Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Asam Akrilat Dari Propena Dan Oksigen Dengan Kapasitas 13.000 Ton Tahun

BAB II
TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Asam Akrilat
Asam akrilat digunakan sebagai bahan baku untuk ester akrilik - akrilat metil,
etil akrilat, butil akrilat dan akrilat 2-ethylhe xyl yang pada awalnya digunakan untuk
memproduksi resin akrilik berbasis pelarut, akan tetapi kepedulian terhadap
lingkungan menyebabkan perkembangan akrilik berbasis air. Kegunaan akrilik
berbasis air terutama dalam industri dekoratif, batu dan coating serta kegunaan
lainnya seperti perekat, pelapis kertas dan kulit, pemoles, dan coating tablet.
Penggunaan asam akrilat yang utama lainnya yaitu dalam pembuatan polyakrilat
yang digunakan sebagai pengental, dispersan dan pengontrol reologi. Asam akrilat
juga digunakan sebagai komonomer dengan akrilamida dalam poliakrilamida anionik
dan menghasilkan hidroksiakrilat yang digunakan dalam formulasi industri coating
(Badan POM RI, 2013).

2.2 Macam-macam Proses Pembuatan Asam Akrilat
Proses pembuatan Asam Akrilat dapat dilakukan dengan berbagai cara :
a) Acetylene Route (Proses Asetilen)
Pembuatan Asam Akrilat secara komersil dilakukan dengan memisahkan
nikel klorida dan mengembalikannya ke reaksi sintesa nikel karbonil. Proses ini

menghasilkan produk samping yaitu asam propionat yang sangat sulit dipisahkan
dari Asam Akrilat.
Reaksi :
4 C2H2 + Ni(CO)4 + 4 H2O + 2 HCl

4CH2 = CHO2H + H2 + NiCl2

b) Acryllonitrile Route (Proses Akrilonitril)
Proses ini adalah proses hidrolisa Asam Sulfat dan Acrylonitril. Acrilonitril
direaksikan dengan asam sulfat dan air yang berlebih pada suhu 100°C sehingga
menghasilkan Asam Akrilat. Kerugian proses ini adalah mahalnya bahan baku yang
digunakan.

Universitas Sumatera Utara

Reaksi :
CH2 = CHCN + H2SO4 + H2O

CH2 = CHCO2H + NH4HSO4

c) Ketone Route (Proses Keton)
Proses ini mereaksikan ketone dengan formaldehid untuk menhasilkan βpropilacton. Lakton ini diubah menjadi Asam Akrilat.
Reaksi :
CH2 = C = O + CH2O

CH2 – CH2 + CH2 = CHCO2H

O

C=O

d) Etylene Cyanohidrin Route (Proses Etilen Sianohidrin)
Proses ini adalah proses hidrolisa antara Ethylene Cyanohidrin dan Asam
Sulfat dengan produk samping Ammonium Sulfat dari 85% asam Sulfat.
Reaksi :
HO – CH2 – CH2 – CN + H2SO4

CH2 = CHCO2H + NH4HSO4

e) Propylene Oxidation Route (Proses Oksidasi Propilen)

Proses yang paling ekonomis untuk pembuatan Asam Akrilat yang
didasarkan pada dua tahap, pertama menghasilkan akrolein kemudian dioksidasi
menjadi Asam Akrilat.
Reaksi :
C3H6(g) + O2
C3H4O(g) +

1
O2
2

C3H4O(g) + H2O
C3H4O2(g)

(g)

2.3 Sifat – sifat Bahan Baku dan Produk
a. Propena (Propylene)
Wujud

: Gas

Rumus Molekul

: C3H6

Berat Molekul

: 42 kg/kmol

Titik Didih, °C

: - 47,70

Universitas Sumatera Utara

Densitas

: 0,612

Titik Leleh, °C

: -102,7

Spesifik Grafity

: 0,613

Temperatur Kritis

: 365,1 K

Tekanan Kritis

: 45,4 atm

Kapasitas Panas

: 0,886 + 5, 602. 10-2 T – 2,771 . 10-5 T2 + 5,266 . 10-9
T3 Kkal/kmol K

b. Propana
Wujud

: Gas

Rumus Molekul

: C3H8

Berat Molekul

: 44 kg/kmol

Titik Didih, °C

: - 42,07

Densitas

: 0,582

Spesifik Grafity

: 0,583

Temperatur Kritis

: 365,1 K

Tekanan Kritis

: 45,4 atm

Kapasitas Panas

: -1,009 + 7,315. 10-2 T – 3,780. 10-5 T2 + 7,678 . 10-9
T3 Kkal/kmol K

c. Air

Wujud

: Liquid

Rumus Molekul

: H2O

Berat Molekul

: 18 kg/kmol

Titik Didih, °C

: 100

Densitas

:1

Titik Beku, °C

:0

Spesifik Grafity

:1

Temperatur Kritis

: 374, 3 °C

Tekanan Kritis

: 79,9 atm

Kapasitas Panas

: 7,701 + 4,595. 10-4 T + 2,521 . 10-6 T2 + 0,859. 10-9
T3 Kkal/kmol K

Universitas Sumatera Utara

d. Oksigen
Wujud

: Gas

Rumus Molekul

: O2

Berat Molekul

: 32 kg/kmol

Titik Didih, °C

: - 183

Densitas

: 0,612

Titik Leleh, °C

: -218,9

Spesifik Grafity

: 1,151

Temperatur Kritis

: -154,6°C

Tekanan Kritis

: 49,8 atm

Kapasitas Panas

: 6,713 – 0,879. 10-2 T + 4,170. 10-6 T2 – 2,554. 10-9
T3 Kkal/kmol K

e. Acrolein (2-propenal)
Wujud

: Gas

Rumus Molekul

: C3H4O

Berat Molekul

: 56 kg/kmol

Titik Didih, °C

: 53

Densitas

: 0,8389

Titik Leleh, °C

: -87,2

Spesifik Grafity

: 0,8407

Tekanan Kritis

: 50 atm

Kapasitas Panas

: 2,859 + 5, 029. 10-2 T – 2,557 . 10-5 T2 + 4,552 . 10-9
T3 Kkal/kmol K

f. Asam Akrilat
Wujud

: Liquid

Rumus Molekul

: C3H4O2

Berat Molekul

: 72 kg/kmol

Titik Didih, °C

: 142

Titik Beku, °C

: 11,8

Spesifik Grafity

: 1,11

Panas Penguapan

: 8426 KJ/mol

Temperatur Kritis

: 615 K

Universitas Sumatera Utara

Tekanan Kritis

: 56,7 atm

Kapasitas Panas

: 0,416 + 7,621. 10-2 T – 5,618. 10-5 T2 + 1,666. 10-8
T3 Kkal/kmol K

g. Asam Asetat
Wujud

: Liquid

Rumus Molekul

: C2H4O2

Berat Molekul

: 60 kg/kmol

Titik Didih, °C

: 117,9

Titik Beku, °C

: 16,6

Spesifik Grafity

: 1,051

Temperatur Kritis

: 594,4 K

Tekanan Kritis

: 57,9 atm

Kapasitas Panas

: 4,84 – 2,548. 10-1 T – 1,753. 10-4 T2 + 4,948. 10-8
T3 Kkal/kmol K

2.4 Pemilihan Proses
Dari lima macam proses pembuatan Asam Akrilat dipilih proses oksidasi
dengan katalis padat dengan pertimbangan :
1. Kemurnian produk yang diperoleh cukup tinggi yaitu 99,50 %.
2. Komposisi yang terdapat dalam bahan baku cukup sederhana sehingga
pengendalian proses relatif mudah.
3. Proses dan peralatan yang digunakan sederhana sehingga biaya pemeliharaan dan
pengendalian lebih lebih murah.

2.5 Uraian Proses
Proses pembuatan asam Akrilat menggunakan bahan baku Propena dan
Oksigen. Bahan baku Propena dan Oksigen diumpankan ke Reaktor 01(R-01),
Sebelum diumpankan terlebih dahulu dinaikkan temperatur dengan menggunakan
Furnace 01(F-01) hingga mencapai temperatur 320°C. Oksigen dan propena yang
telah dipanaskan tersebut kemudian dialirkan ke Reaktor 01(R-01). Reaktan tersebut
bereaksi dengan katalis pada tekanan 3 bar sehingga menghasilkan produk Akrolein.

Universitas Sumatera Utara

Reaksi 1 :
C3H6 + O2

C3H4O + H2O + Q

C3H6 + 5/2 O2

CH3COOH + CO2 + H2O

Produk Akrolein dari Reaktor 01 di gunakan sebagai reaktan pada reaksi ke 2
di Reaktor-02 dan di reaksikan denga Oksigen (O2). Dimana Oksigen dinaikkan
temperatur terlebih dahulu hingga temperature 265 oC sebelum di reaksikan di
Reaktor-02, kemudian akrolein di reaksikan dengan oksigen hingga menghasilkan
produk akhir asam akrilat

Reaksi 2 :
C3H4O

+

1/2O2

C3H4O2

Produk dari reaktor 02 didinginkan hingga mencapai temperatur 60oC
dengan menggunakan Cooler 02 dan Cooler 03 kemudian dialirkan menuju Absorber
untuk penyerapan gas. Produk atas dari absorber di alirkan ke Cooling Coloum
untuk pemisahan produk gas dan liquid. Hasil produk bawah dari Cooling Coloum
berupa fasa liquid dan direcyle ke Absorber . Produk bawah Absorber yang berwujud
cair seperti Asam akrilat, Air dan Asam Asetat dilanjut dengan proses pemisahan di
unit Destilasi 01. Proses pemisahan di unit destilasi 01 pada kondisi operasi 107oC
dimana pemisahan pada Destilasi 01 yaitu pemisahan dengan H2O. Kemudian hasil
produk bawah Destilasi 01 dialirkan ke Destilasi 02 untuk pemisahan dengan Asam
Asetat yang berupa produk atas dari Destilasi 02. Produk bawah dari Destilasi 02 di
lanjut pada unit Evaporator 01 untuk pemisahan dengan H2O yang masih terkandung
pada Asam Akrilat hingga di hasilkan konsentrasi produk yang di inginkan.

Universitas Sumatera Utara

Universitas Sumatera Utara