Proses Industri Kimia II

Ethylen Diklorida

Penyaji Oleh :PUTRI INGGIT ISTIQOMAH4 KF061330401064Proses Industri Kimia IIINDUSTRI KIMIA DARI SENYAWA C2

INDUSTRI ETILEN DIKLORIDA

Etilen diklorida atau 1,2-dichloroethan di masa lalu lebih dikenal dengan nama Dutch Oil. Zat ini pertama kali berhasil disintesa oleh ilmuwan-ilmuwan Belanda, yaitu dari gas etilen dan gas klorin di akhir abad ke-18. Etilen merupakan bahan baku yang digunakan hampir semua proses produksi vinil klorida di dunia. Proses produksi vinil klorida yang dipraktekkan secara komersial, saat ini merupakan kombinasi seimbang dari dua jenis proses untuk menghasilkan etilen diklorida yang merupakan produk-antaran dalam proses produksi vinil klorida. Etilen diklorida juga digunakan sebagai zat-antara dalam proses pembuatan berbagai zat-zat organic.Klasifikasi ProsesProses pembuatan Etilen Diklorida dapat dibedakan menjadi 3 (tiga) proses, yaitu:1. Reaksi dari klorine dengan ethylene dalam fase gas atau cairan.2. Melalui produk dari kloronisasi langsung dari ethane untuk ethyl klorida.3. Melalui produk dari kloronisasi hidrokarbon.Reaksi Kimia A. Reaksi Utama CH2 = CH2 + Cl2 ClCH2 .CH2Cl

B. Reaksi SampinganC2H4 + H2 C2H6 C2H6 + CH4 + 3Cl2 C3H6Cl2 + 4 HClH2 + Cl2 2HCl2NaOH + 2HCL 2NaCl + 2H2O

Kegunaan Ethylene dichloride ini digunakan sebagai : Bahan baku pembuatan vinyl chloride monomer (VCM) yang mana selanjutnya VCM tersebut diubah menjadi poly vinyl chloride (PVC) yang dikenal sebagai bahan baku plastik. Pelarut pada industri tekstil, karet, tinta, dan cat Pengolahan lemak binatang Pelarut untuk mengekstraksi minyak dari biji-bijian, vitamin dari minyak ikan dan nikotin dari tembakau.EtilenSifat Fisika Rumus Molekul: C2H4Berat Molekul: 28,05 gr/molTitik didih pada 1 atm: -103,9 0CTitik lebur pada 1 atm: -169,10CSuhu Kritis : 9,9 0CTekanan Kritis: 50,5 atmDensity: 0,5684 kg/lViskositas Cairan: 0,715 cpPanas laten penguapan: 113,39 kcal/gPanas laten peleburan : 28,547 kcal/gPanas Pembakaran: 12.123,70 kcal/gKonduktivitas Thermal: 0,011 Btu/Jft2F

Sifat fisik dan kimia bahan bakuSifat KimiaPolimerisasiEtilen dapat dipolimerisasikan dengan cara memutuskan ikatan rangkapnya dan bergabung dengan molekul etilen yang membentuk molekul yang lebih besar pada tekanan dan temperatur tertentu.Reaksi :N (CH2=CH2) (-CH2-CH2-)nOksidasiEtilen dapat dioksidasi sehingga akan menghasilkan senyawa-senyawa etilen oksida, etilendioksida, etilen glikol.Reaksi :CH2= CH2 + O2 C2H4OEtilen dapat juga dioksidasi oleh asam asetat dan oksigen menghasilkan vinil asetat dengan katalis Palasium, Alumina-Silika pada temperatur 175 200 oC dan tekanan 0,4 1 Mpa.Reaksi :CH2= CH2 + CH3COOH + O2 H2C=CHOCOCH3 + H2O

AlkilasiEtilen dapat dialkilasi dengan katalis tertentu, misalnya alkilasi fiedel-craft, mereaksikan etilen dengan benzena untuk menghasilkan produk etilbenzen dengan katalis AlCl3 pada suhu 400oC.Reaksi :CH2= CH2 +C6H6 C6H5C2H5KlorinasiEtilen dapat diklorinasi oleh klorine menjadi dikloro etan dan dengan klorinasi lanjutan akan terbentuk trikloroetan.Reaksi :CH2= CH2 + Cl2 ClCH2CH2ClClCH2CH2Cl + Cl2 CH2ClCHCl2 + HClOligomerisasiEtilen dapat dioligomerisasi, misalnya menjadi Linear Alfa Olefini (LAO), C10 C14 dengan rantai lurus dan alifatik alkohol. Reaksi dijalankan pada suhu 80 120oC dengan tekanan 20 Mpa.Reaksi :Al(C2H5)3 + n C2H4 AlR1R2R3HidrogenasiEtilen dapat dihidrogenisasi secara langsung dengan katalis nikel pada suhu 300oC.Reaksi :C2H4 + H2 C2H6Atau direaksikan dengan katalis Platina pada suhu kamar.

AdisiEtilen klorohidrin terbentuk melalui reaksi adisi antara etilen dengan asam hipoklorit pada suhu 20 30oC dan tekanan 2,5 atm.Reaksi :HOCl + C2H4 CH2OHCH2ClMemiliki kelarutan yang tinggi pada air ( 3.5 mg/100g H2O, 17 0C)

KlorinSifat FisikaRumus Molekul: Cl2Berat Molekul: 71 gr/mlTitik didih: -34,6 0CTitik cair: 15 0C pada 5,7 atm Titik leleh: -101,6 0CKelarutan dalam air: 1 volume air dari 10CTingkat absorbsi: 2,7 volume gas Cl2Merupakan oksidator kuatBerwarna kuning agak kehijauan dan berbau khas dan menusukSifat KimiaToksisitas: pada 0,35-2 ppm merupakan konsentrasi maksimum.Klorin memiliki tujuh elekton pada kulit terluar pada klorin, sehingga sifat klorin tidak stabil dan sangat reaktif agar klorin bisa mendapatkan stuktur seperti gas mulia. Klorin bersifat oksidator. Hal ini terlihat dari kemampuannya untuk mengoksidasi atom-atom besi dan mangan. Klorin dapat membantu reaksi pembakaran dengan menghasilkan panas dan cahaya. Dalam air laut maupun sungai, klorin akan terhidrolisis membentuk asam hipoklorit.Klor diperoleh dari garam klorida dengan mereaksikan zat oksidator atau lebih sering dengan proses elektrolisis.

NaOHSifat FisikRumus molekul: NaOHMassa molar: 39,9971 g/mol Penampilan zat : padatan putihDensitas: 2,1 g/cm, padatTitik leleh: 318C (591 K)Titik didih: 1390C (1663 K)Kelarutan dalam air: 111 g/100 ml (20C) Kebasaan: (pKb) -2,43Sifat KimiaSenyawa ini sangat mudah terionisasi membentuk ion natrium dan hidroksida.Bila dibiarkan di udara akan cepat menyerap karbondioksida dan lembabNaOH membentuk basa kuat bila dilarutkan dalam air

MetanaSifat FisikRumus Molekul: CH4Berat Molekul: 16 gr/molSpecific gravity: 0,415 (-164C)Titik didih pada 1 atm: -161,4CTitik lebur pada 1 atm: -182,6CSuhu kritis: -82,4CVolume kritis: 99 cc/gmolSifat KimiaOksidasiBereaksi dengan oksigen membentuk CO2 dan H2O.Reaksi : (Contoh : Pembakaran Metana)CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O Dalam keadaan oksigen minim terjadi reaksi tidak sempurna :CH4 + 3/2 O2 CO + 2H2O

Hidrogen Sifat FisikFasa (suhu dan tekanan ruang) : GasBerat molekul (kg/mol): 2,02 kg/molTitik didih @ 1 atm : -252,7 oCTitik leleh @ 1 atm : -259,1 oCSuhu kritis : -239,9 oCTekanan kritis : 12,8 atmDensity kritis : 0,031 gr/mlDensity : 0,0352 gr/mlViskositas : 0,013 CpSpecific panas: 19,7 g/mol oK

Sifat kimiaReaksi hidrogen dengan halogen membentuk asam hidrohalogenidaH2 + X2 2HXReaksi hidrogen dengan oksigen membentuk airH2 + O2 H2OReaksi hidrogen dengan karbon membentuk methane2H2 + C CH4Reaksi hidrogen dengan nitrogen membentuk ammonia3H2 + N2 2NH3Reaksi hidrogen dengan logam membentuk logam hibridaH2 + M MH2Reaksi hidrogen dengan oksida logam membentuk logam dan airH2 + MO M + H2OReaksi hidrogenasi ikatan tak jenuhRCH=CHR + H2 RCH2CH2R

EtanaSifat Fisik Tidak larut dalam air, dan larut dalam pelarut non polar misalnya CCl4Sifat kimiaPembakaran sempurna menghasilkan CO2, H2O dan energy. Alkana dapat mengalami reaksi subtitusi/pengganti dengan halogen.

Produk UtamaEthylene Diklorida (C2H4Cl2)Sifat FisikaBerat Molekul: 98,97 gr/mLTitik didih: 83,7 0CTitik leleh: -35,3 0CTitik Nyala: 15,5 0CTemperatur nyala: 412 0CDensitas: 1,257 g/mL ( T=20 0C) Sifat KimiaEksploitasi Limit :Persentase terendah : 6,2%Persentase tertinggi: 15,9 %Batas Maksimum Toksisitas : 75-100 ppm

Sifat Fisik dan Sifat Kimia ProdukProduk SampingAsam Klorida (HCl)Sifat FisikaRumus molekul: HClMassa molar: 36,46g/molPenampilan: Cairan tak berwarna sampai dengan kuning pucat Densitas:1,18 g/cm3 (variable) Titik leleh: 27,32C (247K)Titik didih: 110C (383 K) Kelarutan dalam air: Tercampur penuh Keasaman: (pKa) 8,0 Viskositas: 1,9 mPas pada 25C

Sifat KimiaHidrogen klorida (HCl) adalah asam monoprotik, yang berarti bahwa ia dapat berdisosiasi melepaskan satu H+ hanya sekali.HCl + H2O H3O+ + ClIon lain yang terbentuk adalah ion klorida, Cl. Asam klorida oleh karenanya dapat digunakan untuk membuat garam klorida. Asam monoprotik memiliki satu tetapan disosiasi asam, Ka, yang mengindikasikan tingkat disosiasi zat tersebut dalam air. Dari tujuh asam mineral kuat dalam kimia, asam klorida merupakan asam monoprotik yang paling sulit menjalani reaksi redoks. Ia juga merupakan asam kuat yang paling tidak berbahaya untuk ditangani dibandingkan dengan asam kuat lainnya. Asam klorida dalam konsentrasi menengah cukup stabil untuk disimpan dan terus mempertahankan konsentrasinya. Oleh karena alasan inilah, asam klorida merupakan reagen pengasam yang sangat baik.Asam klorida merupakan asam pilihan dalam titrasi untuk menentukan jumlah basa.

Propylene cloride Sifat FisikaRumus Molekul: C3H6Cl2Berat Molekul: 112,99 gr/mLTitik didih: 95-96 0CTitik leleh: -100 0CSpgr: 1,156Sifat KimiaReaksi pembentukannya adalah :Reaksi SubstitusiCH3CH2 - CH3 + Cl2 CH2ClCH2CH2ClReaksi Adisi (reaksi penjenuhan)CH2 = CH2 = CH2 + Cl2 CH2ClCH2 - CH2Cl

Diagram alir2.2.8. Fungsi Alat

Reaktor: Alat yang digunakan sebagai tempat reaksi antara etilene dan klorin untuk membentuk etilen diklorida.Reaktor Heat Control Loop : Alat pertukaran panas untuk menjaga pada temperature 45-500 c dan 1,5-2 atmKondenser: Tempat mendinginkan zat yang melaluinya serta melakukan pemisahan antara fase gas dan cair.Refrigerator: Alat yang digunakan untuk mendinginkan bahan yang berfase gas hingga terpisah anatara fase gas dan fase cair.Scrubber: Alat yang digunakan untuk menetralkan sifat asam HClAcid wash : Alat pencuci yang digunakan untuk memisahkan asam dari campurannya dengan larutan pencuci NaOH 6-8%.Separator: Memisahkan produk dengan NaCl dan H2OCooler: Mendinginkan zat yang keluar dari bagian bawah reaktorDestilator: Alat yang digunakan untuk memisahkan etilen klorida dari komponen lainnya dengan perbedaan titik didih.

2.2.5. Data KuantitatifBasis : 1 ton C2H4Cl2 (95% yield)Etilen0.30 tonKlorin0.75 tonEtilen dibromida katalissecukupnyaAir pendingin48 tonCo-produk : HCl,propilen klorida, polyshloroethanesKapasitas Produksi 30-150 ton/hari