Slide 1

PERANCANGAN REAKTORPEMBUATAN ALLYL CHLORIDEDARI PROPILEN DAN CHLORIN

Oleh :Lilis KistriyaniI 05070451Latar BelakangPerancangan pabrik allyl chloride ini bertujuan untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri yang semakin bertambahAllyl chloride banyak digunakan pada industri pembuatan epichlorohydrin yang digunakan sebagai dasar epoxy resins. Selain itu allyl chloride juga berperan dalam pembuatan gliserol sintetis. Bahan baku yang digunakan adalah propylene dan chlorine.

2Tinjauan Proses Secara Umum Allyl chloride dihasilkan dari proses chlorinasi propylene dengan bantuan katalis ferri chloride Gas chlorine berfungsi sebagai reaktan pembatasPada reaksi ini juga terbentuk 2-chloropropene dan dichloropropeneSelekivitas reaksi terbentuknya allyl chloride, 2-chloropropene, dan dichloropropene terhadap chlorine adalah 79,23%, 2,34%, dan 18,43%

3Kondisi OperasiReaksi pembentukan allyl chloride berlangsung dalam fase gasReaksi bersifat eksotermis sehingga memerlukan tambahan pendingin dan beroperasi pada kondisi non adiabatis non isothermalReaksi berlangsung pada tekanan 5 atm dan suhu 500 C - 534,15C. Pada suhu tersebut tidak terjadi reaksi pembentukan karbon yang tidak diinginkan dan katalis aktif secara baik

4Dasar ReaksiReaksi utama : C3H6 + Cl k1 C3H5Cl + HCl propylene chlorine allyl chlorideasam kloridaReaksi samping : C3H6 + Cl2k2 C3H5Cl + HClpropylene chlorine 2-chloropropene asam kloridaC3H6 + 2 Cl2 k3 C3H4Cl2 + 2 HCl propylene chlorine 2-chloropropene asam klorida

5Tinjauan KinetikaDitinjau dari segi kinetika, reaksi klorinasi propylene akan bertambah cepat dengan naiknya temperaturBerdasarkan persamaan Arhenius :k = A . e E/RTdimana :k = konstanta kecepatan reaksi A = faktor frekuensi tumbukanE = energi aktivasiR = konstanta gas ( 1,987 kal/mol K )T = temperatur operasi ( K )

6Harga konstanta kecepatan reaksi kimia diperoleh dari www.che.cemr.wvu.edu adalah sebagai berikut :k1= 8.0135e-01.T2.exp(-63200/R.T)k2= 4.5543e-06.T2.exp(-16000/R.T)k3= 5.2557e-06.T3.exp(-72100/R.T)

7Tinjauan TermodinamikaHarga enthalpy reaksi (Hor) diperoleh dari www.che.cemr.wvu.eduReaksi 1 : Hr1 (25C)= -112 kJ/mol propyleneReaksi 2 : Hr2 (25C) = -121 kJ/mol propyleneReaksi 3 : Hr3 (25C)= -222 kJ/mol propylene8Berdasarkan harga (Hor) di atas maka dapat disimpulkan bahwa reaksi pembentukan allyl chloride merupakan reaksi eksotermis (reaksi yang menghasilkan panas), sehingga diperhitungkan perlunya pendingin

9Reaktor

10Spesifikasi :Fungsi : Mereaksikan propylene dan chlorine menjadi Allyl chlorideBentuk : Reaktor Katalitik Fixed Bed MultitubeFase : GasTekanan : 5 atm.Suhu : 500 oC ( 773,15 K) 534,15oC (807,3 K)Katalis : FeCl3

11Algoritma Perhitungan

Input data :- kondisi umpan reaktor :FAo, FBo, FCo, FDo, FEo, FFo, RGodari perhit NM- spesifikasi katalisRHOBULK, EPS ,DP www.che.cemr.wvu.edu- sisi tubeODT, IDT, NT, PT, C, NPast tabel 10 Kern- sisi shellIDS, B, NPash tabel 9 Kern- kondisi pendinginCPP, VP, KP www.che.cemr.wvu.eduTPo ditentukan- data lainTr, RD, To, Xo, Po ditentukan12Menyusun PD SimultanZo = [0:0.01:10];Yo = [Xo TPo Po];[Z,Y] = ODE45('subroutine',Zo,Yo);X = 1Cetak hasilSubroutine :- menghitung mol masing-masing komponen- menghitung fraksi mol xmol(i) = Fi/FT- menghitung massa massa(i) = mol(i) * BMi- menghitung fraksi massa xmassa(i) = massa(i)/massa- menghitung kapasitas panas Cp = A + BT + CT2 + DT3

ABOKNOT OK13- menghitung panas reaksi- menghitung panas reaktor- menghitung panas pendingin- menghitung viskositas - menghitung konduktivitas - menghitung kecepatan reaksi - menghitung densitas - menghitung bilangan ReynoldRe = D.G / Persamaan PD simultan- dYdZ (1) = f(X,Z)- dYdZ (2) = f(TP,Z) - dYdZ (3) = f(P,Z)AB- menghitung hi - menghitung hio - menghitung ho - menghitung Uc - menghitung Ud 14Dari perhitungan di dapat spesifikasi sebagai berikut :KatalisatorBahan: FeCl3Bentuk: pelletUmur: 3-5 tahunDiameter: 3 mmPorositas: 0,5Densitas : 2000 kg/m3TubePanjang tube: 4,15 mIDT: 0,023368 mODT: 0,03175 mat: 4,2903.10-4 mJumlah: 1137 Susunan: triangular, dengan pitch 1,5625 inJumlah pass: 1Material: high alloy steel SA 167 grade 5

15ShellIDs: 1,524 mTebal shell: 0,5 inBaffle space: 0,381 mJumlah: 1Jumlah pass: 1Material: high alloy steel SA 167 grade 5PendinginBahan: Dowtherm A Suhu masuk: 623,15 KSuhu keluar: 669,126 K

16HeadBentuk: torisperical dished headTinggi: 0,34735 mTebal: 1 inVolume: 0,29971 m3 ReaktorTinggi: 4,8447 mVolume: 9,43238 m3

17

18

19

20

21