anhidrat asetat

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Asetat Anhidrat

Asetat anhidrat merupakan anhidrat dari asam asetat yang struktur antar molekulnya simetris. Asetat anhidrat memiliki berbagai macam kegunaan antara lain sebagai fungisida dan bakterisida, pelarut senyawa organik, berperan dalam proses asetilasi, pembuatan aspirin, dan dapat digunakan untuk membuat acetylmorphine. acetylmorphine. Asam asetat anhidrat paling banyak digunakan dalam industri selulosa asetat untuk menghasilkan serat asetat, plastik serat kain dan lapisan (Celanase, 2010). Asetat anhidrat ((CH3CO)2O) merupakan larutan aktif, tidak berwarna, serta memiliki bau yang tajam. Kapasitas produksi Amerika untuk produk asetat anhidrat ini cukup besar, yaitu lebih dari 900.000 ton per tahun (Kirk othmer, 1991). Asetat anhidrat merupakan suatu senyawa yang memiliki kegunaan yang sangat bervariasi. Asetat anhidrat digunakan dalam pembuatan cellulose asetate, asetate, serat asetat, obatobatan, aspirin, dan berperan sebagai pelarut dalam penyiapan senyawa organik (Kurniawan, 2004). Asetat anhidrat memiliki rumus struktur seperti gambar di bawah ini:

Gambar 2.1 struktur asetat anhidrat (Celanase, 2010) Beberapa reaksi yang dapat terjadi pada asetat anhidrat adalah (Celanase, 2010): 1. Asetilasi C6H4CH3 NH2 + (CH3CO)2O C6H4CH3 NHCOCH3 + CH3COOH 2. Hidrolisis menjadi asam asetat (CH3CO)2O + H2O 2CH3COOH 3. Amonolisis manjadi acetamida (CH3CO)2O + 2NH3 CH3CONH2 + CH3COONH4

Universitas Sumatera Utara

4. Alkoholisis menjadi ester (CH3CO)2O + CH3OH CH3COOCH3 + CH3COOH 5. Pembentukan ketone melalui Friedel-Crafts acylation (CH3CO)2O + ArH CH2COAr + CH3COOH 6. Reaksi kondensasi (Perkin) C6H5CHO + (CH3CO)2O C6H5CH=CHCOOCH3 + CH3COOH

2.2 Sifat-Sifat Bahan Baku Dan Produk 2.2.1 Sifat-Sifat Produk 1. Asetat Anhidrat

Rumus molekul

: (CH3CO)2O

Berat molekul

: 102,09 gram/mol

Titik didih pada 760 mmHg

: 139,06 0C

Titik beku

: -730C

Panas pembakaran

: 431,9 kkal/mol

Tekanan kritis

: 46,81 atm

Suhu kritis

: 296 0C

Densitas pada 20°C

: 1,08 gram/ml

Viskositas pada 25°C

: 0,8061 cP

2. Metana

Rumus molekul

: CH4

Berat molekul

: 16,04 gram/mol


: -161,4°C

Titik beku

: -182,5°C

Tekanan kritis

: 46,00 atm

Suhu kritis

: -82,6°C

Densitas pada suhu didih

: 0,4245 gram/ml


: 110,72 μP


2.2.2 Sifat-sifat bahan baku 1. Aseton

Rumus molekul

: C3H6O

Berat molekul

: 58,08 gram/mol


: 56,05 0C

Titik beku

: -94,6 0C

Panas pembakaran

: 431,9 kkal/mol

Tekanan uap pada 20 0C

: 24 kPa

Suhu kritis

: 235 °C

Densitas pada 192,40 °K

: 1,37 g/ml


: 0,308 cP

2. Asam Asetat

Rumus molekul

: C2H4O2

Berat molekul

: 60,05 gram/mol


: 118,1 0C

Titik beku

: 16,6 °C

Panas pembakaran

: 431,9 kkal/mol


: 1,5 kPa

Suhu kritis

: 21,67 °C


: 1,1316 cP

3. Ketena

Rumus molekul

: H2C:C:O

Berat molekul

: 42,04 gram/mol


: -56 0C

Titik beku

: -151°C

Panas pembentukan

: -47,7 kJ/mol


: 2,0 MPa

Suhu kritis

: 106,85°C

Densitas pada -600C

: 2,07 g/ml


2.3 Proses Pembuatan Asetat Anhidrat

Asetat anhidrat dapat dibuat menggunakan empat macam proses (Kurniawan, 2004), yaitu : 1. Oksidasi asetaldehid Asetat anhidrat dapat disiapkan dengan oksidasi langsung dari asetaldehid dengan menggunakan pelarut asam asetat. Pada proses ini digunakan katalis yang mengandung tembaga. Asetaldehid teroksidasi membentuk peroxyacetic acid . Peroxyacetic

acid

ini

akan

bereaksi

lagi

membentuk

acetaldehyde

monoperoxyasetate. Zat ini kemudian akan membentuk asam asetat, anhidrida, dan air. Oksidasi mencapai

penyelesaian 96% untuk memberikan asetat anhidrat

banding asam asetat dengan rasio 56:44. Reaksi yang terjadi pada proses ini adalah sebagai berikut: CH3CHO + O2 CH3COOOH CH3COOOH + CHCHO



CH3COOOCH(OH)CH3

CHCOOOCH(OH)CH3 (CH3CO)2O + H2O CH3COOOCH(OH)CH3 CH3COOH + CH 3COOH

2. Proses karbonilasi metil asetat Asetat anhidrat dapat dibuat dengan karbonilasi metil asetat dengan cara yang sama dengan karbonilasi metanol menjadi asam asetat. Langkah pertama yang dilakukan pada proses ini adalah asetilasi metanol untuk mendapatkan metil asetat, kemudian dilanjutkan dengan karbonilasi metil asetat untuk membentuk acetic anhydride. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut: CH3COOH + CH3OH

CH3COOCH3 + H2O

CH3COOCH3 + CO

(CH3CO)2O

Katalis yang digunakan dalam proses ini adalah rhodium chloride trihydrate, metil yodida, bubuk logam kromium, dan sebuah alumina pendukung atau sebuah kompleks nickel carbonyl dengan triphenylphospine, metil yodida, dan chromium hexacarbonyl .

3. Proses ketena dari dekomposisi asam asetat


Salah satu proses pembuatan asetat anhidrat adalah dengan proses ketena. Asam asetat diuapkan dengan tekanan dibawah 150 mm, dicampur dengan katalis trietil fosfat dan dilewatkan pada pipa pirolisis yang dipanaskan sampai temperatur 550-660°C dimana asam asetat akan terdekomposisi menjadi ketena dan air. Amonia dimasukkan ke dalam aliran gas untuk menetralisasi katalis, dan campuran gas didinginkan dalam pendingin yang dijaga pada temperatur -20°C untuk membekukan air, katalis, dan agar tidak mengubah asam asetat. Gas ketena dilewatkan pada absorber yang dikombinasikan dengan asam asetat untuk memperoleh asetat anhidrat. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut: CH3COOH



CH2=C=O + H2O

CH2=C=O + CH3COOH  (CH3CO)2O

4. Proses ketena dari dekomposisi aseton Selain dari asam asetat, ketena dapat dibuat dengan alternatif lain dari dekomposisi aseton berdasarkan reaksi berikut: CH3COCH  CH2=C=O + CH4 CH2=C=O + CH3COOH  (CH3CO)2O Pada proses ini dihasilkan produk samping berupa gas metana. Metana termasuk gas inert dan mempunyai berat molekul yang lebih kecil daripada air. Perancangan ini memilih proses ini, karena rute ini lebih menguntungkan secara kimia dan ekonomi. Keuntungan dari proses ini adalah produk samping metana yang bersifat inert dan mudah dipisahkan. Proses ini juga tidak memerlukan katalis seperti pada proses pembuatan ketena yang berasal dari asam asetat.

2.4 Pemilihan Proses

Proses yang dipilih dalam proses ini adalah pembuatan asetat anhidra dengan proses ketena dari dekomposisi aseton. Alasan pemilihan proses ini karena yang menghasilkan hasilkan asetat anhidrat yang lebih murni, hasil samping yang dihasilkan dapat dijual secara komersil yaitu metana dan juga proses tidak menggunakan katalis.


2.5 Deskripsi Proses

Deskripsi proses dalam pembuatan asetat anhidrat dimulai dari proses dekomposisi aseton menjadi ketena dan metana. Aseton cair diuapkan dalam vaporizer pada suhu 800C sehingga semua menguap, kemudian dikompres sehingga tekanannya menjadi 8 atm kemudian dialirkan ke dalam tungku pembakaran (F-201) o

sehingga terdekompisisi membentuk ketena dan gas inert metana pada suhu 700 C dan tekanan 8 atm. Reaksi dekomposisi aseton yang terjadi adalah sebagai berikut (Kurniawan, 2004): CH3COCH3

Aseton

CH2:C:O

ketena

+

CH4

metana

Uap ketena dan metana yang terbentuk dalam tungku pembakaran dialirkan ke dalam reaktor (R-201). Dalam reaktor, uap ketena dan metana dikontakkan dengan asam asetat cair. Dalam reaktor ini metana bersifat inert sehingga tidak terjadi reaksi metana. Ketena bereaksi dengan asam asetat cair membentuk asetat anhidrat. Kondisi reaksi pada reaktor ini adalah 80 0C dan tekanan 1 atm. Perbandingan mol ketena dan asam asetat memasuki reaktor adalah 1:6 sehingga konversi reaksi ketena mencapai 100 %. Reaksi pembentukan asetat anhidrat adalah sebagai berikut: H2C=C=O

Ketena

+

CH3COOH

CH3-CO-O-CO-CH3

asam asetat

asetat anhidrat

Campuran cairan dan gas dari reaktor dialirkan ke kolom knock out drum (K301) asetat anhidrat dan asam asetat yang bersifat cair akan terpisah dari gas aseton dan metana. Asetat anhidrat dan asam asetat yang tersisa dari reaktor akan memasuki kolom destilasi (D-301) dan akan diperoleh asetat anhidrat dengan kemurnian 99%. Asetat anhidrat yang dihasilkan ini akan dipompakan ke dalam tangki penyimpanan (TK-303). Cairan asam asetat akan dikembalikan memasuki reaktor. Sedangkan gas metana dan aseton akan didinginkan pada kondensor hingga suhu 30 0 C sehingga aseton akan berubah menjadi fasa cair pada suhu 30 0 dan tekanan 8 atm. Campuran fasa cair aseton dan fasa gas metana akan dipisahkan pada knock out drum (K-302). Gas metana akan dikompres memasuki tangki penyimpanan (TK-304), dan aseton akan dikembalikan ke furnace (Kurniawan, 2004).


anhidrat asetat

Recommend Documents