Dr. Ir. Syaubari, M.Sc Dr. Mahidin, ST., MT.
Azas Teknik
Splitter
Condenser
Gas buang
N, H2
Reaktor I
Reducing gas
10
j j
Reaktor • Nj-66% H 2 - 3 3 % H30
N2 H2 H20
Mixer
Produk Fc - 9 8 % FeO
Syiah Kuala University Press
PRAKATA
B u k u A z a s T e k n i k K i m i a i n i m e m b e r i d asar i n f o r m asi d a n k e t r a m p i l a n tertentu yang dapat digunakan berulang kali dalam rangkaian m a t a kuliah berikutnya. Profesfi T e k n i k K i m i a m e n y a n g k u t t e k n o l o g i d a r i i n d u s t r i proses d a n kimia. Kelompok industri proses dan k i m i a memproduksi bahan dari satu atau sejum-lah b a h a n b a k u . D i d a l a m proses produksinya, b a h a n b a k u mengalami perubahan k i m i a . fisika a t a u keduanya. D a l a m k e l o m p o k industri Judul
Baku
AZAS TEKNIK KIMIA Penult* Dr. I r . S y a u b a r i , M . S c , d a n Dr. M a h i d i n . ST., M T . Setting layout T i m Pracetak U m y U h University Pre** Detain Cover T i m Pracetak U n a y i a h U n i v e r s i t y Press Penerbit Syiah K u a l a U n i v e r s i t y Press Kampus Universitas Syiah Kuala Jl. T g k . C h i k P a n t e K u l u Telp. (0651) 7552440. 7 5 5 1 8 3 5 Fax. 7 5 5 1 8 3 5 Darussalam, Banda Aceh 23111
ini, biasanya reaktor kimia, tempat reaksi k i m i a terjadi, merupakan pusat dari pabrik, m e s k i p u n ada i n d u s t r iy a n g t e r m a s u k k e l o m p o k i n i y a n g tidak ada reaksi ki-mianya, misalnya industrigaram, penyulingan minyak bumi, p e n c a i r a n gas a l a m d a n
sebagainya.
Tugas u t a m a insinyur T e k n i k K i m i a : 1.
Mengembangkan
dan merancang
proses d a n alat-alat proses.
2.
Mengoperasikan, menjalankan, mengendalikan, d a n memelihara pabrik.
3.
Konstruksi, pendirian s u a t u pabrik(dalam batas-batas tertentu) proses Beberapa tugas lain dapat juga dilakukan meskipun b u k a n tujuannya,
a n t a r a l a i n : p e n j u a l a n d a n p e l a y a n a n ( s a l e s 8c s e r v i c e ) , m a n a g e m e n t
atau
p e m a s a r a n , d a l a m l i n g k u n g a n industri proses, b a h a n - b a h a n a t a u peralatannya. H i j u a n u t a m a yang hendak dicapai dalam penulisan i n i adalah: 1.
Untuk mengembangkan
ketrampilan pemecahan
masalah
secara
sistimatis. Cetakan pertama : Desember 2009 ISBN
978-979-8278-68-6 Dicetak Oleh
Perdana M u l y a Sarana
Jl. Sosro N o . 16-A Medan 2 0 2 2 4 T d p . (061) 77151020. 7347756 Fax. (061) 7457756 Email:
[email protected] Contact person: 0812 6516 3 0 6
2.
Mempelajari kesedmbangan
materi
3.
Mempelajari kesetimbangan
Energi
4.
B a g a i m a n a m e n y e l e s a i k a n p e r h i t u n g a n y a n g r u m it Saran buat pembaca b u k u ini,bacalah sasaran sebelum dan sesudah
setiap bagian teksnya. P a h a m i l a h setiap contoh soal dan selalu
mencoba
menyelesaikan u l a n g c o n t o h tersebut t a n p a m e l i h a t b u k u . L a t i h a n soal a k h i r bab sangat m e m b a n t u u n t u k m e m a h a m i materi dengan baik d a n merup a k a n tolak u k u r tingkat penguasaan bagi
pembaca.
Ucapan terimakasih tak terhinnga kepada kolega pengasuh m a t a kuliah Azas Teknik Kimia yang telah memberi masukan dan sumbangan penulisan A Z A S T E K N I K KIMIA
V
demi kesempurnaan, tak lupa pula terimakasih kepada T i m Review
DAFTARISI
UNSYIAH dan semua pihak atas teriaksananya penulisan buku ini hingga percetakan.
KATA P E N G A N T A R BandaAceb Tim
Renyusun
v
DAFTAR ISI
-..
v i i
DAFTAR GAMBAR
-J
»
DAFTAR TABEL
xiii
BAB I P E N D A H U L U A N
1
1.1
LATARBELAKANG
1
1.1.1
D e f i n i s i T e k n i k K i m i a d a n S a r j a n a T e k n i k K i m i a .....
2
1.1.2
Dasar Proses Teknik K i m i a
3
1.1.3
Neraca Massa
5
1.1.4
Langkah-langkah Pembuatan Neraca Massa
6
1.1.5
Penyelesaian Neraca Massa
7
BAB
n
PENGANTAR
PERHITUNGAN
TEKNIK KIMIA
8
2.1
PERSAMAAN STOIKIOMETERI REAKSI KIMIA
8
2.2
SISTEM DAN KONVERSI SATUAN
9
2.2.1
Dimensi
9
2.2.2
Satuan
1 0
2.2.3
Sistem Satuan
1 0
2.2.4
Konversi
1 2
2.2.5
Komposisi
2.2.6
Konsentrasi
•
1 4 15
2.3
PRINSIP NERACA MASSA
15
2.4
PERUMUSAN MASALAH NERACA MASSA
1 6
2.4.1
Iferiabel-variabel Neraca Massa
1 6
2.4.2
Neraca Massa dan Sifat-sifatnya
18
2.4.3
Tahapan Penyelesaian Neraca Massa
2 0
2.5
ANALISIS DERAJAT KEBEBASAN
o A
C I C T C M M i n n ITMIT
2 6
2.6.1
H i m p u n a n Persamaan Neraca
2.6.2 2.7
Anaiisis Derajat Kebebasan
KONFIGURASI-KONFIGURASI
Penerapan Pada Sistem dengan Stokhiometri TkkLengkap
3 3
1 0 3
4.4
NERACA MASSA RANGKA1AN PROSES
1 0 7
3 6
4.5
RANGKUMAN
1 0 9
KHUSUS SISTIM MULTI
UNIT
4.3.2
3 0
2.7.1
Sistim dengan Aliran Daur-ulang
3 6
4.6
LATIHAN
1 1 0
2.7.2
Sistim dengan aliran pintas
3 8
4.7
GLOSSARIUM
1 1 2
4.8
DAFTAR PUSTAKA
1 1 2
2.8
RANGKUMAN
4 1
2.9
LAT1HAN
4 1
2.10 GLOSS ARIUM
4 2
BAB V
2.11 DAFTAR PUSTAKA
4 2
GAS DAN UAP
113
5.1
G A SI D E A L
1 1 3
5.1.1
H u k u m - h u k u m untuk Gas Ideal
1 1 3
4 3
5.1.2
C a m p u r a n Gas Ideal
NERACA MASSA KOMPONEN SISTEM REAKSI TUNGGAL..
4 3
5.1.3
G a sN y a t a
3.1.1
Konsep Laju Reaksi
4 5
3.1.2
Konversi dan Reaktan Pembatas
BAB
m
NERACA 3.1
MASSA
3.1.3 3.2
SISTEM REAKSI KIMIA
Analisa Derajat Kebebasan
5.2
1 2 0
TEKANAN UAP JENUH
1 2 6
4 7
5.2.1
Perubahan Tekanan Uap Jenuh Dengan Suhu
1 2 8
5 0
5.2.2
Perubahan Uap Jenuh dengan Tekanan
1 2 9
5.2.3
Tekanan Uap Zat Cair Multi K o m p o n e n
1 3 0
5.2.4
Kejenuhan
1 3 1
NERACA MASSA KOMPONEN SISTEM REAKSI KIMIA BANYAK
1 1 7
5 5
3.2.1
Tingkat Perolehan
5 5
3.2.2
Anaiisis Derajat Kebebasan Unit Banyak
5 8
5.3
PARSIAL SATURATION DAN HUMIDITY
1 3 4
5.3.1
1 3 6
Neraca Massa Pengembunan dan Penguapan
3.3
RANGKUMAN
6 2
5.4
RANGKUMAN
1 3 9
3.4
LATIHAN
6 2
5.5
LATIHAN
1 4 0
3.5
GLOSSARIUM
6 3
5.6
GLOSSARIUM
1 4 1
3.6
DAFTAR PUSTAKA
6 4
5.7
DAFTAR PUSTAKA
1 4 1
BAB
IV
BAB V I
PRINSIP DASAR NERACA UNSUR
6 5
PRINSIP DASAR NERACA E N E R G I
1 4 2
4.1
PRINSIP DASAR PERSAMAAN NERACA UNSUR
6 5
6.1
DEFINISI
1 4 2
4.1.1
Matriks A t o m dan Persamaan U r a u m Neraca
6 7
6.1.1
Sistim Satuan Energi
1 4 4
4.1.2
Penyelesaian Aljabar Neraca Unsur
7 3
6.1.2
Bentuk-bentuk Energi
1 4 5
4.1.3
Anaiisis Derajat Kebebasan
7 7
6.2
H U K U M KONSERVASI ENERGI
1 5 1
4.2
PERBANDINGAN NERACA UNSUR DENGAN NERACA ZAT .
8 5
6.3
RANGKUMAN
1 5 3
4.3
PENERAPAN NERACA MASSA UNSUR
9 3
6.4
LATIHAN
1 5 4
4.3.1
9 4
Viii
Pembangkit G a sSintesis
A Z A S T E K N I K KIMIA
A Z A S TEKNIK K I M I A
i x
6.5
GLOSSARIUM
155
6.6 DAFTAR PUSTAKA
155
BAB
DAFTAR GAMBAR
vn
N E R A C A E N E R G I S I S T I M TANPA R E A K S I K I M I A
156
G a m b a r 1.1
C o n t o h A l i r a n Proses P e m b u a t a n A m o n i a
7.1
T A B E L KUKUS
156
Gambar 2.1
Proses P e m u r n i a n A i r Laut
1 9
7.2
NERACA E N E R G I YANG TIDAK T E R S E D I A TABEL
Gambar 2.2
K o l o m Distilasi
2 2
7.3
4
TERMODINAMIKA
167
Gambar 2.3
Proses Pemisahan A l u m i n a
2 4
ANALISIS SISTIM TANRA REAKSI
175
Gambar 2.5.
Distilasi Azeotropik
2 9
178
7.4 NERACA E N E R G I UNTUK SISTIM REAKSI KIMIA
Gambar 2.6
Sistem Melibatkan D u a U n i t Proses
3 1
7.4.1
Neraca Energi untuk Reaksi TUnggal
181
Gambar 2.7
Sistem Evaporasi 4 Tahap
3 5
7.4.2
Neraca Energi untuk Reaksi Kimia Jamak
184
Gambar 2.8
Sistim dengan Aliran Daur-ulang
3 6
7.4.3
Neraca Energi untuk Reaksi Kimia
186
Gambar 2.9
Splitter Aliran
3 7
189
Gambar 2.10 Sistim dengan Aliran Pintas
3 8
7.6 LATIHAN
190
G a m b a r 2 . 1 1 Proses e v a p o r a s i d a n a d a bypass
3 9
7.7
GLOSSARIUM
191
Gambar 3.1
B l o k D i a g r a m Proses Oksidasi A m o n i a k
4 9
7.8 DAFTAR PUSTAKA
192
Gambar 3.2
B l o k D i a g r a m Proses Penghilangan C O
5 1
DAFTAR RIWAYAT HIDUP P E N U U S
193
G a m b a r 3.3
B l o k D i a g r a m Proses Penghilangan C O D u a Tahap
5 2
Gambar 3.4
Proses Oksidasi Parsial Etilen
5 7
Gambar 3.5
Flowsheet R e d u k s i M a g n e t i k
5 9
Gambar 4.1
Proses Dehidrogenasi Propana
6 6
Gambar 4.2
Flowsheet Sintesa Fbrmaldehida
6 9
Gambar 4.3
A l i r a n Proses Produksi A s a m Sulfat
7 3
Gambar 4.4
A l i r a n Proses Produksi Urea
7 5
Gambar 4.5
A l i r a n Proses Hidrogenasi
7 6
Gambar 4.6
A l i r a n Proses Gasifikasi Batubara
7 8
Gambar 4.7
F l o w s h e e t Kondensasi Parsial u n t u k A l i r a n Gas....
8 5
Gambar 4.8
Flowsheet Penyediaan Kaustik
8 6
Gambar 4.9.
R a n g k a i a n Proses P r o d u k s i Asetaldehida
1 0 7
Gambar 6.1
Sebuah sistim dan lingkungannya
1 4 2
G a m b a r 6.2
K e d u d u k a n relatif benda terhadap referensi
1 4 5
G a m b a r 6.3
Energi potensial karena k e d u d u k a n relatif sistim
7.5
RANGKUMAN
perpipaan Gambar 6.4
Sistim aliran
1 4 6 fluida
1 4 7
