• Tidak ada hasil yang ditemukan

BAB II

N/A
N/A
Info
Unduh - Bebas
Protected

Academic year: 2023

Membagikan "BAB II"

Copied!
6
0
0

Memuat.... (Lihat teks lengkap sekarang)

Unduh sekarang ( 6 Halaman )

Teks penuh

(1)

10 BAB II

STUDI KELAYAKAN AWAL

2.1 Seleksi Proses

Metil akrilat merupakan suatu senyawa organik yang berbentuk cair dan tidak berwarna. Metil akrilat memiliki karakteristik yaitu memiliki bau yang kuat, larut pada pelarut organik dan tidak terlalu larut terhadap air. Senyawa ini memiliki rumus molekul CH2CHCO2CH3 (C4O2H6) dan merupakan senyawa metil ester yang berasal dari asam akrilat. Metil akrilat banyak digunakan sebagai pada industry polimer, cat, tekstil, sebagai acrylate fiber hingga sebagai reagen pada sintesis pada produk farmasi. Metil akrilat dapat diproduksi dengan menggunakan beberapa proses, seperti dibawah ini:

a. Proses Asetilen

Pada proses ini produk yang berupa metil akrilat dibuat dengan mereaksikan alkohol dan asetilen dengan menggunakan katalis nikel karbonil pada suasana asam. Proses ini dilakukan pasa suasana asam dengan menggunakan suhu 220-270oC pada kondisi tekanan 140,61-316,38 atm.

Proses ini memiliki kerugian karena nikel karbonil merupakan senyawa yang beracun dan memiliki sifat yang korosif serta memerlukan kondisi operasi yang tinggi. Reaksi pembentukan metil akrilat dengan menggunakan proses astilen dapat dilihat sebagai berikut:

4C2H2 + 4CH3OH + 2HCl + Ni(CO)4 → 4CH2=CHCOOCH3 + NiCl2 + H2

b. Proses Oksidasi Propilen

Pada proses ini produk yang berupa metil akrilat yang dilakukan pada fase uap (gas) dengan menggunakan katalis cobalt malybdate- tellurium yang dioprasikan pada suhu 250-300oC dengan tekanan operasi mencapai 5 atm. Proses ini, mula-mula dengan proses oksida yang kemudian akan membentuk senyawa akrolein. Pada saat mengoksidasi yang beroperasi pada suhu 330oC dengan umpan masuk yang bertekanan 3 atm

(2)

11 pada reaktor fixed bed multitube. Konversi reaksi yang dihasilkan pada proses ini sebesar 92%. Reaksi pembentukan yang terjadi sebagai berikut:

CH2CHCH3CN + O2 → CH2CHCHO + H2O 2 CH2CHCHO + O2 → 2 CH2CHCOOH

CH2CHCOOH + CH3OH → CH2CHCOOCH3 + H2O

(Kirk and Othmer, 1983) Pada suhu operasi umpan reaktor yang digunakan 250-330oC disebabkan katalis yang digunakan akan mengalami coke-up jika suhu operasi yang berlangsung diatas 330oC yang mengakibatkan terjadinya deposit karbon hingga katalis akan mengalami deaktivasi. Namun, jika proses operasi dibawah suhu 250oC maka akan terjadi penurunan kecepatan reaksi secra drastis. Uap panas yang keluar dari reaktor akan diturunkan suhunya dengan menggunakan alat pendingin untuk mengontrol reaksi. Asam akrilat diperoleh dengan melakukan pemisahan menggunakan menara distilasi.

Setelah itu dilakukan proses esterifikasi dengan menambahkan metanol dan katalis berupa asam mineral yang dioperasikan pada suhu 200oC hingga menghasilkan produk utama berupa metil akrilat. Konversi reaksi yang dihasilkan pada proses ini hanya sebesar 58% yang berlangsung dengan 2 tahap.

c. Proses Ketene

Pada proses ini produk yang berupa metil akrilat diperoleh dengan menggunakan bahan baku asam asetat. Asam asetat tersebut akan melewati dipiroisa hingga menjadi ketene. Kemudian ketene direaksikan dengan monomer formaldehida hingga membentuk β-propiolactone lalu dikonversikan menjadi metil akrilat. Namun, kelemahan pada proses ini ialah memiliki tahapan yang banyak dan β-propiolactone memiliki sifat racun yang membuat proses ini tidak aman. Reaksi pembentukan pada proses ini sebagai berikut:

CH3COOH → CH2=C=O → CH2-C=O → H2=CHCOOCH3 +H2O (Ullman, 1995) d. Proses Esterifikasi

(3)

12 Pada proses ini produk yang berupa metil akrilat diperoleh dengan mereaksikan asam akrilat dan methanol dengan bantuan katalis asam sulfat.

Proses ini beroperasi pada suhu 50-100oC dalam tekanan atmosfir dengan perbandingan mol antara asam akrilat dengan methanol yaitu 1 : 2 dalam reaktor alir berpengaduk. Proses esterifikasi ini, banyak digunakan karena prosesnya sederhana dan lebih menguntungkan dibandingkan proses yang lainnya. Konversi reaksi yang dihasilkan pada proses ini hingga 98%.

Reaksi pembentukan metil akrilat pada proses esterifikasi ialah sebagai berikut:

CH2CHCOOH + CH3OH → CH2CHCOOH3 + H2O

Berdasarkan dari beberapa penjelasan rangkaian proses pembuatan metil akrilat, maka akan dirancang pabrik metil akrilat dengan menggunakan metode esterifikasi. Hal ini dilakukan berdasarkan beberapa pertimbangan seperti:

1. Bahan baku yang dapat diperoleh di Indonesia.

2. Prosesnya sederhana dibandingkan proses yang lain.

3. Konversi reaksi sebesar 98%.

4. Hasil samping yang dihasilkan berupa air dan tidak beracun.

5. Prosesnya pengoperasiannya lebih aman karena berjalan pada suhu yang tidak terlalu tinggi yaitu hanya 50-100oC dengan tekanan 1 atm.

6. Katalis yang digunakan murah dan mudah diperoleh di Indonesia.

2.2 Deskripsi Proses

2.2.1 Tahap Persiapan Bahan Baku

Bahan baku yang digunakan untuk proses pembuatan metil akrilat pada proses esterifikasi seperti asam akrilat, metanol dan katalis berupa asam sulfat. Bahan baku asam akrilat diperoleh dari tangki penyimpanan pada suhu 30oC dan tekanan 1 atm.

Bahan baku metanol diperoleh dari tangki penyimpanan pada suhu 30oC dan tekanan 1 atm. Serta katalis berupa asam sulfat dari tangki penyimpanan pada suhu 30oC dan tekanan 1 atm. Kemudian ketiga bahan baku dari tangka penyimpanan akan dipompa HE (Heat exchanger) untuk dinaikkan suhunya hingga mencapai

(4)

13 suhu 60oC sebelum menuju reaktor esterifikasi yang beroperasi pada suhu 60oC dan tekanan 1 atm.

2.2.2 Tahap Reaksi

Proses reaksi pembentukan metil akrilat berlangsung pada continuous stirred tank reactor (CSTR) yang beropeasi pada kondisi isothermal pada suhu 60oC dan tekanan 1 atm. Reaksi yang terjadi menggunakan perbandingan mol bahan baku asam akrilat dan metanol sebesar 1 : 2 dengan menggunakan katalis asam sulfat 98%. Reaksi pembantukan metil akrilat bersifat eksotermis sehingga membutuhkan jaket pendingin agar dapat mempertahan kondisi operasinya.

2.2.3 Tahap Pemurnian Produk

Pada tahap ini bertujuan untuk memurnikan metil akrilat hingga mencapai kemurnian 99,5%. Aliran yang keluar dari reaktor esterifikasi kemudian dialirkan menuju separator sentrifugal untuk memisahkan heavy phase dan light phase. Light phase berupa metil akrilat dan sedikit air dengankan heavy phase berupa metanol, air, asam sulfat, asam akrilat dan sedikit metil akrilat. Kemudian heavy phase dialirkan menuju ke menara distilasi pertama untuk memisah hasil bottom product berupa asam sulfat dan asam akrilat untuk dialirkan ke arus recycle. Hasil top product pada menara distilasi pertama akan dialirkan ke menara distilasi kedua untuk memisahkan metanol (top product) dan campuran metil akrilat dan air (bottom product). Hasil top product dari menara distilasi kedua berupa metanol akan dialirkan Kembali ke reaktor untuk di recycle.

Hasil light phase dari separator sentrifugal dan bottom product dari menara distilasi kedua kemudian akan dialirkan ke menara distilasi ketiga untuk memperoleh kemurnian produk hingga 99.5%. Hasil metil akrilat diperoleh di light product pada menara distilasi ketiga kemudian akan diturunkan suhunya hingga mencapai suhu 30oC dengan menggunakan heat exchanger lalu di alirkan ke tangka penyimpanan produk pada suhu 30oC dan tekanan 1 atm. Hasil bottom product pada menara distilasi ketiga kemudian dialirkan menuju unit pengolahan limbah.

(5)

14 2.3 Spesifikasi Bahan dan Produk

2.3.1 Spesifikasi Bahan Baku Utama a. Asam Akrilat (CH2CHCOOH)

Bentuk : cair tidak berwarna (pada suhu 30oC, 1 atm) Berat Molekul : 72,06 g/mol

Kemurnian, % berat : minimal 99%

Densitas : 1,0511 g/ml (20oC) Pengotor, % berat : air, maksimal 1%

Viskositas : 1.19 cp (20oC)

Kelarutan : miscible dalam air dan sedikit larut di acetone

(www.shokubai.co.jp) b. Metanol (CH3OH)

Bentuk : cair

Berat Molekul : 32,04 g/mol Kemurnian, % berat : minimal 99,85%

Densitas : 0,7924 g/cm3

Pengotor, % berat : air, maksimal 0.15%

Viskositas : 0.55 cp (20oC)

Kelarutan : full miscible dalam air

(www.kaltimmethanol.com) 2.3.2 Spesifikasi Bahan Baku Pendukung

Asam Sulfat (H2SO4)

Bentuk : cair

Berat Molekul : 98.08 g/mol Kemurnian, % berat : 98 %

Densitas : 1.84 g/cm3

Pengotor, % berat : air, 2 % Viskositas : 3,9 cp (20oC)

Kelarutan : miscible dalam air

(www.indoacid.com)

(6)

15 2.3.3 Spesifikasi Produk Utama

Metil Akrilat (CH2CHCOOCH3)

Bentuk : cair

Berat Molekul : 86.09 g/mol Kemurnian, % berat : minimal 99,5%

Densitas : 0.9561 g/cm3

Pengotor, % berat : air, metanol, maksimal 0.5%

Viskositas : 0,49 cp (20oC)

Kelarutan : miscible dalam alcohol, sedikit larut dalam air

(www.basf.com)

2.3.4 Spesifikasi Produk Samping Air (H2O)

Bentuk : cair tidak berwarna

Berat Molekul : 18 g/mol Kemurnian, % berat : minimal 99,5%

Densitas : 997 g/cm3

Pengotor, % berat : -

Viskositas : 1.002 cp (20oC)

Kelarutan : larut dalam asam asetat, amnonia, metanol, asam sulfat.

(www.labchem.com)

Referensi

Unduh sekarang ( PDF - 6 Halaman - 1.91 MB )

Dokumen terkait

Pengaruh Penambahan Katalis BF3-Dietil Eterat Tahap Polimerisasi Pada Proses Pembuatan Poliester dari Asam Lemak Sawit Distilat (ALSD)

Adapun metil ester yang digunakan dalam penelitian ini adalah metil ester hasil esterifikasi Asam Lemak Sawit Distilat (ALSD) dengan metanol menggunakan katalis

1,2-dimetil-1,1,2,2-tetrafenildisilana Sulfonat Mengkatalisis Reaksi Esterifikasi Asam Stearat dengan Metanol dan 2-propanol

Reaksi esterifikasi antara asam stearat dengan metanol dan 2-propanol menggunakan katalis 1,2-dimetil-1,1,2,2-tetrafenildisilana sulfonat telah menghasilkan metil stearat

BAB I PENDAHULUAN Prarancangan Pabrik Metil Laktat Dari Asam Laktat Dan Metanol Kapasitas 20.000 Ton/Tahun.

Pembuatan metil laktat dalam skala industri berasal dari metanol dan asam. laktat dengan proses

BAB I Prarancangan Pabrik Metil Laktat Dari Asam Laktat Dan Metanol Kapasitas 15.000 Ton/Tahun.

Bahan baku pembuatan Metil Laktat adalah Metanol dan

PRARANCANGAN PABRIK METIL SALISILAT DARI ASAM SALISILAT DAN Prarancangan Pabrik Metil Salisilat Dari Asam Salisilat Dan Metanol Dengan Proses Esterifikasi Kapasitas 15.000 Ton/Tahun.

Pabrik metil salisilat dari asam salisilat dan metanol dengan proses esterifikasi kapasitas 15.000 ton/tahun digolongkan pabrik beresiko rendah, karena suplai bahan baku mudah

Pengaruh Lamanya Waktu Reaksi Polimerisasi Pada Proses Pembuatan Poliester dari Asam Lemak Sawit Distilat (ALSD)

Adapun metil ester yang digunakan dalam penelitian ini adalah metil ester hasil esterifikasi Asam Lemak Sawit Distilat (ALSD) dengan metanol menggunakan katalis

BAB II DISKRIPSI PROSES

Mekanisme reaksi yang terjadi pada proses eterifikasi terhadap Asam Oleat dan n-butanol adalah esterifikasi katalis yaitu esterifikasi dengan menggunakan katalis asam kuat

BAB II

Reaksi esterifikasi pembentukan DMP menggunakan katalis asam sulfat dapat dijabarkan sebagai berikut: H2SO4 C6H4 CO2O + 2 CH3OH C6 H4COOCH32 + H2O ………1 Phthalic Anhydride Metanol