Seperti halnya bahan kimia komoditas, petrokimia dibuat dalam skala yang sangat besar. Unit manufaktur petrokimia berbeda dengan pabrik kimia komoditas karena sering kali menghasilkan sejumlah produk terkait. Bandingkan dengan pabrik kimia khusus dan kimia halus di mana produk dibuat dalam proses batch terpisah.
Petrokimia sebagian besar dibuat di beberapa lokasi manufaktur di seluruh dunia, misalnya di Kota Industri Jubail dan Yanbu di Arab Saudi, Texas dan Louisiana di Amerika Serikat, di Teesside di Timur Laut Inggris di Inggris Raya, di Tarragona di Catalonia, di Rotterdam di Belanda, di Antwerpen di Belgia, di Jamnagar, Dahej di Gujarat, India, dan di Singapura. Tidak semua bahan kimia petrokimia atau komoditas yang diproduksi oleh industri kimia dibuat di satu lokasi, tetapi kelompok bahan terkait sering kali dibuat di pabrik-pabrik yang berdekatan untuk mendorong simbiosis industri serta efisiensi bahan dan utilitas dan skala ekonomi lainnya. Hal ini dikenal dalam terminologi teknik kimia sebagai manufaktur terintegrasi. Perusahaan kimia khusus dan kimia halus kadang-kadang ditemukan di lokasi manufaktur yang sama dengan petrokimia, tetapi, dalam banyak kasus, mereka tidak memerlukan tingkat infrastruktur skala besar yang sama (misalnya, jaringan pipa, penyimpanan, pelabuhan, dan listrik, dll.) dan oleh karena itu dapat ditemukan di kawasan bisnis multisektor.
Lokasi manufaktur petrokimia berskala besar memiliki kelompok unit manufaktur yang berbagi utilitas dan infrastruktur skala besar seperti pembangkit listrik, tangki penyimpanan, fasilitas pelabuhan, terminal jalan dan kereta api. Di Inggris, misalnya, ada empat lokasi utama untuk manufaktur semacam itu: di dekat Sungai Mersey di Inggris Barat Laut, di Humber di pantai Timur Yorkshire, di Grangemouth dekat Firth of Forth di Skotlandia, dan di Teesside sebagai bagian dari Northeast of England Process Industry Cluster (NEPIC). Untuk menunjukkan pengelompokan dan integrasi, sekitar 50% bahan kimia petrokimia dan komoditas di Inggris diproduksi oleh perusahaan-perusahaan klaster industri NEPIC di Teesside.
Sejarah
Pada tahun 1835, Henri Victor Regnault, seorang ahli kimia Prancis menjemur vinil klorida di bawah sinar matahari dan menemukan padatan putih di bagian bawah labu yang merupakan polivinil klorida. Pada tahun 1839, Eduard Simon menemukan polistiren secara tidak sengaja dengan menyuling storaks. Pada tahun 1856, William Henry Perkin menemukan pewarna sintetis pertama, Mauveine. Pada tahun 1888, Friedrich Reinitzer, seorang ilmuwan tanaman Austria mengamati kolesteril benzoat memiliki dua titik leleh yang berbeda. Pada tahun 1909, Leo Hendrik Baekeland menemukan bakelite yang terbuat dari fenol dan formaldehida. Pada tahun 1928, bahan bakar sintetis ditemukan dengan menggunakan proses Fischer-Tropsch. Pada tahun 1929, Walter Bock menemukan karet sintetis Buna-S yang terbuat dari stirena dan butadiena dan digunakan untuk membuat ban mobil. Pada tahun 1933, Otto Röhm mempolimerisasi metil metakrilat kaca akrilik pertama. Pada tahun 1935, Michael Perrin menemukan polietilena. Pada tahun 1937, Wallace Hume Carothers menemukan nilon. Pada tahun 1938, Otto Bayer menemukan poliuretan. Pada tahun 1941, Roy Plunkett menemukan Teflon. Pada tahun 1946, ia menemukan Polyester. Botol polietilena tereftalat (PET) dibuat dari etilena dan paraxilena. Pada tahun 1949, Fritz Stastny mengubah polistiren menjadi busa. Setelah Perang Dunia II, polipropilena ditemukan pada awal tahun 1950-an. Pada tahun 1965, Stephanie Kwolek menemukan Kevlar.
Kimia
Material semen dapat diklasifikasikan ke dalam dua kategori yang berbeda: semen hidrolik dan semen non-hidrolik sesuai dengan mekanisme pengaturan dan pengerasan masing-masing. Pengaturan dan pengerasan semen hidraulik melibatkan reaksi hidrasi dan oleh karena itu membutuhkan air, sedangkan semen non-hidraulik hanya bereaksi dengan gas dan dapat langsung mengeras di bawah udara.
Semen hidrolik
Sejauh ini, jenis semen yang paling umum adalah semen hidrolik, yang mengeras melalui hidrasi mineral klinker ketika air ditambahkan. Semen hidrolik (seperti semen Portland) terbuat dari campuran silikat dan oksida, empat fase mineral utama klinker, yang disingkat dalam notasi ahli kimia semen, yaitu:
C3S: alite (3CaO-SiO2);
C2S: belite (2CaO-SiO2);
C3A: trikalsium aluminat (3CaO-Al2O3) (secara historis, dan kadang-kadang masih disebut celite);
C4AF: brownmillerite (4CaO-Al2O3-Fe2O3).
Silikat bertanggung jawab atas sifat mekanik semen - trikalsium aluminat dan brownmillerite sangat penting untuk pembentukan fase cair selama proses sintering(pembakaran) klinker pada suhu tinggi di dalam tanur. Kimiawi dari reaksi-reaksi ini belum sepenuhnya jelas dan masih menjadi objek penelitian.
Semen non-hidrolik
Bentuk semen yang kurang umum adalah semen non-hidrolik, seperti kapur mati(kalsium oksida yang dicampur dengan air), yang mengeras melalui karbonasi yang bersentuhan dengan karbon dioksida, yang ada di udara (~ 412 vol. ppm ≃ 0,04 vol.%). Kalsium oksida (kapur) pertama diproduksi dari kalsium karbonat( batu kapur atau kapur) melalui kalsinasi pada suhu di atas 825 ° C (1.517 ° F) selama sekitar 10 jam pada tekanan atmosfer
Reaksi ini berlangsung lambat, karena tekanan parsial karbon dioksida di udara rendah (~ 0,4 milibar). Reaksi karbonasi mengharuskan semen kering terpapar udara, sehingga kapur mati adalah semen non-hidrolik dan tidak dapat digunakan di bawah air. Proses ini disebut siklus kapur.
Sejarah
Mungkin kejadian semen yang paling awal yang diketahui berasal dari dua belas juta tahun yang lalu. Endapan semen terbentuk setelah terjadinya serpih minyak yang terletak berdekatan dengan lapisan batu kapur yang terbakar karena sebab-sebab alami. Endapan kuno ini diselidiki pada tahun 1960-an dan 1970-an.
Alternatif semen yang digunakan pada zaman dahulu
Semen, secara kimiawi, adalah produk yang mengandung kapur sebagai bahan pengikat utama, tetapi jauh dari bahan pertama yang digunakan untuk penyemenan. Bangsa Babilonia dan Asyur menggunakan aspal untuk mengikat batu bata atau lempengan pualam yang terbakar. Di Mesir Kuno, balok-balok batu disemen dengan mortar yang terbuat dari pasir dan gipsum yang dibakar secara kasar (CaSO4 - 2H2O), yang merupakan Plester Paris, yang sering mengandung kalsium karbonat (CaCO3),
Yunani Kuno dan Romawi
Kapur (kalsium oksida) digunakan di Kreta dan oleh orang Yunani Kuno. Terdapat bukti bahwa orang Minoa di Kreta menggunakan batu kapur yang dihancurkan sebagai pozzolan buatan untuk semen hidrolik. Tidak ada yang tahu siapa yang pertama kali menemukan bahwa kombinasi kapur non-hidrolik terhidrasi dan pozzolan menghasilkan campuran hidrolis (lihat juga: Reaksi pozzolanik), tetapi beton semacam itu digunakan oleh orang Yunani, khususnya Makedonia Kuno, dan tiga abad kemudian dalam skala besar oleh para insinyur Romawi.
Ada... sejenis bubuk yang karena sebab-sebab alamiah menghasilkan hasil yang menakjubkan. Ditemukan di lingkungan Baiae dan di pedesaan yang termasuk dalam kota-kota di sekitar Gunung Vesuvius. Zat ini ketika dicampur dengan kapur dan reruntuhan tidak hanya memberikan kekuatan pada bangunan jenis lain tetapi bahkan ketika dermaga dibangun di laut, mereka mengeras di bawah air.
-Marcus Vitruvius Pollio, Liber II, De Architectura, Bab VI "Pozzolana" Bagian 1
Orang Yunani menggunakan tufa vulkanik dari pulau Thera sebagai pozzolan dan orang Romawi menggunakan abu vulkanik yang dihancurkan ( silikat aluminium aktif) dengan kapur. Campuran ini dapat mengeras di bawah air, meningkatkan ketahanannya terhadap korosi seperti karat. Bahan ini disebut pozzolana dari kota Pozzuoli, sebelah barat Napoli di mana abu vulkanik diekstraksi. Dengan tidak adanya abu pozzolana, orang Romawi menggunakan bubuk bata atau tembikar sebagai penggantinya dan mereka mungkin telah menggunakan ubin yang dihancurkan untuk tujuan ini sebelum menemukan sumber-sumber alami di dekat Roma. Kubah besar Pantheon di Roma dan Pemandian Caracalla yang masif adalah contoh bangunan kuno yang terbuat dari beton ini, yang sebagian besar masih berdiri. Sistem saluran air Romawi yang luas juga banyak menggunakan semen hidrolik. Beton Romawi jarang digunakan di bagian luar bangunan. Teknik normalnya adalah menggunakan material batu bata sebagai bekisting untuk mengisi mortar yang dicampur dengan agregat pecahan batu, batu bata, pecahan tembikar, bongkahan beton daur ulang, atau reruntuhan bangunan lainnya.
Mesoamerika
Beton ringan dirancang dan digunakan untuk konstruksi elemen struktur oleh para pembangun pra-Columbus yang tinggal di peradaban yang sangat maju di El Tajin dekat Mexico City, di Meksiko. Sebuah studi terperinci tentang komposisi agregat dan pengikat menunjukkan bahwa agregat adalah batu apung dan pengikatnya adalah semen pozzolan yang dibuat dengan abu vulkanik dan kapur.
Abad Pertengahan
Tidak diketahui adanya pelestarian pengetahuan ini dalam literatur dari Abad Pertengahan, tetapi para tukang batu dan beberapa insinyur militer pada abad pertengahan secara aktif menggunakan semen hidraulik pada struktur seperti kanal, benteng, pelabuhan, dan fasilitas pembuatan kapal. Campuran mortar kapur dan agregat dengan material batu bata atau batu digunakan di Kekaisaran Romawi Timur dan juga di Barat hingga periode Gotik. Rhineland Jerman terus menggunakan mortar hidrolik selama Abad Pertengahan, memiliki deposit pozzolana lokal yang disebut trass.
Abad ke-16
Tabby adalah bahan bangunan yang terbuat dari kapur cangkang tiram, pasir, dan cangkang tiram utuh untuk membentuk beton. Orang Spanyol memperkenalkannya ke Amerika pada abad keenam belas.
Abad ke-18
Pengetahuan teknis untuk membuat semen hidrolik diformalkan oleh para insinyur Prancis dan Inggris pada abad ke-18.
John Smeaton memberikan kontribusi penting dalam pengembangan semen ketika merencanakan pembangunan Mercusuar Eddystone ketiga (1755-59) di Selat Inggris yang sekarang dikenal sebagai Menara Smeaton. Dia membutuhkan mortar hidraulik yang dapat mengeras dan mengembangkan kekuatan dalam periode dua belas jam di antara gelombang pasang yang berurutan. Dia melakukan eksperimen dengan kombinasi batu kapur yang berbeda dan bahan tambahan termasuk trass dan pozzolana dan melakukan riset pasar yang mendalam tentang kapur hidrolik yang tersedia, mengunjungi tempat produksi mereka, dan mencatat bahwa "hidrolisitas" kapur secara langsung berkaitan dengan kandungan tanah liat dari batu kapur yang digunakan untuk membuatnya. Smeaton berprofesi sebagai insinyur sipil, dan membawa ide tersebut lebih jauh.
Di pesisir Atlantik Selatan Amerika Serikat, tabby yang mengandalkan cangkang tiram dari penduduk asli Amerika sebelumnya digunakan dalam konstruksi rumah dari tahun 1730-an hingga 1860-an.
Khususnya di Inggris, batu bangunan berkualitas baik menjadi semakin mahal selama periode pertumbuhan yang cepat, dan menjadi praktik umum untuk membangun gedung-gedung prestisius dari batu bata industri baru, dan menyelesaikannya dengan plesteran untuk meniru batu. Kapur hidrolik disukai untuk hal ini, tetapi kebutuhan akan waktu yang cepat mendorong pengembangan semen baru.
Yang paling terkenal adalah "semen Romawi" Parker. Ini dikembangkan oleh James Parker pada tahun 1780-an, dan akhirnya dipatenkan pada tahun 1796. Faktanya, semen ini tidak seperti bahan yang digunakan oleh bangsa Romawi, tetapi merupakan "semen alami" yang dibuat dengan membakar septaria - bintil-bintil yang ditemukan di endapan tanah liat tertentu, dan mengandung mineral tanah liat dan kalsium karbonat. Bintil-bintil yang dibakar digiling menjadi bubuk halus. Produk ini, dibuat menjadi adukan semen dengan pasir, mengeras dalam waktu 5-15 menit. Keberhasilan "semen Romawi" membuat produsen lain mengembangkan produk saingan dengan membakar semen kapur hidrolik buatan dari tanah liat dan kapur. Semen Romawi dengan cepat menjadi populer tetapi sebagian besar digantikan oleh semen Portland pada tahun 1850-an.
Abad ke-19
Tampaknya tidak menyadari karya Smeaton, prinsip yang sama diidentifikasi oleh Louis Vicat dari Prancis pada dekade pertama abad kesembilan belas. Vicat kemudian menemukan metode untuk menggabungkan kapur dan tanah liat ke dalam campuran yang intim, dan dengan membakarnya, menghasilkan "semen buatan" pada tahun 1817 yang dianggap sebagai "cikal bakal" semen Portland dan "... Edgar Dobbs dari Southwark mematenkan semen semacam ini pada tahun 1811."
Di Rusia, Egor Cheliev menciptakan bahan pengikat baru dengan mencampurkan kapur dan tanah liat. Hasilnya dipublikasikan pada tahun 1822 dalam bukunya A Treatise on the Art to Prepare a Good Mortar yang diterbitkan di St. Beberapa tahun kemudian pada tahun 1825, ia menerbitkan buku lainnya, yang menjelaskan berbagai metode pembuatan semen dan beton, serta manfaat semen dalam konstruksi bangunan dan tanggul.
Disadur dari: en.wikipedia.org