kokas fridi

8/12/2019 KOKAS FRIDI

1/6

TUG S M T KULI H B TUB RKOK S

Disusun oleh :

NAMA : SAFRI WAHDI

NIM : 103 1111 052

FAKULTAS TEKNIK

JURUSAN TEKNIK PERTAMBANGAN

UNIVERSITAS BANGKA BELITUNG

2014


2/6

PEMBAHASAN

KOKAS

A. Sejarah KokasKokas digunakan orang-orang China pertama kali untuk pemanasan dan memasak

sekurang-kurangnya pada abad kesembilan. Pada dekade pertama abad kesebelas, pandai

besi China di lembah Sungai Kuning mulai menggunakan kokas untuk bahan bakar di

tungku mereka, sebagai pemecahan masalah bahan bakar untuk wilayah yang jarang terdapat

pepohonan di sana.

Pada tahun 1603, Hugh Plat menyatakan bahwa batubara dapat dibakar dengan cara

yang analog dengan cara pembakaran arang yang diproduksi dari kayu. Proses ini tidak

dipraktekkan sampai tahun 1642, ketika kokas digunakan untuk memanggang ragi di

Derbyshire.

Pada tahun 1709, Abraham Darby I membangun tanur pembakaran kokas untuk

menghasilkan besi cor. Kekuatan kokas yang besar membuat blast fu rnacedibangun lebih

tinggi dan lebih besar. Selanjutnya, ketersediaan besi murah menjadi salah satu faktor yang

menyebabkan terjadinya Revolusi Industri.

Di Inggris pada tahun-tahun pertama lokomotif kereta api uap, kokas merupakan

bahan bakar yang umum digunakan. Hal ini terutama karena didorong oleh peraturan

perundang-undangan mengenai lingkungan. Setiap lokomotif diharuskan "mengkonsumsi

asapnya sendiri" yang secara teknis tidak mungkin untuk dilakukan sampai mulai

digunakannya fi rebox arch, namun membakar kokas rendah emisi asap dianggap memenuhi

persyaratan. Namun, aturan ini diam-diam mulai diabaikan dan batubara yang lebih murahmenjadi bahan bakar umum, seiring dengan kereta api yang mulai diterma di kalangan

masyarakat umum.

Pada akhir abad 19, para penambang di bagian barat Pennsylvania, USA menyediakan

batubara yang menjadi bahan baku untuk kokas. Pada tahun 1885, Rochester and Pittsburgh

Coal and Iron Company mem bangun string oven kokas terpanjang di dunia di Walston,

Pennsylvania, dengan 475 oven dan panjangnya 2 km (1,25 mil). Output mereka mencapai

22.000 ton per bulan. The Minersville Coke Oven di Huntingdon County, Pennsylvania itu

dicatatkan dalam Daftar Tempat Bersejarah Nasional USA pada tahun 1991.

B.Pengertian KokasKokas merupakan hasil pirolisis dari bahan organik dengan kandungan karbon yang

sangat tinggi yang mana setidaknya bagian di dalam kokas tersebut telah melewati fase cair

atau kristal-cair selama proses karbonisasi dan terdiri dari karbon non-grafit. Kebanyakan

bahan-bahan pembentuk kokas adalah karbon yang dapat berbentuk grafit. Struktur mereka

adalah campuran dari tekstur optik dengan berbagai ukuran, dari isotropik optik hingga

anisotropi (-200um diameter). (Bahan Bacaan OJT CE Meter). Kokas merupakan produk

yang terbesar tonasenya hasil destilasi batubara.

Kebutuhan akan kokas bergantung pada kebutuhan akan baja. Kira-kira 98 persen

produksi ter batubara didapat dari tanur hasil sampingan. Dewasa ini, dengan banyaknya

aromatik yang dihasilkan industri migas, hasil utama distilasi batubara beralih menjadi


3/6

penyediaan kokas untuk industri baja. Walaupun kokas dapat juga dibuat dari migas, ada dua

macam prosedur pengkokasan batubara, yaitu proses sarang tawon (bee hive) dan proses

hasil samping (by product). Proses sarang tawon merupakan proses yang sangat kuno. Pada

tabor hasil sampingan, muatan berupa batubara, yang campurannya diatur dengan teliti,

dipanaskan dari dua sisi sehingga kalor mengalir ke tengah, dengan demikian menghasilkan

kokas yang lebih kecil dan lebih padat dari yang dihasilkan pada tanur sarang tawon. (GeorgeT. Austin, 1985).

Bila batubara dipirolisis atau di destilasi dengan memanaskannya tanpa kontak dengan

udara, ia akan terkonversi menjadi zat padat, cair, dan gas. Dalam prakteknya, suhu tanur

dijaga diatas 900 C, tetapi bisa juga berkisar antara 500 C sampai 1000 C. Produk

utamanya (menurut beratnya) adalah kokas. Jika unit itu menggunakan suhu 450 C sampai

700 C, proses tersebut disebut karbonisasi suhu rendah (low- temperature carbonization),

sedangkan pada suhu diatas 900 C, disebut karbonisasi suhu tinggi (high- temperature

carbonization). Kokas merupakan bahan baku dalam pembuatan anoda karbon yang akan

digunakan dalam proses elektrolisis sebagai kutub positif. (Bahan bacaan OJT CE Meter).

C. Jenis-Jenis KokasJenis-jenis kokas dapat dijabarkan sebagai berikut :

a. Green Coke adalah hasil karbonisasi padatan yang utama yang dihasilkan dari pemanasan

fraksi karbon pada temperatur dibawah 9000K (juga disebut kokas baku)

b. Calcined Coke adalah kokas yang berasal dari minyak bumi atau kokas dari hasil

pengolahan batubara dengan sebuah fraksi massa dari hidrogen kurang dari 0,1% berat.

Kokas jenis ini dihasilkan melalui pemanasan dari Green Coke hingga suhu kira-kira 1600 K.

c. Petroleum Coke adalah hasil karbonisasi dari fraksi didih karbon yang terbentuk dalam

proses pengolahan minyak bumid. Coal Derived Pitch Coke adalah hasil karbonisasi padatan yang paling utama dalam

industri yang dihasilkan dari coal-tar-pitch atau ter (aspal).

e. Metallurgical Coke yang dihasilkan melalui karbonisasi batubara atau campuran batubara

pada temperatur hingga diatas 1400 K untuk menghasilkan bahan karbon makroporos yang

kuat.

f. Delayed Coke adalah bentuk yang paling umum digunakan untuk hasil karbonisasi utama

pada fraksi didih hidrokarbon melalui proses pemasakan kokas. Delayed Coke memiliki

tingkat grafit yang lebih baik dibandingkan dengan kokas yang dihasilkan dengan proses lain

bahkan dengan bahan dasar yang sama. Hasil utama dari delayed coke ini adalah sponge coke

dan needle coke. Shot coke juga dihasilkan seperti timbunan bola dengan diameter 1-2 mm,

tapi tidak memiliki nilai jual.g. Sponge Coke memiliki tekstur optik yang tak-terorientasi (tak-terarah) dan digunakan

sebagai pengisi untuk elektroda pada industri aluminium.

h. Needle Coke adalah bentuk umum yang digunakan untuk kokas jenis khusus dengan

tingkat grafit yang tinggi yang dihasilkan dari struktur mikrokristal yang dimilikinya. (Harry

Marsh, 1989)

D. Pengotor Kokas Dan PengaruhnyaKualitas dan bahan-bahan dari green coke sangat erat hubungannya dengan sumber

bahan mentah dan proses pemasakan kokas. Umumnya minyak mentah yang berasal dari

Cina mengandung sulfur dan vanadium yang rendah tapi tinggi kandungan kalsium, silikon,dan nikel. 70% sulfur dan 90% dari pengotor logam terkonsentrasi dalam green coke. Yang


4/6

menarik perhatian bagi para pengguna petroleum coke adalah kadar pengotor di dalamnya

dan struktur fisika dari kokas tersebut. Pengotor tersebut dapat terbentuk dari elemen-elemen

yang terikat secara kimia dalam membentuk kokas. Molekul-molekul seperti sulfur,

vanadium, dan nikel. Kotoran (impurities) tersebut juga dapat terbentuk dari elemen-elemen

yang memang ada di dalam kokas tersebut seperti silikon, besi, natrium, dan kalsium.

1. Sulfur : adalah elemen yang paling umum dijumpai di dalam minyak mentah. Jumlahsulfur dalam petroleum coke sangat diperhatikan bagi para pengguna. Konsentrasi yang

tinggi di dalam kokas yang membentuk anoda dapat menyebabkan masalah lingkungan pada

produksi anoda karena semua sulfur tersebut dilepaskan dalam bentuk SO2/SO3 ke atmosfer.

2. Vanadium : terkandung di dalam minyak mentah dan residunya hampir secara kuantitatif

ditemukan sebagai senyawa kompleks purin di dalam kokas. Jumlah vanadium yang ada

sangat diperhatikan dalam pembuatan anoda karena konsentrasi yang tinggi meningkatkan

reaktifitas udara pada anoda. Dalam produksi aluminium (proses peleburan) vanadium

dikurangi dan ditemukan, sebagai pengotor dalam logam tersebut.

3. Nikel : terkandung di dalam minyak mentah dan seperti vanadium hampir secara

kuantitatif dapat ditemukan di dalam kokas. Layaknya vanadium, nikel akan berakhir di

dalam aluminium.4. Natrium : terjadi sebagai kontaminan dalam produksi minyak mentah. Jika ini tidak

dihilangkan maka natrium akan berakhir di dalam kokas. Sodium (natrium) memiliki dampak

terhadap reaktifitas karboksi dari anoda.

5. Besi : terjadi sebagai kontaminan yang masuk kedalamnya dan seperti vanadium dan nikel

yang akan berakhir sebagai pengotor dalam aluminium.

6. Kalsium : muncul sebagai senyawa organik maupun anorganik. Senyawa anorganik ada

dalam bentuk CaCl2, CaCO3 dan CaSO4, sementara senyawa organik Ca terikat kepada

asam naftenik dan asam fenolik. Ca memiliki dampak negatif terhadap reaktifitas CO2 dari

kokas. (L iu F engqin, 2004).

Memproduksi kokas dari bahan baku dengan konsentrasi aspal dan resin yang tinggi

akan menghasilkan kokas dengan konsentrasi pengotor yang tinggi pula seperti sulfur dan

vanadium, menjadikan kokas tersebut tidak sesuai lagi peruntukkannya dalam produksi

batangan anoda. Sebuah bahan baku dengan kandungan molekul aromatik yang tinggi, seperti

residu vakum dengan kira-kira 50% berat karbon aromatik, menghasilkan kokas yang sesuai

untuk elektroda pada proses aluminium. Membuat kokas dari bahan baku dengan kandungan

karbon aromatik yang tinggi akan menghasilkan sebuah kokas dengan kualitas yang baik,

yang dikenal sebagai needle coke.

E.Kegunaan Lain Dari KokasBerdasarkan pada jenis yang akan diproduksi dan kadar pengotor yang spesifik yang

ada dalam hasil akhir, petroleum coke pada dasarnya digunakan untuk tiga jenis pekerjaan.

Jenis pekerjaan ini dapat diklasifikasikan sebagai bahan bakar, elektroda, dan metalurgi.

Klasifikasi yang keempat masih relatif baru digunakan, yaitu gasifikasi, yang masih dalam

tahap evaluasi bagi perusahaan-perusahaan tapi tidak memberikan hasil yang cukup

signifikan pada saat ini.

1. Penggunaan sebagai bahan bakar

Penggunaan petroleum coke sebagai bahan bakar umumnya masuk kepada dua

kategori, bahan bakar untuk pembangkit tenaga uap dan bahan bakar untuk pabrik semen.

Untuk penggunaan ini, kokas biasanya dicampur dengan batubara bitumen atau digunakan

dalam kombinasi dengan minyak atau gas. Pada umumnya, kokas sebagai bahan bakar

digunakan dalam kombinasi dengan batubara bitumen memiliki keuntungan sebagai berikutdisamping batubara bitumen itu sendiri :


5/6

1. Grinding (penggilingan).Kokas lebih mudah untuk digiling daripada batubara bitumen,

dihasilkan dengan biaya penggilingan yang lebih murah dan tidak perlu perawatan yang

lebih.

2. Nilai Pemanasan (Heating Value).Nilai pemanasan dari petroleum coke adalah lebih dari

14.000 Btu/lb, dibandingkan dengan 9000 sampai 12.500 Btu/lb untuk batubara.

3. Kandungan abu.Kandungan abu yang sangat rendah (kurang dari 0,5 persen berat) darikokas menghasilkan biaya pengolahan yang lebih murah.

2. Penggunaan Untuk ElektrodaKadar sulfur yang rendah, sponge coke dengan kadar logam yang rendah, setelah

proses kalsinasi, dapat digunakan untuk membuat anoda pada industri aluminium. Industri

aluminium merupakan industri satu-satunya yang mengkonsumsi kokas paling banyak. Untuk

setiap pon dari aluminium yang dihasilkan melalui proses peleburan hampir lb dari kokas

hasil kalsinasi yang digunakan. Needle coke merupakan petroleum coke yang paling banyak

dipesan yang dihasilkan dari bahan aromatik dengan kandungan sulfur yang rendah.

Penggunaan utama dari needle coke yang dkalsinasi adalah pada pembuatan elektroda grafit

untuk dapur elektrik pada industri baja. (Robert A. Meyers, 1986)

Pada dasarnya, anoda prapanggang untuk produksi aluminium terdiri dari

sekurangkurangnya 65% petroleum coke, 20% batang anoda yang didaur ulang, dan 15%

coal tar pitch sebagai perekat. Bahan dasar lainnya juga digunakan, atau masih digunakan,

sebagai contoh cairan kokas, kokas dari batubara, dan pitch minyak bumi. Dikarenakan

jumlahnya yang relatif kecil, tidak ada satu pun dari bahan ini yang sangat mempengaruhi

dalam produksi anoda. Petroleum coke yang digunakan untuk pembuatan anoda yang

berkualitas dihasilkan dari fraksi minyak berat (heavy residual) dari minyak mentah, melalui

sebuah proses yang dikenal dengan istilah delayed coking. Viskositas dari cairan hidrokarbon

yang terbentuk pada proses melalui fase transisi dari cairan ke bentuk padat diperoleh dengan

cara cracking, dehidrogenasi, dan polimerisasi. Kokas yang baru atau green coke yang

dihasilkan belum sesuai sebagai kokas pengisi di dalam elektroda. Kokas ini merupakan

sebuah amorf, struktur yang sangat lemah, termasuk di dalam jenisnya 8 15 % berat

merupakan hidrokarbon yang mudah menguap. Kokas ini juga memiliki reaktifitas yang

tinggi dan konduktivitas listrik yang lemah. Sebagai proses lanjutan green coke tadi

dilakukan pemanasan yang ditujukan menjadi kokas pengisi dalam elektroda, proses tersebut

dikenal sebagai kalsinasi. Selama proses kalsinasi hingga mencapai suhu 13500C, kokas

mengecil hingga kira-kira 1014 % berat dan kandungan senyawa volatil berkurang sampai

0,5% berat. Senyawa-senyawa yang mudah menguap ini dilepaskan sebagai gas, seperti CH4,

C2H6, H2, H2S, dan CH3SH. Kualitas kokas yang dihasilkan dari kalsinasi dikendalikan

oleh komposisi kimia dari bahan baku sebagaimana parameter operasional selama proses

coking dan kalsinasi. (Markus W. Meyer, 1996)3. Penggunaan metalurgiPetroleum coke dengan kandungan sulfur yang rendah (2.5% berat atau kurang) dapat

digunakan dalam metalurgi besi ketika dicampurkan dengan batubara yang rendah

kemampuan menguapnya. Petroleum coke yang digunakan dalam penuangan besi atau untuk

pembuatan baja meningkatkan bahan-bahan dari batubara melalui penurunan jumlah zat yang

mudah menguap dan meningkatkan nilai rata-rata pemanasan. Kandungan logam dalam

kokas tidak menjadi masalah dalam industri metalurgi. (Robert A. Meyers, 1986)

F.Produksi KokasKandunagan volatil dari batubara -termasuk air, gas batubara, dan batu bara-tar

didorong keluar karena dipanggang dalam tungku atau oven pengap pada suhu setinggi2.000 C (3.600 F) meskipun biasanya sekitar 1.000-1.100 C ( 1832-2012 F).


6/6

Fasilitas paling modern oven kokas tetap menghasilkan "produk sampingan". Saat ini,

hidrokarbon volatil juga dimanfaatkan, setelah pemurnian, dalam proses pembakaran yang

terpisah untuk menghasilkan energi. Tungku kokas (oven) membakar gas hidrokarbon yang

dihasilkan oleh proses pembuatan kokas mengakibatkan terjadinya proses karbonisasi.

Batubara bitumen harus memenuhi seperangkat kriteria untuk digunakan sebagaikokas batubara, ditentukan oleh teknik uji batubara tertentu. Termasuk diantaranya kadar air,

kadar abu, sulfur, kandungan volatil, tar, dan plastisitas. Pengujian ini ditargetkan untuk

menghasilkan kokas dengan kekuatan yang sesuai (umumnya diukur oleh coke strength after

reaction(CSR). Pengujian lainnya juga dipertimbangkan, termasuk untuk memastikan coke

tidak menggelembung terlalu banyak selama produksi dan menghancurkan oven melalui

tekanan dinding yang berlebihan.Semakin besar zat terbang (volatil) dalam batubara, semakin

banyak byproduk diproduksi. Umumnya tingkat 26-29% zat terbang dalam campuran

batubara dianggap baik untuk tujuan mendapatkan kokas. Jadi jenis batubara lain bisa

dicampur secara proporsional untuk mencapai tingkat volatil yang dapat diterima sebelum

proses produksi kokas dimulai.

kokas fridi

Documents