BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Bahan Baku Pembuatan Metil Akrilat

Pada pabrik metil akrilat membutuhkan beberapa bahan baku antara lain:

Akrilamida

Akrilamida atau amidaakrilat adalah senyawa organic sederhana dengan rumus

C3H5NO. dalam bentuk murni akrilamida berwujud padatan Kristal putih dan tidak berbau.

Pada suhu ruang akrilamida larut dalam air, etanol, dan kloroform. Akrilamida tidak

kompatibel dengan asam, basa, agen pengoksidasi, dan besi (dan garamnya). Dalam keadaan

normal akrilamida akan terdekomposisi menjadi ammonia tanpa pemanasan, atau menjadi

karbon dioksida, karbon monoksida, dan oksida nitrogen dengan pemanasan.

Akrilamida dapat membentuk rantai polimer panjang yang dikenal sebagai

poliakrilamida yang bersifat karsinogenik. Polimer ini dipakai sebagai pengental bila

bercampur dengan air. Dalam laboratorium poliakrilamida dipakai sebagai fase diam dalam

elektroforesis gel. Akrilamida dipakai pula dalam penanganan limbah cair, pembuatan kertas,

pengolahan biji besi, dan dalam pembuatan bahan pengepres. Beberapa akrilamida dipakai

dalam pembuatan zat warna atau untuk membentuk monomer lain.

Asam Akrilat

Asam akrilat adalah senyawa organik dengan rumus C3H4O2 yang dikenal dengan

nama lain acroleic acid, 2-propenoic, vinilformic acid, propene acid dan ethylenecarboxylic

acid. Asam ini merupakan asam karboksilat yang paling sederhana yang terdiri dari gugus

vinil terhubung langsung ke terminal asam karboksilat. Berupa cairan tak berwarna yang

memiliki bau tajam atau khas yang larut dalam air, alkohol, eter, dan kloroform.

Asam akrilat merupakan bahan kimia industri yang penting karena merupakan bahan

kimia inermediate yang banyak digunakan dalam proses-proses produksi pada industri dan

produk-produk konsumen.

Ada dua penggunaan utama untuk asam akrilat, yang pertama sebagai intermediate

bahan kimia dalam produksi ester akrilat dan resin. Ester akrilat meliputi etil akrilat, butil

akrilat, metil akrilat, dan 2-etilheksil akrilat. Mereka kemudian dipolimerisasi dan menjadi

bahan dalam formulasi cat, pelapis, tekstil, perekat, polis, dan plastik. Metil akrilat juga

digunakan dalam pembuatan vitamin B1. Pengunaan asam akrilat yang kedua sebagai sebuah

blok bangunan dalam produksi polimer asam poliakrilat, polimer-polimer ini merupakan jenis

cross-linked poliacrilat dan absorben dengan kemampuan untuk menyerap dan

mempertahankan lebih dari seratus kali berat asam poliakrilat. Asam poliakrilat digunakan

untuk popok, dan produk kesehatan feminim. Asam akrilat juga digunakan dalam pengolahan

air limbah pabrik.

Sifat Fisika

Bentuk : cair

Berat Molekul : 72,062

Warna : tak berwarna (jernih)

Densitas : 0,346 g/mL

Viskositas : 0,209 cP

Titik didih : 141 oC

Titik Beku : 13,5 oC

Temperatur kritis : 380 oC

Panas Penguapan (101,3 kpa) : 45,6 kJ/mol

Panas Pembakaran : 1376 kJ/mol

Panas Pelelehan : 11,1 kJ/mol

Kapasitas Panas : 0,5 kal/g oC

Kemurnian, min : 99,6 % berat

Impuritis, maks : air : 0,4 % berat

(PERRY, 1997)

Sifat Kimia

Senyawa alifatik tak jenuh yang paling sederhana

Pada suhu kamar berbentuk cair

(ULLMAN, 1985)

Reaksi Esterifikasi

Reaksi terjadi jika asam akrilat direaksikan dengan suatu alkohol membentuk ester akrilat

dan air

CH2=CHCOOH + ROH CH2=CHCOOR + H2O

Reaksi Adisi

Reaksi terjadi jika asam akrilat diadisi dengan halogen, hidrogen, dan hidrogen sianida

CH2=CHCOOH + H H2CXCHCOOH

(KIRK OTHMER, 1998)

Asam Klorida

Asam klorida adalah larutan akutik dari gas hidrogen klorida. Asam klorida

merupakan asam kuat yang harus diperhatikan penggunaanya secara tepat karena merupakan

cairan yang sangat korosif. Hidrogen klorida (HCl) adalah asam monoprotik, yang dapat

berdisosiasi melepaskan satu ion H+ hanya sekali. Dalam larutan asam klorida H+ ini

bergabung dengan molekul air membentuk ino hidronium H3O+. Ion lain yang terbentuk

adalah ion klorida (Cl-). Asam klorida oleh karenanya dapat digunakan untuk membuat garam

klorida, seperti natrium klorida. Asam klorida adalah asam kuar karena berdisosiasi penuh

dalam air dengan nilai Ka cukup besar. Ketika garam klorida seperti NaCl ditambahkan ke

larutan HCl tidak akan mengubah Ph larutan secara signifikan, hal ini mengindikasikan

bahwa Cl- adalah konjugat basa yang sangat lemah.

Dari tujuh asam mineral kuat dalam kimia, asam klorida merupak asam monoprotik

yang paling sulit menjalani reaksi redoks. Asam klorida merupakan asam yang paling tidak

berbahaya untuk ditangani dibandingkan dengan asam kuat lainnya. Walaupun asam, asam

klorida mengandung ion klorida yang tidak reaktif dan tidak beracun. Asam klorida dalam

konsentrasi menengah cukup stabil untuk disimpan dan terus mempertahankan

konsentasinya. Oleh karena alasan inilah, asam klorida merupakan reagen pengasam yang

sangat baik.

Asam klorida merupakan asam pilihan dalam titrasi untuk menentukan jumlah basa.

Asam yang lebih kuat akan memberikan hasil yang lebih baik oleh karena titik akhir yang

jelas asam klorida azeotrop (kira-kira 20,2%) dapat digunakan sebagai standar primer dalam

analisis kuantitatif, walaupun konsentrasinya bergantung pada tekanan atmosfer ketika

dibuat. Asam klorida pekat melarutkan banyak jenis logam dan menghasilkan logam klorida

dan gas hidrogen serta bereaksi dengan senyawa dasar semacam kalsium karbonat dan

tembaga (II) oksida, menghasilkan klorida terlarut yang dapat dianalisis.

Asam klorida sebagai campuran dua bahan antara HCl dan H2O mempunyai titik

didih-konstan azeotrop pada 20,2% HCl dan 108,6 °C (227 °F). Asam klorida memiliki

empat titik eutektik kristalisasi-konstan, berada di antara kristal HCl·H2O (68% HCl),

HCl·2H2O (51% HCl), HCl·3H2O (41% HCl), HCl·6H2O (25% HCl), dan es (0% HCl).

Terdapat pula titik eutektik metastabil pada 24,8% antara es dan kristalisasi dari HCl·3H2O.

Asam klorida diproduksi dalam bentuk larutan 38% HCl (pekat). Konsentrasi yang lebih

besar daripada 40% dimungkinkan secara kimiawi, namun laju penguapan sangatlah tinggi,

sehingga penyimpanan dan penanganannya harus dilakukan dalam suhu rendah. Konsentrasi

HCl yang paling optimal untuk pengantaran produk adalah 30% sampai dengan 34%.

Kandungan asam klorida pada kebanyakan cairan pembersih umumnya berkisar antara 10%

sampai dengan 12%.[3] Cairan pembersih tersebut harus diencerkan terlebih dahulu sebelum

digunakan.

Kegunaan HCL dalam kehidupan sehari-hari dalam skala industri dan skala rumah

tangga diantaranya adalah : Biasa digunakan pada industri logam untuk menghilangkan karat

atau kerak besi oksida dari besi atau baja, sebagai bahan baku pembuatan vinyl klorida, yaitu

monomer untuk pembuatan plastic polyvinyl chloride atau PVC. HCl merupakan bahan baku

pembuatan besi (III) klorida (FeCl3) dan polyaluminium chloride (PAC), yaitu bahan kimia

yang digunakan sebagai bahan baku koagulan dan flokulan. Koagulan dan flokulan

digunakan pada pengolahan air.  Asam klorida dimanfaatkan pula untuk mengatur pH

(keasaman) air limbah industri.  Asam klorida digunakan dalam proses regenerasi resin

penukar kation (cation exchange resin).  Di laboratorim, asam klorida biasa digunakan untuk

titrasi penentuan basa dalam sebuah larutan. Asam klorida berguna sebagai bahan pembuatan

cairan pembersih porselen. Asam klorida digunakan dalam proses produksi gelatin dan bahan

aditif pada makanan. Pada skala industri, HCL juga digunakan dalam proses pengolahan

kulit. Campuran asam klorida dan asam nitrat (HNO3) atau biasa disebut dengan aqua regia,

adalah campuran untuk melarutkan emas. Kegunaan lainnya adalah pada proses produksi

baterai, kembang api dan lampu blitz kamera. (gusti, 2012)

Sifat Fisika

Penampilan

Cairan tak berwarna samapi kuning

pucat

Densitas 1,18 g/cm3

titik lebur -27,32 oC (247 K)

titik didih 48 oC (383 K)

kelarutan dalam air Tercampur penuh

viskositas 1,9 mPa.s pada 25 oC larutan 31,5 %

Asetilena

Asetilena atau Asetilen adalah suatu hidrokarbon yang tergolong kepada alkuna.

Asetilena merupakan alkuna yang paling sederhana, karena hanya terdiri dari dua atom

karbon dan dua atom hidrogen. Dalam industri asetilena dibuat dari metana melalui

pembakaran tak sempurna. Dalam jumlah sedikit, asetilena dapat dibuat dari reaksi batu

karbid (kalsium karbida) dengan air. Asetelin, berasal dari kata acetylene dengan rumus

kimia C2H2. Gas ini memiliki kelebihan dibanding dengan gas bahan bakar lainnya,

diantaranya menghasilkan temperatur nyala api yang lebih tinggi, baik bila dicampur dengan

udara ataupun oksigen. Seperti disebutkan, gas Asetilen merupakan jenis gas yang paling

banyak digunakan sebagai bahan pencampuran dengan gas oksigen.

Tabel 2.3 Sifat-Sifat Fisik Asetilena

Berat Molekul 26,0373 gr/mol

Titik Didih (1 atm) -80.8 oC

Titik lebur -84 oC

Ambang ledakan 2.5-82%

Densitas 1.0967 kg/m3

Temperatur maksimum

pembakaran3300oC

Sifat Kimia Asetilena

Reaksi pirolisis asetilena dimulai pada temperatur 400 °C(673 K) (cukup

rendah untuk hidrokarbon). Hasil utamanya adalah dimer vinilasetilena

(C4H4) dan benzena. Pada temperatur diatas 900 °C(1173 K), hasil utama

reaksi adalah jelaga (karbon hitam).

Polimerasi asetilena dengan katalis Ziegler-Natta menghasilkan lapisan

poliasetilena. Poliasetilena, rantai molekul karbon dengan ikatan tunggal

dan ganda berselang-seling, merupakan semikonduktor organik yang

pertama sekali ditemukan; reaksi dengan iodin menghasilkan bahan yang

amat konduktif.

Menurut Walter Reppe asetilena dapat bereaksi pada tekanan tinggi

dengan katalis logam berat menghasilkan senyawa-senyawa yang penting

dalam industri.

Asetilena bereaksi dengan alkohol, hidrogen sianida, hidrogen klorida atau

asam karboksilat menghasilkan senyawa-senyawa vinil.

Dengan aldehida menghasilkan diol etunil.

Misalnya asetilena dan formaldehida menghasilkan 1,4-butunadiol sesuai

reaksi dibawah ini, yang digunakan dalam industri

Reaksi : HCCH + CH2O → CH2(OH)CCCH2OH

Karbon Monoksida

Karbon monoksida (CO) adalah gas yang tidak berwarna, tidak berbau, dan tak terasa.

Karbon monoksida terdiri dari satu atom karbon yang secara kovalen berikatan dengan satu

atom oksigen. Dalam ikatan ini, terdapat dua ikatan kovalen dan satu ikatan kovalen

koordinasi anatara atom karbon dan oksigen. Kebanyakan logam akan membentuk kompleks

koordinasi yang bersifat kovalen dengan karbon monoksida. Hanya logam yang mempunyai

keadaan oksidasi yang lebih rendah yang membentuk kompleks dengan ligan karbon

monoksida. Pada nikel karbonil (Ni(CO)4) terbentuk kombinasi langsung karbon monoksida

dan logam nikel pada temperatur ruangan. Nikel karbonil dapat mengurai kembali menjadi Ni

dan CO seketika bersentuhan dengan permukaan yang panas.

Metanol

Metanol merupakan senyawa hidrokarbon dengan gugus fungsi berupahidroksil (OH)

yang termasuk ke dalam golongan alkohol. Senyawa iniadalah bentuk alkohol yang paling

sederhana dengan rumus molekulCH3OH.Metanol juga dikenal sebagai metil alkohol, wood

alcohol atauspiritus. Metanol kadang juga disebut sebagai wood alcohol karena ia

dahulumerupakan produk samping dari distilasi kayu. Saat ini metanol dihasilkanmelului

proses multi tahap. Secara singkat, gas alam dan uap air dibakar dalam tungku untuk

membentuk gas hidrogen dan karbon monoksida;kemudian, gas hidrogen dan karbon

monoksida ini bereaksi dalam tekanantinggi dengan bantuan katalis untuk menghasilkan

metanol

Metanol dimanfaatkan baik sebagai produk antara maupun produk jadi.Sebagai

produk antara, metanol digunakan antara lain sebagai bahan pembuatsenyawa lainnya seperti

formaldehid, asam asetat, dan juga metil amina.Hampir 40% dari metanol yang diproduksi

biasanya dikonversi menjadiformaldehid dan dari formaldehid ini nantinya akan dihasilkan

berbagaimacam produk misalnya plastik, plywood , cat, peledak, dan tekstil. Sebagai produk

jadi, metanol digunakan antara lain sebagai pelarut terutama pelarutsenyawa organik, sebagai

zat antibeku pada sistem perpipaan, dan jugasebagai bahan bakar kendaraan serta digunakan

juga pada bidang pertanian

Sifat Fisika

Rumus empiris : CH3OH

Berat molekul : 32.04 gr/grmol

Berat jenis pada 20 oC : 0.7915 gr/mol

Berat jenis pada 25 oC : 0.7866 gr/mol

Titik Leleh : -97.8 oC

Titik didih pada 1 atm : 64.7 oC

Temperatur autoignition : 470 oC

Titik Nyala (closed cup) : 12 oC

Vapour Density : 1.11

Batas ledak diudara : 6.0 – 36.5 % vol in air

Suhu kritis : 240 oC

Temperatur kritis : 239,43oC

Tekanan Kritis : 78,5 atm

Panas Spesifik : 20-25 oC

(PERRY, 1997)

Sifat Kimia

- Pada suhu kamar berbentuk cair

- Tidak berwarna, mudah menguap dan mudah terbakar

- Berbau agak wangi

(ULLMAN, 1985)

Metanol adalah alkohol yang memiliki rantai karobon paling pendek. Metanol murni sangat

penting untuk sintesis kimia. Ada beberapa reaksi penting yang melibatkan metanol antara

lain :

- Reaksi Oksidasi

Reaksi oksidasi metanol dengan bantuan katalis K2Cr2O7, KMnO4, Na2Cr2O7menghasilkan

formaldehid

CH3OH + ½ O2 HCHO + H2O

- Reaksi Esterifikasi

Reaksi esterifikasi antara metanol dan asam format akan membentuk metil format

CH3OH + HCOOH HCOOCH3 + H2O

- Reaksi Subsitusi

Reaksi subsitusi antara metanol dan HCL dengan katalis ZnCl2 akan membentuk metil

klorida

CH3OH + H CH3Cl+ H2O

(KIRK OTHMER, 1998)

2.2 Bahan Pembantu Pembuatan Metil Akrilat

Asam Sulfat

Asam sulfat merupakan asam mineral (anorganik) yang kuat. Zat ini larut dalam air

pada semua perbandingan. Asam sulfat (H2SO4) merupakan cairan yang bersifat korosif,

tidak berwarna, tidak  berbau, sangat reaktif dan mampu melarutkan berbagai logam. Bahan

kimia ini dapat larut dengan air dengan segala perbandingan, mempunyai titik lebur 10,31 oC

dan titik didih pada 336,85 oC tergantung kepekatan serta pada temperatur 300 oC atau lebih

terdekomposisi menghasilkan sulfur trioksida.

Keberadaan Asam sulfat murni yang tidak diencerkan tidak dapat ditemukan secara

alami di bumi oleh karena sifatnya yang higroskopis.Walaupun demikian, asam sulfat

merupakan komponen utama hujan asam, yang terjadi karena oksidasi sulfur dioksida di

atmosfer dengan keberadaan air (oksidasi asam sulfit).Asam sulfat terbentuk secara alami

melalui oksidasi mineral sulfida, misalnya besi sulfida.Air yang dihasilkan dari oksidasi ini

sangat asam dan disebut sebagai air asam tambang. Air asam ini mampu melarutkan logam-

logam yang ada dalam bijih sulfida, yang akan menghasilkan uap berwarna cerah yang

beracun.

Asam sulfat diproduksi di atmosfer bagian atas Venus dari karbon dioksida, sulfur

dioksida, dan uap air secara fotokimia oleh cahaya matahari.Walaupun asam sulfat yang

mendekati 100% dapat dibuat, ia akan melepaskan SO3 pada titik didihnya dan menghasilkan

asam 98,3%. Asam sulfat 98% lebih stabil untuk disimpan, dan merupakan bentuk asam

sulfat yang paling umum.Asam sulfat 98% umumnya disebut sebagai asam sulfat pekat.

Terdapat berbagai  jenis konsentrasi asam sulfat yang digunakan untuk berbagai keperluan:

10%, asam sulfat encer untuk kegunaan laboratorium, 33,53%,asam baterai, 62,18%, asam

bilik atau asam pupuk, 73,61%, asam menara atau asam glover, dan 97%, asam pekat.

Terdapat juga asam sulfat dalam berbagai kemurnian. Mutu teknis H2SO4 tidaklah

murni dan seringkali berwarna, namun cocok untuk digunakan untuk membuat pupuk. Mutu

murni asam sulfat digunakan untuk membuat obat-obatan dan zat warna.Reaksi hidrasi asam

sulfat sangatlah eksotermik.Selalu tambahkan asam ke dalam air daripada air ke dalam asam.

Air memiliki massa jenis yang lebih rendah daripada asam sulfat dan cenderung mengapung

di atasnya, sehingga apabila air ditambahkan ke dalam asam sulfat pekat, ia akan dapat

mendidih dan bereaksi dengan keras. Reaksi yang terjadi adalah  pembentukan ion

hidronium:  

H2SO4 + H2O → H3O + HSO4-

HSO4- + H2O → H3O + SO4

2-

Asam sulfat merupakan komoditas kimia yang sangat penting, dan sebenarnya pula,

roduksi asam sulfat suatu negara merupakan indikator yang baik terhadap kekuatan industri

negara tersebut.Kegunaan utama (60% dari total produksi di seluruh dunia) asam sulfat

adalah dalam "metode basah" produksi asam fosfat, yang digunakan untuk membuat pupuk

fosfat dan juga trinatrium fosfat untuk deterjen. Di bidang industri, asam sulfat merupakan

produk kimia yang paling banyak dipakai, sehingga memperoleh julukan the lifeblood of

industry

. Asam sulfat penting sekali terutama dalam produksi: Pupuk, Kilang minyak, Serabut

buatan, Bahan kimia industry, Plastik, Pharmasi, Baterai, Bahan ledak, Semikonduktor,

Kertas dan pulp, Karet sintetis dan alami, Cat dan pigmen.

 Asam sulfat digunakan dalam jumlah yang besar oleh industri besi dan baja untuk

menghilangkan oksidasi, karat, dan kerak air sebelum dijual ke industri otomobil.Asam yang

telah digunakan sering kali didaur ulang dalam kilang regenerasi asam bekas (Spent Acid

Regeneration (SAR) plant). Kilang ini membakar asam bekas dengan gas alam, gas kilang,

bahan bakar minyak, ataupun sumber bahan bakar lainnya. Proses pembakaran ini akan

menghasilkan gas sulfur dioksida (SO2) dan sulfur trioksida (SO3) yang kemudian digunakan

untuk membuat asam sulfat yang "baru". Amonium sulfat, yang merupakan pupuk nitrogen

yang penting, umumnya diproduksi sebagai produk sampingan dari kilang pemroses kokas

untuk produksi besi dan baja. Mereaksikan amonia yang dihasilkan pada dekomposisi termal

batu bara dengan asam sulfat  bekas mengijinkan amonia dikristalkan keluar sebagai garam

(sering kali berwarna coklat karena kontaminasi besi) dan dijual kepada industri agrokimia.

Kegunaan asam sulfat lainnya yang penting adalah untuk pembuatan aluminium sulfat.

Alumunium sulfat dapat bereaksi dengan sejumlah kecil sabun pada serat pulp kertas untuk

menghasilkan aluminium karboksilat yang membantu mengentalkan serat pulp menjadi

permukaan kertas yang keras. Asam sulfat juga memiliki berbagai kegunaan di industri

kimia.Sebagai contoh, asam sulfat merupakan katalis asam yang umumnya digunakan untuk

mengubah sikloheksanonoksim menjadi kaprolaktam, yang digunakan untuk membuat

nilon.Ia juga digunakan untuk membuat asam klorida dari garam melalui proses

Mannheim.Banyak H2SO4 digunakan dalam pengilangan minyak bumi, contohnya sebagai

katalis untuk reaksi isobutana dengan isobutilena yang menghasilkan isooktana.

Sifat Fisika

Rumus Molekul : H2SO4

Berat Molekul : 98,08

Titik Didih : 340oC

Titik Lebur : 10,49 oC

Tekanan Kritis : 48, 8 atm

Densitas (30oC) : 1,843 g/cc

Viskositas : 4,9 cP

Spesifik grafiti : 1,84

(PERRY, 1997)

Sifat Kimia

- Korosi dan reaktif

- Tidak berwarna atau coklat tergantung pada kemurniannya

- Larut dalam air untuk semua perbandingan

(ULLMAN, 1985)

Cation Exchange

Natrium Hidroksida

Natrium hidroksida (NaOH) juga dikenal sebagai soda kaustik alkali

yang merupakan dasar logam kaustik. Natrium hidroksida murni adalah padatan

putih yang tersedia dalam bentuk pelet, serpih, butiran, dan larutan jenuh 50%.

Natrium hidroksida bersifat higroskopis dan mudah menyerap karbon dioksida

dari udara sehingga harus disimpan dalam wadah kedap udara. Natrium

hidroksida larut dalam air dengan pembebasan panas, selain larut dalam air

natrium hidroksida juga larut dalam metanol dan etanol tetapi tidak larut dalam

pelarut nonpolar. Sebuah larutan natrium hidroksida meninggalkan noda kuning

pada kain dan kertas.

Natrium hidroksida didominasi ion, mengandung ion kation Na+ dan

anion OH-. Natrium hidroksida bereaksi dengan asam protik untuk memberikan

air dan garam yang sesuai. Sebagai contoh dengan reaksi dengan asam klorida:

NaOH (aq) + HCl (aq) ----˃ NaCl (aq) + H2O (l)

Secara umum reaksi netralisasi tersebut diwakili oleh satu persamaan ionik

sederhana:

OH- (aq) + H+ (aq) ----˃H2O (l)

Natrium hidroksida ( NaOH ) banyak digunakan di banyak industri,

terutama sebagai kuat kimia dasar dalam pembuatan pulp dan kertas, tekstil, air

minum, sabun dan deterjen dan sebagai pembersih drain.

Natrium hidroksida adalah pokok dasar dalam industri kimia. Dalam

penggunaan massal natrium hidroksida yang paling sering ditangani sebagai air

solusi , karena solusi lebih murah dan lebih mudah ditangani. Ia digunakan

untuk mendorong reaksi kimia dan juga untuk netralisasi bahan asam. Hal ini

dapat digunakan juga sebagai agen penetralisir dalam pemurnian minyak bumi.

Hal ini juga digunakan untuk tugas yang berat dan pembersihan industri.

Sifat Fisika

Rumus Molekul : NaOH

Berat Molekul : 39,9971 g/mol

Penampilan : Zat padat putih

Densitas : 2,1 g/cm3

Titik lebur : 318 oC (591K)

Titik Didih : 1390 oC (1663K)

Kelarutan dalam air :111g/100 mL (20oC)

(PERRY, 1997)

Sifat Kimia

- Sangat larut dalam air (melepaskan panas ketika dilarutkan) dan tidak

larut dalam pelarut non polar

- Bersifat higrokopis

- Mudah terionisasi

- Dengan larutan natrium hidroksida dan asam klorida akan terbentuk

garam dan air dalam suasan netral.

(ULLMAN, 1985)

Nikel (II) Klorida

Nikel (II) klorida adalah garam anhidrat berwarna kuning, tetapi nikel (II) klorida

yang sering dijumpai berwarna hijau (NiCl2.6H2O). secara umum nikel (II) klorida

didapatkan dari sintesis kimia. Garam nikel ini bersifat karsinogenik dan higrokopis.

2.3 Produk

Metil Akrilat

Metil akrilat adlah salah satu bahan kimia yang digunakan sebagai bahan

baku bagi industri polimer (poliakrilat). Polimer ini digunakan cat (coating),

bahan perekat, dan binder untuk industri kulit, kertas, dan tekstil serta untuk

komponen kopolimer dari acrylic fiber.

Produk serta akrilat dan akrilat resin merupakan bahan yang relative baru

dibandingkan dengan bahan plastik dari polypropylene, polyetilene, PVC, dan

polystyrene. Serat akrilat termasuk bahan plastik yang lebih kuat dibandingkan

produk sebelumnya. Kelebihan produk akrilat resin antara lain tahan cuaca,

tembus cahaya, ketahanan elektriknya tinggi, tahan terhadap produk kimia,

sangat keras namun liat.Selain itu polimetil akrilat banyak juga digunakan

sebagai tinta cetak, pelapis, glazing untuk menimbulkan efek mengkilat, dan

banyak digunakan pada industry cat yang bermutu tinggi.

Hasil polimerisasi dari Metil akrilat ini bisa memiliki sifat fisis yang

bervariasi dengan mengontrol rasio monomer yang digunakan.Sifat dari hasil

polimerisasi pada umumnya mempunyai daya tahan tinggi terhadap bahan-

bahan kimia dan juga terhadap lingkungan, sangat jernih dan kuat.(JOHN

WILEY, 1990)

1.1.1 Sifat Fisika dan Kimia Metil Akrilat

Bentuk : cair

Rumus molekul : CH2 = CHCOOC2H5

Berat Molekul : 85,080

Warna : tak berwarna (jernih)

Kemurnian, % berat : min 97,5 %

Impuritas, % berat : air, maksimal 2,5 %

Densitas 25 oC : 0,945 mPa.s

Viskositas : 0,138 cP

Titik didih : 99,8oC

Panas Penguapan : 33,2 kJ/mol

Temperatur kritis : 263 oC

Tekanan Kritis : 3,67 mPa

Titik Beku : -76 oC

(PERRY, 1997)

2.4 Proses Pembuatan Metil Akrilat

Metil Akrilat secara komersial dapat dihasilkan melalui beberapa proses antara lain:

Pembuatan metil akrilat dari asetilena (Proses Reppe)

Proses Hidrolisis Akrilonitril

Proses Esterifikasi

a) Esterifikasi Lower Methyl Acrylate Process

b) Esterifikasi Higher Methyl Acrylate Process

Pembuatan metil akrilat dari asetilena (Proses Reppe)

Bahan baku yang digunakan Asetilena, Metanol, Karbon Monoksida, Asam

Klorida, dan Nikel Karbonil sebagai katalis. Asetilena direaksikan dengan Karbon

Monoksida dan senyawa hidroksil dalam suasana asam. Reaksi berlangsung pada

suhu 30 - 50 oC dan tekanan 1 – 2 atm dengan yield 80%.

Reaksi :

4C2H2 + 4CH3OH + Ni(CO)4 + 2HCL 4CH2=CHCOOCH3 + H2 + NiCl2

(MC. KETTA, 1977)

Di dalam kolom scrubber terjadi pertukaran gas, asam akrilat dan semua

bahan baku yang tidak bereaksi di reaktor kemudian digunakan kembali. Hasil

reaksi berupa cairan dialirkan ke kolom ekstraksi dan dicuci dengan larutan

garam Nikel Klorida untuk menghilangkan alkohol, garam-garam nikel yang ikut

bersama metil akrilat. Metil Akrilat dan impuritis lainnya yang tidak terekstraksi

keluar dari bagian atas ekstraktor kemudian dicuci dengan larutan sodium

karbonat untuk dinetralisasi selanjutnya dimurnikan di dalam kolom destilasi.

Produk metil akrilat yang dihasilkan mencapai kemurnian 80%.

Ni(CO)4

Proses Hidrolisis Akrilonitril

Akrilonitril, asam sulfat dan air diumpankan ke dalam reaktor berpengaduk

lalu proses hidrolisis terjadi pada suhu 102 oC. Larutan akrilamida dan asam sulfat

yang terbentuk dipindahkan ke reaktor esterifikasi kemudian larutan metanol

dimasukkan ke reaktor esterifikasi. Di reaktor esterifikas terjadi proses esterifikasi

antara akrilamida-asam sulfat dan metanol. Produk di ambil dari bagian atas

secara terus-menerus sedangkan dari bagian bawah adalah ammonium bisulfat.

Uap yang terbawa oleh metil akrilat seperti alkoksipropionate dan asam akrilik

dipisahkan dan di daur ulang di dalam menara fraksinasi. Produk metil akrilat

mencapai kemurnian 98 % dengan produk samping asam akrilat, akrilamida, metil

β-etoksipropionate dan ester.

Reaksi :

CH2=CN + H2O + H2SO4 CH2=CHCONH2.H2SO4

CH2=CHCONH2.H2SO4 + CH3O CH2=CHCOOCH3 + NH4HSO4

1.1.2 Proses Esterifikasi

Adapun reaksi esterifikasi adalah sebagai berikut :

CH2=CHCOOH + CH3OH CH2=CHCOOCH3OH + H2O

Ada dua cara pembuatan metil akrilat melalui proses esterifikasi yaitu :

a. Esterifikasi lower methyl acrylate process

b. Esterifikasi higher methyl acrylate process

(ULLMAN, 1985)

a. Esterifikasi Lower Methyl Acrylate Process

Asam akrilat dan metanol (10-30%) excess dimasukkan kedalam fixed

bed reaktor, dengan bahan isian kation exchange resin dan dioperasikan pada

temperatur 60 – 80 oC. Produk yang berupa campuran cairan ini dialirkan ke

kolom ester stripper, kemudian ester, air dan metanol yang tidak bereaksi

diambil kembali dari bagian bawah kolom light-end sebagai reflux. Produk

bawah dari kolom ester stripper yang mengandung asam akrilat yang tidak

bereaksi sebagian direcycle ke dalam reaktor dan sebagian lagi dimasukkan

ke bottom stripper. Produk bawah ester stripper yang dialirkan ke bottom

stripper sebagian dibuang sebagai limbah minyak hal ini untuk mencegah

meningkatnya akumulasi dari inhibitor, impuritis dan polimer yang akan

mengganggu jalannya reaksi dalam reaktor.(ULLMAN, 1985)

Sedangkan produk atas dari ester stripper yang merupakan campuran

ester dan alkohol yang bebas asam dialirkan ke dalam kolom esterifikasi

dimana alkohol diekstraksi dengan air yang dialirkan dari bagian atas kolom.

Rafinat yang keluar dari bagian atas kolom dialirkan ke light-end cut

column, lalu dari kolom ini air, asetat dan alkohol dipisahkan dari bagian

atas. Ekstrak yang keluar dari bawah kolom ekstraksi dialirkan kedalam

alkohol recovery column, untuk merecovery alkohol yang digunakan

kembali ke reaksi. Air yang keluar dari bawah kolom alkohol-recovery

sebagian dikembalikan ke kolom ekstraksi dan sisanya dibuang sebagai

limbah, yang sebelumnya diolah dahulu dengan proses biologi.(ULLMAN,

1985)

Ester mentah yang keluar dari bawah light-ends column dimasukkan

dalam kolom produk untuk mendapatkan metil akrilat dengan kemurnian

tinggi. Metil akrilat yang keluar dari bagian atas kolom produk mencapai

kemurnian 99,5%. Sedangkan yang keluar dari bawah kolom sebagian di

daur ulang ke bottom stripper dan sebagian lagi dialirkan ke tangki inhibitor.

(ULLMAN, 1985)

b. Esterifikasi Higher Methyl Acrylate Process

Proses esterifikasi terjadi di reaktor esterifikasi, reaksi yang terjadi

sebagai berikut :

CH3OH + C3H4O2 C4H5O2 + H2O

Kondisi reaksinya pada tekanan atmosfer, temperatur (80-95) oC,

waktu reaksi 18 menit, rasio molar metanol dan asam akrilat 1,0 : 1,1 .

Konversi asam akrilat dan alkohol masing-masing berkisar antara 95-96 %.

(ULLMAN, 1985)

Setelah proses esterifikasi selesai, produk yang keluar dari reaktor di

pindahkan ke dalam tangki netralizer, untuk menetralisasi asam sulfat

dengan NaOH. Reaksi yang terjadi sebagai berikut :

H2SO4 + 2NaOH 2Na2SO4 + 2H2O

Setelah terjadi penetralisasian terbentuk Na2SO4 yang kemudian akan

dipindahkan ke tangki settler. Pada tangki settler Na2SO4 akan keluarkan

(dibuang) pada bagian bawah sebagai limbah. Sedangkan ester mentahnya

dialirkan ke kolom destilasi-1 (D-01) untuk memisahkan antara metil akrilat

dengan asam akrilat dan metanol sisa reaksi, selanjutnya hasil bawah

distilasi-1 (D-01) diteruskan kedalam kolom destilasi-2 (D-02) untuk

mengambil asam akrilat sisa dan kemudian dikembalikan ke reaktor sebagai

recycle. Sedangan pada bagian atas kolom distilasi-2 (D-02) akan

dikeluarkan (dibuang) sebagai limbah. Air yang keluar dari bagian atas

distilasi-2 (D-02) dibuang sebagai limbah yang sebelumnya diolah secara

biologi dalam unit pengolahan limbah. Sedangkan atas dari distilasi-1 (D-

01) dialirkan ke kolom distilasi-3 (D-03). Ester mentah dan metanol yang

masih terbawa dipisahkan dalam distilasi-3 (D-03) dimana hasil atas berupa

metanol di daur ulang (recycle) ke reaktor dan digunakan kembali dalam

reaksi sedangkan metil akrilat sebagai produk utama keluar dari bawah

kolom dengan kemurnian produk mencapai 99,5% berat.(ULLMAN, 1985)

Pembuatan metil akrilat dengan proses ini lebih ekonomis, karena

excess alkohol yang digunakan lebih sedikit, dan inhibitornya dapat

digunakan kembali, sehingga akan menggunakan energi yang rendah dan

konsumsi inhibitor juga rendah. Yield asam akrilat dan metanol masing-

masing berkisar 95%-97%.(ULLMAN, 1985)

2.5 Pemilihan Proses

Dari empat proses pembuatan metil akrilat yang telah diuraikan dipilih proses HigH

Esterifikasi metil akrilat, pemilihan proses tersebut dikarenakan jika ditinjau dari kondisi

operasi yang terjadi proses esterifikasi dengan kondisi tinggi, memiliki beberapa kelebihan

dibandingkan dengan proses lainnya. Hal ini dapat dilihat dari :

1. Nilai konversi yang tinggi.

2. Katalisator yang digunakan lebih murah.

3. Bahan baku yang relatif murah.

4. Reaksi yang terjadi hanya satu tahapan proses.

5. Temperatur operasi tidak terlalu tinggi.

6. Serta kemurnian produk yang dihasilkan relatif paling besar.

7. Limbah yang dihasilkan adalah air.