BAB II TINJAUAN PUSTAKA. Karbon dioksida, Hidrogen, Gas-gas mulia dan uap air dalam komposisi tertentu

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Komposisi Udara Udara adalah campuran dari berbagai gas, didalamnya terkandung komponen Nitrogen, Karbon dioksida, Hidrogen, Gas-gas mulia dan uap air dalam komposisi tertentu. Jumlah kandungan gas-gas di udara tergantung kepada kondisi tertentu suatu udara tersebut. Keadaan temperature dan iklim merupakan dua factor yang mempengaruhi kondisi udara, terutama kandungan uap airnya. Kota yang memiliki tingkat polusi yang tinggi akan terdapat sedikit kandungan gas-gas lain seperti H2S dan SO2. Masingmasing dari komponen ini mempunyai sifat-sifat yang berbeda. Komponen yang cukup banyak persentasinya adalah Nitrogen, Oksigen, Argon, dan Karbon dioksida. Gas lain yang meliputi Helium, Neon, Krypton, Xenon, Hidrogen, dan Methan diabaikan karena jumlahnya relatif kecil. Udara juga mengandung uap air tetapi jumlahnya bervariasi. Udara kering (misalnya di daerah gurun) mengandung uap air kurang dari 6%, sedangkan udara basah (misalnya di wilayah hujan tropis) bisa mengandung uap air lebih dari 6%. Nitrogen dan Oksigen adalah bagian dari sesuatu hal yang tidak pernah kita lihat tetapi selalu dapat kita rasakan karena manfaatnya yang begitu besar. Kedua gas ini tersedia melimpah di udara yang memiliki kandungan 78,08% nitrogen, 20,95% oksigen, 0,93% argon, dan sisanya merupakan CO2 dan uap air.

Universitas Sumatera Utara

Dalam setiap hela nafas yang kita lakukan tanpa sadar, seluruh gas-gas ini terlibat di dalamnya. Selanjutnya, di bagian alveoli pada paru-paru, hanya gas oksigen lah yang diambil. Sementara itu gas-gas lainnya seperti nitrogen, CO2, dan lainnya dibuang melalui hembusan nafas. Walaupun tetap ada nitrogen yang terlarut di dalam darah, zat ini tidak akan bereaksi karena sifat dari gas inert adalah sulit untuk bereaksi (Chandra, 2006). Berikut ini susunan komposisi dan sifat masing-masing komponen udara: Tabel 2.1. Komposisi dan sifat masing-masing komponen udara (1 atm) Komponen

Konsentrasi (%Vol)

Titik Cair (oC)

Titik Temperatur Beku Kritis o ( C) (oC)

N2

78,084

-195,6

-210

-147

34,5

O2

20,949

-182,8

-219

-118,3

50,10

Ar

0,934

-185,7

-189

-150,8

48,50

He

0,0005

-268,8

-

-267,8

2,26

Ne

0,0018

-245,9

-249

-228,6

26,90

Kr

0,0001

-153,2

-157

-63,6

54,30

H2O

variabel

100 (TD)

0

-

-

C2H2

variabel

-81

-84

-

-

-

-239

15,98

H2 0,00005 -252,6 Sumber PT. Aneka Gas Industri, 1971

Tekanan Kritis (atm)


2.2. Pengertian Gas Gas adalah salah satu dari tiga keadaan materi. Gas mempunyai sifat khusus yang tidak dimiliki oleh zat cair maupun zat padat. Salah satu yang menarik dari gas adalah sifat-sifat nya yang tidak tergantung dari komposisi kimianya. Semua gas memperlihatkan sifat-siat yang hampir sama, bila variabel seperti tekanan dan suhunya diubah (Yazid,2005).

2.2.1. Sifat-sifat gas Gas terdiri dari molekul-molekul yang jaraknya saling berjauhan sehingga gaya tarik-menariknya sangat lemah. Gaya tarik yang lemah mengakibatkan molekulmolekul gas bebas bergerak ke segala arah. Molekul-molekul gas itu bergerak sangat cepat dan terus bertumbukan satu sama lain dan juga dengan dinding wadahnya. Adanya tumbukan ini menghasilkan tekanan. Molekul-molekul gas cepat sekali berdifusi atau bercampur satu dengan yang lain. Jika beberapa macam gas yang tidak saling bereaksi ditempatkan dalam wadah yang sama, maka gas-gas tersebut akan segera bercampur sehingga membentuk campuran yang homogen. Hal ini karena diantara molekul gas terdapat banyak ruang kosong sehingga molekul itu dapat bebas bergerak dan hanya sedikit mengalami rintangan. Berbeda dengan cairan atau zat padat, gas tidak mempunyai bentuk dan volume tertentu. Ukuran molekul gas sangat kecil dan jaraknya sangat renggang sehingga gas sangat sensitive terhadap perubahan tekanan dan suhu. Gas mudah sekali dimampatkan (compressed) dan dikembangkan (expanded), serta dapat mengisi semua bagian ruangan yang ditempatinya. Dapat dikatakan bahwa volume gas adalah volume wadahnya. Banyaknya gas biasanya ditetapkan dengan cara mengukur volumenya. Namun karena


volume gas berubah-ubah tergantung tekanan dan suhu, maka kedua faktor tersebut juga harus diukur (Yazid,2005).

2.3 Gas Industri Gas industri mengemban berbagai fungsi penting dalam ekonomi. Sebagian diantaranya digunakan sebagai bahan baku untuk membuat bahan kimia lain. Contohnya yang terpenting ialah oksigen, nitrogen, dan hydrogen. Nitrogen digunakan untuk mempertahankan rasa makanan kemasan karena dapat mencegah reaksi kimia yang menyebabkan lemak kalengan menjadi busuk. Beberapa gas sangat berguna dalam pengobatan, misalnya oksigen dan helium. Tetapi, banyak pula di antara gas ini, zat cairnya, dan zat padatnya yang sama-sama dapat dimanfaatkan. Untuk pendinginan, yaitu dengan menyerap kalor melalui evaporasi, dengan melakukan kerja, atau dengan melebur.dengan berkembangnya industri, timbul pula suatu bidang baru dalam ilmu keteknikan, yaitu kriogenika (cryogenics). Istilah ini mempunyai cakupan yang luas yang menyangkut pembuatan suhu sangat dingin di bawah -1000C. Suhu kriogenik, atau dingin lanjut (supercold) menyebabkan terjadinya berbagai perubahan fundamental dalam sifat-sifat bahan. Kriogenika telah diterapkan dalam propulsi roket, fotooptika inframerah, pengolahan data elektronik, dan berbagai penerapan baru dalam bidang magnetika dan pemompaan vakum tinggi. Dalam bidang kimia, kriogenika terutama diterapkan dalam pembuatan nitrogen, dan dalam metalurgi dengan penggunaan oksigen dapat mempercepat (sebanyak 25% atau lebih) pembuatan baja dalam tanur terbuka (Austin,1996).


2.4. Oksigen Dan Nitrogen 2.4.1. Oksigen Oksigen atau zat asam adalah unsur kimia sistem periodik unsur yang mempunyai lambing O dan nomor atom 8. Oksigen merupakan unsur golongan kalkogen dan dapat dengan mudah bereaksi dengan hampir semua unsur lainnya (utamanya menjadi oksida). Pada temperatur dan tekanan standart, dua atom unsur ini berikatan menjadi dioksigen, yaitu senyawa gas diatomik dengan rumus O2. Oksigen merupakan unsur yang paling melimpah ketiga di alam semesta berdasarkan massa dan unsur paling melimpah di kerak bumi, gas oksigen diatomik mengisi 20,9% volume atmosfer bumi. Gas oksigen merupakan gas yang sangat reaktif, hampir semua unsur dan senyawa dapat bereaksi dengan oksigen. Reaksi oksigen dengan suatu zat dikenal dengan nama oksidasi. Oksigen terdapat dimana-mana, bukan hanya sebagai gas melainkan senyawa-senyawa yang berjumlah seperlima volume atmosfer. Pada lapisan kulit bumi, oksigen merupakan unsur yang paling banyak terdapat dikulit bumi, yaitu sekitar 46,6%. Dalam tubuh makhluk hidup banyak berlangsung reaksi oksidasi, itulah sebabnya gas oksigen sangat penting sekali bagi kehidupan kita. Gas oksigen ini jika melebihi kadarnya dari 12% dapat memberikan efek negatif dalam tubuh kita, sehingga tubuh kita harus mengaktifkan enzim-enzim katalase, peroksidase, dan superoksida untuk mencegah efek negatif tersebut (Bahl,1943).

2.4.1.1. Sifat-sifat oksigen Adapun sifat-sifat oksigen adalah sebagai berikut : 1. Dalam bentuk diatomik (O2) berwujud gas 2. Oksigen yang berbentuk cairan mendidih pada suhu -183oC.


3. Titk beku -219oC. 4. Baik oksigen padat atau oksigen cair mempunyai warna biru muda. 5. Bereaksi dengan semua unsur, kecuali dengan gas-gas mulia selain xenon. 6. Dapat larut sekitar 0,05 liter dalam satu liter air (Austin,1996).

2.4.1.2. Penggunaan Gas Oksigen Pada tahun 1981 produksi oksigen di Amerika Serikat adalah 11,75x109m3. Ini merupakan penurunan dibandingkan dengaan tahun 1979 dan 1980, dan merupakan tahun kedua berturut-turut yang

produksi nitrogennya melebihi oksigen. Oksigen

diproduksi dengan cara likuefaksi dan rektifikasi udara didalam unit kompak yan sangat efisien. Dan berisolasi baik, atau dengan sistem adsorpsi ayun tekanan. Penyediaan bahan baku tidak pernah jadi masalah, dan karena biaya untuk pengangkutan produk cukup besar, pabrik oksigen biasanya ditempatkan berdekatan dengan lokasi pemakaian. Adapun kegunaan dari gas oksigen, yaitu : 1. Gas oksigen diperlukan oleh para penyelam, pendaki gunung dan antariksawan juga para penderita penyakit paru-paru dan saluran pernafasan memerlukan oksigen. 2. Untuk produksi baja didalam tanur terbuka atau tanur oksigen 3. Untuk membersihkan kerak pada industri baja dari besi gelondongan dengan nyala oksiasetilena. 4. Oksigen cair (liquid oksigen atau “LOX”) digunakan sebagai bahan bakar pesawat ruang angkasa. 5. Dalam industri kimia, gas oksigen digunakan sebagai bahan baku untuk memproduksi berbagai senyawa kimia.


6. Untuk pengerjaan logam gasifikasi dibawah tanah, dan operasi metalurrgi nonfero (Austin,1996).

2.4.2. Nitrogen Nitrogen merupakan komponen terbesar yang terdapat di udara yakni dengan volume sekitar 78%. Nitrogen juga merupakan gas inert yaitu gas yang sukar bereaksi pada temperatur biasa. Nitrogen dalam keadaan terikat biasanya dalam bentuk persenyawaan seperti nitrat, nitrit, ammonium sulfat dan lain-lain. Nitrogen juga memiliki persenyawaan dengan tumbuh-tumbuhan dan hewan (Bahl,1943). 2.4.2.1. Sifat-sifat Nitrogen Adapun sifat-sifat nitrogen adalah sebagai berikut : 1. Nitrogen merupakan gas yang tidak berwarna dan tidak berbau. 2. Titik didih

: -196,183445ºC

3. Titik beku

: -210,65 ºC

4. Temperature kritis

: -147ºC

5. Sukar larut dalam air 6. Pada temperature kamar sulit bereaksi 7. Dengan bunga api listrik dapat bereaksi dengan hidrogen dan oksigen. 8. Isotop-isotopnya adalah sebesar N1419,62% dan N15 sebesar 0,38%. 9. Densitas gas nitrogen pada suhu 0ºC, tekanan 1 atm adalah 1,209,9ºC. 10. Bilangan oksidasinya +5 dan -3. 11. Gas nitrogen berkondensasinya menjadi cairan tidak berwarna pada suhu 195,8ºC dan menjadi padatan pitih -209,9ºC


12. Pada temperatur tinggi, nitrogen dapat bereaksi dengan oksigen membentuk nitrogen oksida, sementara pada temperatur rendah nitrogen bereaksi dengan hydrogen membentuk amoniak (Austin,1996).

2.4.2.2. Penggunaan Gas Nitrogen Nitrogen merupakan gas industri terbesar pada tahun 1981 dengan produksi sebesar 13,6 x 109 m3. Adapun kegunaan nitrogen antara lain : 1. Industri Kimia a.

Pembantu polymidis, nitrogen digunakan untuk lapisan garam neflon untuk kebutuhan reaktor.

b.

Pembuatan polimer styrene, acrilonitrile, nitrogen digunakan untuk mengeluarkan oksigen dari polimer tersebut.

c.

Pembuatan asetil resin dan formaldehid, nitrogen digunakan untuk membersihkan reactor dari oksigen.

d.

Pembuatan senyawa nitrogen lainnya seperti amoniak.

2. Industri petroleum a.

Dalam penyulingan petroleum, nitrogen digunakan dalam regenerasi dan pembentukan katalis.

b.

Dalam pembuatan lilin petroleum, yaitu pada proses penyulingan lilin, nitrogen digunakan untuk membersihkan lilin dari senyawa lainnya dan mencegah tercampurnya bensin dari senyawa lainnya.


3. Industri makanan a.

Digunakan untuk mencegah pertumbuhan jamur gangguan serangga.

b.

Digunakan untuk mempercepat proses pengawetan dengan cara pendinginan pada sayur, buah-buahan dan makanan laut yang akan dieksport.

4.

Industri-industri lain a.

Sebagai pengisi bola lampu listrik (booglamp) agar oksidasi terhadap kawat filament bias dicegah atau diperlambat.

b.

Pada thermometer digunakan sebagai pengisi ruang di atas raksa agar penguapan raksa bisa dikurangi (Austin,1996).

2.5. Pengukuran Tekanan Tekanan dapat mempengaruhi proses-proses kimia dan fisika (misalnya hidrasi, filtrasi) dan seringkali menentukan sifat-sifat fisik bahan (misalnya kelarutan gas). Tekanan member gambaran tentang pembebanan terhadap peralatan (misalnya autoklaf) dan sangat penting pada transportasi bahan cair dan gas dalam saluran pipa. Sering juga besaran-besaran ukur lain diubah menjadi tekanan oleh transmiter pneumatik, yang diubah menjadi sinyal pneumatik yang proporsional. Sinyal ini dikirimkan ke alat penunjuk, pencatat serta pengatur. Berdasarkan titik acuannya, tekanan dapat dibedakan menjadi 3 : 1. Tekanan lebih (gauge Pressure) : Tekanan yang lebih besar dari tekanan atmosfir disekitar alat ukur (beda tekanan terhadap tekanan atmosfir). Tekanan tersebut mempunyai satuan bar.


2. Tekanan kurang : Tekanan yang lebih kecil dari tekanan atmosfir disekitar alat ukur. Tekanan tersebut diberi symbol p dan mempunyai satuan bar atau mbar. 3. Tekanan absolut : Tekanan yang didasarkan pada tekanan nol absolut (vakum absolut). Tekana absolut digunakan terutama pada teknik vakum, mengingat

dibidang

tersebut

perubahan

tekanan

atmosfir

dapat

mengakibatkan kesalahan besar. Alat pengukur tekanan absolut tidak boleh berinteraksi dengan tekanan atmosfir, atau tekanan atmosfir harus dikompensasi dengan instalasi khusus (Bernasconi,1996).

2.6. Pengaruh Tekanan Tinggi Pada suhu rendah tetapi tekanan tinggi, gas menjadi tidak sempurna baik termal dan calorically. Hal ini disebabkan oleh gaya antarmolekul dan volume yang ditempati oleh molekul. Untuk contoh, pada suhu sekitar, 300 ºK, penyimpangan dari hukum gas sempurna menjadi signifikan pada sekitar 10 atm, sementara pada 1000

ºK,

penyimpangan tidak menjadi signifikan sampai sekitar 100 atm. Meskipun rezim suhu tinggi tekanan rendah jarang ditemui dalam dinamika gas, situasi seperti ini kadangkadang timbul. Selain itu, kebutuhan untuk perhitungan yang sangat akurat, seperti dalam kalibrasi terowongan angin, mungkin memerlukan pertimbangan efek tekanan tinggi (Cambel,1963).


2.7. Proses Destilasi Destilasi berarti memisahkan komponen-komponen yang mudah menguap dari suatu campuran cair dengan cara menguapkannya, yang diikuti dengan kondensasi uap yang terbentuk dan menampung kondensat yang dihasilkan. Pemisahan udara cair menjadi nitrogen dan oksigen didasarkan pada perbedaan titik didihnya. Zat yang lebih volatil yaitu nitrogen yang mempunyai titik didih

-195,60C akan menguap lebih

banyak dari pada oksigen yang mempunyai titik didih -182,8 0C. Udara yang masuk ke kolom destilasi berada pada temperatur dan tekanan yang ada pada kolom destilasi. Oleh karena itu destilasi udara cair sebenarnya bukanlah hanya destilasi campuran biner yang sederhana, tetapi dilengkapi dengan kolom rektifikasi ganda. Pada pemisahan udara ini digunakan pemisahan udara dengan linde kolom ganda dan destilasi vakum (Perry,1955). 2.7.1. Pemisahan Udara Dengan Linde Kolom Ganda Merupakan kolom destilasi yang kondensor dan reboiler (pendidih ulang) bergabung. Kolom bagian bawah bertekanan tinggi, dimana terjadi pemisahan udara cair. Cairan yang turun kebawah merupakan yang kaya dengan oksigen. Sedangkan uap yang naik ke atas lebih kaya dengan nitrogen. Uap ini didinginkan oleh oksigen cair yang ada pada kolom atas bertekanan rendah yang sekaligus menyerap panas dari uap yang kaya dengan nitrogen. Penyerapan panas ini menyebabkan oksigen cair menguap, nitrogen pada bagian bawah akan mengembun dan tertampung pada piringan atau dengan kata lain bagian bawah dari kolom berfungsi sebagai penukar panas, dimana dibawahnya di bawahnya akan bertindak sebagai kondensor. Pada pemisahan udara cair dengan linde kolom ganda yang terdiri dari dua tipe tray kolom destilasi, dimana bekerja dengan panas bagian tengah yang keluar dari heat


exchanger, dimana kondensor akan membantu kolom bawah dan reboiler untuk kolom atas. Karena nitrogen lebih volatil dari pada oksigen, maka nitrogen akan naik (menguap) dan oksigen akan turun ke bawah kolom bertekanan tinggi yang lebih besar dari atas kolom sehingga temperaturnya juga akan turun. Pemisahan ini terjadi akibat penguapan dari cairan yang bertitik didih rendah sedangkan yang lainnya mencair. Uap tersebut dapat diembunkan sebagai kondensat yang diperoleh dengan menurunkan suhunya (Cambel,1963).

2.7.2 Destilasi Vakum Titik didih suatu cairan bergantung pada tekanan, apabila tekanan sekeliling meningkat maka titik didih akan naik dan apabila tekanan sekeliling berkurang, titik didih juga akan turun. Sifat ini dimanfaatkan pada penguapan dalam destilasi vakum, pada tekanan sekeliling yang tetap besarnya suatu cairan akan selalu mendidih pada suhu yang sama. Disamping penguapan pada tekanan normal, maka penguapa vakum merupakan proses yang penting. Kondisi vakum menyebabkan titik didih campuran yang akan dipisahkan turun, sehingga campuran dapat diuapkan pada suhu yang jauh lebih rendah dibandingkan pada tekanan normal. Hal ini memungkinkan penanganan secara berhati-hati pada produk yang peka terhadap suhu atau yang mudah terdekomposisi. Kerugian pada destilasi vakum adalah masih diperlukannya alat-alat tambahan, disamping itu viskositas cairan lebih tinggi pada suhu dan laju perpindahan panas lebih kecil(Perry,1955).


2.8. Proses Pengolahan Nitrogen dan Oksigen Dari Udara Proses pengolahan nitrogen dan oksigen di PT. Aneka Gas Industri Medan dilakukan secara bertahap dalam beberapa proses yang berbeda dengan tujuan untuk memperoleh nitrogen dan oksigen yang berkualitas baik. Secara ringkas, tahap-tahap proses pengolahan bahan baku (udara) sampai dihasilkan nitrogen dan oksigen cair adalah sebagai berikut : 1.

Penyaringan Udara (Air filter)

2.

Kompresi Udara (Air turbo compressor)

3.

Pendinginan Udara (Air percooling system)

4.

Penghilangan kotoran (Molecular sieve)

5.

Penghilangan panas (Recycle air turbo compressor)

6.

Perubahan energi (Turbin expander)

7.

Kolom destilasi (Rectify system)

8.

Penyimpanan produk (Storage tank)

2.8.1. Filter udara Filter udara berfungsi sebagai penahan debu atau kotoran-kotoran yang ada di udara. Filter ini berupa kantung yang terbuat dari serat polyester untuk penahan debu yang dapat menyebabkan kompresor terganggu. Secara otomatis dengan waktu sekitar 15 detik sekali filter ini menghembuskan kembali ke arah luar hisapan agar debu yang melekat tidak menempel.


2.8.2. Air turbo compressor air system Merupakan mesin fluida untuk memberikan tekanan dan mengalirkan udara kemudian udara yang dihisap oleh kompresor ditekan kira – kira 0,6 MPa kemudian didinginkan dalam air precooling system. 2.8.3. Air preecooling system Air preecooling berfungsi untuk mendinginkan udara yang keluar dari compressor. Pada air cooling system terdapat dua cara pendinginan pada kolom. cara pertama yaitu dari tengah kolom ke bawah kolom yang didinginkan oleh cooling tower, sedangkan dari atas kolom ke tengah kolom didinginkan oleh water cooling yang dibantu oleh RU (refrigerant unit). Refrigerant unit adalah mesin untuk mindinginkan atau memindahkan panas air kemudian air yang dingin mengalir melalui pompa menuju air cooling sehingga suhu udara keluar air cooling ini ±11oC. Udara yang keluar dari air preecooling system menjadi lebih dingin (± 6oC). 2.8.4. Molecular Sieve Alat ini berbentuk vessel yang didalamnya berisi Molecular sieve atau didalamnya terdapat silika gel yang dapat menyerap kandungan H2O, CO2, dan senyawa Hidrokarbon, Molecular sieve merupakan senyawa yang tersusun dari elemen-elemen dan komponen-komponen yang kompleks seperti aluminium, silikon, dan sodium. Komponen-komponen ini membentuk kramik yang stabil. Molecular sieve digunakan sebagai pengering, pemurni, dan pemisah komponen-komponen yang terkandung didalam gas maupun cairan. Hal ini disebabkan cara kerja Molecular sieve yang sangat kuat mengikat partikel-partikel tertentu dan dapat menyaring molekul-molekul yang mempunyai ukuran yang lebih besar dari Molecular sieve. Beberapa fungsinya diantaranya :


a) Menghilangkan uap air yang mungkin lolos dari water separator b) Menghilangkan karbondioksida c) Menghilangkan hidrokarbon. Hal ini disebabkan karena impurities (kotoran) tersebut dapat menyumbat saluran udara proses pada temperatur rendah. Molecular Sieve ini beroperasi pada suhu 18 oC pada tekanan 0.445 Mpa. Molecular Sieve ini terdiri dari dua unit yang bekerja secara bergantian. Dimana Molecular Sieve A beroperasi, maka Molecular Sieve B Regenerasi dan begitu sebaliknya. Lamanya setiap Molecular Sieve bekerja adalah 8 jam. Tujuan dari regenerasi ini adalah apabila silika gel tersebut sudah jenuh terhadap penyerapan kotoran, maka harus dihilangkan dengan cara pemanasan yang dilakukan dengan media pemanas waste N2 yang berasal dari kolom atas destilasi yang sebelumnya N2 dipanaskan dulu pada electrical heat acumulator (Heat Exchanger). Adapun cara kerja Molecular Sieve adalah sebagai berikut: a.

Heating Heating berfungsi untuk memanaskan Molecular Sieve yang sedang diregenerasi agar tidak jenuh setelah bekerja selama 8 jam sampai temperature 185oC yang dikeluarkan melalui heater dengan aliran (flow) 1100 Nm3/jam dan dibutuhkan waktu 14200 detik.

b.

Cooling Cooling berfungsi untuk mendinginkan Molecular Sieve yang sudah dipanaskan sampai temperature 42oC dengan aliran (flow) 1400 Nm3/jam dan dibutuhkan waktu 11700 detik.

c.

Upload


Upload berfungsi untuk penyamaan tekanan antara Molecular Sieve yang sedang beregenerasi dan MS yang bekerja, sehingga antara MS yang bekerja dan beregenarsi memiliki tekanan yang sama sekitar 0.451 Mpa dengan waktu sekitar 800 detik. d.

Exchange Exchange berfungsi untuk perpindahan antara MS yang beregenerasi dan MS yang sedang bekerja. Pada tahap exchange ini MS bergantian secara otomatis, dimana MS yang beregenerasi akan berpindah menjadi MS yang bekerja (MS work) sedangkan MS yang bekerja akan berpindah menjadi MS regenerasi dan dibutuhkan waktu sekitar 1100 detik.

e.

Unload Unload berfungsi untuk penurunan tekanan pada MS yang baru beregenerasi dengan waktu sekitar 480 detik dan tekanan 0 Mpa.

2.8.5. Instrument air and circulating air turbo compressor system Air turbo compressor system berfungsi sebagai sumber tenaga untuk menggerakkan turbin. Pada tahap ini terbagi dalam 4 stage: a.

Stage I Udara masuk ke stage I dengan suhu awal 260C dan tekanan sekitar 0.44 Mpa ( 4 Bar) sehingga timbul panas, kemudian panas yang timbul (720C) didinginkan hingga mencapai suhu 400C pada intercooler I.

b.

Stage II Dari intercooler I ditekan ke stage II, kemudian panas yang ditimbulkan (910C) didinginkan pada intercooler II, sampai mencapai suhu ±39oC.


c.

Stage III Dari intercooler II ditekan ke stage III, kemudian panas yang di timbulkan (860C) didinginkan pada intercooler III, sampai mencapai suhu ±41oC.

d.

Stage IV Dari intercooler III ditekan ke stage IV, kemudian panas yang ditimbulkan (810C) didinginkan pada intercooler IV,sampai mencapai suhu ±42oC dan tekanan yang keluar mencapai 2,60 MPa (26 Bar).

2.8.6. Expansion Turbine System Yaitu mesin untuk mengubah energi tekan dan enrgi panas dari gas nitrogen menjadi energi mekanik berupa putaran poros dan memisahkannya berdasarkan perbedaan temperature titik cair dan berat jenisnya. Ada 2 cara pendinginan untuk mencapai titik cair tersebut, yaitu : a.

Isoentalphic Expantion Menurunkan suhu dengan cara menaikkan tekanan gas, gas bertekanan tinggi di

alirkan ke tempat bertekanan rendah melalui saluran kecil seperti expantion valve maka suhu gas tersebut akan turun. b.

Adiabatic Expantion Menurunkan suhu dengan cara mengubah energi panas dan energi tekan pada

gas menjadi mekanik pada expantion turbin. Kemudian udara ini di campur dengan udara recycle yang keluar dari expander yang sudah di panaskan dalam heat exchanger I dan heat exchanger II (dengan udara yang masuk maupun liquid gas untuk reflux) di tekan menjadi 2,942 Mpa dengan centrifugal circulation air compressor dan di bagi menjadi 2 aliran:


1.

Satu aliran di naikkan lagi tekanannya menjadi 4,1265 Mpa dengan high

temperature expanding booster, kemudian di dinginkan dalam

heat exchanger I.

Sebagian dari aliran ini yang bersuhu 2500K (pada bagian heat exchanger I) di alirkan ke high temperature expander/hot expander dan keluar bergabung dengan udara yang keluar dari heat exchanger II untuk pendinginan di heat exchanger I. Udara dingin lainnya (lebih dingin dari 2500K) di dinginkan lebih lanjut di heat exchanger II dan diexpansikan dengan expansi valve masuk ke lower colum. 2.

Satu aliran lainnya di naikkan lagi tekanannya menjadi 3,686 Mpa dengan

low temperature expanding booster, kemudian di dinginkan dalam heat exchanger I menjadi 1570K diexpansikan (semuanya) di low temperature expander dan keluar ke liquid separator. 2.8.7. Rectify System Kolom destilasi ini merupakan destilasi bertingkat (fraksinasi) yang terdiri dari tray-tray, yang terdiri dari 2 kolom yaitu kolom bawah bagian atas dan bawah, kolom atas bagian atas dan bawah. udara proses yang masuk ke dalam kolom bawah dengan tekanan ±0,469 MPa dengan suhu udara proses kira-kira -157oC, merupakan bahan baku (udara) yang kaya akan oksigen dan nitrogen. Nitrogen yang terdapat pada kolom bawah bagian bawah akan menguap kekolom bawah bagian atas (ke kondensor) melewati tray-tray pada kolom tersebut, yang disebabkan oleh perbedaan titik cair oksigen yang lebih rendah. Kemudian Nitrogen yang terdapat pada kolom bawah bagian bawah tersebut sebagian diekspansikan untuk direfluks (N2 refluks) ke kolom bawah bagian bawah, agar oksigen yang terdapat pada kolom bagian bawah tidak ikut


menguap ke kolom bawah bagian atas (ke kondensor), dan sebagian lagi diekspansikan ke kolom atas bagian atas untuk direfluks dan disimpan ke storage tank. Sedangkan bahan baku yang terdapat pada kolom bawah bagian bawah (yang kaya akan oksigen) dialirkan ke Heat Exchanger untuk didinginkan lagi, lalu masuk kolom atas untuk dispray (proses ini

menggunakan N2 refluks untuk lebih

mendinginkan O2) sehingga pada kolom atas bagian bawah terdapat oksigen cair yang berguna untuk mendinginkan nitrogen didalam kondensor. Karena adanya perbedaaan suhu, maka oksigen yang mempunyai titik cair yang lebih tinggi dari nitrogen akan terdapat dibawah dan nitrogen (N2 refluks) akan menjadi uap. Sehingga kolom atas bagian atas kaya akan nitrogen berbentuk gas. 2.8.8. Storage Tank Produksi yang dihasilkan ditampung pada masing-masing storage tank dan hasil produksi mengalir berdasarkan perbedaan tekanan dalam kolom destilasi dengan masing-masing tangkinya. Adapun kapasitas dari storage tank adalah sebagaia berikut : a) Produksi oksigen cair ditampung pada storage tank SLOC 0112 dan 0113 dengan daya tampung 18400 mmH2O. b) Produksi nitrogen cair ditampung pada storage tank SLOC 0110 dan 0111 dengan daya tampung 13000 mmH2O (PT. Aneka Gas Industri, 1971).


BAB II TINJAUAN PUSTAKA. Karbon dioksida, Hidrogen, Gas-gas mulia dan uap air dalam komposisi tertentu

Recommend Documents