commit to user
13
BAB II DISKRIPSI PROSES
II.1 Spesifikasi Bahan Baku dan Produk
Spesifikasi Bahan Baku
A. Asam Akrilat
Rumus molekul : C
2
H
3
COOH Titik didih
: 140,51 ℃
Titik leleh : 113,34
℃ Wujud
: cair Kemurnian
: 99,7 berat Densitas
: 1,047 – 1,051 Berat molekul
: 72,06 grmol PT Nippon Shokubai
B. Normal Butanol
Rumus kimia : C
4
H
9
OH Titik didih
: 117,30 ℃
Titik leleh : -87,49
℃ Wujud
: cair Kemurnian
: 95,5 berat Berat molekul
: 74,12 grmol PT. Petro Oxo Nusantara
commit to user
Spesifikasi Produk
A. Normal Butil Akrilat
Rumus kimia : C
2
H
3
COOC
4
H
9
Titik didih : 147,31
℃ Titik leleh
: -63,31 ℃
Berat molekul : 128,1706 grmol
Kemurnian : n-Butil Akrilat = 99,5
n-Butanol = 0,39 Air
= 0,1 Asam Akrilat = 0,01
I-Lung, 2004
II.2 Konsep Proses
Pembuatan n-butil akrilat dilakukan dengan pereaksian antara asam akrilat dan n-butanol pada kondisi cair jenuh
Persamaan II.1 di reaktor berupa kolom Reactive Distillation. Alat ini berfungsi sebagai menara pemisah antara produk utama dan
produk samping. Reaktor ini dipilih karena hemat energi, mengurangi arus recycle, kebutuhan alat tambahan sedikit dan
konversi besar. Reaksi berlangsung pada suhu 90
o
C –150
o
C dan tekanan 1 atm dengan bantuan katalis amberlyst 15 dry.
commit to user
Di dalam Reactive Distillation RD terjadi reaksi, dilanjutkan
dengan pemisahan. C
4
H
9
OH + H
2
C=CHCOOH H
2
C=CHCOOCH
2 3
CH
3
+ H
2
O …..II.1 Konversi produk mencapai 97. Normal butil akrilat
dikeluarkan sebagai hasil bawah dengan kemurnian 99,5. Sisa hasil reaktan dan produk samping berupa air dikeluarkan sebagai
hasil atas dan dikembalikan sebagian sebagai refluks sedangkan sisanya sebagai limbah dengan persentase air 85 berat.
Perbandingan mol umpan n-butanol dan asam akrilat sebesar 1:1,16 agar dihasilkan konversi terbesar I-Lung,2004.
Tinjauan Termodinamika
Kebutuhan panas reaksi dihitung atas dasar panas pembentukan standar Hf
masing-masing senyawa terlibat pada suhu 90
o
C - 150 °C dan tekanan 1 atm. Hasil perhitungan Lampiran B
menunjukkan bahwa reaksi pembentukan n-butil akrilat ini menghasilkan panas reaksi sebesar -343.198,879 kJjam reaksi
eksotermis. Konversi kesetimbangan reaksi ini sebesar 1,9 lihat
Lampiran B, jadi reaksi ini bersifat searah irreversible.
Tinjauan Kinetika
r = 8,12.10
9
.
exp –
, . .
, ,
.
II.2
ln ka = - 8,805 + 0,05743 T – 6,429.10
-5
T
2
+ 3,821.10
-9
T
3
II.3
commit to user
dengan: r
= kecepatan reaksi kmol m
3
.s α
= konsentrasi komponen kmol
T = suhu
K I- Lung, 2004
Langkah Proses
Asam akrilat dan n-butanol sebagai bahan baku diangkut dengan truk tangki menuju pabrik dan disimpan di tangki penyimpan
masing-masing pada suhu dan tekanan lingkungan. Ketika akan dipergunakan sebagai umpan reaktor, kedua bahan dipanaskan
terlebih dahulu sampai suhu 118 °
C dan dijaga tekanannya 1 atm. Setelah dicampur dengan arus recycle dari dekanter kemudian
diumpankan ke dalam Reactive Distillation RD. Reaksi terjadi di dalam RD berfase cair-cair dan beroperasi
pada temperatur 90
o
C -150
o
C, tekanan 1 atm. Reaksi berlangsung secara eksotermis dengan reaksi sebagai berikut:
C
4
H
9
OH + H
2
C=CHCOOH H
2
C=CHCOOCH
2 3
CH
3
+ H
2
O Tempat terjadinya reaksi adalah dibagian tengah menara RD,
yaitu pada plate ke-7, diantara seksi Enriching dan Stripping. Panas hasil reaksi dimanfaatkan langsung untuk penguapan air terbentuk.
Air teruapkan juga mengandung sisa reaktan tak bereaksi yaitu n- butanol dan asam akrilat. Karena antara air, n-butanol dan n-butil
commit to user
akrilat terdapat titik azeotrop, maka konversi hanya 97, karena proses pemisahan tidak berlangsung sempurna. Sedangkan karena
titik didih produk utama relatif tinggi maka n-butil akrilat akan turun ke bawah menuju reboiler. Produk hasil bawah RD mempunyai
kemurnian 99,5 dan masih mengandung beberapa pengotor yaitu sisa reaktan dan air .
Air dan sisa reaktan sebagai hasil atas RD, kemudian diembunkan oleh kondenser, selanjutnya masuk ke dekanter untuk
pemurnian lebih lanjut. Di dalam dekanter, terjadi pemisahan antara air sebagai hasil samping dengan sisa reaktan sebagai refluks RD.
Produk utama keluar dari reboiler RD langsung didinginkan sampai suhu 35
℃ kemudian ditampung ke tangki penyimpanan dan tidak perlu dimurnikan lagi karena sudah memenuhi spek di pasaran
yaitu dengan kemurnian 99,5.
commit to user
commit to user
commit to user
commit to user
II.3 Tahapan Proses
Kategori