MAKALAH PROSES OKSO

PROSES OKSO

BAB III

BAHAN KIMIA DARI SENYAWA C3

III.7 OXO PROCESS1. Sifat Fisik dan Kimia 1.1 Sifat Fisik dan kimia Bahan Bakua. Sifat fisik Propilena / propena ( C3H6) BM

: 42,08 kg/kg mol

Density

: 520,96 kg/m3 Titik didih

: -47,75 C

Entalpi molar

: 18884,43 kj/kgmol

Uap fraksi

: 10000

Kapasitas panas

: 59,56 kj/kg molC

Viscositas

: 0,00778 cp

Kinematika viscositas

:420,2 cSt

Termal konduktivitas

: 0,014 w/mk

Massa jenis

: 0,01853 kg/m3 mempunyai berat jenis satu setengah kali berat udara. Tidak mempunyai sifat pelumasan terhadap metal. Merupakan Solvent yang baik terhadap karet, sehingga perlu diperhatikan terhadap kemasan atau tabung yang di pakai. Tidak berwarna baik berupa cairan maupun dalam bentuk gas. Tidak berbau. Tidak mengandung racun. Bila menguap di udara bebas akan menbentuk lapisan karena kondensasi sehingga adanya aliran gas.Sifat kimia :Sifat kimia yang khas dari propylene adalah satu ikatan rangkap dan atom hidrogen pada rumus bangun propilen.

Beberapa reaksi propilen diantaranya :1. AlkilasiReaksi alkilasi terhadap benzene oleh propylene dengan adanya katalis AlCl3 akan menghasilkan alkil benzene

Reaksi : AlCl3C3H6 + C6H6 C6H6CH(CH3)2

2. KholannasiAlkil klorida dapat dibuat dengan cara kholannasi dan non katalik terhadap propilen fasa gas pada suhu 500C dalam reactor adiabatic. Prinsip reaksi ini terdiri dari dan sebuah substitusi sebuah atom kholonnasi terhadap atom hydrogen propilen .

Reaksi :

Cl2 + CH2CHCH3 CH2CHCH2Cl + HCl

3. OksidasiPropilen dapat dioksidasi menjadi akrolein dengan adanya katalis CuO. Umpan masuk reactor dengan komposisi 20 % volume propilen, 20 % udara dan 60 % volume steam dengan waktu kontak satu detik. Pengambilan produk akrolein adalah dengan quench serubbing effluent reactor menggunakan campuran air dan propilen.

b. Sifat fisik dan kimia CO BM

: 28,01 kg/kg mol

Density

: 799,39 kg/m3Titik didih

: -191,45 C

Entalpi molar

: 111316,36 kj/kgmol

Uap fraksi

: 10000

Kapasitas panas

: 29,04 kj/kg molC

Viscositas

: 0,0169 cp


:1377cSt


: 0,0234 w/mk

Massa jenis

: 0,01233 kg/m3gas yang tidak berwarna dan tidak berbauc. Sifat fisik dan kimia H2 BM

: 2,02 kg/kg mol

Density


: -252,60 C

Entalpi molar

: -709.9 kj/kgmol

Uap fraksi

: 10000

Kapasitas panas

: 28,37 kj/kg molC

Viscositas

: 0,008116cp


: 9143 cSt


: 0,1630 w/mk

Massa jenis

: 0,0008877 kg/m3 tidak berwarna, tidak berbau, bersifatnon-logam, bervalensitunggal, dan merupakangasdiatomikyang sangat mudahterbakarsifat kimia Hidrogen

gas hidrogen merupakan campuran dari gas sintetik(syn-gas)

jika hidrogen direaksikan dengan gas nitrogen akan menghasilkan gas ammonia (NH3)

3 H2 + N2 2 NH3

reaksi hidrogen dengan halogen membentuk asam hidrohalogenida

H2 + X2 2HX reaksi hidrogen dan oksigen membentuk air

H2 + O2 H2O

reaksi hidrogen dengan karbon membentuk metana

2H2 + C CH4 reaksi hidrogen dengan logam membentuk logam hibrida

H2 + M MH2 reaksi hidrogen dengan oksida logam membentuk logam dan air

H2 + MO MO +H2O

reaksi hidrogenasi ikatan tak jenuh

RCH=CHR +H2 RCH2CH2R1.2 Sifat Fisik dan Kimia Bahan Produk

a). Sifat fisik dan kimia Butiraldehide / butanal

BM

: 72,11 kg/kg mol

Density


: 74,85 C

Entalpi molar

: -243279,66 kj/kgmol

Kapasitas panas

: 139,6 kj/kg molC

Viscositas

: 0,5633 cp


:0,6847 cSt


: 0,1542 w/mk

Massa jenis

: 822,8 kg/m3b). Sifat fisika dan kima Butanol

BM

: 74,12 kg/kg mol

Density

: 813,87kg/m3 Titik didih

: 177,75 C

Entalpi molar

: 1,79 kj/kgmol

Kapasitas panas

: 173,1 kj/kg molC

Viscositas

: 5,597 cp


: 6,600cSt


: 0,1546 w/mk

Massa jenis

: 848,1 kg2. DATA KUANTITATIF

Basis : 1 ton butanol (persen kemurnian 99% dan persen yield 85%)

Propena:0.70 ton

Hydrogen :0.033 ton

Kapasitas Pabrik:15-75 ton/hari3. KLASIFIKASI PROSESProses yang terjadi pada sintesa produk menggunakan proses okso ini, akan mengalami 2 tahap mekanisme reaksi, yaitu

1.Pembentukan aldehide

2.Pembentukan Alkohol

Pada tahap pembentukan aldehide akan terjadi 2 tahap mekanisme reaksi, yaitu

1. Reaksi Adisi, yaitu penambahan senyawa CO dan H2 kedalam propena. (hidroformilasi).

2. Reaksi Dimerisasi, sama halnya dengan reaksi polimerisasi, reaksi dimerisasi adalah reaksi pembentukan Dimer. Yaitu hanya terdiri dari 2 monomer. Reaksi dimerisasi yang terjadi adalah dimerisasi kondensasi atau dengan melepas molekul sederhana (oksigen).

Setelah melalui tahap pembentukan aldehide, proses okso dilanjutkan dengan proses berikutnya. Yaitu pembentukan alkohol, melalui reaksi hidrogenasi antara aldehide yang terbentuk dari proses awal dengan gas hidrogen.

Apabila alkohol yang terbentuk dihidrogenasi lebih lanjut maka akan membentuk asam karboksilat. Namun pada proses okso ini hanya terbatas sampai pembentukan alkohol.

Jenis produk yang terbentuk ada 4 macam yaitu

1.butanal:butanal terbentuk hanya melalui tahapan pertama dari pembentukan aldehide, yaitu hanya mengalami adisi.

2.butanol:butanal terbentuk dari butanal yang dihidrogenasi.

3.oktanal:oktil aldehid terbentuk dari butanal yang mengalami proses dimerisasi

4.oktanol:oktanol terbentuk dari oktil alkohol yang dihidrogenasi

4. REAKSI KIMIA

Berdasarkan produk yang dihasilkan maka ada 4 macam mekanisme reaksi yang terjadi

1.pembentukan butanal ( butanal yang terbentuk mempunyai 2 isomer rantai yaitu n-butanal dan iso-butanal) (pada Hidroformilation Reactor)2C3H6 + 2CO + 2H2

CH3CH2CH2CHO + (CH3)2CHCHO

Butanal yang terbentuk sebagian akan menjadi produk, sebagian akan menjadi butanol melalui hidrogenasi, sedangkan sebagian yang lain akan menjadi oktanal melalui dimerisasi.2. pembentukan oktanal (melalui dimerisasi butanal yang terbentuk)

(pada dimerization reactor)2 CH3CH2CH2CHO

CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2CHO + O2

2 (CH3)2CHCHO

(CH3)2CHCH2(CH3)2CCHO + O2

3. pembentukan butanol (dari butanal yang terbentuk) (pada Hidrogenation reactor)CH3CH2CH2CHO + H2

CH3CH2CH2CH2OH

(CH3)2CHCHO +H2

(CH3)2CHCH2OHpembentukan oktanol (dari oktanal yang terbentuk) (pada Hidrogenation reactor)Oktanal yang terbentuk sebagian akan menjadi produk sebagian lagi akan dihidrogenasi menjadi oktanolCH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2CHO+H2 CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2OHCH3)2CHCH2(CH3)2CCHO + H2CH3)2CHCH2(CH3)2CCH2OH5. Flow sheet ( lihat gambar 19 ) 6. URAIAN PROSESBahan baku berupa propylene dikompresi (ditekan) menggunakan kompresor pada 250 atm. Akan dialirkan ke reactor hidroformilasi co-current (searah) dengan gas sintesa (CO + H2) yang telah ditambah dengan katalis yang berupa cobalt katalis dan zinc modifier akan dialirkan ke reactor hidroformilasi. Reaksi yang terjadi pada reactor ini adalah

2C3H6 + 2CO + 2H2


Reaksi yang terjadi sangatlah eksotermik dengan suhu mencapai 170oC. untuk mengontrolnya maka sebagian dari produk yang berupa CO+H2 dan propylene di recycle setelah mengalami pendinginan (cooler) dan dialirkan menuju separator. Pada separator terjadi pemisahan produk, yaitu CO+H2 akan mengalami proses kondensasi, sebelum menjadi bahan baku. Sedangkan Propylene yang tersisa akan direcycle sebagai cold liquid recycle menjadi bahan bakuSebagian dari produk lainnya yang berupa butanal akan didimerisasi dengan tambahan zinc modifier pada dimerization reactor dengan reaksi 2 (CH3)2CHCHO

(CH3)2CHCH2(CH3)2CCHO + O2

Katalis yang terdapat pada reactor ini, akan direcycle kembali. Produk yang dihasilkan pada reactor ini berupa oktanal akan dialirkan menuju reactor dekatalisasi. Sementara sebagian dari butanal dari reactor hydroformylation akan langsung dialirkan menuju ke reactor dekatalisasi, dimana pada reactor dikatalisasi ini berfungsi untuk melucuti/memisahkan katalis yang ada. Katalis yang ada pada reactor dekatalisasi akan dikeluarkan pada bagian bawah reactor. Pada proses dekatalisasi produk yang berupa butanal dan oktanal dicampur dengan steam pada keadaan superheated pada suhu 180oC. Produk oktanal dan butanal akan keluar pada bagian atas dari reactor dengan sebagian ada yang masuk ke reactor hidrogenasi dan sebagian yang lain yang berupa aldehid mentah langsung masuk kekolom distilasi. Pada reactor hydrogenation terjadi reaksi pembentukan alkohol dengan mereaksikan dengan H2 Reaksi yang terjadi pada reactor hidrogenasi adalahCH3CH2CH2CHO + H2

CH3CH2CH2CH2OH

(CH3)2CHCH2(CH3)2CCHO + H2(CH3)2CHCH2(CH3)2CCH2OHDalam kolom distilasi campuran masuk baik dari hidrogenator maupun yang langsung dari dekatalisasi. Butanol dan Oktanol ini akan diumpankan ke bagian destilasi dan melakukan pemisahan berdasarkan perbedaan titik didih pada tekanan 100 atm dan suhu 150oC dengan proses pemanasan. Butanol dan oktanol akan dikeluarkan sebagai produk, karena titik didih oktanol yang lebih tinggi yaitu 195C dibandingkan dengan butanol yang memiliki titik didih 177C maka oktanol akan dikeluarkan pada begian bawah (heavy ends ) sedangkan butanol akan dikeluarkan pada bagian atas ( light ends ). Dan produk lain yang dihasilkan berupa butanal dan oktanal7. FUNGSI ALAT

Alat-alat yang digunakan pada proses okso adalah sebagai berikut :

Kompresor :berfungsi untuk mengkompresi menekan bahan yang berupa propylene dan CO + H2 Hidroformilasi reactor:sebuah reactor dimana pada reactor terjadinya reaksi hidroformilasi dengan reaksi :

2C3H6 + 2CO + 2H2


dimerization reactor:reactor yang berfungsi untuk dimungkinkan terjadinya reaksi dimerisasi dengan reaksi yang terjadi yaitu : 2 (CH3)2CHCHO

(CH3)2CHCH2(CH3)2CCHO + O2 dekatalisator:reactor yang berfungsi untuk dimungkinkan terjadinya mekanisme dekatalisasi atau pelucutan katalis dari produk setelah reaksi terjadi. hidrogenator:reactor yang berfungsi untuk berlangsungnya reaksi hidrogenasi/ reaksi dengan hydrogen sehingga membentuk senyawa alkohol. Reaksi yang terjadi pada reactor ini yaitu :CH3CH2CH2CHO + H2

CH3CH2CH2CH2OH

CH3)2CHCH2(CH3)2CCHO + H2CH3)2CHCH2(CH3)2CCH2OH Menara distilasi:sebuah menara tempat terjadinya pemisahan suatu campuran berdasarkan titik didih (boiling point) sehingga senyawa yang diinginkan dapat diperoleh dari campurnnya. Cooler:sebuah komponen yang berprinsipkan HE (heat exchange) yang berfungsi untuk mendinginkan bahan.

Kondensor:sama halnya dengan cooler namun condenser selain mendinginkan juga mengembunkan zat berfasa gas.

Separator:sebuah alat ataupun mekanisme yang bertujuan melakukan separasi baik secara alamiah maupun dengan pemberian perlakuan tertentu

8. Kegunaan Produk

Butanol digunakan dalam pembuatan alkohol yang diproduksi secara biologi. Selain itu juga butanol digunakan dalam pembuatan bahan bakar karena Butanolterbentuk darifermentasi ABE(aseton, butanol, etanol) dan eksperimen modifikasi dari proses tersebut memperlihatkan potensi yang menghasilkan energi yang tinggi dengan butanol sebagai produk cair. Butanol dapat menghasilkan energi yang lebih banyak dan dapat terbakar "langsung" dalam mesin bensin yang sudah ada (tanpa modifikasi mesin). Dan lebih tidak menyebabkan korosi dan kurang dapat tercampur dengan air dibanding ethanol, dan dapat didistribusi melalui infrastruktur yang telah ada

DAFTAR PUSTAKA

1. Http://www.google.co.id2. http://id.wikipedia.org/w/index.php?3. Dryden, OUTLINES OF CHEMICAL TECHNOLOGY, ..4. http://bmwlover.forumotion.com/t226p155. http://www.oti.com/oti/portal/main6. http://www.artikelkimia.info/senyawa-asam-okso-oxoacid-01201527032012

Disusun oleh :

Nama : Ami Lestari

Kelas : 4 KIB

Nim: 061030401011

Dosen Pembimbing : Ir.Erlinawati,M.T

Nip

: 196107051988112001

POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA

2012

Documents

MAKALAH PROSES OKSO