Aplikasi Kimia : Pembuatan Hidrogen Peroksida Skala Industri dan Aplikasinya

Hidrogen peroksida murni adalah cairan tak berwarna yang larut dengan air. Larutan ini sering tersedia dalam bentuk 40% (b / b) larutan, tetapi juga diperoleh dengan kadar  kemurnian hingga 70% (b / b).Larutan ini sering digunakan terutama sebagai pemutih.

Penggunaan hidrogen peroksida

Hidrogen peroksida yang digunakan di banyak industri. Mungkin yang paling sering dalam kehidupan sehari-hari digunakan dalam produk pemutih  yang digunakan dalam mencuci pakaian, misalnya dalam beberapa bentuk Vanish. Dalam jumlah besar hidrogen peroksida digunakan untuk membuat natrium perborate dan natrium percarbonate, yang digunakan sebagai zat pemutih dalam deterjen cair dan padat. Sodium perborate, NaBO3.4H2O, dibuat dengan menambahkan hidrogen peroksida ke dalam larutan natrium hidroksida metaborat dan natrium. Natrium percarbonate disiapkan dengan menambahkan hidrogen peroksida ke dalam larutan natrium karbonat.

Tabel Penggunaan Hidrogen Peroksida didunia

Selain penggunaannya dalam deterjen, hidrogen peroksida juga paling sering digunakan dalam larutan untuk pemutih kertas (meningkatkan kecerahan), pulp kayu dan kain. Dan baru-baru ini, pabrik yang sangat besar telah mulai beroperasi di Antwerp (Belgia) dan di kompleks industri di Map Ta Phut (Thailand). Sebuah pabrik besar ketiga sedang dibangun di pesisir timur Arab Saudi, di Teluk Persia, di Jubail. Semua tiga pabrik akan menghasilkan hidrogen peroksida yang akan digunakan untuk membuat epoxypropane (propilena oksida) dengan oksidasi langsung propena. Epoxypropane selanjutnya akan digunakan terutama untuk memproduksi poliuretan.

Gambar diatas merupakan pemandangan dari kompleks petrokimia Man Ta Phut di Teluk Thailand, dekat perbatasan dengan Kamboja, Sebuah pabrik yang akan menghasilkan hidrogen peroksida. Pabrik ini mampu memproduksi lebih dari 330 000 ton hidrogen peroksida setiap tahun, pabrik tersebut terbesar di dunia. Foto diatas juga menunjukkan menara distilasi digunakan untuk pemisahan alkana dari gas alam. Hidrogen yang dibutuhkan untuk membuat hidrogen peroksida berasal dari metana dalam gas alam.

Pembuatan hidrogen peroksida

Lebih dari 99% hidrogen peroksida diproduksi oleh proses autoksidasi. tahpan-tahapan pembuatanya sebagai berikut

Salah satu pabrik hidrogen peroksida di Leuna, dekat Leipzig di Jerman. (foto : Arkema)

1. Hidrogenasi dari anthroquinone

turunan dari 2-etil dari antrakuinon umumnya digunakan dalam proses.

Sebuah larutan dari 2-ethylanthraquinone dalam sistem pelarut campuran yang mengandung hidrokarbon non-polar dan pelarut polar, dan suspensi dari nikel atau katalis berbasis paladium pada dukungan solid, dihidrogenasi menggunakan gas hidrogen pada suhu 320 K. Maka akan terjadi reduksi dari 2- alkylanthraquinol. Katalis dihilangkan dengan filtrasi dan daur ulang.

2. Oksidasi anthraquinol

Larutan dari 2-ethylanthraquinol kemudian teroksidasi oleh udara menjadi hidroperoksida, yang bereaksi dalam air untuk membentuk 2-ethylanthraquinone dan menghasilkan larutan encer hidrogen peroksida.

Reaksi keseluruhan menjadi

Unit pengoksidasi pada pabrik produksi hidrogen peroksida di Jarrie, Grenoble Selatan, Perancis.(Foto Arkema)

3. Ekstraksi larutan hidrogen peroksida

Air ditambahkan untuk mengekstrak peroksida sebagai larutan air yang mengandung 40% hidrogen peroksida. Lapisan pelarut organik didaur ulang ke unit hidrogenasi untuk reaksi lebih lanjut.

4. Pemurnian dan pengkonsentrasian hidrogen peroksida

Larutan hidrogen peroksida yang mengandung air diperlakukan dengan pelarut organik dan dengan pemompaan udara untuk menghapus residu kuinon dan pelarut sehingga menghasilkan produk standar 40%. Beberapa penggunaan hidrogen peroksida memerlukan produk konsentrasi yang lebih tinggi dari kosentrasi yang dihasilkan, sehingga perlu konsentrasi vakum atau destilasi untuk menaikan konsentrasi hingga 70%.

Hidrogen peroksida dalam bentuk yang paling murni sifatnya stabil. Namun, jika dibawa ke dalam kontak dengan kontaminan tertentu (terutama logam berat) dapat terurai. Oleh karena itu, stabilisator biasanya ditambahkan ke produk. Mereka bertindak dengan pengompleksan dengan jejak ion logam transisi ini yang tidak akan mengkatalisis dekomposisi hidrogen peroksida. Stabilisator khas adalah natrium stannate (IV) (yang menghidrolisis untuk timah (IV) hidroksida) dan berbagai fosfat.

Gambar diatas merupakan larutan hidrogen peroksida yang sedang dibongkar, perjalanan untuk apa bahan tersebut dibuat. Hidrogen peroksida ini digunakan untuk membuat hidrazin. Hidrazin digunakan sebagai propelan di sebagian besar satelit dan sebagai prekursor untuk natrium azida (agen gas pembentuk dalam kantong udara) dan untuk berbagai pestisida. Adapun penggunaan terbaru dari Hidrogen Peroksida adalah pengolahan air Selengkapnya