Pembuatan Etilen Glikol Dari Etilen Oksida Dengan Proses Karbonasi Dengan Kapasitas 80.000 Ton/Tahun

PRA RANCANGAN PABRIK

PEMBUATAN ETILEN GLIKOL DARI ETILEN OKSIDA DENGAN
PROSES KARBONASI
DENGAN KAPASITAS 80.000 TON/TAHUN

TUGAS AKHIR

OLEH :
WULAN PRATIWI
NIM. 050405045

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2009

Wulan Pratiwi : Pembuatan Etilen Glikol Dari Etilen Oksida Dengan Proses Karbonasi Dengan Kapasitas 80.000 Ton/Tahun, 2010.

Wulan Pratiwi : Pembuatan Etilen Glikol Dari Etilen Oksida Dengan Proses Karbonasi Dengan Kapasitas 80.000 Ton/Tahun, 2010.

INTI SARI
Etilen glikol adalah salah satu bahan kimia yang jumlahnya belum
mencukupi kebutuhan industri di Indonesia. Etilen glikol sebagian besar digunakan
sebagai bahan baku industri poliester yang merupakan bahan baku industri tekstil dan
plastik. Selain itu kegunaan etilen glikol lainnya adalah sebagai bahan baku
tambahan pada pembuatan cat, cairan rem, solven, alkyl resin, tinta cetak, tinta
ballpoint, foam stabilizer, kosmetik, dan bahan anti beku. Produksi etilen glikol
biasanya dilakukan dengan hidrolisis langsung etilen oksida, tetapi banyak
kekurangan dalam proses ini salah satunya konversi etilen glikol rendah. Oleh karena
itu, untuk menghasilkan etilen glikol maksimal dilakukan produksi etilen glikol dari
etilen oksida dengan proses Karbonasi. Proses produksi ini terdiri dari beberapa
tahap yaitu tahap awal, tahap Karbonasi, tahap Hidrolisis.
Pra rancangan pabrik

Etilen Glikol ini direncanakan akan berproduksi

dengan kapasitas 80.000 ton/tahun dan beroperasi selama 330 hari dalam setahun.
Lokasi pabrik yang direncanakan adalah di daerah daerah hilir Sungai Rokan,
Kabupaten Rokan Hilir, Riau dengan luas tanah yang dibutuhkan sebesar 20.000 m2.

Tenaga kerja yang dibutuhkan untuk mengoperasikan pabrik sebanyak 166 orang.
Bentuk badan usaha yang direncanakan adalah Perseroan Terbatas (PT) dan bentuk
organisasinya adalah organisasi sistem garis dan staff.
Hasil analisa terhadap aspek ekonomi pabrik Etilen Glikol adalah :
Modal Investasi

: Rp. 646.101.102.857,-

Biaya Produksi per tahun

: Rp 1.085.926.256.857,-

Hasil Jual Produk per tahun

: Rp 1.437.714.356.325,-

Laba Bersih per tahun

: Rp 245.037.911.279,-

Profit Margin

: 24,35%

Break Event Point

: 51,02 %

Return of Investment

: 24,58%

Pay Out Time

: 4,07 tahun

Return on Network

: 40,97%

Internal Rate of Return

: 39,86%

Dari hasil analisa aspek ekonomi dapat disimpulkan bahwa pabrik pembuatan
etilen glikol ini layak untuk didirikan.

Wulan Pratiwi : Pembuatan Etilen Glikol Dari Etilen Oksida Dengan Proses Karbonasi Dengan Kapasitas 80.000 Ton/Tahun, 2010.

KATA PENGANTAR

Syukur Alhamdulillah penulis ucapkan kehadirat Allah SWT atas rahmat,
karunia dan anugerah-Nya, serta kepada Junjungan kita Nabi besar Muhammad
SAW yang telah membawa kita ke alam yang penuh ilmu pengetahuan seperti
sekarang ini, sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul PraRancangan Pabrik Pembuatan Etilen Glikol dari Etilen Oksida dengan Proses
Karbonasi dengan Kapasitas 80.000 Ton/Tahun. Tugas Akhir ini dikerjakan
sebagai syarat untuk kelulusan dalam sidang sarjana.
Selama mengerjakan Tugas akhir ini penulis begitu banyak mendapatkan
bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, dalam kesempatan ini perkenankanlah
penulis mengucapkan terima kasih kepada:

1. Ibu Dr.Ir. Rosdanelli Hasibuan,MT selaku Dosen Pembimbing I yang telah
membimbing dan memberikan masukan selama menyelesaikan tugas akhir
ini.
2. Ibu Farida Hanum ST,MT sebagai Dosen Pembimbing II yang telah
memberikan arahan selama menyelesaikan tugas akhir ini.
3. Ibu Renita Manurung, ST. MT selaku Ketua Departemen Teknik Kimia FT
USU dan Bapak M Hendra S Ginting ST, MT selaku sekretaris Departemen
Teknik Kimia
4. Bapak Dr. Eng. Ir. Irvan, Msi sebagai Koordinator Tugas Akhir Departemen
Teknik Kimia FT USU.
5. Dan yang paling istimewa Orang tua penulis yaitu Ibunda Nila Puspa
Dewi,SE dan Ayahanda Edi Aslan,SE yang tidak pernah lupa memberikan
motivasi dan semangat kepada penulis.
6. Adik-adik tercinta yang selalu mendoakan dan memberikan semangat.
7. M. Rudy Hermansyah, untuk semangat, motivasi dan mengantar-jemput
penulis. Terimakasih sudah ada disaat-saat paling sulit.

Wulan Pratiwi : Pembuatan Etilen Glikol Dari Etilen Oksida Dengan Proses Karbonasi Dengan Kapasitas 80.000 Ton/Tahun, 2010.

8. Teman-temanku terutama Rudiansyah, M. Izni Harahap, Indra Azmi

Marpaung, Dahyat, thanks buat kebersamaan dan semangatnya. Cepat
menyusul ya kawan-kawan. Teman-teman stambuk ’05, semangat ya.
9. Teman seperjuangan Lady Marissa Febrianan sebagai partner penulis dalam
penyelesaian Tugas Akhir ini.
10. Serta pihak-pihak yang telah ikut membantu penulis namun tidak tercantum
namanya.
Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih terdapat banyak kekurangan
dan ketidaksempurnaan. Oleh karena itu penulis sangat mengharapkan saran dan
kritik yang sifatnya membangun demi kesempurnaan pada penulisan berikutnya.
Semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi kita semua.

Medan, September 2009
Penulis

WULAN PRATIWI
050405045

Wulan Pratiwi : Pembuatan Etilen Glikol Dari Etilen Oksida Dengan Proses Karbonasi Dengan Kapasitas 80.000 Ton/Tahun, 2010.

DAFTAR ISI

Kata Pengantar .................................................................................................... i
Intisari ................................................................................................................ iii
Daftar Isi............................................................................................................. iv
Daftar Tabel........................................................................................................ vii
Daftar Gambar .................................................................................................... xi
BAB I PENDAHULUAN .................................................................................. I-1
1.1 Latar Belakang .................................................................................. I-1
1.2 Perumusan Masalah ........................................................................... I-2
1.3 Tujuan .............................................................................................. I-3
1.4 Manfaat ............................................................................................. I-3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ....................................................................... II-1
2.1 Etilen Oksida .................................................................................. II-1
2.2 Karbon Dioksida ............................................................................. II-3
2.3 Etilen Karbonat............................................................................... II-4
2.4 Air .................................................................................................. II-4
2.5 Etilen Glikol ................................................................................... II-5
2.5.1 Proses Du-Pont Formaldehid .................................................. II-7
2.5.2 Proses hidrolisis etilen oksida................................................. II-7
2.5.3 Proses Karbonasi.................................................................... II-8
2.6 Perbandingan dan pemilihan proses ................................................ II-10

2.7 Deskripsi proses ............................................................................. II-11
7.1 Pencampuran bahan baku .......................................................... II-11
7.2 Proses Karbonasi ...................................................................... II-11
7.3 Proses Hidrolisis ....................................................................... II-12
7.4 Pemurnian produk ..................................................................... II-13
BAB III NERACA MASSA............................................................................... III-1
BAB IV NERACA ENERGI.............................................................................. IV-1
BAB V SPESIFIKASI PERALATAN .............................................................. V-1
BAB VI INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA ......................... VI-1
6.1 Instrumentasi .................................................................................. VI-1

Wulan Pratiwi : Pembuatan Etilen Glikol Dari Etilen Oksida Dengan Proses Karbonasi Dengan Kapasitas 80.000 Ton/Tahun, 2010.

6.2 Keselamatan kerja .......................................................................... VI-8
6.3 Keselamatan kerja pada pabrik pembuatan Etilen Glikol ................VI-10
BAB VII UTILITAS ...................................................................................... VII-1
7.1 Kebutuhan Uap (Steam) .............................................................. VII-1
7.2 Kebutuhan Air ............................................................................ VII-2
7.3 Kebutuhan Bahan kimia .............................................................. VII-12
7.4 Kebutuhan Listrik ....................................................................... VII-13

7.5 Kebutuhan Bahan bakar .............................................................. VII-13
7.6 Unit pengolahan limbah .............................................................. VII-15
7.7 Spesifikasi peralatan utilitas ........................................................ VII-34
7.8 Spesifikasi peralatan pengolahan limbah ..................................... VII-45
BAB VIII LOKASI DAN TATA LETAK PABRIK ...................................... VIII-1
8.1 Lokasi pabrik .............................................................................. VIII-4
8.2 Tata letak pabrik ......................................................................... VIII-7
8.3 Perincian luas tanah .................................................................... VIII-9
BAB IX ORGANISASI DAN MANAJEMEN PERUSAHAAN .................... IX-1
9.1 Organisasi Perusahaan ............................................................... IX-1
9.2 Manajemen Perusahaan .............................................................. IX-3
9.3 Bentuk hukum badan usaha ........................................................ IX-5
9.4 Uraian tugas, wewenang, dan tanggung jawab ............................ IX-6
9.5 Sistem kerja ................................................................................ IX-8
9.6 Jumlah karyawan dan tingkat pendidikan .................................... IX-10
9.7 Sistem penggajian ....................................................................... IX-12
9.8 Fasilitas tenaga kerja................................................................... IX-15
BAB X ANALISA EKONOMI ....................................................................... X-1
10.1 Modal investasi......................................................................... X-1
10.2 Biaya Produksi total (BPT)/ Total Cost (TC) ............................ X-4

10.3 Total penjualan (Total sales) ..................................................... X-5
10.4 Bonus perusahaan ..................................................................... X-5
10.5 Perkiraan rugi/laba usaha .......................................................... X-5
10.6 Analisa aspek ekonomi ............................................................. X-5
BAB XI KESIMPULAN ................................................................................ XI-1

Wulan Pratiwi : Pembuatan Etilen Glikol Dari Etilen Oksida Dengan Proses Karbonasi Dengan Kapasitas 80.000 Ton/Tahun, 2010.

DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................... xii
LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA ................................... LA-1
LAMPIRAN B PERHITUNGAN NERACA ENERGI................................... LB-1
LAMPIRAN C PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN ................... LC-1
LAMPIRAN D PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN UTILITAS . LD-1
LAMPIRAN E PERHITUNGAN ASPEK EKONOMI .................................. LE-1

Wulan Pratiwi : Pembuatan Etilen Glikol Dari Etilen Oksida Dengan Proses Karbonasi Dengan Kapasitas 80.000 Ton/Tahun, 2010.

DAFTAR TABEL
Tabel 1.1 Impor etilen glikol Indonesia .............................................................. I-2
Tabel 2.1 Beberapa kegunaan etilen glikol ......................................................... II-6

Tabel 3.1 Neraca Massa Reaktor I (Reaktor Karbonasi) ...................................... III-1
Tabel 3.2 Neraca Massa Separator I. ................................................................... III-1
Tabel 3.3 Neraca Massa Reaktor II (Reaktor Hidrolisis). ..................................... III-2
Tabel 3.4 Neraca Massa Heater. ......................................................................... III-2
Tabel 3.5 Neraca Massa Separator II. .................................................................. III-3
Tabel 3.6 Evaporator.. ......................................................................................... III-3
Tabel 3.7 Neraca Massa Kolom Distilasi.. ........................................................... III-3
Tabel 3.8 Neraca Massa Kondensor.. .................................................................. III-4
Tabel 3.9 Neraca Massa Reboiler.. ...................................................................... III-4
Tabel 3.10 Neraca Massa Flash Drum................................................................. III-4
Tabel 4.1 Neraca Panas Heater 1 (E-101).......................................................... IV-1
Tabel 4.2 Neraca Panas Heater 2 (E-102).......................................................... IV-1
Tabel 4.3 Neraca Panas Heater 3 (E-103).......................................................... IV-1
Tabel 4.4 Neraca Panas Reaktor I (R-101) ........................................................ IV-2
Tabel 4.5 Neraca Panas Heater 5 (E-104).......................................................... IV-2
Tabel 4.6 Neraca Panas Reaktor II (R-102) ........................................................ IV-2
Tabel 4.7 Neraca Panas Cooler 1 (E-105)........................................................... IV-3
Tabel 4.8 Neraca Panas Evaporator (FG-101) ................................................... IV-3
Tabel 4.9 Neraca Panas Heater 5 (E-106)........................................................... IV-3
Tabel 4.10 Neraca Panas Kondensor (E-107) ..................................................... IV-3
Tabel 4.11 Neraca Panas Cooler 2 (E-108)......................................................... IV-4
Tabel 4.12 Neraca Panas Reboiler (E-109) ......................................................... IV-4
Tabel 4.13 Neraca Panas Kondensor Subcooler (E-110) ..................................... IV-4
Tabel 4.14 Neraca Panas Cooler 3 (E-111)......................................................... IV-4
Tabel 4.15 Neraca Panas Cooler 4 (E-112)......................................................... IV-5
Tabel 6.1 Daftar penggunaan instrumentasi pada Pra-rancangan Pabrik Pembuatan
Etilen Glikol dari Etilen Oksida dengan Proses Karbonasi ................. VI-5
Tabel 7.1 Kebutuhan Uap Sebagai Media Pemanas ......................................... VII-1

Wulan Pratiwi : Pembuatan Etilen Glikol Dari Etilen Oksida Dengan Proses Karbonasi Dengan Kapasitas 80.000 Ton/Tahun, 2010.

Tabel 7.2 Kebutuhan Air Pendingin Pada Alat ................................................ VII-2
Tabel 7.3 Kebutuhan Air Proses Pabrik ........................................................... VII-3
Tabel 7.4 Pemakaian Air Untuk Berbagai Kebutuhan...................................... VII-4
Tabel 7.5 Kualitas Air Sungai Rokan, Riau ..................................................... VII-5
Tabel 8.1 Pembagian Penggunaan areal tanah ................................................. VIII-9
Tabel 9.1 Jadwal Kerja Karyawan Shift ........................................................... IX-9
Tabel 9.2 Jumlah Karyawan dan Kualifikasinya .............................................. IX -10
Tabel 9.3 Perincian Gaji Karyawan ................................................................. IX -12
Tabel 9.4 Perincian Uang Lembur Karyawan ................................................ VII-13
Tabel LA.1 Neraca massa destilasi .................................................................. LA-5
Tabel LA.2 Konstanta persamaan tekanan uap antoine .................................... LA-5
Tabel LA.3 Titik didih umpan masuk destilasi ............................................... LA-6
Tabel LA.4 Dew point destilat. ....................................................................... LA-6
Tabel LA.5 Boiling point produk bawah ......................................................... LA-6
Tabel LA.6 Omega point destilasi ................................................................... LA-7
Tabel LA.7 Neraca massa kondensor .............................................................. LA-8
Tabel LA.8 Neraca massa reboiler .................................................................. LA-10
Tabel LA.9 Konstanta persamaan tekanan uap antoine .................................... LA-11
Tabel LA.10 Tekanan uap jenuh komponen pada T = 250oC = 525,15 K......... LA-11
Tabel LA.11 Data Trial Temperatur dan Komposisi Flash Drum II ................. LA-12
Tabel LA.12 Nilai V flash drum...................................................................... LA-13
Tabel LA.13 Neraca massa Flash Drum ........................................................ LA-14
Tabel LA.14 Neraca massa Evaporator ........................................................... LA-16
Tabel LA.15 Konstanta persamaan tekanan uap antoine .................................. LA-17
Tabel LA.16 Tekanan uap jenuh komponen pada T = 100oC =373,15 K ......... LA-18
Tabel LA.17 Nilai V separator I ...................................................................... LA-19
Tabel LA.18 Neraca massa separator II ........................................................... LA-21
Tabel LA.19 Neraca Massa Heater .................................................................. LA-22
Tabel LA.20 Neraca Massa Ekspander ............................................................ LA-23
Tabel LA.21 Neraca Massa Reaktor Hidrolisis ................................................ LA-26
Tabel LA.22 Konstanta persamaan tekanan uap antoine ln P = A – (B/(T+C)) LA-27
Tabel LA.23 Tekanan uap jenuh komponen pada T = 100oC = 373,15 K......... LA-27

Wulan Pratiwi : Pembuatan Etilen Glikol Dari Etilen Oksida Dengan Proses Karbonasi Dengan Kapasitas 80.000 Ton/Tahun, 2010.

Tabel LA.24 Nilai V separator I ...................................................................... LA-28
Tabel LA.25 Neraca massa separator 1 ........................................................... LA-30
Tabel LA.27 Neraca Massa Reaktor Karbonasi ............................................... LA-32
Tabel LB.1 Kapasitas Panas Gas ..................................................................... LB-1
Tabel LB.2 Kapasitas Panas Liquid ................................................................. LB-1
Tabel LB.3 Panas Laten [J/mol] ...................................................................... LB-1
Tabel LB.4 Panas Reaksi Pembentukan [kkal/mol] ......................................... LB-2
Tabel LB.5 Data Tekanan Uap Antoine ........................................................... LB-2
Tabel LB.6 Data Air Pemanas dan Air Pendingin yang Digunakan ................. LB-2
Tabel LB.7 Panas Masuk Heater 1 (E-101) ..................................................... LB-3
Tabel LB.8 Panas Keluar Heater 1 (E-101) ..................................................... LB-3
Tabel LB.9 Panas Masuk Heater 2 (E-102) ..................................................... LB-4
Tabel LB.10 Panas Keluar Heater 2 (E-102) ................................................... LB-4
Tabel LB.11 Panas Masuk Heater 3 (E-103) ................................................... LB-5
Tabel LB.12 Panas Keluar Heater 3 (E-103) ................................................... LB-5
Tabel LB.13 Panas Keluar Reaktor 1 (R-101) ................................................. LB-7
Tabel LB.14 Panas Masuk Heater 4 (E-104) ................................................... LB-8
Tabel LB.15 Panas Keluar Heater 4 (E-104) ................................................... LB-8
Tabel LB.16 Panas Keluar Reaktor 2 (R-102) ................................................. LB-10
Tabel LB.17 Panas Masuk Cooler 1 (E-105) ................................................... LB-11
Tabel LB.18 Panas Keluar Cooler 1 (E-105) ................................................... LB-11
Tabel LB.19 Panas Masuk evaporator ............................................................. LB-12
Tabel LB.20 Panas Keluar evaporator gas ....................................................... LB-13
Tabel LB.21 Panas Keluar evaporator liquid ................................................... LB-13
Tabel LB.22 Panas Masuk Heater 5 (E-106) ................................................... LB-14
Tabel LB.23 Panas Keluar Heater 5 (E-106) ................................................... LB-14
Tabel LB.24 Titik Didih Umpan Pada Bagian Atas Kolom Distilasi ................ LB-15
Tabel LB.25 Dew Point Kondensor ................................................................. LB-16
Tabel LB.26 Panas Masuk Kondensor............................................................. LB-16
Tabel LB.27 Panas Keluar Kondensor............................................................. LB-16
Tabel LB.28 Panas Masuk Cooler 2 ................................................................ LB-17
Tabel LB.29 Panas Keluar Cooler 2 ................................................................ LB-18

Wulan Pratiwi : Pembuatan Etilen Glikol Dari Etilen Oksida Dengan Proses Karbonasi Dengan Kapasitas 80.000 Ton/Tahun, 2010.

Tabel LB.30 Bubble Point Reboiler (E-302).................................................... LB-19
Tabel LB.31 Panas Masuk Reboiler (E-109) ................................................... LB-19
Tabel LB.32 Panas Keluar Vb (alur 30) Reboiler ............................................ LB-19
Tabel LB.33 Panas Keluar B (alur 31) Reboiler .............................................. LB-20
Tabel LB.34 Panas Masuk Kondensor Subcooler ......................................... LB-21
Tabel LB.35 Panas Keluar Kondensor Subcooler ......................................... LB-21
Tabel LB.36 Panas Masuk Cooler 3 .............................................................. LB-22
Tabel LB.37 Panas Keluar Cooler 3 .............................................................. LB-22
Tabel LB.38 Panas Masuk Cooler 4 ................................................................ LB-23
Tabel LB.39 Panas Keluar Cooler 4 .............................................................. LB-23
Tabel LB.40 Panas Masuk Gas Buang Sementara (TT-103) ............................ LB-24
Tabel LB.41 Panas Keluar Gas Buang Sementara (TT-103) ............................ LB-24

Wulan Pratiwi : Pembuatan Etilen Glikol Dari Etilen Oksida Dengan Proses Karbonasi Dengan Kapasitas 80.000 Ton/Tahun, 2010.

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Struktur Molekul Etilen Glikol..................................................... II-6
Gambar 2.2 Proses Sederhana Pembuatan Etilen Glikol .................................. II-8
Gambar 2.3 Flowdiagram Pembuatan Etilen Glikol Dengan Proses Karbonasi II-9
Gambar 6.1 Alat-alat Pengendali Pada Pabrik Etilen Glikol ............................ VI-8
Gambar 7.1 Skema Sistem Pengolahan Limbah .............................................. VII-16
Gambar 8.1 Tata Letak Pabrik Etilen Glikol.................................................. VIII-10
Gambar 9.1 Bagan Struktur Organisasi Pada Pabrik Etilen Glikol ................... IX-16

Wulan Pratiwi : Pembuatan Etilen Glikol Dari Etilen Oksida Dengan Proses Karbonasi Dengan Kapasitas 80.000 Ton/Tahun, 2010.

BAB I
PENDAHULUAN

1.1 Pendahuluan
Perkembangan industri di Indonesia khususnya industri kimia terus
mengalami peningkatan. Meskipun sempat dilanda krisis ekonomi sampai saat ini,
namun dengan usaha-usaha tertentu yang dilakukan pemerintah, sektor ini mulai
bangkit lagi. Dengan bangkitnya sektor ini, maka peningkatan unsur-unsur
penunjang industri juga makin meningkat, termasuk bahan-bahan pembantu dan
penunjang.
Kebutuhan berbagai bahan baku dan bahan penunjang di Indonesia masih
banyak didatangkan dari luar negeri. Jika bahan baku dan bahan penunjang ini bisa
dihasilkan di dalam negeri, hal ini tentunya akan menghemat pengeluaran devisa,
meningkatkan ekspor dan mengembangkan penguasaan teknologi.
Etilen glikol adalah salah satu bahan kimia yang jumlahnya belum
mencukupi kebutuhan industri di Indonesia. Etilen glikol itu sendiri sebagian besar
digunakan sebagai bahan baku industri poliester. Poliester yang merupakan senyawa
polimer jenis thermoplastik ini digunakan sebagai bahan baku industri tekstil dan
plastik. Disamping dapat dibuat serat yang kemudian dipintal menjadi benang, juga
bisa dibuat langsung menjadi benang filament untuk produk tekstil. Selain itu,
poliester ini dapat juga dibentuk (dicetak) sebagai bahan molding seperti pada
pembuatan botol plastik. Kegunaan lain dari etilen glikol ini adalah sebagai bahan
baku tambahan pada pembuatan cat, cairan rem, solven, alkyl resin, tinta cetak, tinta
ballpoint, foam stabilizer, kosmetik, dan bahan anti beku ( Anonim, 2008 ).
Etilen glikol digunakan hampir diseluruh bagian dunia, termasuk Indonesia.
Namun kebutuhan Indonesia akan etilen glikol hanya terpenuhi sekitar 50% oleh PT.
Gajah Tunggal Petrochem Tbk yang memproduksi 216.000 ton etilen glikol per
tahunnya( www.petrochem.com, 2008) . Permintaan pasar Indonesia terhadap etilen
glikol adalah sebesar 500.000 ton per tahun, artinya Indonesia masih kekurangan
pasokan etilen glikol sebesar 284.000 ton per tahunnya. Kekurangan ini
ditanggulangi dengan mengimpor etilen glikol untuk industri Indonesia. Berdasarkan
data Badan Pusat Statistik, pada tahun 2007, Indonesia mengimpor etilen glikol dari

Wulan Pratiwi : Pembuatan Etilen Glikol Dari Etilen Oksida Dengan Proses Karbonasi Dengan Kapasitas 80.000 Ton/Tahun, 2010.

18 negara. Kuwait mengekspor etilen glikol terbesar bagi Indonesia yaitu sebanyak
9.458.963 kg seharga USD 13.500.045. Sedangkan Saudi Arabia mengekspor
9.327.046 kg kepada Indonesia ( Badan Pusat Statistik, 2007).

Tabel 1.1 Impor Etilen Glikol Indonesia
Tahun Import

Jumlah ( ton )

Nominal ( US$ 000 )

1999

378.794

165.743

2000

416.718

244.977

2001

430.721

216.294

2002

384.283

173.107

2003

283.920

178.407

2004

257.337

240.284

2005

261.496

255.740

2006

286.468

257.094

2007

247.639

255.551

( Badan Pusat Statistik, 2007)

Proses yang biasa digunakan untuk memproduksi etilen glikol adalah proses
hidrolisis etilen oksida dan reaksi formaldehid. Namun, kedua proses tersebut sangat
tidak effisien karena membutuhkan steam yang besar, air yang banyak,
menggunakan bahan baku lain dan biaya peralatan yang cukup mahal. Oleh karena
itu dikembangkan pembuatan etilen glikol dengan mereaksikan etilen oksida dengan
karbondioksida

menghasilkan

etilen

karbonat

yang

kemudian

dihidrolisis

menghasilkan etilen karbonat. Proses ini disebut proses karbonasi. Keuntungan dari
proses ini yaitu, prosesnya lebih sederhana, low energy, menghemat biaya produksi
dan konversi etilen oksida menjadi etilen glikol yang hampir sempurna yaitu 99%(
Kawabe, 1998 ).

1.2 Perumusan Masalah
Kebutuhan etilen glikol di Indonesia belum dapat terpenuhi, sehingga untuk
menanggulangi kebutuhan etilen glikol di dalam negeri serta untuk meningkatkan
nilai ekonomis dari etilen glikol dengan biaya yang cukup rendah, dibandingkan

Wulan Pratiwi : Pembuatan Etilen Glikol Dari Etilen Oksida Dengan Proses Karbonasi Dengan Kapasitas 80.000 Ton/Tahun, 2010.

dengan proses lain maka dirasa perlu untuk mendirikan suatu pabrik pembuatan
etilen glikol dari etilen oksida yang direaksikan dengan karbondioksida
menghasilkan etilen karbonat yang kemudian dihidrolisis menghasilkan etilen glikol.

1.3 Tujuan
Tujuan dari pra rancangan pabrik pembuatan etile glikol dari etilen oksida
dengan proses karbonasi adalah untuk mengaplikasikan ilmu Teknik Kimia,
khususnya di bidang perancangan, analisis proses, dan operasi teknik kimia, sehingga
akan memberikan gambaran kelayakan prarancangan pabrik pembuatan etilen glikol.

1.4 Manfaat
Manfaat yang dapat diperoleh dari pra rancangan ini adalah tersedianya
informasi mengenai pabrik etilen glikol dari etilen dengan etilen oksida sebagai
intermediet sehingga dapat menjadi referensi untuk pendirian suatu pabrik etilen
glikol.

Wulan Pratiwi : Pembuatan Etilen Glikol Dari Etilen Oksida Dengan Proses Karbonasi Dengan Kapasitas 80.000 Ton/Tahun, 2010.

BAB II
TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Etilen Oksida
Pada tahun 1859, seorang ilmuwan Perancis, Charles-Adolphe Wurtz,
menemukan etilen oksida dengan mereaksikan 2-kloroetanol dengan senyawa basa.
Penemuan tersebut merupakan keberhasilan penting pada masa Perang Dunia I
karena penemuan tersebut menjadi pelopor dari senyawa kimia etilen glikol dan
senjata kimia gas beracun (mustard gas). Pada tahun 1931, seorang ilmuwan
Perancis lainnya menemukan cara menghasilkan etilen oksida secara langsung
dengan mereaksikan etilen dan oksigen menggunakan katalis perak. Metoda ini
kemudian digunakan untuk memproduksi etilen oksida dalam skala industri
(Emulsifiers, 2007).
Etilen oksida merupakan zat kimia komoditas utama yang diproduksi di
seluruh dunia. Etilen oksida diproduksi dengan proses oksidasi katalitik etilen
dengan katalis perak. Banyak metoda lain yang telah diajukan untuk memproduksi
etilen oksida namun tidak ada metoda lain yang diterapkan dalam skala industri
selain metoda ini (Emulsifiers, 2007). Reaksi samping mengoksidasi etilen dan etilen
oksida menjadi karbon dioksida dan uap air. Reaksi yang berlangsung yaitu:
C2H4
etilen
C2H4
etilen

+ ½ O2
oksigen
+ 3 O2
oksigen

C2H4O

(1)

etilen oksida
2 CO2

+

2 H2 O

(2)

karbon dioksida uap air

Etilen oksida menimbulkan efek beracun bila dihirup. Gejala-gejala yang
timbul akibat menghirup terlalu banyak gas etilen oksida antara lain pusing, kejangkejang (mendadak), dan koma. Gas ini juga mengiritasi kulit dan menghirup uap
etilen oksida dapat menyebabkan paru-paru terisi dengan cairan selama beberapa
jam.

Wulan Pratiwi : Pembuatan Etilen Glikol Dari Etilen Oksida Dengan Proses Karbonasi Dengan Kapasitas 80.000 Ton/Tahun, 2010.

A. Kegunaan Etilen Oksida
Etilen oksida digunakan dalam produksi (Anonim, 2006):
1. Etilen glikol (sebagai zat anti beku, serat poliester, botol dan kontainer polietilen
tereftalat (PET), dehidrasi gas, fluida penukar panas, pelarut, dan poliester)
2. Polietilen glikol (digunakan dalam industri kosmetik, pembuatan obat – obatan,
pelumas, pelarut cat, dan plasticizer)
3. Etilen oksida glikol eter (digunakan sebagai fluida rem, deterjen, pelarut cat dan
pernis)
4. Etanolamin (digunakan dalam industri sabun, deterjen, pemurnian gas alam, dan
finishing tekstil)
5. Produk etoksilat dari fatty alkohol (digunakan dalam pembuatan deterjen,
surfaktan, emulsifier, dan dispersant)

B. Sifat Fisik Etilen Oksida
Sifat-sifat etilen oksida (EPA, 1986) antara lain :
1. Berat molekul

: 44,053 gr/mol

2. Bentuk fisik

: gas pada temperatur ruangan

3. Titik didih

: 10,5oC

4. Titik leleh

: -112,44oC

5. Densitas

: 0,8711 gr/cm3

6. Tekanan uap

: 1305 torr (25oC)

7. Viskositas

: 0,31 cp (4oC)

8. Kalor jenis

: 0,44 kal/g oC (20oC)

9. Kalor uap

: 136,1 kal/g (1 atm)

10. Flash point

: < -18oC (tag open cup)

11. Suhu nyala

: 429oC (udara, 1 atm)

12. Panas pembakaran

: 1306,4 kJ/mol (25oC)

13. Tekanan kritik

: 7,19 MPa

14. Suhu kritik

: 195,8oC

15. Kalor fusi

: 5,17 kJ/mol

16. Panas larutan

: 6,3 kJ/mol (dalam air murni 25 oC)

17. Kelarutan

: larut dalam air, aseton, CCl4, eter, metanol

Wulan Pratiwi : Pembuatan Etilen Glikol Dari Etilen Oksida Dengan Proses Karbonasi Dengan Kapasitas 80.000 Ton/Tahun, 2010.

18. Kereaktifan

: mudah meledak jika dipanaskan, meledak dengan
logam alkali dalam basa

2.2 Karbondioksida
Karbondioksida merupakan salah satu gas pertama yang dnyatakan terdapat
dalam udara. Pada abad ke17, Jan Baptist Van Helmont mengetahuinya ketika ia
membakar batu bara dalam sebuah tabung tertutup, massa abu yang dihasilkan lebih
sedikit daripada batu bara yang digunakan. Interpretasinya bahwa batu bara itu sudah
berubah menjadi suatu bahan yang tidak terlihat yang ia defenisikan sebagai gas atau
roh ( Anonim, 2007)
Karbondioksida adalah salah satu gas diatmosfir, terdistribusi seragam pada
permukaan bumi dengan konsentrasi sekitar 0.033 % atau 330 ppm. Secara komersil,
CO2 digunakan sebagai refrigeran, minuman bersoda, dan alat pemadam api. Karena
konsentrasinya yang rendah diudara, secara praktek sulit untuk mengekstrak gas ini
dari udara. Kebanyakan karbondioksida diperoleh dari hasil samping dari proses
lain,seperti produksi etanol dengan fermentasi dan pembuatan ammoniak (
Shakhashiri, 2008 ).

A. Sifat-sifat Karbondioksida (Anonim, 2007) :
1. Rumus molekul

: CO2

2. Berat molekul

: 44,0095 gr/mol

3. Sifat fisik

: gas tak berwarna (pada temperatur ruangan)

4. Massa jenis

: 1600 kg/m3

5. Titik lebur

: -57°C

6. Titik didih

: -78°C

7. Kelarutan dalam air

: 1,45 kg/m³

8. Kalor laten sublimasi

: 25,13 kJ/mol

9. Viskositas

: 0,07 cP pada −78°C

10. Tekanan kritis

: 7821 kPa

11. Suhu kritis

: 31,1°C

Wulan Pratiwi : Pembuatan Etilen Glikol Dari Etilen Oksida Dengan Proses Karbonasi Dengan Kapasitas 80.000 Ton/Tahun, 2010.

2.3 Etilen karbonat
Etilen karbonat adalah salah satu ester dari etilen glikol dan asam carbonik.
Pada temperatur ruang ( 250 C ) etilen karbonat berbentuk kristal transparan seperti
padatan. Pada suhu 34-370 C berbentuk cairan yang tidak berwarna dan tak berbau.
A. Sifat-sifat etilen karbonat ( Anonimb,2009 ) :
1. Berat molekul

: 88,06 gr/mol

2. Bentuk fisik

: padatan berwarna kekuningan (pada suhu
25oC) dan cairan tak berwarna (pada 34-37o C)

3. Titik leleh

: 34-37o C

4. Titik didih

: 260,7 o C

5. Titik beku

: 360 C

6. Densitas

: 1.3210 g/cm3

7. Flash point

: 150 o C

8. Viskositas ( 400 C )

: 1,5 cp

9. Spesifik gravity

: 1,3

2.4 Air
Air mempunyai rumus kimia H2O, yang berarti satu molekul air terdiri dari
dua atom hydrogen dan satu atom oksigen. Sering digunakan sebagai pelarut. Air
merupakan senyawa kimia yang paling aman dan paling dibutuhkan seluruh makhluk
hidup karena tanpa air, makhluk hidup tidak akan dapat bertahan hidup. Ilmu yang
mempelajari tentang kandungan, sifat-sifat, proses penyebaran, dan kebiasaan alami
air dikenal dengan hidrologi. Hidrologi merupakan induk ilmu untuk percabangan
teknik sipil, dan hidrologi mempelajari masalah persediaan air dan penyaluran
kotoran, sistem pengaliran air dan irigasi, peraturan navigasi dan sungai, dan
pengendalian banjir dan tenaga air ( Anonima, 2007 ).

A. Sifat-sifat Air (Perry,1997) :
1. Berat molekul

: 18,016 gr/gmol

2. Titik lebur

: 0 C (1 atm)

3. Titik didih

: 100 C (1 atm)

Wulan Pratiwi : Pembuatan Etilen Glikol Dari Etilen Oksida Dengan Proses Karbonasi Dengan Kapasitas 80.000 Ton/Tahun, 2010.

4. Densitas

: 1 gr/ml (4 C)

5. Spesifik graviti

: 1,00 (4 C)

6. Indeks bias

: 1,333 (20 C)

7. Viskositas

: 0,8949 cP

8. Kapasitas panas

: 1 kal/gr

9. Panas pembentukan

: 80 kal/gr

10. Panas penguapan

: 540 kal/gr

11. Temperatur kritis

: 374 C

12. Tekanan kritis

: 217 atm

2.5 Ethylene Glycol
Etilen glikol pertama kali ditemukan oleh Charles Adolphe Wurtz pada tahun
1859 dengan hidrolisis etilen glikol diasetat via saponifikasi dengan KOH dan pada
tahun 1860 melalui hidrolisis etilen oksida. Senyawa ini belum di komersialkan
hingga perang dunia pertama, dimana etilen glikol disintesis dari etilen diklorida dan
digunakan sebagai substituent gliserol pada industri peledakan di jerman. Di
Amerika, produksi semi komersial etilen glikol via etilen klorohidrin dimulai pada
tahun 1917. Pabrik etilen glikol pertama berdiri pada 1925 di West Virginia (
Anonimc, 2009).
Monoetilen glikol yang sering disebut etilen glikol adalah cairan jenuh, tidak
berwarna, tidak berbau, berasa manis dan larut sempurna dalam air. Grup hidroksil
pada glikol memberikan kemungkinan turunan senyawa yang lebih luas. Gugus
hidroksil ini bisa diubah menjadi aldehid, alkil halide, amina, azida, asam karboksil,
eter, merkaptan, ester nitrat, nitril, ester nitrit, ester organic, ester posphat, dan ester
sulfat. Senyawa-senyawa ini membuat etilen glikol bisa menjadi senyawa
intermediet dalam banyak reaksi. Terutama dal;am formasi resin, termasuk
kondensasi dengan dimetil terephtalat atau asam terephtalat yang menghasilkan resin
polyester ( MEG Global Group, 2008 ).
Rumus molekul etilen glikol adalah HOCH2CH2OH dan struktur molekulnya
seperti yang ditampilkan pada gambar 2.1

Wulan Pratiwi : Pembuatan Etilen Glikol Dari Etilen Oksida Dengan Proses Karbonasi Dengan Kapasitas 80.000 Ton/Tahun, 2010.

Gambar 2.1 Struktur Molekul Etilen Glikol ( Anonimc, 2009 )

Tabel 2.1 Beberapa kegunaan etilen glikol ( MEG Global Group, 2008 ) :
Sifat/ Karakteristik

Aplikasi / Kegunaan

Senyawa intermediet dari resin

- Resin polyester ( Fibers, Containers
dan films )
- Resin ester sebagai plasticizers (
adhesive, pernis, dan pelapis )
- Alkyd-type resins ( karet sintetis,
adhesive, pelapis permukaan )

Solven coupler ( pasangan pelarut )

- Sebagai penstabil pada formasi gel

Penurunan titik pembekuan

- Fluida penghilang es ( deicing fluids )

( Freezing Point Depression )

pada

pesawat

terbang,

dan

landasannya.
- Sebagai fluida penghantar panas ( heat
transfer fluids ) pada kompresor gas,
pemanas, pendingin udara, proses
pendingin
- Antibeku

pada

kendaraan

dan

pendingin.
- Formulasi

berdasarkan air

seperti

adesif, cat latex dan emulsi aspal )

Pelarut

- Garam

konduktif

medium

pada

kapasitor elektrolitik
Humectant

- Serat tekstil, kertas, kulit, adhesive
dan lem

Wulan Pratiwi : Pembuatan Etilen Glikol Dari Etilen Oksida Dengan Proses Karbonasi Dengan Kapasitas 80.000 Ton/Tahun, 2010.

Secara komersial, etilen glikol di Indonesia digunakan sebagai bahan baku
industri polyester ( tekstil ) sebesar 97,34%. Sedangkan sisanya sebesar 2,66%
digunakan sebagai bahan baku tambahan pada pembuatan cat, cairan rem, solven,
alkil resin, tinta cetak, tinta ballpoint, foam stabilizer, kosmetik, dan bahan anti beku.
Ada

beberapa

proses

pembuatan

etilen

glikol,

yaitu

(Mc

Ketta

dan

Cunningham,1984) :
2.5.1. Proses Du Pont Fomaldehid
Dalam proses ini formaldehid direaksikan dengan karbon monoksida dan air
untuk

membentuk

asam

glikolat

untuk

selanjutnya

diesterifikasi

dengan

menggunakan metanol, etanol atau propanol dan produk alkil glikolat dihidrogenasi
dalam fase uap menggunakan katalis kromat menghasilkan monoetilen glikol dan
alkohol (Mc Ketta dan Cunningham,1984).
H*

CO + CH2O + H2O
HOOCCH2OH + CH3OH
CH3OOCCH2OH +

H2

HOOCCH2OH
CH3OOCCH2OH + H2O

Cr2O3

HOCH2CH2OH + CH3OH

2.5.2. Proses Hidrolisis Etilen Oksida
1. Proses Katalitik
Merupakan proses pembuatan monoetilen glikol dengan mereaksikan air dan
etilen oksida dalam reaktor adiabatik katalitik. Etilen oksida murni atau campuran air
dengan etilen oksida (keduanya dalam fasa cair), digabungkan dengan air recycle
dengan perbandingan mol air dengan etilen oksida 5 : 1, dikondisikan hingga
mencapai kondisi yang disyaratkan dalam reaktor katalitik. Pada proses katalitik ini
digunakan katalis untuk memperbesar selektivitas terhadap monoetilen glikol
sekaligus mengurangi jumlah ekses air yang ditambahkan sehingga akan mengurangi
kebutuhan energi dalam proses pemisahan antara monoetilen glikol dengan air yang
tidak bereaksi (Mc Ketta dan Cunningham,1984).
2. Proses non Katalitik
Merupakan proses hidrolisis etilen oksida dengan air yang akan membentuk
monoetilen glikol dengan hasil samping berupa dietilen glikol dan trietilen glikol.
Mula-mula etilen oksida murni atau campuran air dengan etilen oksida digabungkan

Wulan Pratiwi : Pembuatan Etilen Glikol Dari Etilen Oksida Dengan Proses Karbonasi Dengan Kapasitas 80.000 Ton/Tahun, 2010.

dengan air recycle dengan perbandingan mol air dengan etilen oksida = 20 : 1 ( air
dalam jumlah yang sangat berlebih digunakan untuk mencapai selektivitas
monoetilen glikol yang tinggi ), dipanaskan sampai kondisi reaksi pada reaktor
tubular untuk diubah menjadi monoetilen glikol dengan hasil samping berupa
dietilen glikol dan trietilen glikol (Mc Ketta dan Cunningham,1984). Air berlebih
pada proses ini dihilangkan dengan menggunakan evaporator dan etilen glikol
dimurnikan dengan distilasi vakum ( Kirk dan Othmer, 1990 ).

Gambar 2.2 Proses sederhana pembuatan etilen glikol
( Kirk dan Othmer, 1990 )

2.5.3 Proses Karbonasi
Etilen glikol dapat diproduksi dengan mereaksikan etilen oksida dengan
karbondioksida membentuk etilen karbonat yang selanjutnya dihidrolisis menjadi
etilen glikol. Unit oksidasi etilen dengan proses langsung menghasilkan etilen oksida
yang kemudian diabsorbsi oleh suatu larutan absorben sebelum memasuki unit
karbonasi. Keluaran dari menara absorbsi direaksikan dengan karbondioksida
kemudian dikonversi menjadi etilen karbonat yang kemudian masuk ke unit
hidrolisis untuk membentuk etilen glikol ( Kawabe dkk, 1998 ).
Keuntungan yang paling signifikan pada proses ini yaitu konversi etilen
oksida menjadi etilen glikol yang hampir sempurna dimana hanya sekitar 1%
dihasilkan dietilen glikol dan senyawa glikol lain ( Kirk dan Othmer, 1990 ).

Wulan Pratiwi : Pembuatan Etilen Glikol Dari Etilen Oksida Dengan Proses Karbonasi Dengan Kapasitas 80.000 Ton/Tahun, 2010.

Ada 3 reaksi utama dalam pembuatan etilen glikol dari etilen dengan proses
karbonasi, yaitu ( Kirk dan Othmer, 1990 ):
C2H4 + O2

C2H4O

C2H4O + CO2

C3H4O3

C3H4O3 + H2O

CO2 + C2H6O

Gambar 2.3 flow diagram pembuatan etilen glikol dengan proses karbonasi
( Kawabe dkk, 1998 )
Diagram alir diatas mengilustrasikan proses, komponen yang terlibat, zat
inert dan sistem pembersihan ( purging system ). Proses ini terbagi atas 3 tahap
utama yaitu, absorbsi etilen oksida dengan menggunakan suatu larutan absorban
yang terdiri atas etilen glikol, etilen karbonat yang di-recycle dan air. Tahap kedua
yaitu, proses karbonasi etilen oksida dengan CO2. Tahap yang terakhir adalah
hidrolisis etilen karbonat ( Kawabe dkk, 1998 ).
A. Sifat fisik etilen glikol ( Anonimd, 2007 )
1. Berat molekul

: 62.068 g/mol

2. Densitas

: 1.1132 g/cm³

3. Titik leleh

: −12.9 °C (260 K)

4. Titik didih

: 197.3 °C (470 K)

5. Titik beku

: -13o C

5. Flash Point

: 244 F ( Huntsmana, 2006 )

6. Spesifik grafiti ( 20o C )

: 1,115 ( Huntsmana, 2006 )

Wulan Pratiwi : Pembuatan Etilen Glikol Dari Etilen Oksida Dengan Proses Karbonasi Dengan Kapasitas 80.000 Ton/Tahun, 2010.

7. Viskositas ( 20o C )

: 20,9 Cp

8. Densitas ( 20o C)

: 9,28 lb/gal

.
B. Dietilen glikol ( Huntsmanb ,2006 )
1. Berat molekul

: 106 g/mol

2. Titik didih

: 244,8o C

3. Flash point

: 290o F

4. Titik beku

: -10,5o C

5. Spesifik grafiti (20o C)

: 1,1184

6. Viskositas (20o C)

: 35,7 Cp

7. Densitas (20o C)

:9,31 lb/gal

2.6 Perbandingan Dan Pemilihan Proses
Dari ketiga proses yang dijelaskan diatas, proses yang paling efektif dan
efisien adalah proses karbonasi. Pada proses du-pont, membutuhkan biaya yang
cukup tinggi dalam hal penyediaan bahan, seperti formaldehid, air, karbon
monoksida dan methanol, dan peralatan yang cukup banyak juga akan meningkatkan
biaya produksi dengan proses ini. Sedangkan pada proses karbonasi hanya
membutuhkan bahan yaitu etilen, oksigen dari udara, karbondioksida dan air. Juga
tahapan proses yang tidak memerlukan banyak peralatan membuat proses ini lebih
ekonomis dibanding proses du-pont ( Kirk dan Othmer, 1990).
Untuk proses dengan hidrasi etilen oksida, agar absorbsi etilen oksida dengan
air maksimal, maka digunakan air dalam jumlah yang besar. Setelah prosedur
absorbsi dan separasi etilen oksida, air yang digunakan dalam jumlah besar tersebut
harus dipanaskan, sehingga akan membutuhkan jumlah energi yang sangat besar
(Kawabe dkk, 1998). Penggunaan air berlebih ini dilakukan untuk meminimalkan
pembentukan senyawa glikol yang tinggi seperti dietilen glikol dan trietilen glikol
(Bhise & Harold, 1985). Selain itu proses ini juga membutuhkan banyak tahap untuk
menghasilkan etilen glikol (Kawabe dkk, 1998). Dengan menggunakan proses
karbonasi, penggunaan air berlebih dapat dihindari karena proses ini menggunakan
karbondioksida, dimana CO2 ini bisa mengurangi pembentukan senyawa glikol berat,
sehingga hanya memerlukan air yang lebih sedikit. Proses ini juga mereduksi

Wulan Pratiwi : Pembuatan Etilen Glikol Dari Etilen Oksida Dengan Proses Karbonasi Dengan Kapasitas 80.000 Ton/Tahun, 2010.

beberapa peralatan mahal untuk pemurnian etilen glikol seperti stripper. Keuntungan
yang lainnya yaitu kondisi operasinya lebih mudah dibandingkan dengan hidrasi
etilen secara langsung (Bhise & Harold, 1985).

2.7

Deskripsi Proses
Proses produksi etilen glikol (C2H6O2) dapat dibagi menjadi empat tahapan

proses yaitu proses persiapan bahan baku, proses karbonasi, proses hidrolisis, dan
proses pemurnian etilen glikol.
2.7.1 Persiapan Bahan Baku
Bahan baku yang digunakan dalam proses produksi etilen glikol adalah gas
etilen oksida dan gas karbon dioksida. Etilen oksida (C 2H4O) dari Tangki Etilen
(TT-101) pada tekanan 1,01 bar dan temperatur 30 C di alirkan dengan blower JB101 ke Heater 1 (E-101) sebelum tekanannya dinaikkan menjadi 14,5 bar dengan
Kompresor 1 (JC-101).
Gas karbondioksida (CO2) dari Tangki karbondioksida
tekanan 1,1 bar dan temperatur 30 C

(TT-102) pada

di alirkan dengan blower

JB-102 ke

Kompresor 1 (JC-101) untuk menaikkan tekanannya menjadi 14,5 bar lalu dialirkan
menuju Heater 2 (E-102) untuk menaikkan temperatur menjadi 100 C . Kemudian
gas etilen oksida akan dicampur dengan gas karbon dioksida di dengan perbandingan
laju alir mol etilen oksida per karbondioksida = 0,87 (Becker, 1983) sebagai umpan
di Reaktor Karbonasi (R-201).

2.7.2 Proses Karbonasi
Pembuatan etilen glikol dihasilkan melalui proses karbonasi etilen oksida
dengan katalis molybdenum dan dihasilkan senyawa intermediat yaitu etilen
karbonat. Reaksi berlangsung secara eksotermik sehingga untuk menyerap kelebihan
panas reaksi digunakan Reaktor Fixed Bed dengan Tube-In-Shell, di mana reaksi
berlangsung di bagian tube dan air disirkulasi di antara tube sebagai pembawa panas.
Reaksi yang berlangsung adalah:
C2H4O
Etilen oksida

+ CO2

C3H4O3

karbon dioksida

etilen karbonat

Wulan Pratiwi : Pembuatan Etilen Glikol Dari Etilen Oksida Dengan Proses Karbonasi Dengan Kapasitas 80.000 Ton/Tahun, 2010.

Proses karbonasi ini berlangsung pada tekanan 14,5 bar dengan suhu operasi
80 - 150 C. Jika temperatur operasi terlalu rendah maka laju reaksi menjadi rendah,
reaksi akan berlangsung sangat lama, ukuran reaktor akan lebih besar sehingga tidak
ekonomis. Disisi lain, jika proses dioperasikan pada temperatur tinggi maka banyak
panas yang hilang dan memberikan efek buruk pada kualitas produk yang dihasilkan.
Dari pertimbangan diatas maka suhu operasi yang digunakan adalah 100 C. Konversi
reaksi etilen oksida menjadi etilen karbonat adalah 99% (Kawabe dkk, 1998).
Produk dari reaktor karbonasi dialirkan dengan pompa (P-102) ke separator
tekanan rendah (FG-101) melalui penurunan tekanan pada Ekspander 1 (JE-101)
yaitu 2,5 bar. Produk atas yang keluar dari separator berupa karbon dioksida berlebih
yang kemudian ditampung di tangki penampungan gas buang sementara (TT-103).
Sedangkan pada produk bawah tekanannya dinaikkan menjadi 14,5 bar dengan
kompresor 4 (JC-301) dan dipanaskan hingga suhu 1500C dengan heater 4 (E-104)
sebagai umpan direaktor hidrolisis.

2.7.3 Proses Hidrolisis
Air masuk pada suhu 300C kemudian tekanan dinaikkan menjadi 14,5 bar
dengan kompresor 3 (JC-103) dan dipanaskan sampai suhu 1500C menggunakan
heater 3 (E-103) kemudian dialirkan melalui pompa 1 (P-101) ke reaktor hidrolisis
(R-102), bersamaan dengan produk bawah separator 1 (FG-101) yang mengandung
etilen karbonat.
Sama seperti reaksi karbonasi, reaksi hidrolisis berlangsung secara
eksotermik sehingga diperlukan Reaktor Fixed Bed dengan Tube-In-Shell, di mana
reaksi berlangsung di bagian tube dan air disirkulasi di antara tube sebagai pembawa
panas. Reaksi yang berlangsung adalah:
C3H4O3 + H2O
Etilen karbonat

Air

2C3H4O3 + H2O
Etilen karbonat

Air

CO2

+ C2H6O2

karbon dioksida

2 CO2

Etilen gikol

+ C4H10O3

karbon dioksida

(1)

(2)

dietilen gikol

Wulan Pratiwi : Pembuatan Etilen Glikol Dari Etilen Oksida Dengan Proses Karbonasi Dengan Kapasitas 80.000 Ton/Tahun, 2010.

Reaksi dalam reaktor hidrolisis berlangsung pada suhu 150 0C dan tekanan
14,5 bar (Kawabe dkk, 1998). Kondisi ini sesuai agar etilen glikol yang dihasilkan
lebih banyak serta konversi reaksi mencapai 99%.(Becker, 1983).
Produk yang dihasilkan pada reaktor ini adalah etilen glikol, dietilen glikol,
dan sisa gas lain.

2.7.4 Pemurnian Produk
Produk yang dihasilkan dari reaktor hidrolisis dialirkan dengan pompa 4
(P-104) menuju separator tekanan rendah II (FG-102) yang sebelumnya dilakukan
penurunan tekanan dengan Ekspander 2 (JE-102) dan penurunan suhu menjadi 1000C
menggunakan Cooler 1 (E-105). Produk atas separator mengeluarkan gas buang yang
kemudian ditampung di tangki penampungan gas sementara (TT-103) melalui blower
4(JB-104). sedangkan produk bawah dilanjutkan ketahap evaporasi yang sebelumnya
dilakukan penurunan tekanan hingga 1 bar dengan Ekspander 2 (JE-102).
Tahap selanjutnya yaitu penghilangan air menggunakan Evaporator dengan
suhu 1200C. Produk atas pada evaporator akan mengeluarkan air, etilen oksida dan
karbondioksida. Sedangkan produk bawah mengeluarkan etilen glikol, dietilen glikol
dan sisa etilen karbonat.
Hasil produk b