TUGAS INDUSTRI KIMIA
INDUSTRI HCl DAN H2SO4
disusun oleh kelompok 11:
Rachma Meilasani12/334667/PA/14900Rizri Addinul
Falah12/33677/PA/14910Linda Ekawati12/334689/PA/14922
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAMUNIVERSITAS GADJAH
MADAYOGYAKARTA
2013
Industri HClKonsumsi dan AplikasinyaHidrogen klorida (HCl)
merupakan molekul yang terdiri dari sebuah atom hidrogen (H) yang
berikatan dengan sebuah atom. Molekul HCl tersebut dapat stabil
dalam fasa gas (dikenal dengan gas hidrogen klorida) atau dalam
larutan ( dikenal dengan asam klorida atau asam muriatik).Konsumsi
dan AplikasinyaHCl sangat bermanfaat dalam dunia industri. Industri
logam menggunakan HCl untuk membersihkan logam oksida pickling
steel. Kebanyakan baja juga dibersihkan dalam asam sebelum diberi
pelapis. HCl dalam industri petroleum dan gas alam berguna untuk
melarutkan batuan induk kalsium karbonat dan magnesium karbonat
sehingga minyak dan gas alam dapat diambil. Dalam industri plastik,
HCl digunakan untuk membuat monomer vinil klorida untuk poli vinil
klorida.Industri farmasi menggunakan HCl untuk katalis, pengatur
pH, treatmen air dan agen pereduksi. Dalam sintesis senyawa
organik, HCl digunakan untuk mengatur pH atau untuk memberntuk
senyawa klorida. HCl digunakan dalam pengolahan air dan limbah
untuk mengatur pH. Industri makanan menggunakan HCl untuk
memproduksi sirup jagung tinggi fruktosa, suplemen vitamin dan
proses pengolahan makanan lain. HCl banyak digunakan dalam
pengolahan dan produksi bijih emas, molibdium, tungsten, kalium,
zirconium dan uranium. Grafik di atas menunjukkan distribusi
permintaan dan penggunaan HCl secara umum. Dari grafik tersebut
terlihat bahwa kebutuhan HCl dalam bidang kimia organik mencapai
78% lebih tinggi daripada kebutuhan HCl dalam bidang kimia
anorganik.Grafik di atas menunjukkan distribusi permintaan dan
produksi HCl pada tahun 2011. Lingkaran luar pada grafik tersebut
menunjukkan distribusi proses pada produksi HCl dimana produksi HCl
terbesar disumbangkan oleh reaksi samping senyawa organik yang
terdiri dari 35% reaksi isosianat dan 29% reaksi fluoro karbon.
Selain itu, pada lingkaran yang sama, produksi HCl melalui
pembakaran klorin hanya menyumbangkan 30% dari produksi HCl
keseluruhan. Lingkaran dalam pada grafik tersebut menunjukkan
permintaan pasar terhadap HCl. Dari grafik tersebut terlihat bahwa
kebutuhan HCl dalam industri petroleum dan gas alam mencapai 29%
dari keseluruhan permintaan diikuti dengan steel pickling dan
industri makanan.Grafik di atas menunjukkan distribusi konsumsi HCl
suatu negara atau gabungan beberapa negara. China, Amerika Serikat
dan Eropa Barat merupakan negara industri yang membutuhkan HCl
dalam jumlah yang relatif besar. Sedangkan konsumsi HCl untuk
Indonesia, Thailand dan Afrika relatif kecil dan sama yang
menunjukkan konsumsi HCl yang relatif sedikit.
ManufakturManufaktur HCl dapat berasal dari beberapa proses yang
dipengaruhi oleh ketersediaan reagen, permintaan produk samping,
dan kemurniannya. Beberapa proses yang sering digunakan adalah:1.
Produk samping reaksi organik. Kekurangan dari proses ini adalah
HCl yang dihasilkan dapat terkontaminasi oleh klorin yang tidak
bereaksi, senyawa organik yang mengandung klorida dan residu
katalis sehingga diperoleh HCl dengan kemurnian rendah.2.
Pembakaran Klorin. Proses ini membutuhkan reagen gas hidrogen (H2)
dan gas klorida (Cl2) yang mahal dengan raksi eksotermik dan dapat
meledak sehingga membutuhkan adsorben panas efisien. Kelebihan dari
proses ini adalah kemurnian HCl yang diperoleh tinggi.Produk
samping reaksi organik atau insinerasi dapat menghasilkan HCl dalam
bentuk gas. HCl yang diperoleh dalam bentuk gas diabsorbsi oleh air
secara isothermal untuk kadar HCl tinggi dan adsorbsi adiabatis
untuk kadar HCl rendah. Larutan HCl yang diperoleh melalui proses
ini dapat mencapai kadar 38%. Contoh reaksi organik yang
menghasilkan HCl adalah produksi isosianat dan produksi
fluorokarbon.Produksi HCl melalui pembakaran klorin dimulai dengan
pengumpanan gas klorin dan gas hidrogen ke dalam burner dengan laju
reaksi tertentu. Dimana laju alir gas hidrogen 5% lebih banyak
secara stoikiometri agar reaksi berlangsung sempurna. Dalam burner,
kedua gas tersebut dibakar untuk menghasilkan gas HCl. Gas HCl yang
terbentuk memiliki temperatur 2000 sampai 2500C dialirkan menuju
adsorben air sehingga diperoleh larutan HCl.Perusahaan besar yang
memproduksi HCl dalam jumlah besar adalah DOW. Kapasitas produksi
global perusahaan tersebut mencapai 3,6 juta ton pada tahun 2005.
Akan tetapi produksi pasar (termasuk dari perusahaan DOW) hanya
mencapai 20-40% dari total produksi seluruh HCl karena sebagian
perusahaan mendaur ulang HCl yang digunakannya.
H2SO41.Proses Kontak Pembuatan asam Sulfat Menurut Proses Kontak
Industri lainnya yang berdasarkan reaksi kesetimbangan yaitu
pembuatan asam sulfat yang dikenal dengan proses kontak. Secara
garis besar tahapan proses kontak yang terjadi diuraikan sebagai
berikut :1. Pencairan belerang padat di melt tank2. Pemurnian
belerang cair dengan cara filtrasi3. Pengeringan udara proses4.
Pembakaran belerang cair dengan udara kering untuk menghasilkan
sulfur dioksida (SO2)5. Reaksi oksidasi lanjutan SO2 menjadi SO3
dalam empat lapis bed konverter dengan menggunakan katalis V2O56.
Pendinginan gas7. Penyerapan SO3 dengan asam sulfat
93%-98,5%(Fairlie, 1951) :
Reaksi yang terjadi dapat diringkas sebagai berikut:Pertama,
belerang dibakar menjadi belerang dioksida.S(s) + O2(g) ---->
SO2(g)
Belerang dioksida kemudian dioksidasi lbh lanjut jd belerang
trioksida.2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g)....... H= -98 kJ
Reaksi ini berlangsung pd suhu sekitar 500 oC, tekanan 1 atm dgn
katalisator V2O5. Kemudian gas SO2 dilarutkan dalam asam sulfat
pekat hingga menjadi asam sulfat pekat berasap (dsb oleum,
H2SO4.SO3 atau H2S2O7).SO3(g) + H2SO4(l) -------> H2S2O7(l)
H2S2O7(l) + H2O(l) ------> 2H2SO4(l)
Dari proses kontak ini lalu akan terbentuk asam sulfat pekat
dengan kadar 98%Tahap penting dalam proses ini adalah reaksi (2).
Reaksi ini merupakan reaksi kesetimbangan dan eksoterm. Sama
seperti pada sintesis amonia, reaksi ini hanya berlangsung baik
pada suhu tinggi. Akan tetapi pada suhu tinggi justru kesetimbangan
bergeser ke kiri.Pada proses kontak digunakan suhu sekitar 500oC
dengan katalisator V2O5. sebenarnya tekanan besar akan
menguntungkan produksi SO3, tetapi penambahan tekanan ternyata
tidak diimbangi penambahan hasil yang memadai. Oleh karena itu,
pada proses kontak tidak digunakan tekanan besar melainkan tekanan
normal, 1 atm.
2. Proses ChamberSulfur dioksida dihasilkan dengan membakar
unsur belerang atau pemanggangan bijih piritik dalam udara: S8 + 8
O2 8 SO23 FeS2 + 8 O2 Fe3O4 + 6 SO2Nitrogen oksida dihasilkan oleh
dekomposisi niter yang mengandung asam sulfat atau hidrolisis asam
nitrosylsulfuric:2 NaNO3 + H2SO4 Na2SO4 + H2O + NO + NO2 + O22
NOHSO4 + H2O 2 H2SO4 + NO + NO2Dalam ruang reaksi, sulfur dioksida
dan nitrogen dioksida larut dalam reaksi liquor. Nitrogen dioksida
hidrat untuk menghasilkan asam nitrit yang kemudian mengoksidasi
belerang dioksida menjadi asam sulfat dan oksida nitrat. Reaksi ini
tidak dikategorikan baik tetapi diketahui bahwa asam
nitrosylsulfuric merupakan produk intermediate. Reaksi keseluruhan
utama adalah: 2 NO2 + H2O HNO2 + HNO3SO2 (aq) + HNO3 NOHSO4NOHSO4 +
HNO2 H2SO4 + NO2 + NOSO2 (aq) + 2 HNO2 H2SO4 + 2 NONitrat oksida
keluar dari reaksi liquor dan kemudian reoxidized oleh oksigen
molekuler menjadi nitrogen dioksida. Ini menentukan langkah dalam
proses [3]: 2 NO + O2 2 NO2Nitrogen oksida diserap dan regenerasi
dalam proses, dan dengan demikian berfungsi sebagai katalis untuk
reaksi keseluruhan: 2 SO2 + 2 H2O + O2 2 H2SO4
3. Proses Wet Sulfuric Acid (WSA)Proses WSA merupakan salah satu
kunci proses desulfurisasi gas di pasaran saat ini. Sejak
Perusahaan Danish catalyst mematenkan teknologi ini pada akhir
1980. 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 industry dimana penghilangan sulfur dibutuhkan.Proses
katalis basah 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 from
Sour Water Stripper (SWS gas) Off-gas from Rectisol Spent acid from
e.g. Alkylation Claus process tail gas Heavy residue or
petcoke-fired utility boiler off-gas Boiler flue gases from various
processes SNOX flue gas desulfurisation Metallurgical process gas
Production of sulfuric acidReaksi Utama pembentukan Asam Sulfat
dengan Wet Sulfuric Acid adalah : Pembakaran: H2S + 1.5 O2 = H2O +
SO2 + 518 kJ/mole Oksidasi: SO2 + O2 = SO3 + 99 kJ/mole (in the
presence of a vanadium (V) oxide catalyst) Hidras : SO3 + H2O =
H2SO4 (g) + 101 kJ/mole Kondensasi: H2SO4 (g) = H2SO4 (l) + 90
kJ/moleEnergi yang diproduksi dari reaksi diatas digunakan untuk
produksi steam. Energi nya mendekati 2-3 ton steam tekanan
tinggi/ton asam yang di produksi.
TABEL PERBANDINGAN
Kesimpulan:Proses kontak mempunyai banyak keunggulan di
bandingkan dengan proses Lead Chamber dan WSA.Industri HCl dan
H2SO4
