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-Xg8/11/2019 Akrilonitril fix2
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
8/11/2019 Akrilonitril fix2
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_PnltOtLQ9NnP4OtcwUkI9Eg8/11/2019 Akrilonitril fix2
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&
KK Reaksi 2 # $PRODUK % REAKTAN&
8/11/2019 Akrilonitril fix2
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
KK Reaksi 3 # $PRODUK % REAKTAN&
8/11/2019 Akrilonitril fix2
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
8/11/2019 Akrilonitril fix2
7/32
strategis untuk pendirian suatu pabrik karena dekat dengan
8/11/2019 Akrilonitril fix2
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
8/11/2019 Akrilonitril fix2
9/32
P7N8N H!K 2: K
)
8/11/2019 Akrilonitril fix2
10/32
Sehingga 1!K ; 1!K produk 1!K reaktan
; $:&,$)B%,B$','*
; $B,2$
8/11/2019 Akrilonitril fix2
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
8/11/2019 Akrilonitril fix2
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
8/11/2019 Akrilonitril fix2
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
8/11/2019 Akrilonitril fix2
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
8/11/2019 Akrilonitril fix2
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
8/11/2019 Akrilonitril fix2
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
8/11/2019 Akrilonitril fix2
17/32
e ; #,###& c )-2 -$* ................)Perry, $:::*
. Jistrik
ebutuhan liputan meliputi(
-
8/11/2019 Akrilonitril fix2
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
8/11/2019 Akrilonitril fix2
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
8/11/2019 Akrilonitril fix2
20/32
reaksi dan kinetika. Senyawa sianida dapat terurai dalam kondisi aerob dan anaerob.
"alam kondisi oksigen konten aerobik adalah !aktor utama.
8/11/2019 Akrilonitril fix2
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
8/11/2019 Akrilonitril fix2
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
8/11/2019 Akrilonitril fix2
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
8/11/2019 Akrilonitril fix2
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:
8/11/2019 Akrilonitril fix2
25/32
25
8/11/2019 Akrilonitril fix2
26/32
!APIRAN B
PERHITUNGAN NERA5A A))A
1
aa
b
c
d
b
c
d
8/11/2019 Akrilonitril fix2
27/32
2
8/11/2019 Akrilonitril fix2
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
8/11/2019 Akrilonitril fix2
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. :* ; $ $
8/11/2019 Akrilonitril fix2
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
8/11/2019 Akrilonitril fix2
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
8/11/2019 Akrilonitril fix2
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
Top Related