BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Perkembangan Industri kimia di Indonesia mengalami kenaikkan setiap tahunnya baik secara kuantitas maupun kualitasnya. Hal ini menyebabkan kebutuhan akan bahan baku atau bahan penunjang mengalami peningkatan. Seperti asam sulfat setiap tahunnya mengalami peningkatan dalam impor dan menurun dalam ekspor.
Asam sulfat adalah bahan penunjang yang sering digunakan dalam industri kimia. Contoh beberapa bidang industri yang menggunakan asam sulfat, antara lain untuk industri textile, baterai, zat warna, farmasi (H2SO4 dengan kadar tinggi), pupuk
(pembuatan super posfat dan ammonium sulfat), baja (H2SO4 dengan kadar rendah),
dan untuk bahan kimia seperti oksidator, solven, katalis.
pendirian pabrik asam sulfat ini akan membuka lapangan kerja baru, sehingga mengurangi masalah pengangguran.
B. Prediksi Kapasitas
Meningkatnya kebutuhan akan impor Asam Sulfat di Indonesia sekarang ini, maka pendirian pabrik Asam Sulfat diharapkan dapat mengurangi permintaan impor Asam Sulfat . Oleh karena itu, penentuan kapasitas pabrik didasarkan pada:
1. Ketersediaan bahan baku
Bahan baku pembuatan asam sulfat dapat diperoleh dari kawah pegunungan Situbondo Jawa Timur.
2. Pabrik yang sudah berdiri :
a. PT. Liku Telaga di Gresik Jatim, kapasitas produk 325.000 ton/tahun. b. PT. Petrokimia Gresik Jatim, kapasitas produk 678.000 ton/tahun.
c. PT. Aktif Indo Indah di Rungkut Surabaya, kapasitas produk 15.000 ton/tahun.
d. PT. Budi Acid Jaya di Lampung Utara, kapasitas produk 60.000 ton/tahun. e. PT. Indoesian Acids Industry di Jakarta Timur, kapasitas produk 82.500
ton/tahun
Tabel I.1. Data impor asam sulfat
Tahun Jumlah (kg) 2008 66.911.030 2009 95.444.696 2010 118.138.629 2011 158.137.521 2012 447.420.207
2008 2009 2010 2011 2012
0 50000000 100000000 150000000 200000000 250000000 300000000 350000000 400000000 450000000 500000000
f(x) = 63306680.51x R² = 0.87
Gambar I.1. Grafik perbandingan data impor asam sulfat 2008-2012 Kebutuhan untuk 10 tahun mendatang :
Y = 6. 107 X
Dimana Y = jumlah (kg) X = tahun
Jadi, ditahun 2022 = 6. 107 x 15 ( tahun 2022 adalah tahun ke 15 dari tahun 2008 ) = 900.000.000 kg
mendatang. Kapasitas prarancangan pabrik Asam Sulfat diambil sebesar 100.000 ton/tahun. Kapasitas produksi dirancang dengan pertimbangan, sebagai berikut :
1. Kebutuhan Asam Sulfat dalam negeri
Untuk memenuhi kebutuhan Asam Sulfat di Indonesia yang selama ini masih mengimpor dari luar negeri dan selalu mengalami peningkatan tiap tahunnya. 2. Kapasitas produksi yang sudah ada
Di Indonesia sampai saat ini sudah ada pabrik Asam Sulfat yang berdiri, namun belum mampu memenuhi permintaan lokal yang terus meningkat.
Dengan didirikannya pabrik Asam Sulfat ini diharapkan akan membawa dampak positif bagi kamajuan bangsa Indonesia, antara lain:
1. Mengurangi impor Asam Sulfat yang berarti menghemat devisa Negara 2. Membuka lapangan kerja baru.
3. Mendorong berdirinya pabrik-pabrik kimia yang menggunakan bahan baku Asam Sulfat.
C. Tinjauan Pustaka
1. Proses Produksi a. Asam Sulfat
keberadaan air (oksidasi asam sulfit). Asam sulfat terbentuk secara alami melalui oksidasi mineral sulfida, misalnya besi sulfida. Air asam ini mampu melarutkan logam-logam yang ada dalam bijih sulfida, yang akan menghasilkan uap berwarna cerah yang beracun. Asam sulfat dipakai dalam pembuatan pupuk, plat timah, pengolahan minyak, dan dalam pewarna tekstil.
b. Tinjauan Berbagai Proses - Proses Kamar Timbal
Pada proses kamar timbal KNO3 mengoksidasi S menjadi SO3 , berikut
reaksinya :
6 KNO3(s) + 7 S(s) ---> 3 K2S + 6 NO(g) + 4 SO3(g)
Ketika SO3 bereaksi dengan air akan terbentuk asam sulfat, reaksinya
sebagai berikut :
SO3(g) + H2O(l) ---> H2SO4(aq)
Proses untuk merecovery nitrogen pada nitrogen monoksida dan merecyclenya untuk mengantikan KNO3 sebagai sumber untuk nitrogen.
4 NO(g) + O2(g) + 2 H2O(l) ---> 4 HNO2(l)
4 HNO2(l) + 2 SO2(g) ---> 2 H2SO4(aq) + 4 NO(g)
Gas SO2 dan NO dimasukkan ke menara Glover bersamaan dengan
gas-gas dari menara Gay Lussac, gas-gas yang keluar dari menara Glover dimasukkan ke dalam kamar timbal dan disemprotkan dengan air sehingga menghasilkan asam sulfat 60-67%. Asam ini sebagian dimasukkan ke dalam menara Gay Lussac untuk menyerap gas-gas NO dan NO2 (katalisator). Menara Gay Lussac
berfungsi untuk memungut kembali katalisator gas NO dan NO2 di kamar
timbal dengan menggunakan asam sulfat 67%. Menara Glover bertugas memekatkan hasil asam sulfat dari kamar timbal.
( Rudolp Norris Shreve ) - Proses Kontak
Proses kontak sekarang telah banyak mengalami penyempurnaan dalam rinciannya dan dewasa ini telah menjadi suatu proses industri yang murah, kontinyu dan dikendalikan otomatis. Proses kontak dengan katalis hidrogen biasanya berupa zat padat, antara lain Pt, V2O5 dan Fe2O3. Katalis ini
berpori-pori sehingga cocok untuk pembuatan asam sulfat, karena memiliki bidang kontak yang besar. Udara yang digunakan untuk membakar belerang dibersihkan dahulu dengan asam sulfat dalam menara absorber, hasil pembakaran dibersihkan dalam Waste Heat Boiler kemudian dimasukkan ke dalam konverter bersama O2, gas hasil konverter atau reaktor dimasukkan ke
- Proses Wet Sulfuric Acid (WSA)
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 industri dimana penghilangan sulfur dibutuhkan. Proses WSA 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 dari Sour Water Stripper (SWS gas)
Off-gas dari Rectisol Heavy residue
Reaksi utama pembentukan Asam sulfat dengan WSA adalah: 1. Pembakaran : H2S + 1,5 O2 →H2O + SO2
2. Oksidasi : SO2 + 0,5 O2 ↔ SO3 (katalis Vanadium Pentaoksida) 3. Hidrasi : SO3 + H2O → H2SO4 (g)
4. Kondensasi : H2SO4 (g) → H2SO4 (l)
C. Pemilihan proses
1. Peninjauan proses berdasar : - Ekonomi (Potensial Ekonomi).
Reaksi dari proses kamar timbal :
4 NO(g) + O2(g) + 2 H2O(l) ---> 4 HNO2(l)
Reaksi Total : O2 + 2SO2 + 2H2O 2 H2SO4
Potensial ekonomi (PE) dari proses kamar timbale sebagai berikut :
Tabel I.2 Data perhitungan potensial ekonomi untuk proses kamar timbal
Berdasarkan data dari tabel I.1, maka diperoleh perhitungan PE sebagai berikut : PE = Nilai Produk – Biaya Bahan baku
= 162,3822 –25,6251 = 136,7571 US $/kgmol
Reaksi dari proses kontak :
S + O2 SO2
SO2 + ½ O2 SO3
SO3 + H2O H2SO4
Reaksi Total : S + O2 + H2O H2SO4
Potensial ekonomi (PE) dari proses kontak sebagai berikut :
Tabel I.3 Data perhitungan potensial ekonomi untuk proses kontak
Berdasarkan data dari tabel I.2, maka diperoleh perhitungan PE sebagai berikut : PE = Nilai Produk – Biaya bahan baku
No .
Komponen BM Harga (US $) BM . Harga
1. Udara 15,884 0 0
2. SO2 64,0628 0,4 25,6251
3. Asam sulfat 98,0576 1,6559 162,3822
No .
Komponen BM Harga (US $) BM . Harga
1. Sulfur 32,064 0,0631 2,0232
2. Udara 15,884 0 0
= 160,359 US$/ kgmol Reaksi dari WSA
H2S + 1,5 O2 →H20 + SO2 SO2 + 0,5 O2 ↔ SO3 SO3 + H20 → H2SO4 (g) H2SO4 (g) → H2SO4 (l)
Reaksi total : H2S + 1,5 O2 H2SO4 (l)
Tabel I.4 Data perhitungan potensial ekonomi untuk proses WSA
No Komponen BM Harga (US $) BM . Harga
1. Hidrogen Sulfida 33,071 9
0 0
2. Udara 15,884 0 0
3. Asam Sulfat 98,057 6
1,6559 162,3882
Berdasarkan dari tabel I.3 , maka diperoleh perhitungan PE sebagai berikut :
PE = Nilai produk – Biaya bahan baku
= 162,3882 – 0 (karena bahan baku berasal dari gas sisa pabrik) = 162,3382 US$/kgmol
- Teknik
Tabel I.5 Peninjauan berdasarkan teknik
No. Pertimbangan Proses Kontak Proses Kamar Timbal Proses WSA 1 Bahan Baku Sulfur dan udara
**** SO2 *** dan Udara
H2S dan Udara
****
2 Fase Gas-Gas
** Gas-gas** Gas-gas**
- Temperature
- Tekanan
370 - 560 °C *** 1 atm **** 70-100 °C **** 1 atm **** 420-440 °C *** 1 atm ****
4 Katalis V2O5
****
NO dan NO2
***
V2O5
****
5 Konversi 98,5 % - 99%
*****
77 % - 79% ***
99% *****
6 Reaksi Reversible
*** Irreversible**** Reversibel***
7 Produk Asam sulfat (pekat)
**** Asam sulfat (kurangpekat)
***
Asam sulfat (pekat) ****
8 Ekonomi
Potensial 160,359US$/kgmol
****
136,7571 $/kgmol
*** 162,3382 S$/kgmol****
Jumlah 32 30 32
Keterangan : * = sangat buruk ** = buruk
*** = kurang bagus **** = bagus
***** = sangat bagus
Dari tinjauan secara teknis dan potensial ekonomi, kami memilih pembuatan asam sulfat dari sulfur dan udara dengan katalis V2O5 dengan pertimbangan sebagai
berikut :
1. Bahan baku lebih murah dan lebih mudah diperoleh.
2. Katalis memiliki daya tahan terhadap suhu tinggi lebih baik 3. Konversi yang diperoleh lebih besar.
