V
2
O
5
Reaksi oksidasi naphthalene berlangsung pada temperatur 500
2.4.2. Pembuatan phthalic acid anhydride dengan proses oksidasi ortho xylene.
C dan tekanan 3,2 bar membentuk phthalic acid, air dan karbondioksida. Crude phthalic acid yang dihasilkan
dari reaktor ini didinginkan dalam cooler yang selanjutnya dialirkan menuju flash drum untuk memisahkan karbondioksida. Crude phthalic acid yang masih mengandung air
selanjutnya dimurnikan di dalam kolom destilasi. Phthalic acid anhydride yang merupakan produk bawah kolom destilasi mempunyai kemurnian sebesar 97,8
sedangkan air merupakan produk atas kolom destilasi. Diaoye, 2007. Bahan baku ortho xylene dengan temperatur 30
C dan tekanan 1,013 bar dari tangki penyimpanan ortho xylene dipompakan ke vapuorizer untuk menguapkan ortho xylene
pada temperatur 150 C dan tekanan 1,4 bar untuk kemudian dipompakan ke furnace
untuk dipanaskan hingga temperatur 350 Udara pada temperatur 30
C dan tekanan 2,2 bar. C dan tekanan 1,013 bar dialirkan dengan kompresor ke
furnace untuk dipanaskan hingga temperatur 350 Uap ortho xylene dan udara diumpankan ke reaktor dengan kondisi operasi temperatur
350 C dan tekanan 2,2 bar.
C, tekanan 2,2 bar dan konversi 99 dengan reaksi sebagai berikut : C
8
H
10
+ 3 O
2
C
8
H
4
O
3
+ 3 H
2
O Panas reaksi dari reaktor disirkulasi dengan air pendingin untuk menjaga reactor dalam
kondisi isothermic. Produk dari reaktor berupa uap phthalic acid, oksigen sisa, nitrogen dan air didinginkan pada kondensor parsial dan selanjutnya dialirkan ke knock out drum.
Phthalic acid selanjutnya dialirkan ke spray dryer dengan kemurnian 99,8 UNEP, 2007.
2.5. Pemilihan Proses
Perbandingan kedua jenis proses yang ada diperlihatkan pada tabel 2-1 berikut ini. Tabel 2-1 Perbandingan proses pembuatan phthalic acid anhydride
Oksidasi Naphthalene Oksidasi Ortho xylene
Bahan baku : Naphthalene dan udara Bahan baku : Ortho xylene dan udara
Konversi : 85 Konversi : 99
Kemurnian : 97,8 Kemurnian : 99,8
Proses menghasilkan karbondioksida Proses tidak menghasilkan karbondioksida
Sumber : UNEP 2007 Diaoye 2007
Universitas Sumatera Utara
V
2
O
5
Berdasarkan data pada tabel 2-1 di atas maka pada pra perancangan pabrik pembuatan phthalic acid anhydride dipilih proses oksidasi ortho xylene. Proses ini didasarkan atas beberapa
pertimbangan, sebagai berikut : a.
Konversi dan kemurnian produk yang dihasilkan lebih tinggi dibandingkan proses oksidasi naphthalene.
b. Proses tidak menghasilkan karbondioksida.
c. Nilai jual produk lebih ekonomis karena kemurniannya lebih tinggi.
2.6. Deskripsi Proses
Pra rancangan pabrik pembuatan phthalic acid anhydride dengan proses oksidasi ortho xylene secara garis besar dapat dikelompokkan dalam empat tahapan proses, yaitu :
1. Proses persiapan bahan baku
2. Proses reaksi pembentukan phthalic acid
3. Proses pemisahan phthalic acid
4. Proses pengeringan phthalic acid
2.6.1. Proses Persiapan Bahan Baku Bahan baku ortho xylene C
8
H
10
dengan kondisi temperatur 30 C dan tekanan 1,013 bar
disimpan pada tangki bahan baku T-701. Selanjutnya ortho xylene dipompakan ke vapuorizer E-701 untuk diuapkan hingga temperatur 150
C dan tekanan 1,4 bar yang kemudian dipompakan ke furnace H-701 untuk dipanaskan hingga temperatur 350
Udara pada temperatur 30 C
dan tekanan 2,2 bar. Bahan bakar yang dipergunakan pada furnace adalah liquid natural gas. Selanjutnya gas buang pembakaran pada furnace dipergunakan untuk memanaskan
air untuk menghasilkan steam pada unit waste heat boiler. C dan tekanan 1,013 bar dari blower B-701 dialirkan
dengan kompresor CP-701 ke furnace H-701 untuk dipanaskan hingga temperatur 350 2.6.2.
Proses Reaksi Pembentukan Phthalic Acid C dan tekanan 2,2 bar.
Uap ortho xylene dan udara yang berasal dai furnace H-701 diumpankan ke reaktor R- 701 dengan kondisi operasi temperatur 350
C dan tekanan 2,2 bar di mana reaktor dalam kondisi isothermic. Pada proses ini dipergunakan katalis vanadium pentoxide untuk
mempercepat reaksi dan menghasilkan konversi produk sebesar 99 dengan reaksi sebagai berikut
C
8
H
10
+ 3 O
2
C
8
H
4
O
3
+ 3 H
2
Pada reaksi ini produk reaktor berupa campuran antara phthalic acid, oksigen sisa, nitrogen dan air pada temperatur 350
O
C dan tekanan 2,2 bar. Reaksi pada reaktor merupakan reaksi exothermic di mana reaksi pembentukan phthalic acid dari oksidasi
ortho xylene menghasilkan panas yang cukup tinggi. Agar panas reaksi dapat
Universitas Sumatera Utara
dikendalikan dengan sempurna sesuai dengan kondisi operasi maka diperlukan media pendingin, yaitu dowterm. Dalam proses ini dowterm yang dipakai adalah air pendingin.
Panas reaksi yang dihasilkan dari reaktor diserap oleh media pendingin dowterm. 2.6.3.
Proses pemisahan Phthalic Acid Produk dari reaktor R-701 berupa phthalic acid, ortho xylene sisa, oksigen sisa, nitrogen
dan air dialirkan ke kondersor parsial E-703 untuk mengubah sebagian fasa produk dari uap menjadi cairan dengan menurunkan temperatur hingga 150
2.6.4. Proses Pengeringan Phthalic Acid
C dan tekanan 1,7 bar. Campuran uap ortho xylene sisa, oksigen sisa, nitrogen dan air dan cairan phthalic
acid selanjutnya dialirkan ke tangki knock out drum SC-701 untuk memisahkan uap dari cairan.
Cairan Phthalic Acid dari knock out drum SC-701 diumpankan ke spray dryer DE-701 untuk dikeringkan sekaligus membentuk butiran kristal phthalic acid anhydride. Kristal
phthalic acid anhydride yang telah kering selanjutnya dialirkan menggunakan screw conveyor CS-701 menuju silo. Produk phthalic acid anhydride yang memiliki
kemurnian 99,8 ini selanjutnya disimpan dalam silo S-701.
Universitas Sumatera Utara
L1
T-701
TC FC
L1 TC
FC
1
2 3
4 5
6 7
8
9
10 11
Steam from WHB
Kondensat to WHB
Air pendingin
Air pendingin sisa
PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN
Skala : Tanpa Skala Tanggal
Tanda Tangan Digambar
1. Nama : Dr. Ir. Fatimah, MT NIP : 132 095 301
Diperiksa Disetujui
2. Nama : Ir. Hamidah Harahap, MSc NIP : 132 126 839
PRA RANCANGAN PABRIK PEMBUATAN PHTHALIC ACID ANHYDRIDE DENGAN METODE OKSIDASI ORTHO XYLENE
DENGAN KAPASITAS 120.000 TONTAHUN
Nama : Freddy R. J. Sinaga NIM : 050425012
Keterangan gambar : T-701 : Tangki Ortho xylene
E-701 : Vapourizer H-701 : Furnace
B-701 : Blower CP-701 : Kompresor
R-701 : Reaktor E-703 : Kondensor parsial
SC-701 : Knock out drum BE-701 : Spray dryer
CS-701 : Screw conveyor S-701 : Silo
P-01 E-701
E-703
R-701 SC-701
DE-701
CS-701
S-701 B-701
CP-701
12
H-701 Liquid natural gas
Uap panas ke WHB
Universitas Sumatera Utara
BAB III NERACA MASSA
