Prarancangan Pabrik Allyl Chloride dari Propylene dan Chlorine Kapasitas produksi 10.000 ton tahun
BAB VI Analisa Ekonomi 124
- Wujud
: gas -
Titik Didih °K : 188,15
- Kemurnian :
31,5 wt dalam air
2.2. Konsep Proses
2.2.1. Dasar reaksi
Proses pembuatan
allyl chloride
dengan menggunakan katalis
ferri chloride
pada fase gas, berlangsung di dalam reaktor
fixed bed
multitube
pada kondisi suhu 500°C tekanan 10 atm. www.che.cemr.wvu.edu
Pembentukan
allyl chloride
mengikuti reaksi elementer yang
irreversible
dan
eksotermis
dan memberikan hasil samping asam klorida. Selain itu juga terjadi reaksi samping membentuk 2-
chloropropene
dan
dichloropropene
. Selektivitas reaksi pembentukan
allyl chloride
, 2-
chloropropene
, dan
dichloropropene
berturut-turut adalah 79,23, 2,34, dan 18,43.
Reaksi utama : C3H6 + Cl2
C3H5Cl + HCl
propylene chorine
allyl chloride
asam klorida Reaksi samping :
C3H6 + Cl2 C3H5Cl + HCl
propylene chlorine
2-chloropropene
asam klorida C3H6 + 2 Cl2 C3H4Cl2 + 2 HCl
propylene chlorine
dichloropropene
asam klorida www.che.cemr.wvu.edu
2.2.2. Mekanisme Reaksi
Prarancangan Pabrik Allyl Chloride dari Propylene dan Chlorine Kapasitas produksi 10.000 ton tahun
BAB VI Analisa Ekonomi 125
Reaksi klorinasi
propylene
dengan katalis FeCl3 merupakan reaksi heterogen dalam fase gas pereaktan dan fase padat katalis. Reaksi yang terjadi pada permukaan katalis adalah sebagai berikut :
·
Adsorpsi
Mekanisme adsorpsi
propylene
dan
chlorine
A + s As B + s Bs
Adsorpsi pereaktan pada permukaan katalis dipergunakan oleh difusivitas pereaktan dari bulk ke permukaan katalis.
Koefisien perpindahan massa sebanding dengan tekanan total reaktor dan berbanding terbalik dengan suhu.
·
Aktivasi
Reaktan yang telah teradsorbsi akan bersifat aktif di permukaan katalis karena melibatkan gaya tarik yang lebih tinggi dari adsorbsi.
As As Bs Bs
Reaktan yang telah teradsorpsi di permukaan katalis akan bersifat aktif sehingga digunakan suhu tinggi dalam aktivasi ini, karena dapat memperbanyak tumbukan antara molekul gas yang telah teradsorpsi dan energi yang
dimiliki menjadi lebih besar. ·
Reaksi Permukaan
Reaktan-reaktan yang telah teraktivasi akan bereaksi membentuk produk di permukaan aktif katalis. As + Bs
Cs + Ds Persamaan kecepatan reaksi permukaan :
rB = k CAS.CBS – CCS.CDSKs
Prarancangan Pabrik Allyl Chloride dari Propylene dan Chlorine Kapasitas produksi 10.000 ton tahun
BAB VI Analisa Ekonomi 126
Kecepatan reaksi permukaan ditentukan oleh suhu reaksi sesuai dengan hukum Archenius. Kenaikan suhu yang tinggi akan mengakibatkan tumbukan semakin besar sehingga kecepatan reaksi permukaan akan bertambah
besar, di mana reaksi akan bergeser ke arah produk dan akan memperbesar produk. ·
Deaktivasi
Mekanisme deaktivasi adalah : Cs
Cs Ds
Ds Produk yang telah dihasilkan dari permukaan katalis akan menurunkan energi aktivasi dan melepas situs
aktifnya dari katalis. Kecepatan deaktivasi sama seperti dengan aktivasi tetapi melibatkan produk yang teradsorpsi pada permukaan katalis.
Agar produk dapat terlepas dari situs aktifnya maka langkah ini diperlukan suhu tinggi. Selain itu suhu tinggi juga diperlukan untuk mempercepat deaktivasi produk di permukaan katalis.
·
Desorpsi
Hasil reaksi yang telah terdeaktivasi kemudian terlepas dari permukaan katalis menuju bulk katalis. Cs C + s
Ds D + s
Proses desorpsi juga dipengaruhi oleh difusivitas gas zat hasil reaksi dari permukaan katalis ke bulk gas. Difusivitas zat hasil reaksi ditentukan oleh koefisien perpindahan massa seperti pada proses adsorpsi.
Reaksi akan dipengaruhi oleh reaksi permukaan. Karena itu reaksi dilakukan pada tekanan tinggi untuk memperbesar konstanta kecepatan reaksi permukaan. Suhu reaksi harus berada pada daerah suhu aktivasi katalis.
2.2.3. Tinjauan Kinetika
