Dasar Teori Bab Ii Prarancangan Pabrik Etilen Glikol Dengan Proses Karbonasi Kapasitas 200.000 Ton/Tahun

by

BAB II
DASAR TEORI
2.1    Pengertian Etilen Glikol
Etilen  (etena H2C=H2) dengan  berat  molekul  62,07  merupakan  senyawa hidrokarbon olefinik yang paling ringan, cairan tidak berwarna, gas yang mudah terbakar, berbau manis. Senyawa ini terdapat dalam gas alam, minyak bumi kotor, atau deposit bahan bakar fosil lainnya. Namun etilen dapat juga diperoleh dalam jumlah besar dari berbagai proses thermal dan katalitik suhu tinggi dengan fraksi– fraksi gas alam dan minyak bumi sebagai bahan bakunya.
Etilen glikol atau  yang disebut  monoetilen glikol, dihasilkan dari reaksi etilen oksida dengan air, merupakan agent antibeku yang digunakan pada mesin– mesin, juga digunakan untuk bahan baku produksi  polietilen terephthalate (PET) dan sebagai cairan penukar panas. Etilen glikol ini merupakan senyawa organik yang dapat menurunkan titik beku pelarutnya dengan mengganggu pembentukan kristal es pelarut. Etilen Glikol berupa cairan jenuh, tidak berwarna, tidak berbau, berasa  manis, dan  larut  sempurna   dalam   air. Secara komersial, etilen glikol di Indonesia  digunakan    sebagai  bahan  baku  industri  polyester  (tekstil)  sebesar 97,34%.
Video alat-alat kimia mampu di lihat di link berikut : https://www.youtube.com/watch?v=vhOpIrUjdw0
Etilen Glikol (1,2-etandiol, HOCH2CH2OH) dengan Mr 62,07 merupakan senyawa  diol  yang  simpel.  Etilen  Glikol  berupa  cairan  tak  berwarna,  dengan aroma yang manis. Senyawa ini higroskopis dan larut sempurna dalam berbagai pelarut polar, seperti air, alkohol, eter glikol, dan aseton. Sedikit larut dalam pelarut  nonpolar,  seperti  benzene,  toluene,  dikloroetan,  dan  klorofom.  Etilen glikol sulit dikristalkan ketika dingin, beliau berbentuk senyawa yang sangat kental. 
2.2    Sifat Fisik dan Sifat Kimdia Bahan Baku
2.2.1 Etilen Karbonat
A.     Sifat Fisik
Rumus Molekul                                               : C3H4O3
Berat Molekul                                                 : 88,06
Wujud dalam kondisi kamar                           : Cair
Titik didih pada 1 atm                                    : 243 °C
Titik Lebur pada 1 atm                                   : 35 °C
 Titik beku                                                       : 36 °C
Densitas                                                          : 1,3210 gr/cm3
Flash point                                                      : 150oC
Viskositas ( 40oC )                        : 1,5 cp
Spesifik gravity                                     : 1,3
Sumber: (http://www.wikipedia.org//wiki/etilen  karbonat. Di akses 20  Desember 2017)
B. Sifat Kimbeliau
Etilen  karbonat  adalah  salah  satu  ester  dari  etilen  glikol  dan  asam karbonik.  Pada  umumnya  reaksi  etilen  karbonat  bersifat  eksotermis.  Etilen karbonat dihasilkan oleh reaksi antara etilena oksida dan karbon dioksida . Reaksi ini dikatalisis oleh berbagai kation dan kompleksEtilen karbonat juga digunakan sebagai peliat , dan sebagai prekursor vinilen karbonat , yang digunakan dalam polimer dan sintesis organik.
2.2.2 Air
A.     Sifat Fisik
Rumus Molekul                                  : H2O
Berat Molekul                                    : 18,02 g/mol
Titik Leleh                                          : 0 °C
Titik Didih                                          : 100°C
Titik Beku pada 1 atm                        : 0 °C
Kalor Penguapan                                 : 40,63 kJ/mol
Kalor Pembentukan                            : 6,013 Kj/mol
Temperatur Kritis                               : 647 K
Viskositas                                           : 1,002 cp
Sumber: (http://www.wikipedia.org//wiki/air. Di akses 20 Desember 2017)
2.3 Sifat Fisik dan Sifat Kimdia Produk Utama (Etilen Glikol)
 A.   Sifat Fisik
Berat Molekul                                    : 62,07
Titik didih, ( 101,3kPa )                     : 197,6 °C
Titik beku                                           : – 13°C
Densitas, pada 20 °C                          : 1,1135 gr/ml Viskositas, pada 20 °C              : 19,83 cp Temperatur kritis                                : 372 0C Tekanan kritis                                     : 6515,73 kPa Density kritis                            : 0,186 L/mol
Panas penguapan, ( 101,3kPa )          : 52,24 kJ/mol
Panas pembakaran, ( 101,3kPa )        : 19,07 MJ/kg
Panas pembentukan                            : – 108,1 kkal/mol
Tegangan permukaan, 20 C               : 48,4 dyne/cm
Sumber:(http://www.wikipedia.org//wiki/etilen glikol. Di akses 20 Desember 
2017)
B. Sifat Kimbeliau
Etilen glikol dapat dengan mudah dioksidasi menjadi bentuk aldehid dan asam  karboksilat  oleh oksigen.,  asam  nitrit,  dan  agen  pengoksidasi  lainnya. Kondisi reaksi yang bervariasi dapat mempengaruhi (menentukan) formasi dari hasil oksidasi  yang diinginkan. Oksidasi fase gas dengan  udara membentuk glioksal, dengan penambahan katalis Cu. Etilen glikol dapat mengalami oksidasi membentuk glioksal. Reaksi sbb :
C2H4(OH)2 + O2àCH2O2 + 2H2O ……………………………………………….. (1.1) Etilen  glikol  bereaksi  dengan  etilen  oksida  membentuk  di-,  tri–,  tetra–,  dan polietilen glikol ( Encyclopeia, Sixth Edition, volume 12, halaman 595 ).

2.4    Sifat Fisik dan Sifat Kimbeliau Produk Samping (Karbondioksida)
A. Sifat Fisik
Rumus molekul                    : CO2
Massa molar                             : 44,0095 (14) g/mol
Penampilan                              : Gas tidak berwarna
Densitas                                   : 1.600 g/L (padat)1,98 g/L (gas)
Titik lebur                                : -57  (216 K)
Titik didih                               : -78  (195 K)
 Kelarutan dalam air                 : 1,45 g/L            
 Keasaman (pKa)                      : 6,35 dan 10,33
Viskositas                               : 0,07 Cp pada –78 ℃
B. Sifat Kimdia
Karbon sangat tidak reaktif pada suhu biasa. Apabila karbon bereaksi, tidak ada kecenderungan dari atom-atom karbon untuk kehilangan elektron– elektron terluar dan membentuk kation sederhana seperti C4+. Ion ini akan mempunyai rapatan–rapatan muatan begitu tinggi sehingga eksistensinya tidaklah mungkin. Karbondioksida adalah senyawa kovalen dengan bentuk molekul linear (O = C = O), karbondioksida merupakan oksida yang bersifat asam dan dapat bereaksi dengan air menghasilkan asam karbonat, dan karbondioksida bereaksi dengan basa menghasilkan senyawa karbonat dan bikarbonat.

  Padatan

2.5 Kegunaan Produk Etilen Glikol
Tabel 2.1 Produk Utama Etilen Glikol
Sifat/Karakteristik
Aplikasi/Kegunaan
Senyawa intermediet dari resin
·         Resin  poliester  (fibers,  containers,
·         films)
·         Resin    ester    sebagai    plasticizers
·         (adhesive, pernis, dan pelapis)
·         Alkyd   type   resins   (karet   sintetis, adhesive, pelapis permukaan)
Solven coupler (pasangan pelarut)
Sebagai penstabil pada formasi gel
Penurunan titik pembekuan (Freezing
point depression)
·         Fluida  penghilang  es  pada  pesawat
·         terbang dan landasannya
·         Sebagai   fluida   penghantar   panas pada kompresor gas, pemanas, pendingin udara, pendinginan
·         Anti beku pada kendaraan dan pendingin
·         *Formulasi berdasarkan air seperti adesif, cat latex, dan emulsi aspal
Aplikasi  Etilen  glikol  dalam  industri,  khususnya  di  Indonesia,  sebagian besar   digunakan   sebagai   bahan   baku   industri poliester. Poliester yang merupakan senyawa polimer jenis thermoplastik   ini digunakan sebagai bahan baku industri tekstil dan plastik. Disamping dapat dibentuk serat yang kemudian dipintal menjadi benang, juga mampu dibuat langsung menjadi benang filament untuk produk tekstil. Selain itu, poliester ini dapat juga dibentuk (dicetak) sebagai bahan molding seperti  pada pembuatan botol  plastik.  Etilen glikol  yang mempunyai kandungan besi dan klorida bebas tinggi digunakan sebagai kapasitor karena tekanan  uap  rendah,  tidak  korosif  terhadap  aluminium  dan  bersifat  elektrik.

  Adsorpsi