PROSES INDUSTRI KIMIA II INDUSTRI ACETONE

PROSES PEMBUATAN ASETON

1. SIFAT FISIK DAN KIMIA BAHAN BAKU DAN PRODUK

       A. BAHAN BAKU

a.       ISOPROPYL ALCOHOL (C₃H₇OH)

·         SIFAT FISIK

·         Susunan Molekul

·         Nama Lain                                             :  2-propanol, isopropanol

·         Berat Molekul                                        :  60.10 gr/mol

·         Kelarutan                                               :  larut dalam air

·         Titik nyala                                              :  12 ^oC

·         Titik Leleh                                              :  -89 ° C, 184 K, -128 ° F

·         Titik Didih                                             :  82,3 ° C, 355 K, 180 ° F

·         Kepadatan                                              :  (at 20 ^oC) 0,786 g / cm ³, cair

·         Kelekatan                                               :  2,86 cP di 15 °C
                                                                   1,96 cP di 25 °C
                                                                   1,77 cP di 30 °C

·         SIFAT KIMIA

·         Isopropil Alkohol didehidrogenasi membentuk Aseton dengan katalis bermacam-macam seperti logam, oksida dan

·         campuran logam dengan oksidanya.

·         Isopropil Alkohol dapat juga dioksidasi secara parsial membentuk Aseton dengan katalis yang sama dengan proses dehidrogenasi.

·         Dengan asam halogen dihasilkan Isopropil Halida

·         Bereaksi dengan logam-logam aktif seperti sodium dan potasium membentuk Metal Isopropoksida dan hidrogen. Alumina Isopropoksida dapat dihasilkan dari reflux Isopropil Alkohol 99%, aluminium dengan katalis Merkuri Oksida.

·         Dengan Etilen Oksida atau Propilen Oksida dengan katalis  basa seperti NaOH akan membentuk Eter Alkohol dari Isopropil Alkohol.

·         Isopropil Alkohol dapat mengalami dehidrasi menghasilkan

·         Diisopropil Eter ataupun Propilen.

b.      OKSIGEN (O₂)

·         SIFAT FISIK

·         Berat Molekul             : 15,9994(3) g/mol

·         Fase                                         : gas

·         Massa jenis                              : (0 °C; 101,325 kPa)

  1,429 g/L

·         Titik Leleh                               : 54,36 K

                                                       (-218,79 °C, -361,82°F)

·         Titik didih                               : 90,20 K

·         Kalor peleburan                       : (O₂) 0,444 kJ/mol

·         Kalor penguapan                     : (O₂) 6,82 kJ/mol

·         Kapasitas kalor                        : (25 °C) (O₂)

  29,378 J/(mol·K)

  (-182,95 °C, -297,31 °F)

·         Konduktivitas termal  : (300 K) 26,58 mW/(m·K)

·         SIFAT KIMIA

·         Oksidasi

·         Bereaksi dengan etilen pada suhu 200 -280^oC dan tekanan 10 -30 atm membentuk etilen oksidaReaksi : CH₂= CH₂ + ½ O₂ à C₂H₄O

·         Bereaksi dengan hidrokarbon membentuk CO₂ dan H₂O.

·         Reaksi : (Contoh : Pembakaran Metana)

CH₄ + 2O₂ à CO₂ + 2H₂O

·         Dalam keadaan oksigen minim terjadi reaksi tidak sempurna :

CH₄ + ³/₂ O₂ à CO + 2H₂O

       B. PRODUK

       a.  ASETON (CH₃COCH₃)

·         SIFAT FISIK

·         Susunan Molekul

   

·         Nama Lain                                          : β-ketopropana, dimetil keton,

  Propanon, dimetilformaldehida

·         Berat Molekul                         : 58.08 gr/mol

·         Densitas (20^o)                          : 0.79 gr/cm³

·         Kelarutan                                            : larut dalam berbagai perbandingan

  dengan air, alkohol dan dietil eter

·         Titik nyala                                           : -9.4 ^oF

·         Temperatur nyala                                : 592 ^oC

·         Batas ledakan                                      : batas bawah = 2.2 %

: batas atas = 13.0 %

·         Batas konsentrasi keracunan   : 500 ppm

·         Titik Leleh                                           : - 95.1 ^oC

·         Titik Didih                                          : 56.5 ^oC

·         Berbentuk cairan tidak berwarna

·         SIFAT KIMIA

·          proses pirolisa akan membentuk Ketena

·         Aseton dapat dikondensasi dengan asetilen membentuk 2 metil 3 butynediol, suatu intermediate untuk Isoprene.

·         Dengan Hidrogen Sianida dalam kondisi basa akan menghasilkan Aseton Sianohidrin.

     b.    Air (H₂O)

·         SIFAT  FISIK

·         Susunan Molekul

·         Berat Molekul             : 18.02 gr/mol

·         Densitas                                  : 1000 kg/m³ (cair pada 4^oC)

: 0.998 gr/cm³ (cair pada 20^oC)

: 0.917 gr/cm³ (padatan)

·         Titik Lebur/beku                     : 0 ^oC

·         Titik Didih                              : 100 ^oC

·         Tidak berwarna dan tidak berbau.

·         SIFAT KIMIA

           Zat kimia ini merupakan suatu pelarut yang penting, yang memiliki kemampuan untuk melarutkan banyak zat kimia lainnya, seperti garam - garam, gula, asam, beberapa jenis gas dan banyak macam molekul organik.

2.   DATA KUANTITATIF

     

Basis                            : 1 ton produk Aseton (CH₃COCH₃) (99% pure, 90% yield)

   Isopropanol (88% grade) 1.30 ton

             Kapasitas Pabrik        : 15-60 ton/hari

3.  KLASIFIKASI PROSES

·         Katalitik dehydrogenasi isopropanol

(CH₃)₂CHOH                       CH₃COCH₃ + H₂

     Isopropanol                          Aseton

(CH₃)₂CHOH + ½ O₂                      CH₃COCH₃ + H₂O

     Isopropanol                                     Aseton

·         Produk samping dari proses phenol menggunakan cumene

Reaksi yang terjadi :

C₆H₅C₃H₇ + H₂O                      C₆H₅C₃H₇O₂

        Cumene                            cumene hydroperoxide

C₆H₅C₃H₇O₂ + H₂SO_4(aq)                      C₆H₅OH + CH₃COCH₃

cumene hydroperoxide                         Phenol            aseton

·         Produk samping dari proses gliserin H₂O₂

·         Oksidasi butane

·         . Oksidasi dari propilene (proses Wacker)

·         Fermentasi air tebu

4.   REAKSI YANG TERJADI

Katalitik dehydrogenasi isopropanol

            (CH₃)₂CHOH                      CH₃COCH₃ + H₂

     Isopropanol                          Aseton

(CH₃)₂CHOH + ½ O₂                      CH₃COCH₃ + H₂O

     Isopropanol                                     Aseton

5.   FLOWSHEET (TERLAMPIR)

6.   URAIAN PROSES

Dalam pembuatan Aseton dengan cara dehidrogenasi, digunakan bahan baku berupa isopropanol 88%. Sebelum diproses, isopropanol dipanaskan terlebih dahulu dengan menggunakan steam untuk menghasilkan uap isopropanol. Uap Isopropanol itu ditekan pada tekanan 3 atm ini kemudian uap isopropanol tersebut direaksikan di tubular catalytic reactor. Reactor ini dikondisikan pada suhu 500⁰C dan reaksinya menggunakan katalis tembaga atau kuningan. Pada reactor ini dialirkan fuel sebagai bahan bakar dan dihasilkan flue gas. Hasil reaksi yang berupa gas panas akan dipisahkan di water scrubber tetapi sebelumnya telah dilakukan pendinginan dengan menggunakan water-cooled condenser yaitu menggunakan air sebagai media pendingin. Dalam water scrubber terjadi proses pemisahan hydrogen (H₂) yang terbentuk dari reaksi dengan menggunakan H₂O sebagai media pemisah yang disemprotkan pada bagian atas sehingga H₂ akan terpisah dan keluar pada bagian atas. Sedangkan aseton, isopropanol sisa, dan air akan dipisahkan dengan cara destilasi (column). Dalam flowsheet ini digunakan dua column yaitu aseton column dan isopropanol column. Dalam aseton column, aseton yang memiliki titik didih paling rendah (56.5 ^oC) keluar pada bagian atas column. Sedangkan isopropanol dan air dari aseton column yang keluar pada bagian bawah column akan mengalami proses pemisahan kembali di isopropanol column. Isopropanol yang memiliki titik didih lebih rendah (82.3 ^oC) keluar pada bagian atas column untuk direcycle kembali sebagai umpan. Sedangkan air yang keluar pada bagian bawah column direcycle kembali ke water scrubber sebagai media pemisah.

7.   FUNGSI ALAT

·         Storage

Merupakan tempat penyimpanan isopropanol yang akan digunakan sebagai bahan baku pembuatan aseton.

·         Compresor

Digunakan untuk mengkompresi isopropanol masuk ke Tubular Catalytic Reactor.

·         Tubular Catalytic Reactor

Sebagai tempat untuk mereaksikan isopropanol menjadi uap gas panas, pada reactor ini terdapat katalis tembaga atau kuningan. Temperatur reactor dijaga pada suhu 500^oC, 4-5 atm.

·         Water Scrubber

Digunakan untuk memisahkan hydrogen yang terbentuk dari reaksi dan juga untuk membersihkan aseton dengan menggunakan air yang disemprotkan pada bagian atas.

·         Aseton Column

Digunakan untuk memisahkan campuran dari water scrubber (aseton, isopropanol dan air) dengan cara destilasi yang dilengkapi dengan pemanas (untuk memanaskan) dan cooler (untuk mendinginkan/ mengubah fase uap menjadi cair kembali).

·         Isopropanol Column

Digunakan untuk memisahkan campuran dari aseton column (isopropanol dan air) dengan cara destilasi yang dilengkapi juga dengan pemanas dan cooler.

8.   KEGUNAAN

      Aseton digunakan sebagai :

·         Sebagai solven (pelarut)

Aseton dapat melarutkan berbagai macam plastik, melipuri botol Nalgene yang dibuat dari polistirena, polikarbonat, dan beberapa jenis poliprolilena. dalam laboratorium, aseton digunakan sebagai pelarut apotik polar dalam kebanyakan reaksi organik,. Penggunaan pelarut aseton juga berperan penting pada oksidasi Jones. Oleh karena polaritas aseton yang menengah, ia melarutkan berbagai macam senyawa.

·         Sebagai pelarut untuk selulosa asetat dalam memproduksi rayon.

·         Pelarut untuk lilin, plastik, dan sirlak. Dalam kehidupan sehari-hari, kaum wanita menggunakan aseton untuk mebersihkan pewarna kuku

·         bahan pembuat cat, vernis dan perlak

·         untuk membuat plastik, serat, obat-obatan dan senyawa-senyawa kimia lainnya.

·         bahan bakar additive pada Automotive.

DAFTAR PUSTAKA

“http://wikipedia.org/wiki/pembuatanacetone”. (Dikutip pada tanggal 9 Mei 2013).

“http://en.wikipedia.org/wiki/water”. (Dikutip pada tanggal 9 Mei 2013).

“http://en.wikipedia.org/wiki/acetone”. (Dikutip pada tanggal 9 Mei 2013).

“http://en.wikipedia.org/wiki/oksigen”. (Dikutip pada tanggal 9 Mei 2013).

“http://en.wikipedia.org/wiki/isopropilalkohol”. (Dikutip pada tanggal 9 Mei 2013).

LAMPIRAN

http://id.wikipedia.org/wiki/Oksigen

8 nitrogen ← oksigen → fluor - ↑ O ↓ S Tabel periodik
Keterangan Umum Unsur
Nama, Lambang, Nomor atom	oksigen, O, 8
Deret kimia	non-logam
Golongan, Periode, Blok	16, 2, p
Penampilan	tak berwarna
Massa atom	15,9994(3)  g/mol
Konfigurasi elektron	1s2 2s2 2p4
Jumlah elektron tiap kulit	2, 6
Ciri-ciri fisik
Fase	gas
Massa jenis	(0 °C; 101,325 kPa) 1,429 g/L
Titik lebur	54,36 K (-218,79 °C, -361,82 °F)
Titik didih	90,20 K (-182,95 °C, -297,31 °F)
Kalor peleburan	(O2) 0,444 kJ/mol
Kalor penguapan	(O2) 6,82 kJ/mol
Kapasitas kalor	(25 °C) (O2) 29,378 J/(mol·K)
Tekanan uap P/Pa 1 10 100 1 k 10 k 100 k pada T/K 61 73 90
Ciri-ciri atom
Struktur kristal	Kubus
Bilangan oksidasi	−2, −1 (oksida netral)
Elektronegativitas	3,44 (skala Pauling)
Energi ionisasi	pertama: 1313,9 kJ/mol
	ke-2: 3388,3 kJ/mol
	ke-3: 5300,5 kJ/mol
Jari-jari atom	60 pm
Jari-jari atom (terhitung)	48 pm
Jari-jari kovalen	73 pm
Jari-jari Van der Waals	152 pm
Lain-lain
Sifat magnetik	paramagnetik
Konduktivitas termal	(300 K) 26,58 mW/(m·K)
Kecepatan suara	(gas, 27 °C) 330 m/s
Isotop
iso NA waktu paruh DM DE (MeV) DP 16O 99,762% O stabil dengan 8 neutron 17O 0,038% O stabil dengan 9 neutron 18O 0,2% O stabil dengan 10 neutron
Referensi

v  http://id.wikipedia.org/wiki/Air

1 (none) ← hidrogen → helium - ↑ H ↓ Li Tabel periodik http://id.wikipedia.org/wiki/Hidrogen
Penampilan
tak berwarna
Informasi umum
Nama, lambang, nomor atom	hidrogen, H, 1
Deret kimia	nonlogam
Golongan, periode, blok	1, 1, s
Berat atom standar	1,00794(7) g·mol−1
Konfigurasi elektron	1s1
Elektron per kelopak	1
Sifat fisika
Fase	gas
Massa jenis	(0 °C, 101.325 kPa) 0,08988 g/L
Titik lebur	14,01 K (−259,14 °C, −434,45 °F)
Titik didih	20,28 K (−252,87 °C, −423,17 °F)
Titik tripel	13,8033 K, 7,042 kPa
Titik kritis	32,97 K, 1,293 MPa
Kalor peleburan	(H2) 0,117 kJ·mol−1
Kalor penguapan	(H2) 0,904 kJ·mol−1
Kapasitas kalor	(25 °C) (H2) 28,836 J·mol−1·K−1
Tekanan uap P/Pa 1 10 100 1 k 10 k 100 k pada T/K 15 20
Sifat atom
Struktur kristal	Heksagonal
Bilangan oksidasi	1, −1 (oksida amfoter)
Elektronegativitas	2,20 (Skala Pauling)
Energi ionisasi	1st: 1312,0 kJ·mol−1
Jari-jari atom	25 pm
Jari-jari atom (perhitungan)	53 pm
Jari-jari kovalen	37 pm
Jari-jari Van Der Waals	120 pm

http://id.wikipedia.org/wiki/Aseton

Aseton[1]
Nama IUPAC[sembunyikan] Propanon
Nama lain[sembunyikan] β-ketopropana Dimetil keton, dimetilformaldehida, DMK
Identifikasi
Nomor CAS	[67-64-1]
Nomor RTECS	AL31500000
SMILES	CC(=O)C
InChI	1/C3H6O/c1-3(2)4/h1-2H3
Sifat
Rumus molekul	CH3COCH3
Massa molar	58,08 g/mol
Penampilan	Cairan tidak berwarna
Densitas	0,79 g/cm³, cair
Titik leleh	−94,9 °C (178,2 K)
Titik didih	56,53 °C (329,4 K)
Kelarutan dalam air	larut dalam berbagai perbandingan
Viskositas	0,32 cP pada 20 °C
Struktur
Bentuk molekul	trigonal planar pada C=O
Momen dipol	2,91 D
Bahaya
Klasifikasi EU	Mudah terbakar (F) Iritan (Xi)
NFPA 704	3 1 0
Frasa-R	R11, Templat:R36, Templat:R66, R67
Frasa-S	S2, S9, S16, S26
Titik nyala	-17 °C
Suhu swanyala	465 °C
Senyawa terkait
Pelarut terkait	Air Etanol Isopropanol Toluena
Kecuali dinyatakan sebaliknya, data di atas berlaku pada temperatur dan tekanan standar (25°C, 100 kPa) Sangkalan dan referensi

PERTANYAAN

1.       Qurnia almusyaddah

Pertanyaan:   apa keluaran dari steam uap panas?

Jawab           : keluaran dari steam hasilnya yang keluar berupa uap panas dari   

                        Dari isopropanol dan bagian kanan keluar berupa air.

2.      Sampuspita sari  

Pertanyaan : apa fungsi katalis tembaga pada tubular catalytic reaktor?

Jawab             : berfungsi untuk mempercepat reaksi.

3.      Maimunah

Pertanyaan : pada reaksi ke-2 terdapat oksigen yang digunakan sebagai reaktan,

                       Kapan dan dimana oksigen tersebut dimasukan?

Jawab           : pada flowsheet tidak menggunakan oksigen, tetapi bila menggunakan

                       Oksigen juga bisa, dan oksigen tersebut bila digunakan akan masuk

                       Bersama dengan flue gas yang digunakan sebagai bahan bakar