INDUSTRI ETANOL DAN INDUSTRI PROPANOL

KELOMPOK 2

ANGGOTA

- Hamonangan Rekso Diputro S. (12987) - Indra Bayu Kuncoro Aji (13203) - Riko Krisianto (13103)

Pendahuluan

I. Etanol

• Etanol adalah sejenis cairan yang mudah menguap, mudah terbakar, tak berwarna, dan merupakan alkohol yang paling sering digunakan dalam kehidupan sehari-hari.

• Etanol dapat dimanfaatkan sebagai pelarut, bahan baku pembuatan bahan kimia pada industri farmasi dan kimia, serta sebagai bahan pencampur bahan bakar alternatif pengganti bahan bakar minyak.

Produksi etanol di Indonesia dari tahun ke tahun cenderung meningkat . Hal ini dikarenakan kebutuhan etanol di Indonesia juga meningkat.

Sampai saat ini , produksi etanol dibagi menjadi 2 bagian yaitu fermentasi dan hidrasi gas etilen.

Karena kebutuhan etanol di Indonesia meningkat, sampai saat ini upaya pembuatan etanol dengan proses yang lebih ekonomis terus dilakukan.

II. Propanol

Propanol adalah senyawa alhohol primer yang biasanya berwujud gas, tetapi dapat dikompresi menjadi wujud cair.

Propanol biasanya digunakan sebagai bahan baku dalam industri cat, kosmetik, pestisida, dan ester.

Propanol memiliki 2 isomer, yaitu: 1. n-propanol

2. iso propanol

Industri Etanol

Metode pembuatan etanol dalam skala industri dapat dibagi menjadi 2 bagian yaitu:

1. Metode fermentasi karbohidrat secara biologis

2. Metode hidrasi etilena

Metode fermentasi

Dalam proses fermentasi etanol, bahan baku yang diperlukan dapat berupa polisakarida seperti pati dan selulosa, atau bahan yang mengandung gula disakarida yang biasa disebut substansi sakharin contohnya adalah limbah tetes tebu (molase).

Mikroorganisme dalam ragi yang digunakan dalam metode fermentasi etanol berasal dari jamur golongan Eumycetes seperti Saccharomyces anamensis, Schizosacharomyces pompe dan Saccharomyces cerevisiae. Proses fermentasi dapat berjalan optimum pada kondisi anaerob; temperatur 28-30 oC; pH 4,8-5,0.

Metode fermentasi tidak dapat digunakan untuk memproduksi alkohol yang lain seperti metanol, n-propanol dan alkohol lainnya

Metode fermentasi

Sebelum dilakukan proses fermentasi, bahan baku dipreparasi dulu seperti pemurnian untuk molase dan hidrolisis polisakarida pada pati menjadi disakarida yang lebih sederhana. Bahan baku dipanaskan dengan air panas untuk mengekstrak pati dan selanjutnya dipanaskan dengan malat. Malat adalah beras berkecambah yang mengandung enzim yang dapat menguraikan pati menjadi karbohidrat yang lebih sederhana yaitu maltosa, C12H22O11.

Metode fermentasi

Ragi kemudian dimasukkan dan campuran dibiarkan hangat selama beberapa hari sampai fermentasi berlangsung sempurna. Udara tidak dibiarkan masuk untuk mencegah terjadinya oksidasi etanol yang dihasilkan menjadi asam etanoat (asam cuka)Reaksi yang terjadi yaitu sebagai berikut:C12H22O11 +H2O             2C6H12O6

C6H12O6              2 C2H5OH + 2CO2

Etanol yang diproduksi dengan metode fermentasi memiliki kadar etanol maksimal 15%. Dimana mikroorganisme fermentasi akan mati pada kadar etanol 15%.

Metode fermentasi

Pemurnian etanol dapat dilakukan dengan disitilasi fraksional untuk menghasilkan etanol dengan kadar yang lebih tinggi mencapai maksimal 96 % (keadaan azeotrop etanol dan air). Untuk memperoleh etanol yang hampir murni dapat dilakukan proses dehidrasi terhadap etanol 96% dengan menggunakan dehidrator seperti kapur tohor (CaO) dan zeolit sintesis

Skema Proses Industri Fermentasi Etanol

Metode Hidrasi Etilena

Etilena dapat direaksikan dengan uap air untuk mengalami reaksi hidrogenasi katalitik membentuk etanol pada suhu 300 oC dan tekanan 7 MPa dengan menggunakan katalis Silika padat yang dilapisi asam fosfat (H3PO4-SiO2)

Reaksi yang terjadi yaitu:H3PO4

H

H H

H

H

H

OHH

O

H

H H

H

+

Metode Hidrasi Etilena

Hanya 5% dari etena yang diubah menjadi etanol pada setiap kali pemasukan ke dalam reaktor. Dengan mengeluarkan etanol dari campuran kesetimbangan dan mendaur-ulang etena, maka pengubahan etena menjadi etanol secara keseluruhan dapat mencapai 95%.

Etanol dapat diproduksi melalui metode hidrasi tidak langsung etilena melalui hidrolisis etil sulfat. Etilena direaksikan dengan asam sulfat pekat membentuk etil sulfat yang kemudian dihidrolisis dalam kondisi asam untuk mendapatkan etanol

Reaksi yang terjadi

Diagram alir untuk reaksi hidrasi langsung etilena

Industri n-Propanol

n-Propanol dapat diproduksi dalam skala industri dengan menggunakan 2 proses yaitu: Proses Reppe dan Proses Oxo (Hidroformulasi).

Proses Reppe menggunakan bahan dasar olefin (etilen), gas CO dan air. Sedangkan bahan dasar yang dipakai dalam proses Oxo adalah olefin (etilen), gas CO, dan gas H2

Proses Reppe

Proses Reppe adalah sintesis alkohol dari Olefin, Karbon Monoksida dan air. Teknologi pembuatan N-Propanol dengan metode ini dikembangkan oleh Badische Anilin and Soda Pabric A.G (BASF). Reaksi yang terjadi :

C2H4+ 3 CO + 2 H2O C3H7OH + 2 CO2

Reaksi dilakukan pada suhu 100 oC dan tekanan 15 atm dengan katalis Besi pentakarbonil (Fe(CO)5)

Proses Reppe

Proses Reppe mempunyai kelebihan tekanan dan suhu reaksi yang lebih rendah dan selektivitasnya yang tinggi. Namun penggunaan-nya masih sedikit karena katalis yang digunakan bersifat sensitif oleh adanya air dan CO2. Selain itu teknologi proses yang digunakan masih lebih mahal. (Unruh, 1997)

Proses Oxo

Proses Oxo atau hidroformulasi ditemukan oleh Otto Roelan pada tahun 1938. Roelan menyimpulkan bahwa reaksi tersebut berlaku secara umum untuk semua olefin, dan reaksi ini dinamakan Proses Oxo.

Adisi CO dan H2 dalam gas sintesa terhadap alkena (hidroformilasi) dengan adanya katalis (Co(CO)4)2 sehingga terbentuk aldehida atau keton, yang kemudian diikuti dengan hidrogenasi.

Aldehida terbentuk karena penambahan gugus formaldehid pada ikatan rangkap Olefin, sehingga proses ini dinamakan hidroformulasi. Secara umum persamaan reaksinya :

R-CH=CH2+ H2+ CO R-CH2-CH2-CHO (olefin) ( gas sintesa) (aldehid)

Proses Oxo

Jika aldehid direaksikan dengan hidrogen, maka terbentuk alkohol dengan reaksi :

R-CH2-CH2-CHO + H2 R-CH2-CH2-OH (aldehid) (hidrogen) (alkohol) Dengan : R = Gugus alkil Dengan Proses Oxo proses pembuatan n-Propanol adalah

proses 2 tahap. Tahap pertama, Etilen direaksikan dengan Gas Sintesa (campuran 50% gas H2 dan 50% gas CO) dengan menggunakan logam dari golongan transisi yaitu: Co, Fe, Ni, Rh dan Ir. Katalisator yang digunakan secara komersial, adalah Co dan Rh tetapi Co lebih disenangi, karena dapat beroperasi pada suhu dan tekanan yang lebih rendah dan selektivitas yang lebih tinggi. Proses ini menghasilkan n-Propanal.

Proses Oxo

Proses ini berlangsung pada : Suhu : 30 - 130 oC Tekanan : 20 atm Rasio H2 : CO = 1:1 Konversi Etilen menjadi n-propanal = 80%. Reaksi yang terjadi Utama C2H4(g)+ CO(g)+ H2(g) Co C3H6Og) Samping C2H4(g) + H2(g) C2H6(g)

(Kirk and Othmer, 1978)

Proses Oxo

Tahap kedua, n-Propanal direaksikan dengan Hidrogen menjadi n-Propanol dengan katalis Ni (Nikel). Kondisi operasi dapat berlangsung dalam fase cair ataupun gas. Hanya saja dalam fase cair untuk skala komersial tidak banyak dilakukan karena kurang ekonomis. Pada fase gas reaksi berlangsung pada

Suhu : 190 oC Tekanan : 20 atm Konversi N-Propanal menjadi N-Propanol 98% Reaksi yang terjadi : C3H6O(g)+ H2(g) C3H8O(g)

(Unruh, 1997)

Proses Oxo

Dari kedua proses diatas dipilih Proses Oxo dengan pertimbangan

1. Sebagian besar Pabrik Propanol di dunia mempergunakan proses ini dalam proses produksinya

2. Katalis yang digunakan lebih stabil terhadap fluida yang bereaksi.

3. Prosesnya lebih ekonomis dibandingkan Proses Reppe. 4. Ditinjau dari sisi keselamatan dari segi proses pabrik ini

berisiko rendah, karena proses pembuatannya telah banyak diterapkan pada jumlah besar pabrik di dunia, selain itu pabrik dijalankan pada tekanan dan suhu medium.

5. Dari segi polusi, akan menyebabkan pencemaran udara tetapi masih polusinya masih rendah.

Industri i-Propanol

isopropanol diproduksi dalam industri melalui hidrasi propena dengan air pada temperatur 135oC dan tekanan 100 bar dengan menggunakan katalis silika padat yang dilapisi asam fosfat.

Reaksi yang terjadi:

H3PO4

CH3 CH3

H

H

O

H

H

H

HH

O

H

H

H

+