“INDUSTRI ASETALDEHYDA”
Oleh Nama
:
Adi Santoso
NIM
:
0610 3040 1010
Kelas
:
4 KIB
:
Ir. Erlinawati, M.T
Dosen Pembimbing
POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA PALEMBANG 2012 BAB II BAHAN KIMIA DARI SENYAWA C2
II.6. Acetaldehid 1. Sifat Fisik dan Sifat Kimia a. Sifat Fisik dan Sifat Kimia Bahan Baku 1. Etilen
Sifat Fisika Rumus kimia
: C2H4
Berat molekul
: 28,0536 kg/kgmol
Titik didih (1 atm)
: -103,71 oC
Titik beku (1 atm)
: -169,15 oC
Wujud (25oC, 1 atm) : gas Densitas gas
: 7,635 mol/L
Densitas cairan
: 20,27 mol/L
Tekanan kritis
: 5040,8 kPa
Suhu kritis
: 9,194 oC
Viskositas cairan
: 0,1611 cP
Panas laten penguapan : 13,548 kJ/g Panas laten peleburan : 3,353 kJ/g Ambang batas mudah terbakar (1atm, 25 oC) Batas terendah di udara : 2,7% mol Batas tertinggi di udara : 36% mol
Sifat Kimia
Polimerisasi Etilen dapat dipolimerisasi dengan cara memutuskan ikatan rangkapnya dan bergabung dengan molekul
etilen yang lain
membentuk molekul yang lebih besar (polimer) pada tekanan dan temperatur tertentu dan dapat pula menggunakan katalis. Reaksi : n ( CH 2 = CH2 )
Hidrohalogenasi
→
( CH2 - CH2 - )
Etil klorida terbentuk dari reaksi antara
etilen dangan HCl
menggunakan katalis AlCl3 atau FeCl3 pada tekanan 300-500 kPa dengan temperatur 30-90oC untuk fase cair dan 130-250 oC untuk fase gas.
Hidrogenasi Etilen dapat dihidrogenasi secara langsung dengan katalis nikel pada temperatur 300oC. Reaksi yang terjadi : CH2 = CH2 + H2 →
CH3 - CH3
Alkilasi Etilen
dapat juga dialkilasi dengan menggunakan katalis
tertentu. Contoh alkilasi
Friedel-Craft, mereaksikan
etilen dengan
benzen untuk menghasilkan produk etil benzen dengan katalis AlCl 3 pada temperatur 400oC. Reaksi yang terjadi : C6H6 + C2H4 →
C6H5C2H5
Hidrasi Etilen
dapat direaksikan membentuk etanol dengan hidrasi
katalitik langsung menggunakan katalis H 3PO4-SiO2 pada temperatur 300 oC dan tekanan 7 MPa. Reaksinya adalah : CH2 = CH2 + H2O → CH3 - CH2OH
2.Cuprum (II) Klorida
Sifat Fisika Rumus kimia
: CuCl2
Berat molekul
: 134.45 g/mol
Density
: 3.386 g/cm3 (solid)
Titik didih
: 993 °C
Titik lebur
: 620 °C
Sifat Kimia
Bereaksi dengan HCl atau klorida sumber untuk membentuk ion kompleks ( CuCl merah 2-
3
-,
dan CuCl kuning
).
2. Air
Sifat Fisika Rumus kimia
: H2O
Berat molekul
: 18 g/mol
Density
: 0,998 g/ml (cairan pada 20oc) 0,92 g/ml ( padatan )
Titik didih
: 100 °C
Titik lebur
:0°
Kalor jenis
: 4182 j/kg. k
Sifat Kimia Air akan bersifat basa jika bereaksi dengan asam lemah
•
CH3COOH + H 2O → CH3COO- + H3O+ Air akan bersifat asam jika bereaksi dengan basa lemah
•
NH3 + H2O → NH4+ + H3O
b. Sifat Fisik dan Sifat Kimia Produk 1. Asetaldehida
Sifat Fisika Rumus kimia
: CH3CHO
Berat molekul
: 44,05 g/mol
Titik leleh
: -123,5 °C
Titik didih
: 20.2 °C
Density
: 0,788 g/ml
Bau
: Sangat menyengat
Kelarutan
: Larut dalam air dan Pelarut organic
Penampilan
: Cairan Tak Berwarna
4
Sifat Kimia Mengkatalisis oksidasi etilen menjadi asetaldehida. Katalis
adalah sistem dua komponen yang terdiri dari klorida paladium, PdCl
2,
dan klorida tembaga, CuCl
2.
2. Asam Klorida
Sifat Fisika Rumus kimia
: HCl
Berat molekul
: 36.46 g/mol
Density
: 1.18g/cm3
Bahaya
: sangat korosif
Titik didih
: 110 °C (383 K), 20.2% solution
Titik lebur
: −27.32 °C (247 K), 38% solution
Sifat Kimia •
Hidrogen klorida (HCI) adalah asam monoprotik, yang berarti bahwa ia dapat berdisosoasi melepaskan satu H+ hanya sekali. HCI + H2O → H30+ + CI-
•
Ion lain yang terbentuk adalah ion klorida ( CI-). Asam klorida oleh karenanya dapat digunakan untuk membuat garam klorida.
•
Asam monoprotik memiliki satu tetapan disosiasi asam (Ka), yang mengidentifikasikan tingkat disosiasi zat tersebut dalam air.
2. Data kuantitatif
Basis 1 ton produk CH 3CHO (Asetaldehida), 96% yield
3. Klasifikasi Proses
Pembuatan asetaldehida memiliki klasifikasi produksi yaitu dengan proses : •
Reaksi hydrasi
•
Reaksi regenerasi katalis
4. Reaksi kimia •
Reaksi Hydrasi
C2H4 + 2CuCl2 + H2O
•
→
CH3CHO + 2CuCl + 2HCl
Reaksi regenerasi katalis
2CuCl + 2HCl + 1/2O 2
→
2CuCl2 + H2O
6. Uraian proses
Bahan baku etilen (C 2H4) dalam bentuk gas mula-mula dikompresikan (ditekan) oleh kompressor masuk kedalam reaktor yang berisi katalis CuCl 2 larutan, dimana kondisi operasinya dijaga pada temperatur 50 – 100 °C selama 6 – 40 menit. Pada reaktor ini terjadi reaksi hydrasi yaitu : C2H4 + 2CuCl2 + H2O
→
CH3CHO + 2CuCl + 2HCl
Hasil dari reaktor masuk ke cyclone separator. Pada cyclone separator ini terjadi pemisahan produk Asetaldehyda dan etilen berlebih, produk asetaldehid keluar pada bagian top (atas) lalu masuk ke separator. Sedangkan pada bagian bottom (bawah) berupa CuCl, HCl, dan Asetaldehyda yang masih bercampur dengan etilen yang tidak bereaksi diumpankan masuk ke stripper. Pada stripper terjadi pemisahan dengan bantuan pemanasan steam. Bagian atas stripper berupa keluaran asetaldehyda yang masih bercampur dengan etilen yang tidak bereaksi diumpankan masuk ke separator untuk dipisahkan dari etilen yang tidak bereaksi sehingga menghasilkan produk reaksi. Sedangkan etilen sisa digunakan kembali untuk umpan awal (recycle) ditambah olefin (alkena/C2H4). Persen yield asetaldehyda ini cukup tinggi yakni sekitar 96 %. Pada bagian bottom (bawah) berupa CuCl dan HCl dipompakan masuk ke regenerator dan direaksikan dengan O 2 menjadi katalis CuCl2. Pada regenerator ini terjadi reaksi regenerasi katalis. Reaksinya yaitu : 2CuCl + 2HCl + 1/2O 2
→
2CuCl2 + H2O
Hasil dari regenerator masuk kedalam cyclone separator dimana terjadi pemisahan antara CuCl 2 dan H2O dengan O 2 yang tidak bereaksi. Pada bagian top merupakan keluaran O 2 yang direcycle kembali ke regenerator. Pada bagian bottom berupa CuCl 2 dan H2O yang terbentuk dapat di recycle kembali masuk ke reaktor melalui pompa. Proses ini berlangsung secara kontinyu, dimana kemungkinan bahan terbuang akan sangat kecil sekali.
7. Fungsi alat
Fungsi dari alat yang digunakan dalam industri Asetaldehyda : •
Kompressor : digunakan untuk menurunkan tekanan dari suatu operasi proses untuk mengubah kondisi operasi
•
Reaktor
: tempat terjadinya reaksi hydrasi ( pembentukan asetaldehid ) C2H4 + 2CuCl2 + H2O
•
Separator
→
CH3CHO + 2CuCl + 2HCl
: tempat pemisahan asetaldehid dari etilen dengan bantuan
olefin •
Pompa
: mempercepat energi mekanik fluida cair
•
Stipper
: tempat pemisahan asetaldehid yang bercampur dengan etilen
dari CuCI dan HCI dengan bantuan pemanasan steam •
Regenerator : tempat pembentukan kembali katalis CuCI2 dari CuCI+HCI+O2
•
Cyclon Separator : Kolom tempat terjadinya pemisahan asetaldehid dari CuCI, HCI serta asetaldehid yang masih bercampur dengan etilen
8. Kegunaan Produk
Asetaldehyda dapat digunakan sebagai bahan baku dalam pembuatan : •
Asam Asetat
•
Asetat an-hydrid
•
Ester Asetat
•
Sebagai bahan awal dalam sintesis 1-butanol (n butil alkohol ), etil asetat, parfum,perasa , anilin pewarna , plastik , sintetis karet , dan kimia senyawa
Daftar Pustaka •
Modul. “Proses Industri Kimia 2”. POLSRI. 2012
•
Charlers. E. Dryden, 1990. Chemical Process, second edition, New York
•
http://www.britannica.com/EBchecked/topic/3196/acetaldehydeCH3CHO
•
http://id.wikipedia.org/wiki/Asetaldehida
•
http://id.wikipedia.org/wiki/Etena
•
http://translate.google.co.id/translate? hl=id&sl=en&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Copper%28II %29_chloride&ei=AP1T4NkhqesB9O9jcwF&sa=X&oi=translate&ct=result&resnum=1&ved= 0CCwQ7gEwAA&prev=/search%3Fq%3DCUCL2%26hl%3Did %26client%3Dfirefox-a%26hs%3Dfaq%26rls%3Dorg.mozilla:enUS:official%26prmd%3Dimvns
•
http://id.wikipedia.org/wiki/Asam_klorida
•
http://id.wikipedia.org/wiki/Air
•
http://www.pom.go.id/katker/doc/Asetaldehid.htm
