Upload
independent
View
1
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Definisi Gas
Gas adalah zat yang mempunyai bentuk dan volume yang tidak tetap. Hal ini
disebabkan karena susunan molekul-molekul gas sangat tidak teratur sehingga gaya tarik-
menarik antarmolekulnya sangat lemah. Partikel-partikel ini bergerak sangat bebas dan
cepat dalam wadahnya. Hal ini menyebabkan zat gas tidak dapat mempertahankan bentuk
dan volumenya sehingga bentuk dan volume zat gas selalu berubah mengikuti ruang yang
ditempatinya. Contoh zat gas adalah udara. Udara adalah suatu campuran gas yang terdapat
pada lapisan yang mengelilingi bumi.
Komposisi campuran gas tersebut tidak selalu konstan. Komponen yang
konsentrasinya selalu bervariasi adalah air dalam bentuk uap (H2O) dan karbondioksida
(CO2). Jumlah uap air yang terdapat di udara bervariasi tergantung dari cuaca dan suhu.
Kandungan elemen senyawa gas dan partikel dalam udara akan berubah-ubah dengan
ketinggian dari permukaan tanah. Demikian juga massanya, akan berkurang seiring dengan
ketinggian. Semakin dekat dengan lapisan troposfer, maka udara semakin tipis. Sehingga
melewati batas grafitasi bumi, maka udara akan hampa sekali. Udara bumi yang kering
mengandung 78% Nitrogen, 21% Oksigen dan 1% gas-gas lain (Argon, Karbon dioksida,
Uap air). Diantara gas-gas yang membentuk udara adalah sebagai berikut.
1. Helium (He)
2. Nitrogen (N2)
3. Oksigen (O2)
4. Carbon dioksida (CO2)
5. Argon (Ar)
Kata gas kemungkinan diciptakan oleh seorang kimiawan Flandria sebagai
pengejaan ulang dari pelafalannya untuk kata Yunani, chaos (kekacauan).
Sifat-sifat gas dapat dirangkumkan sebagai berikut.
1. Gas bersifat transparan.
2. Gas terdistribusi merata dalam ruang apapun bentuk ruangnya
2B Teknik Kimia-Politeknik Negeri Malang 2014 | 1
3. Gas dalam ruang akan memberikan tekanan ke dinding.Volume sejumlah gas
sama dengan volume wadahnya. Bila gas tidak diwadahi, volume gas akan
menjadi tak hingga besarnya, dan tekanannya akan menjadi tak hingga kecilnya.
4. Gas berdifusi ke segala arah tidak peduli ada atau tidak tekanan luar.
5. Bila dua atau lebih gas bercampur, gas-gas itu akan terdistribusi merata.
6. Gas dapat ditekan dengan tekanan luar. Bila tekanan luar dikurangi, gas akan
mengembang.
7. Bila dipanaskan gas akan mengembang, bila didinginkan akan mengkerut.
8. Gaya tarik menarik sangat kecil
9. Susunannya sangat tidak teratur
10. Letaknya saling berjauhan
11. Bergerak sangat bebas
Kondisi gas ditentukan oleh 3 faktor, yaitu tekanan, suhu dan volume. Golongan gas
yaitu Hidrogen (H2), Nitrogen (N2), Methana (NH3), Karbon dioksida (CO2), Karbon
Monoksida (CO), Hidrogen Sianida, Hidrogen Sulfida, Nikel Karbonil, Sulfur Dioksida,
Klor, Nitrogen Oksida, Fosgen (COCl2), Arsin dan Stibin. Berikut ini merupakan tabel
komposisi udara :
Tabel 1.1. Komposisi Udara
Gas Volume (%) Boiling Point (K)Critical
Temperature (K)
Critical
Pressure (Mpa)
Nitrogen 78.084 63.156 77.35 3.39
Oksigen 20.946 57.15 90.19 5.04
Argon 0.934 87.1 87.27 4.81
Hidrogen 0.00005 13.96 20.27 1.29
Neon 0.001921 24.55 27.09 2.68
Helium 0.0005239 ▪ 4.215 0.22
Crypton 0.0001139 115.95 119.81 5,40
Xenon 0.0000087 161.3 165.4 5.74
CO2 0.02 – 0.04 216.6 194.68 ◊ 7.25
Keterangan : ▪ : Tidak mempunyai Triple Point
◊ : Temperature Sublimasi
2B Teknik Kimia-Politeknik Negeri Malang 2014 | 2
Untuk memproduksi gas-gas industri yang dihasilkan dari udara maka udara diproses
pertama kali melalui unit Air Separation Plant (ASP). Proses ini dibagi menjadi dua, yaitu :
a. Isoenthalphic expantion
Menurunkan temperatur dengan cara menurunkan tekanan gas, gas yang
bertekanan tinggi dialirkan ke tempat yang bertekanan rendah melalui saluran kecil
(expantion valve). Sehingga akan terjadi penurunan temperatur
b. Adiabatic expantion
Menurunkan temperatur dengan cara mengubah energi panas dan energi tekan
pada gas sehingga menjadi energi mekanik pada ecpande turbin. Unsur-unsur yang
diambil adalah oksigen, nitrogen, dan argon. Sedangkan unsur yang terkandung
dalam udara lainnya dibuang langsung ke udara bebas tanpa melalui pengolahan
terlebih dahulu. Hal tersebut dilakukan karena hasil buangan ini tidak mengandung
zat-zat yang dapat mengganggu lingkungan sekitar.
1.2. Gas Oksigen (O2)
1.2.1. Sejarah Oksigen
Oksigen adalah gas yang sangat reaktif sehingga semua unsur dapat
bereaksi kecuali gas inert dapat bereaksi dengannya membentuk oksida pada
temperatur dan kondisi yang sesuai, tetapi dengan logam mulia oksigen lebih
lambat beroksidasi, karena hanya dapat beroksidasi pada temperatur yang tinggi,
yang mana untuk zat-zat yang muah terbakar dengan udara akan meledak lebih
hebat lagi bila beroksidasi engan oksigen murni.
Oksigen murni merupakan gas yang tidak berwarna, tidak berasa, dan tidak
berbau, dan sedikit lebih berat dibanding udara. Selain itu, oksigen mempunyai sifat
paramagnetic, yaitu sifat yang akan terpolarisasi karena pengaruh gaya magnet.
Sifat-sifat ini biasanya digunakan untuk analis. Oksigen juga dapat mengondensasi
menjadi liquid pada suhu rendah (low themperatur) yaitu sekitar -183 ̊C (90 K),
pada tekanan atmosfer menjadi liquid oksigen murni sebesar 14% lebih berat dari
pada H₂O dan warnanya biru laut. Oksigen tidak mudah terbakar namun dapat
dengan cepayt menimbulkan terbakarnya bahan-bahan seperti combustible seperti
minyak dari pelumas
2B Teknik Kimia-Politeknik Negeri Malang 2014 | 3
1.2.2. Sifat Spesifik Oksigen
1.2.2.1. Sifat Kimia
1. Tidak dapat terbakar atau inflamable
2. Untuk membantu pembakaran
3. Bersifat oksidator
1.2.2.2. Sifat Fisis
1. Nama Ilmiah : Oxygenium
2. Lambang Atom : O
3. Nomor Atom : 8
4. Berat Molekul : 32 gr/gmol
5. Periode : 2
6. Golongan : VI A
7. Tingkat Oksidasi : -2
8. Susunan Elektron : 1s² 2s² 2p⁴
9. Jenis Unsur : Gas
10. Bentuk Unsur : Gas
11. Kalor Lebur : 3,3 kal/gram
12. Titik Lebur : -218,8 ̊C
1.2.2.3. Rapat Massa
1. Gas : 1,429 g/L, pada suhu 0 ̊C dan
tekanan 1 atm
2. Cairan : 1,14 g/L, pada suhu -183 ̊C
3. Padat : 1,426 g/L, pada suhu -252,5 ̊C
4. Specific grafity gas : 1,1649
5. Specific volume gas : 0,7541 kg/m³
6. Titik didih : -183 ̊C
7. Massa jenis : 1,14 g/mol
8. Susunan isotop : nomor massa 16 : 99,76 %
: nomor massa 17 : 0,64 %
: nomor massa 18 : 0,20 %
1.3. Gas Nitrogen (N2)
2B Teknik Kimia-Politeknik Negeri Malang 2014 | 4
1.3.1. Sejarah Nitrogen
Nitrogen adalah suatu komponen yang memiliki bagian terbesar dalam
udara. Nitrogen tidak dapat terbakar dalam tekanan atmosfer dan suhu < -196 ̊C,
serta apabila tercairkan dengan nitrogen 19% lebih ringan dibandingkan dengan air.
Nitrogen terdapat dalam semua makhluk hidup dalam bentuk senyawa seperti
protein.
Gas Nitrogen murni adalah inert gas, sifatnya seperti gas O₂ tidak berbau,
tidak berasa dan tidak berwarna. Nitrogen tidak mempunyai sifat paragmaetig
seperti halnya O₂. Liquid nitrogen terbentuk pada suhu -196 ̊C (77 K) pada tekanan
atmosfer normal. Nitrogen tidak mudah terbakar dan beracun, tetapi dapat
menyebabkan Phyciation Acid jika tertutup tanpa ventilasi yang baik.
1.3.2. Sifat Spesifik Nitrogen
1.3.2.1. Sifat kimia
1. Inert gas
2. Tidak mudah terbakar
3. Sukar larut dalam air
4. Merupakan unsur yang tidak aktif
5. Bersenyawa dengan logam-logam aktif dan O₂
6. Tidak mudah bereaksi dengan unsur lain
1.3.2.2. Sifat fisis
1. Nama Ilmiah : Nitrogenium
2. Lambang Atom : N
1.4. Gas Argon (Ar)
1.4.1. Sejarah Argon
Argon (Ar) bersifat dua setengah kali lebih mudah larut dalam air
dibandingkan Nitrogen (N2) dan memiliki kelarutan mirip Oksigen (O2). Argon
(Ar) digunakan dalam bola lampu listrik dan juga digunakan sebagai gas pelindung
inert untuk arc welding dan cutting, sebagai gas pelindung untuk produksi Titanium
dan unsur reaktif lainnya, dan sebagai atmosfer pelindung untuk menumbuhkan
silikon dan kristal Germanium. Argon (Ar) tidak berwarna dan tidak berbau, baik
2B Teknik Kimia-Politeknik Negeri Malang 2014 | 5
dalam bentuk gas maupun cairan. Argon (Ar) dipandang sebagai gas yang lebih
inert dibandingkan dengan Nitrogen (N2)
Keberadaan Argon (Ar) di udara sudah diduga oleh Cavendish pada tahun
1785, dan ditemukan oleh Lord Raleigh dan Sir William Ramsay pada tahun 1894.
1.4.2. Sumber
Argon (Ar) dihasilkan dari penyulingan bertingkat udara cair karena
atmosfer mengandung 0.94% Argon (Ar). Atmosfer Mars mengandung 1.6%
isotop Argon 40 dan sebesar 5 ppm untuk isotop Argon 36.
1.4.3. Sifat-sifat
Argon (Ar) larut dalam air, 2.5 kali lipat daripada nitrogen, dan memiliki
kelarutan yang sama dengan oksigen. Argon (Ar) tidak berwarna dan tidak berbau,
baik dalam bentuk gas dan cair. Argon (Ar) dikenal sebagai gas inert dan tidak
diketahui senyawa kimia yang dibentuknya seperti halnya krypton, xenon dan rado
BAB II
2B Teknik Kimia-Politeknik Negeri Malang 2014 | 6
PROSES PRODUKSI GAS
2.1. Bahan Baku
Bahan baku utama yang digunakan untuk memproduksi O2, N2 dan Argon baik
bentuk cair maupun gas adalah udara, yang mana bahan baku ini (raw material) mudah
didapat dari lingkungan, serta menghemat keuangan. Sebagai baku utama udara dapat
diperoleh secara cuma-cuma, yaitu dengan mengambil udara dari lingkungan sekitar
perusahaan.
Udara terdiri dari 20.96 % O2, 78.22 % N2 dan 0.9 3% Argon. Sedangkan komposisi
yang terkecil seperti gas neon, helium, crypton, carbon dioxide dan acetylene diabaikan.
Keadaan ini hamper sama diseluruh dunia, yang membedakan hanya terletak pada kadar
air, kondisi meteorology, kondisi yang mempengaruhi kelembaban relative.
Pada suhu -141 oC dan pada tekanan atmosfer, udara akan mengalami suhu cair. Dan
suhu ini dapat disebut dengan suhu kritis, yaitu dimanasuhu maksimum yang masih
memungkinkan transisi dari fase gas ke fase liquid, tetapi diatas suhu tersebut gas tidak
terkondendasi atau mengembun menjadi liquid berapapun tekanan akan diperbesar. Hal ini
juga berlaku untuk tekanan, yaitu tekanan kritis, diatas tekanan tersebut tidak akan pernah
ada transisi dari fase liquid berapapun suhunya. Fluida supercritical, yaitu dimana pada
kondisidiatas tekanan kritis, tidak berada sebagai gas maupun liquid meskipun
kelakuannya mirip liquid.
Adapun sifat-sifat fisik udara sebagai berikut.
a. Berat Molekul : 28.975
b. Massa jemis gas (1 atm, 21.1 oC) : 1.2 kg/m3
c. Spesific grafity (1 atm, 21.1 oC) : 1
d. Spesific volume (1 atm, 21.1 oC) : 0.833 m3/kg
e. Titik didih (1 atm) : -194.3oC
f. Titik beku (1 atm) : -216.2oC
g. Titik kritis : -140.7oC
h. Tekanan kritis : -3770 kPa dbs
i. Massa jenis kritis : 315 kg/m3
j. Panas laten pada pengupan (T. D normal) : 205 kJ/kg
k. Rasio panas Spesifik : 1.4
l. Solubility dalam udara : 0.0292
2B Teknik Kimia-Politeknik Negeri Malang 2014 | 7
m. Massa jenis liquid pada T. D normal : 874 kg/m3
n. Kapasitas panas (1 atm, 21.1 oC)
- Cp : 1.01 kJ/kg oC
- Cv : 0.72 kJ/kgoC
o. Konduktivitas thermal
- pada -100oC : 0.0164 W/moC
- pada 0oC : 0.0242 W/moC
- pada 100oC : 0.0317 W/moC
p. Perbandingan antara liquid dan gas pada titik didih normal adalah 1 : 728.1 (v/v)
Berat jenis udara dapat bervariasi tergantung pada tekanan dan suhu. Karena itu
untuk menyatakan berat jenis udara harus disertakan pada tekanan dan suhu berapapun,
dalam praktik di lapangan ada dua macam klasifikasi yang menjadi kondidi patokan, yaitu:
1. Kondisi Standart Industri
a. Suhu : 20oC (293 K)
b. Tekanan Mutlak : 760 mmHg (0.1013 Mpa)
c. Kelembaban relative : 65 %
d. Berat Jenis : 1.204 kgf/m3 (11.807 N/m3)
2. Kondisi Normal Teoritis
a. Suhu : 0oC (273 K)
b. Tekanan Mutlak : 760 mmHg (0.1013 Mpa)
c. Berat Jenis : 1.293 kgf/m3 (12.68 N/m3)
Kondisi standar ini biasanya lebih sering dipakai untuk menyatakan kondisi isap
pada kondensor.
2.2. Proses Produksi Oksigen, Nitrogen dan Argon
Udara masuk ke filter yang terdiri dari 3 bagian yaitu, Eliminator, Rol Filter dan Bag
Filter. Masing-masing bagian mempunyai fungsi memisahkan udara dari kotoran-kotoran
yang terikut misal, debu berdasarkan ukuran partikelny. Sehingga keluar benar-benar
dalam keadaan bersih berupa Gas Air.
2B Teknik Kimia-Politeknik Negeri Malang 2014 | 8
Gas air ini kemudian masuk ke dalam kompresor yang terdiri dari 3 stage dan
masing-masing stage dilengkapi dengan cooler, sehingga Gas Air dari kompresor
mempunyai tekanan 5,3 kg/m2. Dengan adanya kompresi maka suhu gas air meningkat,
sehingga harus diturunkan dari suhu 40 C menjadi 4-12 C. Proses penurunan suhu ini⁰ ⁰
dilakukan di dalam Freon Refrigerator, dengan menggunakan freon sebagai pendinginnya
dan oli sebagai pelumas freon.
Gas Air yang telah didinginkan masuk ke dalam Cooler, sedangkan freon dan oli
bisa digunakan kembali. Setelah keluar dari Cooler Gas Air dikeringkan dalam Drain
Separator untuk menghilangkan kandungan uap air (H2O) yang ada. Penghilangan uap air
di Drain Separator belum sempurna, sehingga perlu dikeringkan lagi dalm M/S Adsorber
Towe. Di dalam M/S Adsorber Tower ini terdapat bahan pengabsorb, yaitu Alumina Silika
Gel yang digunakan untuk mengabsorb H2O dan Molekul Sieve yang digunakan untuk
mengabsorb CO2. M/S Absorber Tower yang digunakan berjumlah 2 unit yang akan
bekerja secara bergantian. Apabila yang satu melakukan penyerapan terhadap H2O dan
CO2 makan satunya lagi akan mengalami regenerasi. Proses regenerasi ini terjadi setiap 4
jam sekali dengan cara dipanaskan, sehingga H2O dan C02 dapat menguap. H2O dan CO2
harus dihilangkan karena akan menyebabkan pembekuan di Main Heat Exchanger
sehingga menghambat proses pendinginan.
Gas Air yang telah terbebas dari H2O dan CO2 masuk ke dalam Main Heat
Exchanger untuk didinginkan sampai mencapai suhu -173 C. Baru kemudian ⁰ Gas Air
masuk ke kolom destilasi untuk mengalami proses pemisahan berdasarkan titik
cair/didihnya. Kolom destilasi terdiri dari duabagian yaitu, Upper Coloumn dan Lower
Coloumn. Gas Air ini masuk padaLower Coloumn sehingga diproleh cairan kaya O2 dan
N2. Selanjutnya pada kolom bawah akan terjadi rektifikasi, makin ke atas makin kaya N2
dan maakin ke bawah makin kaya akan O2.
Cairan yang kaya akan O2 kemudian dialirkan ke dalam kolom tekanan rendah
(kolom atas/upper coloumn) untuk mengalami proses rektifikasi berikutnya. Sebagian dari
N2 cair yang terbentuk pada kolom atas dialirkan ke puncak kolom atas untuk direfluk
kembali setelah melewati beberapa penukar panas pembantu (Heat Exchanger). Pemisahan
O2 terakhir terjadi pada kolom atas, dimana makin ke bawah makin kaya O2, dan makinke
atas makin kaya akan N2. Oksigen cair di dapatkan pada dasar kolom atas, sedankan N2
2B Teknik Kimia-Politeknik Negeri Malang 2014 | 9
cair dapat dihasilkan pada puncak kolom bawah sebagai produk yang akan di kirim ke PT.
Ashimas untuk penjernih kaca.
Oksigen (O2) yang keluar dari bagian bawah Upper Coloumn masuk ke Heat
Exchanger dan keluar sebagai produk dan ditampung di Storage Tank. Sedangkan Argon
didapatkan pada Upper Coloumn bagian tengah yang keluar sebagai Feed (Crude) Argon.
Feed Argon ini akan diproses kembali di Coloumn Argon Purification untuk mendapatkan
argon murni. Gas nitrogen yang terdapat di udara bebas jumlahnya lebih besar dibanding
dengan gas oksigen, tetapi pada kenyataannya gas nitrogen yang dihasilkan pada proses ini
lebih sedikit. Oleh sebab itu, dilakukan proses ulang terhadap gas nitrogen yang keluar dari
kolom destilasi. Sehingga akan dihasilkan gas nitrogen yang lebih besar dari hasil
sebelumnya.
Gambar 2.1 Flowchart proses pembuatan gas oksigen, nitrogen dan argon
Nitrogen, Oksigen, dan Argon yang akan digunakan untuk proses produksi diperoleh
dari udara bebas. Seperti kita ketahui bahwa kandungan Nitrogen di alam bebas sebanyak
78,08%, Oksigen sebanyak 20,95%, Argon 0,93%, dan lain-lain 0,04%. Gas-gas tersebut
2B Teknik Kimia-Politeknik Negeri Malang 2014 | 10
kemudian mendapatkan beberapa perlakuan sehingga nantinya terjadi peubahan fase dari
gas menjadi liquid.
Adapun perlakuan yang diberikan terhadap perubahan fase tersebut antara lain
perlakuan panas (heat exchanger), pendinginan, kompresi, separasi, dan ekspansi. Untuk
lebih detailnya akan dibahas pada paragraph selanjutnya. Udara diserap dengan
menggunakan Air Filter (F-10), tujuannya untuk menyaring udara dari debu maupun
pengotor lainnya. Untuk menguapkan udara basah yang menghalangi udara yang akan
masuk menuju air filter , maka digunakan udara panas yang berasal dari discharge
kompresor. Udara dari discharge air filter, kemudian menuju Air Compressor (CP-11). Air
Compressor ini digerakkan oleh Steam Turbin (ST-18), sehingga udara tersebut
terkompresi yang mengakibatkan terjadinya perubahan tekanan. Seiring kenaikan tekanan,
maka temperaturnya juga akan naik. Udara yang keluar dari Air Compressor kemudian
dimasukkan ke dalam Direct Cooler (C-13). Hal ini dimaksudkan untuk mendinginkan
udara panas, dengan pendingin air laut. Setelah udara didinginkan pada Direct Cooler,
kemudian udara tersebut dimasukkan ke dalam Molecullar Sieve Absorber (D-16A/B)
yang berfungsi untuk mengikat Carbon dioksida (CO2), Air (H2O), dan Hidrokarbon
(CH4-C4H8). Pada Molecullar Sieve Absorber juga terjadi penurunan temperatur.
Selain itu gas dari Molecullar Sieve Absorber di by pass menuju Booster compressor
(CP-12) sehingga tekanannya naik. Seiring tekanannya naik, temperaturnya juga naik,
kemudian udara didinginkan lagi dengan menggunakan cold water, setelah itu baru
dimasukkan ke dalam Main Exchanger (HE-21) dan dilanjutkan menuju LO Evaporizer
(HE-38) sehingga temperaturnya turun. Setelah itu dilanjutkan kembali menuju LO Heater
(HE-37) untuk didinginkan kembali menuju Cold Box.
Udara yang berasal dari Main Exchanger (HE-21) dengan tekanan 6 bar kemudian
dimasukkan ke dalam HP Column (C-25), selain itu yang masuk ke dalam HP Column ada
yang berasal dari LO Vaporizer (HE-38) dan LO Heater (HE-37) dengan tekanan 12 bar.
Di dalam HP Column terjadi destilasi fase gas dan cair, dengan adanya perbedaan titik
didih maka gas akan berada di atas HP Column, dimana gas tersebut mengandumg banyak
Nitrogen (N2) akan tetapi sedikit liquid (poor liquid), kemudian pada bagian tengah
mengandung campuran antara Oksigen (O2), Nitrogen (N2), dan Argon (Ar) atau
Intermediate Liquid (IL), sedangkan pada bagian bawah banyak terdapat Liquid Oksigen
(LO) atau Rich Liquid (RL).
Gas yang berada pada bagian atas HP Column, kemudian di masukkan ke dalam
Main Condenser/Reboiler (RB-31) sehingga didapatkan liquid Oksigen (O2) dan gas
2B Teknik Kimia-Politeknik Negeri Malang 2014 | 11
Nitrogen (N2), lalu liquid Oksigen (O2) di umpankan ke dalam HP Column, sedangkan gas
Nitrogen (N2) didinginkan pada PL Subcooler (HE-36) sampai gas tersebut berubah fase
menjadi liquid, sehingga didapatkan Liquid Nitogen Product.
Karena kebutuhan dari Nitrogen (N2) tersebut tidak terlalu banyak, maka ada
sebagian Liquid Nitrogen tersebut yang di umpankan ke dalam LP Column (C-30) sebagai
pendingin. Gas yang berada pada bagian tengah HP Column, dimana gas tersebut
mengandung campuran antara Oksigen (O2), Nitrogen (N2) dan Argon (Ar) atau
Intermediate Liquid (IL) lalu di umpankan ke dalam LP Column untuk di destilasi. Di
dalam LP Column (C-30) terjadi destilasi gas dan cair,dengan adanya perbedaan titik didih
maka gas akan berada di atas LP Column, dimna gas tersebut mengandung banyak
Nitrogen (N2), pada bagian tengah banyak terdapat Oksigen (O2) dan Argon (Ar),
sedangkan pada bagian bawah mengandung banyak Liquid Oksigen.
Gas nitrogen (N2) yang berada pada bagian atas LP Column selanjutnya digunakan
sebagai pendingin pada RL/RP subcooler (HE-26/36) dan Main Exchanger (HE-21),
sedangkan pada bagian tengah LP Column yang mengandung banyak Oksigen (O2) dan
Argon (Ar) kemudian dimasukkan ke dalam Crude Argon Column (C-29) untuk didestilasi
kembali. Dalam Crude Argon Column (C-29) didapat Gas Argon (CGAR) dan Liquid
Oksigen (O2). Dimana untuk liquid Oksigen (O2) diumpankan kembali ke dalam LP
Column, sedangkan Gas Argon (CGAR) dimasukkan ke dalam Pure Argon Column (C-
294) untuk didestilasi kembali, sehingga didapat banyak Gas Argon (Ar) sedikit gas
Nitrogen (N2) dan Liquid Oksigen (O2), kemudian gas tersebut dimasukkan ke dalam
Argon Condenser (RB-28) untuk mendapatkan Gas Argon (Ar) sedikit Gas Nitrogen,
sedangkan Liquid Oksigen diumpankan kembali ke dalam LP Column, lalu Gas Argon
(Ar) sedikit gas Nitrogen tersebut dimasukkan ke dalam N2 Rejection Column (C-292).
Di dalam N2 Rejection Column (C-292) gas tersebut didestilisasi, lalu gas tersebut
dimasukkan ke dalam N2 Rejection Column Condenser (HE-282) sehinggga didapat liquid
Argon dan Gas Nitrogen, yang kemudian Gas Nitrogen dibuang dibuang ke udara bebas
sedangkan Liquid Argon ditampung sebagai Liquid Argon Product. Kembali pada
sebelumnya didalam LP Column, pada bagian bawah mengandung banyak Liquid Oksigen
(O2), kemudian dipompa ke dalam LO Heater (HE-37) yang digunakan sebagai pendingin,
lalu Liquid Oksigen (O2) dimasukkam ke dalam LO Vaporiizer (HE-38) sebagai pendingin
juga, kemudian Liquid Oksigen (O2) tersebut sebagian besar dimasukkan ke dalam LO
Subcooler (HE-33) dan sebagian yang lain digunakan sebagai pendingin pada Main
2B Teknik Kimia-Politeknik Negeri Malang 2014 | 12
Exchanger (HE-21). Liquid Oksigen (O2) tersebut yang dimasukkan ke dalam LO
Subcooler (HE-33) kemudian digunakan sebagai Liquid Oksigen Product.
2.2.1. Uraian
2.2.1.1. Filtrasi
Udara bebas yang menjadi feed atau umpan sebagai bahan baku
pembuatan gas nitrogen terlebih dahulu disaring dengan menggunakan filter
dengan kerapatan (mesh) tertentu sesuai dengan spesifikasi tekanan dan flow
compressor. Contoh gas pengotor / debris (partikel kasar yang tidak
dikehendaki) : uap air, karbondioksida, debu juga bisa menjadi zat pengotor
pada udara bebas. Zat pengotor ini harus dihilangkan karena dapat
menyebabkan penyumbatan pada peralatan, tingkat bahaya yang dapat
ditimbulkan, korosi, dan juga dalam batas – batas tertentu dilarang
terkandung dalam spesifikasi produk akhir.
2.2.1.2. Kompresi
Udara yang telah difilter diumpankan ke inlet kompresor untuk
dinaikkan tekanannya. Efisiensi kompresor sangatlah penting, oleh karena itu
dibutuhkan pemilihan jenis kompresor yang tepat. Umumnya digunakan
kompresor tipe turbo (sentrifugal) multi stage dengan pendingin diantara
stagenya. Energi yang digunakan akan sebanding dengan besar energi output
produk ditambah cold production.
2.2.1.3. Cooling Water
Air umumnya digunakan sebagai pendingin pada industry sebab air
tersedia jumlahya dan mudah ditangani. Air juga mampu menyerap sejumlah
besar enegi per satuan volume dan tidak mengalami ekspansi maupun
pengerutan dalam rentang temperature yang biasanya dialaminya. System
penguapan terbuka merupakan tipe system pendingin yang umumnya
digunakan dalam plant pemisahan udara.
Outlet compressor akan sangat panas, ini akan mengurangi efisiensi
pada proses selanjutnya, maka dibutuhkan pendinginan sampai pada
temperature desain (tergantung dari spesifikasi alat dan bahan yang
digunakan pada proses).
2B Teknik Kimia-Politeknik Negeri Malang 2014 | 13
Pada sebagian industri menggunakan system direct cooler pada
proses pendinginannya, dimana terjadi kontak langsung antara udara dengan
air pada sepanjang tray direct cooler. Direct cooler mempunyai kelebihan
dari pada proses pendinginan yang menggunakan tube atau shell cooler,
dimana temperature yang bisa dicapai yaitu 2ºC, sedang pada tube atau shell
cooler hanya sekitar 8ºC, efek pengguyuran (scrubbing) dari air juga dapat
membantu menurunkan kandungan partikel dan menyerap pengotor yang
terbawa udara. Namun jika direct cooler tidak terjaga, seperti ∆P tinggi (pada
aliran dan udara masuk) dan tinggi cairan (pada aliran air). Oleh karena
tingginya perbedaan temperature yang melalui tray bawah unit, maka pada
tray ini sangat mungkin terjadi pembentukan kerak. Untuk alasan itu, water
treatment harus bekerja efektif dan tray harus dibersihkan dan diperiksa jika
memungkinkan.
2.2.1.4. Purrification (Pemurnian)
Air, CO2, Hidrokarbon adalah unsur pengotor udara yang akan
menggangu proses, air dan CO2 akan membeku lebih awal (titik beku lebih
tinggi dari pada Nitrogen sehingga berpotensi menyumbat di bagian-bagian
tertentu dalam proses). Sedangkan Hidrokarbon berpotensi menyebabkan
ledakan di daerah bagian bawah kolom distilasi (tempat terjadinya
penumpukan hidrokarbon).
Di PPU (pre purification unit) terdapat beberapa lapisan, umumnya
terdiri dari molecular shieve (butiran-butiran ukuran mikro berlubang yang
seukuran dengan dimensi partikel CO2, H2O dan beberapa jenis hidrokarbon),
tujuannya untuk memerangkap CO2, H2O dan hidrokarbon. lapisan lainnya
adalah alumina yang bertujuan untuk memerangkap H2O yang lolos dari
lapisan pertama.
2.2.1.5. Heat Exchanger (Pemindah Panas)
Udara yang telah murni dimasukkan ke kolom distilasi melewati
heat exchanger (untuk pendinginan awal, yg disilangkan dengan keluaran
expander) sebagai feed gas (untuk terjadinya distilasi dibutuhkan feed gas
dari bawah kolom dan reflux dari atas kolom dengan rasio 10:7 untuk tipe
packed tray).
2B Teknik Kimia-Politeknik Negeri Malang 2014 | 14
2.2.1.6. Ekspansi
Sebagian udara diumpankan ke expander untuk memproduksi dingin
yang dibutuhkan proses (reflux dan heat loss recovery) sehingga keluarannya
berbentuk cairan yang di umpankan ke atas kolom melewati heat exchanger
sebagai reflux. Untuk ini, expander membutuhkan penyerap energi sebesar
cold production yang diinginkan, bisa dicouple dengan alat oil brake,
generator, kompresor atau yang lainnya.
2.2.1.7. Distilasi
Pada proses ini final terjadi proses pemisahan antara gas – gas yang
terkandung pada udara bebas sebagai umpan melalui perbedaan titik didih
(relative volatilitas). Kolom yang telah diumpani oleh feed gas dan reflux
dengan proporsional akan menghasilkan homogenitas di area-area tertentu,
bagian atas kolom akan homogen dengan Nitrogen, bawah kolom dengan
oksigen, ini dikarenakan beda titik cair, pada temperatur kolom sebesar -170 oC, oksigen lebih cenderung untuk berubah menjadi cairan (titik cair O2 = -
183 oC pada atm pressure) dan menuju bawah kolom, sedangkan nitrogen
cenderung bertahan pada bentuk gas (titik cair N2 = -195,8 oC pada atm
pressure) dan menuju bagian atas kolom
Pada kolom terdapat tray bertingkat yang memungkinkan terjadinya
lebih banyak pergesekan antara feed gas dan reflux sehingga lebih
memungkinkan bagi kedua jenis stream untuk bertukar properti. Feed gas
akan diserap sebagian energinya sehingga menjadi lebih dingin dan membuat
O2 melambat dan cenderung mencair, sedangkan N2 karena masih jauh dari
titik cairnya akan tetap berupa gas.
2.3. Proses Pemurnian Gas Oksigen (O2)
Udara cair yang kaya oksigen dan Argon diambil dari bagian bawah rectifying yang
kemudian didinginkan ke subcooler, dengan menggunakan media pendingin waste gas
dan N₂ yang berasal dari kolom rectifying bagian atas. Setelah melalui subcooler, udara
cair yang kaya O₂ dan Argon diexpans ke kolom rectifying bagian atas yang kemudian
akan dipisahkan menjadi gas O₂, oksigen cair, gas N₂, waste gas dan feed argon. Hal ini
2B Teknik Kimia-Politeknik Negeri Malang 2014 | 15
terjadi karena titik didih O₂ (-182,8 ̊C) lebih tinggi dari pada suhu kolom atas (-190 ̊C),
sehingga O₂ akan mencair dan turun ke bawah pada kolom atas. Sedangkan titik didih N₂
(-195,8 ̊C) lebih rendah dari suhu kolom atas maka N₂ berbentuk gas akan naik ke atas.
Produk O₂ cair diambil dari bagian bawah kolom atas. O₂ cair ini tidak dapat langsung
dialirkan ke storange tank O₂ karena tekanan pada kolom atas rendah yaitu 0,53 kg/cm².
Untuk itu O₂ cair harus dipompa dengan O₂ delivery pump. Pompa yang digunakan O₂
cair adalah jenis centrifugal dengan jumlah 2, kemudian O₂ cair didinginkan lebih lanjut
oleh subcooler, setelah itu diisikan pada storange tank O₂. Produk gas O₂ pada kolom
bagian atas yang tidak terkondensasi oleh MHE, kemudian akan bercampur dengan waste
gas.
2.4. Proses Pemurnian Gas Nitrogen (N2)
Udara yang bebas dari uap air, CO₂, kotoran lainnya didinginkan di Main Heat
Exchanger (MHE) sampai mendekati temperatur cairan yaitu, -173 ̊Cdan teanan 4,8 – 5
kg/cm², diairkan ke bagian bawah kolom tekanan tinggi atau High Pressure Coloumn.
Didalam kolom tekanan tinggi, udara dipisahkan kedalam gas N₂ murni di bagian atas, N₂
tak murni di bagian tengah, liquid kaya O₂ di bagian bawah. Produk N₂ cair diambil dari
bagian atas kolom destilasi bawah dengan suhu -177 ̊C dan tekanan 4,8 kg/cm², kemudian
didinginkan dalam subcooler. Sebagian N₂ cair didinginkan lagi ke dalam subcooler hingga
mencapai suhu -191 ̊C lalu dialirkan langsung ke storange tank N₂ cair masuk ke pure
Argon colomn atas sebagai pendingin, dan sebagian lagi masuk ke bagian atas rectifying
column atas sebagai umpan untuk menghasilkan gas N₂ dengan suhu -185,2 ̊C serta
pendingin O₂
Gas N₂ yang dihasilkan dari bagian atas rectifying column digunakan sebagai
pendingin dalam subcooler kemudian ke MHE dan kemudian dialirkan ke storage tank N₂.
Gas N₂ yang dihasilkan dari MHE pada kolom rectifying atas dengan suhu -173 ̊C dan
tekanan 0,55 kg/cm² sebagian gas N₂ untuk pendingin pada pure Argon Reboiler. Sebagian
gas N₂ digunakan untuk recycle N₂ heat exchanger dan sebagian lagi digunakan lagi
digunakan sebagai pendingin dalam MHE. Keluar dari MHE gas N₂ dari main condensor
column atas, sebagian digunakan untuk regenerasi Argin Dryer, sebagian masuk ke proses
2B Teknik Kimia-Politeknik Negeri Malang 2014 | 16
expansi turbin dan recycle nitrigen compressor. Sedang waste gas yang juga dihasilkan
dari kolom atas dengan suhu -173 ̊C dan tekanan 0,55 kg/cm² masih dapat digunakan untuk
diambil dinginnya dengan melewatkanya pada subcooler dan MHE, lalu dihangatkan
sampai suhu ambient untuk digunakan lagi dalam proses regenerasi MSA.
Campuran gas nitrogen dari Main Heat Exchanger dan RNCHeat Exchanger masuk
ke RNC (Recycle Nitrogen Compressor), kemudian di dalam RNC N2 dikompresi sebanyak
4 kali. Dengan adanya kompresi maka akan timbul panas,kemudian akan dilakukan
pendinginan dalam Cooler sebanyak 4 kali juga. Keluar dari Cooler yang terakhir, N2
berbentuk gas yang bertekanan 29,54 kg/cm2 dan temperatur 38 ⁰C. Gas N2 dari RNC
dibagi menjadi dua, yaitu 75% masuk Warm Expantion Turbin (WET) dan yang 25%
masuk ke Cold Expantion Turbin (CET). Umpan yang masuk tersebut sebesar 23.000
N.m3/jam. Gas N2 yang ada baik di WET atau di CET akan diekspansi dengan
menggunakan turbin, dengan kecepatan putar masing-masing 71 Krpmdan 51 Krpm.
Keluar dari WET gas N2 bertekanan 45,26 kg/cm2 dan temperatur 86 0C. Kemudian gas N2
dari WET masuk menuju ke WET Booster After Cooler, begitu pula gas N2 yang keluar dari
CET juga akan menuju CET Booster After Cooler. Di dalam Booster After Cooler ini N2
mengalami pendinginan dengan menggunakan aair sebagai media pendinginnya, sehingga
akan keluar pada temperatur sekitar 45 0C untuk WET Booster After Cooler dan 41 0C
untuk CET Booster After Cooler. Setelah keluar dari Booster After Cooler gas N2 akan
masuk ke dalam RNC Heat Exchanger sehingga keluar dalam keadaan yang sangat dingin,
yaitu bertemperatur -168,1 0C dalam bentuk liquid nitogen. Liquid N2 yang bertemperatur
rendah ini akan dikembalikan kembali ke dalam kolom destilasi untuk direfluk kembali.
2.5. Proses Pemurnian Gas Argon (Ar)
Gas yang kaya Argon berada di bagian tengah bawah dari kolom tekanan rendah.
Gas yang kaya Argon tersebut akan dikirimkan ke bagian bawah dari kolom argon, dengan
temperatur -181 ̊C dan tekanan 0,46 kg/cm². Pada kolom ini gas yang kaya argon
dipisahkan ke dalam gas crude argon (argon mentah) yang mengandung 2-4 % O₂ yang
terbentuk di bagian bawah. Sedangkan argon cenderung terkumpul di bagian atas dari
kolom argon. Liquid yang kaya O₂ akan dikembalikan ke dalam kolom tekanan rendah.
2B Teknik Kimia-Politeknik Negeri Malang 2014 | 17
Sejumlah rich liquid dari kolom tekanan tinggi dialirkan melalui argon kondensor
dengan suhu -189 ̊C. Sebagian besar crude argon yang terbentuk diatas kolom argon
dicairkan oleh pertukaran panas dengan menguapkan rich liquid di bagian atas argon
condensor, lalu dialirkan ke dalam argon kolom sebagai refluk liquid dengan suhu -185 ̊C
dan tekanan 0,5 kg/cm². Sedangkan uap rich liquid akan dikembalikan ke dalam kolom
tekanan rendah dengan suhu -186 ̊C dan tekanan 0,45 kg/cm².
Gas crude argon yang tersisa dialirkan dari kolom argon bagian atas dan liquidnya
akan dikembalikan ke dala kolom tekanan rendah bersama dengan liquid yang kaya O₂.
Gas crude argon kemudian dipanaskan sampai temperatur ruang di air exchange oleh
pertukaran panas dengan udara yang masuk, sehingga suhunya enjadi 22-27 ̊ C dengan
tekanan 0,05 kg/cm². Lalu dikirimkan ke unit pemurnian argon untuk menghilangkan
kandungan O₂.
Gas crude argon ditampung dalam argon purifier, yang kemudian ditekan sampai
tekanan 3,5 k/cm² dengan menggunakan argon kompresor, dan setelah itu gas H₂
ditambahkan ke menara deoxo ini O₂ untuk direaksikan dengan gas crude argon. Di
menara deoxo ini O₂ yang ada dalam crude argon diubah menjadi air oleh reaksi katalis
dengan H₂. Sampai di alat ini argon dipanaskan oleh adaanya panas reaksi, sehingga suhu
argon naik dari 40 ̊C menjadi 350 ̊C dan katalis yang digunakan adalah paladium (Pd).
Gas crude argon yang telah dihilangkan kadar O₂ nya disebut deoxo argon. Gas ini
didinginkan di Air Cooler dan Water Cooler. Sehingga suhunya turun menjadi 40 ̊C, lalu
air kondensat yang terbentuk selama katalis dipisahkan di water separation. Gas crude
argon selanjutnya didinginkan di freon cooler dan air kondensasi juga dipisahkan dalam
water separation, karena gas deoxo argon bertekanan 3,5 kg/cm², maka ada sebagian dari
deoxo argon dikembalikan ke argon purifier agar tekanan yang masuk dalam argon dryer
bisa mencapai 3 kg/cm².
Uap air yang ada di deoxo argon dihilangkan di argon dryer. Argon dryer
mempunyai 2 menara dan alumunium gel diisikan di dalamnya. Apabila satu menara
dalam keadaan kerja (service), maka menara satunya dalam keadaan diaktifkan lagi
(reaktifitasi) dengan N₂ kering. Deoxo argon hasil dari argon dryer dengan suhu 11,8 ̊C
masuk ke dalam kolom argon murni melalui argon heat exchanger dan suhu turun menjadi
-181,8 ̊C. Didalam kolom argon murni akan terjadi kondensasi dengan bantuan gas N₂ tak
2B Teknik Kimia-Politeknik Negeri Malang 2014 | 18
murni dari kolom tekanan tinggi. Sedangkan yang cair berupa liquid argon berada di
bagian bawah kolom argon murni. Liquid argon tersebut digunakan sebagai pendingin gas
argon dari kolom destilasi atas, didalam pure argon reboiler.
Untuk mengurangi tekanan dalam argon reboiler, uap panas argon murni
dikembalikan ke dalam kolom argon murni bagian bawah untuk dikondensasi kembali dan
argon murni cair yang dihasilkan langsung dilarikan ke dalam storage tank. Untuk
mengurangi tekanan dalam storage tank, maka gas argon direcycle ke dalam kolom argon
murni. Liquid argon yang dihasilkan mengandung O₂ 1 ppm dan N₂ sebesar 1 ppm. Berikut
ini merupakan flowchart pembuatan argon (Ar) :
Gambar 2.3 Flowchart proses pembuatan gas Argon
2B Teknik Kimia-Politeknik Negeri Malang 2014 | 19
Argon Purifier
Crude Argon
Dry Argo
n
Cooler
Dryer
HE
Pure
Argon
BAB III
APLIKASI GAS DALAM INDUSTRI
1.1. Aplikasi Oksigen dalam Industri
1. Untuk aerasi pengolahan limbah
2. Untuk mengontrol standarisasi dan alat-alat analisa logam
3. Untuk diagnosa darah (jumlah O₂ dan N₂yang seimbang)
4. Untuk pernafasan buatan dan prosedur terapi
5. Pemotongan baja, pengelasan, pembengkokan, flame starfing, dan scrap
reprocessing
6. Penyulingan logam seperti : Cu, Al, Ti
7. Produksi ethylen oksida
8. Pemutihan pulp
9. Manufacture gas sintesis untuk produk amonia dan methanol
10. Untuk bahan bakar pesawat ruang angkasa (cair)
11. Bahan peledak
1.2. Aplikasi Nitrogen dalam Industri
1. Dalam industri kaca nitrogen digunakan untuk mengusir gelembung-
gelembung O₂ yang terjebak dalam leburan kaca
2. Penyimpanan gasoline atau bensin untuk menghindari terbentuknya gemuk
3. Pengolahan dan pembuatan baja khusus dan baja tahan kecepatan tinggi serta
baja tak berkarat dan juga digunakan dalam pembuatan mata pisau gergaji,
logam bor dll
2B Teknik Kimia-Politeknik Negeri Malang 2014 | 20
4. Untuk menghilangkan gas di dalam logam agar tidak terjadi porous/rongga
(metal degaring)
5. Pada industri lampu digunakan untuk membantu proses vakum serta digunakan
sebagai campuran gas pengisi lampu
6. Gas pengisi pada waktu mesin berhenti
7. Menetralkan udara (de-airing) di dalam ruangan proses
8. Membantu proses annealing
9. Pengawetan ragi, enzim, dan bakteri
10. Penyimpanan cement baku ternak dan pemeliharaan atau pembiakan binatang
11. Pembekuan plasma darah dan pengawetan darah
12. Pembangkit keadaan vakum dengan cara cryodropping dan cryopumping
(bersama dengan H₂ cair)
13. Membantu dalam penelitian kinetis dari radikal bebas
14. Pendinginan pada suhu ultra rendah
15. Mencegah kerusakan makanan kaleng
16. Sebagai bahan pembuat ammonia
17. Sebagai atmosfer inert untuk berbagai proses industri yang terganggu oleh O₂
(ex: industri elektronik)
1.3. Aplikasi Argon dalam Industri
1. Sebagai pengisi bola lampu, flourescent tegangan rendah, foto aktoda,
pembawa arus
2. Sebagai bahan campuran pada kawat pijar dari bola lampu elektrik dalam
lampu yang berpijar
3. Pengelasan listrik dengan gas inert
4. Membentuk daerah terlindungi untuk produk semi konduktor dan rangkaian
integrasi
5. Sebagai gas pembawa dalam kromatografi gas
6. Dalam pembuatan baja tidak berkarat
7. Decarburasi stainless steel
8. Inert gas atau atmosfer dalam aplikasi campuran
9. Teknik plasma
10. Pemurnian pencairan
2B Teknik Kimia-Politeknik Negeri Malang 2014 | 21
BAB IV
PENUTUP
4.1. KESIMPULAN
Bahan baku utama yang digunakan untuk memproduksi O2, N2 dan Argon baik
bentuk cair maupun gas adalah udara, yang mana bahan baku ini (raw material) mudah
didapat dari lingkungan, serta menghemat keuangan. Sebagai baku utama udara dapat
diperoleh secara cuma-cuma, yaitu dengan mengambil udara dari lingkungan sekitar
perusahaan.
Proses produksi Oksigen, Nitrogen dan Argon melalui beberapa tahap, yaitu :
1. Filtrasi
Udara bebas yang menjadi feed atau umpan sebagai bahan baku pembuatan gas
nitrogen terlebih dahulu disaring dengan menggunakan filter dengan kerapatan
(mesh) tertentu sesuai dengan spesifikasi tekanan dan flow compressor.
2. Kompresi
Udara yang telah difilter diumpankan ke inlet kompresor untuk dinaikkan
tekanannya.
3. Cooling Water
Outlet compressor akan sangat panas, ini akan mengurangi efisiensi pada proses
selanjutnya, maka dibutuhkan pendinginan sampai pada temperature desain
(tergantung dari spesifikasi alat dan bahan yang digunakan pada proses).
4. Purrification (Pemurnian)
Di PPU (pre purification unit) terdapat beberapa lapisan, umumnya terdiri dari
molecular shieve (butiran-butiran ukuran mikro berlubang yang seukuran dengan
dimensi partikel CO2, H2O dan beberapa jenis hidrokarbon), tujuannya untuk
2B Teknik Kimia-Politeknik Negeri Malang 2014 | 22
memerangkap CO2, H2O dan hidrokarbon. lapisan lainnya adalah alumina yang
bertujuan untuk memerangkap H2O yang lolos dari lapisan pertama.
5. Heat Exchanger (Pemindah Panas)
Udara yang telah murni dimasukkan ke kolom distilasi melewati heat exchanger
(untuk pendinginan awal, yg disilangkan dengan keluaran expander) sebagai feed
gas (untuk terjadinya distilasi dibutuhkan feed gas dari bawah kolom dan reflux
dari atas kolom dengan rasio 10:7 untuk tipe packed tray).
6. Ekspansi
Sebagian udara diumpankan ke expander untuk memproduksi dingin yang
dibutuhkan proses (reflux dan heat loss recovery) sehingga keluarannya
berbentuk cairan yang di umpankan ke atas kolom melewati heat exchanger
sebagai reflux. Untuk ini, expander membutuhkan penyerap energi sebesar cold
production yang diinginkan, bisa dicouple dengan alat oil brake, generator,
kompresor atau yang lainnya.
7. Distilasi
Pada proses ini final terjadi proses pemisahan antara gas – gas yang
terkandung pada udara bebas sebagai umpan melalui perbedaan titik didih
(relative volatilitas). Kolom yang telah diumpani oleh feed gas dan reflux
dengan proporsional akan menghasilkan homogenitas di area-area tertentu,
bagian atas kolom akan homogen dengan Nitrogen, bawah kolom dengan
oksigen, ini dikarenakan beda titik cair, pada temperatur kolom sebesar -170 oC, oksigen lebih cenderung untuk berubah menjadi cairan (titik cair O2 = -
183 oC pada atm pressure) dan menuju bawah kolom, sedangkan nitrogen
cenderung bertahan pada bentuk gas (titik cair N2 = -195,8 oC pada atm
pressure) dan menuju bagian atas kolom
Pada kolom terdapat tray bertingkat yang memungkinkan terjadinya
lebih banyak pergesekan antara feed gas dan reflux sehingga lebih
memungkinkan bagi kedua jenis stream untuk bertukar properti. Feed gas
akan diserap sebagian energinya sehingga menjadi lebih dingin dan membuat
O2 melambat dan cenderung mencair, sedangkan N2 karena masih jauh dari
titik cairnya akan tetap berupa gas.
2B Teknik Kimia-Politeknik Negeri Malang 2014 | 23
DAFTAR PUSTAKA
Anonim, Oksigen, Nitrogen dan Argon. Diperoleh tanggal 20 Oktober 2014 dari
http://www.indonetwork.co.id , Samator Tangerang
Austin George T, Shreve’s Chemical Process Industries, 5th Edition, Mc Graw Hill Book
Company, inc, New York,1984
Faiz Azka, Pembuatan Oksigen, Nitrogen dan Hidrogen. Diperoleh tanggal 20 Oktober
2014 dari http://faizazka99.blogspot.com , 2013
Geankoplis Christie J, Transport Process and Unit Operation, 3th Edition, Prentice Hall of
India Private Limited, New Delhi, 1997
Ivan Hadinata, Kesetimbangan Uap Cair dalam Pemisahan.. Diperoleh tanggal 20 Oktober
2014 dari http://ivanhadinata.blogspot.com, 2010
Kern Donald Q, Process Heat Transfer, Cetakan ke- 24, Mc Graw Hill Book Company,
inc, New York, 1998
Perry, Chemical Engineer’s Handbook, 3th Edition, Mc Graw Hill Book Company, inc,
New York, 1950
Radiman, Pemisahan udara. Diperoleh tanggal 20 Oktober 2014 dari
http://radiman.wordpress.com , 2008
Reza Area, Proses Pembuatan Oksigen dan Nitrogen. Diperoleh tanggal 20 Oktober 2014
dari http://rezaarea.blogspot.com , 2010
2B Teknik Kimia-Politeknik Negeri Malang 2014 | 24