EVALUASI KOLOM DISTILASI BUTANOL-AIR DENGAN INTEGRASI PANAS UNTUK MENDAPATKAN TOTAL ANNUAL COST (TAC) MINIMUM Nama Mahasiswa
Dosen Pembimbing
: 1. Satrio Pamungkas
NRP.2306100059
: 2. Tri Hartanto A
NRP.2306100080
: 1. Prof.Ir. Renanto Handogo,MS., Ph.D. : 2. Ir.Musfil A.S,M.Eng.,Sc.
Laboratorium
: Perancangan dan Pengendalian Proses Tekmik Kimia
1. PENDAHULUAN Pada suatu industri kimia, menganalisa dan melakukan optimasi terhadap suatu unit adalah salah satu bagian penting untuk efisiensi proses. Proses optimasi adalah dasar engineering, karena fungsi klasik seorang insinyur adalah untuk mendesain sistem yang baru, yang lebih baik, lebih efisien dan lebih murah, sebaik memikirkan sistem atau prosedur untuk meningkatkan operasi sistem yang telah ada. Akhir-akhir ini perubahan arus teknologi dan informasi terjadi begitu pesat. Era perubahan arus teknologi yang begitu besar tersebut menuntut seorang teknik kimia untuk mengikutinya. Alat-alat dan software-software keteknikkimiaan juga mengalami perkembangan yang luar biasa. Hal tersebut dapat kita manfaatkan guna memajukan perindustrian dan melakukan optimasi dan efisiensi terhadap proses yang telah ada.Untuk mencapai efisien tersebut, sebagian besar proses di industri mengalami paling tidak satu kali perubahan selama masa pakainya untuk memperoleh keuntungan dari teknologi proses yang tercanggih, yang dapat berupa perbaikan dalam efisiensi energi dan kapasitas produksi.Sehingga penyelesaian persoalan perancangan dengan integrasi panas menjadi kebutuhan penting. Dengan semakin mahalnya harga bahan bakar maka perlu bagi sebuah industri untuk melakukan evaluasi kembali terhadap proses yang digunakan sebelumnya agar proses yang terdapat indikasi pemborosan bahan bakar dapat diminimalisasikan. Pada pabrik pembuatan butanol (Butyl Alcohol) memiliki plant yang disebut plant kolom distilasi yang akan digunakan sebagai studi kasus dalam penelitian ini. Butanol sendiri merupakan bahan kimia yang banyak digunakan dalam industri seperti platizier, resin, pelapis serta yang terbaru adalah sebagai bahan additive untuk gasoline atau bensin. Proses distilasi adalah proses yang menggunakan energi yang intensif sehingga evaluasi pada plant ini akan memberikan penghematan yang cukup besar. Pada penelitian skripsi Nanda dan Candra yang melakukan evaluasi pada kolom distilasi yaitu, evaluasi dengan memanfaatkan heat integration dengan sistem etanol-air, tetapi penelitian dari nanda dan candra ini kami aplikasikan pada sistem yang kami teliti, yaitu sistem butanol-air yang nantinya akan memberikan hasil, dimana akan dapat digunakan untuk meminimalkan kebutuhan aliran panas dan aliran dingin, terutama kebutuhan steam pada reboiler yang harganya relatif lebih mahal dibandingkan dengan air pendingin. Penghematan tersebut selanjutnya akan mengurangi biaya operasional serta total annual cost.
Dalam hal ini dilakukan metode penghematan energi dengan cara integrasi panas karena relatif tidak memerlukan biaya tambahan.(Nanda dan Candra,2005) 2. METODOLOGI PERCOBAAN Beberapa data yang dibutuhkan untuk pelaksanaan penelitian ini meliputi, data kondisi operasi berdasarkan literatur (Luyben,2008), data variasi tekanan kolom distilasi berdasarkan thesis (Santi,2000). Simulasi dilakukan dengan laju alir feed masuk decanter sebesar 1000 kmol/h,dengan komposisi feed 60 % air dan 40 % butanol. Output yang diamat adalah beban reboiler dan condenser pada kolom distilasi I dan II, selisih/delta temperatur overhead kolom distilasi II dengan temperatur bottom kolom distilasi I untuk integrasi panas, serta mole fraksi produk butanol dan air untuk menjaga kemurnian produk. Beberapa data seperti kondisi dan komponen stream diperlukan untuk diinputkan ke dalam software Aspen Plus. Optimasi proses dilakukan untuk mendapatkan beban reboiler pada kondisi operasi maksimal. Sistem pemisahan campuran butanol-air dapat dilihat pada gambar 1.
Gambar 1. Sistem pemisahan butanol-air pada software AspenPlus Integrasi panas dapat dilakukan dengan merubah kondisi operasi yaitu tekanan. Syarat agar pertukaran panas dapat dilakukan adalah: ΔT minimum sebesar 20 K (Luyben,2006) Jumlah panas (Q) yang akan ditukarkan lebih kecil atau sama dengan Q menerima.
yang akan
3. HASIL DAN PEMBAHASAN Pada penelitian ini, untuk melakukan proses diperlukan validasi dari hasil simulasi. Tujuan validasi adalah sebagai acuan awal yang menunjukkan bahwa simulasi dapat mendekati kondisi yang sebenarnya. Validasi dilakukan secara bertahap untuk sistem proses pemisahan butanol-air dengan menggunakan dua kolom distilasi dan satu decanter. Hal ini sangat penting mengingat keterkaitan yang sangat erat dari keterlibatan komponen yang kompleks pada feed. Apabila validasi dari satu tahap tidak dihasilkan output yang memiliki error minimal maka akan mempengaruhi validasi untuk tahap proses selanjutnya. Data yang diambil berasal dari literatur. (Luyben,2008) Setelah data literatur didapatkan, proses diagram sistem pemisahan butanol-air dapat dibuat dengan menggunakan software AspenPlus, yang nantinya akan terus digunakan dalam penelitian ini. Penelitian simulasi kolom distilasi butanol-air dengan integrasi panas untuk mendapatkan Total Annual Cost (TAC) minimal ini dilakukan dengan menggunakan software Aspen Plus. Simulasi steady state pembuatan base case ini merupakan langkah awal untuk melakukan simulasi untuk mendapatkan optimasi dari kondisi operasi. Dalam simulasi steady state ini juga dilakukan pemilihan jenis kolom distilasi dan tipe tray dengan tujuan untuk mendapatkan model simulasi yang sesuai dengan kondisi sebenarnya yaitu pada literatur (Luyben,2008). Simulasi kinerja kolom distilasi pemisahan kolom distilasi sistem butanol-air ini menggunakan model termodinamika UNIQUAC karena umpan yang digunakan dalam sistem pada penelitian ini merupakan campuran organik (butanol-air), selain itu pada sistem butanol-air terdapat suatu kesetimbangan cair-cair (LLE). Pada simulasi ini ditetapkan feed masuk sebesar 1000 kmol/jam dengan komposisi fraksi butanol sebesar 0,4 dan fraksi air sebesar 0,6 dengan target produk butanol pada kolom distilasi II mempunyai fraksi sebesar 0,99936. Base case ini diambil berdasarkan data kondisi pada literatur.(Luyben,2008) Hasil simulasi steady state base case ini terlihat pada Tabel 1. Tabel 1. Hasil Simulasi Steady State NO
Variabel
Luyben
Simulation with AspenPlus
1
Tekanan Kolom distilasi I
51 kPa
51 kPa
2
Tekanan Kolom distilasi II
51 kPa
51 kPa
3
Suhu Decanter
343 K
343 K
4
Suhu Overhead KD I
348 K
348,00926 K
5
Suhu Bottom KD I
357 K
354,4658 K
6
Suhu Overhead KD II
348 K
348,503 K
7
Suhu Bottom KD II
376 K
375,4277 K
8
Feed Masuk Decanter
1000 kmol/h
1000 kmol/h
Fraksi mole Butanol
0,4
0,42013577
Fraksi Mole Air
0,6
0,57986423
Mole Flow Produk KD I
600,1 kmol/h
599,99393 kmol/h
Fraksi mole Butanol
0,001
0,00063999
Fraksi Mole Air
0,999
0,99936
Mole Flow Produk KD II
399,9 kmol/h
400,002777 kmol/h
Fraksi mole Butanol
0,999
0,999
Fraksi Mole Air
0,001
0,001
12
Heat Duty Reboiler KD I
1,21 MW
1,21342629 MW
13
Heat Duty Reboiler KD II
6,70 MW
6,67595483 MW
14
Condensor Duty
6,83 MW
7,0353724 MW
9
10
11
Setelah tahap simulasi yang didapatkan steady state,maka langkah selanjutnya adalah mensimulasikan kembali dengan menggunakan software AspenPlus dan memasukkan variabel penelitian ini untuk mendapatkan kondisi optimal dari pemisahan kolom distilasi sistem butanol-air. Adapun variabel-variabel yang akan dimasukkan dalam simulasi pemisahan butanol-air ini,yang pertama adalah temperature pada decanter yaitu 339 K; 341 K; 343 K dengan tekanan pada kolom distilasi I dan kolom distilasi II sama,yaitu sebesar 51 kPa. Tabel 2. Hasil Simulasi Steady State dengan variabel temperatur pada decanter Mole Fraction (Product) T (K)
Pada KD I
Q (Dalam MW)
Pada KD II
Butanol
Air
Butanol
Air
Q kondensor
Q reboiler (KD II)
Q reboiler (KD I)
343 (basecase)
0,001
0,999
0,999
0,001
6,83
6,7
1,21
343
0,00063999
0,99936
0,999
0,001
7,0353724 6,67595483 1,21342629
341
0,00063999
0,99936
0,999
0,001
7,0911335 6,88452743 1,44096256
339
0,00063999
0,99936
0,999
0,001
7,090541 7,28576838 2,01740899
Pada tabel 2 menunjukkan bahwa perubahan temperatur pada decanter mempengaruhi besar kecilnya beban pada reboiler dan condenser pada kolom distilasi I maupun kolom distilasi II, pada penelitian ini beban pada reboiler dan kondensor sangat diperhatikan karena nantinya penelitian ini selain melihat dari sisi kemurnian produk butanol yang dihasilkan pada kolom distilasi, yaitu 99% juga melihat dari sisi ekonominya. Dapat dilihat pada tabel bahwa kondisi terbaik didapatkan pada suhu 343 K. Pada simulasi ini simulasi tidak dapat disimulasikan pada suhu lebih dari 343 K, karena pada suhu tersebut butanol dan air sebagian sudah berubah fase dari cair menjadi uap, seperti terlihat pada gambar 2. Kenaikan temperatur decanter juga menyebabkan naiknya beban (Q) reboiler pada kolom distilasi I dan kolom distilasi II seperti terlihat pada gambar 3 dan 4, tetapi terjadi penurunan pada beban(Q) condensor seperti terlihat pada gambar 5.
Gambar 2. Sistem VLLE butanol-air pada tekanan 51 kPa dengan menggunakan sofware AspenPlus
Gambar 3. Pengaruh Kenaikan Temperatur Decanter terhadap Beban (Q) reboiler pada Kolom Distilasi I
Gambar 4. Pengaruh Kenaikan Temperatur Decanter terhadap Beban (Q) reboiler pada Kolom Distilasi II
Gambar 5. Pengaruh Kenaikan Temperatur Decanter terhadap Beban (Q) condenser Setelah mendapatkan kondisi optimum dengan variabel temperature decanter, maka langkah selanjutnya adalah mencari dan menentukan integrasi panas untuk sistem integrasi panas I dengan menggunakan software AspenPlus dan memasukkan variabel tekanan pada kolom distilasi I, adapun variabel tekanan yang akan diinputkan adalah pada tekanan 110,325 kPa; 111,5 kPa; 122 kPa; 132 kPa;141,8 kPa; 152 kPa dengan tekanan pada kolom distilasi II tetap yaitu 51 kPa dan temperature decanter sebesar 343 K, dan nantinya akan diketahui berapa penghematan yang bisa dibandingkan antara sebelum integrasi dengan setelah integrasi. Adapun sistem integrasi panas I dapat dilihat pada gambar 6, sebagai berikut:
FEED CW
Kondensor
T Top KD I Dekanter Kolom Distilasi I
Kolom Distilasi II
T Bottom KD II
Reboiler Reboiler
Butanol Air SC CWR
Gambar 6. Sistem Integrasi Panas I pada pemisahan butanol-air Tabel.3. Hasil Simulasi Steady State dengan variabel tekanan pada kolom distilasi I Q (dalam MW) P (kPa)
T top KD I
Q reboiler
T bottom KD II
KD I
KD II
Q condenso r
152
51
7,0712433
0,63700289
6,6750260
376,595322
375,29407
1,301246
141,8
51
7,068736
0,65064575
6,6774725
374,639304
375,29407
-0,65477
132
51
7,0660841
0,66787387
6,6751685
372,56488
375,29407
-2,72919
122
51
7,0632675
0,68893836
6,6774630
370,354723
375,29407
-4,93935
111,5
51
7,0602596
0,71543798
6,6755140
367,987239
375,29407
-7,30683
110,32 5
51
7,057029
0,74840829
6,6779384
365,43504
375,29407
-9,85903
51
51
6,83
1,21
6,7
348
376
-28
(K) KD I
KD II
ΔT (K)
(K)
Pada Tabel 3 menunjukkan bahwa untuk mendapatkan integrasi panas, apabila tekanan pada kolom distilasi I yang dinaikkan maka hanya akan didapatkan harga selisih antara temperature (ΔT) yang tidak memenuhi syarat, dimana ΔT yang memenuhi syarat adalah sebesar 20 K, sedangkan pada tabel dapat dilihat sampai pada tekanan 152 kPa harga ΔT
masih sekitar 1,3013 K. Oleh karena itu pada penelitian ini tekanan pada kolom distilasi I untuk sistem integrasi panas I dianggap tetap, yaitu 51 kPa dan sistem integrasi panas I tidak bisa dilakukan. Langkah selanjutnya adalah memasukkan data input tekanan pada kolom distilasi II untuk mendapatkan sistem integrasi panas II, Adapun sistem integrasi panas II dapat dilihat pada gambar 7, sebagai berikut:
S CW
FEED
Kondensor
T Top KD II
Kolom Distilasi I
Dekanter
Kolom Distilasi II
T Bottom KD I
Reboiler
Reboiler Produk Butanol Produk Air
SC CWR
Gambar 7. Sistem Integrasi panas II pada pemisahan butanol-air Tabel 4. Hasil Simulasi Steady State dengan variabel tekanan pada kolom distilasi II Q (dalam MW) P (kPa) KD I
KD II
Q condenso r
51
172,2
51
Q reboiler
T top KD II (K)
T bottom KD I
ΔT (K)
(K)
KD I
KD II
7,274775
1,2141616 7
9,7948148 3
379,89699 7
354,49041 9
25,40657 8
162,12
7,261032
1,2148789
9,5932069 8
378,13164 7
354,49041 9
23,64122 8
51
152
7,246655 5
1,2137955 2
9,3841256 1
376,27972 7
354,49041 9
21,78930 8
51
141,8
7,231555 2
1,2130815
9,1705709
374,33079 6
354,49041 9
19,84037 7
51
132
7,215654 1
1,2141711 9
8,9439116 3
372,27147 6
354,49041 9
17,78105 7
51
122
7,198814 8
1,2149187 7
8,7066303 8
370,08650 9
354,49041 9
15,59609
51
111,15
7,180923 8
1,2137726 6
8,4593068 4
367,75531 5
354,49041 9
13,26489 6
51
110,32 5
7,161762 9
1,2130604 7
8,1985587 8
365,25397 1
354,49041 9
10,76355 2
51
91,2
7,141145 6
1,2141755 8
7,9269373 9
362,54854 2
354,49041 9
8,058123
51
88,2
7,118699 2
1,2142603
7,6378206
359,59769 9
354,49041 9
5,10728
51
51
6,83
1,21
6,7
348
357
9
Tabel 4 menunjukkan bahwa untuk mendapatkan integrasi panas, apabila tekanan pada kolom distilasi II yang dinaikkan maka hanya akan didapatkan harga selisih antara temperature (ΔT) yang memenuhi syarat,dimana ΔT yang memenuhi syarat adalah sebesar 20 K. Dimana dapat dilihat tekanan pada kolom distilasi II yang memenuhi syarat bisa tidaknya ada integrasi panas bila tekanan dinaikkan antara 152 kPa sampai 172 kPa atau lebih. Dan Apabila kita bandingkan pada tekanan 172 kPa dengan 51 kPa, beban yang dihasilkan tidak begitu jauh,yaitu 7,275 MW (Q condenser), 1,214 MW (Q reboiler I), 9,795 MW (Q reboiler II) untuk tekanan 172 kPa dengan 7,83 MW (Q condenser), 1,21 MW (Q reboiler I), 6,7 MW (Q reboiler II) untuk tekanan 51 kPa.Dari perbedaan ini diharapkan dengan adanya integrasi panas,maka beban yang dihasilkan pada tekanan 51 kPa dapat tergantikan oleh tekanan 172 kPa. Kenaikan tekanan kolom distilasi juga menyebabkan naiknya temperatur pada produk atas (top product) kolom distilasi II. Setelah kondisi optimum didapatkan,maka langkah selanjutnya adalah mencari dan menentukan integrasi panas dengan menggunakan software AspenPlus dan memasukkan variabel yang sudah didapatkan,yaitu temperatur decanter 343 K, tekanan kolom distilasi I 51 kPa dan tekanan kolom distilasi II sebesar 132 kPa untuk mendapatkan integrasi panas pada sistem seperti gambar 7 dan nantinya akan diketahui berapa penghematan yang bisa dibandingkan antara sebelum integrasi dengan setelah integrasi.
Tabel 5. Hasil Simulasi integrasi panas pada variasi tekanan pada kolom distilasi II
P (kPa)
T DECANTER (K)
QR1 (MW)
ΔT (K)
QC2 (MW)
Final Value Final Value 51 152 343 21,789308 1,21379552 -1,2137687 51 162,12 343 23,641228 1,21379552 -1,2137756 51 172,2 343 25,406578 1,21379552 -1,2137838 Dari tabel 5 dapat dilihat bahwa semakin tinggi tekanan maka beban (Q) akan semakin besar ,maka dari itu pada tekanan 172,2 kPa di kolom distilasi II yang digunakan, selain mempunyai selisih beban (Q) sebelum (QR1) dan sesudah integrasi (QC2) yang terkecil, juga pada tekanan tersebut sudah memenuhi syarat terjadinya integrasi panas, yaitu lebih dari 20 K. Dalam integrasi panas ΔT disarankan lebih dari 20 K, karena apabila perbedaan temperatur terlalu kecil menyebabkan heat transfer area menjadi terlalu besar, sehingga berefek pada alat yang akan digunakan. Dari Tabel 6 dapat dilihat nilai dari heat transfer area (A),dimana semakin besar tekanan kolom maka semakin besar juga heat transfer area (A). KD I
KD II
Tabel 6. Hasil Simulasi untuk heat transfer area (A) variasi tekanan kolom distilasi II P (kPa)
Heat Transfer Area (A) ΔT
Keterangan
Condenser Condenser Reboiler Reboiler KD
KD
I
II
I
II
I
II
(m2)
(m2)
(m2)
(m2)
BaseCase
51
51
1,059
68,37
13,289
198,353
Sebelum
51
152
1,059
27,39
13,293
365,925
(K)
-
21,79 Sesudah
51
152
4,456
24,18
2,829
314,529
Sebelum
51
162,1
1,061
25,57
13,299
383,574 23,64
Sesudah
51
162,1
4,364
24,18
2,829
353,222
Sebelum
51
172
1,059
23,91
13,306
401,369 25,41
Sesudah
51
172
4,224
24,18
2,829
361,926
Setelah mendapatkan hasil dari integrasi panas pada kondisi optimumnya, selanjutnya adalah Memasukkan data tray sizing dalam software Aspen Plus yang merupakan langkah akhir yang harus dilakukan sebelum melakukan perhitungan Total Annual Cost (TAC). Dimana data yang dimasukkan adalah jenis dan jumlah tray yang dipakai jumlah tray, serta menentukan dimana feed akan masuk dan keluar dari tray. Dalam Penelitian ini, tray yang digunakan adalah jenis sieve tray, dengan jumlah tray yang sesuai dengan literatur luyben,2008 sebanyak 10 buah tray, selain jenis dan jumlah tray, feed masuk juga ditentukan ,dimana feed yang masuk ditentukan pada tray kedua. Selanjutnya menghitung biaya Total Annual Cost (TAC) pada setiap variasi tekanan kolom distilasi II yang dipakai. Perhitungan dilakukan dengan menggunakan software AspenPlus. Besarnya harga Total Annual Cost sebelum dan sesudah integrasi panas yang dihitung dengan menggunakan software AspenPlus. Tabel 7. Total Annual Cost sebelum dan sesudah integrasi panas pada variasi tekanan kolom distilasi II P (kPa) Keterangan
BaseCase
Sesudah Integrasi Panas
Total
Total
Operating
Capital
KD
KD
Cost
Cost
I
II
($/Year)
($/Year)
Total Annual Cost
Total Annual Cost (Rp/Year)
($/Year)
51
51
351.790
425.780
777.570
7.026.122.520
51
152
376.530
428.660
805.190
7.275.696.840
51
162,1
399.329
433.321
832.650
7.523.825.400
51
172
419.467
433.321
852.788
7.705.792.368
Dari tabel 7 dapat dilihat dengan naiknya tekanan pada kolom distilasi II maka menyebabkan ketidak-efektifan dari segi ekonomi, dimana Total Annual Cost pada tekanan kolom distilasi II pada basecase (51 kPa) tetap lebih kecil bila dibandingkan dengan tekanan sesudah integrasi panas terkecil,yaitu 172 kPa. Pada sistem integrasi panas ini tidak menunjukkan adanya keuntungan,sehingga dalam penelitian ini sistem integrasi panas dengan tekanan 172 kPa tidak memuaskan . Dalam sistem ini ditambahkan compressor untuk meningkatkan tekanan produk atas kolom distilasi I, agar sistem pemisahan butanol-air dapat berjalan secara baik, karena perbedaan tekanan pada kolom distilasi I dan II. Tetapi pada kenyataanya tanpa menanambahkan compressor, sistem ini tetap dapat berjalan pada software AspenPlus tanpa merubah hasil. Harga Total Annual Cost (TAC) untuk sistem dengan menambahkan compressor adalah sebagai berikut:
Tabel 8. Total Annual Cost dengan penambahan compressor P (kPa) Keterangan
Total
Total
Annual Cost
Annual Cost
(Rp/Year)
+ Kompresor
KD
KD
I
II
BaseCase
51
51
7.026.122.520
Sesudah
51
172
7.275.696.840 8.389.835.640
(Rp/Year) -
Dari tabel 8 terdapat penambahan pada harga Total Annual Cost (TAC) bila ditambahkan dengan kompresor, dan apabila dibandingkan dengan basecase maka harga Total Annual Cost (TAC) dengan penambahan compressor ternyata lebih besar,sehingga walaupun ada tidaknya integrasi panas,dalam sistem ini tetap tidak menguntungkan dari sisi ekonomi. Langkah selanjutnya adalah membandingkan hasil perhitungan dengan menggunakan software AspenPlus dengan literatur. Kemudian menghitung harga Total Annual Cost (TAC) berdasarkan metode pada literatur.(Peters dan Timmerhauss,2003) Perbandingan harga Total Annual Cost yang didapat dari perhitungan menggunakan software AspenPlus dengan harga Total Annual Cost yang didapat dari perhitungan literatur, yaitu sebagai berikut: Tabel 9. Perbandingan Total Annual Cost antara hasil perhitungan software AspenPlus dengan literatur
P (kPa) Keterangan
Base Case Sesudah Integrasi
Total Annual Cost (Rp/Year) (Peters dan
Total Annual Cost (Rp/Year)
KD
KD
I
II
51
51
6.149.148.876
7.026.122.520
51
172
5.971.024.250
7.275.696.840
Timmerhauss)
(AspenPlus)
Dari data tabel 9. perbandingan diatas dapat dilihat adanya perbedaan harga Total Annual Cost antara perhitungan menggunakan sofware AspenPlus dengan perhitungan menggunakan literatur. Dimana pada basecase,yaitu tekanan kolom distilasi I dan kolom distilasi II terjadi perbedaan yang cukup besar tersebut kemungkinan dikarenakan pada perhitungan literatur, dimana nilai indeks untuk harga alat menggunakan data indeks pada tahun 2002, yang kemudian dikonversikan ke tahun 2010 dengan metode least square (Peters dan
Timmerhauss,2003), sedangkan pada perhitungan menggunakan software AspenPlus, harga indeks alat yang digunakan lebih baru atau lebih mendekati harga indeks pada tahun 2010. Karena harga indeks harga alat yang selalu berubah menjadi lebih tinggi pada setiap tahunnya yang otomatis membuat perbedaan harga annual capital cost yang cukup signifikan. Kecenderungan nilai indeks yang semakin tinggi dapat dilihat pada harga Total Annual Cost pada perhitungan software AspenPlus yang lebih tinggi daripada harga Total Annual Cost pada perhitungan berdasarkan literatur. 4. KESIMPULAN Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan, dapat diperoleh kesimpulan sebagai berikut :
Pada simulasi menggunakan software AspenPlus, maka didapatkan kondisi terbaik untuk dapat dilakukan integrasi panas pada sistem pemisahan butanol-air yaitu pada suhu decanter sebesar 343 K, dengan tekanan kolom distilasi I sebesar 51 kPa dan tekanan kolom distilasi II sebesar 172 kPa. Integrasi panas yang terbaik pada perbedaan temperatur (ΔT) sebesar 25,41 K, dengan beban (Q) reboiler kolom distilasi II sebesar 9,79 MW. Dari segi ekonomi,bila dibandingkan dengan Basecase dapat disimpulkan bahwa Total Annual Cost (TAC) untuk sistem dengan adanya integrasi panas tidak menguntungkan,dimana didapatkan Total Annual Cost (TAC) Rp.7.026.122.520,00 untuk basecase pada tekanan 51 kPa dan Rp.7.275.696.840,00 untuk sistem integrasi panas pada tekanan kolom distilasi II 172 kPa.
5. DAFTAR PUSTAKA 1. Aspen Plus. 2006, Getting Started Modeling Petroleum Processes. Cambridge ,Aspen Technology, Inc.USA. 2.Chiang, T.P. dan Luyben,W.L.1988, Comparison of Dynamic Performance of Three Heat Integrated Distilation Configuration. John Wiley & Sons, Inc,USA. 3.Halimahtuddaliana.2004, Pembuatan n- Butanol dari Berbagai Proses , Skripsi Teknik Kimia USU,Indonesia. 4.Nanda, F. dan Candra K. 2005,Kolom Distilasi Pabrik Etanol Dengan Integrasi Panas, Skripsi Teknik Kimia FTI-ITS,Indonesia. 5.Peters,Max S. dan Timmerhaus,K D.2003, Plant Design and Economics for Chemical Engineers,Fifth Edition.The McGraw-Hill Companies, Inc, USA. 6.Ravindran, A., Ragsdell, K. M. dan Reklaitis, G. V. 2006,Engineering Optimization. John Wiley & Sons, Inc,USA. 7.Seider, W. D., Seader, J. D. and Lewin D. R. 2003,Product and Process Design Principles. John Wiley & Sons, Inc,USA. 8.Santi, S.S.2000, Simulasi Pemisahan Campuran Heterogen Azeotrop Butanol-Air. Thesis Teknik Kimia FTI-ITS,Indonesia. 9.Teddy S.W dan Wiryanto. 1999, Kesetimbangan Uap-Cair Sistem Biner Etanol(1)-Air(2), Aseton(1)-Air(2), Air(1)-Butanol(2) dan Kesetimbangan Cair-Cair Air(1)-n-Butanol(2) pada Tekanan Atmosfir.Skripsi Teknik Kimia FTI-ITS,Indonesia. 10.William,L.L. dan Chien, I.L. 2008, Design and Control of Distillation Systems for Separating Azeotropes.John Wiley & Sons, Inc., Hoboken, New Jersey. 11.William,L.L. 2006, Distillation Design and Control Using Aspentm Simulation. A John Wiley & Sons, Inc,USA.
