Manufacture of Formaldehyde from Methanol

Formaldehide merupakan bahan perantara untuk beberapa senyawa organik seperti aminio,

phenolic resins dan slow release fertilizer. Sebagian besar hasil formaldehide digunakan untuk amino

dan phenolic resins.

            Dalam bidang teknologi kimia yang lain, formaldehide merupakan bahan pembantu untuk textile

finished, acetal resins, formaldehyde alcohol solution dan masih banyak lagi.

Reaksi antara metanol dengan udara dengan bantuan katalisator padat jenis Iron oxide-

Molybdenum oxide ( Fe2O3-MoO3 ) adalah sebagai berikut :

Reaksi utama :

                       

                    CH3OH  +  ½  O2      ===>         HCHO +   H2O

Reaksi samping :

                       

                    CH3OH  +  O2            ===>        CO   + 2 H2O

                        

                    CH3OH  +  3/2  O2     ===>        CO2  + 2 H2O

Reaksi oksidasi metanol dengan oksigen yang berasal dari udara berlangsung pada fasa gas

dengan kondisi operasi tekanan atmosferis dan suhu sekitar 300-400°C. Dengan adanya katalisator

padat Iron oxide-Molybdenum oxide, maka akan diperoleh konversi (yield) yang lebih besar dari pada

menggunakan katalis perak serta reaksi oksidasi yang mengarah pada pembentukan CO2 akan dapat

dikecilkan efeknya.

URAIAN PROSES

            Larutan methanol yang berasal dari tangki penyimpan dialirkan dan diuapkan  di vaporizer.

Kemudian uap yang terbentuk dicampur dengan umpan udara dan dipanaskan di alat perpindahan

panas dengan memanfaatkan gas panas hasil reaksi. Setelah kondisi suhu sesuai  dengan suhu reaksi

maka campuran uap methanol dan udara diumpankan ke dalam reaktor. Reaksi kimia bersifat

eksotermis (keluar panas) maka suhu keluar akan lebih tinggi, oleh karena itu dapat dipakai untuk

memanaskan umpan reaktor. Hasil reaksi yang mengandung formaldehide kemudian didinginkan lebih

lanjut di alat perpindahan panas kedua sebelum diumpankan ke dalam menara absorber untuk diserap

dengan air sehingga diperoleh larutan formaldehide dengan konsentrasi sekitar 37 %. Metanol sisa

reaksi akan terdapat di produk formaldehid dan berfungsi sebagai stabilizer, selanjutnya produk

disimpan di tangki penyimpan produk.

Prarancangan Pabrik Formaldehide dari Methanol

Manufacture of Amyl Alcohol from Amyl Chloride

Amil alkohol menggambarkan setiap alkohol alifatik jenuh yang mengandung lima atom karbon. Kelas ini terdiri

dari tiga pentanols, empat Butanol diganti, dan propanol disubstitusi, yaitu delapan struktur isomer C5H12O:

empat primer, tiga sekunder, dan satu alkohol tersier. Selain itu, 2-pentanol, 2-metil-1-butanol, dan 3-metil-2-

butanol memiliki pusat kiral dan karenanya dua bentuk enansiomer. Struktur karbon yang aneh dan tingkat

percabangan menyediakan alkohol amil dengan sifat fisik dan kelarutan yang unik dan sering menawarkan sifat

ideal untuk pelarut, surfaktan, ekstraksi, aditif bensin, dan aplikasi wewangian. Saat ini proses industri yang paling

penting untuk produksi amil alcohol adalah dengan katalisator rhodium-hidroformilasi (proses okso) dengan

tekanan rendah dari butena. Campuran isomer amil alkohol (1-pentanol dan 2-metil-1-butanol) sering disukai

karena mereka lebih murah untuk diproduksi secara komersial dan memiliki kombinasi sifat lebih diinginkan.

Dengan pengecualian neopentil alkohol (mp 53 ° C), amil alkohol adalah cairan jernih tak berwarna dalam kondisi

atmosfer, dengan karakteristik, bau agak tajam dan menusuk. 

Amil alkohol komersial utama adalah campuran dari 1-pentanol dan 2-metil-1-butanol. Seperti alcohol dengan

rantai rendah lainnya, amil alkohol benar-benar larut dengan banyak pelarut organik dan pelarut yang sangat baik

untuk nitroselulosa, lak resin, ester yang lebih tinggi, dan berbagai getah alam dan sintetis dan resin. Namun,

berbeda dengan alkohol rendah, mereka hanya sedikit larut dalam air. Reaksi alkohol amil penting termasuk

dehidrasi, esterifikasi, oksidasi, aminasi, eterifikasi, dan kondensasi. Tiga proses komersial yang signifikan untuk

produksi amil alkohol termasuk pemisahan dari minyak bumi, klorinasi C-5 alkana dengan hidrolisis berikutnya

untuk menghasilkan campuran dari tujuh dari delapan isomer (Pennsalt), dan proses okso dengan tekanan rendah.

Proses okso adalah yang utama dalam praktek saat ini.

Efek utama dari paparan amil alcohol adalah iritasi selaput lendir dan saluran pernapasan bagian atas, depresi

signifikan dari sistem saraf pusat, dan efek narkotika dari inhalasi uap atau penyerapan oral. Semua alkohol

berbahaya jika terhirup atau tertelan.  3-Methyl-1-butanol telah menunjukkan aktivitas karsinogenik pada hewan

percobaan. Amil alkohol adalah zat mudah terbakar, ters-amil alkohol adalah yang paling mudah terbakar. Uap

mereka dapat membentuk ledakan campuran dengan udara. 

Amil alcohol yang terbaik disimpan atau dikirim baik aluminium, dilapisi baja, atau tangki stainless steel.

REAKSI KIMIA

Reaksi antara amil chloride dan NaOH untuk membentuk amil alcohol dikerjakan pada kondisi operasi suhu

180°C dengan tekanan 10 atm dalam Reaktor Ali Tangki Berpengaduk (RATB / CSTR) dengan konversi 95%

terhadap amil klorida. Reaksi bisa berjalan baik dengan bantuan katalisator Na-Oleat.. Reaksi bersifat eksotermis.

Persamaan reaksi kimia sebagai berikut: 

            C5H11Cl  +  NaOH     ===>     C5H11OH  +  NaCl

            C5H11Cl  +  NaOH     ===>     C5H10         +  NaCl  +  H2O

Ada 2 reaksi yang terjadi yaitu pembentukan amil alcohol dan pembentukan amilene (reaksi 2). Konversi total

amil chloride adalah 95% dengan selektifitas pembentukan amil alcohol sekitar 65%. 

URAIAN PROSES

Umpan segar amil khlorid bersama dengan natrium oleat dan recycle hasil atas menara distilasi (MD-02)

diumpankan ke dalam tangki pencampur-02 (TP-02). Natrium Oleat selain berfungsi sebagai katalisator, juga

berperan sebgai pengemulsi untuk mendispersikan C5H11Cl dalam larutan NaOH. Larutan ini kemudian

diumpankan ke dalam reactor. Pada saat yang bersamaan larutan NaOH diencerkan dalam tangki pencampur-01

(TP-01) sehingga konsentrasi turun menjadi 12% kemudian diumpankan juga ke dalam reactor.

Reaktor alir tangki berpengaduk (RATB / CSTR) yang digunakan berjumlah 3 dengan disusun secara seri. Reaksi

bersifat eksotermis sehingga untuk menjaga suhu tetap 180°C diperlukan pendinginan.

Hasil reaksi dialirkan ke dalam dekanter (D-01) untuk memisahkan larutan organik dari larutan inorganic. Hasil

bawah dekanter yang terdiri atas NaOH, NaCl dan H2O dialirkan menuju unit pengolahan limbah. Hasil atas

dekanter yang terdiri atas amilen, pentana, amil klorid, dan amil alkohol diumpankan ke dalam menara distilasi

(MD-01). Di MD-01 akan diperoleh hasil atas berupa amilen, pentan dan sisa air yang masih ada, lalu dimasukkan

ke dalam decanter (D-02) untuk memisahkan air sehingga diperoleh organic hydrocarbon yang tidak mengandung

air.

Hasil bawah menara distilasi-01 (MD-01) kemudian diumpankan ke dalam MD-02 akan diperoleh hasil atas

berupa sisa amil chloride yang kemudian direcycle ke dalam reactor dan hasil bawah berupa produk amil alcohol

dengan kemurnian 99%

DIAGRAM ALIR

http://courses.chem.indiana.edu/c360/documents/thermodynamicdata.pdf

http://id.wikipedia.org/wiki/NaOH

http://www.bestvaluechem.com/products/PentylChloride.html

http://www.bestvaluechem.com/msds/Pentyl%20Chloride%20MSDS.pdf

http://id.wikipedia.org/wiki/Reaktor_kimia

http://abie-moonshine.blogspot.com/2011/11/identifikasi-senyawa-alkohol.html

http://dengan-ku.blogspot.com/2013/02/kegunaan-turunan-gugus-fungsi.html

http://simoehch.blogspot.com/2013/05/manufacture-of-amyl-alcohol-from-amyl.html amil alkohol

http://repository.usu.ac.id/handle/123456789/31682 propanol

Code : 543

Pentil klorida

Cas No : 543-59-9

Einecs No : 208-846-4

Cool dry place,tightly sealed container Keep away from direct sunlight

Odour : Sweet unpleasant odour

Usages : Laboratory chemicals, Manufacture of substances

Synonyms :

Pentyl chloride , Amyl chloride

Molecular Formula : C5H11Cl

Molecualr Weight : 106.59

Boiling Point : 107-108 °C

Assay :

98.00 %(Minimum)

Appearance : 

Form : clear, liquid 

Colour : colourless to light pale yellow liquid

Specific Gravity : 0.875 - 0.890 at 25 °C

Refractive Index : 602-022-00-1

Flash Point : 12 °C - closed cup

Solubility : Insoluble in water

tert-Amyl alcohol

Preferred IUPAC name [hide]

2-Methyl-2-butanol[1]

Systematic name [hide]

2-Methylbutan-2-ol[1]

Other names[hide]

tert-Amyl alcohol, t-Amylol, t-AmOH, TAA[1]

tert-Pentyl alcohol, t-Pentylol,[1]

Amylene hydrate[1]

Dimethylethylcarbinol[1]

Identifiers

CAS number 75-85-4 

PubChem 6405

ChemSpider 6165 

UNII 69C393R11Z 

EC number 200-908-9

UN number 1105

KEGG D02931 

MeSH tert-amyl+alcohol

ChEMBL CHEMBL44658 

RTECS number SC0175000

Beilstein Reference 1361351

Jmol-3D images Image 1

SMILES

[show]

InChI

[show]

Properties

Molecular formula C5H12O

Molar mass 88.15 g mol−1

Appearance Colorless liquid

Odor Camphorous

Density 805 mg cm−3

Melting point -9 °C, 264 K, 16 °F

Boiling point 101-103 °C, 374-376 K, 214-

217 °F

Solubility in water 120 g dm−3

log P 1.095

Vapor pressure 1.6 kPa (at 20 °C)

Refractive index (nD) 1.405

Thermochemistry

Std enthalpy of

formation ΔfHo298

−380.0–−379.0 kJ mol−1

Std enthalpy of

combustion ΔcHo298

−3.3036–−3.3026 MJ mol−1

Standard molar

entropy So298

229.3 J K−1 mol−1

Hazards

MSDS hazard.com

GHS pictograms

 

GHS signal word DANGER

GHS hazard statements H225, H315, H332, H335

GHS precautionary

statements

P210, P261

EU Index 603-007-00-2

EU classification

 F   Xn

R-phrases R11, R20, R37/38

S-phrases (S2), S46

NFPA 704

3

1

0

Flash point 19 °C (66 °F)

Autoignition

temperature

437 °C (819 °F)

Explosive limits 9%

   (verify) (what is:  / ?)

Except where noted otherwise, data are given for materials in

their standard state (at 25   °C, 100   kPa)

Delta Hf = −380.0–−379.0 kJ mol−1

NaCl ( garam)

a.         Sifat Fisika garam (NaCl)

-Rumus molekul : NaCl

-Berat molekul : 58,45 gr/mol

-Titik lebur, 1 atm : 800,4 ⁰C

-Titik didih, 1 atm : 1413 ⁰C

-Densitas : 1,13 gr/ml

-Kapasitas panas (25°C) : 1,8063 cal/mol ⁰C

-Kelarutan, : 35,7 gr/ 100 gr H2O

-Tekanan uap, 1 atm : 1465 ⁰C

-Panas penguapan, 1 atm : 40.810 cal/mol

                          Sifat kimia Garam (NaCl)

Dengan perak nitrat membentuk endapan perak klorida

NaCl + AgNO3 → NaNO3 + AgCl

Dengan timbal asetat membentuk endapan putih timbal klorida

NaCl + PbAc → NaAc + PbCl2

H2O (Air)

- Sifat fisik dan kimia air:

rumus kimia air : H2O

satu molekul air tersusun atas dua atom hidrogen yang terikat secara kovalen pada satu atom oksigen.

Air bersifat tidak berwarna, tidak berasa dan tidak berbau pada kondisi standar, yaitu pada tekanan 100 kPa (1 bar) dan

temperatur 273,15 K (0 °C).

air merupakan pelarut yang baik: Hampir semua zat kimia bisa dilarutkan dalam air.

1.4.2 Sifat fisik dan kimia dari Produk

1. Natrium hidroksida (NaOH)

a. sifat fisik Natrium hidroksida (NaOH)

- berbentuk putih padat dan tersedia dalam bentuk pelet, serpihan, butiran ataupun larutan jenuh 50%.

- bersifat lembab cair

- secara spontan menyerap karbon dioksida dari udara bebas.

- sangat larut dalam air dan akan melepaskan panas ketika dilarutkan.

- larut dalam etanol dan metanol

- tidak larut dalam dietil eter dan pelarut non-polar lainnya

- Larutan natrium hidroksida akan meninggalkan noda kuning pada kain dan kertas.

- Sangat basa, keras, rapuh dan menunjukkan pecahan hablur.

- Titik leleh 318 °C

- titik didih 1390 °C.

- NaOH membentuk basa kuat bila dilarutkan dalam air

- densitas NaOH adalah 2,1

- Senyawa ini sangat mudah terionisasi membentuk ion natrium dan hidroksida

b. Sifat kimia Natrium hidroksida (NaOH)

Dengan larutan natrium hidroksida, (HCl)asam klorida dinetralkan dimana akan terbentuk garam dan air

NaOH + HCl NaCl + H2O

Rumus Molekul

Berat MolekulTitik DidihTitikLelehTemperatur KritisTekanan KritisKapasitas PanasDensitasPanas PembentukanWujudWarna: NaOH: 40 gr/mol: 1390O

C : 323O

C : 2546,85O

C : 249,998 atm: -36,56 Kkal/kg.O

C : 1090,41 kg/m3

: -47,234 Kkal/kmol: Padat, Kristal higroskopis: Putih

Komponen BM (g/gmol) Cp (cal/moloC) DHf (cal/gmol)

C5H11Cl 106,5

NaOH 40

C5H11OH 88

NaCl 58,5

C5H10 70

H2O 18

TABEL NERACA MASSA

KomponenBM Bahan Masuk Bahan Keluar

kg/kgmol kgmol/jam kg/jam kgmol/jam kg/jam

C5H11Cl 106.5 1000 106500 50 5325NaOH 40 1000 40000 50 2000

C5H11OH 88 617.5 54340NaCl 58.5 950 55575

C5H10 70 332.5 23275

H2O 18 332.5 5985Jumlah 146500 Jumlah 146500

Hm=∫25

180

(m¿¿C5H 11Cl¿.CpC 5H 11Cl+mNaOH .CpNaOH )dT ¿¿

Hm=(1000.CpC 5H 11Cl+1000.CpNaOH )(180−25)

Hk=∫25

180

(m¿¿C5H 11Cl¿.CpC 5H 11Cl+mNaOH .CpNaOH+mC 5H 11OH .CpC 5H 11OH+mNaCl .CpNaCl+mC 5 H10 .CpC 5 H 10+mH2O .CpH 2O)dT ¿¿

Komponen BM (g/gmol) Cp (cal/moloC) DHf (cal/gmol)

C5H11Cl 106,5 -50.956

NaOH 40 -1.462,4 -47.234

C5H11OH 88 49,6 -84.034,4

NaCl 58,5 1,8 98.208,4

C5H10 70 36,8 -11.209,4

H2O 18 18 -68.355,6

HR°=¿

H R1=(1.∆ Hf C 5H 11OH+1.∆ Hf NaCl)−(1.∆ Hf C 5H 11Cl+1.∆ Hf NaOH )

= (-84.034,4 + 98.208,4) – (-50.956 – 47.234)

= 112.364

H R2=(1.∆ Hf C 5H 10+1.∆ Hf NaCl+1.∆ Hf H 2O )−(1.∆ Hf C 5 H11Cl+1.∆ Hf NaOH )

= ( -11.209,4 + 98.208,4 – 68.355,6) – (-50.956 – 47.234)

= 116.833,4

Q 2=∫30

50

(m¿¿air¿.Cpair )dT ¿¿

TABEL NERACA PANAS Tr = 25oC

KomponenPanas masuk Panas keluar

kcal/jam kcal/jam

C5H11Cl NaOH

C5H11OH NaCl

C5H10

H2O Panas reaksi Panas diserappendingin Panas hilang

Jumlah

RATB (Reaktor Alir Tangki Berpengaduk)

Bagian dalam suatu RATB.

RATB dikenal juga sebagai RTIK (Reaktor Tangki Ideal Kontinu). Di RATB, satu atau lebih reaktan masuk ke

dalam suatu bejana berpengaduk dan bersamaan dengan itu sejumlah yang sama (produk) dikeluarkan dari

reaktor. Pengaduk dirancang sehingga campuran teraduk dengan sempurna dan diharapkan reaksi berlangsung

secara optimal. Waktu tinggal dapat diketahui dengan membagi volum reaktor dengan kecepatan volumetrik

cairan yang masuk reaktor. Dengan perhitungan kinetika reaksi, konversisuatu reaktor dapat diketahui.

Beberapa hal penting mengenai RATB:

Reaktor berlangsung secara ajeg, sehingga jumlah yang masuk setara dengan jumlah yang ke luar reaktor

jika tidak tentu reaktor akan berkurang atau bertambah isinya.

Perhitungan RATB mengasumsikan pengadukan terjadi secara sempurna sehingga semua titik dalam reaktor

memiliki komposisi yang sama. Dengan asumsi ini, komposisi keluar reaktor selalu sama dengan bahan di

dalam reaktor.

Seringkali, untuk menghemat digunakan banyak reaktor yang disusun secara seri daripada menggunakan

reaktor tunggal yang besar. Sehingga reaktor yang di belakang akan memiliki komposisi produk yang lebih

besar dibanding di depannya.

Dapat dilihat, bahwa dengan jumlah RATB kecil yang tak terbatas model perhitungan akan menyerupai

perhitungan untuk RAP.