Pembuatan Etilen Glikol Dari Etilen Oksida Dengan Proses Karbonasi Dengan Kapasitas 70.000 Ton/Tahun

PRA RANCANGAN PABRIK

PEMBUATAN ETILEN GLIKOL DARI ETILEN OKSIDA DENGAN
PROSES KARBONASI
DENGAN KAPASITAS 70.000 TON/TAHUN

TUGAS AKHIR
OLEH :

LADY MARISSA FEBRIANA
NIM. 050405036

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2009

Lady Marissa Febriana : Pembuatan Etilen Glikol Dari Etilen Oksida Dengan Proses Karbonasi Dengan Kapasitas 70.000 Ton/Tahun,
2010.

Lady Marissa Febriana : Pembuatan Etilen Glikol Dari Etilen Oksida Dengan Proses Karbonasi Dengan Kapasitas 70.000 Ton/Tahun,
2010.

KATA PENGANTAR

Assalamualaikum Wr. Wb.,
Puji syukur kepada Allah Swt yang telah memberikan rahmat, karunia dan
anugerah-Nya kepada penulis, serta kepada Nabi besar Muhammad SAW yang telah
membawa dunia ini penuh dengan ilmu pengetahuan, sehingga penulis dapat menuntut
ilmu hingga jenjang sarjana dan dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul

”

Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Etilen Glikol dari Etilen Oksida dengan Proses
Karbonasi dengan Kapasitas 70.000 Ton/Tahun”.

Tugas Akhir ini

diajukan untuk memenuhi syarat mencapai gelar sarjana Teknik (ST) pada Departemen
Teknik Kimia.

Dalam penyusunan Tugas Akhir ini penulis banyak mendapatkan kendala
terutama disebabkan oleh terbatasnya kemampuan dan bahan referensi yang penulis
miliki. Namun, berkat ridho Allah Swt, usaha, dukungan keluarga, dan bantuan semua
pihak, Tugas Akhir ini dapat terselesaikan dengan baik, walaupun masih jauh dari
kesempurnaan.
Selama menyelesaikan Tugas Akhir ini penulis banyak mendapatkan masukan,
nasehat, perhatian, dukungan, baik moril maupun materil sehingga penulis dapat
mencapai sarjana. Oleh karena itu, dengan segala kerendahan hati penulis mengucapkan
terima kasih yang tidak terhingga khususnya kepada Uwakku tersayang yang sudah
seperti orang tua sendiri yakni Dra. Endang Karosmayuti (Wak Endang) dan Ir.Iskandar
Arham (Wak Is). Ucapan terima kasih juga penulis haturkan kepada yang teristimewa,

Lady Marissa Febriana : Pembuatan Etilen Glikol Dari Etilen Oksida Dengan Proses Karbonasi Dengan Kapasitas 70.000 Ton/Tahun,
2010.

(Alm) Aida Handayani (Mama) dan Mahdi Sulaiman (Papa) yang selalu menjadi
motivasi penulis untuk dapat melakukan yang terbaik.
Pada kesempatan ini penulis juga mengucapkan terima kasih yang sebesarbesarnya kepada:
1. Ibu Dr.Ir. Rosdanell 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 Ir.Renita Manurung, M.T selaku Ketua Departemen Teknik Kimia FT USU.
4. Bapak Dr.Eng. Ir. Irvan, M.Si sebagai Koordinator Tugas Akhir Departemen
Teknik Kimia FT USU.
5. Bapak dan Ibu Dosen Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik yang telah
banyak memberikan pengetahuan, informasi dan motivasi kepada penulis selama
mengikuti perkuliahan.
6. Seluruh staf karyawan Departemen Teknik Kimia FT USU yang sudah
membantu memperlancar administrasi.
7. Kepada Lady Fitri Navratilova. S.Pd (Kak F3) dan adik-adikku tersayang Akbar
Adia Arafat (Bang Akbar), Lila Meutia Iskandar (Dembong), Aditya Gunadi
Arham, Reza Endara Arham, Fajar (Ase’), Tia (Twilight girl) dan semua yang
telah membantu dan memberikan motivasi dalam menyelesaikan tugas akhir ini.

Lady Marissa Febriana : Pembuatan Etilen Glikol Dari Etilen Oksida Dengan Proses Karbonasi Dengan Kapasitas 70.000 Ton/Tahun,
2010.

8. Pak Bambang Trisakti dan Ibu Aulianti (Bu Oti), Tante Era dan Om Min, Tante
ana dan Om Sugi, Om Toto dan semua keluarga yang telah membantu,dan

memotivasi penulis.
9. Teman seperjuangan Wulan Pratiwi sebagai partner penulis , selalu membantu
dan memotivasi penulis dalam penyelesaian Tugas Akhir ini.
10. Buat sahabat – sahabatku Apriana Rahmadani (Patner KP & penelitian), Meri
Analis (Meyong), Ovita Apni, yang selalu perhatian, pengertian, sabar,
memotivasi penulis, serta memberikan saran dan lainnya kepada penulis.
11. Buat teman-temanku stambuk 2005 Teknik Kimia yang telah memotivasi,
membantu, dan memberikan saran kepada penulis dalam dalam menyelesaikan
tugas akhir ini
12. Serta pihak-pihak yang telah ikut membantu penulis namun tidak tercantum
namanya.
Akhirnya tiada kata yang lebih baik yang dapat penulis ucapkan kepada semua
pihak yang telah membantu menyelesaikan tugas akhir ini, melainkan hanya kepada
Allah swt, penulis serahkan untuk membalas jasa mereka dan tidak lupa penulis mohon
ampun kepada Allah swt atas segala perbuatan.”Amin”.

Medan, November 2009
Penulis
LADY MARISSA FEBRIANA

Lady Marissa Febriana : Pembuatan Etilen Glikol Dari Etilen Oksida Dengan Proses Karbonasi Dengan Kapasitas 70.000 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 70.000 ton/tahun dan beroperasi selama 330 hari dalam setahun.
Lokasi pabrik yang direncanakan adalah di 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 915.364.595.544,-

Biaya Produksi per tahun

: Rp 970.587.518.399,-

Hasil Jual Produk per tahun

: Rp 1.258.058.091.178,-

Laba Bersih per tahun

: Rp 200.240.753.941

Profit Margin

: 22,74 %

Break Event Point

: 54,39 %

Return of Investment

: 21,88 %

Pay Out Time

: 4,57 tahun

Return on Network

: 36,46 %

Internal Rate of Return

: 36,77

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

Lady Marissa Febriana : Pembuatan Etilen Glikol Dari Etilen Oksida Dengan Proses Karbonasi Dengan Kapasitas 70.000 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

Lady Marissa Febriana : Pembuatan Etilen Glikol Dari Etilen Oksida Dengan Proses Karbonasi Dengan Kapasitas 70.000 Ton/Tahun,
2010.

BAB VI INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA .......................... VI-1
6.1 Instrumentasi ..................................................................................... VI-1
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

Lady Marissa Febriana : Pembuatan Etilen Glikol Dari Etilen Oksida Dengan Proses Karbonasi Dengan Kapasitas 70.000 Ton/Tahun,
2010.

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
DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................
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

Lady Marissa Febriana : Pembuatan Etilen Glikol Dari Etilen Oksida Dengan Proses Karbonasi Dengan Kapasitas 70.000 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

Lady Marissa Febriana : Pembuatan Etilen Glikol Dari Etilen Oksida Dengan Proses Karbonasi Dengan Kapasitas 70.000 Ton/Tahun,
2010.

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
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

Lady Marissa Febriana : Pembuatan Etilen Glikol Dari Etilen Oksida Dengan Proses Karbonasi Dengan Kapasitas 70.000 Ton/Tahun,
2010.

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
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

Lady Marissa Febriana : Pembuatan Etilen Glikol Dari Etilen Oksida Dengan Proses Karbonasi Dengan Kapasitas 70.000 Ton/Tahun,
2010.

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
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

Lady Marissa Febriana : Pembuatan Etilen Glikol Dari Etilen Oksida Dengan Proses Karbonasi Dengan Kapasitas 70.000 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

Lady Marissa Febriana : Pembuatan Etilen Glikol Dari Etilen Oksida Dengan Proses Karbonasi Dengan Kapasitas 70.000 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 18 negara. Kuwait

Lady Marissa Febriana : Pembuatan Etilen Glikol Dari Etilen Oksida Dengan Proses Karbonasi Dengan Kapasitas 70.000 Ton/Tahun,
2010.

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 )
1999
378.794
2000
416.718
2001
430.721
2002
384.283
2003
283.920
2004
257.337
2005
261.496
2006
286.468
2007
247.639
( Badan Pusat Statistik, 2007)

Nominal ( US$ 000 )
165.743
244.977
216.294
173.107
178.407
240.284
255.740
257.094
255.551

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 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.

Lady Marissa Febriana : Pembuatan Etilen Glikol Dari Etilen Oksida Dengan Proses Karbonasi Dengan Kapasitas 70.000 Ton/Tahun,
2010.

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.

Lady Marissa Febriana : Pembuatan Etilen Glikol Dari Etilen Oksida Dengan Proses Karbonasi Dengan Kapasitas 70.000 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 H2O

(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, kejang-kejang
(mendadak), dan koma. Gas ini juga mengiritasi kulit dan menghirup uap etilen oksida
dapat menyebabkan paru-paru terisi dengan cairan selama beberapa jam.

Lady Marissa Febriana : Pembuatan Etilen Glikol Dari Etilen Oksida Dengan Proses Karbonasi Dengan Kapasitas 70.000 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 25oC)

Lady Marissa Febriana : Pembuatan Etilen Glikol Dari Etilen Oksida Dengan Proses Karbonasi Dengan Kapasitas 70.000 Ton/Tahun,
2010.

17. Kelarutan

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

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

Lady Marissa Febriana : Pembuatan Etilen Glikol Dari Etilen Oksida Dengan Proses Karbonasi Dengan Kapasitas 70.000 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 ).

Lady Marissa Febriana : Pembuatan Etilen Glikol Dari Etilen Oksida Dengan Proses Karbonasi Dengan Kapasitas 70.000 Ton/Tahun,
2010.

A. Sifat-sifat Air (Perry,1997) :
1. Berat molekul
2. Titik lebur
3. Titik didih
4. Densitas
5. Spesifik graviti
6. Indeks bias
7. Viskositas
8. Kapasitas panas
9. Panas pembentukan
10. Panas penguapan
11. Temperatur kritis
12. Tekanan kritis

:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:

18,016 gr/gmol
0 C (1 atm)
100 C (1 atm)
1 gr/ml (4 C)
1,00 (4 C)
1,333 (20 C)
0,8949 cP
1 kal/gr
80 kal/gr
540 kal/gr
374 C
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. Senyawasenyawa 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

Lady Marissa Febriana : Pembuatan Etilen Glikol Dari Etilen Oksida Dengan Proses Karbonasi Dengan Kapasitas 70.000 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
Senyawa intermediet dari resin

Aplikasi / Kegunaan
- 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 )
Penurunan titik pembekuan
( Freezing Point Depression )

- Sebagai penstabil pada formasi gel
- Fluida penghilang es ( deicing fluids )
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
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.

Lady Marissa Febriana : Pembuatan Etilen Glikol Dari Etilen Oksida Dengan Proses Karbonasi Dengan Kapasitas 70.000 Ton/Tahun,
2010.

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).
CO + CH2O + H2O

H*

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. Mulamula etilen oksida murni atau campuran air dengan etilen oksida digabungkan 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

Lady Marissa Febriana : Pembuatan Etilen Glikol Dari Etilen Oksida Dengan Proses Karbonasi Dengan Kapasitas 70.000 Ton/Tahun,
2010.

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

C2H4O

Lady Marissa Febriana : Pembuatan Etilen Glikol Dari Etilen Oksida Dengan Proses Karbonasi Dengan Kapasitas 70.000 Ton/Tahun,
2010.

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 )

Lady Marissa Febriana : Pembuatan Etilen Glikol Dari Etilen Oksida Dengan Proses Karbonasi Dengan Kapasitas 70.000 Ton/Tahun,
2010.

7. Viskositas ( 20o C )
o

8. Densitas ( 20 C)

: 20,9 Cp
: 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

Lady Marissa Febriana : Pembuatan Etilen Glikol Dari Etilen Oksida Dengan Proses Karbonasi Dengan Kapasitas 70.000 Ton/Tahun,
2010.

karbondioksida, dimana CO2 ini bisa mengurangi pembentukan senyawa glikol berat,
sehingga hanya memerlukan air yang lebih sedikit. Proses ini juga mereduksi 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 (C2H4O) dari Tangki Etilen

(TT-101)

pada tekanan 1,01 bar dan temperatur 30 C di alirkan dengan blower JB-101 ke Heater
1 (E-101) sebelum tekanannya dinaikkan menjadi 14,5 bar dengan Kompresor 1 (JC101).
Gas karbondioksida (CO2) dari Tangki karbondioksida (TT-102) pada tekanan
1,1 bar dan temperatur 30 C di alirkan dengan blower JB-102 ke Kompresor 1 (JC101) untuk menaikkan tekanannya menjadi 14,5 bar lalu dialirkan menuju Heater 2 (E102) 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 (R201).

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

Lady Marissa Febriana : Pembuatan Etilen Glikol Dari Etilen Oksida Dengan Proses Karbonasi Dengan Kapasitas 70.000 Ton/Tahun,
2010.

bagian tube dan air disirkulasi di antara tube sebagai pembawa panas. Reaksi yang
berlangsung adalah:
C2H4O

+ CO2

Etilen oksida karbon dioksida

C3H4O3
etilen karbonat

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 pom