13 0 556 KB
Industri Asam Sulfat (H2SO4) PT. Dunia Kimia Utama
Oleh : Dede Pratama Saputra Lu’Lu’ Mutiasari
KC ‘12 Dosen Pembimbing : Ir. Hj. Erwana Dewi, M.Eng. Politeknik Negeri Sriwijaya 2013/2014 Palembang
Selain bahan kimia yang sangat aktif, asam sulfat juga merupakan bahan kimia yang paling banyak dipakai dan merupakan produk teknik yang amat penting. Zat ini digunakan sebagai bahan untuk pembuatan garam-garam sulfat dan untuk sulfonasi, tetapi lebih sering lagi dipakai terutama karena merupakan asam anorganik yang agak kuat dan agak murah. Asam sulfat digunakan dalam pembuatan pupuk, platina, pengolahan minyak, dan dalam pewarnaan tekstil. Proses kontak pertama kali ditemukan pada tahun 1831 oleh Philips, seorang Inggris, yaitu dengan melewatkan campuran sulfur dioksida dan udara melalui katalis. Pada tahun 1889, diketahui bahwa proses kontak dapat ditingkatkan dengan menggunakan oksigen secara berlebihan di dalam campuran gas reaksi. Proses kontak sekarang telah banyak mengalami penyempurnaan dalam rincinya dan dewasa ini telah merupakan suatu proses industri yang murah, kontinu dan dikendalikan secara otomatis. Semua pabrik asam sulfat yang baru menggunakan proses kontak. Salah satu kelemahan proses kamar yang menyebabkan orang tidak memakainya lagi adalah karena proses ini hanya mampu menghasilkan asam sulfat dengan konsentrasi sampai 78% saja. Pemekatannya merupakan suatu operasi yang mahal, sehingga pada tahun 1980, hanya tinggal satu pabrik saja yang menggunakan proses kamar yang masih beroperasi di Amerika Serikat. Salah satu perusahaan yang memproduksi asam sulfat adalah PT. Dunia Kimia Utama yang berlokasi di Indralaya, Sumatera Selatan.
KEGUNAAN ASAM SULFAT Asam sulfat merupakan komoditas kimia yang sangat penting, produksi asam sulfat suatu negara merupakan indikator yang baik terhadap kekuatan industri negara tersebut. Kegunaan asam sulfat, yaitu: • Kegunaan utama (60% dari total produksi di seluruh dunia) asam sulfat adalah produksi asam fosfat, yang digunakan untuk membuat pupuk fosfat dan juga trinatrium fosfat untuk deterjen. • Asam sulfat digunakan dalam jumlah yang besar oleh industri besi dan baja untuk menghilangkan oksidasi, karat, dan kerak air sebelum dijual ke industri otomobil. • Kegunaan asam sulfat lainnya yang penting adalah untuk pembuatan aluminium sulfat. Alumunium sulfat dapat bereaksi dengan sejumlah kecil sabun pada serat pulp kertas untuk menghasilkan aluminium karboksilat yang membantu mengentalkan serat pulp menjadi permukaan kertas yang keras. Aluminium sulfat juga digunakan untuk membuat aluminium hidroksida. Aluminium sulfat dibuat dengan mereaksikan bauksit dengan asam sulfat: Al2O3 + 3 H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3 H2O • Asam sulfat juga memiliki berbagai kegunaan di industri kimia. Sebagai contoh, asam sulfat merupakan katalis asam yang umumnya digunakan untuk mengubah sikloheksanonoksim menjadi kaprolaktam, yang digunakan untuk membuat nilon.
BAHAN BAKU Bahan baku yang digunakan dalam proses pembuatan asam sulfat adalah belerang, oksigen, air dan katalis vanadium pentaoksida sebagai bahan pembantu. Dimana belerang dan vanadium pentaoksida di impor langsung dari Singapura, sedangkan oksigen di dapat dari udara bebas. Untuk air yang digunakan didapat dari sumur bor yang melalui tahap pengolahan.
Adapun sifat fisik dari bahan baku pembuatan asam sulfat yaitu: No.
Komponen
Bentuk
Warna
Bau
Titik Didih (oC)
Titik Leleh (oC)
1
Belerang
Padatan
Kuning
Menyengat
444,6
120
2
Oksigen
Gas
-
-
-183
-218,4
3
Vanadium Pentaoksida
Padatan
Kuning
-
1750
800
4
Air
Cairan
-
-
100
-
Sumber : Perry’s Chemical Engineering’s Hand Book, 1998
Sifat kimia dari bahan baku pembuatan asam sulfat yaitu:
No.
Komponen
BM (gr/mol)
Spgr
Kelarutan
1
Belerang
32,06
2,046
Hygroskopis
2
Oksigen
32
1,14
-
3
Vanadium Pentaoksida
181,9
3,357
Larut dalam asam dan alkali
4
Air
18
1,004
Berfungsi sebagai pelarut
Sumber : Perry’s Chemical Engineering’s Hand Book, 1998
PRODUK Produk asam sulfat yang dihasilkan oleh PT. Dunia Kimia Utama memiliki konsentrasi 98,5%. Sifat fisik asam sulfat yang dihasilkan yaitu: No.
Parameter
Sifat Fisik Produk
1
Bentuk
Cairan
2
Warna
Jernih
3
Bau
Menyengat
4
Titik Didih
340oC
5
Titik Leleh
10,49oC
Sedangkan sifat kimia asam sulfat yang dihasilkan yaitu: No.
Parameter
Sifat Kimia Produk
1
Rumus Molekul
H2SO4
2
BM
98,08 gr/mol
3
Densitas
1,84 g/cm3
4
Spgr
1,834
5
Kelarutan
Larut dalam air dengan semua perbandingan
6
Viskositas
26,7 cP (20 °C)
PT. Dunia Kimia Utama memiliki dua buah Acid Storage Tank berkapasitas 1000 ton dan satu buah Acid Storage Tank berkapasitas 200 ton.
Diagram Alir Pembuatan Asam Sulfat (H2SO4) PT. Dunia Kimia Utama
Diagram Blok Pembuatan Asam Sulfat (H2SO4) O2 Sulfur
Burner
Katalis (V2O5)
Converter
Reaksi I : S(g) + O2(g) → SO2(g) Reaksi II : SO2(g) + 1/2O2(g) → SO3(g) Reaksi III : • SO3(g) + H2SO4(l) → H2SO4.SO3(aq) • H2SO4.SO3(aq) + H2O(l) → 2 H2SO4(aq)
H2O
Absorber H2SO4
H2SO4
Neraca Massa Reaksi pada Furnace : S + O2 M: 1 tmol 1 tmol R: 1 tmol 1 tmol S: Komponen
→
SO2 1 tmol 1 tmol
Input
Output
tmol
ton
tmol
ton
S
1
32
-
-
O2
1
32
-
-
SO2
-
-
1
64
∑
64
64
Reaksi pada Converter : SO2 + M: 1 tmol R: 1 tmol S: Komponen
½ O2 0.5 tmol 0.5 tmol -
→
SO3 1 tmol 1 tmol
Input
Output
tmol
ton
tmol
Ton
SO2
1
64
-
-
O2
0,5
16
-
-
SO3
-
-
1
80
∑
80
80
• Reaksi pada Absorber SO3 + H2SO4 → M: 1 tmol 1 tmol R: 1 tmol 1 tmol S: Komponen
H2SO4.SO3 1 tmol 1 tmol
Input
Output
tmol
ton
tmol
Ton
SO3
1
80
-
-
H2SO4
1
98
-
-
H2SO4.SO3
-
-
1
178
∑
178
178
M: R: S:
H2SO4.SO3 1 tmol 1 tmol Komponen
+
H2O → 1 tmol 1 tmol -
2H2SO4 2 tmol 2 tmol
Input
Output
tmol
ton
tmol
ton
H2SO4.SO3
1
178
-
-
H2O
1
18
-
-
H2SO4
-
-
2
196
∑
196
196
Terima Kasih