Pembuatan Cumene dari Benzene dan Propylene

Cumene merupakan bahan perantara untuk beberapa senyawa organik seperti pembuatan senyawa phenol sekitar 65 % dari produksi cumene, 34 % cumene digunakan untuk pembuatan aceton, dan sebagian kecil cumene sebagai katalisator dalam pembuatan acrylic dan resin polyester serta untuk bahan baku pembuatan α-metil styrene.

REAKSI KIMIA

            Cumene dapat dihasilkan oleh reaksi alkilasi benzene dengan propilen menggunakan bantuan katalisator padat Phosphoric acid on keiselgour. Reaksi antara benzene dengan propilen adalah sebagai berikut :

                       

                    C₆H₆   +     CH₃CH=CH₂     ===>         C₆H₅CH(CH₃)₂                     (1)

                    C₆H₆   +  2 CH₃CH=CH₂     ===>         C₆H₄(CH(CH₃)₂)₂                 (2)

                

Reaksi benzene dengan propilen berlangsung pada fasa gas dengan kondisi operasi tekanan sekitar 15 atm dan suhu sekitar 250°C dengan konversi propilene mencapai 94 %. Selain terjadi reaksi utama (reaksi 1) terjadi juga reaksi samping pembentukan disopropilbenzene (reaksi 2) . Reaksi yang terjadi bersifat eksotermis. Reaktor yang digunakan adalah reaktor fixedbed adiabatis dengan tanpa pendingin karena panas yang timbul tidak terlalu besar. 

URAIAN PROSES

            Benzene dari tangki penyimpan dialirkan ke vaporizer 01 bersama dengan Benzene yang berasal dari arus recycle hasil atas menara distilasi 02. Uap Benzene kemudian diumpankan ke dalam reactor fixedbed bersama dengan uap propilen yang juga diuapkan di vaporizer 02 sehingga suhu umpan sekitar 180°C.

Di dalam reaktor terjadi reaksi alkilasi yang bersifat eksotermis (keluar panas) sehingga suhu keluar reaktor lebih tinggi dari suhu umpan. Hasil reaksi kemudian diumpankan ke dalam condensor sehingga seluruh senyawa mengembun sebelum diumpankan ke dalam menara distilasi 01.

Menara distilasi 01 digunakan untuk memisahkan propan yang merupakan impuritas dari umpan propilen, sehingga akan diperoleh sebagai hasil atas yang kemudian ditampung di tangki penyimpan sebagai produk samping. Hasil bawah yang berupa benzene, cumene dan diisopropil benzene kemudian diumpankan ke dalam menara distilasi 02 untuk memisahkan benzene dari komponen lainnya.

Hasil atas menara distilasi 02 berupa senyawa benzene kemudian direcycle ke dalam vaporizer 01 untuk diuapkan bersama benzene umpan segar. Hasil bawah yang berupa senyawa cumene dan diisopropil benzene kemudian diumpankan ke dalam menara distilasi 03 untuk memisahkan cumene dari diisopropil benzene.

Hasil atas menara distilasi 03 berupa cumene dengan kemurnian 99,5 % kemudian ditampung di tangki produk. Hasil bawah yang berupa diisopropil benzene dengan kemurnian 95 % kemudian ditampung di tangki penyimpan.

        

    PEFD

DATA UNTUK REAKTOR

Jenis: Reaktor FixedBed Adiabatis

•     Kondisi operasi

                   Suhu                   :  182 - 289°C

                   Tekanan              :  ± 15 atm

                   Sifat reaksi          :  eksotermis

                   Kondisi proses    :  adiabatis

•      Katalisator

                   Jenis                        :  Phosphoric acid on keiselgour

                   Bentuk                    :  bola

                   Ukuran                    :  0.25 in      

                   Bulk density,    ρB :  1200 kg/m³  

     

•     Kinetika reaksi

               

               Reaksi yang terjadi mengikuti persamaan reaksi sebagai berikut:

                    C₆H₆   +     CH₃CH=CH₂     ===>         C₆H₅CH(CH₃)₂                     (1)

                    C₆H₆   +  2 CH₃CH=CH₂     ===>         C₆H₄(CH(CH₃)₂)₂                 (2)

          Kecepatan reaksi :

          r_A = k.C_A.C_B

              ln k = 4.03385 - 2177.45/T

dengan :

r_A        = kecepatan reaksi, kmol/kg cat.jam

k         = konstanta kec. reaksi ke kanan, m⁶/kg cat.kmol.j

T         = suhu , K

C_A      = konsentrasi konsentasi propilen, kmol/m3

C_B      =  konsentasi benzene,  kmol/m3

Harga konstanta kecepatan reaksi k dihitung berdasarkan data-data literatur.

Data US Patent untuk pembuatan Cumene dari Benzene dan Propilene adalah United States Patent No 6355851,  12 Maret 2002 dengan label Cumene synthesis process using purified benzene and propylene feedstock streams 

 

Download United States Patent 6355851

Jika anda membutuhkan konsultasi lebih lanjut silahkan hubungi saya.
Semoga bermanfaat..!