@ Manufacture of Methyl Methacrylate from Methacrolein and Methanol

Methyl methacrylate (MMA) adalah senyawa organik dengan formula CH₂=C(CH₃)COOCH₃. Cairan tak berwarna ini, metil ester dari asam metakrilat (MAA) adalah monomer yang diproduksi dalam skala besar untuk produksi poli (metil metakrilat) (PMMA).

MMA adalah bahan baku untuk pembuatan metakrilat lainnya. Turunan ini termasuk etil metakrilat (EMA), butil metakrilat (BMA) dan 2-etil heksil metakrilat (2-EHMA). Asam metakrilat (MAA) digunakan sebagai bahan kimia antara dan juga dalam pembuatan polimer pelapis, bahan kimia konstruksi dan tekstil aplikasi.

Aplikasi utama, mengkonsumsi sekitar 75% dari MMA, adalah pembuatan polimetil metakrilat plastik akrilik (PMMA). Metil metakrilat juga digunakan untuk produksi metil-metil metakrilatebutadiena-styrene (MBS), digunakan sebagai pengubah untuk PVC. Aplikasi lain adalah sebagai semen yang digunakan dalam penggantian pinggul total serta penggantian lutut total. Digunakan sebagai "nat" oleh ahli bedah ortopedi untuk membuat sisipan tulang diperbaiki menjadi tulang, itu sangat mengurangi rasa sakit pasca operasi dari insersi tetapi memiliki umur yang terbatas. Biasanya umur methylmethacrylate sebagai semen tulang adalah 20 tahun sebelum operasi revisi diperlukan. Implan semen biasanya hanya dilakukan pada populasi lansia yang membutuhkan penggantian jangka pendek yang lebih cepat. Dalam populasi yang lebih muda, Implan tanpa semen digunakan karena masa pakainya jauh lebih lama. [9] Juga digunakan dalam perbaikan fraktur di spesies kecil hewan eksotis menggunakan fiksasi internal.

Asahi Chemical mengembangkan proses berdasarkan esterifikasi oksidatif langsung dari metakrolein, yang tidak menghasilkan produk sampingan seperti ammonium bisulfate. Bahan bakunya adalah tert-butanol, seperti dalam metode oksidasi langsung. Dalam langkah pertama, metakrolein diproduksi dengan cara yang sama seperti dalam proses oksidasi langsung oleh oksidasi katalitik fase gas, secara bersamaan dioksidasi dan diesterifikasi dalam metanol cair untuk mendapatkan MMA secara langsung.

CH₂=C(CH₃)–CHO + CH₃OH +  ½ O₂ → CH₂=C(CH₃) –COOCH₃ + H₂O

Metil metakrilat (MMA) dalam jumlah besar adalah digunakan untuk memproduksi polimer dan kopolimer dengan lainnya senyawa yang dapat dipolimerisasi. Aplikasi utama, konsumsi sekitar 80% dari MMA, adalah manufaktur dari plastik akrilik polimetil metakrilat (PMMA). Metil metakrilat juga digunakan untuk produksi copolimer, seperti metil metakrilat-butadiena-stirena (MBS), digunakan misalnya sebagai pengubah untuk PVC.

Oleh karena itu ada keinginan besar agar  methyl methacrylate dapat diproduksi dengan proses yang sederhana mungkin,  hemat biaya dan melindungi lingkungan.

Methyl methacrylate (MMA) saat ini dibuat dengan berbagai metode industri, yang utama adalah rute aseton cyanohydrin (ACH), menggunakan aseton dan hidrogen sianida sebagai bahan baku dengan cara dihasilkan ACH sebagai perantara utama. Bahan antara ACH kemudian dikonversi dengan asam sulfat menjadi ester sulfat  metakrilamide, metanolisis akan menghasilkan amonium bisulfat dan MMA. Meskipun banyak digunakan, rute ACH menghasilkan amonium sulfat dalam jumlah besar, pengolahan yang membutuhkan biaya sangat tinggi.

( https://en.wikipedia.org/wiki/Methyl_methacrylate )

© Manufacture of Methyl Lactate from Lactic Acid and Methanol

Metil laktat, CH₃CHOHCOOCH₃ juga dikenal sebagai metil ester asam laktat, adalah ester monobasa yang terbentuk dari asam laktat dan metanol, yang biasa digunakan sebagai pelarut. Metil laktat termasuk dalam kelompok senyawa ester laktat yang dianggap tidak beracun dan sangat mudah terurai secara hayati. 

Metil laktat adalah cairan bening tidak berwarna, benar-benar larut dengan air dan sebagian besar cairan organik. Ini dianggap sebagai pelarut hijau karena mudah terurai secara hayati. Ini adalah pelarut untuk nitroselulosa, cellulase acetate, cellulase acetobutyrote dan cellulase acetaprapionate. Ini digunakan dalam pembuatan lak dan obat bius di mana ia memberikan toleransi tinggi untuk pengencer, cacat cacat dan blush on yang baik.

Metil laktat menghidrolisis dengan adanya air dan asam atau basa menjadi asam laktat dan metanol. 

Mirip dengan sifat-sifat etil laktat, metil laktat tidak berwarna dan jelas dengan bau yang khas. Ini larut dalam air dan banyak pelarut. Ia memiliki titik didih yang tinggi dan tingkat volatilitas yang lambat. Produk termasuk D dan L isomer aktif secara optik serta rasemik (isomer DL). Isomer yang aktif secara optik saat ini digunakan sebagai bahan baku sintetis dalam farmasi dan agrokimia. 

( https://en.wikipedia.org/wiki/Methyl_lactate )

( https://www.musashino.com/english/product/name/methyl_lactate/ )

© Manufacture of Benzaldehyde from Toluene and Chlorine

Benzaldehyde (C₆H₅CHO) adalah senyawa organik yang terdiri dari cincin benzena dengan substituen formil. Ini adalah aldehida aromatik yang paling sederhana dan salah satu yang paling banyak digunakan dalam industri. Cairan tak berwarna ini memiliki bau khas seperti almond. Benzaldehyde adalah komponen utama dari minyak almond pahit dan dapat diekstraksi dari sejumlah sumber alami lainnya. Benzaldehyde sintetis adalah zat penyedap dalam ekstrak almond imitasi, yang digunakan untuk membumbui kue dan makanan panggang lainnya.

Benzaldehyde dan bahan kimia serupa terjadi secara alami di banyak makanan. Sebagian besar benzaldehyde yang dimakan orang adalah dari makanan alami dan tradisional, seperti almond. Almond, aprikot, apel, dan kernel ceri, mengandung jumlah amigdalin yang signifikan. Glikosida ini terpecah di bawah katalisis enzim menjadi benzaldehida, hidrogen sianida dan dua molekul glukosa.

Benzaldehyde pertama kali diekstraksi dari almond pahit pada 1803 oleh apoteker Prancis Martrès. Pada tahun 1832 ahli kimia Jerman Friedrich Wöhler dan Justus von Liebig pertama kali mensintesis benzaldehyde. Benzaldehyde berkontribusi terhadap aroma jamur tiram (Pleurotus ostreatus).

Benzaldehyde dapat diperoleh dengan banyak proses. Pada 1980-an, diperkirakan 18 juta kilogram diproduksi setiap tahun di Jepang, Eropa, dan Amerika Utara, tingkat yang dapat diasumsikan berlanjut. Saat ini klorinasi fase cair dan oksidasi toluena adalah rute utama. Banyak metode lain telah dikembangkan, seperti oksidasi parsial alkohol benzil, hidrolisis alkali benzal klorida, dan karbonilasi benzena.

Benzaldehyde dapat disintesis dari cinnamaldehyde yang diperoleh dari minyak kayu manis dengan refluks dalam larutan berair / alkohol antara 90°C dan 150°C dengan basa (paling sering natrium karbonat atau bikarbonat) selama 5 hingga 80 jam, diikuti oleh distilasi benzaldehida yang terbentuk. Reaksi ini juga menghasilkan asetaldehida. "Spektroskopi resonansi magnetik nuklir spesifik lokasi", yang mengevaluasi rasio isotop 1H / 2H, telah digunakan untuk membedakan antara nat.

Benzaldehyde umumnya digunakan untuk memberi rasa almond pada makanan dan produk beraroma. Kadang-kadang digunakan dalam produk kosmetik. Dalam pengaturan industri, benzaldehida terutama digunakan sebagai prekursor senyawa organik lainnya, mulai dari obat-obatan hingga aditif plastik. Aniline dye malachite green dibuat dari benzaldehyde dan dimethylaniline. Ini adalah prekursor pewarna asridin tertentu juga. Melalui kondensasi aldol, benzaldehida diubah menjadi turunan dari cinnamaldehyde dan styrene. Sintesis asam mandelat dimulai dari benzaldehida: Asam hidrosianat pertama ditambahkan ke benzaldehida, dan nitril yang dihasilkan selanjutnya dihidrolisis menjadi asam mandelat. (Skema di atas hanya menggambarkan satu dari dua enantiomer yang terbentuk).

Pada oksidasi, benzaldehida diubah menjadi asam benzoat tidak berbau, yang merupakan pengotor umum dalam sampel laboratorium. Benzil alkohol dapat dibentuk dari benzaldehida dengan cara hidrogenasi. Reaksi benzaldehida dengan asetat natrium anhidrat dan anhidrida asetat menghasilkan asam sinamat, sedangkan alkohol kalium sianida dapat digunakan untuk mengkatalisasi kondensasi benzaldehida menjadi benzoin. Benzaldehyde mengalami disproporsi pada perlakuan dengan alkali pekat (reaksi Cannizzaro): satu molekul aldehida direduksi menjadi alkohol yang sesuai dan molekul lain secara bersamaan dioksidasi menjadi benzoat.

( https://en.wikipedia.org/wiki/Benzaldehyde )

© Manufacture of Guanidine Nitrat from Urea and NH4NO3

Guanidine nitrate adalah senyawa kimia dengan rumus [C(NH₂)₃]NO₃. Ini adalah garam putih dan larut dalam air dan etanol, sedikit larut dalam aseton. Ini memiliki dekomposisi ledakan pada suhu tinggi. Titik lelehnya adalah antara 214 dan 216° C.. Senyawa ini diproduksi dalam skala besar dan sebagai bahan bakar energi tinggi yang digunakan sebagai generator gas dan aplikasi propelan padat untuk roket. Nama yang lebih resmi adalah guanidinium nitrat, tetapi istilah yang salah guanidine nitrat banyak digunakan.

Guanidine nitrat adalah garam yang dibentuk dengan menetralkan guanidin dengan asam nitrat, guanidin nitrat diproduksi secara industri melalui reaksi dari dicyandiamida (atau garam kalsium) dan amonium nitrat. Senyawa ini telah digunakan sebagai monopropellant di mesin Jetex untuk pesawat model. Ini menarik karena memiliki keluaran gas yang tinggi dan suhu nyala yang rendah. Ia memiliki impuls spesifik monopropellant yang relatif tinggi yaitu 177 detik (1,7 kN./ kg). Senyawa ini merupakan zat berbahaya, bersifat eksplosif dan mengandung oksidan (nitrat). Ini juga berbahaya bagi mata, kulit, dan saluran pernapasan.

Dekomposisi ledakan Guanidine nitrat diberikan oleh persamaan berikut:

            H₆N₄CO_3 (s) → 3 H₂O _(g) + 2 N_2 (g) + C _(s)

Saat guanidine nitrate menabrak atau terkena panas tinggi atau api, ada risiko ledakan pembakaran. Dan ketika dicampur dengan belerang, fosfor dan zat pereduksi lainnya, itu membawa bahaya pembentukan campuran eksplosif. Campuran guanidin nitrat dengan senyawa nitro, klorat atau asam kuat peka terhadap getaran dan gesekan dan cenerung menyebabkan ledakan. Itu harus disimpan di tempat teduh dan sejuk dan bebas dari suhu tinggi. Guanidine nitrate harus diisolasi dari bahan yang mudah terbakar, senyawa organik, senyawa nitro, klorat atau asam. Pemuatan dan pembongkaran guanidine nitrat harus dilakukan dengan hati-hati dan ringan dengan bantalan penguat untuk mencegah ketukan dan gesekan. Dan guanidine nitrate yang tumpah harus segera dibersihkan. Alat pemadam api bisa berupa pasir, busa, karbon dioksida dan air kabut.Menurut PBB No. (UN No.): kelas 1467 / 5041-1,5.1, diklasifikasikan sebagai oksidan.

Guanidine nitrate tidak hanya digunakan sebagai bahan baku imidacloprid (pestisida) untuk menyiapkan zat antara, nitroguanidine, tetapi juga dapat digunakan sebagai perantara dari berbagai herbisida sulfonylurea, seperti bensulfuron-methyl, pyrazosulfuron-ethyl, chlorimuron -ethyl, dll. Selain itu, juga digunakan untuk sintesis obat sulfonamida, bahan peledak, bahan foto dan desinfektan. Selain itu, juga digunakan untuk menguji garam guanidin dalam asam kompleks.

Reaksi dicyandiamide dan ammonium nitrate:

Reaksi kondensasi dicyandiamide dan amonium nitrat dalam perbandingan 1: 2 dilakukan pada 120 ~ 210°C. Produk reaksi dikristalisasi, diiris untuk mendapatkan produk jadi. Ini juga dapat dibuat dengan reaksi antara kalsium sianamida dan asam nitrat.

Produk harus disimpan di depot berventilasi suhu rendah. Bongkar muat guanidine nitrat harus dilakukan dengan hati-hati dan ringan. Selalu jaga agar guanidine nitrate dari bahan organik, zat pereduksi, belerang, fosfor dan mudah terbakar.

( https://en.wikipedia.org/wiki/Guanidine_nitrate )

( https://www.chemicalbook.com/ChemicalProductProperty_EN_CB9150870.htm )

REAKSI KIMIA

Di dalam prarancangan kali ini guanidine nitrate dibuat dari urea dan ammonium nitrat. Reaksi antara urea dengan ammonium nitrat dilakukan di dalam reaktor fixedbed dengan bantuan katalisator porous adsorben jenis silika gel. Fase reaksi adalah fase cair atau lelehan.

Reaksi kimia:

2 (NH₂)₂CO_(l) + NH₄NO_3(l)  ===>  H₂NC(NH)NH₂HNO_3(l) + 2 NH_3(g) + CO_2(g)

               ( Urea )           ( Amm. Nitrat )                   ( Guanidine Nitrat )          

Reaksi penbentukan guanidine nitrate terjadi dalam fase cair dengan kondisi operasi tekanan atmosferis dan suhu sekitar 195-220°C. Dengan adanya katalisator adsorben porous silica gel_, maka akan diperoleh konversi reaksi yang bisa mencapai 90%, meskipun dalam perancangan mungkin hanya diambil 80%. Reaksinya sendiri adalah endotermis (membutuhkan panas) sehingga selama reaksi berlangsung dibutuhkan pemanas untuk menjaga suhu reaksi sekitar 200-an°C.