OLEH:

NIA SASRIA

RICKHAL H.

RITA JAYANTI

JURUSAN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS HALUOLEO

KENDARI

2010

PENDAHULUAN

Banyak proses industri zat kimia yang didasarkan pada reaksi

kesetimbangan. Agar efesien, kondisi reaksi haruslah diusahakan

sedemikian sehingga menggeser kesetimbangan ke arah produk

dan meminimalkan reaksi balik.

Contoh dari aplikasi kesetimbangan kimia yang terjadi dalam

proses industri adalah Proses Pembuatan Amoniak (Proses

Haber – Bosch) dan Pembuatan Asam Sulfat (Proses Kontak)

1. PROSES PEMBUATAN AMONIAK ( NH3

)

Amoniak diproduksi dengan mereaksikan gas Hydrogen (H2) dan

Nitrogen (N2) dengan rasio H2/N2 = 3 : 1 .

N2 (g) + 3H2 (g) 2NH3 (g)

Secara umum tahapan-tahapan proses pembuatan Amoniak dapat

diuraikan sebagai berikut :

1. Feed Treating dan Desulfurisasi (Perlakuan Dan Desulfurisasi)

2. Reforming Section (Mereformasi Bagian)

3. Gas Purification (Pemurnian Gas)

4. Synthesa Loop dan Amoniak Refrigerant (Proses Sintesis dan

Pendinginan Amoniak)

1. Feed Treating dan Desulfurisasi (Perlakuan Dan Desulfurisasi)

1.1. Desulfurization Sponge Iron

Sejumlah H2S dalam gas diserap dan di -desulfurisasi dengan sponge besi sebagai media penyerap.

Reaksi :

Fe2O3 6H2O + H2S Fe2S3 6H2O + 3 H2O

1.2. CO2 Removal Pretreatment Section (Pemisahan CO2)

Feed Gas dari Sponge besi dialirkan ke unit CO2

Removal Pretreatment Section Untuk memisahkanCO2 dengan menggunakan larutan Benfield sebagaipenyerap. Unit ini terdiri atas CO2 absorber tower,stripper tower & benfield system.

1.3. ZnO Desulfurizer

Tahap ini bertujuan untuk memisahkan sulfurorganik yang terkandung dalam feed gas dengan caramengubahnya terlebih dahulu mejadi Hydrogen Sulfidadan mereaksikannya dengan ZnO.

Reaksi :

RSH + H2 H2S + RH

H2S + ZnO ZnS + H2O

2. Reforming Section (Reformasi Bagian)

2.1. Primary Reformer

Reaksi :

CH4 + H2O CO + 3 H2 - Q

CO + H2O CO2 + H2 + Q

2.2. Secondary Reformer

Reaksi :

CH4 + H2O 3 H2 + CO

Karena diperlukan N2 untuk reaksi pembentukanAmoniak maka melalui media compressor dimasukkanudara pada unit ini.

Reaksi :2H2 + O2

2CO2

2H2O

CO + O2

3. Gas Purification (Pemurnian Gas)

3.1. High Temperature Shift Converter (HTS)

Setelah mengalami reaksi pembentukan H2 di Primarydan Secondary Reformer maka gas proses didinginkanhingga temperature 371 oC untuk merubah CO menjadi CO2

dengan reaksi sebagai berikut :

CO + H2O CO2 + H2 + heat

3.2. Low Temperature Shift Converter (LTS)

Karena tidak semua CO dapat dikonversikan menjadi CO2 di HTS, maka reaksi tersebut disempurnakan di LTS setelah sebelumnya gas proses didinginkan hingga temperatur 210 oC.

3.3. CO2 Removal

K2CO3 + H2O + CO2 2KHCO3

Reaksi :

3.4. Methanasi

CO + 3H2CH4 + H2O + heat

CO2 + 4H2 CH4 + 2H2O + heat

Karena CO2 dapat mengakibatkan degradasi di Amoniak Converter danmerupakan racun maka senyawa ini harus dipisahkan dari gas synthesamelalui unit CO2 removal.

Gas synthesa yang telah dipisahkan CO2-nya akan keluar dari puncakabsorber, sedangkan larutan benfield yang kaya CO2 akan diregenerasi diunit CO2 stripper dan dikembalikan ke CO2 absorber. Sedangkan CO2 yangdipisahkan digunakan sebagai bahan baku di pabrik urea.

Reaksi :

Gas synthesa yang keluar dari puncak absorber masih mengandungCO2 dan CO relative kecil yang selanjutnya akan diubah menjadi methanedi methanator.

4. Synthesa Loop dan Amoniak Refrigerant

4.1. Synthesis Loop

Reaksi : 3H2 + N2 2NH3 + heat

4.2. Amoniak Refrigerant

Amoniak cair yang dipisahkan dari gas synthesa masih mengandung sejumlah tertentu gas-gas terlarut. Gas-gas inert ini akan dipisahkan di seksi Amoniak Refrigerant yang berfungsi untuk :

Mem-flash amoniak cair berulang-ulang dengan cara menurunkan tekanan di setiap tingkat flash drum untuk melepaskan gas-gas terlarut.

Sebagai bagian yang integral dari refrigeration, chiller mengambil panas dari gas synthesa untuk mendapatkan pemisahan produksi amoniak dari Loop Synthesa dengan memanfaatkan tekanan dan temperature yang berbeda di setiap tingkat refrigeration.

Skema Pembuatan Amonia Menurut Proses Haber-Bosch

Produk Amoniak

Produk Amoniak yang dihasilkan terdiri atas dua,yakni :

Warm Ammonia Product (30 oC) yang digunakansebagai bahan baku untuk pabrik urea.

Cold Ammonia Product (-33 oC) yang disimpandalam Ammonia Storage Tank.

Manfaat Amoniak

Sekitar 83% (per 2003) dari amonia digunakan sebagai pupuk baik

sebagai garamnya atau sebagai solusi.

Asam nitrat digunakan untuk produksi pupuk, bahan peledak, dan

senyawa organonitrogen banyak.

larutan NH3 dalam air (yaitu, hidroksida amonium) digunakan untuk

membersihkan kaca, porselin dan stainless steel.

Anhidrat amonia secara luas digunakan dalam aplikasi industri

pendinginan karena efisiensi energi yang tinggi dan biaya rendah.

Amonia cair digunakan sebagai bahan bakar pesawat roket. Meskipun

tidak kuat sebagai bahan bakar lain, tidak meninggalkan jelaga pada

mesin roket yang dapat digunakan kembali .

2. PROSES PEMBUATAN ASAM SULFAT

Pembuatan Asam Sulfat Menurut Proses Kontak

Reaksi :

a. Belerang dibakar dengan udara membentuk belerang dioksida

S(s) + O2 (g)

b. Belerang dioksida dioksidasi lebih lanjut menjadi belerang trioksida

2SO2 (g) + O2(g)

c. Belerang trioksida dilarutkan dalam asam sulfat pekat membentuk asam pirosulfat

H2SO4(aq) + SO3(g)

d. Asam pirosulfat direaksikan dengan air membentuk asam sulfat pekat

H2S2O7(l) + H2O(l)

SO2 (g)

2SO3(g)

H2S2O7(l)

H2SO4(aq)

Pada proses kontak digunakan suhu sekitar 500 0C dengan katalisator V2O5. sebenarnya tekanan besar akan menguntungkan produksi SO3, tetapi penambahan tekanan ternyata tidak diimbangi penambahan hasil yang memadai. Oleh karena itu, pada proses kontak tidak digunakan tekanan besar melainkan tekanan normal 1 atm.

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 jugatrinatrium fosfat untuk deterjen

Asam sulfat digunakan dalam jumlah yang besar oleh industribesi dan baja untuk menghilangkan oksidasi, karat, dan kerakair sebelum dijual ke industri otomobil.

Amonium sulfat yang merupakan pupuk nitrogen yang penting,umumnya diproduksi sebagai produk sampingan dari kilangpemroses kokas untuk produksi besi dan baja.

Kegunaan asam sulfat lainnya yang penting adalah untukpembuatan aluminium sulfat. Alumunium sulfat dapat bereaksidengan sejumlah kecil sabun pada serat pulp kertas untukmenghasilkan aluminium karboksilat yang membantumengentalkan serat pulp menjadi permukaan kertas yang keras

Kegunaan Asam Sulfat

asam sulfat merupakan katalis asam yang umumnya digunakanuntuk mengubah sikloheksanonoksim menjadi kaprolaktamyang digunakan untuk membuat nilon.

Asam sulfat juga digunakan untuk membuat asam klorida darigaram melalui proses Mannheim

Banyak H2SO4 digunakan dalam pengilangan minyak bumi, contohnya sebagai katalis untuk reaksi isobutana denganisobutilena yang menghasilkan isooktana.