Abstrak —Bahan  penunjang  yang  sangat  penting  dan  banyak dibutuhkan  industri  kimia.  Bahan  baku  untuk produksi asam sulfat  didapat  dari  tambang  belerang  dari  Gunung  Ijen,  Jawa Timur. Katalis untuk menunjang pembuatan asam sulfat adalah Vanadium  Pentaoksida  (V 2 O 5 ).  H 2 S O 4 menggunakan  proses
Double Kontak Double Absorb. Pabrik direncanakan berkapasitas 247.777 ton/tahun, dimana pabrik akan beroperasi selama 24 jam sehari, 350 hari operasi. Proses pembuatan asam sulfat dengan proses Double Contact Double Absorb ada 4 tahap. Tahap  pertama  adalah  persiapan  bahan  baku  dimana  sulfur granular  di  cairkan  dalam melter berpengaduk  menjadi sulfur cair. Tahap kedua adalah pembentukan gas S O 2 dimana sulfur cair dipompakan ke sulfur burner untuk dibakar dengan fuel gas dan udara kering. Reaksi tahap ke 2 yaitu :
S  + O 2 → S O 2 - 70,96. 10 3 Kcal/kmol.
Tahap ketiga yaitu proses kontak pertama untuk pembentukan gas  S O 3 dimana  gas  S O 2 hasil  pembakaran  dikonversikan kedalam converter melalui 3 bed dengan bahan penunjang katalis vanadium  pentaoksida,  hasil  konversi  gas  S O 3 sebesar 98,5%. Reaksi tahap ke 3 yaitu :
S O 2 + ½ O 2 →S O 3 - 23,49. 10 3 Kcal/kmol Tahap keempat yaitu  Absorbsi gas S O 3 dan Drying Air dimana gas  S O 3 hasil  konversi  di absorb di  absorber  tower  I menggunakan  media  pengabsorb  kandungan  air dalam H 2 S O 4 98,5%  menjadi  produk  H 2 S O 4 ,  produk  diparalel  ke Drying Tower untuk  pembuatan  udara  kering  dengan  mengontakkan udara  bebas  dengan  H 2 S O 4 kemudian  kandungan  air  dalam udara bebas diserap, Gas S O 3 yang gagal terabsorb di absorber tower  I  diumpankan  ke converter  bed 4  kemudian  diabsorb  di absorber  tower  II,  produk  H 2 S O 4 kemudian  didinginkan  dan disimpan di Storage Tank . Reaksi tahap ke 4 yaitu : S O 3 + H 2 O     H 2 S O 4 - 32,8 kcal/kmol
Kata Kunci —Asam Sufat, Belerang, proses kontak

## I. PENDAHULUAN
NDONESIA  merupakan  negara berkembang dengan tingkat pertumbuhan  industri yang tinggi. Perkembangan teknologi saat  ini  mengakibatkan  semakin  pesatnya  perkembangan industri  kimia  di  dunia  termasuk  juga  di  Indonesia. Perkembangan  industri  ini  juga  diiringi  dengan  pen ingkatan konsumsi  masyarakat  terhadap  produk-produk  industri. Produk-produk industri kimia saat ini telah menjadi kebutuhan hampir di semua bidang kehidupan sehari-hari. Pembudidayaan  tumbuhan  dan  hewan  memerlukan  pupuk kimia,  pakan  (makanan  hewan),  insektisida,  pestisida, herbisida dan desinfektan. Kementerian Perindustrian Indonesia  saat  ini  berkomitmen  untuk  memberikan  prioritas
bagi  pengembangan  industri  kimia  dan  logam  melalui  upaya strategis meningkatkan daya saing serta pertumbuhan industri dalam  negeri.  Asam  sulfat  merupakan  salah  satu  bahan penunjang  yang  sangat  penting  dan  banyak  dibutuhkan industri  kimia.  Kegunaan  utama  (60%  dari  total  produksi  di seluruh dunia) asam sulfat adalah dalam produksi asam fosfat, yang  digunakan  untuk  membuat  pupuk  fosfat,  penyulingan minyak  bumi,  manufaktur  bahan  peledak,  farmasi,  deterjen, plastik,  kertas  dan  pulp.  Mengingat  pentingnya  asam  sulfat, maka  kebutuhan  negara  terhadap  asam  sulfat dapat dijadikan salah satu tolak ukur kemajuan industri negara tersebut . Bahan baku  untuk  produksi  asam  sulfat  yaitu  batuan  belerang, diperoleh  melalui  pertambangan  belerang  yang  terdapat  di  2 pegunungan  Jawa  Timur  yaitu,  Welirang  dan  Ijen.  Data Kementrian  Energi  dan  SDM  pada  tahun  2010  menyebutkan bahwa  kandungan  belerang  di  masing-masing  lokasi tersebut diperkirakan  lebih  dari  24.500  ton/tahun-nya  yang  berhasil ditambang  oleh  pekerja  secara  manual  di  area  tersebut. Data statistik  yang  dihimpun  oleh Commodity  Trade  Statistics Database (CTSD) dibawah naungan United Nations Statistcs division pada  interval  tahun  2011-2015  menyebutkan  bahwa total  impor  asam  sulfat  oleh  negara  Indonesia  cukup  tinggi dan  memiliki  margin  yang  sangat  besar  dibandingkan  ekspor negara  Indonesia  ke  luar  negeri. Pada tahun 2015 kemenperin menyebutkan  nilai  impor  asam  sulfat  sebesar  USD 17.239.546 sedangkan  nilai  ekspor  nya  USD  96  saja.  Oleh  karena  itu, peluang  untuk  memasuki  pasar  asam  sulfat  masih  terbuka lebar.

## II. URAIAN PROSES
Proses pembuatan Asam Sulfat pada pabrik ini menggunakan  proses  hidrogenasi  katalitik.  Pembuatan  Asam Sulfat  dengan  hidrogenasi  katalitik  ini  terdiri  dari  beberapa unit proses yaitu :
1. Preparation Unit (Sulphur Handling)
2. S0 2 Generation
3. SO 2 Convertion
4. SO 3 Absorbtion
Proses  tersebut  terdiri  dari  tahap-tahap  tersendiri  dan memiliki  unit  operasi tersendiri sesuai dengan fungsi dari unit tersebut. Secara garis besar proses tersebut dapat digambarkan dengan flowchart berikut:

## Pra Desain  Pabrik Asam  Sulfat dari Belerang Dengan  Proses  Doubel Kontak Doubel Absorber
Muhammad Luqman Hakim, Ferry Ida Nur Aini, Nuniek Hendrianie,  Sri Rachmania Juliastuti Departemen Teknik Kimia,  Fakultas Teknologi  Industri,  Institut Teknologi  Sepuluh  Nopember (ITS)
e-mail : nuniek@chem-eng.its.ac.id
I Sulfur Handling Melter / Settler Filter Belerang
Gambar 1. Blok Diagram Skema Proses Pembuatan Asam Sulfat

## A. Persiapan Bahan Bak u
Jenis sulfur yang digunakan adalah sulfur dari pegunungan belerang  di  kawah  ijen.  Dari  tempat  ini  sulfur  diangkut dengan truk untuk d bawa ke pabrik dan di tampung ke dump hopper .

## B. Tahap Silfur Handling
Belerang masuk pada crusher untuk  mengecilk an uk uran dan dimasukkan  ke melter menggunakan conveyor .  Sulfur dicairkan  dengan  pemanas steam ( steam  coil )  yang dilengkapi  dengan  agitator.  Waktu  yang  digunakan  untuk mengendapkan  kotoran  yang  terkandung  dalam  sulfur di settling  pit adalah  48  jam  sehingga  hanya  sulfur  bersih yang  masuk  ke dirty  sulphur pumping  pit. Sulfur  cair kemudian  dipompakan  ke sulphur  filter. Untuk  mencairkan sulfur  di melter digunakan steam yang bertekanan 7 kg/cm 2 dan  untuk  menjaga  keadaan  sulfur  tetap  cair  diperpipaan digunakan steam  jack et dengan  tekanan steam sebesar  4 kg/cm 2 .  Untuk  menjaga  sulfur  tetap  cair  temperatur  dijaga 135 o C.  Viskositas  sulfur cair akan menurun dengan kenaikan temperatur,  viskositas  minimum  dicapai  pada  temperatur 153 o C.  Pada  temperatur  di  atas  153 o C  viskositas sulfur akan naik dengan cepat. Kondensat steam dari jack et dikumpulkan dan ditampung untuk digunakan lagi.

## C. S0 2 Generation
Sulfur cair yang bersih dari storage tank dialirkan ke dalam sulphur  burner  feed  pit yang  dibangun  di  bawah  tanah  dan dilengkapi steam coil pemanas. Pit ini dilengkapi juga dengan pompa  sulfur  tipe  vertikal, burner  feed  pump yang  mana pompa  ini  memompa  sulfur  cair  ke sulphur  furnace dengan tekanan  sekitar  10  kg/cm 2 .  Laju  alir  sulfur  cair  ke furnace dapat  diatur  dengan control valve . Sulfur cair yang masuk ke sulphur  furnace di- spray- kan  melalui sulphur  burner dan direaksikan  dengan  udara  kering  dari drying  tower menjadi gas SO 2 dengan reaksi sebagai berikut:
S + O 2 → SO 2 - 70,96.  10 3 Kcal/kmol.
Pembakaran yang sempurna dimaksudkan untuk melindungi pemanasan setempat dari refractory dan penguapan  sulfur  serta  pembentukan  NOx. Gas proses panas yang  mengandung  SO 2 dengan  konsentrasi  sekitar  10,5%-v didinginkan  secara  tepat  di  dalam  WHB  dan steam superheater yang  mana steam yang  diproduksi  adalah
superheater  steam .  Temperatur  gas outlet  furnace sekitar 1042 o C  dan outlet WHB  593 o C.  WHB  dilengkapi  dengan by pass gas untuk menjaga temperatur  gas inlet converter .
D. SO 2 Convertion Converter terdiri  dari  empat bed .  Tiga bed merupakan konverter  tingkat  pertama dan bed keempat  merupakan konverter  tingkat  kedua.  Setiap  tingkat  konversi  masing - masing  mempunyai  absorber.  Gas  proses  yang  mengandung gas  SO 2 dengan  temperatur  430 o C  masuk  ke converter  bed dimana  sekitar  60%  dari  gas SO 2 diubah menjadi SO 3 dengan katalis V 2 O 5 dan reaksi sebagai berikut : SO2  + ½ O2        SO3  - 23,49.  10 3 Kcal/kmol Gas outlet bed I yang mengandung SO 3 dengan temperatur 611 o C  masuk  ke heat  exchanger I  yang  mana  panasnya diberikan  kepada  gas  yang  akan  masuk  ke bed IV.  Gas  dari bed I  kemudian  masuk  ke bed II  dengan  temperatur  440 o C untuk konversi selanjutnya.
Gas outlet  bed II  dengan  temperatur  521 o C  masuk ke heat exchanger II    dan  selanjutnya  keluar  pada  temperatur  430 o C dan  masuk  ke bed III.  Pada heat  exchanger ini  panas  gas digunakan  untuk  memanaskan  gas  yang  akan  masuk  ke bed IV.
Gas outlet  bed III  banyak  mengandung  SO 3 dengan temperatur  451 o C  masuk  ke economizer I  untuk  didinginkan hingga  220 o C  sebelum  masuk absorbing tower I. Sekitar 94% dari  gas  SO 2 dikonversikan  menjadi  gas  SO 3 di  tiga bed pertama.
Setelah  gas  SO 3 diserap  dengan  H 2 SO 4 di  Absorber,  sisa gas  dengan  temperatur  80 o C  melalui demister di  bagian  atas Absorber. Aliran gas tersebut kemudian dipisah secara paralel dan  masing-masing  masuk  ke heat  exchanger I  dan  II kemudian  aliran  gas digabung sebelum masuk bed IV. Gas  sebelum  masuk bed IV  dipanasi  di heat  exchanger I dan  II.  Temperatur  gas  naik  menjadi  420 o C. Konversi terakhir ini dari double contact terjadi di bed katalis IV. Gas outlet bed IV  dengan  temperatur  440 o C  masuk  ke  dalam economizer II untuk  didinginkan hingga  190 o C  sebelum  masuk absorbing tower II.  Untuk  mencegah  kondensasi  gas  dari  gas outlet T 1302,  dipasang tracing pada gas duct antara dan.

## E. S0 3 Absorbtion
Udara  atmosfer  dihisap  dengan air  blower melalui drying tower .  Pada drying tower ini  kandungan  air  dalam  udara diserap  H 2 SO 4 dan  menghasilkan  udara  kering.  Asam sulfat 98,5  %  disirkulasikan  melalui drying  tower .  Udara kering dari air  blower yang  bertemperatur  109 o C dimasukkan ke sulphur furnace sebagai  udara  pembakar  untuk  oksidasi  sulfur.  Gas yang  mengandung  SO 3 dari bed III  dan bed terakhir  dari konverter  diserap  oleh  H2SO4  98,5%  yang  disirkulasikan  di absorbing tower I dan II yang menghasilkan asam sulfat. SO3  + H2O      H2SO4  - 32,8  kcal/kmol Pengenceran  H 2 SO 4 selama  penyerapan  H 2 O  dari  udara  di dalam drying  tower dan  penamb  ahan  konsentrasi  dari penyerapan  SO 3 didalam absorbing  tower I  dicampur bersama-sama  di  dalam  DT/1 st AT pump  tank .  Apabila
SO 2 Generation
SO 2 Convertion Udara Kering Dari drying Tower SO 3 Absorbtion
konsentrasi  H 2 SO 4 di  dalam pump tank ini masih lebih tinggi dari  98,5%,  ditambahkan  air  ( dilution  water )  yang  tujuannya untuk menjaga konsentrasi tetap 98,5% H 2 SO 4.

## III. NERACA MASSA
Berdasarkan  hasil  perhitungan  neraca  massa,  dengan kapasitas  produksi  pabrik  Asam  sulfat  sebesar  708  ton/hari, dengan  Belerang  yang  dibutuhkan  sebesar  12.111,75  kg/jam [3].

## IV. ANALISA EKONOMI
Dari  hasil  perhitungan  pada  neraca  ekonomi  didapatkan Total  Cost  Investment pabrik  ini  sebesar  Rp  694.549.276.343 dengan  bunga  10%  per  tahun.  Selain  itu,  diperoleh  IRR sebesar 22,29% dan BEP sebesar 33,04% dimana pengembalian  modalnya  selama  5,55  tahun.  Umur  dari  pabrik ini  diperkirakan  selama  10  tahun  dengan  masa  periode pembangunannya  selama  2  tahun  di  mana  operasi  pabrik  ini 330  hari/tahun [4].

## V. KESIMPULAN/ RINGKASAN
Berdasarkan  hasil  analisa  ekonomi  didapatkan  nilai  IRR sebesar 22,29%  yang lebih tinggi dari suku bunga bank yaitu 10%  per  tahun,  dimana  pengembalian  modalnya  selama  5,55 tahun  maka  Pabrik  Asam sulfat dari Belerang dengan Proses Doubel kontak doubel absorber ini layak didirikan.
UCAPAN TERIMA KASIH Penulis mengucapkan terimakasih kepada keluarga Laboratorium  Pengolahan  Limbah  Industri  Jurusan  Teknik Kimia  FTI-ITS  yang  telah  memberikan  dukungan  dan  saran terhadap penulisan aritikel.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]   Cahyadi, W. 2008. Analisis Dan Aspek Kesehatan Bahan Tam bahan Pangan. Jakarta.: Bumi Aksara
[2]   Markakis, P., (1987), Editor Fennema. 1996 Dalam Food Chem istry,
Marcel Dekk er Inc, New York .
[3]     Himmelblau, David M. Basic Principles and Calculation in Chem ical Engineering .  5th  edition.  Prentice  Hall  International  Inc.  : Singapore.(1989).
[4]   Peters,  Max  S.  and  T immerhauss,  Klaus  D. Plant  Design  and Econom ics  For  Chem ical  Engineerings .  4th edition. McGraw Hill Book Co : Singapore.(1991)