Pilot Plant Skala lndustri a Laboratorium f PROSES INDUSTRI KIMIA Industrial stoichiometry dalam proses manufakturing Oleh: Prof.Dr.Ir.Igo. Suharto, APU IUNPARH44fi l?>99.'J.3 94 No. Ne · P../ fTI 9-. I� .� -.1 ?.!.t:i. .{?.· In-cl' k �� Tgl � :-. �. ;.lf; Hur:· Dori Klass r/B�li . . .. ....• . . . . .. . . . . . . . . . . . . . ....... .. \.:\.��� .. -���� ·'· · ·· · · · · · ·• Proses Industri Kimia Oleh : Prof. Dr. Ir. lgn. Suharto, APU Hak Cipta@ 2014 pada penulis Desain Cover : Edi Ayudi Hak Cipta dilindungi undang-undang. Di larang memperbanyak atau memindahkan sebagian atau seluruh isi buku ini dalam bentuk apapun, baik secara elektronis maupun mekanis, termasuk memfotokopi, merekam atau dengan si stem penyimpanan lainnya, tanpa idzin te1tulis dari Penulis. Penerbit UNPAR PRESS Jalan Ciumbuleuit 94-96, Bandung 40141 Percetakan Perpustakaan Nasional : Katalog dalam Terbitan (KOT) Suharto, Ignatius Proses Industri Kimia I Ign. Suharto; Ed. I. Jilid 2 UNPAR PRESS xliii + 446 halaman.; 148 x 21 Cm.... ISBN: 978-602-70484-2-3 I. Proses Industri Kimia II. Judul III. Ign. Suharto - Penerbit: Ill Penemuan penemuan baru era tahun 1 965 bahwa molekul carbon . atom yang berbentuk silinder dan bahwa 20 tahun kemudian penemuan tersebut diperbaharui oleh ihnuwan Prof Richard Smalley dan Prof Robert Curl keduanya dari Rice dibuat University tergeraklah multiple dari di penulis Houston, Texas, ini buku untuk USA, rnaka mengeksplorasi seberapa besar isu bahan baku kimia industr·i (bbki) yang ada di Indonesia dapat dikernbangkan, diteliti dan dimanfuatkan mer\iadi produk kimia yang berrnanfuat bagi rnasyarakat. Sumber Daya Alam (SDA) resources) rnaupun sumber daya alam atau bahan baku tak terbaharukan (Non renewable resources) di Indonesia cukup melimpah terbaharulrnn sehingga (Renewable bahan baku kimia industri diproses dengan teknologi proses kimia tersebut perlu mer\iadi produk barang setengah jadi ataupun produk barang siap di pasarkan baik dalam negeri rnaupun ekspor keluar negeri. Disadari pula bahwa bahan baku kimia industri yang melimpah di dikernbangkan Indonesia dan sedang dinianfuatkan dan sudah dengan diteliti, teknologi proses kimia, namun ha! ini belum sepenuhnya menggunakan teknologi rarnah lingkungan berbasis pada IV konsep green chemistry dan green engineering oleh sumber daya manusia yang cendekia dan profesional menjadi produk barang kualitas tinggi sesuai dengan SNI dan standard lainnya untuk memenuhi tarikan pasar baik keperluan lokal maupun ekspor. Tujuan Tujuan penulisan buku Proses lndustri Kimia dan proses kimia dan perhitungan dan Industrial Stoichiometry ini ialah 1. Memberikan industrial uraian teknologi stoichiometry untuk penyelesaian soal-soal dalam proses industri kimia, 2. Mempelajari dan mengembangkan bahan baku kimia industri yang melimpah di Indonesia. Adapun buku bahan baku kimia industri dibahas dalam ini berturut- tumt sebagai berikut: Air taut dikonversi menjadi NaCL,CL2,H2,NaOH Udara dikonversi menjadi 02,N2,NH1,dan gas mulia Mi6ertiJ(�pgitili �l/ipnii�tft�nj<t.dtfe4t,Cu,N1�Mg, Ph Mineral non-logam dikonversi menjai CaCL2,CaC01 Batu hara dikonversi menjadi Benzena,Toluena, Xylene v petrpleum· · dikpnversi .fl##jn.(i.j g:i1§.,/��rpsin.e, 4ie!!ef oil Biomassa dikonversi menjadi karbon aktif dan bioethanol Kimia eksplosiftermasuk nitrogliserin,dan dinamit, Obat terlarang termasuk steroid, cocaine, codeine, dan moljin e ;'>��n ;.·�·�ll���0.i.�e�?a!i "!i�'1«1l ��'.·• ��c�i �·panglllJ.9'1: d.an<e11.ergi;1te,.. .�fffe.i�. l!aty,;:P:a:. rw .. .. ·.·· Sasaran buku ini ialah tercapainya penguasaan ilmu teknik/teknologi proses anorganik dalam eksplosif; sintesis kimia organik dan industri kimia, industri furmas� industri industri obat terlarang khususnya bagi para pemegang kekuasaan, dosen dan mahasiswa jurusan ilmu teknik/teknologi maupun mahasiswa ekonomi dan politik serta, analisis jurusan sosial­ inteligen komunitas, militer/ kepolisian dan calon wirausaha baru. Industri kimia sudah dikernbangkan dan bagairnana mengembangkan proses baru, produk barang baru dan memperbaiki fungsi produk dan biaya produksi yang Vl murah dengan bahan baku lokal di Indonesia masih belum sepenuhnya dilakukan.; Industri kimia berbasis pada konsep dan green chemistry green engineering sangat diperlukan di Indonesia, sehingga produk barang mampu dipasarkan di pasar intemasional merupakan salah satu jalan merntju revolusi teknologi global bagi kesejahteraan dan kualitas hidup. Jika industri kimia Indonesia sudah berbasis hasil penelitian bangsa diterapkan, maka sasarannya ialah industri kimia lebih kokoh, lebih efisien dan lebih tinggi produktivitasnya, lebih rendah biaya produksi dan ramah lingkungan. Hal penelitian ini teknologi instansi/lembaga diverifikasi, analisis dapat dilaksanakan proses kimia penelitian di dikembangkan, sosial dan dari hasil berbagai Indonesia dianalisis lingkungan jika hidup dapat tekno-ekonomi, sebagai landasan studi kelayakan untuk transfer teknologi ke industri skala kecil, menengah, Pada besar dan modern. tahap pengembangan, berikutnya perekayasaan, teknologi vertikal dan komitmen memtju industri diperlukan rancang horiwntal, kimia teknik/teknologi, professionaL pasar, Adanya sumber produk pcluang bahan daya barang pemasaran bangtm, transfer sehingga tumbuh berkelanjutan kepedulian terhadap sosial masyarakat responsibility). pengenalan, ( Cmporate social bairn manusia sesuai prodttl< dengan kimia industti, cendekia dengan barang dan keinginan dan jasa II.. vu pelayanan ihniah, pemerintah dan undang-undang dan peraturan diperlukan guna memhangun industri kimia berkela1zjuta1L Pertumbulnm oleh salah kimia. ekonomi satu di · antaranya Perkemhangan kornpleksnya kimia industri perubalnm kornpleks, nasional dipengaruhi perkembangan industri kimia ihnu unit sangat dipengaruhi oleh teknik/teknologi, proses sintesis reaksi kimia yang melibatkan tekanan tinggi. Sernakin kornpleks reaksi kimia dan proses kimia dalam industri kimia, rnaka semakin dituntut keselamatan (Safety) atau (Loss Prevention) dan kearnanan ke1ja yang tinggi bagi operatornya dan darnpak lingkungan hidup. Terjadinya penelitian terjadi atau interaksi ihniah isu dengan bagaimana sebaliknya antara teknologi permintaan membangun terjadi tarikan dari konsumen, industri pasar rnaka kimia tentang hasil baru produk barang dan jasa pelayanan ihniah, rnaka terjadi isu ingin memhang u n industri kin1ia baru pula. .Industl:i l<i"1i�'4a1.f�Jly¢f3pa11i�illtg1.f k¢rja. Isu kunci proses 1naupun skala besar industri kimia tenaga kerja profesional industri dan diharapkan terwujudnya baru yang trarnpil, sekaligus kimia siap tenaga dan marnpu kerja mengakhiri menengah pendirian menyerap cendekia kemiskinan dan anak bangsa Indonesia dewasa ini Proses industri kimia skala Vlll kecil, dan menengah jumlah industri kimia Pemahaman ialah bahwa sebagian jenis dan bellllll sepenuhnya dilaksanakan . industri kimia sangat beragarn, bervariasi dan berbeda, namun apapun batasan dan cara pandang industri kimia kontribusi industri kimia (Chemical bahwa industry) menghasilkan beribu-ribu jenis senyawa produk kimia bagi pertumbuhan ekonomi sangat tinggi terhadap Pembangunan Nasional. 1111 memben'kan informasi ihniah untuk dipahami, dikembangkan, dan dimanfuatkan guna Semoga memberi buku kontribusi kepada pembangunan nasional untuk memulai dan mengembangkan serta memanfuatkan sumber kimia daya menjadi alam lokal sebagai bahan produk barang sekaligus baku industri pengakhiran kemiskinan bangsa Indonesia. Semoga karya ilmiah buku ini berguna, bermanfuat, dan berharga bagi mencerdaskan anak bangsa Indonesia sekarang dan selama-Jamanya. Apapun kritik yang membanb>un demi perbaikan isi buku ini, kami terima dengan senang hati. Terima kasih dan Tuhan selalu membimbing, melindungi dan beserta Kita. Amin Bandung, 9 Juni 2014 Penulis, ProfDr.lr.lg n.Suharto, APU ix Pe1iama-tama kami ucapkan banyak terima kasih kepada Bapak Prof. Dr. Ir. Ign. Suharto, APU yang sudah menyelesaikan penulisan buku be�judul ; PROSES INDUSTRI KIMIA Industrial stoichiometry dalam proses manufakturing Sebuah buku yang berhasil mengeksplorasi isu sumber bahan baku kimia industri yang melimpah di Indonesia dala!n sintesis kimia yang dise1iai dengan unit proses menjadi produk kimia sungguh organik dan anorganik bagi pembangunan nasional bangsa sangat berniakna umumnya dan khususnya bagi dosen dan Indonesia ilmuwan peneliti dari berbagai maupun sosial-ekonomi dan juga ilmu teknik/teknologi para pejabat yang berhubungan dengan pengembangan proses dan produk kimia dan dampak penggunaa n produk kimia. Menapak tilas pe�jalanan beliau membangun Bandung, membagi Lembaga beliau, mulai dari peran Kimia Nasional-LIP! di di era tahun 1965, maka beliau selalu waktu dan kepakaran beliau di Yayasan Universitas Katolik Parahyangan di era tahun 1976 tanpa kenal Eksakta lelah dan berakhir mendirikan dua F akultas barn yaitu Fakultas Teknologi Industri dan x Fakultas MIPA di lingkungan Universitas Katolik Parahyangan tahun 1992. Tujuan pendirian dan pembukaan Fakultas baru ini ialah untuk rnernenuhi persyaratan Universitas Katolik Parahyangan sebagai Universitas sesuai dengan Keputusan Mendikbud Nomor: 0686 I U I 91 tanggal 30 Desember 1991 yang rnenyatakan bahwa setiap Universitas wajib rnemiliki minimal tiga Fakltltas Eksakta untuk tetap dapat disebut sebagai Universitas, jika tidak, maka Universitas rnenjadi Sekolah Tinggi Buku ini juga rnemberikan strategi berpikir jangka pendek dan panjang untuk rnengantisipasi revolusi teknologi global rnernaju kehidupan umat manusia Jebih nyaman, lebih sejahtera, dan lebih sehat dan diharapkan mampu rnemberi kontnbusi terhadap pertumbuhan industri kimia berbasis bahan baku kimia industri dan potensi serta kekuatan sendiri bangsa Indonesia rnerntju kualitas produk barang. Semoga buku ini bermanfuat dan berguna bagi para peneliti, para dosen, para mahasiswa, dan juga para pejabat pemerintah yang terkait. Terima kasih. Bandung, 9 Juni 2014 Dekan Fakultas Teknologi Industri-Unpar Dr.Ir.Paulus Sukapto,MBA l Xl Pertama-tarna karni rnngucapkan selarnat kepada Bapak Prof Dr. Ir. Ign. Suharto, APU atas selesainya penulisan buku judul PROSES INDUSTRI KIMIA Industn'al �toichiomery tlalamproses 11u1nufakturing Kami segala juga upaya Bapak sangat gernbira dan waktu yang berterirna telah Prof.Dr.lr.Ign.Suharto,APU di kasih atas dituangkan oleh dalam oenulisan buku ini. Buku ini rnernuat profil bahan baku kirnia industri yang banyak terdapat di Indonesia, mernberikan tentang keterkaitan dengan antara pasarlmarket rnengenai organik ilmu teknik/teknologi rnernberikan needs garnbaran singkat sintesis kirnia berbagai unit proses dalarn dan rnemberikan chemistry anorganik di pengenalan dan dalam Industri Kirnia serta terhadap green engineering konsep di dalarn green aspek pengernbangan teknologi saat ini Di dalarn Teknik Kirnia, konsep green chemistry I engineering ini digunakan untuk rnemastikan kesinarnbungan /sustainability dari setiap aspek pada green proses kirnia mulai dari bahan baku altematif untuk Xll sumber daya energi dan bahan kimia, sampai dengan produk yang ramah lingkungan. chemistry dan green engineering landasan tidak hanya di dalam Konsep ini telah green dijadikan pengembangan industri kimia saja, tetapi juga sudah mencakup berbagai aspek kehidupan lainnya. Oleh karena itu,informasi di dalam buku ini menjadi sangat penting dan relevan untuk dijadikan rujukan bagi kegiatan pembelajamn dan penelitian para dosen dan mahasiswa, bukan hanya untuk Teknik Kimia saja, tetapi juga untuk program studi lainnya. Akhir kata, mewakili seluruh sivitas akademik program studi Teknik Kimia, kami mengucapkan selamat membaca dan memanfuatkan informasi yang terkandung di dalam buku ini. Semoga buku ini dapat memberikan manfuat yang besar demi kemajuan kita bersama. Bandung, 9 Juni 2014 Ketua Jmusan Teknik Kimia, Dr.Henky M uljana,ST.,M.Eng Proses lndustri Kimia xiii Peng11nt�r .. Industri kimia tradisional dan modern menghasilkan produk kimia yang sangat bermanfaat bagi peningkatan pemeliharaan kesehatan masyarakat, meningkatkan kualitas hidup umat manusia sehingga hidup manusia lebih nyaman, lebih sehat dan lebih sejahtera dan memiliki prospek industri kimia berkelanjutan. Disadari sepenuhnya bahwa produk kimia mempunyai dampak negatif terhadap lingkungan, namun dengan konsep dan penerapan kimia hijau (Green chemistry) dan green engineering dan pembangunan berkelanjutan, maka ha! ha! yang negatif produk kimia dapat diatasi. Kemajuan proses industri kimia sangat tergantung pada kemajuan ilmu dan teknologi sehingga proses industri kimia yang melibatkan banyak reaksi kimia yang kompleks pada kondisi tekanan tinggi, suhu tinggi, dan senyawa kimia yang reaktif serta bahan berbahaya dan beracun diperlukan sumber daya manusia cendekia dan profesional yang mampu bekerja dengan konsep Accurate,Brief,dan Correct (ABC). Semakin kompleks reaksi kimia dalam proses produksi, maka semakin kompleks penerapan keselamatan (Safety) kerja bagi operator di unit produksi. Keselamatan kerja di unit produksi sama pentingnya xiv Ringkasan Proses Industri Kimia dengan teknologi produksi. Disadari sepenuhnya bahwa konsep keselamatan kerja adalah termasuk konsep lama dan dewasa ini konsep keselamatan (Safety) kerja diganti dengan istilah loss prevention. Konsep pendekatan kimia hijau (Green chemistry) adalah perancangan proses industri kimia dan produk kimia mampu mereduksi atau mengeliminasi penggunaan dan penciptaan bahan beracun dan berbahaya. Penerapan kimia hijau (Green chemistry) diantaranya ialah mencegah terjadinya limbah kimia di unit teknologi produksi, memaksimalkan semua proses kimia industri menjadi produk kimia akhir tanpa adanya produk sampingan dan limbah, mengusahakan dan menggunakan bahan baku kimia industri sedikit mungkin dan menghindari senyawa kimia yang beracun, menciptakan produk kimia dengan sedikit mungkin toksisitasnya, meminimumkan penggunaan energi yang digunakan, memaksimalkan penggunaan bahan baku kimia industri yang terbaharui (Renewable resources). Desain proses industri kimia merupakan unsur kritis dalam penerapan pembangunan proses industri kimia L Proses lndustri Kimia xv berkelanjutan. Desain, komersialisasi dan penggunaan proses dan produk kimia hendaknya layak secara ekonomi, diterima secara sosial, secara teknis dapat dilakukan, dan secara ekologi tidak menimbulkan pencemaran lingkungan. Sementara itu, proses industri kimia tanpa polusi wajib dilaksanakan untuk mengurangi resiko terhadap kesehatan masyarakat dan lingkungan sekitarnya. Dalam desain proses industri kimia dan produk kimia, maka diperlukan penggunaan analisis sistem dan sekaligus mengintegrasikan dengan dampak lingkungan. Pola pikir siklus hidup (life cycle) wajib diterapkan dalam segala aktivitas green enginering. Indonesia memiliki sumber daya alam terbaharui (Renewable resources) dan sumber daya alam yang tak terbaharui (Non-renewable resources) yang sangat melimpah sehingga dapat digunakan sebagai bahan baku kimia industri. Bahan baku kimia industri (BBKI) yang terdapat di Indonesia cukup melimpah dan belum dimanfaatkan secara optimal. Adapun BBKI yang dimaksud adalah; 1. Air laut, 2. Udara, 3. Mineral logam, 4. Mineral non-logam, 5. Petroleum, xvi Ringkasan Proses Industri Kimia 6. Gas alam, 7. Batu bara, dan 8. Biomassa. BBKI tersebut diproses dengan teknologi proses kimia sesuai dengan konsep green chemistry dan green engineering dan sumber daya manusia cendekia dan profesional menj adi produk kimia sesuai dengan tarikan pasar (Market needs) yang memenuhi SN! dan standard lainnya. Berbasis pada BBKI air laut diproses menjadi garam dapur, soda kostik, gas khlor, dan gas hidrogen. BBKI udara diproses menjadi gas nitrogen, oksigen dan argon, neon, kripton, dan xenon. BBKI mineral logam diproses menjadi besi baja, aluminium, tembaga, magensium, dan timbal. BBKI mineral non logam diproses menjadi berbagai macam produk diantaranya aluminum sulfat, gips, kalsium karbonat, kalsium khlorida, titanium dioksida, iodin, keramik, kaca, clan semen. BBKI petroleum diproses menjadi berbagai macam produk bensin, kerosine, minyak diesel, asphalt. BBKI batu bara diproses menjadi produk energi baik Lmtuk pembangkit listrik tenaga uap maupun energi di industri kimia lainnya. BBKI biomassa diproses menjadi produk karbon aktif, ethanol, clan obat obatan. xvii ���� ��� Proses Industri Kimia BBKI untuk produksi bahan eksplosif baik untuk kegiatan penambangan mineral maupun keperluan mi liter. Ifill:���=:� ��-� M•'; Semakin kompleks reaksi kimia dalam industri kimia tanpa polusi, maka semakin dituntut keselamatan kerja (Safety) bagi para operator dan lingkungan industri. Pola pikir sistem dalam perekayasaan proses dan produk kimia sangat membantu dalam mempertimbangkan suatu unit perekayasaan sebagai sistem agar tidak terjadi kecelakaan ( Zero accident). Produk kimia pada dasarnya adalah bahan berbahaya dan beracun, namun dengan penerapan konsep kimia hijau (Green che mistry) dan perekayasaan hijau (Green engineering) serta pembangunan berkelanjutan, maka produk kimia tersebut tidak usah dikawatirkan baik terhadap pemeliharaan kesehatan masyarakat maupun dampak terhadap lingkungan kerja maupun lingkungan sekitar pabrik. Industrial stoichiometry untuk perhitungan kimia dalam proses manufakturing sangat bermanfaat bagi saijana yang bekerja di unit proses dan unit operasi guna memonitoring, mengendalikan dan mengawasi proses produksi di proses industri kimia. Bagi mahasiswa, maka Industrial stoichiometry bagi mahasiswa akan menambah penguasaan proses industri XVIU Ringkasan Proses lndustri Kimia kimia menuju ketingkat profesionalan dalam bekerja. akan Industrial stoichiometry Penguasaan meningkatkan kemampuan untuk menuju menetapkan dan diagnosa kinerja dan penyelesaian proses kimia. Pada buku ini dibahas soal pilihan ganda yang meliputi hafalan dan jawaban perhitungan soal yang diselesaikan dalam waktu singkat berbasis konsep Accurate, Brief, dan Correct. Pada soal soal essay meliputi beberapa butir,yaitu; I. Perhitungan bahan bakar gas dan cair, karena bahan bakar gas merupakan campuran yang perlu dianalisis masing masing komponen. 2. Neraca massa dan keseimbangan reaksi kimia yang meliputi berturut turut bahan bakar padat, senyawa belerang dan asam sulfat, batu kapur, dan senyawa nitrogen. 3 . Latihan pembuatan diagram alir proses industri kimia, pemilihan basis perhitungan, penggunaan neraca massa, unsur, dan komponen neraca, penggunaan neraca energ1, 4. Perhitungan komponen campuran dalam jumlah kecil, 5. Perhitungan analisis bahan bakar, 6. Penggunaan relasi keseimbangan reaksi kimia, 7. Perhitungan pembakaran senyawa organik hidrokarbon, dan 8. Perhitungan asam sulfat dan oleum. i r XIX DAFTARISI n1 Pengantar . .... ..... ... .. ... ... ... ....................... ............. .... Sambutan Dekan Fakultas Teknologi Industri Universitas Katolik Parahyanagn (UNPAR) ............ ix Sambutan Ketua Jurusan Teknik KimiaFakultas Teknologi Industri-Universitas Katolik Parahyangan . ... ..... . .... . . .. .. . .. .. . ... ... .. .... ... . ...... x1 Ringkasan Proses Industri Kimia . . . . . .. .. .. .... . . .... .. .. .. . xm Daftar isi . . .. . . . . . . .. .. .. .. .. .. . .. .. .. . .. .. . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . xix Daftar Garnbar .. . .. . .. ...... .. .... .... . .... .. .. .. . ... .. . .. . . ... .. . .. ... xLiii Daftar Tabel .................. .. ......................................... xLvi BAGIANI PROSES INDUSTRI KIMIA BERBASIS BAHANBAKU KIMIA INDUSTRI AIR LAUT ................................................ BABI PROSES INDUSTRI GARAM DAPUR .............. Pengantar .............................. .... . .. ............................. Jenis - jenis NaCL ....................................... ............. Manfaat garam dapur . . .. .. .. . .. .. . . . . . .. . .. . .. .. .. .. . . . . .. .. . . .. . .. Proses dan prosedur ....... :. .. ... .. . .. ... .. .. . ... .. . .... . .. ... . .. .. . Pembuatan garam dapur rakyat .. . .. .. . .. . .. .. .. .. .. .. . . .. . .. 1 2 2 3 4 5 6 xx . . . Diagram alir pembuatan NaCL Kelarutan dan non-kelarutan .. . .. . .. . .. .. . .. .. . .. ... .. .. . .. .. . 10 i�I �ii��. ·��·� l'f ................... .... .... . . ·· ·· 7 ·v&·i·:'Bmn::;;• ?'. <><+.····· fiF·�01�.au.:»J!lim.i\is1s ' li�;'.�+��:�1���): ��'.1:���:1�:�:·'.��:- �:, ��'.�)�}l,�:�t: -L�-.-.�.'.�-;��':'.L-�-�.. Pengantar ................................................................ Jenis natrium karbonat ........................................... Manfaat soda abu ................................................... . . . U mt proses k1mia . ................................................... Ernest Solvay . . ........................................................ Soda abu dari garam trona ...................................... Hidrolisis soda abu ................................................. Pengantar Jenis NaOH ............................................................ Manfaat NaOH ....................................................... Unit proses kimia . . . . ........ ........................................ . . . . . . . . 19 19 20 20 . 23 ................................................................. . Pengantar ................................................................. 11 12 12 13 14 16 16 . . - Jenis NaOH ........................................................... Manfaat soda kostik .............................................. Manfaat gas khlor .................................................... Manfaat gas hidrogen ............................................ . . Umt proses k'1mia .................................................. Test adanya garam khlorida .................................. Contoh so al .............................................................. .. .. . .. . .. . 24 24 25 25 25 27 28 ';.\f1\'.�iJ.:i •'��.��N:1� I?Iio$�s1��§��1��13£�A.s1s BAMN>B;t'KUKJMM.lNDUSTRI :UD - ARA:-;: \;_:�J§;{:ti-.'..,� : . 1:�:i:j�:l:'.,i'.li:i,-�l;:1·��t;J-�� .-�:_.-:�-�:��-��:-�_�:;�-�;�:.-�--·-··.:. 29 29 Pengantar ................................................................ Manfaat gas oksigen .............................................. Proses dan prosedur pembuatan gas oksigen .......... Produksi dingin ....................................................... Pemisahan udara cryogenic .................................... Soal Jawab ..................................................................... .. .. . . . ..................................................................... . . 29 30 31 31 32 32 32 XX!l Pengantar .. .. . . . . .. . . . . . . .. .. . .. . .. . .. . .. . . .. . .. . . . . .. . . . .. . .. . . . . . . . . . . . . . Fiksasi nitrogen . ... .. .. .... . . . ... . . . . Manfaat Nitrogen . .. .. . . . . . ... . .. . ..... .. . Proses produksi gas nitrogen.................................... Proses pemisahan udara cryogenic........................... Proses pemisahan udara non cryogenic.................... Bahan baku nitrogen untuk ammonia....................... Contoh perhitungan .. .. . ...... .. . .. . . . . . . . ... ....... .. .... . . . . ......... .. ..... . . ......... .... . . . .... . ....... ...... . .... ... . . . . . . ... 33 33 34 34 34 36 36 36 •••·'·',!XJs,�';01:\fi "i· 2:fl";tei�;t�J < ·••· ASIS lUSTRI- 2ID:MIABERB PROSES11Nl --- · -- - ·.1 _:, --:-1_- - - INE�l:J ,",- ,"-�'.��,',"•'_:• :...- �.•,:::,". .-.-�.-:.:;.�.-.-::...�:;:_,.. ;0.- -,,- ,-,(lQm_ •, ",•, •-', •, _,-,., ,-,-. ,.,,,.:,-;.,-���: -- -- """' -- ; ----·- ---· --i: 0-'.'.IJ . . . ..--•.......... 37 ;,;;·;·;· ... >·•·. .. . ;.· ·.··.· · ··· · •· · · ;{•••·· · ·· .· ..•. >(t ;j',; ».; .PJ1QSJ!lS �!!$'.l'RlllJ!lSI:O�N::�AJA· ..... : ... . 37 Pengantar Bahan baku pembuatan besi dan baja ..................... .. Manfaat besi ........................................................... . Tahap- tahap pembuatan besi dan baja.................... . Reaksi kimia tahap I ................................................ . Reaksi kimia tahap II ............................................... Reaksi kimia tahap III ............................................. . Umpan dan produk pada tanur besi (Blastfurnace). Proses pembuatan besi dan baja .............................. 37 38 38 39 39 39 40 40 41 . .... ... . . • .. .• 1l�1l�<· . ... .................................................................. . . ·sA.'Bi.Il. +1* ·-m: XXlll PROSES INDUSTRI ALUl\1INlUM . . . .. . . . 43 Pengantar Manfaat . . . . . . .. . .. . .. .. . . . ... . .. . .. .. . . . .. . .. . .. . .. . . . .. .. . .. . . . .. . .. .. . .. Tahap I : Proses pembuatan aluminium ............. Langkah I : Penggilingan dan pencampuran . .... .. . Langkah 2 : Pemanasan/Digestion .... .... . .. :.......... Langkah 3 : Unit pengendapan dan filtrasi . ........... Langkah 4 : Pengendapan dan kristalisasi . . . ......... Langkah 5 : Pengeringan .. . .. .................................... Tahapll. Reduksi,pencampuran dan casting, rolling..................... . . . . . . . . ..... ........... Langkah I : Reduksi alumina oleh elektrolisis . . . Langkah 2 : Pencampuran (Blending) dan alloy..... Langkah 3 : Casting dan rolling ............................ Contoh penggunaan bahan baku pembuatan aluminium....................................... 43 43 44 44 44 44 45 45 Pengantar ............... ..... ...... ..... ........ . .... .... .... ..... Manfaat...... .. .. . ... . . . . . . . . ... . . . .. . . . .. . .. . .. . . . . . . .. . .. . . ... .. . .. . .. .. . . Proses produksi tembaga .......................................... Pemekatan biji Cu ................. . . ............... .. . .. .... .. Pemanasan(Roasting!Heating) biji tembaga di tanur Peleburan (Smelting) .. .... .. .. .... .. .... .. ... . . ... .. ... .. .. .. .. .... . Reaksi reduksi .. .. .. .. .... ...... .. .... .. ... .. .... .. .. .. .. .. .. .... .. ..... 47 48 48 48 48 49 49 .. .. .. . . . .. .................................................................. . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . 45 46 46 46 46 XXIV Pengantar ................................................................. . Manfaat timbal ........................................................ Prosess pembuatan timbal ........... . ............................ Pemisahan dan pemekatan biji timbal ...................... Proses pelebuaran/roasting ....................................... Oksida timbal ................................................... . ...... . 51 51 52 52 52 54 Pengantar ......... . ....................................................... . Manfaat chromium .................................................. . Unit proses kimia .................................................... . Proses natrium dichromate................. ..... ... . . . . . . . . . . . . . 55 55 56 56 Pengantar ........................................ ......................... Manfaat..................................................................... Unit proses kimia .......................... .......................... Proses elektrolisis .............................................. ....... Proses produksi Mg dari air laut . . .. . . .. .. .. . .. . .. . . . .. . . . .. . . Magnesit sebagai bahan baku kimia industri untuk MgCL2 59 59 60 60 61 . . . .••.•..• • . • . • • . • . • • . . • . • . • • . • . • • 62 xxv Reduksi termal......................................................... . 62 Pengantar Jenis jenis Ab(S04)3............................................... Manfaat Al2(S04)3 . . . . .. Proses dan prosedur................................................. Tahap I : Reaksi kimia bahan baku ......................... . Tahap 11: Pemisahan Ab(S04)3 .............................. .. 63 64 65 66 67 67 Pengantar ................................................................. Jenis jenis Gips ...................................... ................... Manfaat gips .... , .. . . . .. . Proses dan prosedur ................................................. Reaksi kimia ............................................................ Reaksi dan filtrasi hemihidrat.. ................................ Hidrasi dan filtrasi dihidrat ..................................... Permurnian gips dihidrat ........................................ 71 72 72 74 75 76 77 77 ................... ................... ........... . . . ............. . .. ...... .... .............. .. ......... . .... · · · · . . . . ......... .. .. ................ .. ..... ............ . . . . .. XXVI Pengeringan, kalsinasi dan dehidrasi.. .. .. . .. . .. . . . . . . . .. . .. Cfranulasi ... .. . .. . .. .. . . . .. . .. . .. .. . .. . .. .. .. .. . . .. . .. . . .. . .. . .. . . .. .. ... . . Aspek ekonomi gips . ..... ........................................... 77 77 78 Pengantar .. . .. . .. . .. . . . . . .. . .. . .. . . . . . . . . .. .. . .. . .. . .. .. .. . ... . . . . . . . . . . . . . Jenis jenis magnesium trisilikat................................ Manfaat magnesiumtrisilikat ........................ ...... ...... Proses dan prosedur. .. . .. . .. . . . . .. .. . .. ... ... . . . . . .. .. . . .. .. .. .. . .. . . Alat dan mesin.......................................................... Magnesium alloy ...................................................... 79 80 80 81 81 82 Pengantar ... .. . .. . .. . . . .. . . . .. . . . . .. . .. . . . . . .. . . . . . .. .. .. . . . . .. . . . .. . . .. . .. Jenis jenis Na2Cr201.2H20 ....................................... Manfaat Na2Cr201.2H20 ................. ................... ..... Proses kimia ............................................................. Prosedur.. .. . .. ... ... .. .. . .. ... ... .. . .. . . . .. . . . ... . .. . . . . . .. . .. . .. . . . . . .. . .. Senyawa chromium .................................................. 83 83 83 85 86 86 Pengantar Jenis jenis TiOz......................................................... 87 87 . .................................................................. xxvn Manfaat Ti02............................................................ Pro ses dan prosedur... .. . .. . . . ... .. ... . .. ... . . . .. . .. .. . .. .. . .. . .. . .. . Reaksi kimia .... :........................................................ Proses khlorin ............................ .............................. Titaniumdioksidadari ilmenit ....... . . ................. ........ 87 88 88 89 90 Pengantar ..... .. . .. . .. .. . . . ... . .. ... .. . .. .. . .. . .. . .. .. .. . .. ... .. . .. . .. . .. .. Jenis jenis natrium sulfida .. .............................. ...... Manfaat natrium sulfida ........ .. .............. ................ Proses dan prosedur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ... ... . . ... . . . . . . . . . . . . . ... . . . Reaksi kimia .. . .. . .. . . . . . ... . .. . . . .. . .. . ... .. . .. . . . .. . . . .. . .. .. . ... .. . . . . Reaksi Natrium thiosulfat......................................... Reaksi kelebihan Na2S .. ................................... ....... Diagram alir pembuatan Na2S.................................. 91 91 91 92 93 93 93 93 Pengantar Jenis-jenis CaCL2 ...................................... .............. Manfaat CaCL2 .. . . . . . .. . . .. . . . .. . .. . .. . . . . .. . . . .. . . . .. . .. .. . .. . .. . .. .. Proses dan prosedur.... .. . .. . . . .. . ... .. . .. . .. . .. .. . . . .. . .. . .. . . . .. . .. Produk CaCL2 dari campuran CaCL2 dan MgCL2 ... Reaksi kimia CaCL2 dengan HCL ......................... .. CaCL2 dari garam alam . ........................................... Reaksi kimia MgCL2 dengan Ca(OH)2 ................... 95 96 96 98 99 I 00 I 02 I 02 . . . . . . . . .................................................................. . . . ' :'"\�"'' :!10 ;·g ;7§; XXVlll :fJ� %i Pengantar .................................................................. Jenis jenis CaC03 ..................................................... Manfaat CaC03 ... . . .. .... .. .. .... ...... .. .... .. .. .. .... .............. Proses dan prosedur...... . ................................... ... Kalsinasi Hasil samping pembuatan kostik soda ..................... Reaksi CaCL2 dengan Na2C03 dan (NH4)2C03 ....... Panas reaksi pembentukan kalsium karbonat........... Contoh soal batu kapur ......... ................ ....... ........... 1 03 1 03 1 04 I 05 1 05 I 05 I 06 1 06 I 06 Pengantar.................................... ... ... . .. .. .. . ... . . . .. . . .. . .. . Jenis-jenis iodin............... ......................................... Manfaat iodin ............................. .. . ... . .. . ............ Proses dan prosedur ................................ ................. Metode peniupan udara ......... .................................. Iodin berasal dari biji tam bang nitrat ....................... Reaksi keseluruhan........................................... ........ Iodin dari pertukaran ion.......................................... Keelompok unsur halogen........................................ 1 07 1 07 1 07 1 08 1 08 I 09 1 09 1 10 110 . . ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . , . . . . .. . . ::[;: If& $) I :1 · :I XXIX Pengantar ..... .. .. . .. . . ... . .. . .. .. . . . .. . . ... . .. . .. . . . .. . . . .. ... .. .. ... . . .. . Bahan baku asam sulfat............................................ Belerang dari gas alam ............................................. Belerang dari petroleum ........................................... Gas S02 dan S01 dari pirit ....................................... Manfaat asam sulfat.. .... .. .... .. .. .. .. .... .. .. .. .... .. .. .. .. .. .. .. .. Pembentukan belerang dioksida .................... ,.......... Prosedur pembentukan H2S04 berbasis proses kontak .................................................................. Pengeringan .............................................................. Proses produksi H2S04 dengan proses kontak ......... Proses kamar timbal .. .. .... .. .. .. .. .... .. ...... .. .. .... .. .. .. .. .. .. . Penggunaan air proses .............................................. Produk oleum ........................................................... Pembentukan oleum .. .... .. .... .. .... .. .... .. .. .. .... .. ... .. .... ... . Persen penurunan volume ........................................ Contoh perhitungan asam sulfat............................... Soal ........................................................ ............. 111 111 111 1 12 1 13 1 13 113 1 14 1 14 115 118 118 1 19 1 19 1 20 121 1 22 . Y Y ••• •• • ••• PRos:Es·�nusTRJ J{ll\fJA.•'[email protected]· <<· • ••• > > •• l.l.f\.<t . IJ\.N ..·. · . · <· · . · .· · ·· · BAHANBAKU·KIMIAINDUSTRIGAS .··�·.��•·.�·.•.��.·• �..�·���:· � .�:�·�·�·.:...•·,;�,•' ·.· . �·:i ·�· •:�".. ..12·3 · :ALAM . . . . .. • •• Pengantar pemurnian gas alam................................. . 1 23 '�;' :1: :'r� Wi xxx Manfaat gas alam .. . . . . ..... . .. ... .. .. .. .. .. .. . . .. ... . .. .. ... .. .. .. . .. 124 Penghilangan kontaminan air dan H2S dalam gas al am . .. . .. . .. . .. . .. . . . . . . .. . .. . . . . .. ... .. . .. . .. . . ... . . . . 125 Reaksi kimia diethanola amin .............. . ....... .. .......... 128 Metode teknologi membran ........... ........................ .. 128 t i ;I W{ 'b\ Bi. ,:f:· ·SC<·� {·/ '.;�: ;;,: ,m·: :fr}\ "' Pengantar ...................................... . ....... . ................. . . Manfaat gas hidrogen ................................... ............ Proses dan prosedur gas hidrogen ............ . ............... Gas hidrogen dari metana dan etana......................... Gas H2 dari oksidasi parsial metana . .. . . . . . . .. . .. . . . . . .. .. . . Gas H2 dari oksidasi parsial propana..... .. . .. . ... ... . ... . . . Adsorpsi gas C02 . . . .. . . .. .. . . .. .. . .. .. . .. . .. .. . . . . .. . .. . .. . . . . . .. . . . . Gas H2 dari proses elektrolisis air ............................ Metana ...................................................................... Propana ..................................................................... Gas H2 dari senyawa hidrokarbon ............................ Aspek ekonomi gas hidrogen ................................... Contoh perhitungan H2 menjadi HCL ...................... 129 129 130 130 1 31 1 31 1 32 1 33 133 134 135 l36 136 Pengantar gas alam ................................................... 13 7 XXXI P enghilangan kontaminan gas alam .. .. . .. ... ... . .. . . .. . .. . . Contoh soal gas alam.. .. . .. . .. . . . . .. . . . . .. . . . .. . . . . . . . . .. . .. .. . . . . .. 1 38 1 40 Pengantar gas alam menjadi gas alam cair ............... 1 41 Gas alam substitusi ................. ................................. 1 42 Prekursor dari gas alam . . . . .. . .. . .. . .. . .. . . . .. . . . .. . . . . . . .. . .. . . . . . 1 43 Contoh soal pembaakaran gas alam ............ ............ 1 45 Jawab ............. .............................................. . .. ..... 1 46 . . . .. ', ,<,t.;, > ;,'��<;�N;�,> f��O§'ltl§ �P;J,ISJl'� ��J3EJlll.i\SJS BAHA-NB.AKTJ KIMI.A.INDUSTRl · . : trl\l:�:�·t.t:·:l·:'i :.�:�;-�;i.'f��)��t:i:r:�:..::�·i.�:·� :�-�'.;'.� ·:·-�- .:.:�- . ·i 47 'PET.JiQ·EE - Pengantar . . . ............................................................... Industri pencarian dan pengeboran petroleum ......... Industri trasnportasi petroleum................................. Industi pemurnian minyak bumi kasar (Crude oil) .. Proses dan produk dan pemurnian petroleum ......... Pemurnian petroleum ............................................... Visbreaking...................................... ......................... Distilasi fraksionasi minyak baumi kasar................. . 1 47 1 49 1 49 1 49 153 154 155 155 xxxu Produk fraksi pemurnian petroleum ......................... Minyak tanah atau kerosine ...................................... Analisis petroleum.................................................... Contoh soal jlash point............................................. Manfaat minyak bumi .............................................. Desalting dan dewatering ............................... ......... Pertimbangan lingkungan.. .. . . . . .. . . . . .. . .. .. . . . .. . . .. . . . . . . . . . . . 155 156 156 158 158 158 160 Pengantar produk petrokimia ........ ......................... Pengantar industri kimia organik . . .. . .. . . . .. . .. . .. . . . . . .. ... . Diversifikasi ............................................................. Diveersifikasi gas alam ............................................ Diversifikasi minyak bumi ......... ............................. Manfaat produk petrokimia...................................... Jenis-jenis polimir dan karet sintetis ........................ Polimir ...................................................... ................ Poly Vinyl Chloride .................................................. Polyolefins ...................... ......................................... Polystyrene............................................................... Poliamida.................................................................. Etilen glikol .............................................................. Hexametilen diamine................................................ Asam tereftalik . .. . . . . . . . . . .. . .. . .. . .. . .. . . . . .. . . . .. . . . . . . . .. .. . . . . . .. . . Pembuatan Nylon 6................................................... Pembuatan Nylon 6. 6................................... ............. Nylon 6,10 ............................ ................................... 161 164 166 167 167 167 168 169 169 1 69 169 1 70 1 70 1 70 1 71 1 72 1 72 1 73 . . . . . XXXlll B akelit Poliakrilonitril (Polyacrylonitrile) .. . .... .. .... ..... ... Poliakrilat(Polyacrylates)......................................... Polimetakrilat(PolymethaCJylates .. . .. .. ........ ....... Polikkhoroprene (Polychloroprene, neoprene)........ Polivinilalkohol (Polyvinyl alcohol) ........................ Karel sintetis............................................................. Poliuretan (Polyurethane) ........................................ Aditive untuk polimir .......................... .. . . . . .. ..... Lem dari tepung . . . . .. ... . ................................... Lem hewani . . . .......... . .... .. ........ .... . .................. Adhesive resin sintetik .. . . ............................. .. .. .. Pendahuluan senyawa oksigenat . .. . . .. .................. Senyawa Tetra Ethyl Lead ......................... . . ........ Manfaat senyawa oksigenat...................................... Proses dan prosedur.................................................. Reaksi pmbuatan TEL .............................................. Fllow sheet pembuatan MTBE................................. 1 73 1 73 1 75 1 75 1 75 1 76 1 76 1 76 1 77 1 77 1 78 1 78 178 1 79 1 80 1 80 1 80 1 81 BAyJANYII JJROSE INDJJS'I'Rl BIOMA.SSA 183 .................. .................................................... . . . . . .. . .. .. .... . . . . . . . . . . . . .. . . . .. · .· •.. < . . . . . . . . . . . . . . . .. . . ·· . . . \ ; . .......... Pengantar industri biomassa ..................... . . ....... 1 83 Jenis biomassa dan limbah lignosellulosa . . .. .. . . 1 86 Penelitian dan pengembangan biomassa . . . . . . .. . XXXIV 1 87 (Research & Development) . Perbedaan produk petroleum dan biomassa . . . .. .. . . . .. 1 87 Peranan dan penerapan bioteknologi terhadap biomassa . . . . . . .. . . 1 88 Jenis produk bioteknologi berbasis substrat glukosa 1 88 Kimi a sakarida . .. ... .. .. . .. . .. . .. . .. . . . .. . .. . .. . . . .. . . . ... .. .. . . . .. . . . 192 ..................... .... .... . . ... .. .............. . ........... .......... .... ....... ................................................................ . Pengantar . . . .. .. . ... .. .. . .. ... . .. . .. ... .. .. . .. . .. . . . .. ... ... .. . . . .. .. . .. Jenis-j enis karbon aktif . .. Manfaat karbon aktif . . .. Penggunaan karbon aktif di bidang kesehatan .. .. ... . Penggunaan karbon aktif.......................................... Proses dan prosedur proses karbon aktif.................. Proses perolehan arang kayu . . .. 193 194 195 196 196 197 197 Pengantar sabun . . .. .. .. . . . . .. . Sabun jenuh dan sabun takjenuh . ... Reaksi kimia dasar proses pembuatan sabun . . . Lemak dan sabun .. . . . .. . .. . .. . .. . .. .. . ... .. . .. . .. .. . .. . .. . . . .. .. ... .. Sabun organik . . .. . . . . . . .. Formulasi sabun . . ... . . . . . . . . .. . . . 201 202 203 204 206 208 .. ............ ........... .......... . .................. ....................... .. . ....... . ............ . . .. ........ ..... . . .... .. ... .. ........... ...... .. . ..... ....... .. ... . ... .. ..... .. ... . .. ..... . .... .................. . .. . ....... ...... ..... . .. .. . .......... . . .. . . . ... ....... .... . xxxv 7 7 surfaktan ......... ....................................................... . Surfaktan ka�io�ik Surfaktan amo1.11k . ................................................... . Surfaktan non-1omk ..................... ..................... . ..... . Surfaktan amphoterik ............................................. . dan wujud .................... ................. . Batasan. deterjen . Industn deter1en ' Jenis dan manfaat deterjen ..................................... . Deterjen NaOH ........................................................ . Deterjen Na2C03 .................................................... . Deterjen orthosilika ................................................ . Deterj en asam ......................................................... . Deterjen penolong .................................................. . Deterjen bahan permukaan aktif ............................. . Manfaat deterj en ..................................................... . . . Dete1Jen anorgamk ................................................. . Deterjen fosfat (phosphate) ..................................... Deterjen silikat ........................................................ . Deterj en karbonat .................................................... . Deterjen zeolit . ........................................................ . Deterjen senyawa aktif pemucat.. ............................ . Sabun dan dete1jen . ................................................ . Gliserin ................................................................... . Jenis-jenis ............................................................... . Manfaat ................................................................... . Proses dan prosedur ................................................ . Batasan-batasan ...................................................... . · · · ················································ · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·· · · · · · · · ·· · · · · · · · · · · · · · · ········· 21 0 21 1 212 212 212 21 3 21 3 21 7 21 7 21 7 21 8 21 8 21 8 219 219 221 221 222 222 222 223 223 224 225 225 225 226 XXXVI Pengantar .. . . . .. . .. ... .. . .. . . . .. . .. . .. . . .. . .. . .. . .. .. . . . ... .. . .. .. .. . . . .. Bahan baku pulp .................................................. . .... Tahap pembuatan pulp . . . .. . . . . .. Proses sufat atau kraft untuk pembuatan pulp ......... Air limbah .. . . .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. . . .. . . . .. .. .. .. . . .. .. .. Proses semi kimia .... .. .. .... .. .... .. .. .... .. .. .... .. .. .... .. .. .. .. ... Proses sulfite (asam) .. . . . . . . .. Proses soda Proses semi kimia . . . . . . . . . .. . . Pemutihan pulp (bleaching) .. . .. .. . .. . . . .. . Proses klorinasi pulp ................................................ Proses ekstraksi pulp ................................................ Proses hipo untuk pulp ............................................. Tahap pembuatan kertas . .. . . .... . ... Tahap pembuatan lembaran kertas basah ................ Tahap pengepresan .. .. .. .. .. .. .. .... .. .... .. .. .. .... .. .. ...... .. .. Tahap pengeringan lembaran kertas . . . Tahap pelapisan kertas ............................................ Bahan kimia penolong ............................................. Bahan sizing .. .. .. .. .. .. .. . . .. .. .. .. .. .. .. .. .. . . .. .. .. .. .. .. .. .. . . .. .. .. Tahap pembuatan lembar kertas .............................. Refiner untuk menghaluskan serat .......................... Rangkuman pembuatan kertas .. .. .... . . . .... . .. . Lokasi pabrik kertas di Indonesia Distribusi dan pemasaran pulp ................................ Contoh nomor 1 ........................................................ Contoh nomor 2........... .... ...... .. .... .. .... .. .. .. .. .. .. .. ...... .. . . ....... ............. ...... . . . .... .. ................. . ........ .. .. ... .. ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..... ................................. .. . . .. .. .. .. .... . ......... ................ ... . .............. ... . .. . ....... . . .. ..... . . . . . ..... . .. .. .... . . .. . . . . . . . . . . .. ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . BABV 227 228 228 229 229 230 230 23 1 232 232 234 234 235 235 235 235 236 236 238 23 8 239 241 241 232 244 244 244 xxxvn !7 !8 !8 :9 :9 0 0 I 2 2 4 4 5 5 5 5 6 6 8 8 ) l l 2 I I I Pengantar Kecelakaan pabrik karbamat di Bhopal India ... . . . .. Air sungai tercemar oleh bahan berbahaya dan beracun . . . . . . .. . .. . . . .. . .. . .. . . . . . . .. . . . .. . .. . . . . .. . . . .. .. .. . .. . . . . . . . Kiasifikasi pestisida .. . . . . .. . .. . .. . .. . .. . .. .. . .. ... .. . .. .. . .. . .. ... . Arti pest dan pertanian berkelanjutan Senyawa anorganik sebagai insektisida . Pertanian berkelanjutan Manfaat pestisida dan insektisida . . Insektisida alami Piretrin (Pyrethrins) Nikotin (Nicotine) . Rotenone Senyawa organik sintetis Karbofos (Carbophos) . Karbamat (Carbarnate) P-Dikhlorobenzena Dimetoat . .. . . . .. . . . .. . .. ... . . . .. . .. . .. . . . .. . .. . . . .. . .. . .. . .. .. .. . .. . .. . .. Rodentisida Proses bahan aditif monokhrotophos Proses DDT Perang Dunia Ke II dan pengendalian pestisida ...... Masalah DDT Insektisida organophosphate .. . .. . .. ... .. . .. . .. .. ... . .. . .. .. . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ...................... . ................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ........ .... ..................... . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . ....................... ................................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ... ................... .................................................................. ......................................... . ........................................... ........................................... .................................................. . .............................................................. ...................... . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................................... ... 245 246 24 7 24 7 248 249 249 250 252 252 253 253 253 253 254 254 254 254 255 256 257 258 25 8 ,. ·m \W -{\ . :1 XXXV!ll P]lOSES INJ)USTRlKIMIA BERBASIS MINERAL NON LOGAM BAGI KONSTRUKSI DAN ENERGI 259 ..... BABI PROSES INDUSTRl SEMEN .................. ........... 259 Pengantar . . . . . . .. . . . . . ... . . Manfaat semen . .... ......... .... .... .. .. .... .. .. ... ... .... . .. ...... .. Proses pembuatan semen Portland . . .. . . . . . . Penyiapan bahan baku semen .. .. .... .. .. .... .. ...... . .. .. .. . Reaksi kimia pembuatan semen . . . .. . Proses basah pembuatan semen . . Penyiapan bahan mentah .. . . . . Penyiapan clinkerlterak semen................................. Proses kering pembuatan semen .... .. .. ... .... .. .. .. .... .. .. Jenis-jenis produk semen Portland menurut ASTM Kekuatan tekan semen . . . . Proses pengerasan semen . . . . . . .. . Semen abu terbang (fly ash cement) . . . . Semen putih (white cement) . . . Semen sumur minyak (oil well cement) ................... Panas pengerasan semen . . . . 267 268 269 269 270 270 270 BAB II PROSE INDUSTRI KACA ..,....:........................... 271 Pengantar ...................................... .. . .. . .. ... .. . .. .. . .. . . . . Bahan baku kaca . . . . .. . . Pasir kuarsa, Si02 . .. . . 271 271 271 .. . . . .. .. . .. .. ... .. .. .. .............. . . .. ... . . .... .. . .. . . .... .. .. ...... . ..... .. . .................... ....................... .. ......... ... ..... ...... . .. .. . .................................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . ...... ... ....... ....... ......... .... ....... ....... .. .... .. ........ .. ... . . .. .. ......... .... ....... ..................... ........... .. ..... ........ ... ............... ....... ..... ............ ............. ......... ... ... ....... ... .. .. ............ 259 260 260 260 262 262 263 265 266 � ·I� %' W· f�: :1 I i8'"" �' 1- 1:-1 -!: i: \JU' :I �' I ti XXXlX . . 272 Soda abu (Soda ash, Na2C03) it, CaC01.MgC03 . 272 Dolom 272 Batu kapur (CaC03) Al(OH)3 . 272 .. Feldspar, R10.Ah0. 6Si02 273 273 ax Bor . . :.......... 273 Cullie! (Beling) . . . 273 Na2S04 (Salt cake) . 273 Zat pewarna . . 274 Jenis-jenis kaca . . . 274 Manfaat Proses dan prosedur . .. .. .... .. .... .. . . ... .... .. .... .... .. .... .. . 2 75 277 . Proses industri gelas . . . 277 Peleburan silika 277 Silika alkali . 277 Komposisi gelas . 278 Gelas Pb . Gelas borosilikat 279 Gelas khusus . . 279 Gelas fiber, tahan semua kondisi udara/iklim atau kaca serat . . . . 279 D aur ulang kaca .. .. .... .. ... ... ... .... .. .. .... .. .. .... .. .. .. .. .. ... . 2 79 ...... .... ..................... .............................. .......... ................................................ . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .................. ........................ ........... ...................................................................... 9 0 0 0 2 2 3 5 6 ...................... ...... ............................ 8 i i ) ) ......... ................. ..... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . ...................................... . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . ............. ................ ........... . ......... .... ...... .... ......................................... . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . ......... ...... ............ . . . . . .. . . . . . . . . . . . ............ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ......... . . . . . . . ............ 7 ............ ................... .................................. ......................................................... ........ ...................................................... ............... ..................................... ............... .. . . . . . . . . . . . . ... ...... ................ . .. ) Pengantar industri keramik ... ... .. ... .... .. ...... .. .. .... .. .. Bahan baku keramik atau silikat ... ...... .. . .. .. .. .... ..... Bahan baku feldspar .. .. .... ... ... .. .... .. .... .. ... .. .. .... ... .. Konversi kimia .. .. ... .. .... .... . . ............... ............................... 281 283 284 284 xi Pengantar .................................. ... ............................ 285 Manfaat batu bara ................. . .. . . . . ...................... . .. . .. 286 Penghilangan belerang dalam batu bara ....... . . . .. . . . . .. 286 Proses dan prosedur kimia batu bara .. .................... . 286 Distilasi Coal tar ................. . .......................... . . . ...... 288 Metode distilasi .............................. . .. . ... . ................. 288 Produk distilasi coal tar ... ........................... . . . .. . ...... 288 Minyak ringan (Light oil) ........................................ 289 Minyak menengah ( Middle oil) . ...... . ..... . ................. 289 Minyak berat (Heavy oil) ......................................... 290 Minyak anthracene ..... . ... ....................... . . ............... 290 Gas produser ....... . . . . ....................... ........................ . . 291 Reaksi kimia ............................................................. 291 Gas air ( Water gas) . . .. . ........................... . ......... . ..... 291 Gas sintetis (Synthesis gas) atau Syngas ......... . ...... . 292 BAGIANIX · 1JB.AT·:.TE,�1tR.�1N'(l.:�t�,�t.�::�:��:2��:.:��:��-,��:;.:.;�:�:·::�:�.���··�}.�·�········� • · ;.··ii••• ···· ·• · ! '. ; :'{'i'••.. <7<)l�r< INDUSTRlOBATTERI.'-AR.ANG ...... . . .. . . ...... . ... 293 293 xii 5 6 5 5 s l ........................................................ Pengantar Kontribusi ilmu teknik kimia terhadap produk farmasi .............. . ..................... . ............... Produk hormon steroid ............................... . ............ Jenis-jenis obat terlarang . ........................................ Manfaat ............ . . ............................................... . .. . . . . Ekstraksi Erythtoxylon coca menjadi cocaine ......... Ecgonine ...... . . . ............. . .... . .... . .. . ............... . . . . ........... Morphine .. .... ... ... ... .. ... ..... ... ... .. ... .. ... ...... ..... ........ ... .. ��� . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . ........ Caffeine .. ..... .. . . . . . . . . . . ...... ... ..... ..... ... .. . .. . . . . . . . . . . . ... ..... . . Heroin ...................................................................... 293 293 294 295 295 295 296 297 297 298 298 l ) ) ) ) I BAGIAN X BAHAN EKSPLOSIE ..................... ;........ 299 Pengantar . .. .. . . . .. . . . . .. .. . .. . .. .. . .. . .. . . . .. .. . .. . .. . .. . .. .. . . . .. . .. . .. . Manfaat bahan eksplosif ...... .. .. .. .. .. .... .. .... .. .. . .. .. . . .. ... Pengembangan eksplosif kimia dari masa ke masa .... . . . ........ . ............ . ...................... . .. Black powder . .......................................................... Nitrogliserin .......... . ................................................. Nitrosellulosa ................................ . ... . ..................... Asam pikrat . . . .............................. . ........................... Tetryl ............... . . ...... . ..... . . . . . ... . .. . ....... . ....... . ............. 299 3 00 300 300 30 I 302 303 303 xiii TNT atau trinitrotluena ........... . .................. . ............. Nitroguanidine ................. . . . . .................................... Senyawa kimia PETN ............................ . .......... . ..... Senyawa RDX .................................................. ....... Senyawa kimia HMX ............... . .............................. Mercury fulminate ...................................... . ............ Lead azide ............ ............................ .. ..................... Dinamit ......... . .... . .. . .... . ....................................... . . . .. . Ammonium nitrat ....................... . ............................ Amato! ..................................................................... ANFO ....... . .. . ..... . ............................... . . . ................... Jii1\:(i��m1�§ ·$��'!,¥:s(JJ�'!.� •. iI.:1 : •• ••.•• · ,. ·· 309 FffA.B I s;. , i ; ii. f })l• . .;;; Si\\ .. . . .. . . . ��,,,· _ .-.:�;!_•:!�-� -.,·:�:+�·:!.!'!�:�t:f;_�._:.::�:�_.:�_�:�-� - � -!'o: •. . - _ . - 304 304 304 305 306 306 307 307 307 308 308 ! ' ,' ' ''309 pi.'Nt" !fiie1"f'i•:£!· ····�;·•• >••1•·.,•;• - cs;•c•..;�- •M; .•5 •.•.·... -. /·'. 7 ••.•···••·• • •>; ;,jp � ,_ti:-0 . ��it�.��� ••:�.�.-�:.�- .:·:�••·.. ·.•.•�·.•.·.·!.• •. :'.. )t.2 ; i:,,�ESl::�;��� .. .. 3 - , -/-•"•'"' -· -->--�l?tf:i -:-'.-.-., '""·'•'• ,.,,,._.,,.____ -·-··· ,, ' ·-·-·\·,:<-·-·,-·,,-..,·-�----'----·-"-'·'·'''''''-'··.-·:-·--·-----·-·--: ·:·•:-:• · - - - . . ·-. - · \-B : ·. •.,.,;.:--·--.-:.•- .•.. xliii 4 4 4 5 s 5 7 7 7 l l > Gambar 1-1 . Diiagram alir proses pembuatan NaCL oleh pengrajin rakyat ...... Gambar 1-2. Diagram alir proses garam dapur...... Gambar 1-3 . Kelarutan NaCL dalam 1 00 g air ...... Gambar II- 1 . Diagram alir kualitatif pembuatan soda abu ..................................... Gambar III-1 . Diagram alir pembuatan NaOH tanpa proses elektrolisis............. Gambar IV- 1 . Unit elektrolisis................................. Gambar IV-2. Elektrolisis NaCL ............................. Gambar IV-3 . Alat untuk menetapkan konduktivitas ..... . .............. ..... . Gambar 1-1 . . . Peleburan biji besi dengan tanur tinggi berdinding miring (blast furnace) .................. 7 8 9 18 22 23 27 28 41 xliv Gambar l-2. Gambar lll-1 . Gambar IV- 1 . Gambar IV-2. Gambar IV-3. Gambar IV-4. Gambar V-1. Gambar V-2. Gambar Vl- 1 . Diagram alir proses pembuatan besi dan baja ....................................... Tungku peleburan cepat ................... Pembuatan PbO ............................... Pembuatan PbO ............................... Pembuatan PbO ............................... Pembuatan PbO ............................... Alat asidulator .................................. Proses pembuatan asam chromat Na2Cr207 dengan S ...................... Produk Mg dari air laut .................... 42 50 53 53 53 54 57 58 61 1J.AGIA.N21.f:' . Diagram alir proses Ab(S04)3 .. Gambar I - 1 . Diagram alir pembuatan Na2S .... Gambar VI-1 Diagram alir kualitatif Gambar VII-I . . pembuatan CaCb ..................... Menara absorpsi/penyerap S02 Gambar X-1 dari 0, 1 8% menjadi 0,005% ..... Proses kontak pembuatan asam Gambar X-2 sulfa! Konversi gas S02 menjadi S03 .. Gambar X-3 .. . . . .. .. . . .......... . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . ... . 69 94 99 1 14 1 15 1 16 xiv 42 50 53 53 53 54 57 58 51 i9 14 9 4 5 6 Gambar 1 - 1 . Pemurnian gas alam dengan MEA Gambar II- I . Produksi gas H2 dengan metode hidrokarbon reformasi uap . . .. . .. . Gambar III- I . Pemisahan gas alam dan LPG .......... ......................................... Gambar IV - 1 . Produksi gas alam substitusi dari batu bara . .... . . . . . .. . . Gambar IV-2. Diagram alir dari gas alam ke bahan bakar cair dan polyolefin . . .. . .. . . .. .. ..... . . . . . .... . . .. 1 27 1 35 1 39 143 146 Gambar I - 1 . Gas alam dan minyak bumi dalam perut bumi . .. . .. . . . .. . ... ... .. . . . . . .. . .. . .. Gambar 1-2. Pengenalan distilasi fraksionasi minyak bumi kasar . .. . .. . . . . . .. . .. . .. . Gambar 1-3 . Manfaat petroleum ........................... Gambar II- I . Produksi nylon . .... . .. . . .... .. .. . Gambar ll-2. Pembuatan MTBE . .. ..... . . . . .. Gambar II-3. Si stem distilasi untuk pembuatan ETBE . ..... . .. .. .... . . . .. ... . .. . . Gambar I - 1 . . .. . . ....... . . . . . . . . . . .... .. .. ..... . . . . Biokonversi biomassa menjadi ethanol kadar rendah .. . .. . . ... .. . .. . .. . 148 1 54 159 171 181 1 82 191 xlvi Gambar II- 1 . Aktivasi arang karbon menjadi arang aktif ................................... Gambar II-2. Diagram alir kualitatif karbon aktif . Gambar III- 1 . Pembuatan sabun dan asam-asam lemak ........................................... Gambar III-2. Altematif alur (route) terhadap pembuatan deterjen ..................... Gambar III-3 . Proses pembuatan deterjen sulfatasi­ sulfonasi kontinyu . .. .. . .. . . . .. . . . .. . . . . . Gambar IV- 1 . Pembuatan pulp atau bahan kertas setengah jadi ................................ Gambar IV-2. Beater/Hollander ........ ........... ........ Gambar IV-3. Proses pembuatan kertas .................. . . 198 200 207 214 215 237 241 242 BAGIAN VIII Gambar l-1 . Skema diagram alir proses semen ... . Gambar I-2. Proses basah pembuatan semen ...... . Gambar II- 1 . Diagram alir proses batch pembuatan kaca .......................... . 263 264 278 DAFTAR TABEL :BAGIANIJ.I Tabel IV- 1 . Oksida timbal,warna dan manfaat .. ... .... . . ... 54 Tabel 1-1 . Lambang yang digunakan pada industri semen 261 Komposisi dalam berbagai produk semen 269 Pirolisis batu bara 287 .......................................... Tabel 1-2. .......................................... Tabel IV- I . ............ . . . . . . . . . . . . . ... � I J l 80£ ············ J!SOJdS�;l B!ill!� uuum�llUBiJ - !!!AJX I Kimia Proses Industri 08 Bahan baku kimia industri berupa air Laut sungguh tak terbatas jumlahnya, oleh karena itu pembuatan garam dapur NaCl sebagai bahan baku kimia industri lanjutan untuk memproduksi soda abu, soda kostik, gas khlor, gas hidrogen merupakan industri kimia yang sangat menjanjikan dalam dunia usaha. Produk kimia berbasis bahan baku kimia industri air laut setara dengan bahan baku kimia industri asam sulfat dan ammonia. . . ;,:.� � ' -•'.r-;- '' , � 1• • _., , •f,.••,) , r.. .Bab m: �'-,1!, �'.,.' .�...,;\�·-'!!:��... :�� ·.· �;. �;l.i!�,;� I • I • IiI elektrolisis, 2 Proses lndustri Garam Dapur, NaCl Industri garam dapur adalah salah satu industri kimia yang paling tua untuk kehidupan umat manusia.Garam dapur merupakan komoditi penting untuk kehidupan umat manusia danj uga sebagai sumber bahan baku kimia industri seperti proses pembuatan NaOH, Na2S04, HCL, Na3HP04 dan gas CL2. Pembuatan garam dapur atau NaCl sudah lama dikenal. Garam dapur diperoleh dari air laut dan hasil tambang. Garam dapur atau NaCl berwarna putih, titik didih 2575°F, titik lebur 1 474°F, larut dalam air. Massa molekul relative (Mr) = 58,43. NaCl menyebabkan iritasi pada mata dan kulit manusia, dalam j umlah besar garam dapur menyebabkan iritasi gastrointestinal dan iritasi saluran pernapasan. NaCl berbentuk kristal dan berwarna putih dengan spesifik gravity = 2,1 65, titik leleh = 800,8°C, titik didih = 1 4 1 3°C, dan pH = 6,7 - 7,3 larut dalam air dengan kelarutan sebesar 35,9 g/1 OOmL pada suhu 25°C dan sedikit larut dalam alkohol . Air laut mengandung kadar garam NaCl. Kelarutan NaCl dalam larutan ammonia sebesar 3,02 g/100 g pelarut, dan dalam metanol sebesar 1 ,4 g/l 00 g pelarut. Sumber bahan baku garam NaCl berasal dari air laut, dan hasil tambang Pr g2 m di te et in 6: la d� io k< fl: b< p( se di Je d1 Cl Proses Industri Kim ia 3 garam [Faith,W.L. , 1 957; Austin, G.T., 1 975]. Air laut merupakan senyawa kimia yang sangat kompleks dan 2 1 ,5 x 1 0 1 Liter, dimana ditaksir volume air laut terdapat 3,5% massa terlarut dalam air laut [Harrison, W., et al, 1 982] Air laut merupakan sumber bahan baku industri untuk NaCl, Mg, dan brom dengan konsentrasi 65 mg Br per kg air laut. Garam NaCl diperoleh dari air Jaut dengan cara penguapan. Kadar garam sangat penting dalam kehidupan biologi seperti kadar garam NaCl atau ion natrium dalam darah manusia sangat mempengaruhi kesehatan manusia. Kadar garam NaCl sebesar 0.90% disebut larutan fisiologi, karena isotonik dengan plasma darah yang berfungsi untuk mengatasi dehidrasi seseorang. Pengertian garam NaCl berkaitan erat dengan agama seperti agama Shinto di Jepang. Garam murni NaCL ditaburkan pada lokasi pertunjukan gulat Sumo di Jepang. Garam oralit adalah campuran garam NaCl dengan glukosa atau gula pasir yang berfungsi menjaga kescimbangan total cairan dan mineral dalam tubuh manusia. Cairan infus adalah garam NaCl 0,9% ditambah KC! 0,3%. = Lia m an .ia L, 1a ;ii ik SI m si 1a = �t la it TI TI u g 1 . Garam dapur kasar, 2. Garam dapur meja (table salt) atau halite, 4 Proses Industri Garam Dapur, NaCl 3 . Garam pro analisis dengan kadar NaCl lebih dari 99% digunakan sebagai reagen di laboratorium uji mutu, garam farmasetis digunakan di industri farmasi, dan garam industri. Garam dapur digunakan sebagai:, 1 . Garam dapur (NaCL) digunakan pada proses elektrolisis NaCL untuk pembuatan soda api atau NaOH, gas khlor (CL2), dan gas H2. 2. Garam dapur (NaCL) digunakan pada de-icing atau pemecahan es di jalan raya pada musim winter dan sarana transportasi lain pada musin dingin (winter) karena air dengan NaCL membentuk campuran eutektik yang mempunyai suhu 1 0°C dibawah titik beku. Ion ini mencegah terbentuknya es sehingga jalan raya bebas es. Penggunaan garam NaCL untuk memecah gumpalan es pada musim winter sangat berpengaruh terhadap kondisi lingkungan khususnya pada badan mobil. 3 . Garam dapur NaCL digunakan pada pengemasan dan pengawetan daging. Garam dapur NaCL digunakan pula pada pengawetan ikan karena air dalam sel daging ikan keluar melalui proses osmose sehingga kadar air dalam daging menurun. l Cl iri lill tri es au 7g m Proses Industri Kimia 5 4. Garam dapur NaCL digunakan pada bahan refrigerasi, perlakuan air, industri metallurgi, industri natriumsulfat dan asam khlorida. 5. Garam dapur NaCL sebagai bahan baku untuk pembuatan natrium sulfat dengan mereaksikan NaCL dan asam sulfat. NaCL + I·hS04 � NaHS04 + HCL NaHS04 + NaCL � Na2S04 + HCL Proses lain pembuatan natrium sulfat ialah proses Hargreaves dengan reaksi kimia: 4NaCL + 2S02 +2 H20 +02 � 2 Na2S04 + 4 HCL m :L ai lll lll L tr �s Air laut merupakan bahan baku pembuatan garam dapur. Se lain NaCl, zat padat yang terlarut dalam air laut yaitu: MgCb, MgS04, dan CaS04. Semakin tinggi kandungan MgS04, CaS04, dan MgCb, berarti semakin rendah kualitas N aCI. Zat padat yang terlarut dalam air laut sebesar 3,5% CaS04 dan 5% MgS04. Pada pemekatan air laut, gips atau CaS04 merupakan kendala pemungutan hasil NaCl. Kandungan ion sulfat lebih besar daripada ion kalsium, maka apabila bahan baku air laut ditambahkan ion kalsium berarti terjadi pengendapan CaS04 lebih besar. Ion Ca++ ditambahkan harus murah agar diperoleh produk gips murah pula. Garam CaCl2 sangat dianjurkan untuk mengendapkan gips tersebut. Selain itu, larutan Ca(OH)i