Proses Etilbenzen

Etilbenzen adalah bahan intermediate yang dibuat dari etilen dan benzen. Nama lain dari etilbenzen adalah Phenylethane dan Phenylbenzol . Sekitar 91 % etilbenzen didapat dari alkilasi benzene dengan etilen menggunakan katalis. ( Kirk Othmer, Vol 19 ). Dikenal dua macam proses produksi etilbenzen, yaitu dengan fase cair dan fase gas. Pada tahun 1965 kira-kira 65 % dari produksi etilbenzen di Amerika Serikat diperoleh dari proses superfraksinasi mixed xylene yang terdiri dari orto-xylene, meta-xylene dan para-xylene serta etilbenzen. Namun sejak tahun 1986 etilbenzen yang diperoleh dengan cara tersebut sudah tidak dipakai lagi karena meningkatnya biaya energi sehingga sudah tidak efisien lagi. Disamping itu  dengan proses superfraksinasi, etilbenzen yang dihasilkan jumlahnya sangat sedikit yaitu sekitar 15,5 % dari total produksi.

Dalam pembuatan pabrik etilbenzen terdiri dari dua fase, yaitu fase cair dan fase gas.

1.                  Proses Pembuatan Etilbenzen dengan Fase Cair.

 

Proses pembuatan etilbenzen fase cair telah dikembangkan oleh perusahaan-perusahaan Badger Company, Cosden Oil and Gas Company, and Union Carbide. Union Carbide beroperasi pada tekanan diatas 125 psig dan temperature 80 sampai 130 0C. ( Kirk Othmer, Vol 19 ). Tetapi proses Monsanto merupakan proses yang paling komersial dan paling modern. Katalis yang digunakan dapat berupa AlCl3, ethylchloride atau HCL. Tetapi yang paling umum digunakan adalah AlCl3,pada suhu 40 sampai 1000C. (Grogins,1958). Katalis promoter yang berupa ethylchloride atau HCL akan dapat mengurangi konsumsi AlCl3 ( Kirk Othmer, Vol 1 ).

Reaksi yang terjadi pada proses fase cair menurut Kirk Othmer ( 1981) sebagai  berikut :

C6H6 + C2H4 C6H5CH2CH3

Pada proses Monsanto yang telah dikembangkan menggunakan dua reaktor. Pada reaktor pertama terjadi reaksi alkilasi antara benzen dengan etilen pada tekanan lebih rendah dibandingkan pada proses fase gas, yaitu 70-150 psig dan temperature 300-350 0F. Perbandingan mol benzen dan etilen dalam reactor adalah 3:1 sampai 5:1. (Kirk Othmer). Perbandingan AlCl3 dan C2H4 adalah 0,001-0,0025. Pada reaktor transalkilasi terjadi reaksi antara benzen sisa dan polietilbenzen yang direcycle. Produk keluar reaktor transalkilasi selanjutnya dikirim ke Neutralizer untuk menghilangkan HCl dan katalis yang terdapat didalam produk reaktor.Setelah produk yang keluar bebas dari impurities produk dipisahkan dengan tiga menara distilasi, Kolom pertama, benzene di recycle untuk dikembalikan ke reactor alkilasi. Pada kolom kedua menghasilkan produk etilbenzen. Produk atas dari kolom ketiga adalah polyetilbenzen dan tars, yang dapat digunakan sebagai bahan bakar. Karena kebutuhan katalis sangat sedikit, maka tidak dibutuhkan regenerasi katalis. Jadi garam-garam yang dihasilkan dari Neutralizer sistem bisa langsung dibuang dan dikirim ke sistem pengolahan limbah. Produk keluar kolom distilasi kemurniannya minimum 99,7 % berat. ( Faith Keyes )

2.                  Proses Pembuatan Etilbenzen dengan Fase Gas.

Proses ini menggunakan bahan baku benzen yang dialkilasi dengan etilen menggunakan katalis BF3, ZMS-5 atau bisa juga menggunakan silica alumina. Tekanan dalam rektor sangat tinggi, yaitu sekitar 6000 kPa (870 psi) dan temperatur lebih dari 3000C. Dengan menggunakan rasio benzen terhadap etilen yang cukup besar dapat meminimumkan terbentuknya polyetilbenzen. Konversi terhadap etilen di reaktor alkilasi antara 98-99 %.

Pembuatan etilbenzen pada fase gas mulai dikenal sejak tahun 1940. Sampai saat ini dikenal dua macam proses dalam alkilasi fase gas, yaitu :

a. Proses Alkar

Proses Alkar merupakan proses yang dikembangkan oleh Universal Oil Product ( UOP ) pada tahun 1958. Proses ini dapat menghasilkan etilbenzen dengan kemurnian tinggi. Katalis yang digunakan adalah BF3 (boron trifluoride). Katalis ini sangat sensitif terhadap air, senyawa sulfur dan oksigen. Bahkan dengan adanya jumlah air kurang dari 1 mg/kg reaktan akan menghidrolisa BF3. Karena itu, baik etilen maupun benzen yang masuk reaktor harus dengan kondisi anhidrous. Reaksi alkylasi terjadi pada tekanan tinggi (2,5-3,5 MPa : 25-35 bar) dan temperatur rendah (100-1500C). Umpan masuk reaktor biasanya menggunakan rasio molar antara etilen:benzen adalah 0,15 : 0,2. Suhu masuk reaktor dikontrol oleh recycle masuk reaktor. Produk dari reaktor tersebut dipisahkan dengan separator .Hasil bawah dimasukkan ke benzene column untuk memisahkan benzen dan produk etilbenzen.Hasil atas direcycle dan dicampur dengan umpan benzene.Hasil bawah diumpankan kedalam ethylbenzene column.Cairan jenuh dari benzene column dipisahkan di ethylbenzene column menjadi ethylbenzene sebagai hasil atas dan dietilbenzene sebagai hasil bawah.Polietilbenzene selanjutnya dipurging untuk mengurangi tumpukan atau impurities. Keuntungan dari proses ini adalah sedikit menimbulkan korosi dari pada proses fase cair dan kemurniannya bisa mencapai 99,9 %. Proses alkar dapat dioperasikan dengan konsentrasi etilen pada umpan sebesar 8-10 % mol etilen, tetapi karena katalisnya sangat sensitif, maka perlu dilakukan pemurnian bahan baku terlebih dahulu sebelum masuk reaktor untuk menghilangkan senyawa sulfur, oksigen dan air.

Reaksi yang terjadi pada proses  Alkar  menurut Kirk Othmer ( 1981) sebagai berikut :

C6H6 + C2H4 C6H5C2H5

½ C6H6 + C2H4 ½ C6H4 ( C2H5)2

 

b.Proses Mobil Badger

Proses ini dikembangkan sejak tahun 1970-an oleh Mobil Oil Corporation dengan menggunakan katalis zeolit sintetis (ZMS-5). Sama seperti proses alkar, proses ini terdiri dari dua proses utama yaitu reaksi dan distilasi. Pada bagian reaksi, fresh dan recycle benzen dipreheater dan kemudian diuapkan untuk selanjutnya bersama-sama dengan recycle alkyl aromatis dan etilen segar dimasukkan ke dalam reactor fixed bed. Produk reaktor selanjutnya dikirim ke bagian distilasi. Pada bagian distilasi prosesnya hampir sama dengan proses fase cair, yaitu terdiri dari kolom recovery benzen dan kolom pemurnian etilbenzen. Benzen yang tidak bereaksi dan dietilbenzen yang terbentuk dikembalikan lagi ke reaktor. Katalis ZMS-5 berisi silica-alumina bersifat tidak korosif dan tidak mencemari lingkungan karena silica-alumina inert di lingkungan.

Reaksi yang terjadi pada proses Mobil Badger adalah sebagai berikut :

C6H6 + C2H4 C6H5CH2CH3

C6H5CH2CH3 + C2H4 C6H4(C2H5)2

C6H4(C2H5)2 + C6H6 2C6H5CH2CH3

Proses reaksi berjalan pada tekanan 20-30 bar, temperatur 300-500 0C dan rasio antara benzen dan etilen sebesar 8:1.Konversinya bisa mencapai 85-90%.

About nunulasa
Idealis yang realistis, Selalu Optimis dan Mudah Beradaptasi.

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

%d bloggers like this: