Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Metanol Dengan Proses Gasifikasi Batubara Dengan Kapasitas 70.000 Ton/Tahun

PRA RANCANGAN PABRIK PEMBUATAN
METANOL DENGAN PROSES GASIFIKASI BATUBARA
DENGAN KAPASITAS 70.000 TON/Tahun

TUGAS AKHIR
Diajukan untuk memenuhi persyaratan
Ujian Sarjana Teknik Kimia

Oleh :
STEPHANIE
030405035

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2008

Universitas Sumatera Utara

LEMBAR PENGESAHAN

PRA RANCANGAN PABRIK PEMBUATAN
METANOL DENGAN PROSES GASIFIKASI BATUBARA
DENGAN KAPASITAS 70.000 Ton/Tahun

TUGAS AKHIR
Diajukan untuk memenuhi persyaratan
Ujian Sarjana Teknik Kimia

Oleh :
STEPHANIE
030405035

Diketahui/disetujui

Diketahui/disetujui

Diketahui / disetujui

Koordinator TA

Dosen Pembimbing I

Dosen Pembimbing II

(Dr.Eng.Ir.Irvan, MSi)

(Ir. Indra Surya, MSc)

( Ir. Kartini Noorhafni, MT)

NIP : 132 126 842

NIP : 131 836 666

NIP : 131 945 807

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN

2008

Universitas Sumatera Utara

INTISARI
Methanol merupakan salah satu senyawa yang dapat digunakan sebagai
bahan baku lem kayu lapis dan pencampur bahan bakar minyak. Indonesia sendiri
hanya memilki satu pabrik metanol, sehingga kebutuhan metanol dalam negri harus
di impor. Pembuatan metanol dalam perancangan pabrik ini, menggunakan bahan
baku dari batubara yang di gasifikasi menjadi gas Hidrogen dan Karbonmonoksida
yang mana merupakan bahan baku pembuatan metanol .
Metanol yang diproduksi 70.000 ton/tahun dengan 330 hari kerja dalam 1
tahun dengan menggunakan bahan baku batubara 75.080,5286 ton/tahun. Lokasi
pabrik direncanakan di daerah Mariana, Musi Banyuasin, Sumatera Selatan dengan
luas daerah 17.200 m2, tenaga kerja yang dibutuhkan berjumlah 193 orang dengan
bentuk badan usaha Perseroan Terbatas (PT) yang dipimpin oleh seorang direktur
utama dengan struktur organisasi sistem garis.
Hasil analisa ekonomi Pabrik Metanol adalah sebagai berikut :
Modal Investasi

: Rp 3.159.552.438.000,-

Biaya Produksi per tahun

: Rp 1.486.442.571.000,-

Hasil Jual Produk per tahun

: Rp. 2.188.147.500.000,-

Laba Bersih per tahun

: Rp 500.618.124.000,-

Profit Margin

: 31,91 %

Break Event Point

: 60 %

Return of Investment

: 21,04 %

Pay Out Time

: 4,75 tahun

Return on Network

: 26,41 %

Internal Rate of Return

: 34,42 %

Dari hasil analisa aspek ekonomi dapat disimpulkan bahwa pabrik pembuatan
metanol dari batubara dengan proses gasifikasi ini layak untuk didirikan.

Universitas Sumatera Utara

KATA PENGANTAR
Rasa Hormat dan Syukur penulis naikkan ke hadirat Tuhan Yang Maha
Kuasa atas kasih dan perkenaanNya penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir
yang berjudul:
PRA RANCANGAN PABRIK
PEMBUATAN METANOL DARI BARUBARA
DENGAN PROSES GASIFIKASI
KAPASITAS PRODUKSI 70.000 TON/TAHUN
Tugas akhir ini disusun untuk melengkapi tugas-tugas dan merupakan
salah satu syarat untuk mengikuti ujian sarjana pada Departemen Teknik Kimia,
Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
Dalam menyelesaikan tugas akhir ini penulis banyak menerima bantuan,
bimbingan dan dukungan dari berbagai pihak, oleh karena itu penulis
mengucapkan terima kasih kepada :
1. Ibu Ir. Renita Manurung, MT., Ketua Jurusan Departemen Teknik Kimia,
Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara
2. Bapak M. Hendra Ginting, ST. MT., Sekretaris Jurusan Departemen Teknik

Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara
3. Bapak Dr.Eng Ir. Irvan, M.Si, Koordinator Tugas Akhir Departemen Teknik
Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
4. Bapak Indra Surya, Msc., selaku dosen pembimbing dalam penyusunan tugas
akhir ini.
5. Ibu Ir. Kartini Noor Hafni, MT., selaku co-dosen pembimbing dalam
penyusunan tugas akhir ini.
6. Bapak dan Ibu dosen serta pegawai Program Studi Teknik Kimia, Fakultas
Teknik, Universitas Sumatera Utara.
7. Orangtua dan Saudara Penulis, yang telah banyak memberikan dukungan
moril dan materil kepada penulis.
8. Partner penulis, Ruth, yang telah memberikan bantuan semaksimal mungkin.

Universitas Sumatera Utara

9. Benny, orang yang paling sabar yang selalu memberikan semangat dan
bantuan yang tak terkira pada penulis.
10. Teman-teman mahasiswa/i Teknik Kimia terkhusus stambuk 2003 yang telah
memberikan banyak dukungan kepada penulis.
11. Sahabat-sahabat seperjuangan penulis; Boby B.S, dan Ennophati. Gass truss!!

Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini memiliki kekurangan, untuk
itu

dibutuhkan

saran

yang

membangun

dari

semua

pihak

demi

penyempurnaannya.

Semoga karya ini dapat bermanfaat bagi pembacanya, terutama
mahasiswa/i Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Sumatera Utara.

Medan,

Desember 2008
Penulis,

(Stephanie)

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR ISI

Halaman
KATA PENGANTAR ...............................................................................................i
INTISARI ............................................................................................................. iii
DAFTAR ISI ........................................................................................................... iv
DAFTAR GAMBAR ................................................................................................ x
DAFTAR TABEL ...................................................................................................xi

BAB I

PENDAHULUAN ................................................................................ I-1
1.1 Latar Belakang ................................................................................ I-1
1.2 Perumusan Masalah ........................................................................ I-2
1.3 Tujuan Pra Rancangan Pabrik ......................................................... I-2

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA ...................................................................... II-1
2.1 Sejarah Metanol ............................................................................. II-1
2.2 Gambaran Metanol ........................................................................ II-2
2.3 Gasifikasi Batubara ........................................................................ II-4
2.4 Batubara ........................................................................................ II-8
2.5 Sifat - sifat Bahan Baku dan Produk............................................. II-10
2.5.1 Bahan Baku ......................................................................... II-10
2.5.2 Produk ................................................................................ II-10
2.6 Deskripsi Proses .......................................................................... II-17

BAB III

NERACA MASSA .............................................................................III-1

BAB IV

NERACA ENERGI ........................................................................... IV-1

BAB V

SPESIFIKASI PERALATAN ..............................................................V-1
5.1 Unit Persiapan Bahan Baku ............................................................V-1
5.1.1 Gudang Batubara (F-101)...................................................V-1
5.1.2 Crusher (C-301) .................................................................V-1
5.1.3 Bucket Elevator (J-201) .....................................................V-2
5.1.4 Belt Conveyor (J-202)........................................................V-2
5.1.5 Gasifier (B-401) .................................................................V-2
5.1.6 Kompresor Udara (G501)...................................................V-3
5.1.7 Heater (E-601) ...................................................................V-3

Universitas Sumatera Utara

5.1.8 Membran (G502) ...............................................................V-3
5.1.9 Tangki Penyimpanan Larutan Monoetanolamin (F-104).....V-4
5.2 Unit Sintesa ...................................................................................V-4
5.2.1 Steam Methane Reformer (R-701) ......................................V-4
5.2.2 Expander (G-504) ..............................................................V-4
5.2.3 Cooler (E-602)...................................................................V-5
5.2.4 Absorber (D-801)...............................................................V-5
5.2.5 Exchanger (E-603).............................................................V-6
5.2.6 Cooler (E-604)...................................................................V-6
5.2.7 Stripper (D-802) ................................................................V-7
5.2.8 Kompresor (G-505)............................................................V-7
5.2.9 Reaktor Metanol (R-702) ...................................................V-7
5.2.10 Cyclone (H-11) ................................................................V-8
5.2.11 Screw Conveyor (J-203) ...................................................V-8
5.2.12 Pompa Absorber (L-901) .................................................V-8
5.2.13 Pompa Stripper (L-902) ...................................................V-9
5.2.14 Pompa MEA (L-903) .......................................................V-9
5.3 Pemisahan Produk Utama dan Produk Samping .............................V-9
5.3.1 Kompresor (G-503)............................................................V-9
5.4 Unit Penyempurnaan Produk........................................................ V-10
5.4.1 Tangki Penyimpanan Metanol (F-104) ............................. V-10
5.4.2 Kondensor (E-605) .......................................................... V-10
5.4.3 Separator (D-803)............................................................ V-11
BAB VI

INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA ....................... VI-1
6.1 Instrumentasi ............................................................................... VI-1
6.1.1 Tujuan Pengendalian ........................................................ VI-3
6.1.2 Jenis – jenis Pengendalian dan Alat Pengendali
(instrumen) ...................................................................... VI-4
6.1.3 Syarat Perancangan Pengendalian .................................... VI-9
6.2 Keselamatan Kerja ..................................................................... VI-15
6.2.1 Defenisi Keselamatan Kerja ........................................... VI-15
6.2.2 Jenis – jenis Keselamatan............................................... VI-16

Universitas Sumatera Utara

6.2.3 Pengukuran Terhadap Keselamatan................................ VI-16
6.2.4 Hal – hal Yang Perlu Diperhatikan dalam Perencanaan
Pabrik ............................................................................. VI-17
6.3 Keselamatan Kerja pada Pabrik Pembuatan Metanol .................. VI-18
6.3.1 Pencegahan Terhadap Bahaya Kebakaran dan Peledakan VI-18
6.3.2 Peralatan Perlindungan Diri ........................................... VI-19
6.3.3 Keselamatan Kerja Terhadap Listrik .............................. VI-20
6.3.4 Pencegahan Terhadap Bahaya Mekanis .......................... VI-20
6.3.5 Pencegahan Terhadap Bahaya oleh Karyawan................ VI-21
6.3.6 Penyediaan Poliklinik di Lokasi Pabrik .......................... VI-21
6.3.7 Hal – hal yang Harus Dilakukan Jika Terjadi Bahaya ..... VI-21
BAB VII UTILITAS ........................................................................................ VII-1
7.1 Kebutuhan Uap (Steam) .............................................................. VII-1
7.2 Kebutuhan Air Pendingin ............................................................ VII-2
7.2.1 Screening ........................................................................ VII-5
7.2.2 Pengendapan ................................................................... VII-5
7.2.3 Klarifikasi ....................................................................... VII-5
7.2.4 Filtrasi ............................................................................ VII-6
7.2.5 Demineralisasi ................................................................ VII-7
7.2.6 Deaerasi ........................................................................ VII-10
7.3 Kebutuhan Listrik ..................................................................... VII-11
7.4 Spesifikasi Peralatan Utilitas ..................................................... VII-12
7.4.1 Screening (SC) ............................................................. VII-14
7.4.2 Pompa Screening (PU-01) ............................................ VII-14
7.4.3 Bak Sedimentasi (BS) .................................................. VII-14
7.4.4 Pompa Sedimentasi (PU-02) ........................................ VII-15
7.4.5 Tangki Pelarutan ALum ............................................... VII-15
7.4.6 Pompa Alum ................................................................ VII-16
7.4.7 Tangki Pelarutan Soda ................................................. VII-16
7.4.8 Pompa Soda Abu(PU-04) ............................................. VII-16
7.4.9 Clarifier (CL) .............................................................. VII-17
7.4.10 Pompa Clarifier (PU-05)............................................. VII-17

Universitas Sumatera Utara

7.4.11 Sand Filter (SF) ......................................................... VII-17
7.4.12 Pompa Sand Filter (PU-06) ......................................... VII-18
7.4.13 Tangki Utilitas-01 (TU-01) ......................................... VII-18
7.4.14 Pompa Cation Exchanger –01 (PU-07) ....................... VII-18
7.4.15 Tangki Pelarutan H2SO4 (TP-03)) ............................... VII-18
7.4.16 Pompa H2SO4 (PU-10) ................................................ VII-19
7.4.17 Penukar Kation / Cation Exchanger (CE) .................... VII-19
7.4.18 Pompa Cation Exchanger (PU-11) ............................. VII-20
7.4.19 Tangki Pelarutan Natrium HidroksidA (TP-04) .......... VII-20
7.4.20 Pompa NaOH (PU-12) ............................................... VII-20
7.4.21 Penukar Anion / Anion Exchanger (AE) ..................... VII-21
7.4.22 Pompa Anion / Anion Exchanger (AE)........................ VII-21
7.4.23 Pompa Tangki Utilitas - 01 (PU-08) ........................... VII-21
7.4.24 Menara Pendingin Air / Water Cooling Tower (CT). ... VII-22
7.4.25 Pompa Menara Pendingin Air (PU-16) ........................ VII-22
7.4.26 Tangki Kaporit (TP-05)............................................... VII-22
7.4.27 Pompa Kaporit (PU-14) .............................................. VII-23
7.4.28 Pompa Tangki Utilitas–01 (PU-09) ............................. VII-23
7.4.29 Tangki Utilitas -02 (TU-02) ........................................ VII-23
7.4.30 Pompa Domestik (PU-15) ........................................... VII-24
7.4.31 Daerator (DE) ............................................................ VII-24
7.4.32 Pompa Deaerator (PU-16). ......................................... VII-24
7.4.32 Ketel Uap (KU). .......................................................... VII-25
BAB VIII LOKASI DAN TATA LETAK PABRIK ......................................... VIII-1
8.1 Lokasi Pabrik ............................................................................. VIII-1
8.2 Tata Letak Pabrik ....................................................................... VIII-3
8.3 Perincian Luas Areal Pabrik ....................................................... VIII-4
BAB IX

ORGANISASI DAN MANAJEMEN PERUSAHAAN...................... IX-1
9.1 Organisasi Perusahaan ................................................................. IX-1
9.1.1 Bentuk Organisasi Garis .................................................. IX-2
9.1.2 Bentuk Organisasi Fungsionil .......................................... IX-2
9.1.3 Bentuk Organisasi Garis dan Staf ..................................... IX-3

Universitas Sumatera Utara

9.1.4 Bentuk Organisasi Fungsionil dan Staf............................. IX-3
9.2 Manajemen Perusahaan................................................................ IX-3
9.3 Bentuk Hukum Badan Usaha ....................................................... IX-4
9.4 Uraian Tugas, Wewenang, dan Tanggung Jawab.......................... IX-6
9.4.1 Rapat Umum Pemegang Saham (RUPS) .......................... IX-6
9.4.2 Dewan komisaris ............................................................. IX-6
9.4.3 Direktur ........................................................................... IX-6
9.4.4 Staf Ahli .......................................................................... IX-7
9.4.5 Sekretaris ......................................................................... IX-7
9.4.6 Manajer Produksi ............................................................. IX-7
9.4.7 Manajer Teknik ................................................................ IX-7
9.4.8 Manajer Umum dan Keuangan ......................................... IX-8
9.4.9 Manajer Pembelian dan Pemasaran .................................. IX-8
9.5 Sistem Kerja ................................................................................ IX-8
9.6 Jumlah Karyawan dan Tingkat Pendidikan ................................. IX-10
9.7 Sistem Penggajian ...................................................................... IX-11
9.8 Tata Tertib ................................................................................. IX-13
9.9 JAMSOSTEK dan Fasilitas Tenaga Kerja .................................. IX-14
BAB X

ANALISIS EKONOMI .......................................................................X-1
10.1 Modal Investasi............................................................................X-1
10.1.1 Modal Investasi Tetap / Fixed Capital Investment (FCI)... X-1
10.1.2 Modal Investasi Tak Langsung / Indirect Fixed
Capital Investment (IFCI) .................................................X-2
10.1.3 Modal Kerja / Working Capital (WC) ..............................X-3
10.1.4 Biaya Tetap (BT) / Fixed Cost (FC) .................................X-4
10.1.5 Biaya Variabel (BV) / Variable Cost (VC) ....................... X-4
10.2 Total Penjualan (Total Sales) .......................................................X-5
10.3 Perkiraan Rugi/Laba Usaha ..........................................................X-5
10.4 Analisa Aspek Ekonomi ...............................................................X-5
10.4.1 Profit Margin (PM) ..........................................................X-5
10.4.2 Break Even Point (BEP)...................................................X-6
10.4.3 Return of Investment (ROI)..............................................X-6

Universitas Sumatera Utara

10.4.4 Pay Out Time (POT) ........................................................X-7
10.4.5 Return on Network (RON) ...............................................X-7
10.4.6 Internal Rate of Return (IRR) ...........................................X-7
BAB XI

KESIMPULAN ................................................................................. XI-1

DAFTAR PUSTAKA ...........................................................................................X-1
LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA...................................... LA-1
LAMPIRAN B PERHITUNGAN NERACA PANAS ...................................... LB-1
LAMPIRAN C PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN ..................... LC-1
LAMPIRAN D PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN UTILITAS ... LD-1
LAMPIRAN E PERHITUNGAN ASPEK EKONOMI ..................................... LE-1

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR GAMBAR

Gambar 6.1

Diagram Balok Sistem Pengendalian Feedback............................ VI-4

Gambar 6.2

Sebuah loop Pengendalian ........................................................... VI-5

Gambar 6.3

Reaktor ...................................................................................... VI-11

Gambar 6.4

Tangki Cairan ............................................................................ VI-11

Gambar 6.5

Tangki Gas ................................................................................ VI-11

Gambar 6.6

Cooler dan Heater ..................................................................... VI-11

Gambar 6.7

Absorber .................................................................................... VI-13

Gambar 6.8

Ekspander .................................................................................. VI-13

Gambar 6.9

Pompa ....................................................................................... VI-13

Gambar 6.10 Instrumentasi pada Kompresor ................................................... VI-14
Gambar 6.11 Stripper...................................................................................... VI-14
Gambar 6.12 Bucket Elevator ......................................................................... VI-14
Gambar 6.13 Membran (ASU) ........................................................................ VI-15
Gambar 6.14 Belt Conveyor ............................................................................ VI-15
Gambar 6.15 Screw Conveyor ......................................................................... VI-15
Gambar 8.1

Tata Letak Pabrik Metanol ......................................................... VIII-5

Gambar 9.1

Bagan Struktur Organisasi Perusahaan-Pabrik Pembuatan
Metanol Dengan Proses Gasifikasi Batubara .............................. IX-17

Gambar LE.1 Break Event Point Pabrik Pembuatan Metanol dengan Proses
Gasifikasi Batubara .................................................................... LE-29

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1

Perbandingan jenis-jenis gasifier (A.G.A.Z, Habib, 2008) .............. II-7

Tabel 6.1

Daftar Penggunaan Instrumentasi Pada Pra Rancangan Pabrik
Pembuatan Metanol dar Gasifikasi Batubara ................................ VI-9

Tabel 7.1

Kebutuhan Uap (Steam) pada Alat Produksi................................ VII-1

Tabel 7.2

Kebutuhan Air Pendingin pada Alat Proses ................................. VII-2

Tabel 7.3

Kualitas Air Sungai Musi ............................................................ VII-4

Tabel 8.1

Perincian Luas Areal Pabrik ....................................................... VIII-4

Tabel 9.1

Susunan Jadwal Shift Karyawan .................................................. IX-9

Tabel 9.2

Jumlah Karyawan dan Kualifikasinya ........................................ IX-10

Tabel 9.3

Perincian Gaji Karyawan ........................................................... IX-12

Tabel A.1

Neraca massa pada Cyclone ...................................................... LA-11

Tabel A.2

Neraca massa pada Tangki Penyimpanan Sementara ................. LA-12

Tabel B.1

Data-Data Panas Perubahan Fasa Komponen .............................. LB-2

Tabel B.2

Data Kapasitas Panas Komponen Gas ( J/mol K) (Reklaitis, 1983)LB-2

Tabel B.3

Data Kapasitas Panas Komponen Cair ( J/mol K) (Reklaitis, 1983)LB-2

Tabel B.4

Data Panas Reaksi Komponen (Reklaitis, 1983) .......................... LB-3

Tabel E.1

Data Perhitungan Internal Rate of Return .................................. LE-30

Universitas Sumatera Utara

INTISARI
Methanol merupakan salah satu senyawa yang dapat digunakan sebagai
bahan baku lem kayu lapis dan pencampur bahan bakar minyak. Indonesia sendiri
hanya memilki satu pabrik metanol, sehingga kebutuhan metanol dalam negri harus
di impor. Pembuatan metanol dalam perancangan pabrik ini, menggunakan bahan
baku dari batubara yang di gasifikasi menjadi gas Hidrogen dan Karbonmonoksida
yang mana merupakan bahan baku pembuatan metanol .
Metanol yang diproduksi 70.000 ton/tahun dengan 330 hari kerja dalam 1
tahun dengan menggunakan bahan baku batubara 75.080,5286 ton/tahun. Lokasi
pabrik direncanakan di daerah Mariana, Musi Banyuasin, Sumatera Selatan dengan
luas daerah 17.200 m2, tenaga kerja yang dibutuhkan berjumlah 193 orang dengan
bentuk badan usaha Perseroan Terbatas (PT) yang dipimpin oleh seorang direktur
utama dengan struktur organisasi sistem garis.
Hasil analisa ekonomi Pabrik Metanol adalah sebagai berikut :
Modal Investasi

: Rp 3.159.552.438.000,-

Biaya Produksi per tahun

: Rp 1.486.442.571.000,-

Hasil Jual Produk per tahun

: Rp. 2.188.147.500.000,-

Laba Bersih per tahun

: Rp 500.618.124.000,-

Profit Margin

: 31,91 %

Break Event Point

: 60 %

Return of Investment

: 21,04 %

Pay Out Time

: 4,75 tahun

Return on Network

: 26,41 %

Internal Rate of Return

: 34,42 %

Dari hasil analisa aspek ekonomi dapat disimpulkan bahwa pabrik pembuatan
metanol dari batubara dengan proses gasifikasi ini layak untuk didirikan.

Universitas Sumatera Utara

BAB I
PENDAHULUAN

1.1

Latar Belakang
Dewasa ini semua industri diarahkan untuk menggunakan teknologi yang

minim akan polusi dan hemat biaya untuk operasional, salah satu jenis proses
teknologi tersebut adalah proses gasifikasi. Teknologi gasifikasi ini juga
merupakan teknologi yang hemat biaya. Dapat dikatakan demikian karena, proses
konversi batubara menjadi gas dapat dilakukan dengan alat yang bernama gasifier,
dimana

dapat

disesuaikan

dengan

kebutuhan

yang

diinginkan

(Sukandarumidi,2006). Gasifikasi merupakan satu upaya pengkonversian batubara
padat menjadi gas, seperti H2, CO, CO2, CH4, N2 dan H2S. Gas-gas ini selanjutnya
akan mengalami proses purifikasi sebelum disintesa menjadi senyawa kimia baru
yang secara luas dibutuhkan dalam kehidupan manusia, salah satunya adalah
metanol.
Metanol (CH3OH) merupakan salah satu senyawa kimia yang dapat
diproduksi melalui proses gasifikasi. Metanol (CH3OH) adalah senyawa kimia
yang banyak digunakan dalam berbagai sektor kehidupan, seperti sektor kesehatan
sektor kosmetik dan lain-lain. Metanol (CH3OH) bertindak sebagai bahan baku
dalam memproduksi senyawa hidrokarbon yang berguna sebagai bahan bakar atau
senyawa organik yang biasa digunakan untuk menaikkan nilai oktan suatu bahan
bakar, seperti metil t- butil eter (MTBE) ( US Patent 5472986, 1995).
Permintaan industri dunia akan metanol lebih dari 32 juta ton per tahun
dan mengalami peningkatan permintaan lebih dari 3% tiap tahunnya (
www.chemlink.com.au/actedconsultant, 1997). Indonesia merupakan salah satu
penghasil bahan bakar terbesar sehingga industri metanol mempunyai prospek dan
nilai ekonomi yang sangat menguntungkan jika dikembangkan di Indonesia.

Universitas Sumatera Utara

BAB II
TINJAUAN PUSTAKA

2.1

Sejarah Metanol
Dalam proses pengawetan mayat, orang Mesir kuno menggunakan

berbagai macam campuran, termasuk di dalamnya metanol, yang mereka peroleh
dari pirolisis kayu. Metanol murni, pertama kali berhasil diisolasi tahun 1661 oleh
Robert Boyle, yang menamakannya spirit of box, karena ia menghasilkannya
melalui distilasi kotak kayu. Nama itu kemudian lebih dikenal sebagai pyroxylic
spirit (spiritus). Pada tahun 1834, ahli kimia Perancis Jean-Baptiste Dumas dan
Eugene Peligot menentukan komposisi kimianya. Mereka juga memperkenalkan
nama methylene untuk kimia organik, yang diambil dari bahasa Yunani methy =
"anggur") + hwl_ = kayu (bagian dari pohon). Kata itu semula dimaksudkan untuk
menyatakan "alkohol dari (bahan) kayu".
Kata metil pada tahun 1840 diambil dari methylene, dan kemudian
digunakan untuk mendeskripsikan "metil alkohol". Nama ini kemudian disingkat
menjadi "metanol" tahun 1892 oleh International Conference on Chemical
Nomenclature. Suffiks [-yl] (indonesia {il}) yang digunakan dalam kimia organik
untuk membentuk nama radikal-radikal, diambil dari kata methyl.
Pada tahun 1923, ahli kimia Jerman, Matthias Pier, yang bekerja untuk
BASF mengembangkan cara mengubah gas sintesis (syngas / campuran dari
karbon dioksida and hidrogen) menjadi metanol. Proses ini menggunakan katalis
zinc chromate (seng kromat).
Penggunaan metanol sebagai bahan bakar mulai mendapat perhatian ketika
krisis minyak bumi terjadi di tahun 1970-an karena ia mudah tersedia dan murah.
Masalah timbul pada pengembangan awalnya untuk campuran metanol-bensin.
Untuk menghasilkan harga yang lebih murah, beberapa produsen cenderung
mencampur metanol lebih banyak. Produsen lainnya menggunakan teknik
pencampuran dan penanganan yang tidak tepat. Akibatnya, hal ini menurunkan
mutu bahan bakar yang dihasilkan. Akan tetapi, metanol masih menarik untuk

Universitas Sumatera Utara

digunakan sebagai bahan bakar bersih. Mobil-mobil dengan bahan bakar fleksibel
yang dikeluarkan oleh General Motors, Ford dan Chrysler dapat beroperasi
dengan setiap kombinasi etanol, metanol dan bensin. (Sheldiez, 2007)

2.2

Gambaran Metanol
Senyawa alkohol yang paling sederhana dan umum digunakan adalah

metanol. Metanol yang juga dikenal sebagai metil alkohol, wood alcohol atau
spiritus, adalah senyawa kimia yang dapat disusun dari tiga unsur kimia yaitu
unsur oksigen, karbon, dan hidrogen dengan rumus kimia CH3OH. Metanol
diproduksi secara alami oleh metabolisme anaerobik oleh bakteri. Hasil proses
tersebut adalah uap metanol (dalam jumlah kecil) di udara. Setelah beberapa hari,
uap metanol tersebut akan teroksidasi oleh oksigen dengan bantuan sinar matahari
menjadi karbon dioksida dan air. Reaksi kimia metanol yang terbakar di udara dan
membentuk karbon dioksida dan air adalah sebagai berikut:
2 CH3OH + 3 O2 → 2 CO2 + 4 H2O
Pada keadaan atmosfer ia berbentuk cairan yang ringan, mudah menguap,
tidak berwarna, mudah terbakar, dan beracun dengan bau yang khas (berbau lebih
ringan daripada etanol). Ia digunakan sebagai bahan pendingin anti beku, pelarut,
bahan bakar dan sebagai bahan additif bagi etanol industri.
Api dari metanol biasanya tidak berwarna. Oleh karena itu, kita harus
berhati-hati bila berada dekat metanol yang terbakar untuk mencegah cedera
akibat api yang tak terlihat. Karena sifatnya yang beracun, metanol sering
digunakan sebagai bahan additif bagi pembuatan alkohol untuk penggunaan
industri; Penambahan "racun" ini akan menghindarkan industri dari pajak yang
dapat dikenakan karena etanol merupakan bahan utama untuk minuman keras
(minuman beralkohol).
Metanol kadang juga disebut sebagai wood alcohol karena ia dahulu
merupakan produk samping dari distilasi kayu. Saat ini metanol dihasilkan
melului proses multi tahap. Secara singkat, gas alam dan uap air dibakar dalam
tungku untuk membentuk gas hidrogen dan karbon monoksida. Kemudian, gas
hidrogen dan karbon monoksida ini bereaksi dalam tekanan tinggi dengan bantuan

Universitas Sumatera Utara

katalis untuk menghasilkan metanol. Tahap pembentukannya adalah endotermik
dan tahap sintesisnya adalah eksotermik.
Saat ini, gas sintesis umumnya dihasilkan dari metana yang merupakan
komponen dari gas alam. Terdapat tiga proses yang dipraktekkan secara
komersial, yaitu: (Sheldiez, 2007)
1.

Pada tekanan sedang 1 hingga 2 MPa (10-20 atm) dan temperatur tinggi
(sekitar 850 °C), metana bereaksi dengan uap air (steam) dengan katalis
nikel untuk menghasilkan gas sintesis menurut reaksi kimia berikut:
CH4 + H2O → CO + 3 H2
Reaksi ini, umumnya dinamakan steam-methane reforming atau SMR,
merupakan reaksi endotermik dan limitasi perpindahan panasnya menjadi
batasan dari ukuran reaktor katalitik yang digunakan.

2.

Metana juga dapat mengalami oksidasi parsial dengan molekul oksigen
untuk menghasilkan gas sintesis melalui reaksi kimia berikut:
2 CH4 + O4 → 2 CO2 + 4 H2
reaksi ini adalah eksotermik dan panas yang dihasilkan dapat digunakan
secara in-situ untuk menggerakkan reaksi steam-methane reforming.

3.

Ketika dua proses tersebut dikombinasikan, proses ini disebut sebagai
autothermal reforming. Rasio CO and H2 dapat diatur dengan
menggunakan reaksi perpindahan air-gas (the water-gas shift reaction):
CO + H2O → CO2 + H2,
untuk menghasilkan stoikiometri yang sesuai dalam sintesis metanol.
Karbon monoksida dan hidrogen kemudian bereaksi dengan katalis kedua
untuk menghasilkan metanol. Saat ini, katalis yang umum digunakan
adalah campuran tembaga, seng oksida, dan alumina, yang pertama kali
digunakan oleh ICI di tahun 1966. Pada 5-10 MPa (50-100 atm) dan
temperatur 250 °C, ia dapat mengkatalisis produksi metanol dari karbon
monoksida dan hidrogen dengan selektifitas yang tinggi:

Universitas Sumatera Utara

CO + 2 H2 → CH3OH
Sangat perlu diperhatikan bahwa setiap produksi gas sintesis dari metana
menghasilkan 3 mol hidrogen untuk setiap mol karbon monoksida, sedangkan
sintesis metanol hanya memerlukan 2 mol hidrogen untuk setiap mol karbon
monoksida. Salah satu cara mengatasi kelebihan hidrogen ini adalah dengan
menginjeksikan karbon dioksida ke dalam reaktor sintesis metanol, dimana ia
akan bereaksi membentuk metanol sesuai dengan reaksi kimia berikut:
CO2 + 3 H2 → CH3OH + H2O
Walaupun gas alam merupakan bahan yang paling ekonomis dan umum
digunakan untuk menghasilkan metanol, bahan baku lain juga dapat digunakan.
Ketika tidak terdapat gas alam, produk petroleum ringan juga dapat digunakan. Di
Afrika Selatan, sebuah perusahaan (Sasol) menghasilkan metanol dengan
menggunakan gas sintesis dari batu bara.

2.3

Gasifikasi Batu Bara
Gasifikasi adalah proses yang dilakukan pada suhu dan tekanan yang

tinggi untuk menghasilkan campuran gas (gas sintetis) dengan mereaksikan steam,
oksigen, dan material yang mengandung karbon. Produk terdiri dari karbon
monoksida, karbon dioksida, hidrogen, metana, dan gas-gas lain, dalam
perbandingan yang tergantung pada reaktan tertentu dan kondisi operasi
(temperatur dan tekanan) yang dilakukan dalam reaktor, dan tahap perlakuan yang
dilalui gas-gas tersebut untuk selanjutnya meninggalkan gasifier. Bahan-bahan
kimia yang sama dapat juga digunakan dalam gasifikasi kokas (batu bara) yang
diturunkan dari petroleum dan sumber yang lain. Reaksi batu bara dan arang batu
bara dengan udara atau oksigen untuk menghasilkan panas dan karbon dioksida
dapat disebut sebagai gasifikasi, tapi lebih cocok dikatakan sebagai proses
pembakaran. Tujuan dasar dari beberapa konversi adalah produksi gas alam
sintesis sebagai bagian bahan bakar gas dan gas-gas sintesis untuk produksi
bahan-bahan kimia dan plastik.

Universitas Sumatera Utara

Hampir dalam semua proses, flow diagram proses secara umum adalah
sama. Batu bara disiapkan melalui penghancuran dan pengeringan, pra perlakuan
jika diperlukan untuk mencegah pembentukan caking, dan kemudian digasifikasi
dengan uap air dari udara atau oksigen dan steam. Gas yang dihasilkan
didinginkan dan dibersihkan dari debu-debu arang, hidrogen sulfida, dan CO2
sebelum memasuki tahapan proses yang dikehendaki untuk mencocokkan
komposisinya untuk penggunaan akhir yang dikehendaki.
Dasar reaksi kimia secara umum untuk seluruh gasifikasi batu bara adalah
batu bara dan arang batu bara (1-3) dan reaksi gas (4-5):
Batu bara

gas (CO, CO2, H2, CH4) + char

..... (1)

C (arang) + H2O

CO + H2 (endotermis)

.....(2)

2C (arang) + 3/2 O2

CO2 + CO (eksotermis)

..... (3)

CO + H2O

H2 + CO2 (sedikit eksotermis)

..... (4)

CO + 3H2

CH4 + H2O (eksotermis)

…..(5)

Panas

Gasifikasi batubara pada dasarnya merupakan suatu proses perubahan
menjadi gas yang lebih mudah terbakar dengan klasifikasi berdasarkan nilai panas
(heating value) yaitu low-btu (180-350 Btu/scf), medium-btu (250-500 Btu/scf),
high-btu (950-1000 Btu/scf). Perubahan batubara menjadi gas yang mudah
terbakar terjadi melalui beberapa proses kimia dalam reaktor gasifikasi. Tahap
awal setelah batubara mendapat perlakuan awal (ukuran butir diperkecil hingga
ukuran butir tertentu), sebagai feed stock, mengalami pemanasan sampai
temperatur reaksi dan mengalami pirolisa atau pembaraan.
Pembakaran yang terjadi disini adalah pembakaran tidak sempurna
(partial combustion) dengan rasio batubara lebih besar dari stoikiometri reaksi
atau oksigen dibuat tidak mampu mengkonversi seluruh karbon menjadi
karbondioksida. Dalam reaktor gasifikasi, produk gasifikasi yaitu CO dan H2,
bercampur dengan produk pirolisa. Distribusi berat dan komposisi berat gas yang
terjadi dipengaruhi oleh beberapa kondisi antara lain temperatur, kecepatan
pemanasan, tekanan, residence time, dan jenis umpan batubara.

Universitas Sumatera Utara

Panas gasifikasi cenderung diklasifikasikan berdasarkan nilai panas, tetapi
dapat pula digolongkan berdasarkan atas transportasi dan kondisi sistem reaksi
dalam reaktor yaitu, fixed bed, fluidized bed dan entrained bed.
a.

Fixed Bed
Pada proses gasifikasi cara ini, gravitasi menguasai sistem partikel-

partikelnya tidak dapat bergerak dan membentuk suatu tumpukan atau solid bed.
Penghembusan gas pereaksi uap dan O2 dari bawah berlawanan dengan arah
suplai partikel batubara ukuran 3-30 mm dengan residence time 1-5 jam. Gas yang
dihasilkan dari proses ini dialirkan dari atas sementara abu yang dihasilkan di
keluarkan dari bagian bawah.
Pada gasifikasi dengan menggunakan proses Fixed Bed terdapat empat
zona reaksi, yaitu: (Naskahta, 2005)
1. Zona Devolatisasi
Pada zona ini terjadi penguapan air dan zat-zat volatil yang terkandung
dalam batubara
2. Zona Gasifikasi
Pada zona ini steam yang dialirkan dan CO2 yang terbentuk dari
pembakaran sempurna, bereaksi dengan batubara pada suhu tinggi dan
membentuk gas sintesis yang terdiri dari CO2, H2, dan N2.
3. Zona Pembakaran
Pada zona ini O2 yang masuk bereaksi dengan sebagian batubara
membentuk CO2 dan H2O yang diperlukan dalam reaksi gasifikasi.
4. Zona Abu
Zona ini adalah tempat penampungan abu yang dihasilkan, baik hasil
reaksi pembakaran maupun hasil gasifikasi.

b.

Fluidized Bed
Pada proses gasifikasi ini, kehilangan tekanan (pressure loss) sedemikian

besar sehingga daya dorong di bagian bawah bed membuat kesetimbangan dengan

Universitas Sumatera Utara

gaya gravitasi sehingga batubara yang diinjeksikan dari atas dalam bentuk serbuk
berukuran antara 0,1-5 mm berada dalam keadaan melayang dan juga berakibat
permukaan reaksi menjadi lebih luas sehingga reaksi lebih cepat dengan residence
time 15-50 detik. Pada reaktor fluidized bed O2 dan steam alirkan melalui bagian
bawah, sedangkan gas yang dihasilkan di alirkan ke bagian bawah reaktor dan abu
dialirkan ke samping bagian bawah reaktor.
c.

Entrainned Bed
Pada proses ini, steam dan O2 bercampur dengan kecepatan sedemikian

tinggi sehingga membuat partikel-partikel solid batubara terbawa oleh gas
(transport pneumatic) yang masuk dari bagian atas. Dalam hal ini diperkenalkan
istilah partikel cloud (bukan dinamakan bed lagi). Untuk partikel batubara disebut
dengan powder coal dengan ukuran partikel lebih kecil dari 0,5 mm dengan
residence time antara 1-5 detik. Pada reaktor ini, gas yang dihasilkan dialirkan ke
samping bagian bawah reaktor sedangkan abu dikeluarkan dari bagian dasar
reaktor.
Tabel 1 Perbandingan jenis-jenis gasifier (A.G.A.Z, Habib, 2008)
Parameter
Ukuran umpan
Toleransi kehalusan
partikel
Toleransi kekasaran
partikel

Fixed/Moving Bed
Fluidized Bed
< 51 mm
< 6 mm

Entrained Bed
< 0.15 mm

Terbatas

Baik

Sangat baik

Sangat baik

Baik

Buruk

Toleransi jenis
umpan

Batubara kualitas
rendah

Kebutuhan oksidan
Kebutuhan kukus
Temperatur reaksi
Temperatur gas
keluaran
Produksi abu
Efisiensi gas dingin
Kapasitas
penggunaan

Rendah
Tinggi
1090 °C

Segala jenis batubara,
Batubara kualitas
tetapi tidak cocok
rendah dan biomassa
untuk biomassa
Menengah
Tinggi
Menengah
Rendah
800 - 1000 °C
> 1990 °C

450 - 600 °C

800 - 1000 °C

> 1260 °C

Kering
80%

Kering
89.2%

Terak
80%

Kecil

Menengah

Besar

Permasalahan

Produksi tar

Konversi karbon

Pendinginan gas
produk

Universitas Sumatera Utara

2.4

Batubara
Batubara merupakan nama umum yang digunakan untuk mengekspresikan

mineral hitam yang terbentuk dari tumbuh-tumbuhan pada masa lampau, bersifat
padat, berwarna gelap dan dapat dibakar. Batubara sebagian besar mengandung
karbon dan sejumlah kecil hidrogen, nitrogen, oksigen, dan sulfur. (Brady, George
S.,dkk, ).
Pembentukan batubara dimulai sejak Carboniferous Period (Periode
Pembentukan Karbon atau Batu Bara) yang dikenal sebagai zaman batubara
pertama. Zaman batubara pertama ini berlangsung antara 360 juta sampai 290 juta
tahun yang lalu. Mutu dari setiap endapan batubara ditentukan oleh suhu dan
tekanan serta lama waktu pembentukan, yang disebut sebagai ‘maturitas organik’.
(http://www.worldcoal.org). Sifat umum batubara adalah mudah terbakar, apabila
batubara tersebut mudah terbakar dan menghasilkan kalori tinggi, disebut
batubara, tetapi apabila batubara tersebut tidak mudah terbakar dan mengasilkan
kalori rendah disebut sebagai batubara muda.
Batubara merupakan salah satu jenis bahan bakar pembangkit energi.
Batubara dapat pula dipergunakan tidak sebagai bahan bakar, tetapi dipergunakan
sebagai reduktor pada proses peleburan timah, industri ferro-nikel, industri besi
dan baja, sebagai bahan pemurnian pada industri kimia (dalam bentuk karbon
aktif), sebagai bahan pembuatan kalsium karbida (dalam bentuk kokas atau semi
kokas). Pemanfaatan batubara dalam industri semen, batubara yang dibakar akan
menyisakan abu. Abu batubara tersebut akan bercampur dengan klinker dan akan
berpengaruh pada kualitas semen. Pada proses pembakaran bata, kandungan abu
batubara yang terlalu banyak akan menyumbat celah-celah susunan antar bata,
berakibat akan menggangu penyebaran panas sebagai hasil pembakaran.
Proses pembentukan batubara terdiri dari dua tahap yaitu tahap biokimia
(penggambutan) dan tahap geokimia (pembatubaraan). Tahap penggambutan
(peatification) adalah tahap dimana sisa-sisa tumbuhan yang terakumulasi
tersimpan dalam kondisi reduksi di daerah rawa dengan sistem pengeringan yang
buruk dan selalu tergenang air pada kedalaman 0,5 – 10 meter. Material tumbuhan
yang busuk ini melepaskan H, N, O, dan C dalam bentuk senyawa CO2, H2O, dan

Universitas Sumatera Utara

NH3 untuk menjadi humus. Selanjutnya oleh bakteri anaerobik dan fungi diubah
menjadi gambut.
Tahap pembatubaraan (coalification) merupakan gabungan proses biologi,
kimia, dan fisika yang terjadi karena pengaruh pembebanan dari sedimen yang
menutupinya, temperatur, tekanan, dan waktu terhadap komponen organik dari
gambut. Pada tahap ini persentase karbon akan meningkat, sedangkan persentase
hidrogen dan oksigen akan berkurang. Proses ini akan menghasilkan batubara
dalam berbagai tingkat kematangan material organiknya mulai dari lignit, sub
bituminus, bituminus, semi antrasit, antrasit, hingga meta antrasit.
Berikut adalah beberapa penggolongan batubara secara umum dan
berdasarkan nilai kalor batubara.
1. Klasifikasi secara Umum
Secara umum batubara digolongkan menjadi 3 tingkatan yaitu, anthracite,
bituminous coal dan sub bituminous coal, lignite dan peat (gambut).
a. Anthracite
Warna hitam, sangat mengkilat, kompak, kandungan karbon sangat tinggi,
kandungan sulfur sangat sedikit. Kandungan air sangat sedikit dan kandungan
abu sangat sedikit.
b. Bituminous/sub bituminous coal
Warna hitam mengkilat, kurang kompak, kandungan karbon relatif tinggi,
nilai kalor tinggi, kandungan air sedikit, kandungan abu sedikit dan
kandungan sulfur sedikit.
c. Lignite/peat (brown coal)
Warna hitam, sangat rapuh, kandungan karbon sedikit, nilai kalor rendah,
kandungan air tinggi, kandungan abu banyak dan kandungan sulfur banyak.

2. Klasifikasi berdasarkan atas nilai kalor
a. Batubara tingkat tinggi (high rank) meliputi meta anthracite, anthracite, dan
semi anthracite.

Universitas Sumatera Utara

b. Batubara tingkat menengah (moderate rank) meliputi low volatile bituminous
coal, high volatile coal.
c. Batubara tingkat rendah (low rank) meliputi sub bituminous coal dan lignit.

2.5

Sifat – sifat Bahan Baku dan Produk

2.5.1 Bahan Baku
A. Batubara ( Subbituminous)
1) Mengandung :
-

C (Carbon)

: 76,24%

-

H (Hidrogen)

: 4,85%

-

N (Nitrogen)

: 1,34%

-

S (Sulfur)

: 1,38%

-

O (Oxigen)

: 4,84%

-

Ash (Abu)

: 8,02%

-

Air

: 2,82%

2) Ukuran butiran :

2.5.2

-

kurang dari 2,38 mm

: 19,84%

-

2,38 – 32 mm

: 75,49%

-

32 – 50 mm

: 4,53%

-

lebih dari 50 mm

: 0,14%

Produk

A. Hidrogen (H2)
1) Sifat Fisika:
1. Wujud

: Gas

2. Densitas

: 0,08988 g/L (0oC, 101, 325 kPa)

3. Titik Leleh

: 14,01 K

4. Titik Didih

: 20,28 K

5. Titik Kritis

: 13, 8033 K, 7, 042 kPa

(http://www.wikipedia.com, 2008)

Universitas Sumatera Utara

2) Sifat Kimia:
1. Gas hidrogen sangat mudah terbakar dan akan terbakar pada
konsentrasi serendah 4% H2 di udara bebas. Hidrogen terbakar menurut
persamaan kimia:
2 H2(g) + O2(g) → 2 H2O(l) + 572 kJ (286 kJ/mol)
2. H2 bereaksi secara langsung dengan unsur-unsur oksidator. Ia bereaksi
dengan spontan dan hebat pada suhu kamar dengan klorin dan fluorin,
menghasilkan hidrogen halida berupa hidrogen klorida. Reaksi:
H2(g) + Cl2(s) → 2 HCl(g)
(http://www.wikipedia.com, 2008)

B. Karbonmonoksida (CO)
1) Sifat Fisika :
1. Wujud

: Gas

2. Densitas

: 1, 250 g/L (0oC, 101, 325 kPa)

3. Titik Leleh

: 68 K

4. Titik Didih

: 81 K

5. Momen Dipol

: 0,112 D (3,74×10−31 C·m)

(http://www.wikipedia.com, 2008)
2) Sifat Kimia :
1. CO adalah anhidrida dari asam format. Oleh karena itu, adalah praktis
untuk menghasilkan CO dari dehidrasi asam format.
2. CO juga merupakan hasil sampingan dari reduksi bijih logam oksida
dengan karbon:
MO + C → M + CO

ΔH = 131 kJ/mol

(http://www.wikipedia.com, 2008)

Universitas Sumatera Utara

C. Karbondioksida (CO2)
1) Sifat Fisika:
1. Wujud

: Gas

2. Densitas

: 1, 98 g/L (0oC, 101, 325 kPa)

3. Titik Leleh

: 216 K

4. Titik Didih

: 195 K

5. Momen Dipol

: Nol

6. Viskositas

: 0, 07 cP pada -78oC

(http://www.wikipedia.com, 2008)

2) Sifat Kimia:
1. CO2 dapat dihasilkan melalui pembakaran dari semua bahan bakar yang
mengandung karbon, seperti metana (gas alam), destilat minyak bumi
(bensin, diesel, minyak tanah, propana), arang dan kayu. Sebagai
contohnya reaksi antara metana dan oksigen:
CH4 + 2 O2 → CO2 + 2 H2O
2. Khamir mencerna gula dan menghasilkan karbon dioksida beserta
etanol pada proses pembuatan anggur, bir, dan spiritus lainnya:
C6H12O6 → 2 CO2 + 2 C2H5OH
(http://www.wikipedia.com, 2008)

D. Metana (CH4)
1) Sifat Fisika:
1. Berat Molekul

: 16,04 gr/gmol

2. Nilai Bakar

: 995 Btu/ft3 (pada 600F, 30in Hg)

3. Titik Didih

: -161,40C

4. Titik Lebur

: -182,60C

(http://www.wikipedia.com, 2008)

Universitas Sumatera Utara

2) Sifat Kimia:
1. Dapat bereaksi dengan golongan halogen. Reaksi:
CH4 + X2

CH3X + HX

;

X = F, Cl, Br, I

2. Radical Exchanges Reaction
CH4 + Cl-

CH- + HCl + 14 KJ

3. Radical Extermination Reaction
2 Cl-

Cl2 + 239 KJ

CH- + Cl-

CH3Cl + 339 KJ

2 CH3-

CH3CH3 + 347 KJ

(http://www.wikipedia.com, 2008)

E. Nitrogen (N2)
1) Sifat Fisika:
1. Fase

: Gas

2. Berat Molekul

: 28 gr/gmol

3. Densitas

: 1, 251 g/L (0oC, 101, 325 kPa)

4. Titik Didih

: 77, 36 K

5. Titik Lebur

: 63, 15 K

6. Titik Kritis

: 126, 21 K, 3, 39 MPa

7. Struktur Kristal

: Heksagonal

(http://www.wikipedia.com, 2008)

2) Sifat Kimia:
1. Nitrogen bereaksi dengan elemen litium

pada keadaan STP

menghasilkan litium nitrit. Reaksi:
6 Li + N2

2 Li3N

2. Nitrogen bereaksi dengan magnesium menghasilkan magnesium nitrit.
Reaksi:
3 Mg + N2

Mg3N2

Universitas Sumatera Utara

3. Jika nitrogen bereaksi spontan dengan regensia, bentuk tranformasinya
disebut dengan fiksasi nitrogen.
(http://www.wikipedia.com, 2008)

F. Hidrogen Sulfida (H2S)
1) Sifat Fisika:
1. Berat molekul

: 34,076 gr/gmol

2. Densitas

: 0,79 gr/l (600F, 14,7 psia)

3. Titik didih

: -60,280C

4. Titik Beku

: -85,50C

5. Tekanan kritis

: 1,304 psia

(http://www.wikipedia.com, 2008)

2) Sifat Kimia:
1. Hidrogen sulfida merupakan asam lemah yang terpisah dalam larutan
aqueous (mengandung air) menjadi kation hidrogen H+ dan anion
hidrosulfid HS−:
H2S → HS− + H+
Ka = 1.3×10−7 mol/L
pKa = 6.89.
2. Hidrogen sulfida merupakan hidrida kovalen yang secara kimiawi
terkait dengan air (H2O) karena oksigen dan sulfur berada dalam
golongan yang sama di tabel periodik.
(http://www.wikipedia.com, 2008)

G. Metanol (CH3OH)
1) Sifat Fisika:
1. Fase

: Cairan jernih pada suhu kamar

2. Berat Molekul

: 32 gr/gmol

3. Titik didih

: 65 oC

4. Titik lebur

: -97 oC

5. Viskositas

: 0,5945 cp

Universitas Sumatera Utara

6. Densitas pada

: 0,796 gr/ml (0oC, 101, 325 kPa)

7. Tekanan kritis

: 78,5 atm

8. Temperatur kritis : 240 oC
(Perry, 1997; Othmer, 1981)
2) Sifat Kimia:
1. Tidak memiliki sifat adisi yang kuat
2. Klor dan brom dapat mensubstitusi atom H dari metanol
3. Sulfonasi dengan asam sulfat berasap membentuk metanol sulfonat
4. Bereaksi dengan Na membentuk gas H2 dan garam Na metanolat
5. Termasuk golongan senyawa kimia beracun
6. Oksidasi dengan oksiditor kuat (KMnO4 dalam asam) menghasilkan
asam formiat dan dapat teroksidasi lebih lanjut membentuk CO2 dan
H2O
7. Merupakan pelarut yang baik untuk senyawa organik
(Othmer, 1981)

H. Air (H2O)
1) Sifat Fisika:
1. Tidak berbau, berasa, dan tidak berwarna
2. Berbentuk heksagonal dalam keadaan padat
3. Berat molekul

: 18 gr/gmol

4. Titik beku

: 0 oC ( pada 1 atm)

5. Densitas

: 995,68 kg/m3

6. Viskositas

: 8,949 mP (pada kondisi standar, 1 atm)

7. Koefisien difusi

: 2,57 x 10-5 cm2/dt

8. Konstanta disosiasi : 10-4
9. Panas ionisasi,

: 55,71 Kj/mol

(Parker, 1982; Othmer, 1981 )

Universitas Sumatera Utara

2) Sifat Kimia:
1. Bereaksi dengan karbon menghasilkan metana, hidrogen, karbon
dioksida, monoksida membentuk gas sintetis (dalam proses gasifikasi
batubara)
2. Bereaksi dengan kalsium, magnesium, natrium dan logam-logam reaktif
lain membebaskan H2
3. Air bersifat amfoter
4. Bereaksi dengan kalium oksida, sulfur oksida membentuk basa kalium
dan asam sulfat.
5. Dengan anhidrid asam karboksilat membentuk asam karboksilat.
(Othmer, 1981 )

I. Udara (O2)
1) Sifat Fisika:
1. Fase

: Gas

2. Berat Molekul

: 32 gr/gmol

3. Titik didih

: 90,20 K

4. Titik lebur

: 54,36 K

5. Kalor Peleburan

: 0,444 Kj/mol

6. Kalor Penguapan : 6,82 Kj/mol
7. Kapasitas Kalor

: 29,378 J/mol.K

8. Densitas

: 1,429 gr/L (0oC, 101, 325 kPa)

(http://www.wikipedia.com, 2008)
2) Sifat Kimia :
1. Dapat bereaksi dengan metana menghasilkan karbondioksida dan air.
Reaksi:
CH4 + 2 O2 → CO2 + 2 H2O
2. Dapat membakar gas hidrogen berkonsentrasi 4% di udara bebas.
Reaksi:
2 H2(g) + O2(g) → 2 H2O(l) + 572 kJ (286 kJ/mol)
(http://www.wikipedia.com, 2008)

Universitas Sumatera Utara

J. Monoetanolamine (MEA)
1) Sifat