Abstrak—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  (H 2 SO 4 )  98%,  natrium  karbonat,  dan  bahan pretreatment  lainnya.  Metode  produksi  yang  digunakan adalah  elektrolisis  garam  klorida  (NaCl)  yang  menghasilkan gas H 2 dan Cl 2 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  CaCO 3 dan  MgCO 3 .  Larutan  garam yang sudah bersih kemudian masuk ke sel elektrolisis. Tipe sel elektrolisis  yang  digunakan  adalah  sel  membrane  agar menghasilkan  yield  Cl 2 yang  optimal  serta  meminimalisir penggunaan  energi  listrik  dalam  prosesnya.  Pada  bagian anoda,  ion  Cl - teroksidasi  menghasilkan  gas  Cl 2 .  Sementara pada  bagian  katoda  akan  diumpankan  larutan  NaOH  30,5%. Pada  katoda,  air  akan  tereduksi  menghasilkan  gas  H 2 sementara  ion  Na + pada  anoda  akan  bergerak  melalui membran  berikatan  dengan  ion  OH - menghasilkan  larutan NaOH  dengan konsentrasi 32% sebagai produk samping.  Gas reaktan  Cl 2 dan  H 2 akan  melalui  proses  treatment  untuk menghilangkan  air.  Gas  Cl 2 perlu  dibersihkan  dari  air  sebab Cl 2 basah  bersifat  korosif [1] .  Proses  dilakukan  dengan  cara pendinginan  sehingga  air  terkondensasi,  dilanjutkan  dengan penyerapan  air  oleh  larutan  H 2 SO 4 pekat.  Sementara  itu,  H 2 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.
Kata  Kunci—Asam  Klorida  (Hcl),  Elektrolisis,  Garam  (Nacl), Klorin (Cl 2 ), Natrium Hidroksida (Naoh).

## I. PENDAHULUAN
NDONESIA adalah negara dengan populasi terbanyak ke- 4  di  dunia  mencapai  270  juta  jiwa.  Hal  ini  memberikan gambaran  bahwa  kebutuhan  dasar  bagi  warga  negara Indonesia cukup tinggi. Dalam memenuhi kebutuhan dalam negeri,  sektor  industri  membutuhkan  pasokan  bahan-bahan anorganik  dalam  memulai  proses  produksinya.  Salah  satu bahan  anorganik  yang  memiliki  aplikasi  yang  beragam dalam  sektor  industri  adalah  asam  klorida  (HCl).  Asam klorida adalah senyawa yang fleksibel dan dapat digunakan untuk  produksi  berbagai  industri  seperti  dalam  proses permunian logam seperti timah, proses electroplating , bahan penghilang  kerak  pada boiler ,  sebagai  katalis,  sebagai
pelarut  dalam  sintesis  bahan  organik,  produksi  pupuk  dan pestisida, bahan baku pewarna, reagen dalam hidrolisis pati dan protein dalam industri makanan, sektor fotografi, tekstil, dan karet.
Dalam  perkembangannya  di  Indonesia,  Kementrian Perindustrian Republik Indonesia terus menggenjot pertumbuhan  industri  kimia.  Hal  ini  dikarenakan  demi menuju  era  Industri  4.0.  Selain  itu,  industri  bahan-bahan kimia  menjadi  tulang  punggung  bagi  keberlangsungan produksi sektor industri lain. Dengan semakin meningkatnya pertumbuhan  industri  petrokimia  di  Indonesia,  keberadaan bahan-bahan  kimia  demi  menjalankan  roda  perekonomian Indonesia  semakin  dibutuhkan.  Hal  ini  menandakan kebutuhan  asam  klorida  demi  menunjang  ekonomi Indonesia sangatlah penting.
Bahan  baku  yang  terjangkau  dalam  memproduksi  asam klorida  adalah  garam  klorida  seperti  NaCl.  Secara  garis besar, produksi asam klorida secara massal dapat dilakukan melalui  dua  cara  yaitu  proses  sintesis  langsung  dari  gas hidrogen  dan  klorin  yang  didapat  dari  elektrolisis  larutan NaCl  dan  pembuatan  dengan  proses  kontak  antara  garam klorida  dengan  asam  sulfat.  Selain  itu,  asam  klorida  juga dapat  diperoleh  sebagai  produk  samping  dari  produksi bahan-bahan  organik  seperti  1,2-dikloroetana.  Produksi dengan elektrolisi memiliki biaya produksi yang paling kecil dibandingkan  dengan  metode  lain.  Proses  ini  juga  sudah dipakai  di  berbagai  negara  dalam  produksi  asam  klorida seperi Amerika Serikat, Uni Eropa, Jepang, dan sebagainya.
Indonesia  pernah  melakukan  ekspor  asam  klorida  ke beberapa  negara  tetangga  seperti  Vietnam  dan  Singapura (Tabel  1),  namun  mulai  pada  tahun  2018,  kegiatan  ekspor asam klorida tidak dilakukan oleh Indonesia. Sementara itu, kebutuhan  konsumsi  dalam  negeri  dan  impor  akan  asam klorida  tetap  tinggi.  Hal  ini  menimbulkan  kesenjangan antara permintaan dan penawaran (Tabel 2).
Dilansir  dari  tempo.com,  Menteri  Riset  dan  Teknologi, Bambang  Brodjonegoro  mengatakan  bahwa  industri  bahan kimia  dalam  negeri  juga  masih  belum  mampu  dalam memenuhi kebutuhan industri farmasi dan sektor-sektor lain di  Indosnesia.  Beliau  juga  menambahkan,  kurangnya investasi  yang  strategis  menyebabkan  kelesuan  dalam produksi bahan-bahan kimia termasuk asam klorida. Hal ini

## Pra Desain Pabrik Asam Klorida dari Elektrolisis Garam Industri
Kevin, Vincentius Lukas Aria, Renanto Handogo, dan Juwari Purwo Sutikno Departemen Teknik Kimia, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)
e-mail : vincentlukas275@gmail.com
I
Tabel 1. Data Kegiatan Ekspor Impor Asam Klorida di Indonesia Tahun
Ekspor (kg) Impor (kg) 2014 0 7.645.047 2015 288.000 3.138.634 2016 5.399.189 2.549.098 2017 5.962.382 1.279.557 2018 0 3.085.672 2019 0 11.447.169
tentu  sangat  disayangkan  mengingat  Indonesia  merupakan negara  maritime  dan  memiliki  sumber  daya  alam  akan garam yang melimpah.
Dalam  skala  global,  pasar  kebutuhan  asam  klorida memiliki  peluang  yang  baik  secara  ekonomis  (Gambar  1). Pertumbuhan  permintaan  akan  asam  klorida  secara konsisten  naik  sebesar  5%  dari  tahun  ke  tahun.  Faktor pendorong peningkatan  ini  adalah  tumbuhnya  industri baja, otomotif,  dan  perminyakan  di  dunia.  Hal  ini  mendorong permintaan  akan  asam  klorida  yang  merupakan  bahan esensial  dalam  proses  produksi  barang-barang  tersebut. Pertumbuhan pasar ini didominasi oleh negara-negara Asia- Pasifik seperti Tiongkok, Jepang, dan India [2].

## II. TEKNOLOGI PRODUKSI DAN SELEKSI PROSES
Secara  umum,  proses  produksi  asam  klorida  secara massal  dapat  dilakukan  melalui  du  acara  yaitu  sistensis unsur  dari  elektrolisis  garam  klorida  dan  proses  kontak antara  garam  klorida  dan  asam  sulfat[5–8].  Sementara  itu asam  klorida  juga  dihasilkan  dari  produk  samping  proses pembuatan dichloromethane/trichloromethane melalui klorinasi methane ,  proses  penguraian  besi  klorida  dalam pengolahan  baja,  serta  pembakaran  limbah  organik  [7]. Proses  pembentukan  asam  klorida  dengan  metode elektrolisis  garam  adalah  dengan  mereaksikan  antara senyawa  hidrogen  (H 2 )  dan  klorin  (Cl 2 ).  Kedua  reaktan tersebut  didapat  melalui  proses  elektrolisis  garam  klorida. Elektrolisis  larutan  garam  klorida  pada  daerah  katoda menghasilkan gas hidrogen sementara itu pada daerah anoda menghasilkan  gas  klorin  [8].  Tabel  3  merupakan  tabel perbandingan sintesis asam klorida antara elektrolisis garam NaCl  dan  sintesis  dengan  reaksi  antara  garam  dan  asam sulfat (proses Mannheim).
Dari  perbandingan  Tabel  3,  maka  metode  sintesis  HCl melalui  elektrolisis  garam  atau  proses  klor-alkali  dipilih sebagai  proses  utama.  Hal  ini  dikarenakan  metode  tersebut dapat  memberikan keuntungan lebih  besar  karena menggunakan  bahan  baku  yang  murah,  menghasilkan  HCl dalam  jumlah  besar  dengan  kebutuhan  energi  yang
minimum, dan lebih ramah lingkungan.
Dalam menjalankan proses elektrolisis garam, dikenal tiga tipe  sel  elektrolisis  yaitu  sel  diafragman,  sel  membran,  dan sel merkuri. Tabel 4 merupakan tabel perbandingan tipe sel elektrolisis [11–13].
Dari  Tabel  4  maka  dipilihlah  sel  membrane  tipe  sel elektrolisis  dalam  produksi  asam  klorida  ini.  Hal  ini dikarenakan sel membrane membutuhkan energi yang lebih kecil dan kemurnian produk yang tinggi dalam operasinya.

## III. KAPASITAS DAN LOKASI PABRIK
Untuk  menghitung  kapasitas  pabrik,  maka  dilakukan ekstrapolasi  data  ekspor,  impor,  konsumsi,  dan  produksi Indonesia  untuk  produk  HCl  pada  tahun  2026.  Proses ekstrapolasi  ini  dilakukan  dengan  memebuat  grafik  garis trend terhadap  tahun  berjalan.  Kebutuhan  HCl  nasional didapat menggunakan persamaan berikut.
Kebutuhan = (Ekspor + Konsumsi) – (Impor + Produksi) Didapatkan  bahwa  kebutuhan  nasional  Indonesia  untuk HCl  pada  2026  diprediksi  sebesar  50.726  ton.  Sehingga kapasitas  pabrik  yang  akan  didirikan  ditetapkan  sebesar 50.000 ton/tahun.
Lokasi  dari  suatu  pabrik  akan  sangat  menentukan  nilai performa  dan  ekonomi  dimana  kegiatan  usaha  tidak  akan
Tabel 3. Perbandingan Metode Sintesis HCl Metode Kelebihan Kekurangan Elektrolisis garam Bahan  baku  lebih  murah, suhu reaktor yang dibutuhkan lebih rendah, kebutuhan pemanas  dan  pendingin  yang lebih rendah, ramah lingkungan
Membutuhkan pasokan  daya  listrik yang,  biaya  kapital cukup tinggi, tekanan reaktor lebih tinggi daripada tekanan atmosferik Proses Mannheim Biaya  capital  lebih  rendah, tekanan  reaktor  pada  kondisi atmosferik, menghasilkan natrium  sulfat  yang  memiliki nilai jual cukup baik.
Bahan  baku  lebih mahal 4 , suhu reaktor lebih tinggi, kebutuhan energi lebih banyak, reaktor  lebih  rentan korosi. Tabel 4. Perbandingan Tipe Sel Elektrolisis Tipe Sel Kelebihan Kekurangan Sel diafragma Tidak  memerlukan  garam dengan  kemurnian  tinggi, dapat  menggunakan  garam tanah,  kebutuhan  energi listrik rendah (2100 kWh/ton Cl 2 ) Menggunakan material asbestos  yang  mahal, kebutuhan steam yang banyak, kemurnian
NaOH dan Cl 2 rendah, sel  sensitive  terhadap tekanan Sel merkuri Sebanyak 50% NaOH didapat  dari  sel,  hanya memerlukan pemurnian garam yang sederhana. Menggunakan  merkuri yang merupakan bahan berbahaya, memerlukan garam kristal,  biaya  operasi sel yang mahal, kurang ramah lingkungan, dan membutuhkan luas area yang besar. Sel membran Kebutuhan energi total terendah  (2400  kWh/ton Cl 2 ),  biaya  kapital  murah, biaya  operasi  sel  murah, kemurnian  NaOH  tinggi, sel  tidak  sensitive  terhadap perubahan kondisi operasi. Menggunakan  garam kristal, memerlukan kemurnian garam yang tinggi,  terdapat  gas oksigen  dalam  Cl 2 , harga  membran yang mahal. Tabel 2. Data Kegiatan Produksi dan Konsumsi Asam Klorida di Indonesia
Tahun Produksi (kg) Konsumsi (kg) 2014 298.000.000 316.445.564 2015 298.000.000 358.804.329 2016 298.000.000 337.804.552 2017 298.000.000 326.068.387 2018 298.000.000
343.803.256
Gambar 1.  Data Persebesaran Permintaan HCl pada Skala Global.
lepas  dari  pembelian-penjualan  barang  dan  pengadaan tenaga  kerja.  Mengingat      pentingnya      lokasi      usaha  bagi kegiatan   usaha   apapun,   sehingga dalam memilih lokasi usaha harus dengan penuh pertimbangan. Menurut Herjanto, 2007  dalam  mendapatkan  lokasi  suatu  pabrik  yang  tepat, perlu  untuk  memperhatikan  faktor  –  faktor  yang  berkaitan dengan kegiatan usaha pabrik. Faktor – faktor itu antara lain letak sumber bahan baku, letak pasar/konsumen, aksesibilitas  dan  infrastruktur,  ketersediaan  tenaga  kerja, geologi  dan  iklim,  utilitas  dan  layanan  pendukung,  dan hukum  yang  berlaku.  Untuk  pendirian  pabrik  HCl  dipilih tiga tempat potensial yaitu Gresik (Jawa Timur), Pati (Jawa Tengah),  dan  Cirebon  (Jawa  Barat).  Hal  ini  dilihat  dari kapasitas  produksi  garam  di  daerah  tersebut.  Penetapan lokasi  pabrik  dilakukan  dengan  pembobotan  menggunakan software Expert Choice dengan hasil yang ditampilkan pada Gambar 2.
Dari  hasil  pembobotan  tersebut  ditetapkan  bahwa  lokasi pabrik HCl berada di Gresik, Jawa Timur.

## IV. URAIAN PROSES
Dari  seleksi  proses  yang  dipilih,  proses  pembuatan  HCl dibagi menjadi tiga bagian sebagai berikut.
A. Tahap Pre-Treatment
Tahap pre-treatment (Gambar  3) bertujuan  untuk menghilangkan  pengotor-pengotor  yang  terdapat  dalam garam  industri  utamanya  kalsium  sulfat  dan  magnesium sulfat  dalam  garam  industri  [15  -  16].  Hal  ini  dikarenakan ion  kalsium  dan  magnesium  dapat  membentuk  kerak  pada peralatan sehingga dapat merusak kelancaran proses. Mula- mula  garam  solid  dibawa  oleh conveyor (J-112)  menuju tangki mixer (M-115).  Ke  dalam  tangki mixer juga ditambahkan air, natrium karbonat (Na 2 CO 3 ), dan flocculant sebagai reagen untuk mengendapkan pengotor. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut [15]
CaSO 4 + Na 2 CO 3 → CaCO 3 + Na 2 SO 4 MgSO 4 + Na 2 CO 3 → MgCO 3 + Na 2 SO 4
MgCl 2 + Na 2 CO 3 → MgCO 3 + 2NaCl Kalsium  karbonat  dan  magnesium  karbonat  tidak  larut dalam  air  dan  akan  terendapkan  sehingga  dapat  dipisahkan dari  aliran  proses.  Sementara  itu  natrium  sulfat  akan  larut dalam campuran namun senyawa ini tidak bersifat merusak peralatan sehingga keberadaannya tidak perlu dikhawatirkan.  Adanya flocculant menyebabkan  partikel- partikel  padatan  yang  terbentuk  terkoagualasi  sehingga mudah  untuk  mengendap.  Dari mixer ,  aliran  masuk  ke clarifier (K-110).  Dalam  alat  ini, sludge padatan  akan dipisahkan dari cairannya [16].
Aliran  yang  telah  melewati clarifier belum  sepenuhnya bersih  dari  ion  kalsium  dan  magnesium  karena  masih  ada ion-ion yang terlarut dalam campuran tersebut. Ion tersebut perlu  dihilangkan  hingga  konsentrasinya  di  bawah  10  ppb. Alat  yang  tepat  untuk  ini  adalah ion  exchanger (I-120).  Di dalam ion  exchanger terdapat  resin  organic  yang  akan menangkap  ion  kalsium  dan  magnesium  [17].  Setelah tertangkap,  resin  yang  telah  jenuh  dengan  ion  kalsium  dan magnesium, dapat diregenerasi kembali menggunakan asam kuat  seperti  larutan  HCl  produk  33%  untuk  melepas  ion kalsium dan magnesium dari resin sehingga dapat digunakan kembali.  Proses  ini  memiliki  siklus  sehingga  bersifat semi- batch [18]. Selanjutnya feed NaCl masuk ke evaporator (D- 123)  untuk  memekatkan  larutan  sebelum  diumpankan menuju tangki resaturator.

## B. Tahap Elektrolisis
Pada tahap ini (Gambar 4), garam NaCl yang telah bersih akan  dilakukan  elektrolisis  untuk  menghasilkan  gas hidrogen  dan  klorin.  Mula-mula  NaCl  yang  telah  bersih akan  masuk Mixer (M-211)  sehingga  didapatkan  larutan NaCl jenuh 27% dengan penambahan larutan garam recycle dari  sel Dechlorinator (S-217).  Pada Mixer juga ditambahkan sedikit HCl untuk mengatur pH larutan antara 2-4,5.  Hal  ini  bertujuan  agar  umur  elektroda  pada  sel elektrolisis tahan lama [19].
Setelah  itu  larutan  dialirkan  oleh  pompa  (P-212)  dan dipanaskan  sampai  90 ℃ menggunakan heat  exchanger (E- 213) sebelum menuju sel elektrolisis (V-210) bagian anoda. Pada bagian anoda NaCl jenuh akan terdisosiasi menjadi ion natrium  dan  klorin.  Ketika  diberi  aliran  listrik,  ion  klorin akan teroksidasi membentuk gas klorin sesuai reaksi berikut. Namun  ion  klorin  bukan  merupakan  satu-satunya  yang teroksidasi,  melainkan  air  pun  juga  akan  mengalami oksidasi  sebagian  sebagai  reaksi  samping  [20].  Efisiensi anoda  dalam  menghasilkan  gas  klorin  diasumsikan  sebesar 94% [21].
2Cl - → Cl 2 + 2e 2H 2 O → 4H + + O 2 + 2e
Pada bagian anoda larutan NaCl akan mengalami oksidasi sehingga  membentuk  gas  klorin.  Di  dalam  larutan  akan tersisa  ion  Na + dan  H + sebagai  reaksi  samping.  Kedua  ion positif  ini  akan  berpindah  melalui  membrane  selektif menuju bagian katoda. Selain ion positif, air juga akan turut berpindah  dikarenakan  adanya  aliran  elektron  antara  anoda dan  katoda.  Diasumsikan  nilai  transfer  air  adalah  4  mol/F, yang berarti untuk 1 mol elektron akan diikuti perpindahan 4 mol air melalui membran.
Sementara itu pada aliran katoda, dialirkan larutan NaOH recycle .  Pada  katoda  reaksi  reduksi  yang  terjadi  adalah
Gambar  2.    Hasil  Akhir  Pembobotan  Lokas  Pabrik  HCl  dengan  Expert Choice.
Gambar 3.  Diagram Alir Tahap Pre-Treatment.
untuk  senyawa  air.  Namun,  larutan  yang  ditambahkan adalah  larutan  NaOH.  Hal  ini  bertujuan  untuk  mengurangi gradient  temperatur  dan  pH  pada  bagian  katoda  [22]. Sebagian  larutan  akan  di  purge  sebagai  produk  samping untuk  menghindari  kejenuhan  NaOH  pada  sel.  Sebelum masuk  ke  sel,  larutan  NaOH  akan  diberikan  air  tambahan untuk  menurunkan  konsentrasinya  menjadi  30,5%.  Air murni  [23]  dialirkan  menggunakan  pompa  (P-214)  dan dipanaskan  menggunakan heat  exchanger (E-215).  Setelah tercampur  dengan  larutan  NaOH,  akan  dipompa  (P-218) menuju Electrolyzer (V-210)  kembali.  Pada  bagian  katoda, air  akan  tereduksi  menghasilkan  gas  hidrogen.  Ion  natrium yang ada dalam anoda akan bergerak menuju katoda melalui membran  dan  berikatan  dengan  ion  hidroksida  hasil  reaksi reduksi air sehingga membentuk NaOH. Konsentrasi NaOH keluaran  ini  sebesar  32%.  Larutan  NaOH  akan  diambil sebagian  sebagai  produk  samping  sementara  sisanya  akan dikembalikan  ke Electrolyzer. Reaksi  reduksi  pada  katoda adalah sebagai berikut [24].
2H 2 O + 2e → H 2 + 2OH -
Gas  klorin  dan  hidrogen  yang  diperoleh  akan  dialirkan menuju  area treatment masing-masing.  Sementara  itu, larutan NaCl 24% keluaran pada  anoda  masih  mengandung gas klorin yang terperangkap di dalamnya. Maka, larutan ini dialirkan  menuju dechlorinator (S-217)  untuk  melepaskan gas  klorin  di  dalamnya  menggunakan dry  air pada  tekanan rendah.  Gas  yang  telah  terlepas  akan  digabungkan  dengan gas klorin keluaran sel elektrolisis. Sementara larutan NaCl 24%  yang  telah  bebas  dari  gas  klorin  akan  diumpankan kembali ke Mixer (M-211) untuk diproses kembali.

## C. Tahap Treatment Cl 2
Selanjutnya,  gas  klorin  yang  telah  terbentuk  masuk  ke area treatment yang  terdiri  dari  bagian  pendinginan  dan pengeringan.  Proses treatment ini  (Gambar  5)  bertujuan untuk  menghilangkan  air  yang  ikut  teruapkan  bersama  gas klorin  pada  proses  sebelumnya.  Uap  air  dapat  menghambat
terjadinya  proses  reaksi  HCl  nantinya  jika  dibiarkan. Treatment Cl 2 terbagi  menjadi  dua  proses  utama  yaitu pendinginan  dan  pengeringan.  Sebelum  masuk  ke cooler , gas  klorin  masuk  ke demister (D-221).  Tujuan  dari  alat  ini adalah  untuk  memisahkan  partikel  aerosol  uap  air  yang besar  terlebih  dahulu  sehingga  pendinginan  dapat  bekerja secara  efisien.  Partikel  uap  air  yang  besar  (>3 μ m)  akan terkondensasi dan dipisahkan dari gas [25].
Setelah  itu,  gas  klorin  basah  dialirkan  oleh Blower (G- 221)  masuk  menuju  sistem cooler .  Pendinginan  dilakukan sebanyak  dua  kali. Cooler (E-220)  untuk  didinginakan sampai  20 ℃ menggunakan chilled  water .  Campuran  gas- liquid  dipisahkan  kembali  dengan accumulator (T-223) sehingga  didapat  aliran  gas  klorin  dengan  uap  air  yang sedikit.
Untuk  menghilangkan  lebih  banyak  air,  proses treatment selanjutnya  adalah  pengeringan.  Teknik  yang  dimaksud  di sini  adalah  mengontakkan  aliran  gas  dengan  larutan  asam sulfat  pekat.  Larutan  ini  dapat  menghilangkan  air  secara efisien.  Proses  kontak  aliran  gas  dengan  asam  sulfat  terjadi pada  kolom scrubber (S-230).  Mula-mula  gas  dari accumulator (T-223)  dialirkan  dengan Blower (G-231) menuju kolom scrubber. Larutan asam sulfat masuk dengan konsentrasi  mula-mula  93%  kemudian  setelah  berkontak dengan  gas  akan  terbentuk  larutan  asam  sulfat  dengan konsentrasi  yang  lebih  rendah  dengan  sedikit  klorin  yang terbawa dalam larutan. Keluaran gas akan dialirkan menuju heat exchanger (E-311) sebagai persiapan masuk ke reaktor. Sementara  itu  aliran  liquid  asam  sulfat  akan  di- recycle kembali  sebagai  cairan  pengontak.  Sedangkan  sisanya  akan diteruskan  dan  dicampur  dengan  larutan  asam  sulfat  pekat 98%  menghasilkan  asam  sulfat  93%.  Lalu,  aliran  ini didinginkan  kembali  menggunakan chilled  water oleh heat exchanger (E-234)  hingga  suhu  20 ℃ dan  siap  untuk digunakan kembali.
D. Tahap Treatment H 2
Sementara  itu,  untuk treatment hidrogen  (Gambar  6) tidaklah  terlalu  rumit  di  mana  proses  yang  terjadi  hanya pendinginan. Hal ini disebabkan  titik  didih  hidrogen  sangat rendah  sehingga  dengan  pendinginan  sudah  mampu menghilangkan  sebagian  besar  air  tanpa  kehilangan  adanya gas  hidrogen.  Gas  hidrogen  keluaran  sel  elektrolisis  akan masuk ke heat exchanger (E-240) dialirkan oleh blower (G- 241)  untuk  didinginkan  sampai  40 ℃ menggunakan cooling water. Setelah  itu,  aliran  gas-liquid  masuk  ke accumulator (T-242) sehingga didapat gas hidrogen kering.
E. Tahap Sintesis HCl
Setelah  reaktan  diberi treatment masing-masing  kedua aliran akan dimasukkan ke reaktor sintesis HCl (Gambar 7). Gas  Cl 2 mula-mula  dipanaskan  hingga  300 ℃ oleh heat exchanger (E-311)  dan  dikompres  dengan  kompresor  (G- 312).  Gas  H 2 juga  dipanaskan  hingga  250 ℃ oleh heat exchanger (E-314)  dan  dikompres  hingga  4,5  bar  dengan kompresor  (G-315).  Tujuan  pemanasan  ini  adalah  sebab reaksi  terjadi  pada  titik  nyala  300 ℃ dan  4,5  bar.  Medium pemanas  yang  digunakan  adalah high  pressure  steam dengan  tekanan  60  bar.  Setelah  itu,  kedua  reaktan  akan masuk  ke  reaktor  (R-310).  Reaksi  yang  terjadi  di  dalam reaktor adalah sebagai berikut [26].
H 2 + Cl 2 → 2HCl
Gambar 4.  Diagram Alir Tahap Elektrolisis.
Gambar 5.  Diagram Alir Tahap Treatment Cl 2 .
Suhu aliran gas efluen dari reaktor diatur sehingga berada pada  temperatur  1.000 ℃ [27] .  Konversi  yang  diharapkan terjadi adalah 99% [28].
Aliran  gas  efluen  dialirkan  oleh blower (G-321) kemudian  didinginkan  dengan heat  exchanger (E-322) hingga  suhu  200 ℃ dengan  sistem steam  generation .  Media pendingin pada exchanger ini adalah boiler  feedwater yang berada  pada  suhu  150 ℃ .  Setelah  itu,  gas  didinginkan  lagi oleh cooling  water pada heat  exchanger (E-323)  hingga suhu 55 ℃ . Setelah didinginkan maka aliran gas efluen akan masuk ke falling film absorber (S-320). Pada kolom ini, gas akan  dikontakkan  dengan liquid efluen  dari tail  tower (S- 323).  Aliran  liquid tail  tower merupakan  aliran  yang  telah mengalami  proses  kontak  antara  air  dengan  gas  efluen  dari falling  film  absorber .  Proses  absorbs  mengeluarkan  panas pelarutan  antara  HCl  dengan  air  sehingga  diberi  media pendingin  berupa cooling  water. Pada  efluen tail  tower terbentuk  larutan  asam  lemah  HCl  21%.  Setelah  gas  efluen reaktor  dikontakkan  dengan  liquid  efluen  dari tail  tower, maka aliran liquid akan turun ke tangki penampung (T-324) dengan  konsentrasi  HCl  33%  [15-16],  [31].  Aliran  gas  dari falling  film  absorber yang  masih  mengandung  HCl  akan diumpankan  menuju tail  tower untuk  dikontakkan  dengan air murni dan menghasilkan gas efluen yang bersih dari HCl [30].

## V. NERACA MASSA DAN ENERGI
Berdasarkan perhitungan yang dilakukan, untuk menghasilkan  larutan  HCl  33%  dengan  kapasitas  50.000 ton/tahun,  dibutuhkan  bahan  baku  garam  industri  sebanyak 26.766,12  ton/tahun  [33–40].  Kebutuhan  ini  diasumsikan untuk  waktu  operasi  pabrik  sebanyak  330  hari  per  tahun dengan 24 jam per hari [41-42]. Kebutuhan pemanas terbagi menjadi low  pressure  steam sebanyak  8.082,04  kg/jam  dan high  pressure  steam sebanyak  454,4  kg/jam.  Kebutuhan pendingin  terbagi  menjadi cooling  water sebanyak
252.779,94  kg/jam, chilled  water sebanyak  11.491,86 kg/jam,  dan boiler  feedwater sebanyak  2.692,85  kg/jam. Kebutuhan power untuk  pabrik  sebanyak  19.395,86  MWh [43–48].

## VI. ANALISA EKONOMI
Berdasarkan  perhitungan  analisa  ekonomi  didapat  bahwa Capital  Expenditure  (CAPEX) dari  pabrik  ini  sebesar Rp549.807.392.118  dan Operating  Expenditure  (OPEX) dari  pabrik  ini  sebesar  Rp148.890.808.466  [49–52]. Kemudian,  didapatkan Pay  Out  Time (POT)  sebesar  3,75 tahun, Internal  Rate  Return (IRR)  sebesar  32,29%,  dan Break Even Point (BEP) sebesar 22,45% [51].

## VII. KESIMPULAN
Dari hasil yang telah diuraikan pada bab-bab sebelumnya, maka  dapat  disimpulkan  sebagai  berikut:  (1)Perencanaan Operasi:  kontinu,  24  jam/hari,  330  hari;  (2)  Kapasitas Produksi:  50.000  ton/tahun  larutan  HCl  33%;  (3)Bahan Baku:  26.766,12  ton/tahun  garam  industri;  (4)Masa Konstruksi:  3  tahun;  (5)Analisis  Ekonomi:  (a)Pembiayaan: Capital Expenditure (CAPEX ): Rp549.807.392.118; Operating Expenditure (OPEX) : Rp148.890.808.466; (b)Rehabilitasi  Perusahaan:  Laju  Pengembalian  Modal (IRR):  32,29%  ;  Waktu  Pengembalian  Modal  (POT):  3,75 tahun ; Break Even Point (BEP): 22,45%.
Dari  hasil  uraian  diatas,  dari  segi  teknis  dan  ekonomis terlihat  bahwa  IRR  sebesar  32,29%  berada  di  atas  WACC sebesar  8,45%.  Jangka  waktu  pengembalian  modal  (POT) selama  3,75  tahun,  lebih  kecil  dari  waktu  pengembalian modal  yang  ditetapkan  pemberi  pinjaman  yaitu  10  tahun. Berdasarkan kondisi seperti ini, pabrik  HCl ini layak untuk didirikan.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis  mengucapkan  terima  kasih  kepada  Departemen Teknik  Kimia  FTI-RS  ITS  dan  Laboratorium  Rekayasa Sistem  Proses,  Teknik  Kimia,  FTI-RS  ITS  yang  telah memberikan dukungan  teknis  dalam proses pengerjaan pra- desain pabrik ini.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]  A.  J.  Kidnay,  A.  J.  Kidnay,  W.  R.  Parrish,  and  D.  G.  McCartney, Fundamentals  of  Natural  Gas  Processing .  Ohio:  Ohio  State University, 2011.
[2]  Kementerian  Perindustrian, Analisis  Perkembangan  Industri Pengolahan  Non  Migas  Indonesia  2020, Edisi  IV . Jakarta  : Kementerian Perindustrian , 2020.
[3]  Emmerson,  “PEA  demonstrates  potential  for  low  capex  sop production with outstanding cashflow generation emmerson,” Angew. Chemie Int. Ed. 6(11), 951–952. , no. November, 1967.
[4]  Iwashita and et al, “United States patent ( 19 ) process,” United States Pat. , no. 19, 1982.
[5]  J. G. Speight, Industrial Inorganic Chemistry , no. Chapter 2. Oxford : Butterworth-Heinemann, 2017.
[6]  E.  J.  Stauffe,  “Manufacture  of  hydrogen  chloride  from  salt  and sulfuric acid,” United States Pat. , vol. 2, no. 12, pp. 1–6, 2004.
[7]  National  Toxicology  Program,  “Dichloromethane.,” Rep.  Carcinog. , vol. 12, pp. 148–150, 2011, doi: 10.1021/ed081p1415.
[8]  F.  Franco,  J.  Prior,  S.  Velizarov,  and  A.  Mendes,  “A  systematic performance history analysis of a chlor-alkali  membrane electrolyser under industrial operating conditions,” Appl. Sci. , vol. 9, no. 2, 2019, doi: 10.3390/app9020284.
Gambar 6.  Diagram Alir Tahap Treatment H 2. T-322 P-325 Gas vent R-310 S-320 S-326 69 4,5 503,8 81 4,49 1026 103 2,9 89 4,5 90 40 94 40 80 4,5 518,7 56 1,45 97 99 4,5 30 67 276,7 68 276,7 E-311 E-322 83 200 P-327 96 1,01 30 66 1,01 250 77 1,01 250 84 4,76 150 85 4,76 150 92 1,01 30 93 1,01 40 95 40 96 40 G-312 G-316 (S-230) HPS SC E-315 (T-242) 79 276,7 79 59,9 276,7 BFW CTWR (I-120 & M-211) 76 1,03 20,02 60 59,6 40 60 G-321 82 4,56 1026 4,13 E-323 CTW 87 1,01 30 86 55 3,89 4,5 40 G-328 91 3,81 40 25,6 30 4,5 1,01 1,01 1,01 HCl (E-215) F-130
Gambar 7.  Diagram Alir Tahap Sintetis HCl.
[9]  Nexant,  “PERP  Program  -  Ethanol,” New  Report  Alert. ,  pp.  1–5, 2006.
[10]  M.  Paidar,  V.  Fateev,  and  K.  Bouzek,  “Membrane  electrolysis— History, current status and perspective,” Electrochim. Acta , vol. 209, pp. 737–756, 2016, doi: 10.1016/j.electacta.2016.05.209.
[11]  D.  Sánchez-Aldana et  al. ,  “Hypochlorite  generation  from  a  water softener spent brine,” Water (Switzerland) , vol. 10, no. 12, 2018, doi: 10.3390/w10121733.
[12]  E.  Herjanto, Manajemen  Operasi ,  Edisi  ketiga.  Jakarta:  Grasindo, 2007.
[13]  R. H. Perry and D. W. Green, Perry's Chemical Engineers’ Hanbook , Seventh Edition. New York : Mcgraw-Hill, 1997.
[14]  A.  Engineers, Final  Report  On  Process  Engineering  And  Economic Evaluations  Of  Diaphragm  And  Membrane  Chloride  Cell Technologies , no. 31. Illinois : Argonne National Laboratory, 1980.
[15]  BRIMAX, Brine  Preparation  System  Standardized  Brine  ,  Highest Hygiene ,    Fairway  Avenue,  Lakeland  :  JBT.  2021.  [Online]. Available:https://www.jbtc.com/foodtech/products-and- solutions/products/brine-preparation/schroeder-brimax/
[16]  B.  S.  Krumgalz,  “Temperature  dependence  of  mineral  solubility  in water. part 3. alkaline and alkaline earth sulfates,” J. Phys. Chem. Ref. Data , vol. 47, no. 2, 2018, doi: 10.1063/1.5031951.
[17]  Am.  Oil  Chem.  Soc  (AOCS), Official  Methods  and  Recommended Practices  of  the  American  Oil  Chemists’  Society  (Ca  5a-40) ,  no.  4. Urbana,  IL  :  AOCS  Headquarters. 1996.  [Online].  Available  : https://www.aocs.org/attain-lab-services/methods?SSO=True
[18]  B.  Shah  and  U.  Chudasama,  “Synthesis  and  characterization  of  a novel  hybrid  material  as  amphoteric  ion  exchanger  for  simultaneous removal  of  cations  and  anions,” J.  Hazard.  Mater. ,  vol.  276,  no.
December 2017, pp. 138–148, 2014, doi:
10.1016/j.jhazmat.2014.05.031.
[19]  I. Garcia-Herrero, M. Margallo, J. Laso, R. Onandía, A. Irabien, and R. Aldaco, “Measuring the vulnerability of an energy intensive sector to the EU ETS under a life cycle approach: the case of the chlor-alkali industry,” Sustain. , vol. 9, no. 5, 2017, doi: 10.3390/su9050837.
[20]  A.  A.  Jalali,  F.  Mohammadi,  and  S.  N.  Ashrafizadeh,  “Effects  of process  conditions  on  cell  voltage,  current  efficiency  and  voltage balance of a chlor-alkali membrane cell,” Desalination , vol. 237, no. 1–3, pp. 126–139, 2009, doi: 10.1016/j.desal.2007.11.056.
[21]  R. Domga, G. Bertrand Noumi, and J. Bosco Tchatchueng, “Study of some  electrolysis  parameters  for  chlorine  and  hydrogen  production using  a  new  membrane  electrolyzer,” Int.  J.  Chem.  Eng.  Anal.  Sci. , vol. 2, no. 1, pp. 1–8, 2017.
[22]  T.  F.  O’brien,  T.  V.  Bommaraju,  and  F.  Hine, Handbook  of  Chlor alkaly industry . USA: Springer, 2005.
[23]  A. Vidal Dias, “Chlor-alkali membrane cell process,” Univ. Porto , pp. 1–213, 2010.
[24]  T.  Brinkmann,  G.  Giner  Santonja,  F.  Schorcht,  S.  Roudier,  and  L. Delgado  Sancho, Best  Available  Techniques  (BAT)  Reference Document  for  the  Production  of  Chlor-alkali.  Industria  Emissions Directive 2010/75/EU (Integrated Pollution Prevention and Control), EUR  26844.  Luxembourg  :  Publications  Office  of  the  European Union, 2014.
[25]  F.  Tampieri  and  C.  Tomasi,  “Size  distribution  models  of  fog  and cloud droplets and their volume extinction coefficients at visible and infrared wavelengths,” Pure Appl. Geophys. PAGEOPH , vol. 114, no. 4, pp. 571–586, 1976, doi: 10.1007/BF00875651.
[26]  S. Motupally, D. T. Mah, F. J. Freire, and J. W. Weidner, “Recycling chlorine from hydrogen chloride: A  new and economical electrolytic process,” Electrochem. Soc. Interface , vol. 7, no. 3, pp. 32–36, 1998.
[27]  M. Pelucchi, A. Frassoldati, T. Faravelli, B. Ruscic, and P. Glarborg, “High-temperature chemistry of HCl and Cl2,” Combust. Flame , vol.
162,
no. 6, pp. 2693–2704, 2015,
doi: 10.1016/j.combustflame.2015.04.002.
[28]  R.  Reimlinger,  J.  Nester,  D.  Wright,  D.  Corwin,  and  J.  McCloskey, “Converstion of Cl2 gas streams to HCl using multiple fuel sources,”
Int.  Conf.  Therm.  Treat.  Technol.  Hazard.  Waste  Combustors  2016, IT3 2016 , pp. 91–100, 2016.
[29]  U. S.  E. P. A. (EPA), Hydrochloric Acid ( Hydrogen Chloride ) , no. April 1992, p. 4. California : Enviromental Protection Agency. 2000. [Online]. Available: https://www.epa.gov/sites/default/files/2016- 09/documents/hydrochloric-acid.pdf
[30]  J. I. Yoon, T. T. Phan, C. G. Moon, H. S. Lee, and S. K. Jeong, “Heat and  mass  transfer  characteristics  of  a  horizontal  tube  falling  film absorber  with  small  diameter  tubes,” Heat  Mass  Transf.  und Stoffuebertragung ,  vol.  44,  no.  4,  pp.  437–444,  2008,  doi: 10.1007/s00231-007-0261-8.
[31]  R.  M.  Felder,  R.  W.  Rousseau,  and  L.  G.  Bullard, Elementary Principles  of  Chemical  Processes .  USA:  John  Wiley  &  Sons,  Inc, 2016.
[32]  L.  T.  Biegler,  I.  E.  Grossmann,  and  A.  W.  Westerberg, Systematic Methods  of  Chemical  Process  Design ,    USA:  Pearson  College  Div, 1997.
[33]  J.  D.  Seader,  E.  J.  Henley,  and  D.  K.  Roper, Separation  Process Principles . USA: Courier Westford, 2010.
[34]  J.  Benitez, Principles  and  Modern  Applications  of  Mass  Transfer Operations By J. Benitez , vol. 57, no. 11. New York : AIChE J. 2011.
[35]  M. Seko, A. Yomiyama, and S. Ogawa, Electrolysis Cell Design For Ion , Boston : Springer, 1975.
[36]  Shell  Global  Solutions  International  B.V.  (Shell  GSI), Gas/Liquid Separators  -  Type  Selection  and  Design  Rules. Den  Haag:,  Belanda:
Shell Global Solutions International B.V. (Shell GSI).  2007.
[37]  R.  Smith, Chemical  Process  Design  and  Integration .  New  York  : John Wiley & Sons, ltd. 2005.
[38]  A.  Zlotorowicz,  R.  V.  Strand,  O.  S.  Burheim,  Wilhelmsen,  and  S. Kjelstrup, “The permselectivity and water transference number of ion exchange  membranes  in  reverse  electrodialysis,” J.  Memb.  Sci. ,  vol.
523, no. October, pp. 402–408, 2017,
doi:
10.1016/j.memsci.2016.10.003.
[39]  Ricklin  S.,  “Chemical  engineering.  volume  I,” J.  Chem.  Educ. ,  vol. 32, no. 4, p. 235, 1955, doi: 10.1021/ed032p235.1.
[40]  F.  Tjiptono, Strategi  Pemasaran ,  Edisi  Kedua.  Yogyakarta:  Andi Offset, 2009.
[41]  C. Lynch, “Physical properties of compounds,” Pract. Handb. Mater. Sci. , pp. 95–135, 1989, doi: 10.1201/9781439832097.ch3.
[42]  G. Joseph, J. Koshy, and P. M. Kallanickal, “A study of hydrochloric acid synthesis process in a cholr-alkaly industry,” Certif. Int. J.  Eng. Sci. Innov. Technol. , vol. 9001, no. 2, pp. 2319–5967, 2008.
[43]  N.  Cohen,  T.  A.  Jacobs,  G.  Emanuel,  and  R.  L.  Wilkins,  “Chemical kinetics  of  hydrogen,” International  Journal  of  Chemical  Kinetics, vol. I, pp. 551–569, 1969.
[44]  S. R. Gunn and L. G. Green, “Heat of solution of hydrogen chloride,” J.  Chem.  Eng.  Data ,  vol.  8,  no.  2,  p.  180,  1963,  doi: 10.1021/je60017a008.
[45]  B. et Al, Unit Operations . Ann Arbor : University of Michigan, 2002.
[46]  V. L. Thurmond, R. W. Potter II, and M. A. Clynne, “The Densities of Saturated  Solutions  of  NaCl  and  KCl  from  10  to  105  °C,” U.S. Geological Survey , pp. 1–10, 1984.
[47]  D. Q. Kern, “Process heat transfer,” Journal of the Franklin Institute , vol.  250,  no.  5.  pp.  462–463,  1950,  doi:  10.1016/0016- 0032(50)90609-0.
[48]  S.  Koch,  M.  Rütten,  and  M.  Rein,  “Study  of  total  pressure  losses  at the engine face of a submerged inlet with an ingested vortex,” Notes on  Numerical  Fluid  Mechanics  and  Multidisciplinary  Design ,  vol. 136. pp. 361–371, 2018, doi: 10.1007/978-3-319-64519-3_33.
[49]  E.  H.  Y.  Lloyd  e.  Brownell,  “Process  equipment  design  handbook,” Advances in Applied Science Research , vol. 3, no. 3. p. 408, 1959.
[50]  H.  Silla, Chemical  Process  Engineering  Chapter  Separator  Design , 1st Edition. Florida, Amerika : CRC Press, 2003.
[51]  G. D. Ulrich, A  Guide  to Chemical Engineering Process Design  and Economic s,  p.  484.  New  York  :  John  Wiley  Sons,1984.