Maleic anhydride (maleat anhidrid) adalah senyawa organik dengan rumus molekul C2H2(CO)2O. Ini adalah anhidrida dari asam maleat. Senyawa tidak berwarna atau padatan putih dengan bau tajam. Senyawa ini dihasilkan industri dalam skala besar untuk aplikasi di pelapis (coating) dan polimer.
Sekitar 50% dari produksi maleat anhidrida dunia digunakan dalam pembuatan resin poliester tak jenuh (unsaturated polyester resins, UPR). Serat kaca irisan ditambahkan ke UPR untuk menghasilkan plastic fiberglass yang diperkuat, yang digunakan dalam berbagai aplikasi seperti kapal pesiar, perlengkapan kamar mandi, mobil, tanki dan pipa. Pasar UPR mencerminkan kondisi ekonomi secara umum seperti yang terkait dengan konstruksi, otomotif dan industri kelautan.
Produksi 1,4-butandiol (BDO) juga memiliki dampak pada pasar maleat anhidrida. BDO adalah salah satu bahan kimia yang paling cepat berkembang di dunia yang digunakan dalam produksi termoplastik poliuretan, elastane / serat Spandex, resin polibutilena terephthalate (PBT) dan banyak produk lainnya. Namun, BDO terbuat dari maleat anhidrida mentah yang tidak diperdagangkan dan hanya digunakan untuk aplikasi ini.
Pasar lain untuk anhidrida maleat adalah aditif minyak pelumas, yang digunakan dalam mesin bensin dan diesel sebagai dispersan dan inhibitor korosi. Perubahan spesifikasi pelumas dan mesin yang lebih efisien memiliki efek negatif pada permintaan aditif minyak pelumas, memberikan prospek pertumbuhan yang datar untuk maleat anhidrida dalam aplikasi ini.
Ada sejumlah aplikasi yang lebih kecil untuk maleat anhidrida. Industri makanan menggunakan maleat anhidrida di pemanis buatan dan perangkat tambahan rasa. Produk perawatan pribadi mengkonsumsi maleat anhidrida termasuk semprotan rambut, perekat dan poles lantai. Maleat anhidrida juga digunakan dalam bahan kimia pengolahan air, deterjen, insektisida dan fungisida, obat-obatan dan kopolimer.
Kimia maleat anhidrida sangat kaya, yang mencerminkan kesiapan ketersediaan dan reaktivitas bifunctional. Jika hidrolisis, menghasilkan asam maleat, cis-HOOC-CH=CH-COOH. Dengan alkohol, dihasilkan setengah-ester, misalnya, cis-HOOC-CH=CH-COOCH3.
Maleat anhidrida adalah substrat klasik untuk reaksi Diels-Alder. Hal ini dilakukan pada tahun 1928 pada reaksi antara maleat anhidrida dan 1,3-butadiena, yang mana Otto Paul Hermann Diels dan Kurt Alder dianugerahi hadiah Nobel pada tahun 1950. Melalui reaksi ini maleat anhidrida akan dapat dikonversi ke banyak pestisida dan obat-obatan.
Pada tahun 1979 paten diberikan kepada Lever Brothers untuk reaksi maleat anhidrida dengan metilen aktif atau methine seperti ester malonat atau asetoasetat dengan adanya katalis natrium asetat. Intermediet ini kemudian digunakan untuk menghasilkan intermediate siklus Krebs asam aconitic dan asam isocitric. Dimerisasi maleat anhidrida dalam reaksi fotokimia membentuk cyclobutane tetracarboxylic dianhydride (CBTA). Senyawa ini digunakan dalam produksi polyimides dan sebagai film keselarasan untuk liquid crystal displays (LCD).
REAKSI KIMIA
Saat ini oksidasi butane dilakukan di dalam reaktor fixedbed multitubular yang didinginkan oleh garam cair (molten salt). Rasio massa udara terhadap butene harus besar umumnya di atas 40 : 1 untuk mencegah terjadinya ledakan. Reaksi terjadi pada suhu 350-470°C dan tekanan operasi 2.6 atm. Konversi butene sekitar 93%.
Selain pembentukan maleat anhidrid ada banyak reaksi samping yang tidak diinginkan yang dapat menurunkan yield, termasuk reaksi oksidasi maleat anhidrid menjadi carbon dioksida dan air. Ada juga reaksi samping pembentukan asam maleat. Jika suhu naik maka kemungkinan reaksi samping akan semakin membesar. Yield maleat anhidrid sekitar 50%.
Persamaan reaksi oksida butene dapat digambarkan sbb:
C4H8 + 3 O2 ===> C2H2(CO)2O + 3 H2O
(butene) (maleat anhidrid)
C2H2(CO)2O + 3 O2 ===> 4 CO2 + H2O
C4H8 + 6 O2 ===> 4 CO2 + 4 H2O
C4H8 + 3 O2 ===> (CH-COOH)2 + 2 H2O
(asam maleat)
Butene cair dialirkan dari tangki penyimpan ke vaporizer untuk diuapkan pada tekanan 3 atm dan suhu sekitar 45°C. Uap butane kemudian dipanaskan lebih lanjut di heat exchanger (HE) memanfaatkan gas panas hasil reaksi dari Reaktor sehingga suhu menjadi 350°C,
Pada saat yang sama udara sekeliling dialirkan dan ditekan dengan kompresor sehingga tekanan naik menjadi 2.7 atm suhu sekitar 155°C kemudian dipanaskan lebih lanjut di heat exchanger (HE) memanfaatkan gas panas hasil reaksi dari Reaktor sehingga suhu menjadi 350°C,
Uap butene dan udara diumpankan ke dalam Reaktor pada suhu umpan 350°C dan tekanan 2.6 atm. Reaktor yang digunakan adalah Reaktor Fixedbed Multitubular dengan katalisator vanadium pentaoksida (V2O5) dan pendingin berupa molten salt HITEC. Panas reaksi yang terjadi sangat besar sehingga dibutuhkan pendinginan yang efektif agar suhu tidak naik ekstrim dan menimbulkan ledakan. Untuk itu juga dibutuhkan udara umpan yang sangat besar agar bisa meratakan panas reaksi yang terjadi.
Gas hasil reaksi yang keluar reactor mempunyai suhu yang lebih tinggi dari suhu umpan reactor yaitu 420°C maka panasnya dimanfaatkan untuk memanaskan umpan udara dan butane. Suhu gas panas akan turun selanjutnya gas hasil reaksi didinginkan di condensor parsial sampai suhu turun menjadi 40°C. Hasil pendinginan dari CD parsial kemudian ditampung di separator untuk memisahkan embunan yang terbentuk dari gas-gas non-condensable.
Gas tidak mengembun yang keluar dari separator kemudian diumpankan ke dalam menara absorber untuk diserap dengan air sehingga maleat anhidrid dan asam maleat yang ada akan larut dalam air dan keluar dari bagian bawah absorber sebagai larutan. Embunan cairan yang keluar dari separator yang terdiri atas air, maleat anhidrid dan asam maleat kemudian dicampur dengan hasil cair yang keluar dari absorber yang terdiri atas air dan maleat sebelum diumpankan ke dalam menara distilasi 01 (MD-01).
Menara distilasi 01 (MD-01) memisahkan sebagian besar air dari campurannya dengan maleat anhidrid dan asam maleat pada kondisi vakum 0.2 atm. Hasil atas berupa air selanjutnya direcycle ke dalam menara absorber untuk digunakan sebagai penyerap. Hasil bawah berupa maleat anhidrid dan asam maleat kemudian diumpankan ke dalam menara distilasi 02 (MD-02).
Menara distilasi 02 (MD-02) beroperasi pada tekanan vakum 0.01 atm. Hasil atas MD-02 berupa maleat anhidrid 99.8% yang kemudian didinginkan di flaker 01 (FL-01) sehingga membentuk padatan maleat anhidrid. Asam maleat diperoleh sebagai hasil bawah MD-02 dengan kemurnian 99%, selanjutnya didinginkan di flaker 02 (FL-02) sehingga membentuk padatan.
DIAGRAM ALIR
DATA UNTUK REAKTOR
Jenis : Reaktor Fixedbed Multutubular
Jenis : Reaktor Fixedbed Multutubular
| ☻Kondisi operasi | |
| Suhu | : 350-470°C |
| Tekanan | : 2.6 atm |
| Sifat reaksi | : eksotermis |
| Kondisi proses | : non adiabatis–isothermal |
| Pendingin | : HITEC ( molten salt ) |
| ☻Katalisator | |
| Jenis | : V2O5 (vanadium pentaokside) |
| Bentuk | : silinder |
| Ukuran | : 0.22 in x 0.40 in |
| Bulk density | : 576 576 kg/m3 |
| Partical density | : 1173 kg/m3 |
☻ Kinetika reaksi
| r1 | = k1.pA |
| r2 | = k2.pB |
| r3 | = k3.pA |
| r4 | = k4.pA |
ln k1 = -5507.78/T + 5.9353
ln k2 = -5507.78/T + 3.5077
ln k3 = -5505.78/T + 4.1588ln k4 = -5505.78/T + 4.5941
| r1 = C4H8 menjadi C4H2O3 dan H2O | , kmol/kg kat.jam |
| r2 = C4H2O3 menjadi CO2 dan H2O | , kmol/kg kat.jam |
| r3 = C4H8 menjadi CO2 dan H2O | , kmol/kg kat.jam |
| r4 = C4H8 menjadi C4H4O4 dan H2O | , kmol/kg kat.jaml |
| k1,k2,k3, k4 = konstanta kecepatan reaksi | , kmol/j.kg kat.atm |
pA = tekanan parsial butene , atm
pB = tekanan parsial maleat anhidrid , atm
Data US Patent untuk pembuatan Maleat anhydrid dari butene adalah United States Patent 2526689,
24 Oktober 1950 dengan label Process for controlled catalyticoxidation
24 Oktober 1950 dengan label Process for controlled catalyticoxidation
Senin, 19 Ramadhan 1436 H / 06 Juli 2015 M
Tidak ada komentar:
Posting Komentar