PROSES INDUSTRI KIMIA

TUGAS 1
PROSES INDUSTRI KIMIA 1
PROSES FRASCH
Disusun Oleh :
Nama
: Eriska Anggraheni
NIM
: 12/329925/TK/39132
JURUSAN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS GADJAH MADA
2015
Belerang merupakan salah satu bahan kimia yang banyak digunakan dalam kegiatan
industri. Belerang dapat diperoleh dari kerak bumi berupa unsur bebas, mineral sulfida, atau
sulfat. Selain itu juga dapat dijumpai dalam gas alam berupa gas H2S dan dalam batu bara atau
minyak bumi berupa senyawa belerang organik. Salah satu cara belerang diproduksi dengan
menggunakan PROSES FRASCH.
Proses frasch merupakan salah satu metoda yang dapat digunakan untuk mengekstraksi
sulfur/belerang dari kerak bumi. Sulfur berperan antara lain sebagai penyubur, serbuk mesiu,
bahan insektisida serta fungisida.
Belerang padat mempunyai dua bentuk alotrop yaitu belerang rombik dan belerang
monoklinik. Belerang yang berwarna kuning adalah belerang rombik yang stabil pada suhu di
bawah 95.5 0C sedangkan belerang monoklinik adalah belerang rombik yang berubah pada
suhu di atas 95.5 0C dan mencair pada suhu 113 0C.(J.Goenawan,1999:15)
Sebagian besar sulfur tersimpan antara 150 dan 750 meter di bawah permukaan tanah
dengan ketebalan 30 meter yang biasanya terletak pada daerah vulkanik atau sedimentasi.
A. Sejarah Proses Frasch
Proses ini ditemukan oleh Herman Frasch (1851 – 1914), seorang insinyur teknik kimia
muda dari Jerman. Pada tahun 1868, Frasch mencoba peruntungannya dengan datang ke
Amerika dimana kondisi saat itu Civil War (Perang Sipil) baru saja berakhir dan perekonomian
disana mulai bergerak ke arah kemakmuran. Segera setelah kedatangannya, Frasch mendirikan
industri laboratorium yang berada di Philadelphia, dan pada 1876, ia berhasil mematenkan
proses pembuatan parafin dari minyak mentah.
Hal ini membuat Frasch menarik perhatian dari Standard Oil Company, yang kemudian
mempekerjakan Frasch untuk bekerja di Cleveland, Ohio laboratorium. Disana, Frasch
mengamati bahwa banyak dari sumur minyak yang tidak dapat dijual karena berisi komponen
belerang.
Jika minyak “asam” ini dibakar maka akan menghasilkan kualitas yang jelek dan bau yang
menyengat bahkan setelah itu dimurnikan. Frasch akhirnya menemukan cara untuk
menanggulangi ketidakmurnian ini.
Dalam metode yang dia patenkan di tahun 1887, minyak sebelumnya didistilasi dahulu
dengan tembaga oksida atau oksida logam lainnya dengan tujuan mengekstraksi sulfurnya.
Setelah itu jumlah oksida yang dibutuhkan bisa didapatkan kembali dan digunakan lagi. Proses
ini meningkatkan pasokan minyak yang bermanfaat bagi Amerika Serikat dan membantu
mengatur tahapan baru dalam industri untuk merintis perindustrian mobil.
Terobosan Frasch yang berikutnya adalah ide mengenai pengeboran untuk belerangmineral yang digunakan untuk membuat asam sulfat (sulfuric acid), yang mana saat ini adalah
industri yang paling penting yang diproduksi indutri kimia. Meskipun belerang adalah bahan
padatan, Frasch percaya bahawa simpanan belerang dalam tanah mampu ia lelehkan dan
kemudian dipompa ke atas permukaan, dengan demikian makin banyak minyak yang dapat
diproduksi.Pada saat itu, di pulau Mediterania tepatnya Sisilia memiliki hampir sebuah
monopoli dari sumber daya alam belerang, di mana disana deposit belerang berada di tempat
yang dangkal dan mudah ditambang. Sebagai tambahan, pekerja Sisilia menerima upah rendah
dan kondisi yang kasar daripada penambang di Amerika. Texas dan Louisiana merupakan
lahan tambang yang besar jumlah belerangnya , tetapi terletak jauh dibawah tanah, dilindungi
oleh rawa-rawa dan pasir. Frasch pada tahun 1894 untuk kali pertama berusaha untuk
melakukan pengeboran belerang di rawa Louisiana. Dia menyesuaikan metode yang digunakan
sebelumnya untuk pertambangan garam larut dalam air. Untuk mencairkan belerang, air panas
dipompakan melebihi titik normal didihnya ke dalam tanah melalui borehole. Setelah
mengatasi berbagai masalah teknis, Frasch mengelola proses untuk mendapatkan campuran yg
berupa lelehan belerang dan air. Frasch kemudian melakukan proses improvisasi dengan
menggunakan kompresi udara dan memompa belerang ke permukaan. Meskipun banyak bahan
bakar yang dikonsumsi untuk memanaskan air untuk meleburkan belerang, deposit minyak
yang besar yang ditemukan cukup baik. Ditahun 1902, proses Frasch untuk produksi sulfur
menjadi praktek yang bisa diterapkan secara umum, sehingga memberikan Amerika pasokan
belerang dan asam sulfat sendiri untuknya. Ini merupakan salah satu langkah mengurangi
ketergantungan Amerika Serikat dari Eropa untuk industri kimia.
B. Inti Proses Frasch
Bahan baku utama pembuatan asam sulfat adalah sulfur atau belerang, yang berwarna
kuning. Biasanya ditambang dari pegunungan, seperti di tangkuban perahu, dieng, atau bromo.
Saat ini belerang termurah dihasilkan dari China dan India.
Penambangan belerang dengan metode ini dilakukan untuk endapan belerang yang
ditutupi oleh lapisan tanah yang sangat tebal. Proses ini dilakukan dengan melelehkan belerang
langsung di bawah tanah ( di dalam tambang ) dengan menggunakan air yang dipanaskan
sampai sekitar 125˚C sehingga proses tersebut memerlukan tekanan tinggi. Air panas ini
berfungsi untuk melarutkan belerang dari endapan kubah garam atau sejenisnya pada
kedalaman antara 150-170 m. Metode ini dikerjakan dengan membuat lubang bor dilengkapi
dengan empat macam pipa bergaris tengah 3-20 cm. Setiap pipa ini mempunyai fungsi sebagai
berikut :
- Pipa pertama berfungsi sebagai selubung dan pelindung
- Pipa kedua berfungsi untuk saluran panas
- Pipa ketiga berfungsi untuk mengalirkan lelehan.
- Pipa keempat berfungsi untuk memasukan udara bertekanan tinggi.
Gambar 1. Keterangan Pipa yang Terdapat pada Proses Frasch (1)
Pada proses ini superheated water yang diinjeksikan berfungsi untuk mengangkut
belerang ke permukaan. Belerang yang telah meleleh dan diangkut ke permukaan
kemudian dibekukan sehingga menghasilkan belerang dengan kemurnian tinggi.
Dari sumber lain menyebutkkan bahwa Proses frasch berlangsung dengan terlebih
dahulu dilakukan pengeboran terhadap sumber sulfur yang sudah teridentifikasi dan dalam
bor yang digunakan disisipkan tiga buah pipa khusus dengan ukuran yang berbeda-beda
terdiri dari pipa besar, sedang, dan kecil. Adapun susunan pipa adalah pipa sedang
dimasukkan ke dalam pipa besar dan pipa kecil dimasukan ke dalam pipa sedang.
Adapun alat yang digunakan dalam metoda Frasch tersebut adalah sebagai berikut :
Gambar 2. Keterangan Pipa yang Terdapat pada Proses Frasch (2)
Keterangan :
1. Sulfur bearing rock = batuan yang mengandung belerang
2. Liquid Sulfur = sulfur cair
3. Superheated water = air super panas
4. Compressed air = tekanan udara tinggi
.
Adapun karakteristik pipa dan kerja yang dilakukan adalah :
 Pada pipa paling besar (biasanya berdiameter = 20 cm) dialirkan air yang super panas
berupa campuran air dan uap air dengan tekanan 16 atm dan suhu sekitar 160 0C yang akan
mencairkan cadangan belerang.
 Pada pipa kecil (biasanya berdiameter = 2.5 cm) dipompakan udara panas bertekanan tinggi
sekitar 20-25 atm
 Pada pipa sedang (biasanya berdiameter = 10 cm) akan dikeluarkan belerang cair akibat
dari aliran yang terjadi pada pipa besar dan kecil menuju ke permukaan tanah.
Ketika telah sampai ke permukaan tanah campuran sulfur-air-udara yang ada segera
dipompakan ke dalam tanki besar yang merupakan tempat pendinginan, dan cairan kristal
sulfur yang berwarna ungu akan berubah menjadi padatan sulfur kuning. Kemudian dilakukan
pemisahan dinding penopang padatan tersebut (tangki) dan dengan menggunakan dinamit
sulfur dibelah/dipecahkan sehingga dapat diangkut dengan kendaraan. Oleh karena sulfur
tidak larut dalam air maka sulfur yang diperoleh dengan metoda ini mencapai kemurnian
99.6%.
C. Skema Proses Frasch
Dalam proses frasch tiga tabung konsentris dimasukkan ke dalam deposit belerang.
Superheated water (165 °C, 2.5-3 Mpa) diinjeksikan ke dalam deposit belerang melalui
tabung yang paling luar. Belerang dengan titik leleh 115˚C meleleh dan mengalir melalui
tabung tengah. Tekanan air sendiri tidak bisa mendorong belerang ke permukaan
dikarenakan densitas lelehan belerang lebih besar. untuk mengalirkan lelehan belerang ke
permukaan maka udara panas dialirkan melalui tabung dalam sehingga membuat densitas
lelehan belerang berkurang dan mendorong lelehan belerang tersebut ke permukaan.
Gambar 2. Keterangan Diagram Skema Proses Frasch
Gambar 3. Keterangan Pipa yang Terdapat pada Proses Frasch (3)
Dari proses frasch dapat diperoleh belerang dengan kemurnian (99,7-99,8%). Dalam
bentuk ini belerang berwarna kuning muda. Jika terkontaminasi senyawa organik belerang
tersebut berubah warna menjadi gelap. Proses frasch dapat digunakan untuk deposit dengan
kedalaman 50-800 meter. 3-38 meter kubik superheated water diperlukan untuk
menghasilkan setiap ton sulfur. Saat ini, proses Frasch digunakan untuk menghasilkan
hampir sepertiga dari semua komesial belerang.
DAFTAR PUSTAKA
 Canham-Geoff Rayner.2000.”Descriptive Inorganic Chemistry”Ed-2,United States of America :
W.H.Freeman and Company, hal 357-358.
 Goenawan.J.1999.”Kimia Untuk Sekolah Menengah Umun Kelas III”Jilid-2.Jakarta : Grasindo, hal
14-16.
 http://en.wikipedia.org/wiki/Frasch_process diakses 6 September 2015 pukul 19.07 WIB
 http://www.bookrags.com/browse/research diakses 6 September 2015 pukul 19.15 WIB
 http://majalah1000guru.net/2014/10/teknologi-zat-kimia-industri/ diakses 6 September 2015
pukul 19.23 WIB
 https://abynoel.wordpress.com/2010/01/03/proses-frasch-cara-memperoleh-belerang/ diakses
6 September 2015 pukul 19.37 WIB