Prarancangan Pabrik Aseton dari Isopropil Alkohol Menggunakan Proses Dehidrogenasi

Standar

Aseton, CH3COCH3, merupakan salah satu senyawa alifatik keton yang sangat penting. Pada umumnya aseton digunakan sebagai solvent untuk beberapa polimer. Penggunaan yang bersifat komersial adalah penggunaan sebagai senyawa intermediate dalam pembuatan methyl methacrylate, bisphenol A, diaseton alcohol dan produk-produk lain.

Pabrik aseton pertama kali dibuat dengan cara distilasi dari kalsium asetat. Kalsium asetat merupakan produk dari disitilat kayu, yang akan difermentasikan menjadi etanol. Selanjutnya pada tahun 1920, proses fermentasi lebih sering digunakan untuk memproduksi aseton. Proses fermentasi ini selain menghasilkan aseton juga menghasilkan buthyl alcohol dan ethyl alcohol.Sejak tahun 1950 proses ini sudah jarang digunakan dan digantikan dengan proses dehidrogenasi isopropil alkohol dan proses cumene yang menghasilkan phenol dan aseton. Disamping itu ada proses lain yang dapat digunakan untuk memproduksi aseton yaitu dengan mengoksidasi propana menjadi aseton. Ketiga proses ini digunakan lebih dari 95% produksi aseton dunia.

Proses Pembuatan Aseton

Pada dasarnya ada empat proses untuk memproduksi aseton, keempat proses tersebut adalah:

1 Proses Cumene Hydroperoxide

Pada proses cumene hydroperoxide, mula-mula cumene dioksidasi menjadi cumene hydroperoxide dengan udara atmosfer atau udara kaya oksigen dalam satu atau beberapa oksidiser. Temperatur yang digunakan adalah antara 80–130 oC dengan tekanan 620 kPa, serta dengan penambahan Na2CO3. Pada umumnya proses oksidasi ini dijalankan dalam tiga atau empat reaktor yang dipasang secara seri.

Reaksi:

Hasil dari oksidasi ini pada reaktor pertama mengandung 9-12% cumene hydroperoxide, 15–20% pada reaktor kedua, 24–29% pada reaktor ketiga dan 32-39% pada reaktor keempat. Selanjutnya produk reaktor keempat dievaporasikan hingga konsentrasi cumene hydroperoxide menjadi 75–85%. Kemudian dengan penambahan asam akan terjadi reaksi pembelahan cumene hydroperoxide menjadi suatu campuran yang terdiri dari phenol, aseton dan berbagai produk lain seperti cumylphenols, acetophenols, dimethylphenylcarbinol,α-methylstyrene dan hidroxyaseton. Campuran ini kemudian dinetralkan dengan menambahkan larutan natrium phenoxide atau basa yang lain atau dengan resin penukaran ion (ion exchanger resin).

Selanjutnya campuran dipisahkan dan crude aseton diperoleh dengan cara  distilasi. Penambahan satu atau dua kolom distilasi perlu dilakukan untuk  mendapatkan kemurnian yang diinginkan. Jika digunakan dua kolom, menara  pertama berfungsi untuk memisahkan impuritas seperti asetaldehyde dan  propionaldehyde, menara kedua untuk memisahkan fraksi-fraksi berat yang  sebagaian besar terdiri dari air. Aseton diperoleh sebagai hasil atas pada menara  kedua.

2 Proses Dehidrogenasi Isopropil Alkohol

Pada pembuatan aseton dengan proses dehidrogenasi katalitik isopropanol (isopropil alkohol) digunakan katalis kombinasi ZnO dan ZrO dalam prosesnya.
Reaksi yang terjadi dalam reaktor adalah sebagai berikut:

(CH3)2CHOH ——> (CH3) 2CO + H2

Reaksi ini terjadi pada fase gas dengan temperatur diatas 350 oC dan tekanan lebih kurang 2 bar. Sebelum dialirkan kedalam reaktor, isopropanol terlebih dahulu diuapkan. Produk keluar reaktor adalah aseton sebagai produk utama, gas hidrogen, isopropil alkohol, air dan propene. Pemisahan aseton dari gas hidrogen dilakukan dengan kondensasi, karena gas hidrogen bersifat noncondensable. Selanjutnya aseton dimurnikan dengan cara distilasi.

Adapun katalis lain yang digunakan bisa bermacam-macam. Diantaranya adalah Cu, Zn, Pb, Cr, maupun oksida-oksidanya. Produk samping utama dari reaksi ini adalah propylene.

Reaksi:

(CH3)2CHOH ——>  CH3CH=CH2 + H2O

3 Proses Oksidasi Isopropil Alkohol

Pada pembuatan isopropil alkohol dengan proses ini, isopropil alkohol dicampur dengan udara dan digunakan sebagai umpan reaktor yang beroperasi ada temperatur 400–600 oC. Reaksi dapat berjalan dengan baik dengan mengunakan katalis seperti halnya pada proses dehidrogenasi isopropil alkohol.

Reaksi:

(CH3)2CHOH +1/2 O2 —–> (CH3)2CO + H2O

Reaksi ini sangat eksothermis (180 kJ atau 43 kcal/mol pada temperatur 25 oC), untuk itulah diperlukan pengontrolan suhu yang cermat untuk mencegah turunnya yield yang dihasilkan. Reaktor dirancang agar hasil reaksi dapat langsung didinginkan untuk mendapatkan konversi yang baik. Proses ini jarang digunakan bila dibandingkan dengan proses dehidrogenasi isopropil alkohol.

4 Fermentasi dari Karbohidrat

Fermentasi cormeal atau molasses dengan genus clostridium menghasilkan suatu campuran yang terdiri dari 1-butanol, aseton, dan etanol dengan konsentrasi  keseluruhan 2%. Produk yang diperoleh dipisahkan dengan steam distilasi dan selanjutnya difraksionasikan. Secara garis besar prosesnya adalah sebagai berikut: Molasses dilarutkan dalam air hingga konsentrasi gula mencapai 5% kemudian larutan ini disterilisasi lalu didinginkan sampai temperatur 95 oF, kemudian barulah dipompakan ke dalam fermenter, kemudian ditambahkan kultur bakteri clostridium kedalam molasses yang sudah disterilkan tadi. Selanjutnya ditambahkan protein nutrients dan alkali untuk mengatur pH. Setelah fermentasi selama 36 – 48 jam, campuran fermentasi yang mengandung 1,5–2,5 % campuran solvent dipompakan ke dalam kolom distilasi. Campuran solvent tersebut terdiri dari aseton, etanol dan 1-butanol (Speight, 2002).

About buyunkch4n1490

semua yang akan dilakukan di iringi dengan niat yang tulus ikhlas tanpa mengharap sesuatu. saling berbagi apa yang dimiliki, mungkin kita sama-sama membutuhkannya

Komentar ditutup.