PROSES INDUSTRI KIMIA

LAPORAN PEMICU III

OLEH

Dede Muhammad Taher Hsb - 120405130

Arya Saka Wicaksono - 130405074

Yayang Afandy - 130405084

Ria Eirene - 130405098

Irsa Septiawan - 130405100

LABORATORIUM KIMIA FISIKA

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2015

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Sumber daya alam dihasilkan oleh alam yang dapat dimanfaatkan sebesar-

besarnya untuk memenuhi kebutuhan dan meningkatkan kesejahteraan manusia.

Sumber daya alam dapat dibedakan menjadi sumber daya alam yang dapat diperbaharui

((renewable resources) dan sumber daya alam yang tidak dapat diperbaharui (non-

renewable resources). Sumber daya alam yang dapat diperbaharui contohnya seperti

sinar matahari, angin, air, udara, gelombang laut , hasil-hasil perkebunan, pertanian,

peternakan hutan dan lain-lain, sedangkan sumber daya alam yang tidak dapat

diperbaharui seperti minyak dan gas bumi, serta mineral yang cadangannya terbatas di

alam. Sejak tahun 1980-an, Indonesia sebenarnya telah merancang tidak lagi

menjadikan sumber daya alam berbasis minyak dan gas bumi sebagai andalan

pemenuhan kebutuhan energi, dan mulai mencari alternatif sumber energi lain berasal

dari sumber daya hutan, sumber daya air, perkebunan, sumber daya mineral seperti batu

bara dan lain-lain. Untuk mempercepat dan mengoptimalkan pembangunan

perekonomian berbasis sumber daya alam sebagai penggerak kemajuan dan

kemakmuran bangsa, diperlukan pendekatan berbasis teknologi yang dipadukan dengan

karakter khas bangsa Indonesia yang disebut kearifan lokal.

1.2 Tujuan

Penulisan makalah ini bertujuan untuk :

1. Mengetahui tentang industri kimia organik dan proses pada industri kimia

organik.

2. Mengetahui tentang industri kimia anorganik dan proses pada industri kimia

anorganik.

3. Mengetahui perbedaan antara proses industri kimia organik dengan proses

industri kimia anorganik.

TINJAUAN PUSTAKA

A.INDUSTRI KIMIA

Industri kimia merujuk pada suatu industri yang terlibat dalam produksi zat kimia.

Industri ini mencakup petrokimia, agrokimia, bidang farmasi, cat, dan oleokimia.

Dimana seluruh produk yang dihasilkan menggunakan proses kimia, termasuk reaksi

kimia untuk membentuk suatu zat baru, pemisahan berdasarkan sifat suatu zat tersebut

seperti kelarutan atau muatan ion, distilasi, transformasi oleh panas, serta metode-

metode lainnya.

Dimana dalam industri kimia, bahan yang dipakai sebagian besar dari bahan

mentah yang dimana dapat diperoleh dari penambangan, pertanian, atau dari industri

yang hanya menghasilkan bahan setengah jadi.

Bahan mentah/

Bahan setengah jadi

Limbah

Pada gambar di atas dapat kita jelaskan bahwa dalam suatu industri, seperti

industri kimia memerlukan suatu proses untuk dapat mengolah suatu bahan menjadi

produk.

Penyediaan bahan baku untuk industri kimia berasal dari lingkungan alam yang

dikonversi menjadi bahan intermediet sebagai bahan dasar untuk pembuatan material

lainnya. Ada 4 sumber dari alam, yaitu:

Dari kulit bumi (litosphere)

Dari lautan (hidrosphere)

Dari udara (atsmosphere)

Dari tumbuhan (biosphere)

Bahan baku dari alam di atas dikelompokkan ke dalam renewable dan

nonrenewable. Sumber-sumber renewable dapat diperbaharui dengan sendirinya, seperti

produk dari sumber pertanian, hutan, perikanan, dan hewani. Apabila laju penggunaan

ProsesProduk

material di atas melampaui kapasitas regenerasinya, maka kelompok renewable menjadi

nonrenewable. Sumber nonrenewable berasal dari pembentukan geologi yang

berlangsung sangat sama. Material ini termasuk logam, mineral, dan material organik.

Penggunaan kelompok renewable juga merupakan bahan yang ramah lingkungan.

Limbah dari renewable umumnya dapat diuraikan oleh mikroorganisme

(biodegradable).

 

B.INDUSTRI KIMIA ORGANIK

Kata ‘kimia’ dapat diartikan sebagai suatu proses dimana sebelum dan sesudah

proses terjadi perubahan ‘identitas kimia’ yang ditandai dengan perubahan unsur-unsur

penyusunnya dan atau perubahan massa molekulnya ataupun struktur molekulnya,

dimana proses tersebut disebut dengan ‘reaksi kimia’. Bahan sebelum terjadinya proses

reaksi kimia disebut dengan ‘reaktan, hasil dari reaksi kimia tersebut disebut dengan

‘produk’, sedangkan proses reaksi kimia yang memisahkan sebelum dan sesudah proses

menggunakan simbol panah, sebagaimana seperti contoh berikut :

Pada reaksi diatas, A dan B merupakan reaktan sedangkan P dan Q merupakan

produk. Dalam hal ini reaktan dan produk terjadi perubahan identitas kimia yang

dapat perubahan struktur, unsur ataupun molekul kimia.

Reaksi kimia adalah suatu reaksi antar senyawa kimia atau unsur kimia yang

melibatkan perubahan struktur dari molekul, yang umumnya berkaitan dengan

pembentukan dan pemutusan ikatan kimia. Berlangsungnya proses tersebut

mempunyai dua kemungkinan yaitu memerlukan energi atau melepaskan energi.

Selain itu beberapa ciri fisik antara lain :

Terbentuknya endapan

Terbentuknya gas

Terjadinya perubahan warna

Terjadinya perubahan suhu atau temperatur

Semua reaksi kimia menyangkut perubahan energi yang diwujudkan dalam

bentuk panas. Kebanyakan reaksi kimia disertai dengan pelepasan panas, meskipun

adapula beberapa reaksi kimia yang menyerap panas. Bahaya dari suatu reaksi kimia

terutama adalah karena proses pelepasan energi yang demikian banyak dan dalam

kecepatan yang sangat tinggi, sehingga tidak terkendalikan dan bersifat destruktif

(merusak) terhadap lingkungan, termasuk operator/orang yang melakukannya.

Banyak kejadian dan kecelakaan di dalam laboraturium sebagai akibat reaksi

kimia yang hebat atau eksplosif (ledakan). Namun kecelakaan tersebut pada

hakikatnya disebabkan oleh kurangnya pengertian atau apresiasi terhadap faktor –

faktor kimia-fisika yang mempengaruhi kecepatan reaksi kimia.

Faktor – Faktor yang Mempengaruhi Laju Reaksi

Sifat Dasar Pereaksi

Zat – zat berbeda secara nyata dalam lajunya mereka mengalami perubahan

kimia. Natrium bereaksi sangat cepat dengan air pada temperatur kamar, tetapi

bereaksi lebih lambat dengan metil alkohol dan etil alkohol. Masing – masing reaksi

tersebut bersifat serta merta, artinya perubahan energi bebasnya bernilai negatif.

Selisih kereaktifannya dapat diterangkan dengan perbedaan struktur yang berlainan

dari atom dan molekul bahan yang bereaksi. Jika suatu reaksi melibatkan dua spesi

molekul dengan atom yang sudah terikat oleh ikatan kovalen yang kuat, tabrakan

antara molekul – molekul ini tidak memiliki energi yang cukup untuk memutuskan

ikatan molekulnya, sehingga menjadi sulit bereaksi atau kurang reaktif

.

Temperatur

Laju suatu reaksi kimia bertambah dengan naiknya temperatur. Kenaikan laju

reaksi ini dapat diterangkan sebagian sebagai lebih cepatnya molekul – molekul

bergerak kian – kemari pada temperatur yang lebih tinggi dan karenanya molekul

tersebut lebih sering bertabrakan satu sama lain. Pada temperatur yang ditinggikan,

persentase tabrakan yang mengakibatkan reaksi kimia akan lebih besar, karena

semakin banyak molekul yang memiliki kecepatan lebih besar dan karenanya

memiliki energi cukup untuk bereaksi.

Konsentrasi

Laju suatu reaksi dapat dinyatakan sebagai laju berkurangnya konsentrasi suatu

pereaksi, atau sebagai laju bertambahnya konsentrasi suatu produk. Oleh karena itu

konsentrasi pereaksi tentu saja dapat mempengaruhi kecepatan dalam reaksi.

Pengadukan

Pengadukan mempengaruhi laju reaksi dari suatu reaksi yang dapat dilihat pada

grafik dibawah ini. Semakin cepat kecepatan stirrer, maka laju reaksi juga akan

meningkat.

Gambar Grafik Pengaruh Pengadukan dengan Laju Reaksi

Katalis

Salah satu cara lain untuk mempercepat laju reaksi adalah dengan menurunkan

energi pengaktifan suatu reaksi. Hal ini dapat dengan menggunakan katalis.

Katalis adalah zat yang dapat meningkatkan laju reaksi tanpa dirinya mengalami

perubahan kimia secara permanen. Katalis yang berfungsi untuk mempercepat laju

reaksi disebut katalisator. Katalisator dapat dibedakan sebagai berikut:

1. (Katalisator Homogen), adalah katalisator yang mempunyai fasa sama dengan

zat yang dikatalisis. Contohnya adalah besi (III) klorida pada reaksi penguraian

hidrogen peroksida menjadi air dan gas oksigen.

2. (Katalisator Heterogen), adalah katalisator yang mempunyai fasa tidak sama

dengan zat yang dikatalisis. Umumnya katalisator heterogen berupa zat padat.

Banyak proses industri yang menggunakan katalisator heterogen, sehingga

proses dapat berlangsung lebih cepat dan biaya produksi dapat dikurangi.

Penambahan katalis memberikan perubahan yang berarti pada energi aktivasi.

Katalis menyediakan satu rute alternatif bagi reaksi. Rute alternatif ini memliki

energi aktivasi yang rendah. Diagram dibawah ini merupakan gambaran keadaan

energi :

Katalis hanya mempengaruhi laju pencapaian kesetimbangan, bukan posisi

keseimbangan (misal membalikkan reaksi). Katalis tidak menganggu gugat hasil

suatu reaksi kesetimbangan dan konsentrasi reaksi atau massanya setalah reaksi

selesai sama dengan konsentrasi atau massa reaksi sebelum reaksi dilangsungkan.

C.INDUSTRI KIMIA ANORGANIK

Kimia anorganik adalah cabang kimia yang mempelajari sifat dan reaksi senyawa

anorganik. Ini mencakup semua senyawa kimia kecuali yang berupa rantai atau cincin

atom – atom karbon, yang disebut senyawa organik dan dipelajari dalam kimia organik.

Perbedaan antara kedua bidang ilmu ini tidak mutlak dan banyak tumpang tindih,

khususnya dalam subbidang kimia organologam.

Industri kimia anorganik bahan baku proses nya berasal dari sumber daya alam

mineral. Contoh industri kimia anorganik adalah seperti industri semen, industri asam

sulfat, dan industri kaca.

CONTOH INDUSTRI KIMIA ANORGANIK (PEMBUATAN SEMEN)

Semen merupakan bahan bangunan yang digunakan untuk merekat, melapis,

membuat beton, dll. Semen yang terbaik saat ini adalah semen Portland yang ditemukan

tahun 1824 oleh Joseph Aspdin.

Bahan Baku Pembuatan Semen:

1. Batu kapur

Batu kapur merupakan Komponen yang banyak mengandung CaCO3 dengan

sedikit tanah lia, Magnesium Karbonat, Alumina Silikat dan senyawa oksida

lainnya. Senyawa besi dan organik menyebabkan batu kapur berwarna abu-abu

hingga kuning.

2. Tanah Liat

Komponen utama pembentuk tanah liat adalah senyawa Alumina

Silikat.Hidrat Klasifikasi Senyawa alumina silikat berdasarkan kelompok mineral

yang dikandungnya : Kelompok Montmorilonite Meliputi : Monmorilosite,

beidelite, saponite, dan nitronite Kelompok Kaolin Meliputi : kaolinite, dicnite,

nacrite, dan halaysite Kelompok tanah liat beralkali Meliputi : tanah liat mika

(ilite).

3. Pasir Besi dan Pasir Silikat

Bahan ini merupakan Bahan koreksi pada campuran tepung baku (Raw Mix)

Digunakan sebagai pelengkap komponen kimia esensial yang diperlukan untuk

pembuatan semen Pasir Silika digunakan untuk meneikkan kandungan SiO2

Pasir Besi digunakan untuk menaikkan kandungan Fe2O3 dalam Raw Mix.

4. Gypsum ( CaSO4. 2H2O )

Berfungsi sebagai retarder atau memperlambat proses pengerasan dari.semen

Hilangnya kristal air pada gipsum menyebabkan hilangnya atau berkurangnya

sifat gipsum sebagai retarder

PROSES PEMBUATAN SEMEN

Semen dapat dibuat dengan 2 cara Proses Basah Proses Kering Perbedaannya

hanya terletak pada proses penggilingan dan homogenisasi. 

a) Quarry : 

Bahan tambang berupa batu kapur, batu silika,tanah liat, dan material-

material lain yang mengandung kalsium, silikon,alumunium,dan besi oksida yang

diekstarksi menggunakan drilling dan blasting.

- Penambangan Batu Kapur:

Membuang lapisan atas tanah Pengeboran Membuat lubang dengan bor

untuk tempat Peledakan Blasting ( peledakan ) Dengan teknik electrical

detonation

- Penambangan Batu Silika:

Penambangan silika tidak membutuhkan peledakan karena batuan silika

merupakan butiran yang saling lepas dan tidak terikat satu sama lain.

Penambangan dilakukan dengan pendorongan batu silika menggunakan

dozer ke tepi tebing dan jatuh di loading area.

- Penambangan Tanah Liat:

Penambangan Tanah Liat Dilakukan dengan pengerukan pada lapisan

permukaan tanah dengan excavator yang diawali dengan pembuatan jalan

dengan sistem selokan selang seling.

b) Crushing:

Pemecahan material material hasil penambangan menjadi ukuran yang lebih

kecil dengan menggunakan crusher. Batu kapur dari ukuran < 1 m → < 50 m Batu

silika dari ukuran < 40 cm→ < 200 mm

c) Conveying:

Bahan mentah ditransportasikan dari area penambangan ke lokasi pabrik

untuk diproses lebih lanjut dengan menggunakan belt conveyor.

d) Raw mill (penggilingan bahan baku)

Proses Basah Penggilingan dilakukan dalam raw mill dengan menambahkan

sejumlah air kemudian dihasilkan slurry dengan kadar air 34-38 %.Material-

material ditambah air diumpankan ke dalam raw mill. Karena adanya putaran,

material akan bergerak dari satu kamar ke kamar berikutnya.Pada kamar 1 terjadi

proses pemecahan dan kamar 2/3 terjadi gesekan sehingga campuran bahan

mentah menjadi slurry.

Proses Kering Terjadi di Duodan Mill yang terdiri dari Drying Chamber,

Compt 1, dan Compt 2. Material-material dimasukkan bersamaan dengan

dialirkannnya gas panas yang berasal dari suspension preheater dan menara

pendingin. Pada ruangan pengering terdapat filter yang berfungsi untuk

mengangkut dan menaburkan material sehingga gas panas dan material

berkontaminasi secara merata sehingga efisiensi dapat tercapai. Terjadi pemisahan

material kasar dan halus dalam separator.

e) Homogenisasi:

Proses Basah Slurry dicampur di mixing basin,kemudian slurry dialirkan ke

tabung koreksi; proses pengoreksian. Proses Kering Terjadi di blending silo

dengan sistem aliran corong.

f) Pembakaran/ Pembentukan Clinker:

Pembakaran/ Pembentukan Clinker terjadi di dalam kiln. Kiln adalah alat

berbentuk tabung yang di dalamnya terdapat semburan api. Kiln di design untuk

memaksimalkan efisiensi dari perpindahan panas yang berasal dari pembakaran

bahan bakar.

PEMBENTUKAN CLINKER:

Proses yang terjadi di dalam kiln: Pengeringan Slurry, Pemanasan Awal, Kalsinasi,

Pemijaran, Pendinginan dan Penyimpanan Klinker.

PENGERINGAN SLURRY:

Pengeringan slurry terjadi pada daerah 1/3 panjang kiln dari inlet pada temperatur 100-

500 °C sehingga terjadi pelepasan air bebasdan air terikat untuk mendapatkan padatan

tanah kering.

PEMANASAN AWAL:

Pemanasan Awal terjadi pada daerah 1/3 setelah panjang kiln dari inlet. Selama

pemanasan tidak terjadi perubahan berat dari material tetapi hanya peningkatan suhu

yaitu sekitar 600°C dengan menggunakan preheater.

KALSINASI:

Kalsinasi Penguraian kalsium karbonat menjadi senyawa-senyawa penyusunnya pada

suhu 600 °C.

reaksinya:

CaCO3 → CaO + CO2 MgCO3 → MgO + CO2

PEMIJARAN:

Reaksi antara oksida-oksida yang terdapat dalam material yang membentuk senyawa

hidrolisis yaitu C4AF, C3A, C2S pada suhu 1450° C membentuk Clinker.

PENDINGINAN:

terjadi pendinginan Clinker secara mendadak dengan aliran udara sehingga Clinker

berukuran 1150-1250 gr/liter. Clinker yang keluar dari Cooler bersuhu 150-250° C.

TRANSPORTASI & PENYIMPANAN CLINKER :

Klinker kasar akan jatuh kedalam penggilingan untuk dihaluskan. Kemudian dengan

drag chain, klinker yang telah dihaluskan diangkut menuju silo klinker atau langsung

ke proses cement mill untuk diproses lebih lanjut menjadi semen.

CEMENT MILL:

Merupakan proses penggilingan akhir dimana terjadi pebghalusan clinker-clinker

bersama 5 % gipsum alami atau sintetik. Secara umum, dibagi menjadi 3 proses:

Penggilingan clinker Pencampuran Pendinginan.

Keuntungan dan Kerugian Proses Basah

Kadar alkalisis, klorida,dan sulfat tidak menimbulkan gangguan penyempitan dalam

saluran material masuk kiln. Deposit yang tidak homogen tidak berpengaruh karena

mudah untuk mencampur dan mengoreksinya. Pencampuran dan koreksi slurry lebih

mudah karena berupa larutan. Fluktuasi kadar air tidak berpengaruh pada proses.

Kerugian: Proses basah baik digunakan hanya bila kadar air bahan bakunya cukup

tinggi Pada waktu pembakaran memerlukan banyak panas, sehingga konsumsi bahan

bakar lebih banyak Kiln yang dipakai lebih panjang karena proses pengeringan yang

terjadi dalam kiln menggunakan 22 % panjang kiln.

Keuntungan dan Kerugian Proses Kering

Keuntungan: Kiln yang digunakan relatif pendek Kebutuhan panas lebih rendah.

Kerugian: Rata-rata kapasitas kiln lebih besar Fluktuasi kadar air menganggu

operasi, karena materail lengket di inlet kiln Terjadipenebalan/penyempitan pada

saluran pipa kiln.

Hasil Akhir:

Semen PPC: semen campuran yang menggunakan pozzolan sebagai bahan tambahan

pada campuran terak dan gips dalam proses penggilingan akhir. Sesuai untuk

pengecoran beton massa, dam, irigasi, bangunan tepi laut atau rawa, yang

memerlukan ketahanan sulfat dan panas hidrasi sedang.

Gambar Proses Pembuatan Semen dengan Proses Kering

D. PERBEDAAN PROSES INDUSTRI KIMIA ORGANIK DAN PROSES INDUSTRI KIMIA ANORGANIK

Dari gambar di atas dapat kita lihat bahwa dari kedua pabrik tersebut dapat kita

ketahui proses yang terjadi. Dari pabrik gula, bahan dasarnya yakni dari tebu yang

dimana bahan dasarnya dari tumbuhan (organik) diamana pada proses yang terjadi tebu

diangkut dengan menggunakan bed convenyor lalu dipress tebu tersebut sehingga

didapatkan sari/air gula dari dalam tebu tersebut. Lalu tahan selanjutnya adalah

purifying/pemurnian dimana air gula yang dari tebu dimurnikan dengan pemanasan dan

penyaringan sehingga terpisahlah kotoran/blondo tersebut. Dan pada tahap akhir adalah

kristalisasi air gula tersebut dimana air gula dipadatkan lalu setelah proses kristalisasi

selesai kemudian dicetak/dihancurkan menjadi butiran kecil lalu di kemas. Berbeda

dengan proses pembuatan semen, dimana bahan bakunya dari senyawa Anorganik yakni

limestone yang diamana bisa kita lihat bahwa ada berbagai tahapan yang dilakukan

mulai dari proses grindling, dan heater.

Dari kedua flowsheet diatas dapat kita simpulkan bahwa dalam pabrik yang

berkaitan dengan senyawa anorganik memerlukan cost yang tinggi, energi yang tinggi

serta dalam pemrosesannya memakan waktu sebelum diproses ke reactor dari pada

pabrik yang berbahan baku/feed-nya adalah senyawa organik namun keuntungan dalam

segi pembuatannya senyawa anorganik cenderung lebih cepat bereaksi dibanding

senyawa organik .