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.