tugas pik-1 2 sangga hadi pratama h2so4-kontak

8/20/2019 Tugas Pik-1 2 Sangga Hadi Pratama h2so4-Kontak

http://slidepdf.com/reader/full/tugas-pik-1-2-sangga-hadi-pratama-h2so4-kontak 1/11

TUGAS PIK 2

PROSES KONTAK PADA PRODUKSI H2SO4

(TUGAS PIK-1_2_SANGGA HADI PRATAMA_H2SO4-KONTAK)

Disusun oleh:

Sangga Hadi Pratama

14/367126/TK/42362

Departemen Teknik Kimia

Fakultas Teknik

UNIVERSITAS GADJAH MADA



1.

Asam Sulfat

Asam Sulfat mempunyai rumus kimia H2SO4 , merupakan asam mineral yang kuat. Zat ini larut

dalam air pada semua kepekatan. Asam sulfat mempunyai banyak kegunaan, termasuk dalam

kebanyakan reaksi kimia dan proses pembuatan. Ia digunakan secara meluas sebagai bahan

kimia pengilangan. Kegunaan utama termasuk produksi baja, memproses bijih mineral, sintesis

kimia, pemrosesan air limbah dan penapisan minyak.

Di atmosfer, zat ini termasuk salah satu bahan kimia yang menyebabkan hujan asam. Memang

tidak mudah membayangkan bahwa bahan kimia yang sangat aktif, seperti 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 dipakai terutama karena merupakan asam anorganik yang agak

kuat dan agak murah. Bahan ini dipakai dalam berbagai industri, tetapi jarang muncul dalam

produk akhir. Asam sulfat dipakai dalam pembuatan pupuk, plat timah, pengolahan minyak,

dan juga dalam pewarna tekstil.

1.1 Bahan Baku

a.

Katalis

Fungsi katalis dalam setiap reaksi katalitik adalah meningkatkan laju reaksi. Katalis

konversi sulfur dioksida ini biasanya terdiri dari tanah diatomea , yang disusupi

dengan lebih dari 7 % V2O5 katalis komersial mengandung garam kalium ( sulfat ,

pirosulfat dan sebagainya ) disamping V2O5. Pada suhu operasi pewaris aktif ialah

garam lebur yang terdapat pori – pori pelet silika.

Katalisator yang dapat digunakan untuk reaksi pembentukan belerang trioksida antaralain Pt, V2O5, Fe2O3, Cr 2O3, Mn2O3 dan Mn3O4.katalisator yang baik adalah Pt dan

V2O5, tapi yang paling banyak dipakai adalah Vanadium Pentaoksida, karena :

• V2O5 lebih murah harganya

• Pt lebih sensitiv terhadap racun

• V2O5 daya tahannya terhadap suhu tinggi lebih baik

• Konversi relatif lebih tinggi



b.

Sulfur

Belerang merupakan salah satu bahan dasar yang paling penting dalam industri

pengolahan kimia . Bahan ini terdapat di alam dalam wujud bebas dan dalam keadaan

senyawa pada bijih – bijih seperti pirit ( FeS2 ) , Sfalerit ( ZnS ) dan Kalkopirit (

CuFeS2 ) . Bahan ini juga terdapat di dalam minyak dan gas bumi ( sebagai H2S ).

Penggunaannya yang terbesar adalah dalam pembuatan asam sulfat.

Sifat-sifat kimia sulfur :

1. Dengan udara membentuk sulfur dioksida

Reaksi : S + O2 → SO2

2. Dengan asam klorida dan katalis Fe akan menghasilkan hidrogensulfida.

c.

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)

d.

Air Proses (H2O)

Fase : cair

Berat molekul : 18 g/gmol

Berat jenis : 1 gr/cc (25°C)

Kekentalan : 1 cp (25°C)

http://3.bp.blogspot.com/-ssZEErMSTUM/TaRaN7JxJuI/AAAAAAAAAEU/wJDougBxZ2E/s1600/table+1+as+sulfat.bmp



e.

Sulfur dioksida

Sifat-sifat fisika sulfur dioksida ditunjukkan pada tabel berikut ini

Sifat kimia sulfur dioksida :

1. Dengan klorin dan air membentuk asam klorida dan asam lainnya.

Reaksi : Cl2 + 2H2O + SO2↔ 2HCl + H2SO4

2. Dengan hidrogen sulfida membentuk air dan sulfur

Reaksi : 2H2S + SO2↔ 2H2O + 3S

f.

Sulfur Trioksida

Sifat kimia sulfur trioksida :

http://4.bp.blogspot.com/-zmnnRhs3tCk/Taqsv5-wBPI/AAAAAAAAAEk/hE0xeDpnqH4/s1600/tabel+3+as+sulfat.bmp

http://2.bp.blogspot.com/-9kB9AqIeyUc/TaqrmdfIHmI/AAAAAAAAAEc/4_EO7pLq9fA/s1600/table+2+as+sulfat.bmp



1. Dengan air membentuk asam kuat

Reaksi : SO3 + H2O → H2SO4

2. Dengan udara lembab sulfur trioksida membentuk uap putih tebal

dengan bau yang menyengat.

1.2.Fungsi Asam Sulfat

Di bidang industri, asam sulfat merupakan produk kimia yang paling banyak

dipakai, sehingga memperoleh julukan the lifeblood of industry. Asam sulfat

penting sekali terutama dalam produksi:

• Pupuk

• Kilang minyak

• Serabut buatan

• Bahan kimia industri

• Plastik

• Pharmasi

• Baterai

• Bahan ledak

1.3.Synthesis Steps

Proses kontak adalah metode untuk memproduksi asam sulfat. Proses kontak adalah standar

industri untuk produksi bahan kimia asam sulfat dalam pemurnian dan volume yang

dibutuhkan untuk pembuatan berbagai produk mulai dari baterai sampai produksi pupuk.

Penggunaan Proses kontak dimulai sejak pertengahan abad 19, ketika ahli kimia Inggris

pertama kali berusaha mengembangkannya untuk memenuhi kebutuhan pertumbuhan revolusi

industri. Setelah produksi dilakukan dalam skala besar di pabrik kimia, asam sulfat siap untuk

dikirim ke produsen dan fasilitas lainnya.



Gambar 1. Proses Kontak

Ada empat tahap dalam produksi asam sulfat dengan proses kontak. Yang pertama melibatkan

produksi sulfur dioksida, seringkali dengan pembakaran tinggi oksigen. Pada langkah kedua,

lebih banyak oksigen ditambahkan bersama dengan vanadium oksida, yang bertindak sebagai

katalis untuk membuat sulfur trioksida pada langkah berikutnya. Hal ini menciptakan senyawa

yang dikenal sebagai oleum yang dapat dicampur dengan air untuk membuat asam sulfat di

langkah terakhir. Proses berikutnya adalah melarutkan belerang trioksida yang ada dengan

sulfit sehingga menghasilkan asam pirosulfat. Langkah terakhir adalah mereaksikan asam

pirosulfat dengan air untuk membentuk asam sulfat pekat.

Perusahaan dapat menggunakan proses ini untuk menghasilkan volume yang sangat besar akan

asam sulfat. Para engineer secara ketat mengontrol kondisi untuk menjaga bahan kimia semurni

mungkin. Kontaminasi dapat mempengaruhi proses kontak atau membuat masalah dengan

bahan kimia setelah produk selesai dibuat. Untuk tujuan kontrol kualitas, perusahaan dapat

secara periodik mengambil sampel dari batch asam sulfat dan mengujinya untuk mengetahui

apakah produk yang dihasilkan bebas dari kontaminan dan siap untuk digunakan ataukah perlu

diolah lagi.

Asam sulfat yang hendak diproduksi ini bisa saja berbahaya jika penanganannya tidak tepat.

Teknisi perlu waspada selama proses kontak dan asam sulfat harus diproduksi dengan standar

safety yang memadai untuk menghindari cedera. Mereka menggunakan wadah reaktif untuk

membatasi risiko masalah selama pemrosesan dan pengiriman, dan untuk memastikan bahwa

bahan kimia tersebut akan tiba dengan selamat sampai tujuan. Untuk pengiriman yang sangat

besar, perusahaan dapat mengisi truk tangki atau kereta api.



Dasar-dasar proses kontak tetap konsisten seperti yang dijelaskan di atas, tetapi masing-masing

pabrik dapat merekayasa sedikit prosesnya. Hal ini dimungkinkan untuk menggunakan katalis

yang berbeda, dan ada beberapa cara untuk menghasilkan sulfur dioksida yang pertama.

Perusahaan juga perlu mempertimbangkan isu-isu seperti potensi pencemaran. Tumpahan

bahan kimia selama proses ini dapat mengakibatkan konsekuensi kerusakan lingkungan atau biaya pembersihan, atau paparan tuntutan hukum dari anggota masyarakat yang terluka oleh

bahan kimia. Tindakan seperti penyaringan air limbah dan kontrol ketat dari fasilitas industri

pembuatan asam sulfat dapat membantu membatasi polusi dan menjaga masyarakat sekitar dari

polutan yang berbahaya karena sifat asam sulfat yang bersifat karsinogenik, korosif, iritan, dan

oxidizing seperti pada data Material Safety Data Sheet (MSDS) berikut:



Bahan baku asam sulfat sendiri adalah gas SO2 yang diperoleh dengan cara pemanggangan pirit

atau pembakaran arang. Reaksinya adalah sebagai berikut :

4 FeS2 + 11 O2 2 Fe2O3 + 8 SO2 .............................................................................. (1)

atau;

S + O2 SO2 (H = +70,92 kCal) ...................... ..................... ..................... ............... (2)

2SO2 + O2 2SO3 (H = -98kJ) .................................................................................. (3)

Gas belerang dioksida yang sudah terbentuk kemudian dicampur dengan udara dan dialirkan

pula katalisator untuk proses kontak yaitu vanadium oksida (V2O5) pada suhu sekitar 400oC

untuk suhu optimumnya. Di dalam tanur kontak, gas SO2 dan O2 diinjeksikan ke dalam tanur

hingga terjadi kontak dengan lempeng-lempeng yang dilapisi V2O5 atau serbuk yang dilapisi

V2O5 dalam tanur tersebut sebagai zat yang dikontakkan. Itulah mengapa reaksi ini disebut

sebagai proses kontak. Proses kontak yang berjalan tidak ramah lingkungan, biasanya akan

menghasilkan polutan berupa gas SO2 yang berbahaya dan dapat menghasilkan hujan asam.

Berikut adalah ilustrasinya:

Gambar 2. Ilustrasi Proses Kontak Pembuatan H2SO4



Dalam rekasi pembuatan asam sulfat ini, V2O5 tidak hanya bertindak sebagai katalis reaksi,

tetapi juga bertindak sebagai oksidator. Oleh karenanya, dalam proses kontak V2O5 disebut

bertindak sebagai katalis oksidator. Gas SO3 yang dihasilkan kemudian dialirkan ke dalam

larutan asam sulfat encer, sehingga terjadi asam pirosulfat atau oleum. Reaksnya adalah:

SO3 + H2SO4 H2S207 .................................................................................................. (4)

Dengan menambahkan air ke dalam campuran ini, diperoleh asam sulfat pekat dengan

kemurnian hingga 98%. Reaksinya sebagai berikut:

H2S2O7 + H2O 2H2SO4 .............................................................................................. (5)

1.4.Perhitungan

Jika kita gunakan data produksi tahunan dari PT. Petrokimia Gresik yang memiliki kapasitas

produksi asam sulfat sebesar 570.000 ton per tahun, maka dapat kita buat perhitungan bahan

baku, produk, dan limbahnya dengan salah satu azas di dalam teknik kimia yaitu neraca massa.

Jika diinginkan produk yang demikian, maka dengan mengasumsikan bahwa proses berjalanideal sesuai dengan reaksi yang ada dan konversi bahan bakunya cukup baik, maka jumlah

belerang murni sebagai bahan baku utama adalah di atas 570.000 ton per tahunnya.

Di dalam dunia industri sebenarnya, kemurnian asam sulfat yang didapatkan berkisar di angka

98%. Seperti pabrik asam sulfat yang dimiliki oleh PT. Petrokimia Gresik. Pabrik asam sulfat

yang telah beroperasi sejak tahun 1985 ini memiliki kapasitas produksi hingga 570.000 ton

asam sulfat per tahunnya (sumber : petrokimia-gresik.com). Adapun rancangan pabrik asam

sulfat ini dinilai lebih menguntungkan bagi dunia industri karena diperoleh asam sulfat dengan

kemurnian tinggi namun dengan modal yang tidak setinggi dengan cara proses kamar timbal

(load chamber) karena pada proses kontak tidak diperlukan tekanan yang tinggi. Walaupunsebenarnya penggunaan tekanan besar akan menguntungkan proses pembentukan SO3 yang

mana menjadi tahap terpenting pada pembuatan asam sulfat, tetapi penambahan tekanan

ternyata tidak diimbangi penambahan hasil yang memadai. Rancangan pabrik kimia asam

sulfat dapat dilihat pada gambar berikut (milik PT. Dunia Kimia Utama)



Gambar 3. Flow Diagram Proses Kontak Pembuatan H2SO4



Sumber Pustaka

- www.en.wikipedia.org/sulphuricacid, Proses Kontak , diakses tanggal 4 September

2015, pukul 13.01 WIB

- www.petrokimia-gresik.com, Produksi Asam Sulfat , diakses tanggal 4 September

2015, pukul 13.07 WIB

-

Budhijanto, Bahan Kuliah 1 Proses Industri Kimia.

- Kobe, K.A., 1957, Inorganic Process Industries, The MacMillan Company, New York.

http://www.en.wikipedia.org/sulphuricacid





http://www.petrokimia-gresik.com/




tugas pik-1 2 sangga hadi pratama h2so4-kontak

Documents