Sifat Fisis Phthalic Anhydride [PDF]

Citation preview

REAKTOR KIMIA LAPORAN EXPERT GROUP 3



Produksi Dibutilftalat dari Ftalat Anhidrida dan n-Butanol



Disusun Oleh : Chanda Febriyanti



(14521012)



Desi Setyowati Pratiwi



(14521027)



Shinta Ayu Laxmidara



(14521028) / KP



Putri Maharani



(14521049) / KP



Novia Citra Dewi



(14521068) / KP



JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI UNIVERSITAS ISLAM INDONESIA YOGYAKARTA 2017



PRODUKSI DIBUTILFTALAT DARI FTALAT ANHIDRIDA DAN n-BUTANOL Dibutyl phthalate diproduksi dari phthalic anhydride dan butanol melalui reaksi esterifikasi. Reaksi ini berlangsung dengan bantuan sebuah katalis, yaitu asam sulfat (H2SO4). Reaksi yang berlangsung di dalam sebuah reaktor Batch ini termasuk dalam fase cair dan waktu reaksi yang digunakan sangat singkat, sehingga kemungkinan terjadinya reaksi samping sangat kecil. Reaksi pembentukan produk di atas adalah sebagai berikut : C6H4(CO)2 + 2C4H9OH



C6H4(COOC4H9) + H2O



Reaksi esterifikasi merupakan reaksi pembentukan ester antara gugus



asam



karboksilat dan gugus alkohol. Phthalic anhydride berperan sebagai gugus asam dan butanol sebagai gugus alkohol, pembentukan dibutyl phthalate adalah reaksi orde 2 terhadap monoester. Esterifikasi dipengaruhi oleh beberapa faktor diantaranya yaitu struktur molekul dari alkohol, suhu proses dan konsentrasi katalis maupun reaktan. Proses esterifikasi berlangsung dibawah tekanan pada suhu 200-250°C. 



Persamaan Reaksi :



phthalic anhydride



Monobutyl Phthalate



Butanol



Butanol



Monobutyl Phthalate



dibutyl Phthalate + air ( Berman,1948 )



Berikut ini adalah persamaan empiris dalam menentukan harga konstanta laju reaksi (k) :



Dimana: o o o o 



kT C B/M T



: Konstana laju reaksi dengan katalis (m3 /.kmol jam) :Prosen berat katalis dalam umpan (%) : Rasio mol Butanol dan MBP : Temperatur



Panas Reaksi : Reaksi esterifikasi merupakan reaksi yang bersifat reversibel dan berjalan lambat. Sedangkan reaksi esterifikasi yang terjadi pada proses pembuatan dibutyl phthalate merupakan reaksi eksotermis atau menghasilkan panas yang ditandai dengan harga panas reaksi pembentukan bernilai negatif (ΔHf = negatif ). ∆H =0.004994 Lw



E =2.105 Lw



Keterangan :







ΔH



: panas reaksi



E



: energi aktivasi



Lw



: panas latent



Sifat Fisis Bahan, Katalis dan Produk a. Bahan Baku : Phthalic Anhydride (C6H4(CO)2O) Berat Molekul



: 148.12



Penampilan



: Kristal putih



Fase



: Padat



Titik didih



: 284.6˚C (1 atm)



Titik leleh



: 131˚C



Densitas



: 1.527 gr/cm3



Kemurnian



: 99.65% berat (0.38% air)



Viskositas



: 109 Cp



Temperature kritis (˚C)



: 517,85



Tekanan Kritis (kPa)



: 4.720



n-Butanol (C4H10O) Berat Molekul



: 74.123



Warna



: Tak berwarna dan kental



Fasa



: Cair



Titik didih



: 117.7˚C (pada 1 atm)



Titik beku



: -88.0˚C (pada 1 atm)



Titik leleh



: -89.9˚C (pada1 atm)



Densitas



: 0.81 g/cm3



Viskositas



: 2.54 Cp (20˚C)



Temperatur Kritis



: 289.8˚C (1 atm)



Specific heat



: 0.82 cal g ˚C



b. Produk Dibutyl Phthalate (C16H22O4) Berat Molekul



: 278.348



Warna



: Tak berwarna



Fasa



: Cair



Titik Didih



: 340˚C



Titik leleh



: -25˚C (pada 1 atm)



Temperatur Kritis



: 508˚C



Tekanan Kritis



: 17.27 atm



Densitas



: 1.0048 g/cc



Viskositas



: 20.3 Cp (20˚C)



Kemurnian



: 99% berat



c. Katalis Asam Sulfat (H2SO4) Berat Molekul Penampilan Fasa



: 98.08 g/mol : Tak Berwarna dan berbau : Cair



Titik Didih Titik Leleh Densitas Viskositas Spesific grafity 



: 337˚C (1 atm) : 10.49˚C (1 atm) : 1.84 g/cm3 : 26.7 cP (20˚C) : 1.834



Uraian Singkat Proses Produksi Dibutylphthalate Pembuatan dibutyl phthalate dari phthalic anhydride sejauh literature yang ada hanya ada satu proses yaitu proses Esterifikasi. Dibutyl phthalate diproduksi dengan mereaksikan antara phthalic anhydride dan Butanol ke dalam reaktor. Asam Sulfat ditambahkan sebagai katalis. Pada reactor dilengkapi dengan pengaduk dan coil sebagai pemanas. Reaktor dipanaskan sampai temperatur 150–200˚C yang mana air (40%) dan butanol (60%) dapat didistilasi pada Temperature Column kira-kira pada suhu 113,95˚C. kemudian distilate (hasil atas) didinginkan dan dipisahkan dengan proses Ditilasi. Butanol dikembalikan ke dalam kolom dan air digunakan kembali atau dibuang. Dalam keadaan optimum air akan dikeluarkan dari reaktor dan Dibutyl phthalate dipindahkan pada kolom destilasi. Beberapa senyawa pengotor yang volatil akan dipindahkan dalam keadaan uap yang akan dikondensasikan, kemudian akan diperoleh dibutyl phthalate dengan kemurnian 99% (Keyes,1975).







Perancangan Reaktor Desain Reaktor : Kondisi Operasi : Isothermal



DAFTAR PUSTAKA



Berman, S., Melnychuk, A.A., and Othmer, D.F. 1948.“Dibutyl Phthalate: Reaction Rate of Catalitic Esterification”. J. Industrial and Engineering Chemistry. Vol 40, no 7 13121319. Perry, R.H., and Green, D.W., 2008, “Perry’s Chemical Engineers Hand Book“, 8th. ed. Mc. Graw Hill Co., International Student edition, Kogakusha, Tokyo. ScienceLab, "Material Safety Data Sheet MSDS", ScienceLab, 2013.