PROSES INDUSTRI KIMIA II BAHAN KIMIA DARI SENYAWA C2 INDUSTRI ETYLENE DIKLORIDA DISUSUN OLEH : NAMA :EMPAYUS NIM :0610 3040 0342 KELAS : 4KB DOSEN PEMBIMBING : Ir. Erlinawati,M.T
PROSES INDUSTRI KIMIA II
BAHAN KIMIA DARI SENYAWA C2
INDUSTRI ETYLENE DIKLORIDA
DISUSUN OLEH :
NAMA
:EMPAYUSNIM
:0610 3040 0342KELAS
: 4KB
DOSEN PEMBIMBING : Ir. Erlinawati,M.T
TEKNIK KIMIA
POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYAPERIODE 2012 / 2013BAB II
BAHAN KIMIA DARI SENYAWA C2
II.2 INDUSTRI ETILEN DIKLORIDA1. Sifat Fisika dan Kimia
a. Sifat Fisika dan Kimia Bahan Baku
1. Etilen (C2H4)
Sifat Fisika Berat Molekul
: 28,054 g/mol
Kenampakan
: jernih, tak berwarna
Kemurnian
: 97 % berat
Titik Beku
: -169,15C
Titik Didih
: -103,71C
Densitas
: 0,57 g/cm
Sifat
: gas mudah terbakar
Sifat Kimia Reaksi Polimerisasi
Ethylene dengan kemurnian 99,9% dapat dipolimerisasi pada tekanan dan temperature dengan menggunakan katalis tertentu. 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 Oksidasi
Etilen dapat dioksidasi menghasilkan senyawa-senyawa etilen oksida atau etilen glikol yang banyak digunakan sebagai anti freeze. Etilen fase uap dioksidasi dengan udara atau oksigen dengan katalisator perak oksida pada suhu 200-300 oC dan tekanan 1-3 MPa Hidrohalogenasi
Etil klorida terbentuk dari reaksi antara etilen dangan HCl menggunakan katalis AlCl3 atau FeCl3 pada tekanan 300-500 kPa dengan temperatur 30-90 oC untuk fase cair dan 130-250 oC untuk fase gas.
Hidrogenasi
Etilen dapat dihidrogenasi secara langsung dengan katalis nikel pada temperatur 300 oC. Atau dapat dihidrogenasi secara langsung dengan menggunakan katalis platina atau palladium pada suhu kamar. Alkilasi
Etilen dapat juga dialkilasi dengan menggunakan katalis tertentu. Contoh alkilasi Friedel-Craft, mereaksikan etilen dengan benzen untuk menghasilkan produk etil benzen dengan katalis AlCl3 pada temperatur 400oC.
Hidrasi
Etilen dapat direaksikan membentuk etanol dengan hidrasi katalitik langsung menggunakan katalis H3PO4-SiO2 pada temperatur 300 oC dan tekanan 7 MPa.
Dalam proses yang lain, etilen diserap dengan 90-98% asam sulfat membentuk etil sulfat pada temperatur 50-85 oC dan tekanan 1-1,4 MPa.
Reaksi oxo (hidroformilasi)
Etilen bereaksi dengan gas sintesa ( CO + H2 ) menggunakan katalis cobalt membentuk propionaldehid pada temperature 60-200 oC dan tekanan 4-35 MPa. Biasanya reaksi terjadi dalam medium cair dimana gas dilarutkan.2. Klorin (Cl2) Sifat Fisika
Berat Molekul : 70,906 gr/mol Fasa : Gas
Titik Lebur : -101.03 C Titik Didih
: -34.03 C Densitas
: 2,48 kg/m3 (dalam fasa gas)Sifat Kimia Merupakan pengoksidasi yang kuat.
Dapat bereaksi dengan air membentuk HOCl dan HCl.
Korosif bila lembab oleh uap air.
Tidak mudah terbakar
3. Natrium Hidroksida (NaOH)Sifat Fisika Massa Molar
: 40 g/mol
Wujud
: Zat padat putih
Specific Gravity : 2,130
Titik Leleh
: 318,4 C (591 K)
Titik Didih
: 1390 C (1663 K)
Kelarutan dalam air: 111 g/100 ml (20 C) Sifat Kimia Senyawa ini sangat mudah terionisasi membentuk ion natrium dan hidroksida. Bila dibiarkan di udara akan cepat menyerap karbondioksida dan lembab NaOH membentuk basa kuat bila dilarutkan dalam air4. Hidrogen (H2)Sifat Fisika Fase (suhu dan tekanan lingkungan ) : gas
Berat Molekul
: 2,0158 kg/kmol
Titik Didih 1 atm : - 252,7 oC
Titik Leleh
: -239,9 oC
Suhu Kritis
: 239,9 oC
Tekanan Kritis
: 12,8 atm
Densitas Kritis
: 0,031 g/ml
Viskositas
: 0,013 cp Sifat Kimia
Reaksi hidrogen dan halogen membentuk Asam Idrohalogenida
H2 + X2 2HX
Reaksi dengan oksigen membentuk air
H2 + 1/2O2 H2O
Reaksi hidrogen dan karbon membentuk Methan
2H2 + C CH4 Reaksi hidrogen dengan nitrogen membentuk Ammonia
3H2 + N2 2NH3
Reaksi hidrogen dengan logam membentuk logam hidrida
H2 + M MH2
Reaksi hidrogen dengan oksida logam membentuk logam dan air
H2 + MO M + H2O
Reaksi hidrogenasi ikatan tak jenuh
RCH = CHRT + H2 RCH2CH2R
b. Sifat Fisika dan Kimia Produk
Produk Utama 1. Ethylene Diklorida (C2H4Cl2)
Sifat Fisika Berat Molekul
: 98,96 kg/kgmol Titik Didih
: 83,7 0C
Titik Leleh
: -35,3 0C
Titik Nyala
: 15,5 0C Densitas
: 1,2529 g/cm3 Wujud (25 0c )
: cair
Sifat Kimia Dehidroklorinasi/ pirolisis membentuk Vinil Klorida
Pirolisis etilen diklorida pada range temperatur 340-515 oC membentuk vinil klorida dan hidrogen klorida.
Klorinasi termal
Membentuk perkloro etilen dan karbon tetraklorida pada temperatur 600 oCProduk Samping1. Propylene Cloride (C3H6Cl2)Sifat Fisika Berat Molekul
: 112,99 gr/mL Titik Didih
: 96.4 0C Titik Leleh
: -100,4 0CSifat Kimia
Reaksi pembentukannya adalah :
Reaksi Substitusi
CH3CH2 - CH3 + Cl2 CH2ClCH2CH2Cl
Reaksi Adisi (reaksi penjenuhan)CH2 = CH2 = CH2 + Cl2 CH2ClCH2 - CH2Cl2. Data Kuantitatif
Basis
: 1 ton C2H2Cl2 (95% yield)
Etilen
: 0.30 ton
Klorin
: 0.75 ton
Etilen Dibromida Katalis
: secukupnya
Air Pendingin
: 48 ton
Co-produk
: HCl,Propilen Klorida, polyshloroethanes
Kapasitas Produksi
: 30-150 ton/hari3. Klasifikasi Proses
Reaksi dari klorine dengan ethylene dalam fase gas atau cairan.
Melalui produk dari kloronisasi langsung dari ethane untuk ethyl klorida.
Melalui produk dari kloronisasi hidrokarbon.
Pada makalah ini digunakan klasifikasi proses reaksi dari klorine dengan ethylene dalam fase gas atau cairan.
4. Reaksi KimiaReaksi Utama
Reaksi pada reaktor
Reaksi Samping
Reaksi pada reaktor
C2H6 + CH4 + 3Cl2 ( C3H6Cl2 + 4 HCl Reaksi Pada HCl Scrubber
NaOH + HCl ( NaCl + H2O
Reaksi pada Acid Wash NaOH + HCl ( NaCl + H2O5. Flowsheet (Lihat gambar 7)6.Uraian ProsesPada aliran umpan masuk, Ethylene ( dengan atau tanpa C2H6, CH4, dan H2 didalamnya) dan Klorin dialirkan ke dalam reactor buble fase cair. Di dalam reactor, Etilen bereaksi dengan klorin dengan bantuan katalis etilen dibromida atau ferri klorida, katalis akan mempercepat terjadinya reaksi antara etilen dengan klorin. Penggunaan katalis ferri klorida atau etilen dibromida akan memberikan 90-95 % yield. Karena reaksi yang terjadi didalam reactor bersifat eksotermis, maka panas yang dihasilkan dari reaksi pembentukan akan dikontrol dengan alat penukar panas eksternal dan didaur ulang atau dengan koil atau jaket penukar panas untuk menjaga reactor pada temperature 45-50 0C dengan tekanan 1.5-2 atm.
Pada reactor, terbentuk etilen diklorida dalam fase cair dan fase gas. Etilen diklorida yang berfase gas, turut bercampur dengan bahan-bahan lain yang berfase gas yaitu C2H6, C2H4, H2, CH4, HCl, C3H6Cl2. Ketujuh bahan berfase gas tersebut akan didinginkan pada condenser,dimana terjadi pencairan gas-gas HCl, C3H6Cl2, C2H4Cl2 didalam condenser tersebut. Gas (C2H6, C2H4, H2, CH4) yang masih berfase gas akan diproses pada unit HCl scrubber untuk menetralkan HCl dengan larutan NaOH 6-8% , hasil pencucian akan dikeluarkan pada bagian bawah yaitu NaCl dan H2O, sedangkan komponen-komponen gas yang tidak digunakan lagi (off gases) akan dikeluarkan pada bagian atas yaitu C2H6, C2H4, CH4 dan H2.
Etilen diklorida yang terbentuk dalam fase cair akan dialirkan menuju cooler terlebih dahulu dan akan dipompakan dari bagian bawah reaktor menuju unit acid wash, bahan-bahan yang mengalir menuju unit acid wash ini adalah C2H4Cl2, HCl, C3H6Cl2. Didalam unit acid wash, HCl direaksikan dengan larutan NaOH 6-8 % untuk menetralkan kadar HCl. Dari reaksi antara HCl dan NaOH terbentuklah NaCl dan H2O, campuran ini kemudian dialirkan ke separator bersama senyawa C2H4Cl2 dan C3H6Cl2. Pada separator ini NaCl dan sebagian H2O akan dibuang, kemudian C2H4Cl2, C4H6Cl2 dan sebagian H2O dialirkan ke destilator, disini terjadi proses distilasi dimana C2H4Cl2, C3H6Cl2 dan H2O akan dipisahkan berdasarkan perbedaan titik didih. Titik didih terendah berupa C2H4Cl2 dengan titik didih 83,7 0C akan keluar dari bagian atas distilator sebagai produk utama sedangkan senyawa dengan titik didih tertinggi berupa C3H6Cl2 dengan titik didih 96,4 0C dan H2O dengan titik didih 100 0C akan keluar sebagai produk samping dari bagian bawah distilator.7. Fungsi alat 1. Reaktor: Alat yang digunakan sebagai tempat reaksi antara etilene dan klorin serta penambahan katalis ferri klorida atau etilen dibromida untuk membentuk etilen diklorida.2. Acid Wash : tempat pencuci yang digunakan untuk memisahkan asam dari campurannya dengan larutan pencuci NaOH 6-8%. Sehingga terjadi reaksi netralisasi NaOH + HCl.3. Refrigerator: Alat yang digunakan untuk mendinginkan bahan yang berfase gas hingga terpisah antara fase gas dan fase cair.
4. Destilator: Alat yang digunakan untuk memisahkan etilen klorida dari komponen lainnya berdasarkan perbedaan titik didih.
5. Pompa: Alat yang digunakan untuk memompakan etilen diklorida cair dan zat lainnya dari reactor menuju ke acid wash
6. HCl Scrubber: Alat yang digunakan untuk menetralkan HCl dengan larutan NaOH 6-8%.7. Kondenser: Alat untuk mendinginkan dan mencairkan C2H6, C2H4, H2, CH4, HCl, C3H6Cl2 yang berfase gas serta melalukan pemisahan antara fase gas dan cair.
8. Separator: tempat terjadinya proses pemisahan antara C2H4Cl2 dan C3H6Cl2 dengan NaCl dan sebagian H2O yang akan dikeluarkan dari separator.9. Cooler: tempat untuk mendinginkan etilen diklorida cair yang telah terpisahkan dari kondenser sebelum masuk unit acid wash.8. KegunaanEthylene Dichloride (EDC) ini digunakan sebagai :a. Bahan baku pembuatan Vinyl Chloride Monomer (VCM) yang mana selanjutnya VCM tersebut diubah menjadi Poly Vinyl Chloride (PVC) yang dikenal sebagai bahan baku plastik.
b. Digunakan sebagai zat pelarut (solven).
c. Produk etilen diklorida telah banyak digunakan dalam industri,antara lain:
1. Sebagai pelarut pada industri tekstil, karet, tinta dan cat
2. Sebagai anti-knocking agent
3. Digunakan dalam pengolahan lemak binatang
4. Sebagai pelarut untuk mengekstraksi minyak dari biji-bijian, vitamin dari minyak ikan dan nikotin dari tembakau
DAFTAR PUSTAKA
Chaptere,Dryden.1963.outline of chemical technology.2nd enhttp://www.pom.go.id/katker/doc/etilen.htmhttp://etd.eprints.ums.ac.id/4732/1/D500040012.pdfhttp://id.shvoong.com/exact-sciences/1902577-sifat-sifat-bahan-kimia/http://www.asc.co.id/?idm=2&id=9&ids=0&idcat=0&lang=1&chl=1http://etd.eprints.ums.ac.id/16647/2/BAB_I.pdfhttp://eprints.undip.ac.id/13469/1/SKRIPSI.pdfhttp://etd.eprints.ums.ac.id/3341/1/D500010053.pdfhttp://www.inchem.org/documents/sids/sids/78875.pdfhttp://www.pom.go.id/katker/doc/Etilen%20Diklorida.htmLAMPIRAN
H2
EMBED Visio.Drawing.11
_1393158583.unknown
_1394387526.vsd