Proses Claus Dalam Industri Sulfur

 Proses Claus Dalam Industri Sulfur

Proses Claus

Proses Claus ini digunakan untuk memurnikan belerang dari gas asam sulfide (H2S) yang terdapat di deposit minyak dan gas bumi. Proses ini dinamakan oleh ilmuwan Jerman Carl Friedrich Claus pada tahun 1883. Pada proses ini, gas asam sulfida dipanaskan hingga suhu 850 °C. Gas ini akan terbakar oleh gas oksigen (O2) membentuk sulfur dioksida (SO2). Gas sulfur dioksida kemudian dipanaskan dan direaksikan dengan asam sulfida, sehingga menghasilkan belerang murni. Kemudian belerang ini berbentuk S2, namun berubah menjadi bentuk yang lebih stabil yaitu S8.

Reaksi yang terjadi adalah:
2H2S + 3O2 à 2SO2 + 2H2O
4H2S + 2SO2 à 3S2 + 4H2O
4S2 à S8

Sebagian besar dari 64.000.000 ton belerang yang diproduksi di seluruh dunia pada tahun 2005 merupakan hasil sampingan belerang dari kilang dan pabrik pengolahan hidrokarbon lainnya. Belerang digunakan untuk pembuatan asam sulfat, obat-obatan, kosmetik, pupuk dan produk karet. Unsur belerang digunakan sebagai pupuk dan pestisida.

Proses Flow Diagram Sulfur:

Mula-mula gas asam kaya akan hidrogen sulfida (H2S) diumpakan kedalam unit proses Claus dibakar dalam tungku reaksi menggunakan udara (O2) yang akan membakar H2S. Terdapat FRC (Flow Ratio Controler atau pengontrol rasio aliran) yang digunakan untuk memberikan rasio udara yang diperlukan untuk pembakaran gas umpan. Gas asam (H2S) dan udara (O2) dipanaskan terlebih dahulu dan pembakaran dimulai serta terdapat reaksi sepanjang tungku (pembakaran). Reaksi pembakran yaitu:

2H2S (g) + 3O2 (g) → 2SO2 (g) + 2H2O (g)

Pada kondisi ini reaksi Claus terjadi secara termal dalam tungku reaksi (tanpa memerlukan katalis apapun). Gas hasil reaksi panas mengandung gas belerang(S) yang kemudian melalui ketel pembuangan panas (Waste Heat Boiler) yang berfungsi mendinginkan gas yang keluaran dari tungku. Gas – gas pendingin tersebut kemudian menuju kondensor.

Gas- gas tersebut kemudian dikondensasi menggunakan kondenser yang akan mengeluarkan produk belerang dalam bentuk cair dan gas yang nantinya akan dipisahkan.

2H2S (g) + SO2 (g) → 3S (l) + 2H2O (g)

 

Proses katalitik:

Reaksi claus terdapat proses katalitik yaitu dengan menggunakan aluminium (III) oksida, titanium (IV) oksida, atau besi (III) oksida yang diaktifkan dan berfungsi untuk meningkatkan hasil sulfur.Proses katalitik pada proses claus terdiri dari pemanasan, reaksi katalitik, kondensasi, dan pendinginan.

Pada kondenser terdapat pemanfaatan panas di reaksi sebelumnya dengan cara memasukkan air dan mengubahnya ke steam. Di kondenser tersebut, menghasilkan sulphur liquid yang kemudian dialirkan ke bawah dikirim ke penyimpanan produk. Kemudian sisa gas sulfur yang masih belum bias direaksikan atau masih bercampur dengan gas lain mengalir keluar dari kondensor menuju alat pemanas (reheater) selanjutnya untuk dipanaskan kembali. Gas yang dialirkan ke alat pemanas akan mendapatkan temperature yang optimal dan sesuai untuk konversi katalitik pada katalis konventer.

Kemudian gas tersebut memasuki reaktor katalitik dengan suhu sekitar 305ºC. Produk keluaran gas dari reaktor pertama kemudian dikondensasikan dalam kondensor kedua dimana uap sulfur terkondensasi dan sulfur cair dipisahkan dari gas. Sulfur liquid kemudian dialirkan ke bawah dikirim ke penyimpanan produk.

Tahap berikutnya berjalan sama dengan tahap pertama. Gas yang dipisahkan dari kondensor kedua dikirim ke reaheter lain dan melakukan tahap yang sama yaitu pemanasan ulang, kondensasi, dan pemisahan sulfur cair dari gas yang tidak bereaksi diulangi untuk reaktok kedua dan ketigas pada temperature reactor lebih rendah berturut-turut. Pada reactor kedua terdapat suhu optimal 225ºC dan pada reactor ketiga terdapt suhu 200°C.

Hasil keluaran pada kondensor ketiga yaitu berupa sulfur cair dan gas. Sulfur cair dialirkan kebawah untuk dibawa kedalam penampungan sedangkan sisa gas yang dipisahkan dari kondensor terakhir (tail gas) tersebut dialihkan ke insenerator.

Untuk Proses Claus yang temodifikasi ini, memiliki tiga reaktor katalitik dapat mengkonversi mencapai 98%.