Datospdf.com_laporan-aseton-hysysdocx-.doc

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Aseton merupakan keton yang paling sederhana, aseton dikenal juga sebagai dimetil keton atau 2-propanon. Aseton adalah senyawa berbentuk cairan yang tidak berwarna, mempunyai bau yang sengit dan mudah terbakar. Aseton merupakan suatu senyawa yang bersifat polar yang dapat di reduksi menjadi alcohol. Aseton merupakan senyawa yang sangat tahan terhadap oksidasi atau sukar untuk di oksidasi. Aseton dapat dibuat dari bahan dasar alkohol sekunder dengan cara oksidasi, yaitu dengan menggunakan oksidator seperti kalium dikromat dan kalium permangat dengan bantuan katalis asam seperti asam sulfat pekat. Dari reaksi oksidasi tersebut menghasilkan aseton dan senyawa lain seperti air dan sisa dari larutan oksidator yang tidak berreaksi. Aseton merupakan bahan kimia yang berperan penting dalam menunjang kegiaatan manusia, terutama dalam sektor industri. Dalam skala industri, Aseton banyak di gunakan sebagai pelarut senyawa karbon, (misalnya sebagai pembersih cat kuku dan pembersih cat kayu), sebagai bahan baku pembuatan zat oragnik (kloroform sebagai obat bius), sebagai campuran parfume, maupun kosmetik. Selain itu aseton juga dapat melarutkan berbagai macam plastik dan serat sintesis. Oleh karena itu, aseton menjadi salah satu bahan industri kimia yang sangat di butuhkan. Adapun kebutuhan aseton di Indonesia semakin lama semakin meningkat. Hingga saat ini, masih sangat minim perusahaan pembuat aseton di Indonesia, seiring dengan meningkatnya kebutuhan aseton yang terus meningkat. Sehingga membuat Indonesia harus mengimpor aseton dari Negara lain. Maka dari itu, perlu kemampuan mendesain proses pembuatan aseton. Desain pabrik untuk produksi aseton dibutuhkan perhitungan dan perancangan yang teliti. HYSYS Aspen One merupakan perangkat lunak yang dapat digunakan untuk mendesain simulasi proses pembuatan aseton, sehingga bisa di terapkan dalam dunia industri. 1.2 Tujuan Percobaan Adapun tujuan penulisan makalah ini adalah untuk mengetahui alur pembuatan aseton, mendesain simulasi pabrik aseton dan mengetahui solusi pada masalah yang terjadi pada produksi aseton.

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Proses Pembuatan Aseton Aseton dapat dibuat dengan menggunakan proses Cumene Hydroperoxide, proses dehidrogenasi Isopropil Alkohol, dan proses Oksidasi Isopropil Alkohol. 1. Proses Cumene Hydroperoxide. Pada proses cumene hydroperoxide, mula-mula cumene dioksidasi menjadi cumene hydroperoxide dengan udara atmosfer atau udara kaya oksigen dalam satu atau beberapa oksidiser. Temperatur yang digunakan adalah antara 80–130 oC dengan tekanan 620 kPa, serta dengan penambahan Na2CO3. Selanjutnya produk reaktor dievaporasikan. Kemudian dengan penambahan asam akan terjadi reaksi pembelahan cumene hydroperoxide menjadi suatu campuran yang terdiri dari phenol, aseton dan berbagai produk lain seperti cumylphenols, acetophenols, dimethylphenylcarbinol,α-methylstyrene dan hidroxyaseton. Campuran ini kemudian dinetralkan dengan menambahkan larutan natrium phenoxide atau basa yang lain atau dengan resin penukaran ion (ion exchanger resin). Setelah itu, campuran dipisahkan dan crude aseton diperoleh dengan cara distilasi. (Kirk-Othmer, 182, 1994) Reaksi utama yang terjadi :

C6H5CH(CH3)2 O2

C6H5C(CH3)2OOH

C6H5OH + CH3COCH3 Acid

Kelebihan

Kekurangan

Menghasilkan produk aseton dengan kemurnian yang cukup tinggi (±94%)

Aseton bukan sebagai hasil main product

Bahan baku relative mudah didapat

Melalui proses yang cukup panjang untuk menghasilkan produk akhir Bahan baku tidak langsung menghasilkan aseton, tetapi melewati proses pembentukan produk antara terlebih dahulu.

2. Proses Dehidrogenasi Isopropil Alkohol. Reaksi dehidrogenasi Isopropil Alkohol bersifat endotermik. Sehingga untuk mendapatkan konversi yang cukup tinggi, dibutuhkan suhu yang cukup tinggi pula. Pada pembuatan aseton dengan proses dehidrogenasi katalitik isopropanol (isopropil alkohol) digunakan katalis kombinasi ZnO dan ZrO dalam prosesnya. Proses dehidrogenasi ini berjalan pada pada fasa gas suhu 350oC dan tekanan ± 2 atm. Isopropil benzene sebelum masuk ke dalam reaktor diubah kedalam fasa gas di dalam vaporizer. Produk yang dihasilkan oleh reaktor adalah Aseton sebagai produk utama serta produk samping lainnya berupa gas hydrogen, sisa Isopropil Alkohol yang tidak bereaksi, Propylene, dan Air. Reaksi utama yang terjadi: (CH3)2CHOH ——> (CH3)2CO + H2 Selain reaksi utama, pada reaktor juga menghasilkan reaksi samping berupa propilen. Reaksi yang terjadi : (CH3)2CHOH ——> CH3CH=CH2 + H2O

Kelebihan

Kekurangan

Pengaturan reactor lebih mudah

Reaksi berjalan secara endotermik, sehingga membutuhkan panas yang cukup besar (66,5 kJ/mol pada suhu 327oC).

Aseton dihasilkan sebagai reaksi utama

Karena reaksi berjalan pada suhu cukup tinggi, katalis perlu diganti secara berkala

(± 6 bulan). Menghasilkan Aseton dengan kemurnian yang cukup tinggi (±94%)

2. Proses Oksidasi Isopropil Alkohol Pada pembuatan Aseton dengan proses ini, Isopropil Alkohol dicampur dengan udara dan digunakan sebagai umpan reaktor yang beroperasi pada suhu 200 °C – 800 °C. Reaksi dapat berjalan dengan baik menggunakan katalis seperti yang digunakan pada proses dehidrogenasi Isopropil Alkohol. Reaksi: CH3CHOHCH3 + O2  H2O + C3H6O Reaksi ini sangat eksotermis (43 kkal/mol) pada 25 °C dan untuk itu diperlukan pengontrolan suhu yang sangat cermat untuk mencegah turunnya yield yang dihasilkan. Untuk mendapatkan konversi yang baik reaktor dirancang agar hasil dapat langsung diinginkan. Proses jarang digunakan bila dibanding dengan proses dehidrogenasi (Kirk & Othmer, 1983). Kelebihan

Kekurangan

Bahan baku cukup mudah untuk didapat.

Reaksi sangat eksotermik (180 kJ/mol pada suhu 295oC). Aseton sebagai by product (bukan hasil akhir, karena hasil akhirnya berupa gliserol).

2.2. Diagram Alir

a. Produksi Aseton dengan Proses Dehidrogenasi Isopropyl Alkohol

Gambar 1. Flow Diagram Proses Dehidrogenasi Isopropil Alkohol

b. Produksi Aseton dengan Proses Cumene Hidroperosida

Gambar 1. Flow Diagram Proses Cumene Hidroperosida

Sehingga berdasarkan kelebihan dan kekurangan dari masing-masing proses, dipilih proses dehidrogenasi isopropanol sebagai proses produksi untuk menghasilkan aseton. Proses tersebut dipilih diantaranya karena alas an sebagai berikut: 1. Kemudahan dalam mengontrol proses serta kemurnian produk yang dihasilkan cukup tinggi. 2. Proses dehidrogenasi Isopropil Alkohol tidak memerlukan unit pemisahan O2 dari udara sebelum diumpankan ke dalam reaktor. 3. Dengan jumlah Isopropil Alkohol yang sama, konversi pada proses dehidrogenasi lebih besar sehingga hasil Aseton yang diperoleh lebih banyak. 4. Pada proses oksidasi timbul masalah terjadinya korosi sehingga dapat mengganggu jalannya proses, sedangkan pada proses dehidrogenasi, hal tersebut dapat dikurangi 2.3 Alat Utama dan Spesifikasi System Pressure Drop Rincian pernyataan masalah memperjelas perubahan scale up situasi untuk input ke bejana pemisahan V-402, berada di suhu dan komposisi yang sama seperti pada desain asli hanya pada kecepatan aliran yang lebih tinggi. Hal ini akan memperbaiki tekanan memasuki bejana. Hal ini menyatakan bahwa penurunan tekanan dalam pipa diabaikan, oleh karena itu, pada laju alir yang meningkat (dengan asumsi aliran mampat) penurunan tekanan melalui potongan peralatan tertentu meningkat dengan faktor 1,33. Untuk aliran gas, pengaruh tekanan pada densitas dan efeknya terhadap penurunan tekanan dapat juga disertakan, tapi uji coba dalam pemecahan juga dibutuhkan. Dalam ditetapkannya scale up, penurunan tekanan dalam reaktor bed yang difluidisasi adalah konstan. Hasilnya adalah bahwa bagian ujung depan dari proses ini bertekanan relatif ke rancangan aslinya. Setiap bagian dari peralatan memiliki tekanan kerja yang maksimum yang diperbolehkan yang perlu diperiksa pada scale up desain

Feed Up Sebuah kurva pompa menunjukkan positif bersih yang dibutuhkan oleh kurva pompa yang disediakan untuk P-401 A / B. Sistem kurva harus diplot dengan kurva pompa untuk menentukan apakah laju aliran maksimum yang diperbolehkan telah terlampaui. Jika demikian, pemulihan seperti menjalankan kedua pompa secara paralel (dan memesan cadang lain) atau mencoba untuk bertukar pompa ini untuk yang menghasilkan lebih banyak pusat yang mungkin. Jika sebelumnya pemecahan yang dipilih, harus ditentukan jika ada sufficent NPSH tersedia untuk aliran sisi penghisapan baru. Heat Exchange E-401 Air buangan dari pertukaran panas ini jenuh uap. Karena suhu di steam, tekanan uap harus ditingkatkan untuk mengakomodasi meningkatnya aliran. Karena tekanan meningkat, outlet suhu keluar juga meningkat Reactor Reaksi ini endotermik. Dalam reaktor, energi disuplai oleh garam cair yang dipanaskan di dalam pemanas. Pemanas ini hanya memiliki kapasitas tambahan 10%. Solusi yang lebih elegan adalah dengan menggunakan buangan reaktor pada suhu 3500C untuk memanaskan umpan reaktor, yang dapat menurunkan tugas panas pada pemanas. The fluidized bed memiliki sekitar 50% inert filter sehingga fraksi katalis aktif dapat ditingkatkan untuk menangani peningkatan throughput. Tetapi jumlah katalis aktif tambahan yang dibutuhkan jauh lebih sedikit dibandingkan 33% sejak kecepatan ruang menurun pada tekanan reaktor meningkat. Molten Salt Loop Kinerja loop garam cair harus dianalisa dengan benar untuk menentukan lelehan memasuki suhu garam dan meninggalkan reaktor pada kondisi scale up. Kedua keseimbangan energi dan persamaan desain untuk penukar panas reaktor harus diselesaikan secara simultan. Dua suhu yang ditambah laju aliran garam cair yang tidak diketahui. Satu mungkin diatur untuk memecahkan dua lainnya. Dalam prakteknya, laju aliran akan dikontrol dan suhu akan menanggapi perubahan laju aliran. Heat exchangers E-402, E-403 and E-408

Pada kondisi inlet baru harus ditentukan dengan tiga alat penukar panas ini. Ada pembatasan bahwa air pendingin dan laju aliran air didinginkan hanya dapat meningkat sebesar 20% karena pertimbangan kecepatan. Tower T-403 and Peripheral Equipment Menara ini akan menggenangi di 33% scale up. Ada tiga solusi yang memungkinkan. Karena menara ini memiliki diameter kecil, baki telah dirancang sebagai modul untuk jatuh ke shell kapal, sehingga jumlah nampan dapat dengan mudah ditingkatkan jika jarak baki menurun. Hal ini memungkinkan rasio refluks yang akan menurun dan untuk menghindari flooding, hal itu merupakan sebuah contoh dari trade off yang akan ada jumlah tahap dan rasio refluks. Tapi efek dari baki spacingon sendiri yaitu efisiensi tray menurun sehingga harus dipertimbangkan. Dari Tekanan kolom sendiri dapat ditingkatkan jika pompa ditambahkan setelah T-402. Beberapa kombinasi peningkatan tekanan dan penurunan rasio refluks yaitu dengan meningkatkan tekanan dan meningkatkan kepadatan uap, penurunan kecepatan uap dan menghindari flooding. Barangkali Solusi terbaik adalah hanya untuk menurunkan rasio refluks. Dimana distilat adalah campuran azeotropik dekat IPA dan air. Dari desain aslinya seperti digambarkan dalam diagram McCabe-Thiele, memiliki lebih baki dari yang diperlukan dalam upaya untuk mendapatkan lebih dekat yang diperlukan untuk azeotrop tersebut. Penurunan rasio refluks untuk menghindari banjir hanya mengurangi atas IPA fraksi mol 0,65-0,64! Sekali lagi rasio refluks ditentukan. Kinerja reboiler dan kondensor harus dianalisa untuk menentukan kondisi outlet baru. Dan juga, pompa refluks harus dianalisa. Untuk kasus yang melibatkan peningkatan aliran cairan overhead mungkin ada NPSH cukup untuk pompa P-405 A / B, tapi desain asli nya menggunakan diameter yang sangat kecil (0,6 in). Peningkatan diameter garis-garis ini menjadi 0,75 atau 1 inci dengan mudah menurunkan gesekan sejak penurunan tekanan berbanding terbalik.

Berdasarkan Gambar 2 berikut ini adalah spesifikasi alat yang digunakan dalam proses dehidrogenasi isopropyl alcohol :

DAFTAR PUSTAKA

-

Agustina, Irda., Nurul Agustini. 2015. “Makalah Proses Industri Kimia Pembuatan Aseton dengan Isopropil Alkohol”. Politeknik Negeri Sriwijaya

-

Palupi, Retno. 2009. “Laporan Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Aseton Proses Dehidrogenasi Isopropil Alkohol Kapasitas 21.000 ton/tahun”. Universitas Muhamadiyah Surakarta