Metode produksi gas industri

I. Metode pemisahan udara
1. Metode distilasi kriogenik
- Ini adalah salah satu metode yang paling umum digunakan untuk memproduksi gas industri. Hal ini didasarkan pada perbedaan titik didih berbagai komponen gas di udara. Pertama, udara dikompresi, didinginkan, dan dimurnikan untuk menghilangkan kotoran seperti air, karbon dioksida, dll. Misalnya, karbon dioksida dan air diserap oleh saringan molekuler, dan kemudian udara didinginkan hingga mendekati keadaan cair. Pada suhu rendah, berbagai gas mulai terpisah, seperti nitrogen, yang mendidih pada suhu -195,8 derajat , dan oksigen, yang mendidih pada suhu -183 derajat . Melalui menara distilasi, nitrogen yang lebih ringan diperkaya di bagian atas menara, dan oksigen yang lebih berat diperkaya di bagian bawah menara. Metode ini dapat menghasilkan gas dengan kemurnian tinggi seperti oksigen, nitrogen, dan argon dalam skala besar. Teknologi ini banyak digunakan di banyak bidang industri, seperti industri baja, kimia dan lainnya, untuk menyediakan gas industri yang dibutuhkan.
2. Metode pemisahan membran
- Metode pemisahan membran menggunakan perbedaan permeabilitas membran polimer khusus terhadap gas yang berbeda untuk memisahkan gas. Ketika udara melewati modul membran di bawah tekanan tertentu, gas yang berbeda melewati membran dengan kecepatan berbeda. Misalnya, oksigen menembus membran lebih cepat daripada nitrogen. Metode ini memiliki kelebihan yaitu pengoperasian yang sederhana dan peralatan yang kompak. Namun, kemurnian gas yang dihasilkan relatif rendah, dan biasanya digunakan di tempat yang persyaratan kemurnian gasnya tidak terlalu tinggi, seperti produksi industri skala kecil atau beberapa proses tambahan. Dalam industri pengemasan makanan, nitrogen yang dihasilkan melalui pemisahan membran dapat digunakan untuk mengawetkan makanan dan mencegah oksidasi dan kerusakan makanan.

2. Metode sintesis kimia
1. Sintesis hidrogen
- Dalam industri, ada banyak metode sintesis kimia untuk produksi hidrogen. Diantaranya, reaksi pergeseran air-gas adalah metode yang umum. Menggunakan batu bara atau gas alam sebagai bahan mentah, karbon monoksida dan hidrogen pertama-tama direaksikan untuk menghasilkan (seperti reaksi pembentukan uap gas alam: \(CH_4 + H_2O→CO+ 3H _2\)), lalu reaksi pergeseran air-gas \(CO + H_2O→CO_2+ H_2\) digunakan untuk meningkatkan hidrogen lebih lanjut produksi. Hidrogen memiliki beragam aplikasi di bidang petrokimia, elektronik, dll. Misalnya, dalam proses penyulingan minyak bumi, hidrogen digunakan untuk reaksi pemurnian hidrogenasi untuk menghilangkan kotoran dalam produk minyak bumi.
2. Sintesis amonia
- Amonia disintesis melalui proses Haber-Bosch. Nitrogen dan hidrogen bereaksi pada suhu tinggi (sekitar 400-500 derajat ), tekanan tinggi (150-300 atmosfer) dan katalis (biasanya katalis besi) menghasilkan amonia. Persamaan reaksinya adalah \(N_2+3H_2⇌2NH_3\). Amonia terutama digunakan dalam produksi pupuk dan merupakan bahan baku penting untuk pupuk nitrogen. Selain itu, amonia juga memiliki banyak aplikasi dalam industri kimia dan farmasi, seperti dalam produksi produk kimia seperti asam nitrat.

AKU AKU AKU. Elektrolisa
1. Elektrolisis air untuk menghasilkan hidrogen dan oksigen
- Elektrolisis air adalah penguraian air menjadi hidrogen dan oksigen di bawah pengaruh arus searah. Dalam sel elektrolitik, air digunakan sebagai elektrolit, dan elektroda biasanya terbuat dari logam mulia (seperti platina) atau grafit. Persamaan reaksinya adalah \(2H_2O→2H_2↑+O_2↑\). Hidrogen yang dihasilkan dengan metode ini memiliki kemurnian yang tinggi, mencapai lebih dari 99,9%. Meskipun biaya produksi hidrogen melalui elektrolisis air relatif tinggi, hal ini memainkan peran yang tidak tergantikan dalam beberapa bidang aplikasi khusus yang memerlukan kemurnian hidrogen yang sangat tinggi, seperti industri elektronik, sel bahan bakar, dll. Pada saat yang sama, oksigen dihasilkan oleh elektrolisis air. elektrolisis juga dapat digunakan dalam beberapa proses industri khusus atau keperluan medis.