BAB I

BAHAN KIMIA DARI SENYAWA C1

1.2 FORMALDEHID

1. Sifat Fisik dan Kimia

a. Sifat Fisik dan Kimia Bahan Baku

1. Metanol ( CH3OH )

Sifat Fisik

Wujud : cairan ( liquid) Berat molekul : 32,04 gr/mol Titik lebur : -97,8oC Titik didih : 64,7 oC Densitas : 0,788 g/cm3 saat suhu 200 C Berbau khas Tidak berwarna Ringan

Sifat Kimia

Mudah menguap Mudah terbakar Beracun ( batas 200 ppm )

2. UdaraTerdiri dari 79 % N2 dan 21% O2

Nitrogen ( N2 )

Sifat Fisik

Fase : gas Berat molekul : 28,016 gr/mol

Titik lebur : 63,15 K Titik didih : 77,36 K Titik kritis : 126,21 K Densitas : 1,251 g/L Tidak berwarna Tidak berbau Tidak berasa

Sifat Kimia

Tidak reaktif Mudah menguap Bukan logam yang stabil

Oksigen ( O2 )

Sifat Fisik

Wujud : gas Berat molekul : 32 g/mol Density : 1,429 g/l Titik lebur : 54,36 K Titik didih : 90,20 K Tidak berwarna Tidak berasa Tidak berbau Larut dalam air

Sifat Kimia

Mudah bereaksi dengan hampir semua unsur lainnya (utamanya menjadi oksida)

Oksigen cair akan tertarik kepada magnet

b. Sifat Fisik dan Kimia Produk

1. Formaldehid ( CH2O )

Sifat Fisik

Wujud : gas ; cair ( formalin ) ; padat ( paraformaldehyde )

Berat molekul : 30,03 g/mol Density : 0,815 kg/m3 pada -200 C Titik lebur : -1180 C Titik didih : -190 C Titik nyala : -530C Tidak berwarna Larut dalam air

Sifat Kimia

Reaktif Beracun ( batas 10 ppm ) Formaldehida merupakan elektrofil, bisa dipakai dalam reaksi substitusi

aromatik elektrofilik dan sanyawa aromatik serta bisa mengalami reaksi adisi elektrofilik dan alkena. Karena keadaannya katalis basa, formaldehida bisa mengalami reaksi Cannizaro menghasilkan asam format dan metanol.

Formaldehida bisa dioksidasi oleh oksigen atmosfer menjadi asam format, karena itu larutan formaldehida harus ditutup serta diisolasi supaya tidak kemasukan udara.

2CH2O + 3/2 O2 2CH2O2 + H2O

2. Data Kuantitatif

a. Basis : 1 ton Formaldehid ( 90% yield)Methanol ( 99+%kemurnian ) : 1,04 tonUdara : 1760 Nm2

b. Kapasitas pabrik : 10 -300 ton/hari

3. Klasifikasi Proses

a. Oksidasi katalitik – dehidrogenasi dari metanolb. Oksidasi metana (LPG) untuk menghasilkan co produk hidrokarbon oksigen

dimana formaldehid dipisah walau agak sulit.Yang akan dibahas dalam makalah ini adalah Oksidasi katalitik -dehidrogenasi

methanol4. Reaksi Kimia

Dalam proses pembuatan Formaldehid dengan cara Oksidasi Dehdrogenasi dari Metana terjadi tiga reaksi yaitu :

a. Reaksi OksidasiCH3OH + ½ O2 HCOH + H2O H = -37 kkal

b. Reaksi PyrolisisCH3OH HCOH + H2 H = + 19,8 kkal

c. Reaksi Samping dan Pembakaran Sempurna CH3OH +3/2 O2 CO2+ 2H2O H = -62 kkal

5. Flowsheet ( Lihat gambar 2. )

Gambar 2. Flowsheet Pembuatan Formaldehid dengan Proses Oksidasi Katalitis -Dehidrogenasi Methanol

6. Uraian Proses

Mula-mula udara yang mengandung O2 dan N2 dikompresi dengan tekanan 0,2 atm, kemudian masuk ke heet exchanger 2 untuk dipanaskan. Keluaran dari heat exchanger 2 berupa udara panas yang kemudian masuk ke dalam methanol evaporator. Di dalam methanol evaporator, methanol dimasukkan sebagai umpan

yang akan dipanaskan dengan udara panas. Dimana udara panas mengubah metanol cair menjadi methanol uap. Didalam tangki metanol evaporator ini, kondisinya terus terjaga agar rasio perbandingan antara metanol dan O2 yaitu 30% : 50%.

Kemudian methanol cair dan udara panas yang telah bercampur dengan keluar dari tangki methanol evaporator. Setelah keluar dari tangki methanol evaporator, sebelum masuk kedalam catalytic reactor uap panas kembali dilewatkan pada heat exchanger 1, selanjutnya dalam catalytic reactor. Dalam catalytic reactor, aktivitas katalis diatur untuk mempertahankan keseimbangan antara endotermis dehidrogenasi dan eksotermis oksidasi. (pada reaksi a dan b) dan juga terjadi reaksi pembakaran yang lain ( reaksi c ). Katalis yang digunakan adalah perak atau tembaga dalam bentuk serbuk. Katalis ini berfungsi untuk menstabilkan reaksi yang terjadi direaktor pada kondisi reaksi 450-600ºC.

Keluaran dari catalytic reaktor kemudian didinginkan sebelum masuk ke Light Ends Stripper. Dimana pada light ends stripper terjadi proses pemisahan dengan pemanasan, pada temperatur tertentu fraksi ringan yang temperatur didihnya lebih rendah dari temperatur top kolom akan menguap dan keluar melalui top kolom. Untuk membantu penguapan dilakukan dengan injeksi steam. Keluaran pada top kolom dari light ends stripper berupa O2, N2, CO2 dan H2 masuk ke water scubber yang dilengkapi dengan pendingin, untuk memurnikan gas sebelum dibuang ke udara dengan bantuan H2O. Vent gasses berupa O2, N2, CO2 dan H2 yang bebas dari liquid, dan dapat dibuang ke udara bebas dengan aman, sedangkan liquidnya akan kembali ke light ends stripper. Pada bagian bawah light ends stripper, terdapat keluaran gas yang kemudian masuk lagi kedalam kolom alkohol stripper guna mendapatkan % yield methanol sekitar 85%-90% dan 15 % methanol yang tidak bereaksi akan kembali direcycle dalam bentuk uap. Sedangkan pada bagian akhir didapatlah formaldehit larutan 37 %

7. Fungsi Alat

Dalam melakukan proses pembuatan Formaldehid, diperlukan alat – alat sebagai berikut :a. Methanol Evaporator

Alat ini dipergunakan untuk menguapkan metanol menjadi fase gas.b. Catalytik reaktor

Alat ini dipergunakan sebagai tempat terjadinya reaksi kimia dengan penambahan katalis untuk mempercepat reaksi.

c. ScrubberAlat ini dipergunakan sebagai tempat terjadinya penyerapan zat – zat yang tidak diinginkan dengan media air yang di sebut water scrubber.

d. Stripper ( Light End)Alat ini dipergunakan sebagai tempat terjadinya pemisahan campuran zat kimia menjadi fase – fasenya dengan pemanas

e. Stripper ( Alkohol )

Alat ini digunakan untuk memisahkan metanol sisa reaksi yang masih bercampur dengan produk.

f. KompresorAlat ni digunakan untuk menyedot udara agar mengalir ke dalam heat exchanger

g. Heat ExchangerAlat ini digunakan untuk memanaskan

h. SteamAlat ini digunakan untuk membantu proses penguapan

8. Kegunaan

Adapun kegunaan dari formaldehid atau lebih dikenal dengan nama produk Formalin yaitu :

a. Pengawet mayatb. Pembasmi lalat dan serangga pengganggu lainnya.c. Bahan pembuatan sutra sintetis, zat pewarna, cermin, kacad. Pengeras lapisan gelatin dan kertas dalam dunia fotografi.e. Bahan pembuatan pupuk dalam bentuk urea.f. Bahan untuk pembuatan produk parfum.g. Bahan pengawet produk kosmetika dan pengeras kuku.h. Pencegah korosi untuk sumur minyaki. Dalam konsentrasi yang sangat kecil (kurang dari 1%), Formalin digunakan

sebagai pengawet untuk berbagai barang konsumen seperti pembersih barang rumah tangga, cairan pencuci piring, pelembut kulit, perawatan sepatu, shampoo mobil, lilin, pasta gigi, dan pembersih karpet.

DAFTAR PUSTAKA

http://id.wikipedia.org/wiki/ Methanol. Rabu, 7 Maret 2012 ( 11:22 )

http://id.wikipedia.org/wiki/ Nitrogen . Rabu, 7 Maret 2012 ( 11:42 )

http://id.wikipedia.org/wiki/ Oksigen. Rabu, 7 Maret 2012 ( 23:28 )

http://id.wikipedia.org/wiki/Formaldehida. Rabu, 7 Maret 2012 ( 23: 28 )

Rao,M.Gopala.dkk.1971.Dryden’s Oulines Of Chemical Technology Second Edition.India: Affiliated East-West Press Private Limited. Selasa, 13 Maret 2012 ( 10:00 )

Dewi,Erwana.dkk.2012.MODUL PROSES INDUSTRI KIMIA 2. Palembang : POLSRI. Selasa, 13 Maret 2012 (10:00 )

http://www.chem-is-try.org/basis_data_organik/berdasar_jenis_reaksi/reduksi1/cannizaro/. Jumat, 16 Maret ( 23:50 )

http://id.wikipedia.org/wiki/Pirolisis. Jumat, 16 Maret 2012 ( 23: 50 )

http://id.wikipedia.org/wiki/Substitusi_aromatik_elektrofilik. Jumat, 16 Maret 2012 ( 23:45 )

http://id.wikipedia.org/wiki/Titik_kritis. Jumat, 16 Maret 2012 ( 00:00 )