makalah industri petrokimia “butadiena” .makalah industri petrokimia ... pupuk, berbagai jenis...

Download MAKALAH INDUSTRI PETROKIMIA “BUTADIENA” .MAKALAH INDUSTRI PETROKIMIA ... pupuk, berbagai jenis obat dan vitamin. Sementara itu, yang dimaksud industri petrokimia adalah industri

Post on 02-Feb-2018

309 views

Category:

Documents

22 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

  • MAKALAH INDUSTRI PETROKIMIA

    BUTADIENA

    Oleh:Rifky Parhana Putra (1512020)

    Program Studi Teknologi Kimia Industri

    Sekolah Tinggi Manajemen Industri

    2014

    Butadiena 0

  • KATA PENGANTAR

    Puji dan syukur saya panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, berkat rahmat dan

    karunia-Nya saya dapat menyelesaikan makalah saya yang berjudul Butadiena.

    Dalam makalah ini saya menjelaskan mengenai pengertian secara umum. Adapun tujuan

    menulis makalah ini yang utama untuk memenuhi tugas dari dosen yang membimbing

    kami dalam mata kuliah SATUAN PROSES II. Di sisi lain,saya menulis makalah ini

    untuk mengetahui lebih rinci mengenai Butadiena.

    Saya menyadari makalah ini masih jauh dari kesempurnaan. Oleh sebab itu, diharapkan

    kritik dan saran pembaca demi kesempurnaan makalah saya untuk ke depannya. Mudah-

    mudahan makalah ini bermanfaat bagi kita semua terutama bagi mahasiswa-

    mahasiswa yang mengikuti mata kuliah Satuan Proses II.

    Jakarta, Juli 2014

    Butadiena 1

  • BAB I

    PENDAHULUAN

    Bahan-bahan atau produk yang terbuat dari bahan dasarnya minyak dan gas bumi

    disebut petrokimia. Bahan-bahan petrokimia dapat digolongkan: plastik, serat sintetik,

    karet sintetik, pestisida, detergen, pelarut, pupuk, berbagai jenis obat dan vitamin. Sementara itu, yang dimaksud industri petrokimia adalah industri yang

    berhubungan dengan minyak bumi yang mengkaitkan suatu produk-produk industri

    minyak bumi yang tersedia, dengan kebutuhan masyarakat akan bahan kimia atau bahan

    konsumsi dalam kehidupan sehari-hari.

    Olefin merupakan bahan dasar petrokimia paling utama. Produksi olefin di

    seluruh dunia mencapai miliaran kg per tahun. Di antara olefin yang terpenting (paling

    banyak diproduksi) adalah etilena (etena), propilena (propena), butilena (butena), dan

    butadiena.

    Olefin pada umumnya dibuat dari etena, propana, nafta, atau minyak gas ( gas-

    oil) melalui proses perengkahan (cracking). Etana dan propana dapat berasal dari gas

    bumi atau dari fraksi minyak bumi; nafta berasal dari fraksi minyak bumi dengan molekul

    C-6 hingga C-10 ; sedangkan gas oil berasal dari fraksi minyak bumi dengan molekul

    dari C- 10 hingga C 30 atau C-40.

    Butadiena (bp1.013 = -4.413 oC, d420 = 0.6211 )(1) merupakan sebuah produk utama

    petrokimia. Proses awal dari industri butadiena dimulai dengan asetilen dan formaldehid

    atau diproduksi dari asetaldehid atau dengan cara dehidrogenasi dari etanol.

    Proses produksi saat ini menggunakan bahan mentah petroleum. Di Eropa dan

    Jepang, butadiena diperoleh hanya dari ekstraksi pemecahan panas C4 cuts. Di US,

    butadiena diproduksi secara dehidrogenasi dari butana dan khususnya butana yang

    mengandung C4 cuts dari pemecahan katalis.

    Butadiena 2

  • BAB II

    PEMBAHASAN

    2.1 Dehidrogenasi Katalitik dari Butena

    A. Kondisi Operasi

    Butena sering dijumpai dalam pencampuran (25-45 %) C4 cuts yang mengandung

    n-butena, isobutena, n-butana dan isobutana. Untuk mencapai sebuah pengembalian

    operasi dehidrogenasi, konsentrasi n-butena dari umpan fraksi C4 harus lebih kecil dari

    70% dan yang diinginkan adalah 80-95 %. Hal ini karena, konversi dari butena menjadi

    butadiena hanya sebagian dari masing- masing katalis, bagian yang tidak terkonversi

    harus didaur ulang lagi. Oleh karena itu hidrokarbon C4 lainnya harus dikeluarkan

    sepenuhnya, untuk menghindari kekurangan jumlah dari butena yang tidak terkonversi

    pada tahap pembersihan. Praperlakuan terhadap umpan berhubungan dengan konsentrasi.

    Dehidrogenasi terjadi sesuai dengan reaksi berikut :

    Konversi ini setimbang pada reaksi endoternik dan eksotermik. Pembentukan

    butadiena yang berkualitas tinggi yaitu pada tekanan dan temperatur yang rendah.

    Dalam prakteknya, operasi proses industri dalam katalis, dibawah 600oC dengan

    produksi panas yang tidak terbatas, efek ini diubah menjadi tekanan parsial dari

    hidrokarbon dan juga memperlambat pembentukan kokas. Pembentukan kokas ini

    bergantung pada luas permukaan, proses tersebut harus di operasi ulang dimana

    frekuensinya seimbang dengan jumlah pemasukan kokas. Pada tabel 6.1 memberikan

    sebagian ciri khas dari kondisi operasi dan hasil yang diperoleh dari beberapa katalis.

    Butadiena 3

  • Tabel 6.1. Penyelesaian yang dicapai dari katalis yang berbeda pada dehidrogenasi

    dari butena.

    CatalystShell 105

    Fe2O3/Cr2O3

    Shell 205

    Fe2o3/Cr2O3

    Dow B Ni And

    Ca Phosphate

    Phillips 1490

    Fe2O3/BauxiteTemperature (oC) 620 680 620 680 600 680 620 680Pressure (106 Pa abs) - 0.15 0.18 0.16 0.20 0.15 0.18Steam butenes (mol/mol) 10 18/1 8/1 20/1 10 12/1Space velocity (VHSV) - 500 125 175 300 - 400%Conversion per pass 20 30 26 28 Up to 45 27 33%Butadiene selectivity 80 70 75 73 90 76 69Regeneretion and Freq. 1h 7 days 1 24h 15 30 min None

    B. Proses

    Hidrogenasi dari butena menunjukkan panas yang pada mulanya dihasilkan dari

    Esso. Shell dan Phillips. Sesuai dengan prinsip tipe operasi ini, terlebih dahulu umpan

    dipanaskan dengan mencampurkannya dengan superheated steam dan kemudian

    mengirimnya ke reaktor adiabatik, pada bagian dasarnya mengandung katalis dengan

    ketebalan 80-90 cm. Temperatur awalnya 620oC, akan meningkat sejalan dengan

    berkurangnya aktivitas katalis. Akhirnya diperbaharui oleh pengolahan panas secara

    sederhana. Tekanan reaksi adalah 0,1-0,2 . 106 Pa abs dan sampai 0,5. 106 Pa abs sampai

    pembaharuan selesai.

    Aliran keluar reaktor didinginkan oleh pemasukan air dan kemudian dilanjutkan

    ke seluruh rangkaian dari heat exchangers untuk menghasilkan panas. Hasil ini kemudian

    didinginkan lagi oleh pemasukan air yang kedua atau oleh hidrokarbon berat. Larutan

    yang kental dipisahkan dan gas dikompres kemudian dikirim ke rangkaian sederhana

    yaitu tempat terjadinya distilasi untuk menghilangkan hidrokarbon ringan, hidrogen dan

    karbondioksida, untuk mengekstrak dan memurnikan butadiena dan untuk mendaur ulang

    butena yang tidak terkonversi.

    Butadiena 4

  • 2.2 Dehidrogenasi Katalitik dari n-Butana

    A. Kondisi Operasi

    Proses tersebut terjadi sesuai dengan reaksi berikut :

    Konversi endotermik dan eksotermik adalah seimbang. Pada suhu 600oC dan

    tekanan atmosfer, konversi yang pertama mencapai 57,7 % dan yang kedua 15,9 %. Pada

    10 kPa abs dan temperatur yang sama, konversi yang dicapai adalah 45,4 %.

    Katalis dehidrogenasi harus cukup aktif agar memberikan waktu yang relatif

    singkat dan pemakaian temperatur yang rendah, untuk mengurangi reaksi pemecahan

    panas. Karbon dihilangkan dengan pemanasan pada suatu tempat yang mengandung

    oksigen. Dalam arti bahwa katalis harus mempunyai panas yang stabil untuk menghindari

    penghentian proses selama terjadi oksidasi. Katalis yang baik digunakan adalah alumina

    Butadiena 5

  • dan chromium oxide, tapi katalis ini tidak bisa dipakai dalam keadaan panas. Operasi

    diatur pada temperatur antara 550 sampai 700oC dan tekanan dibawah 0,1. 106 Pa abs.

    B. Proses

    1. OUP process.

    Industri pertama untuk dehidrogenasi butana menjadi butena telah dibangun oleh

    OUP (Universal Oil Products) dari ICI ( Industrial Chemical Industries ) terdapat di

    billingham (United Kingkom) pada tahun 1939/1940. UOP proses menggunakan

    multitube reaktor yang dioperasikan dengan katalis Cromium Oxide / Aluminium, pada

    suhu 5700C dan tekanan 0,8 x 106 Pa abs pada saat pemasukan, dengan pressure drop

    0,5x106 Pa abs di dalam pipa-pipa (panjang 5 m dan diameter 7,5 cm). Konversinya

    22,5% dengan selektivitas molar 80-90 %.

    Versi modern dari teknologi ini, disebut Oleflex, yang mengkombinasikan unit

    olex untuk separasi olefin pada saringan molekular telah digunakan untuk pabrik-pabrik

    besar dari n-butena.

    2. Philips process

    Variabel proses ini berisi beberapa langkah yaitu :

    a) Dehidrogenasi n-butana menjadi butena.

    b) Separasi butena, butana tidak dirubah dari produk-produk lain dari fraksi dan

    distilasi ekstraksi dengan menggunakan larutan berair dari furfural, dan

    kemudian mendaur ulang n-butana.

    c) Dehidrogenasi dari butena menjadi butadiena.

    d) Separasi dan pemurnian butadiena dengan distilasi ekstraksi dengan furfural

    dan kemudian mendaur ulang butena.

    Butana adalah dehidrogenasi isotermal dalam multitube reaktor, dengan panjang

    pipa 3,5 m dan diameter 5 cm. Kondisi operasinya adalah sebagai berikut:

    o Temperatur : 565-5900Co Tekanan : 0,1-0,2x106Pa obsoluto Space velocyity : 700/jamo Konversi : 30%o Selektivitas molar : 80%

    Butadiena 6

  • Pertama stok umpan yang terdiri dari 98% n-C4 dikeringkan. Proses berjalan dan

    reaktor-reaktor dioperasikan selama 1 jam untuk dehidrogenasi dan 1 jam untuk

    regenerasi. Regenerasi menggunakan 0,7 x 106 Pa abs dengan gas terdiri dari 2-3%

    oksigen.

    Pada saat ini butana dapat didehidrogenasi dengan cara baru yang disebut dengan

    Star proses. Telah disebutkan dalam dehidrogenasi propana dan juga dalam pabrik

    isobutena.

    3. Houdry (Air Products) catadiene process (fig 6.2)

    Proses ini telah banyak digunakan untuk memproduksi butadiena dari

    dehidrogenasi