Total Reduced Sulfur (TRS)

Kalau mendengar analisa emisi gas buang yang kebayang pertama adalah besarnya alat yang dibawa untuk sampling. Yang kita bicarakan alat untuk sampling yach. Kalau analisa lanjutan yach standar aza seperti spektrofotometri, titrasi, gravimetri dll. Alat sampling untuk analisa emisi gas buang ukurannya lumayan besar dan tidak multi purpose. Satu alat sampling spesifikasi untuk analisa tertentu dan ada juga sich yang bisa digunakan untuk dua analisa tapi engga banyak.

Cukup untuk membicarakan alat sampling mari kita pindah ke analisa salah satu parameter emisi gas buang yaitu Total Reduced Sulfur (TRS). Total Reduced Sulfur (TRS) adalah senyawa sulfur yang terdiri dari hidrogen sulfida, dimetil disulfida, dimetil sulfida dan metil merkaptan yang dihasilkan dalam proses di industri-industri seperti pulp dan kertas dan industri-industri minyak dan gas bumi yang diemisikan dari sumber tidak bergerak. Salah standar metode yang digunakan adalah SNI 7117.19:2009. Standar ini digunakan untuk penentuan Total Reduced Sulfur (TRS) yang diukur sebagai SO2 dalam gas buang sumber tidak bergerak menggunakan metode turbidimetri dengan kadar 5 ppm sampai 300 ppm (14 mg/Nm3 sampai 860 mg/Nm3). Adapun metoda ini dapat digunakan apabila dalam aliran gas buang terkandung paling tidak 1% oksigen yang dibutuhkan untuk oksidasi sempurna TRS menjadi SO2.

Prinsip metode ini dan reaksi kimianya sebagai berikut :

1. Gas buang yang mengandung oksida-oksida sulfur ditangkap dengan larutan bufer sitrat.

3SO2 (g) + 3H2O + Na3Ci <-> 3NaHSO3 + H3Ci

Reaksi diatas adalah reaksi sederhananya tapi reaksi yang terjadi sangat kompleks dan tahapan reaksi yang terjadi sebagai berikut

SO2 (g) <-> SO2 (aq) (2)
SO2 (aq) + H2O <-> H+ + HSO3
HSO3 <-> H+ + SO32-
H+ + Ci3- <->HCi2-
H+ + HCi2- <-> H2Ci
H+ + H2Ci <-> H3Ci

2. TRS yang tidak terjerap dioksidasi menggunakan tungku oksidasi (oxidation furnace) menjadi SO2.

2H2S + 3O2 –> 2 SO2 + 2H2O

3. Gas SO2 yang terbentuk dijerap dalam larutan H2O2 membentuk asam sulfat (H2SO4).

SO2 + H2O2 –> H2SO4

4. H2SO4 yang terbentuk direaksikan dengan barium klorida membentuk barium sulfat. Kadar sulfat ditentukan secara turbidimetri pada panjang gelombang 420 nm.

H2SO4+ BaCl2 –> BaSO4 + 2HCl

Metode ini rentan terhadap pengganggu seperti

  • Karbonil sulfida (COS) dalam jumlah yang signifikan dapat mengakibatkan bias positip.
  • Kalsium karbonat (CaCO3) dapat mengakibatkan bias negatip apabila terbawa sampai ke larutan bufer sitrat, dimana pH akan naik dan gas H2S terserap. Lebih jauh, kalsium yang terkandung dalam CaCO3 yang masuk ke dalam penyerap H2O2, akan mengendapkan ion sulfat.

 

Daftar Pustaka
1. SNI 7117.19:2009. Emisi gas buang – Sumber tidak bergerak – Bagian 19: Cara uji Total Reduced Sulfur (TRS) secara turbidimetri dengan alat spektrofotometer
2. JIANG Xiuping, LIU Youzhi and GU Meiduo. Absorption of Sulphur Dioxide with Sodium Citrate Buffer Solution in a Rotating Packed Bed. Chinese Journal of Chemical Engineering, 19(4) 687—692 (2011)
3. http://www.webqc.org

Hydrotreating

Peraturan yang berlaku mensyaratkan kadar sulfur pada bahan bahan bakar (bbm) memiliki kadar maksimal tertentu. Bensin 88, bensin 91 dan bensin 95 kandungan sulfur yang diperbolehkan maksimal 0,05 %m/m atau 500 ppm. Minyak Solar 48 maksimal 0,35 %m/m atau 3500 ppm berlaku tahun 2015 dan untuk 1 Januari 2025 maksimal 0,005 %m/m atau 50 ppm. Minyak solar 51 maksimal 0,05 %m/m atau 500 ppm. Kandungan sulfur yang terkandung di bbm ketika terjadi pembakaran akan menjadi gas SO2 yang dibuang ke udara dan akan mengakibatkan masalah lingkungan seperti hujan asam dan pemanasan global. Hal itu menjadi salah satu alasan mengapa kandungan sulfur di bbm dibatasi.

Proses yang umum digunakan di kilang minyak untuk menghasilkan bbm dengan kadar sulfur yang sesuai spesifikasi adalah hydrotreating. Berdasarkan kamus minyak dan gas bumi,  hydrotreating adalah proses yang mereaksikan hidrokarbon dengan hidrogen dengan bantuan katalis pada kondisi yang tidak menyebabkan molekul hidrokarbon rengkah menjadi hidrokarbon lebih ringan. Sehingga dalam proses ini menggunakan gas hydrogen dan katalis seperti NiMo-Al2O3, CoMo-Al2O3 dll dengan kondisi temperature dan tekanan tertentu. Proses yang terjadi seperti untuk pengurangan kadar sulfur adalah hidrodesulfurisasi. Proses untuk pengurangan kadar nitrogen adalah hidrodenitrogenasi. Dan beberapa proses lain yang terjadi dengan penghidromurnian.  Pada temperature dan tekanan yang tinggi ada kemungkinan terjadi pemecahan struktur hidrokarbon. Reaksi kimia yang terjadi pada penghidromurnian dapat di lihat di bawah
HDS dan HDN

Gambar 1. Reaksi Kimia Penghidromurnian[2]

HDS Thiophene

Gambar 2. Reaksi Kimia HDS pada Thiophene[3]
HDS DBT

Gambar 3. Reaksi Kimia HDS pada Dibenzothiophene[3]

 

Daftar Pustaka

1. Spesifikasi BBM http://migas.esdm.go.id/data-kemigasan/96/Spesifikasi-Mutu-BBM

2. http://www.columbia.edu/cu/chemistry/groups/parkin/hds.html

3. A. Infantes-Molina, A. Romero-Pérez, D. Eliche-Quesada, J. Mérida-Robles, A. Jiménez-López and E. Rodríguez- Castellón (2012). Transition Metal Sulfide Catalysts for Petroleum Upgrading – Hydrodesulfurization Reactions, Hydrogenation, Prof. Iyad Karamé (Ed.), ISBN: 978-953-51-0785-9, InTech, DOI: 10.5772/45629. Available from: http://www.intechopen.com/books/hydrogenation/transition-metal-sulfide-catalysts-for-petroleum-upgrading-hydrodesulfurization-reactions