I. SIFAT FISIK DAN KIMIA DARI BAHAN BAKU DAN PRODUK

Bahan :

Bahan baku pembuatan chloromethane adalah Methana (CH­4) dan Chlorin (Cl2)

Bahan tambahan yang digunakan adalah H2O, NaOH, dan H2SO4.

Produk :

Produk utama yang dihasilkan dari industri ini adalah :

1. Metil Klorida (CH3Cl)
2. Metilen Klorid (CH2Cl2)
3. Kloroform (CHCl3)
4. Karbon Tetra Klorida (CCl4)

Produk samping yang dihasilkan dari proses ini adalah CH4 yang akan direcycle untuk proses selanjutnya.

Bahan Baku :

• Methana (CH­4)

- Berat Molekul : 16.04 g/mol

- Bentuk : Gas

- Spgr : 0.145-164

- Titik Leleh : - 182.6 ºC

- Titik Didih : - 161.4 ºC

• Chlorin (Cl2)

- Berat Molekul : 70.91 g/mol

- Bentuk : Gas

- Spgr : 1.56-33.6

- Titik Leleh : - 101.6 ºC

- Titik Didih : -34.6 ºC

Bahan Tambahan :

• Air (H2­O)

- Berat Molekul : 18.016 g/mol

- Spgr : 1.00 4

- Titik Leleh : 0 ºC

- Titik Didih : 100 ºC

• NaOH

- Berat Molekul : 40.00 g/mol

- Spgr : 2.130

- Titik Leleh : 318.4 ºC

- Titik Didih : 1390 ºC

• H2SO4

- Berat Molekul : 98.08 g/mol

- Spgr : 1.834 18/4

- Titik Leleh : 10.49 ºC

- Titik Didih : 1340 ºC

Produk Utama :

• Metil Klorida (CH3Cl)

- Berat Molekul : 50.49 g/mol

- Titik Leleh : - 97.7 ºC

- Titik Didih : 24.1 ºC

- Density : 0.92 pada 20 ºC

- Limit Ledakan : terendah 8% dan tertinggi 20% volume di udara

- Limit Beracun : 50 ppm

- Kelarutan : larut dalam air, alcohol, aseton, kloroform dan eter

• Metilen Klorida (CH2CL2)

- Berat Molekul : 84.95 g/mol

- Titik Leleh : - 97.6 ºC

- Titik Didih : 40.1 ºC

- Density : 1.3 g/cc

- Kelarutan : sedikit larut dalam air 1.8% 20 ºC dalam alcohol dan eter

• Kloroform (CHCl3)

- Berat Molekul : 119.4 g/mol

- Titik Leleh : - 22.6 ºC

- Titik Didih : 61.2 ºC

- Density : 1.49 g/ml

- Limit Beracun : 100 ppm

- Kelarutan : sedikit larut dalam air (0.8% 20 ºC), larut sempurna dalam alcohol, senyawa aromatic dan eter

• Karbon Tetra Klorida (CCl4)

- Berat Molekul : 153.84 g/mol

- Titik Leleh : - 22.6 ºC

- Titik Didih : 76.8 ºC

- Density : 1.59 g/ml

- Limit Beracun : 25 ppm

- Kelarutan : sedikit larut dalam air (0.08% 20 ºC), larut sempurna dalam alcohol, senyawa aromatic dan eter

• Asam Klorida (HCl)

- Berat Molekul : 36.5 g/mol

- Titik Leleh : - 111 ºC

- Titik Didih : 76.8 ºC

- Spgr : 1.268

- Density : 1.18 g/ml

- Kelarutan : Air panas : 56.1 cc/100gr Air dingin : 82.3 cc/100gr

II. METODE PRODUKSI DAN KLASIFIKASI PROSES

Metode Produksi

dibagi dalam beberapa proses :

- CH3Cl diperoleh dari reaksi CH3OH + HCl dapat digabungkan untuk menghasilkan HCl

- CCl4 diperoleh dari reaksi CO2 + Cl2 merupakan proses yang lama dan tidak ekonomis

Klasifikasi Proses

• Pemanasan langsung klorinas metan yaitu suatu proses substitusi langsung untuk membuat seluruh turunan dari ke empat produk klorinasi yang tergantung pada perbandingan mol dari CH4Cl dan kondisi reaksi
• Klorinasi Methana berdasarkan reaksi :

- CH4 + Cl2 CH3Cl + HCl

- CH3Cl + Cl2 CH2Cl2 + HCl

- CH2Cl2 + Cl2 CHCl3 + HCl

- CHCL3 + Cl2 CCl4 + HCl

III. DATA KUANTITATIF

I REAKTOR

Perhitungan Neraca Massa

• Basis : 1 ton produk (85% yield CH4)
• Bahan Baku :

CH4 0.305 ton = 305 kg BM : 16 kg/kmol

Cl2 1.53 ton = 1530 kg BM : 71 kg/kmol

IV. REAKSI KIMIA

Reaksi Klorinasi Methana

- CH4 + Cl2 CH3Cl + HCl

- CH3Cl + Cl2 CH2Cl2 + HCl

- CH2Cl2 + Cl2 CHCl3 + HCl

- CHCL3 + Cl2 CCl4 + HCl

V. FLOWSHEET

VI. URAIAN PROSES

Umpan Metana dan Clorin berupa liquid dialirkan ke dalam reactor, pemanasan awal pada suhu 280 ºC dengan udara tekan melalui jaket pada reactor dengan tujuan untuk menyerap panas dari reaksi klorinasi yang bersifat eksotermis, suhu dijaga konstan yaitu 370 – 410 ºC. top produk berupa campuran gas dilewatkan pada HE sehingga terjadi penurunan temperature. Zat-zat yang telah bereaksi dalam reactor dialirkan dalam absorber. Disini terjadi penyerapan zat-zat lain yang tidak diinginkan sebagai tahap pemurnian produk yaitu penyerapan HCl dan H2O sehingga diperoleh HCl 32% pada bawah tangki atau bottom. Sisa HCl yang tidak terserap dilewatkan dalam neutralizer dan ditambahkan soda caustic (NaOH) untuk mengikat HCl. Top produk yang dihasilkan ditekan dengan kompresor lalu didinginkan dalam condenser selanjutnya dipisahkan dalam stripper. Dari sini baru dialirkan ke Drying tower dan Multi Komponen Fraksionator.

Untuk fraksi ringan (CH4­ dan H­2­O) dialirkan ke Drying tower (berisi H2SO4 pekat sebagai refrigant) sehingga diperoleh CH4 kering dan H2SO4 pekat 98% pada bagian atas tangki. Sedangkan kandungan airnya akan keluar pada bottom produk bersama asam sulfat encer. Kemudian sisa nya lagi bersama CH4 yang dihasilkan dari drying tower dikembalikan lagi ke absorber setelah dipanaskan untuk proses lebih lanjut sebagai recycle. Untuk fraksi berat atau zat-zat yang masuk multi komponen fraksionator akan dikeluarkan berupa CH3Cl, CH2Cl2, CHCL3, dan CCl4.

VII. FUNGSI ALAT

• Reaktor : Tempat terjadinya reaksi-reaksi kimia dari campuran 2 zat atau lebih yang mempunyai komposisi yang berbeda.
• Absorber : Tempat penyerapan zat-zat yang tidak diinginkan sehingga diperoleh zat-zat dengan konsentrasi yang lebih tinggi.
• Partial Condenser : Untuk menaikkan suhu atau pemanasan dengan mencairkan sebagian komponen.
• Drying Tower : Merupakan menara pengering.
• Multi Komponen Fraksionator : Pemisahan zat-zat kimia menjadi fraksi-fraksi berdasarkan perbedaan titik didih.

VIII. KESIMPULAN

Kloro methane atau Metil klorida merupakan hasil reaksi klorinasi antara Cl2 dan CH4. klorinasi methan merupakan suatu reaksi radikal bebas yang seringkali ditandai oleh aneka ragam produk. Klorinasi methan dapat menghasilkan empat produk organic, dimana hasil reaksi antara Cl2 dan CH4 adalah substitusi oleh satu atom klor atau lebih terhadap atom-atom hydrogen tang terikat pada karbon.

Proses pembuatan kloro methan ini dapat dilakukan dengan cara mengalirkan umpan kedalam reactor, produk yang keluar dari reactor kemudian dipanaskan pada HE selanjutnya dialirkan dalam absorber dan terjadi penyerapan zat-zat lain yang tidak diinginkan sebagai tahap pemurnian produk berupa HCl dan Sisa HCl yang tidak terserap dilewatkan dalam neutralizer. Produk kemudian di dinginkan kemudian dipisahkan dalam stripper dan barulah dialirkan ke Drying tower dan multi komponen fraksionator.

Produk yang dihasilkan dari reaksi methana dan clorin ini antara lain :

- CH4 + Cl2 CH3Cl + HCl

- CH3Cl + Cl2 CH2Cl2 + HCl

- CH2Cl2 + Cl2 CHCl3 + HCl

- CHCL3 + Cl2 CCl4 + HCl

yang juga dinamakan Reaksi Klorinasi Methana.

Kegunaan maupun Contoh pemakaian dari produk yang dihasilkan :

1. Metil Klorida (CH3Cl)

- 70% dipakai sebagai bahan dasar monomer silicon

n CH3Cl + Si (CH3)nSiCl4-n

- 15% sebagai katalis polimerisasi dari butyl sintetik rubber pada suhu rendah

- 8% sebagai tetrametil lead senyawa antiknock pada kendaraan bermotor

- 7% sebagai refrigent / pendingin anti korosif

1. Metilen Klorida (CH2CL2)

- 65% sebagai bahan penggerak

- 15% sebagai pelarut pada pembentukkan aerosol

- 10% sebagai pelarut dalam proses acetil asetat selulosa

1. Kloroform (CHCl3)

- 50% sebagai perantara flourokarbon

- 40% sebagai pelarut dalam proses ekstraksi fermentasi antibiotic

- 5% sebagai cairan pemadam api

1. Karbon Tetra Klorida (CCl4)

- 53% sebagai perantara untuk flourokarbon

- 40% perantara perkloroetilen

- 5% sebagai cairan pemadam api