Upload
maiaankurniawan
View
200
Download
6
Embed Size (px)
DESCRIPTION
teknik kimia
Citation preview
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Bahan Baku Pembuatan Metil Akrilat
Pada pabrik metil akrilat membutuhkan beberapa bahan baku antara lain:
Akrilamida
Akrilamida atau amidaakrilat adalah senyawa organic sederhana dengan rumus
C3H5NO. dalam bentuk murni akrilamida berwujud padatan Kristal putih dan tidak berbau.
Pada suhu ruang akrilamida larut dalam air, etanol, dan kloroform. Akrilamida tidak
kompatibel dengan asam, basa, agen pengoksidasi, dan besi (dan garamnya). Dalam keadaan
normal akrilamida akan terdekomposisi menjadi ammonia tanpa pemanasan, atau menjadi
karbon dioksida, karbon monoksida, dan oksida nitrogen dengan pemanasan.
Akrilamida dapat membentuk rantai polimer panjang yang dikenal sebagai
poliakrilamida yang bersifat karsinogenik. Polimer ini dipakai sebagai pengental bila
bercampur dengan air. Dalam laboratorium poliakrilamida dipakai sebagai fase diam dalam
elektroforesis gel. Akrilamida dipakai pula dalam penanganan limbah cair, pembuatan kertas,
pengolahan biji besi, dan dalam pembuatan bahan pengepres. Beberapa akrilamida dipakai
dalam pembuatan zat warna atau untuk membentuk monomer lain.
Asam Akrilat
Asam akrilat adalah senyawa organik dengan rumus C3H4O2 yang dikenal dengan
nama lain acroleic acid, 2-propenoic, vinilformic acid, propene acid dan ethylenecarboxylic
acid. Asam ini merupakan asam karboksilat yang paling sederhana yang terdiri dari gugus
vinil terhubung langsung ke terminal asam karboksilat. Berupa cairan tak berwarna yang
memiliki bau tajam atau khas yang larut dalam air, alkohol, eter, dan kloroform.
Asam akrilat merupakan bahan kimia industri yang penting karena merupakan bahan
kimia inermediate yang banyak digunakan dalam proses-proses produksi pada industri dan
produk-produk konsumen.
Ada dua penggunaan utama untuk asam akrilat, yang pertama sebagai intermediate
bahan kimia dalam produksi ester akrilat dan resin. Ester akrilat meliputi etil akrilat, butil
akrilat, metil akrilat, dan 2-etilheksil akrilat. Mereka kemudian dipolimerisasi dan menjadi
bahan dalam formulasi cat, pelapis, tekstil, perekat, polis, dan plastik. Metil akrilat juga
digunakan dalam pembuatan vitamin B1. Pengunaan asam akrilat yang kedua sebagai sebuah
blok bangunan dalam produksi polimer asam poliakrilat, polimer-polimer ini merupakan jenis
cross-linked poliacrilat dan absorben dengan kemampuan untuk menyerap dan
mempertahankan lebih dari seratus kali berat asam poliakrilat. Asam poliakrilat digunakan
untuk popok, dan produk kesehatan feminim. Asam akrilat juga digunakan dalam pengolahan
air limbah pabrik.
Sifat Fisika
Bentuk : cair
Berat Molekul : 72,062
Warna : tak berwarna (jernih)
Densitas : 0,346 g/mL
Viskositas : 0,209 cP
Titik didih : 141 oC
Titik Beku : 13,5 oC
Temperatur kritis : 380 oC
Panas Penguapan (101,3 kpa) : 45,6 kJ/mol
Panas Pembakaran : 1376 kJ/mol
Panas Pelelehan : 11,1 kJ/mol
Kapasitas Panas : 0,5 kal/g oC
Kemurnian, min : 99,6 % berat
Impuritis, maks : air : 0,4 % berat
(PERRY, 1997)
Sifat Kimia
Senyawa alifatik tak jenuh yang paling sederhana
Pada suhu kamar berbentuk cair
(ULLMAN, 1985)
Reaksi Esterifikasi
Reaksi terjadi jika asam akrilat direaksikan dengan suatu alkohol membentuk ester akrilat
dan air
CH2=CHCOOH + ROH CH2=CHCOOR + H2O
Reaksi Adisi
Reaksi terjadi jika asam akrilat diadisi dengan halogen, hidrogen, dan hidrogen sianida
CH2=CHCOOH + H H2CXCHCOOH
(KIRK OTHMER, 1998)
Asam Klorida
Asam klorida adalah larutan akutik dari gas hidrogen klorida. Asam klorida
merupakan asam kuat yang harus diperhatikan penggunaanya secara tepat karena merupakan
cairan yang sangat korosif. Hidrogen klorida (HCl) adalah asam monoprotik, yang dapat
berdisosiasi melepaskan satu ion H+ hanya sekali. Dalam larutan asam klorida H+ ini
bergabung dengan molekul air membentuk ino hidronium H3O+. Ion lain yang terbentuk
adalah ion klorida (Cl-). Asam klorida oleh karenanya dapat digunakan untuk membuat garam
klorida, seperti natrium klorida. Asam klorida adalah asam kuar karena berdisosiasi penuh
dalam air dengan nilai Ka cukup besar. Ketika garam klorida seperti NaCl ditambahkan ke
larutan HCl tidak akan mengubah Ph larutan secara signifikan, hal ini mengindikasikan
bahwa Cl- adalah konjugat basa yang sangat lemah.
Dari tujuh asam mineral kuat dalam kimia, asam klorida merupak asam monoprotik
yang paling sulit menjalani reaksi redoks. Asam klorida merupakan asam yang paling tidak
berbahaya untuk ditangani dibandingkan dengan asam kuat lainnya. Walaupun asam, asam
klorida mengandung ion klorida yang tidak reaktif dan tidak beracun. Asam klorida dalam
konsentrasi menengah cukup stabil untuk disimpan dan terus mempertahankan
konsentasinya. Oleh karena alasan inilah, asam klorida merupakan reagen pengasam yang
sangat baik.
Asam klorida merupakan asam pilihan dalam titrasi untuk menentukan jumlah basa.
Asam yang lebih kuat akan memberikan hasil yang lebih baik oleh karena titik akhir yang
jelas asam klorida azeotrop (kira-kira 20,2%) dapat digunakan sebagai standar primer dalam
analisis kuantitatif, walaupun konsentrasinya bergantung pada tekanan atmosfer ketika
dibuat. Asam klorida pekat melarutkan banyak jenis logam dan menghasilkan logam klorida
dan gas hidrogen serta bereaksi dengan senyawa dasar semacam kalsium karbonat dan
tembaga (II) oksida, menghasilkan klorida terlarut yang dapat dianalisis.
Asam klorida sebagai campuran dua bahan antara HCl dan H2O mempunyai titik
didih-konstan azeotrop pada 20,2% HCl dan 108,6 °C (227 °F). Asam klorida memiliki
empat titik eutektik kristalisasi-konstan, berada di antara kristal HCl·H2O (68% HCl),
HCl·2H2O (51% HCl), HCl·3H2O (41% HCl), HCl·6H2O (25% HCl), dan es (0% HCl).
Terdapat pula titik eutektik metastabil pada 24,8% antara es dan kristalisasi dari HCl·3H2O.
Asam klorida diproduksi dalam bentuk larutan 38% HCl (pekat). Konsentrasi yang lebih
besar daripada 40% dimungkinkan secara kimiawi, namun laju penguapan sangatlah tinggi,
sehingga penyimpanan dan penanganannya harus dilakukan dalam suhu rendah. Konsentrasi
HCl yang paling optimal untuk pengantaran produk adalah 30% sampai dengan 34%.
Kandungan asam klorida pada kebanyakan cairan pembersih umumnya berkisar antara 10%
sampai dengan 12%.[3] Cairan pembersih tersebut harus diencerkan terlebih dahulu sebelum
digunakan.
Kegunaan HCL dalam kehidupan sehari-hari dalam skala industri dan skala rumah
tangga diantaranya adalah : Biasa digunakan pada industri logam untuk menghilangkan karat
atau kerak besi oksida dari besi atau baja, sebagai bahan baku pembuatan vinyl klorida, yaitu
monomer untuk pembuatan plastic polyvinyl chloride atau PVC. HCl merupakan bahan baku
pembuatan besi (III) klorida (FeCl3) dan polyaluminium chloride (PAC), yaitu bahan kimia
yang digunakan sebagai bahan baku koagulan dan flokulan. Koagulan dan flokulan
digunakan pada pengolahan air. Asam klorida dimanfaatkan pula untuk mengatur pH
(keasaman) air limbah industri. Asam klorida digunakan dalam proses regenerasi resin
penukar kation (cation exchange resin). Di laboratorim, asam klorida biasa digunakan untuk
titrasi penentuan basa dalam sebuah larutan. Asam klorida berguna sebagai bahan pembuatan
cairan pembersih porselen. Asam klorida digunakan dalam proses produksi gelatin dan bahan
aditif pada makanan. Pada skala industri, HCL juga digunakan dalam proses pengolahan
kulit. Campuran asam klorida dan asam nitrat (HNO3) atau biasa disebut dengan aqua regia,
adalah campuran untuk melarutkan emas. Kegunaan lainnya adalah pada proses produksi
baterai, kembang api dan lampu blitz kamera. (gusti, 2012)
Sifat Fisika
Penampilan
Cairan tak berwarna samapi kuning
pucat
Densitas 1,18 g/cm3
titik lebur -27,32 oC (247 K)
titik didih 48 oC (383 K)
kelarutan dalam air Tercampur penuh
viskositas 1,9 mPa.s pada 25 oC larutan 31,5 %
Asetilena
Asetilena atau Asetilen adalah suatu hidrokarbon yang tergolong kepada alkuna.
Asetilena merupakan alkuna yang paling sederhana, karena hanya terdiri dari dua atom
karbon dan dua atom hidrogen. Dalam industri asetilena dibuat dari metana melalui
pembakaran tak sempurna. Dalam jumlah sedikit, asetilena dapat dibuat dari reaksi batu
karbid (kalsium karbida) dengan air. Asetelin, berasal dari kata acetylene dengan rumus
kimia C2H2. Gas ini memiliki kelebihan dibanding dengan gas bahan bakar lainnya,
diantaranya menghasilkan temperatur nyala api yang lebih tinggi, baik bila dicampur dengan
udara ataupun oksigen. Seperti disebutkan, gas Asetilen merupakan jenis gas yang paling
banyak digunakan sebagai bahan pencampuran dengan gas oksigen.
Tabel 2.3 Sifat-Sifat Fisik Asetilena
Berat Molekul 26,0373 gr/mol
Titik Didih (1 atm) -80.8 oC
Titik lebur -84 oC
Ambang ledakan 2.5-82%
Densitas 1.0967 kg/m3
Temperatur maksimum
pembakaran3300oC
Sifat Kimia Asetilena
Reaksi pirolisis asetilena dimulai pada temperatur 400 °C(673 K) (cukup
rendah untuk hidrokarbon). Hasil utamanya adalah dimer vinilasetilena
(C4H4) dan benzena. Pada temperatur diatas 900 °C(1173 K), hasil utama
reaksi adalah jelaga (karbon hitam).
Polimerasi asetilena dengan katalis Ziegler-Natta menghasilkan lapisan
poliasetilena. Poliasetilena, rantai molekul karbon dengan ikatan tunggal
dan ganda berselang-seling, merupakan semikonduktor organik yang
pertama sekali ditemukan; reaksi dengan iodin menghasilkan bahan yang
amat konduktif.
Menurut Walter Reppe asetilena dapat bereaksi pada tekanan tinggi
dengan katalis logam berat menghasilkan senyawa-senyawa yang penting
dalam industri.
Asetilena bereaksi dengan alkohol, hidrogen sianida, hidrogen klorida atau
asam karboksilat menghasilkan senyawa-senyawa vinil.
Dengan aldehida menghasilkan diol etunil.
Misalnya asetilena dan formaldehida menghasilkan 1,4-butunadiol sesuai
reaksi dibawah ini, yang digunakan dalam industri
Reaksi : HCCH + CH2O → CH2(OH)CCCH2OH
Karbon Monoksida
Karbon monoksida (CO) adalah gas yang tidak berwarna, tidak berbau, dan tak terasa.
Karbon monoksida terdiri dari satu atom karbon yang secara kovalen berikatan dengan satu
atom oksigen. Dalam ikatan ini, terdapat dua ikatan kovalen dan satu ikatan kovalen
koordinasi anatara atom karbon dan oksigen. Kebanyakan logam akan membentuk kompleks
koordinasi yang bersifat kovalen dengan karbon monoksida. Hanya logam yang mempunyai
keadaan oksidasi yang lebih rendah yang membentuk kompleks dengan ligan karbon
monoksida. Pada nikel karbonil (Ni(CO)4) terbentuk kombinasi langsung karbon monoksida
dan logam nikel pada temperatur ruangan. Nikel karbonil dapat mengurai kembali menjadi Ni
dan CO seketika bersentuhan dengan permukaan yang panas.
Metanol
Metanol merupakan senyawa hidrokarbon dengan gugus fungsi berupahidroksil (OH)
yang termasuk ke dalam golongan alkohol. Senyawa iniadalah bentuk alkohol yang paling
sederhana dengan rumus molekulCH3OH.Metanol juga dikenal sebagai metil alkohol, wood
alcohol atauspiritus. Metanol kadang juga disebut sebagai wood alcohol karena ia
dahulumerupakan produk samping dari distilasi kayu. Saat ini metanol dihasilkanmelului
proses multi tahap. Secara singkat, gas alam dan uap air dibakar dalam tungku untuk
membentuk gas hidrogen dan karbon monoksida;kemudian, gas hidrogen dan karbon
monoksida ini bereaksi dalam tekanantinggi dengan bantuan katalis untuk menghasilkan
metanol
Metanol dimanfaatkan baik sebagai produk antara maupun produk jadi.Sebagai
produk antara, metanol digunakan antara lain sebagai bahan pembuatsenyawa lainnya seperti
formaldehid, asam asetat, dan juga metil amina.Hampir 40% dari metanol yang diproduksi
biasanya dikonversi menjadiformaldehid dan dari formaldehid ini nantinya akan dihasilkan
berbagaimacam produk misalnya plastik, plywood , cat, peledak, dan tekstil. Sebagai produk
jadi, metanol digunakan antara lain sebagai pelarut terutama pelarutsenyawa organik, sebagai
zat antibeku pada sistem perpipaan, dan jugasebagai bahan bakar kendaraan serta digunakan
juga pada bidang pertanian
Sifat Fisika
Rumus empiris : CH3OH
Berat molekul : 32.04 gr/grmol
Berat jenis pada 20 oC : 0.7915 gr/mol
Berat jenis pada 25 oC : 0.7866 gr/mol
Titik Leleh : -97.8 oC
Titik didih pada 1 atm : 64.7 oC
Temperatur autoignition : 470 oC
Titik Nyala (closed cup) : 12 oC
Vapour Density : 1.11
Batas ledak diudara : 6.0 – 36.5 % vol in air
Suhu kritis : 240 oC
Temperatur kritis : 239,43oC
Tekanan Kritis : 78,5 atm
Panas Spesifik : 20-25 oC
(PERRY, 1997)
Sifat Kimia
- Pada suhu kamar berbentuk cair
- Tidak berwarna, mudah menguap dan mudah terbakar
- Berbau agak wangi
(ULLMAN, 1985)
Metanol adalah alkohol yang memiliki rantai karobon paling pendek. Metanol murni sangat
penting untuk sintesis kimia. Ada beberapa reaksi penting yang melibatkan metanol antara
lain :
- Reaksi Oksidasi
Reaksi oksidasi metanol dengan bantuan katalis K2Cr2O7, KMnO4, Na2Cr2O7menghasilkan
formaldehid
CH3OH + ½ O2 HCHO + H2O
- Reaksi Esterifikasi
Reaksi esterifikasi antara metanol dan asam format akan membentuk metil format
CH3OH + HCOOH HCOOCH3 + H2O
- Reaksi Subsitusi
Reaksi subsitusi antara metanol dan HCL dengan katalis ZnCl2 akan membentuk metil
klorida
CH3OH + H CH3Cl+ H2O
(KIRK OTHMER, 1998)
2.2 Bahan Pembantu Pembuatan Metil Akrilat
Asam Sulfat
Asam sulfat merupakan asam mineral (anorganik) yang kuat. Zat ini larut dalam air
pada semua perbandingan. Asam sulfat (H2SO4) merupakan cairan yang bersifat korosif,
tidak berwarna, tidak berbau, sangat reaktif dan mampu melarutkan berbagai logam. Bahan
kimia ini dapat larut dengan air dengan segala perbandingan, mempunyai titik lebur 10,31 oC
dan titik didih pada 336,85 oC tergantung kepekatan serta pada temperatur 300 oC atau lebih
terdekomposisi menghasilkan sulfur trioksida.
Keberadaan Asam sulfat murni yang tidak diencerkan tidak dapat ditemukan secara
alami di bumi oleh karena sifatnya yang higroskopis.Walaupun demikian, asam sulfat
merupakan komponen utama hujan asam, yang terjadi karena oksidasi sulfur dioksida di
atmosfer dengan keberadaan air (oksidasi asam sulfit).Asam sulfat terbentuk secara alami
melalui oksidasi mineral sulfida, misalnya besi sulfida.Air yang dihasilkan dari oksidasi ini
sangat asam dan disebut sebagai air asam tambang. Air asam ini mampu melarutkan logam-
logam yang ada dalam bijih sulfida, yang akan menghasilkan uap berwarna cerah yang
beracun.
Asam sulfat diproduksi di atmosfer bagian atas Venus dari karbon dioksida, sulfur
dioksida, dan uap air secara fotokimia oleh cahaya matahari.Walaupun asam sulfat yang
mendekati 100% dapat dibuat, ia akan melepaskan SO3 pada titik didihnya dan menghasilkan
asam 98,3%. Asam sulfat 98% lebih stabil untuk disimpan, dan merupakan bentuk asam
sulfat yang paling umum.Asam sulfat 98% umumnya disebut sebagai asam sulfat pekat.
Terdapat berbagai jenis konsentrasi asam sulfat yang digunakan untuk berbagai keperluan:
10%, asam sulfat encer untuk kegunaan laboratorium, 33,53%,asam baterai, 62,18%, asam
bilik atau asam pupuk, 73,61%, asam menara atau asam glover, dan 97%, asam pekat.
Terdapat juga asam sulfat dalam berbagai kemurnian. Mutu teknis H2SO4 tidaklah
murni dan seringkali berwarna, namun cocok untuk digunakan untuk membuat pupuk. Mutu
murni asam sulfat digunakan untuk membuat obat-obatan dan zat warna.Reaksi hidrasi asam
sulfat sangatlah eksotermik.Selalu tambahkan asam ke dalam air daripada air ke dalam asam.
Air memiliki massa jenis yang lebih rendah daripada asam sulfat dan cenderung mengapung
di atasnya, sehingga apabila air ditambahkan ke dalam asam sulfat pekat, ia akan dapat
mendidih dan bereaksi dengan keras. Reaksi yang terjadi adalah pembentukan ion
hidronium:
H2SO4 + H2O → H3O + HSO4-
HSO4- + H2O → H3O + SO4
2-
Asam sulfat merupakan komoditas kimia yang sangat penting, dan sebenarnya pula,
roduksi asam sulfat suatu negara merupakan indikator yang baik terhadap kekuatan industri
negara tersebut.Kegunaan utama (60% dari total produksi di seluruh dunia) asam sulfat
adalah dalam "metode basah" produksi asam fosfat, yang digunakan untuk membuat pupuk
fosfat dan juga trinatrium fosfat untuk deterjen. Di bidang industri, asam sulfat merupakan
produk kimia yang paling banyak dipakai, sehingga memperoleh julukan the lifeblood of
industry
. Asam sulfat penting sekali terutama dalam produksi: Pupuk, Kilang minyak, Serabut
buatan, Bahan kimia industry, Plastik, Pharmasi, Baterai, Bahan ledak, Semikonduktor,
Kertas dan pulp, Karet sintetis dan alami, Cat dan pigmen.
Asam sulfat digunakan dalam jumlah yang besar oleh industri besi dan baja untuk
menghilangkan oksidasi, karat, dan kerak air sebelum dijual ke industri otomobil.Asam yang
telah digunakan sering kali didaur ulang dalam kilang regenerasi asam bekas (Spent Acid
Regeneration (SAR) plant). Kilang ini membakar asam bekas dengan gas alam, gas kilang,
bahan bakar minyak, ataupun sumber bahan bakar lainnya. Proses pembakaran ini akan
menghasilkan gas sulfur dioksida (SO2) dan sulfur trioksida (SO3) yang kemudian digunakan
untuk membuat asam sulfat yang "baru". Amonium sulfat, yang merupakan pupuk nitrogen
yang penting, umumnya diproduksi sebagai produk sampingan dari kilang pemroses kokas
untuk produksi besi dan baja. Mereaksikan amonia yang dihasilkan pada dekomposisi termal
batu bara dengan asam sulfat bekas mengijinkan amonia dikristalkan keluar sebagai garam
(sering kali berwarna coklat karena kontaminasi besi) dan dijual kepada industri agrokimia.
Kegunaan asam sulfat lainnya yang penting adalah untuk pembuatan aluminium sulfat.
Alumunium sulfat dapat bereaksi dengan sejumlah kecil sabun pada serat pulp kertas untuk
menghasilkan aluminium karboksilat yang membantu mengentalkan serat pulp menjadi
permukaan kertas yang keras. Asam sulfat juga memiliki berbagai kegunaan di industri
kimia.Sebagai contoh, asam sulfat merupakan katalis asam yang umumnya digunakan untuk
mengubah sikloheksanonoksim menjadi kaprolaktam, yang digunakan untuk membuat
nilon.Ia juga digunakan untuk membuat asam klorida dari garam melalui proses
Mannheim.Banyak H2SO4 digunakan dalam pengilangan minyak bumi, contohnya sebagai
katalis untuk reaksi isobutana dengan isobutilena yang menghasilkan isooktana.
Sifat Fisika
Rumus Molekul : H2SO4
Berat Molekul : 98,08
Titik Didih : 340oC
Titik Lebur : 10,49 oC
Tekanan Kritis : 48, 8 atm
Densitas (30oC) : 1,843 g/cc
Viskositas : 4,9 cP
Spesifik grafiti : 1,84
(PERRY, 1997)
Sifat Kimia
- Korosi dan reaktif
- Tidak berwarna atau coklat tergantung pada kemurniannya
- Larut dalam air untuk semua perbandingan
(ULLMAN, 1985)
Cation Exchange
Natrium Hidroksida
Natrium hidroksida (NaOH) juga dikenal sebagai soda kaustik alkali
yang merupakan dasar logam kaustik. Natrium hidroksida murni adalah padatan
putih yang tersedia dalam bentuk pelet, serpih, butiran, dan larutan jenuh 50%.
Natrium hidroksida bersifat higroskopis dan mudah menyerap karbon dioksida
dari udara sehingga harus disimpan dalam wadah kedap udara. Natrium
hidroksida larut dalam air dengan pembebasan panas, selain larut dalam air
natrium hidroksida juga larut dalam metanol dan etanol tetapi tidak larut dalam
pelarut nonpolar. Sebuah larutan natrium hidroksida meninggalkan noda kuning
pada kain dan kertas.
Natrium hidroksida didominasi ion, mengandung ion kation Na+ dan
anion OH-. Natrium hidroksida bereaksi dengan asam protik untuk memberikan
air dan garam yang sesuai. Sebagai contoh dengan reaksi dengan asam klorida:
NaOH (aq) + HCl (aq) ----˃ NaCl (aq) + H2O (l)
Secara umum reaksi netralisasi tersebut diwakili oleh satu persamaan ionik
sederhana:
OH- (aq) + H+ (aq) ----˃H2O (l)
Natrium hidroksida ( NaOH ) banyak digunakan di banyak industri,
terutama sebagai kuat kimia dasar dalam pembuatan pulp dan kertas, tekstil, air
minum, sabun dan deterjen dan sebagai pembersih drain.
Natrium hidroksida adalah pokok dasar dalam industri kimia. Dalam
penggunaan massal natrium hidroksida yang paling sering ditangani sebagai air
solusi , karena solusi lebih murah dan lebih mudah ditangani. Ia digunakan
untuk mendorong reaksi kimia dan juga untuk netralisasi bahan asam. Hal ini
dapat digunakan juga sebagai agen penetralisir dalam pemurnian minyak bumi.
Hal ini juga digunakan untuk tugas yang berat dan pembersihan industri.
Sifat Fisika
Rumus Molekul : NaOH
Berat Molekul : 39,9971 g/mol
Penampilan : Zat padat putih
Densitas : 2,1 g/cm3
Titik lebur : 318 oC (591K)
Titik Didih : 1390 oC (1663K)
Kelarutan dalam air :111g/100 mL (20oC)
(PERRY, 1997)
Sifat Kimia
- Sangat larut dalam air (melepaskan panas ketika dilarutkan) dan tidak
larut dalam pelarut non polar
- Bersifat higrokopis
- Mudah terionisasi
- Dengan larutan natrium hidroksida dan asam klorida akan terbentuk
garam dan air dalam suasan netral.
(ULLMAN, 1985)
Nikel (II) Klorida
Nikel (II) klorida adalah garam anhidrat berwarna kuning, tetapi nikel (II) klorida
yang sering dijumpai berwarna hijau (NiCl2.6H2O). secara umum nikel (II) klorida
didapatkan dari sintesis kimia. Garam nikel ini bersifat karsinogenik dan higrokopis.
2.3 Produk
Metil Akrilat
Metil akrilat adlah salah satu bahan kimia yang digunakan sebagai bahan
baku bagi industri polimer (poliakrilat). Polimer ini digunakan cat (coating),
bahan perekat, dan binder untuk industri kulit, kertas, dan tekstil serta untuk
komponen kopolimer dari acrylic fiber.
Produk serta akrilat dan akrilat resin merupakan bahan yang relative baru
dibandingkan dengan bahan plastik dari polypropylene, polyetilene, PVC, dan
polystyrene. Serat akrilat termasuk bahan plastik yang lebih kuat dibandingkan
produk sebelumnya. Kelebihan produk akrilat resin antara lain tahan cuaca,
tembus cahaya, ketahanan elektriknya tinggi, tahan terhadap produk kimia,
sangat keras namun liat.Selain itu polimetil akrilat banyak juga digunakan
sebagai tinta cetak, pelapis, glazing untuk menimbulkan efek mengkilat, dan
banyak digunakan pada industry cat yang bermutu tinggi.
Hasil polimerisasi dari Metil akrilat ini bisa memiliki sifat fisis yang
bervariasi dengan mengontrol rasio monomer yang digunakan.Sifat dari hasil
polimerisasi pada umumnya mempunyai daya tahan tinggi terhadap bahan-
bahan kimia dan juga terhadap lingkungan, sangat jernih dan kuat.(JOHN
WILEY, 1990)
1.1.1 Sifat Fisika dan Kimia Metil Akrilat
Bentuk : cair
Rumus molekul : CH2 = CHCOOC2H5
Berat Molekul : 85,080
Warna : tak berwarna (jernih)
Kemurnian, % berat : min 97,5 %
Impuritas, % berat : air, maksimal 2,5 %
Densitas 25 oC : 0,945 mPa.s
Viskositas : 0,138 cP
Titik didih : 99,8oC
Panas Penguapan : 33,2 kJ/mol
Temperatur kritis : 263 oC
Tekanan Kritis : 3,67 mPa
Titik Beku : -76 oC
(PERRY, 1997)
2.4 Proses Pembuatan Metil Akrilat
Metil Akrilat secara komersial dapat dihasilkan melalui beberapa proses antara lain:
Pembuatan metil akrilat dari asetilena (Proses Reppe)
Proses Hidrolisis Akrilonitril
Proses Esterifikasi
a) Esterifikasi Lower Methyl Acrylate Process
b) Esterifikasi Higher Methyl Acrylate Process
Pembuatan metil akrilat dari asetilena (Proses Reppe)
Bahan baku yang digunakan Asetilena, Metanol, Karbon Monoksida, Asam
Klorida, dan Nikel Karbonil sebagai katalis. Asetilena direaksikan dengan Karbon
Monoksida dan senyawa hidroksil dalam suasana asam. Reaksi berlangsung pada
suhu 30 - 50 oC dan tekanan 1 – 2 atm dengan yield 80%.
Reaksi :
4C2H2 + 4CH3OH + Ni(CO)4 + 2HCL 4CH2=CHCOOCH3 + H2 + NiCl2
(MC. KETTA, 1977)
Di dalam kolom scrubber terjadi pertukaran gas, asam akrilat dan semua
bahan baku yang tidak bereaksi di reaktor kemudian digunakan kembali. Hasil
reaksi berupa cairan dialirkan ke kolom ekstraksi dan dicuci dengan larutan
garam Nikel Klorida untuk menghilangkan alkohol, garam-garam nikel yang ikut
bersama metil akrilat. Metil Akrilat dan impuritis lainnya yang tidak terekstraksi
keluar dari bagian atas ekstraktor kemudian dicuci dengan larutan sodium
karbonat untuk dinetralisasi selanjutnya dimurnikan di dalam kolom destilasi.
Produk metil akrilat yang dihasilkan mencapai kemurnian 80%.
Ni(CO)4
Proses Hidrolisis Akrilonitril
Akrilonitril, asam sulfat dan air diumpankan ke dalam reaktor berpengaduk
lalu proses hidrolisis terjadi pada suhu 102 oC. Larutan akrilamida dan asam sulfat
yang terbentuk dipindahkan ke reaktor esterifikasi kemudian larutan metanol
dimasukkan ke reaktor esterifikasi. Di reaktor esterifikas terjadi proses esterifikasi
antara akrilamida-asam sulfat dan metanol. Produk di ambil dari bagian atas
secara terus-menerus sedangkan dari bagian bawah adalah ammonium bisulfat.
Uap yang terbawa oleh metil akrilat seperti alkoksipropionate dan asam akrilik
dipisahkan dan di daur ulang di dalam menara fraksinasi. Produk metil akrilat
mencapai kemurnian 98 % dengan produk samping asam akrilat, akrilamida, metil
β-etoksipropionate dan ester.
Reaksi :
CH2=CN + H2O + H2SO4 CH2=CHCONH2.H2SO4
CH2=CHCONH2.H2SO4 + CH3O CH2=CHCOOCH3 + NH4HSO4
1.1.2 Proses Esterifikasi
Adapun reaksi esterifikasi adalah sebagai berikut :
CH2=CHCOOH + CH3OH CH2=CHCOOCH3OH + H2O
Ada dua cara pembuatan metil akrilat melalui proses esterifikasi yaitu :
a. Esterifikasi lower methyl acrylate process
b. Esterifikasi higher methyl acrylate process
(ULLMAN, 1985)
a. Esterifikasi Lower Methyl Acrylate Process
Asam akrilat dan metanol (10-30%) excess dimasukkan kedalam fixed
bed reaktor, dengan bahan isian kation exchange resin dan dioperasikan pada
temperatur 60 – 80 oC. Produk yang berupa campuran cairan ini dialirkan ke
kolom ester stripper, kemudian ester, air dan metanol yang tidak bereaksi
diambil kembali dari bagian bawah kolom light-end sebagai reflux. Produk
bawah dari kolom ester stripper yang mengandung asam akrilat yang tidak
bereaksi sebagian direcycle ke dalam reaktor dan sebagian lagi dimasukkan
ke bottom stripper. Produk bawah ester stripper yang dialirkan ke bottom
stripper sebagian dibuang sebagai limbah minyak hal ini untuk mencegah
meningkatnya akumulasi dari inhibitor, impuritis dan polimer yang akan
mengganggu jalannya reaksi dalam reaktor.(ULLMAN, 1985)
Sedangkan produk atas dari ester stripper yang merupakan campuran
ester dan alkohol yang bebas asam dialirkan ke dalam kolom esterifikasi
dimana alkohol diekstraksi dengan air yang dialirkan dari bagian atas kolom.
Rafinat yang keluar dari bagian atas kolom dialirkan ke light-end cut
column, lalu dari kolom ini air, asetat dan alkohol dipisahkan dari bagian
atas. Ekstrak yang keluar dari bawah kolom ekstraksi dialirkan kedalam
alkohol recovery column, untuk merecovery alkohol yang digunakan
kembali ke reaksi. Air yang keluar dari bawah kolom alkohol-recovery
sebagian dikembalikan ke kolom ekstraksi dan sisanya dibuang sebagai
limbah, yang sebelumnya diolah dahulu dengan proses biologi.(ULLMAN,
1985)
Ester mentah yang keluar dari bawah light-ends column dimasukkan
dalam kolom produk untuk mendapatkan metil akrilat dengan kemurnian
tinggi. Metil akrilat yang keluar dari bagian atas kolom produk mencapai
kemurnian 99,5%. Sedangkan yang keluar dari bawah kolom sebagian di
daur ulang ke bottom stripper dan sebagian lagi dialirkan ke tangki inhibitor.
(ULLMAN, 1985)
b. Esterifikasi Higher Methyl Acrylate Process
Proses esterifikasi terjadi di reaktor esterifikasi, reaksi yang terjadi
sebagai berikut :
CH3OH + C3H4O2 C4H5O2 + H2O
Kondisi reaksinya pada tekanan atmosfer, temperatur (80-95) oC,
waktu reaksi 18 menit, rasio molar metanol dan asam akrilat 1,0 : 1,1 .
Konversi asam akrilat dan alkohol masing-masing berkisar antara 95-96 %.
(ULLMAN, 1985)
Setelah proses esterifikasi selesai, produk yang keluar dari reaktor di
pindahkan ke dalam tangki netralizer, untuk menetralisasi asam sulfat
dengan NaOH. Reaksi yang terjadi sebagai berikut :
H2SO4 + 2NaOH 2Na2SO4 + 2H2O
Setelah terjadi penetralisasian terbentuk Na2SO4 yang kemudian akan
dipindahkan ke tangki settler. Pada tangki settler Na2SO4 akan keluarkan
(dibuang) pada bagian bawah sebagai limbah. Sedangkan ester mentahnya
dialirkan ke kolom destilasi-1 (D-01) untuk memisahkan antara metil akrilat
dengan asam akrilat dan metanol sisa reaksi, selanjutnya hasil bawah
distilasi-1 (D-01) diteruskan kedalam kolom destilasi-2 (D-02) untuk
mengambil asam akrilat sisa dan kemudian dikembalikan ke reaktor sebagai
recycle. Sedangan pada bagian atas kolom distilasi-2 (D-02) akan
dikeluarkan (dibuang) sebagai limbah. Air yang keluar dari bagian atas
distilasi-2 (D-02) dibuang sebagai limbah yang sebelumnya diolah secara
biologi dalam unit pengolahan limbah. Sedangkan atas dari distilasi-1 (D-
01) dialirkan ke kolom distilasi-3 (D-03). Ester mentah dan metanol yang
masih terbawa dipisahkan dalam distilasi-3 (D-03) dimana hasil atas berupa
metanol di daur ulang (recycle) ke reaktor dan digunakan kembali dalam
reaksi sedangkan metil akrilat sebagai produk utama keluar dari bawah
kolom dengan kemurnian produk mencapai 99,5% berat.(ULLMAN, 1985)
Pembuatan metil akrilat dengan proses ini lebih ekonomis, karena
excess alkohol yang digunakan lebih sedikit, dan inhibitornya dapat
digunakan kembali, sehingga akan menggunakan energi yang rendah dan
konsumsi inhibitor juga rendah. Yield asam akrilat dan metanol masing-
masing berkisar 95%-97%.(ULLMAN, 1985)
2.5 Pemilihan Proses
Dari empat proses pembuatan metil akrilat yang telah diuraikan dipilih proses HigH
Esterifikasi metil akrilat, pemilihan proses tersebut dikarenakan jika ditinjau dari kondisi
operasi yang terjadi proses esterifikasi dengan kondisi tinggi, memiliki beberapa kelebihan
dibandingkan dengan proses lainnya. Hal ini dapat dilihat dari :
1. Nilai konversi yang tinggi.
2. Katalisator yang digunakan lebih murah.
3. Bahan baku yang relatif murah.
4. Reaksi yang terjadi hanya satu tahapan proses.
5. Temperatur operasi tidak terlalu tinggi.
6. Serta kemurnian produk yang dihasilkan relatif paling besar.
7. Limbah yang dihasilkan adalah air.