© Manufacture of Sulfuric Acid from Sulfur and Air, (Pembuatan Asam Sulfat)

Asam sulfat adalah bahan kimia dasar yang banyak dipakai dalam industri kimia.  Dalam produksi pupuk, merupakan bahan perantara antara biji fosfat agar menjadi asam fosfat dan produk akhir seperti ammonium sulfat, campuran pupuk cair dan sebagainya.

            Dalam bidang teknologi kimia yang lain, asam sulfat merupakan bahan perantara dalam pembuatan senyawa ester ( esterifikasi ) , sebagai katalisator asam baik yang ikut bereaksi maupun tidak dalam pembuatan senyawa kimia lain. Diantaranya dalam reaksi alkilasi anilin dan pembentukan senyawa acrylamide.  Oleh karena itu pendirian pabrik asam sulfat  merupakan hal yang penting untuk mencukupi kebutuhan bahan baku tersebut.

REAKSI KIMIA

            Reaksi kimia untuk pembentukan asam sulfat melalui 3 tahapan reaksi sebagai berikut  :

            S       +       O₂     ===>    SO₂

SO₂   +  ½  O₂    ===>    SO₃

SO₃   +    H₂O    ===>    H₂SO₄

Reaksi pertama terjadi di dalam furnace dengan membakar belerang cair dengaan udara. Reaksi kedua terjadi di dalam reaktor dengan bantuan katalisator padat V₂O₅ dan bersifat eksotermis. Reaksi ketiga adalah proses penyerapan SO₃ dengan menggunakan air atau larutan asam sulfat encer dan bersifat eksotermis.

URAIAN PROSES

            Belerang padat diumpankan ke dalam bak pelebur sehingga mencair pada suhu sekitar 145°C kemudian diumpankan ke dalam furnace untuk direaksikan dengan oksigen dari udara sehingga terbentuk SO_2. Gas panas dari furnace diturunkan suhunya dengan dilewatkan ke dalam waste heat boiler sebelum diumpankan ke dalam reaktor. Di dalam reaktor fixedbed, gas SO₂ direaksikan dengan udara sehingga terbentuk senyawa SO_3. Hasil reaksi kemudian diumpankan ke dalam menara absorber untuk diserap oleh larutan asam sulfat 98 % sehingga terbentuk oleum 20 % yang kemudian diencerkan dengan air di tangki pengencer sehingga menjadi larutan asam sulfat 98 %. Selanjutnya produk ditampung di dalam tangki penampung.

Udara yang dipakai sebagai udara pembakar di furnace maupun di reaktor sebelumnya dikeringkan di  menara pengering sehingga kandungan uap air yang terikut dalam udara umpan akan sekecil-kecilnya.

PEFD Manufacture of Sulfuric Acid from Sulfur and Air

DATA UNTUK REAKTOR

Jenis: Reaktor FixedBed Adiabatis

·      Kondisi operasi

                   Suhu                  :  330 - 450°C

                   Tekanan             :  ± 1.9 atm

                   Sifat reaksi         :  eksotermis

                   Kondisi proses    :  non adiabatis-non isotermal dengan pendingin Dowterm A

·      Katalisator

                   Jenis                     :  V₂O₅ (vanadium pentaokside)

                   Bentuk                  :  silinder

                   Ukuran                  :  0.22 in x 0.40 in            

                   Bulk density,    ρB  :  0.576 gr/m³  

                   Particle density,ρp  :  1.173 gr/m³

                   Void space             :  0.51

     

·      Kinetika reaksi

               

               Reaksi yang terjadi mengikuti persamaan reaksi sebagai berikut:

SO₂   +  ½  O₂    ===>    SO₃

            Kecepatan reaksi :

        

 

ln k1 = 12.07 – 31000/R.T

ln k2 = 22.75 – 53600/R.T

           Persamaan ini diberikan oleh Calderbank, untuk oksidasi dengan menggunakan katalisator V₂O₅ (Charless G.Hill, 1977)

dengan :

r_S        = kecepatan reaksi  pSO₂                 , kmol/kgcat.sec

k₁        = konstanta kec. reaksi ke kanan,      kmol/(kg kat.atm^3/2.det )

k₂        = konstanta kec. reaksi ke kiri,          kmol/(kg kat.atm.det)

T         = suhu , K

pSO₂ = tekanan parsial SO₂, atm

pSO₃ = tekanan parsial SO₃, atm

pO₂    = tekanan parsial O₂, atm

Data US Patent untuk pembuatan Asam Sulfat dari Belerang adalah United States Patent No 4059496,  22 November 1977 dengan label Process for the preparation of sulfuric acid from sulphur dioxide

Download United States Patent 4059496

Semoga bermanfaat..!