MAKALAH PROSES INDUSTRI KIMIA II ESTERIFIKASI
JUDUL: PRARANCANGAN PABRIK ETIL ASETAT DARI ETANOL DAN ASAM ASETAT KAPASITAS 10.000 TON / TAHUN OLEH: 1. Adelia Zelika 2. Nurul Zihan 3. Ganang Bagus S 4. Viki Anjoba 5. Eling Widya Suminar 6. Lia Ashlihati 7. Fanani Riza H 8. Ali Abdulraoof 9. Faqih Rosyidi 10. Zaim Alam Fais Afi’i 11. Hanifah Zahro
(1500020141) (1500020158) (1500020173) (1500020187) (1501020185) (1501020186) (1502020171) (1506020075) (1511020113) (1511020114) (1515020123)
TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS AHMAD DAHLAN 2017 i
KATA PENGANTAR
Syukur Alhamdulillah, segala puji hanya bagi Allah SWT, hanya karena rahmat dan hidayah-Nya, penulis akhirnya dapat menyelesaikan penyusunan makalah Proses Industri Kimia II dengan tema Esterifikasi dan judul Makalah “Prarancangan Pabrik Etil Asetat Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton / tahun”. Dalam penyusunan tugas akhir ini penulis memperoleh banyak bantuan baik berupa dukungan moral maupun spiritual dari berbagai pihak. Oleh karena itu sudah sepantasnya penulis mengucapkan terima kasih kepada : 1. Gita Indah Budiarti, S.T., M.T. selaku Dosen Pengampu mata kuliah Proses Industri Kimia II 2. Jonas Nastiti dan Hermawan Saputro selaku pemilik Tugas Akhir yang kami jadikan sebagai referensi penulisan makalah 3. Semua anggota kelompok yang telah mensukseskan penulisan makalah Penulis menyadari bahwa makalah ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu penulis membuka diri terhadap segala saran dan kritik yang membangun. Semoga laporan tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi penulis dan pembaca sekalian. Yogyakarta, 2017 Kelompok 8
ii
DAFTAR ISI KATA PENGANTAR .................................................................................................... ii DAFTAR ISI ................................................................................................................ iii BAB I PENDAHULUAN ............................................................................................... 1 1.1
LATAR BELAKANG ..................................................................................... 1
1.2
RUMUSAN MASALAH ................................................................................. 2
1.3
TUJUAN ......................................................................................................... 2
BAB II ISI ...................................................................................................................... 3 2.1
TINJAUAN PUSTAKA .................................................................................. 3
A.
KAPASITAS PRODUKSI ............................................................................... 3
B.
KEBUTUHAN PRODUK di INDONESIA ...................................................... 4
2.2
TINJAUAN PROSES ...................................................................................... 4
2.3
SPESIFIKASI BAHAN BAKU DAN PRODUK ............................................. 8
A.
BAHAN BAKU............................................................................................... 8
B.
KATALIS ..................................................................................................... 10
C.
PRODUK ...................................................................................................... 10
2.4
MEKANISME REAKSI ................................................................................ 12
2.5
KONDISI OPERASI ..................................................................................... 14
2.6
PROSES PEMBUATAN ETIL ASETAT ...................................................... 14
A.
PROSES SECARA KESELURUHAN ........................................................... 14
B.
PENJABARAN TAHAPAN PROSES ........................................................... 15
2.7
DIAGRAM ALIR ......................................................................................... 19
2.8
KEGUNAAN PRODUK ............................................................................... 20
2.9
ALAT-ALAT YANG DIGUNAKAN DALAM PRODUKSI ......................... 21
BAB III PENUTUP ...................................................................................................... 31 3.1
KESIMPULAN ............................................................................................. 31
DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................... 32
DAFTAR ISI
iii
BAB I PENDAHULUAN
1.1 LATAR BELAKANG Perkembangan
industri sebagai
bagian
dari
usaha
pembangunan
ekonomi jangka panjang diarahkan untuk menciptakan struktur ekonomi yang lebih kokoh dan seimbang dengan titik berat industri maju yang didukung oleh sektor – sektor lain yang kokoh. Dengan adanya globalisasi perdagangan, memacu kita untuk lebih cermat menemukan terobosan – terobosan baru sehingga produk yang dihasilkan mempunyai pangsa pasar, daya saing tinggi, efektif dan efisien disamping harus ramah terhadap lingkungan. Salah satu produk industri yang dibutuhkan saat ini adalah etil asetat yang merupakan suatu senyawa yang banyak digunakan sebagai pelarut dalam industri cat dan tinta. Selain itu juga banyak digunakan dalam industri kosmetik dan parfum. Etil asetat mempunyai nama kimia etil etanoat dan mempunyai rumus kimia CH3COOC2H5. Etil asetat berbentuk cairan yang tidak berwarna, dan mendidih pada temperatur 77 ºC. Dengan bertambah banyaknya industri – industri kimia, terutama industri cat, dan kosmetik di Indonesia, juga meningkatnya permintaan akan etil asetat
di dunia, maka dapat dipastikan kebutuhan akan etil asetat
sebagai salah satu bahan pelarut yang ramah terhadap lingkungan akan semakin meningkat. Sehingga penting sekali adanya perencanaan pendirian pabrik etil asetat di Indonesia, untuk membantu menyediakan bahan
1
pembantu serta diharapkan juga dapat menjadi komoditi ekspor. Berdasarkan berbagai fakta tersebut kami kelompok 8 tertarik untuk membahas “Prarancangan Pabrik Etil Asetat Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton / tahun” dalam makalah kami, untuk memenuhi tugas mata kuliah Proses Industri Kimia II. 1.2 RUMUSAN MASALAH 1. Bagaimana kondisi operasi pada proses pembuatan Etil Asetat ? 2. Bagaimana reaksi pembuatan Etil Asetat ? 3. Bagaimana proses pembuatan Etil Asetat ? 4. Bagaimana diagram alir proses pembuatan Etil Asetat? 5. Apa saja alat yang digunakan dalam pembuatan Etil Asetat? 1.3 TUJUAN 1. Mengetahui kondisi operasi dari pembuatan Etil Asetat menggunakan reaksi esterifikasi 2. Mengetahui reaksi pembuatan Etil Asetat melalui reaksi esterifikasi 3. Mengetahui proses pembuatan Etil Asetat melalui reaksi esterifikasi 4. Mengetahui reactor dan alat – alat yang digunakan pada produksi Etil Asetat dengan reaksi esterifikasi
2
BAB II ISI 2.1 TINJAUAN PUSTAKA A. KAPASITAS PRODUKSI Kapasitas produksi pabrik etil asetat di dunia dapat dilihat pada tabel berikut : Tabel 1. Data Kapasitas Produksi Etil Asetat di Dunia Perusahan
Kapasitas ( x 103
Lokasi
Ton/tahun) Aliachem Pardubice
Czech Republic
12
Atanor
Buenos Aires, Argentina
10
BP Chemicals Hull
UK
220
BP Chemicals Hull
Mexico
92
Pampa
Texas, US
60
Pulau Sakra
Singapore
60
Chiba Ethyl Acetate
Ichihar Japan
50
Sumber : www. chemweek.com Sekitar 60% permintaan etil asetat di dunia digunakan dalam industri pelapisan. Sebagai pelarut termasuk di dalamnya industri farmasi dan organik serta tinta menyerap 30 %. Dan sisanya 10% digunakan oleh industri kosmetik. Dari survei internasional permintaan etil asetat setiap tahunnya mengalami kenaikan 5-6
%
sehingga
akan
diperkirakan pada tahun 2015
permintaan etil asetat akan mencapai angka 2,722 juta ton.
3
B. KEBUTUHAN PRODUK di INDONESIA Meskipun etil asetat telah diproduksi di dalam negeri,namun hingga kini Indonesia masih mengimpor komoditi tersebut. Impor etil asetat ini didatangkan dari beberapa negara antara lain China, India dan Singapura. Data yang diperoleh dari
BPS,
prediksi
kebutuhan
etil
asetat
mengalami
peningkatan.
Perkembangan impor etil asetat di Indonesia dapat dilihat pada tabel sebagai berikut : Tabel 2. Impor etil asetat di Indonesia Tahun
Impor ((Ton)
2003
7.721,240
2003
11.862,336
2005
10.433,602
2006
12.401,701
2007
14.547,188
Sumber : www.bps.go.id 2.2 TINJAUAN PROSES Ada 4 macam proses pembuatan etil asetat dan 2 diantaranya merupakan proses yang komersial, yaitu : 1. Proses Tischchenko Reaksi yang terjadi : 2 CH3CHO Proses
ini
CH3COOCH2CH3 pertama
kali
dikembangkan
oleh
Tischchenko,
dimana
konversinya 61 %. Bahan baku yang digunakan adalah asetaldehid dengan
4
katalis alumina etoksida pada T = -20 °C. Proses ini dikembangkan pada industri di Eropa selama satu setengah abad dimana
aseteldehid menjadi bahan
intermediate yang penting dibandingkan dengan asetilen ( McKetta, 1976).
2. Etil Asetat dari etilen dan asam asetat Reaksi yang terjadi : CH3COOH + C2H4
CH3COOC2H5
Proses berlangsung dengan menggunakan katalis Phorporic acid 10 – 90 %, dengan suhu 100°C - 300 °C dan tekanan 1 atm, konversi yang didapat adalah sebesar 43,6 %.
3. Proses esterifikasi dengan katalis asam sulfat Reaksi yang terjadi : CH3COOH + C2H5OH
katalis asam
CH3COOC2H5 + H2O
Proses berlangsung dengan menggunakan katalis asam sulfat pada suhu 155 ºC dan tekanan atmosferis dengan konversi kesetimbangan sebesar 66,57 % ( Faith Keyes, 1957).
4. Proses esterifikasi dengan Reactive Destillation Reaksi yang terjadi : CH3COOH + C2H5OH
katalis resin
CH3COOC2H5 + H2O
Proses pembutan ester dapat dilakukan dengan menggunakan Reactive Distillation. Reactive Distillation merupakan suatu alat yang menggabungkan antara proses reaksi kimia dan proses distilasi ke dalam satu unit proses. Dalam
5
beberapa penggunaan khusus di banyak kasus, ketika keseimbangan reaksi termodinamika dapat membatasi konversi yang diperoleh, Reactive Distillation didesain sedemikian rupa sehingga produk reaksi meninggalkan zona reaksi, dengan demikian dapat meningkatkan konversi dan selektivitas secara signifikan. Penggabungan antara proses reaksi dan distilasi tersebut menghasilkan suatu bentuk penyederhana proses yang intensif, selain itu dapat menghasilkan sedikit arus recycle serta berkurangnya kebutuhan untuk pengolahan limbah sehingga dapat mengurangi biaya operasional dan investasi. Katalis yang digunakan dalam aplikasi Reactive Distillation adalah resin aktif yang mempunyai ion H+. Ion ini berperan dalam mempercepat reaksi esterifikasi sebagai contoh adalah amberlyst-35. Proses dijalankan pada suhu antara 90-110 oC, konversi maksimal yang di dapat juga lebih besar yaitu 100% (Lai et all, 2007).
6
Tabel 3. Perbandingan beberapa proses produksi etil asetat Pertimbangan
Proses
Etilen
dan Esterifikasi
Tishchenko
Asam Asetat
Esterifikasi
Etanol
Reactive
Berkatalis
Distillation
Asam Bahan Baku
Ketersedian
Ketersedian
asetaldehid
etilen di pasar etanol
cukup
terbatas,
banyak
Ketersedian
Ketersedian
di etanol di pasar
pasar cukup
cukup
di karena
pasar
dibatasi oleh minyak bumi
Konversi
61%
43,6%
66,57%
100%
T Operasi
-20°C
100-300°C
155°C
90-110°C
Korosifitas
Kecil
Kecil
Besar sekali
Sangat kecil
Unit
Dibutuhkan
Dibutuhkan
Dibutuhkan
Tidak
pemisahan
dibutuhkan
katalis Biaya operasi
Tinggi
Tinggi
Tinggi
Rendah
sekali
7
Dari beberapa pertimbangan di atas dipilih proses esterifikasi menggunakan Reactive Destilation karena: 1. Bahan baku mudah di peroleh di dalam negeri 2. Konversi yang didapat sangat tinggi 3. Temperatur relative rendah 4. Tingkat korosifitas kecil 5. Tidak diperlukan unit pemisahan katalis 6. Biaya investasi peralatan dan pengoperasian cukup rendah 2.3 SPESIFIKASI BAHAN BAKU DAN PRODUK A. BAHAN BAKU 1. Etanol Sifat fisik etanol (PT Molindo Raya): -
Bentuk
: Cairan tidak berwarna
-
Rumus molekul
: C2H5OH
-
Berat molekul,gr/grmol
: 46,069
-
Titik leleh, °C
: -112
-
Titik didih, °C
: 78,4
-
Temperatur kritis, °C
: 243,1
-
Tekanan kritis, atm
: 63,1
-
Densitas pada 25°C, g/ml
: 0,78506
-
Kemurnian
: 95,58%
-
Komposisi
: Etanol 96,5% volum Air 3,5% volum
8
Sifat kimia Etanol (Faith Keyes,1957) - Etanol dapat dibuat dari fermentasi glukosa - Sangat larut dalam air, eter
2. Asam Asetat Sifat fisik Asam Asetat (PT Indo Acidatama) : -
Bentuk
: Cairan tidak berwarna
-
Rumus Molekul
: CH3COOH
-
Berat molekul, gram/mol
: 60,053
-
Titik Leleh, °C
: 16,635
-
Titik Didih, °C
: 118,1
-
Temperatur Kritis, °C
: 321,6
-
Tekanan Kritis, atm
: 57,2
-
Densitas pada 25°C, gram/mL
:1,044
-
Komposisi
: Asam Asetat 99% berat Air 1% berat
Sifat Kimia Asam Asetat (Faith Keyes, 1957): -
Asam asetat dibuat dari oksidasi asetaldehid
9
B. KATALIS Amberlyst 35 wet, spesifikasinya (Rhom and Haas Company) : -
Bentuk
: padatan
-
Bentuk ion
: H+
-
Matrix
: Polystyrene Divinyl Benzene
-
Densitas, g/liter
: 800
-
Surface area, m2/g
: 50
-
Ukuran, mm
: 0,7-0,95
-
Diameter pori, Amstrong
: 300
-
Total pori, ml/g
: 0,35
C. PRODUK 1. Etil Asetat Sifat fisik Etil Asetat (www.davyprotech.com): -
Bentuk
: cairan tidak berwarna
-
Rumus molekul
: CH3COOC2H5
-
Berat molekul,gr/grmol
: 88,016
-
Titik didih, °C
: 77,1
-
Temperatur kritis, °C
: 250,1
-
Tekanan kritis, atm
: 37,8
-
Densitas pada 25°C, g/ml
: 1,85
-
Komposisi
: Etil Asetat 99,5% berat min Air 0,05% berat max
10
Sifat kimia (Faith Keyes, 1957) : -
Merupakan senyawa derivat dari asam karboksilat
-
Etil asetat adalah senyawa yang mudah terbakar dan mempunyai resiko peledakan ( bersifat eksplosif ).
-
Etil asetat dapat dibuat dari esterifikasi antara asam asetat dan etanol
2. Air Sifat fisik Air (Yaws,1999): - Rumus molekul
: H2O
- Berat molekul, gr/gmol
: 18,015
- Spesifik gravity
:1
Sifat kimia Air (Faith Keyes,1957): -
Pelarut kimia yang baik (paling sering digunakan)
- Merupakan reagen penghidrolisa pada reaksi hidrolisa - Memiliki sifat netral (pH 7 )
11
2.4 MEKANISME REAKSI Pembuatan etil asetat dengan bahan baku etanol dan asam asetat merupakan reaksi esterifikasi. Reaksinya adalah sebagai berikut : C2H5OH + CH3COOH
katalis
CH3COOC2H5 + H2O
Reaksi terjadi pada fase cair dengan katalis padat yaitu resin Amberlyst 35 wet. Reaksi berlangsung dalam reaktor yang berupa menara Reactive Distillation yang beroperasi secara non-isothermal adiabatic. Sehingga pada setiap stage terjadi perubahan suhu. Reaksi bersifat eksotermis, panas reaksi yang dihasilkan digunakan untuk menguapkan produk yang terbentuk.
Pada
reaksi reversible (bolak-balik) apabila produk dari suatu sistem diambil maka kesetimbangan akan bergeser ke arah produk yang diambil. Reaksi dilakukan pada suhu 90 – 110 oC dengan perbandingan mol antara asam asetat dan etanol = 0,985 ( Lai et all, 2007 ). Reaksi yang terjadi: k1
C2H5OH + CH3COOH
CH3COOC2H5 + H2O k2
(E)
(A)
( EA )
(W)
Mekanisme reaksi : Tahapan-tahapan yang mengontrol kecepatan reaksi berkatalis resin dapat dikelompokan menjadi tiga yaitunmz ( Phallak, 2004 ) : 1. Reaksi permukaan 2. Difusi internal 3. Difusi eksternal
12
Reaksi esterifikasi antara asam asetat dengan etanol dengan katalis resin, difusi eksternal dan internal pada katalis resin dapat diabaikan. Difusi eksternal merupakan difusi dari bulk liquid ke permukaan resin. Ketika cairan melewati permukaan resin maka akan terbentuk lapisan diam (stagnant boundary layer) dimana kecepatan cairan mendekati nol. Pada lapisan ini kecepatan transfer dipengaruhi oleh perbedaan konsentrasi pada lapisan diam serta koefisien difusivitas. Pada bulk liquid kecepatan transfer hanya dipengaruhi difusivitas. Proses difusi eksternal untuk resin sangat cepat karena lapisan yang timbul sangat tipis pada kecepatan cairan yang rendah. Difusi eksternal juga tidak mengontrol kecepatan reaksi untuk viskositas reaktan yang cukup rendah. Namun untuk viskositas yang tinggi atau kecepatan pengadukan yang rendah difusi eksternal perlu diperhitungkan. Difusi internal partikel merupakan difusi cairan dari permukaan resin melalui pori. Difusi internal terjadi sangat cepat, karena ukuran partikelnya yang relatif kecil. Sehingga difusi internal dapat diabaikan dan tahanan transfer massa juga dapat diabaikan. Pada reaksi esterifikasi asam asetat dengan etanol dengan katalis resin, reaktan yang bersifat polar adalah etanol. Ion H+ yang berada dalam katalis bergerak bebas dan terlarut sebagaimana pada reaksi homogen. Ikatan polimer resin dengan –SO3H akan terdisosiasi. Ion H+ akan bergerak bebas dalam cairan pada pori-pori resin sebagai bagian aktif (active sites) yang akan menjadi agen katalis untuk mempercepat terjadinya reaksi esterifikasi. Sementara itu –SO3 akan tetap berada pada permukaan polimer. Pendekatan ini dapat diambil jika
13
cairan bersifat polar. Sehingga kecepatan reaksi dapat didekati dengan Pseudohomogenous model. Yang berarti reaksi dapat dianggap sebagai reaksi homogeny.
2.5 KONDISI OPERASI Suhu
: 90-110°C
Tekanan
: 3 atm
Konversi
: 100%
Katalis
: Amberlyst 35 wet
Reaktor
: Reaktor yang berbentuk Reactive Distillation
Fase
: Cair
2.6 PROSES PEMBUATAN ETIL ASETAT A. PROSES SECARA KESELURUHAN Etil asetat dihasilkan dari reaksi esterifikasi antara etanol dan asam asetat. Reaksi yang terjadi bersifat reversible. Katalis yang digunakan adalah resin aktif Amberlyst 35 wet. Reaksi berlangsung dalam reaktor yang berupa menara Reactive Distillation secara non-isothermal adiabatic pada suhu 90 – 110 oC dan tekanan 3 atm.
14
Reactive Distillation adalah suatu menara destilasi yang disertai dengan reaksi. Terdiri dari dua bagian yaitu seksi enriching dan seksi reaksi. Dalam seksi reaksi berisi padatan katalis. Etanol dan asam asetat masuk reaktor yang berupa menara Reactive Distillation pada bagian base coloumn dimana terdapat padatan katalis paling banyak . Hasil atas menara yang berupa etil asetat, etanol dan air kemudian dikondensasikan. Selanjutnya bersama dengan hasil atas Stripping Column dimasukkan ke dalam dekanter. Dalam dekanter terjadi proses pemisahan caircair berdasarkan berat jenis. Dekanter digunakan untuk memisahkan antara etil asetat dan air. Campuran yang mengandung sebagian besar etil asetat akan keluar sebagai hasil atas (Light Component). Light Component ini sebagian dikembalikan ke reaktor menara Reactive Distillation dan sebagian lagi diumpankan ke ke Stripping Column untuk selanjutnya mengalami pemurnian.. Hasil bawah Stripping Column akan diambil sebagai produk dengan kemurnian etil asetat
99,75%. Sedangkan hasil atas diumpankan kembali ke dalam
dekanter. B. PENJABARAN TAHAPAN PROSES Proses pembuatan etil asetat dapat dibagi dalam tiga tahap yaitu : 1. Tahap persiapan bahan baku 2. Tahap reaksi pembentukan etil asetat 3. Tahap pemurnian produk
15
1. Tahap Persiapan Bahan Baku Bahan baku yang berupa etanol dan asam asetat disimpan pada suhu 30°C dan tekanan 1 atm dalam fase cair. Asam asetat dari tangki penyimpan (T-01) dipompa melalui P-01 kemudian dipanaskan di HE-01 sehingga suhunya menjadi 109,66°C dan tekanan 3 atm. Sedangkan etanol dari tangki penyimpan (T02) dipompa melalui P-02 kemudian dipanaskan di HE-02 sehingga suhunya juga menjadi 109,66°C dan tekanan 3 atm.
2. Tahap Reaksi Pembentukan Etil Asetat Asam asetat dan etanol diumpankan pada bagian base coloumn reaktor menara Reactive Distillation yang berisi katalis resin amberlyst 35 wet. Reaktor beroperasi secara non isothermal-adiabatic pada tekanan 3 atm dan suhu 90 – 110 oC. Reaksi esterifikasi etil asetat terjadi pada fase cair dan bersifat eksotermis. Reaktor yang berupa menara Reactive Distillation terdiri dari dua bagian yaitu seksi enriching dan seksi reaksi. Seksi enriching berada pada bagian atas menara. Pada seksi ini tidak terjadi reaksi melainkan terjadi pemurnian produk yakni memisahkan etil asetat terhadap komponen yang lebih berat. Pada seksi reaksi terdapat 12 stage termasuk pada base column. Sebelas seksi reaksi berisi katalis resin amberlyst 35 seberat 1 kg. Sedangkan pada base column berat katalis adalah 10,642 kg. Suhu atas menara sebesar 92,85 oC dan suhu bawah menara sebesar 109,66 oC. Dengan kondisi yang seperti ini, penggabungan antara performa dari seksi enriching dan seksi reaksi maka konversi dapat mencapai 100%. Hasil atas yang
16
keluar dari reaktor menara Reactive Distillation (RD-01) berupa campuran etil asetat, etanol dan air. Sedangkan asam asetat telah habis bereaksi.
3. Tahap Pemurnian Produk Arus keluar dari reaktor Reactive Distillation (RD-01) dikondensasikan dengan kondenser (CD-01) kemudian dipisahkan dalam Dekanter (DC-01) bersamaan dengan hasil atas Stripping Column (SC-01). Dekanter (DC-01) beroperasi pada suhu 92,85 oC dan tekanan 2,8 atm. Dekanter digunakan untuk memisahkan campuran yang berupa etil asetat, etyanol dan air. Arus keluar dari Dekanter (DC-01) berupa 2 fase yaitu Light component (fase ringan)dan Heavy component (fase berat). Arus fase ringan akan keluar sebagai hasil atas dan arus fase berat akan keluar sebagai hasil bawah. Arus fase ringan yang sebagian besar mengandung etil asetat dipompa melalui P-03 sebagai refluk menuju reaktor menara Reactive Distillation (RD-01) dan sebagian lagi diumpankan ke Stripping Column (SC-01). Sedangkan arus fase berat yang sebagian besar mengandung air dialirkan menuju unit pengolahan limbah. Di dalam Stripping Column (SC-01)
campuran etil asetat akan
dimurnikan lebih lanjut. Stripping Column (SC-01) merupakan packed tower dengan bahan isian rasching ring keramik. Kondisi operasi berlangsung pada tekanan 2,7 atm. Hasil bawah Stripping Column (SC-01) yang bersuhu 101,463 oC diambil sebagai produk dengan kemurnian etil asetat 99,75 %berat, etanol 0,2 % berat dan air 0,05 % berat. Selanjutnya hasil ini akan ditampung dalam tangki
penyimpan
produk
(T-03)
yang
sebelumnya
terlebih
dahulu
17
didinginkan melalui HE-03 sampai suhu 35oC. Sedangkan hasil atas Stripping Column (SC-01) yang bersuhu 92,85 oC dikondensasikan dalam kondenser (CD02), kemudian diumpankan lagi ke dalam Dekanter (DC-01).
18
2.7 DIAGRAM ALIR
19
2.8 KEGUNAAN PRODUK Kegunaan utama dari etil asetat adalah sebagai pelarut dalam industri cat, tinta, kosmetik, essens, parfum, dan film foto grafik. Selain itu digunakan dalam bidang farmasi digunakan untuk pemekatan dan pemurnian antibiotic
20
2.9 ALAT-ALAT YANG DIGUNAKAN DALAM PRODUKSI 1. Tangki Penyimpan Asam Asetat
Kode
: T-01
Fungsi
: Menyimpan bahan baku asam asetat selama satu bulan
Jenis
: Tangki silinder tegak dengan alas datar (flat bottom) dengan bagian atas conical roof
Jumlah
: 1 Buah
Bahan
: Stainless steel SA 167 grade 3
Kondisi operasi
: Tekanan
: 1 atm , Suhu
: 30°C
2. Tangki Penyimpanan Etanol
Kode
: T-02
Fungsi
: Menyimpan bahan baku etanol selama dua minggu
Jenis
: Tangki silinder tegak dengan alas datar (flat bottom) dengan bagian atas conical roof
Jumlah
: 1 Buah
Bahan
: Carbon steel SA 283 grade C
Kondisi operasi
: Tekanan
: 1 atm, Suhu
: 30 ˚C
21
3. Tangki Penyimpan Produk Etil Asetat
Kode
: T-03
Fungsi
: Menyimpan produk etil asetat selama satu bulan
Jenis
: Tangki silinder tegak dengan alas datar (flat bottom) dengan bagian atas conical roof
Jumlah
: 1 Buah
Bahan
: Carbon Steel SA 283 grade C
Kondisi operasi
: Tekanan
: 1 atm, Suhu
: 35˚C
4. Reaktor Menara Reactive Distillation
Kode
: RD-01
Fungsi
: Mereaksikan asam asetat dengan etanol menjadi Etil Asetat
Tipe
: Sieve Tray Tower
Material
: Stainless steel SA 167 grade 3
P (Tekanan)
: 3 atm
Kondisi operasi Puncak
: T = 92,85 oC
Bawah
: T = 109,66 oC
22
5. Dekanter
Kode
: DC-01
Fungsi
: Memisahkan etil asetat hasil atas RD sebagai Light component dan air sebagai Heavy component
Jenis
: Horisontal drum dengan torispherical head
Jumlah
: 1 Buah
Volume
: 4,41 m3
Bahan
: Carbon Steel SA 283 Grade C
Kondisi
: Tekanan
Head,Tipe
: Torispherical Dished Head
Tebal Head
: 0,0064 m
Waktu tinggal
: 15,33 menit
: 2,8 atm, Suhu
: 92,85 ˚C
6. Stripping Column
Kode
: SC-01
Fungsi
: Memurnikan produk etil asetat dari air dan etanol
Tipe
: Packed tower
Material
: Carbon Steel SA 283 grade C
P
: 2,7 atm
Puncak
: T = 92,85 oC
Bawah
: T = 101,46 oC
Bahan isian
: Rasching Ring Keramik 23
7. Pompa I
Kode
: P-01 A/B
Fungsi
: Mengalirkan asam asetat dari tangki penyimpan asam asetat (T-01) ke reaktor menara Reactive Distillation (RD-01)
Jenis
: Single Stage Centrifugal Pump
Bahan
: Stainless steel SA 167 grade 3
Kapasitas
: 6,08 gpm
Power Pompa
: 0,25 HP
Power Motor
: 0,5 HP
Tegangan
: 220/380 volt
Frekuensi
: 50 Hz
8. Pompa II
Kode
: P-02 A/B
Fungsi
: Mengalirkan etanol dari tangki penyimpanan etanol (T-02) ke reaktor menara Reactive Distillation (RD- 01)
Jenis
: Single Stage Centrifugal Pump
Bahan
: Carbon Steel SA 283 Grade C
Kapasitas
: 4,76 gp
Power Pompa
: 0,25 HP
Power Motor
: 0,33 HP
24
9. Pompa III
Kode
: P-03 A/B
Fungsi
: Mengalirkan light component dari Dekanter (DC-01) ke reaktor menara Reactive Distillation (RD-01) dan Stripping Column (SC-01)
Jenis
: Single Stage Centrifugal Pump
Bahan
: Carbon Steel SA 283 Grade C
Jumlah
: 2 Buah
Kapasitas
: 73,82 gpm
Power Pompa
: 6 HP
Power Motor
: 9 HP
10. Heat Exchanger I
Kode
: HE-01
Fungsi
: Memanaskan asam asetat dari Tangki penyimpan asam asetat (T-01) sebelum masuk ke reaktor menara Reactive Distillation (RD-01)
Jenis
: Double Pipe Heat Exchanger
Jumlah
: 1 buah
Beban panas
: 162268,457 kJ/jam
Luas area transfer
: 20,88 ft2
Bahan konstruksi
: Stainless steel SA 167 grade 3 Pipa dalam
Fluida
: Saturated steam
25
Kapasitas
: 91,3918 lb/jam
Suhu masuk
: 138 oC
Suhu keluar
: 138 oC
Fluida
: Umpan asam asetat
Kapasitas
: 1976,697 lb/jam
Suhu masuk
: 30 oC
Suhu keluar
: 109,66 oC
11. Heat Exchanger II
Kode
: HE-02
Fungsi
: Memanaskan etanol dari tangki penyimpan etanol (T-02) sebelum masuk ke ke reaktor menara Reactive Distillation (RD-01)
Jenis
: Double Pipe Heat Exchanger
Jumlah
: 1 buah
Beban panas
: 137164,906 kJ/jam
Luas area transfer
: 20,88 ft2
Bahan konstruksi
: Carbon Steel SA 283 Grade C Pipa dalam
Fluida
: Saturated steam
Kapasitas
: 92,2954 lb/jam
Suhu masuk
: 138 oC
26
Suhu keluar
: 138 oC
Jumlah hairpin
: 2 buah
Pipa luar Fluida
: Umpan etanol
Kapasitas
: 1567,6184 lb/jam
Suhu masuk
: 30°C
Suhu keluar
: 109,66°C
12. Heat Exchanger III
Kode
: HE-03
Fungsi
: Mendinginkan hasil bawah Stripping Column (SC01) sebelum masuk ke tangki penyimpanan produk (T-03)
Jenis
: Double Pipe Heat Exchanger
Jumlah
: 1 buah
Beban panas
: 471201,6963 kJ/jam
Luas area transfer
: 156,6 ft2
Bahan konstruksi
: Carbon Steel SA 283 Grade C Pipa dalam
Fluida
: Air pendingin
Kapasitas
: 9323,2165 lb/jam
Suhu masuk
: 30°C
Suhu keluar
: 50°C
Panjang hairpin
: 12 ft = 3,6576 m
27
Jumlah hairpin
: 15 buah Pipa luar
Fluida
: Hasil bawah Stripping Column (SC-01)
Kapasitas
: 2783,5859 lb/jam
Suhu masuk
: 101,46°C
Suhu keluar
: 35°C
13. Reboiler I
Kode
: RB-01
Fungsi
: Menguapkan hasil bawah reactor menara Reactive Distillation (RD-01)
Jenis
: Kettle Reboiler
Jenis
: 1 Buah
Luas Transfer Panas : 1231,5072 ft2 Beban Panas
: 8267068,957 Btu/jam
Bahan konstruksi: Tube
: Stainless steel SA 167 grade 3
Shell
: Stainless steel SA 167 grade 3
28
14. Reboiler II
Kode
: RB-02
Fungsi
: Menguapkan sebagian hasil bawah Stripping Column (SC-01)
Jenis
: Kettle Reboiler
Jumlah
: 1 Buah
Luas Transfer Panas : 180,596 ft2 Beban Panas
: 1215957,922 Btu/jam
15. Kondenser I
Kode
: CD-01
Fungsi
: Mengkondensasikan hasil atas reaktor menara Reactive Distillation (RD-01)
Jenis
: Double Pipe Heat Exchanger
Jumlah
: 1 buah
Beban panas
: 1358300,4875 kJ/jam
Luas area transfer
: 179,136 ft2
Bahan konstruksi
: Carbon Steel SA 283 Grade C Pipa dalam
Fluida
: Air pendingin
Kapasitas
: 26875,3903 lb/jam
Suhu masuk
: 30°C
Suhu keluar
: 50°C
Jumlah hairpin
: 12 buah Pipa luar
29
Fluida
: Hasil atas reaktor menara Reactive Distillation (RD-01)
Kapasitas
: 16542,7857 lb/jam
Suhu masuk
: 92,85°C
Suhu keluar
: 92,82°C
16. Kondenser II
Kode
: CD-02
Fungsi
: Mengkondensasikan hasil atas Stripping Column (SC-01)
Jenis
: Double Pipe Heat Exchanger
Jumlah
: 1 Buah
Beban panas
: 3378331,1270 kJ/jam
Luas area transfer
: 110,04 ft2
Bahan konstruksi
: Carbon Steel SA 283 Grade C Pipa dalam
Fluida
: Air
Kapasitas
: 89115,4624 lb/jam
Suhu masuk
: 30°C
Suhu keluar
: 50°C
Fluida
: Hasil atas Stripping Column (SC-01)
Kapasitas
: 9348,2665 lb/jam
Suhu masuk
: 92,85°C
Suhu keluar
: 92,38°C
30
BAB III PENUTUP 3.1 KESIMPULAN Dari materi yang telah dipaparkan dalam makalah dengan judul “Prarancangan Pabrik Etil Asetat Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton / tahun”, dapat diperoleh berbagai informasi sebagai berikut: 1. Kondisi operasi pada proses pembuatan Etil Asetat 2. Reaksi pembuatan Etil Asetat 3. Proses pembuatan Etil Asetat 4. Diagram alir proses pembuatan Etil Asetat 5. Alat - alat yang digunakan dalam pembuatan Etil Asetat
31
DAFTAR PUSTAKA
Nastiti , Jonas dan Hermawan Saputro. 2010. Prarancangan Pabrik Etil Asetat Dari Etanol dan Asam Asetat Kapasitas 10.000 Ton / tahun. Surakarta: Universitas Sebelas Maret.
32
PEMBAGIAN TUGAS 1. PENGETIK MAKALAH -
Ali Abdulraoof
(1506020075)
-
Faqih Rosyidi
(1511020113)
2. EDITOR -
Adelia Zelika
(1500020141)
3. PENCARI BAHAN -
Nurul Zihan
(1500020158)
-
Fanani Riza H
(1502020171)
4. PEMBUAT PPT -
Eling Widya Suminar
(1501020185)
-
Lia Ashlihati
(1501020186)
5. PRESENTATOR -
Viki Anjoba
(1500020187)
-
Hanifah Zahro
(1515020123)
6. NOTULEN -
Adelia Zelika
(1500020141)
33
7. PENJAWAB PERTANYAAN -
Ganang Bagus S
(1500020173)
8. MODERATOR -
Zaim Alam Fais Afi’I
(1511020114)
9. OPERATOR -
Faqih Rosyidi
(1511020113)
34
