PEMBUATAN SODIUM LIGNOSULFONAT (SLS) DARI TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT DENGAN METODE SULFONASI DAN PEMURNIANNYA MENGGUNAKAN KATION EXCHANGER

Nur Prasetyo Ponco Nugroho, Prof. Ir. Suryo Purwono, MA.Sc., Ph.D.

2011 | Tesis | S2 Teknik Kimia

Sodium Lignosulfonat (SLS) merupakan salah satu jenis surfaktan (surface active agent) yang banyak digunakan di dunia perminyakan untuk proses Enhanced Oil Recovery (EOR). Hal ini karena kemampuannya yang dapat menurunkan tegangan antar muka dua fase cair sehingga dapat meningkatkan perolehan minyak pada sumur minyak. SLS merupakan senyawa kimia hasil reaksi dari natrium bisulfit dan lignin. Lignin diperoleh dari limbah padat tandan kosong kelapa sawit yang sangat banyak dan mudah diperoleh dari sisa produksi pabrik kelapa sawit. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mempelajari kinetika reaksi dan pengaruh berbagai variabel terhadap reaksi pembuatan SLS. Proses pembuatan SLS dilakukan dengan proses sulfonasi secara bacth dalam reaktor autoklav berpengaduk dan diberi mantel pemanas. Pemanasan dan pengadukan dimaksudkan untuk menurunkan energi aktivasi lignin sehingga dapat bereaksi dengan natrium bisulfit. Proses pembuatan SLS dilakukan dengan menvariasikan konsentrasi pereaksi (5%, 10% dan 15% berat NaHSO3 ), lama waktu reaksi ( 10, 20, 30, 40, 50, 60, 90 dan 120 menit ) serta suhu (1600C, 1650C dan 1700C) Berdasarkan hasil penelitian menunjukkan bahwa kinetika reaksi dipengaruhi oleh reaksi kimia dengan pemodelan reaksi cair-cair yaitu reaksi sulfit dengan lignin yang teraktifkan di cairan. Konversi tertinggi pada proses sulfonasi mencapai 0,83837 pada kondisi proses 10 g tandan kosong kelapa sawit (kandungan lignin 12,37%) dan natrium bisulfit 15%, suhu sulfonasi 170 0C dan lama waktu reaksi 50 menit. Model yang cocok untuk penelitian ini adalah reaksi irreversible orde satu semu. Hubungan pengaruh suhu terhadap konstanta kecepatan reaksi yang dihasilkan dapat dinyatakan dengan persamaan : k = 1600.214945 exp (- ) ( T dalam Kelvin sedangkan R = 8314,34 J / Kg.mol.K ). Proses pemurnian dilakukan dengan menvariasikan perbandingan berat kation exchanger dengan dengan mL produk SLS (0,5:5; 0,75:5; 1:5; 2:5; 3:5; 4:5 dan 5:5). Kemurnian tertinggi didapatkan pada perbandingan 1:5 pada sampel hasil sulfonasi 60 menit suhu pemasakan 1700C dan konsentrasi NaHSO3 15% yaitu terjadi peningkatan sebesar 16,23 % dari persentase awal.

Sodium lignosulfonate (SLS) is one of the surfactant (surface active agent) that is widely used in the petroleum for the Enhanced Oil Recovery (EOR). The use of SLS due it ability that can reduce the interfacial tension of two liquid phases, so it can enhance oil recovery in oil wells. SLS is the product of sulfite and lignin reaction. Lignin is obtained from oil palm bunches of solid waste those are very abundant and easily obtained from the rest of the production of palm oil mill. This research is intended to study the kinetics and the influence of various factors on the reaction of SLS production. SLS-making process carried out by bacth sulfonation in a stirred autoklav reactor that given a heating mantle. Heating and stirring are intended to lowered the activation energy of lignin so that it can react with sodium bisulfite. SLS-making process carried out by varying the concentration of reagent (5%, 10% and 15% by weight NaHSO3), reaction time (10, 20, 30, 40, 50, 60, 90 and 120 minutes) and temperature (160 0C, 165 0C and 170 0C). Experimental results show that the reaction kinetics is controlled by chemical reaction with the modeling of liquid-liquid reaction of sulfite reaction with activated lignin in the fluid. The highest conversion is 0.83837 on the conditions of 10 g of oil palm empty fruit bunches (content of lignin is 12.37%), sodium bisulfite 15%, temperature 170 0C and reaction time 50 minutes. The model is suitable for this research is a pseudo first order irreversible reaction. Relationships between the temperature and the rate constants can be represented by the equation : k = 1600.214945 exp (- ) ( T in Kelvin and the while R = 8314,34 J / Kg.mol.K ) The purification process is done by variying ratio of cation exchangers weight with the mL versus SLS products (0,5:5; 0,75:5, 1:5, 2:5, 3:5, 4:5 and 5:5 ). The highest purity gain in the ratio 1:5 used the results of sulfonation at 170 0C, reaction time 60 minutes and concentration NaHSO3 is 15%. Its purity increased 16.23% of the initial percentage.

Kata Kunci : Surfaktan, Sodium Ligno Sulfonat, Tandan Kosong Kelapa Sawit, Sulfonasi, Konstanta Kecepatan Reaksi.