Isomerisasi Catalyst. PROSES POLYMERISASI CATALYST UOP.
259
B. REAKSI ISOMERISASI. Reaksi isomerisasi thermis berjalan melalui mekanisme radikal bebas free radical
mekanisme. Dalam mekanisme ini dengan adanya energi akan terbentuk radikal bebas free radical tiap radikal bebas ini yang bersifat labil reaktif mengikat satu
atom hydrogen dari reaktor dan membentuk free radical. Radikal bebas inilah yang struktur membentuk radikal dengan yang lain.
Dengan demikian terbentuk hasil isomerisasi dari isomer, setelah bereaksi secara singkat mekanisme sebagai berikut :
R + R
l
H RH + H
R
l
R
ll
R
ll
+ R
l
H R
ll
H + R
l l
R
l l
R
ll
R
ll
+ R
l
H R
ll
H + R
l l
Dst R, R
l
, R
ll
= free radical R
ll
adalah isomer dari R
ll
Reaksi siomerisasi catalyst berlangsung melalui mekanisme pembentukan carbonium ion yaitu hydro karbon kehilangan 1 electron.
Pembentukan karbonium ion dapat terjadi dalam beberapa cara :
1. Penambahan proton dari asam kepada senyawa olefin. HX + = C = C =
[ H – C – C
+
] + X
-
Acid Olefin Carbonium ion Anion
2. R – Cl + Al Cl
3
R
+
+ AlCl
4 -
Alkyl Halid Carbon
Ion
260
3. Oksidasi Acid terhadap alkohol. H X + ROH
R
+
+ X
-
+ H
2
O Acid Alkh. Carb. Cabonium
ion 4. Dehydrogenasi dari hydrocarbon dengan asam.
RH + H
2
SO
4
R
+
+ H
2
SO
3 -
+ H
2
O Hyd. Asam
Carbonium Carb.
Sifat dari carbonium ion karena kegilangan satu elektron maka dapat terjadi bermacam-macam reaksi ini yang menjadi dasar dari mekanisme isomerisasi reaksi
dan menyebabkan terjadinya reaksi samping lainnya. Reaksi-reaksi dari carbonium ion :
1. Melepaskan satu proton dari atom carbon yang berdekatan. H
- H
+
CH
3
-C - C - CH
3
CH3-CH=CH-CH
3
+ H
+
H H
2. Penyatuan atom didalam molekul dengan perpindahan hydrida H
CH
3
CH
3
-C – C
+
- CH
3
CH3-C
+
-CH
2
-CH
3
CH
3
H Perpindahan hydrida terjadi karena stabilitas carbonium berbeda-beda.
3. Pergeseran gugus alkyl ketempat carbon yang berdekatan. CH
3
CH
3
CH
3
-C – C
+
- CH
3
CH3-C
+
-CH-CH
3
CH
3
H CH
3
4. Pengambilan hydrat dari molekul lain. 1. CH
3 3
C
+
+ CH
3 2
CHCH
2
CH
3
CH
3 3
CH + CH
3 2
C
+
CH
2
CH
3
2. CH
3 3
C
+
+ RCH=CHR CH
3 3
CH + R-CH=CHC
+
HR
261
5. Addisi terhadap olefin atau aromatik. 1. CH
3 3
C
+
+ CH
2
=CCH
3 2
CH
3 3
-CH
2
-C
+
-CH
3 2
-CCH
3 3
2. CH
3 3
C
+
+
dst
Katalis asam kuat diantaranya : - H
2
SO
4
- HF, AlCl
3
+ HCl tidak dipakai karena reaksi samping dari polimerisasi banyak terjadi dengan asam katalis maka senyawa olefin dapat berisomerisasi dengan
cara :
1. Pemindahan ikatan rangkap 2. Pembentukan rantai cabang.
Katalis yang bersifat basa juga dapat dipakai untuk isomerisasi olefin misalnya pembuatan butin 2 dari butin 1 sebaliknya dengan katalis organik urium R
-
Na
+
Hydrocarbon Jenuh. Untuk mereaksikan isomerisasi senyawa-senyawa parafin dipakai 2 macam katalis :
1. Asam kuat 2. Hydrogenasi in solid acid suprat.
- Asam kuat yaitu : HF, BF, Halogen sulforit acid, ethan suforit acid, aluminium halida sulforit acid, silika alumina.
- Hydrogenation on cut suprat : Pt Alumina contain halogen, Nisilika alumina, Molibdenalumina.
262
Contoh reaksi pembuatan iso butan dan normal butan. Dengan katalis Al halida + alkyl Halida.
RX + AlX
3
R
+
AlX
- 4
Alkyl Alumina Halid
Halid R
+
+ CH
3
CH
2
CH
2
CH
3
RH + CH
3
CH
2
C
+
HCH
3
N butan carbon ion
CH
3
CH
2
C
+
HCH
3
CH
2
CHCH
3
CH
3
C
+
CH
3
CH
3
CH
3
CH
3
C
+
+ CH
3
CH
2
CH
2
CH
3
CH
3
CHCH
3
+ CH
3
CH
2
C
+
HCH
3
CH
3
CH
3
Iso butan Dst
Reaksi pembuatan isomer dari hydrocarbon yang mempunyai tertiar hydrogen dengan katalis asam sulfat. Misal : isomerisasi dari 3 methyl iso butan.
CH
3
CH
2
CHCH
2
CH
2
CH
3
+ H
2
SO
4
CH
3
CH
2
C
+
-CHCH
2
+ H
2
O + HSO
4
CH
3
CH
3
CH
3
CH
2
C
+
CH
2
CH
2
CH
3
CH
3
C
+
H-CHCH
2
CH
2
CH
3
CH
3
CH
3
CH
3
CHC
+
H-CH
2
CH
2
CH
3
CH
3
C
+
H-CH
2
CH
2
CH
2
CH
3
CH
3
CH
3
CH
3
CH
2
CHCH
2
CH
2
CH
3
+ CH
3
C
+
-CH
2
CH
2
CH
2
CH
3
CH
3
CH
3
263
CH
3
CH
2
C
+
CH
2
CH
2
CH
3
+ CH
3
CH-CH
2
CH
2
CH
2
CH
3
CH
3
CH
3
2 methyl hexan
Reaksi isomerisasi parafin dengan katalis asam aktifitas katalis optimum pada proses keasaman 95,5 – 99,8
Aromatic. Isomerisasi aromatic terjadi dengan katalis lebih kuat strong acid.
Tiga macam isomerisasi yang terjadi pada alkyl aromatic :
1. Pergeseran rantai pada gugus alkyl. 2. Pergeseran gugus alkyl pada rantai aromatic.
3. Pergeseran didalam molekul gugus alkyl sekitar rantai aromatic membentuk alkyl
benzen yang lebih tinggi.
Contoh reaksi : a. Isomerisasi sekunder buthyl bezin menjadi tertiare buthyl benzen.
CH
3
H
+
CH
3
- CHCH
2
CH
3
-CHCH
2
CH
3
+ CH
3
C
+
HCH
2
CH
3 +
H H
- H
2
+ CH
3
-C
+
-CH
3
- CCH
3 3
CCH
3 3
CH
3 +
H
b. Isomeri Xylene katalis BF
3
dalam HF CH
3
CH
3
CH
3
CH
3
CH
3
CH
3
Ortho Xylene Meta Xylene
Para Xylene c. Isomerisasi ethylene benzene
Xylene
264
Dengan katalis : NC - Silika alumina atau Pt - Silika Alumina
CH
2
CH
3
+ H
2
CH
2
CH
3
-H
2
CH
2
CH
3
CH
3
CH
3
CH
3
CH
3