asc bab iii tinjauan pustka

7/24/2019 ASC BAB III Tinjauan Pustka

1/14

BAB III

TINJAUAN PUSTAKA

3.1 Sifat Fisik dan Kimia Produk

PT Asahimas Chemical terdiri dari 3plant yaituChlor Alkali plant (C/A), Vinyl

Chloride Monomer plant (VCM), dan Polyvinyl Chloride plant (PVC). Produk utama

C/Aplantberupa soda kaustik cair (a!") dan flake(#$a!"), produk utama VCM

plant berupa %,&$dichloroethane ('C) dan vinyl chloride monomer (VCM), produk

utama PVCplantberupapolyvinyl chloride.Produk sampin dihasilkan oleh C/Aplant

berupa asam klorida ("Cl), sodium hipoklorit (aCl!) dan as hidroen ("&).

*i+at +isik dan kimia dari produk utama disaikan pada tabel 3.% dan produk

sampin disaikan pada tabel 3.& berikut -

Tabel 3. % ata si+at +isik dan kimia produk utama a!", 'C, VCM dan PVC

a!" 'C VCM PVC

erarna putih

Menyerap air dan C!&

dari udara

ensitas (&00C) -

%,1201 r/m

Titik leleh (% atm) -

$&2,40C

Titik didih - %04,50C

arut dalam air,

alkohol, liserol

Tidak berarna

*tabil terhadap air, alkali,

asam atau bahan kimia

akti+

Tahan oksidasi

arut dalam air

ensitas (&00C) - %,&1&5

r/m

Titik didih - 5&0C

Titik beku - $31,30C

Titik nyala - %3,30C

arut dalam alkohol dan

eter

ensitas (&00C) - 0,6%&%

r/m

Titik didih - $%3,60C

Titik beku - $%13,40C

Titik nyala - $450C

ubuk berarna putih

atau ranular yan

tidak berarna

Tahan cuaca lembab

entuk stabil dan

mempunyai si+at

dielektrik yan baik

Tahan asam dan

minyak

&&


2/14

&3

Tabel 3. & ata si+at +isik dan kimia produk sampin "Cl, aCl!, dan "&

"Cl aCl! "& Tidak berarna

7orosi+

*anat larut dalam air dan

alkohol, larut dalam ben8ena

Tidak mudah terbakar

ensitas uap (00C) - %,236 r/

ensitas cair ($510C) -

%,%54r/m

Titik didih - %%00C

Tidak stabil pada udara bebas

Penoksidasi kuat

Terdekomposisi denan air

panas

Titik leleh - %50C

9as yan tidak berarna

ensitas - 0,04 r/m

Titik didih - $&130C

3.2. Proses Klor-Alkali

Proses klor$alkali merupakan proses pembentukan soda kaustik (a!") dan as

klor (Cl&) dari larutan aCl yan berasal dari air laut atau larutan aram industri. arutan

aram denan kemurnian tini dielektrolisis denan eneri listrik menhasilkan soda

kaustik dan as klor serta asam klorida ("Cl) dan as hidroen (" &) sebaai produk

sampin. *oda kaustik akan dipekatkan untuk diual sedankan as klor akan dialirkan

ke VCMplant sebaai bahan baku pembentukan 'C. :eaksi keseluruhan untuk proses

klor$alkali adalah sebaai berikut-

aCl(l); "&!(l) < a!"(l); = "&(); = Cl&()

:eaksi ini merupakan reaksi redoks dimana teradi reaksi reduksi air menadi ion

hidroksida dan oksidasi ion klor menadi as klorin. :eaksi yan teradi adalah sebaai

berikut -

7atoda - "&! ; e < !"$

; = "& ' > $0,53 V

Anoda - Cl$ < = Cl&; e ' > $%,32 V

Total - "&! ; Cl$< !"$; = "&; = Cl& ' > $&,%6 V

Proses klor alkali bisa dilakukan melalui tia alternati+, yaitu proses sel merkuri,

proses denan sel dia+rama dan proses menunakan ion exchange membrane

(membran penukar ion).

3.2.1 Proses Sel erkuri


3/14

&?

Proses sel merkuri merupakan proses produksi soda kaustik dan as klorin

denan menunakan merkuri sebaai katoda. Proses ini pertama kali ditemukan oleh

".@. Castner dan 7. 7ellner pada tahun %65& di dekat air terun iaara.

Proses sel merkuri terdiri dari dua baian utama yaitu electrolizer dan

decomposer. Pada electrolizer teradi proses elektrolisis larutan aram (aCl) denan

konsentrasi sekitar &60 / menunakan eneri listrik C pada temperatur sekitar 21oC.

Proses ini menhasilkan as klor pada anoda dan loam alkali (sodium) pada perukaan

katoda merkuri. oam alkali akan terlarut membentuk sodium amalam. :eaksi yan

teradi adalah sebaai berikut -

*etenah reaksi anoda - &Cl (a) Cl& (a) ; &e$

Cl& (a) Cl& ()

*etenah reaksi katoda - &a ; " ; &e$ =Cl&; e$

Total - &aCl (a); " Cl&; &a"

arutan sodium amalam dialirkan secara kontinyu ke dalam decomposer

(secondary cellatau denuder) yan berupashort-circuited galvanic celldimana sodium

amalam akan diadikan anoda untuk prosesshort-circuited iron dalam larutan elektrolit

sodium hidroksida. Air murni diumpankan ke arah larutan sodium amalam secara

counter-current. Pada proses ini, sodium amalam akan terdekomposisi membentuk soda

kaustik dan as hidroen. :eaksi yan teradi adalah sebaai berikut -

*etenah reaksi anoda - a(") a;; " ; e$

*etenah reaksi katoda - "&! ; e$

!"$; ="&

Total - a(") ; "&! a!" ; ="& ; "

Tahapan proses klor$alkali melalui sel merkuri adalah sebaai berikut -

eklorasi air laut

7eluaran sel akan diasamkan denan larutan "Cl untuk bereaksi denan

"Cl!. *elain itu, keluaran sel ua akan menalami proses deklorasi

sebelum dienuhkan kembali. 7lor sebaai as buan akan diabsorbsi

denan larutan a!".

Pelarutan aram


4/14

&1

Air laut keluar dari saturator dalam keadaan panas dan enuh. 9aram

dilarutkan denan by pass eak brine untuk menceah teradinya

kristalisasi aram.

Pemurnian air laut

*ebelum dimasukkan ke dalam sel, aram hasil kristalisasi denan

kemurnian tini disarin terlebih dahulu sedankan aram yan

menandun loam berat dimurnikan denan aliran pembersih.

'lektrolisis

Air laut yan telah diasamkan sampai p" &,1$1 diumpankan ke dalam sel.Pada proses elektrolisis, a!" dan as klor tidak kontak secara lanusn

sehina a!" yan dihasilkan memiliki kemurnian tini. 9as klor

terbentuk di baian electrolizer, sedankan a!" terbentuk di baian

decomposer. Merkuri cair sebaai katoda dialirkan di sepanan tanki

sehina pada baian katoda akan terbentuk sodium amalam. *odium

amalam akan terdekomposisi oleh air menadi larutan a!" dan as

hidroen. Merkuri akan menendap dan nantinya akan diunakan lai.

3.2.2 Proses !iafra"ma

Proses denan sel dia+rama menunakan dia+rama yan membai sel menadi

dua kompartmen. ia+rama terbuat dari materi mikropori seperti asbestos atau polimer

sintetik. Bmpan berupa larutan aCl bertemperatur 20$40oC yan dimasukkan dalam

anolit yan akan menalir melalui dia+rama menuu katolit. on !"$ diaa pada daerah

katolit dimana sodium hidroksida akan terbentuk.

Pada anoda teradi reaksi oksidasi ion klorin yaitu sebaai berikut -

Cl$< Cl& ; &e

*ebaian besar as klorin akan menuap sedankan sisanya akan menalami

reaksi sebai berikut -

Cl&; !"$< Cl$; "!Cl

"!Cl < ";; !Cl$

7edua reaksi diatas menunukkan baha konsentrasi ion hidroen berpenaruh terhadap

kelarutan klorin. Pada keadaan normal, deraat p" berkisar antara 3$?.


5/14

&2

*edankan, pada katoda teradi reaksi pelepasan ion hidroen (";) dari larutan alkali

sehina terbentuk as hidroen dan larutan a!", serta teradi reaksi reduksi "!Cl

menadi Cl$.

Pada katoda teradi reaksi pelepasan ion hidroen dari larutan alkali sehina

terbentuk as hidroen dan larutan a!". :eduksi "!Cl menadi Cl $ ua teradi di

katoda. :eaksi tersebut adalah sebaai berikut -

&";; !"$< "&; !"$; &e

7etinian permukaan cairan pada anoda dan katoda aar larutan aCl dapat

menalir ke katoda. *el dia+rama selekti+ terhadap a!" aar tidak menalir ke anoda

dan bereaksi membentuk aCl! dan aCl!3. a!" dan aCl akan terbentuk pada

katoda denan komposisi campuran masin$masin %0$%&D dan %?$%2D. Produk a!"

yan dihasilkan dari proses ini merupakan larutan a!" 10D yan terkontaminasi oleh

aCl %,3D.

Metoda ini mampu dilakukan pada teanan tini tetapi sodium hidroksida yan

terbentuk akan terkontamnasi oleh klorida. 'Eaporasi dan kristalisasi dapat dilakukan

untuk menhilankan sodium klorida tetapi proses menadi lebih mahal sehina

menurani keekonomisan proses. *el berteanan rendah lebih menuntunkan, namun

hambatan elektrik dari dia+rama akan menambah beda potensial.

*el elektrolisis yan menunakan prinsip sel dia+rama adalah sel do! sel alkali

diamond dan sel dia+rama hooker. Perbedaan antara tiap sel terdapat pada besar arus,

letak anoda dan katoda serta bentuk sel.

3.2.3 Proses em#ran

Proses membran penukar ion (ion exchange membrane) merupakan proses yan

palin baik karena bebas polusi dan membutuhkan beban listrik rendah sehina ramah

linkunan dan hemat eneri. Proses ini yan diunakan oleh PT Asahimas Chemical

denan teknoloi yan telah dikembankan oleh Asahi 9lass Co. td. dari Fepan.

Proses membran tidak seperti proses dia+rama, membran ber+unsi untuk

menceah aliran hidrodinamik dan meni8inkan trans+er kation denan cara mirasi

kation. Membran mampu melakukan proses pemisahan yan hampir sempurna antara

katolit dan anolit. Membran hanya bisa dilalui kation dan kation hidrat, tetapi tidak dapat

dileati ion Cl$. on !"$tidak dapat sepenuhnya diceah untuk tidak meleati membran.


6/14

&4

7onsentrasi tini alkali pada katoda memicu di+usi !"$yan menakibatkan teradinya

pembentukan hipoklorit dan reaksi anodiknya. '+ek dari proses ini dapat dilihat dari

kandunan oksien dalam klorin.

Pada proses ini, larutan aram diumpankan pada baian anoda sedankan air demin

diumpankan ke baian katoda sel. on Cl$akan berada pada baian anoda sedankan ion

a;akan menalir meleati membran ke baian katoda. Pada katoda akan terbentuk

a!" dan as hidroen sedankan as klorin akan terbentuk pada baian anoda.

7emurnian produk a!" yan dihasilkan adalah sebesar 3&D$t.

3.3 Proses $% dan &!%

VCM merupakan salah satu komoditas bahan kimia yan palin pentin

meninat VCM merupakan bahan baku PVC (monomer PVC) dimana penunaan PVC

sanat luas di dunia. *intesis VCM pertama dilakukan oleh V. :enault pada tahun %530$

%53? melalui proses dehidroklorinasi %,&$dikloroetan denan alcoholic potash. Pada

tahun %60&, lit8 memperoleh VCM melalui perenkahan termal dari komponen yan

sama. Pada tahun %6%&, 7latte memperoleh VCM melalui proses hidroklorinasi katalitik

dari asetilen. Proses ini membutuhkan eneri yan tini sehina dibutuhkannya

pencarian proses baru.

Pada tahun %6?0$%610, asetilen bisa dianti oleh etilen, dimana VCM akan

diperoleh melalui proses direct chlorination dari 'C dan perenkahan termal. Produksi

pertama dikonstruksi oleh o Chemical Co., Monsanto Chemical C!. an the *hell

!il Co. Pada tahun %611$%615, proses oksiklorinasi 'C bisa dilakukan secara skala

besar sehina proses ini diadikan proses utama. *eak itu, mayoritas pabrik dibanun

secara terinterasi, dimana terdapat proses direct chlorination 'C, oxychlorination

'C serta pembentukan VCM dari 'C.

3.3.1 Proses Pem#entukan $%

3.3.1.1 Proses Pem#entukan $% dari Asetilen

Proses pembuatan VCM dari asetilen adalah pereaksian antara asetilen denan

asam klorida ("Cl) dibantu oleh katalis "Cl&. :eaksi yan teradi adalah sebaai

berikut -

C&"&; "Cl C&"3Cl "o

&65> $66,& 7F/mol


7/14

&5

Asetilen dan asam klorida dicampur dan diumpankan denan recycle gas ke dalam

reaktor. 9as keluar reaktor akan dikompresikan dan diumpankan ke toer pertama

dimana mayoritas VCM dikeluarkan dalam +asa cair dari bottom toer. Mayoritas

overhead product ("Cl, C&"& dan C&"3Cl) di daurulan ke dalam reaktor. Bntuk

menhilankan as inert, baian kecil dari aliran recycle dibilas denan heavies! seperti

%,%$dikloroetan yan terbentuk dari penambahan "Cl ke VCM $ untuk recover VCM dan

asetilen.

Pada toer kedua, VCM dimurnikan dan diambil pada baian atas. "eavies

dikirimkan untuk prosesstrippingpada kolom heavies dan dibuan kelalui bottom untuk

diinsinearsi. #verhead toer berupa asetilen dan VCM akan diresirkulasi pada baian

suction kompresor aar recoveryproduk maksimal.

Proses ini dapat dilakukan pada +asa cair maupun +asa as tetapi mayoritas proses

pada industri dilansunkan pada +asa as. :eaktan dalam +asa as dikontakkan denan

katalis pada tekanan 0,%$0,3 mPa dan temperatur %00$&10oC selama 0,%$% detik. *etelah

itu, as didininkan mendadak dan dilikui+ikasi sebaian. Produk reaksi dipisahkan,

didaur ulan atau dikirimkan untuk pemurnian akhir. 7onEersi asetilen sekitar 61$%00D.

Bmpan asetilen menuu reaktor harus terbebas dari penotor yan bisa merusak

katalis seperti sul+ur, +os+or dan komponen yan menandun arsen. "idrokarbon tidak

enuh harus diminimalisir dari kandunan umpan karena akan menonakti+kan katalis.

*elain itu, asam klorida harus bebas klorin untuk menceah teradinya ledakan dan tidak

boleh menandun hidrokarbon yan terklorinasi karena dapat merusak katalis.

Perbandinan molar umpan, berEariasi dari ekuimolar sampai sepuluh kali ekses "Cl,

terantun dari per+ormansi katalis.

Proses hidroklorinasi asetilen dulunya banyak diunakan ketika asetilen diproduksi

dari kalsium karbida yan terkandun pada batu bara. esarnya produksi polimer yan

menandun etilen menakibatkan dicarinya bahan baku baru yaitu as alam, na+ta dan

minyak as. ahan baku as alam lebih mahal dari batu bara, menakibatkan etilen

berhara tini. *elain tidak menuntunkan secara ekonomi, proses hidroklorinasi

asetilen tidak seimban pada sisi klorin karena sumber klorida hanya didapat dari asam

klorida.


8/14

&6

3.3.1.2 Proses Pem#uatan $% dari 1'2-dikloroetan (&!%)

Proses pembuatan VCM dari 'C merupakan reaksi +asa as tanpa menunakan

katalis. :eaksi ini teradi melalui mekanisme rantai radikal bebas orde satu, yaitu dimulai

dari pemutusan homolitik dari ikatan C$Cl. :eaksi yan teradi adalah sebaai berikut -

C&"?Cl&ClC"&$C."&; Cl

.

Cl.; C&"?Cl&ClC"&$C."Cl ; "Cl

ClC"&$ C."Cl C&"3Cl ; Cl

.

Cl.; C&"?Cl ClC"&$ C."Cl ; "Cl

Proses terminasi teradi melalui rekombinasi (reaksi kebalikan dari inisiasi) atau tabrakan

denan dindin.

Produk sampin dari perenkahan 'C terdiri dari dua enis yaitu penotor

volatile dan tar atau coke. Penotor volatile terdiri dari etilen, asetilen, Einylasetilen, %,3$

butadien, &$kloro$%,3$butadien, ben8ena, kloroben8ena, %,&$dikloroetilen, %,%$

dikloroetilen, %,%$diklorotean, %,%,%$trikloroetan, %,%,&$trikloroetan, metil klorida, metilen

klorida, kloro+orm dan tetraklorometan.

eskripsi proses perenkahan dimulai dari 'C murni diumpankan ke

eEaporator pada baian atas cracking furnace. #asa as dipisahkan dari cairan dan

dialirkan ke 8ona perenkahan. *etelah meleati 8ona perenkahan pada furnace! as

didininkan dan dilakukan proses $uenching. Asam klorida dipisahkan dari campuran

produk melalui proses distilasi pertama dan dilarikan kembali ke proses oGy$'C atau

diunakan untuk tuuan lain seperti hidroklorinasi metanol. VCM didistilasi pada toer

kedua dan diambil sebaai produk atas. VCM bisa dibilas denan kelarutan kaustik untuk

menhilankan asam klorida dan 'C.

Produk baah dari kolom VCM akan dipuri+ikasi melalui dua tahap distilasi.

Pertama, penotor bertitik didih rendah dihilankan pada kolom light, dilanutkan denan

pemisahan 'C dari heavies pada toer terakhir. "asil puri+ikasi 'C didaur ulan

menuu cracking furnace.


9/14

30

3.3.1.3 Proses Pem#uatan $% dari &tilen

Proses klorinasi etilen dan oksiklorinasi merupakan proses eksotermik. eberapa

cara dilakukan untuk menabunkan satu atau kedua reaksi denan reaksi perenkahan

'C yan si+atnya endotermik denan produksi VCM secara lansun denan klorinasi

temperatur tini atau oksiklorinasi etilen. eberapa proses sudah dipantenkan yaitu

sintesis VCM secara lansun dari etilen dan klorin atau asam klorida pada temperatur

300$200oC.

Pada proses direct chlorination! ekses etilen serin diunakan untuk menurani

pembentukan produk sampin. Proses lain menunakan dua 8ona reaksi atau

menunakan fluidized bed inert sebaai media trans+er panas. Asam klorida terbentuk

bisa dikonsumsi pada unit oksiklorinasi yan terpisah.

Fika proses oksiklorinasi etilen dilakukan pada temperatur di atas 310oC, VCM

dalam umlah besar bisa didapatkan. *eperti proses oGy$'C, loam poliEalen

diunakan sebaai katalis. aun, katalis yan memiliki penyana berluas area kecil

seperti alumina lebih disarankan karena katalis denan luas permukaan tini

menakibatkan cepatnya proses coking dan terdeaktiEasi oleh pembentukan polimer pada

temperatur yan lebih tini. Tininya temperatur ua dapat menakibatkan turunnya

perolehan karena adanya oksidasi etilen menadi C! dan C! &. Bmpan oksien dibaah

rasio stoikiometrik dibutuhkan untuk menontrol reaksi sampin yan tidak diininkan.

Pada umumnya, rute direct sulit dikontrol dan dioperasikan, memiliki selektiEitas

rendah karena etilen, VCM, klorin dan asam klorida menalami reaksi adisi dan

eliminasi pada temperatur tini. Produk sampin dari proses directbertemperatur tini

adalah dikloroetilen, trikloetilen dan tetrakloroetilen. Perolehan VCM kecil dan

pembuanan produk sampin tini menakibatkan implementasi proses ini di industri

kuran.

3.3.1.* Proses Pem#entukan $% dari &tana

anyak cara dilakukan untuk menkonEersi etana menadi VCM. Fika proses ini

berhasil, biaya proses akan berkuran karena etana tidak perlu direaksikan menadi etilen

terlebih dahulu. 7onEersi etana menadi VCM dapat dilakukan melalui beberapa rute -

%. 7lorinasi temperatur tiniC&"2; &Cl&C&"3Cl ; 3"Cl

&. !ksiklorinasi temepratur tini


10/14

3%

C&"2; "Cl ; !& C&"3Cl ; & "&!

3. 7lorinasi oksidati+ temperatur tini (kombinasi % dan &)

& C&"2; 3/& !&; Cl&C&"3Cl ; 3"&!7elemahan etana ika dibandinkan denan etilen adalah kurannya +unsi

molekuler. 'tilen mudah dilakukan adisi klorin sedankan etana harus terlebih dahulu

dilakukan reaksi substitusi yan meninkatkan Eariasi reaksi rantai sampin. :eaksi

tersebut harus dikontrol secara kinetik aar mendapatkan perolehan VCM maksimal.

7onEersi harus dikorbankan karena kondisi termodinamik dapat menakibatkan

terbentuknya produk stabil seperti tetrakloroetilen. Pada reaksi oksiklorinasi, konEersi

etana dapat mencapai lebih dari 62D denan batuan katalis tertentu dan kondisi yan

optimum. Perolehan VCM &0$10D dan produk sampin terdiri dari etilen, etil klorida

dan 'C.

Proses berbasis etana telah dikembankan berdasarkan alur reaksi sebaai

berikut-

%. 7lorinasi etana panas pemisahan VCM oksiklorinasi etilen residu dan

kloroetana aar menambah perolehan VCM

&. 7lorinasi termal etana menadi etil klorida oksiklorinasi tanpa pemisahan

dari asam klorida menadi VCM

3. 7lorodehidroenasi etana menadi etilen dan asam klorida oksiklorinasi

menadi 'C perenkahan termal menadi VCM

3.3.2 Proses Pem#entukan &!%

3.3.2.1Direct Chlorination &tilen +ada Fasa %air

Pada proses direct chlorination! etilen dan klorin umumnya direaksikan pada +asa

cair ('C sebaai kontrol temperatur) dan denan keberadaan katalis asam eis, yan

utama besi()klorida. :eaksi direct chlorination adalah sebaai berikut -

C&"?; Cl&< C&"?Cl& "o

&65>&&0 kF/mol

Bntuk menhindari masalah pada pemurnian produk, sebisa munkin etilen yan

diunakan memiliki kemurnian tini. 7andunan propana atau propena harus dikontrol

untuk menceah pembentukan kloropropana dan kloropropena yan sulit dipisahkan dari

'C melali proses distilasi.

Pada banyak proses, reaktan diumpankan denan umlah sesuai stoikiometrik atau

sedikit ekses klorin. Perbandinan ini menyederhanakan alat proses karena ekses etilen,

yan dulunya serin diunakan, menakibatkan dibutuhkannya yan rumit dan alat yan


11/14

3&

diletakkan setelah reaktor untuk menceah kehilanan etilen di off-gas.7atalis yan

umumnya diunakan adalah tembaa, bismut, tin!telurium klorida dan besi klorida yan

palin luas diunakan.

ua Eariasi proses +undamental terdiri dari lo-temperature chlorination (TC)

dan high-temperature chlorination ("TC). Pada proses TC, etilen dan klorin bereaksi

dalam larutan 'C pada temperatur &0$40oC, dibaa titik didih 'C. Produk sampin

yan terbentuk berumlah sedikit. amun, eneri yan dibutuhkan lebih besar ika

dibandinkan denan proses "TC karenasteam dibutuhkan pada proses pemurnian 'C

pada seksi puri+ikasi. 7onEersi dapat mencapai %00D denan selektiEitas klorin dan

etilen sebesar 66D memunkinkan.

Pada proses "TC, as klorin dan etilen diumpankan dan dicampur dalam reaktor

yan ua disupply denan 'C kerin dari proses oksiklorinasi atau 'C daur ulan

dari seksi VCM. :eaksi klorinasi dilakukan pada temperatur 51$&00oC dimana pada

umumnya reaksi dilansunkan pada %00oC. Panas reaksi diunakan untuk distilasi 'C.

%ights diambil dari atas reaktor dan etilen dikondensasi serta didaurulan. Pada baian

kondensasi, VCM dipisahkan dan bisa diproses denan VCM hasil perenkahan 'C.

*isa vent gas diinsinerasi.

'C murni diambil dan dikondensasi sedankan produk sampin heavies

dipisahkan untuk dimurnikan dan dikirimkan untuk diinsinerasi. Pada beberapa

rancanan, reaktor dipisahkan dari toer distilasi sedankan di rancanan yan lain, dua

toer diunakan untuk pemisahan light component dan 'C. Absorpsi padatan

diunakan untuk penhilanan besi klorida.

3.3.2.2 Oxyhydrochlorination &tilen +ada Fasa ,as

Pada proses oksiklorinasi, etilen dan asam klorida direaksikan denan oksien

dibantu denan katalis loam. Pada sebaian kasus, aram tembaa diunakan pada

temperatur lebih dari &00oC. :eaksi keseluruhan ada sebaai berikut -

C&"?; &"Cl ; = !&< C&"?Cl&; "&! "o

&65> $&61 kF/mol

'tilen dan asam klorida dipanaskan dan diumpankan denan oksien ke dalam reaktor.

9as panas reaksi didininkan mendadak ya menhasilkan larutan "Cl yan didapat

dibersihkan secara terpisah melalui proses stripping atau diunakan pada proses klor$

alkali. 9as yan keluar dari $uencher toer didininkan oleh alat penukar panas dan +asa


12/14

33

oranik dicuci denan larutan a!" untuk membersihkan kloral. #ff-gas dibuan

setelah dikondensasi atau scrubbing atau dikompresi dan di daur ulan (ika oksien

murni yan diunakan).

Proses ini biasa dilansunkan pada temperatur &00$300oC denan tekanan

operasi antara 0,%$%,0 MPa, umumnya pada 0,?$0,2 MPa. 7onEersi "Cl dan etilen antara

63$64D dan didapat antara aktu kontak 0,1$?0 detik denan selektiEitas 'C antara

6%$62D.

Produk sampin dari oksiklorinasi etilen adalah monokloroetan yan terbentuk

dari penambahan "Cl terhadap etilen, VCM yan terbentuk dari perenkahan 'C,

%,%,&$trikloroetana dan produks ampin lain yan terbentuk dari hasil perenkahan yan

lain atau produk hasil reaksi substitusi. Pada beberapa pabrik, produk sampin seperti

kloroetana dan %,%,&$trikloroetana di$recovery dan diual atau diunakan untuk proses

klorinasi hidrokarbon seperti produksi %,%$dikloroetilen dan klorinolisis.

'tilen sebaai umpan dicari denan tinkat polimerisasi terbaik untuk

meminimalisir pembentukan produk sampin dan memperkecil masalah pemurnian.

*ebaian besar proses menunakan "Cl dari hasil perenakahan 'C. 7andunan

asetilen yan berasal dari perenkahan VCM harus dikontrol karena asetilen cenderun

membentuk produk sampin dan tar yan terklorinasi tini yan dapat menakibatkan

deaktiEasi katalis karena teradi proses coking.

7atalis standar adalah aram tembaa (), umumnya kuprik klorida. Pada banyak

kasus, alkali, alkali tanah atau alumunium klorida ditambahkan untuk menurani

Eolatilisasi dari aram cuprik. 9aram ini membentuk campuran eutetik yan menurani

titik leleh. Penuranan titik leleh menuntunkan untuk lau reaksi. 7uprik klorida

umumnya ditambahkan pada konsentrasi 3$%&D$t sedankan aram alkali ditambahkan

hampir dua kali lipat untuk mendapatkan rasio alkali - tembaa adalah &-%.

esain reaktor yan cocok untuk proses ini adalah reaktor unun tetap atau

reaktor unun ter+luidisasi. amun, karena reaksi oksiklorinasi merupakan reaksi

eksotermik, kontrol temperatur menadi masalah dalam sistem unun tetap. :eaktor

unun ter+luidisasi memiliki keuntunan pada sisi trans+er panas dan operasi isotermal.

7onEersi "Cl H65D munkin teradi denan umpan dibuat menandun oksien (%0$

50D) dan etilen berlebih (I20D). 7euntunan utama reaktor unun ter+luidisasi adalah

reaksi bisa dialankan sampai batas ledakan sehina kontrol umpan tidak terlalu pentin.


13/14

3?

:eaktor yan terinterasi denan siklon diunakan pada keluaran aar menhalan

katalis dan menembalikannya ke pada 8ona reaksi.

3.* Proses P$%

Pembentukan PVC dilakukan melalui proses polimerisasi VCM. Tahapan

pembuatan PVC adalah sebaai berikut -

Tahap Persiapan

VCM dilarutkan ke dalam pelarut (umumnya air) dan ditambahkan 8at$8at

seperti stabilisator dan inisiator untuk mempercepat inisiasi reaksi

polimerisasi.

Tahap Proses

Proses polimerisasi teradi dalam beana tekan denan kondisi operasi yan

disesuaikan pada tipe proses.

Tahap Akhir

Polimer yan terbentuk dipisahkan dari penotor. Proses pemisahan dapat

dilakukan denan penambahan asam, penyemprotan atau penerinan.

3.*.1 Proses &mulsi

Pembentukan PVC melalui proses emulsi dilakukan denan mencampurkan VCM

denan air, stabilizer (sabun)! inisiator dan lain$lain dalam reaktor. Monomer akan

teremulsi ke dalamsoap micelle sedankan inisiator akan terurai menadi radikal bebas

dan berdi+usi ke dalamsoap micelle. *etelah itu, proses polimerisasi dari VCM menadi

PVC akan berlansun. Produk terbentuk dalam bentuk lateks denan ukuran partikel

0,%$&,0 Jm.

PVC yan dihasilkan melalui proses emulsi masih menandun banyak penotor

yan mempenaruhi si+at dan stabilitas polimer. amun, proses ini dapat berlansun

cepat pada suhu yan relati+ rendah. PVC melalui proses emulsi tidak dapat diunakan

sebaai isolasi listrik karena memiliki daya tahan listrik yan rendah tetapi hanya dapat

diunakan pada produk$produk tertentu seperti pasta untuk coating.

3.*.2 Proses Sus+ensi


14/14

31

Proses suspensi adalah proses dispersi VCM ke dalam air. &tabilizer (talc atau

bentonite) dan inisator ditambahkan ke dalam suspensi. Bkuran partikel yan didapat

adalah antara 0,1$& Km. PVC melalui proses suspensi memiliki kemurnian yan lebih

tini dan arna yan auh lebih ernih ika dibandinkan denan PVC yan diperoleh

melalui proses emulsi. *elain itu, ketahanan listrik PVC enis ini lebih baik sehina

dapat menadi isolator listrik.

3.*.3 ProsesBulk(assa)

Proses bulk sebaai salah satu cara pembentukan PVC dikembankan oleh

Pechiney *aint 9obain pada tahun %623. Pada tahun yan sama, Pechiney *aint 9obain

ua melakukan proses bulk secara komersial. Proses ini tidak menunakansuspending

agent atau emulsifier sehina kemurnian PVC yan dihasilkan lebih tini. Bkuran

partikel yan dihasilkan melalui proses bulk lebih besar, yaitu antara %00$%10 Jm.

3.*.* Polimerisasi Sus+ensi

VCM beruud as pada temperatur ruan dan dapat diencerkan denan

memberikan tekanan. VCM beracun dan eksplosi+ bila terkena udara sehina harus

disimpan pada tanki bertekanan. VCM stabil dan mudah terpolimerisasi tetapi proses

polimerisasi denan kontaminasi oksien harus dihindari karena dapat membentuk

produk sampin vinyl chloride polyperoxide.amun, kontaminasi oksien sulit dihindari

sehina dibutuhkan stabilizer aar tidak teradi oksidasi monomer dan polimerisasi.

&tabilizer ua beruna untuk stabilisasi VCM yan terkontaminasi aar tidak

terpolimerisasi.

Proses polimerisasi suspensi dilakukan denan dispresi VCM cair dalam air

demineral dan bahan lain seperti kulit pelindun, buffer! initiator dan VCM denan berat

masin$masin 3,1 k, 0,4 k, %,1 k, 3100 k dalam air 1000 k. :eaktor beraket

dipanaskan sampai mencapai suhu polimerisasi denan campuransteam dan air sebaai

pemanas. Proses polimerisasi berlansun pada suhu rendah dan meninkat sepanan

proses karena reaksi ini merupakan reaksi eksotermis.

asc bab iii tinjauan pustka

Documents