TUGAS PRODUKSI BERSIH

FLOWSHHET DAN REAKSI H2S MENJADI SULFUR

disusun untuk memenuhi salah satu tugas Produksi Bersih pada semester V Program Studi D4 Teknik Kimia Produksi Bersih

Dosen Pebimbing

Mukhtar Ghozali, Ir., MSc

Oleh

Nisa Mardiyah NIM 131424018

3A TKPB

JURUSAN TEKNIK KIMIA

POLITEKNIK NEGERI BANDUNG

2015

Sulfur merupakan senyawa yang secara alami terkandung dalam minyak bumi atau gas,

namun keberadaannya tidak diinginkan karena dapat menyebabkan berbagai masalah,

termasuk di antaranya korosi pada peralatan proses, meracuni katalis dalam proses

pengolahan, bau yang kurang sedap, atau produk samping pembakaran berupa gas buang

yang beracun (sulfur dioksida, SO2) dan menimbulkan polusi udara serta hujan asam.

Berbagai upaya dilakukan untuk menyingkirkan senyawa sulfur dari minyak bumi, antara lain

menggunakan proses oksidasi, adsorpsi selektif, ekstraksi, hydrotreating, dan lain-lain. Sulfur

yang disingkirkan dari minyak bumi ini kemudian diambil kembali sebagai sulfur elemental.

Desulfurisasi merupakan proses yang digunakan untuk menyingkirkan senyawa sulfur dari

minyak bumi. Pada dasarnya terdapat 2 cara desulfurisasi, yaitu dengan :

1. Ekstraksi menggunakan pelarut, serta

2. Dekomposisi senyawa sulfur (umumnya terkandung dalam minyak bumi dalam

bentuk senyawa merkaptan, sulfida dan disulfida) secara katalitik dengan proses

hidrogenasi selektif menjadi hidrogen sulfida (H2S) dan senyawa hidrokarbon asal

dari senyawa belerang tersebut. Hidrogen sulfida yang dihasilkan dari dekomposisi

senyawa sulfur tersebut kemudian dipisahkan dengan cara fraksinasi atau

pencucian/pelucutan.

Akan tetapi selain 2 cara di atas, saat ini ada pula teknik desulfurisasi yang lain yaitu

bio-desulfurisasi. Bio-desulfurisasi merupakan penyingkiran sulfur secara selektif dari

minyak bumi dengan memanfaatkan metabolisme mikroorganisme, yaitu dengan mengubah

hidrogen sulfida menjadi sulfur elementer yang dikatalis oleh enzim hasil metabolisme

mikroorganisme sulfur jenis tertentu, tanpa mengubah senyawa hidrokarbon dalam aliran

proses. Reaksi yang terjadi adalah reaksi aerobik, dan dilakukan dalam kondisi lingkungan

teraerasi. Keunggulan proses ini adalah dapat menyingkirkan senyawa sulfur yang sulit

disingkirkan, misalnya alkylated dibenzothiophenes. Jenis mikroorganisme yang digunakan

untuk proses bio-desulfurisasi umumnya berasal dari Rhodococcus sp, namun penelitian lebih

lanjut juga dikembangkan untuk penggunaan mikroorganisme dari jenis lain.

Proses ini mulai dikembangkan dengan adanya kebutuhan untuk menyingkirkan

kandungan sulfur dalam jumlah menengah pada aliran gas, yang terlalu sedikit jika

disingkirkan menggunakan amine plant, dan terlalu banyak untuk disingkirkan menggunakan

scavenger. Selain untuk gas alam dan hidrokarbon, bio-desulfurisasi juga digunakan untuk

menyingkirkan sulfur dari batubara.

Proses Shell-Paques untuk Bio-Desulfurisasi Aliran Gas

Salah satu lisensi proses bio-desulfurisasi untuk aliran gas adalah Shell Paques dari

Shell Global Solutions International dan Paques Bio-Systems. Proses ini sudah diterapkan

secara komersial sejak tahun 1993, dan saat ini kurang lebih terdapat sekitar 35 unit bio-

desulfurisasi dengan lisensi Shell-Paques beroperasi di seluruh dunia.

Proses ini dapat menyingkirkan sulfur dari aliran gas dan menghasilkan hidrogen

sulfida dengan kapasitas mulai dari 100 kg/hari sampai dengan 50 ton/hari, menggunakan

mikroorganisme Thiobacillus yang sekaligus bertindak sebagai katalis proses bio-

desulfurisasi.

Dalam proses ini, aliran gas yang mengandung hidrogen sulfida dilewatkan pada

absorber dan dikontakkan pada larutan soda yang mengandung mikroorganisme. Senyawa

soda mengabsorbi hidrogen sulfida, dan kemudian dialirkan ke bioreaktor THIOPAQ berupa

tangki atmosferik teraerasi dimana mikroorganisme mengubah hidrogen sulfida menjadi

sulfur elementer secara biologis dalam kondisi pH 8,2-9. Sulfur hasil reaksi kemudian

melalui proses dekantasi untuk memisahkan dengan cairan soda. Cairan soda dikembalikan

ke absorber, sedangkan sulfur diperoleh sebagai cake atau sebagai sulfur cair murni. Karena

sifatnya yang hidrofilik sehingga mudah diabsorpsi oleh tanah, maka sulfur yang dihasilkan

dari proses ini dapat juga dimanfaatkan sebagai bahan baku pupuk.Tahapan reaksi bio-

desulfurisasi dapat digambarkan sebagai berikut :

Absorpsi H2S oleh senyawa soda

Pembentukan sulfur elementer oleh mikroorganisme

Flowsheet Proses Shell-Paques untuk Bio-Desulfurisasi Aliran Gas

Gambar 1. Flowsheet Proses Shell-Paques

Gambar 2. Flowsheet Proses Shell-Paques

Keunggulan dari proses Shell-Paques adalah :

dapat menyingkirkan sulfur dalam jumlah besar (efisiensi penyingkiran hidrogen

sulfida dapat mencapai 99,8%) hingga menyisakan kandungan hidrogen sulfida yang

sangat rendah dalam aliran gas (kurang dari 4 ppm-volume)

pemurnian gas dan pengambilan kembali (recovery) sulfur terintegrasi dalam 1

proses- gas buang (flash gas/vent gas) dari proses ini tidak mengandung gas

berbahaya, sehingga sebelum dilepas ke lingkungan tidak perlu dibakar di flare. Hal

ini membuat proses ini ideal untuk lokasi-lokasi dimana proses yang memerlukan

pembakaran (misalnya flare atau incinerator) tidak dimungkinkan.

menghilangkan potensi bahaya dari penanganan solvent yang biasa digunakan untuk

melarutkan hidrogen sulfida dalam proses ekstraksi

sifat sulfur biologis yang hidrofilik menghilangkan resiko penyumbatan (plugging

atau blocking) pada pipa

Bio-katalis yang digunakan bersifat self-sustaining dan mampu beradaptasi pada

berbagai kondisi proses

Konfigurasi proses yang sederhana, handal dan aman (antara lain beroperasi pada

suhu dan tekanan rendah) sehingga mudah untuk dioperasikan

Proses Shell-Paques ini dapat diterapkan pada gas alam, gas buang regenerator amine,

fuel gas, synthesis gas, serta aliran oksigen yang mengandung gas limbah yang tidak

dapat diproses dengan pelarut.

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. Proses Pengolahan Minyak Bumi. http://dokumen.tips/download/link/proses-

pengolahan-minyak-bumi-5597967fb5f60. [Diakses 29 September 2015]

Anonim. Minyak Bumi dan Gas Alam.

http://kimia.upi.edu/utama/bahanajar/kuliah_web/2008/Riski%20Septiadevana

%200606249_IE6.0/halaman_15.html. [Diakses 29 September 2015]

Anonim. Shell and Paques start joint venture for marketing thiopaq bio-desulphursation

technology. http://www.dutchwatersector.com/news-events/news/582-shell-and-

paques-start-joint-venture-for-marketing-thiopaq-bio-desulphurisation-

technology.html. [Diakses 29 September 2015]

Anonim. Thiopaq O&G Process Description. http://www.paqell.com/thiopaq/process-

description/. [Diakses 29 September 2015]