TUGAS 2PIK-1A

Erika Dyah Ayu13/348288/TK/40869

JURUSAN TEKNIK KIMIAFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS GADJAH MADA

Sintesis Asam Sulfat dengan Proses Double Contact Double Absorption (DC/DA)Pabrik Pupuk PT Petrokimia Gresik

Gambar 1. Flow Diagram Process Pembuatan Asam Sulfat di PT Petrokimia Gresik(sumber gambar: Caesar Very. 2013. Laporan Kerja Praktek Petrokimia Gresik Jurusan Teknik Kimia ITS. http://caesarvery.blogspot.com/2013/07/proses-pembuatan-asam-sulfat-h2so4.html)

Bahan baku dalam produksi ini adalah:Belerang padat dengan kadar sulfur 98.11% berat, kadar H2O 2.6% berat, kadar ash 0.90% berat, acidity 0.52% berat, impurities (HCl, NaCl, Fe, K, Na)

Pada pembuatan asam sulfat yang menggunakan double contact double absorber terdapat dua kali kontak antara SO2 dan O2, yaitu pada bed 1, 2, 3, dan 4. Tujuan dari kontak bertahap dua adalah memperbesar konversi total SO3 yang terbentuk. Gas SO3 yang terbentuk pada kontak kedua akan bergeser pada arah pembentukan SO3.

Tahapan proses asam sulfat adalah sebagai berikut:1. Sulfur HandlingPada proses ini, bahan baku dari open storage dilelehkan dengan menggunakan bahan bakar (pemanas) steam bertekanan 7 kg/cm2 dan suhu 170C melalui coil dalam melter. Pada dasar melter dilengkapi pengaduk untuk meratakan panas dan mengurangi kotoran serta ditambahkan serbuk kapur untuk menetralkan asam sulfat dan mengendapkan pengotor lainnya. Suhu di dalam melter sekitar 145C.Sulfur cair yang terbentuk selanjutnya disaring kotorannya dengan dialirkan ke filter yang dilapisi dengan diatomeous earth sebagai filter aid agar proses penyaringan dapat berjalan dengan baik. Sulfur cair dari filter kemudian ditampung dalam storage tank yang dilengkapi dengan steam coil bertekanan 4 kg/cm2 dan semua pipa yang digunakan untuk mengalirkan belerang cair dilengkapi dengan steam jacket menggunakan kukus bertekanan 4 kg/cm2 untuk mempertahankan suhu pada 130-140C karena pada suhu ini viskositas belerang cair paling rendah.2. SO2 GenerationPeralatan utama pada proses ini adalah furnace yang berfungsi membakar sulfur cair dengan udara kering sehingga akan terbentuk gas SO2. Sulfur cair dari storage tank dialirkan secara spray ke dalam sulfur furnace dan ditambahkan udara kering dari drying tower, dengan persamaan reaksi yang terjadi sebagai berikut:S(l) + O2(g) SO2(g) + Energi (1)Berdasarkan persamaan reaksi di atas, reaksi yang terjadi merupakan reaksi eksoterm sehingga suhu akan naik hingga 1042C dengan konversi reaksi yang terjadi mendekati 100%. Kandungan gas SO2 yang keluar diatur 10.5%-w dengan cara penambahan O2 kering yang berlebih, ini bertujuan agar konversi SO2 menjadi SO3 pada converter menjadi lebih besar. Panas yang dihasilkan ini dimanfaatkan untuk steam superheater. Suhu akhir gas keluar dari steam superheater adalah 430C.3. SO2 ConvertionAlat utama yang berperan dalam proses ini adalah converter yang terdiri dari 4 bed yang berfungsi untuk mengkonversi SO2 menjadi SO3 dengan bantuan katalis Vanadium Pentaoksida (V2O5) untuk mempercepat proses reaksi, sesuai persamaan:SO2(g) + O2(g) SO3(g) + Energi (2)Konversi yang terjadi pada bed 1-3 adalah 94% dengan suhu reaksi 450C. Produk hasil reaksi serta excess gas lalu didinginkan pada economizer hingga tercapai suhu akhir 220C yang selanjutnya dimasukkan ke dalam menara absorber-1. Sementara sisa-sisa gas gabungan dari heat exchanger masuk ke bed 4 pada suhu 420C dengan konversi akhir sekitar 99.73%. Gas keluaran dari bed 4 masuk ke economizer untuk didinginkan hingga suhu 190C, kemudian dimasukkan ke dalam menara absorber-2. Reaksi yang berlangsung adalah reaksi eksoterm, sehingga setelah melewati satu bed aliran gas harus didinginkan agar kesetimbangan tidak bergeser ke arah reaktan (SO2).4. Air Drying and SO3 AbsorptionPada proses ini, absorpsi SO3 yang terbentuk pada bed 1-3 dilakukan pada absorber-1 dan SO3 yang terbentuk pada bed 4 diabsorbsi pada absorber-2. Udara yang digunakan untuk pembakaran belerang cair pada sulfur furnace berasal dari udara atmosfer yang dikeringkan. Udara atmosfer dihisap oleh air blower dan dialirkan melewati drying tower menghasilkan udara kering dengan suhu 110C.Pada bagian atas absorber disemprotkan H2SO4 98.5%. Penyerapan air oleh asam sulfat akan menimbulkan panas, sehingga H2SO4 umpan perlu didinginkan terlebih dahulu dengan cooling water pada penukar panas. Pada absorber-1, gas SO3 akan bereaksi dengan air yang terkandung dalam asam sulfat pekat, sehingga akan terbentuk asam sulfat 99.9%. Sisa gas SO2 akan dikembalikan ke konverter (bed 4) sedangkan produk asam sulfat pekat akan dicampur dengan asam sulfat encer dari absorber pengering udara dan raw clarified water untuk menghasilkan asam sulfat 98.5% dan dimasukkan ke first pump tank.Pada absorber-2, produk asam sulfat pekat dicampur dengan asam sulfat 98.5% dari first tank dan raw clarified water untuk menghasilkan asam sulfat pekat 98.5% dan dimasukkan ke second pump tank.Pembentukan H2SO4 merupakan reaksi eksoterm mengikuti persamaan reaksi sebagai berikut:SO3(g) + H2O(l) H2SO4(aq) + Energi (3)Asam sulfat dari drying tower dan absorber tower ditampung dalam tangki penampung. Apabila konsentrasi asam sulfat masih terlalu tinggi, ditambahkan air ke dalam tangki penampung sehingga diperoleh asam sulfat dengan kadar 98.5%.5. Storage and Loading StationSebelum masuk tangki penyimpanan, produk H2SO4 didinginkan pada alat penukar panas dengan pendingin cooling water. Produk asam sulfat yang dihasilkan ditampung dalam tiga acid storage tank dengan kapasitas masing-masing 10.000 metrik ton dan selanjutnya akan ditransfer ke masing-masing unit yang memerlukan serta sebagian lagi untuk produk loading. Produk H2SO4 sebagian besar dikirim ke pabrik asam fosfat dan sebagian lagi dipakai di pabrik ZA serta dijual ke pasaran.Pada penyimpanannya, asam sulfat memiliki suhu 45C, konsentrasi minimal 98.5% berat/berat, kadar H2O maksimal 2% berat/berat, kadar Fe 110 ppm dan kadar SO2 150 ppm.

Daftar Pustaka:Very, Caesar. 2013. Laporan Kerja Praktek Petrokimia Gresik Jurusan Teknik Kimia ITS.http://caesarvery.blogspot.com/2013/07/proses-pembuatan-asam-sulfat-h2so4.html,diakses pada tanggal 25 Februari 2015.Hendartomo, Tomi. 1998. Laporan Kerja Praktek Departemen Produksi III PT PetrokimiaGresik. Yogyakarta.