Abstrak
Asam sulfat merupakan bahan kimia penunjang dalam produksi berbagai macam produk indsutri. Pembuatan asam sulfat biasanya menggunakan dua metode. Salah satu metode pembuatan asam sulfat adalah dengan proses Double Contact. Metode ini meliputi 4 tahapan, tahap pertaman adalah persiapan bahan baku dimana sulfur granular di cairkan dalam melter berpengaduk menjadi sulfur cair. Tahap kedua adalah pembentukan gas SO2 dimana sulfur cair dialirkan menggunakan pompa ke sulfur burner untuk dibakar dengan fuel gas dan udara kering. Reaksi yang terjadi pada tahap ke dua yaitu : S + O2 ➝ SO2. Tahap ketiga yaiut proses kontak pertama untuk pembentukan gas SO3 dimana gas SO2 hasil pembakaran dikonversikan kedalam converter melalui 3 bed dengan bahan penunjang katalis vanadium pentaoksida. Reaksi tahap ke 3 yaitu : SO2 + ½ O2 ➝ SO3. Tahap keempat adalah pembentukan H2SO4 dengan cara melakukan Absorbsi gas SO3 dan Drying Air dimana akan membentuk reaksi SO3 + H2O➝ H2SO4.
Kata kunci :
Asam sulfat, sulfur, Double Contact
BAB 1
Pendahuluan
Dalam perkembangan industri di Indonesia yang semakin pesat terutama industri yang menggunakan bahan kimia, maka diperlukan bahan penunjang yang dapat memperlancar jalannya proses produksi industri tersebut. Salah satu bahan penunjang yang banyak digunakan adalah asam sulfat. Selain digunakan untuk proses produksi industri, asam sulfat dengan konsentrasi tinggi seringkali digunakan untuk melakukan analisa di laboratorium.
Struktur Asam Sulfat
BAB 2
ISI
A. Pembuatan
1. Proses pembuatan asam sulfat.
Pembuatan asam sulfat pada abad 19 masih menggunakan chamber process, dimana oksidasi nitrogen sebagai katalis homogen untuk oksidasi sulfur dioksida. Produk yang dihasilkan pada proses ini memiliki kadar konsentrasi yang rendah, yaitu 78% asam sulfat dan kurang dapat digunakan untuk proses industri pada umumnya yang dalam skala besar. Sebelum abad 20, chamber process diganti dengan proses kontak . Penggunaan proses kontak dilakukan karena banyak proses industri yang memerlukan asam sulfat dengan konsentrasi tinggi untuk pembuatan zat warna sintetik dan bahan kimia organik lainnya. Proses kontak pertama kali dibuat dengan menggunakan katalis platinum dan dikembangkan sebelum Perang Dunia I untuk membuat campuran asam sulfat dengan asam nitrat sebagai bahan peledak. Proses kontak ini melewati 3 tahap yaitu :
a. Pembakaran Sulfur
Sulfur yang digunakan sebagai bahan baku utama dileburkan dengan menggunakan steam yang dialirkan pada coil-coil di sulfur melter pada tekanan 4 Kg/cm2. Kemudian sulfur cair dialirkan melalui pipa – pipa dan disemprotkan kedalam furnance. Di dalam furnance terjadi pembakaran sulfur dengan udara.
Reaksi yang terjadi : S(g) + O2(g) ➝ SO2(g)
Udara yang digunakan disuplai oleh Main Blower yang sudah mengalami proses pengeringan. Proses pengeringan udara dilakukan di Drying Tower dengan menggunakan asam sulfat sirkulasi dengan konsentrasi 93% - 98%. Proses pengeringan udara tersebut dimaksudkan untuk mencegah korosi oleh gas pada pembakaran dan untuk menghilangkan kandungan air dalam udara.
Proses pembakaran sulfur cair menjadi SO2 dengan temperature pembakaran kurang lebih 750 – 770°C. Gas hasil dari pembakaran di furnance kemudian dialirkan ke boiler melalui pipa – pipa untuk mengambil panasnya yang berguna untuk menghasilkan steam untuk mencairkan sulfur di melter, sebagian gas yang lain dialirkan ke heat exchanger bersama dengan gas keluar dari boiler yang telah diambil panasnya. Di dalam heat exchanger gas didinginkan dengan menggunakan udara yang disuplai oleh blower. Setelah itu aliran gas mengalami proses penyaringan dan penstabilan suhu gas di hot gas filter.
b. Oksidasi katalitik SO2 menjadi SO3 dengan bantuan katalis.
Setelah dari Hot Gas Filter aliran gas masuk ke Converter. Converter ini terdiri dari empat bed katalis V2O5. Aliran gas masuk ke setiap bed diatur pada temperatur 425-440°C. Dengan bantuan katalis ini aliran gas SO2 diubah menjadi gas SO3. Reaksi ini merupakan reaksi eksoterm sehingga gas tersebut harus didinginkan.
Aliran gas keluar bed I dan bed II didingin
kan dalam 1st and 2nd Heat Exchanger. Sedangkan aliran gas dari bed III langsung masuk ke bed IV karena perbedaan temperatur gas keluar dan bed III dan bed IV sudah kecil.
Reaksi : SO2(g) + 1/2O2(g) ➝ SO3(g)
Dari converter aliran gas SO3 masuk ke dalam SO3 Cooler A untuk didinginkan. Kemudian didinginkan lebih lanjut ke SO3 Cooler B setelah itu aliran gas tersebut masuk ke Absorbing Tower.
c. Absorbsi gas SO3
Pada Absorbing Tower terjadi proses penyerapan gas CO3 dengan menggunakan sirkulasi asam sulfat dengan konsentrasi 98-98% yang diatur di AT Pump Tank. Asam resirkulasi tersebut kemudian diencerkan dengan menambahkan air dan setelah itu baru dialirkan kembali ke dalam AT Pump Tank. Asam Sulfat yang dihasilkan pada AT Pump Tank setelah mencapai level maksimum yang ditentukan, kemudian ditransfer dan ditampung di Tangki penampungan Asam Sulfat.
Reaksi yang terjadi di absorbing tower yaitu :
SO3(g) + H2SO4(l) ➝ H2SO4.SO3(aq)
H2SO4.SO3(aq) + H2O(l) ➝
2H2SO4(aq)
2. Metode pembuatan asam sulfat
a. Metode Manheim Process
Contact process dipatenkan oleh Philips pada tahun 1931. Produk pertama yang dihasilkan oleh Emil Jacob Kreuznack (Jerman) dengan menggunakan pyrite sebagai sumber sulfur dioksida. Diantara tahun 1898 sampai tahun 1902, dimana dikenal dengan Manheim process, digunakan peralatan converter dengan stage I diisi dengan ferri oksida dan diikuti dengan pengisian platinum di stage terakhir.
b. Metode Scroder Grillo Process
Scroder Grillo Process menggunakan platinum yang mengandung sulfat sebagai katalis. Tahun 1915, ditemukan katalis yang efektif untuk contact process, yang dikembangan oleh badische (Jerman), yaitu vanadium. Katalis ini digunakan tahun 1926 di Amerika dan menggantikan katalis platinum.
3. Bahan Baku pembuatan Asam Sulfat
Bahan baku yang digunakan dalam proses pembuatan asam sulfat adalah sulfur, oksigen, air dan katalis vanadium pentaoksida sebagai bahan pembantu. Biasanya para pelaku industri di Indonesia mengimpor sulfur dan katalis vanadium pentaoksida, sedangkan unutk oksigennya didapat dari udara bebas. Untuk air yang digunakan didapat dari sumur bor yang melalui tahap pengolahan.
a. Sifat fisik dari bahan baku
b. Sifat kimia dari bahan baku
c. Penggunaan
Asam sulfat sering digunakan dalam industri pupuk buatan, khususnya Ammonium Sulfat dengan super fosfat. Dalam skala besar juga digunakan dalam pembuatan pigmen, khususnya barium sulfat dan titanium dioksida. Pembuatan detergen, bahan pewarna, obat – obatan serta plastik. Asam sulfat juga digunakan untuk memisahkan hidrokarbon, untuk menghilangkan lapisan film zat asam dari besi atau baja sebelum proses pelapisan, pengecatan, mengisi aki atau baterai, dan pembuatan sutera sintetik.
Kegunaan asam sulfat dalam industri sebagai berikut :
· Asam sulfat digunakan pada proses pembuatan detergen
· Industri pembuatan asam nitrat atau HNO3 juga menggunakan asam sulfat.
· Asam sulfat juga digunakan sebagai larutan elektrolit pada pembuatan baterai untuk industri otoomotif.
· Proses pembuatan pupuk superfosfat dan ammonium sulfat juga menggunakan asam sulfat sebagai bahan bakunya.
· Asam sulfat juga dipergunakan sebagai bahan pembuat bahan perekat atau lem.
· Pada proses penyulingan minyak bumi, asam sulfat digunakan dalam proses penghilangan zat – zat pengotor dari minyak bumi.
· Asam sulfat digunakan sebagai salah satu reaktan pada proses pembuatan bahan peledak, nitrogliserin.
· Untuk meregenerasi kation resin pada unit pembuatan air bebas mineral selain biasa menggunakan asam klorida juga dapat digunakan asam sulfat.
d. Pengolahan Limbah
· Pengolahan limbah gas
Dilakukan dengan pemasangan alat filter yang berfungsi untuk menyaring partikel gas asam yang mungkin terbawa gas buangan akibat proses absorbsi kurang sempurna.
· Pengolahan limbah cair
Menggunakan sistem netralisasi dan sedimentasi dengan bahan pembuatan batu kapur, soda api (NaOH)
· Pengolahan limbah padat
Limbah pada dapat diolah dengan cara mengumpulkan pada suatu tempat penampung dan secara periodic limbah padat tersebut diangkat oleh dinas kebersihan.
· Pengolahan limbah yang berupa debu dan kebisingan
Mengadakan penghijauan di sekeliling pabrik, mengisolir sumber bising dengan tembok, memasang alat penghisap debu dan mewajibkan karyawan memakai masker dan ear protektor.
BAB 3
KESIMPULAN
Pada studi literatur mengenai industri asam sulfat di Indonesia dapat disimpulkan bahwa, banyak metoda yang digunakan dalam preparasi atau sintesis asam sulfat. Asam sulfat banyak digunakan dalam berbagai industrI yang berfungsi sebagai bahan baku tambahan, seperti pada pabrik pupuk, pabrik plastic dan lainnya. Manfaat dari studi literature yang dilakukan adalah untuk menambah wawasan bagaimana proses pembuatan asam sulfat serta teknik atau metoda apa yang umum digunakan di Indonesia.
Daftar Pustaka
Darwanti, Winda. 2012. Pabrik asam sulfat dengan proses double contact absorber. JawaTimur : UPN
Komentar
Posting Komentar