pra rancang pabrik pembuatan etilen glikol dari etilen oksida dengan proses karbonasi 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
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 m 2 .
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
Internal Rate of Return
Dari hasil analisa aspek ekonomi dapat disimpulkan bahwa pabrik pembuatan etilen glikol ini layak untuk didirikan.
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 Pra-
Rancangan 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.
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
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
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
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 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
Nominal ( US$ 000 ) 1999
Jumlah ( ton )
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 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
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.
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:
C 2 H 4 + ½O 2 → C 2 H 4 O
etilen oksigen etilen oksida
(2) etilen oksigen karbon dioksida uap air
C 2 H 4 + 3O 2 → 2 CO 2 + 2H 2 O
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.
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 o : 10,5 C
4. Titik leleh o : -112,44 C
5. Densitas 3 : 0,8711 gr/cm
6. Tekanan uap o : 1305 torr (25 C)
7. Viskositas o : 0,31 cp (4 C)
8. Kalor jenis o : 0,44 kal/g C (20 C)
9. Kalor uap
: 136,1 kal/g (1 atm)
10. Flash point o : < -18 C (tag open cup)
11. Suhu nyala o : 429 C (udara, 1 atm)
12. Panas pembakaran o : 1306,4 kJ/mol (25 C)
13. Tekanan kritik
: 7,19 MPa
14. Suhu kritik o : 195,8 C
15. Kalor fusi
: 5,17 kJ/mol
16. Panas larutan o : 6,3 kJ/mol (dalam air murni 25 C)
17. Kelarutan : larut dalam air, aseton, CCl 4 , 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, CO 2 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
: CO 2
2. Berat molekul
: 44,0095 gr/mol
3. Sifat fisik : gas tak berwarna (pada temperatur ruangan)
4. Massa jenis 3 : 1600 kg/m
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
2.3 Etilen karbonat
Etilen karbonat adalah salah satu ester dari etilen glikol dan asam carbonik. Pada temperatur ruang ( 25 0
C ) etilen karbonat berbentuk kristal transparan seperti padatan. Pada suhu 34-37 0
C berbentuk cairan yang tidak berwarna dan tak berbau.
A. Sifat-sifat etilen karbonat ( Anonim b ,2009 ) :
1. Berat molekul
: 88,06 gr/mol
2. Bentuk fisik : padatan berwarna kekuningan (pada suhu
25 o C) dan cairan tak berwarna (pada 34-37 C)
3. Titik leleh o : 34-37 C
4. Titik didih o : 260,7 C
5. Titik beku 0 : 36 C
6. Densitas 3 : 1.3210 g/cm
7. Flash point o : 150 C
8. Viskositas ( 40 0 C)
: 1,5 cp
9. Spesifik gravity
2.4 Air
Air mempunyai rumus kimia H 2 O, 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 ( Anonim a , 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)
4. Densitas
: 1 gr/ml (4 C)
5. Spesifik graviti
: 1,00 (4 C)
6. Indeks bias
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 (
Anonim c , 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 HOCH 2 CH 2 OH dan struktur molekulnya seperti yang ditampilkan pada gambar 2.1
Gambar 2.1 Struktur Molekul Etilen Glikol ( Anonim c , 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
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).
CO + CH H*
2 O+H 2 O
HOOCCH 2 OH
HOOCCH 2 OH + CH 3 OH CH 3 OOCCH 2 OH + H 2 O CH Cr2O3
3 OOCCH 2 OH + H 2 HOCH 2 CH 2 OH + CH 3 OH
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 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
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 ):
C 2 H 4 O + CO 2 3 H 4 O C 3
C 3 H 4 O 3 + H 2 O CO 2 + C 2 H 6 O
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 CO 2 . Tahap yang terakhir adalah hidrolisis etilen karbonat ( Kawabe dkk, 1998 ).
A. Sifat fisik etilen glikol ( Anonim d , 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 o : -13 C
5. Flash Point a : 244 F ( Huntsman , 2006 )
6. Spesifik grafiti ( 20 a C) : 1,115 ( Huntsman , 2006 )
7. Viskositas ( 20 o C)
: 20,9 Cp
8. Densitas ( 20 o C)
: 9,28 lb/gal
B. Dietilen glikol ( Huntsman b ,2006 )
1. Berat molekul
: 106 g/mol
2. Titik didih o : 244,8 C
3. Flash point o : 290 F
4. Titik beku o : -10,5 C
5. Spesifik grafiti (20 o C)
6. Viskositas (20 o C)
: 35,7 Cp
7. Densitas (20 o 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 CO 2 ini bisa mengurangi pembentukan senyawa glikol berat, sehingga hanya memerlukan air yang lebih sedikit. Proses ini juga mereduksi karbondioksida, dimana CO 2 ini bisa mengurangi pembentukan senyawa glikol berat, sehingga hanya memerlukan air yang lebih sedikit. Proses ini juga mereduksi
2.7 Deskripsi Proses
Proses produksi etilen glikol (C 2 H 6 O 2 ) 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 2 H 4 O) 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 (JC-101).
Gas karbondioksida (CO 2 ) dari Tangki karbondioksida (TT-102) pada tekanan 1,1 bar dan temperatur 30 C 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:
C 2 H 4 O + CO 2 3 H 4 O C 3
Etilen oksida karbon dioksida 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 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 150 0
C dengan heater 4 (E-104) sebagai umpan direaktor hidrolisis.
2.7.3 Proses Hidrolisis
C kemudian tekanan dinaikkan menjadi 14,5 bar dengan kompresor 3 (JC-103) dan dipanaskan sampai suhu 150 0
Air masuk pada suhu 30 0
C 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:
C 3 H 4 O 3 + H 2 O CO 2 + C 2 H 6 O 2 (1) Etilen karbonat Air karbon dioksida Etilen gikol
2C 3 H 4 O 3 + H 2 O 2 CO 2 + C 4 H 10 O 3 (2) Etilen karbonat Air karbon dioksida dietilen gikol
C 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).
Reaksi dalam reaktor hidrolisis berlangsung pada suhu 150 0
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 100 0 C 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 120 0
C. 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 bawah evaporasi kemudian dialirkan dengan pompa 6 (P-106) menuju destilasi tetapi harus ditingkatkan suhu umpan menjadi 197 0 C menggunakan
heater 5 (E-106). Produk atas (destilat) keluar dalam bentuk cair yaitu etilen glikol
0 suhu 100 0 C dan akan didinginkan dengan Cooler 2 (E-108) hingga suhu 30 C yang kemudian dialirkan ke tangki produk (TT-104) dengan tingkat kemurnian 99%.
Sedangkan produk bawah berupa Dietilen glikol dan Etilen karbonat keluar Reboiler 0 (E-109) pada suhu 250
C dalam bentuk uap - cair kemudian dialirkan ke Flash drum (V-101) untuk memisahkan etilen karbonat dengan dietilen glikol. Produk atas Flash drum berupa dietilen glikol dan didinginkan dengan Condensor
Subcooler 0 (E-110) menjadi suhu 30
C dan dialirkan dalam tangki Dietilen glikol (TT-105). Sedangkan produk bawah berupa etilen karbonat keluar pada suhu 250 0 C
yang didinginkan dengan Cooler 3 (E-111) sampai suhu 100 0
C dan dilanjutkan dengan Cooler 4 (E-112) sehingga suhunya menjadi 35 0
C kemudian ditampung ditangki Etilen karbonat (TT-106).
BAB III NERACA MASSA
Hasil perhitungan neraca massa pada proses pembuatan etilen glikol dengan kapasitas produksi 10101,0101 kg/jam diuraikan sebagai berikut: Basis perhitungan
: 1 jam operasi
Waktu bekerja / tahun : 330 hari Satuan operasi
: kg/jam
3.1 Reaktor I
Tabel 3.1 Neraca Massa Reaktor I (Reaktor Karbonasi) Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam)
Komponen Alur 2 Alur 4 Alur 7
3.2 Separator I Tabel 3.2 Neraca Massa Separator I Keluar (kg/jam) Masuk (kg/jam)
Komponen Alur 9 Alur10 Alur 8
C 3 H 4 O 3 2.2160
CO 2 244.8968
15039,2211 Total
3.3 Reaktor II
Tabel 3.3 Neraca Massa Reaktor II (Reaktor Hidrolisis) Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam)
Komponen Alur 6 Alur 12 Alur 13
3.4 Heater Tabel 3.4 Neraca Massa Heater
Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam)
Komponen
Alur 14 Alur 15
C 2 H 6 O 2 10012,6361
C 4 H 10 O 3 155,4511
C 3 H 4 O 3 14,4212
CO 2 7503,1463
Total
3.5 Separator II Tabel 3.5 Neraca Massa Separator II Keluar (kg/jam) Masuk (kg/jam)
Komponen Alur 16 Alur 17 Alur 15
C 2 H 6 O 2 0 10012,6361
C 4 H 10 O 3 0 155,4511
C 3 H 4 O 3 0 14,4212
3.6 Evaporator Tabel 3.6 Neraca Massa Evaporator
Keluar (kg/jam) Masuk (kg/jam) Komponen Alur 19 Alur 20 Alur 18
C 3 H 4 O 3 0 14,4212
CO 2 119,0209
11264,3365 Total
3.7 Kolom Distilasi
Tabel 3.7 Neraca Massa Kolom Distilasi
Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam)
Komponen Alur 21 Alur 27 Alur 31
C 2 H 6 O 10012,6361
C 4 H 10 O 3 155,4511
C 3 H 4 O 3 14,4212
Tabel 3.8 Neraca Massa Kondensor
Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam)
Komponen
Alur 25 Alur 26 Alur 27
C 2 H 6 O 14467,4706
C 4 H 10 O 3 178,0764
3.9 Reboiler Tabel 3.9 Neraca Massa Reboiler
Keluar (kg/jam) Masuk (kg/jam) Komponen Alur 31 Alur Vb Alur Lb
C 2 H 6 O 12,6361
C 4 H 10 O 3 59,2110
C 3 H 6 O 3 9,0636
6748,5708 Total
Tabel 3.10 Neraca Massa Flash Drum
Keluar (kg/jam)
Masuk (kg/jam)
C 4 H 10 O 3 59,2110
0 59,211
C 3 H 6 O 3 9,0636
9,064
80,9107 Total
71,8471
9,0636
80,9107
80,9107
BAB IV NERACA PANAS
Basis perhitungan
: 1 jam operasi
Satuan operasi
: kJ/jam
Temperatur basis o : 25 C
4.1 Heater 1 (E-101)
Tabel 4.1 Neraca Panas Heater 1 (E-101)
Alur masuk (kJ/jam) Alur keluar (kJ/jam)
4.2 Heater 2 (E-102) Tabel 4.2 Neraca Panas Heater 2 (E-102)
Alur masuk (kJ/jam) Alur keluar (kJ/jam)
4.3 Heater 3 (E-103) Tabel 4.3 Neraca Panas Heater 3 (E-103)
Alur masuk (kJ/jam) Alur keluar (kJ/jam)
Umpan
Produk
Steam
Total
4.4 Reaktor Karbonasi (R-101)
Tabel 4.4 Neraca Panas Reaktor I
Alur masuk (kJ/jam) Alur keluar (kJ/jam)
Air Pendingin
4.5 Heater 4 (E-104) Tabel 4.5 Neraca Panas Heater 4 (E-104)
Alur masuk (kJ/jam) Alur keluar (kJ/jam)
4.6 Reaktor Hidrolisis (R-102)
Tabel 4.6 Neraca Panas Reaktor II
Alur masuk (kJ/jam) Alur keluar (kJ/jam)
Umpan
Produk 5371449,5173 ΔHr
Air Pendingin 20824271,1222 Total
4.7 Cooler 1 (E-105)
Tabel 4.7 Neraca Panas Cooler 1
Komponen
Masuk (kJ/jam)
Keluar (kJ/jam)
Umpan
2963844.3052 Air Pendingin
4.8 Evaporator (FE-101)
Tabel 4.8 Neraca Panas Evaporator
Komponen
Masuk (kJ/jam)
Keluar (kJ/jam)
4.9 Heater 6 (E-106) Tabel 4.9 Neraca Panas Heater 6 (E-106)
Alur masuk (kJ/jam) Alur keluar (kJ/jam)
Umpan
Produk
5586531.1470 Steam
Total
4.10 Kondensor (E-107) Tabel 4.10 Neraca Panas Kondensor
Alur masuk (kJ/jam) Alur keluar (kJ/jam)
2301579.7190 Kondensor duty
4.11 Cooler 2 (E-108) Tabel 4.12 Neraca Panas Cooler 2
Alur masuk (kJ/jam) Alur keluar (kJ/jam)
148628.4377 Kondensor duty
4.12 Reboiler (E-109)
Tabel 4.11 Neraca Panas Reboiler
Alur masuk (kJ/jam) Alur keluar (kJ/jam)
2125075.5806 Reboiler duty
4.13 Kondensor Subcooler (E-110) Tabel 4.13 Neraca Panas Kondensor Subcooler (E-110)
Alur masuk (kJ/jam)
Alur keluar (kJ/jam)
Kondensor duty
22418.4205 Total
4.14 Cooler 3 (E-111) Tabel 4.14 Neraca Panas Cooler 3 (E-111)
Alur masuk (kJ/jam)
Alur keluar (kJ/jam)
1668.2694 Kondensor duty
4.15 Cooler 4 (E-112) Tabel 4.15 Neraca Panas Cooler 4 (E-112)
Alur masuk (kJ/jam)
Alur keluar (kJ/jam)
Kondensor duty
1454.0031 Total
1668.2694
1668.2694
BAB V SPESIFIKASI PERALATAN
1. Tangki Penyimpanan Etilen Oksida (TT-101)
Fungsi : Untuk menyimpan Etilen Oksida untuk kebutuhan 7 hari Bentuk
: Tangki silinder vertikal dengan alas datar dan tutup
ellipsoidal
Bahan Konstruksi : Carbon steel, SA – 240 Grade A Jumlah
: 8 unit
Kapasitas 3 : 210,6523 m Kondisi Operasi :
- Temperatur 0 : 30 C - Tekanan
: 1,01 bar
Kondisi fisik
- Silinder - Diameter
- Tutup - Diameter
2. Heater 1 (E-101)
Fungsi : Menaikkan temperatur etilen oksida sebelum menuju R-101 Jenis
: 1-2 shell and tube exchanger
Bahan konstruksi : Carbon Steel Jumlah
: 1 unit
Kapasitas
: 7281,71 kg/jam
Diameter tube
: 1 in
Jenis tube
: 18 BWG
Panjang tube
: 12 ft
Pitch (P T )
: 1¼ in triangular pitch
Jumlah tube
Diameter shell
3. Tangki Penyimpanan Karbon Dioksida (TT-102)
Fungsi : Untuk menyimpan Karbon dioksida untuk kebutuhan 7 hari Bentuk
: Tangki silinder vertikal dengan alas datar dan tutup
ellipsoidal
Bahan Konstruksi : Carbon steel, SA – 240 Grade A Jumlah
: 5 unit
3 Kapasitas : 162,8835 m Kondisi Operasi :
- Temperatur 0 : 30 C - Tekanan
: 1,1 bar
Kondisi fisik
- Silinder - Diameter
- Tutup - Diameter
4. Ekspander 1 (JE-101)
Fungsi : Menurunkan tekanan gas dari tangki penyimpan CO 2 sebelum dimasukkan ke Reaktor karbonasi ( R-101) Jumlah
: 1 unit
Bahan konstruksi : carbon steel Tekanan masuk : 68 bar
Tekanan keluar : 14,5 bar Kapasitas 3 : 4,8477 m /jam
Daya
: 90 hp.
5. Heater 2 (E-102)
Fungsi : Menaikkan temperatur karbon dioksida sebelum menuju
reaktor I ( R-101).
Jenis
: 1-2 shell and tube exchanger
Bahan konstruksi : Carbon Steel Jumlah
: 1 unit
Kapasitas
: 7756,356 kg/jam
Diameter tube
: 1 in
Jenis tube
: 18 BWG
Panjang tube
: 12 ft
Pitch (P T )
: 1¼ in triangular pitch
Jumlah tube
Diameter shell
: 12 in
6. Tangki Penyimpanan Air (TT-103)
Fungsi
: Untuk menyimpan air
Bentuk :Tangki silinder vertikal dengan alas datar dan tutup ellipsoidal
Bahan
: Carbon steel, SA – 240 Grade A
Jumlah
: 7 unit
Lama Penyimpanan
: 7 hari
Kapasitas 3 : 114,849 m
Kondisi Operasi : - Temperatur (T) = 30 0 C
- Tekanan ( P)
= 1,01 bar
Kondisi fisik
- Silinder - Diameter
: 4,4435 m
Tutup - Diameter
7. Pompa Air (P-101)
Fungsi : Memompa Air dari tangki penyimpanan air menuju Heater 3
(E-103)
Jenis
: Pompa sentrifugal
8. Heater 3 (E-103)
Fungsi : Menaikkan temperatur air sebelum menuju reaktor II ( R-
Jenis
: 2-4 shell and tube exchanger
Bahan konstruksi : Carbon Steel Jumlah
: 1 unit
Kapasitas
: 3987,80 kg/jam
Diameter tube
: 1 ¼ in
Jenis tube
: 8 BWG
Panjang tube
: 8 ft
Pitch (P T )
: 1 9/16 in square pitch
Jumlah tube
Diameter shell
: 10 in
9. Reaktor Karbonasi (R-101)
Fungsi : Tempat berlangsungnya reaksi karbonasi etilen
oksida.
Jenis
: Plug Flow Reactor
Type Reaktor
: Fixed Bed Reactor
Bentuk : silinder vertikal dengan alas dan tutup ellipsoidal Bahan konstruksi
: carbon steel SA-240 Grade C Kapasitas 3 : 24,57074991 m
Jumlah
: 1 unit
Kondisi operasi :
- Temperatur masuk
: 100°C
- Temperatur keluar
: 100°C
- Tekanan operasi
: 14,5 bar
Kondisi fisik : - Silinder
- Tutup - Diameter
10. Separator Tekanan Rendah I (FG-101)
Fungsi : Memisahkan uap dan cairan dari reaktor I (R-101) Bentuk
: Silinder vertical dengan tutup ellipsoidal
Bahan konstruksi : Carbon steel SA-240 grade A Jenis sambungan : Double welded butt joints Jumlah
: 1 unit
Kondisi operasi : Temperatur
Kondisi fisik : - Silinder
- Tutup - Diameter
11. Blower 3 (JB-103)
Fungsi : Memompa gas buang dari Evaporator (FE-101) menuju
udara luar
Jenis
: blower sentrifugal
Bahan konstruksi : carbon steel Kapasitas 3 : 69,3636 m /jam
Daya
: 1 hp
12. Pompa 2 (P-102)
Fungsi : Memompa campuran dari Reaktor karbonasi (R-101)
menuju Separator I (FG-101).
Jenis
: Pompa sentrifugal
13. Heater 4 (E-104)
Fungsi : Menaikkan temperatur campuran dari separator I (FG-101)
sebelum menuju R-102
Jenis
: 1-2 shell and tube exchanger
Bahan konstruksi : Carbon Steel Jumlah
: 1 unit
Kapasitas
: 14788,909 kg/jam
Diameter tube
: 1 in
Jenis tube
: 18 BWG
Panjang tube
: 12 ft
Pitch (P T )
: 1 ¼ in triangular pitch
Jumlah tube
Diameter shell
: 12 in
14. Reaktor Hidrolisis (R-102)
Fungsi : Tempat berlangsungnya reaksi hidrolisis etilen
karbonat.
Jenis
: Plug Flow Reactor
Type Reaktor
: Fixed Bed Reactor
Bentuk : silinder vertikal dengan alas dan tutup ellipsoidal Bahan konstruksi
: carbon steel SA-240 Grade C Kapasitas 3 : 158,95 m
Jumlah
: 1 unit
Kondisi operasi :
- Temperatur masuk
: 150°C
- Temperatur keluar
: 150°C
- Tekanan operasi
: 14,5 bar
Kondisi fisik : - Jumlah Tube
: 26 buah
- Silinder - Diameter
- Tutup - Diameter
: 7,096 m
- Panjang
: 1,774 m
- Tebal
: 2 ¼ in
15. Cooler 1 (E-106)
Fungsi : Mendinginkan campuran dari Reaktor Hidrolisis (R-102)
menuju Separator II (FG-102).
Jenis
: 1-2 shell and tube exchanger
Bahan konstruksi : Carbon Steel Jumlah
: 1 unit
Kapasitas
: 18777,46402 kg/jam
Diameter tube
: 1 ¼ in
Jenis tube
: 10 BWG
Panjang tube
: 8 ft
Pitch (P T )
: 1 9 16 in square pitch
Jumlah tube
Diameter shell
: 21 ¼ in
16 . Separator Tekanan Rendah II (FG-102) Fungsi
: Memisahkan uap dan cairan dari reaktor II (R-102) Bentuk
: Silinder vertikal dengan tutup ellipsoidal Bahan konstruksi : Carbon steel SA-240 grade A Jenis sambungan : Double welded butt joints Jumlah
: 1 unit
Kondisi operasi : Temperatur
Kondisi fisik : - Silinder
- Tutup - Diameter
: 2,16 m
- Panjang
: 0,54 m
- Tebal
: 1,5 in
17. Blower 2 (JB-102)
Fungsi : memompa campuran dari Separator II (FG-102) menuju Jenis
: blower sentrifugal
Bahan konstruksi : carbon steel Kapasitas 3 : 2123,3193 m /jam
Daya
: 8 hp
18. Evaporator (FE-101)
Fungsi : Menghilangkan air dari campuran bottom Separator II (FG-102) sebelum dimasukkan ke kolom destilasi T-101 Bentuk
: Long-tube Vertical Evaporator
Tipe
: Single Effect Evaporator
Jenis
: 1-2 shell and tube exchanger
Bahan Konstruksi : carbon steel Jumlah
: 1 unit
Kapasitas
: 11264,3365 kg/jam
Diameter shell
: 10 in
Pitch (P T )
: 1 9 16 in triangular pitch
Diameter tube
: 1 ¼ in
Jenis tube
: 12 BWG
Jumlah tube
Panjang tube
: 12 ft
19. Blower 3 (JB-103)
Fungsi : Memompa campuran dari Evaporator (FE-101) menuju
alur gas buang
Jenis
: blower sentrifugal
Bahan konstruksi : carbon steel Kapasitas 3 : 1804,6601 m /jam
Daya
: 7 hp
20. Pompa 3 (P-103)
Fungsi : Memompa campuran dari Evaporator (FE-101) menuju kolom
destilasi (T-101).
Jenis
: Pompa sentrifugal
Jumlah
: 1 unit
Kapasitas : 1673,8839 gal/mnt Daya
: 1 hp
21. Heater 5 (E-105)
Fungsi : Menaikkan temperatur campuran sebelum menuju kolom
destilasi (T-101)
Jenis
: 1-2 shell and tube exchanger
Bahan konstruksi : Carbon Steel Jumlah
: 1 unit
Kapasitas
: 10182,5084 kg/jam
Diameter tube
: 1 in
Jenis tube
: 18 BWG
Panjang tube
: 12 ft
Pitch (P T )
: 1 ¼ in triangular pitch
Jumlah tube
Diameter shell
: 13,25 in
22. Kolom Distilasi 1 (T-101)
Fungsi : memisahkan campuran etilen glikol dan dietilen glikol Jenis
: sieve – tray
Bentuk : silinder vertikal dengan alas dan tutup ellipsoidal Bahan konstruksi : carbon steel SA-240 grade A Jumlah
: 1 unit
Kondisi operasi: - Temperatur : 197°C - Tekanan
: 1,01 atm
Tray spacing (t)
= 0,5 m
Hole diameter (d o )
= 4,5 mm
Space between hole center (p’)= 12 mm Weir height (h w )
= 5 cm Pitch = triangular ¾ in
Column Diameter (T)
= 1,4822 m
Weir length (W)
= 1,0375 m
Downsput area 2 (A
= 0,1518 m
Active area 2 (A
= 1,421 m
Weir crest (h 1 )
= 0,0035m
Spesifikasi kolom destilasi Tinggi kolom
= 10,5 m
Tinggi tutup
= 0,3705 m
Tinggi total
= 11,2411 m
Tekanan operasi
= 1,09 atm = 101 kPa
Tebal silinder
= 1 2 in
23. Kondensor (E-107)
Fungsi : Mengubah fasa uap campuran etilen glikol menjadi
fasa cair
Jenis
: 1-2 shell and tube exchanger
Bahan konstruksi
: Carbon Steel
: 10101,0101 kg/jam
Diameter tube
: 1 in
Jenis tube
: 10 BWG
Panjang tube
: 8 ft
Pitch (P T )
: 1 ¼ in triangular pitch
Jumlah tube
Diameter shell
: 25 in
24. Drum Penampung (D-101)
Fungsi : Menampung distilat dari kolom destilasi (T-101) Bentuk
: Silinder horizontal dengan tutup ellipsoidal Bahan konstruksi
: Carbon steel SA-240 grade A
Jenis sambungan
: Double welded butt joints
Jumlah
: 1 unit Kapasitas 3 : 20,3386 m
Kondisi operasi: - Temperatur : 100°C - Tekanan
: 1,01 bar
Kondisi Fisik : - Silinder - Diameter
- Tutup - Diameter
25. Pompa Refluks Destilat (P-104)
Fungsi : Memompa campuran refluk destilat dari drum penampung (D-101)
ke Destilasi (T-101).
Jenis
: Pompa sentrifugal
Jumlah
: 1 unit
Kapasitas : 2958,237 gal/mnt Daya
: 1 hp
26. Pompa Destilat (P-105)
Fungsi : Memompa destilat dari Drum penampung (D-101) ke Cooler 2
(E-107)
Jenis
: Pompa sentrifugal
Jumlah
: 1 unit
Kapasitas : 21,293 gpm Daya
: 1/20 hp
27. Cooler 2 (E-108)
Fungsi : Mendinginkan campuran etilen glikol menjadi fasa cair Jenis
: 2-4 shell and tube exchanger
Bahan konstruksi : Carbon Steel Jumlah
: 1 unit
Kapasitas
: 10101,0101 kg/jam
Diameter tube
: ¾ in
Jenis tube
: 10 BWG
Panjang tube
: 12 ft
Pitch (P T )
: 15/16 in triangular pitch
Jumlah tube
Diameter shell
: 39 in
28. Tangki Penyimpanan Etilen Glikol (TT-104)
Fungsi : Untuk menyimpan larutan Etilen Glikol Bentuk : Tangki silinder vertikal dengan alas datar dan tutup ellipsoidal Bahan : Carbon steel, SA – 240 Grade A Jumlah : 10 unit Kondisi Operasi :
- Temperatur (T) 0 : 30 C - Tekanan ( P)
: 1,1 bar
Kondisi fisik
- Silinder - Diameter
: 5,1028 m
- Tutup - Diameter
29. Pompa Reboiler (P-106)
Fungsi
: Memompa campuran bottom destilasi ke reboiler
Jenis
: Pompa sentrifugal
Jumlah
: 1 unit
Kapasitas : 1611,1663 gpm Daya
: 1 hp
30. Reboiler (E-109)
Fungsi : Menaikkan temperatur campuran bottom sebelum dimasukkan ke kolom destilasi T-101
Jenis
: 1-2 shell and tube exchanger
Bahan konstruksi : Carbon Steel Jumlah
: 1 unit
Kapasitas
: 6748,5708 kg/jam
Diameter tube
: 1 ¼ in
Jenis tube
: 18 BWG
Panjang tube
: 12 ft
Pitch (P T )
: 1 9 16 in square pitch
Jumlah tube
Diameter shell
: 19 ¼ in
31. Flash Drum (V-101)
Fungsi : Memisahkan fasa cair Etilen karbonat dan dietilen
glikol dari campuran fasa gas
Bentuk : Silinder vertikal dengan alas dan tutup elipsoidal Bahan konstruksi
: Carbon steel SA-240, Grade A
Jenis sambungan
: Double welded butt joints
Jumlah
: 1 unit
Kondisi Operasi
- Temperatur (T) 0 = 250 C - Tekanan ( P)
= 1,41 bar
Kondisi fisik : - Silinder - Diameter : 2,316 m - Tinggi
- Tutup - Diameter : 2,316 m - Tinggi
32. Blower 4 (JB-104)
Fungsi : mengalirkan cairan dietilen glikol dari flash drum (V-101) menuju kondensor (E-110)
Jenis
: blower sentrifugal
Bahan konstruksi
: carbon steel Kapasitas 3 : 23,6791 m /jam
Daya
: 1/10 hp
33. Kondensor Subcooler (E-110)
Fungsi : Mendinginkan uap campuran dietilen glikol Jenis
: 1-2 shell and tube exchanger
Bahan konstruksi : Carbon Steel
: 71,84714578 kg/jam
Diameter tube : 1¼ in Jenis tube
: 10 BWG
Panjang tube
: 12 ft
Pitch (P T )
: 1 9 16 in square pitch
Jumlah tube
Diameter shell : 10 in
34. Pompa Destilat DEG (P-107)
Fungsi : Memompa campuran atas dari Kondensor subcooler ke
tangki penyimpan Dietilen Glikol.
Jenis
: Pompa sentrifugal
35. Tangki Penyimpanan Dietilen Glikol (TT-105)
Fungsi : Untuk menyimpan larutan Dietilen Glikol selama 10
hari
Bentuk : Tangki silinder vertikal dengan alas datar dan tutup
ellipsoidal
Bahan
: Carbon steel, SA – 240 Grade A
Jumlah
: 1 unit
Kondisi Operasi
- Temperatur (T) = 30 0 C - Tekanan ( P)
= 1,41 bar
Kondisi fisik : - Silinder - Diameter : 2,2818 m - Tinggi
: 3,4227 m
- Tebal
: 1 4 1 in
- Tutup - Diameter : 2,2818 m - Tinggi
36. Pompa Bottom EC (P-108)
Fungsi : Memompa campuran bawah dari Cooler 4 ke tangki
penyimpan Etilen Karbonat.
Jenis
: Pompa sentrifugal
37. Cooler 3 (E-111)
Fungsi 0 : Mendinginkan uap campuran Etilen karbonat menjadi 100 C Jenis
: 2-4 shell and tube exchanger
Bahan konstruksi : Carbon Steel Jumlah
: 1 unit
Kapasitas
: 9,06355 kg/jam
Diameter tube : 1¼ in Jenis tube
: 10 BWG
Panjang tube
: 8 ft
Pitch (P T )
: 1 in square pitch
Jumlah tube
Diameter shell : 10 in
38. Cooler 4 (E-112)
Fungsi 0 : Mendinginkan uap campuran Etilen karbonat 35 C Jenis
: 2-4 shell and tube exchanger
Bahan konstruksi : Carbon Steel Jumlah
: 1 unit
Kapasitas
: 9,06355 kg/jam
Diameter tube : 1¼ in
Jenis tube
: 10 BWG
Panjang tube
: 8 ft
Pitch (P T )
: 1 in square pitch
Jumlah tube
Diameter shell : 10 in
39. Tangki Penyimpanan Etilen Karbonat (TT-106)
Fungsi : Untuk menyimpan larutan Etilen Karbonat selama 10 hari Bentuk
: Tangki silinder vertikal dengan alas datar dan tutup
ellipsoidal
Bahan
: Carbon steel, SA – 240 Grade A
Jumlah
: 1 unit
Kondisi Operasi
- Temperatur (T) 0 = 30 C - Tekanan ( P) = 1,41 bar
Kondisi fisik : - Silinder - Diameter : 1,1289 m - Tinggi
- Tutup - Diameter : 1,1289 m - Tinggi
: 0,2822 m
- Tebal
: 1 in