BUTADIENA

INDUSTRI BUTADIENA .1. PENDAHULUAN Butadiena adalah senyawa kimia dengan rumus C 4H6. Butadiena  berfase gas dan merupakan gas yang beracun,berwarna dan berbau tajam.Butadiena menghasilkan butane yang terkonjugasi sederhana. Salah satu alkadiena, yang melalui reaksi polomerisasi akan membentuk   polibutadiena(karet  polibutadiena(karet sintetis). Butadiena digunakan untuk bahan kimia lain yang digunakan dalam memproduksi industry 4-vinylcloryhexene melalui reaksi dimerisasi dan cyclododecatriene melalui raksi trimerization. Butadiena juga berguna dalam sintetis sikloalkana dan cycloalkenes. Prinsip yang digunakan sebagai monomer dalam pembuatan karet sintetis, terutama Akrilonitril butadiene stirena dan polybutadiene. 2. KLASIFIKASI PROSES 2.1. DEHIDROGENASI DEHIDROGENASI dari Butane(houdry) Merupakan proses pembuatan yang menggunakan Butana (C 4H10), sehingga pada reaksi yang terjadi akan terbentuk Butadiene (C 4H6) dan menghasilkan gas Hidrogen. Selain itu juga dapat menghasilkan reaksi samping yakni C 4H8. C4H10 CH2=CHCH=CH2 + 2H2 (endoterm) ∆H=+32.2 Kcal C4H10 C4H8 + H2 2.2. DEHIDROGENASI DEHIDROGENASI dari Butylenes Merupakan proses pembuatan dengan menambahkan gas Oksigen  pada Butana yang merupakan feed utama dari pembuatan Butadiene. C4H10 + O2 C4H6 + 2H2O 2.3. DEHIDROGENASI-DEHIDRASI DEHIDROGENASI-DEHIDRASI ETANOL Pembuatan Butadiene dari Etanol, dimana hasilnya acetaldehyde dapat digunakan untuk pembuatan Butadiene.

CH3CH2OH CH3CHO +

H2 CH3CH2OH + CH3CHO CH2=CHCH=CH 2 + 2H2O 8CH3CH2OH +8CH3CHO 6CO+3CO2+H2+3,5 C2H4+C4H8+C2H5OC2H5+CH3CO2C2H5 +C4H9OH 2.4. UAP CRACKING dari HIDROKARBON Pembuatan butadiene dengan uap yang dialirkan pada temperature tinggi. Pada Industri Pembuatan Butadiena,proses yang dipakai adalah  proses Dehidrogenasi dari bahan Butana. 3. DATA KUANTITATIF a. Basis: 1 ton butadiene(98 + %purity and 60% yield) n-butana:1,80 ton By-product:0,65 ton  b. Kapasitas :100-200 ton/day 4. SIFAT FISIK KIMIA BAHAN BAKU dan PRODUK  BAHAN BAKU:  BUTANA

- RUMUS MOLEKUL : C4H10 -BERAT MOLEKUL : 53 g/mol -TITIK LELEH : -135 oC o -TITIK DIDIH : -0,5 C -DENSITY :0,573 gr/cm3 -FASE : gas -Butana bereaksi dengan oksigen membentuk  karbon dioksida dan uap air. -Asetaldehida yang digunakan dihasilkan melalui oksidasi  butana atau nafta ringan

-Butana bereaksi dengan oksigen membentuk  karbon monoksida dan uap air.  ISOPENTANA

-RUMUS

MOLEKUL

:

C 5H12

-BERAT MOLEKUL : 72,15 g/mol o -TITIK LELEH : -159,9 C o -TITIK DIDIH : 27,7 C 3 -DENSITY : 0,616 gr/cm -FASE : gas -Isopentana bereaksi dengan oksigen membentuk karbondioksida dan uap air. -Reaksi klorinasi antara Isopentana yang bereaksi dengan gas Klor  membentuk amil-klorida dan asam klorida. Bahan tambahan  Water  -RUMUS MOLEKUL -BERAT MOLEKUL -TITIK DIDIH -DENSITY

:H 2O : 18.0153 g/mol O : 100 C : 0.998 g/cm³ (cairan pada 20 °C) 0.92 g/cm³ (padatan) Bereaksi Dengan Air Membentuk Asam

-Oksida Asam Berupa Co 2 Carbonat. -Tembaga bereaksi dengan air menhasilkan tembaga oksida. -Gas Cl2 bereaksi dengan Air membentuk Asam Klorida dan Oksigen.

 Amoniak 

-RUMUS MOLEKUL : NH 3 -BERAT MOLEKUL : 17.03 gr/mol O -TITIK DIDIH : -33.34 C O -TITIK LELEH : -77.73 C -Fase : gas -Amoniak bereaksi dengan air menghasilkan ammonium hidroksida. -Etanoat anhidrida bereaksi dengan ammonia menghasilkan etanamida dan asam asetat. -Asam asetat bereaksi dengan ammonia menghasilkan ammonium etanoat. PRODUK :  BUTADIENA -RUMUS MOLEKUL : C 4H6 -BERAT MOLEKUL : 54,09 g/mol -TITIK LELEH : -108,9 oC o -TITIK DIDIH : -4,41 C 3 -DENSITY : 0,621 gr/cm -FASE : gas -Reaksi polimerisasi dengan acrylonitrile dan styrene yang bereaksi dengan polibutadiena membentuk Acrylonitril Butadiena Styrene. -Reaksi dimerisasi Butadiena menghasilkan 4-vinylcyclohexene. -Butadiena bereaksi dengan sulfur oksida membentuk Butadienasulfone. PRODUK SAMPING BUTENA -RUMUS MOLEKUL

: C 4H8

-BERAT MOLEKUL : 56 g/mol -TITIK LELEH : -185 oC o -TITIK DIDIH : -6 C -DENSITY : 0,6 gr/cm3 -FASE : Kelarutan dalam air  -Pembuatan asam maleat dari proses oksidasi butena - Polimerisasi etilena dengan rantai pendek alfa-olefin 1-butena menghasilkan polietilena LLDPE HIDROGEN -RUMUS MOLEKUL : H2 -BERAT MOLEKUL : 2 g/mol o -TITIK LELEH : -259 C o -TITIK DIDIH : -252,87 C 3 -DENSITY :0,08988 gr/cm -FASE : gas -Gas Hidrogen bereaksi dengan Nitrogen menghasilkan NH 3 (ammoniak) -Gas Hidrogen bereaksi dengan Oksigen memnetuk H 2O (uap air) -Gas Hidrogen bereaksi dengan senyawa asam Nitrat menghasilkan asam  Nitrat. 5. REAKSI YANG TERJADI Reaksi Utama : C4H10 CH2=CH-CH=CH2 + 2H2 (eksoterm) ∆H=+ 32.2 Kcal

Reaksi Samping C4H10

: C4H8 + H2 (n.butylenes)

6. URAIAN PROSES Bahan baku berupa gas C 4 (metana) dan C 5 (pentane) yang banyak  mengandung n-butana dan sedikit isopentana dicampur dengan gas recycle, bahan baku dipanaskan dahulu dengan flue gas di dalam  preheater.Kemudian, bahan baku dialirkan ke preheater yang menggunakan steam dari udara masuk untuk dipanaskan pada

O

temperature 650 C. Hal ini bertujuan agar bereaksi dengan katalis yang dipakai yaitu Chromium Oxide di dalam reactor. Panas pada reactor yang  berlebih berupa akan dialirkan menuju Boiler yang akan diubah menjadi steam dengan bantuan tambahan air. Terdapat sepasang atau dua buah o reactor bersiklus adiabatic dengan panas reaksi awal adalah 650 C menurun menjadi 550 oC selama 5-10 menit. Hal ini dilakukan pada saat menyuplai karbon pada pembakaran katalisator secara terus-menerus dan  pada tekanan 120 mmHg-150 mmHg. Tekanan ini dijaga konstan oleh ejector sehingga reaksi akan berjalan sempurna. Adapun reaksi yang terjadi: C4H10 (endoterm) C4H10

CH2=CHCH=CH2

+

2H2

∆H=+32.2 Kcal

C4H8 + H2

Hasil reaksi berupa butadiene, butena dan hydrogen dipisahkan dari katalis Cromium Oxide di Quench Tower dengan proses pendinginan mendadak sehingga terpisah berupa hasil reaksi bottom berupa butadiene,  butena dan hydrogen sedangkan di top berupa Cromium Oxide yang dipanaskan dan direcycle menuju Quench Tower. Pada bagian bawah yang  berupa Butadiena, Butena dan Hidrogen ditekan dan didinginkan oleh Cooler sehingga berbentuk cairan. Cairan ini dialirkan menuju Absorber  Kolom untuk diserap oleh absorben Naphta yang bertujuan memisahkan Hidrogen dengan cairan yang berupa butadiene dan butena. Kemudian, Butadiena dan butena yang masih mengandung Naptha dialirkan menuju Stripper untuk memisahkan kandungan Naptha dari Butadiena dan Butena. Pada bagian bottom Stripper menghasilkan Naptha yang akan didinginkan dan direcycle menuju Absorber,sedangkan bagian Top Stripper keluar   berupa Butadiena dan Butena dialirkan menuju Butadiena Tower. Di dalan Butadiena Tower dipisahkan menggunakan proses destilasi di mana titik  o o didih Butadiena lebih kecil yaitu -4.41 C dibandingkan Butena yaitu -6 C. Butadiena didinginkan oleh Cooler sehingga terbentuk Butadiena Mentah dan dialirkan menuju Mixxer Settler Di dalam Mixer Settler masih terdapat Butane yang terdapat di dalam Butadiena maka ditambahkan

Ammoniak dan CAA(Cuprous Ammonium Acetate) yang befungsi untuk  menyerap Butadiena dan diaduk sehingga pada bagian Top menghasilkan recycle gas yang digunakan kembali untuk pembuatan Butadiena,sedangkan bagian bottom menghasilkan Butadiena yang mengandung CAA dan Amoniak dialirkan menuju Stripper dimana di dalamnya CAA dipisahkan dan direcycle lagi menuju Mixer-Settler.Lalu,  butadiene dalam NH 3 masuk ke dalam kolom butadiene purifier, pada kolom ini akan terjadi pemisahan secara ekstraksi dengan bantuan air  karena kedua komponen ini merupakan komponen yang apabila mendidih tidak dapat dilampaui titik didihnya atau bersifat azeotrop sehingga ditambahkan komponen lain di dalam campuran. Pada kolom butadiene  purifier bagian Top berupa butadiene dengan kemurnian 98%-99% dan  pada bagian bottom berupa NH 3 dan sedikit H 2O yang akan masuk ke kolom NH3 still. Di dalam kolom NH 3 still terjadi pemisahan destilasi fase ringan ke atas yaitu NH 3 yang akan di recycle kembali untuk digunakan  pada proses pemurnian butadiene pada mixer, sedangkan fase berat kebawah yaitu berupa air. 4.7. FLOWSHEET(Lihat Gambar 4.1.1 Industri Butadiena)

Gambar 4.1.1. Industri Butadiena 8. KEGUNAAN BUTADIENA -Pada Industri Plastik adalah sebagai berikut:  untuk menambah fleksibilitas dari plastic  sebagai bahan sintetis sulfolanil eter yang digunakan sebagai aditif cairan

hidrolisis pada industry plastik dimana butadienasulfone atau 3- sulfolen.  Sebagai bahan baku untuk membuat bahan kimia lain yang digunakan

dalam memproduksi industri 4-vinylcyclohexene melalui reaksi dimerisasi dan cyclododecatriene melalui reaksi trimerization.

 untuk sintesis Sikloalkana dan cycloalkenes.  sebagai monomer dalam pembuatan karet sintesis, terutama Akrilonitril

 butadiene stirena dan polybutadiene. -Pada obat-obatan :  Turunannya juga digunakan untuk pembuatan kosmetik (Kirk and Othmer,

1978).

9. FUNGSI ALAT  PREHEATER  Berfungsi untuk memanaskan n-butana dan sedikit isopentana sebelum masuk reactor.  REAKTOR  Berfungsi sebagai tempat terjadinya reaksi yang bersifat adiabatic dengan menggunakan suhu yang bebeda untuk menyuplai pembakaran pada o katalisator Cromium Oxide secara terus-menerus pada suhu 650 C.  QUENCH TOWER  Quench Tower berfungsi sebagai tempat pertukaran suhu panas menjadi dingin antara Butadiena,Butena dan Hiderogen dengan katalis berupa Cromium Oxide.  ABSORBER  Berfungsi sebagai tempat terjadinya penyerapan gas H 2 dengan bantuan  Naphta.  BUTADIENA TOWER  Berfungsi sebagai tempat pemisahan butadiene mentah dengan Butena  bedasarkan proses destilasi  BUTADIENA PURRIFIER  Berfungsi sebagai tempat pemisahan butadiene murni dengan ammonia dengan bantuan air bedasarkan proses ekstraksi.   NH3 STILL

Berfungsi sebagai tempat pemisahan NH 3 dengan air dan selanjutnya direcycle kembali. Bedasarkan proses destilasi.

10. FUNGSI BAHAN  CAA (CUPROUS Ammonium Acetate) berfungsi sebagai pelarut Butadiena sehingga Butadiena bisa dipisahkan dari Butena.   Naphtalena berfungsi untuk menyerap dan memisahkan gas Hidrogen dengan Butadiena-Butena.  Kromium Oxide berfungsi untuk mengkatalisi gas Butana di dalam reactor.  Water berfungsi untuk memisahkan Ammoniak dan Butadiena murni  Ammoniak berfungsi untuk mermurnikan Butadiena.

11. KESIMPULAN  Butadiena merupakan senyawa Hidrokarbon yang mempunyai rumus C 4H6  Butadiena memiliki bentuk gas yang beracun,berwarna dan berbau tajam.  Butadiena dihasilkan dari butane yang terkonjugasi yang dilakukan melalui reaksi dehidrogenasi.  Butadiena digunakan sebagai bahan baku untuk pembuatan senyawa lain dan juga sebagai monomer dalam pembuatan karet sintetis.

12. DAFTAR PUSTAKA Charles,Dryden.Outline edition.1968. 447-451

Chemical

of

Technologhy

2

nd 

http://www.sabic.com/me/en/productsandservices/chemicals/butene1.aspx www. Wikipedia.org http://www.jtbaker.com/msds/englishhtml/b5860.htm