Produksi etilen dari etanol akan bernilai ekonomis sangat tinggi untuk suatu negara yang tidak mempunyai sumber gas alam maupun minyak bumi, tetapi mempunyai produk etanol hasil fermentasi yang cukup melimpah. Hal ini disebabkan etilen merupakan senyawa hidrokarbon utama yang banyak dipakai sebagai bahan baku dalam industri petrokimia untuk menghasilkan senyawa-senyawa lain yang lebih bervariasi dan dibutuhkan oleh manusia; seperti asetaldehide sebagai solven; vinil chloride sebagai bahan baku pembuatan polivinil chloride (pvc); etilen dioksid, dietilketone dan senyawa lainnya.
Cadangan minyak bumi Indonesia diperkirakan hanya tinggal untuk waktu eksplorasi yang pendek saja, dan produk etanol dari hasil fermentasi senyawa organik sangat luas dihasilkan di Indonesia, maka dengan demikian teknologi produksi maupun pabrik etilen dari etanol sangat dibutuhkan di Indonesia.REAKSI KIMIA
Reaksi dehidrasi etanol menjadi etilen dengan bantuan katalisator metal oksid terjadi dalam empat reaksi, sebagai berikut :
r1
C2H5OH ===> C2H4 + H2O
r2
2 C2H5OH ===> (C2H5 )2O + H2O
r3
(C2H5 )2O ===> C2H5OH + C2H4
r4
(C2H5 )2O ===> 2 C2H4 + H2O
URAIAN PROSES
Ethanol 95% dari tangki penyimpan dicampur dengan ethanol recycle dari hasil atas menara distilasi 02 diumpankan ke dalam vaporizer untuk menguapkan ethanol. Uap ethanol selanjutnya dipanaskan dengan gas panas yang keluar reaktor sampai suhu sesuai suhu reaksi kemudian diumpankan ke dalam reaktor. Reaksi terjadi dalam fase gas dan reaktor yang digunakan adalah Reaktor Fixedbed Multitubular. Reaksi bersifat endotermik sehingga untuk menjaga agar suhu reaksi tetap tinggi diperlukan pemanasan dengan menggunakan Dowterm A yang dilewatkan di sisi shell dari reaktor.
Hasil reaksi kemudian di masukkan ke condensor parsial untuk memisahkan gas dari uapnya (zat yang mempunyai titik didih lebih tinggi). Embunan yang berupa ethanol dan air keluar sebagai hasil bawah dari separator condensor parsial, kemudian diumpankan ke menara distilasi-01. Gas hasil condensor parsial yang keluar dari bagian atas separator condensor parsial diumpankan ke dalam absorber untuk menyerap gas diethyl eter dengan menggunakan air yang berasal dari hasil bawah menara distilasi 02.
Embunan dari separator bersama dengan hasil cair absorber selanjutnya diumpankan ke dalam menara distilasi 01 untuk memisahkan diethyl eter yang diperoleh sebagai hasil atas menara distilasi 01 sedangkan ethanol dan air sebagai hasil bawah. Kemudian ethanol dan air diumpankan ke dalam menara distilasi 02. Hasil atas menara distilasi 02 adalah ethanol kemudian direcycle ke reaktor dan hasil bawah berupa air yang sebagian dialirkan ke absorber sebagai penyerap dan lainnya dipurging.
Gas ethylene yang keluar dari absorber kemudian dikompresi sampai tekanan 25 atm untuk selanjutnya ditampung ke dalam tangki penyimpan sebagai produk utama. Diethyl eter yang keluar dari hasil atas menara distilasi-01 merupakan produk samping kemudian ditampung ke dalam tangki penyimpan.
Hasil reaksi kemudian di masukkan ke condensor parsial untuk memisahkan gas dari uapnya (zat yang mempunyai titik didih lebih tinggi). Embunan yang berupa ethanol dan air keluar sebagai hasil bawah dari separator condensor parsial, kemudian diumpankan ke menara distilasi-01. Gas hasil condensor parsial yang keluar dari bagian atas separator condensor parsial diumpankan ke dalam absorber untuk menyerap gas diethyl eter dengan menggunakan air yang berasal dari hasil bawah menara distilasi 02.
Embunan dari separator bersama dengan hasil cair absorber selanjutnya diumpankan ke dalam menara distilasi 01 untuk memisahkan diethyl eter yang diperoleh sebagai hasil atas menara distilasi 01 sedangkan ethanol dan air sebagai hasil bawah. Kemudian ethanol dan air diumpankan ke dalam menara distilasi 02. Hasil atas menara distilasi 02 adalah ethanol kemudian direcycle ke reaktor dan hasil bawah berupa air yang sebagian dialirkan ke absorber sebagai penyerap dan lainnya dipurging.
Gas ethylene yang keluar dari absorber kemudian dikompresi sampai tekanan 25 atm untuk selanjutnya ditampung ke dalam tangki penyimpan sebagai produk utama. Diethyl eter yang keluar dari hasil atas menara distilasi-01 merupakan produk samping kemudian ditampung ke dalam tangki penyimpan.
DIAGRAM ALIR
| ☻Kondisi operasi | |
| Suhu | : ± 300-380°C |
| Tekanan | : 2 atm |
| Sifat reaksi | : endotermis |
| Kondisi proses | : non adiabatis-non isotermal |
| ☻Katalisator | |
| Jenis | : Al2O3 ( aluminum oksida) |
| Bentuk | : silinder |
| Ukuran | : 0.25 in x 0.25 in |
| Bulk density | : 400 kg/m3 |
☻ Kinetika reaksi
( Diolah berdasarkan : AIChE Journal, vol.8 no.1, 1962 )
Persamaan kecepatan reaksi:
ks1L . KA.pA
r1 = ───────────────────
( 1 + pA.KA + pW.KW + pE.KE )
ks2L . KA².pA²
r2 = ────────────────────
4 ( 1 + pA.KA + pW.KW + pE.KE )²
ks3L . KE.pE
r3 = ───────────────────
( 1 + pA.KA + pW.KW + pE.KE )
ks4L . KE.pE
r4 = ──────────────────
( 1 + pA.KA + pW.KW + pE.KE )
Harga konstanta kecepatan reaksi diberikan dengan:
ln ks1L = 0.2295 - 5170.6 / T
ln ks2L = 18.15 - 12704 / T
ln ks3L = 13.395 - 12705 / T
ln ks4L = 4.7121 - 7820.5 / T
ln KA = 1.8024 - .0154 T ; mmHg-1
ln KW = -1.1366 - .0098 T ; mmHg-1
ln KE = -0.1403 - .0124 T ; mmHg-1dengan:
r1 = C2H5OH menjadi C2H4 dan H2O
|
, kmol/ kg cat. menit
|
r2 = C2H5OH menjadi (C2H5)2O dan H2O
|
, kmol/ kg cat. menit
|
r3 = (C2H5)2O menjadi C2H5OH dan C2H4
|
, kmol/ kg cat. menit
|
r4 = (C2H5)2O menjadi C2H4 dan H2O
|
, kmol/ kg cat. menit
|
pA = tekanan parsial ethanol
|
, atm
|
pW = tekanan parsial water
|
, atm
|
pE = tekanan parsial diethyl eter
|
, atm
|
T = temperature
|
, K
|
Data US Patent untuk pembuatan ethylene dari ethanol adalah No. 2050600 , 11 Agustus 1936 dengan label Productionand purification of diethyl ether
Tidak ada komentar:
Posting Komentar