Nama : Anisah Luthfiyah Nim : 061740421855 Kelas : 6 KIB Mata Kuliah : Pengendalian Pencemaran dan Produksi Bersih Dosen Pengajar : Dr. Martha Aznury,M.Si Tugas! Buatlah sintesa malik anhidrida dan sertakan perhitungan effisiensi massa secara tradisional dan baru ? Jawab: SINTESA MALIK ANHIDRIDA Rute Tradisional dari Benzene (P = 3-5 Bar, T = 350-450°C) 𝑉𝑂 2 5 2C6H6 + 9𝑂2 ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 2C4H2O3 + H2O + 4CO2 𝑀𝑜𝑂 3 𝑂𝑘𝑠𝑖𝑑𝑎 Benzene + 𝑂𝑘𝑠𝑖𝑔𝑒𝑛 𝑉𝑎𝑛𝑎𝑑𝑖𝑢𝑚 Malik Anhidrida + Air + Karbon Dioksida ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑀𝑜𝑙𝑦𝑏𝑑𝑒𝑛𝑢𝑚 Sifat Benzene : Bersifat karsinogenik (racun). Bahaya kesehatan, selain kanker, pemaparan konsentrasi tinggi benzene juga bisa menimbulkan bahaya : a. Jangka Pendek 1. Inhalasi - Konsentrasi rendah : iritasi mata dan tenggorokan. - Konsentrasi tinggi : mengantuk, pusing, sakit kepala, tremor, bingung, tidak sadar. - Konsentrasi sangat tinggi : kematian. 2. Lewat makanan/minuman Muntah, nyeri lambung, pusing, ngantuk, nadi kencang, kejang. Apabila berkonsentrasi tinggi menyebabkan kematian. 3. Kulit Menyebabkan kemarahan dan blister. b. Jangka Panjang Dapat menyebabkan anemia, leucopenia dan thrombositopenia Yield malik anhidrida : 95 % 𝑉𝑂 2 5 2C6H6 + 9𝑂2 ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 2C4H2O3 + H2O + 4CO2 𝑀𝑜𝑂 3 Berbahaya Efisiensi Atom : Karbon = Hidrogen = Oksigen = 8 × 100 % = 66,7 % 12 4 12 6 18 × 100 % = 33,3 % × 100 % = 33,3 % Massa Produk = (8 C) (12) + (4 H) (1) + (6 O) (16) = 196 gram Massa Reaktan= (12 C) (12) + (12 H) (1) + (18 O) (16) = 444 gram Efisiensi Massa = 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑘 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑟𝑒𝑎𝑘𝑡𝑎𝑛 = 196 444 = 44,14 % Kriteria Ekonomi Sumber : Price List 2016-17 Abridged Version 1.09. ISO 9001 : 2008 Certifies Company. ISO/IEC 17025 : 2005 NABL accredited. SDFCL sd fine-chem limited. Sumber : Price List-Praxair Distribution (T-0081) 13-X-22769 Gases : medical, Specialty Industrial-Statewide. 𝑉𝑂 2 5 2C6H6 + 9𝑂2 ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 2C4H2O3 + H2O + 4CO2 𝑀𝑜𝑂 3 Biaya bahan baku per Ruppe India untuk produksi asetalinida : 1 Ruppe = Rp 205,9 Simbol Ruppe : INR yang dapat ditulis Rs, IRS Biaya Raw Material : Benzene = 2 ×𝑅𝑠 336 0,5 = Rs 1344 Oksigen : 1 unit = 124 cu.ft = 3511,29 liter = $ 6.00 = Rs 386,50 Oksigen = 9 ×𝑅𝑠 386,5 3511,29 = Rs 0,99 Sehingga biaya Raw Material = Rs 1357,58 Dari segi kriteria ekonomi, jalur tradisonal lebih mahal dibandingkan dengan jalur baru (Rs 21,78) dengan selisih 1335,8 Ruppe, sehingga dapat dikatakan bahwa jalur tradisional dari benzene tidak ekonomis. Kriteria Lingkungan Evaluasi jalur alternative sintesis Environmental index = ∑|𝑉𝑖| (TLV)−1 Vi : nilai absolut koefisien stoikiometris 𝑉𝑂 2 5 2C6H6 + 9𝑂2 ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 2C4H2O3 + H2O + 4CO2 𝑀𝑜𝑂 3 1 1 1 Indeks Lingkungan = (2 × 80) + (2 × 1) + (4 × 9000) = 2,025 Persistence : Lambat (< 30 % degradasi selama 28 hari) Bioakumulasi : Potensi sedang (4,3 Log Kow > 3,5 or 1000 > BCF > 250) Ditinjau dari kriteria lingkungan, jalur tradisional menghasilkan indeks lingkungan lebih berbahaya dari jalur baru (indeks jalur baru 1,0005), sehingga dapat dikatakan bahwa jalur tradisional dari benzene dapat membahayakan lingkungan maupun kesehatan. Rute Baru dari Butana (T = 0 – 200 ⁰C Tanpa Pelarut) (𝑉𝑂)2 𝑃2 𝑂5 C4H10 + 3,5 O2 → C4H2O3 + 4 H2O 𝑉𝑎𝑛𝑎𝑑𝑖𝑢𝑚 𝑃ℎ𝑜𝑠𝑝𝑜𝑟𝑢𝑠 N-butane + oksigen → malik anhidra + air Metode ini merupakan metode awal yang masih digunakan karena lebih ekonomis.Anilin dan asam asetat berlebih 100 % direaksikan dalam sebuah tangki yang dilengkapi dengan pengaduk. Reaksi berlangsung selama 6 jam pada suhu 150oC – 160oC. Produk dalam keadaan panas dikristalisasi dengan menggunakan kristalizer (Austin, 2008). Yield masuk anhidrida : 96 % Efisiensi Atom: Karbon = 100 % Hidrogen = 10 × 100 % = 20 % Oksigen = 2 1 7 × 100 % = 14,3% Massa produk = (4 C) (12) + (2 H) (1) + (3 O) (16) = 98 gram Massa reaktan = (4 C) (12) + (10 H) (1) + (7 O) (16) = 170 gram Efisiensi Massa = 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑘 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑟𝑒𝑎𝑘𝑡𝑎𝑛 = 98 170 = 57,6 % Kriteria Ekonomi Sumber : Price List-Praxair Distribution (T-0081) 13-X-22769 Gases : medical, Specialty Industrial-Statewide. (𝑉𝑂)2 𝑃2 𝑂5 C4H10 + 3,5 O2 → C4H2O3 + 4 H2O Oksidasi N-Butane dengan Circulating Fluidized Bed menggunakan C4H10O2 Biaya bahan baku per Ruppe India untuk produksi asetalinida : 1 Ruppe = Rp 205,9 Simbol Ruppe : INR yang dapat ditulis Rs, IRS Biaya Raw Material : Sumber : Oil And Gas Analysts And Forecasters. Henry Groppe, George S, And Littell Nathan P. Schaffer. N-Butane 0,6 gallons = 3,7854 liter = $ 1,26 = Rs 81,15 N-Butane = 1 ×81,15 3,7854 = Rs 21,44 Oksigen : 1 unit = 124 cu.ft = 3511,29 liter = $ 6.00 = Rs 386,50 Oksigen = 3,5 ×𝑅𝑠 386,5 3511,29 = Rs 0,38 Sehingga biaya Raw Material = Rs 21,78 Dari segi kriteria ekonomi, jalur baru lebih murah dibandingkan dengan jalur tradisional (Rs 1357,58) dengan selisih 1335,8 Ruppe, sehingga dapat dikatakan bahwa jalur baru dari nbutane memerlukan biaya bahan baku yang bersifat ekonomis. Kriteria Lingkungan Evaluasi jalur alternative sintesis Environmental index = ∑|𝑉𝑖| 𝑥(TL𝑉)−1 Vi : nilai absolut koefisien stoikiometris Sumber : The American Conference of Govermental Industrial Hygienists (ACGIH) has assigned n-butane a threshold limit value (TLV) of 800 ppm (1,900 mg/m3) as a TWA for a normal 8-hr workday and a 40-hr workweek [ACGIH 199 lb]. (𝑉𝑂)2 𝑃2 𝑂5 C4H10 + 3,5 O2 → C4H2O3 + 4 H2O 1 1 Indeks Lingkungan = (1 × 1900) + (1 × 1) = 1,0005 Ditinjau dari kriteria lingkungan, jalur baru menghasilkan indeks lingkungan lebih ramah dari jalur tradisonal (2,025), sehingga dapat dikatakan bahwa jalur baru dari n-butane lebih baik digunakan karena bersifat green chemistry yang tidak membahayakan lingkungan. Kesimpulan : Efisiensi massa rute baru dari N-Butana (44,14 %) < rute tradisonal dari Benzene (57,6 %). Dari segi ekonomi, rute tradisonal dari Benzene (Rs 1357,58) tidak lebih ekonomis dibandingkan rute baru dari N-Butana (Rs 21,78). Dari segi lingkungan, rute tradisonal dari Benzene (2,025) lebih berbahaya dibandingkan rute baru dari N-Butana (1,0005).