tugas 1 pik-1a reza hendy djoerkaeff udara dan pemanfaatannya
TRANSCRIPT
-
8/17/2019 Tugas 1 Pik-1a Reza Hendy Djoerkaeff Udara Dan Pemanfaatannya
1/16
TUGAS PIK-1A
JUDUL :
UDARA DAN PEMANFAATANNYA
Disusun oleh :
Reza en!" D#oe$%ae&&
Fe$'ie Fe($ina
I'nes)i Anin!ia
Kana!"a Di Li*ia
Pa)$i+ia ,ah"uan De*iani
1./00.23/TK/.1405
1./03646/TK/.60785
1./00.22/TK/.14.5
1./03140/TK/.60.25
1./008.1/TK/.1..5
UNIVERSITAS GADJAH MADA
YOGYAKARTA
2016
-
8/17/2019 Tugas 1 Pik-1a Reza Hendy Djoerkaeff Udara Dan Pemanfaatannya
2/16
1. Udara
Udara merujuk kepada campuran gas yang terdapat pada permukaan bumi.
Udara tidak tampak mata, tidak berbau, dan tidak ada rasanya. Kehadiran udarahanya dapat dilihat dari adanya angin yang menggerakan benda. Udara termasuk
salah satu jenis sumber daya alam karena memiliki banyak fungsi bagi makhluk
hidup.
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 graitasi bumi, maka udara
akan hampa sama sekali.
!pabila makhluk hidup bernapas, kandungan oksigen berkurang, sementara
kandungan karbon dioksida bertambah. Ketika tumbuhan menjalani sistem
fotosintesa, oksigen kembali dibebaskan.
Udara terdiri dari " unsur utama, yaitu udara kering, uap air, dan aerosol.
Kandungan udara kering adalah #$% &itrogen, '(% )ksigen, (,*"% !rgon,
(,("% Karbon Dioksida, (,(("% gas-gas lain +&eon, elium, etana, Kripton,
idrogen, enon, )/on, 0adon. Uap air yang ada pada udara berasal dari
eaporasi +penguapan pada laut, sungai, danau, dan tempat berair lainnya.!erosol adalah benda berukuran kecil, seperti garam, karbon, sulfat, nitrat,
kalium, kalsium, serta partikel dari gunung berapi.
'. enghitung 2olume udara di 3ndonesia
-
8/17/2019 Tugas 1 Pik-1a Reza Hendy Djoerkaeff Udara Dan Pemanfaatannya
3/16
Diketahui +dari table periodik bahwa4
5erat atom &' 6 17 g8mol
5erat atom )' 6 19 g8mol
Sehingga massa relatie dari udara +r air dapat kita hitung sebagai
berikut4
r udara 6 + komposisi &' : + komposisi )'
r udara 6 #*% &' : '1% )'
r udara 6 +(,#* ; 17 ; ' : +(,'1 ; 19 ; 'r udara 6 +'',1' : 9,#' g8mol 6 '$,$7 g8mol
enghitung densitas udara2olume setiap 1 mol gas apapun pada kondisi (
-
8/17/2019 Tugas 1 Pik-1a Reza Hendy Djoerkaeff Udara Dan Pemanfaatannya
4/16
V = A×hudara
¿5.176 .800km2×7,98 km
¿41.310 .864km3
".
a. &itrogen
>i@uid nitrogen berbeda dengan li@uid oksigen, karena nitrogen tidak berwarna.&itrogen tidak memiliki sifat paragmetik seperti hal nya oksigen.
anfaat nitrogen
&itrogen dapat digunakan, antara lain 4
1. Aembuatan ammoniak tetapi bukan dari &' murni tetapi dari udara
langsung
'. Bas inert dalam pabrik
". Start tip pada pabrik amoniak
PROSES PEMBUATAN NITROGEN
-
8/17/2019 Tugas 1 Pik-1a Reza Hendy Djoerkaeff Udara Dan Pemanfaatannya
5/16
1. Ciltrasi
Aada saat udaradihisap oleh compressor,
terlebih dahulu udara
disaring dengan
menggunakan filter, agar
kotoran atau gas-gas pengotor dari udara bebas dapat disaring dan tidak terikut
dalam proses proses selanjutnya.
=ontoh gas pengotor 4 uap air dan karbondioksida, debu juga bisa menjadi
/at pengotor pada udara bebas. Eat pengotor ini harus dihilangkan karena dapat
menyebabkan penyumbatan pada perlatan, tingkat bahaya yang dapat
ditimbulkan, korosi, dan juga dalam batas batas tertentu dilarang terkandung
dalam spesifikasi produk akhir.
'. Kompressi
!lat yang digunakan yaitu compressor, dimana fungsinya yaitu menaikkan
tekanan udara bebas yang diserap sampai 17? 1#? Asig.atau sekitar 9 bar.
". =ooling Fater
!ir umumnya digunakan sebagai pendingin pada industry sebab air tersedia
jumlahya dan mudah ditangani. !ir juga mampu menyerap sejumlah besar enegi
per satuan olume 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.
-
8/17/2019 Tugas 1 Pik-1a Reza Hendy Djoerkaeff Udara Dan Pemanfaatannya
6/16
Sebagian industry 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 '
-
8/17/2019 Tugas 1 Pik-1a Reza Hendy Djoerkaeff Udara Dan Pemanfaatannya
7/16
dipindahkan aliran panasnya, dari /at yang memiliki panas lebih tinggi menuju
daerah yang dingin hingga temperature keduanya sama
9. Hkspansi
Udara yang dingin tersebut diekspansikan atau diturunkan pressure nya
sampai tekanan menjadi #( $( psig hingga udara tersebut cair.
#. Distilasi
Aada proses ini final terjadi proses pemisahan antara gas gas yang
terkandung pada udara bebas sebagai umpan melalui perbedaan titik didih
+relatie olatilitas. Dimana nitrogen memiliki titik didih yang lebih tinggi
dibandingkan dengan gas gas lain yang terkandung dalam udara yaitu -1*?. 5iladipisahkan masing masing gas pada proses aporisasi +destilasi, maka nitrogen
akan cepat menguap dan menghasilkan produk gas yang siap digunakan.
Bas nitrogen yang dihasilkan dari proses aporisasi bisa dirubah bentuk menjadi
li@uid dengan cara dilewatkan pada kolom kolom.
b. idrogen
!da beberapa metode pembuatan gas hidrogen yang telah kita kenal.
&amun semua metode pembuatan tersebut prinsipnya sama, yaitu memisahkan
hidrogen dari unsur lain dalam senyawanya.
-
8/17/2019 Tugas 1 Pik-1a Reza Hendy Djoerkaeff Udara Dan Pemanfaatannya
8/16
Iiap-tiap metode memiliki keunggulan dan kekurangan masing-masing.
Ietapi secara umum parameter yang dapat dipertimbangkan dalam memilih
metode pembuatan ' adalah biaya, emisi yang dihasilkan, kelaikan secara
ekonomi, skala produksi dan bahan baku. Sekarang mari kita bahas satu per satu
metode-metodenya.
1. Steam Reforming
Dalam proses ini, gas alam seperti metana, propana atau etana direaksikan
dengan steam +uap air pada suhu tinggi +#((J1(((o= dengan bantuan katalis,
untuk menghasilkan hidrogen, karbon dioksida +=)' dan karbon monoksida +=).
Sebuah reaksi samping juga terjadi antara karbon monoksida dengan steam, yang
menghasilkan hidrogen dan karbon dioksida. Aersamaan reaksi yang terjadi pada
proses ini adalah4
=7 : ') -- =) : "'
=) : ') -- =)' : '
Bas hidrogen yang dihasilkan kemudian dimurnikan, dengan memisahkan
karbon dioksida dengan cara penyerapan.
Saat ini, steam reforming banyak digunakan untuk memproduksi gas
hidrogen secara komersil di berbagai sektor industri, diantaranya industri pupuk
dan hidrogen peroksida +')'. !kan tetapi metode produksi seperti ini sangat
tergantung dari ketersediaan gas alam yang terbatas, serta menghasilkan gas
=)', sebagai gas efek rumah kaca.
2. Gasifikasi Biomasa
http://anekailmu.blogspot.com/2008/09/tidak-dapat-dipungkiri-lagi-bahwa-kita.htmlhttp://anekailmu.blogspot.com/2009/01/keracunan-gas-karbon-monoksida-co.htmlhttp://anekailmu.blogspot.com/2009/01/rambut-manusia-sebagai-pengganti-pupuk.htmlhttp://anekailmu.blogspot.com/2007/04/mengenal-hidrogen-peroksida-h2o2.htmlhttp://anekailmu.blogspot.com/2008/09/tidak-dapat-dipungkiri-lagi-bahwa-kita.htmlhttp://anekailmu.blogspot.com/2008/09/tidak-dapat-dipungkiri-lagi-bahwa-kita.htmlhttp://anekailmu.blogspot.com/2009/01/keracunan-gas-karbon-monoksida-co.htmlhttp://anekailmu.blogspot.com/2009/01/rambut-manusia-sebagai-pengganti-pupuk.htmlhttp://anekailmu.blogspot.com/2007/04/mengenal-hidrogen-peroksida-h2o2.htmlhttp://anekailmu.blogspot.com/2008/09/tidak-dapat-dipungkiri-lagi-bahwa-kita.htmlhttp://anekailmu.blogspot.com/2008/09/tidak-dapat-dipungkiri-lagi-bahwa-kita.html
-
8/17/2019 Tugas 1 Pik-1a Reza Hendy Djoerkaeff Udara Dan Pemanfaatannya
9/16
etode yang kedua adalah gasifikasi biomasa atau bahan alam seperti
jerami, limbah padat rumah tangga atau kotoran. Di dalam prosesnya, bahan-
bahan tadi dipanaskan pada suhu tinggi dalam sebuah reaktor. Aroses pemanasan
ini mengakibatkan ikatan molekul dalam senyawa yang ada menjadi terpecah dan
menghasilkan campuran gas yang terdiri dari hidrogen, karbon monoksida dan
metana.
Selanjutnya dengan cara yang sama seperti pada steam reforming, metana
yang dihasilkan diubah menjadi gas hidrogen.
Basifikasi biomasa atau bahan organik memiliki beberapa keunggulan,
antara lain menghasilkan lebih sedikit karbon dioksida, sumber bahan baku yang
berlimpah dan terbarukan, bisa diproduksi di hampir seluruh tempat di dunia
serta biaya produksi yang lebih murah.
3. Gasifikasi Bat Bara
Basifikasi batu bara merupakan metode pembuatan gas hidrogen tertua.
5iaya produksinya hampir dua kali lipat dibandingkan dengan metode steam
reforming gas alam. Selain itu, cara ini pula menghasilkan emisi gas buang yang
lebih signifikan. Karena selain =)' juga dihasilkan senyawa sulfur dan karbon
monoksida.
elalui cara ini, batu bara pertama-tama dipanaskan pada suhu tinggi
dalam sebuah reaktor untuk mengubahnya menjadi fasa gas. Selanjutnya, batu
bara direaksikan dengan steam dan oksigen, yang kemudian menghasilkan gas
hidrogen, karbon monoksida dan karbon dioksida.
7. E!ektro!isa Air "#2O$
-
8/17/2019 Tugas 1 Pik-1a Reza Hendy Djoerkaeff Udara Dan Pemanfaatannya
10/16
Hlektrolisa air memanfaatkan arus listrik untuk menguraikan air menjadi
unsur-unsur pembentuknya, yaitu ' dan )'. Bas hidrogen muncul di kutub
negatif atau katoda dan oksigen berkumpul di kutub positif atau anoda.
idrogen yang dihasilkan dari proses electrolisa air berpotensi menghasilkan
/ero emission, apabila listrik yang digunakan dihasilkan dari generator listrik
bebas polusi seperti energi angin atau panas matahari.
7. Bambarkan flow diagram proses produksi senyawa kimia berbasis senyawa
kimia udaraL
Indstri Asam Nitrat "#NO3$
Iahapan pertama pada produksi !sam &itrat adalah tahapan oksidasi
amoniak dengan udara dibantu dengan katalisator 0hodium !lloy atau Alatinum.
Aada proses oksidasi tersebut, sudah jelas membutuhkan )ksigen sebagai
oksidator. )ksidasi tersebut dilakukan pada tekanan rendah terutama pada
pabrik yang menerapkan sistem dual pressure plant. Iidak hanya sampai disitu,
udara juga berperan pada proses oksidasi &). 5erikut adalah mekanisme reaksi
oksidasi yang terjadi.
7&" : ?)' 7&) : 9')
'&) : )' '&)'
5erikut adalah Clow Diagram Arocess untuk produksi !sam &itrat
-
8/17/2019 Tugas 1 Pik-1a Reza Hendy Djoerkaeff Udara Dan Pemanfaatannya
11/16
Indstri P%k Urea
Aupuk Urea adalah pupuk dengan kadar &itrogen yang tinggi. Salah satu
bahan baku dalam pembuatan Aupuk Urea adalah =)'. Aemanfaatan =)' pada
produksi Aupuk Urea, terdapat pada unit sintesis. Aada unit sintesis reaksi yang
terjadi adalah sebagai berikut.
&"+l : =)'+g &'=))&7+l : M1
&'=))&7+l &'=)&' : ') M'
5erikut adalah Clow Diagram Arocess untuk produksi !sam &itrat
Gambar 1. Flow Diagram Process Nitric Acid Production
-
8/17/2019 Tugas 1 Pik-1a Reza Hendy Djoerkaeff Udara Dan Pemanfaatannya
12/16
Indstri Ammonim S!fat
Aada industri produksi !mmonium Sulfat atau yang lebih dikenal dengan
pupuk E! juga menggunakan gas =)' sebagai bahan bakunya, yang diperoleh dari
udara. Bas Karbon Dioksida yang dicampur bersamaan dengan !mmonia
Superheater yang telah dipanaskan di boiler pada =arbonation Iower akan
membentuk !mmonium =arbonat . 5erikut adalah diagram alir proses produksi
!mmonium Sulfat
Gambar 1. Flow Diagram Process Urea Production
-
8/17/2019 Tugas 1 Pik-1a Reza Hendy Djoerkaeff Udara Dan Pemanfaatannya
13/16
Indstri Amoniak
5ahan baku sintesa !moniak terdiri dari dua komponen yaitu, &itrogen
+&' yang diperoleh dari udara dengan komposisi pada umumnya sekitar '(-'1%
)ksigen dan #*-$(% &itrogen. Dan idrogen +', dapat berasal dari gas alam,
minyak bakar +=mn seperti >ow Sulfur Cuel )il +>SC), kokas, dan elektrolisis
air. Bas alam merupakan bahan baku yang paling banyak digunakan,karena tidak
diperlukan lagi unit pemisahan udara karena karena hasilnya sudah berupa gas
sintesis yang memiliki komposisi ' 4 &' 6 "41. &amun karena komposisi idrogen
di udara sangat sedikit, dan diperlukan unit pemisahan maka untuk 3ndustri
!moniak, idrogen bukan diperoleh dari udara. eskipun &' tidak diperoleh dari
Gambar 3. Flow Diagram Process Ammonium Sulfate Production
-
8/17/2019 Tugas 1 Pik-1a Reza Hendy Djoerkaeff Udara Dan Pemanfaatannya
14/16
K2
K1
udara bebas, namun pada pembuatan gas sintesis, diperlukan )ksigen yang
sumber utamanya berasal dari udara bebas. Dalam pembuatan gas sintesis hanya
di secondary reformer yang membutuhkan )ksigen. 0eaksi yang terjadi adalah
sebagai berikut.
'' : )' '') : '+?9,$ kcal8mol
=7 : )' =)' : ') : 1*1,$ kcal8mol
'=): )' '=)' : '+9#,9 kcal8mol
Sedangkan, pada unit sintesis atau yang lebih dikenal dengan synthesis loop akan
terjadi reaksi sebagai berikut.
&' : "' '&" : "*(" kcal8mol
-
8/17/2019 Tugas 1 Pik-1a Reza Hendy Djoerkaeff Udara Dan Pemanfaatannya
15/16
RE&ERENSI
https488id.wikipedia.org8wiki8Udara ,diakses pada tanggal '( Cebruari '(19,
Aukul '(.(9 F35
https://en.wikipedia.org/wiki/Mercury_(element) ,diakses pada tanggal '(
Cebruari '(19, Aukul '(.1? F35
http://www.ptale.com/ , diakses pada tanggal '( Cebruari '(19, Aukul '(.'(
F35
http488goldbook.iupac.org8=(1'17.html ,diakses pada tanggal 1$ Cebruari '(19,
Aukul 1$.(9 F35
Gambar 4. Flow Diagram Process Ammonia Production
https://id.wikipedia.org/wiki/Udarahttps://en.wikipedia.org/wiki/Mercury_(element)http://www.ptable.com/http://goldbook.iupac.org/C01214.htmlhttps://id.wikipedia.org/wiki/Udarahttps://en.wikipedia.org/wiki/Mercury_(element)http://www.ptable.com/http://goldbook.iupac.org/C01214.html
-
8/17/2019 Tugas 1 Pik-1a Reza Hendy Djoerkaeff Udara Dan Pemanfaatannya
16/16
http488energy-indonesia.com8("dge8(1"1((*furyoku.pdf , diakses pada tanggal
1$ Cebruari '(19, Aukul ''.71 F35
http488www.uigi.com8air.html ,diakses pada tanggal 1$ Cebruari '(19, Aukul
'".7* F35
https488slamanto.wordpress.com8'(1181'8'#8proses-industri-pembuatan-
nitrogen8 , diakses pada tanggal '( Cebruari '(19, Aukul '(."( F35
http488www.airproducts.co.id8products8Bases8supply-options8onsite-gas-
generation8hydrogen-gas-generation-systems.asp; , diakses pada tanggal '(
Cebruari '(19, Aukul '(.7? F35
http://energy-indonesia.com/03dge/0131009furyoku.pdfhttp://www.uigi.com/air.htmlhttps://slamanto.wordpress.com/2011/12/27/proses-industri-pembuatan-nitrogen/https://slamanto.wordpress.com/2011/12/27/proses-industri-pembuatan-nitrogen/http://www.airproducts.co.id/products/Gases/supply-options/onsite-gas-generation/hydrogen-gas-generation-systems.aspxhttp://www.airproducts.co.id/products/Gases/supply-options/onsite-gas-generation/hydrogen-gas-generation-systems.aspxhttp://energy-indonesia.com/03dge/0131009furyoku.pdfhttp://www.uigi.com/air.htmlhttps://slamanto.wordpress.com/2011/12/27/proses-industri-pembuatan-nitrogen/https://slamanto.wordpress.com/2011/12/27/proses-industri-pembuatan-nitrogen/http://www.airproducts.co.id/products/Gases/supply-options/onsite-gas-generation/hydrogen-gas-generation-systems.aspxhttp://www.airproducts.co.id/products/Gases/supply-options/onsite-gas-generation/hydrogen-gas-generation-systems.aspx