Deskripsi Proses TINJAUAN PUSTAKA

Amri Suteja : Pembuatan Vinil Asetat Dari Etilena, Asam Asetat Dan Oksigen Dengan Kapasitas 35.000 TonTahun, 2009.

2.7 Deskripsi Proses

Reaksi pembentukan vinil asetat dapat dilakukan pada fasa cair dan fasa gas. Namun reaksi fasa gas lebih baik daripada fasa cair, karena menghasilkan yield yang lebih baik dan tidak banyak masalah korosi yang terjadi pada proses. Pada proses pembuatan vinil asetat, umpan berupa etilen 99,9, oksigen murni dan asam asetat 99,5 yang masing-masing terdapat pada tangki TK-101, TK-102, dan TK-103 diumpankan ke dalam vaporizer, untuk mengubah fasa bahan baku menjadi fasa gas. Setelah itu, ketiga bahan baku dicampur pada pencampur gas. Pada pencampur gas, konsentrasi oksigen dikontrol dengan mengatur flow oksigen yang masuk alur 5. Hal ini dilakukan agar konsentrasi oksigen yang masuk ke dalam reaktor tidak melebihi 8 volum campuran, untuk menghindari resiko ledakan. Setelah itu campuran gas etilen, asam asetat, dan oksigen dipanaskan dengan heater hingga suhu 150 o C, campuran gas ini kemudian diumpankan ke kompresor untuk menaikkan tekanan hingga 10 bar. Hal ini dilakukan untuk menyesuaikan temperatur dan tekanan umpan dengan kondisi operasi pada reaktor R-101. Reaktor yang digunakan adalah reaktor plug flow, dengan menggunakan katalis Paladium. Reaktor ini beroperasi pada tekanan 10 bar dan 150 o C, dengan konversi etilen sebesar 10,9. Reaksi yang terjadi di dalam reaktor adalah sebagai berikut. C 2 H 4 + CH 3 COOH + ½ O 2 C 2 H 3 OOCCH 3 + H 2 O C 2 H 4 + 3 O 2 2 CO 2 + 2 H 2 O Produk keluaran reaktor adalah etilen, oksigen, karbondioksida, vinil asetat, air, dan asam asetat.. Selanjutnya produk keluaran reaktor dialirkan ke unit pemisahan untuk pemurnian produk. Produk keluaran reaktor dialirkan melalui ekspander untuk menurunkan tekanan, dari 10 bar hingga 1,01 bar 1 atm. Kemudian didinginkan dengan cooler E-201 hingga temperatur 30 o C. Setelah didinginkan, produk terdiri dari dua fasa, yaitu fasa gas etilen, oksigen dan karbondioksida dan fasa cair vinil asetat, asam asetat dan air . Campuran produk ini kemudian dialirkan ke kolom knock out drum KO-201 pada tekanan 1,01 bar dan temperatur 30 o C, untuk memisahkan fasa cair dan fasa gas. Produk atas dari kolom ini adalah etilen, oksigen dan karbondioksida, sedangkan produk bawahnya merupakan campuran vinil asetat, asam asetat dan air. Amri Suteja : Pembuatan Vinil Asetat Dari Etilena, Asam Asetat Dan Oksigen Dengan Kapasitas 35.000 TonTahun, 2009. Produk atas yang merupakan campuran gas etilen, oksigen dan karbondioksida di recycle kembali ke dalam pencampur gas setelah melalui splitter SP-203 untuk dibuang sebagian, hal ini dilakukan untuk menjaga agar konsentrasi karbondioksida tidak terlalu besar. Karena karbondioksida ini dapat menghambat reaksi. Gas etilen murni dicampur dengan gas etilen yang mengandung oksigen dan karbondioksida di dalam pencampur gas M-101. Produk bawah kolom knock out drum diumpankan ke tangki V-201 untuk dicampur dengan vinil asetat recycle. Kemudian campuran diumpankan ke heater E-202 untuk dipanaskan hingga 88 o C. Kemudian produk keluaran heater E-202 dialirkan ke kolom destilasi T-201 pada tekanan 1,01 bar dengan temperatur reboiler 119 o C dan temperatur kondensor 65 o C, serta rasio refluks 0,85. Produk atas merupakan campuran vinil asetat dan air serta sedikit asam asetat, sedangkan produk bawah merupakan asam asetat dengan sedikit campuran vinil asetat dan air. Asam asetat yang diperoleh sebagai produk bawah kolom destilasi di recycle kembali ke tangki pencampur V-101. Produk atas kolom destilasi didinginkan dengan cooler E-205 hingga temperatur 30 o C. Kemudian dialirkan ke dalam dekanter D-201 untuk dipisahkan dengan prinsip perbedaan berat jenis komponen. Produk atas keluaran dekanter merupakan vinil asetat 99,9 mol yang kemudian akan dialirkan ke tangki penyimpanan produk TK-201 setelah sebelumnya melalui splitter SP-202. Pada splitter SP-202 sebagian vinil asetat di-recycle kembali agar komposisi vinil asetat dengan air yang masuk ke kolom destilasi adalah 3:1, hal ini dilakukan campuran vinil asetat dengan air membentuk azeotrop pada kolom destilasi. Produk bawah dekanter D-201 merupakan campuran air dan sedikit asam asetat. Produk bawah merupakan air limbah proses yang selanjutnya akan diolah di unit pengolahan limbah. Amri Suteja : Pembuatan Vinil Asetat Dari Etilena, Asam Asetat Dan Oksigen Dengan Kapasitas 35.000 TonTahun, 2009.

BAB III NERACA MASSA

Hasil perhitungan neraca massa pada proses pembuatan vinil asetat dengan kapasitas produksi 35.000 tontahun adalah sebagai berikut : Basis perhitungan : 1 jam operasi Waktu kerja pertahun : 330 hari Satuan operasi : kgjam

3.1 Mixing Point I M-101

Tabel 3.1 Neraca Massa pada Mixing Point I M-101 Komponen Masuk kgjam Keluar kgjam Alur 4 Alur 20 Alur 8 Etilena 2451 11126 13577 Etana 3 12 15 Oksigen - 750 750 Asam Asetat - - - Karbon Dioksida - 10513 10513 Vinil Asetat - - - Air - - - Total 2454 22401 24855 24855 24855

3.2 Mixing Point II M-102

Tabel 3.2 Neraca Massa pada Mixing Point I M-102 Komponen Masuk kgjam Keluar kgjam Alur 5 Alur 9 Alur 8 Alur 10 Etilena - - 13577 13577 Etana - - 15 15 Oksigen 1675 - 750 2425 Asam Asetat - 12348 - 12348 Karbon Dioksida - - 10513 10513 Vinil Asetat - 40 - 40 Air - 8 - 8 Total 1675 12396 24855 38926 38926 38926