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.
REAKSI KIMIA
Penemuan ini berhubungan dengan proses kontinyu katalitik untuk memproduksi metil metakrilat, proses tersebut terdiri dari langkah mereaksikan metakrolein dengan oksigen dan metanol dengan adanya katalis heteregon yang mengandung logam mulia dalam reaksi esterifikasi oksidatif untuk menghasilkan metil metakrilat, dicirikan dengan bahwa konsentrasi stasioner metakrolein bahan awal sama dengan atau kurang dari 12% berat berdasarkan pada total berat campuran reaksi dalam reaktor, dan rasio F antara total volume cairan dalam reaktor yang dinyatakan dalam liter yang dibagi dengan liter berat total katalis dalam reaktor yang dinyatakan dalam kilogram adalah sama dengan atau kurang dari 4.
Reaksi kimia yang terjadi:
CH2=C(CH3)-CHO(l) + CH3OH(l) + ½ O2(g) ===> CH2=C(CH3)-COOCH3(l) + H2O(l)
Reaktor yang digunakan adalah reactor fixedbed multitubular. Di dalam Reaktor terjadi reaksi esterifikasi oksidative senyawa methcarolien dengan methanol dan oksigen membentuk senyawa methyl methacrylate dalam fasa cair-gas dengan bantuan katalisator metal yang mengandung nickel atau palladium. Reaktor beroperasi pada tekanan 6 atm dan suhu antara 80-120°C.
Konversi reaksi methacrolein yang bereaksi sekitar 70% dengan selektivitas 97%. Reaksi bersifat eksotermis (mengeluarkan panas) sehingga memerlukan pendinginan agar suhu reaksi tidak melampaui yang diinginkan. Yield untuk proses ini cukup besar sekitar 94%.
URAIAN PROSES
Umpan methanol dan methacrolein cair dialirkan masing-masing dari tangki penyimpan untuk diumpankan ke dalam Tangki Pencampur. Selain dari umpan segar juga ada arusl recycle dari hasil atas menara distilasi 01 yang mengandung sebagian besar methanol dan methacrolein yang juga diumpankan ke dalam TP. Pencampuran di dalam TP dimaksudkan untuk mendapatkan cairan yang bercampur sempurna. Campuran reaktan ini selanjutnya dipompa dan dipanaskan sebelum diumpankan ke dalam Reaktor. Pada saat yang sama udara dialirkan dengan kompresor untuk diumpankan ke dalam Reaktor.
Di dalam Reaktor terjadi reaksi esterifikasi oksidative senyawa methcarolien dengan methanol dan oksigen membentuk senyawa methyl methacrylate. Hasil reaksi kemudian dipisahkan ke dalam separator, sehingga sisa udara yang tidak bereaksi akan terpisahkan dari cairan hasil. Hasil cairan kemudian diumpankan ke dalam Tangki Netralizer untuk menetralkan asam oraganik yang terbentuk oleh reaksi samping di reactor.
Hasil penetralan ini kemudian dimasukkan ke dalam Decanter. Di dalam Decanter akan terbentuk dua lapisan cairan, fase organic dan fase inorganic. Fase inorganic sebagai fase berat akan dialirkan ke unit pengolah limbah (UPL), Fase ringan diumpankan ke dalam menara distilasi 01.
Hasil atas menara distilasi 01 sebagian besar adalah senyawa methanol dan methacrolein yang direcycle ke dalam Tangki pencampur untuk selanjutnya masuk ke dalam reactor. Hasil bawah menara distilasi 01 berupa produk methyl methacrilate yang kemudian ditampung ke dalam tangki produk.
DIAGRAM ALIR
DATA UNTUK REAKTOR
Jenis : Reaktor Fixedbed Multitubular
| ☻Kondisi operasi | |
| Suhu | : 80-120°C |
| Tekanan | : 6 atm |
| Sifat reaksi | : eksotermis |
| Kondisi proses | : non adiabatis–non isothermal |
| Pendingin | : Dowterm E |
| ☻Katalisator | |
| Jenis | : Nickel-Al2O3 Catalyst |
| Bentuk | : silinder |
| Ukuran | : ¼ in x ¼ in |
| Bulk density | : 53 lb/ft3 |
CH3CHOHCOOH(l) + CH3OH(l) ====> CH3CHOHCOOCH3(l) + H2O(l)
Persamaan kecepatan reaksi :
| rA | = k.CA.CB |
k = 2.2373 exp(-1221.3 / T)
| rA = kecepatan reaksi methacrolein | , kmol/m3.j |
| CA = konsentrasi methacrolein | , kmol/m3. |
| CB = konsentrasi methanol | , kmol/m3. |
| k = konstanta kecepatan reaksi | , m3 /kmol.j |
Data patent untuk pembuatan metil metakrilat dari methacrolein dan methanol salah satunya adalah WO 2015/ 017436 A1, 21 Agustus 2014 dengan label Preparation of Methyl Methacrylate via An Oxidative Esterification Process
Selasa, 24 Syaban 1440 H / 30 April 2019 M
izin bertanya pak, untuk sumber persamaan kecepatan reaksi itu dapatnya darimana ya pak?
BalasHapusKonstanta kecepaan reaksi dihitung berdasarkan data waktu tinggal, konversi dan suhu yang ada di dalam United States Patent No. 2016/0280628 A1, 29 September 2016
Hapus