Oleh: Heru Setyawan
Salah satu yang disorot oleh majalah Chemical Engineering yang terbit hari ini (Kamis, 4 Juli 2019) adalah mengenai pengumuman Gubernur Lousiana dan Presiden dan CEO Veolia North America yang akan mengembangkan pabrik regenerasinya di Darrow, Louisiana. Dikenal sebagai fasilitas Burnside, pabrik Veolia mengubah asam sulfat bekas menjadi asam sulfat baru mutu komersial, dan memproduksi produk berbasis sulfur untuk industri pengilangan minyak dan yang lain.
Dengan memasang peralatan baru dan meningkatkan peralatan lama, Veolia akan mampu meningkatkan kapasitas regenerasi asam sulfat sebesar 15% di fasilitas tersebut. Pengilangan minyak menggunakan asam sulfat sebagai katalis dalam unit alkilasi untuk menghasiilkan bensin dengan nilai oktan tinggi. Proses lain yang menggunakan asam sulfat sebagai katalis adalah nitrasi untuk menghasilkan bahan peledak dan pestisida, dan proses akrilonitril dan metil metakrilat.
Regenerasi asam sulfat, apapun umpannya, pada dasarnya mempertimbangkan pengotor organik dan anorganik, neraca air keseluruhan, dan spesifikasi produk yang diinginkan (Digital Refining). Pabrik regenerasi asam sulfat bisa dirancang untuk menghasilkan asam sulfat baru mutu komersial dengan konsentrasi 93% asam sampai 40% oleum, dengan 99,2% H2SO4 untuk pemakaian alkilasi. Perancangan pabrik regenerasi asam sulfat meliputi empat seksi proses: peruraian termal, pembersihan gas, konversi dan absorpsi. Rekoveri panas dari peruraian termal, konversi eksothermis dan reaksi absorpsi biasanya dalam bentuk kukus lewat jenuh tekanan tinggi, yang dioptimasi berdasarkan kebutuhan lapangan dan ekonomi. Energi termal juga bisa diambil kembali sebagai air panas untuk pemanas ruang atau alat penukar panas proses-ke-proses dimana memungkinkan.
Seksi peruraian panas terdiri atas pembakar bahan bakar dan atomisasi asam bekas ke dalam tanur peruraian berlapis batu tahan api besar. Disini, asam diuapkan dan terurai menjadi SO2, H2O dan O2 pada suhu mendekati 1000 oC. Untuk memaksimalkan hasil SO2, pembakaran diatur pada jumlah yang sangat mendekati stoichiometri bahan bakar dan udara. Gas alam, gas kilang atau minyak bakar ringan paling sering digunakan sebagai bahan bakar, tetapi minyak berat bisa juga digunakan dengan beberapa tambahan pengendalian dan isu pemisahan abu. Jika nisbah bahan bakar terhadap oksigen tidak dikendalikan dengan baik, akan dihasilkan sulfur dalam bentuk unsur yang akan memadat dalam sistem pembersihan gas. Jika ini terjadi, akan terjadi penyumbatan dan mungkin pabrik harus dihentikan untuk dibersihkan.
Seksi pembersihan gas dari pabrik melayani dua fungsi: memisahkan abu atau pengotor padat dari gas dan mengurangi kadar uap air untuk mengijinkan produksi konsentrasi asam yang diinginkan. Biasanya empat atau lima unit yang berbeda digabung seri untuk seksi ini dalam pabrik regenerasi asam sulfat. Unit pertama adalah scrubber adiabatik menggunakan asam lemah sampai jenuh dan menurunkan suhu gas dari kira-kira 300 oC menjadi 80 oC bersamaan dengan pemisahan sebagian padatan. Menara semprot terbuka, venturi scrubber atau kontaktor buih biasa digunakan sebagai scrubber primer.
Pendinginan gas dengan kondensasi uap air berlebih disempurnakan dalam unit kedua, yang bisa kontak langsung atau tidak langsung menggunakan air menara pendingin sebagai pembuang panas. Unit ketiga biasanya disebut scrubber akhir atau pemoles, yang diperlukan untuk menangkap lebih lanjut partikel debu/abu yang telah teraglomerasi di alat pembersih gas hulu dan/atau pengotor seperti khlorida atau fluorida. Unit pembersih gas akhir diperlukan untuk menangkap semua partikel debu/abu dan kabut asam yang terbentuk dari hidrasi sejumlah kecil SO3 yang tidak terurai. Jika partikel debu dan abu larut dalam asam sulfat lemah (mis.: garam besi), penghilang kabut unggun serat dapat digunakan. Kelarutan dalam asam sulfat lemah adalah hal yang lumrah untuk sebagian besar asam bekas dari proses pengilangan dan nitrasi. Jika debu dan abu tidak larut dalam asam lemah, dibutuhkan presipitator kabut elektrostatik.
Gas yang membawa SO2 kemudian dikeringkan dengan mengkontakkan dengan H2SO4 93-96% dalam menara asam unggun diam atau menara pengering. Unit ini mirip dengan perancangan dan operasi sistem absorpsi SO3 lain.
Konversi SO2 menjadi SO3 dilakukan dalam reaktor unggun diam multi-tahap, yang mengandung beberapa tahap katalis vanadium pentoksida. Reaksi diawali dengan pemanaasan awal SO2 dan O2 yang yang terkandung dalam gas proses sampai sekitar 400 oC sebelum tahap katalis pertama.
Elkimkor 