KIMIA ORGANIK II
SINTESIS ASAM SULFAT
NAMA : RUMBIA LIMAU
NPM : 408201230168 KELAS : B3 – AMBON
SEMESTER : 3
Dosen Pengampuh : Nurhidayah M.Far
A. Pengertian Asam sulfat (H2SO4) :
Asam Sulfat ( H2SO4) merupakan asam mineral (anorganik) yang kuat yang mana ia berbentuk cairan yang bersifat korosif, tidak berwarna tidak berbau, sangat reaktif, dan mampu melarutkan berbagai logam.
Zat ini digunakan sebagai bahan untuk pembuatan garam-garam sulfat dan untuk sulfonasi, tetapi lebih sering lagi dipakai terutama karena merupakan asam anorganik yang kuat dan murah. Asam sulfat (H2SO4) dapat dibuat dari balerang (S), pyrite (FeS), dan juga beberapa sulfit logam (CuS, ZnS, NiS). Pada umumnya asam sulfat diproduksi dengan kadar 78 – 98% serta bermacam-macam konsentrasi.
*B. Reaksi SO2 menjadi SO3, adalah suatu reaksi eksotermik yang dapat balik.
Tetapan keseimbangan untuk reaksi ini dihitung dari tekanan bagian sesuai dengan hokum aksi massa dan dapat dinyatakan sebagai:
Nilai Kp telah ditentukan dari percobaan dan nilai ini atas dasar P dalam atmosfer.
B. Proses proses pembuatan Asam Sulfat dilakukan dengan cara:
a. Pembakaran b. Oksidasi
C. Menaikan Tekanan d. Absorber
e. Penguapan
Proses yang dilakukan melalui 3 tahapan, yaitu:
1. Pembakaran Sulfur
Proses produksi asam sulfat di awali dengan peleburan sulfur (S) yang digunakan
sebagai bahan baku utama dengan menggunakan steam yang dialirkan pada coil-coil di Sulfur Melter pada tekanan 4 Kg/cm². Kemudian sulfur cair dipompakan dari Sulfur
Melter melalui pipa- pipa dan disemprotkan ke dalam Furnace. Di dalam Furnace terjadi pembakaran belerang dengan udara.
Reaksi:
S( g )+O2( g )→SO2 ( g )
2. Oksidasi Katalitik SO, Menjadi SO, dengan bantuan Katalis
Dari Hot Gas Filter aliran gas masuk ke Converter. Converter ini terdiri dari empat bed katalis V:Os. Aliran gas masuk ke setiap bed diatur pada temperature 425-440°C.
Dengan bantuan katalis ini aliran gas tersebut (SO₂) diubah menjadi gas SO,. Reaksi ini merupakan reaksi eksoterm sehingga gas tersebut harus didinginkan pada tahap-tahap katalis. Aliran gas keluar bed I dan bed II didinginkan dalam 1" and 2nd Heat
Exchanger. Sedangkan aliran gas dari bed III langsung masuk ke bed IV karena perbedaan temperature gas keluar dan bed III dan bed IV sudah kecil.
Reaksi: SO2 ( g ) + 1/20 ( g )→SO3 ( g )
Dari converter aliran gas SO, masuk ke dalam SO, Cooler A untuk didinginkan.
Kemudian didinginkan lebih lanjut ke SO, Cooler B setelah itu aliran gas tersebut masuk ke Absorbing Tower.
3. Absorbsi Gas SO
Di Absorbing Tower terjadi proses penyerapan gas SO, dengan menggunakan sirkulasi asam sulfat dengan konsentrasi 98-99% yang diatur di AT Pump Tank. Asam resirkulasi
tersebut kemudian diencerkan dengan menambahkan air dan setelah itu baru dialirkan kembali ke dalam AT Pump Tank. Asam sulfat yang dihasilkan pada AT Pump Tank
setelah mencapai level maksimum yang ditentukan, kemudian ditransfer dan ditampung di Sulphuric Acid Storage Tank.
Reaksi yang terjadi di absorbing tower yaitu:
Reaksi : SO3 (g) + H2SO4(1)→H2SO4SO3 ( aq ) H2SO4.SO3 ( aq ) +H2O → 2H2SO4 (aq)
* PERALATAN YANG DIGUNAKAN *
Peralatan yang digunakan dalam proses pembuatan asam sulfat adalah 1. Sulfur Melter
Fungsinya sebagai tempat pencairan atau peleburan belerang dengan bantuan panas steam pada coil.
2. Pompa Sulfur
Fungsinya sebagai pengalir sulfur cair ke furnace. Pompa ini mempunyai pipa-pipa
penyaluran luar bermantel uap, sehingga belerang tidak menjadi dingin dan membeku, karena titik lebur belerang adalah 115°C.
3. Main Blower
Fungsinya sebagai penyuplai udara untuk proses pembakaran ke furnace. Main blower yang digunakan adalah tipe turbo fun dengan kapasitas 117 m³/menit dan tekanan operasi 1800 mmHg.
4. Drying Tower
Fungsinya sebagai unit proses tempat terjadinya pengeringan udara oleh sirkulasi asam sulfat (minimal 93%) dari DT Pump Tank. Drying Tower yang dipakai adalah tipe packed column dengan tinggi 8,254 m, diameter dalam 2,62 m dan diameter luar 2,86 m.
5. DT Pump Tank
Fungsinya sebagai tangki penampungan sirkulasi asam sulfat yang dari atau ke Absorbing Tower. DT pump tank yang digunakan mempunyai tinggi 1,8 m, diameter dalam 2,76 m. diameter luar 3 m dan kapasitas 8,8 m³/menit.
6. AT Pump Tank
Fungsinya sebagai tangki penampungan sirkulasi asam sulfat yang dari atau ke
absorbing tower dan juga sebagai tangki produksi, yaitu pengenceran (hidrasi) dengan air. AT Pump Tank yang digunakan mempunyai tinggi 1,8 m, diameter dalam 2,76 m, diameter luar 3m, dan kapasitas 8,8 m³/menit.
7. Furnace
Fungsinya sebagai tempat berlangsungnya proses pembakaran belerang cair dengan udara menjadi gas SO₂, Furnace yang dipakai berbentuk silinder mendatar dengan panjang 7,02 m, diameter luar 2,04 m dan diameter ruang bakar 1,65 m.
8. Boiler
Fungsinya sebagai tempat memproduksi steam. Boiler yang digunakan berbentuk silinder mendatar dengan dapur dan pipa-pipa api (fire tube). Boiler ini mempunyai panjang 4,6 m dan tekanan operasi 4 kg/cm².
9. Absorbing tower
Fungsinya sebagai unit proses terjadinya proses penyerapan gas SO, oleh sirkulasi asam sulfat (98,3%-99%) Absorbing Tower yang digunakan adalah tipe packed column dengan tinggi 8,875 m, diameter dalam 2,62 m dan diameter luar 2,86 m.
10. AT Pump
Fungsinya sebagai alat untuk memompakan sirkulasi asam sulfat dari AT Pump Tank ke Absorbing Tower. AT Pump yang digunakan mempunyai kecepatan putar 1450 Rpm dan kapasitas 1,2 m³/menit.
11. DT Pump
Fungsinya sebagai alat untuk memompakan sirkulasi asam sulfat dari DT Pump Tank ke Drying Tower. DT Pump yang digunakan mempunyai kapasitas 1,2 m³/menit.
12. Plug Valve
Fungsinya sebagai pengatur aliran gas dari furnace dan boiler.
13. Heat exchanger (on gas filter)
Fungsinya sebagai alat untuk mendinginkan aliran gas dari furnace dan boiler yang akan masuk ke converter. Heat exchanger yang digunakan adalah tipe shell and tube
dengan jumlah tube 109 buah dan panjang tube 2,47 m. Heat exchanger mempunyai tinggi 3 m dandiameter 1,40 m.
14. Gas filter
Fungsinya sebagai alat penyaring untuk aliran gas yang akan masuk ke converter. Gas filter mempunyai tinggi 1,53 m dan diameter 3,448 m.
15. Converter
Fungsinya sebagai unit proses berlangsungnya proses perubahan gas SO, menjadi gas SO dengan bantuan katalis vanadium pentaoksida. Converter yang digunakan
mempunyai jumlah bed 4 buah, tinggi 8,5 m, diameter dalam 2,76 m dan diameter luar 3,002 m.
16. 1st and 2nd Heat exchanger
Fungsinya sebagai tempat mendinginkan aliran gas yang keluar dari converter khususnya dari bed I dan bed II. Tipe yang digunakan adalah tipe shell and tube.
17. SO, Cooler
Fungsinya sebagai tempat pendingin aliran gas SO, yang akan masuk ke Absorbing Tower. Cooler yang dipakai adalah tipe shell and tube dengan tinggi 1,78 m.
18. Distributor
Fungsinya sebagai alat untuk menyebarkan aliran asam sulfat di dalam absorbing tower dan drying tower.
19. Cooling tower
Fungsinya sebagai tempat pendingin air yang keluar dari acid cooler.
20. Cooling water pump
Fungsinya sebagai alat untuk memompakan sirkulasi pendingin dari cooling water pit ke acid cooler.
21. Plate Heat exchanger (acid cooler)
Fungsinya sebagai unit mendinginkan sirkulasi asam sulfat dari AT/DT Pump Tank ke AT/DT. Plate heat exchanger (acid cooler) yang digunakan adalah tipe plate dengan tekanan operasi 5 kg/cm².
E. PRODUK YANG DIHASILKAN
Produk asam sulfat yang dihasilkan oleh PT. Dunia Kimia Utama memiliki k 98,5%. Sifat fisik asam sulfat yang dihasilkan yaitu :
Parameter Sifat Fisik Produk
*Bentuk * Cairan *Warna *Jernih
*Bau *Menyengat
* Titik Didih *340°C *Titik Leleh *10,49°C
Sedangkan sifat kimia asam sulfat yang dihasilkan yaitu:
Parameter Sifat Kimia Produk
*Rumus Molekul *H₂SO4
*BM *98,08 gr/mol
*Densitas *1,84 g/cm³
*Spgr *1,834
*Kelarutan *Larut dalam air dengan semua perbandingan
*Viskositas *26,7 cP (20 °C)
