© Manufacture of Mono Ethanol Amin from Ethylene Oxide and Amonia

Monoethanolamine (MEA; 2-aminoethanol), diethanolamine (DEA; 2,2¢-iminodiethanol), dan triethanolamine (TEA; 2,2¢,2¢¢-nitrilotriethanol) dapat dianggap sebagai turunan dari amonia di mana satu, dua, atau tiga atom hidrogen telah digantikan oleh sebuah kelompok CH₂CH₂OH..

Ethanolamines dibuat pada tahun 1860 oleh Wurtz dari ethylene chlorohydrin  dan larutan amonia. Pada akhir abad ke-19 campuran etanolamin kemudian dipisahkan ke komponen mono-, di- , dan trietanolamin nya, ini dilakukan dengan distilasi fraksional .

Ethanolamines tidak tersedia secara komersial sebelum 1930-an, kemudian berkembang sebagai intermediate yang penting setelah tahun 1945 karena adanya produksi skala besar dari etielen oksida.  Sejak pertengahan 1970-an, telah memungkinkan untuk produksi trietanolamin sangat murni, tidak berwarna dalam industry. Semua ethanolamines sekarang dapat diperoleh secara ekonomis dalam bentuk yang sangat murni.

Penggunaan yang paling penting dari ethanolamines berada dalam produksi pengemulsi, bahan baku deterjen, dan bahan kimia tekstil, dalam proses pemurnian gas, produksi semen sebagai bahan tambahan penggilingan , dan sebagai blok bangunan untuk bahan kimia pertanian. Monoethanolamine merupakan bahan baku penting untuk produksi etilendiamin dan ethylenimine.

REAKSI KIMIA

Reaksi pembentukan monoetanolamin menggunakan proses amonolisis yaitu proses pembentukan senyawa amina dengan mereaksikan suatu zat organik dengan ammonia. Reaksi ini berjalan lambat dan dapat dipercepat dengan menggunakan air, jika menggunakan proses unhydrous, maka dapat digunakan macam-macam katalisator seperti ion-exchange resin, acidic inorganic clays atau zeolit.

Persamaan reaksi amonolisis dapat digambarkan sbb:

 (CH₂CH₂)O   +   NH₃                        ===>      CH₂OHCH₂NH₂

   etilen oxide                                                           (MEA)

 (CH₂CH₂)O   +   CH₂OHCH₂NH₂     ===>      (CH₂OHCH₂) ₂NH

                                                                               (DEA)

(CH₂CH₂)O   +   (CH₂OHCH₂) ₂NH   ===>      (CH₂OHCH₂) ₃N

                                                                               (TEA)

Proses amonolisis dengan menggunakan reactor alir pipa multitubular dengan pendingin air. Reaksi dijalankan pada kondisi tekanan 25 atm dan suhu 50-120°C. Reaksi berlangsung secara eksotermis dengan konversi etilene oksida sekitar 95%. Dengan konversi total etilene oksida 95%, maka akan diperoleh MEA sekitar 75% massa dari keseluruhan hasil amonolisis. Panas yang terjadi diambil oleh air pendingin yang mengalir di sisi shell di reactor.

URAIAN PROSES

Ethylene oksida cair dari tangki bahan baku dipompa sehingga tekanannya naik menjadi 25 atm kemudian dipanaskan di heater sehingga suhu naik menjadi 50°C. Pada saat yang sama amonia cair dari tangki bahan baku dipompa sehingga tekanannya naik menjadi 25 atm kemudian dipanaskan di heater maka suhu naik menjadi 50°C. Arus recycle yang berasal dari flash drum dan striper dicampur dengan ammonia umpan segar kemudian diumpankan ke dalam reactor untuk direaksikan dengan ethylene oksida.

Di dalam reactor alir pipa multitubular terjadi reaksi seri-paralel yang menghasilkan mono, di, dan triethanolamin dengan konversi ethylene oksida bisa mencapai 99%. Reaksi bersifat eksotermis sehingga diperlukan air pendingin untuk menjaga suhu reaksi tetap terkontrol.

Hasil reaksi diturunkan tekanannya di flash drum dari 25 atm menjadi 1 atm sehingga ammonia dan etilen oksida sisa sebagian menguap dari cairan lainnya. Hasil cair dari FD kemudian diumpankan ke dalam menara Striper untuk memisahkan sisa ammonia, etilen oksida dan air sehingga akan diperoleh hasil bawah striper adalah senyawa yang mengandung sebagian besar MEA, DEA dan TEA.

Campuran senyawa MEA, DEA dan TEA kemudian dipisahkan di menara distilasi-01 untuk memisahkan MEA sehingga diperoleh sebagai hasil atas dengan kemurnian 99.5% dan hasil bawah yang terdiri dari senyawa DEA dan TEA diumpankan ke dalam menara distilasi-02.

Di dalam menara distilasi-02, DEA dipisahkan sebagai hasil atas dan diperoleh dengan kemurnian 99% dan TEA diperoleh sebagai hasil bawah dengan kemurnian 99%. Masing-masing produk ditampung ke dalam tangki penyimpan.

DIAGRAM ALIR

DATA UNTUK REAKTOR

Jenis : Reaktor Alir Pipa Multitubular

☻Kondisi operasi
Suhu	: 50-120°C
Tekanan	: 25 atm
Sifat reaksi	: eksotermis
Kondisi proses	: non adiabatis–isothermal
	dengan pendinginan air di reaktor

  ☻ Kinetika reaksi

     
Persamaan kecepatan reaksi :       

rA	= k. CACB
k	= 1.7165 . 1012 e-( - 75790 / R.  T) )  cm3/mol.det
rA	= kecepatan reaksi, kmol/m3.j
CA	= konsentrasi etilen oksida, kmol/m3
CB	= konsentrasi amonia, kmol/m3

Data US Patent untuk pembuatan alkanolamine adalah United States Patent No 4845296,  4 Juli 1989 dengan label Process for preparing alkanolamines.

Download United States Patent 4845296