BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Metanol

Metanol adalah senyawa Alkohol dengan 1 rantai karbon. Rumus Kimia

CH3OH, dengan berat molekul 32. Titik didih 640-650C (tergantung

kemurnian), dan berat jenis 0,7920-0,7930 (juga tergantung kemurnian). Secara

fisik metanol merupakan cairan bening, berbau seperti alkohol, dapat

bercampur dengan air, etanol, chloroform dalam perbandingan berapapun,

hygroskopis, mudah menguap dan mudah terbakar dengan api yang berwarna

biru (Spencer, 1988).

Secara teori metanol dapat dibuat dari proses penyulingan kayu,

gasifikasi batu bara dan sintesis gas alam, tetapi produksi metanol di Indonesia

menggunakan gas alam. Sintesa metanol dari gas alam inilah yang saat ini

tekhnologinya di pakai pada pembuatan metanol skala industri besar di mana di

Indonesia adalah PT. Kaltim Metanol Industri di Bontang kapasitas produksi

2000 MT/day.

Produksi metanol PT. KMI terdiri dari empat proses utama, yaitu

desulphurizing, reforming, methanol synthesis dan distillation. Proses ini

didukung oleh sistem utilitas yang menyediakan kebutuhan air, listrik, steam,

oksigen dan udara. Berikut keterangan dari masing-masing proses :

Universitas Sumatera Utara

1. Desulphurizing

Tahap desulfurisasi bertujuan menurunkan kandungan sulfur dalam

bahan baku gas alam sampai kadar yang diijinkan dalam proses. Proses ini

menjadi penting karena katalis yang digunakan pada unit reforming dan

sintesis methanol sensitif terhadap keracunan sulfur. Proses yang digunakan

adalah Co-Mo Vessel dan Sulphur Catchpot.

2. Reforming

Proses ini bertujuan untuk menghasilkan gas sintesis yang akan

digunakan untuk sintesis methanol. Proses ini terdapat tiga unit operasi yakni

pre-reformer, steam reformer, dan autothermal reformer. Proses pre-reforming

bertujuan untuk memecah seluruh hidrokarbon berat di gas masukan dan

mereaksikan sebagian methana dengan steam untuk menghasilkan gas H2, CO,

dan CO2. Proses steam reforming bertujuan mereaksikan gas-gas keluaran pre-

reformer dengan steam untuk dihasilkan reformed gas. Proses autothermal

reforming bertujuan mereaksikan gas terutama CH4 yang belum bereaksi

dengan oksigen dan steam untuk mendapatkan gas sintesis dengan rasio

stoikiometrik yang optimum.

3. Methanol Synthesis

Pada proses ini terjadi reaksi sintesis methanol yang berlangsung

eksotermis pada suhu 250°C dan tekanan 80 bar terjadi di dua reaktor yang

berkerja secara paralel.

4. Distillation

Proses ini bertujuan untuk memisahkan methanol dari komponen-

komponen yang tidak diinginkan seperti air, gas terlarut, dan hasil samping

Universitas Sumatera Utara

serta menghasilkan methanol grade AA dengan kemurnian di atas 99,85 %.

Unit operasi yang digunakan meliputi prerun column, pressure column, dan

atmospheric column (KMI, 1997).

2.2. Etanol

Alkohol adalah senyawa hidrokarbon berupa gugus hidroksil (-OH) dengan

dua atom karbon (C). Jenis alkohol yang banyak digunakan adalah CH3OH

yang disebut dengan metil alkohol (methanol), C2H5OH yang disebut dengan

etil alkohol (etanol). Dalam dunia perdagangan, yang disebut dengan alkohol

adalah etil alkohol atau etanol dengan rumus kimia C2H5OH (Prihandana et al.,

2007). Lebih lanjut menurut Prihandana et al. (2007), penggunaan etanol tidak

hanya untuk minuman namun juga digunakan sebagai pelarut, antiseptik, dan

bahan baku untuk bahan organik lain seperti etil ester, dietil eter, butadien, dan

etil amin. Fuel grade etanol (etanol 99 %) dapat digunakan sebagai bahan

bakar. Molekul etanol diikat satu sama lain di dalam fase cair oleh ikatan

hidrogen. Interkasi tersebut mempunyai pengaruh yang sangat besar pada titik

didih etanol yaitu sekitar 780C -800C. Kemampuan ikatan hidrogen tersebut

membuat etanol dapat larut dengan cukup baik di dalam air karena terdapat

empat atau kurang atom karbon yang dapat berikatan dengan molekul air

(Weininger, 1972).

Alkohol yang mempunyai bobot molekul lebih rendah mempunyai sifat

yang menyerupai air. ikatan kimia antara atom yang berbeda adalah ikatan

polar, seperti ikatan C-O dan C-Cl. Semakin besar komponen polar dalam

Universitas Sumatera Utara

suatu senyawa, semakin polar senyawa tersebut dan juga sebaliknya (O’Leary,

1976).

Etil alkohol (CH3CH2OH) sering juga disebut alkohol untuk

menunjukkan sumber bahan baku yang digunakan atau tujuan umum

penggunaannya. Etanol mempunyai penampakan tidak berwarna, mudah

menguap, jernih, memiliki bau yang halus dan rasa yang pedas (Setyaningsih,

2006).

Etanol terbentuk pada sintesis metanaol melalui reaksi antara metanol

dengan CO2 dan H2 yang merupakan sebagian dari gas yang terlarut dan tidak

memenuhi stoikiometri reaksi sehingga menjadi sisa gas dalam reaksi

pembentukan metanol (KMI,1997).

2.3. Aseton

Aseton merupakan keton yang paling sederhana, digunakan sebagai pelarut

polar dalam kebanyakan reaksi organik. Aseton dikenal juga sebagai dimetil

keton, 2-propanon, atau propan-2-on. Aseton adalah senyawa berbentuk cairan

yang tidak berwarna dan mudah terbakar, digunakan untuk membuat plastik,

serat, obat-obatan, dan senyawa-senyawa kimia lainnya. Selain dimanufaktur

secara industri, aseton juga dapat ditemukan secara alami, termasuk pada tubuh

manusia dalam kandungan kecil. Aseton memiliki gugus karbonil yang

mempunyai ikatan rangkap dua karbon-oksigen terdiri atas satu ikatan σ dan

satu ikatan π. Umumnya atom hidrogen yang terikat pada atom karbon sangat

stabil dan sangat sukar diputuskan. Namun lain halnya dengan atom hidrogen

yang berada pada karbon (C) di samping gugus karbonil yang disebut atom

Universitas Sumatera Utara

hidrogen alfa (α). Sebagai akibat penarikan elektron oleh gugus karbonil,

kerapatan elektron pada atom karbon α semakin berkurang, maka ikatan karbon

dan hidrogen α semakin melemah, sehingga hidrogen α menjadi bersifat asam

dan dapat mengakibatkan terjadinya substitusi α (Wade, L.G. 2006).

2.4. Trimetilamin

Trimetilamin adalah komponen organic dengan rumus N(CH3)3, tidak

berwarna dan memiliki aroma seperti ikan pada konsentrasi rendah sedangkan

pada konsentrasi tinggi aromanya seperti amonia. Trimetilamin memiliki sifat

fisik higroskopis, tidak berwarna, berbentuk gas dalam suhu ruang, dan mudah

terbakar (Hadiwiyoto, 1990). Senyawa ini berasal dari makanan yang

mengandung kadar trimetilamin yang tinggi seperti ikan atau dari makanan

yang mengandung senyawa prekursor trimetilamin seperti trimetilamin N-

oksida (TMNO), kolin, dan L-carnitine (Bain et al. 2006). Senyawa

trimetilamin merupakan hasil dari pemecahan ikatan karbon dan nitrogen (C-

N) yang terdapat pada asam amino kolin. Ikatan karbon dan nitrogen tersebut

akan diuraikan oleh zat pengoksidasi seperti gugus peroksida dalam lemak dan

menghasilkan senyawa trimetilamin (Hadiwiyoto 1990).

Trimethylamine, biasa dikenal dengan NMe3, N(CH3)3 atau TMA,

bersifat tidak berwarna, higroskopis, dan merupakan senyawa amine

sederhana. Senyawa ini relatif mudah terbakar dengan ciri berbau amis pada

konsentrasi rendah dan berbau seperti ammonia pada konsentrasi tinggi. TMA

terbentuk dalam reaktor sintesis methanol dan ditemukan di unit pemurnian

Universitas Sumatera Utara

raw methanol. Di dalam reaktor sintesis, TMA terbentuk sebagai hasil dari

reaksi antara amoniak dan metanol.

NH3 + CH3OH MMA + H2O

MMA + CH3OH DMA + H2

DMA + CH3OH TMA + H2O

Ammonia sendiri berasal dari N2 yang terkandung dalam natural gas.

Selanjutnya gas N2 bereaksi dengan oksigen menjadi NOx di dalam reactor

autothermal dan steam reformer, yang kemudian mengalami hidrogenasi

menjadi ammonia.

Trimethylamine dapat dijumpai dalam bentuk TMA bebas (free TMA)

yang memiliki titik didih normal 3,5 °C atau dalam bentuk larutan senyawa

asam (acidic compounds) seperti yang dijumpai pada raw methanol (Perry,

1997).

Spesifikasi metanol standar yang digunakan sebagai bahan kimia

mengacu kepada IMPCA yang mempunyai grade AA. Di dalam spesifikasi

tersebut, metanol harus bebas dari bau amis yang disebabkan adanya

kandungan TMA. Oleh karena itu TMA yang ada harus seminimal mungkin

untuk mencegah adanya bau amis pada produk.

TMA yang terkandung dalam metanol merupakan garam TMA yang

bersifat asam dan non volatile yang tidak dapat dipisahkan dengan destilasi.

Oleh karena itu, garam TMA dalam metanol mentah harus diubah menjadi

TMA bebas terlebih dahulu sehingga dapat dipisahkan dengan destilasi sesuai

desain pabrik. Perubahan garam TMA menjadi TMA bebas dapat dilakukan

dengan penambahan NaOH ke dalam metanol mentah berdasarkan reaksi:

Universitas Sumatera Utara

H3C H + H3C

N + OH- N CH3 + H2O

H3C CH3 H3C

Gambar 2.1 Reaksi perubahan garam TMA menjadi TMA bebas

Berdasarkan IMPCA pada dokumen KMI (1997) analisa mengenai TMA

telah dilakukan mengenai munculnya bau amis dari TMA pada berbagai

konsentrasi, hasilnya bahwa TMA dengan batas maksimal 50 ppb bau amis

sudah tidak terasa.

2.5. Air

Air adalah zat cair yang tidak mempunyai rasa, warna dan bau, yang terdiri

dari hidrogen dan oksigen dengan rumus kimiawi H2O. Karena air merupakan

suatu larutan yang hampir-hampir bersifat universal, maka zat-zat yang paling

alamiah maupun buatan manusia hingga tingkat tertentu terlarut di dalamnya.

Dengan demikian, air di dalam mengandung zat-zat terlarut. Zat-zat ini sering

disebut pencemar yang terdapat dalam air (Linsley, 1991).

2.5.1. Sifat Air

Nama Sistematis : air

Nama Alternatif : aqua, dihidrogenmonoksida, Hidrogen hidroksida

Rumus Molekul : H2O

Massa Molar : 18,0153 g/mol

Densitas dan Fase : 0,998 g/cm³ (cair pada 20 °C) ; 0,92 g/cm³ (padat)

Titik Lebur : 0 oC

Universitas Sumatera Utara

Titik Didih : 100 oC

Kalor Jenis : 4184 J/kg.K (cair pada 20 0C)

Atom oksigen memiliki nilai keelektronegatifan yang sangat besar,

sedangkan atom hidrogen memiliki nilai keelektronegatifan paling kecil

diantara unsur-unsur bukan logam. Hal ini selain menyebabkan sifat kepolaran

air yang besar juga menyebabkan adanya ikatan hidrogen antar molekul air.

Ikatan hidrogen terjadi karena atom oksigen yang terikat dalam satu molekul

air masih mampu mengadakan ikatan dengan atom hidrogen yang terikat dalam

molekul air yang lain. Ikatan hidrogen inilah yang menyebabkan air memiliki

sifat-sifat yang khas. Sifat-sifat khas air sangat menguntungkan bagi kehidupan

makhluk di bumi (Achmad, 2004). Hal sama dikemukakan oleh Dugan (1972)

yang menyatakan bahwa air memiliki beberapa sifat khas yang tidak dimiliki

oleh senyawa kimia lain. Diantara sifat-sifat tersebut adalah : Air memiliki titik

beku 0 oC dan titik didih 100 0C (jauh lebih tinggi dari yang diperkirakan

secara teoritis), sehingga pada suhu sekitar 0 0C sampai 100 0C yang

merupakan suhu yang sesuai untuk kehidupan, air berwujud cair. Hal ini sangat

menguntungkan bagi makhluk hidup, karena tanpa sifat ini, air yang terdapat

pada jaringan tubuh makhluk hidup maupun yang terdapat di laut, sungai,

danau dan badan perairan yang lain mungkin ada dalam bentuk gas ataupun

padat. Sedangkan yang diperlukan dalam kehidupan adalah air dalam bentuk

cair.

Universitas Sumatera Utara

2.5.2 Sumber Air

Air yang ada di permukaan bumi berasal dari beberapa sumber. Berdasarkan

letak sumbernya air dibagi menjadi tiga, yaitu air hujan, air permukaan dan air

tanah. Air hujan merupakan sumber utama dari air di bumi. Air ini pada saat

pengendapan dapat dianggap sebagai air yang paling bersih, tetapi pada saat di

atmosfer cenderung mengalami pencemaran oleh beberapa partikel debu,

mikroorganisme dan gas (misal : karbon dioksida, nitrogen dan amonia). Air

permukaan meliputi badan-badan air semacam sungai, danau, telaga, waduk,

rawa dan sumur permukaan. Sebagian besar air permukaan ini berasal dari air

hujan dan mengalami pencemaran baik oleh tanah, sampah dan lainnya. Air

tanah berasal dari air hujan yang jatuh ke permukaan bumi, kemudian

mengalami penyerapan ke dalam tanah dan penyaringan secara alami. Proses-

proses ini menyebabkan air tanah menjadi lebih baik dibandingkan air

permukaan (Chandra,B., 2007).

2.6. Asam Asetat

Asam asetat dengan rumus struktur CH3COOH dikenal juga dengan asam

etanoat merupakan bahan kimia organik, dinamakan cuka karena rasanya yang

asam dan baunya yang menyengat. Dalam setahun, kebutuhan dunia akan asam

asetat mencapai 6,5 juta ton per tahun. 1.5 juta ton per tahun diperoleh dari

hasil daur ulang, sisanya diperoleh dari industri petrokimia maupun dari

sumber hayati. Asam asetat merupakan nama trivial atau nama dagang dari

senyawa ini, dan merupakan nama yang paling dianjurkan oleh IUPAC. Nama

ini berasal dari kata Latin acetum, yang berarti cuka. Nama sistematis dari

Universitas Sumatera Utara

senyawa ini adalah asam etanoat. Asam asetat glasial merupakan nama trivial

yang merujuk pada asam asetat yang tidak bercampur air. Disebut demikian

karena asam asetat bebas-air membentuk kristal mirip es pada 16.7°C, sedikit

di bawah suhu ruang. Singkatan yang paling sering digunakan, dan merupakat

singkatan resmi bagi asam asetat adalah AcOH atau HOAc dimana Ac berarti

gugus asetil, CH3−C(=O)−. Dalam keadaan murni, asam asetat bebas air (asam

asetat glasial) merupakan cairan tidak berwarna yang menyerap air dari

lingkungan (bersifat higroskopis) dan membeku dibawah 16,7 oC (62 oF)

menjadi sebuah kristal padat yang tidak berwarna. Asam asetat merupakan satu

dari asam karboksilat yang paling sederhana (berikutnya adalah asam format),

merupakan regensia dan bahan kimia industri yang sangat penting yang dipakai

untuk memproduksi berbagai macam bahan (Anonim, 2010).

Asam asetat cair adalah pelarut protik hidrofilik (polar), mirip seperti air

dan etanol. Asam asetat memiliki konstanta dielektrik yang sedang yaitu 6.2,

sehingga ia bisa melarutkan baik senyawa polar seperi garam anorganik dan

gula maupun senyawa non-polar seperti minyak dan unsur-unsur seperti sulfur

dan iodin. Asam asetat bercampur dengan mudah dengan pelarut polar atau

nonpolar lainnya seperti air, kloroform dan heksana. Sifat kelarutan dan

kemudahan bercampur dari asam asetat ini membuatnya digunakan secara luas

dalam industri kimia. Asam asetat diproduksi secara sintetis maupun secara

alami melalui fermentasi bakteri. Sekarang hanya 10% dari produksi asam

asetat dihasilkan melalui jalur alami, namun kebanyakan hukum yang

mengatur bahwa asam asetat yang terdapat dalam cuka haruslah berasal dari

proses biologis. Dari asam asetat yang diproduksi oleh industri kimia, 75%

Universitas Sumatera Utara

diantaranya diproduksi melalui karbonilasi metanol. Sisanya dihasilkan melalui

metode-metode alternative (Safitra, 2008).

2.7. Distilasi

Distilasi atau penyulingan adalah suatu metode pemisahan bahan kimia

berdasarkan perbedaan kecepatan atau kemudahan menguap (volatilitas)

bahan. Dalam penyulingan, campuran zat dididihkan sehingga menguap, dan

uap ini kemudian didinginkan kembali ke dalam bentuk cairan. Zat yang

memiliki titik didih lebih rendah akan menguap lebih dulu. Metode ini

merupakan termasuk unit operasi kimia jenis perpindahan massa. Penerapan

proses ini didasarkan pada teori bahwa pada suatu larutan, masing-masing

komponen akan menguap pada titik didihnya. Bahan yang akan didestilasikan

pada drum pemasakan tidak boleh penuh, melainkan harus menyediakan

sedikitnya 10% ruang kosong dari kapasitas penuh drum pemasakan pada drum

pemasakan (Kister, 1992).

Distilator adalah alat yang digunakan dalam proses produksi bioetanol.

Seperti yang telah disebutkan sebelumnya, alat ini bekerja berdasarkan

perbedaan titik didih (air dan etanol).

Macam-Macam Destilasi :

1. Distilasi Sederhana, prinsipnya memisahkan dua atau lebih komponen cairan

berdasarkan perbedaan titik didih yang jauh berbeda.

2. Distilasi Fraksionasi (Bertingkat), sama prinsipnya dengan distilasi

sederhana, hanya distilasi bertingkat ini memiliki rangkaian alat kondensor

Universitas Sumatera Utara

yang lebih baik, sehingga mampu memisahkan dua komponen yang memiliki

perbedaan titik didih yang berdekatan.

3. Distilasi Azeotrop : memisahkan campuran azeotrop (campuran dua atau

lebih komponen yang sulit di pisahkan), biasanya dalam prosesnya digunakan

senyawa lain yang dapat memecah ikatan azeotrop tersebut, atau dengan

menggunakan tekanan tinggi.

4. Distilasi Kering : memanaskan material padat untuk mendapatkan fasa uap

dan cairnya. Biasanya digunakan untuk mengambil cairan bahan bakar dari

kayu atau batu bata.

5. Distilasi Vakum: memisahkan dua komponen yang titik didihnya sangat

tinggi, motode yang digunakan adalah dengan menurunkan tekanan permukaan

lebih rendah dari 1 atm, sehingga titik didihnya juga menjadi rendah, dalam

prosesnya suhu yang digunakan untuk mendistilasinya tidak perlu terlalu tinggi

(Van Winkel, 1967).

2.7.1. Distilasi di PT. KMI

Produk dari unit sintetis tidak hanya mengandung methanol saja, namun juga

masih mengandung impuritis seperti TMA, higher alcohol, dimethyl ether,

methyl formiate, keton, air, gas terlarut dan berbagai hasil samping lainnya.

Karena produk yang akan dijual adalah methanol grade AA yang mempunyai

kemurnian lebih dari 99, 85% maka produk dari unit 200 harus dimurnikan di

unit 300. Proses pemisahan pada unit ini bergantung pada relative volatility

dari komponen umpan. Komponen yang lebih volatil (low boilers) cenderung

untuk membentuk fase uap sedangkan komponen yang kurang volatil (high

Universitas Sumatera Utara

boilers) akan cenderung membentu fase liquid. Hasilnya uap akan ke atas

saling berkontak dengan liquid di setiap tray sehingga uap akan lebih kaya

pekat dengan low boiler dan liquid akan lebih kaya dengan high boiler. Liquid

yang mencapai dasar kolom akan diuapkan sebagian di reboiler untuk

menyediakan uap yang akan kembali naik ke puncak kolom. Sedangkan

sebagian lainnya akan diambil sebagai produk. Uap yang mencapai puncak

kolom akan dikondensasi total dan didinginkan menjadi liquid oleh overhead

condenser. Semua liquid ini akan dikembalikan ke kolom sebagai reflux untuk

menyediakan overflow liquid.

2.7.1.1. Prerun Column

Sebelum mengalami proses distilasi, aliran raw methanol dimasukkan

kedalam expansion vessel (030-F01) yang bertujuan untuk menghilangkan

dissolved gas pada raw methanol seperti CO, CO2, H2, CH4, N2. Expansion gas

kemudian dialirkan menuju unit 100 sebagai fuel di 010-B01 dan raw methanol

dialirkan menuju prerun column (030-D01). Dalam kolom distilasi ini

impuritis volatil seperti dimetil eter, metilformiat dan gas inert yang

mempunyai titik didih dibawah methanol dipisahkan dari campuran. Kolom ini

bekerja pada tekanan 1,38 bar dengan temperatur bottom sebesar 95oC dan top

sebesar 80oC. Overhead product kemudian didinginkan di condenser 030-E02

dengan memanfaatkan sea water sebagai pendingin. Outlet dari condenser

terpisah menjadi dua fase yaitu gas dan liquid. Fase liquid masuk kedalam

prerun column reflux vessel 030-F02 dan fase gas didinginkan lebih lanjut di

030-E03 dengan pendingin yang sama. Fase liquid yang terbentuk dialirkan

kembali menuju 030-F02 dan fase gas dipanaskan lagi di 030-E07 dengan

Universitas Sumatera Utara

pemanas LP steam. Jumlah upstream 030-F07 adalah sebagai kontrol tekanan

dari overhead product. Selanjutnya, gas yang terbentuk akan digunakan

sebagai fuel di 010-B03 dan apabila terjadi kelebihan tekanan akan dibakar di

flare. Campuran pada 030-F02 dikembalikan ke dalam 030-D01 dengan pompa

030-G02A/S sebagai refluxuntuk mengambil methanol yang tersisa

didalamnya. Produk bawah yang terbentuk dialirkan menuju ke pressure

column (030-D02). Produk bawah yang berupa liquid dipanasi sebagian dalam

reboiler 030-E01II yang memanfaatkan reformed gas sebagai pemanas

Sejumlah caustic soda ditambahkan dalam kolom ini yang bertujuan untuk

mencegah korosi di bagian bawah kolom karena suasana asam didalamnya.

Selain itu juga untuk menghilangkan TMA (Tri Methyl Amine) yang terdapat

dalam raw methanol.

2.7.1.2. Pressure Column

Kolom ini berfungsi untuk memisahkan methanol dari air dan komponen

lain yang lebih berat daripada methanol. Aliran produk bawah masuk kedalam

pressure column yang mempunyai tekanan 7,27 bar dan temperatur 130oC pada

bagian atas, sedangkan pada bagian bawah sebesar 135°C. Di dalamnya terjadi

proses pemisahan methanol dengan pengotornya. Hasil atas berupa methanol

sedangkan komponen lain dan sebagian komponen methanol yang belum

teruapkan berbentuk liquid sebagai hasil bawah. Hasil yang diinginkan adalah

produk atas yang berupa uap methanol. Panas dari aliran ini dimanfaatkan

sebagai pemanas dalam reboiler atmospheric column 030-E08A/B. Aliran yang

telah didinginkan di simpan sementara dalam pure methanol refluxvessel (030-

F03). Sebagian dari methanol dimasukkan kembali ke dalam pressurecolumn

Universitas Sumatera Utara

sebagai refluks dan sebagian lagi didinginkan di 030-E09 hingga temperature

mencapai 44oC langsung dialirkan menuju TMAcatchpot (030-F07) karena

konsentrasi TMA pada produk dari 030-D02 masih mengandung cukup tinggi.

Setelah itu downstream dari 030-F07 akan dialirkan langsung ke tangki

penyimpanan 040-K02A/B bersama dengan produk methanol dari 030-

F05.Sebagian dari produk bawah kemudian dialirkan lagi menuju atmospheric

column (030-D03) untuk dimurnikan lagi.

2.7.1.3. Atmospheric Column

Bottom product dari 030-D02 dialirkan menuju atmospheric column

(030-D03) untuk pemisahan methanol yang masih ada dengan air dan

komponen high boiling yang lain. Uap methanol keluar dari 030-D03 sebagai

produk atas lalu dikondensasikan dengan menggunakan condenser E05A,B dan

kemudian didinginkan di final cooler untuk menyempurnakan kondensasi.

Methanol kemudian ditampung sementara di F05, sebagian dari methanol ada

yang dipompa oleh G05A/S masuk ke dalam 030-D03 kembali sebagai reflux

dan sebagian lagi langsung dialirkan bersama produk methanol keluaran 030-

E09 ke dalam 040-K02A/B. Jumlah produk yang dialirkan menuju 040-

K02A/B adalah sebagai kontrol level pada 030-F05. Produk bawah dari 030-

D03 berupa process water(1-3% methanol) dialirkan ke unit 100 (KMI, 1997).

Universitas Sumatera Utara

Gambar 2.2 Diagram alir proses unit distilasi PT. KMI

2.8. Kromatografi

Kromatografi berasal dari kata chroma (warna) dan graphein (penulisan)

merupakan suatu teknik pemisahan fisik karena memanfaatkan perbedaan yang

kecil sifat-sifat fisik dari komponen-komponen yang akan dipisahkan. Istilah

penulisan warna sudah tidak tepat lagi karena pemisahan dengan kromatografi

dapat dipakai untuk memisahkan komponen-komponen yang tidak berwarna.

Kromatogarfi adalah pemisahan fisik suatu campuran zat-zat kimia

berdasarkan pada perbedaan migrasi dari masing-masing komponen campuran

yang terpisah pada fase diam di bawah pengaruh fase gerak. (H. M Mc nair,

1988)

Kromatografi merupakan metode pemisahan yang dewasa ini telah

banyak digunakan. Dibandingkan dengan metode lain seperti destilasi,

kristalisasi, pengendapan, ekstraksi, dan lain-lain mempunyai keuntungan

Universitas Sumatera Utara

dalam pelaksanaan yang lebih sederhana, penggunaan waktu yang singkat,

terutama mempunyai kepekaan yang tinggi. Metode ini dapat digunakan, jika

dengan metode lain tidak dapat dilakukan, misalnya karena jumlah cuplikan

sangat sedikit atau campurannya kompleks (Yazid, E., 2005).

2.8.1. Konsep Polaritas Dalam Kromatografi

Di dalam kromatografi, berlaku suatu prinsip umum “like dissolves like”,

artinya polar menyukai yang polar dan tak polar menyukai yang tak polar. Jadi

dalam hal ini, fase diam yang polar akan mengikat lebih kuat komponen yang

relatif polar. Sedangkan fase diam yang tak polar akan mengikat lebih kuat

komponen-komponen yang juga tak polar, hal yang sama juga berlaku bagi

fase gerak. Hubungan polaritas antara fase diam, fase gerak dan molekul inilah

yang menjadi peranan penting dalam pemisahan pada kromatografi (Harjadi,

1993).

2.8.2. Kromatogrfi Gas

Kromatografi gas adalah suatu metode pemisahan campuran yang terdiri dari

dua macam komponen atau lebih, yang didasarkan pada distribusi differensial

diantara dua fase yaitu fase diam yang berupa padatan atau cairan dan fase

gerak yang berupa gas.

Dalam kromatografi gas, fase bergeraknya adalah gas dan zat terlarut

terpisah sebagai uap. Pemisahan tercapai dengan partisi sampel antara fase gas

bergerak dan fase diam berupa cairan dengan titik didih tinggi (tidak mudah

menguap) yang terikat pada zat padat penunjangnya (Khopkar, 2007).

Universitas Sumatera Utara

Berdasarkan pada kombinasi fasa diam dan fasa gerak yang digunakan,

kromatografi gas dibagi menjadi dua macam yaitu:

1. Kromatografi gas–padat (gas solid chromatography)

Fasa diam dalam kromatografi gas-padat berupa padatan yang memiliki

afinitas adsorbs yang berbeda-beda terhadap komponen-komponen dalam

campuran. Fasa diam yang sering digunakan misalnya karbon, molekuler sieve,

silika gel. Sedangkan fasa geraknya berupa gas inert. Pemisahan yang sering

terjadi pada kromatografi gas padat berdasarkan perbedaan adsorbsi

komponen.

2. Kromatografi gas-cair (gas liquid chromatography)

Fasa diamnya adalah cairan yang tidak mudah menguap yang melekat

pada hambatan pendukung (support) yang inert yang berupa butiran halus.

Untuk kolom dengan diameter cairan ini diletakkan sebelah dalam dalam

kolom. Dan fasa geraknya adalah gas yang inert. Pemisahan campuran dengan

kromatografi gas didasarkan pada perbedaan partisi komponen dalam fasa

diam (Harjadi, 1993).

2.8.3. Prinsip Dasar Kromatografi Gas

Dalam menganalisis suatu zat yang tersusun secara kimia, maka langkah

pertama adalah memisahkan komponen-komponen dari campurannya. Dasar

pemisahan secara kromatografi gas ialah penyebaran komponen di antara dua

fase yaitu fase gerak yang berupa gas dan fase diam yang berupa padatan atau

cairan.

Universitas Sumatera Utara

Proses kromatografi dapat divisualisasikan secara kualitatif, yaitu jika

suatu kolom atau pipa yang terisi dengan butiran-butiran silika gel dengan

ukuran tertentu, kemudian ke dalam kolom tersebut diinjeksikan larutan x,

maka larutan x akan ikut bersama pelarutnya namun sebagian zat x tertahan

pada permukaan silika gel karena peristiwa adsorbs atau mekanisme lainnya.

Butiran silika gel yang tidak terlarut dengan pelarut dan tetap berada di dalam

kolom disebut fase diam. Sebaliknya pelarut yang mengalir ke sepanjang

kolom sambil membawa sebagian zat x disebut fase gerak. Maka waktu yang

diperlukan sebagian zat x tertahan pada fase diam disebut waktu retensi

(retention time). Bagian zat x yang ikut mengalir bersama pelarut ternyata

bukan zat x sendiri, tetapi bersama zat lain yang tercampur zat x, misalnya zat

y. Pemisahan zat x dari zat y tergantung pada afinitas masing-masing terhadap

fase diam dan fase geraknya. Yang pertama tertahan lebih lama dalam fase

diam dan yang lain lebih lama tertahan pada fase gerak. Yang tertahan lebih

lama dalam fase gerak akan segera sampai ke ujung kolom, sebaliknya yang

tertahan pada fasa diam akan keluar kemudian, proses ini disebut proses partisi

(LIPI, 1998).

2.9. Titrasi Karl Fischer

Titrasi Karl fischer adalah metode analisa air dengan cara menitrasi sampel

dengan larutan iodine dalam metanol. Reagen lain yang digunakan dalam

titrasi ini adalah sulfur dioksida dan piridin. Metanol dan piridin digunakan

untuk melarutkan iodin dan sulfur dioksida agar reaksi dengan air menjadi

lebih baik. Selain itu piridin dan metanol akan mengikat asam sulfat yang

Universitas Sumatera Utara

terbentuk sehingga akhir titrasi dapat lebih jelas dan tepat. Selama masih ada

air dalam bahan, iodin akan bereaksi, tetapi begitu air habis, maka iodin akan

bebas. Pada saat timbul warna iodin bebas ini, titrasi dihentikan. iodin bebas ini

akan memberikan warna kuning coklat. Untuk memperjelas pewarnaan maka

dapat ditambahkan metilin biru dan akhir titrasi akan memberikan warna hijau

(Sudarmadji, 1989).

Tahapan reaksi yang terjadi dapat dituliskan sebagai berikut:

I2 + SO

2 + 2 C

6H

5N → C

6H

5N. I

2 + C

6H

5N. SO

2

C6H

5N. I

2 + C

6H

5N. SO

2 + C

6H

5N + H

2O → 2(C

6H

5N. HI) + C

6H

5N. SO

3

C 6H

5N. SO

3 + CH

3OH → C

6H

5N (H)SO

4CH

3 + I

2

dengan penambahan metilen biru akan berubah warnanya menjadi hijau.

Dalam pelaksanaannya titrasi harus dilakukan dengan kondisi bebas dari

pengaruh kelembaban udara. Untuk keperluan tersebut dapat dilakukan dalam

ruang tertutup. Cara titrasi Karl Fischer ini telah berhasil dipakai untuk

penentuan kadar air dalam alkohol, ester-ester, senyawa lipida, lilin, pati,

tepung gula, madu dan bahan makanan yang dikeringkan. Cara ini banyak

dipakai karena memberikan harga yang tepat dan dikerjakan cepat. Tingkat

ketelitiannya lebih kurang 0,5 mg dan dapat ditingkatkan lagi dengan sistem

elektroda yaitu dapat mencapai 0,2 mg (Sudarmadji, 1989).

2.10. Titrasi Acidimetry

Titrasi merupakan suatu metode untuk menentukan kadar suatu zat dengan

menggunakan zat lain yang sudah diketahui konsentrasinya. Titrasi biasanya

dibedakan berdasarkan jenis reaksi yang terlibat didalam proses titrasi, sebagai

Universitas Sumatera Utara

contoh bila melibatan reaksi asam-basa maka disebut sebagai titrasi asam-basa,

titrasi redoks untuk titrasi yang melibatkan reaksi reduksi-oksidasi, titrasi

kompleksometri untuk titrasi yang melibatkan pembentukan reaksi kompleks,

dan lain sebagainya (Day dan Underwood, 1986).

Larutan yang telah diketahui konsentrasinya disebut dengan titran. Titran

ditambahkan sedikit demi sedikit (dari dalam buret) pada titrat (larutan yang

dititrasi) sampai terjadi perubahan warna indikator. Baik titrat maupun titran

biasanya berupa larutan. Titik dimana reaksi itu tepat lengkap, disebut titik

ekivalen (setara) atau titik akhir teoritis. Pada saat titik ekivalen ini maka

proses titrasi dihentikan, kemudian kita mencatat volume titer yang diperlukan

untuk mencapai keadaan tersebut.Pada saat tercapai titik ekivalen maka pH-nya

7 (netral). Semakin jauh titik akhir titrasi dengan titik ekivalen maka semakin

besar kesalahan titrasi. Oleh karena itu, pemilihan indikator menjadi sangat

penting agar warna indikator berubah saat titik ekivalen tercapai. Dengan

menggunakan data volume titran, volume dan konsentrasi titer maka kita bisa

menghitung kadar titran. Larutan asam bila direaksikan dengan larutan basa

akan menghasilkan garam dan air. Sifat asam dan sifat basa akan hilang dengan

terbentuknya zat baru yang disebut garam yang memiliki sifat berbeda

dengan sifat zat asalnya. Karena hasil reaksinya adalah air yang memiliki sifat

netral yang artinya jumlah ion H+ sama dengan jumlah ion OH-, maka reaksi

itu disebut dengan reaksi netralisasi atau penetralan. Pada reaksi penetralan,

jumlah asam harus ekivalen dengan jumlah basa (Sukmariah,1990).

Universitas Sumatera Utara