© Manufacture of Ethylene Dibromide from Ethylene and Bromine

Ethylene dibromide, 1,2-dibromoethane, BrCH₂CH₂Br, dibuat dengan menambahan bromine ke ethylene tanpa katalisator. Pasar terbesar untuk ethylene dibromide adalah dalam bensin. Ini bertindak sebagai pengambil alkyls timbal dan mencegah penumpukan timah oksida dalam mesin mobil. Penggunaan ini, berjumlah sekitar 35-40% dari konsumsi bromin Amerika Serikat pada tahun 1981, telah menurun sejak tahun 1974 untuk mengurangi jumlah timbal di atmosfer. Produksi kontinyu mobil dengan non-timbal dan kebijakan konservasi akan lebih dari mungkin mengakibatkan penurunan lebih lanjut.

Aplikasi besar yang lainnya untuk ethylene dibromide adalah untuk fumigasi tanah dan ruang, dan fumigasi pasca panen buah. Itu digunakan sebagai pengganti DBCP (1,2-dibromo-3-chloropropane), BrCH₂CHBrCH₂Cl, yang dilarang oleh EPA (Environmental Protection Agency) pada akhir tahun 1970 karena paparan tempat kerja menyebabkan azoospermia; Itu diterapkan untuk mengendalikan hama, seperti nematoda tanah, tikus, dan sebagian besar spesies serangga. Pada akhir tahun 1983 EPA mengambil tindakan darurat untuk membatalkan pendaftaran pestisida untuk formulasi ethylene dibromide yang digunakan di sebagian besar aplikasi fumigasi tanah di Amerika Serikat karena pencemaran air tanah. Beberapa menggunakan fumigasi kecil diizinkan untuk melanjutkan, tetapi volume dominan etilen dibromide digunakan dalam fumigasi tanah akan berhenti.

Jumlah yang lebih kecil dari etilena dibromide digunakan sebagai reaksi antara dalam pembuatan bahan kimia lainnya, seperti monomer reaktif tahan api, vinyl bromide.. Sejumlah kecil digunakan sebagai pelarut high density yang tidak mudah terbakar dalam berbagai aplikasi.

REAKSI KIMIA

Reaksi brominasi ethylene selain membentuk senyawa ethylene dbromide juga membentuk produk samping tribromo ethane (TBE) dan juga asam bromida. Reaksi dijalankan di dalam Reaktor Gelembung, dimana umpan ethylene dalam fase gas dan bromine umpan dalam fase cair. Di dalam reactor sendiri sudah ada larutan ethylene dibromide (EDB) yang terbentuk oleh reaksi sehingga reaksi selanjutnya berjalan baik.

Reaksi fase gas:

C₂H₄    +       Brl₂   ===>  C₂H₄Br₂

C₂H₄    +    2 Br₂   ===>  C₂H₃Br₃   +    HBr

Konversi total ethylene bisa mencapai 99.5% dimana sebagian membentuk produk samping tribromoetane. Kondisi operasi di reactor dipertahankan 85°C dan tekanan 4 atm. Reaksi bersifat eksotermis sehingga diperlukan pendinginan dengan air untuk menjaga suhu reaksi tetap 85°C. Umpan bromine dibuat berlebih dibandingkan ethylene, dan sisa bromine tidak bereaksi bisa direcycle.

URAIAN PROSES

Umpan segar Bromine dipompa dari tangki penyimpan untuk dicampur dengan Bromine dari arus recycle hasil atas Menara Distilasi-01 yang kemudian didiumpankan ke dalam Reaktor gelembung. Pada saat yang sama gas chlorine diumpankan ke dalam Reaktor dari sisi bawah melalui sparger sehingga membentuk gelembung gas melalui cairan dan bereaksi dengan bromine.membentuk EDB.

Reaksi bersifat eksotermis sehingga untuk menjaga suhu reaksi sekitar 85°C dilakukan pendinginan dengan mengalirkan air pendingin ke dalam coil di Reaktor.  Sisa gas ethylene akan keluar melalui sisi atas Reaktor dengan membawa zat-zat yang titik didihnya rendah termasuk HBr dan sebagian uap zat lain. Gas ini kemudian diumpankan ke dalam menara absorber. Hasil reaksi yang keluar dari bagian bawah Reaktor kemudian  dipanaskan di HE-01 sebelum diumpankan ke dalam Menara Distilasi 01.

Gas HBr yang diumpankan ke dalam Absorber kemudian diserap oleh air sehingga diperoleh larutan asam bromide 35% dan kemudian ditampung di tangki penyimpan.

Hasil bawah Reaktor yang terdiri atas senyawa Br₂, EDB dan TBE kemudian dipisahkan di Menara Distilasi 01 untuk memisahkan bromine sehingga diperoleh sebagai hasil atas yang kemudian direcycle ke dalam Reaktor. Hasil bawah yang berupa EDB dan TBE kemudian diumpankan ke dalam Menara distilasi-02. Kondisi operasi MD-01 dengan tekanan atmosferis dengan range suhu atas–bawah sebesar 70-140°C.

Di dalam Menara Distilasi-02 diperoleh EDB sebagai hasil atas dengan kemurnian 99,5% dan ditampung di dalam tangki produk. Hasil bawah yang berupa senyawa TBE dengan kemurnian 95% kemudian ditampung di tangki produk. Tekanan operasi di MD,  adalah tekanan atmosferis dengan range suhu atas–bawah sebesar 135-200°C.

DIAGRAM ALIR PROSES

DATA UNTUK REAKTOR

Jenis : Reaktor Gelembung

☻Kondisi operasi
Suhu	: 85°C
Tekanan	: 4 atm
Sifat reaksi	: eksotermis
Kondisi proses	: isotermal - non adiabatis
Pendingin	: air yang dialirkan melalui coil pendingin

  ☻ Kinetika reaksi

  Berdasarkan:United States Patent No. 2.746.999,  22 Maret 1956

  Persamaan kecepatan reaksi:      

             

dengan :

r_V    = kecepatan reaksi            , kmol/m³.j                                                            

C_Ag = konsentrasi C₂H₄          , kmol/m³

C_Bl  = konsentrasi Br₂               , kmol/m³

Patent untuk pembuatan etylene dibromide dari etylene dan bromine secara langsung adalah United States Patent No. 2.746.999,  22 Maret 1956 dengan label Preparation of Olefin Bromides

Download United States Patent 2746999