sintesa etilen dan propilen oksida
DESCRIPTION
PETROKIMIATRANSCRIPT
SINTESA ETILEN DAN PROPILEN OKSIDA
NAMA KELOMPOK:
Heni ismawati
Riska aulia Hardi
Triyana defi
ETILEN OKSIDAPROPILEN OKSIDA
ETILEN GLIKOL
Etilen Oksida
• Etilen oksida digunakan sebagai bahan baku pembuatan :
EtanolaminaEtilen glikolEter-eter glikolSurfaktan (non-ionik)
CIRI KHAS ETILEN OKSIDA
Gas tak berwarna yang mudah
terbakar dengan bau manis lemah
merupakan epoksida paling
simple.
KEGUNAAN ETILEN OKSIDA◊ Sebagai bahan desinfektan yang efektif
◊ Bidang kedokteran biasa memanfaatkan Etilen Oksida untuk mensterilkan
peralatan-peralatan bedah. Plastik dan alat-alat lain yang tidak tahan panas
yang tidak dapat disterilkan dengan uap pada suhu tinggi.
◊ Digunakan sebagai bahan dasar pembuatan detergen, kosmetik, farmasi
dan sebagainya.
◊ Dalam kehidupan sehari-hari digunakan untuk mensterilkan bahan-bahan
seperti pakaian, perabot rumah tangga, dan bahkan bulu binatang.
Pembuatan etilen oksida
Oksidasi tidak langsung dari etilen, dengan
chlorohidrin sebagai intermediet.
Oksidasi langsung oleh udara / oksigen.
Proses Oksidasi Tidak Langsung
• Cl2 + H2O ClOH + HCl
• CH2=CH2 + ClOH CH2OH-CH2Cl
• HOCH2-CH2Cl + Ca(OH)2 2CH2-CH2 + CaCl2 + 2H2O
O
Asam hipoklorit ClOH dihasilkan oleh reaksi klorin dengan air
yang ditambahkan ke etilen. Chlorohidrin yang dihasilkan kemudian
direaksikan dengan kapur Ca(OH)2 untuk membentuk etilen oksida.
Proses ini menghasilkan yield molar yang tinggi yaitu 80% dan
investasi yang relatif kecil.
Kelemahan proses ini adalah :
• Adanya korosi dalam penggunaan klorin, sehingga biaya
pemeliharaan yang tinggi.
• Harga-harga operasi yang tinggi, karena harga klorin yang mahal.
• Produksinya menghasilkan produk samping yang tidak atau kurang
berguna yaitu CaCl2 dan1,2 etilen diklorida.
Proses Oksidasi Langsung
Proses oksidasi langsung dengan Oksigen teknis
Proses oksidasi langsung dengan Udara
Dengan digunakan udara dengan kadar nitrogen
tinggi, maka tidak memerlukan gas diluent untuk
mencegah eksplotivitas dan juga berfungsi sebagai
pendingin reaksi. Pada reaksi dengan menggunakan udara
sebagai oksidannya didapatkan hasil samping CO2 dan
H2O. Namun demikian dengan digunakannya udara
sebagai oksidan yang mengandung banyak nitrogen, maka
diperlukan purging untuk mencegah akumulasi nitrogen.
PROPILEN OKSIDA
Rumus Molekul : CH3CH2CH2O
Propilen oksida dibentuk dari 1,2 dichloropropan (4-5% molar)
dan klorinat diisopropil eter dengan reaksi sebagai berikut :
CH3 – CH – O – CH – CH3
CH2 – Cl CH2 - Cl
Proses Pembuatan
a. Proses Propilen Klorohidrin
b. Proses Elektrokimia
c. Proses Oksidasi Langsung
d. Proses Oksidasi menggunakan Campuran Peroksida
Proses Elektrokimia
Umpan1. Propylene2. Chlorohidrin
Katalis Asam Hipoclorous
Proses Propilen di injeksikan kedalam anode dari sel elektrolisis. Asam hipoklorous dibentuk dengan melepaskan klorin dari anode yang telah ditambahkan propilen tadi. Sedangkan klorohidrin diperoleh dari hidrolisa katoda dengan causatic soda. Propilen oksida dipisahkan dari campuran dengan proses pemecahan. Proses ini tidak disukai oleh perkembangan dunia industri, karena pengeluaran biaya yang tinggi dan konsumsi energi yang besar
Proses Oksidasi Langsung
Umpan1. Propylene2. Oksigen 3. Asetaldehid
Katalis Katalis yang selektif
Suhu 110oC
Konversi 10 %
Proses Oksidasi langsung dari propilen dengan molekul oksigen merupakan reaksi dengan konversi yang rendah, oksigen di masukkan kedalam campuran propilen dan asetaldehid dan campurannya dengan asetonitril dan xylenes. Dengan molar selectivity dari propilen oksida adalah 92%,
a. Mekanisme aksi dari campuran
Umpan 1. Hiperoksida
2. Peracid
Proses Untuk membuat peroksida dapat menggunakan ko-reaktan, di
dalam sejumlah stoichiometry. Banyak campuran peroksida
cocok untuk reaksi ini, karena alasan ekonomi pilihan mereka
terbatas ke t-butyl dan etyl benzen hidroperoksida untuk tipe
pertama ko-reaktan, dan parasetik dan propionik untuk ke dua.
Peracid diperoleh dari oksidasi antara asam atau aldehid dengan
hidrogen peroksida.
Proses Oksidasi menggunakan Campuran
Peroksida
b. Teknik Pengerjaan menggunakan Hidrokarbon
1) Oksidasi isobutan menjadi t-butyl hydroperoxide dan t-butyl alcohol
Umpan Oksigen Isobutan
Katalis Tanpa Katalis
Suhu 110oC - 130oCProses Reaksi menggunakan oksigen (dalam fase liquid). Reaksinya
tanpa menggunakan katalis tetapi injeksi asam sitrat dilakukan secara kontinu dalam jumlah kecil sehingga dapat membantu operasi. Metoda ini digunakan untuk konsentrasi reaksi aliran dengan minimasi panas dekomposisi/perombakan dari komponen peroksida. Metoda ini juga membutuhkan modal besar dan konsumsi energi yang besar.
2) Epoksidasi dari Propilene
Umpan PropyleneNaphenateButyl Alcohol
Katalis Molybdenum naphthenat (campuran t-butyl hidroperoksida dan alkohol)
Suhu 80oC - 100oC
Proses Epoksidasi berlangsung pada fase liquid. Arus dari bagian reaksi yang pertama disaring untuk memindahkan propylene yang tidak terkonversi, di recycle. Crude propilen oksida di ekstrak melalui distilasi dengan memakai hidrokarbon (seperti oktan) yang di set dalam 2 kolom. Ekstrak akhirnya adalah produk ringan dan produk berat dengan yield propilen oksida sesuai dengan spesifikasi perdagangan.
Teknik Pengerjaan dengan Peracids dan Hidrogen Peroksida (Daisel Process)
Umpan 1. Propylene2. Asetaldehid
Katalis Katalis Asam
Proses Operasinya terdiri dari dua tahap. Yang pertama terdiri dari produksi peracetic acid oleh oksidasi langsung dengan oksigen dari asetaldehid dalam larutan etil asetat. Pada tahap kedua, propilen, peracetic acid dengan 10-15% berat asam asetat ditambahkan etil asetat yang dimasukkan terus menerus. Kemurnian ditingkatkan dengan distilasi ekstraksi
1) Dalam proses propilox yang dikembangkan di Belgia, peracetic acid diperoleh dari reaksi hidrogen peroksida dalam keadaan asam pada suhu 40oC dengan menambahkan sedikit katalis asam sulfur. Air yang terbentuk dari reaksi dihilangkan dengan stripping atau distilasi azeotropic dengan etil asetat.
2) Menggunakan perpripionic acid sebagai agen epoksidasi untuk propilen yang telah di anjurkan oleh Bayer Degussa, Interx and Ugine Kuhlmann. Prepropionic acid ini diproduksi dengan oksidasi asam propionik dengan hidrogen peroksida dengan menambahkan asam sulfur. Dalam proses Bayer/Degussa propilen di oksidasi pada tekanan 0.5-1.4.106 Pa absolut. Pada suhu 60-80oC. Dalam proses interox, operasi menggunakan katalis benzen dan suhu 100oC yang menggunakan 1,2 dikloropropan sebagai pelarut.
Teknik industri Lainnya
3) Proses lain yang menggunakan peracid yaitu, Asahi Chemical menggunakan perisobutyric acid, Methallgesellschaft menggunakan perbenzoic acid, dan Mitsubishi menggunakan perparatoluic acid, diperoleh dengan oksidasi paratoluic aldehid, sedangkan paratolui acid itu sendiri diproduksi dengan carbonilation dari toluen. Pada bagian ini, produk asam paratoluic kemudian bisa di oksidasi menjadi asam terephthalic.
4) Epoksidasi langsung dengan hidrogen peroksida dan sistem katalis (terdiri dari molybdenum, tungsten dan arsenik), konversi tidak pernah lebih dari 50%, pembuatannya tidak ekonomis (menggunakan reaktor dengan volum besar, biaya recycle dan harga hidrogen peroksida yang tinggi).
Etilen Glikol
Etilen glikol adalah senyawa diol yang sederhana. Senyawa ini pertama ditemukan oleh Wurtz pada tahun 1859,dengan perlakuan (reaksi) dari 1,2 dibromoetan dengan perak asetat menghasilkan etilen glikol diasetat, dimana kemudian dihidrolisis menjadi etilen glikol.
Etilen glycol dengan rumus molekul OHCH2 – CH2OH yang merupakan hasil dari etylen oxide dari proses hidrasi. Pada ssat sekarang ini telah banyak dikembangkan cara lain untuk memperoleh etilen glikol baik itu dari etilen ataupun sintesa gas, yang metoda ini telah diterapkan di industri.
Metoda Pembuatan Ethylen Glykol
Sintesa etilen glycol dengan cara hidrasi ethilen oxida non katalitik
Reaksinya adalah :CH2 – CH2 + H2O HOCH2 – CH2OH 0298 = -75 kj/mol
OEtilen oxida air etilen glikol
Sintesa etilen glycol dengan cara hidrasi ethilen oxida katalitik
Merupakan proses pembuatan monoetilen glikol dengan
mereaksikan air dan etilen oksida dalam reaktor adiabatik katalitik
Reaksinya adalah :C2H4O + H2O C2H4(OH)2
Monoetilen glikol
C2H4O + C2H4(OH)2 C4H8 (OH)2
Dietilen glikol
C2H4O + C4H8 (OH)2 C6H12O2(OH)2
Trietilen glikol
PROSES LAINNYA
a. Proses lama oleh sodium bicarbonate menggunakan proses hidrolisis clorodirin yang merupakan
reaksi dari asam hipocloros dan etilen.
Reaksinya :CH2 = CH2 + HClO HOCH2 – CH2Cl + NaHCO3 + H2O Etilen as.hiploros sodium bicarbonat
HOCH2 – CH2OH + CO2 + H2O + NaCl Etilen glikol
b. proses hidrogenolisis
HCHO + CO + H2O HOCH2 – COOH
HOCH2 – COOH + CH3OH HOCH2 – COOCH3 + H2O
HOCH2 – COOCH3 + 2H2 HOCH2 – CH2OH + CH3OH
c. Asetoxylasi etilen dan hidrolisis
Selektifitas molar diatas 98%
Catalis: tellium & bromine atau manganese acetate dan potassium iodide.
Reaksinya :H2C = CH2 + 2CH3COOH + ½ O2 CH3COOCH2 - CH2COOCH3 + H2O
0298 = -125kJ/mol
CH3COOCH2 – CH2COOCH3 + 2H2O HOCH2–CH2OH + 2CH3COOHo 298 = -17 kJ/mol
Sintesa glikol pada single step dari etilen
sintesa gas dan catalis
H2C = CH2 + H2O + ½ O2 HOCH2 – CH2OH
Katalis yang digunakan : - thallic ions - copper iodide - palladium nitrate
2CO + 3H2 HOCH2 – CH2OH
Proses ini dengan tekanan tinggi ( 140 – 340 x 106 Pa) dan T antara 125 – 130o C. total molar yield 65%Catalis : rodium corbonil
• Hidrogenasi butyl oxida
catalis : palladium T = 70oC P abs = 6 x 106 Pa
Reaksinya :
2n – C4H9OH + 2CO + ½ O2 ( nC4C9-COO )2 + H2O
catalis : coopper chromitePasa liquidT = 200oCP = 3x106 Pa abs
( nC4C9-COO )2 + 4H2 HOCH2 – CH2OH + 2n – C4H9OH