16
TUGAS PROSES INDUSTRI KIMIA PEMBUATAN GAS INDUSTRI: HIDROGEN Disusun Oleh : Asha Herda Afianti 21030112130135 Edward Cantona Taufan 21030112140143 M. Dzikri Hanif W. 20130112130084 M. Sutan Gerry S. 21030112110099 Nita Ariani 21030112120022 Wiwit Arum 21030112130090 Dosen Pengampu: Nita Aryanti, S. T., M. T., Ph. D JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG 2013

Hidrogen

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Pembuatan Hidrogen dengan SMR

Citation preview

Page 1: Hidrogen

TUGAS PROSES INDUSTRI KIMIA

PEMBUATAN GAS INDUSTRI:

HIDROGEN

Disusun Oleh :

Asha Herda Afianti 21030112130135

Edward Cantona Taufan 21030112140143

M. Dzikri Hanif W. 20130112130084

M. Sutan Gerry S. 21030112110099

Nita Ariani 21030112120022 Wiwit Arum 21030112130090

Dosen Pengampu: Nita Aryanti, S. T., M. T., Ph. D

JURUSAN TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO

SEMARANG

2013

Page 2: Hidrogen

1. Pengertian Umum

Hidrogen adalah unsur kimia pada tabel periodik yang memiliki symbol H dan

nomor atom 1. Pada suhu dan tekanan standar, hidrogen tidak berwarna, tidak berbau,

bersifat non-logam, bervalensi tunggal, dan merupakan gas diatomik yang sangat mudah

terbakar.

Hidrogen merupakan unsur yang paling melimpah dengan persentase kira-kira 75%

dari total massa unsur alam semesta. Unsur ini ditemukan dalam kelimpahan yang besar di

bintang-bintang dan planet-planet gas raksasa. Di seluruh alam semesta ini, hidrogen

kebanyakan ditemukan dalam keadaan atomik dan plasma yang sifatnya berbeda dengan

molekul hidrogen.

Dalam keadaan normal di bumi, unsur hidrogen berada dalam keadaan gas

diatomik. Namun, gas hidrogen sangatlah langka di atmosfer bumi karena beratnya yang

ringan menyebabkan gas hidrogen lepas dari gravitasi bumi. Senyawa hidrogen jarang

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

senyawa hidrokarbon seperti metana. Hidrogen juga dapat dihasilkan dari air melalui

proses elektrolisis. Gas hidrogen dapat diperoleh melalui proses cracking atau yang biasa

disebut dengan steam reforming antara gas alam dengan steam dengan bantuan katalis

nikel.

2. Karakteristik Hidrogen

Tabel 2.1 Sifat Termodinamika dan Fisik dari Hidrogen Gas

Sifat Hidrogen

Para- Normal

Densitas pada 0˚C, (mol/cm3) 10

3 0,05459 0,04460

Faktor kompresibilitas, Z = PV/RT, pada 0˚C 1,0005 1,00042

Kompresibilitas adiabatic, ( ), pada 300 K,

MPa-1b

7,12 7,03

Koefisien ekspansi volume, ( ), pada 300 K,

K-1

0,00333 0,00333

CP pada 0˚C, J/(mol.K)c 30,35 28,59

Cv pada 0˚C, J/(mol.K)c 21,87 20,30

Entalpi pada 0˚C, J/molcd

7656,6 7749,2

Energi dalam pada titik lebur, J/molcd 5384,5 5477,1

Page 3: Hidrogen

Entropi pada titik lebur, J/(mol.K)cd 127.77 139,59

Kecepatan suara, m/s 1246 1246

Viskositas, mPas (=cp) 0,00839 0,00839

Konduktivitas termal pada titik lebur, mW/(cm.K) 1,841 1,740

Konstanta dielektrik pada titik lebur 1,00027 1,000271

Kompresibilitas isotermal, 1/V(∂V/V∂P)T , Mpa-1 b

-9,86 -9,86

Koefisien difusi-diri pada 0 oC, cm

2/s – 1,285

Difusivitas gas dalam air pada 25 oC, cm

2/s – 4,8 × 10

-5

Diameter benturan, σ, m × 10 10

– 2,928

Parameter interaksi, Є/k, K – 37,00

Panas disosiasi pada 298,16 K, kJ/mol c 435,935 435,881

Catatan: a

semua nilai pada 101,3 kPa (1 atm)

b untuk konversi Mpa ke atm, dibagi dengan 0,101

c untuk konversi J ke cal, dibagi dengan 4,184

d titik dasar (nilai nol) untuk entalpi, energi dalam, dan entropi adalah 0 K untuk

gas ideal pada tekanan 101,3 kPa (1 atm)

Sumber : Othmer, K., 1967

Tabel 2.2 Sifat Termodinamika dan Fisik dari Hidrogen Cair

Sifat Hidrogen

Para- Normal

Titik lebur, K (triple point) 13,803 13,947

Titik didih normal, K 20,268 20,380

Suhu kritis, K 32,976 33,18

Tekanan kritis, kPaa 1298,8 1315

Densitas pada titik didih, mol/cm3 0,03511 0,03520

Densitas pada titik lebur, mol/cm3 0,038207 0,03830

Faktor kompresibilitas, Z = PV/RT

pada titik lebur

titik didih

0,001606

0,01712

0,001621

0,01698

Titik kr itis 0,3025 0,3191

Page 4: Hidrogen

Kompresibilitas adiabatik, (–∂V/V∂P)s, MPa-1 b

pada triple point

titik didih

0,00813

0,0119

0,00813

0,0119

Koefisien ekspansi volume, (–∂V/V∂T)p, K-1

pada triple point

titik didih

0,0102

0,0164

0,0102

0,0164

Panas penguapan, J/molc

pada triple point

titik didih

905,5

898,3

911,3

899,1

Cp, J/(mol.K) c

pada triple point

titik didih

13,13

19,53

13,23

19,70

Cv, J/(mol.K) c

pada triple point

titik didih

9,50

11,57

9,53

11,60

Entalpi, J/mol c d

pada triple point

titik didih

-622,7

-516,6

438,7

548,3

Energi dalam, J/mol c d

pada triple point

-622,9

435,0

Catatan: a

untuk konversi kPa ke mm Hg, dikali dengan 7,5

b untuk konversi Mpa ke atm, dibagi dengan 0,101

c untuk konversi J ke cal, dibagi dengan 4,184

d titik dasar (nilai nol) untuk entalpi, energi dalam, dan entropi adalah 0 K untuk

gas ideal pada tekanan 101,3 kPa (1 atm)

Sumber : Othmer, 1967

Tabel 2.3 Sifat Termodinamika dan Fisik dari Hidrogen Padatan

Sifat Hidrogen

Para- Normal

Titik lebur, K (triple point) 13,803 13,947

Tekanan uap pada titik lebur, kPaa 7,04 7,20

Tekanan uap pada 10 K, kPaa 0,257 0,231

Densitas pada titik lebur, (mol/cm3) × 10

3 42,91 43,01

Page 5: Hidrogen

Panas peleburan pada titik lebur , J/molb 117,5 117,1

Panas sublimasi pada titik lebur, J/molb 1023,0 1028,4

Cp pada 10 K, J/(mol.K) b 20,79 20,79

Entalpi pada titik lebur, J/molb c

-740,2 321,6

Energi dalam pada titik lebur, J/molb c

-740,4 317,9

Entropi pada titik lebur, J/(mol.K) b c

1,49 20,3

Konduktivitas termal pada titik lebur, mW/(cm.K)

9,0 9,0

Konstanta dielektrik pada titik lebur 1,286 1,287

Panas disosiasi pada 0 K, kJ/molb 431,952 430,889

Titik lebur, K (triple point) 13,803 13,947

Tekanan uap pada titik lebur, kPaa 7,04 7,20

Tekanan uap pada 10 K, kPaa 0,257 0,231

Densitas pada titik lebur, (mol/cm3) × 10

3 42,91 43,01

Panas peleburan pada titik lebur , J/molb 117,5 117,1

Panas sublimasi pada titik lebur, J/molb 1023,0 1028,4

Catatan: a untuk konversi kPa ke mm Hg, dikali dengan 7,5

b untuk konversi ke cal, dibagi dengan 4,184

c titik dasar (nilai nol) untuk entalpi, energi dalam, dan entropi adalah 0 K

untuk gas ideal pada tekanan 101,3 kPa (1 atm)

Sumber : Othmer, 1967

3. Spesifikasi Bahan Baku

Gas Alam (Natural Gas)

Gas alam adalah bahan bakar fosil berbentuk gas yang terutama terdiri dari

metana (CH4). Gas alam dapat ditembukan di ladang minyak, ladang gas bumi, dan juga

tambang batu bara.

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

hidrokarbon rantai terpendek dan teringan. Gas alam juga mengandung molekul-molekul

hidrokarbon yang lebih berat seperti etana (C2H6), propana (C3H8), dan butana (C4H10),

selain juga gas-gas yang mengandung sulfur (belerang).

Tabel 3.1 Komposisi Natural Gas

Komponen % mol

Metana (CH4) 94,3996

Etana (C2H6) 3,1

Propana (C3H8) 0,5

Page 6: Hidrogen

Isobutana 0,1

N-butana 01

Pentana 0,2

H2S 0,0004

CO2 0,5

N2 1,1

Sumber: Spath and Mann, 2000

Gas alam yang telah diproses dan akan dijual bersifat tidak berasa dna tidak

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

alam diberi bau dengan menambahkan thiol agar dapat terdeteksi bila terjadi kebocoran

gas. Gas alam yang telah diproses itu sebenarnya tidak berbahaya, tetapi gas alam tanpa

proses dapat menyebabkan tercekiknya pernapasan karena ia dapat mengurangi

kandungan oksigen di udara pada level yang dapat membahayakan.

Gas alam dapat berbahaya karena sifatnya yang sangat mudah terbakar dan

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

tersebar di atmosfer. Akan tetapi, bila berada dalam ruang tertutup, seperti dalam rumah,

konsentrasi gas dapat mencapai titik campuran yang mudah meledak, sehingga jika

tersulut api dapat menyebabkan ledakan yang dapat mengancurkan bangunan. Kandungan

metana yang berbahaya di udara adalah antara 5% hingga 15%.

Pemanfaatan Gas Alam

Secara garis besar, pemanfaatan gas alam dibagi menjadi 3 kelompok, yaitu:

1. Gas alam sebagai bahan bakar, antara lain sebagai bahan bakar Pembangkit Listrik

Tenaga Uap (PLTU); bahan bakar industri ringan, menengah, dan berat; bahan bakar

kendaraan bermotor (BBG/NGV); sebagai gas kota untuk kebutuhan rumah tangga,

perhotelan, restoran, dan sebagainya.

2. Gas alam sebagai bahan baku, antara lain bahan baku pabrik pupuk, petrokimia,

methanol; bahan baku plastik LDPE (Low Density Polyethylene), LLDPE (Linear

Low Density Polyethylene), HDPE (High Density Polyethylene), PE (Polyethylene),

PVC (Poly Vinyl Chloride); C3 dan C4 untuk LPG; CO2 untuk soft drink, dry ice,

pengawet makanan, hujan buatan, industri besi tuang, pengelasan; dan bahan

pemadam api ringan

3. Gas alam sebagai komoditas energi untuk ekspor, yaitu Liquefied Natural Gas (LNG).

Page 7: Hidrogen

4. Spesifikasi Bahan Pendukung

Air

− Rumus molekul : H2O

− Berat molekul : 18

− Berat jenis cair : 1 gr/cm3

(pada suhu 25 0C)

− Berat jenis gas : 0,804 kg/m3

− Titik lebur : 0 0C

− Titk didih : 100 0C

(Othmer, 1967)

Katalis Zink Oksida

− Rumus kimia : ZnO

Berat molekul

Berat jenis

Titik lebur

: 81,39 gr/mol

: 5,47 gr/cm3

: 1800 0C

− Kenampakan : butir–butir dengan diameter rata-rata 366 nm

(Othmer, 1967)

Katalis Ni

− Rumus kimia : Ni

Berat molekul

Berat jenis

Titik lebur

Titik didih

: 58,69 gr/mol

: 8,90 (20 0C) gr/cm

3

: 1425 0C

: 29000C

Metana (CH4)

Merupakan komponen unsur terbesar (88,85%) di dalam gas alam.

− Berat molekul : 16,043 g/mol

− Temperatur kritis: -82,7˚C

− Tekanan kritis : 45,96 bar

Fasa padat

− Titik cair : -182,5˚C

− Panas laten : 58,68 kJ/kg

Fasa cair − Densitas cair : 500 kg/m

3

− Titik didih : -161,6˚C

Page 8: Hidrogen

− Panas laten uap : 510 kJ/kg

− Fasa gas

− Densitas gas : 0,717 kg/m3

− Faktor kompresi : 0,998

− Specific gravity : 0,55

− Cp : 0,035 kJ/mol.K

− Cv : 0,027 kJ/mol.K

− Kelarutan : 0,054 vol/vol

− Viskositas : 0,0001027 poise

Etana

− Berat molekul : 30,069 g/mol

− Temperatur kritis: 32,2 ˚C

− Tekanan kritis : 40,2 bar

Fasa padat

− Titik cair : -183,3˚C

− Panas laten : 94,977 kJ/kg

Fasa cair

− Densitas cair : 546,59 kg/m3

5. Proses Pembuatan Hidrogen

Proses dalam pembuatan gas hidrogen difokuskan pada beberapa faktor: kandungan

hidrogen dalam umpan; hidrogen yang dihasilkan dari proses; yang meliputi biaya dari

umpan; biaya modal dan operasi; energi yang dibutuhkan; pertimbangan lingkungan;

penggunaan yang diharapkan dari hidrogen.

Spesifikasi proses komersial untuk pabrik hidrogen diperoleh dari steam reforming,

oksidasi parsial, gasifikasi batubara, dan elektrolisis air. Semua proses ini menghasilkan

hidrogen dari hidrokarbon dan air. Mekanisme reaksinya adalah sebagai berikut:

Steam reforming CH4 + 2H2O CO2 + 4H2

Naphta reforming CnH2n + 2 + nH2O nCO + (2n +

1)H2

Resid partial oxidation CH1.8 + 0.98H2O + 0.51O2 CO2 +

1.88H2

Cool gasification CH0.8 + 0.6H2O + 0.7O2 CO2 +

H2

Water electrolysis 2H2O 2H2 + O2

(Othmer, 1967)

Page 9: Hidrogen

Produksi curah hidrogen hampir 50% dihasilkan oleh proses Steam Methane

Reforming (Dutton, 2002).

5. 1. Steam Methane Reforming (SMR) atau Cracking

Proses Steam Methane Reforming (SMR) terdiri atas 4 langkah:

a. Pemanasan stok umpan dan pemurnian (dibutuhkan karena katalis memiliki

sensitivitas yang tinggi oleh ketidakmurnian, contohnya: sulfur, merkuri, dan logam

lainnya)

b. Steam reformer

c. CO shift

d. PSA purification (menyerap campuran lainnya selain dari H2 untuk menghasilkan

H2 mencapai 80 90%

Reaksi reformer (untuk metana):

CH4 + 2H2O ↔ CO2 + 4H2 (ΔH0 = +164kJ /mol; secara umum beroperasi pada

suhu 850 oC)

CH4 + H2O ↔ CO2 + 3H2 (ΔH0 = +205kJ /mol )

Kondisi operasi:

- Beroperasi pada tekanan < 40 bar

- Reaksi sangat endotermis

- Konversi penguapan oleh steam dan suhu yang tinggi; konversi akan

berkurang dengan tekanan yang tinggi.

- Membutuhkan katalis nikel yang aktif

- Kemungkinan untuk tingkatan reaksi oleh adsorpsi CO2, memungkinkan suhu

reaksi untuk menjadi berkurang sampai 550 oC.

Reaksi CO shift :

CO + H2O ↔ CO2 + H2

- Menggunakan katalis CO shift : besi oksida (secara konvensional suhu tinggi

340 – 460 oC), (suhu sedang) besi + tembaga oksida (suhu tinggi dimodifikasi

310 – 370 oC), tembaga, seng, aluminium (suhu rendah 180 – 280

oC)

- Ukuran pabrik kecil dan sedang yang memiliki reactor shift suhu sedang yang

tunggal

- Pabrik skala besar memiliki 2 reaktor suhu sedang atau suhu tinggi ditambah

reaktor suhu sedang

Ukuran pabrik yang umum :

Kecil 500 - 3000 Nm3/jam

Page 10: Hidrogen

Sedang mencapai 25,000 Nm3/jam

Besar lebih dari 25,000 Nm3/jam

Sangat besar over 150,000 Nm3/jam

(Dutton, G., 2002)

(NETL, 2002)

Blok Diagram Proses Pembuatan Gas Hidrogen dari Gas Alam dengan Proses

Steam Methane Reforming/Cracking

(Tambunan, 2011)

5. 2. Oksidasi Parsial

Hidrogen juga dapat dibentuk oleh non-katalisis oksidasi parsial hidrokarbon.

Page 11: Hidrogen

Banyak umpan hidrokarbon yang dapat dimampatkan atau dipompa yang mungkin

digunakan. Efisiensi proses secara keseluruhan adalah hanya 50% (dibandingkan SMR

pada 65 75%). Oksigen murni diperlukan sebagai umpan.

Reaksi reformer – oksidasi parsial :

Gas alam :

CH4 + ½ O2 → CO + 2H2 (1350 oC)

Batu bara : C + ½ O2 → CO (1350 oC)

- Proses gas sintesis

- Menggunakan banyak bahan bakar fosil dan dapat beroperasi pada tekanan

tinggi (>100 bar)

Daftar sumber hidrogen terdiri atas tiga model teknologi :

a. Catalytic Steam Reforming (CSR) melibatkan reaksi bahan bakar

hidrokarbon dan steam dalam kehadiran katalis dimana dibutuhkan sumber

panas eksternal. Proses ini memiliki efisiensi yang tinggi.

b. Auto Thermal Reforming (ATR) melibatkan reaksi bahan bakar hidrokarbon

dan steam dalam kehadiran katalis dan oksigen dimana beberapa bahan bakar

yang digunakan untuk menghasilkan hidrogen dibutuhkan panas untuk reaksi.

Proses ini dapat digunakan pada banyak perbedaan tipe dari bahan bakar.

c. Catalytic Partial Oxidation Reforming (CPOX) adalah serupa seperti auto

thermal reforming (ATR) tetapi menggunakan sistem operasi yang lebih

simpel dan sederhana (Dutton, G., 2002).

(NETL, 2002)

Page 12: Hidrogen

5. 3. Intergrated Gasification Combined Cycle (IGCC)

Dalam sistem IGCC, gasifier batubara konversi batubara di pulverisasi ke

dalam gas sintesis (campuran H2 dan CO) dengan penambahan steam dan oksigen.

Gas sintesis ini selanjutnya dibersihkan dari kotorannya dan digunakan untuk

menghasilkan energi dalam turbin gas. (secara alternatif gas yang diproduksi dapat

digunakan untuk menghasilkan hidrogen, bahan kimia, atau bahan bakar lainnya).

Panas yang terbuang dari turbin gas digunakan dalam turbin steam untuk

menghasilkan banyak elektrisitas. Telnologi gasifier terintegrasi dengan siklus yang

dikombinasikan dalam jalan ini menawarkan efisiensi sistem yang tinggi dan tingkatan

polusi yang sangat rendah. Sistem dirancang untuk menangani berbagai umpan,

mencakup batubara dengan kandungan sulfur yang tinggi dan rendah, antrasit,

dan biomassa. Secara umum sistem memiliki rentang dalam ukuran dari 200 – 800

MWe. Secara umum pabrik menawarkan suatu peningkatan 10% dalam efisiensi

suhu melebihi stasiun pembakaran batubara konvensional.

Efisiensi operasi dalah diantara 29 – 41%, tergantung pada karakteristik

bahan bakar (yaitu kandungan sulfur, kandungan abu, dan nilai kalori), tipe dari sistem

IGCC (yaitu entrained, moving-bed atau fluidized bed) dan puncak suhu turbin

gas. Dalam kaitan efisiensi rendah dan biaya, IGCC hanya merupakan teknologi

demonstrasi, akan tetapi hal itu diharapkan bahwa teknologi generasi kedua akan

merealisasikan efisiensi dari 45 – 50% dan mengurangi biaya (Dutton, G., 2002).

5. 4. Pirolisis

Hidrokarbon dapat dikonversi menjadi hidrogen tanpa menghasilkan CO2,

jika hidrokarbon tersebut didekomposisi pada suhu yang tinggi dalam ketidakhadiran

oksigen (pirolisis). Sebagai contoh methana dapat di cracked dalam katalis seperti

karbon (golongan karbon, seperti jelaga C60, grafit atau karbon aktif). Dalam

prinsipnya, pirolisis dapat juga diaplikasikan lebih jauh kedalam hidrokarbon

kompleks, biomassa, limbah padat kota (Dutton, G., 2002).

5. 5. Elektrolisis Air

Hidrogen dapat dihasilkan dari air yang dielekrolisis. Jika elektrolitas

dihasilkan dari teknologi renewable (seperti solar, hidro, angin, pasang surut), maka

proses tersebut disebut bebas karbon. Pemecahan elektrokimia dari air telah

diketahui melalui reaksi :

Page 13: Hidrogen

H2O → H2 + ½ O2

Pabrik elektrolisis komersial secara umum mencapai efisiensi 70 – 75%.

Ada 2 tipe dasar dari elektrolizer:

a. Alkalin cair

b. Membran pertukaran proton

Secara umum tekanan beroperasi pada 50 bar (750 psig) yang mana tidak

cukup pembebanan silinder tekanan tinggi. Konsumsi listrik dari proses elektrolisis

dapat direduksi dengan operasi pada suhu tinggi (900 – 1000 oC). Untuk

penyimpanan hidrogen, dapat dilakukan menggunakan kompresor atau disebut

elektrolizer tekanan tinggi (Dutton, G., 2002).

5. 6. Produksi Hidrogen secara Biologis

Hidrogen dapat dihasilkan secara biologi dalam 2 proses :

a. Proses fotosintesis

b. Proses fermentasi

Ganggang hijau dapat menangkap energi dari sinar matahari. Dibawah

kondisi anaerobik, ganggang hijau menghasilkan enzim hidrogenase yang mana

dapat menghasilkan hidrogen dari air dengan proses yang diketahui sebagai bio-

fotolisis. Kondisi ini harus diatur secara hati-hati sewaktu enzim hidrogenase bekerja

dalam fase gelap dan sangat sensitif pada kehadiran oksigen yang dihasilkan dari

fotosintesis. Ada dua tahapan proses yang digunakan untuk memaksimalkan produk

hidrogen. Tantangan riset yang utama adalah:

a. Peningkatan produksi hidrogen oleh suatu faktor 10, atau lebih.

b. Peningkatan efisiensi konversi energi solar dari 5% menjadi 10% atau lebih.

c. Memproduksi sel membran tidak hidup oleh oksigen dan hidrogen untuk

menghasilkan enzim

Proses biologi yang kedua untuk menghasilkan hidrogen adalah dengan

menggunakan fermentasi tanpa membutuhkan cahaya. Ini dilakukan dalam keadaan

gelap, dimana proses anaerobik dilaksanakan oleh banyak spesies bakteri, satu

diantaranya adalah Clostridia. Reaksi melibatkan enzim hidrogenase yang bertindak

untuk menghasilkan hidrogen (dan karbon dioksida):

C6H12O6 + 2H2O → 2CH3COOH + 2CO2 + 4H2

Secara teoritis, hidrogen yang dihasilkan adalah 0,5 m3

H2/kg karbohidrat.

Bakteri fermentasi dikalikan secara cepat dan dapat menghasilkan kuantitas yang

Page 14: Hidrogen

banyak dari hidrogen, tetapi parameter rancangan dan operasional ini adalah belum

mapan (Dutton, G., 2002).

6. Kondisi Operasi

Pada proses SMR, berlaku kondisi operasi sebagai berikut:

- Beroperasi pada tekanan < 40 bar

- Reaksi sangat endotermis

- Konversi penguapan oleh steam dan suhu yang tinggi; konversi akan

berkurang dengan tekanan yang tinggi.

- Membutuhkan katalis nikel yang aktif

- Kemungkinan untuk tingkatan reaksi oleh adsorpsi CO2, memungkinkan suhu reaksi

untuk menjadi berkurang sampai 550 oC.

Sedangkan, pada peralatannya berlaku kondisi operasi sebagai berikut:

6. 1. Tangki Penyimpanan Gas Alam

Kondisi operasi:

- Temperatur : 25˚C

- Tekanan : 10 bar

6. 2. Desulfurisasi

Bertujuan untuk menghilangkan H2S yang terdapat di dalam gas alam.

Kondisi operasi:

- Temperatur masuk : 375˚C

- Temperatur keluar : 361˚C

- Tekanan : 30,2 bar

6. 3. Reformer Furnace

Merupakan tempat bereaksinya gas alam dengan steam.

Kondisi operasi:

- Temperatur masuk : 520˚C

- Temperatur keluar : 850˚C

- Tekanan : 30 bar

6. 4. Pressure Swing Adsorption (PSA)

Page 15: Hidrogen

Berfungsi untuk menyerap gas yang tidak diinginkan yang bercampur dengan gas

H2.

Kondisi operasi:

- Temperatur : 43˚C

- Tekanan : 24 bar

6. 5. Tangki Produk

Merupakan tempat penampungan H2.

Kondisi operasi:

- Temperatur : 60˚C

- Tekanan : 70 bar

6. 6. Tangki Penampuangan sementara PSA off gas

Merupakan tempat penampungan PSA off gas sebelum dialirkan sebagai bahan

bakar.

Kondisi operasi:

- Temperatur : 42,2˚C

- Tekanan : 1 bar

7. Aplikasi Hidrogen

Penggunaan terbesar H2 adalah untuk memproses bahan bakar fosil dan dalam

pembuatan ammonia. Konsumen utama dari H2 di kilang petrokimia meliputi

hidrodealkilasi, hidrodesulfurasi, dan hydrocracking. H2 memiliki beberapa kegunaan

yang penting:

1. H2 digunakan sebagai bahan hidrogenasi, terutama dalam peningkatan kejenuhan

dalam lemak tak jenuh dan minyak nabati, dan dalam produksi methanol.

2. H2 merupakan sumber hidrogen pada pembuatan asam klorida.

3. H2 digunakan sebagai reduktor pada bijih logam.

4. H2 digunakan sebagai bahan campuran dengan nitrogen (disebut dengan forming gas)

sebagai gas perunut untuk pendeteksian kebocoran gas yang kecil.

5. H2 digunakan sebagai pendingin rotor di generator pembangkit listrik karena ia

mempunyai konduktivitas termal yang paling tinggi diantara semua jenis gas.

Page 16: Hidrogen

Daftar Pustaka

Longanbach, James R., et al. 2002. Hydrogen Production Facilities Plant Performance and

Cost Comparisons. The United States Department of Energy, National Energy

Technology Laboratory: Pennsylvania.

Tambunan, Hotma Pardamean, dkk. 2011. Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Gas Hidrogen

dari Gas Alam (Natural Gas) melalui Proses Steam Reforming/Cracking

dengan Kapasitas Produksi 1200 Ton/Tahun. Universitas Sumatera Utara:

Medan.

id.wikipedia.org/wiki/Gas_alam (diakses pada 15 November 2013, pukul 22:30)

id.wikipedia.org/wiki/Hidrogen (diakses pada 15 November 2013, pukul 18:47)