Proses Pembuatan Asam Sulfat 496o6e

PROSES PEMBUATAN ASAM SULFAT Ada 3 proses yang dikenal : 1. Proses Kontak===> relatif : efisien, biaya rendah, lebih murni 2. Proses Kamar Timbal 3. Proses WSA Sumber Bahan Baku : Belerang Belerang dapat diperoleh dari : 1. Penambangan belerang di kawah gunung berapi (bijih dan lumpur) 2. Hasil samping penambangan minyak bumi (gas) Spesifikasi produk : 1. Bentuk larutan H2SO4 dengan air : 98% 2. Bentuk larutan SO3 dalam H2SO4 disebut Oleum/fuming acid : 66oBe

Kegunaan : 1. Pupuk 2. Pigment 3. Bahan kosmetik 4. Pemurnian minyak bumi 5. Detergen 6. Rayon dll. Diagram blok proses Kontak :

H2SO4

udara

Pengolahan bahan baku

Pembakaran sulfur

Oksidasi gas SO2

Absorbsi SO3

Pemisahan

produk

air

1. Proses Kontak Pembuatan asam Sulfat Menurut Proses Kontak Industri lainnya yang berdasarkan reaksi kesetimbangan yaitu pembuatan asam sulfat yang dikenal dengan proses kontak. Secara garis besar tahapan proses kontak yang terjadi diuraikan sebagai berikut : 1. Pencairan belerang padat di melt tank 2. Pemurnian belerang cair dengan cara filtrasi 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 konverter dengan menggunakan katalis V2O5 6. Pendinginan gas 7. Penyerapan SO3 dengan asam sulfat 93%-98,5% (Fairlie, 1951) : Reaksi yang terjadi dapat diringkas sebagai berikut: Pertama, belerang dibakar menjadi belerang dioksida. S(s) + O2(g) ----> SO2(g) Belerang dioksida kemudian dioksidasi lbh lanjut jd belerang trioksida.

2SO2(g) + O2(g) <====> 2SO3(g)....... ∆H= -98 kJ Reaksi ini berlangsung pd suhu sekitar 500 oC, tekanan 1 atm dgn katalisator V2O5. Kemudian gas SO3 diabsorbsi oleh asam sulfat pekat (why?) hingga menjadi asam sulfat pekat berasap (disebut oleum, H2SO4.SO3 atau H2S2O7). SO3(g) + H2SO4(l) -------> H2S2O7(l) Selanjutnya oleum ditambahkan air akan menjadi asam sulfat H2S2O7(l) + H2O(l) ------> 2H2SO4(l) Dari proses kontak ini lalu akan terbentuk asam sulfat pekat dengan kadar 98% Tahap penting dalam proses ini adalah reaksi (2). Reaksi ini merupakan reaksi kesetimbangan dan eksoterm. Pada proses kontak digunakan suhu sekitar 500oC 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. 2. Proses Chamber Sulfur dioksida dihasilkan dengan membakar unsur belerang atau pemanggangan bijih piritik dalam udara: S8 + 8 O2 → 8 SO2 3 FeS2 + 8 O2 → Fe3O4 + 6 SO2 Nitrogen oksida dihasilkan oleh dekomposisi niter yang mengandung asam sulfat atau hidrolisis asam nitrosylsulfuric: 2 NaNO3 + H2SO4 → Na2SO4 + H2O + NO + NO2 + O2 2 NOHSO4 + H2O → 2 H2SO4 + NO + NO2 Dalam ruang reaksi, sulfur dioksida dan nitrogen dioksida larut dalam reaksi liquor. Nitrogen dioksida hidrat untuk menghasilkan asam nitrit yang kemudian mengoksidasi belerang dioksida menjadi asam sulfat dan oksida nitrat. Reaksi ini tidak dikategorikan baik tetapi diketahui bahwa asam nitrosylsulfuric merupakan produk intermediate. Reaksi keseluruhan utama adalah: 2 NO2 + H2O → HNO2 + HNO3 SO2 (aq) + HNO3 → NOHSO4 NOHSO4 + HNO2 → H2SO4 + NO2 + NO SO2 (aq) + 2 HNO2 → H2SO4 + 2 NO

Nitrat oksida keluar dari reaksi liquor dan kemudian reoxidized oleh oksigen molekuler menjadi nitrogen dioksida. Ini menentukan langkah dalam proses [3]: 2 NO + O2 → 2 NO2 Nitrogen oksida diserap dan regenerasi dalam proses, dan dengan demikian berfungsi sebagai katalis untuk reaksi keseluruhan: 2 SO2 + 2 H2O + O2 → 2 H2SO4 3. Proses Wet Sulfuric Acid (WSA) Proses WSA merupakan salah satu kunci proses desulfurisasi gas di pasaran saat ini. Sejak Perusahaan Danish catalyst mematenkan teknologi ini pada akhir 1980. Proses ini telah dikenal sebagai proses yang efisien dalam recovery sulfur dari bermacam macam pemrosesan gas dan menghasilkan kualitas asam sulfat yang komersil. Proses ini juga dapat menghasilkan banyak steam tekanan tinggi. WSA proses diterapkan pada banyak industry dimana penghilangan sulfur dibutuhkan. Proses katalis basah biasanya lebih tepat digunakan untuk memproses satu atau lebih aliran yang mengandung sulfur seperti : • Gas H2S dari unit pengolahan gas amin (amine gas treating unit) • Off-gas from Sour Water Stripper (SWS gas) • Off-gas from Rectisol • Spent acid from e.g. Alkylation • Claus process tail gas • Heavy residue or petcoke-fired utility boiler off-gas • Boiler flue gases from various processes SNOX flue gas desulfurisation • Metallurgical process gas • Production of sulfuric acid Reaksi Utama pembentukan Asam Sulfat dengan Wet Sulfuric Acid adalah : • Pembakaran: H2S + 1.5 O2 = H2O + SO2 + 518 kJ/mole • Oksidasi: SO2 + ½O2 = SO3 + 99 kJ/mole (in the presence of a vanadium (V) oxide catalyst) • Hidras : SO3 + H2O = H2SO4 (g) + 101 kJ/mole • Kondensasi: H2SO4 (g) = H2SO4 (l) + 90 kJ/mole Energi yang diproduksi dari reaksi diatas digunakan untuk produksi steam. Energi nya mendekati 2-3 ton steam tekanan tinggi/ton asam yang di produksi.

Perbandingan Proses Pembuatan Asam Sulfat

Perancangan Konventer Fungsi : memberi kontak antara gas SO2 dan katalis, sedapat mungkin mencapai kondisi kesetimbangan yang optimum untuk menghasilkan SO3. Dasar perancangan : Oksidasi SO2 menjadi SO3 adalah reaksi eksotermis==>konversi akan mengecil dengan naiknya temperatur===>perlu pendinginan untuk menjaga temperatur pada waktu yang cukup lama===>membagi konverter menjadi empat (4) bagian (stage)===>ketinggian bed, semakin tinggi semakin ke bawah ?

74%

o

o

0%

o

74%

770 F

1115 F 820 F

92,4%

o

906 F o

96,7%

810 F

92,4%

o

96,7%

o

830 F 800 F

98%

o

806 F