PEMISAHAN GAS N2 SECARA DESTILASI KRIOGENIK

DISUSUN OLEH :1. Koko ekayana2. Yuanisa ristiani3. Ela nurlela4. Erik surya P5. Rifky setia P6. Heru nugraha 7. Andika8. Idris

DESTILASI KRIOGENIK

Kriogenik diartikan sebagai operasi yang dilangsungkan dalam keadaan temperatur yang sangat rendah.

Distilasi kriogenik adalah proses pemisahan komponen-komponen berdasarkan perbedaan titik didih yang dilakukan pada temperatur rendah.

Destilasi kriogenik digunakan untuk pemisahan komponen – komponen gas di udara.

ex : digunakan untuk memisahkan N2 dan O2 dari udara.

Pengertian N2

Nitrogen atau zat lemas adalah sebuah unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang N dan nomor atom 7. Dinamakan zat lemas karena zat ini bersifat malas, tidak aktif bereaksi dengan unsur lainnya.

Nitrogen adalah 78,08% persen dari atmosfir Bumi dan terdapat dalam banyak jaringan hidup. Zat lemas membentuk banyak senyawa penting seperti asam amino, amoniak, asam nitrat, dan sianida.

Kegunaan N2

Gas N2 N2 cairSebagai komponen utama

pembuatan ammonia (konsumsi terbesar), nitric acid, organic nitrates), dan cyanides

Untuk mendapatkan suhu sangat dingin, sampai -210C

Digunakan selama proses preparasi sampel untuk analisa kimia.

Sebagai refrigerantPembekuan darah, sel

reproduksi (sel telur dan sperma), dan sampel biologi lain.

Pendingin perlatan lab dan detektor sinar-X

Untuk mendapatkan nitrogen dari udara dengan pendinginan. Prinsipnya adalah pencairan (liquified) nitrogen yang hanya bisa dicapai di bawah kondisi kritis, yaitu T=132.5 K dan P=37.7 bar.

Ada dua jenis proses cryogenic yaitu:

a. Single-column process (kolom tunggal)

b. Double-column process (kolom ganda)

kolom HPC dan kolom LPC

Tahapan Proses KriogenikA. Penyiapan Bahan Baku

B. Pembentukan Produk & Pemurnian

FiltrasiKompresiTransfer panasPendinginanPemurnianPendinginan

Destilasi tahap 1 menggunakan High Pressure Coloumn

Destilasi tahap 2 menggunakan Low Pressure Column

Pencairan gas hasil destilasi

Pendinginan nitrogen cair

A. Penyiapan Bahan Baku

1. Filtrasi menggunakan air filterPenyaringan udara umpan dari debu atau kotoran yang terdapat di udara umpan (feed air) yang dapat mengganggu proses destilasi. Debu yang terakumulasi dibersihkan dengan menggunakan udara dari MS unit yang di by-pass untuk disemprotkan ke filter, sehingga didapat udara bersih dan bebas debu dan kotoran.

2. Kompresi menggunakan air compressor centrifugal 3 stage

Selain menekan udara hingga tekanannya cukup untuk mencapai tekanan di High Pressure Column, kompressor ini juga berfungsi menghisap udara umpan agar dapat masuk ke filter udara.

3. Transfer panas menggunakan reactivation exchanger

Panas dari udara panas yang dilepaskan oleh stage terakhir dari air compressor digunakan untuk transfer panas ke waste gas yang keluar dari cold box sehingga waste gas mengalami kenaikan suhu dari 22-27 0C menjadi 1000C. Waste gas ini dipakai untuk meregenerasi / mereaktifikasi molekuler sieve unit.

4. Pendinginan menggunakan high level freon cooler

Alat ini adalah seperangkat alat penukar kalor yang dilengkapi dengan kompresor tipe screw dan sistem ekspansi untuk mengatur sirkulasi freon dalam high level freon cooler. Bahan pendingin yang digunakan adalah freon.

5. PemurnianPenghilangan uap air menggunakan water separator

Uap air akan terpisah di water separator yang dilengkapi dengan penangkap kondensat, karena gaya berat sebagai kondensat dan udara keluar mengalir menuju molecular sieve unit.

Penghilangan CO2 dan hidrokarbon lain menggunakan Moleculer Sieve Tower

Penyerapan uap air dan CO2 di udara proses (alumina gel di bagian bawah untuk menyerap uap air dan zeolit tipe molecular sieve di bagian atas untuk mengikat CO2 dan HC).

6. Pendinginan menggunakan Air Exchanger tipe Plate fin

Dilakukan pendinginan terhadap udara umpan bertujuan untuk memperoleh kondisi udara yang siap mencair. Prinsip yang dipakai adalah pertukaran kalor dan sebagai media penukar kalor dimasukkan gas-gas yang keluar dari kolom destilasi

B. Pembentukan Produk & Pemurnian

1. Destilasi tahap 1 menggunakan High Pressure Coloumn tipe vertical cylindrical

Dalam HPC terjadi proses rektifikasi yaitu kontaknya udara jenuh dengan refluk nitrogen cair yang mengalir ke bawah sampai didapatkan kondisi yang mendekati kesetimbangan sehingga tahap pemisahan kedua fase dapat terbentuk.

2. Destilasi tahap 2 menggunakan Low Pressure Column

Memisahkan gas umpan dan larutan refluk dari high pressure column dengan oksigen. Sehingga dihasilkan gas nitrogen terbentuk pada puncak kolom dan oksigen yang pada dasar kolom.

3. Pencairan gas hasil destilasi menggunakan Main Condenser

Merupakan pencairan gas N2 yang terbentuk dari atas kolom LPC yang sebagian direflukkan ke HPC, sedangkan yang sebagian didinginkan ke Product Liquid Nitrogen Subcooler.

4. Pendinginan nitrogen cair menggunakan Product Liquid Nitrogen Subcooler

Nitrogen hasil kondensasi dimasukkan ke liquid nitrogen subcooler kemudian dialirkan ke storage tank.