Akrilonitril fix2

8/11/2019 Akrilonitril fix2

1/32

BAB 1

TEORI

1.1 Dasar Teori

Akrilonitril adalah senyawa kimiadengan rumus CH2CHCN. Akrilonitril merupakan

cairan yang beracun, berwarna, berbau tajam, dapat larut dalam air, mudah terbakar dan cepat

menguap. Akrilonitril menghasilkan nitril pada skala besar. Akrilonitril digunakan untuk

membuat bahan kimia lain seperti plastik, karet sintetis, dan serat akrilik. Akrilonitril

prinsipnya digunakan sebagai monomer dalam pembuatan sintetis dari Polimer, terutama

polyacrylonitrile yang terdiri dari serat akrilik. Serat acrylic tersebut, antara lain

menggunakan, peloporyang dikenalserat karbon. Hal ini juga merupakan komponen dari

karet sintetis. Akrilonitril juga merupakan pelopor dalam industri manu!aktur dari acrylamidedan asam akrilik."idunia, produksiakrilonitrilpada tahun 2##$ adalah % juta ton dan pada

tahun 2##& adalah ' juta ton, dimana separuhnya berasal dari Amerika Serikat.

Akrilonitril dapat diproduksi dengan berbagai bahan baku, alternati! untuk membuat

akrilonitril, yaitu(

$. "ari asetilena )HC CH* dan Hidrogen Sianida )HC N*,C2H2+ HCN CHN

-abel 2.$ lasi!ikasi Pembuatan dengan Asetilena dan Hidrogen Sianida

/asa Cair 0 1as

atalis Hanya Satu jenis saja, dimana yang mampu

dipertahankan pada suhu # oC

-ekanan $& Psig )$,#2 atm*

3ahan 3aku Asetilena dan Sianida

Perbandingan 3ahan Asetilena( Sianida )$('*

Produk 4ang keluar dari reaktor sangat encer sekitar 2 5

on6ersi # 5 atas dasar Asam Sianida.

Pada umumnya proses ini, kalah bersaing dengan proses yang menggunakan bahan

baku propilena dan amonia.

2. "ari etilena oksida)C2H%7* dan Hidrogen Sianida )HC N*,C2H%7 + HCN CHN + H27

-abel 2.2 lasi!ikasi Pembuatan dengan 8tilena 7ksida dan Hidrogen Sianida

/asa "apat 3erupa Cair dan 9ap

-emperatur 2# oC pada !asa cair

2 )o

C* pada !asa uapatalis Pada !asa uap menggunakan katalis alumina

1
http://74.125.77.132/translate_c?hl=id&sl=en&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Chemical_compound&prev=/search%3Fq%3Dacrylonitrile%26hl%3Did%26client%3Dfirefox-a%26channel%3Ds%26rls%3Dorg.mozilla:id:official%26sa%3DG&usg=ALkJrhhLu7A1YoLXQzEs9CB9tM7ByQhCdQhttp://74.125.77.132/translate_c?hl=id&sl=en&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Monomer&prev=/search%3Fq%3Dacrylonitrile%26hl%3Did%26client%3Dfirefox-a%26channel%3Ds%26rls%3Dorg.mozilla:id:official%26sa%3DG&usg=ALkJrhj2N4cifJ0rprX714T4BIOpG0uIOAhttp://74.125.77.132/translate_c?hl=id&sl=en&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Polymer&prev=/search%3Fq%3Dacrylonitrile%26hl%3Did%26client%3Dfirefox-a%26channel%3Ds%26rls%3Dorg.mozilla:id:official%26sa%3DG&usg=ALkJrhg1qtBnrhQLebULfqPq-z_VXkfoewhttp://74.125.77.132/translate_c?hl=id&sl=en&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Polyacrylonitrile&prev=/search%3Fq%3Dacrylonitrile%26hl%3Did%26client%3Dfirefox-a%26channel%3Ds%26rls%3Dorg.mozilla:id:official%26sa%3DG&usg=ALkJrhjLMVzeKAhyqP2UIrQb5bsZGdmlTghttp://74.125.77.132/translate_c?hl=id&sl=en&u=http://en.wiktionary.org/wiki/Precursor&prev=/search%3Fq%3Dacrylonitrile%26hl%3Did%26client%3Dfirefox-a%26channel%3Ds%26rls%3Dorg.mozilla:id:official%26sa%3DG&usg=ALkJrhitkvQKs44N46vEZmf8SFMZ26OLNAhttp://74.125.77.132/translate_c?hl=id&sl=en&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Rubber&prev=/search%3Fq%3Dacrylonitrile%26hl%3Did%26client%3Dfirefox-a%26channel%3Ds%26rls%3Dorg.mozilla:id:official%26sa%3DG&usg=ALkJrhjYWLxf-zUuHmnFY6aNCyy4s2h6twhttp://74.125.77.132/translate_c?hl=id&sl=en&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Acrylamide&prev=/search%3Fq%3Dacrylonitrile%26hl%3Did%26client%3Dfirefox-a%26channel%3Ds%26rls%3Dorg.mozilla:id:official%26sa%3DG&usg=ALkJrhhIPi1FDMi1Rnr4KsPewvZAA7eIeghttp://74.125.77.132/translate_c?hl=id&sl=en&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Acrylic_acid&prev=/search%3Fq%3Dacrylonitrile%26hl%3Did%26client%3Dfirefox-a%26channel%3Ds%26rls%3Dorg.mozilla:id:official%26sa%3DG&usg=ALkJrhi_bQWdxzfoA6LvgyVsMIY42xR-Xghttp://74.125.77.132/translate_c?hl=id&sl=en&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Chemical_compound&prev=/search%3Fq%3Dacrylonitrile%26hl%3Did%26client%3Dfirefox-a%26channel%3Ds%26rls%3Dorg.mozilla:id:official%26sa%3DG&usg=ALkJrhhLu7A1YoLXQzEs9CB9tM7ByQhCdQhttp://74.125.77.132/translate_c?hl=id&sl=en&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Monomer&prev=/search%3Fq%3Dacrylonitrile%26hl%3Did%26client%3Dfirefox-a%26channel%3Ds%26rls%3Dorg.mozilla:id:official%26sa%3DG&usg=ALkJrhj2N4cifJ0rprX714T4BIOpG0uIOAhttp://74.125.77.132/translate_c?hl=id&sl=en&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Polymer&prev=/search%3Fq%3Dacrylonitrile%26hl%3Did%26client%3Dfirefox-a%26channel%3Ds%26rls%3Dorg.mozilla:id:official%26sa%3DG&usg=ALkJrhg1qtBnrhQLebULfqPq-z_VXkfoewhttp://74.125.77.132/translate_c?hl=id&sl=en&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Polyacrylonitrile&prev=/search%3Fq%3Dacrylonitrile%26hl%3Did%26client%3Dfirefox-a%26channel%3Ds%26rls%3Dorg.mozilla:id:official%26sa%3DG&usg=ALkJrhjLMVzeKAhyqP2UIrQb5bsZGdmlTghttp://74.125.77.132/translate_c?hl=id&sl=en&u=http://en.wiktionary.org/wiki/Precursor&prev=/search%3Fq%3Dacrylonitrile%26hl%3Did%26client%3Dfirefox-a%26channel%3Ds%26rls%3Dorg.mozilla:id:official%26sa%3DG&usg=ALkJrhitkvQKs44N46vEZmf8SFMZ26OLNAhttp://74.125.77.132/translate_c?hl=id&sl=en&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Rubber&prev=/search%3Fq%3Dacrylonitrile%26hl%3Did%26client%3Dfirefox-a%26channel%3Ds%26rls%3Dorg.mozilla:id:official%26sa%3DG&usg=ALkJrhjYWLxf-zUuHmnFY6aNCyy4s2h6twhttp://74.125.77.132/translate_c?hl=id&sl=en&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Acrylamide&prev=/search%3Fq%3Dacrylonitrile%26hl%3Did%26client%3Dfirefox-a%26channel%3Ds%26rls%3Dorg.mozilla:id:official%26sa%3DG&usg=ALkJrhhIPi1FDMi1Rnr4KsPewvZAA7eIeghttp://74.125.77.132/translate_c?hl=id&sl=en&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Acrylic_acid&prev=/search%3Fq%3Dacrylonitrile%26hl%3Did%26client%3Dfirefox-a%26channel%3Ds%26rls%3Dorg.mozilla:id:official%26sa%3DG&usg=ALkJrhi_bQWdxzfoA6LvgyVsMIY42xR-Xg


2/32

3ahan 3aku 8tilena 7ksida dan Hidrogen Sianida

Produk Pada !asa uap, produksi mencapai :# 5.

Proses dengan menggunakan bahan baku etilen oksida dan asam sianida

akan menghasilkan etilen sianohidrin. 8tilen sianohidrin ini mengalami dehidrasi

menjadi akrilonitril.Akan tetapi seiring perkembangannya ditahun $:$:'#an, diperkenalkanlah yang

namanya rute komersial baru yang lebih e!ekti! dan kompetiti!, yakni(

. Amoksidasi propilena )CHCH;CH2*CH'+ NH+ 0272 CHN + H27Proses yang meman!aatkan rute amoksidasi propilena ini terwujud berkat adanya

upaya penelitian dan pengembangan yang dilakukan pada tahun kedua $:an, oleh

o*

3ahan 3aku 8tilena 7ksida dan Hidrogen Sianida

Produk :&,' 5

Proses pembuatan akrilonitril dengan cara ini juga dikenal dengan proses amoksidasi

dengan hasil samping berupa asetonitril dan hidrogen sianida. ?eaktor yang

digunakan adalah reaktor unggun !luidisasi )!luidi@ed bed reaktor*.1.2 Kegunaan Akrilonitril

Akrilonitril merupakan salah satu produk kimia yang cukup luas peman!aatannya bagi

kebutuhan umat manusia, penggunaan Akrilonitril yang paling utama adalah untuk

adiponitrile )5*, selain itu peman!aatan produk ini juga untuk produksi plastik seperti

acrylonitrile butadiene styrene )A3S*0 styrene acrylonitrile )SAN* resins )225*, acrylic

!ibers )$B5*, acrylamide )$$5*, nitrile elastomers ) 5*, dan miscellaneous

termasuk polymers, polyols, nitrile barrier resin serta carbon !ibers sebanyak : 5.

Peman!aatan A3S adalah untuk pipa dan pelengkapnya, perlengkapan otomoti! dan

peralatannya. Sementara SAN banyak digunakan pada peralatan dan perlengkapan rumah

semacam gantungan, wadah es, dan peralatan lainnya. Nitrile rubbers digunakan pada bidang

keteknikkan dan proses industri karena si!atnya yang memiliki daya tahan terhadap bahankimia, minyak, pelarut, panas dan abrasi, sedangkan nitrile barrier resin banyak digunakan

2


3/32

pada industri makanan, kosmetik, minuman serta pengemasan bahan kimia lainnya.

Adiponitrile merupakan bahan antara industri nilon dan acrylamide.

Selain itu kegunaanakrilonitrildi America pada tahun $:B$ adalah untuk(

Pembuatan Acrylic /ibers &&5

Stene co polimer $B5

aret Nitril %5

8port $#5

"an lainlain $%5

1.3 Kerugian Akrilonitril

8!ek dariakrilonitrildapat dilihat dari si!at Akrilonitril yang sangat mudah terbakar dan

beracun. Pembakaran bahan yang rilis uap dari hidrogen sianida dan oides o! nitrogen.

=nternational Agency !or ?esearch on Cancer )=A?C* menyimpulkan bahwa ada bukti pada

manusia tidak memadai untuk carcinogenicity dari Akrilonitril. Acrylonitile meningkatkan

kanker dalam dosis tinggi dimana hal ini sudah diuji pada tikus jantan maupun betina.

3
http://74.125.77.132/translate_c?hl=id&sl=en&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Hydrogen_cyanide&prev=/search%3Fq%3Dacrylonitrile%26hl%3Did%26client%3Dfirefox-a%26channel%3Ds%26rls%3Dorg.mozilla:id:official%26sa%3DG&usg=ALkJrhgA8J8SK_MMRnhcbpW1VtafboCYMQhttp://74.125.77.132/translate_c?hl=id&sl=en&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Nitrogen_dioxide&prev=/search%3Fq%3Dacrylonitrile%26hl%3Did%26client%3Dfirefox-a%26channel%3Ds%26rls%3Dorg.mozilla:id:official%26sa%3DG&usg=ALkJrhjb8h_PnltOtLQ9NnP4OtcwUkI9Eghttp://74.125.77.132/translate_c?hl=id&sl=en&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Hydrogen_cyanide&prev=/search%3Fq%3Dacrylonitrile%26hl%3Did%26client%3Dfirefox-a%26channel%3Ds%26rls%3Dorg.mozilla:id:official%26sa%3DG&usg=ALkJrhgA8J8SK_MMRnhcbpW1VtafboCYMQhttp://74.125.77.132/translate_c?hl=id&sl=en&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Nitrogen_dioxide&prev=/search%3Fq%3Dacrylonitrile%26hl%3Did%26client%3Dfirefox-a%26channel%3Ds%26rls%3Dorg.mozilla:id:official%26sa%3DG&usg=ALkJrhjb8h_PnltOtLQ9NnP4OtcwUkI9Eg


4/32

BAB 2

PERHITUNGAN KK

DAN PERTIBANGAN PEI!IHAN

2.1 Per"itungan KK

-abel 2.% Harga 3ahan

Dat imia

3>

)g0mol* Harga )E0g*

Akrilonitril & #,'

Ammonia $B #,#:

Asetilena 2' #,%$

8tilena 7ksida %% #,&

Hidrogen

Sianida 2B #,&

Propilena %2 #,#%

Asumsi ( 3ahwa air )H27* dan 9dara adalah sumber oksigen, yang keberadaanya

berada di alam sekitar yang diketahui tidak bernilai.

Analisa perhitungan dalam proses perencanaan pembuatan akrilonitril ini dapat dilihat

pada perhitungan berikut(

1.

> ?eaksi $ ( FAkrilonitril )Asetilena Hidrogen sianidaG

( F #,'#* )#,&*G

( F#,'# #,2#$ #,$G

( #,2$: E0 kg

2.

> ?eaksi 2 ( FAkrilonitril + A=? 8tilena oksida Hidrogen sianidaG

4

KK Reaksi 1 # $PRODUK % REAKTAN&



5/32

( F #,'#* + )#,&* G

( F#,'# + # #,2: #,$BG

( #,$2 E0 kg

3.

> ?eaksi ( FAkrilonitril + A=? Propilen Amonia7ksigenG

( F #,'#* + )#,#%*

G

( F#,'# + # #,#$ #,#2G

( #,&%$ E0 kg

2.2 Perti'(angan Pe'ili"an Proses

"ari hasil analisa perhitungan yang dilakukan didapatkan kesimpulan bahwa pada

proses pembuatan AkrilonitrilI reaksi yang paling e!ekti! digunakan adalah reaksi ke dengan )A>7S="AS= P?7P=J8N yaitu Proses Sohio*. arena pada reaksi ke didapatkan

nilai > paling besar daripada reaksi $ dan reaksi 2, sehingga dengan menggunakan reaksi

no , dapat diperoleh alur sintesis yang paling menggiurkan )menjanjikan serta

menguntungkan*. Sebaliknya dengan menggunakan alur sintesis pada reaksi no $ dan no 2

atau dengan kata lain menggunakan asetilena dan hidrogen sianida atau dengan etilena oksida

dan hidrogen sianida mungkin masih dapat dilakukan, hanya saja keuntungan yang diperoleh

sudah pasti sangat kecil atau bahkan malah rugi.

5



6/32

BAB 3

PENENTUAN !OKA)I DAN PERTIBANGAN

3.1 !okasi Pe'ili"an

.$ 1ambar Jokasi daerah cilegon

Pemilihan lokasi pabrik sangat penting di dalam perancangan pabrik karena hal ini

berhubungan langsung dari nilai ekonomis pabrik yang akan dibangun. Pabrik akrilonitril

ini direncanakan akan dibangun di Cilegon. Ada beberapa !aktor yang harus diperhatikan

untuk menentukan lokasi pabrik yang kita rancang agar secara teknis dan ekonomis

menguntungkan.

3.2 *aktor +ang e',engaru"i

Adapun !aktor!aktor yang harus dipertimbangkan dalam pemilihan lokasi ini

meliputi beberapa hal berikut($. /aktor Primer

a. Penyediaan bahan bakuriteria penilaian dititik beratkan pada kemudahan memperoleh bahan baku. "alam

hal ini, bahan baku utama )propilen* diperoleh dari P-. Chandra Asri Petrochemical

Center, Cilegon, 3anten yang berkapasitas produksi 2%#.### ton0tahun.

b. Pemasaran produk/aktor yang perlu diperhatikan adalah letak wilayah pabrik yang membutuhkan

akrilonitril dan jumlah kebutuhannya. "aerah Cilegon merupakan daerah yang

6


7/32

strategis untuk pendirian suatu pabrik karena dekat dengan


8/32

(Anonim, 1994)

dimana, k ( konstanta kecepatan reaksi )detik$*

? ( konstanta gas ideal ; $,:B cal0mol.

- ( Suhu )*

Persamaan kecepatan reaksi dapat menunjukkan pengaruh temperatur dan katalis terhadap

reaksi.

-emperatur masuk ; %%# KC B$ K

-emperatur eluar ; %%# KC B$ K

P ; 2 atm 2## kPa

Jaju alir mol masuk ; $## mol0jam #,$ mol0jam

- reaktor ; '# menit $ jam

on6ersi Propilen $## 5 ( Jaju Propilen ; #,B2 kmol0jam

CA7 ; ; ; #,#'$ kmol0m

/A7 ; Lo. Co

Lo ;

t ;

L; t . Lo ; $ jam . $,%'% m0jam

8A ;

on6ersi Propilen # 5

t ; CAo

rA ; CA7 )MA #*

rA ;

;

Pengaruh temperatur

8


9/32

P7N8N H!K 2: K

)


10/32

Sehingga 1!K ; 1!K produk 1!K reaktan

; $:&,$)B%,B$','*

; $B,2$


11/32

isaran temperatur reaksi adalah %2#% KC. (WHO,1985).

-ekanan

-ekanan tidak terlalu berpengaruh pada reaksi. )9S Patent,$:$*. -ekanan masuk

reaktor sebesar atm agar reaksi tetap berjalan dalam !ase cair.

-.3 Penentuan Reaktor

Penentuan reaktor Akrilonitril ini berdasarkan reaksi yang ada, dan tekanan serta

pertimbangan atas nilai kalor yang ada seperti nilai rekasi eksotermis dan reaksi endotermis.

etika ammonia, propilen, dan oksigen beraksi didalam reaktor, melepaskan panas yang

disebut reaksi eksotermis. 7leh karena itu pemilihan reaktor yang adalah reaktor fluidized

bed dengan perbandingan suhu dan tekanan, lama tinggal dalam reaktor untuk terjadinya

pencampuran )miing* yang sempurna untuk katalis dan reaktan. 7rde pada reaksi yang

terjadi didalam reaktor adalah orde 1, karena hanya menggunakan satu reaksi tunggal dan

reaksi eksotermis yang digunakan untuk membentuk senyawa Akrilonitril.

?eaktor yang digunakan berjenis !luidi@ed bed, reaktor ini dipilih karena mempunyai

kemampuan untuk memproses !luida dalam jumlah yang besar, pengendalian temperatur

yang baik, pencampuran )miing* yang lebih bagus untuk katalis dan reaktan. ?eaksi

berlangsung pada tekanan $,& atm pada suhu %### oC. Pemilihan reaktor ini juga

berdasarkan pada analisa proses, dimana tidak mungkin dilakukan dengan menggunakan

reaktor kontinyu.

/luidi@ed 3ed Catalytic ?eaktor

/luidi@ed 3ed Catalytic ?eaktor ber!ungsi sebagai alat tempat terjadinya reaksi

)?8A-7?* dengan menggunakan teknik !luidisasi dan berkatalis yang biasanya terjadi

pada tekanan $,& atm pada suhu %### oC.

Alasan Penggunaan ?eaktor /luidi@ed 3edI adalah(

$. ?eaksi tunggal dan berlangsung secara eksotermis2. ?eaktor jenis ini mempunyai kemampuan untuk memproses !luida dalam jumlah

yang besar. Pengendalian temperature yang lebih baik%. Pencampuran )miing* yang lebih bagus untuk katalis dan reaktan&. Pada proses pembuatan akrilonitril membutuhkan waktu reaksi yang lama.'. Pemilihan reaktor ini juga berdasarkan pada analisa proses, dimana tidak mungkin

dilakukan dengan menggunakan reaktor kontinyu.

11


12/32

BAB :

PRO)E) PEI)AHAN

:.1 Proses Pe'isa"an

Proses pemisahan yang digunakan pada pembuatan akrilonitril ini yaitu dengan metode

destilasi, dimana dalam hal ini dilakukan proses pemisahan untuk didapatkan produk murni

berupa akrilonitril, Adapun ada beberapa pertimbangan yang diambil, sehingga pemilihan

pemisahan yang digunakan, yaitu(

Campuran dengan komponenkomponen yang memiliki berat molekul yang tinggi.

Pemisahan komponen yang konsentrasinya tinggi dari campurannya.

Pemisahan campuran yang kemampuan nisbinya tinggi.

3ahan yang digunakan -itik didihnya )KC*

Akrilonitril BB,

Hidrogen Sianida 2&,'

Asetonitril $,'

Tabel 5.1 Titik didih bahan an! di!unakan

"i dalam proses pemisahan dengan metode destilasi, pada prinsipnya didasarkan

kepada titik didih masingmasing komponen."alam hal ini dari bahan utama yang terdapat pada proses pembuatan akrilonitril yaitu

Hidrogen Sianida, Asetonitril, Akrilonitril, ketiga bahan utama ini terbentuk setelah

mengalami proses amoksidasi di reaktor !luidi@ed bed, kemudian setelah itu masuk ke dalam

tangki water scrubber, dan mengalami proses dimana bahan yang si!atnya tidak dalam bentuk

liOuid diuapkan melalui stream %, kemudian di stream &, bahan yang terkandung didalamnya

adalah bahan yang berasal dari tangki water scrubber namun ber!asa liOuid, dalam hal ini

akrilonitril, hidrogen sianida, serta asetonitril akan melalui treatment untuk tujuaan

pemurnian dengan menggunakan metode destilasi, didalam metode ini mempunyai prinsip(

bahan yang memiliki titik didih paling rendah akan turun, di dalam tangki destilasi $, dengan

ketiga bahan utama tadi, senyawa hidrogen sianida akan keluar melalui stream ' dalam !asa

uap untuk selanjutnya dilakukan treatment hingga produk akhir berupa liOuid, Selanjutnya

pada stream B senyawa tersisa akrilonitril dan asetonitril dalam bentuk liOuid akan

dimasukkan kembali ke dalam tangki destilasi 2 dengan tujuan pemurnian, didalam

prosesnya akrilonitril akan terlebih dahulu menguap, dan dialirkan pada stream untuk

selanjutnya dilakukan treatment agar didapatkan hasil berupa produk berbentuk liOuid,

12


13/32

kemudian didalam tangki destilasi 2 tadi senyawa yang ber!asa liOuid akan dialirkan melalui

stream : dan kemudian disimpan dalam tangki storage.

Prinsip dari tangki destilasi itu sendiri adalah umpan masuk bahan dipanaskan dengan

suhu optimum, kemudian bahann yang memiliki titik didih terendah akan menguap terlebih

dahulu, kemudian bahan yang menguap tadi didinginkan agar terjadi proses pengembunan,

sehingga dapat dihasilkan produk berrupa liOuid.

13


14/32

BAB ;

ARINGAN PENUKAR PANA) DAN UTI!ITA)

;.1 aringan Penukar Panas

5reate Ta(le

Aliran Ts Tt 5 ? ?

H$ 2 %# $ 2$#%

$%#H2 2## # 2 2%#

C$ 2# $# 2 2#&:#

C2 $%# 2# 2B#

T' C 17 =5

Aliran Ts Tt T T1 5

H$ 2 %# 2:7 -7 $

H2 2## # 277 7 2

C$ 2# $# 37 17 2

C2 $%# 2# 1:7 2-7

InterFal

H1 H2 51 52

2:7

2-7

277

17

1:7

7

-7

37

1 2 2 3

14


15/32

Basi6 *lo6"art O Heat E6"anger

? )trea'

T' C 17 =5

Hot strea' ,in6" T C 1:7 =5

5ol strea' ,in6" T C 1-7 =5

HOT 5O!D

15

1

2

3

5

4

6

7

250

240

200

190

150

80

40

30

H1= (1)(250-240)

= 10

H2= (-2)(240-200) =

-80

H3=( 0)(20-190)

= 0

H4= (-2)(190-150) =

-80

H5= (1)(150-80) =

70

H6= (-1)(80-40) =

-40

H7= (2)(40-30) =

20

Final

Pacs

10

-70

-

15

0

-70

-80

-120

-100

Residua

l150 Hot Utility

80

80

0

70

30

50 Cold

Utility

H1 250

150

H2 200

150

H2 180

140

H2 230

140

150

40

150150

80 150

140

20 150

140

140 150


16/32

*or'asi HEN

;.2 Utilitas

"alam suatu pabrik, utilitas merupakan unit penunjang utama dalam memperlancar

jalannya proses produksi. 7leh karena itu, segala sarana dan prasarananya harus dirancang

sedemikian rupa sehingga dapat menjamin kelangsungan operasi suatu pabrik. 3erdasarkan

kebutuhannya, utilitas pada pabrik pembuatan akrilonitril adalah sebagai berikut(

$. ebutuhan uap )"team*

9ap digunakan dalam pabrik sebagai media pemanas. "alam hal ini pada proses pembuatan

akrilonitril kebutuhan uap panas digunakan pada !luidi@ed bed reaktor berupa 3oiler /eed

ater, yang digunakan agar kondisi proses di reaktor tetap terjaga dengan suhu %2#K C.

Steam yanng diperlukan dalam proses dapat dibangkitkan dengan meman!aatkan panas gas

keluar reaktor, sehingga steam yang perlu disediakan hanya pada saat startup saja.

2. ebutuhan air

"alam proses produksi, air memegang peranan penting, baik untuk kebutuhan proses maupun

kebutuhan domestik. ebutuhan air pada pabrik pembuatan akrilonitril bersumber dari daerah

aliran sungai.

ebutuhan air pendingin(

- Pada alat H8 (

- Pada alat ondensor (

- Pada Alat "estilasi (

Air yang hilang karena penguapan dapat dihitung dengan persamaan(

16

H1 250

150

H2 200

150

H2 180

140

H2 230

140

150

40150150

80 150

140

20 150

140

140 150


17/32

e ; #,###& c )-2 -$* ................)Perry, $:::*

. Jistrik

ebutuhan liputan meliputi(

-


18/32

BAB

PENGO!AHAN !IBAH

Jimbah dari suatu pabrik harus diolah sebelum dibuang ke badan air atau atmos!er

karena limbah tersebut mengandung bermacammacam @at yang dapat membahayakan alam

sekitar maupun manusia itu sendiri. "emi kelestarian lingkungan hidup, maka setiap pabrik

harus mempunyai unit pengolahan limbah.

Proses pengolahan limbah dari produksi akrilonitril didapatkan produk samping berupa

HCN )Hidrogen Sianida* dan Asetonitril, dari kedua produk samping tersebut pada masing

masingnya memiliki treatment )perlakuan* yang berbedabeda sebagai peminimalisir

terjadinya pencemaran lingkungan dari dampak adanya bahan kimia tersebut.

a. Proses pengolahan limbah HCN )Hidrogen Sianida*.Ada banyak kemungkinan metode untuk treatment limbah yang mengandung sianida.

3eberapa di antaranya lebih prolingkungan daripada yang lain. 3erikut adalah metode

treatmennya(

- lorinasi Alkali

lorinasi Alkali adalah proses kimia tertua untuk pengolahan limbah sianida.

"alam klorinasi alkali ion hipoklorit mengoksidasi sianida untuk membentuk C7 2dan

gas N2sesuai reaksi berikut(

CN + H + + Cl7Q CNCl + 7H )$*

CNCl + 27HQ CN7 + Cl+ H27 )2*

2CN7+ H27 + Cl7Q 2C72)g*+ N2 )g* + + 27H + Cl )*

Salah satu kelemahan utama dari metode ini adalah potensi untuk membentuk

senyawa organik diklorinasi, misalnya cyanogen )CN*2yang bahkan lebih berbahaya

dan beracun dari sianida itu sendiri. 7leh karena itu, pH dalam proses harus

dikendalikan dengan hatihati.

- 7ksidasi 8lektrolit

7ksidasi elektrokimia adalah proses alternati! untuk menghancurkan ion sianida pada

anoda dan mengumpulkan logam berat dari katoda. Sianida bebas, sianida kompleks

dan larutan sianida dapat ditangani dengan metode oksidasi elektrokimia.

18


19/32

3erikut menunjukkan anoda dan katoda reaksi untuk larutan yang mengandung

sianida perak.

Sianida

Pertama dan cyanocomplees menjadi teroksidasi untuk membentuk ion cyanate pada

anoda. =onion ini kemudian diuraikan menjadi karbon dioksida dan gas nitrogen.

ation metal terdissosiasi dikurangi di katode tersebut.

Proses oksidasi elektrokimia tergantung pada pH, tegangan dan larutan elektrolit.

Anoda dan katoda bahan dan kandungan logam dari larutan juga memiliki e!ek pada

reaksi kinetik. >etode elektrokimia adalah cara yang sangat ekonomis dan pro

lingkungan untuk mengolah limbah sianida. Semua logam dapat dikumpulkan dari

katoda )peman!aatan ecoe!ekti! logam mulia* dan sianida akan diubah menjadi C72

tidak beracun dan gas N2

- 3iodegradasi sianida

Sejumlah mikroorganisme dan en@im mereka memiliki kemampuan untukmendegradasi sianida dan sianida logam kompleks menjadi senyawa kurang beracun

seperti amonia, asam !ormat dan !ormamida. >ikroba dapat meman!aatkan senyawa

ini sebagai sumber nitrogen dan karbon untuk pertumbuhan mereka sendiri. ?eaksi

en@imatik dapat dikategorikan menjadi empat jenis( substitusi, hidrolisis, oksidasi dan

reduksi. "alam en@im jalur sianida hidratase hidrolitik mendegradasi sianida ke

!ormamida yang kemudian dihidrolisis menjadi NH% dan asam !ormat oleh amidase

entsyme. dengan kondisi aerobik dan anaerobik, suhu, pH dan nutrisi seperti gula

)sumber karbon*, senyawa nitrogen dan ragi memiliki pengaruh besar pada jalur

19

Anode

CN + 27H Q CN7 + H27 + 2e

FAg)CN*G2 + '7H Q Ag2+ + CN7 + H27 + &e

#athode

Ag2+ + 2eQ Ag)s*

Anode

2CN7 + %7H Q 2C72)g* + N2)g* + 2H27 + 'e


20/32

reaksi dan kinetika. Senyawa sianida dapat terurai dalam kondisi aerob dan anaerob.

"alam kondisi oksigen konten aerobik adalah !aktor utama.


21/32

DA*TAR PU)TAKA

Anonim. 2#$%a. http(00www.alibaba.com. "iakses tanggal ( >ei 2#$%.

Perry, c1raw

Hill 3ook Company, New 4ork.

?eklaitis,1.L.$:%2.&ntrodution To aterial And -ner! /alane".School 7! Chemical

8ngineering( Purdue 9ni6ersity.

alas, Stanley >. $:. #hemial *roe"" -uiment. 9nited States o! America(

3utterworth Publisher.

21


22/32

!APIRAN A

)I*AT *I)IK DAN KIIA BAHAN

Akrilonitril

Si!at /isika

3erat molekul &,#'% gr0gmol

"ensitas #,#' g0cm)2#KC*

-itik beku ,& KC

enampakan


23/32

-itik beku $& oC

-itik didih pada B% mmHg %oC

Suhu ritis :$,%oC

-ekanan kritis %&,' atm

"ensitas cair pada 22 #,'$2 g0cc

8ntalpi pembentukan standar '2,B2 kj0mol=ndeks bias $,&'B

Si!at imia

>emiliki satu ikatan rangkap dan atom hidrogen pada rumus bangun propilen

Propilen dapat dioksidasi menjadi akrolein dengan adanya katalis Cu7.

A''oniaSi!at /isika

enampakan 1as, tidak berwarna, mudah menguap, berbau

6inegar

adar ammonia ::.&5 berat )minimum*

adar air #.&5 berat )maksimum*

>inyak & ppm )b0b* )maksimum*-ekanan $.2& atm

-emperature ritis 2#B,& oC

Lolume kritis B2,& cm0gmol

3erat >olekul $B,# kg0kmol

-itik 3eku )#C* BB,#B

-itik didih )#C* /ase gas ; ,&

/ase cair ; )#5NH, B#5 H27* ; '

"ensitas )g0mJ* #,$B )# #C*

Liskositas )cP* #,2&&

Panas Pembentukan )k


24/32

batas )$'2&5 6olume*. 3ahaya ledakan NH akan semakin meluas apabila kontak langsung dengan

oksigen pada temperatur serta tekanan yang tinggi. >olekul amonia terbentuk dari ion nitrogen bermuatan negati! dan tiga ion

hidrogen bermuatan positi! dengan rumus kimia NH. Amonia dapat terjadi

secara alami atau diproduksi secara sintetis. Amonia yang terdapat di alam )di

atmos!er* berasal dari dekomposisi bahan organik. Produksi amonia buatan

melibatkan serangkaian proses kimia untuk menggabungkan ion nitrogen dan

hydrogen.

Oksigen

Si!at /isika

apasitas alor 2:,B:


25/32

25


26/32

!APIRAN B

PERHITUNGAN NERA5A A))A

1

aa

b

c

d

b

c

d


27/32

2


28/32

Per"itungan Nera6a assa

Reaktor

3asis 9mpan >asuk ?eaktor $## mol0jam, dengan komposisi CH'$#5, NH$25, 72

$',5, N2'$,'25

?eaksi ( CH'+ NH+ 02 72 CHN + H27 )$*

CH'+ 2NH + 2 72 CHCN + HCN + % H27 )2*

>enentukan reaktan pembatas

omponen 9mpan ?eaksi Sisa

CH' $# $# #

NH $2 $# 2

72 $', $& $,

-erlihat bahwa CH' habis bereaksi terlebih dahulu dibanding reaktan yang lain, maka CH'

adalah reaktan pembatas.

arena reaktan pembatasnya adalah CH', maka kon6ersi #5 adalah kon6ersi CH'.

1


29/32

CH'yang bereaksi ; #,.$# ; mol

CH'+ NH+ 02 72 CHN + H27

Ko',onen U',an Reaksi Prouk

CH' $# $#;B

NH $2 $2;:

72 $', %,& $$,

N2 '$,'2 # '$,'2

CHN #

H27 # ) . * ; : :

CH'+ 2NH + 2 72 CHCN + HCN + % H27

Ko',onen U',an Reaksi Prouk

CH' B %,& 2,&

NH : : #

72 $$, : 2,

N2 '$,'2 # '$,'2

CHCN # %,& %,&

HCN # %,& %,&

H27 # ) 2. :* ; $ $


30/32

HCN %,& %,'%5

H27 $ $,&'5

TOTA! 177J

)6ru((er

"ari neraca massa di reaktor didapat jumlah mol N 2mulamula '$,'2 kmol0jam, mol CH'

mulamula 2,& kmol0jam dan mol 72 mulamula 2, kmol0jam. ebutuhan H27 untuk reaksi

di scrubber sebesar %,2$ kmol0jam. "isini gas yang mengalir dari bagian bawah rubber

akan melintas dari lubanglubang yang ada pada setiap pelat yang digenangi oleh aliran air

yang mengalir dari bagian atas"rubberberupa propilen, oksigen dan nitrogen yang bersisa.

4ang selanjutnya gas tersebut akn dibakar di incinerator. "an pada aliran bawah akan

didapatkan hasil berupa asetonitril, akrilonitril dan HCN.

Neraca >assa -otal

/2 + / ; /% + /&

:B kmol0jam + %,2$ kmol0jam ; /%)#5* + /&)B#5*

/% ; $#$,2$ kmol0jam)#5*

; #,' kmol0jam

/& ; $#$,2$ kmol0jam)B#5*

3


31/32

; B#,%B kmol0jam

enara Destilasi % 71

Pada menara distilasi #$ akan dipisahkan hidogen sianida dengan akrilonitril dan asetonitril.

omposisi Hidrogen Sianida yang dipisahkan sebesar %#5.

Neraca >assa -otal

/& ; /' + /B

B#,%B kmol0jam ; /')%#5* + /B)'#5*

/' ; B#,%B kmol0jam)%#5*

C 2,$' kmol0jam

/B ; B#,%B kmol0jam)'#5*

; %2, kmol0jam

enara Destilasi % 72

4


32/32

Pada menara destilasi #2 akan dipisahkan akrilonitril dan asetonitril. omposisi Akrilonitril

yang diinginkan sebesar :#5.

Neraca >assa -otal

/B ; / + /:

%2, kmol0jam ; /)B#5* + /:)#5*

/ ; %2, kmol0jam)B#5*

C 2:,B&&B% kmol0jam

/: ; %2,kmol0jam)#5*

; $2,B&2%' kmol0jam

Akrilonitril fix2

Documents

Transcript of Akrilonitril fix2