Isi Kimia Industri (Gas)

MAKALAH

GAS

Disusun Untuk Memenuhi Tugas Mata KuliahKimia Industri

(AKKC 358)

DOSEN PEMBIMBING :

Drs. PARHAM SAADI, M. Si

OLEH :

KELOMPOK VI

FITRIANA RAHMATUNNISA (A1C310016)

PUTRY DESSY PRIMIA K.K (A1C310025)

AHMAD FAUZI (A1C310033)

KOKOH ANDRIARSA R (A1C310039)

KHAIRUNESYA (A1C310044)

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN KIMIA

JURUSAN PENDIDIKAN MATEMATIKA DAN IPA

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT

BANJARMASIN

SEPTEMBER

2012

A. TUJUAN UMUM:

1. Mencermati proses industri yang digunakan dalam produksi gas.

2. Menjelaskan hubungan antara sumber alam, transformasi bahan kimia dan

limbah dalam rangka menjaga keberlangsungan masa depan.

B. TUJUAN KHUSUS:

1. Mendefinisikan, menjelaskan dan menerapkan dasar-dasar proses kimia

yang terlibat dalam pembuatan produk komersial yang digunakan

masyarakat.

2. Mengapresiasi peran Green Chemistry untuk proses industri kimia yang

efisien dan berkelanjutan dengan risiko yang minimal terhadap lingkungan

dan kesehatan manusia

C. SINOPSIS

Gas adalah suatu fase benda dalam ikatan molekul, bisa berbentuk

cairan, benda padat, ikatan molekul akan terlepas pada suhu titik uap

benda. Gas mempunyai kemampuan untuk mengalir dan dapat berubah

bentuk. Kata "gas" kemungkinan diciptakan oleh seorang kimiawan

Flandria sebagai pengejaan ulang dari pelafalannya untuk kata Yunani,

chaos (kekacauan).

Ada beberapa gas yang akan dibahas, yaitu gas alam, gas oksigen,

gas hidrogen, dan gas nitrogen. Gas alam sering juga disebut sebagai gas

Bumi atau gas rawa, adalah bahan bakar fosil berbentuk gas yang terutama

terdiri dari metana CH4). Ia dapat ditemukan di ladang minyak, ladang gas

Bumi dan juga tambang batu bara.

Oksigen adalah suatu unsur yang pada suhu dan tekanan atmosfir

berbentuk gas. Hidrogen merupakan unsur yang sangat aktif secara kimia,

sehingga jarang sekali ditemukan dalam bentuk bebas. Sementara itu, gas

Nitrogen biasanya ditemukan sebagai gas tanpa warna, tanpa bau, tanpa

rasa dan merupakan gas diatomik bukan logam yang stabil, sangat sulit

bereaksi dengan unsur atau senyawa lainnya.

Beberapa jenis gas alam tersebut biasa di produksi dalam skala

industri dan dimanfaatkan untuk berbagai keperluan. Jadi, bagaimanakah

gas alam tersebut diproses dalam industri, bagaimana pula gas – gas

tersebut disimpan dan ditransportasikan, dan dimanfaatkan untuk apa saja

serta dampak apa saja yang ditimbulkan dari limbah gas alam tersebut dari

hasil proses industri?

INDUSTRI GAS SERTA PENANGANANNYA

A. DEFINISI GAS ALAM

Gas adalah suatu fase benda dalam ikatan molekul, bisa berbentuk cairan,

benda padat, ikatan molekul akan terlepas pada suhu titik uap benda. Gas

mempunyai kemampuan untuk mengalir dan dapat berubah bentuk. Namun

berbeda dari cairan yang mengisi pada besaran volume tertentu, gas selalu

mengisi suatu volume ruang, mereka mengembang dan mengisi ruang di manapun

mereka berada. Tenaga gerak/energi kinetis dalam suatu gas adalah bentuk zat

terhebat kedua (setelah plasma). Karena penambahan energi kinetis ini, atom-

atom gas dan molekul sering memantul antara satu sama lain, apalagi jika energi

kinetis ini semakin bertambah.

Kata "gas" kemungkinan diciptakan oleh seorang kimiawan Flandria

sebagai pengejaan ulang dari pelafalannya untuk kata Yunani, chaos (kekacauan).

Dari Ke

Padat Cair Gas Plasma

Padat N/A Mencair Menyublim -

Cair Membeku N/A Menguap -

Gas Mengkristal Mengembun N/A Ionisasi

Plasma - - Rekombinasi/Deionisasi N/A

1. Gas Alam

Gas alam sering juga disebut sebagai gas Bumi atau gas rawa, adalah

bahan bakar fosil berbentuk gas yang terutama terdiri dari metana C H 4). Ia dapat

ditemukan di ladang minyak, ladang gas Bumi dan juga tambang batu bara.

Ketika gas yang kaya dengan metana diproduksi melalui pembusukan oleh bakteri

anaerobik dari bahan-bahan organik selain dari fosil, maka ia disebut biogas.

Sumber biogas dapat ditemukan di rawa-rawa, tempat pembuangan akhir sampah,

serta penampungan kotoran manusia dan hewan.

2. Gas Oksigen

Oksigen adalah suatu unsur yang pada suhu dan tekanan atmosfir

berbentuk gas. Kandungan oksigen dalam udara kurang lebih 20% volume. Gas

oksigen mempunyai sifat oksidator dan dapat membesar kebakaran.

3. Gas Hidrogen

Hidrogen merupakan unsur yang sangat aktif secara kimia, sehingga

jarang sekali ditemukan dalam bentuk bebas. Di alam, hidrogen terdapat dalam

bentuk senyawa dengan unsur lain, seperti dengan oksigen dalam air atau dengan

karbon dalam metana. Sehingga untuk dapat memanfaatkanya, hidrogen harus

dipisahkan terlebih dahulu dari senyawanya agar dapat digunakan sebagai bahan

bakar.

4. Gas Nitrogen

Nitrogen adalah unsur kimia dalam table periodic yang memiliki lambang

N dan nomer atom 7. Biasanya ditemukan sebagai gas tanpa warna, tanpa bau,

tanpa rasa dan merupakan gas diatomic bukan logam yang stabil, sangat sulit

bereaksi dengan unsur atau senyawa lainnya. Dinamakan zat lemas karena zat ini

bersifat malas, tidak aktif bereaksi dengan unsur lainnya.

Nitrogen mengisi 78,08 % atmosfir bumi dan tedapat dalam banyak

jaringan hidup. Zat lemas membentuk banyak senyawa penting seperti asam

amino, amoniak, asam nitrat dan sianida.

B. Komposisi Kimia Gas

1. Komposisi Kimia Gas Alam

Komponen utama dalam gas alam adalah metana (CH4), yang merupakan

molekul hidrokarbon rantai terpendek dan teringan. Gas alam juga mengandung

molekul-molekul hidrokarbon yang lebih berat seperti etana (C2H6), propana

(C3H8) dan butana (C4H10), selain juga gas-gas yang mengandung sulfur

(belerang). Gas alam juga merupakan sumber utama untuk sumber gas helium.

Metana adalah gas rumah kaca yang dapat menciptakan pemanasan global

ketika terlepas ke atmosfer, dan umumnya dianggap sebagai polutan ketimbang

sumber energi yang berguna. Meskipun begitu, metana di atmosfer bereaksi

dengan ozon, memproduksi karbon dioksida dan air, sehingga efek rumah kaca

dari metana yang terlepas ke udara relatif hanya berlangsung sesaat. Sumber

metana yang berasal dari makhluk hidup kebanyakan berasal dari rayap, ternak

(mamalia) dan pertanian (diperkirakan kadar emisinya sekitar 15, 75 dan 100 juta

ton per tahun secara berturut-turut).

Komponen %

Metana (CH4) 80-95

Etana (C2H6) 5-15

Propana (C3H8) and Butana (C4H10) < 5

Nitrogen, helium, karbon dioksida (CO2), hidrogen sulfida (H2S), dan air

dapat juga terkandung di dalam gas alam. Merkuri dapat juga terkandung dalam

jumlah kecil. Komposisi gas alam bervariasi sesuai dengan sumber ladang gasnya.

Campuran organosulfur dan hidrogen sulfida adalah kontaminan (pengotor) utama

dari gas yang harus dipisahkan . Gas dengan jumlah pengotor sulfur yang

signifikan dinamakan sour gas dan sering disebut juga sebagai "acid gas (gas

asam)". Gas alam yang telah diproses dan akan dijual bersifat tidak berasa dan

tidak berbau. Akan tetapi, sebelum gas tersebut didistribusikan ke pengguna akhir,

biasanya gas tersebut diberi bau dengan menambahkan thiol, agar dapat terdeteksi

bila terjadi kebocoran gas. Gas alam yang telah diproses itu sendiri sebenarnya

tidak berbahaya, akan tetapi gas alam tanpa proses dapat menyebabkan

tercekiknya pernapasan karena ia dapat mengurangi kandungan oksigen di udara

pada level yang dapat membahayakan.

Gas alam dapat berbahaya karena sifatnya yang sangat mudah terbakar dan

menimbulkan ledakan. Gas alam lebih ringan dari udara, sehingga cenderung

mudah tersebar di atmosfer. Akan tetapi bila ia berada dalam ruang tertutup,

seperti dalam rumah, konsentrasi gas dapat mencapai titik campuran yang mudah

meledak, yang jika tersulut api, dapat menyebabkan ledakan yang dapat

menghancurkan bangunan. Kandungan metana yang berbahaya di udara adalah

antara 5% hingga 15%.

Ledakan untuk gas alam terkompresi di kendaraan, umumnya tidak

mengkhawatirkan karena sifatnya yang lebih ringan, dan konsentrasi yang di luar

rentang 5 - 15% yang dapat menimbulkan ledakan.

2. Komposisi kimia gas oksigen

Pada temperatur dan tekanan standar, oksigen berupa gas tak berwarna dan

tak berasa dengan rumus kimia O2, di mana dua atom oksigen secara kimiawi

berikatan dengan konfigurasi elektron triplet spin. Ikatan ini memiliki orde ikatan

dua dan sering dijelaskan secara sederhana sebagai ikatan ganda ataupun sebagai

kombinasi satu ikatan dua elektron dengan dua ikatan tiga elektron.

Oksigen triplet merupakan keadaan dasar molekul O2. Konfigurasi

elektron molekul ini memiliki dua elektron tak berpasangan yang menduduki dua

orbital molekul yang berdegenerasi. Kedua orbital ini dikelompokkan sebagai

antiikat (melemahkan orde ikatan dari tiga menjadi dua), sehingga ikatan oksigen

diatomik adalah lebih lemah daripada ikatan rangkap tiga nitrogen.

Dalam bentuk triplet yang normal, molekul O2 bersifat paramagnetik oleh

karena spin momen magnetik elektron tak berpasangan molekul tersebut dan

energi pertukaran negatif antara molekul O2 yang bersebelahan. Oksigen cair akan

tertarik kepada magnet, sedemikiannya pada percobaan laboratorium, jembatan

oksigen cair akan terbentuk di antara dua kutub magnet kuat.

Oksigen singlet, adalah nama molekul oksigen O2 yang kesemuaan spin

elektronnya berpasangan. Ia lebih reaktif terhadap molekul organik pada

umumnya. Secara alami, oksigen singlet umumnya dihasilkan dari air selama

fotosintesis. Ia juga dihasilkan di troposfer melalui fotolisis ozon oleh sinar

berpanjang gelombang pendek, dan oleh sistem kekebalan tubuh sebagai sumber

oksigen aktif. Karotenoid pada organisme yang berfotosintesis (kemungkinan

juga ada pada hewan) memainkan peran yang penting dalam menyerap oksigen

singlet dan mengubahnya menjadi berkeadaan dasar tak tereksitasi sebelum ia

menyebabkan kerusakan pada jaringan.

Oksigen lebih larut dalam air daripada nitrogen. Air mengandung sekitar

satu molekul O2 untuk setiap dua molekul N2, bandingkan dengan rasio atmosferik

yang sekitar 1:4. Kelarutan oksigen dalam air bergantung pada suhu. Pada suhu

0 °C, konsentrasi oksigen dalam air adalah 14,6 mg·L−1, manakala pada suhu

20 °C oksigen yang larut adalah sekitar 7,6 mg·L−1. Pada suhu 25 °C dan 1 atm

udara, air tawar mengandung 6,04 mililiter (mL) oksigen per liter, manakala

dalam air laut mengandung sekitar 4,95 mL per liter. Pada suhu 5 °C,

kelarutannya bertambah menjadi 9,0 mL (50% lebih banyak daripada 25 °C) per

liter untuk air murni dan 7,2 mL (45% lebih) per liter untuk air laut.

Oksigen mengembun pada 90,20 K (−182,95 °C, −297,31 °F), dan

membeku pada 54.36 K (−218,79 °C, −361,82 °F). Baik oksigen cair dan oksigen

padat berwarna biru langit. Hal ini dikarenakan oleh penyerapan warna merah.

Oksigen cair dengan kadar kemurnian yang tinggi biasanya didapatkan dengan

distilasi bertingkat udara cair; Oksigen cair juga dapat dihasilkan dari

pengembunan udara, menggunakan nitrogen cair dengan pendingin. Oksigen

merupakan zat yang sangat reaktif dan harus dipisahkan dari bahan-bahan yang

mudah terbakar.

3. Komposisi kimia gas Hidrogen

Hidrogen juga adalah unsur paling melimpah dengan persentase kira-kira

75% dari total massa unsur alam semesta. Kebanyakan bintang dibentuk oleh

hidrogen dalam keadaan plasma. Senyawa hidrogen relatif langka dan jarang

dijumpai secara alami di bumi, dan biasanya dihasilkan secara industri dari

berbagai senyawa hidrokarbon seperti metana. Hidrogen juga dapat dihasilkan

dari air melalui proses elektrolisis, namun proses ini secara komersial lebih mahal

daripada produksi hidrogen dari gas alam.

Gas hidrogen sangat mudah terbakar dan akan terbakar pada konsentrasi

serendah 4% H2 di udara bebas. Entalpi pembakaran hidrogen adalah -286 kJ/mol.

Hidrogen terbakar menurut persamaan kimia:

2 H2(g) + O2(g) → 2 H2O(l) + 572  kJ (286 kJ/mol)

Ketika dicampur dengan oksigen dalam berbagai perbandingan, hidrogen

meledak seketika disulut dengan api dan akan meledak sendiri pada temperatur

560 °C. Lidah api hasil pembakaran hidrogen-oksigen murni memancarkan

gelombang ultraviolet dan hampir tidak terlihat dengan mata telanjang. Oleh

karena itu, sangatlah sulit mendeteksi terjadinya kebocoran hidrogen secara

visual. Kasus meledaknya pesawat Hindenburg adalah salah satu contoh terkenal

dari pembakaran hidrogen. Karakteristik lainnya dari api hidrogen adalah nyala

api cenderung menghilang dengan cepat di udara, sehingga kerusakan akibat

ledakan hidrogen lebih ringan dari ledakan hidrokarbon. Dalam kasus kecelakaan

Hidenburg, dua pertiga dari penumpang pesawat selamat dan kebanyakan kasus

meninggal disebabkan oleh terbakarnya bahan bakar diesel yang bocor.

gb. Peristiwa meledaknya pesawat Hidenburg

H2 bereaksi secara langsung dengan unsur-unsur oksidator lainnya. Ia

bereaksi dengan spontan dan hebat pada suhu kamar dengan klorin dan fluorin,

menghasilkan hidrogen halida berupa hidrogen klorida dan hidrogen fluorida.

a. Sifat hidrogen

Sifat kimia

Kelarutan dan karakteristik hidrogen dengan berbagai macam logam

merupakan subyek yang sangat penting dalam bidang metalurgi (karena

perapuhan hidrogen dapat terjadi pada kebanyakan logam) dan dalam riset

pengembangan cara yang aman untuk meyimpan hidrogen sebagai bahan bakar.

Hidrogen sangatlah larut dalam berbagai senyawa yang terdiri dari logam tanah

nadir dan logam transisi dan dapat dilarutkan dalam logam kristal maupun logam

amorf. Kelarutan hidrogen dalam logam disebabkan oleh distorsi setempat

ataupun ketidakmurnian dalam kekisi hablur logam.

4. Komposisi kimia gas nitrogen

Nitrogen memiliki sifat diantaranya, sifat kimia : merupakan gas inert dan

tidak mudah terbakar, sedangkan sifat fisiknya : tidak berwarna, tidak berbau,

tidak mempunyai rasa dengan Berat molekul : 28,0134 gr/mol, Spesifik gravity

gas ( 21,11o, 1 atm) : 0,9669 , Density ( 21,11oC, 1 atm ) : 1,161 gr/1 , Titik didih

pada 1 atm : - 195,8oC , Titik triple : - 210,0oC, 01238 atm. Abs, Titik Kritis : -

146,89oC, 33,54 atm. Abs.

C. Pembuatan Gas dalam Industri

Beberapa jenis gas alam yang biasa di produksi dalam skala industri antara

lain oksigen, hidrogen dan nitrogen.

1. Pembuatan Gas Oksigen

Proses pembuatan oksigen

Oksigen dapat dibuat dalam skala besar di industri dan dapat juga dalam

skala kecil di laboratorium. Dalam skala besar di industri, pembuatan oksigen

diperoleh dari destilasi bertingkat udara cair:

Pada pabrik pengolahan oksigen dengan bahan baku dari udara. Udara

kita ketahui terdiri dari 78% nitrogen dan 21% oksigen. sedangkan sisanya adalah

gas-gas mulia seperti argon 0,93%, karbondioksida 0,03% dan berbagai gas lain

dalam jumlah yang sangat kecil.

Pemisahan Oksigen diudara dapat dilakukan dengan proses destilasi bertingkat

udara cair.

Pertama-tama udara kering difilter untuk dibersihkan dari debu. kemudian

udara bersih itu dikompresikan dengan kompresor. pemadatan udara ini

menyebabkan suhu udara meningkat kemudian udara yang telah dikompresikan

ini didinginkan pada menara pendingin pada tahap ini air dan karbon dioksida

sudah beku dan dapat dipisahkan. Setelah melalui menara pendingin udara

kemudian diekspansikan kepipa yang lebih besar sehingga suhu akan semakin

turun dan sebagian udara akan mencair, sedangkan udara yang belum cair

disirkulasikan lagi ke kompresor. udara yang sudah cair kemudian dialirkan ke

kolom destilasi untuk dipisahkan antara oksigen dan nitrogen. Kemudian, udara

cair tersebut secara berangsur-angsur dipanaskan. Pada suhu -183°C, oksigen cair

akan menguap sehingga dapat dipisahkan dari gas lainnya.

2. Pembuatan Gas Hidrogen

Proses pembuatan hidrogen

Ada beberapa metode pembuatan gas hidrogen yang telah kita kenal.

Namun semua metode pembuatan tersebut prinsipnya sama, yaitu memisahkan

hidrogen dari unsur lain dalam senyawanya.Tiap-tiap metode memiliki

keunggulan dan kekurangan masing-masing. Tetapi secara umum parameter yang

dapat dipertimbangkan dalam memilih metode pembuatan H2 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 (700~1000oC) dengan

bantuan katalis, untuk menghasilkan hidrogen, karbon dioksida (CO2) dan

karbon monoksida (CO). Sebuah reaksi samping juga terjadi antara karbon

monoksida dengan steam, yang menghasilkan hidrogen dan karbon

dioksida. Persamaan reaksi yang terjadi pada proses ini adalah:

CH4 + H2O --> CO + 3H2

CO + H2O --> CO2 + H2

Gas 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

(H2O2). Akan tetapi metode produksi seperti ini sangat tergantung dari

ketersediaan gas alam yang terbatas, serta menghasilkan gas CO2, sebagai

gas efek rumah kaca.

2) Gasifikasi Biomasa

Metode 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. Proses 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.

Gasifikasi 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 Batu Bara

Gasifikasi batu bara merupakan metode pembuatan gas hidrogen

tertua. Biaya 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 CO2 juga dihasilkan

senyawa sulfur dan karbon monoksida.

Melalui 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.

4) Elektrolisa Air (H2O)

Elektrolisa air memanfaatkan arus listrik untuk menguraikan air

menjadi unsur-unsur pembentuknya, yaitu H2 dan O2. Gas hidrogen

muncul di kutub negatif atau katoda dan oksigen berkumpul di kutub

positif atau anoda.

Hidrogen yang dihasilkan dari proses electrolisa air berpotensi

menghasilkan zero emission, apabila listrik yang digunakan dihasilkan dari

generator listrik bebas polusi seperti energi angin atau panas

matahari.Namun demikian dari sisi konsumsi energi, cara ini memerlukan

energi listrik yang cukup besar.

3. Pembuatan Gas Nitrogen

a. Proses pembuatan nirogen

1) Filtrasi

Pada saat udara dihisap 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.

Contoh gas pengotor : uap air dan karbondioksida, debu juga bisa

menjadi zat pengotor pada udara bebas. Zat 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.

2) Kompressi

Alat yang digunakan yaitu compressor, dimana fungsinya yaitu

menaikkan tekanan udara bebas yang diserap sampai 145 – 175 Psig.atau

sekitar 6 bar.

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.

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 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.

4) Purrification (Pemurnian)

Pada proses ini terdapat proses penyerapan ( adsorpsi ) terhadap

material / zat – zat pengotor dari feed air , diantaranya : uap air, karbon

monoksida, karbon dioksida, dan beberapa kandungan hidrokarbon. Pada

beberapa industry, menggunakan 2 layer pada vessel pemurnian ini, layer

bawah menggunakan alumina untuk menyerap / mengadsorpsi kandungan

uap air dalam udara dan bagian top / atas menggunakan molecular sieve

yang bertindak sebagai adsorben untuk menghilangkan karbondioksida.

5) Heat Exchanger (Pemindah Panas)

Melewati exchanger, udara didinginkan hingga mendekati titik

pencairan. Karena udara menjadi dingin, mula – mula uap air akan

menjadi deposit, dimulai jadi cairan kemudian berubah menjadi salju halus

dengan arah yang berlawanan. Fungsi heat exchanger untuk memudahkan

pergerakan panas yang akan dipindahkan aliran panasnya, dari zat yang

memiliki panas lebih tinggi menuju daerah yang dingin hingga

temperature keduanya sama

6) Ekspansi

Udara yang dingin tersebut diekspansikan atau diturunkan pressure

nya sampai tekanan menjadi 70 – 80 psig hingga udara tersebut cair.

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). Dimana nitrogen memiliki titik didih yang lebih

tinggi dibandingkan dengan gas – gas lain yang terkandung dalam udara

yaitu   -195. Bila dipisahkan masing – masing gas pada proses vaporisasi

(destilasi), maka nitrogen akan cepat menguap dan menghasilkan produk

gas yang siap digunakan.

Gas nitrogen yang dihasilkan dari proses vaporisasi bisa dirubah

bentuk menjadi liquid dengan cara dilewatkan pada kolom – kolom

D. Penyimpanan Dan Transportasi Gas Alam

Metode penyimpanan gas alam dilakukan dengan "Natural Gas

Underground Storage", yakni suatu ruangan raksasa di bawah tanah yang lazim

disebut sebagai "salt dome" yakni kubah-kubah di bawah tanah yang terjadi dari

reservoir sumber-sumber gas alam yang telah depleted. Hal ini sangat tepat untuk

negeri 4 musim. Pada musim panas saat pemakaian gas untuk pemanas jauh

berkurang (low demand), gas alam diinjeksikan melalui kompresor-kompresor gas

ke dalam kubah di dalam tanah tersebut. Pada musim dingin, dimana terjadi

kebutuhan yang sangat signifikan, gas alam yang disimpan di dalam kubah bawah

tanah dikeluarkan untuk disalurkan kepada konsumen yang membutuhkan. Bagi

perusahaan (operator) penyedia gas alam, cara ini sangat membantu untuk

menjaga stabilitas operasional pasokan gas alam melalui jaringan pipa gas alam.

Pada dasarnya sistem transportasi gas alam meliputi :

1. Transportasi melalui pipa salur.

Transportasi dalam bentuk Liquefied Natural Gas (LNG) dengan

kapal tanker LNG untuk pengangkutan jarak jauh. Transportasi dalam

bentuk Compressed Natural Gas (CNG), baik di daratan dengan road

tanker maupun dengan kapal tanker CNG di laut, untuk jarak dekat dan

menengah (antar pulau).

Di Indonesia, Badan Pengatur Hilir Migas (BPH Hilir Migas) telah

menyusun Master Plan "Sistem Jaringan Induk Transmisi Gas Nasional

Terpadu". Dalam waktu yang tidak lama lagi sistem jaringan pipa gas alam

akan membentang sambung menyambung dari Nang roe Aceh

Darussalam-Sumatera Utara-Sumatera Tengah-Sumatera Selatan-Jawa-

Sulawesi dan Kalimantan. Saat ini jaringan pipa gas di Indonesia dimiliki

oleh PERTAMINA dan PGN dan masih terlokalisir terpisah-pisah pada

daerah-daerah tertentu, misalnya di Sumatera Utara, Sumatera Tengah,

Sumatera Selatan, Jawa Barat, Jawa Timur dan Kalimantan Timur.

Carrier LNG dapat digunakan untuk mentransportasi gas alam cair

(liquefied natural gas, LNG) menyebrangi samudra, sedangkan truk tangki

dapat membawa gasa alam cair atau gas alam terkompresi (compressed

natural gas, CNG) dalam jarak dekat. Mereka dapat mentransportasi gas

alam secara langsung ke pengguna-akhir atau ke titik distribusi, seperti

jalur pipa untuk transportasi lebih lanjut. Hal ini masih membutuhkan

biaya yang besar untuk fasilitas tambahan untuk pencairan gas atau

kompresi di titik produksi, dan penggasan atau dekompresi di titik

pengguna-akhir atau ke jalur pipa.

E. Pemanfaatan Gas

1. Pemanfaatan Gas Alam

Secara garis besar pemanfaatan gas alam dibagi atas 3 kelompok yaitu :

a Gas alam sebagai bahan bakar, antara lain sebagai bahan bakar

Pembangkit Listrik Tenaga Gas/Uap, bahan bakar industri ringan,

menengah dan berat, bahan bakar kendaraan bermotor (BBG/NGV),

sebagai gas kota untuk kebutuhan rumah tangga hotel, restoran dan

sebagainya.

b Gas alam sebagai bahan baku, antara lain bahan baku pabrik

pupuk, petrokimia, metanol, bahan baku plastik (LDPE = low density

polyethylene, LLDPE = linear low density polyethylene, HDPE = high

density polyethylen, PE= poly ethylene, PVC=poly vinyl chloride, C3 dan

C4-nya untuk LPG, CO2-nya untuk soft drink, dry ice pengawet makanan,

hujan buatan, industri besi tuang, pengelasan dan bahan pemadam api

ringan.

c Gas alam sebagai komoditas energi untuk ekspor, yakni Liquefied

Natural Gas (LNG).

Teknologi mutakhir juga telah dapat memanfaatkan gas alam untuk air

conditioner (AC=penyejuk udara), seperti yang digunakan di bandara

Bangkok, Thailand dan beberapa bangunan gedung perguruan tinggi di

Australia.

Khusus untuk pembangkitan energi listrik, penggunaan gas alam

makin populer, karena mampu menghasilkan pembakaran yang bersih dan

juga harganya tidak terlalu mahal. Berbeda dengan batubara yang

merupakan bahan bakar yang paling murah, namun juga merupakan yang

paling kotor dan menghasilkan level polusi yang tinggi terhadap

lingkungan di sekitarnya. Di bawah ini terdapat grafik yang

menggambarkan peningkatan yang diharapkan dari penggunaan gas alam

di sektor pembangkit listrik.

Gas Alam Di Indonesia

Pemanfaatan gas alam di Indonesia dimulai pada tahun 1960-an

dimana produksi gas alam dari ladang gas alam PT Stanvac Indonesia di

Pendopo, Sumatera Selatan dikirim melalui pipa gas ke pabrik pupuk Pusri

IA, PT Pupuk Sriwidjaja di Palembang. Perkembangan pemanfaatan gas

alam di Indonesia meningkat pesat sejak tahun 1974, dimana

PERTAMINA mulai memasok gas alam melalui pipa gas dari ladang gas

alam di Prabumulih, Sumatera Selatan ke pabrik pupuk Pusri II, Pusri III

dan Pusri IV di Palembang. Karena sudah terlalu tua dan tidak efisien,

pada tahun 1993 Pusri IA ditutup,dan digantikan oleh Pusri IB yang

dibangun oleh putera-puteri bangsa Indonesia sendiri. Pada masa itu Pusri

IB merupakan pabrik pupuk paling modern di kawasan Asia, karena

menggunakan teknologi tinggi. Di Jawa Barat, pada waktu yang

bersamaan, 1974, PERTAMINA juga memasok gas alam melalui pipa gas

dari ladang gas alam di lepas pantai (off shore) laut Jawa dan kawasan

Cirebon untuk pabrik pupuk dan industri menengah dan berat di kawasan

Jawa Barat dan Cilegon Banten. Pipa gas alam yang membentang dari

kawasan Cirebon menuju Cilegon, Banten memasok gas alam antara lain

ke pabrik semen, pabrik pupuk, pabrik keramik, pabrik baja dan

pembangkit listrik tenaga gas dan uap.

Selain untuk kebutuhan dalam negeri, gas alam di Indonesia juga di

ekspor dalam bentuk LNG (Liquefied Natural Gas)

Salah satu daerah penghasil gas alam terbesar di Indonesia adalah

Nanggröe Aceh Darussalam. Sumber gas alam yang terdapat di daerah

Kota Lhokseumawe dikelola oleh PT Arun NGL Company. Gas alam telah

diproduksikan sejak tahun 1979 dan diekspor ke Jepang dan Korea

Selatan. Selain itu di Krueng Geukuh, Nanggröe Aceh Barôh (kabupaten

Aceh Utara) juga terdapat PT Pupuk Iskandar Muda pabrik pupuk urea,

dengan bahan baku dari gas alam.

2. Pemanfaatan gas oksigen

Oksigen dapat di gunakan sebagai bahan baku penolong di industri

baja, glass, Ethylene Oxide, sebagai gas medis/pertolongan pernapasan, di

gunakan dalam pemotongan pengelasan, handering, dan lain-lain.

3. Pemanfaatan gas hidrogen

Sejumlah besar H2 diperlukan dalam industri petrokimia dan kimia.

Penggunaan terbesar H2 adalah untuk memproses bahan bakar fosil dan

dalam pembuatan ammonia. Konsumen utama dari H2 di kilang petrokimia

meliputi hidrodealkilasi, hidrodesulfurisasi, dan penghidropecahan

(hydrocracking). H2 memiliki beberapa kegunaan yang penting. H2

digunakan sebagai bahan hidrogenasi, terutama dalam peningkatan

kejenuhan dalam lemak takjenuh dan minyak nabati (ditemukan di

margarin), dan dalam produksi metanol. Ia juga merupakan sumber

hidrogen pada pembuatan asam klorida. H2 juga digunakan sebagai

reduktor pada bijih logam.

Selain digunakan sebagai pereaksi, H2 memiliki penerapan yang

luas dalam bidang fisika dan teknik. Ia digunakan sebagai gas penameng

di metode pengelasan seperti pengelasan hidrogen atomik. H2 digunakan

sebagai pendingin rotor di generator pembangkit listrik karena ia

mempunyai konduktivitas termal yang paling tinggi di antara semua jenis

gas. H2 cair digunakan di riset kriogenik yang meliputi kajian

superkonduktivitas. Oleh karena H2 lebih ringan dari udara, hidrogen

pernah digunakan secara luas sebagai gas pengangkat pada kapal udara

balon.

Baru-baru ini hidrogen digunakan sebagai bahan campuran dengan

nitrogen (kadangkala disebut forming gas) sebagai gas perunut untuk

pendeteksian kebocoran gas yang kecil. Aplikasi ini dapat ditemukan di

bidang otomotif, kimia, pembangkit listrik, kedirgantaraan, dan industri

telekomunikasi. Hidrogen adalah zat aditif (E949) yang diperbolehkan

penggunaanya dalam ujicoba kebocoran bungkusan makanan dan sebagai

antioksidan.

Isotop hidrogen yang lebih langka juga memiliki aplikasi

tersendiri. Deuterium (hidrogen-2) digunakan dalam reaktor CANDU

sebagai moderator untuk memperlambat neutron. Senyawa deuterium juga

memiliki aplikasi dalam bidang kimia dan biologi dalam kajian reaksi efek

isotop. Tritium (hidrogen-3) yang diproduksi oleh reaktor nuklir

digunakan dalam produksi bom hidrogen, sebagai penanda isotopik dalam

biosains, dan sebagai sumber radiasi di cat berpendar.

Suhu pada titik tripel hidrogen digunakan sebagai titik acuan dalam

skala temperatur ITS-90 (International Temperatur Scale of 1990) pada

13,8033 kelvin.

4. Pemanfaatan gas nitrogen

Nitrogen adalah suatu unsur yang pada suhu dan tekanan atmosfir

berbentuk gas. Kandungan Nitrogen dalam udara kurang lebih 79%

volume. Gas Nitrogen mempunyai sifat inert. Gas Nitrogen banyak di

pakai sebagai bahan flow testing, kalibrasi, plastic forming.

F. Upaya penanganan industri gas

Ada beberapa upaya penanganan produksi industri gas di antaranya :

Teknologi dan Inovasi yang Sudah Dilakukan Terhadap Potensi dari

Gas Alam

Selama 30 tahun terakhir ini, industri minyak dan gas alam telah

menjadi salah satu dari industri yang menerapkan teknologi canggih. Hal

ini diawali dengan keinginan dari industri untuk meningkatkan

produksinya, sehingga menghasilkan inovasi-inovasi teknologi. Diantara

inovasi-inovasi tersebut, yaitu:

Kemajuan teknologi di sektor eksplorasi dan produksi. Teknologi ini

membuat proses eksplorasi dan produksi dari gas alam menjadi lebih

efisien, aman, dan ramah lingkungan. Inovasi teknologi tersebut antara

lain:

- 3-D dan 4-D Seismic Imaging.

- CO2-Sand Fracturing

- Coiled Tubing

- Measurement While Drilling (MWD) System

- Slimhole Drilling

- Offshore Drilling Technology

Liquefied Natural Gas (LNG)

LNG ini didapatkan dengan cara mendinginkan gas alam pada

temperatur -260oF, tekanan normal. Pada temperatur tersebut, gas alam

akan berubah menjadi cair dan volumenya berkurang sampai 600 kali.

LNG ini lebih mudah disimpan dan lebih mudah pula untuk

ditransportasikan, sehingga biayanya pun menjadi lebih ekonomis. Selain

itu, dengan proses liquifikasi ini LNG dapat menghilangkan O2, CO2, S,

dan H2O sehingga LNG yang dihasilkan hampir pure metana.

Natural Gas Fuel Cell

Fuel cells biasanya menggunakan hidrogen sebagai bahan

bakarnya. Namun, hidrogen tidak terdapat di alam, sehingga harus dibuat.

Hal ini dapat dilakukan dengan cara mereaksikan antara steam (H2O) dan

gas alam (CH4), seperti terlihat di bawah ini.

Teknologi ini merupakan teknologi baru yang sangat menarik dan

menjanjikan untuk pembangkitan listrik yang efisien dan bersih. Fuel cells

memiliki kemampuan untuk menghasilkan listrik tanpa reaksi

pembakaran, melainkan menggunakan reaksi elektrokimia. Beberapa

keuntungan dari teknologi ini antara lain:

- Clean electricity – Dependability

- Distributed generation – Efisien

Limbah Gas dan Partikel

Udara adalah media pencemar untuk limbah gas. Limbah gas atau asap

yang diproduksi pabrik keluar bersamaan dengan udara. Secara alamiah udara

mengandung unsur kimia seperti O2, N2, NO2, CO2, H2 dan Jain-lain. Penambahan

gas ke dalam udara melampaui kandungan alami akibat kegiatan manusia akan

menurunkan kualitas udara.

Zat pencemar melalui udara diklasifikasikan menjadi dua bagian yaitu

partikel dan gas. Partikel adalah butiran halus dan masih rnungkin terlihat dengan

mata telanjang seperti uap air, debu, asap, kabut dan fume-Sedangkan pencemaran

berbentuk gas tanya dapat dirasakan melalui penciuman (untuk gas tertentu)

ataupun akibat langsung. Gas-gas ini antara lain SO2, NOx, CO, CO2, hidrokarbon

dan lain-lain.

Untuk beberapa bahan tertentu zat pencemar ini berbentuk padat dan cair.

Karena suatu kondisi temperatur ataupun tekanan tertentu bahan padat/cair itu

dapat berubah menjadi gas. Baik partikel maupun gas membawa akibat terutama

bagi kesehatan, manusia seperti debu batubara, asbes, semen, belerang, asap

pembakaran, uap air, gas sulfida, uap amoniak, dan lain-lain.

Pencemaran yang ditimbulkannya tergantung pada jenis limbah, volume

yang lepas di udara bebas dan lamanya berada dalam udara. Jangkauan

pencemaran melalui udara dapat berakibat luas karena faktor cuaca dan iklim turut

mempengaruhi. Pada malam hari zat yang berada dalam udara turun kembali ke

bumi bersamaan dengan embun. Adanya partikel kecil secara terus menerus jatuh

di atap rumah, di permukaan daun pada pagi hari menunjukkan udara

mengandung partikel. Kadang-kadang terjadi hujan masam.

Arah angin mempengaruhi daerah pencemaran karena sifat gas dan

partikel yang ringan mudah terbawa. Kenaikan konsentrasi partikel dan gas dalam

udara di beberapa kota besar dan daerah industri banyak menimbulkan pengaruh,

misalnya gangguan jarak pandang oleh asap kendaraan bermotor, gangguan

pernafasan dan timbulnya beberapa jenis penyakit tertentu.

Jenis industri yang menjadi sumber pencemaran melalui udara

di antaranya:

Industri besi dan baja

Industri semen

Industri kendaraan bermotor

industri pupuk

Industri aluminium

Industri pembangkit tenaga listrik

Industri kertas

Industri kilang minyak

Industri pertambangan

Jenis industri semacam ini akumulasinya di udara dipengaruhi arah angin,

tetapi karena sumbernya bersifat stationer maka lingkungan sekitar menerima

resiko yang sangat tinggi dampak pencemaran. Berdasarkan ini maka konsentrasi

bahan pencemar dalam udara perlu ditetapkan sehingga tidak menimbulkan

gangguan terhadap manusia dan makhluk lain sekitarnya. Jenis industri yang

menghasilkan partikel dan gas adalah sebagai tertera dalam tabel 6.

Tabel 7.6. Jenis industri dan limbahnya

No Jenis Industri Jenis Limbah

1. Industri pupuk Uap asam, NH3, bau, partikel

2. Pabrik pangan( ikan, daging, minyak

ikan, bagase, bir)

Hidrokarbon, bau, CO, H2S, da

uap asam

3. Industri pertambangan( mineral ):

semen, aspal, kapur, batubara, karbida,

serat gelas.

NOx, SOx, CO, HK, bau,

partikel

4. Industri metalurgi (tembaga, baja,

seng, timah hitam, aluminium)

NOx, SO, CO, HK, H2S, Chlor,

bau, partikel

5. Industri kimia(sulfat, serat rayon,

PVC, amonia, cat, dan lain-lain

HK, CO, NH3, bau, dan partikel

6. Industri pulp SOx, CO, NH3, H2S, bau.

Karakteristik Limbah Gas dan Partikel

Pada umumnya limbah gas dari pabrik bersumber dari penggunaan bahan

baku, proses, dan hasil serta sisa pembakaran. Pada saat pengolahan pendahuluan,

limbah gas maupun partikel timbul karena perlakuan bahan-bahan sebelum

diproses lanjut. Limbah yang terjadi disebabkan berbagai hal antara lain; karena

reaksi kimia, kebocoran gas, hancuran bahan-bahan dan lain-lain.

Pada waktu proses pengolahan, gas juga timbul sebagai akibat reaksi

kimia maupun fisika. Adakalnya limbah yang terjadi sulit dihindari sehingga

harus dilepaskan ke udara. Namun dengan adanya kemajuan teknologi, setiap gas

yang timbul pada rangkaian proses telah dapat diupayakan pengendaliannya.

Sebagian besar gas maupun partikel terjadi pada ruang pembakaran, sebagai sisa

yang tidak dapat dihindarkan dan karenanya harus dilepaskan melalui cerobong

asap. Banyak jenis gas dan partikel gas lepas dari pabrik melalui cerobong asap

ataupun penangkap debu harus ditekan sekecil mungkin dalam upaya mencegah

kerusakan lingkungan. Jenis gas yang bersifat racun antara lain SO2, CO, NO.,

timah hitam, amoniak, asam sulfida dan hidrokarbon. Pencemaran yang terjadi

dalam udara dapat merupakan reaksi antara dua atau lebih zat pencemar. Misalnya

reaksi fotokimia, yaitu reaksi yang terjadi karena bantuan sinar ultra violet dari

sinar matahari.

Kemudian reaksi oksidasi gas dengan partikel logam dengan udara sebagai

katalisator. Konsentrasi bahan pencemar dalam udara dipengaruh berbagai macam

faktor antara lain: volume bahan pencemar, sifat bahan, kondisi iklim dan cuaca,

topografi.

Oksida Nitrogen

Oksida nitrogen lazim dikenal dengan NO. bersumber dari instalasi

pembakaran pabrik dan minyak bumi. Dalam udara, NO dioksidasi menjadi NO2

dan bila bereaksi dengan hidrokarbon yang terdapat dalam udara akan membentuk

asap. NO2 akan berpengaruh terhadap tanam-tanaman dan sekaligus menghambat

pertumbuhan. Pabrik yang menghasilkan NO di antaranya adalah pabrik pulp dan

rayon, almunium, turbin gas, nitrat, bahan peledak, semen, galas, batubara, timah

hitam, song dan peleburan magnesium.

Fluorida

Fluorida adalah racun bersifat kumulatif dan dapat berkembang di

atmosfer karena amat reaktif. Dalam bentuk fluorine, zat ini tidak dihisap tanah

tapi langsung masuk ke dalam daun-daun menyebabkan daun berwarna

kuningkecoklatan. Binatang yang memakan daunan tersebut bisa menderita

penyakit gigi rontok. Pabrik yang menjadi sumber fluor antara lain pabrik

pengecoran aluminium pabrik pupuk, pembakaran batubara, pengecoran baja dan

lainnya

Sulfurdioksida

Gas SO2 dapat merusak tanaman, sehingga daunnya menjadi kuning

kecoklatan atau merah kecoklatan dan berbintik-bintik. Gas ini juga menyebabkan

hujan asam, korosi pada permukaan logam dan merusak bahan nilon dan lain-lain.

Gas SO2 menyebabkan terjadinya kabut dan mengganggu reaksi foto sintesa pada

permukaan daun. Dengan air, gas SO2 membentuk asam sulfat dan dalam udara

tidak stabil. Sumber gas SO2 adalal pabrik belerang, pengecoran biji logam, pabrik

asam sulfat, pabrik semen, peleburan tembaga, timah hitam dan lain-lain. Dalam

konsentrasi melebihi nilai ambang batas dapat mematikan.

Ozon

Ozon dengan rumus molekul O3 disebut oksidan merpakan reaksi foto

kimiawi antara NO2 dengan hidrokarbon karena pengaruh ultra violet sinar

matahari. Sifat ozon merusak daun tumbuh-tumbuhan, tekstil dan melunturkan

warna. Reaksi

pembentukan ozon sebagai berikut:

ultra violet

NO2 NO + On

O2 + On O3

NO + On NO2

Peroksil asetel nitrat merupakan reaksi NO2 dalam fotosintesa merusakkan

tanaman.

Amonia

Gas amonia dihasilkan pabrik pencelupan, eksplorasi minyak dan pupuk. Gas ini

berbahaya bagi pemanfaatan dan baunya sangat merangsang. Pada konsentrasi

25% mudah meledak.

Partikel

Partikel merupakan zat dispersi terdapat dalam atmosfer, berbagai larutan,

mempunyai sifat fisis dan kimia. Partikel dalam udara terdiri dari:

1) Asap, merupakan hasil dari suatu pembakaran.

2) Debu, partikel kecil dengan diameter 1 mikron.

3) Kabut, partikel cairan dengan garis tengah tertentu.

4) Aerosol, merupakan inti dari kondensasi uap.

5) Fume, merupakan hasil penguapan.

DAFTAR PUSTAKA

http://anekailmu.blogspot.com/2009/04/pembuatan-gas-hidrogen-h2.html

http://eyesbeam.wordpress.com/2009/03/11/67/

http://www.anekagas.com/ina/product/index.php?p_id=19

http://alfinpanda.blogspot.com/2012/03/gas-alam-lpg-dan-cara-

pembuatan.html