2.1 Bahan baku
Bahan baku utama yang digunakan untuk memproduksi O2, N2 dan Argon baik dalam bentuk cair maupun gas adalah udara. Sebagai bahan baku utama udara dapat diperoleh secara cuma – cuma yaitu dengan mengambil udara dari lingkungan sekitar perusahaan.
Udara dapat sebagai gas yang tidak berwarna, tidak berbau dan tidak berasa. Tabel 2.1. Komposisi udara terdiri dari :
Gas Volume % Nitrogen 78,084 Oksigen 20,946 Argon 0,934 Hidrogen 0,00005 Neon 0,001921 Helium 0,0005239 Kripton 0,0001139 Xenon 0,0000087 Karbon dioksida 0,02004
Pada suhu -140°C dan tekanan 1 atmosfir udara akan mengalami suhu cair dan suhu ini dapat disebut juga sebagai “suhu kritis” yaitu batas suhu dimana suatu senyawa tidak akan mengembun menjadi cair, meskipun tekanannya diperbesar.
Sifat – sifat fisik udara :
• Berat molekul : 28,975
• ρ gas pada 1 atm 21,1°C : 1,2 kg/m3
• Spesifik volume pada 1 atm 21,1°C : 0,833 m/kg
• Titik didih pada 1 atm : -194,3°C
• Titik beku pada 1 atm : -216,2°C
• Temperatur kritis : -140,7°C
• Tekanan kritis : -3,770 kpa dbs
• ρ kritis : 315 kg/m3
• Panas laten pada penguapan titik didih normal : 205 kl/kg
• Kapasitas panas pada 1 atm 21,1°C Cp : 1,01 kj/kg°C Cv : 0,72 kj/kg°C
• Rasio panas spesifik : 1,4
• Solubility dalam udara : 0,0292
• ρ liquid pada titik didih normal : 874 kg/m3
• Konduktivitas thermal :
Pada -100°C : 0,0164 W/m°C Pada 0°C : 0,0242 W/m°C Pada 100°C : 0,0317 W/m°C
• Perbandingan antara liquid dan gas pada titik didih adalah 1:728,1 (V/V)2
2.2 Produk
PT. Samator gas industri merupakan perusahaan yang memproduksi bermacam – macam gas, sedangkan produk yang dihasilkan pada “Air Separation Plant” adalah :
2.2.1. Gas dan liquid oksigen (O2)
Oksigen merupakan unsur yang ringan dan sangat penting bagi proses pembakaran dan kehidupan. Oksigen adalah gas reaktifitas yang tinggi sehingga semua unsur dapat bereaksi, kecuali inert, membentuk oksida pada temperatur kondisi yang sesuai, tetapi dengan logam mulia oksigen lebih lambat beroksidasi karena hanya dapat bereaksi pada suhu tinggi. Untuk zat – zat yang mudah terbakar denga udara, akan meledak lebih hebat lagi apabila bereaksi dengan oksigen murni.
Oksigen murni merupakan gas yang tidak berwarna, tidak berasa dan tidak berbau, yang dapat mengkondensasi menjadi liquid pada suhu rendah (-297°F / -183°C) pada tekanan atmosfir tetap sebagai liquid oksigen murni berwarna biru laut. Oksigen tidak mudah terbakar, namun dapat dengan mudah menyebabkan terbakarnya bahan – bahan combustible seperti minyak, pelumas, kerosene, cat, kayu, baja, dan endapan yang mengandung minyak dari pelumas.
Sifat – sifat spesifik oksigen : a.Sifat kimia
• Tidak dapat terbakar/inflammable
• Membantu pembakaran
• Tidak berwarna
• Tidak berbau
• Oksidator b. Sifat fisik
• Jenis unsur : gas
• Bentuk unsur : gas
• Massa atom : 15,94
• Berat molekul : 32
• Rapat massa
Gas : 1,42 gram/liter pada 0°C Cair : 1,14 gram/liter pada -183°C Padat : 1,426 gram/liter pada -252,5°C
• Spesifik gravity gas : 1,1649 pada 21,1°C atm
• Spesifik volume gas : 0,7541 m3/kg pada 21,1°C atm
• Massa jenis liquid : 0,645 kg/liter
• Massa jenis gas : 1,2505 kg/m3
• Massa jenis kritis : 0,31 kg/m3
• Suhu liquid : -183°C
• Suhu kritis : -118,80°C
• Tekanan kritis : 49,7 atm
• Spesific heat : 0,2177kcal/kg°C c.Bahaya – bahaya
• Mudah menimbulkan kebakaran dan ledakan.
• Berbahaya menghirup dalam jumlah yang besar
• Gas O2 dalam botol , bertekanan tinggi. 2.2.2. Gas dan liquid nitrogen (N2)
Nitrogen adalah komponen yang memiliki bagian terbesar dalam udara. Nitrogen pertama kali ditemukan oleh Daniel Rutherford pada tahun 1772, dengan nama ilmiah nitrogenium dan dilambangkan dengan N. Nitrogen tidak dapat terbakar pada tekanan atmosfer, suhu kurang dari -196°C, serta sedikit lebih ringan daripada air, nitrogen terdapat pada semua makhluk hidup dalam bentuk senyawa yaitu protein. Gas nitrogen adalah gas inert, sifatnya seperti gas oksigen, tidak berbau, tidak berasa dan tidak berwarna.liquid nitrogen terbentuk pada suhu -320°F (-196°C) pada tekanan atmosfer normal. Nitrogen tidak mudah terbakar dan tidak beracun, tetapi dapat menyebabkan phyxiation, ruang tertutup dengan ventilasi yang baik.
Sifat – sifat spesifik nitrogen : a. Sifat kimia
• Gas inert
• Tidak berwarna
• Tidak berbau
• Tidak mempunyai rasa
• Tidak mudah terbakar
• Merupakan unsur yang tidak reaktif
• Tidak mudah bereaksi dengan unsur lain
• Bersenyawa dengan logam – logam aktif dan O2 b. Sifat fisik
• Jenis unsur : gas
• Bentuk unsur : gas
• Massa atom : 14,0067
• Berat molekul : 28,053
• Rapat massa
Gas : 1,1605 kg/m3 pada 21,1°C dan 1 atm Cair : 0,645 kg/l pada 21,1°C dan 1 atm
• Spesifik volume gas : 0,560 m3/kg pada 21,1°C , 1 atm
• Suhu liquid : -185,9°C
• Suhu kritis : -122,4°C
• Tekanan kritis : 48,0 atm
• Spesifik heat : 0,24770 c. Bahaya – bahaya
• mengakibatkan tercekik (aspisia) pada konsentrasi tinggi.
• Gas N2 dalam botol baja bertekanan tinggi.
• Jika terkena liquid N2 dapat menyebabkan luka bakar. 2.2.3. Gas dan liquid argon (Ar)
Argon merupakan suatu gas inert pada suhu dan tekanan atmosfir, argon tidak berwarna, tidak berasa dan mempunyai berat
yang lebih besar dari udara. Titik didih pada tekanan 1 atm adalah - 180°C (87°K) yang sangat dekat dengan O2. argon membeku pada suhu -185°C (84°K), sehingga argon mempunyai rentang suhu yang sangat sempit sebagai liquid. Seperti halnya nitrogen, argon tidak mendukung pembakaran dan tidak memiliki sifat paramagnetic seperti O2, argon mempunyai berat molekul 39,944 gram/gram mol.
Titik kritis argon berada diantara pada titik kritis N2 dan O2 sehingga argon secara kimia merupakan unsur yang tidak aktif. Titik beku argon di atas titik didih O2 dan N2, karenanya sangat memungkinkan argon membeku dalam plant. Sehingga harus dihindari untuk mendinginkan argon sampai kondisi sub nol kalau tidak ingin adanya penyumbatan pada plant.
Sifat – sifat fisik argon: a. Sifat kimia
• Gas inert
• Tidak berwarna
• Tidak berbau
• Tidak mempunyai rasa
• Tidak mudah terbakar b. Sifat fisik
• Jenis unsur : gas
• Bentuk unsur : gas
• Rapat massa
Gas : 1,7828 kg/m3
Cair : 0,78kg/l pada 21,1°C dan 1 atm
• Spesifik volume gas : 0,7990m3/kg pada 21,1°C, 1 atm
• Suhu liquid : -195,81°C
• Suhu kritis : -147,10°C
• Tekanan kritis : 33,5 atm
• Spesifik heat : 0,24770 c. Bahaya – bahaya
• Mengakibatkan tercekik (aspisia) pada konsentrasi tinggi
• Gas argon dalam botol baja bertekanan tinggi
• Jika terkena liquid argon dapat menyebabkan luka bakar 2.2.4. Oxycan
Produk lainnya yang dihasilkan oleh air separation plant di PT. Samator Gas Industri adalah oxycan, yaitu oksigen yang dimasukkan dalam botol kecil. Dalam botol kaleng oxycan terdapat 5 liter oksigen pada 25°C.