Pra-Desain Pabrik Asam Klorida dari Elektrolisis Garam Industri

Kevin, Kevin and Aria, Vincentius Lukas (2021) Pra-Desain Pabrik Asam Klorida dari Elektrolisis Garam Industri. Undergraduate thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 02211740000054_02211740000062-Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 1 October 2023. Download (6MB) | Request a copy

Abstract

Pra-desain pabrik asam klorida (HCl) akan didirikan di Kota Gresik, Jawa Timur. Pabrik ini memiliki kapasitas produksi 50.000 ton/tahun. Produk yang dihasilkan adalah larutan HCl 33% dan produk samping larutan NaOH 32%. Bahan baku utama yang digunakan adalah garam industri NaCl beserta beberapa bahan baku penunjang seperti asam sulfat (H2SO4) 98%, natrium karbonat, dan bahan pretreatment lainnya. Metode produksi yang digunakan adalah elektrolisis garam klorida (NaCl) yang menghasilkan gas H2 dan Cl2 yang kemudian direaksikan untuk membentuk HCl. Mula-mula, garam masuk ke unit pretreatment dengan tujuan untuk menghilangkan impurities pada garam. Garam akan dilarutkan dengan air dan ditambahkan natrium karbonat serta flocculant sebagai reagen. Pengotor-pengotor akan terendap sebagai CaCO3 dan MgCO3. Larutan garam yang sudah bersih kemudian masuk ke sel elektrolisis. Tipe sel elektrolisis yang digunakan adalah sel membrane agar menghasilkan yield Cl2 yang optimal serta meminimalisir penggunaan energi listrik dalam prosesnya. Pada bagian anoda, ion Cl- teroksidasi menghasilkan gas Cl2. Sementara pada bagian katoda akan diumpankan larutan NaOH 30,5%. Pada katoda, air akan tereduksi menghasilkan gas H2 sementara ion Na+ pada anoda akan bergerak melalui membran berikatan dengan ion OH- menghasilkan larutan NaOH dengan konsentrasi 32% sebagai produk samping. Gas reaktan Cl2 dan H2 akan melalui proses treatment untuk menghilangkan air. Gas Cl2 perlu dibersihkan dari air sebab Cl2 basah bersifat korosif (Kidnay et al., 2011). Proses dilakukan dengan cara pendinginan sehingga air terkondensasi, dilanjutkan dengan penyerapan air oleh larutan H2SO4 pekat. Sementara itu, H2 dipisahkan dari air melalui pendinginan. Gas yang cukup terbebas dari air direaksikan dalam reaktor untuk membentuk gas HCl. Gas HCl kemudian dikontakkan dengan air dalam falling film absorber sehingga terbentuk larutan HCl 33%. Pabrik ini memerlukan capital expenditure sebesar Rp 549.807.392.118 dan operating expenditure sebesar Rp 148.890.808.466. Melalui analisa ekonomi didapat NPV pabrik senilai Rp 2.040.057.494.912, IRR sebesar 32,29%, POT 3,75 tahun, dan BEP 22,45%. Berdasarkan analisa tersebut dapat disimpulkan bahwa pabrik HCl ini layak untuk didirikan.
================================================================================================
Pre-design of hydrogen chloride plant (HCl) is going to be built in Gresik, East Java. The plant will have capacity of 50.000 tonnes/year. The product achieved from the plant will be HCl solution of 33%-weight and NaOH solution of 32%-weight. The main raw material that will be spent is industrial NaCl salt with some supporting raw material such as sulfuric acid (H2SO4) solution of 98%, sodium carbonate, and other raw material for pre-treatment. The production that will be used is by electrolyzing NaCl salt to produce H2 and Cl2 that will be reacted to produce HCl. Initially, salt will be fed to pre-treatment unit to remove impurities substances from the salt. Salt will be mixed with water, sodium carbonate, flocculant. The impurities will suspend as CaCO3 and MgCO3. The clean solution will be fed to electrolysis unit. The type of electrolysis cell that will be used is membrane cell electrolyzer in order to yield maximum Cl2 with minimum electrical energy spending. In anode section, Cl- ion will be oxidized producing Cl2 gas. On the other hand, in cathode section, NaOH solution of 30,5% will be fed. In cathode section, water will be reduced producing H2 gas while Na+ ion will move through the membrane and bond with OH- resulting with the increase of NaOH concentration in the solution becoming 32%. The NaOH solution from electrolyzer will be stored as byproduct. Cl2 and H2 gas will go through their respective treatment section to remove water content in the gas flow. Cl2 gas needs to be free from water because wet chlorine is corrosive and can damage the equipment. Gas that has been freed from water will be reacted inside the reactor to produce HCl gas. Then, HCl gas will be contacted with water in falling film absorber in order to produce HCl solution of 33%. The plant needs capital expenditure of Rp549,807,392,118.- and operating expenditure of Rp148,890,808,466.-. From economic analysis, the NPV value of the plane is Rp2,040,057,494,912.-, the IRR value is 32.29%, the POT value is 3.75 years, and the BEP value is 22.45%. Through those analysis, it is concluded that the plant is feasible to operate.

Item Type:	Thesis (Undergraduate)
Uncontrolled Keywords:	hydrogen chloride (HCl), electrolysis, salt (NaCl), chlorine (Cl2), sodium hydroxide (NaOH), asam klorida (HCl), elektrolisis, garam (NaCl), klorin (Cl2), natrium hidroksida (NaOH)
Subjects:	T Technology > TP Chemical technology > TP155.5 Chemical plants--Design and construction
Divisions:	Faculty of Industrial Technology and Systems Engineering (INDSYS) > Chemical Engineering > 24201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Vincentius Lukas Aria
Date Deposited:	25 Aug 2021 05:07
Last Modified:	25 Aug 2021 05:13
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/89248

Actions (login required)

View Item