Prarancangan Pabrik Allyl Chloride dari Propylene dan Chlorine Kapasitas produksi 10.000 ton tahun
BAB VI Analisa Ekonomi 133
dengan penukar panas HE-01 hingga suhu 616,6175 K dan dilanjutkan dengan
HE-02 hingga suhu 773,15 K pada tekanan tetap, 10 atm. 2. Tahap pembentukan
allyl chloride
Bahan baku
propylene
dan
chlorine
yang telah dipanaskan kemudian diumpankan ke dalam reaktor R-01 yang berisi katalis padat
ferri chloride
FeCl
3
. Di dalam reaktor terjadi proses klorinasi
propylene
menjadi
allyl chloride
, 2-
chloropropene
,
dichloropropene
, dan asam klorida.
Reaktor yang digunakan adalah reaktor jenis
Fixed Bed multi tube
dengan kondisi isotermal non adiabatik. Reaksi yang berlangsung bersifat eksotermis sehingga diperlukan pendingin. Panas yang dihasilkan selama reaksi
diserap oleh media pendingin
Dowtherm A ™
. Reaktor dioperasikan pada suhu 500 ˚C dengan tekanan 10 atm
Hasil reaksi keluar reaktor pada suhu 773,15 K masuk
ekspander
E-02 untuk menurunkan tekanan dari 10 atm menjadi 8 atm. Campuran keluar E-02 dengan suhu 757,2332 K dan tekanan 8 atm masuk ke dalam
waste heat boiler
WHB-01 untuk menurunkan suhu dan menghasilkan
steam
.
3. Tahap pemurnian
a. Tahap Distilasi
Hasil keluar reaktor yang telah didinginkan dalam WHB-01 diumpankan ke dalam kondenser parsial CP-01 sehingga didapatkan campuran dua fase
pada suhu 323,15 K yang akan dipisahkan pada separator S-03. Hasil bawah S-03 yang berupa cairan dipompa dengan P-05 masuk ke menara distilasi
MD-01. Hasil atas S-03 yang berupa gas akan bercampur dengan gas hasil atas MD-01.
Umpan masuk MD-01 dalam kondisi cair jenuh pada suhu 323,15 K tekanan 8 atm. Hasil atas MD-01 yang suhunya 282,0129 K, tekanan 8 atm,
masuk ke dalam kondenser parsial CD-01, diembunkan hingga suhunya berubah menjadi 275,3971 K tekanan 8 atm, dua fase, yang akan dipisahkan
dalam separator S-04. Campuran gas keluar S-04 dicampur dengan hasil atas separator S-03 pada
mixer tee
M-05, diperoleh suhu campuran 319,0802 K. Sedangkan campuran cairannya dikembalikan sebagai
refluks
dengan perbandingan LoD rasio
refluks
sebesar 2,1553. Pengambilan panas dalam
Prarancangan Pabrik Allyl Chloride dari Propylene dan Chlorine Kapasitas produksi 10.000 ton tahun
BAB VI Analisa Ekonomi 134
CD-01 menggunakan
chilled water
dari unit refrigerasi karena pendinginan dilakukan pada suhu di bawah suhu lingkungan.
Chilled water
sebanyak 185092,08 kgjam masuk CD-01 pada suhu 275,15 K tekanan 2 atm dan
keluar pada suhu 278,15 K. Arus atas ini sebagian besar berupa
propylene
dan
HCl
. Sedangkan hasil bawah menara distilasi MD-01 pada suhu 379,6893 K, tekanan 8 atm, masuk ke dalam
reboiler
parsial REB-01 untuk diuapkan. Uap keluar REB-01 pada suhu 415,1675 K tekanan 8 atm, sebagian dikembalikan
ke MD-01 dan cairannya dipompa dengan pompa P-07 untuk mengalirkan campuran masuk ke dalam MD-02. Arus bawah ini mengandung
allyl chloride
dan hidrokarbon lain yang dihasilkan oleh reaksi samping. Penguapan yang dilakukan di REB-01 menggunakan
steam
yang keluar dari REB-02.
Steam
ini masuk REB-01 pada suhu 484,2069 K, tekanan 2 atm dan keluar REB-01 pada suhu 463,8172 K tekanan 2 atm.
Steam
yang digunakan sebanyak 130042,0319 kgjam.
Menara distilasi MD-02 memisahkan sebagian hidrokarbon yang masih terbawa pada produk. Umpan masuk MD-02 berupa cair jenuh pada suhu
379,6833 K tekanan 8 atm. Hasil atas MD-02 yang suhunya 341,8952 K tekanan 8 atm masuk ke dalam kondenser total CD-02 untuk diembunkan.
Cairan keluar CD-02 suhu 296,5746 K tekanan 8 atm kemudian masuk akumulator ACC-01. Dari ACC-01 sebagian cairan dimasukkan kembali ke
dalam MD-02 sebagai
refluks
dan sebagian lagi dialirkan menuju unit pengolahan limbah. Perbandingan LoD rasio
refluks
ini sebesar 7,509. Kondensasi yang terjadi dalam CD-02 ini menggunakan
chilled water
dari unit refrigerasi.
Chilled water
masuk CD-02 sebanyak 10709,7153 kgjam pada suhu 293,15 K, tekanan 2 atm, dan keluar CD-02 pada suhu 303,15 K.
Hasil bawah menara distilasi MD-02 yang mengandung banyak
allyl chloride
, masuk ke
reboiler
parsial REB-02 pada suhu 313,3997 K dan tekanan 8 atm. REB-02 akan menguapkan sebagian campuran. Uap yang dihasilkan REB-02
dikembalikan ke dalam MD-02 sedangkan cairannya dipompa dengan pompa P-09 masuk menara distilasi MD-03 untuk pemurnian lebih lanjut. Penguapan
dalam REB-02 menggunakan
steam
yang keluar dari REB-03 yaitu sebanyak
Prarancangan Pabrik Allyl Chloride dari Propylene dan Chlorine Kapasitas produksi 10.000 ton tahun
BAB VI Analisa Ekonomi 135
130042,0319 kgjam.
Steam
masuk REB-02 pada suhu 489,3574 K, tekanan 2 atm, dan keluar REB-02 pada suhu 484,2069 K.
Umpan masuk MD-03 dalam kondisi cair jenuh pada suhu 415,6122 K, tekanan 8 atm. MD-03 merupakan pemurnian akhir produk
allyl chloride
.
Allyl chloride
dihasilkan pada hasil atas yang keluar dari MD-03 pada suhu 412,6305 K, tekanan 8 atm. Hasil atas MD-03 masuk kondenser total CD-03,
diembunkan, dan masuk ke dalam akumulator ACC-02 pada suhu 412,3082 K. ACC-02 beroperasi pada tekanan 8 atm. Cairan keluar ACC-02
sebagian dikembalikan ke dalam MD-03 sebagai
refluks
, dan sebagian dialirkan ke dalam tangki penyimpan produk TP-03. Perbandingan LoD
rasio
refluks
ini sebesar 1,1637. Kondensasi pada CD-03 dilakukan dengan menggunakan air pendingin. Air pendingin sebanyak 1398570,33 kgjam
masuk ke dalam CD-03 pada suhu 303,15 K, tekanan 1 atm dan keluar CD-03 pada suhu 313,15 K. Hasil bawah MD-03 masuk
reboiler
parsial REB-03 pada suhu 457,0885 K, tekanan 8 atm. Dalam REB-03 terjadi penguapan
sebagian. Gas yang dihasilkan dikembalikan ke dalam MD-03 sedangkan cairannya dialirkan menuju unit pengolahan limbah. Arus keluar REB-03
pada suhu 456,4421 K. Penguapan di REB-03 dilakukan dengan menggunakan
steam
sebanyak 130042,0319 kgjam yang berasal dari HE-02.
Steam
masuk REB-03 pada suhu 898,15 K, tekanan 2 atm, dan keluar REB-03 pada suhu 489,3574 K.
b. Tahap Absorbsi
Absorbsi dilakukan di menara
absorber
A-01 yang beroperasi pada tekanan 8 atm dengan tujuan untuk menyerap HCl menggunakan air.
Campuran gas keluar
mixer tee
M-05 pada suhu 319,0802 K masuk A-01, sedangkan air masuk A-01 pada suhu 303,15 K. Diasumsi hanya HCl yang
larut dalam air, sehingga diperoleh larutan HCl 31,5 pada suhu 309,0743 K. HCl yang tidak terlarut bersama dengan komponen lainnya
kemudian dialirkan masuk kompresor C-01 pada suhu 306,5394 K, tekanan 8 atm. C-01 berfungsi menaikkan tekanan campuran gas menjadi 10 atm.
Prarancangan Pabrik Allyl Chloride dari Propylene dan Chlorine Kapasitas produksi 10.000 ton tahun
BAB VI Analisa Ekonomi 136
Dari C-01 campuran gas di-
recycle
dan dicampur dengan bahan baku
propylene
pada
mixer tee
M-01.
2.4. Neraca Massa dan Neraca Panas
2.4.1. Neraca massa total
Tabel 2.2 Neraca massa total
Komponen Input kgjam
Output kgjam HCl
4,4530 765,4377
Propylene
857,4335 60,0863
Propana
4,3087 4,3087
Chlorine
1479,8722
2-Chloropropene
37,3737
Allyl chloride
1265,4364
Dichloropropene
213,4246
Air
1664,5231 1664,5231
Total
4010,5905 4010,5905
2.4.2. Neraca massa alat
1. Reaktor R-01
