Pembuatan Propylene glycol dari Propylene oxide

Propylene glikol merupakan aplikasi terbesar kedua untuk PO. Monopropylene glikol (MPG) adalah produk reaksi langsung PO dengan air (- Propanediols). Di-, tri-, dan propylene glikol yang lebih tinggi sebagai produk samping reaksi MPG dengan PO. Propylene glycol digunakan sebagai bahan baku resin poliester tak jenuh, terutama untuk industri tekstil dan konstruksi. Hal ini juga digunakan sebagai pelembab, dan sebagai pelarut dan emolien dalam makanan, obat-obatan, dan kosmetik. Penggunaan lebih lanjut berhubungan dengan pelapis, plasticizer, perpindahan panas dan cairan hidrolik, antifreezes. Aplikasi propilen glikol lebih menguntungkan karena toksisitas relatif lebih rendah dari etilen glikol. Di-dan tripropilen glikol digunakan dalam cairan hidrolik dan pengeboran, pemotongan dalam minyak, dan sebagai pelumas. Keuntungan utama dari poliglikol adalah biodegradasi mereka.

REAKSI KIMIA

Propilen glikol merupakan hasil hidrasi propilen oksid dengan air dalam fase cair. Reaksi yang terjadi adalah reaksi tidak bolak-balik ( irreversible ) dapat dituliskan dengan persamaan reaksi sebagai berikut  :

Katalisator yang dipakai dalam reaksi hidrasi ini pada umumnya adalah asam kuat inorganik seperti asam klorida dan asam sulfat, tetapi asam sulfat lebih banyak dipakai karena realatif kurang korosif dibandingkan asam klorida.            

Reaksi hidrasi propilen oxide dengan air berlangsung pada fasa cair dengan kondisi operasi tekanan atmosferis dan suhu sekitar 50°C dan dijalankan di dalam reaktor alir tangki berpengaduk ( RATB/CSTR ). Konversi sekitar 85%.

Bisa juga reaksi dijalankan dengan menggunakan reactor fixedbed dengan menggunakan katalisator padat berupa resin sulfonat. Hal ini bisa dilakukan untuk menyederhanakan peralatan yang digunakan karena tidak perlu memisahkan asam sulfat lagi..

URAIAN PROSES

Propilen oksid dari tangki penyimpan diumpankan ke dalam tangki pencampur  untuk dicampur dengan air proses dari unit utilitas dan arus recycle dari hasil atas menara distilasi 01 agar terbentuk larutan yang homogen. Selanjutnya larutan ini diumpankan ke dalam Reaktor Alir Tangki Berpengaduk (RATB). Pada saat yang sama asam sulfat dari tangki penyimpan diumpankan juga ke dalam reaktor sebagai katalisator. Reaksi dijalankan pada suhu 50°C dan tekanan 1 atm selama ± 30 menit.

Hasil reaksi kemudian diumpankan ke dalam menara distilasi 01 (MD-01) untuk memisahkan propilen oksid dan air sebagai hasil atas dan propilen glikol (PG), dipropilen glikol (DPG), tripropilen glikol (TPG) serta H₂SO₄ sebagai hasil bawah. Hasil atas MD-01 dikembalikan ke dalam reactor sebagai recycle sedangkan hasil bawah MD-01 diumpankan ke dalam menara distilasi 02 (MD-02).

Di dalam menara distilasi 02 diperoleh hasil atas menara berupa propilen glikol 99 % sebagai produk utama yang ditampung di tangki produk, sedangkan hasil bawah yang sebagian besar berupa dipropilen glikol dan tripropilen glikol ditampung di tangki penyimpan sebagai produk samping.

DIAGRAM ALIR

DATA UNTUK REAKTOR

Jenis : Reaktor Alir Tangki Berpengaduk

☻Kondisi operasi
Suhu	: 50°C
Tekanan	: 1 atm
Sifat reaksi	: eksotermis
Kondisi proses	: isotermal

☻Katalisator
Jenis	: asam sulfat

  ☻ Kinetika reaksi

Reaksi reaksi:

Persamaan kecepatan reaksi :       

( Element of Chemical Reaction Engineering, H.Scott Fogler., 4^th ed., 2006 )

rA

=  k.CA

k    = 16.96 x 10¹² exp ( - 32400/RT )

E    = Btu/ lbmol

T    = Kelvin

rA   = kecepatan reaksi	,  kmol/m3.jam
k      = konstanta kecepatan reaksi	,  1/jam
CB  = konsentrasi water	,  kmol/m3

Data US Patent untuk pembuatan propylene glycol dari propylene oxide adalah United States Patent 2623909,  30 Desember 1952 dengan label Hydrolysisof 1, 2-propylene oxide to 1, 2-propylene glycol

Download United States Patent 2623909

(http://simoehch.blogspot.com/2013/11/manufacture-of-propylene-glycol-from.html)