 2,96

gSifat Kimia Gypsum:

Pada temperature 170oC akan terbentuk anhidrit.Reaksi:CaSO4.2H2O + panas CaSO4. H2O + 1 H2O (steam).

(Anonim5, 2014).

GypsumMacam-macam Pembua tan Asam Fosfat dengan Proses BasahDihydrate - hemihydrate dua proses filtrasi.Fosfat ditambahkan asam sulfat, yang menjadi kristal dihidrat, kontrol suhu sekitar 65 , dihidrat gipsum dipisahkan oleh centrifuge untuk mendapatkan konsentrasi asam fosfat dengan kadar 35% - 38% P2O5, terkristalisasi menjadi dihidrat gipsum kemudian menjadi hemihydrate gipsum, mengontrol konsentrasi asam fosfat 20% - 25% P2O5, konsentrasi asam sulfat sekitar 20% H2SO4, suhu reaksi adalah 80 - 100 , pemisahan hemihydrate gipsum, dihydrate kristal di kembalikan ke filtrasi..hemihydrate - dihidrat proses filtrasi. Mengontrol konsentrasi massa reaksi cair adalah 30% - 32% P2O5. Temperatur reaksi adalah 80-100 , setelah didapat kalsium sulfat kristal hemihydrate dan suhu turun menjadi sekitar 65 , dihidrat kristal dan kemudian dikonversi ke filtrasi.Proses Central glassPada proses ini batuan fosfat akan dihaluskan terlebih dahulu dengan menggunakan crusher, selanjutnya dilarutkan dengan air menggunakan mixer. Proses reaksi dilakukan pada degaster untuk menghasilkan asam fosfat pada suhu 200oC. Selanjutnya dilakukan pemisahan produk dengan menggunakan filter dan evaporator. Pada proses ini dihasilkan produk samping berupa gypsum. Proses ini dapat menghasilkan asam fosfat dengan konsentrasi P2O5 49-50%. (John J. McKetta, 1983 )

ParameterProsesDihidratHemihidratCentral GlassBahan baku- Batuan fosfat- Asam sulfat- Batuan fosfat- Asam sulfat - Batuan fosfat- Asam sulfatAspek Teknis /KondisiOperasi:-Suhu: 80-100C -Tekanan: 1 atm-Waktu: 3-5,5 jam-Suhu: 80-100-Tekanan: 1 atm-Waktu: 1 jam-Suhu: 200-240-Tekanan: 1 atm-Waktu: 1 jamYield92-95%92-95%92-95%Aspek Ekonomi-Bahan Baku Batuan fosfat: Rp1.210.000/ton-Asam sulfat:Rp 23.000/L-ProdukAsam fosfat dengan kadar P2O5 35-38%Rp 9.900.000/ton -Bahan Baku Batuan fosfat: Rp1.210.000/tonAsam sulfat: Rp23.000/L-ProdukAsam fosfat dengan kadar P2O5 30-32%Rp 9.000.000/tonBahan BakuBatuan fosfat: Rp1.210.000/tonAsam sulfat:Rp23.000/L-ProdukAsam fosfat dengan kadar P2O5 49-50%Rp 12.100.000 /ton-Produk Samping:Gypsum : Rp1.200/kg

Aspek LingkunganTidak menghasilkan limbah, karena kristal dihidrat yang dihasilkan setelah proses filtrasi akan dikristalkan kembali. Tidak menghasilkan limbah, karena kristal dihidrat yang dihasilkan setelah proses filtrasi akan dikristalkan kembaliTidak menghasilkan limbah, karena produk samping berupa gypsum yang di hasilkan bisa di jual.Uraian ProsesProses pembuatan asam fosfat secara garis besar dibagi menjadi 4 tahapan, yaitu:Tahap persiapan bahan bakuTahap reaksiTahap pemisahanTahap purifikasi

Diagram Alir ProsesGudang PenyimpananCrusherBall MillMixerReaktorFilterEvaporatorT= 32 0 CP= 1 atmBatuan fosfatBatuan fosfatSerbuk (powder)Batuan fosfat5-50mmSiloPenyimpananTangki PenyimpananT= 32 0 CP= 1 atmAsam SulfatAirSiloPenyimpananTangki PenyimpananHFAsam Fosfat 85%Gypsum 96%Asam FosfatGypsumAirDaftar PustakaAnonim 1. 2014. Kegunaan Asam Fosfat.http://www.petrokimia-gresik.com

Anonim2. 2014. Pabrik Asam Fosfat di Dunia.http://www.GxMingli.comhttp://www.market.comAnonim3. 2014. Manfaat dan Kegunaan Asam Fosfat.http://repository.usu.ac.idAnonim4. Sifat Fisik dan Kimia Asam Fosfat dan Batuan Fosfathttp://www.petrokimia-gresik.comAnonim5. 2014. Sifat Fisik Kimia Gypsum.http://www.wikipedia.orgBadan Pusat Statistik. 2009-2013. Data Impor Asam Fosfat. Jakarta.Faith, Keyes, and Clark, 1975. Industrial Chemical. 4th Edition. John Wiley and Sons Inc. New York.

Kirk, R.E., and Othmer. D.F., 1978. Encyclopedia of ChemicalTecnology. 3rd Edition. Vol. 4. Interscience Publishing Inc. New York.MC. Ketta and Willian. Achumgham, 1983. Encyclopedia of Chemical Processing and Design. Vol. 35. Mc. Graw Hill Book. Co. Tokyo.

Perrys, R.H., and Green, D., 1999. Perrys Chemical Engineers Hand Book. 7th Edition. Mc. Graw Hill Book Company Inc. New York.Peters, M.S., and Timmerhaus, 1980. Plant Design and Economy for Chemical Engineers. 3rd Edition. Mc Graw Hill Book Company Inc. Singapore.

TERIMA KASIH