Paling Rapi 2 (Fix) [PDF]

Citation preview

PIK ANORGANIK



”ASAM SULFAT”



Dosen Pengampu : M.Endy.S.,ST, MT Disusun oleh : KELOMPOK 1 Failasofa Kandiawan (40040117060075) Novia Rahma



(40040117060076)



Erin Eriyanti A



(40040117060080)



Henitya Widyasiti



(40040117060081)



Muhammad Ihqbal



(40040117060082)



Elok Faiqoh



(40040117060083)



PROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNIK KIMIA DEPARTEMEN TEKNOLOGI INDUSTRI SEKOLAH VOKASI UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG 2019



i



KATA PENGANTAR Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa yang telah melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya, sehingga penyusunan makalah dengan Judul : “ASAM SULFAT” dapat terselesaikan tepat pada waktunya. Adapun tujuan dari penyusunan makalah ini adalah sebagai tugas mata kuliah PIK Anorganik. Penulis menyadari sepenuhnya bahwa penyusunan makalah ini masih jauh dari kesempurnaan secara ilmuan, sehingga penulis terbuka dan lapang hati sekiranya terdapat substansi didalam makalah ini yang dikoreksi demi kesempurnaan makalah ini. Dalam kesempatan ini, tak lupa penulis mengucapkan terima kasih yang sebesarbesarnya kepada : Teman satu kelompok yang telah bekerjasama dalam penyusunan makalah ini. Semua pihak yang tidak dapat saya sebutkan satu persatu. Semoga Tuhan Yang Maha Esa berkenan melimpahkan rahmat-Nya kepada semua pihak diatas yang telah membantu banyak hal kepada penulis demi kelancaran studi, dan penyusunan makalah ini. Akhir kata, semoga sepercik pemikiran dalam makalah ini dapat memberikan manfaat bagi semua pihak dan pengembangan ilmu pengetahuan.



Semarang, 9 Maret 2019 Penulis



ii



DAFTAR ISI



Halaman Judul..................................................................................................... i Kata Pengantar..................................................................................................... ii Daftar Isi.............................................................................................................. iii Bab I Pendahuluan............................................................................................... 1 1.1 Latar belakang ..................................................................................................... 1 1.2 Rumusan Masalah ...................................................................................................... 2 1.3 Tujuan Penulisan .......................................................................... 2 1.4 Manfaat Penulisan ........................................................................ 2 BAB II Pembahasan............................................................................................. 3 2.1 Pengertian Asam Sulfat................................................................. 3 2.2 Bentuk bentuk Asam Sulfat .......................................................... 3 2.3 Bahan baku dan Alat Pembuatan Asam Sulfat ............................. 4 2.4 Macam macam Proses Pembuatan Asam Sulfat .......................... 6 2.5 Kegunaan Asam Sulfat ................................................................. 13 2.6 Bahaya Asam Sulfat...................................................................... 14 2.7 Pengolahan Limbah Asam Sulfat ................................................. 15 BAB III Penutup.................................................................................................. 17 3.1 Kesimpulan 17 3.2 Saran ......................................................................................................... 17 Daftar Pustaka...................................................................................................... 18



iii



BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Asam sulfat merupakan asam mineral (anorganik) yang kuat. Zat ini larut dalam air pada semua perbandingan. Asam sulfat mempunyai banyak kegunaan dan merupakan salah satu produk utama 1bsorbs1 kimia. Produksi dunia asam sulfat pada tahun 2001 adalah 165 juta ton, dengan nilai perdagangan seharga US$8 juta. Kegunaan utamanya termasuk pemrosesan bijih mineral, sintesis kimia, pemrosesan air limbah dan pengilangan 1bsorb. Keberadaan Asam sulfat murni yang tidak diencerkan tidak dapat ditemukan secara alami di bumi oleh karena sifatnya yang higroskopis. Walaupun demikian, asam sulfat merupakan komponen utama hujan asam, yang terjadi karena oksidasi sulfur dioksida di atmosfer dengan keberadaan air (oksidasi asam sulfit). Asam sulfat terbentuk secara alami melalui oksidasi mineral 1bsorbs, misalnya besi 1bsorbs. Air yang dihasilkan dari oksidasi ini sangat asam dan disebut sebagai air asam tambang. Air asam ini mampu melarutkan logam-logam yang ada dalam bijih 1bsorbs, yang akan menghasilkan uap berwarna cerah yang beracun. Asam sulfat diproduksi di atmosfer bagian atas Venus dari karbon dioksida, sulfur dioksida, dan uap air secara fotokimia oleh cahaya matahari.Walaupun asam sulfat yang mendekati 100% dapat dibuat, ia akan melepaskan SO3 pada titik didihnya dan menghasilkan asam 98,3%. Asam sulfat 98% lebih stabil untuk disimpan, dan merupakan bentuk asam sulfat yang paling umum. Asam sulfat 98% umumnya disebut sebagai asam sulfat pekat. Terdapat berbagai jenis konsentrasi asam sulfat yang digunakan untuk berbagai keperluan: • 10%, asam sulfat encer untuk kegunaan laboratorium, • 33,53%,asam baterai, • 62,18%, asam bilik atau asam pupuk, • 73,61%, asam menara atau asam glover, • 97%, asam pekat. Terdapat juga asam sulfat dalam berbagai kemurnian. Mutu teknis H 2SO4 tidaklah murni dan seringkali berwarna, namun cocok untuk digunakan untuk membuat pupuk. Mutu murni asam sulfat



digunakan



untuk



membuat



obat-obatan



dan



zat



warna.



Reaksi hidrasi asam sulfat sangatlah eksotermik. Selalu tambahkan asam ke dalam air daripada air ke dalam asam. Air memiliki massa jenis yang lebih rendah daripada asam sulfat dan cenderung mengapung di atasnya, sehingga apabila air ditambahkan ke dalam asam 1



sulfat pekat, ia akan dapat mendidih dan bereaksi dengan keras. Reaksi yang terjadi adalah pembentukan ion 2bsorbs22: H2SO4 + H2O → H3O + HSO4HSO4- + H2O → H3O + SO421.2 Perumusan Masalah 1. 2. 3. 4. 5.



Apa pengertian Asam Sulfat? Apa bahan baku dan alat pada pembuatan Asam Sulfat? Bagaimana proses pembuatan Asam Sulfat? Apa kegunaan produk? Bagaimana dampak dan bahaya produk?



1.3 Tujuan Penulisan 1. 2. 3. 4. 5.



Mengetahui pengertian Asam Sulfat? Mengetahui bahan baku dan alat pada pembuatan Asam Sulfat? Mengetahui proses pembuatan Asam Sulfat? Mengetahui kegunaan produk? Mengetahui dampak dan bahaya produk?



1.4 Manfaat Penulisan 1. Mengetahui Industri Asam Sulfat



2



BAB II PEMBAHASAN 2.1 Pengertian Asam Sulfat Asam sulfat (H2SO4) merupakan cairan yang bersifat korosif, tidak berwarna, tidak berbau, sangat reaktif dan mampu melarutkan berbagai logam. Bahan kimia ini dapat larut dengan air dengan segala perbandingan, mempunyai titik lebur 10,31 Oc dan titik didih pada 336,85 Oc tergantung kepekatan serta pada 3bsorbs333e 300 Oc atau lebih terdekomposisi menghasilkan sulfur trioksida. Asam sulfat (H2SO4) dapat dibuat dari belerang (S), pyrite (FeS) dan juga beberapa 3bsorbs logam (CuS, ZnS, NiS). Pada umumnya asam sulfat diproduksi dengan kadar 78%-100% serta bermacam-macam konsentrasi oleum. Dan Asam Sulfat merupakan bahan pengoksida dan penhidrasi yang kuat,terutama terhadap zat 3bsorbs. 2.2 Bentuk bentuk Asam Sulfat Walaupun asam sulfat yang mendekati 100% dapat dibuat, ia akan melepaskan SO3 pada titik didihnya dan menghasilkan asam 98,3%. Asam sulfat 98% lebihstabil untuk disimpan, dan merupakan bentuk asam sulfat yang paling umum.Asam sulfat 98% umumnya disebut sebagai asam sulfat pekat. Terdapat berbagai jeniskonsentrasiasam sulfat yang digunakan untuk berbagai keperluan:  10%, asam sulfat encer untuk kegunaan laboratorium  33,53%, asam baterai,  62,18%, asam bilik atau asam pupuk,  73,61%, asam menara atau asam glover,  97%, asam pekat. Terdapat juga asam sulfat dalam berbagai kemurnian. Mutu teknis H2SO4 tidaklah murni dan seringkali berwarna, namun cocok untuk digunakan untuk membuat pupuk. Mutu murni asam sulfat digunakan untuk membuatobat-obatandan zatwarna.Apabila SO3(g) dalam konsentrasi tinggi ditambahkan ke dalam asam sulfat,H2S2O7 akan terbentuk. Senyawa ini disebut sebagai asam pirosulfat,asam sulfat berasap, ataupun oleum. Konsentrasi oleum diekspresikan sebagai %SO3(disebut %oleum) atau %H2SO4 (jumlah asam sulfat yang dihasilkan apabila H2Oditambahkan); konsentrasi yang umum adalah 40% oleum (109% H2SO4) dan 65% oleum (114,6% H2SO4). H2S2O7 murni terdapat dalam bentuk padat dengan titik leleh 36 °C.Asam sulfat murni berupa cairan bening seperti 3bsorb, dan oleh karenanya padazaman dahulu ia dinamakan ‘minyak vitriol’. 3



2.3 Bahan Baku dan Alat Pembuatan Asam Sulfat Bahan Baku  Sulfur Sifat Fisika Sulfur: Titik didih 444,6Oc Entalpi penguapan, j/g 278 (400ºC) Densitas pada 140Oc 1,7865 g/ml (cair) Viskositas pada 120Oc 0,0017 Pa.s Panas laten penguapan 200Oc 308,6 J/g (Sander, 1983) Sifat-sifat kimia sulfur : 1. Dengan udara membentuk sulfur dioksida Reaksi : S + O2 SO2 2. Dengan asam klorida dan katalis Fe akan menghasilkan 4bsorbs4 4bsorbs.  Udara Fase : gas Komposisi : 20,9% O2 ; 79,1% N2 Kapasitas panas : 7,035 cal/gmol °C (32°C) Berat molekul : 28,84 g/gmol Berat jenis : 1,5.10-3 gr/cc (25°C)  Air Proses (H2O) Fase : cair Berat molekul : 18 g/gmol Berat jenis : 1 gr/cc (25°C) Kekentalan : 1 cp (25°C)  Sulfur dioksida Sifat fisika sulfur dioksida: Berat molekul 64,06 g/gmol Titik leleh (-) 75,5ºC Titik didih (-) 10ºC Densitas standar 2,93 kg/m3 Volume molar 21,9 L/mol Panas spesifik pada 100ºC 662 J/ (kg K) 4



Panas spesifik pada 300ºC 754 J/ (kg K) Panas spesifik pada 500ºC 816 J/ (kg K) Cp/cv (15ºC) 1,29 (Sander, 1983) Sifat kimia sulfur dioksida : 1. Dengan klorin dan air membentuk asam klorida dan asam lainnya. Reaksi : Cl2 + 2H2O + SO2 2HCl + H2SO4 2. Dengan 5bsorbs5 5bsorbs membentuk air dan sulfur Reaksi : 2H2S + SO2 2H2O + 3S  Sulfur Trioksida Sifat Fisika Sulfur Trioksida: Berat molekul 80,06 g/gmol Titik leleh 3,57ºC Titik didih 16,86ºC Densitas standar 44,8 kg/m3 Panas penguapan pada titik didih 528 J/g (Sander, 1983) Sifat kimia sulfur trioksida : 1. Dengan air membentuk asam kuat Reaksi : SO3 + H2O → H2SO4 2. Dengan udara lembab sulfur trioksida membentuk uap putih tebal dengan bau yang menyengat.  NO,NO2Pt,V2O5,Fe2O3(sebagai katalis) Alat yang digunakan: 



Reaktor yang dindingnya dilapisi timbal. Terdiri dari kamar timbal,menara glover dan







menara gaylussac(proses kamar timbal) Reaktor packing(proses kontak)



2.4 Macam-Macam Proses Pembuatan Asam Sulfat Proses pembuatan asam sulfat ada 2, yaitu : 1. Proses Kamar Timbal (Pb) Pada tahun 1746, Roebuck dari Birmingham Inggris,memperkenalkan proses kamar timbal. Proses ini menarik , namun sudah kuno. Gas SO 2 dan NO dimasukkan ke menara Glover bersamaan dengan gas-gas dari menara Gay Lussac, gas yang keluar dari menara Glover dimasukkan ke dalam kamar timbal dan disemprotkan dengan air 5



sehingga menghasilkan asam sulfat 60-67%. Hasil ini sebagian dikembalikan ke menara Glover yang akan menghasilkan asam 77%. Asam ini sebagian dimasukkan ke dalam menara Gay Lussac untuk menyerap gas-gas NO dan NO2 (katalisator). Gas yang terserap ini dimasukkan kembali ke menara Glover kamar timbal berbentuk silindris volumenya cukup luas. Permukaan dalamnya dilapisi timbal tipis dan disekat-sekat agar panas dapat ditransfer dengan baik, dinding bagian luar diberi siripsirip. Sehingga di dalam menara ini terjadi pengembunan uap asam sulfat. Menara Gay Lussac berfungsi untuk memungut kembali katalisator gas NO dan NO 2 di kamar timbal dengan menggunakan asam sulfat 77%. Penyerapan dilakukan pada suhu rendah antara 40-60°C. Menara Glover bertugas memekatkan hasil asam sulfat dari kamar timbal.Pemekatan panas ini perlu panas dan ini dapat diambil dari panas yang dibawa GHP (gas hasil pembakaran) belerang (400-600°C). Reaksinya: SO2+SO+H2O→H2SO4 1) Belerang dibakar dengan udara membentuk belerang dioksida.



S(s) + O2 (g) -- SO2 (g) 2) Belerang dioksida kemudian dioksidasi lebih lanjut menjadi belerang trioksida. 2SO2 (g) + O2 (g)  2SO3 (g) 3) Belerang trioksida dilarutkan kedalam asam sulfat pekat membentuk asam pirosulfat. H2SO4(aq) + SO3(g)- H2S2O7 (l) 4) Asam pirosulfat direaksikan dengan air membentuk asam sulfat pekat. H2S2O7 (l) + H2O (l) - H2SO4 (aq) Tahap yang paling penting adalah reaksi ke.2 Pada proses kontak, digunakan suhu sekitar 500 derajat celcius. Dan katalis V2O5. Pada reaksi ke2, tekanan yang digunakan adalah tekanan normal, 1 atm.



2. Proses Kontak Proses kontak pertama kali ditemukan pada tahun 1831 oleh Peregrine Philips, seorang negarawan Inggris, yang patennya mencakup aspekaspek penting dari proses kontak yang modern, yaitu dengan melewatkan campuran sulfur dioksida dan udara melalui katalis, kemudian diikuti dengan 6bsorbs sulfur trioksida di dalam asam sulfat 98,5 – 99%. Pada tahun 1889 diketahui bahwa proses kontak dapat ditingkatkan dengan menggunakan oksigen berlebihan di dalam campuran gas reaksi. Proses 6



kontak sekarang telah banyak mengalami penyempurnaan dalam rinciannya dan dewasa ini telah menjadi suatu proses 7bsorbs7 yang murah, kontinyu dan dikendalikan otomatis. Sampai tahun 1900, belum ada pabrik dengan proses kontak yang dibangun di Eropa, di mana terdapat kebutuhan terhadap oleum dan asam konsentrasi tinggi untuk digunakan pada sulfonasi, terutama pada 7bsorbs7 zat warna. Dalam periode 1900 sampai 1925, banyak pabrik asam sulfat dengan proses kontak telah dapat bersaing dengan proses kamar pada segala konsentrasi asam yang dihasilkan. Sejak pertengahan tahun 1920-an, kebanyakan fasilitas yang baru dibangun dengan menggunakan proses kontak dengan katalis 7bsorbs7 biasanya berupa zat padat, antara lain Pt, V2O5 dan Fe2O3. Katalis ini berpori-pori sehingga cocok untuk pembuatan asam sulfat, karena memiliki bidang kontak yang besar. Udara yang digunakan untuk membakar belerang dibersihkan dahulu dengan asam sulfat dalam menara absorber, hasil pembakaran dibersihkan dalam Waste Heat Boiler kemudian dimasukkan ke dalam 7bsorbs77 bersama O2, gas hasil 7bsorbs77 atau 7bsorbs dimasukkan ke dalam menara penyerap atau absorber. Penyerap yang digunakan adalah asam sulfat 98,5%.



Gambar Diagram Alir Pembuatan Asam Sulfat



Uraian Proses 7



Proses produksi asam sulfat di PT. Dunia Kimia Utama, menggunakan proses kontak. Proses yang dilakukan melalui 3 tahapan, yaitu:



1. Pembakaran Belerang Proses produksi asam sulfat di awali dengan peleburan sulfur (S) yang digunakan sebagai bahan baku utama dengan menggunakan steam yang dialirkan pada coil-coil di Sulfur Melter pada tekanan 4 Kg/cm2. Kemudian sulfur cair dipompakan dari Sulfur Melter melalui pipa-pipa dan disemprotkan ke dalam Furnace. Di dalam Furnace terjadi pembakaran belerang dengan udara. Reaksi : 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 belerang cair menjadi SO2 dengan temperature pembakaran kurang lebih 750-770Oc. Gas hasil pembakaran di Furnace kemudian dialirkan ke Boiler melalui tube-tube untuk diambil panasnya guna menghasilkan steam yang digunakan untuk mencairkan belerang di Sulfur 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 di suplai oleh Blower. Setelah itu aliran gas mengalami proses penyaringan dan penstabilan suhu gas di Hot Gas Filter. 2. Oksidasi Katalitik SO2 Menjadi SO3 dengan Bantuan Katalis 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 temperature 425440Oc. Dengan bantuan katalis ini aliran gas tersebut (SO2) diubah menjadi gas SO3.



8



Reaksi ini merupakan reaksi eksoterm sehingga gas tersebut harus didinginkan pada tahap-tahap katalis. Aliran gas keluar bed I dan bed II didinginkan dalam 1st and 2nd Heat Exchanger. Sedangkan aliran gas dari bed III langsung masuk ke bed IV karena perbedaan temperature 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. 3. Absorbsi Gas SO3 Di Absorbing Tower terjadi proses penyerapan gas SO3 dengan menggunakan sirkulasi asam sulfat dengan konsentrasi 98-99% 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 Sulphuric Acid Storage Tank. Reaksi yang terjadi di absorbing tower yaitu: SO3(g) + H2SO4(l) → H2SO4.SO3(aq) H2SO4.SO3(aq) + H2O(l) → 2 H2SO4(aq)  Peralatan Proses Pembuatan Peralatan yang digunakan dalam proses pembuatan asam sulfat, yaitu: 1. Sulfur Melter Fungsinya sebagai tempat pencairan atau peleburan belerang dengan bantuan panas steam pada coil. 2. Pompa Sulfur Fungsinya sebagai pengalir sulfur cair ke furnace. Pompa ini mempunyai pipapipa penyaluran luar bermantel uap, sehingga belerang tidak menjadi dingin dan membeku, karena titik lebur belerang adalah 115Oc. 3. Main Blower Fungsinya sebagai penyuplai udara untuk proses pembakaran ke furnace. Main blower yang digunakan adalah tipe turbo fun dengan kapasitas 117 m3/menit dan tekanan operasi 1800 mmHg. 9



4. Drying Tower Fungsinya sebagai unit proses tempat terjadinya pengeringan udara oleh sirkulasi asam sulfat (minimal 93%) dari DT Pump Tank. Drying Tower yang dipakai adalah tipe packed column dengan tinggi 8,254 m, diameter dalam 2,62 m dan diameter luar 2,86 m. 5. DT Pump Tank Fungsinya sebagai tangki penampungan sirkulasi asam sulfat yang dari atau ke Absorbing Tower. DT pump tank yang digunakan mempunyai tinggi 1,8 m, diameter dalam 2,76 m, diameter luar 3 m dan kapasitas 8,8 m3/menit. 6. AT Pump Tank Fungsinya sebagai tangki penampungan sirkulasi asam sulfat yang dari atau ke absorbing tower dan juga sebagai tangki produksi, yaitu pengenceran (hidrasi) dengan air. AT Pump Tank yang digunakan mempunyai tinggi 1,8 m, diameter dalam 2,76 m, diameter luar 3m, dan kapasitas 8,8 m3/menit. 7. Furnace Fungsinya sebagai tempat berlangsungnya proses pembakaran belerang cair dengan udara menjadi gas SO2. Furnace yang dipakai berbentuk silinder mendatar dengan panjang 7,02 m, diameter luar 2,04 m dan diameter ruang bakar 1,65 m. 8. Boiler Fungsinya sebagai tempat memproduksi steam. Boiler yang digunakan berbentuk silinder mendatar dengan dapur dan pipa-pipa api (fire tube). Boiler ini mempunyai panjang 4,6 m dan tekanan operasi 4 kg/cm2. 9. Absorbing tower Fungsinya sebagai unit proses terjadinya proses penyerapan gas SO3 oleh sirkulasi asam sulfat (98,3%-99%) Absorbing Tower yang digunakan adalah tipe packed column dengan tinggi 8,875 m, diameter dalam 2,62 m dan diameter luar 2,86 m. 10. AT Pump Fungsinya sebagai alat untuk memompakan sirkulasi asam sulfat dari AT Pump Tank ke Absorbing Tower. AT Pump yang digunakan mempunyai kecepatan putar 1450 Rpm dan kapasitas 1,2 m3/menit. 11. DT Pump Fungsinya sebagai alat untuk memompakan sirkulasi asam sulfat dari DT Pump Tank ke Drying Tower. DT Pump yang digunakan mempunyai kapasitas 1,2 m3/menit. 12. Plug Valve Fungsinya sebagai pengatur aliran gas dari furnace dan boiler. 13. Heat exchanger (on gas filter) 10



Fungsinya sebagai alat untuk mendinginkan aliran gas dari furnace dan boiler yang akan masuk ke converter. Heat exchanger yang digunakan adalah tipe shell and tube dengan jumlah tube 109 buah dan panjang tube 2,47 m. Heat exchanger mempunyai tinggi 3 m dan diameter 1,40 m. 14. Gas filter Fungsinya sebagai alat penyaring untuk aliran gas yang akan masuk ke converter. Gas filter mempunyai tinggi 1,53 m dan diameter 3,448 m. 15. Converter Fungsinya sebagai unit proses berlangsungnya proses perubahan gas SO2 menjadi gas SO3 dengan bantuan katalis vanadium pentaoksida. Converter yang digunakan mempunyai jumlah bed 4 buah, tinggi 8,5 m, diameter dalam 2,76 m dan diameter luar 3,002 m. 16. 1st and 2nd Heat exchanger Fungsinya sebagai tempat mendinginkan aliran gas yang keluar dari converter khususnya dari bed I dan bed II. Tipe yang digunakan adalah tipe shell and tube. 17. SO3 Cooler Fungsinya sebagai tempat pendingin aliran gas SO3 yang akan masuk ke Absorbing Tower. Cooler yang dipakai adalah tipe shell and tube dengan tinggi 1,78 m. 18. Distributor Fungsinya sebagai alat untuk menyebarkan aliran asam sulfat di dalam absorbing tower dan drying tower. 19. Cooling tower Fungsinya sebagai tempat pendingin air yang keluar dari acid cooler. 20. Cooling water pump Fungsinya sebagai alat untuk memompakan sirkulasi pendingin dari cooling water pit ke acid cooler. 21. Plate Heat exchanger (acid cooler) Fungsinya sebagai unit mendinginkan sirkulasi asam sulfat dari AT/DT Pump Tank ke AT/DT. Plate heat exchanger (acid cooler) yang digunakan adalah tipe plate dengan tekanan operasi 5 kg/cm2. Secara garis besar tahapan proses kontak yang terjadi diuraikan sebagai berikut : 1) Pencairan belerang padat di melt tank



2) Pemurnian belerang cair dengan cara filtras 3) Pengeringan udara proses 4) Pembakaran belerang cair dengan udara kering untuk menghasilkan sulfur dioksida (SO2) 5) Reaksi oksidasi lanjutan SO2 menjadi SO3 dalam empat lapis bed 11bsorbs1111



dengan menggunakan katalis V2O5



6) Pendinginan gas 7) Penyerapan SO3 dengan asam sulfat 93%-98,5% 11



Adapun reaksi yang terjadi adaalah sebagai berikut S + O2 SO2 + 31.148 kkal……………..............1 SO2 + 1/2 O2 SO3 + 70.960 kaal…………......2 SO3 + H2O H2SO4 + 23.490 kkal…………....3 Reaksi 1. Terjadi dalam tangki pembakar, dimana belerang dikabutkan dan direaksikan dengan udara kering. Reaksi 2. Terjadi dalam converter atau 12bsorbs dengan katalis V2O5 Reaksi 3. Terjadi dalam tanki pengencer, gas belerang trioksida diserap dengan asam sulfat (93%-98,5%). Katalisator yang dapat digunakan untuk reaksi pembentukan belerang trioksida antara lain Pt, V2O5, Fe2O3, Cr2O3, Mn2O3 dan Mn3O4.katalisator yang baik adalah Pt dan V2O5, tapi yang paling banyak dipakai adalah Vanadium Pentoksida, karena : • V2O5 lebih murah harganya • Pt lebih 12bsorbs1212 terhadap racun • V2O5 daya tahan terhadap suhu tinggi lebih baik • Konversi 12bsorbs12 lebih tinggi` PERBANDINGAN PROSES KONTAK DAN PROSES KAMAR TIMBAL KETERANGAN Konversi Biaya produksi Kualitas produk Proses produksi



PROSES KONTAK 98,5-99% Rendah Lebih pekat Satu kali proses



PROSES KAMAR TIMBAL 77-79% Tinggi Kurang pekat dalam Dua kali proses dalam



Katalis



meningkatkan konsentrasi asam Vanadium Pentoksida



meningkatkan konsentrasi asam NO dan NO2



2.5 Kegunaan Asam Sulfat Asam sulfat merupakan komoditas kimia yang sangat penting, dan sebenarnya pula, roduksi asam sulfat suatu 12bsorb merupakan 12bsorbs1212 yang baik terhadap kekuatan 12bsorbs12 12bsorb tersebut.Kegunaan utama (60% dari total produksi di seluruh dunia) asam sulfat adalah dalam “metode basah” produksi asam fosfat, yang digunakan untuk membuat pupuk fosfat dan juga trinatrium fosfat untuk deterjen. Di bidang 12bsorbs12, asam sulfat merupakan produk kimia yang paling banyak dipakai, sehingga memperoleh julukan the lifeblood of industry. Asam sulfat penting sekali terutama dalam produksi: • Pupuk 12



• Kilang 13bsorb • Serabut buatan • Bahan kimia 13bsorbs13 • Plastik • Pharmasi • Baterai • Bahan ledak • Semikonduktor • Kertas dan pulp • Karet sintetis dan alami • Cat dan pigmen Asam sulfat digunakan dalam jumlah yang besar oleh 13bsorbs13 besi dan baja untuk menghilangkan oksidasi, karat, dan kerak air sebelum dijual ke 13bsorbs13 otomobil. Asam yang telah digunakan sering kali didaur ulang dalam kilang regenerasi asam bekas (Spent Acid Regeneration (SAR) plant). Kilang ini membakar asam bekas dengan gas alam, gas kilang, bahan bakar 13bsorb, ataupun sumber bahan bakar lainnya. Proses pembakaran ini akan menghasilkan gas sulfur dioksida (SO2) dan sulfur trioksida (SO3) yang kemudian digunakan untuk membuat asam sulfat yang “baru”. Amonium sulfat, yang merupakan pupuk nitrogen yang penting, umumnya diproduksi sebagai produk sampingan dari kilang pemroses kokas untuk produksi besi dan baja. Mereaksikan 13bsorbs yang dihasilkan pada dekomposisi termal batu bara dengan asam sulfat bekas mengijinkan 13bsorbs dikristalkan keluar sebagai garam (sering kali berwarna coklat karena kontaminasi besi) dan dijual kepada 13bsorbs13 agrokimia. 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. Asam sulfat juga memiliki berbagai kegunaan di 13bsorbs13 kimia. Sebagai contoh, asam sulfat merupakan katalis asam yang umumnya digunakan untuk mengubah sikloheksanonoksim menjadi kaprolaktam, yang digunakan untuk membuat nilon. Ia juga digunakan untuk membuat asam klorida dari garam melalui proses Mannheim.Banyak H2SO4 digunakan dalam pengilangan 13bsorb bumi, contohnya sebagai katalis untuk reaksi isobutana dengan isobutilena yang menghasilkan isooktana.



13



2.6 Bahaya Asam Sulfat  Bahaya laboratorium



Tetesan 98% asam sulfat akan dengan segera membakar kertas tisu menjadi karbon Sifat-sifat asam sulfat yang korosif diperburuk oleh reaksi eksotermiknya dengan air.Luka bakar akibat asam sulfat berpotensi lebih buruk daripada luka bakar akibat asam kuat lainnya, hal ini dikarenakan adanya tambahan kerusakan jaringan dikarenakan dehidrasi dan kerusakan termal sekunder akibat pelepasan panas oleh reaksi asam sulfat dengan air. Bahaya akan semakin meningkat seiring dengan meningkatnya konsentrasi asam sulfat. Namun, bahkan asam sulfat encer (sekitar 1 M, 10%) akan dapat mendehidrasi kertas apabila tetesan asam sulfat tersebut dibiarkan dalam waktu yang lama. Oleh karenanya, larutan asam sulfat yang sama atau lebih dari 1,5 M diberi label "C“RROSIVE" ”korosif), manakala larutan lebih besar dari 0,5 M dan lebih kecil dari 1,5 M diberi label "I“RITANT" ”iritan). Asam sulfat berasap (oleum) tidaklah dianjurkan untuk digunakan dalam sekolah oleh karena bahaya keselamatannya yang sangat tinggi. Perawatan pertama yang standar dalam menangani tumpahnya asam sulfat ke kulit adalah dengan membilas kulit tersebut dengan air sebanyak-banyaknya. Pembilasan dilanjutkan selama 10 sampai 15 menit untuk mendinginkan jaringan disekitar luka bakar asam dan untuk menghindari kerusakan sekunder. Pakaian yang terkontaminasi oleh asam sulfat harulah dilepaskan dengan segera dan bilas kulit yang berhubungan dengan pakaian tersebut. Pembuatan asam sulfat encer juga berbahaya oleh karena pelepasan panas selama proses pengenceran. Asam sulfat pekat haruslah selalu ditambahkan ke air, dan bukannya sebaliknya. Penambahan air ke asam sulfat pekat dapat menyebabkan tersebarnya aerosol asam sulfat dan bahkan dapat menyebabkan ledakan. Pembuatan larutan lebih dari 6 M (35%) 14



adalah yang paling berbahaya, karena panas yang dihasilkan cukup panas untuk mendidihkan asam encer tersebut. Bahaya in15bsorbs15alaupun asam sulfat tidak mudah terbakar, kontak dengan logam dalam kasus tumpahan asam dapat menyebabkan pelepasan gas hidrogen. Penyebaran aerosol asam dan gas sulfur dioksida menambah bahaya kebakaran yang melibatkan asam sulfat. Asam sulfat dianggap tidak beracun selain bahaya korosifnya. Resiko utama asam sulfat adalah kontak dengan kulit yang menyebabkan luka bakar dan penghirupan aerosol asap. Paparan dengan aerosol asam pada konsentrasi tinggi akan menyebabkan iritasi mata, saluran pernafasan, dan me15bsorbs15ukosa yang parah. Iritasi akan mereda dengan cepat setelah paparan, walaupun terdapat risiko edema paru apabila kerusakan jaringan lebih parah. Pada konsentrasi rendah, simtom-simtom akibat paparan kronis aerosol asam sulfat yang paling umumnya dilaporkan adalah pengikisan gigi. Indikasi kerusakan kronis saluran pernafasan masih belum jelas. Di Amerika Serikat, batasan paparan yang diperbolehkan ditetapkan sebagai 1 mg/m³. Terdapat pula laporan bahwa penelanan asam sulfat menyebabkan defisiensi vitamin B12 dengan degenarasi gabungan subakut. 2.7 Pengolahan Limbah Industri Asam Sulfat Limbah yang dihasilkan dari industri asam sulfat ada 2, yaitu senyawa sulfur dioksida dan senyawa sulfur trioksida, yang mana kedua senyawa ini dapat merusak tanaman sehingga daunnya menjadi kuning kecolkatan, dan berbintikbintik. Gas dari sulfur dioksida bila bereaksi dengan air di udara dapat menyebabkan hujan asam yang dapat membahayakan mahluk hidup, dapat menyebabkan korosi pada permukaan logam dan merusak bahan nilon. Gas sulfur dioksida dapat menyebabkan terjadinya kabut, dan mengganggu reaksi fotosintesis pada pemukaaan daun, serta dapat menyebabkan gangguan pernapasan. Cara pengolahan limbah dari pabrik asam sulfat yaitu gas sulfur dioksida dan sulfur trioksida yaitu adalah dengan melakukan pemasangan alat filter yang berfungsi untuk menyaring partikel gas asam yang mungkin terbawa gas buangan akibat proses ab15bsorbsurang sempurna, serta kita juga bisa menggunakan system netralisasi yang dilakukan dengan mencampur limbah yang bersifat asam dengan limbah yang bersifat basa, pencampuran dilakukan dalam sutu bak equalisasi atau tangki netralisasi. dan sedimentasi yang dapat dilakukan dengan menambahkan bahan kimia koagulan kedalam air limbah,



15



koagulasi dilakukan dengan menambahkan batu kapur, soda ash atau soda kaustik (NaOH) pada limbah yang dihasilkan, dengan memperhatikan kondi Ph akhir dari limbah tersebut.



16



BAB III PENUTUP



3.1 Kesimpulan 1. Asam sulfat adalah cairan yang bersifat korosif, tidak berwarna, tidak berbau,



sangat reaktif dan mampu melarutkan berbagai logam. Bahan kimia ini dapat larut dengan air dengan segala perbandingan, mempunyai titik lebur 10,31 oC dan titik didih pada 336,85 oC tergantung kepekatan serta pada temperatur 300 oC atau lebih terdekomposisi menghasilkan sulfur trioksida, dan merupakan bahan pengoksida dan penhidrasi yang kuat,terutama terhadap zat organik. 2. Bahan baku pembuatan asam sulfat adalah  Sulfur  Udara  Air proses  Sulfur dioksida  Sulfur trioksida  NO,NO2Pt,V2O5,Fe2O3(sebagai katalis) 3. Proses pembuatan Asam Sulfat  Proses kamar timbal  Proses kontak 3.2 Saran Saran dari penulis Semoga makalah dari mata kuliah Proses Industri Kimia ini dapat memberikan pengetahuan dan manfaat bagi kami mahasiswa D3 jurusan teknik kimia. Demikian hasil makalah kami,semoga bisa bermanfaat bagi pembaca. Penulis mengucapkan terima kasih bagi pihak-pihak yang selalu membantu, sehingga makalah ini bisa selesai tepat pada waktunya, dan penulis juga menyadari kekurangankekurangan dalam pembuatan makalah ini. Maka kami pun mengharapkan saran dan kritik yang membangun demi kemajuan ilmu pengetahuan kami mengenai materi dari proses Industri Kimia ini.



Daftar Pustaka 17



Austin, George T. 1996. Industri Proses Kimia Edisi Kelima Jilid 1. Jakarta : Erlangga Bareta, Winda. 2005. Laporan Akhir Tinjauan Tinggi Packing Absorbing Tower Terhadap Daya



Serap Gas SO3 Dalam Pembuatan Asam Sulfat PT. Dunia Kimia Utama Inderalaya



Kab. Ogan Ilir. Palembang. D Bareta, Winda. 2005. Laporan Akhir Tinjauan Tinggi Packing Absorbing Tower Terhadap Daya



Serap Gas SO3 Dalam Pembuatan Asam Sulfat PT. Dunia Kimia Utama Inderalaya



Kab. Ogan Ilir. Palembang iawati, Chansyanah. 2010. Diktat Kimia Industri. Bandar Lampung : Universitas Lampung. Laporan Kerja Praktek Petrokimia Gresik Jurusan Teknik Kimia ITS dengan bahasa yg disederhanakan dan kata yg diringkas Oxtoby, David W. 2003. Kimia Modern Edisi Keempat Jilid 2. Jakarta : Erlangga Perry, R.H., Perry’s Chemical Engineering’s Hand Book, 6th edition, McGraw Hill Book Company. Perry, R.H., Perry’s Chemical Engineering’s Hand Book, 6th edition, McGraw



18