Industri Asam Sulfat (H2SO4) [PDF]

Citation preview

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