tugas pik-1_3_sangga hadi pratama_h2so4-kamar timbal

8/19/2019 Tugas Pik-1_3_sangga Hadi Pratama_h2so4-Kamar Timbal

1/11

TUGAS PIK 3

PROSES KAMAR TIMBAL PADA PRODUKSI H2SO4

(TUGAS PIK-1_3_SANGGA HADI PRATAMA_H 2 SO4-KAMAR TIMBAL)

Disusun oleh:

Sangga Hadi Pratama

14/367126/TK/42362

Departemen Teknik Kimia

Fakultas Teknik

UNIVERSITAS GADJAH MADA

1.

Asam Sulfat


2/11

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

ini larut dalam air pada semua kepekatan. Asam sulfat mempunyai banyak kegunaan, termasukdalam 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 kuatdan 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 dalam

pewarna tekstil.

Asam sulfat merupakan komoditas kimia yang sangat penting, , produksi asam sulfat suatu

negara merupakan indikator yang baik terhadap kekuatan industri negara tersebut. Kegunaan asamsulfat, yaitu:

A. 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 juga trinatrium fosfat untuk deterjen.

B. Asam sulfat digunakan dalam jumlah yang besar oleh industri besi dan baja untuk

menghilangkan oksidasi, karat, dan kerak air sebelum dijual ke industri otomobil.

C. 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 pulpmenjadi 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

D. 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.

Asam Sulfat dapat diperoleh melalui proses kamar timbal timbal. Proses kamar timbal

menggunakan bahan baku dalam proses ini sama seperti pada proses kontak yaitu gas SO2.

Katalis yang digunakan pada proses ini ialah gas NO dan NO2. Gas SO2, NO, NO2, dan uap air

dialirkan ke dalam ruang yang bagian dalamnya dilapisi Pb (timbal) kemudian diubah menjadi

HNO3. Sedangkan asam nitrat akan dialirkan kembali ke menara glover dan seterusnya. Asam

sulfat yang terbentuk akan dialirkan ke bak penampungan.


3/11

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

Pada proses kamar timbal, katalis yang digunakan adalah NO3

yang merupakan hasiloksidasi dari NH3 menurut reaksi berikut:

2 NH3 + 3 O2 2 NO3 + 3 H2 (endotermis)

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.


4/11

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)

e. Sulfur dioksida

Sifat-sifat fisika sulfur dioksida ditunjukkan pada tabel berikut ini

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


5/11

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 :

1. Dengan air membentuk asam kuat

Reaksi : SO3 + H2O → H2SO4

2. Dengan udara lembab sulfur trioksida membentuk uap putih tebal

dengan bau yang menyengat.

http://4.bp.blogspot.com/-zmnnRhs3tCk/Taqsv5-wBPI/AAAAAAAAAEk/hE0xeDpnqH4/s1600/tabel+3+as+sulfat.bmphttp://2.bp.blogspot.com/-9kB9AqIeyUc/TaqrmdfIHmI/AAAAAAAAAEc/4_EO7pLq9fA/s1600/table+2+as+sulfat.bmp


6/11

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 Kamar Timbal


7/11

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 bahankimia 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. Berikut adalah reaksinya

(1) Pembakaran belerang menjadi SO2.

S(s) + O2(g) → SO2(g)

2) Gas SO2 dioksidasi dengan katalis NO3 sebagai pembawa oksigen dalam air yang dihasilkan darioksidasi NH3 :

SO2(g) + NO3(g) + H2O( l ) → H2SO4(s) + NO2(g)

NO yang terbentuk bereaksi dengan oksigen membentuk NO2 kembali

2 NO2(g) + ½ O2(g) → 2NO3(g)


8/11

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:


9/11

Gambar 2. Ilustrasi Proses Kamar Timbal Pembuatan H2SO4

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 berjalan ideal

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. Walaupun sebenarnya penggunaan tekanan


10/11

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)


11/11

Sumber Pustaka

- www.en.wikipedia.org/sulphuricacid, Proses Kontak, diakses tanggal 24 September 2015,pukul 13.01 WIB

- www.petrokimia-gresik.com, Produksi Asam Sulfat , diakses tanggal 24 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/sulphuricacidhttp://www.petrokimia-gresik.com/http://www.petrokimia-gresik.com/http://www.en.wikipedia.org/sulphuricacid

tugas pik-1_3_sangga hadi pratama_h2so4-kamar timbal

Documents