BAB 1
PENDAHULUAN
Styrene (C6H5C2H5) adalah salah satu senyawa kimia yang mempunyai
kegunaan yang sangat besar terutama dalam industri plastik, dan sebagai zat
antara untuk pembuatan senyawa kimia lainnya. Dari tahun ketahun
kebutuhan styrene di Indonesia makin meningkat, hal ini terlihat dengan
meningkatnya impor styrene di Indonesia. Diperkirakan kebutuhan tersebut
akan meningkat pada tahun-tahun mendatang dengan makin berkembangnya
industri pengolahan styrene.
BAB IISIFAT FISIK DAN KIMIA PRODUK
BAHAN BAKU
ETHYLENE
-Berat Molekul : 28.05 g/mol -Berat produk : 104.1 g/g mol -Titik Leleh : -169.2 oc -Titik Didih : -103 oC -Density : 1.178 kg/m3 pada 20 oC
BENZENE
-Berat Molekul : 78.1121g/mol-Titik Leleh : 5.5 oC-Titik Didih : 80.1 oC-Density : 0,8786 g/mL, zat cair-Viskositas : 0,652 Cp pada 20 °C
PRODUK UTAMA
STYERENE
-Berat Molekul : 104.15 g/mol-Berat produk : 104.1 g/g mol-Titik Leleh : -169.2 oc-Titik Didih : -103 oC-Density : 1.178 kg/m3 pada 20 Oc
BAHAN TAMBAHAN
Aluminium klorida (AlCl3)
-Berat Molekul : 241.43 g/mol -Titik Leleh :190oC -Titik Didih : 178 °C (451 K)-Density : 2.48 g/cm3
Natrium Hidroksida (NaOH)
-Berat Molekul : 39,9971 g/mol-Titik Leleh : 318°C (591 K)-Titik Didih : 1390Oc (1663 K)- Sifat : Tidak mudah terbakar.
Air (H2O)
-Berat Molekul : 18 g/mol-Titik Didih : 100oC- Titik Beku : 0 oC- Density : 0.998 gr/ml suhu 20 Oc
BAB IIIMETODE / KLASIFIKASI PROSES
A. Dehydrogenasi Ethylbenzene
B. Hydrogenasi dari acetophenone
A. Proses Dehydrogenasi Ethylbenzene
Sebagian besar pabrik styrene monomer di dunia memakai proses
dehydrogenasi ethylbenzene dalam memproduksi styrene yaitu proses
dehigrodenasi dengan menggunakan katalis campuran Fe2O3 yang
dijalankan pada fase gas dan temperatur tinggi.
Dalam perkembangannya dalam cara memenuhi kebutuhan panas
reaksi dehidrogenasi yang bersifat endothermis ada 2 jenis proses yang
dikenal di dunia yaitu :
Proses Isothermal/Proses BASF
Pada proses ini reaktan dipanaskan sampai suhu reaksi yaitu 585 ºC
kemudian untuk menjaga suhu reaksi agar tetap stabil reaktor dibuat
seperti alat penukar panas (fixed bed multitube) dengan pemanas pada
bagian shell.
Dengan pemanasan tidak langsung mempergunakan flue gas suhu
reaktor bisa dijaga antara suhu 585 ºC, hasilnya thermal cracking
hidrokarbon dapat ditekan. Pada proses ini dapat ditekan pemakaian steam
sampai setengah dibandingkan dengan proses dehidrogenasi secara
adiabatis. Steam yang masuk reaktor bersama reaktan lain selain berfungsi
memperbesar konversi (menggeser kesetimbangan reaksi), juga berfungsi
menghilangkan coke pada permukaan katalis sehingga tidak diperlukan
regenerasi katalis. Yield reaksi mencapai 92-94%, dan kemurnian produk
styrene 99,2%.
Proses Adiabatis
Proses ini dikembangkan oleh Dow Chemical Co. dan Badger
Company, Inc. Pada proses ini reaktan dipanaskan sampai suhu di atas
suhu reaksi yaitu 645-650 ºC dengan mencampurkan feed ethylbenzene
dengan superheated steam suhu 720 ºC. Superheated steam yang
ditambahkan ini berfungsi sebagai pensuplai panas reaksi
dehydrogenasi dengan perbandingan 2-3 lb superheated steam tiap lb,
konversi 35 % pada bed I dan 65 % secara over all pada bed II, yield
91-92 %. Pada proses ini dapat ditekan biaya investasi
Proses Oksidasi Ethyl benzene.
Proses oksidasi Ethylbenzene dari Union Carbide dapat
menghasilkan 2 produk yaitu styrene dan acetophenon. Pada proses ini
ethylbenzene dioksidasi menjadi acetophenon .Reaksi : C6H5CH2CH3 +
O2 C6H5COCH3 + H2O
tahap selanjutanya dilakukan reduksi ketone menjadi 2-phenil-
ethylalcohol dengan hidrogen menggunakan katalis Cu-Cr-Fe pada suhu
150 ºC dan tekanan 150 psig.
Reaksi : C6H5COCH3 C6H5CH(OH)CH3
BAB 1V
DATA KUANTITATIF
Basis : 1 ton produk styrene (86 % yield)
Benzene : 0.87 ton
Ethylbenzene : 0.32 ton
AlCl3 : 10-11 kg
Kapasitas yang digunakan : 30-400 ton/hari
BAB V
REAKSI KIMIA
Alkylasi benzene
Dehydrogenasi etylbenzene
Alkilasi
C6H6 + C2H4 C6H5C2H5
Cloro ethil benzene
C6H6 + C2H3Cl C6H5C2H4Cl
Clohidrogenasi
C6H5C2H5 C6H5C2H3 + H2
Polyalkil
C2H4 (- C = C -)n
Flowsheet
BAB VI
URAIAN PROSES
Operasi dan tahap yang di lakukan dalam proses pembuatan styrene
dari bahan baku ethylene dan benzene.Benzene dialkilasi dengan metode
Friedel Craft menggunakan aluminium klorida dengan katalis asam.Hasilnya
adalah ethyl benzene yang akan diproses pada tahap berikutnya yaitu
Dehydrogenasi.
Operasi alkali harus di bawah kondisi yang sangat kering dengan
kemurniaan yang tinggi untuk menghindari effektivitas katalis.Semua umpan
benzene harus di keringkan dengan Destilasi Azeotropic.Etilklorida sebagai
sumber hydrogen dan klorine adalah merupakan radikal bebas untuk katalis,di
tambahkan ke dalam etilen yang di umpan secara kontinyu ke dalam tower
alkilasi pada 95 Oc dan 1 atm.Butir-butir ALCl3 di umpankan secara kontinyu
pada bagian atas reactor dengan ratio mol reaktan adalah 0.6 C2H4/ 1.0 C6H6
dan etylen tidak di recycle.
Tower alkylasi dialiri dengan air dingin untuk mengontrol reaksi
eksothermal.produk alkilasi di pompakan ke cooler pada 40oc dimana
aluminium klorida di pisahkan dan sebuah aliran silit akan di umpakan
menuju alkylator.fraksi Bleed-off di pompakan menuju dealkilator dengan
temperature tinggi 200 oc untuk memisahkan polyetylbenzen dan
etilbenzen,selanjutnya residu AlCl3 di ekstraksi untuk mendapatkan kembali
80-85 % AlCl3.
Ethyl benzene mentah dari pendingin di netralisasi dengan 50 % NaOH,
untuk menghilangkan polyehylbenzen dan memisahkan benzene basah dari
etylbenzene.Distilasi akhir produk ethylbenzene lalu di cuci dengan kaustik
soda 20%,kemudian di lakukan pengeringan dalam sebuah caustic bed,hasil
99 % etilbenzen selama dhydrogenasi dengan 95% yield.
Polyalkyl benzene mentah dari pendingin akan dinetralisasi dengan
50% NaOH,untuk menghindari pembentukan polyfungsional,produk yang
reaktif selama tahap dehydrogenasi.Fraksi bagian bawah stripper didistilasi
pada tekanan 50 mm Hg.
Dehydrogenasi ethylbenzen adalah tahap untuk produksi styene.Steam
di masukkan bersama hidrokarbon dengan ratio 15 H2O / 1 C6H5C2H5.Umpan
diaduk dalam prehcater agar temperature mencapai 500 oc untuk di masukkan
ke dalam reactor dimana kondisi operasi di reactor adalah temperature 800 oc.Katalis pada proses Dehydrogenasi berupa Cr,Zn,Fe atau MgO dalam
karbon aktif,alumina dan bauksif.Konversi reaksi adalah 35-40% dengan %
yield rata 91%.
Produk didinginkan dalam preheater umpan,kemudian dengan quenching
steam.hasil yang di dapat yaitu crude styrene-ethlbenzen dengan impurities 1
% toluene 0.7 % benzene dan 0.3 % tar.Sulfur stabilizer di tambahkan pada
keadaan ini dan campuran hydrocarbon di lewatkan ke sejumlah destilasi
vacuum untuk memisahkan impuritisnya pada temperature rendah untuk
mencegah terjadinya polymerisasi styrene.Benzen dan toluene di pisahkan
pada tekanan 160 mm dan temperature 90 oc.Temperatur yang lebih tinggi
menyebabkan terjadinya autopolymerisasi terhadap benzene.Kolom kedua
pada tekanan 35 mm dan temperature 90oc untuk memisahkan styrene Dario
ethyl benzene.styrene distabilkan pada keadaan ini
dengan menggunakan p-tertiary catechol,destilasi vakum untuk
menghilangkan tar dan sulfur.Hasil akhir 99.8 % atau lebih styrene dan
didinginkan pada temperature 10 oc atau kurang dan di simpan dalam tangki
terisolasi atau di gunakan untuk polymerisasi.
FUNGSI ALAT
Azeotropic Dryer
Azeotropic Dryer berfunngi untuk mengurangi kadar air yang ada
di dalam benzene atau untuk mengeringkan benzene yang
bercampur dengan air
Stripper
Stripper berfungsi untuk menyerap kadar H2
Benzene column
Benzene column berfungsi untuk memisahkan benzene
Alkylator
Alkylator berfungsi sebagai tempat terjadinya proses alkylasi
Polyalkyl still
PolyAlkyl Berfungsi sebagai
Dryer
Dryer berfungsi sebagai tempat pengeringan
Etyl benzene Coloum
Etyl benzene Coloum berfungsi sebagai tempat pemisahan Eehyl
benzene
Catalytic Dehydrogenasi
Catalytic Dehydrogenasi berfungsi sebagai tempat pencampuran
larutan katalic
Quench Tower
Quench Tower berfungsi sebagai menara untuk pendinginan
secara cepat
Finishing Coloum
Finishing Coloum berfungsi sebagai tempat pemisahan terakhitr
dari styrene
Batch tar Still
Batch tar still sebagai tempat separator memisahkan tar dari
styrene
BAB VII
KESIMPULAN
Styrene (C6H5C2H5) adalah salah satu senyawa kimia yang mempunyai kegunaan yang sangat besar terutama dalam industri plastic.
Klasifikasi atau metode proses nya ada 2 macam yaitu
-Dehydrogenasi Ethylbenzene
- Hydrogenasi –dehydat acetophenone
Bahan-bahan yang di gunakan pada pembuatan styrene adalah benzene dan ethylene sebagai bahan baku.Aluminium klorida,Natriun hidroksida sebagai bahan tambahan.
SOAL-SOAL MAKALAH TENTANG INDUSTRI STYRENE
Pertanyaan dari Wahyu Nugra Prakasa
Apa itu indusrti styrene?
Jawabannya : Industri styrene adalah industri yang mempunyai rumus
kimia C6H5C2H5 dan merupakan zat antara untuk pembuatan senyawa
kimia lainnya.
Apa kegunaan dari industri styrene?
Jawabannya : Kegunaan dari industri styrene adalah salah satu senyawa
kimia yang mempunyai kegunaaan yang sangat besar dalam pembutan
berbagai macam plastic yang sangat di gunakan oleh manusia dalam
kehidupan sehari-hari.
Pertanyaan dari Trievita Annafuri
Zat apa yang keluar dari kolom Benzene Column?
Jawabannya : Zat yang keluar dari kolom benzene coloum yaitu toluene
dan benzene
Zat apa yang keluar dari kolom benzene?
Jawabannya : Zat yan keluar dari kolom benzene yaitu Toluene dan
Ethylene
Pertanyaan dari Alia Sahab
Apa kegunaan dari Quench Tower yang terdapat pada proses pembuatan
styrene?
Jawabannya : kegunaan dari Quench Tower yaitu untuk pendinginan
secara mendadak.
DISUSUN OLEH :
Nama : Mayasari
Nim : 0607 3040 0305
Kelas : 4kA
POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA
PALEMBANG
2009