ANHIDRIDA MALEAT
Transcript of ANHIDRIDA MALEAT
ANHIDRIDA MALEAT
Anhidrida Maleat (cis-butenadioat anhidrida, anhidrida toksilat, dihidro-2,5-
dioksofuran) adalah sebuah senyawa organik dengan rumus kimia C4H2O3. Dalam
keadaan murninya, ia tidak berwarna atau berwarna putih padat dengan bau yang tajam.
Maleat anhidrida secara tradisional dimanufaktur dari oksidasi benzena atau senyawa
aromatik lainnya. Sampai dengan tahun 2006, hanya beberapa pabrik yang masih
menggunakan benzena. Oleh karena kenaikan harga benzena, kebanyakan pabrik
menggunakan n-butana sebagai stok umpan.
2 CH3CH2CH2CH3 + 7 O2 → 2 C2H2(CO)2O + 8 H2O
Terdapat banyak reaksi kimia yang dapat dilakukan oleh maleat anhidrida
diantaranya adalah Hidrolisis, menghasilkan asam maleat, cis-HO2CCH=CHCO2H.
Dengan alkohol, menghasilkan setengah ester, cis-HO2CCH=CHCO2CH3. Maleat
anhidrida merupakan dienofil dalam reaksi Diels-Alder. Maleat anhidrida (MA) adalah
ligan yang baik untuk kompleks logam bervalensi rendah, misalnya Pt(PPh3)2(MA) dan
Fe(CO)4(MA).
Ada beberapa cara yang digunakan dalam proses pembuatan anhidrida maleat.
yaitu :
1. Proses Halcon (desain ilmiah)
Pada proses ini konsentrasi benzen dalam campuran umpan harus di atur agar
tidak mencapai batas mudah terbakar,yaitu 1,4 dan 7,1 % per volume pada suhu 25oC.
Operasi dilakukan di bawah 1,2 – 1,3 % per volume. Katalisnya ditempatkan dalam
sebuah fixed bed, biasanya terdiri dari pentoksida vanadium dan oksida molibdenum,
diletakkan di atas luas permukaan rendah (alumina). Selain itu juga terdapat pentoksida
phosporus yang berfungsi menstabilkan katalis.
Diagram alir proses Halcon :
Reaksi berlangsung pada temperature antara 350 dan 400o C dan tekanan antara
0,1 dan 0,2.106 Pa, dalam tabung reaktor, didinginkan oleh sirkulasi eksternal dari garam
cair memungkinkan produksi uap preassure tinggi. Waktu tinggal sekitar 0,1s melalui
konversi benzen hingga 95 persen, dan selektivitas molar anhidrida maleat adalah 67
persen, sesuai hasil 64 persen.
Proses ini meninggalkan limbah gas reaktor, yang berisi sekitar 1 persen dari
volume anhidrida maleat, didinginkan oleh serangkaian penukar panas, yang umpannya
di panaskan lebih dulu dan menghasilkan uap yang tekanannya rendah. Proses
pendinginan yang dilakukan sekitar 60o c berfungsi untuk mendapatkan kembali 50
persen anhyidride maleat dalam bentuk cair. Sedangkan fase gas dikirim ke menara
penyerapan di mana sisa anhyidride kembali dalam bentuk asam . Gas sisa yang dibakar
untuk mencegah pelepasan benzen dikonversi ke atmosfir. Asam maleat terkonsentrasi
dan mengalami pengeringan langsung ke evaporator. Operasi di bawah kondisi vakum
(60-30 kpa) atau dengan rata-rata air agen pengupasan (o-atau m-xilena) dengan
penyulingan heteroazeotropic (20 nampan). Pada awalnya anhidrida maleat dihasilkan
dari pengeringan yang merupakan gabungan dan destilasi di bawah vakum dalam dua
kolom, satu untuk pemisahan cahaya (20 kpa absolut) dan yang kedua untuk pemisahan
berat (10 kpa absolut), masing-masing dengan sekitar 20-25 nampan.
Proses oksidasi benzen lainnya biasanya dibedakan dari proses halcon ke VEBA
Chemie (ex-Bayer) lonza dan proses UCB. Dalam proses VEBA, hampir 90 persen dari
anhidrida maleat yang terkandung dalam efluen reaktor kental, dengan menyediakan
dengan udara kering dan pendinginan produk di bawah titik leleh anhidrida. Proses UCB
menggunakan katalis, mencapai suhu 375oc dan selectivitas molar 95 persen dari
anhidrida maleat.
2. Oksidasi n-butana
Pabrik industri pertama menggunakan n-butana untuk memproduksi anhidrida
maleat dimulai oleh Monsanto pada tahun 1984. Pada saat itu, 20 persen dari kapasitas
produksi anhidrida maleat perusahaan ini beralih dari benzena ke butana. Sejak itu, tiga
produsen lain di Amerika Serikat, dan dua di Eropa barat telah mengikuti prosedur yang
sama, sehingga semua anhidrida maleat yang dihasilkan tiap hari di Amerika Serikat
menggunakan bahan baku butana dan hampir 50 persen dari kapasitas di seluruh dunia
beroperasi dengan metode ini.
Diagram alir proses Oksidasi n-butana :
N-butana teroksidasi dalam fase uap pada tabung multi reaktor, katalisnya
phosporus, vanadium, dan besi, diletakkan di atas sebuah silika / support alumina.
Reaksi utama sebagai berikut:
O
HC – C
CH3 – CH2 – CH2 – CH3 + 7/2 O2 → êê O + 4H2O
HC – C
O
disertai oleh reaksi pembakaran :
CH3 – CH2 – CH2 – CH3 + 11/2O2 → 2CO2 + 2CO + 5H2O
Salah satu keuntungan konversi butana adalah bahwa semua atom karbon yang
dikandungnya secara teoritis ditemukan pada anhidrida, sedangkan dalam kasus benzen
Dua dari mereka yang hilang dalam bentuk CO2. Kondisi operasi hanya sedikit berbeda
dari proses awal yang dimulai dengan benzen. Perbedaan esensial terletak pada
pemulihan anhidrida maleat oleh kondensasi parsial dari produk transformasi. Dalam
kasus n-butana, jumlah air yang diperoleh per mol anhidrida terbentuk adalah dua kali
lebih tinggi daripada dalam kasus benzena. Ini lebih tinggi kadar air dalam batas efluen
temperatur yang dapat didinginkan, sehingga hanya sekitar 30-35 persen dari anhidrida
dapat terkondensasi sebelum mencapai titik embun air.
Fraksi yang terkandung dalam gas ini ditemukan dengan cara menggosok air, atau
dengan penyerapan dalam pelarut organic (dibutil hexahydrophthalate). Dalam kasus
menggosok, airnya dibuang di evaporator lapisan tipis beroperasi di bawah vakum.
Dalam penyerapan pelarut, pelarut akan memperbarui dengan cara pelepasan.
Perusahaan-perusahaan yang berpartisipasi dalam mengembangkan proses n-butana
adalah Amoco, chevron, minyak mobil, petrotex, dan minyak standar. Selain itu lumnus /
alusuisse Italia, minyak standar dan UCB pada proses lainnya, sedang mengembangkan
fluidized bed n-butana oksidasi.
3. Oxidation n-butenes
Proses pertama yang dilakukan n-butenes untuk memproduksi anhidrida maleat
adalah proses petrotex di Amerika Serikat pada awal 1950-an. Saat ini hanya jepang yang
masih menggunakannya sekitar 35 percent produksi, sekitar 5 persen dari kapasitas di
seluruh dunia. Proses ini dilakukan dengan uap nafta C4 yang dipotong, menyingkirkan
butadiena dan isobutene, dan mengandung sekitar 90 persen berat 1-butena dan cis dan
trans 2-butenes dan 10 persen per butana. Katalis yang digunakan merupakan campuran
molybdenum, vanadium, dan oksida phosporus.
Reaksi utama sebagai berikut:
O
HC – C
CH3 – CH2 – CH = CH2 + 3O2 → êê O + 3H2O
HC – C
O
disertai dengan reaksi pembakaran:
CH3 – CH2 – CH = CH2 + 5O2 → 2CO2 + 2CO + 4H2O
Sejumlah transformasi lain, menyebabkan pembentukan berbagai produk teroksidasi
(aldehida dan crotonic butirat, propionat, asetat, asam akrilik, dll).
Diagram alir proses Oxidation n-butene
Dalam operasi normal, butana tidak teroksidasi, namun melakukan pembakaran
gas sisa untuk menghasilkan uap. Kondisi operasi yang digunakan sama dengan kondisi
pada oksidasi benzena. BASF (Badische Anilin and Soda Fabrik) menggunakan reaktor
fixed bed multi tube didinginkan oleh sirkulasi garam moltan eksternal. Suhu antara 360
dan 440 o c, juga memproduksi uap dengan tekanan tinggi. Selektivitas anhidrida maleat
dalam butana oxidizable molar adalah sekitar 50 persen. 10000 t/year pabrik Bayer di
uerdingen menggunakan teknologi yang sama. Namun, dalam sebuah pabrik 18000t/year
di Mizushima, menggunakan reaktor fluidized bed dengan katalis yang sama. Teknik
fluidized bed memiliki banyak keuntungan. diantaranya adalah memfasilitasi pemindahan
panas yang dihasilkan oleh transformasi, serta pengendalian suhu. Operasi dapat
dilakukan tanpa bahaya ledakan dengan konsentrasi n-butenes di udara yang berada
dalam rentang mudah terbakar (antara 1,4 dan 9 per volume persen), yang
memungkinkan lebih tinggi konversi per volume reaktor.
Dalam proses ini, hanya bagian dari anhidrida maleat dikumpulkan langsung
setelah pendinginan, dengan konsentrasi. Hal ini dilakukan dengan penyerapan dalam air.
Mencairkan 40 persen berat larutan asam maleat dengan konsentrasi di bawah vakum.
Anhidrida maleat kemudian dimurnikan dengan distilasi di dua kolom. Yang
menghilangkan senyawa ringan dan berat.
4. producttion Co-anhidrida maleat dalam pembuatan ftalat
anhidrida
Sumber anhidrida maleic kurang dari 2 persen dari produksi dunia, namun sekitar
10 persen dari output Eropa inwestern. Pembuatan anhidrida ftalat oleh oksidasi naftalen
atau o-xilena disertai dengan produksi 5 hingga 6 per anhidrida maleat persen, yang dapat
ditemukan dalam limbah pabrik. Ini dapat terkonsentrasi sampai mereka mengandung 15-
20 per anhidrida maleat persen dan sekitar 5 persen dari asam lainnya (ftalat, benzoat,
citraconic). UCB telah mengembangkan proses itu mempekerjakan di pabrik anhidrida
Ostend phtthalic nya, dari yang 3000t/tahun anhidrida maleat yang diambil.
BASF mengembangkan teknologi yang sama, memungkinkan untuk co-produksi 3000
dan 2000 t / tahun anhidrida maleat pada tanaman yang anhidrida ftalat di Ludwigshafen
dan Leverkusen.