Benzene adalah senyawa kimia organik dengan rumus kimia C6H6. Molekul benzena terdiri dari enam atom karbon yang disatukan dalam sebuah cincin dengan satu atom hidrogen yang saling menempel. Karena hanya mengandung atom karbon dan hidrogen, benzena digolongkan sebagai ahydrocarbon.
Benzene adalah konstituen alami dari minyak mentah dan merupakan salah satu petrokimia dasar. Karena ikatan pi kontinyu siklik antara atom karbon, benzena digolongkan sebagai hidrokarbon aromatik, yang kedua [n] -annulene ([6] -annulene). Kadang-kadang disingkat PhH. Benzene adalah cairan tidak berwarna dan sangat mudah terbakar dengan bau manis, dan bertanggung jawab atas aroma di sekitar pompa bensin. Ini digunakan terutama sebagai prekursor untuk pembuatan bahan kimia dengan struktur yang lebih kompleks, seperti etilbenzena dan cumene, yang milyaran kilogram diproduksi setiap tahun. Karena benzena memiliki angka oktan yang tinggi, turunan aromatik seperti toluena dan xylene biasanya terdiri dari 25% bensin (bensin).
Benzene sendiri dibatasi hingga kurang dari 1% dalam bensin karena merupakan karsinogen manusia. Sebagian besar aplikasi non-industri juga dibatasi karena alasan yang sama.
Pada abad ke-19 dan awal abad ke-20, benzena dig Pada abad ke-19 dan awal abad ke-20, benzena digunakan sebagai losion setelah bercukur karena baunya yang menyenangkan. Sebelum tahun 1920-an, benzena sering digunakan sebagai pelarut industri, terutama untuk logam degreasing. Ketika toksisitasnya menjadi jelas, benzena digantikan oleh pelarut lain, terutama toluena (methylbenzene), yang memiliki sifat fisik yang mirip tetapi tidak bersifat karsinogenik.
Pada tahun 1903, Ludwig Roselius mempopulerkan penggunaan benzene untuk membuat kopi tanpa kafein. Penemuan ini menyebabkan produksi Sanka. Proses ini kemudian dihentikan. Benzene secara historis digunakan sebagai komponen penting dalam banyak produk konsumen seperti Liquid Wrench, beberapa penari cat, semen karet, penghilang noda, dan produk lainnya. Pembuatan beberapa formulasi yang mengandung benzena berhenti pada sekitar tahun 1950, meskipun Liquid Wrench terus mengandung sejumlah besar benzena hingga akhir 1970-an.
Jumlah jejak benzena ditemukan dalam minyak bumi dan batubara. Ini adalah produk sampingan dari pembakaran banyak bahan yang tidak lengkap. Untuk penggunaan komersial, sampai Perang Dunia II, sebagian besar benzena diperoleh sebagai produk sampingan dari produksi kokas (atau "coke-oven light oil") untuk industri baja. Namun, pada 1950-an, peningkatan permintaan benzena, terutama dari industri polimer yang tumbuh, mengharuskan produksi benzena dari minyak bumi. Saat ini, sebagian besar benzena berasal dari industri petrokimia, dengan hanya sebagian kecil yang dihasilkan dari batubara.
Benzena digunakan terutama sebagai zat antara untuk membuat bahan kimia lain, terutama etilbenzena, cumene, sikloheksana, nitrobenzena, dan alkilbenzena. Lebih dari setengah produksi benzena diproses menjadi etilbenzena, pendahulu untuk styrene, yang digunakan untuk membuat polimer dan plastik seperti polystyrene dan EPS. Sekitar 20% dari produksi benzena digunakan untuk memproduksi cumene, yang diperlukan untuk menghasilkan fenol dan aseton untuk resin dan perekat. Cyclohexane mengkonsumsi sekitar 10% dari produksi benzena dunia; ini terutama digunakan dalam pembuatan serat nilon, yang diolah menjadi tekstil dan plastik rekayasa. Sejumlah kecil benzena digunakan untuk membuat beberapa jenis karet, pelumas, pewarna, deterjen, obat-obatan, bahan peledak, dan pestisida. Pada 2013, negara konsumen benzene terbesar adalah Cina, diikuti oleh AS. Produksi Benzene saat ini berkembang di Timur Tengah dan di Afrika, sedangkan kapasitas produksi di Eropa Barat dan Amerika Utara mandek.
Toluena sekarang sering digunakan sebagai pengganti benzena, misalnya sebagai aditif bahan bakar. Sifat-sifat pelarut keduanya mirip, tetapi toluena kurang toksik dan memiliki rentang cairan yang lebih luas. Toluena juga diproses menjadi benzena.
Empat proses kimia berkontribusi pada produksi benzena industri: reformasi katalitik (catalytic reforming), hidlalkalkilasi toluene (toluene hydrodealkylation), disproporsionasi toluene (toluene disproportionation), dan pemecahan uap (steam cracking). Menurut Profil Toksikologi ATSDR untuk benzena, antara 1978 dan 1981, reformat katalitik menyumbang sekitar 44-50% dari total produksi benzena A.S.
Reaksi Disproporsionasi
Reaksi disproporsionasi toluene membentuk senyawa benzene dan xylene dalam fasa gas dengan bantuan katalisator alumina silika.
Reaksi hidrocraking:
2 C6H5CH3 ===> C6H4(CH3)2 + C6H6
C6H5CH3 + H2 ===> C6H6 + CH4
Reaktor yang digunakan adalah reactor fixedbed adiabatis. Di dalam Reaktor terjadi reaksi hidrocracking dalam fasa gas dengan bantuan katalisator silica alumina. Reaktor beroperasi pada tekanan 20 atm dan suhu antara 450-550°C.
Konversi reaksi hidrocracking ini berkisar 44%. Reaksi bersifat eksotermis (mengeluarkan panas) dan tidak memerlukan pendinginan karena kenaikan suhu reaksi yang terjadi masih dalam range yang diijinkan.
URAIAN PROSES
Umpan segar toluene dari tangki penyimpan dipompa bersama-sama toluene recycle dari hasil atas menara distilasi 02 untuk diuapkan di dalam vaporizer. Hasil uap toluene kemudian dicampur dengan umpan gas hydrogen yang berasal dari umpan segar dan gas recycle dari separator. Campuran gas toluene dan hydrogen ini kemudian dipanaskan sampai suhu 460°C selanjutnya diumpankan ke dalam Reaktor. Di dalam reactor terjadi reaksi disproporsionasi dengan bantuan katalisator silica alumina.
Hasil reaksi kemudian menjalani serangkaian pendinginan dan pengembunan dan pemisahan sehingga akan diperoleh senyawa hidrokarbon cair benzene, toluene dan xylene yang terpisah dari gas-gas dari reactor di separator. Hasil atasa separator adalah gas yang mengandung hydrogen dan methane yang sebagian dikembalikan ke dalam reactor dan sebagian lain dipurging. Hasil bawah separator adalah campuran benzene, toluene dan xyelene diumpankan ke dalam rangkaian menara distilasi untuk memisahkan senyawa-senyawa sesuai yang diinginkan.
Hasil atas menara distilasi 01 diperoleh senyawa benzene sebagai produk utama yang kemudian ditampung ke dalam tangki produk. Hasil bawah menara distilasi 01 yang sebgian besar adalah toluene dan xylene diumpankan ke dalam menara distilasi 02.
DIAGRAM ALIR
DATA UNTUK REAKTOR
REAKTOR
Jenis : Reaktor Fixedbed Adiabatis
| ☻Kondisi operasi | |
| Suhu | : 450-550°C |
| Tekanan | : 20 atm |
| Sifat reaksi | : eksotermis |
| Kondisi proses | : adiabatis–non isothermal |
| Pendingin-pemanas | : tidak ada pendinginan atau pemanasan |
| ☻Katalisator | |
| Jenis | : Silika alumina (zeolit) |
| Bentuk | : silinder |
| Ukuran | : 1/16 in x 3/16 in |
| Bulk density | : 780 kg/m3 |
| Particle density | : 90 lb/ft3 |
Persamaan reaksi kimia:
2 C6H5CH3 ===> C6H4(CH3)2 + C6H6
C6H5CH3 + H2 ===> C6H6 + CH4
Persamaan kecepatan reaksi:
r1 = k1.CA2
r2 = k2.CA.CB
r2 = k2.CA.CB
| rA = kecepatan reaksi toluene | , kmol/kg kat.j |
| CA = konsentrasi toluene | , kmol/m3. |
| CB = konsentrasi hidrogen | , kmol/m3. |
| k = konstanta kecepatan reaksi | , m6 /kmol.kg kat. j |
Harga konstanta kecepatan reaksi di atas bisa dihitung berdasarkan data yang ada di US.Patent No. 3.126.422
Data patent untuk pembuatan benzene dari disproporsionasi toluene salah satunya adalah US Patent No. 3.126.422, 24 Maret 1964 dengan label Vapor Phase Disproportionation of Aromatics.
Rabu, 3 Ramadhan 1440 H / 8 Mei 2019 M
Tidak ada komentar:
Posting Komentar