dasar sintesis proses dan

DASAR SINTESIS PROSES dan

PRARANCANGAN PABRIK KIMIA

Dr. Ir. Izarul Machdar, M.Eng

SYIAH KUALA UNIVERSITY PRESS

2019

Judu Buku :

Dasar Sintesis Proses dan

Prarancangan Pabrik Kimia

Penulis :

Dr. Ir. Izarul Machdar, M.Eng

ISBN :

978-602-1270-33-2

Pracetak dan produksi :

Tim Syiah Kuala University Press

Penerbit :

Syiah kuala university press

Jl. Tgk chik pante kulu no.1 kopelma Darussalam 23111,

Kec. Syiah kuala. Banda aceh, Aceh

Telp : 0651 - 8012221

Email : [email protected]

[email protected]

Http://www.unsyiahpress.unsyiah.ac.id

Cetakan Pertama 2016

xxi + 316, ukuran (16 cm x 23 cm)

Dilarang keras memfotokopi atau memperbanyak sebagian atau

seluruh buku ini tanpa seizin tertulis dari penerbit.

iii iii

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT, karena

berkat rahmat, karunia, dan bimbinganNya penulis dapat

menyelesaikan revisi buku ”Dasar Sintesis Proses dan

Prarancangan Pabrik Kimia”. Buku ini diperuntukkan khususnya

kepada mahasiswa Teknik Kimia yang sedang mendalami bidang

perancangan pabrik.

Buku ini disusun sebagai dasar pengetahuan di dalam

membangun suatu tahapan-tahapan proses produksi,

menggunakan heuristik yang telah ada, dan menyusunnya

menjadi suatu paket proses di dalam memproduksi bahan

tertentu. Untuk memahami dasar sintesis proses kimia di dalam

buku ini, penulis berasumsi bahwa pembaca telah mempunyai

latar belakang pemahaman tentang neraca massa, neraca panas,

unit operasi teknik kimia, kinetika reaksi, dan reaktor.

Buku ini memberikan informasi kepada calon sarjana teknik

kimia dan pembaca lainnya beberapa hal tentang dasar sintesis

proses dan prarancangan pabrik kimia yang disusun di dalam 10

bab dengan cakupan pembahasan mengenai:

Langkah awal sintesis proses, hirarki sintesis proses,

tahapan sintesis proses, dan isu-isu perlindungan

lingkungan hidup berkenaan dengan proses yang akan

didesain (Bab 1).

Pengenalan blok diagram, process flow diagram, diagram

perpipaan dan instrumentasi, serta diagram lainnnya

(Bab 2).

iv

Sintesis process flow diagram (PFD) berisikan proses

batch dan kontinyu, struktur input dan output proses,

struktur daur ulang, serta pemisahan dan pemurnian (Bab

3).

Pemilihan reaktor, berisikan tentang tahapan reaksi,

jenis-jenis sistem reaksi, unjuk kerja reaktor, model

reaktor ideal, konsentrasi di dalam reaktor, temperatur

reaktor, tekanan reaktor, fasa reaksi, katalis, aplikasi

reaktor, dan ringkasan pemilihan reaktor (Bab 4).

Pemilihan separator, mencakup pemisahan campuran

heterogen, pemisahan campuran fluida homogen,

absorpsi, evaporator, dan dryer (Bab 5).

Strategi pemisahan pada sintesis proses, mencakup

pembahasan tentang pengurangan beban unit pemisah,

penyusunan kolom distilasi, batasan praktis penyusunan

kolom distilasi, pemilihan susunan kolom distilasi

sederhana (tanpa integrasi panas), dan pemilihan

susunan kolom distilasi sederhana (dengan integrasi

panas) (Bab 6).

Strategi penyusunan alat penukar panas (Bab 7).

Prinsip-prinsip sintesis proses berbasis pengalaman,

menjelaskan tentang metode heuristik dan short cut (cara

cepat) dan beberapa heuristik yang sering dipakai di

dalam sintesis proses (Bab 8).

Tahapan desain dan seleksi proses serta flowsheet proses

control (Bab 9)

Teknologi bersih (green engineering), mencakup

pembahasan tentang peraturan lingkungan, bahan kimia

ramah lingkungan, dan sintesis proses untuk tujuan

pencegahan pencemaran (Bab 10).

Sebagaimana sesuatu karya yang penuh dengan esensi kreatif,

dinamis, dan aktifitas yang berulang, maka dengan segala

v v

keterbukaan penulis dengan senang hati menerima masukan,

kritik membangun, dan saran untuk perbaikan buku ini.

Terakhir, terima kasih penulis sampaikan kepada keluarga,

saudara, rekan sejawat, pimpinan Universitas Syiah Kuala

termasuk staf di Syiah Kuala University Press yang telah

memberikan dukungan, ide, dan fasilitas sehingga buku ini

dapat hadir di depan pembaca.

Banda Aceh, September 2015

Izarul MACHDAR, Dr. Eng.

vi

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR iii

Daftar Isi viDaftar Gambar xiiiDaftar Tabel xx

Bab 1 PENDAHULUAN SINTESIS PROSES

1.1 Langkah Awal Sintesis Proses

1.2 Persiapan Sintesis Proses

1.3 Operasi Proses

1.4 Hirarki Sintesis Proses

1.5 Tahapan Sintesis Proses

1.6 Proses Batch dan Kontinyu

1.7 Isu-Isu Perlindungan Lingkungan

1.8 Hal-Hal Lain

1.8.1 Modifikasi Desain 321.8.2 Pengendalian Proses 321.8.3 Pertimbangan Desain Proses Pabrik

Kimia yang Aman 331.8.4 Referensi Desain Proses 351.8.5 Alat Bantu Komputasi 37

Referensi Tambahan 38

Bab 2 DIAGRAM-DIAGRAM PROSES KIMIA 392.1 Block Flow Diagram (BFD) 392.2 Process Flow Diagram (PFD) 41

2.2.1 Proses Topologi 422.2.2 Informasi Aliran 44

2.2.3 InformasiPeralatan 46

17891217223132

vii

2.2.4 Kombinasi Topologi, Data Aliran, dan

Strategi Pengendalian Proses 472.3 Diagram Tambahan 52Referensi Tambahan 57Soal Latihan 58

Bab 3 SINTESIS PROCESS FLOW DIAGRAM 613.1 Struktur Input dan Output Proses 623.2 Struktur Recycle (Daur Ulang) pada Sintesis

Proses 683.3 Pemisahan dan Pemurnian 76

3.3.1 Daur Ulang Umpan dan Produk

Menggunakan AliranPemisah (Purge

Stream) 773.3.2 Daur Ulang Umpan dan Produk Tanpa

Aliran Pemisah 77Referensi Tambahan 78Soal Latihan 79

Bab 4 PEMILIHAN REAKTOR 814.1 Tahapan Reaksi 824.2 Jenis-Jenis Sistem Reaksi 85

4.2.1 Reaksi Tunggal 854.2.2 Reaksi Berganda Paralel 864.2.3 Reaksi Berganda Seri 874.2.4 Gabungan Reaksi Paralel dan Seri 884.2.5 Reaksi Polimerisasi 894.2.6 Reaksi Biokimia 90

4.3 Pemilihan Model Reaktor Ideal 924.3.1 Reaksi Tunggal 944.3.2 Reaksi Berganda Paralel 944.3.3 Reaksi Berganda Seri 984.3.4 Gabungan Reaksi Paralel dan Seri 984.3.5 Reaksi Polimerisasi 101

viii

4.3.6 Reaksi Biokimia 1024.4 Konsentrasi di dalam Reaktor 104

4.4.1 Reaksi Tunggal Irreversible 1044.4.2 Reaksi Tunggal Reversible 1044.4.3 Reaksi Berganda Paralel 1084.4.4 Reaksi Berganda Seri 110

4.4.5 Gabungan Reaksi Paralel dan Seri 111 4.5 Suhu Reaktor 112

4.5.1 Reaksi Tunggal 112

4.5.2 Reaksi Berganda 113

4.5.3 Pengendalian Suhu 113

4.6 Tekanan Reaktor 115



4.7 Fasa Reaksi 118

4.8 Katalis 119

4.8.1 Katalis Homogen 119

4.8.2 Katalis Heterogen 120

4.9 Aplikasi Reaktor 120

4.9.1 Reaktor Tangki Berpengaduk

(Stirred-Tank Reactor) 120

4.9.2 Reaktor Pipa (Tubular Reactor) 121 4.9.3 Reaktor Unggun Tetap Berkatalis

(Fixed-Bed Catalytic Reactor) 122

4.9.4 Reaktor Unggun Tetap Tanpa Katalis

(Fixed-Bed Non-Catalytic Reactor) 125

4.9.5 Reaktor Unggun Fluidisasi Berkatalis

(Fluidized-Bed Catalytic Reactor) 125

4.9.6 Reaktor Unggun Tanpa Fluidisasi

Berkatalis (Fluidized-Bed Non-Catalytic

Reactor) 126

4.9.7 Kiln 126

4.10 Ringkasan Pemilihan Reaktor 127

ix ix

4.10.1 Efisiensi Bahan Baku 127



4.10.4 Perpindahan Panas 129

Referensi Tambahan 131 Soal Latihan 131

Bab 5 PEMILIHAN SEPARATOR 133

5.1 Pemisahan Campuran Heterogen 134

5.1.1 Pengendapan (Settling dan

Sedimentasi) 134

5.1.2 Flotasi 138

5.1.3 Pemisahan dengan Memanfaatkan

Gaya Sentrifugal 138

5.1.4 Filtrasi 140

5.2 Pemisahan Campuran Fluida Homogen 142

5.3 Absorbsi 145

5.3.1 Laju Alir Cairan 146

5.3.2 Temperatur / Suhu 146

5.3.3 Tekanan 147

5.4 Evaporator 147

5.4.1 Operasi Forward-Feed (Umpan Maju) 147

5.4.2 Operasi Backward-Feed

(UmpanMundur 148

5.4.3 Operasi Paralel 149

5.5 Dryer 152

5.5.1 Tunnel Dryer 153

5.5.2 Rotary Dryer 153

5.5.3 Drum Dryer 153

5.5.4 Spray Dryer 155


Soal Latihan 156

x

Bab 6 STRATEGI PEMISAHAN PADA SINTESIS

PROSES 157

6.1 Pengurangan Beban Unit Pemisah 159

6.2 Penyusunan Kolom Distilasi 168

6.3 Batasan Praktis Penyusunan Kolom Distilasi 171 6.4 Pemilihan Susunan Kolom Distilasi

Sederhana (Tanpa Integrasi Panas) 172

6.5 Pemilihan Susunan Kolom Distilasi

Sederhana (Dengan Integrasi Panas) 183


Soal Latihan 185

Bab 7 STRATEGI PENYUSUNAN JARINGAN

HEAT EXCHANGER DAN UTILITAS 186

7.1 Strategi Pemindahan Panas 187

7.2 Metode Pinch Point 196

7.3 Desain Jaringan Alat Penukar Panas 198


Soal Latihan 215

Bab 8 PRINSIP-PRINSIP SINTESIS PROSES

BERBASIS PENGALAMAN 216

8.1 Metode Heuristikdan Short Cut (Cara Cepat) 217

8.2 Beberapa Heuristik yang Sering Dipakai 221

Bab 9 TAHAPAN DESAIN DAN SELEKSI PROSES 243

9.1 Tahapan Perencanaan Pabrik 243

9.2 Perbandingan Proses 244

9.3 Pemilihan Lokasi dan Penentuan Kapasitas

Produksi Pabrik 248

9.3.1 Faktor Utama Pemilihan Lokasi Pabrik 248

9.3.2 Lokasi Pasar 249

9.3.3 Transportasi 249

xi xi

9.3.4 Ketersediaan Air 250

9.3.5 Kondisi Iklim 250

9.3.6 Kondisi Lokasi 250

9.3.7 Kondisi Kehidupan 251 9.3.8 Pajak dan Peraturan Lokal 251 9.3.9 Korosi 251

9.3.10 Ekspansi Pabrik 251

9.4 Kapasitas Pabrik 252

9.4.1 Distribusi Produk 253

9.5 Tata Letak Pabrik 255

9.6 Rak Pipa dan Struktur Elevasi 259

9.7 Deskripsi Pengendalian Proses 262

9.7.1Feedback Control Loop 263

9.7.2 Karakteristik Controller 264

9.7.3 Flow Control 265

9.7.4 Level Control 267

9.7.5 Pressure Control 269

9.7.6 Pengendalian HE (Tanpa Perubahan

Fase) 270

9.7.7 Pengendalian HE (TerjadiPerubahan

Fase) 272

9.7.8 Evaporator 274

9.7.9 KolomDistilasi 275

9.7.10 EkstraksiCair-Cair 278

9.7.11 Reaktor 280

Bab 10 TEKNOLOGI BERSIH (GREEN

ENGINEERING) 283

10.1 Peraturan Lingkungan 284

10.2 Bahan Kimia Ramah Lingkungan 285

10.3 Sintesis Proses untuk Tujuan Pencegahan

Pencemaran 287

10.4 Teknologi Proses BersihUntukReaktor

xii

Kimia 290

10.4.1 Menaikkan Konversi Untuk Reaksi-Reaksi

Tunggal Irreversible 291 10.4.2 Menaikkan Konversi Untuk Reaksi-Reaksi

Tunggal Reversible 291 10.5 Teknologi Proses Bersih Untuk Sistem-Sistem

Pemisahan dan Daur Ulang 292

10.5.1 Daur Ulang Langsung Aliran Limbah 294

10.5.2 Pemurnian Umpan 295

10.5.3 Penggunaan Material Tidak yang

Berhubungan Untuk Proses Pemisahan 296

10.5.4 Penambahan Unit Pemisah dan

Resirkulasi 300

10.6 Ringkasan Teknologi Bersih 302


Soal Latihan 305

306

308

Daftar Pustaka

Daftar Istilah

Indeks 315

xiii xiii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1 Pembuatan Produk-Produk Kimia 2

Gambar 1.2 Siklus Produk 5Gambar 1.3 Tahapan Desain dan Integrasi Proses 13Gambar 1.4 Model ”Kulit Bawang” di Dalam Tahapan

Proses 16Gambar 1.5 Reaktor mengubah Bahan Baku menjadi

Produk dan Produk Samping 17Gambar 1.6 Pemisahan Produk dari Produk Samping dan

Bahan Baku yang Tidak Bereaksi 18Gambar 1.7 Pemisahan Produk yang Diintegrasikan

dengan Dua Kemungkinan Recoveri Energi 20Gambar 1.8 Perubahan Aliran Pemisah Disebabkan oleh

Perubahan Desain Reaktor 21Gambar 1.9 Perubahan Desain Reaktor Mempengaruhi

Tahapan Pemisahan dan Resirkulasi 23Gambar 1.10 Proses Batch dan Semi Batch 25Gambar 1.11 Sistem Batch Sederhana 25Gambar 2.1 Contoh Block Flow Diagram (BFD) Produksi

Benzena dari Toluena dan Hidrogen 40

Gambar 2.2 Contoh Simbol yang Digunakan dalam PFD 43

Gambar 2.3 Process Flow Diagram (PFD) Produksi

Benzena dari Toluena dan Hidrogen 43

Gambar 2.4 Simbol-Simbol yang Digunakan di Dalam

Identifikasi Aliran Proses 48

Gambar 2.5 Contoh Process Flow Diagram yang

Dilengkapi dengan Kondisi Aliran 49

Gambar 2.6 Diagram Perpipaan dan Instrumentasi

pada Proses Distilasi Benzena 52

Gambar 2.7 Pengaruh Peletakan Alat di dalam Pabrik

terhadap Akses Perawatan, Instalasi,

xiv

dan Pemindahan 55

Gambar 2.8 Gambaran Perlunya Menara Distilasi

Dinaikkan Elevasinya 56

Gambar 3.1 Struktur Input-Output Proses Produksi

Benzena dari Toluena 62

Gambar 3.2 Aliran Input dan Output Pada Proses

Pembuatan Benzen dari Toluen 63

Gambar 3.3 Susunan dari Enam Elemen Penyusun Block

Flow Process 65

Gambar 3.4 Modifikasi Elemen Penyusun Block

Flow Process 65

Gambar 3.5 Daur Ulang Umpan yang Tidak Bereaksi

di Dalam Reaktor 71 Gambar 3.6 Alternatif Daur Ulang Apabila Terbetuk Produk

Samping dari Reaksi Irreversible 72

Gambar 3.7 Daur Ulang ApabilaTerbentuk Produk Samping

Dari Reaksi Reversible 73

Gambar 3.8 Alternatif Daur Ulang dari Persoalan 3.1 75

Gambar 3.9 Struktur Recycle Dilengkapi dengan

Purge Stream 78

Gambar 4.1 Model Reaktor Ideal. (a) Batch Ideal;

(b) Tangki Perpengaduk Kontinyu;

(c) Plug Flow;

(d) Seri Tangki Berpengaduk Kontinyu 93

Gambar 4.2 Pemilihan Reaktor untuk Sistem Reaksi

Paralel 97

Gambar 4.3 Pemilihan Reaktor Pada Sistem Reaksi

Campuran Paralel dan Seri untuk Orde

Reaksi Paralel Lebih Besar dari pada

Orde Reaksi Seri 100

Gambar 4.4 Pembuatan Asam Sulfat melalui Proses

Reaksi Dan Separasi menghasilkan Konversi

yang Sempurna walaupun Jenis

xv xv

Reaksinya Reversible 108

Gambar 4.5 Metode pemindahan panas pada jenis reaktor

tangki berpengaduk 122

Gambar 4.6 Empat Kemungkinan Penyusunan Reaktor

Unggun Tetap(Fixed Bed) 123

Gambar 4.7 Dua alternatif desain reaktor pada

produksi Metanol 124

Gambar 4.8 Ringkasan pengaruh rasio mol umpan,

konsentrasi bahan inert, temperatur, dan

tekanan terhafap konversikesetimbangan 129

Gambar 4.9 Pemilihan Metode Perpindahan Panas Pada

Reaktor 130

Gambar 5.1 Peralatan Pengendapan yang Digunakan

di dalam Pemisahan Campuran Heterogen 135

Gambar 5.2 Peralatan Thickener untuk Pemisahan

Cairan-Padatan 137

Gambar 5.3 Peralatan Classifier 137

Gambar 5.4 Skematik cyclone. Bentuk aliran tangensial

menyebabkan timbul-nya gaya sentrifugal

pada cyclone 139

Gambar 5.5 Sketsa peralatan sentrifus untuk memisahkan 140

Gambar 5.6 Sketsa Beberapa Jenis Peralatan Filtrasi 142

Gambar 5.7 Beberapa Contoh Susunan Evaporator

Tiga Tingkat 148

Gambar 5.8 Perubahan Kondisi Terhadap Desain

Eveporator 149

Gambar 5.9 Perubahan Biaya Total Terhadap Jumlah

Evaporator yang Digunakan Menunjukkan

Bahwa Tiga UnitEvaporator Merupakan

Kondisi Optimal 151 Gambar 5.10 Jenis Thermal Dryer yang Sering Digunakan

di Industri Proses 154

Gambar 6.1 Tingkatan (Rangking) Karakteristik

xvi

Komponen 158

Gambar 6.2 Contoh Proses Pemisahan dan Pencampuran

di Dalam Tahapan Sintesis Proses 160

Gambar 6.3 Pemisahan Komponen Berdasarkan Tingkat

Karakteristik dari Komponen 161 Gambar 6.4 Contoh Tahapan Pemisahan dan Pencampuran

Komponen yang Rumit (Tidak Efisien) 162

Gambar 6.5 Contoh Tahapan Pemisahan yang Efisien 163

Gambar 6.6 Beberapa Strategi di dalam Pemisahan Empat

Komponen 164

Gambar 6.7 Hubungan Biaya terhadap Proses Pendingin dan

Pemanasan 167

Gambar 6.8 (a) Contoh Susunan Kolom Distilasi dengan

Menggunakan Metode Direct Sequence 169

Gambar 6.8 (b) Contoh Susunan Kolom Distilasi dengan

Menggunakan Metode Indirect Sequence 170

Gambar 6.9 Susunan Alternatif Pemisahan Campuran

Lima Komponen 170

Gambar 6.10 (a) Direct Sequence 180

Gambar 6.10 (b) Indirect Sequence 180

Gambar 6.11 Susunan Kolom Distilasi dengan Beban

Uap Paling Rendah 182

Gambar 6.12 Perbandingan Biaya antara Penggunaan

Tanpa Integrasi dan dengan Intergrasi

Panas pada Penyusunan Kolom Distilasi 148

Gambar 7.1 Skema Profil Suhu pada Alat Penukar Panas 187

Gambar 7.2 Plot Suhu dan Enthalpi dari Persoalan Tabel 7.1

dengan Perbedaan Temperatur ΔTmin 10oC 188

Gambar 7.3 Susunan Alat Penukar Panas dari Persoalan

Tabel 7.1 dengan Perbedaan Temperatur

ΔTmin 10oC 189

Gambar 7.4 Plot Suhu dan Enthalpi dari Persoalan

Tabel 15 dengan ΔTmin 20oC 190

xvii xvii

Gambar 7.5 Susunan Alat Penukar Panas dari Persoalan

Tabel 7.1 dengan Perbedaan ΔTmin 20oC 190

Gambar 7.6 Diagram Alir Sederhana yang terdiri dari dua

aliran panasdanduaalirandingin 191 Gambar 7.7 Aliran-aliran Panas yang Digambarkan Secara

Terpisah dan Komposit 193

Gambar 7.8 Aliran-Aliran Dingin yang Digambarkan Secara

Terpisah dan Komposit 193

Gambar 7.9 Kurva Komposit di Plot Bersama (Aliran Panas

dan Dingin) dengan ΔTmin 10oC 194

Gambar 7.10 Kurva Komposit di Plot Bersama (Aliran Panas

dan Dingin) dengan ΔTmin 20oC 194

Gambar 7.11 Hubungan ΔTmin dengan Biaya

(Energi dan Konstruksi) 196

Gambar 7.12 Area Sumber Panas dan Penyerap Panas di antara

Lokasi Pinch 197

Gambar 7.13 Diagram Interval Suhu dari Contoh Soal 201 Gambar 7.14 Diagram Bertingkat untuk Contoh Soal 7.1 202

Gambar 7.15 Pengaruh Perpindahan Energi apabila melalui

Garis Pinch 204

Gambar 7.16 Contoh Diagram Bertingkat yang tidak

Memiliki Pinch 204

Gambar 7.17 Diagram Interval Suhu di Atas Pinch 205

Gambar 7.18 Jumlah Minimum Alat Penukar Panas di Atas

Titik Pinch 206

Gambar 7.19 Diagram Interval Suhu di Bawah Pinch 206

Gambar 7.20 Jumlah Minimum Alat Penukar Panas

di Bawah Titik Pinch 207

Gambar 7.21 Susunan Alat Perpindahan Panas Bagian Atas

di Dekat Garis Pinch 208

Gambar 7.22 SusunanAlatPerpindahanPanas di Atas

Garis Pinch 209

Gambar 7.23 Diagram Interval Suhu di Bawah Pinch 211

xviii

Gambar 7.24 Susunan Alat Perpindahan Panas Bagian

Bawah Pinch (di Dekat Garis Pinch) 212

Gambar 7.25 Susunan Seluruh Alat Penukar Panas

di BawahGaris Pinch 213

Gambar 7.26 Gambar Jaringan Alat Penukar Panas

Keseluruhan 214

Gambar 9.1 Tahapan Perencanaan Suatu Pabrik Kimia 245

Gambar 9.2 Jarak horizontal antara unit-unit peralatan

(dalam meter) 0 Berarti tidak Dibutuhkan

Spasi 258

Gambar 9.3 Peletakan Alat Dengan Metode Grade-Level,

Horizontal, In-Line Arrangement 261 Gambar 9.4 Peletakan Alat Dengan Metode Structure-Mounted

Vertical Arrangement 261 Gambar 9.5 Blok Diagram Control Loop 264

Gambar 9.6 Flow Control untuk Pompa Sentrifugal 265

Gambar 9.7 Flow Control untuk Pompa Reciprocating 266

Gambar 9.8 Contoh Flow Control yang Menggunakan

Motor Sebagai Pengendali 266

Gambar 9.9 Inherent Level Control 268

Gambar 9.10 Direct Level Control 268

Gambar 9.11 Contoh Pressure Control 269

Gambar 9.12 Pengendalian Suhu Pada HE Tanpa

Perubahan Fasa 271 Gambar 9.13 Pengendalian Suhu Pada Air-Cooled Exchanger

dan Cooling Tower 272

Gambar 9.14 Pengendalian Suhu Pada Exchanger Yang Mengalami Perubahan Fasa 273

Gambar 9.15 Pengendalian Tekanan Pada Kondenser Dengan Menggunakan Inert Gas 274

Gambar 9.16 Pengendalian Vaporizer 274

Gambar 9.17 Pengendalian Evaporator 275

Gambar 9.18 PengendalianKolom Distilasi Alternatif-1 276

Gambar 9.19 PengendalianKolom Distilasi Alternatif-2 277

xix xix

Gambar 9.20 Pengendalian Kolom Distilasi Alternatif-3 277

Gambar 9.21 Pengendalian Kolom Distilasi Alternatif-4 278

Gambar 9.22 Pengendalian Ekstraksi Cair-Cair 279

Gambar 9.23 Pengendalian Ekstraksi Cair-Cair yang Dilengkapi dengan Mixer atau Settler 279

Gambar 9.24 Pengendalian Reaktor Yang Dilengkapi Dengan Jacket 281

Gambar 9.25 PengendalianReaktor Yang Dilengkapi Dengan HE Eksternal 281

Gambar 9.26 Pengendalian Reaktor Yang Dilengkapi Dengan

Kondenser Eksternal 282

Gambar 9.27 PengendalianLajuUmpanPadaReaktor 282

Gambar 10.1 Minimalisasi Limbah di Dalam Sistem Pemisahan

dan Daur Ulang 293

Gambar 10.2 Contoh Proses Minimalisasi Limbah Melalui

Daur Ulang Langsung 294

Gambar 10.3 Proses Oksidasi Etilena dan Asam Khlorida Menggunakan (a) Udara dan (b) Oksygen 297

Gambar 10.4 Tahapan Khlorinasi Langsung pada Proses Pembuatan Vinil Khlorida Menggunakan Reaktor Fasa Cair 298

Gambar 10.5 Khlorinasi Langsung pada Proses Pembuatan

Vinil Khlorida Menggunakan Reaktor Fasa Uap-

Cair untuk Mengurangi Tahapan Pencucian Katalis

dan Netralisasi Efluen 300

Gambar 10.6 HubunganBiayadenganPenambahan Unit Pemisah

terhadapPerubahanBiaya Total 301

xx

DAFTAR TABEL

Tabel 1.1 Faktor-Faktor yang Perlu Dipertimbangkan di dalam Pemilihan Sistem Batch atau Kontinyu 27Tabel 2.1 Konvensi Singkatan untuk Alat Proses 44Tabel 2.2 Informasi Aliran yang Diperlukan 45Tabel 2.3 Ringkasan Data Aliran pada Proses Produksi

Benzena dari Gambar 9 45Tabel 2.4 Deskripsi Peralatan 47Tabel 2.5 Data yang tidak Dicantumkan di dalam P&ID 50Tabel 2.6 Konvensi yang Digunakan untuk

Mengidentifikasi P&ID 51Tabel 2.7 Jarak Spasi Minimum (dalam Feet) yang

Direkomendasi untuk Peralatan Proses Kimia 55Tabel 2.8 Tujuan Alat Proses Dielevasikan 57Tabel 4.1 Berat Molekul dan Harga Bahan Baku untuk

Contoh Soal 4-1 83Tabel 6.1 Titik Didih Beberapa Komponen dari Soal 6.1 158Tabel 6.2 Total Beban Pemisah dari 4 Campuran

Komponen 165Tabel 6.3 Jumlah Kemungkinan Susunan Kolom Distilasi 171Tabel 6.4 Data Campuran dari Alkana yang ingin

Dipisahkan dengan Kolom Distilasi 173Tabel 6.5 Data Komponen yang akan Dipisahkan di dalam

Kolom Distilasi 179Tabel 6.6 Rangking Jumlah Beban Uap dari 14

Kemungkinan Susunan Kolom Distilasi 181Tabel 7.1 Kondisi Dua Aliran yang akan dilakukan

Recovery Energi 188Tabel 7.2 Data Aliran yang digunakan untuk Flowsheet

pada Gambar 2.3 191Tabel 7.3 Kondisi Aliran untuk Contoh Soal 7.1 199

xxi xxi

Tabel 8.1 Proses P3 (Peramalan, Pembuktian, Penilaian)

Untuk Meningkatkan Manfaat Pengalaman 218Tabel 8.2 Heuristik Sifat-Sifat Fisika 221Tabel 8.3 Kapasitas dari Unit-Unit Proses yang Sering

Digunakan 222Tabel 8.4 Pengaruh Jenis Bahan Konstruksi terhadap warna

produk, korosi, abrasi, katalis 224Tabel 8.5 Heuristik untuk Peralatan Penggerak dan

Recovery Energi 225Tabel 8.6 Heuristik untuk Tangki Proses (Drum) 226Tabel 8.7 Heuristik untuk Tangki Bertekanan dan

Tangki Penyimpan 227Tabel 8.8 Heuristik Perpipaan 228Tabel 8.9 Heuristik untuk Pompa 229Tabel 8.10 Heuristik untuk Fan, Blower, Kompressor, dan

Pompa Vakum 231Tabel 8.11 Heuristik untuk Alat Penukar Panas (Heat

Exchanger) 232Tabel 8.12 Heuristik untuk Isolasi Panas 234Tabel 8.13 Heuristik untuk Menara (Distilasi dan

Absorpsi Gas) 234Tabel 8.14 Heuristik untuk Tray Tower (Distilasi dan

Absorpsi Gas) 236Tabel 8.15 Heuristik untuk Packed Tower 237Tabel 8.16 Heuristik untuk Ekstraksi Cair-Cair 238Tabel 8.17 Heuristik untuk Reaktor 240Tabel 8.18 Heuristik untuk Spesifikasi Refrigran dan

Utilitas 241Tabel 9.1 Sistem Alat Angkut dan Maksimum Kapasitas 253

1

1.PENDAHULUAN

SINTESIS PROSES

Produk-produk kimia sangat penting dalam mendukung

standar kehidupan modern saat ini. Hampir semua aspek

kehidupan sehari-hari tidak lepas dari produk kimia, baik yang

digunakan langsung atau sebagai bahan antara (intermediet)

untuk membuat produk lain. Pada saat mempertimbangkan

desain proses untuk menghasilkan suatu produk kimia, maka

“pasar mana” produk itu akan dijual merupakan basis

pemikiran yang mempengaruhi tujuan dan prioritas dalam

desain.

Desain produk-produk kimia dimulai dari identifikasi dan

kreasi dari data potensi pasar yang ada untuk kemanfaatan

masyarakat (benefit) dan keuntungan materi (profit). Produk-

produk kimia secara umum dapat dibagi ke dalam tiga

kelompok besar, yaitu:

1) produk-produk kimia dasar (terdiri dari produk kimia

komoditi dan khusus)

2) produk-produk industri, dan

3) produk-produk konsumen.

Jenis-jenis hasil produk di atas diberikan pada Gambar 1.1.

Pada Gambar 1.1(a), produk-produk kimia dasar dibuat dengan

sumber bahan baku dari alam. Produk kelompok kimia dasar

dibagi dua, yaitu kelompok kimia komoditi (seperti produk

bahan kimia etilen, aseton, vinil khlorida) dan kelompok kimia

khusus (seperti biomaterial, produk farmasi, dan lain-lain).

Produk-produk industri berasal dari turunan atau bahan

39

2. DIAGRAM-DIAGRAM

PROSES KIMIA

Cara yang paling baik berkomunikasi tentang proses kimia

adalah melalui diagram. Diagram dapat memberikan informasi

proses kimia yang begitu komplek, sehingga dapat dipelajari

dan dianalisis semua kondisi operasinya. Secara umum untuk

menujukkan aliran proses kimia dalam suatu pabrik

digambarkan melalui BFD(Block Flow Diagram) dan PFD

(Process Flow Diagram).

2.1 BLOCK FLOW DIAGRAM (BFD)

Block Flow Diagram sudah diperkenalkan pada saat

mempelajari neraca massa dan energi. Diagram ini terdiri dari

gabungan beberapa block (kotak) yang dihubungkan dengan

aliran input dan output. Blok ini juga mengandung informasi

seperti konversi dan rekoveri, tetapi tidak menyediakan data

yang detail apa yang terjadi di dalam blok proses tersebut.

Contoh BFD diberikan pada Gambar 2.1.

Blok tersebut menampilkan gambaran secara jelas proses

produksi benzena dari toluena dan hidrogen, tetapi tidak

menampilkan informasi detail bagaimana proses tersebut

berjalan. BFD sangat membantu di dalam pembuatan awal

PFD. BFD juga berguna di dalam pengembangan proses-proses

yang baru.Format pembuatan BFD yang direkomendasi adalah

seperti berikut ini.

1) Operasi diberikan dalam bentuk blok.

2) Aliran utama dilengkapi dengan arah anak panah yang

menunjukkan arah aliran.

61

3. SINTESIS

PROCESS FLOW DIAGRAM

Hal yang harus dilakukan di dalam pengembangan proses

adalah menentukan sintesis proses yang mana atau route

sintesis apakah yang harus dilakukan untuk menghasilkan

produk yang diinginkan. Alternatif proses harus dilakukan sejak

awal pada saat mendesain tahapan proses. Walaupun demikian

perubahan proses dapat terjadi secara signifikan untuk

mendapatkan suatu proses yang murah dan ramah lingkungan.

Perubahan proses dapat menyebabkan perubahan bahan baku,

yang menghasilkan perubahan produk samping. Oleh karena

itu, analisis alternatif proses juga harus diikuti dengan mengkaji

dampak terhadap lingkungan dari produk samping yang

dihasilkan.

Dalam menentukan perubahan proses, ada beberapa

pertimbangan yang harus diperhatikan:

1. Tentukan apakah proses akan dilakukan secara batch

atau kontinyu.

2. Identifikasi input dan output proses.

3. Identifikasi dan tentukan struktur daur ulang proses.

4. Identifikasi dan desain struktur sistem unit pemisah.

5. Identifikasi dan desain jaringan penukar panas (heat

exchanger network) atau sistem recoveri energi yang

layak.

81

4. PEMILIHAN REAKTOR

Desain proses dimulai dari unit pereaksi (reaktor) (lihat

kembali Gambar 1.4), sehingga langkah pertama dalam desain

proses adalah memilih reaktor. Pilihan yang diambil akan

menyebabkan pengaruh terhadap keseluruhan desain. Unjuk

kerja reaktor yang tinggi memberi dampak terhadap

keseluruhan desain, biaya dan pengaruh ke lingkungan.

Pemilihan reaktor yang tidak tepat akan dapat menghasilkan

produk yang tidak diinginkan yang berdampak ke

permasalahan lingkungan. Dalam pemilihan reaktor kondisi di

bawah ini perlu pertama sekali dipertimbangkan:

Tipe atau jenis reaktor

Ukuran reaktor

Konsentrasi umpan

Suhu

Tekanan

Fase

Katalis

Pada tahap ini saja keputusan tidak dapat diambil, karena

reaktor berinteraksi dengan unit yang lain (seperti yang

diberikan di dalam flowsheet process). Walaupun demikian

pada tahap pembahasan pemilihan unit pereaksi ini hanya

difokuskan pada pemilihan reaktor, tidak mencakup detail

ukuran reaktor dan lain sebagainya. Untuk referensi lebih detail

tentang reaktor dapat dirujuk ke Levenspiel (1999).

133

5. PEMILIHANSEPARATOR

Setelah dilakukan pemilihan unit reaktor, maka tahapan

selanjutnya adalah memilih unit pemisah (separator) untuk

memisah komponen-komponen dari efluen reaktor. Unit

separator juga sering dipasang sebelum reaktor untuk

memurnikan umpan reaktor. Pada bahasan ini hanya diberikan

bagaimana cara memilih tidak menjabarkan secara detail

bagaimana menentukan ukuran dari unit separator.

Apabila suatu campuran yang akan dipisahkan bersifat

homogen, maka pemisahan dapat dilakukan melalui perubahan

fasa dari sistem campuran tersebut. Sebagai contoh, apabila

suatu campuran gas yang keluar dari reaktor, maka pemisahan

komponen dapat dilakukan dengan mengkondensasi salah satu

komponen (parsial kondensasi). Bahan yang lebih volatil akan

berada pada fasa uap, sedangkan yang kurang volatil berada

dalam fasa cair. Selain dengan melakukan perubahan fasa, ke

dalam campuran gas ditambahkan pelarut sehingga komponen

dengan nilai kelarutan lebih tinggi akan berada di dalam

pelarut.

Berbagai perubahan sifat fisika dapat dilakukan di dalam

pemisahan campuran homogen. Apabila komponen yang keluar

dari reaktor berada di dalam fasa heterogen, maka pemisahan

dapat dilakukan melalui pemanfaatan perbedaan densiti di

antara komponen-komponen penyusun campuran tersebut.

157

6. STRATEGI PEMISAHAN

PADA SINTESIS PROSES

Perancangan atau sintesis proses memerlukan pengetahuan

tentang strategi pemisahan berdasarkan sifat fisika dan kimia

setiap aliran. Sebagai contoh, suatu reaksi yang memerlukan

reaktan brom (murni) dimana bahan baku tersebut

terkontaminasi dengan khlor dan khloroform. Dalam hal ini

akan dicari suatu cara untuk mendapatkan brom yang murni.

Dalam perancangan proses akan dipilih suatu strategi yang

layak sehingga akhirnya diperoleh bahan baku dengan kualitas

yang sesuai dengan kondisi proses.

Strategi awal untuk memisahkan bahan baku terhadap

impuritisnya adalah mengumpulkan sebanyak mungkin sifat-

sifat kimia dan fisika dari bahan yang akan dipisahkan. Data ini

termasuk titik didih, titik lebur, volalitas, kelarutan dalam

berbagai pelarut (solvent), densiti, ukuran, fasa, adsorbsi pada

permukaan, sifat magnetik dan elektrostatik, dan reaktifitas

kimianya. Selanjutnya dibuat tingkatan besaran (dari besar ke

kecil) data-data tersebut dari setiap bahan di dalam campuran

yang akan dipisahkan. Untuk mendapatkan pemahaman di atas

lihat contoh di bawah ini.

Contoh 6-1:

Dalam suatu proses pembuatan obat-obatan diperlukan bahan

baku brom murni. Dipasaran brom dijual mengandung

impuritis khloroform (300 ppm) dan khlorin sebanyak 2%.

Impuritis ini akan dihilangkan dari cairan brom.

186

7.STRATEGI PENYUSUNAN

JARINGAN HEAT EXCHANGER DAN UTILITAS

Dalam bahasan ini istilah heat exchanger (alat penukar panas)

dibedakan dengan cooler dan heater. Heat Exchanger(HE)

adalah suatu alat penukar panas yang menggunakan aliran

dingin dan panas berasal dari aliran proses. Cooler dan Heater

adalah alat penukar panas yang menggunakan salah satu

alirannya (panas atau dingin) berasal dari unit utilitas (steam

atau air pendingin).

Strategi dalam menyusun jaringan HE di dalam perancangan

proses bertujuan untuk mendaur ulang energi yang ada di

dalam sistem proses. Dengan kata lain penyusunan alat

penukar panas diperlukan untuk merecoveri energi yang

tersedia agar tidak keluar sebagai energi yang hilang (losses)

dari sistem proses. Apabila proses dijalankan pada suhu tinggi,

misalnya pada distilasi air laut, maka aliran keluar yang panas

digunakan untuk memanaskan umpan yang lebih dingin.

Sebaliknya, apabila proses dilakukan pada suhu rendah, seperti

desalinasi pada proses pembekuan air, maka aliran keluar yang

dingin digunakan untuk mendinginkan umpan yang hangat.

Untuk memudahkan pengertian aliran pada alat penukar panas,

skema aliran diperlihatkan pada Gambar 7.1. Pada operasi

cocurrent (searah) aliran dingin dan aliran panas yang mengalir

216

8. PRINSIP-PRINSIP

Seorang sarjana teknik kimia yang berpengalaman memiliki

kemampuan yang dibutuhkan di dalam melakukan detail

desain, perhitungan yang akurat, analisis, dan mengoperasi

peralatan dan proses kimia. Di samping itu, sarjana teknik

kimia juga akan dapat menformulasikan sejumlah metode

perhitungan cara singkat (short-cut) berbasis pengalaman yang

berguna untuk:

memeriksa desain proses yang baru

menentukan ukuran peralatan dan mengestimasi

unjuk kerjanya

menyelesaikan permasalahan yang timbul

melakukan verifikasi kesesuaian hasil perhitungan

komputer dan simulasi

menyediakan nilai awal yang sesuai untuk input proses

simulasi yang dibutuhkan agar mencapai nilai

konvergen

mendapatkan perkiraan biaya untuk setiap unit proses

mengembangkan layout proses awal.

Metode cara singkat ini yang berbentuk form heuristik sangat

berguna di dalam praktek di lapangan. Walaupun demikian,

SINTESIS PROSES BERBASIS PENGALAMAN

243

9. TAHAPAN DASAR DESAIN

DAN SELEKSI PROSES

9.1 TAHAPAN PERENCANAAN PABRIK

Desain pabrik adalah aktifitas rekayasa yang menuntut

kreatifitas yang tinggi. Desain merupakan esensi dari rekayasa

yang membedakannya antara engineer (sarjana teknik) dengan

ilmuwan. Tahapan perencanaan suatu pabrik kimia

diperlihatkan pada Gambar 9.1. Secara sederhana tahapan

dimulai dengan adanya potensi peluang, yang selanjutnya oleh

kelompok (tim) desain melakukan pengkajian permasalahan.

Tim kemudian melakukan survey untuk mendapatkan data

karakteristik (properties) dari bahan kimia atau campuran

kimia yang diiginkan. Apabila suatu proses dibutuhkan untuk

menghasilkan bahan kimia, maka kreasi proses (invensi)

dilakukan. Apabila secara kasar kelihatan proses

menguntungkan, maka desain dasar dikembangkan. Secara

bersamaan dilakukan penilaian terhadap pengendalian

(kontrol) pabrik secara keseluruhan untuk mengeliminasi

proses yang sulit dikendalikan. Ketika proses kelihatan

menjanjikan, maka tim melakukan detail desain, perhitungan

ukuran peralatan, dan optimasi.

283

10. TEKNOLOGI BERSIH

(GREEN ENGINEERING)

Teknologi bersih dapat didefinisikan sebagai teknologi ramah

lingkungan. Berkaitan dengan teknik kimia dan desain proses

kimia, teknologi bersih berarti desain untuk mengurangi emisi,

desain untuk mengeliminasi partikel kimia beracun, desain

untuk meminimalkan penggunaan sumber alam, dan desain

untuk meminimalkan penggunaan energi.

Beberapa buku teks telah diterbitkan berkenaan dengan

teknologi bersih dan pencegahan pencemaran seperti Allen D.T

dan Shonnard D.R., (2001), Bishop P.L. (2000), Allen D.T dan

Rosselot K. S. (1977). Pada bagian ini hanya diberikan

ringkasan dan dianjurkan untuk membaca buku-buku tesk di

atas untuk menambah informasi di dalam mendesain teknologi

yang ramah lingkungan.

Beberapa sumber berbasis WEB yang berisi informasi

pencegahan pencemaran dan teknologi bersih tersedia di dunia

maya (internet). Diantarannya Environmental Protection

Agency (EPA) dengan alamat

(http://www.epa.gov/oppt/greenengineering) atau home page

pencegahan pencemaran (http://www.p2workshop.org/).

http://www.epa.gov/oppt/greenengineering

http://www.p2workshop.org/

306

DAFTAR PUSTAKA

Denbigh K.G., dan Turner J.C.R., (1984) Chemical Reactor

Theory, 3rd ed., Cambridge University Press, Cambridge,

England.

Douglas J.M., (1985) A Hierarchical Decision Procedure for

Process Synthesis, AIChEJ, 31:353.

Foust A.S., dkk (1980) Principles of Unit Operations, Wiley,

New York.

King C.J., (1980) Separation Processes, 2nd Ed., McGraw-Hill,

New York.

Levenspiel, O., (1999) Chemical Reaction Engineering, John

Wiley & Sons, New York.

Rase H.F., (1977) Chemical reactor Design for Process Plants,

vol. 1, Wiley, New York.

Rousseau R.W., (1987) Handbook of Separation Process

Technology, Wiley, New York.

Smith dan Petela, (1991) The Chemical Engineer, Dec. 17,

Institute of Chemical Engineers.

Smith R., (1995) Chemical Process Design, McGraw-Hill Book

Co., Singapore.

Simth R., (2005) Chemical Process Design and Integration,

John Wiley & Sons, the Atrium, Southern gate, Chichester,

West Sussex PO19 8Sq, England.

Smith R., dan Jones P.S., (1990) The Optimal Design of

Integrated Evaporation Systems, Heat Recovery System

and CHP, 10:341.

Supp E., (1973) Technology of Lurgi’s Low Pressure Methanol

Process, Chem. Tech., 3: 430.

307

Svarovsky L., (1981) Solid-Gas Separation, Elsevier Scientific,

New York.

Turton R., dkk (2003) Analysis, Synthesis, and Design of

Chemical Process. 2nd edition, Pearson Education, Inc.,

New Jersey.

Waddams A.L., (1978) Chemical from Petroleum, John Murray,

London.

Walas S.M., (1988) Chemical Process Equipment Selection and

Design, Butterworth, reading, Mass.

Waren D. S., Seader J.D., dan Lewin D.R., (2004) Product and

Process Design Principles: Synthesis, Analysis, and

Evaluation, John Wiley and Sons, New York.

308

DAFTAR ISTILAH

Absorpsi: Proses pemisahan berdasarkan kesetimbangan

dimana campuran gas dipisahkan ke dalam komponen-

komponennya dengan penambahan cairan. Cairan yang

digunakan memiliki perbedaan tingkat kelarutan terhadap

setiap komponen yang akan dipisahkan.

Adsorpsi: Proses pemisahan berdasarkan kesetimbangan

dimana suatu cairan dikontakkan dengan material padatan,

sehingga komponen cairan yang lebih diinginkan menempel

pada permukaan material padatan.

Aliran kontinyu: Suatu model proses dimana aliran input

secara terus-menerus masuk ke dalam proses dan aliran output

secara terus-menerus keluar dari proses.

Aliran proses: Aliran bahan yang masuk dan keluar unit

proses.

Approach temperature: Perbedaan suhu antara aliran panas

dan aliran dingin.

Block Flow Diagram (BFD): Suatu diagram alir proses yang

menunjukkan unit-unit proses utama sebagai blok dan

menunjukkan bagaimana aliran proses bergerak di antara unit-

unit proses.

Bottom product: Produk kolom distilasi dari bagian bawah

dimana kondisi aliran berada pada titik didihnya.

309

Cocurrent: Arah aliran bahan yang akan dipanaskan searah

dengan arah aliran bahan yang akan didinginkan di dalam alat

penukar panas.

Counterflow (Counter current): Arah aliran bahan yang

akan dipanaskan berlawanan dengan arah aliran bahan yang

akan didinginkan di dalam alat penukar panas.

Cyclone: Suatu alat pemisahan partikel padatan dengan

memanfaatkan gaya sentrifugal dimana dilakukan untuk proses

yang tidak dapat memakai gaya grafitasi.

Diagram bertingkat (cascade diagram): Suatu diagram

yang menunjukkan tingkatan energi netto dari aliran panas dan

dingin pada sistem penukar panas di dalam intergrasi panas.

Diagram interval suhu: Suatu diagram yang menunjukkan

aliran panas dan dingin berdasarkan supply temperature dan

target temperature.

Direct sequence: Penyusunan kolom distilasi dimana

komponen lebih ringan diambil terlebih dahulu dari overhead

product.

Distilasi: Pemisahan komponen berdasarkan kesetimbangan

yang menggu-nakan perbedaan volatilitas relatif di antara

komponen yang akan dipisahkan. Proses dilakukan di dalam

kolom bertingkat, dimana terjadi pengulangan dari proses

penguapan dan kondensasi.

Ekstraksi: Proses pemisahan berdasarkan kesetimbangan

dimana cairan yang tidak dapat tercampur sebagian atau

seluruhnya (sebagai pelarut) ditambahkan ke dalam suatu

campuran larutan yang ingin dipisahkan.

310

Energi netto: Selisih antara energi aliran panas dan aliran

dingin di dalam diagram interval suhu.

Energi target: Penembahan energi yang diperlukan di dalam

proses.

Fasa: Suatu bahan yang homogen, berbeda secara fisik, yang

dapat dipisahkan.

Filtrasi: Suatu pemisahan secara mekanik dimana suatu

campuran dile-watkan melalui media berporos; partikel dengan

ukuran lebih besar akan tertahan sedangkan partikel yang lebih

kecil akan lolos.

Flash drum: Suatu tangki yang digunakan untuk memisahkan

campuran uap-cairan. Kecepatan uap di dalam drum harus

lebih rendah dari pada kecepatan pengendapatan cairan yang

jatuh atau turun.

Flotasi: Suatu proses pemisahan dengan bantuan grafitasi

dengan meman-faatkan perbedaan karakteristik permukaan

partikel.

Garis pintch: Suatu garis yang menunjukkan bahwa energi

tidak dapat dipindahkan ke interval berikutnya.

Heuristik: Metode penyelesaian suatu masalah secara cepat

berdasarkan pengalaman.

Indirect sequence: Penyusunan kolom distilasi dimana

komponen lebih berat diambil terlebih dahulu dari bottom

product.

311

Katalis: Suatu material yang digunakan untuk meningkatkan

laju reaksi tanpa mengubah kesetimbangan reaksi atau

koefisien stoikiometri, dan tidak terkonsumsi oleh reaksi.

Kesetimbangan reaksi kimia: Suatu kondisi dimana

konsentrasi reaktan dan produk tidak berubah dengan waktu, di

dalam sistem reaksi pada suhu dan tekanan konstan, yang

dikarakteristikan dengan konstanta kesetimbangan reaksi

kimia, K.

Kinetika kimia: Studi tentang laju reaksi-reaksi kimia.

Koefisien stoikiometri: Suatu bilangan di dalam suatu

persamaan reaksi yang setimbang yang menunjukkan jumlah

relatif mol reaktan yang dikonsumsi atau produk yang

dihasilkan. Koefisien stoikiometri untuk reaktan bernilai

negatif, sedangkan untuk produk bernilai positif.

Komponen: Suatu elemen, senyawa, atau material komposit.

Kristalisasi: Suatu proses pemisahan berdasarkan

kesetimbangan dimana suatu cairan umpan diatur sehingga

membentuk fasa padat. Komposisi fasa padat ini berbeda

dengan komposisi di dalam larutan.

Kurva aliran komposit: Gabungan aliran-aliran individu

menjadi satu aliran.

Overhead product: produk kolom distilasi dari bagian atas

dimana kondisi aliran berada pada titik embunnya.

Pintch point: Suatu titik di dalam merancang jaringan alat

penukar panas dimana driving force untuk energi bernilai

minimum.

312

Pipe rack: Suatu lokasi peletakan semua jaringan perpipaan

baik untuk membawa bahan baku, produk atau bahan utilitas

dari dan ke unit proses.

Process Flow Diagram (PFD): Suatu diagram alir yang

menunjukkan semua komponen utama dari suatu peralatan

proses yang representatif, dan menunjukkan bagaimana aliran

proses dihubungkan satu sama lainnya. Dalam suatu PFD

biasanya mencakup (1) peralatan untuk perpindahan bahan

atau energi; (2) peralatan utama; dan (3) kuantitas aliran,

komposisi, suhu, dan tekanan dari semua aliran proses.

Proses batch: Model proses dimana semua aliran input

masuk pada sekali waktu, kemudian terjadi perubahan fisik dan

kimia selama proses, dan semua aliran output diambil pada

sekali waktu juga.

Produk kimia dasar: Produk yang dibuat dari bahan baku

alam.

Produk kimia industri: Produk yang dibuat dari bahan baku

turunan produk kimia dasar.

Purge (Blowdown): Pembuangan atau pengeluaran secara

kontinyu atau bertahap sejumlah aliran yang disirkulasi. Hal ini

dilakukan untuk mencegah meningkatnya suatu komponen di

dalam aliran sirkulasi, biasanya dinyatakan dengan persentase

aliran sirkulasi.

Reaktan berlebih (excess reactant): Umpan reaktan yang

lebih besar dari rasio stoikiometri relatif terhadap reaktan yang

lain.

Reaktor: Suatu unit proses yang menyediakan kondisi

sehingga suatu reaksi kimia dapat berjalan.

313

Recirculation (Recycle – Daur Ulang): Aliran yang

dikembalikan ke dalam proses setelah keluar dari unit proses.

Digunakan untuk mengembalikan komponen yang masih dapat

digunakan di dalam proses. Biasanya digunakan pada reaktor

dengan nilai konversi yang rendah.

Recoveri energi: energi yang dimanfaatkan di dalam proses

tanpa menggunakan aliran utilitas.

Selektifitas: Suatu nilai spesifikasi unjuk kerja reaktor.

Jumlah mol reaktan yang dikonversi menjadi produk yang

diinginkan dibagi dengan jumlah mol reaktan yang dikonsumsi

oleh semua tahapan reaksi.

Separator: Suatu unit proses dimana satu atau lebih aliran

input mengalami perubahan fisik sehingga campuran

komponen pada aliran dapat dipisahkan ke dalam dua atau

lebih aliran keluar dengan komposisi yang berbeda.

Sink: media penyerap panas disebut juga sebagai cold stream

atau aliran dingin.

Sintesis proses kimia: Suatu metode dan ilmu pengetahuan

yang digunakan untuk memilih bahan baku dan tahapan reaksi

yang sesuai, dan mengembangkan proses yang efisien,

ekonomis, dapat dipercaya, dan aman.

Sistem: Suatu volume yang spesifik dengan batasan-batasan

yang diketahui.

Splitter: Suatu unit proses dengan aliran input tunggal yang

dipisahkan ke dalam dua atau lebih aliran output tanpa

mengalami perubahan komposisi.

314

Supply temperature: Suhu awal dari aliran panas yang akan

didinginkan atau aliran dingin yang akan dipanaskan.

Target temperature: Suhu yang diinginkan dari aliran panas

yang akan didinginkan atau aliran dingin yang akan

dipanaskan.

Topologi proses: Peta suatu proses yang menunjukkan

bagaimana unit-unit proses dihubungkan sesamanya dan arah

aliran bahan di antara unit-unit proses.

Unit proses: Suatu blok atau tanda lain di dalam diagram alir

proses yang memberikan informasi fungsi proses yang spesifik.

Variabel proses: Variabel-variabel seperti kuantitas, laju alir,

komposisi, tekanan yang mendefinisikan bentuk suatu aliran

proses atau unit proses.

Yield: Suatu spesifikasi unjuk kerja reaktor. Mol reaktan yang

dikonversi untuk produk yang diinginkan dibagi dengan mol

reaktan yang diumpankan ke dalam reaktor.

ΔTmin : Perbedaan suhu minimum yang ditetapkan antara

aliran panas dan dingin di dalam alat penukar panas.

A Adsorbsi, 222 Approach temperature, 222

B

Batch, 16, 18, 19, 20, 222 BFD, 25, 26, 217 Block Flow Diagram

BFD, 222 Blow down, 222 Bottom product, 222 Boundary, 222

C

cascade diagram, 143, 152, 222

Cocurrent, 222 Cold stream, 131, 132, 133,

134, 135, 138, 139, 140 Counterflow, 222 Cyclone, 222

D

Daur Ulang, 222 Diagram bertingkat, 143,

222 Diagram interval suhu, 142,

222 Direct sequence, 222 Distilasi, 222

E

Ekstraksi, 222 Energi, 222

Energi netto, 222 Excess reactant, 222

F

Filtrasi, 222 Flash drum, 222 Flotasi, 222

G

Green engineering, 222

H

Heat exchanger, 131, 139, 222

Heuristik, 222

I

Indirect sequence, 222

K

Katalis, 222 Keseimbangan, 142 Kesetimbangan reaksi

kimia, 222 Khlorinasi, 222 Kinetika, 222 Komponen, 222 Konversi, 19 Kristalisasi, 222 Kurva aliran komposit, 222

O

Oksigen, 222 Overhead product, 222

INDEKS

315

P

Pencemaran, 222 PENYUSUNAN JARINGAN

HEAT EXCHANGER, 130 PFD, 25, 26, 27, 28, 29, 31,

45, 219 Pintch, 222 Pintch point, 222 Pipe rack, 222 Process Flow Diagram

PFD, 222 Produk kimia dasar, 222 Produk kimia industri, 222 Proses batch, 16 Purge, 222

R

Reaktor, 222 Recoveri energi, 132 Recovery energi, 222

S

Selektivitas, 222 Separator, 222 Sink, 131, 140, 222 Sintesis proses kimia, 222 Sistem, 18, 20 Splitter, 222 Steam, 132, 133, 134, 138,

140, 144 Stoikiometri, 222 Supply temperatur, 222

T

Target temperatur, 222 Tata letak, 222

Teknologi bersih, 222 Topologi proses, 222

U

Unit proses, 18, 222

V

Variabel proses, 222 Vinil khlorida, 1

Y

Yield, 222

Δ

ΔTmin, 132, 133, 134, 135, 136, 137, 138, 139, 140, 141, 142, 147, 148, 150, 152

316

dasar sintesis proses dan

Documents