Pra Perancangan Pabrik Propylene Glycol dengan Bahan Baku Gliserol

UNIVERSITAS INDONESIA

TUGAS AKHIR ANALISIS DAN SINTESIS PROSES KIMIA PRA-PERANCANGAN PABRIK PROPYLENE GLYCOL DENGAN BAHAN BAKU GLISEROL

DISUSUN OLEH : Mutiara Primaster W.

1306405723

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS INDONESIA DEPOK MEI 2016

KATA PENGANTAR

Puji syukur kami panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, dimana tanpa karunia Nya, penulis tidak akan dapat menyelesaikan laporan ahir Analisis dan Sintesis Proses Kimia yang berjudul “Pra-Perancangan Pabrik Propylene Glycol dengan Bahan Baku Gliserol”. Laporan akhir ini tidak akan terealisasi tanpa adanya bantuan dan bimbingan dari erbagai pihak. Penulis juga menyampaikan rasa terima kasih yang sebesar-besarnya kepada: 1. Prof. Ir. Mahmud Subandriyo, M.Sc., Ph.D. selaku pengajar mata kuliah Analisis dan Sintesis Proses Kimia. 2. Orang tua penulis yang senantiasa mencurahkan perhatian dan kasih saying kepada penulis. 3. Aulia Rahmi, Astrini Pradyasti, Hasanuddin, Osman Abhimata, Andika Dwi dan Chairani Shafira selaku teman sekelas dalam mata kuliah ini.

Penulis menyadari bahwa dalam tulisan tugas akhir ini masih banyak kesalahan dan kekurangan. Untuk itu, penulis mohon mssf yan sebesar-besarnya apabila terdapat kesalahan ataupun kekurangan dalam tulisan ini. Penulis berharap tulisan ini dapat bermanfaat bagi pembacanya.

Depok, 31 Mei 2016

Penulis

ii Universitas Indonesia

ABSTRAK Propilen glikol merupakan suatu produk kimia yang memiliki banyak fungsi dalam dunia industri makanan, kosmetik, maupun obat-obatan. Ropilen glikol dapat digunakan sebagai pelarut, pengawet, pelembab pendingin dan antifreeze, serta aditif ada industri cat. Meskipun fungsi dari propilen glikol sangat banyak, namun belum ada pabrik lokal yang memproduksi propilen glikol, sehingga selama ini untuk memenuhi demand dari propilen glikol di Indonesia masih dilakukan impor. Dari sekian banyak metode produksi propilen glikol, salah satunya adalah dengan menggunakan bahan baku gliserol. Bahan baku gliserol kemudian dipilih karena industri biodiesel yang merupaan penghasil gliserol sedang maju di Indonesia, sehingga bahan baku mudah didapat. Proses produksi propilen glikol dalam rancangan ini melalui produk intermediate yaitu asetol, dengan menggunakan dua reaksi yaitu reaksi dehidrasi dan reaksi hidrogenasi. Kata

Kunci:

gliserol,

dehidrasi,

hidrogenasi,

asetol,

propilen

glikol

iii Universitas Indonesia

EXECUTIVE SUMMARY

Propilen glikol merupakan cairan jernih, kental, tidak berwarna dan sedikit berbau. Propilen glikol dikategorikan aman untuk industri makaan dan farmasi, digunakan sebagai pelarut, pengawet, softening agent, pelumas, fluida, dan dalam produk antifreeze. Propilen glikol dapat digunaan dalam berbagai sektor industri kimia seperti industri makanan, idustri kosmetik, industri farmasi dan industri cat. Berdasarkan data yang didapatkan dari Badan Pusat Statistik Indonesia, kebutuhan impor propilen glikol di Indonesia dibutuhkan dalam tabel beriku: Tahun 2007 2008 2009 2010

Jumlah (ton) Impor Kebutuhan 20.054 19.677 22.873 22.821 23.667 23.546 26.120 25.235

Pertumbuhan demand dari propilen glikol di Indonesia diperkirakan sebesar 4%. Saat ini, di Indonesia belum ada pabrik yang memprodusi propilen glikol, sehingga pabik ini dianggap memiliki prospek yang besar dan pesaing dari pabrik ini adalah pasar impor. Kapasitas pabrik propilen glikol ini adalah 76000 ton per tahun. Kapasitas ini ditentukan dengan pertimbangan kebutuhan propilen glikol di Indonesia. Sementara itu, harga propilen glikol terus meningkat setiap tahunnya. Pabrik yang akan dibangun di Cilegon, Banten ini dianggap feasible ditinjau dari

nilai

CCF

nya

yaitu

0,46,

yang

masih

lebih

tinggi

dari

0,33.

iv Universitas Indonesia

DAFTAR ISI

_Toc452595569 KATA PENGANTAR ................................................................................................. ii ABSTRAK .................................................................................................................. iii EXECUTIVE SUMMARY ........................................................................................ iv DAFTAR ISI ................................................................................................................ v DAFTAR TABEL...................................................................................................... vii DAFTAR GAMBAR ................................................................................................ viii BAB 1 PENDAHULUAN ........................................................................................... 1 1.1 Latar Belakang .................................................................................................... 1 1.2 Deskripsi Produk ................................................................................................. 2 1.3 Bahan Baku ......................................................................................................... 4 1.4 Kapasitas Produksi .............................................................................................. 6 1.5 Lokasi Pabrik ...................................................................................................... 9 1.6 Analisis Ekonomi Tahap I................................................................................. 10 1.6.1 Harga Raw Material ................................................................................... 10 1.6.2 Harga Jual Produk ...................................................................................... 12 BAB 2 STUDI LITERATUR ................................................................................... 14 2.1 Metode Produksi Propilen Glikol dari Gliserol ................................................ 14 2.2 Pemilihan Metode ............................................................................................. 18 BAB 3 INPUT OUTPUT STRUCTURE ................................................................. 19 3.1 Block Flow Diagram ......................................................................................... 19 3.2 Process Flow Diagram ...................................................................................... 20 3.3.1 Evaporator (E-101)..................................................................................... 21 3.3.2 Reaktor Dehidrasi (R-101) ......................................................................... 21 3.3.3 Kondenser (E-102) ..................................................................................... 23 3.3.4 Kolom Distilasi (V-201) ............................................................................ 24 3.3.5 Reaktor Hidrogenasi (R-301) ..................................................................... 24 3.3.6 Kondenser (V-301)..................................................................................... 27 3.3.7 Kolom Distilasi (V-501) ............................................................................ 27 3.4 Neraca Massa dan Energi .................................................................................. 27 v Universitas Indonesia

3.4.1 Neraca Massa ............................................................................................. 27 3.4.2 Neraca Energi ............................................................................................. 30 3.5 Seleksi Material Alat ......................................................................................... 30 3.6 Sizing Alat ......................................................................................................... 31 3.7 Analisis Ekonomi Tahap 2 ................................................................................ 39 BAB 4 HEAT EXCHANGER NETWORK ............................................................ 44 DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................ 52

vi Universitas Indonesia

DAFTAR TABEL

Tabel 1.1 Kebutuhan Impor Propilen Glikol di Indonesia Tahun 1994-2000 .................................6 Tabel 1.2 Simulasi Kebutuhan Impor Propilen Glikol di Indonesia ..................................................7 Tabel 1.3 Perkiraan Jumlah Produksi Pabrik propilen Glikol 20 Tahun ke Depan ........................8 Tabel 1.4 Harga Crude Gliserol ............................................................................................................. 11 Tabel 1.5 Kebutuhan Bahan Baku untuk 100% Kapasitas Produksi.............................................. 12 Tabel 1.6 Harga Beli Propilen Glikol.................................................................................................... 12 Tabel 1.7 Produksi Propilen Glikol ....................................................................................................... 13 Tabel 2.1 Pemilihan Metode untuk Produksi Propilen Glikol ......................................................... 14 Tabel 3.1 Sifat Fisik dari Komponen-Komponen Umpan................................................................ 24 Tabel 3.2 Neraca Massa Overall ............................................................................................................ 27 Tabel 3.3 Neraca massa Evaporator E-101.......................................................................................... 28 Tabel 3.4 Neraca Massa Reaktor R-101............................................................................................... 29 Tabel 3.5 Neraca Massa Kolom Distilasi V-201 ................................................................................ 29 Tabel 3.6 Neraca Massa Reaktor R-301............................................................................................... 29 Tabel 3.7 Neraca Massa Separator E-301 ............................................................................................ 29 Tabel 3.8 Neraca Massa Kolom Distilasi V-501 ................................................................................ 30 Tabel 3.9 Neraca Energi .......................................................................................................................... 30 Tabel 3.10 Sizing Tangki TK-101 ......................................................................................................... 31 Tabel 3.11 Sizing Tangki TK-102 ......................................................................................................... 31 Tabel 3.12 Sizing Tangki TK-301 ......................................................................................................... 31 Tabel 3.13 Sizing Tangki TK-501 ......................................................................................................... 32 Tabel 3.14 Sizing Tangki TK-601 ......................................................................................................... 32 Tabel 3.15 Sizing Vessel V-301............................................................................................................. 32 Tabel 3.16 Sizing Separator E-103 ........................................................................................................ 33 Tabel 3.17 Sizing Evaporator E-101 ..................................................................................................... 33 Tabel 3.18 Sizing Kolom Distilasi V-201 ............................................................................................ 34 Tabel 3.19 Sizing Kolom Distilasi V-501 ............................................................................................ 35 Tabel 3.20 Sizing Reaktor R-101........................................................................................................... 36 Tabel 3.21 Sizing Reaktor R-301........................................................................................................... 37 Tabel 3.22 Sizing Pompa......................................................................................................................... 39 Tabel 3.23 Harga Peralatan Pabrik Propilen Glikol ........................................................................... 41 Tabel 4.1 Fluida Dingin Pabrik .............................................................................................................. 44 Tabel 4.2 Fluida Panas Pabrik ................................................................................................................ 44 Tabel 4.3 Penggabungan Fluida Panas dan Fluida Dingin ............................................................... 47

vii Universitas Indonesia

DAFTAR GAMBAR Gambar 1.0.1 Struktur Kimia Propilen Glikol ............................................................ 2 Gambar 1.2 Sifat-Sifat Fisik Propilen Glikol .............................................................. 3 Gambar 1.3 Sebaran Industri Biodiesel di Indonesia .................................................. 5 Gambar 1.4 Proyeksi Kebutuhan Propilen Glikol di Indonesia .................................. 8 Gambar 1.5 Data Harga Gliserol Tahun 2001 hingga 2009 ...................................... 11 Gambar 1.6 Data Harga Beli Propilen Glikol Tahun 2001 hingga 2009 .................. 13 Gambar 2.1 Proses Produksi Propilen Glikol pada Paten US 2010/0204527 ........... 15 Gambar 2.2 Proses Produksi Propilen Glikol pada Paten US 7943805B2 ................ 15 Gambar 2.3 Reaksi pada Paten US 7943805 B2 ....................................................... 16 Gambar 2.4 Alternatif 2 Proses pada Paten US 7943805 B2 .................................... 16 Gambar 2.5 Alternatif 3 pada Paten US 7943805 B2................................................ 17 Gambar 2.6 Proses Produksi Propilen Glikol pada Paten US 2010/0207971 A1 ..... 17 Gambar 2.7 Proses Produksi Propilen Glikol pada Paten US 2010/0112335 A1 ..... 18 Gambar 3.1 Block Flow Diagram Pabrik Propilen Glikol ........................................ 19 Gambar 3.2 Process Flow Diagram Pabrik Propilen Glikol ...................................... 20 Gambar 3.3 Skema Konversi Gliserol menjadi Propilen Glikol Melalui Produk Intermediate Asetol ..................................................................................................... 21 Gambar 3.4 Pengaruh Katalis pada Pembentukan Asetol dari Dehidrasi Gliserol ... 23 Gambar 3.5 Reaksi Hidrogenasi pada Pembentukan Propilen Glikol dari Asetol .... 25 Gambar 3.6 Variasi Suhu pada Reaksi Pembentukan Propilen Glikol...................... 25 Gambar 3.7 Variasi Tekanan pada Reaktor Hidrogenasi .......................................... 26 Gambar 3.8 Perbandingan Katalis pada Reaksi Hidrogenasi Asetol menjadi Propilen Glikol........................................................................................................................... 26 Gambar 3.9 Grafik Estimasi CEPCI sampai dengan tahun 2019 .............................. 39 Gambar 4.1 Hot and Cold Composite Curve ............................................................. 45 Gambar 4.2 Hot and Cold Composite Curve Setelah Pinch ...................................... 46 viii Universitas Indonesia

Gambar 4.3 Keperluan Panas terhadap Perubahan Suhu .......................................... 48 Gambar 4.4 Desain Pinch .......................................................................................... 50

ix Universitas Indonesia

BAB 1 PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Pertumbuhan industri di Indonesia dari tahun ke tahun cenderung mengalami peningkatan. Beberapa industri kimia yang dimaksud adalah industri makanan, farmasi, produk kimia, dan industri kosmetik. Seiring dengan peningkatan industri tersebut, maka kebutuhan bahan baku industri juga akan semakin meningkat. Salah satu dari industri yang memproduksi bahan kimia yang diperlukan oleh industri lain ada propilen glikol. Propilen glikol (1,2-propadienol, 1,2-dihydroxypropane atau 1,2-propilen glikol) merupakan suatu senyawa organic yang banyak sekali digunakan dalam industri makanan, kosmetik dan farmasi. Bahan kimia ini digunakan dalam berbagai sector industri kimia, seperti: 

Bahan pengawet maupun pelarut dalam industri makanan



Bahan pelembut atau pelembab dalam industri kosmetik



Formula obat dalam industri farmasi



Aditif yang berfungsi sebagai penstabil viskositas dan warna dalam industri cat. Propilen glikol memiliki sifat toksisitas yang rendah dan sifat formulasi yang

baik, sehingga propilen glikol seringkali digunakan sebagai bahan baku pada produk makanan, kosmetik dan obat-obatan. Selain merupakan antimikroba dan pengawet makanan yang efektif, propilen glikol dapat dimanfaatkan secara luas sebagai pelarut bahan organic dan dapat larut dengan sempurna dalam air. Propilen glikol merupakan pelarut penting untuk senyawa aromatic pada industri konsentrat perasa, dapat menghasilkan konsentrat perasa kualitas tinggi dengan biaya yang rendah (Huntsman, 2006). Propilen glikol juga dapat dijadikan sebagai wetting agent yang sempurna untuk natural gum dan dapat menjadi katalis dalam proses penyederhanaan persenyawaan sitrus dan emulsi perasa lainnya. Propilen glikol juga dapat digunakan untuk mengabsorbsi excess air pada obat, kosmetik, maupun produk makanan. 1 Universitas Indonesia

2

Propilen glikol taraf industri merupakan perantara penting pada produksi resin alkil untuk cat dan furnace. Kegunaan lain dari propilen glikol adalah sebagai pendingin untuk automobile dan truk bermesin diesel. Kegunaan dari propilen glikol yang sangat banyak ini menyebabkan demand propilen glikol semakin meningkat dari tahun ke tahun. Peningkatan akan permintaan propilen glikol diproyeksikan sebesar 4% per tahun. Namun, hingga saat ini belum ada satu pun perusahaan Indonesia yang memproduksi propilen glikol, sehingga seluruh kebutuhan untuk industri dalam negri masih mengandalkan impor. Hal ini menyebabkan harga jual propilen glikol meningkat, sehingga pembuatan pabrik propilen glikol di Indonesia sangat diperlukan mengingat tingginya permintaan propilen glikol sebagai bahan baku pada industri farmasi, kosmetik dan makanan di Indonesia. Oleh karena itu, pembangunan pabrik propilen glikol sangat diperlukan. 1.2 Deskripsi Produk Propilen glikol adalah cairan jenih, kental dan tidak berwarna yang memiliki sedikit bau, rasa yang pahit-manis, dan tekanan uap rendah. Nama IUPAC dari propilen glikol adalah 1,2-propanadiol, rumus kimianya adalah CH3CHOHCH2OH dan nama komersil yang umum digunakan adalah Propylene Glycol Industrial (PGI) dan Propylene Glycol USP yang merupakan tingkatan propilen glikol untuk penggunaan industri. Struktur molekul propilen glikol dapat digambarkan sebagai berikut:

Gambar 1.0.1 Struktur Kimia Propilen Glikol

Sedangkan, berikut adalah sifat-sifat fisik dari propilen glikol:

Universitas Indonesia

3

Gambar 1.2 Sifat-Sifat Fisik Propilen Glikol (Sumber: Huntsman, 2006)

Bahan utama dari pembuatan propilen glikol pada pabrik ini adalah gliserol. Gliserol merupakan produk samping yang tidak digunakan dari industri biodiesel dana mudah didapatkan. Karena kemudahan untuk mendapatkannya inilah, maka gliserol banyak digunakan sebagai bahan baku dalam pembuatan propilen glikol. Industri biodiesel yang menghasilkan gliserol ini juga merupakan industri yang sedang berkembang di Indonesia, sehingga pasokan gliserol sebagai bahan baku pembuatan propilen glikol juga mudah didapatkan dari tahun ke tahun. Propilen glikol yang diprooduksi harus memenuhi persyaratan dari US Food, Drug, and Cosmetic Act. Propilen glikol terdaftar sebagai tambahan untuk makanan tertentu, dan secara umum digolongkan aman. Selain itu, propilen glikol memenuhi persyaratan Food Chemicals Codex dan spesifikasi US Pharmacopeia XXII. Secara kimiawi, keberadaan gugus hidroksil sekunder membedakan propilen glikol dari etilen glikol, yang memiliki dua gugus hidroksil primer. Fungsionalitas alkohol primer dan sekunder memiliki reaktivitas berbeda. Salah satu aplikasi komersil propilen glikol yang paling penting adalah bahwa propilen glikol digunakan pada pembuatan polyester dari reaksi dengan asam dibasic atau polybasic. Propilen glikol bermutu industri merupakan perantara penting pada pada produksi alkyl resin


4

untuk cat dan pernis. Propilen glikol digunakan untuk memproduksi unsaturated polyester resin untuk berbagai kegunaan, seperti pelapis gel, laminasi untuk konstruksi kapal, dan pelapis keramik buatan. Propilen glikol juga digunakan sebagai pelarut dan plasticizer pada tinta cetak, pengawet pada karangan bunga, dan stabilizer pada fluida hidraulik. Propilen glikol juga digunakan pada pendingin untuk automobil dan truk bermesin diesel. Semua aplikasi penukar kalor memerlukan aditif inhibitor korosi dan dirancang untuk rentang suhu operasi serta tipe material konstruksi yang spesifik. Operasi pada suhu rendah tanpa membekukan dan suhu tinggi tanpa tekanan berlebih adalah fitur utama sistem ini. Seluruh produksi komersial propilen glikol dijalankan pada tekanan tinggi, suhu tinggi, dan terjadi proses hidrolisis katalitik propylene oxide. Distribusi produk pada proses ini pada umumnya adalah 90% propilen glikol dan 10% produk sampingan. Suhu reaktor hidrasi adalah 120-190oC pada tekanan yang mencapai 21,7 bar. Setelah reaksi, air berlebih dipisahkan dengan drying tower, sedangkan glikol dimurnikan dengan high vacuum distillation. Perusahaan produsen propilen glikol di USA diantaranya adalah Arco, Dow, Eastman, Olin, dan Texaco dengan rata-rata penjualan mencapai US$0,94/kg. 1.3 Bahan Baku Gliserol pada pabrik produksi propilen glikol didapatkan dari industri biodiesel, yang kebutuhannya terus naik setiap tahu. Proyeksi kenaikan kebutuhan biodiesel di Indonesia diperkirakan sekitar 5% tiap tahunnya. Diperkirakan pada tahun produksi pabrik ini yaitu tahun 2019, supply gliserol diperkirakan sebesar 2,3 juta ton per tahun. Sehingga, dengan pertumbuhan propilen glikol sebesat 4%, diperkirakan pabrik ini akan tetap mendapat supply yang cukup untuk memenuhi pertumbuhan produksi.


5

Gambar 1.3 Sebaran Industri Biodiesel di Indonesia (Sumber: http://www.egnret.ewg.apec.org/Archive/me_indonesia.html)

Dengan produksi biodiesel di Indonesia yang mencapai 5,5 juta kiloliter per tahun, atau senilai dengan 4,67 juta ton per tahun, maka akan dihasilkan 520.000 ton gliserol per tahunnya. Diperkirakan pabrik propilen glikol yang berlokasi di daerah Cilegon ini akan mendapatkan suplai gliserol dari pabrik biodiesel di sekitarnya. Diperkirakan crude gliserol akan didapatkan dari: 

PT Indo Biofuels Energy, Cilegon



Asianagro Sumiasih, Sumatera



Sumiasih Bekasi



Sweden Bioenergi



Wilmar Group Gliserol dari produksi biodiesel masih terkontaminasi berbagai kontaminan

seperti air, monogliserida, digliserida, garam, sabun, residu katalis dan beberapa residu ester. Komposisi crude gliserol yang didapatkan dari byproduct biodiesel adalah sebagai berikut: 

Crude glycerol, 70 to 88 wt%



Methanol, <1 wt%



Garam, 5 to 15 wt%


6



Air, <5 to 15 wt%



Asam lemak bebas, <1 to 5 wt%



Monoglisedia / digliserida / trigliserida / metil ester / senyawa organik lain, <1 to 5 wt%



pH 6 hingga 8 Setelah produk dinetralkan pH-nya yang basa, crude glycerol dimurnikan

menggunakan dua cara; melewati kolom adsorpsi dengan menggunakan adsorben yang dipakai adalah karbon aktif, dan distilasi vakum (distilasi molekular) karena tingkat pemurnian gliserol jauh lebih tinggi dan mencapai hampir ke tingkat penggunaan dalam industri farmasi   1.4 Kapasitas Produksi Data kebutuhan impor propilen glikol di Indonesia ditunjukkan pada tabel 1.1 Tabel 1.1 Kebutuhan Impor Propilen Glikol di Indonesia Tahun 1994-2000

(Sumber: Badan Pusat Statistik Indonesia, 2003)

No 1 2 3 4 5 6 7

Tahun 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000

Impor (Ton) 10.848 11.503 13.810 13.716 6.238 10.514 17.678

Berdasarkan indeks pertumbuhan demand propilen glikol, dapat diketahui bahwa pertumbuhan yang akan terjadi rata-rata 4% setiap tahunnya. Oleh karena itu, untuk mendapatkan kapasitas pabrik maka akan dihitung melalui simulasi proyeksi demand. Untuk itu, dalam proyek ini ekspektasi umur pabrik adalah 20 tahun sejak pabrik mulai beroperasi pada tahun 2019.


7

Tabel 1.2 Simulasi Kebutuhan Impor Propilen Glikol di Indonesia

No

Tahun

Impor (Ton)

No

Tahun

Impor (Ton)

1

2010

26.168

16

2025

47.127

2

2011

27.214

17

2026

49.012

3

2012

28.303

18

2027

50.972

4

2013

29.435

19

2028

53.011

5

2014

30.613

20

2029

55.132

6

2015

31.837

21

2030

57.337

7

2016

33.111

22

2031

59.630

8

2017

34.435

23

2032

62.015

9

2018

35.812

24

2033

64.496

10

2019

37.245

25

2034

67.076

11

2020

38.735

26

2035

69.759

12

2021

40.284

27

2036

72.549

13

2022

41.895

28

2037

75.451

14

2023

43.571

29

2038

78.469

15

2024

45.314

30

2039

81.608


8

Kebutuhan Propilen Glikol (ributon/tahun)

Proyeksi Kebutuhan Propilen Glikol di Indonesia 90000 80000 70000 60000 50000 40000 30000 20000

10000 0 2005

2010

2015

2020

2025

2030

2035

2040

2045

Tahun

Gambar 1.4 Proyeksi Kebutuhan Propilen Glikol di Indonesia

Jika diambil rata-rata dari waktu pabrik beroperasi yaitu 2019-2039, maka didapat kapasitas produksi target sekitar 56.000 ton/tahun pada 2019 saat pabrik mulai beroperasi. Dibandingkan dengan kebutuhan impor pada tahun 2019 yaitu sekitar 37.000 ton/tahun, maka didapatkan surplus sekitar 19.000 ton/tahun. Untuk mengantisipasi umur pabrik yang memcapai 20 tahun, maka kapasitas produksi awal yaitu 56.000 ton/tahun disimulasikan dengan pertumbuhan % juga. Maka, didapatkan kapasitas pabrik yang aman untuk memenuhi permintaan pasar Indonesia serta mengatasi kebutuhan impor untuk jangka waktu 20 tahun tanpa modifikasi alat-alat yang digunakan secara signifikan. Tabel 1.3 Perkiraan Jumlah Produksi Pabrik propilen Glikol 20 Tahun ke Depan

No

Tahun

1 2 3 4 5 6 7 8 9

2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027

Impor (Ton) 57000 59280 61651 64117 66682 69349 72123 75008 78008

No

Tahun

12 13 14 15 16 17 18 19 20

2030 2031 2032 2033 2034 2035 2036 2037 2038

Impor (Ton) 87749 91259 94909 98706 102654 106760 111030 115472 120090


9

10 11 1.5 Lokasi Pabrik

2028 2029

81129 84374

21

2039

124894

Terdapat beberapa hal yang harus dipertimbangkan dalam menentukan lokasi pabrik, agar secara teknis dan ekonomis pabrik yang dirancang akan menguntungkan bagi pihak pengelola. Beberapa poin yang harus dipertimbangkan dalam pemilihan lokasi pabrik adalah: a. Memiliki jalur akomodasi yang lancar, sehingga mudah diakses untuk kebutuhan transportasi. b. Pabrik berletak di suatu area industri, dimana lahan luas dan siap digunakan. Hal ini akan memudahkan pabrik untuk mendapatkan izin beroperasi, dan proses negosiasi dan kompetisi menjadi mudah karena terdapat pabrik-pabrik lain di sekitarnya. c. Lokasi

dekat

dengan

terminal/pelabuhan/bandara

untuk

keperluan

transportasi. d. Pabrik dekat dengan sumber bahan baku. e. Lokasi pabrik memiliki prospek pasar yang baik, sehingga dapat dengan mudah ditemukan oleh konsumen dan sebaliknya. f. Tenaga kerja. g. Ketersediaan utilitas (listrik, air). Dari beberapa pertimbangan di atas, maka dipilih Krakatau Industrial Estate Cilegon sebagai lokasi pabrik propilen glikol ini. Beberapa alasan dipilihnya KIEC sebagai lokasi dibangunnya pabrik ini adalah: a. Lokasi ini memiliki akses transportasi yang mudah. Cilegon dekat dengan Pelabuhan Merak, Banten, untuk keperluan distribusi produk, sementara untuk keperluan suplai bahan baku telah didapatkan dari sekitar lokasi pabrik. b. Lokasi pabrik dekat dengan sumber bahan baku, dimana untuk pabrik ini bahan baku H2 didapatkan dari PT Air Liquide Indonesia melalui pipeline, dan gliserol didapatkan dari PT Indo Biofuels Energy yang berlokasi di Merak dan PT Sumiasih yang berlokasi di Bekasi.


10

c. Lokasi pabrik di Cilegon akan mempermudah pemasaran baik untuk industri dalam negeri maupun luar negeri, karena kota Cilegon dapat diakses oleh jalan tol Merak- Jakarta. Hal ini mempermudah mobilisasi bahan baku maupun produk. Untuk keperluan mobilisasi jarak jauh dapat dibuat pos-pos relay di kota-kota besar seperti di Jakarta yang mempunyai fasilitas transportasi yang lengkap, diantaranya jalur kereta api, jalan darat, pelabuhan udara, dan pelabuhan laut yang memadai untuk pemasaran di luar pulau maupun untuk ekspor. d. Cilegon

merupakan

kawasan

industri

yang

luas,

sehingga

masih

memungkinkan untuk memperluas area pabrik jika pihak pengelola memutuskan untuk melakukan ekspansi. e. Harga lahan. Lahan industri ini telah memiliki harga yang relatif lebih murah karena berlokasi di pinggiran kota, namun tetap berada di pusat kawasan industri yaitu KIEC. 1.6 Analisis Ekonomi Tahap I Analisis ekonomi yang dibahas pada bab pertama ini adalah analisis ekonomi secara garis besar, yaitu harga raw material dan harga penjualan produk propilen glikol. Sedangkan, untuk analisis ekonomi secara lebih jauh dimana menggunakan harga alat dan tenaga kerja akan dibahas di Bab 3. 1.6.1 Harga Raw Material Gliserol untuk produksi pabrik ini didapatkan dari pabrik biodiesel karena merupakan produk samping dari produksi biodiesel. Saat ini, harga pasar gliserol ditentukan dari banyaknya supply & demand. Produksi biodiesel yang semakin meningkat juga menjadikan ketersediaan gliserol semakin banyak sehingga nilai jual gliserol menurun.


11

Tabel 1.4 Harga Crude Gliserol (Sumber: Omni Tech, 2010)

Harga (cents $ per pound) 15 12 12 10 5 2 10 5 6

Tahun 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009

Dari data harga gliserol yang didapatkan di atas, maka dapat dibuat suatu plot penurunan / kenaikan harga gliserol

Harga Gliserol (cents per pound) 16

14 12 10 8 6 4 2 0 2000

2001

2002

2003

2004

2005

2006

2007

2008

2009

2010

Gambar 1.5 Data Harga Gliserol Tahun 2001 hingga 2009

Berdasarkan

data

dan

grafik

tersebut,

didapatkan

rata-rata

kenaikan/penurunan harga gliserol sebesar 4 cents/pound. Hasil tersebut merupakan rata-rata dari nilai kenaikan yang fluktuatif, sehingga untuk tahun 2011, diperkirakan harga gliserol sebesar 10 cents per pound atau $ 0,2/kg. Sedangkan, kebutuhan gliserol pabrik propilen glikol ini sebesar 126.000 ton/tahun sehingga setiap tahunnya pabrik ini menghabiskan biaya untuk pembelian gliserol sebagai bahan baku sebesar $25,2 juta.


12

Gas hidrogen merupakan bahan baku kedua, yang digunakan pada reaktor hidrogenasi untuk merubah asetol menjadi propilen glikol sebagai produk akhir dari proses produksi ini. Pada pabrik propilen glikol ini, jumlah gas hidrogen yang diperlukan adalah sekitar 2000 ton/tahun, dan harga gas hidrogen di pasaran adalah sekitar Rp 1.139 per m3. Sehingga, perkiraan biaya yang dikeluarkan adalah sebesar $3,02 juta/tahun. Tabel 1.5 Kebutuhan Bahan Baku untuk 100% Kapasitas Produksi

No

Material

1

Crude Glycerol Hidrogen

2

RAW MATERIAL Qtty Annual Harga/kg (kg/h) (ton) 15.896 125893 $0,20 256

2031

$1,49

Total ($1000) $25.178 $3.020

1.6.2 Harga Jual Produk Propilen glikol merupakan produk yang dihasilkan pada perancangan pabrik kali ini. Berdasarkan data demand, perkiraan jumlah produksi propilen glikol yang dihasilkan adalah sebesar 76.000 ton/tahun. Tabel 1.6 Harga Beli Propilen Glikol

Harga (cents $ per pound) 2001 39 2002 40 2003 45 2004 60 2005 77 2006 79 2007 78 2008 99 2009 60 Dari data tersebut, dapat dibuat suatu grafik mengenai harga beli propilen Tahun

glikol untuk menentukan harga jual dan jumlah pemasukan yang didapat dari penjualan propilen glikol.


13

Harga Propilen Glikol (cents per pound) 120

100 80 60 40 20 0 2000

2001

2002

2003

2004

2005

2006

2007

2008

2009

2010

Gambar 1.6 Data Harga Beli Propilen Glikol Tahun 2001 hingga 2009

Nilai beli propilen glikol tersebut digunakan untuk menentukan nilai jual propilen glikol di pasar, dan pendapatan yang akan diperoleh dari seluruh penjualan propilen glikol tersebut. Untuk mendapatkan perkiraan nilai jual propilen glikol di tahun 2010 dan selanjutnya dilakukan rata-rata terhadap kenaikan maupun penurunan harga beli propilen glikol tersebut. Berdasarkan perhitungan, diperoleh rata-rata perubahan harga dari propilen glikol adalah sebesar 13 cents/pound, sehingga untuk tahun 2010 diperkirakan nilai jual propilen glikol adalah 75 cents per pound. Tabel 1.7 Produksi Propilen Glikol

Tahun 12 3 3-20

Produksi Propilen Glikol Kapasitas Income 50% $53.280.264 70% $74.592.370 90% $96.904.475


BAB 2 STUDI LITERATUR

2.1 Metode Produksi Propilen Glikol dari Gliserol Terdapat beberapa jalur untuk memproduksi propilen glikol dari bahan baku gliserol, namun reaksi utama untuk mengkonversi gliserol tersebut adalah dengan proses hidrogenasi dengan menggunakan katalis logam. Namun, konversi gliserol secara langsung ddengan reaksi hidrogenasi menghasilkan beberapa produk samping seperti etilen glikol yang memiliki titik didih mendekati titik didih propilen glikol. Maka, dapat dipilih reaksi lain yang memiliki selektivitas lebih tingga pada produk utama propilen glikol dan selektivitas yang lebih rendah untuk produk sampingnya. Tabel 2.1 Pemilihan Metode untuk Produksi Propilen Glikol

No

Fasa Tahap Gliserol Reaksi

Reaksi

1

Gas

3

Dehidrasi, kondensasi, hidrasi, hidrogenasi

2

Liquid

1

Hidrogenasi

Produk Intermediet

Katalis

Kondisi Operasi

Produk Samping

Acrolein, 3hydroxy propionaldehide

Modernite, acidic zeolite oxide, mixed oxide

T = 250340 oC. Gliserol = 10-40 wt%

1,3propanadiol

-

Cu, Zn

T = 220 oC

1,2etanadiol

3

Liquid

1

Hidrogenasi

-

Co, Cu, Mn, Mo

4

Liquid

1

Hidrogenasi

-

Logam

5

Liquid

1

Hidrogenasi

-

Cu / Chrome

6

Liquid

2

Dehidrasi, hidrogenasi

-

Cu

7

Liquid

1

Hidrogenasi

-

Ni

8

Liquid

1

Hidrogenasi, gliserol recycle

-

Cu

Water content <20 wt% T = 180 oC, P = 85 bar -

-

T = 150250 oC, P = 1-25 bar T = 200 oC, P = 20 bar

Alkohol, gliserol

-

-

-

Untuk memilih metode konversi gliserol menjadi propilen glikol, diperlukan paten-paten dan license yang sudah ada. Paten untuk metode konversi ini antara lain: 14 Universitas Indonesia

15

a. US 2010/0204527 (Tuck, 2010) Pada paten ini terdapat 3 tahap reaksi konversi gliserol menjadi propilen glikol, sehingga yield yang dihasilkan tinggi. Ketiga reaktor ini merupakan reaktor hidrogenolisis dimana reaktor tersebut langsung mengkonversi gliserol menjadi propilen glikol.

Gambar 2.1 Proses Produksi Propilen Glikol pada Paten US 2010/0204527 (Sumber: Tuck, 2010)



Stream 1: inlet gliserol



Stream 14: produk propilen glikol



Unit 5, 9 dan 13: reaktor hidrogenolisis



Unit 3, 7 dan 11: evaporator untuk memisahkan gliserol yang tidak bereaksi dengan produk propilen glikol

b. US 7943805 B2 (Suppes et al., 2011) Pada paten ini, terdapat 3 alternatif dalam mengubah gliserol menjadi propilen glikol. 

Alternatif 1

Gambar 2.2 Proses Produksi Propilen Glikol pada Paten US 7943805B2 (Sumber: Suppes et al., 2011)


16

dengan reaksi,

Gambar 2.3 Reaksi pada Paten US 7943805 B2 (Sumber: Suppes at al., 2011)



Alternatif 2 Pada alternatif ini, digunakan 2 reaktor untuk menghasilkan produk intermediate yaitu asetol, dan gliserol yang tidak bereaksi di purge.

Gambar 2.4 Alternatif 2 Proses pada Paten US 7943805 B2 (Sumber: Suppes et al., 2011)

Pada metode ini, hidrogen yang tidak bereaksi di recycle kembali menjadi reaktan pada reaktor 2. 

Alternatif 3


17

Gambar 2.5 Alternatif 3 pada Paten US 7943805 B2 (Sumber: Suppes et al., 2011)

Pada alternatif 3, gliserol yang tidak bereaksi di recycle pada reaktor 1. c. US 2010/0207971 A1 (Nason, 2010) Pada paten ini, digunakan 1 reaktor untuk mengkonversi gliserol menjadi propilen glikol.

Gambar 2.6 Proses Produksi Propilen Glikol pada Paten US 2010/0207971 A1 (Sumber: Nason, 2010)

d. US 2011/0112335 A1 (Godavarthy et al., 2011) Pada paten ini, konversi gliserol menjadi propilen glikol dilakukan dengan 1 tahap reaksi. Untuk menghasilkan propilen glikol yang murni, digunakan metode separasi bertahap.


18

Gambar 2.7 Proses Produksi Propilen Glikol pada Paten US 2010/0112335 A1 (Sumber: Godavarthy et al., 2011)

Keterangan: 

Stream 1: gliserol; stream 2: gas hidrogen. Sebagian reaktan dicampurkan terlebih dahulu sebelum masuk reaktor hidrogenolisis.



Kondisi operasi unit separasi biasanya dilakukan pada kondisi di bawah 1 atm, yaitu 30-250 mmHg. Pada kondisi ini, gliserol yang tidak bereaksi akan ditemukan pada fasa cair, dan propilen glikol yang sudah murni pada fasa uap. Suhu tertinggi pada proses separasi ini adalah 330 oF.

2.2 Pemilihan Metode Berdasarkan beberapa alternatif metode tersebut, dipilih penggabungan alternatif 2 dan alternatif 3 dari metode b. Sehingga, dengan metode ini digunakan 2 kali tahapan reaksi; dehidrasi dan hidrogenasi untuk meningkatkan yield propilen glikol. Selain itu, digunakan juga proses separasi untuk setiap tahapan proses untuk memaksimalkan konversi. Modifikasi yang dilakukan di perancangan pabrik ini adalah dengan menggunakan 2 reaktor serta menggunakan heat exchanger network untuk mengurangi kebutuhan utilitas. Pertimbangan ini pada dasarnya didasarkan pada pengadaan green industry dengan mengurangi konsumsi bahan bakar.


BAB 3 INPUT OUTPUT STRUCTURE

3.1 Block Flow Diagram

(a)

(b) Gambar 3.1 Block Flow Diagram Pabrik Propilen Glikol

19 Universitas Indonesia

20

3.2 Process Flow Diagram

Gambar 3.2 Process Flow Diagram Pabrik Propilen Glikol


21

3.3 Deskripsi Proses Berdasarkan beberapa pilihan proses yang tersedia, pabrik ini menggunakan 2 reaktor sebagai unit utama; reaktor dehidrasi untuk konversi gliserol membentuk asetol dan reaktor hidrogenasi untuk mengkonversi asetol menjadi propilen glikol. 3.3.1 Evaporator (E-101) Tujuan dari penggunaan evaporator pada proses ini adalah untuk mengevaporasi air yang terkandung pada crude gliserol, sehingga gliserol yang diproses menjadi lebih murni. Pertimbangan penggunaan evaporator dibanding alat lain adalah karena perbedaan titik didih antara air dengan gliserol cukup tinggi, yaitu 100 oC untuk air dan 290 oC untuk gliserol pada 1 atm. Konsentrasi yang digunakan pada konversi gliserol menjadi asetol adalah 95 wt%, yang setara dengan 78,8% mol gliserol dalam campuran. Pemurnian gliserol biasanya dilakukan dengan vacuum flash separation. Kondisi vakum ini digunakan untuk mendapatkan >99% kemurnian gliserol. Pada pabrik ini, pemurnian dapat dilakukan pada kondisi atmosferik dengan kemurnian sampai dengan 90%, dengan komposisi masukan 18% massa air. 3.3.2 Reaktor Dehidrasi (R-101) Proses ini terbagi menjadi dua tahap reaksi, yaitu dehidrasi gliserol menjadi asetol dan reaksi hidrogenasi antara asetol dengan hidrogen yang membentuk produk utama yaitu propilen glikol.

Gambar 3.3 Skema Konversi Gliserol menjadi Propilen Glikol Melalui Produk Intermediate Asetol (Sumber: Dasari, 2006)

Reaksi dehidrasi ini merupakan reaksi pelepasan molekul H2O dari senyawa. Reaksi dehidrasi merupakan reaksi reversible dimana reaksi sebaliknya adalah reaksi hidrasi yaitu penambahan molekul H2O pada senyawa. Karena reaksi tersebut


22

reversible,

maka

konversi

tertinggi

yang

dapat

dicapai

adalah

konversi

kesetimbangan (Fogler, 2006). Reaksi yang terjadi pada reaktor ini adalah reaksi endotermis, hal ini dikarenakan pemutusan ikatan antara gugu hidroksil serta ikatan antara atom hidrogen dengan atom karbon membutuhkan energi. Dari hasil perhitungan entalpi reaksi pembentukan asetol menggunakan data entalpi pembentukan pada Perry’s Chemical Engineers’ Handbook, diperoleh 197,17 kJ/mol. Karena reaksi endoterm, maka diperlukan penambahan panas untuk menjaga kesetimbangan reaksi pada reaktor, sehingga reaktor yang digunakan adalah reaktor non isothermal Dehidrasi gliserol menjadi asetol terjadi dengan menggunakan katalis logam. Katalis yang digunakan pada proses ini adalah copper chromite atau Cu/Cr [(CuO)x.(Cr2O3)y]. Katalis ini berbentuk pellet silindris dengan diameter 3,3 mm. Katalis tersebut dipilih karena merupakan katalis heterogen yang baik untuk reaksi hidrogenasi dan mudah dipisahkan dari produk, sheingga tidak terbawa aliran produk, dan dapat direaksikan kembali, serta katalis ini mudah diperoleh secara komersil. Pada kelas katalis yang digunakan, komposisi tembaha dalam CuO dan krom dalam Cr2O3 adalah 40-60 wt% tembaga dan 40-50 wt% krom (Suppes, 2010). Katalis tembaga meningkatkan aktivitas intrinsic katalis, namun tembaga cenderung mengeras sehingga menyebabkan katalis memiliki luas permukaan yang rendah, sehingga katalis tembaga dicampurkan dengan krom sebagai stabilizer untuk mencegah pengerasan sehingga aktivitas katalis dapat dijaga tinggi. Katalis yang digunakan 5% karena selektivitasnya paling tinggi, mencapai 90,62% dari konversi 90,96% (Suppes et al., 2011). Semakin rendah loading katalis, semakin rendah selektivitas dari asetol dan semakin besar residu.


23

Gambar 3.4 Pengaruh Katalis pada Pembentukan Asetol dari Dehidrasi Gliserol

Data literatur yang diperoleh menunjukkan bahwa semakin banyak kandungan air, maka semakin sedikit jumlah residu yang terbentuk, namun konversi relatif semakin rendah dan kemungkinan asetol terbanyak yang dapat diperoleh berkurang. Pembentukan asetol di distilat lebih banyak pada reaksi dengan kandungan air tertentu dibandingkan reaksi tanpa kandungan air (Suppes et al., 2011). Hal ini disebabkan adanya kandungan air pada kondisi feed reaktor mencegah terjadinya polimerisasi, sehingga pada penentuan kondisi umpan reaktor digunakan kandungan air dari umpan sebesar 10%. Pada reaktor ini, umpan yang masuk adalah campuran gliserol dengan air. Gliserol akan memiliki kemurnian 95 wt%. Kandungan air pada aliran umpan reaktor untuk mencegah reaksi polimerisasi yang terjadi pada gliserol, sehingga setidaknya ada 5% berat air yang dapat mencegah terbentuknya reaksi polimerisasi. Gliserol yang tidak bereaksi direcycle kembali ke reaktor, karena masih banyak gliserol yang tidak bereaksi dan pemisahan antara gliserol dengan asetol dan air relatif mudah. Selain itu, jika banyak gliserol yang terbawa ke proses berikutnya akan mengganggu proses karena purifikasi propilen glikol akan menjadi sulit. 3.3.3 Kondenser (E-102) Tujuan digunakannya condenser adalah untuk memisahkan gliserol dari campuran air dan asetol. Pemilihan kondensor didasarkan pada produk dari reaktor hidrogenasi merupakan fasa gas. Di samping itu, gliserol memiliki titik didih yang jauh lebih tinggi dibandingkan air dan asetol Maka, dengan kondensasi sebagian besar dari gliserol dapat direcovery dan dikembalikan ke reaktor.


24

3.3.4 Kolom Distilasi (V-201) Tujuan dari digunakannya kolom distilasi adalah untuk mengurangi kandungan air di dalam asetol. Kolom distilasi digunakan karena masukan pada reaktor hidrogenasi memerlukan umpan dengan kemurnian asetol yang tinggi (mencapai 96% asetol), sehingga komponen yang ingin dipisahkan adalah asetol, air, dan gliserol. Sebelum digunakan recycle masukan kolom ini hanya 2 komponen, yaitu ait dan asetol dengan sifat fisik: Tabel 3.1 Sifat Fisik dari Komponen-Komponen Umpan

Rumus Kimia Mr Densitas (g/mL Titik didih (oC pada 1 atm)

Asetol C3H6O2 74 1,08

Air H2O 18 1

Gliserol C3H5(OH)3 92 1,26

145,6

100

290

3.3.5 Reaktor Hidrogenasi (R-301) Pada produksi propilen glikol dengan bahan baku gliserol, terdapat dua reaksi utama yaitu reaksi dehidrasi dan reaksi hidrogenasi. Asetol merupakan produk intermediate yang digasilkan dari reaksi dehidrasi, dan untuk mengubah asetol menjadi propilen glikol dibutuhkan suatu reaksi asetol dengan hidrogen (hidrogenasi). Reaksi hidrogenasi asetol dan hidrogen adalah reaksi reversible, karena senyawa-senyawa yang bereaksi adalah senyawa organik. Beberapa faktor yang dipertimbangkan dalam proses yang terjadi pada reaktor hidrogenasi adalah suhu dan tekanan operasi, jumlah kandungan air (water content), konversi, selektivitas, pemilihan katalis, suhu reduksi katalis, serta jumlah katalis yang diperlukan. Pada reaktor terjadi reaksi antara asetol dan hidrogen dengan katalis tembagakrom. Aktivasi dari katalis dan reaksi hidrogenasi memakan waktu sekitar 4 jam, sehingga proses pada reaktor hidrogenasi terjadi semi-batch dengan masukan umpan pada reaktor dilakukan secara kontinu dan keluaran reaktor dilakukan secara batch.


25

Gambar 3.5 Reaksi Hidrogenasi pada Pembentukan Propilen Glikol dari Asetol (Sumber: C. Montassier, 1988)

Peningkatan suhu reaksi menyebabkan nilai konversi bertambah. Nilai yield dan selektivitas maksimum didapatkan pada suhu reaksi 200 oC.

Gambar 3.6 Variasi Suhu pada Reaksi Pembentukan Propilen Glikol (Sumber: Dasar, 2006) o

Pada suhu 200 C, produk propilen glikol akan terdegradasi menjadi alcohol tingkat rendah. Oleh karena itu, suhu reaksi pada reaktor hidrogenasi dibuat agar berada pada keadaan isothermal 200 oC, sehingga reaksi terjadi secara steady state. Tekanan operasi yang dipilih tidak bisa terlalu tinggi, karena akan membuat biaya operasional menjadi bertambah, sehingga dipilih tekanan operasi 200 psi. Pada suhu 200 oC, tekanan yang dipilih terbaik agar reaksi dapat berjalan dengan baik dan menghasilkan nilai yield dan selektivitas yang tinggi adalah:


26

Gambar 3.7 Variasi Tekanan pada Reaktor Hidrogenasi (Sumber: Dasari, 2006)

Pemilihan katalis yang tepat juga menentukan seberapa besar konversi, yield, dan selektivitas yang dihasilkan oleh reaktor. Daftar katalis yang dapat digunakan adalah sebagai berikut:

Gambar 3.8 Perbandingan Katalis pada Reaksi Hidrogenasi Asetol menjadi Propilen Glikol (Sumber: Dasari, 2006)

Tembaga-krom dipilih sebagai katalis; konversi yang didapatkan dengan menggunakan katalis tembaga-krom lebih tinggi dibanding yang lain. Selektivitas tembaga-krom terhadap propilen glikol juga tinggi sehingga produk yang dihasilkan juga lebih banyak.


27

3.3.6 Kondenser (V-301) Tujuan digunakannya kondenser adalah untuk merecovery gas hidrogen yang tidak bereaksi. Penentuan kondisi operasi dilakukan dengan menentukan fraksi mol gas hidrogen pada fasa cairnya. Dengan melakukan kondensasi saja, gas hidrogen sidah dapat direcovery karena perbedaan tekanan uapnya yang sangat tinggi. Fraksi mol hidrogen pada fasa cair yang diinginkan hanya 0,1%, sangat sedikit hidrogen yang terlarut pada zat cair atau tidak direcovery. Maka didapatkan suhu 60 oC pada tekanan 1.300 kPa. 3.3.7 Kolom Distilasi (V-501) Pada proses ini, kolom distilasi digunakan untuk memurnikan produk propilen glikol yangs udah terbentuk hingga di kondisi 99,5% propilen glikol. Nilai ini merupakan spesifikasi industrial grade dari propilen glikol. Pada purifikasi produk propilen glikol, biasa digunakan distilasi vakum, dimana kondisi vakum pada pemisahan asetol, air, dan propilen glikol adalah pada 30-250 mmHg, 280-290 oF, dan temperatur bottom 330-350 oF. Digunakan kondenser parsial pada kolom distilasi ini karena bubble point distilat pada 49 oC > 215 psi. Nilai bubble pressure yang sangat tinggi pada suhu 49 oC disebabkan karena adanya gas hidrogen, meskipun dalam jumlah yang sangat kecil. 3.4 Neraca Massa dan Energi 3.4.1 Neraca Massa 1. Overall Tabel 3.2 Neraca Massa Overall

Stream Gliserol Air Asetol

Masuk (kg/h) 13.034,4 0 2861,2 0 0 0

0 949,5 639,2

Keluar (kg/h) 0 124,1 5,6 4.429,6 1,9 278,7

Propilen Glikol

0

0

102,4

2,2

0

Hidrogen Total (ton/h)

0

256,4

0

0,1

0

16,1

5,9 0,2 41,3 9.562, 8 0

16,1


28

Produk utama yang berupa propilen glikol sebesar 9609 kg/h. Berdasarkan data di atas, dapat dihitung efisiensi produk utama terhadap total umpan, hasilnya adalah sebagai berikut: 

Produk propilen glikol = 59,5%



Waste = 40,5%

Tingginya porsi untuk waste ini diakibatkan karena feed berupa crude gliserol dimana mempunyai kadar air yang tinggi (18% berat). Pada pabrik ini air bukanlah produk yang diinginkan dan kemurnian produk yang diinginkan adalah 99,5% propilen glikol, akibatnya hamper semua air harus dihilangkan. Selain itu, pada reaktor 1 (dehidrasi) air akan di generasi sebagai produk samping, dimana 1 mol gliserol akan menghasilkan 1 mol asetol dan 1 mol air. Air hasil reaksi ini juga harus dihilangkan dari produk. Maka itu laju alir massa waste drain (4.844 kg/h) sebgaian besarnya adalah air, 91,7%. Dengan analisis lebih lanjut % massa air keseluruhan pada waste adalah 5.386 kg/h dari waste keseluruhan adalah 6.532 kg/h. Berarti Sebagian besar waste adalah air (79% waste). Untuk analisis lebih lanjut, pabrik akan melakukan water management untuk banyaknya jumlah air yang dibuang dari pabrik.   2. Evaporator E-101 Tabel 3.3 Neraca massa Evaporator E-101

Aliran masuk

Jumlah masuk

Gliserol H2O

13.034,4 2.861,2

Total

15.895,6

Aliran keluar 1 124,1 2.181,6

Aliran keluar 2 12.9106 679,5

Jumlah keluar 13.034,7 2.861,1

15.895,9

3. Reaktor R-101


29

Tabel 3.4 Neraca Massa Reaktor R-101

Aliran

Jumlah masuk

Gliserol Air Asetol Total

14.189,8 1.091,1 5.913 21.193,9

Jumlah keluar 1.282,8 3.616 16.295,1 21.193,9

4. Kolom distilasi V-201 Tabel 3.5 Neraca Massa Kolom Distilasi V-201

Aliran masuk

Jumlah masuk

Gliserol Air Asetol Propilen Glikol Total

5,9 3.488,9 11.243,2 958,4 15.696,4

Aliran keluar 1 0 2.248,4 278,7 0

Aliran keluar 2 5,9 1.240,5 10.964,4 958,4 15.696,4

Jumlah keluar 5,9 3.488,9 11.243,2 958,4

5. Reaktor R-301 Tabel 3.6 Neraca Massa Reaktor R-301

Aliran masuk Gliserol Air Asetol Propilen Glikol Hidrogen Total

Aliran masuk 1 5,9 1.240,5 10.964,4 958,4 0

Aliran masuk 2 0 291,7 98,2 145,4 344,9 14.049,5

Jumlah masuk 5,9 1.532,2 11.062,7 1.103,8 344,9

Jumlah keluar 5,9 1.532,2 1.649,7 10.773 88,7 14.049,6

6. Separator E-301 Tabel 3.7 Neraca Massa Separator E-301

Aliran masuk

Jumlah masuk

Air

299,1

Aliran keluar 1 292,8

Aliran keluar 2 6,4

Jumlah keluar 299,1


30

Asetol Propilen Glikol Total

106,7 201,5 607,4

98,9 146,5

79 55 607,4

106,7 201,5

7. Kolom distilasi V-501 Tabel 3.8 Neraca Massa Kolom Distilasi V-501

Aliran

Jumlah masuk

Gliserol Air Asetol Propilen Glikol Hidrogen Total

5,9 1.234,6 1.549,3 10.625,3 0 13.415,2

Aliran keluar 1 0 949,5 639,2 102,4 0

Aliran Aliran keluar 2 keluar 3 0 5,9 284,9 0,2 868,8 41,3 960,1 9562,8 0 0 13.415,1

Jumlah keluar 5,9 1.234,6 1.549,3 10.625,3 0

3.4.2 Neraca Energi Untuk menghitung neraca energi, perlu dilihat entalpi setiap aliran masuk dan keluar sistem. Tabel 3.9 Neraca Energi

Entalpi in (kW) Gliserol H2 -39211.4 13.1 Total (MW)

-39.2

Entalpi out (kW) Energy out (kW) Water waste Produk PG Vent H2 -19276.4 -25562.7 -26 -34.9

-4.3

3.5 Seleksi Material Alat Ada beberapa jenis material yang digunakan dalam pabrik propilen glikol ini dengan rentang suhu tertentu. Untuk menentukan material yang tepat, jenis material dan rentang suhu dapat digunakan menjadi konsiderasinya. Untuk material yang dikonsiderasi adalah glikol dan hidrogen. Untuk gliserol dan asetol, material yang digunakan adalah carbon steel. Untuk glikol dapat menggunakan carbon steel atau stainless steel (SS-316 atau SA240) (Norsok, 2004). Sehingga pada perancangan pabrik ini untuk reaktor


31

menggunakan SS-316 dengan pertimbangan suhu yang cukup tinggi mencapai 240 o

C. Penggunaan gas hidrogen ternyata juga menjadi konsiderasi dalam pemilihan

material. Dengan menggunakan carbon steel, dikhawatirkan ada isu decarburization yang terjadi di alat. Fenomena ini terjadi dimana hidrogen menyerang carbon steel menyebabkan hydrogen embrittlement yang terjadi di suhu tinggi. Untuk menghindari hal tersebut, maka pabrik propilen glikol ini menggunakan materal SS-316 dimana material ini mampu digunakan untuk amterial gas hidrogen. 3.6 Sizing Alat Tangki (Storage Tank) Tabel 3.10 Sizing Tangki TK-101

TK-101 72 in Butt-welded Courses Parameter Required API Standard 12C Diameter (ft) 49.4 50 Height (ft) 37 42 Capacity (bbl) 14690 Courses 7 Shell Thickness (in) 0.3

Tabel 3.11 Sizing Tangki TK-102

TK-102 72 in Butt-welded Courses Parameter Required API Standard 12C Diameter (ft) 16.7 20 Height (ft) 22.3 24 Capacity (bbl) 1340 Courses 4 Shell Thickness (in) 3/16


TK-301 72 in Butt-welded Courses


32

Parameter Required API Standard 12C Diameter (ft) 22 25 Height (ft) 29.4 30 Capacity (bbl) 2620 Courses 5 Shell Thickness (in) 3/16


TK-501 72 in Butt-welded Courses Parameter Required API Standard 12C Diameter (ft) 34 35 Height (ft) 45.3 48 Capacity (bbl) 8230 Courses 8 Shell Thickness (in) 0.24


TK-601 72 in Butt-welded Courses Parameter Required API Standard 12C Diameter (ft) 22.4 25 Height (ft) 29.9 30 Capacity (bbl) 2620 Courses 5 Shell Thickness (in) 3/16 Pressure Vessel Tabel 3.15 Sizing Vessel V-301

V-301 Design Volume (ft3) Operating Pressure (Psia) Operating Temperature (F) Design Pressure (Psia)

2429 90 308 129


33

Design Temperature (F) 363.8 Diameter (ft) 13.84 Height Total (ft) 18.46 Height Shell (ft) 11.54 Material SS-316 atau SA-240 Joint double-welded butt joints Shell Thickness (in) 25/32 Eliptical Top (a/b = 2) Top Thickness (in) 23/32 Weight (ton) 8.71

Tabel 3.16 Sizing Separator E-103

Separator E-103 Design Volume (m3) 6.07 Operating Pressure (Psia) 12.94 Operating Temperature (F) 258.8 Design Pressure (Psia) 15 Design Temperature (F) 309.68 Diameter (m) 1.46 Height Total (m) 3.99 Height Shell (m) 3.25 Material SS-316 atau SA-240 Joint double-welded butt joints Shell Thickness (in) 13/32 Eliptical Top (a/b = 2) Top Thickness (in) 9/32 Weight (ton) 1.48 Evaporator Tabel 3.17 Sizing Evaporator E-101

Evaporator E-101 Design Case

water-glycerol separation

Design pressure (psia)

15


34

Design Temperature (F)

332

Material Heating Media Flow (lbm/h) Temperature (F) Pressure (psia) Tube Spec Effective length (ft) tube thickness (in)

SA-283 Steam 4874.8 518 580 3/4 in OD 18 BWG 12 ft U tube 11.00 0.05 10 I.D with 34 tube (51 tube actual) Shell Spec and 2 passes 15/16 in triangle pitch Diameter (ft) 20.8 Height (ft) 27.7 Shell Height (ft) 17.31 Shell Thickness (in) 15/16 Eliptical Top (a/b = 2) Top Thickness (in) 11/16 Kolom Distilasi Tabel 3.18 Sizing Kolom Distilasi V-201

Distillation Column V-201 A. Design Conditions 1 2 3 4 5

6

Design Case Internal Type Design Press Design Temp Material -Shell/head -Internal -Demister -Other Top: -Rate (kg/hr) -Pressure (psia) -Vapour density (kg/m3)

Acetol-Water Separation Sieve Tray 14,7 psia 91,89-148,6°C Carbon Steel Carbon Steel Carbon Steel Carbon Steel 7795 14,7 0,77


35

7

Bottom: -Rate (kg/hr) -Pressure (psia) -Liquid density (kg/m3)

B. Operating Conditions 1 Operating Press (psia) 2 Operating temp (oC) C. Dist. Column Dimension 1 Tower Inside Diameter (m) 2 Tray Spacing (m) 3 Tray Number 4 Tray Volume (m3) D. Reboiler 1 Diameter (m) 2 Length (m) 3 Volume (m3) 4 Duty (MW) E. Condenser 1 Diameter (m) 2 Length (m) 3 Volume (m3) 4 Duty (MW)

20.785 15,37 (1,06 bar) 885,4

14,7 91,89-148,6 1,5 0,55 8 0,97 1,2 1,8 2 3.93 1,2 1,8 2 7.11

Tabel 3.19 Sizing Kolom Distilasi V-501

Distillation Column V-501 A. Design Conditions 1

Design Case

2 3 4 5

Internal Type Design Press Design Temp Material -Shell/head -Internal -Demister

PG-Acetol Separation Sieve Tray 14,7 psia 60-188,9°C Carbon Steel Carbon Steel Carbon Steel


36

6

7

-Other Top: -Rate (kg/hr) -Pressure (psia) -Vapour density (kg/m3) Bottom: -Rate (kg/hr) -Pressure (psia) -Liquid density (kg/m3)

Carbon Steel 4978,3 14,7 2,12

B. Operating Conditions 1 Operating Press (psia) 2 Operating temp (oC) C. Dist. Column Dimension 1 Tower Inside Diameter (m) 2 Tray Spacing (m) 3 Tray Number 4 Tray Volume (m3) D. Reboiler 1 Diameter (m) 2 Length (m) 3 Volume (m3) 4 Duty (MW) E. Condenser 1 Diameter (m) 2 Length (m) 3 Volume (m3) 4 Duty (MW)

18.941,7 15,37 (1,06 bar) 805,9

14,7 60-188,9 1,5 0,55 7 0,97 1,2 1,8 2 10.74 1,2 1,8 2 11.64

Reaktor Tabel 3.20 Sizing Reaktor R-101

Suhu Tekanan

REAKTOR DEHIDRASI R-101 Kondisi desain dan operasi T Operasi 240 C T Design 280 C P Operasi 0.98 bar


37

Dimensi Ketebalan dinding Volume Berat Jenis Material Joint

P Design Dimensi D shell H shell H t/t R top t shell 17/32 t bot 22/32

1.02 bar 3.7 9.25 8.325 3.3

m m m m in in 71.75 m3 1.41 ton SS-316 atau SA-240 double-welded butt joints

Fitur Pemanas Jenis Pemanas Heating Media Diameter tube Panjang Tube (1 Pass) Jumlah Pass Ketebalan tube Jumlah Tube Jenis Material Pressure U Area Heat Transfer Laju Alir

Horizontal Tube Steam (H2O) 250-270 C 38 mm 0.9 m 8 m 2 mm 149 Tube SS-316 atau SA-240 40 bar 871.43 W/m2C 128.24 m2 1.06 kg/s

Tabel 3.21 Sizing Reaktor R-301

Suhu

Tekanan

REAKTOR HIDROGENASI R-301 Kondisi desain dan operasi T Operasi 185 T Design 219 P Operasi 13.6 P 17

C C bar bar


38

Design Dimesi

Dimensi Ketebalan dinding Volume Berat Jenis Material Joint

D shell H shell H t/t R top t shell t bot

4.8 m 1.93 m 4.33 m 4.32 m 1 21/32 in 1 21/32 in 56.10 m3 30.62 ton SS-316 atau SA-240 double-welded butt joints

Fitur Pengaduk Turbine blade (6 blade) berinklinasi Jenis Impeller 45o Diameter Impeller 1.6 m Kedalaman 1.6 m RPM 264 RPM Power Input 1.77 kW Jarak baffle terhadap dinding 0.072 m Pendingin Jenis pendingin Internal Coil (spiral) Cooling Media Water (H2O) 120-160 C Diameter tube coil 0.05 m Pitch 0.05 m Diameter Coil 4.32 m Ketebalan tube coil 2 mm Jenis Material SS-316 atau SA-240 Pressure 7 bar U 1632.08 W/m2C Area Heat Transfer 44.98 m2 Laju Alir 3 kg/s Filter Pressure Leaf Filter / Jenis Filter Tank Filter Cake Thickness 25 mm Design Filtration

11.24 kg/h m2


39

Rate 48.79 m2

Luas Area Filter Pompa Tabel 3.22 Sizing Pompa

Pompa

Capacity (gal/min)

Total Head (ft)

Pressure (psig)

P107 P100 P106 P101-3 P105 P204 P101 P104 P102 P103

74.86 66.05 66.05 39.63 79.26 66.05 70.45 52.84 13.21 44.03

32.81 45.93 9.84 49.21 6.56 492.13 9.84 19.69 114.83 16.4

1.45 17.4 3.19 18.42 2.03 188.54 2.76 6.38 43.51 5.8

Duty (kW)

0.1 0.12 0.4 0.1 7 0.11 0.2 0.3 0.1

Tipe Pompa Screw Screw/Centrifugal single suction Centrifugal single suction Centrifugal single suction Centrifugal single suction Multistage centrifugal pump Centrifugal single suction Centrifugal single suction Centrifugal single suction Centrifugal single suction

3.7 Analisis Ekonomi Tahap 2 Cost index diperlukan untuk menentukan harga peralatan pada tahun tertentu. Pada analisis keekonomian ini digunaan chemical engineering cost index untuk memprediksi harga peralatan pabrik di tahun pembelian.

CEPCI

CEPCI 1000 800 600 400 200 0 2004

2006

2008

2010

2012

2014

2016

2018

Tahun Gambar 3.9 Grafik Estimasi CEPCI sampai dengan tahun 2019


2020

40

Dengan menggunakan nilai CEPCI, dapat diketahui harga dari alat yang digunakan dalam pabrik ini.


41

Tabel 3.23 Harga Peralatan Pabrik Propilen Glikol

No A B

C

D

E

F

Equipment Evaporator Evap 1 + Vacuum pump Pressure Vessel PV 1 - Separator PV 2 - Condenser + Vacuum pump Tank TK 1 TK 2 TK 3 TK 4 TK 5 Distillation Column Dist 1 Dist 2 Reaktor Dehydration + Vacuum pump Hidrogenation Pompa P107 P100 P106 P101-3 P105

Qtty Spare Price/Unit Total Price

Reference Year

Cost Index Cost Index Reference 2015

Price 2015

3

1

$365.945

$1.463.779

2004

444,2

693,9

$2.290.610

1 1

0 0

$120.120 $85.680

$120.120 $85.680

2004 2004

444,2 444,2

693,9 693,9

$187.634 $134.748

1 1 1 1 1

0 0 0 0 0

$436.982 $117.087 $169.304 $317.740 $169.304

$436.982 $117.087 $169.304 $317.740 $169.304

2004 2004 2004 2004 2004

444,2 444,2 444,2 444,2 444,2

693,9 693,9 693,9 693,9 693,9

$682.590 $182.897 $264.462 $496.327 $264.462

1 1

0 0

$354.720 $484.986

$354.720 $484.986

2004 2004

444,2 444,2

693,9 693,9

$554.092 $757.575

2 3

1 1

$295.786 $926.502

$887.359 $3.706.006

2000 2000

394,1 394,1

693,9 693,9

$1.565.045 $6.524.911

1 1 1 1 1

1 1 1 1 1

$28.227 $9.067 $8.786 $8.786 $8.786

$56.454 $18.135 $17.573 $17.573 $17.573

2000 2000 2000 2000 2000

394,1 394,1 394,1 394,1 394,1

693,9 693,9 693,9 693,9 693,9

$99.395 $31.929 $30.939 $30.939 $30.939


42

P204 P101 P104 P102 P103

1 1 1 1 1

1 1 1 1 1

$10.237 $8.786 $8.786 $8.786 $8.786

$20.475 $17.573 $17.573 $17.573 $17.573

2000 2000 2000 2000 2000

394,1 394,1 394,1 394,1 394,1

693,9 693,9 693,9 693,9 693,9

$36.049 $30.939 $30.939 $30.939 $30.939


43

( CCF

)

(

) =

(

) 0,46


BAB 4 HEAT EXCHANGER NETWORK

Fluida Dingin Tabel 4.1 Fluida Dingin Pabrik

No Stream in Steam Out Tin (C ) Tout (C ) Q (kW) Cp (kW/K) 1 7 8 152,85 240,00 2995,96 34,38 2 16 17 105,81 109,72 50,17 12,84 3 21 22 122,32 185,00 666,75 10,64 4 23 24 38,00 129,87 92,72 1,01 129,67 136,12 77,62 12,03 5 35 36 136,12 166,13 1814,59 60,47 Fluida Panas Tabel 4.2 Fluida Panas Pabrik

No Stream in Stream Out Tin (C ) Tout (C ) Q (kW) Cp (kW/K) 1 4 18 166,89 87,26 1518,293 19,07 240,00 190,84 492,722 10,02 2 9 10 dan 11 190,84 126,00 2159,400 33,30 3 10 13 126,00 103,48 3948,585 175,37 4 32 33 184,77 130,00 681,895 12,45 Untuk mendapatkan nilai pinch dari pertukaran panas pabrik ini, dibuat grafik suhu dengan kalor yang diperlukan untuk fluida dingin dan fluida panas. Berdasarkan nilai-nilai

di

atas,

maka

didapatkan

grafik

sebagai

berikut:


45

Suhu (C )

Kurva Komposit 250 240 230 220 210 200 190 180 170 160 150 140 130 120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0

2000

4000

6000

8000

10000

ColdQ (kW) Hot

Gambar 4.1 Hot and Cold Composite Curve

Fluida panas yang bertukar dengan fluida dingin harus memiliki suhu yang lebih tinggi, sehingga proses pertukaran panas dapat terjadi. Perbedaan suhu antara fluida panas dan fluida yang diambil pada proses ini adalah 10 oC. Maka, agar posisi pinch bisa didapatkan, kurva dingin harus digeser hingga mendapatkan kondisi perbedaan suhu 10 oC antara hot composite curve dan cold composite curve.


46

Suhu (C )

Cold and Hot Composite Curve

Cold Hot

260 250 240 230 220 210 200 190 180 170 160 150 140 130 120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0.00

2000.00

4000.00

6000.00

8000.00

10000.00

12000.00

Q (kW)

Gambar 4.2 Hot and Cold Composite Curve Setelah Pinch

Sehingga, didapatkan pinch pada suhu 146,12 oC untuk fluida panas dan 136,12 oC untuk fluida dingin.


47

Tabel 4.3 Penggabungan Fluida Panas dan Fluida Dingin No

T (C )

Cold Fluid

Hot Fluid

delta T

Σcpc - cp h (kW/K)

dH (kW)

1

245,00

10,00

34,377

343,77

2

235,00

45,00

24,354

1095,92

3

190,00

4,16

34,991

145,51

4

185,84

6,07

11,711

71,11

5

179,77

8,64

-0,739

-6,38

6

171,13

9,24

59,730

552,05

7

161,89

4,04

40,663

164,29

8

157,85

16,73

6,286

105,14

9

141,12

6,25

-42,153

-263,50

10

134,87

0,20

-41,144

-8,26

11

134,67

7,35

-53,174

-391,09

12

127,32

2,32

-63,811

-147,86

13

125,00

4,00

-51,361

-205,44

14

121,00

6,28

-193,431

-1214,65

15

114,72

3,91

-180,588

-705,38

16

110,81

12,33

-193,431

-2384,97

17

98,48

16,22

-18,058

-292,96

18

82,26

39,26

1,009

39,62

19

43,00 No Cp (kJ/sK)

1 34,38

2 12,84

3 10,64

4 1,01

Cold Fluid

5a

5b

12,03

60,47

1 19,07

2a

2b

10,02

33,30

3 175,37

4 12,45

Hot Fluid


48

Gambar 4.3 Keperluan Panas terhadap Perubahan Suhu


49

Metode desain pinch digunakan untuk mengetahui aliran yang saling bertukar panas. Metode ini melihat nilai Cp dari fluida, kemudian daerah di atas pinch dan daerah di bawah pinch dibagi. Sehingga, hasil yang diperoleh adalah sebagai berikut:


50

PINCH

240°

H

170,39°

164,79°

155,98°

152,85°

1

2,39 MW

109,72°

185°

136,12°

156,79°

105,81°

129,89°

122,32°

2

3 COLD

129,87°

166,13°

136,12°

14,03%

166,13°

80,19°

4

5a

156,89°

H 0,078 MW

65,03%

129,67°

38°

136,12°

129,67°

5b

20,59%

137,77°

55,52%

C 31,47%

0,219 MW

1

0,05 MW

44,48%

166,89°

146,12° 2a

210,06°

240°

0,176 MW

0,303 MW

137,21°

141,05°

87,26° C

68,53% 0,066 MW

0,05 MW

0,652 MW

190,84° 0,3 MW

0,193 MW

2b

146,12°

181,75°

190,84°

126° C

HOT 0,303 MW

1,19 MW

0,670 MW

103,48°

126° C

3

3,95 MW

4

176,13°

184,77°

0,107 MW

146,12°

0,373 MW

139,89° 0,078 MW

133,42°

0,08 MW

130°

0,043 MW

Gambar 4.4 Desain Pinch


51

Perbandingan Energi dengan menggunakan HEN Kebutuhan energi keseluruhan adalah: Energi Listrik Duty & Work (kW) Pengaduk Reaktor 1 4,28 Pompa (keseluruhan) 0,00 Kompresor 63,31 Turbin -36,85 Total 30,74 Energi Pertukaran Kalor HE & Evaporator Heating Media (kW) 8.878,02 Cooling Media (kW) 8.800,89 Energi pertukaran kalor pada reaktor Cooling & Heating Media Reaktor (kW) Reaktor 1 4.541,94 Reaktor 2 2.629,16 Kebutuhan energi total adalah 24,88 MW untuk memproduksi 9.610 kg/h propilen glikol. Maka besar energi yang diperlukan untuk setiap kg propilen glikol adalah 9,23 MJ/kg. Energi Pertukaran Panas Setelah Menggunakan HEN HE & Evaporator (kW) Evaporator 3.180,22 Heating Media HE 2.471,39 Cooling Media HE 5.574,49 Dengan menggunakan HEN, terjadi penghematan kebutuhan energi pabrik dari sisi penggunaan energi untuk pertukaran kalor. Penghematan yang terjadi adalah sebesar 25,93% dibandingkan jika tanpa menggunakan HEN.


DAFTAR PUSTAKA A. Runberg, J. B., J. Kijenski 1985. Applied Catalyst. Applied Catalyst. AKSteel. 2007. 316/316L. http://www.aksteel.com/pdf/markets_products/stainless/austenitic/316_316L_ Data_Bulletin.pdf Anonim. 1972. Purifying Propilen glikol Monoesters Using Vacuum Distillation. 04/886772. Arredondo, V. M. W. C., OH, US), Corrigan, Patrick Joseph (Glendale, OH, US). 2009. Process for the conversion of gliserol to propilen glikol and amino alcohols. United States patent application 7619118. ATSDR 1997. Propilen glikol. In: Services, U. D. O. H. A. H. (ed.). Bloom, P. 2011. Hidrogenolysis Of Gliserol And Products Produced Therefrom. United States of America patent application. BPS 2009. Jumlah Perusahaan Menurut SubSektor, 2001-2009. Jakarta: Badan Pusat Statistik. Branan, Carl. 2002. Rules of Thumb For Chemical Engineers. Houston : El-Sevier. Brownell, Lloyd E and Edwin H. Young. 1959. Process Equipment Design. John Wiley & Sons, inc. Cheremisinoff , Nicholas P. 2000. Handbook of Chemical Processing Equipment. Butterworth-Heinemann. Coulson & Richardson. 1983. Chemical Engineering Design. Oxford : El-Sevier. C. Montassier, D. G., J. Barbier, 1988. Heterogen Catalyst Fine Chemistry. Heterogen Catalyst Fine Chemistry. Dasari, M. A. 2006. Catalytic Conversion Of Gliserol And Sugar Alcohols To ValueAdded Products. University of Missouri. DavyProTech. 2008 Propilen glikol. Available: Degarmo, E.P., Ekonomi Teknik1997, Jakarta: Prenhallindo. http://www.davyprotech.com/pdfs/Propylene%20Glycol%20Brochure.pdf [Diakses tanggal 26 September 2011]. EET. 2008. High Efficiency Electro-Pressure Membrane (HEEPM). Available: http://www.eetcorp.com/heepm/biodiesel.pdf [Diakses tanggal 11 Oktober 2011]. Euro-Inox. 2004. Stainless Stell: Table of Technical Properties.http://www.euroinox.org/pdf/map/Tables_TechnicalProperties_EN.pdf Fessenden, R. J. F. J. S. 1986. Kimia Organik, Jakarta, Erlangga. Fogler, H. S. 2006. Elements of Chemical Reaction Engineering, New Jersey, Pearson Education, Inc.


53

G. Speigth, James. 1980. Chemical And Process Design Handbook. New York : McGraw-Hill. Gerpen, J. V. 2005. Biodiesel Production and Fuel Quality. [Diakses tanggal 29 September 2011]. Gitosudarmo M. Com, Drs. Indriyo, Drs. Basri. 1989. “ Manajemen Keuangan”. Yogyakarta : BPFE. Godavarthy, S., Su, W.-y., Diguilio, R. M., Harville, S. & Forkner, M. W. 2011. Process for the Production and Purification of Propilen glikol. 12/994961. Huntsman 2006. Propilen glikol-USP. Huntsman Corp. ICIS. 2010. Propilen glikol (PG) Uses And Market Data. Jewett, R.P. 1973. Hydrogen Environment Embrittlement of Metals. NASA CR-2163 John G. Frye, A. A. O., Alan H. Zacher. 2011. Processes And Systems For The Production Of Propilen glikol From Gliserol. United States of America patent application. Kelly 2011. Employment Outlook and Salary Guide 2010/2011. Kelly Services. Kofanov, V.J., ”Heat Transfer and Hydraulic Resistance in Flowing Liquid Suspension in Pipes”. Int. Chem. Eng. 4, 426-430, 1964 Kirk, R. E. & Othmer, D. F. 1997. Glycols (Propylene). Encyclopedia of Chemical Technology. New York: Wiley Interscience. Lin, J. 2011. ICISpricing: Mono Propilen glikol (Asia Pacific). March 25, 2011 ed.: ICISpricing. Ling, A. L. 2008. Heat Exchanger Selection and Sizing (Engineering Design Guideline). http://www.klmtechgroup.com/PDF/EDG/ENGINEERING_DESIGN_GUID ELINE-_HX_Rev2.pdf. [Diakses tanggal 23 Oktober 2011] Ludwig, E. E. 1997. Applied Process Design for Chemical and Petrochemical Plants, Gulf Professional Publishing. Macret, R. & Lourenco, C. F. W. 2011. Purification of Crude Gliserol. United States patent application 12/993137. MediaIndonesia.com. 2010. UMK Cilegon Tertinggi pada 2011. 23 November 2010. MI. 2011. Permintaan Biodiesel 2011 Naik hingga 700 Ribu Ton. Media Indonesia. NASA 2005. Safety Standard for Hidrogen and Hidrogen Systems: Guidelines for Hidrogen System Design, Materials Selection, Operations, Storage, and Transportation. Hidrogen Vent and Flare Systems. Washington, DC: Office of Safety and Mission Assurance. Nason, D. D. B. I., WA, US), O'rourke, Thomas C. (Seattle, WA, US), Campbell, Scott J. (Seattle, WA, US). 2010. SECONDARY USER INTERFACE. United States patent application 20100207971.


54

Norsok. 2004. NORSOK STANDARD. Othmer, K. 1991. Encyclopedia of Chemical Technology, 3rd edition, McGraw Hill. Perry, Robert H. 1999. Perry’s Chemical Engineers’ Handbook. McGraw-Hill Companies, Inc. Plotkin, J. S. & Coleman, H. J. 2008. PERP Program - Glycerin Conversion to Propilen glikol. Available: http://www.chemsystems.com/about/cs/news/items/PERP%200607S4_Glycer in.cfm [Diakses tanggal 16 Oktober 2011]. Potthast, R. H., TX, US), Chung, Chi Ping (Houston, TX, US), Mathur, Indresh (Sugar Land, TX, US). 2010. Purification of glycerin obtained as a bioproduct from the transesterification of triglycerides in the synthesis of biofuel. United States patent application 7718833. Pravitasari, A. 2009. Potensi Pengembangan Biodiesel Di Indonesia [Online]. Jakarta. [Accessed]. Seider, W. D., Seader, J. D. & Lewin, D. R. 2003. Product and Process Design Principles, John Wiley and Sons, Inc. Smith, Robin. 2005. Chemical Process Design and Integration. England: McGraw Hill Sinnott, R. K. 2005. Chemical Engineering Design 4th edition. Elsevier. Stokes and Evans. 1997. Fundamentals of interfacial engineering. Wiley-VCH. Suppes, G. J., Sutterlin, W. R. & Dasari, M. 2011. Method of Producing Lower Alcohols from Gliserol. United States patent application. Suppes, G. J. C., MO, US), Sutterlin, William Rusty (Tuscaloosa, AL, US). 2010. Method of Producing Lower Alcohols from Gliserol. United States patent application 20100019192. S. Peters, Max & Klaus D. Timmerhaus. 1983. Plant Design And Economics For Chemical Engineers. New York : McGraw-Hill. Marchi, C.S, Somerday B.P. 2008. Technical Reference on Hydrogen Compatibility of Materials. Sandia National Laboratories. Tech, O., A Survey of Recent Chemical Price Trends, 2010: New York. Treybal, R. E. 1980. Mass Transfer Operations, McGraw-Hill. Tuck, M. W. M. L., GB). 2010. PROCESS FOR THE HIDROGENATION OF GLISEROL TO PROPILEN GLIKOL. United States patent application 20100204527. Wallas, Stanley M. 1988. Chemical Process Equipment Selection and Design. Butterworth-Heinemann. Wayan R. Susila, E. M. 2008. Dampak Pengembangan Biodiesel Berbasis CPO Terhadap Kemiskinan Di Indonesia. www.airliquide.com


55

Zwietering, T.N. “ Suspending of solid particles in liquid by agitators” Chemical Engineering Science, 8, 244,1958


Pra Perancangan Pabrik Propylene Glycol dengan Bahan Baku Gliserol

Recommend Documents