1
BAB I PENDAHULUAN 1.1. 1.1. Lata Latarr Be Bela laka kang ng
Aseton Aseton adalah adalah turuna turunan n keton keton yang yang merupa merupakan kan senyaw senyawaa paling paling pentin penting g dalam dunia industri. Adapun sejarah perkembangan teknologi proses pembuatan aseton yaitu (Kirk & Othmer, 1983) : Aseton pertam pertamaa kali kali ditemu ditemukan kan pada pada tahun tahun 1595 1595 sebaga sebagaii produk produk dari dari Aseton distilasi timah asetat. Pada tahun tahun 1920, 1920, produk produksi si aseton aseton menggu menggunak nakan an proses proses dehidr dehidroge ogenas nasii Pada dengan bahan baku isopropyl alkohol. Selama perang dunia II, terjadi perkembangan proses yang digunakan, yaitu
proses fermentasi. Pada perten pertengah gahan an tahun tahun 1960, 1960, aseton aseton diprod diproduks uksii dari dari propil propilena ena dengan dengan Pada proses oksidasi langsung yang dikenal dengan dengan proses Wacker. Pada pertengahan tahun 1970, produksi aseton menggunakan proses cumene hydroperoxide. Pada proses ini hasil utamanya adalah phenol, sedangkan aseton merupakan produk samping.
1.2. 1.2. Maksu Maksud d dan Tuju Tujuan an Peran Peranca canga ngan n Pabrik Pabrik 1.2.1. 1.2.1. Alasan Alasan Pendir Pendirian ian Pabrik Pabrik
Perkembang Perkembangan an dunia dunia industri industri di Indonesia Indonesia mengalami mengalami peningkata peningkatan n begitu pesat seiring dengan kemajuan teknologi yang ditemukan, sehingga diharapkan diharapkan mampu bersaing dengan dengan Negara-negar Negara-negaraa maju. Perkembang Perkembangan an industri tersebut juga terjadi pada industri kimia, dimana produk-produk kimia sangat dibutuhkan baik digunakan secara langsung maupun sebagai intermediate product . Aseton merupakan salah satu produk industri kimia
2
yang yang dapa dapatt digu diguna naka kan n secara secara lang langsu sung ng dan dan dapa dapatt digu diguna naka kan n seba sebaga gaii intermediate product . Aseton Aseton banyak banyak diguna digunakan kan pada pada indust industri ri selulo selulosa sa asetat, asetat, cat, cat, serat, serat, plastic, karet, kosmetik, perekat, pernis, penyamakan kulit, pembuatan minyak pelumas, pelarut dalam proses ekstraksi, dan sebagai bahan baku methyl isobutyl ketone. ketone. Kebutuhan aseton dalam jumlah besar di Indonesia relative meningkat setia setiap p tahu tahun. n. Namu Namun, n, sampa sampaii saat saat ini ini masih masih belu belum m ada ada pabr pabrik ik yang yang memproduksi aseton di Indonesia, sehingga Indonesia mengimpor aseton untuk untuk memenu memenuhi hi kebutu kebutuhan han industr industrii dari dari negara negara lain seperti seperti Amerik Amerikaa Serikat, Belanda, Cina, Korea, Jepang dan Singapura. Tabel 1.1 dibawah ini menu menunj njuk ukka kan n bany banyak akny nyaa impo imporr aseto aseton n Indo Indone nesia sia per per tahun tahun nunt nuntuk uk memenuhi kebutuhan industri di Indonesia. Tabel 1.1 Data Impor Aseton Indonesia *)
No 1 2 3 4 5
Tahun 2007 2008 2009 2010 2011
Jumlah (kg) / tahun 12.719.092 12.973.473 13.232.942 14.058.136 15.806.833
*)
Sumber : Badan Pusat Statistik
Dengan Dengan didirik didirikann annya ya pabrik pabrik aseton aseton di Indone Indonesia sia diharap diharapkan kan dapat dapat memberikan keuntungan antara lain :
Menghemat Menghemat devisa Negara karena karena dapat mengurangi mengurangi kegiatan kegiatan impor impor aseton.
Meny Menyed edia iaka kan n
aset aseton on
bagi bagi
indu indust stri ri-i -ind ndus ustr trii
di
Indo Indone nesi siaa
yang yang
menggunakan bahan tersebut.
Membuka
lapang angan
pengangguran.
kerja rja
baru
untuk
menguran rangi
jumlah
3
1.2.2. Ketersediaan Bahan Baku
Bahan baku pembuatan Aseton adalah isopropyl alkohol. Isopropil alkohol telah banyak diproduksi di Indonesia, dibuktikan dengan adanya data isopropyl alkohol yang diekspor. Tabel 1.2 Data Ekspor Isopropil Alkohol di Indonesia *)
No
Tahun
Jumlah ekspor Isopropil Alkoho (kg)
1
2007
8.496.901
2
2008
5.326.395
3
2009
1.861.318
4
2010
1.497.720
5
2011
1.404.649
*)
Sumber : Digital Information Services
Bahan baku pembuatan aseton (Isopropil alkohol) juga diproduksi oleh industri-industri kimia luar negeri, sehingga bila suatu saat produksi isopropyl alkohol dalam negeri tidak mencukupi kebutuhan produksi, maka dapat dilakukan impor bahan baku untuk memenuhi kebutuahn bahan baku tersebut. Tabel 1.3 Data produsen Isopropil Alkohol (IPA) di Luar Negeri
No
Produsen
Kapasitas (juta pound / tahun)
1
Dow, Texas City, Tex.
550
2
Equistar, Channelview, Tex.
65
3
ExxonMobil, Baton Ronge, La.
660
4
Shell, Deer Park, tex.
600
*)
4
Total
1.875
*)
Sumber : Digital Information Services
1.2.3. Kebutuhan
Aseton sangat dibutuhkan untuk industri di Indonesia sehingga pendirian Pabrik Aseton di Indonesia dapat mengurangi jumlah impor aseton dari luar negeri. Di Indonesia, Aseton digunakan pada industry selulosa asetat, cat, serat, plastic, karet, kosmetik, perekat, pernis, peyamakn kuli, pembuatan minyak pelumas, pelarut dalam proses ekstraksi dan sebagai bahan baku methyl isobutyl ketone. Tabel 1.4 di bawah ini menunjukkan kebutuhan aseton di Indonesia untuk berbagai industri. Tabel 1.4 Data Kebutuhan Aseton untuk Beberapa Industri di Indonesia
No
Tahun
Industri
Jumlah (kg)
1
2007
Industri karet
4.445
2
2008
Industry cat, pernis dan lak
171.000
3
2009
Industri remiling karet
39.543
4
2010
Industri molding
1.084
5
2011
Industri cat, pernis, lak
3.914
*)
*)
Sumber : Badan Pusat Statistik
1.3. Analisa Pasar dan Perencanaan Kapasitas Produksi 1.3.1. Aspek Pasar
Prospek pendirian pabrik aseton di Indonesia dilihat dari aspek pasar, berpotensi untuk berkembang pesat karena saat ini di Indonesia masih belum ada pabrik aseton. Kebutuhan aseton di Indonesia masih belum ada pabrik aseton. Kebutuhan aseton di Indonesia juga relative tinggi namun
5
untuk memenuhi kebutuhan tersebut harus di impor dari luar negeri. Hal ini menunjukkan bahwa pabrik aseton yang akan di bangun dapat membantu memenuhi kebutuhan industri yang menggunakan bahan baku aseton dan belum ada persaingan pasar dalam negeri. Namun, untuk menghadapi persaingan dengan produsen luar negeri harus menjaga kualitas produk dan sistem manajemen yang bagus. Tabel 1.5 data Produsen Aseton di Luar Negeri *)
No
Produsen
Kapasitas (juta pound / tahun)
1
Dow Chemical, Freeport, Tex.
395
2
Dow Chemical, Institute, W.Va.
170
3
Georgia Gulf, Pasadena, Tex.
95
4
Georgia Gulf, Plaquemine, La.
305
5
Goodyear Tire & Rubber, Bayport, Tex.
15
6
Inoes Phenol, Theodore, Ala.
605
7
JLM Chemicals, Blue Island, III
55
8
Mount Vernon Phenol Plant Partnership, Mount Vernon, Ind.
430
9
Shell, Deer Park, Tex.
715
10
Sunoco, Frankford, Pa.
680
11
Sunoco, Haverhill, Ohia.
590
Total
4055
*)
Sumber : www.icis.com,
1.3.2. Perencanaan Kapasitas Produksi
Pemilihan kapasitas perancangan didasarkan pada kebutuhan aseton di Indonesia, tersedianya bahan baku, serta ketentuan kapasitas minimum.
6
Kebutuhan aseton di Indonesia dari tahun ke tahun mengalami peningkatan. Hal ini menunjukan pesatnya perkembangan industry kimia di Indonesia. Data statistic berikut menunjukan kenaikan permintaan aseton dari luar. Dari data impor aseton pada Tabel 1.1 maka di dapatkan grafik dengan persamaan linier y = 0,726x - 1444. Gambar 1.1 Grafik Jumlah Impor Aseton Indonesia
Berdasarkan data diatas, diperkirakan kebutuhan aseton akan terus meningkat pada tahun-tahun mendatang sejalan dengan perkembangan industri yang menggunakan aseton sebagai bahan baku. Peningkatan ratarata kebutuhan Aseton di Indonesia sebesar 4,5%. Dengan perhitungan sebagai berikut: y1
= 0,726x – 1444
y1
= 0,726 (2020) – 1444 = 22,52 ribu ton
y2
= 0,726x – 1444
y2
= 0,726 (2011) – 1444 = 15,99 ribu ton
7
Rata-rata pertumbuhan kebutuhan aseton di Indonesia
Pada tahun 2020 diperkirakan kebutuhan aseton mencapai 22,5 ribu ton per tahun, sehingga diambil kapasitas produksi 22.500 ton per tahun, dengan pertimbangan bahwa produksi aseton di Indonesia 0 (nol).
1.4. Pemilihan Lokasi
Pemilihan lokasi pabrik sangat menentukan kemudahan mobilitas pabrik, sehingga
diperlukan
pertimbangan-pertimbangan
dalam
pemilihan
lokasi
pendirian pabrik. Pendirian pabrik aseton dari isopropil alkohol dengan proses dehidrogenasi direncanakan di Cilegon, Banten. Gambar 1.1 Peta Propinsi Banten
Hal-hal yang digunakan sebagai dasar penentuan lokasi pabrik adalah : •
Bahan baku Penentuan lokasi pabrik yang didasarkan pada lokasi keterse diaan bahan baku akan memberikan keuntungan tersendiri yaitu bahan baku mudah diperoleh dengan harga yang lebih murah. Bahan baku pembuatan aseton adalah isopropyl alkohol, dimana produsen isopropyl alkohol antara lain berada di
8
daerah Jawa Barat, sehingga lokasi pabrik didirikan di Cilegon, Banten agar dekat dengan bahan baku. •
Sarana transportasi Dalam upaya pemenuhan bahan baku dan pemasaran hasil produksi, saran transportasi sangat berperan penting. Lokasi pendirian pabrik harus memiliki saran transportasi yang mudah untuk melakukan transportasi darat maupun laut. Aseton yang dihasilkan akan dipasarkan ke eluruh Indonesia untuk memenuhi kebutuhan industri-industri yang membutuhkannya. Oleh karena itu, dengan adanya sarana transportasi yang mudah maka akan mendukung keberlangsungan pabrik dan pemasaran hasil produksi juga menjadi lebih mudah.
•
Pemasaran Lokasi pendirian suatu pabrik harus mempertimbangkan aspek pasar karena hal tersebut yang menentukan keberlangsungan pabrik tersebut. Aseton merupakan salah satu bahan yang digunakan untuk industri cat, pernis,lak, selulosa, karet dan kosmetik, sehingga lokasi pendirian pabrik mendekati lokasi industri-industri tersebut (dekat dengan konsumen) akan memberikan keuntungan yang lebih bagi produsen dan konsumen.
•
Pengembangan di masa depan Dengan melihat prediksi kebutuhan aseton yang semakin meningkat setiap tahun maka perlu dipikirkan masalah perluasan pabrik di masa depan.
•
Sumber air dan sumber energi Operasional suatu pabrik membutuhkan air dan sumber energi seperti listrik untuk utilitas, sehingga penting mempertimbangkan sumber air dan sumber energi yang dibutuhkan untuk kepentingan operasional pabrik dalam penentuan lokasi pendirian pabrik.
BAB II
9
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Bahan Baku dan Bahan Pembantu Tambahan 2.1.1. Bahan Baku Utama Isopropil alkohol
Isopropil alcohol (2- propel alcohol, iso-propanol, rubbing alcohol) dibuat dengan proses esterifikasi atau hidrolisis dari propilena menjadi isopropyl alkohol. Proses esterifikasi atau hidrolisis dilakukan dengan hidrasi langsung, dimana proses ini lebih sulit untuk crude propilena. Tahap esterifikasi terjadi dengan asam sulfat 85 % pada 24-27°C dan konsentrasi berkurang menjadi 20 % pada tangki pemisahan. Isopropyl alkohol didistilasi dari asam yang terlarut dan kemudian dikembalikan lagi ke reactor esterifikasi. Isopropyl alkohol didistilasi
azeotropic dengan air.
Isopropyl alkohol digunakan untuk produksi aseton, untuk farmasi, pelarut dan coating. Beberapa bahan kimia diturunkan dari isopropyl alkohol, antara lain adalah isopropyl eter (pada industry ekstraksi pelarut), isopropyl asetat (suatu pelarut untuk cellulose derivative) dan isopropyl myristate (pelumas, campuran untuk kosmetik, tinta dan plasticizer). Sifat Fisik dan Kimia
Bahan baku yang digunakan adalah isopropyl alkohol (isopropanol, 2 –propanol, dimethyl karbonil), dimana sifat fisika dan sifat kimianya adalah sebagai berikut :
Sifat Fisika Isopropil Alkohol Rumus molekul
: C3H7OH
Berat molekul, g/gmol
: 60,10
Kenampakan
: cairan tak berwarna
10
Titik didih, °C
: 82,3
Titik beku, °C
: -88,5
Refractive index (20 °C) : 1,3772 Viskositas (20 °C), cP
: 2,4
Densitas (20 °C), g/cm3 : 0,7854 Spesific Gravityi (20 °C) : 0,7864 Temperature kritis, °C
: 235,2
Tekanan kritis (20 °C), kPa: 4.764 Sangat larut dalam air
Sifat Kimia Isopropil Alkohol
Isopropyl alcohol didehidrogenasi membentuk Aseton dengan
katalis bermacam-macam seperti logam, oksida dan campuran logam dengan oksidanya. Reaksi : CH3CHOHCH3
CH3COCH3 + H2
Isopropyl alcohol dapat juga dioksidasi secara parsial membentuk
aseton dengan katalis yang sama dengan proses dehidrogenasi. Reaksi : CH3CHOHCH3 + ½ O2
C3H6O + H2O
Dengan asam halogen dihasilkan Isopropil alcohol Halida.
Reaksi : CH3CHOHCH3 + HX
CH3CHXCH3 + H2O
11
Bereaksi dengan logam-logam aktif seperti sodium dan potassium
membentuk Metal Isopropoksida dan hydrogen. Reaksi : 2 CH3CHOHCH3 + 2 M
2 CH3CHOMCH 3 + H2
Alumina Isopropoksida dapat dihasilkan dari reflux Isopropil Alkohol 99 %, alumina dengan katalis Merkuri Oksida.
Dengan Asam Asetat dan katalis Asam Sulfat dapat membentuk
Isopropil Asetat. Reaksi : C3H8O + CH3COOH
H2O + CH3CHCOOCCH 3CHCH3
Dengan Etilen Oksida atau Propilen Oksida dengan katalis basa
seperti NaOH akan membentuk Eter Alkohol dari isopropyl alkohol. Reaksi : C3H8O + CH2=CH2
CH3CHOC2H4OHCCH3
2- isopropoksi etanol
Isopropyl alcohol dapat mengalami dehidrasi menghasilkan
Diisopropil Eter maupun Propilen. Reaksi : 2 CH3CHOHCH3 CH3CHOHCH3 2.1.2
(CH3)2CHOCH(CH3)2 + H2O CH3CH=CH2 + H2O
Bahan Baku Pendukung
12
Bahan baku pendukung untuk pembuatan aseton dengan proses dehidrogenasi adalah katalis yang digunakan yaitu kombinasi Zinc oxide dan Zirconium oxide. •
Zinc Oxide
Sifat Fisika Molecular formula
: ZnO
Molar mass
: 81.408 g / mol
Kenampakan
: padatan putih
Density, g/cm3
: 5.606
Melting Point, °C
: 1975
Boiling Point, °C
: 2360
Kelarutan dalam air (30 °C), mg/100 mL
: 2.0041
Sifat Kimia Zinc oxide bila direaksikan dengan HCl membentuk Zinc
clorida dan air. Reaksi : ZnO + 2 HCl
ZnCl 2 + H2O
ZnO bereaksi lambat dengan fatty acid pada minyak untuk
produksi karboksilat seperti oleat atau stearat.
2.2. Produk dan Sifat-sifatnya 2.2.1. Produk Utama
13
Aseton (dimethyl ketone, 2-propanone) merupakan keton yang paling sederhana dan berwujud liquid yang tidak berwarna. Larut dalam air, alcohol atau eter.
Kegunaan aseton adalah sebagai berikut: •
Aseton digunakan sebagai reaction ontermediate untuk produksi kompone-komponen lain seperti bisfenol A, acrylics dan methyl isobutyl keton ( MIBK).
•
Sebagai direct solvent , digunakan pada industry coating ,thinner , cairan pembersih (pembersih cat kuku, pelarut lem super, pembersih tinta), acrylic, nitrocellulose, industry cat dan pelarut polar di laboratorium.
•
Lebih dari 70.000 metric ton aseton digunakan untuk komponenkomponen antioksidan, herbisida, keton yang lebih tinggi dan vitamin intermediate.
Sifat Fisika Aseton
Rumus molekul
: CH 3COCH3
Berat molekul, g/mol
: 58,08
Kenampakan
: cairan tidak berwarna
Refractive Index (20°C), n D : 1,3588 Densitas, g/cm3
: 0,79 (cair)
Viskositas (20°C)
: 0,32 cP
Specific gravity (20°C)
: 0,783
Vapor pressure (20°C), kPa : 24,7 Melting point (°C)
: -94,6
14
Boiling point (101,3 kPa), °C: 56,29 Critical temperature (°C)
: 235,05
Critical pressure, kPa
: 4701
Critical volume, L / mol
: 0,209
Critical compressibility
: 0,233
Sifat kimia Aseton
Dapat membentuk komponen-komponen crystalline seperti aseton sodium bisulfate ((CH3)2COH)SO3 Na) dengan alkali bisulfate.
Pyrolisis aseton menghasilkan ketene.
Reaksi : CH3COCH3
CH2=C=O
Reduksi menyebabkan aseton berubah menjadi pinacol, isopropyl alcohol atau propane.
Aseton bersifat stabil digunakan dengan oksidant-oksidant seperti larutan Fehling, silver nitrate, asam nitrat dingin dan potassium permanganate netral, tetapi dapat teroksidasi dengan beberapa oksidant yang lebih kuat seperti alkaline permanganate,chromic acid dan asam nitrat panas.
Aseton
membentuk
acetals
pada
reaksi
eksotermik,
equilibrium consentration kecil pada temperature lingkungan. 2.2.2. Produk Samping Hidrogen
Sifat Fisika
tetapi
15
Rumus molekul
: H2
Kenampakan
: gas tak berwarna
Berat molekul, (kg/kmol)
: 2,01
Density (0°C), (mol/cm3)
: 0,04460
Compressibility factor (0°C)
: 1,00042
Adiabatic compressibility (300°C), MPa -1 Cp (0°C), J/ (mol.K)
: 28,59
Cv (0°C), J/ (mol.K)
: 20,30
Enthalphy (0°C), J/ mol
: 7749,2
Viscosity (0°C), cP
: 0,00839
Thermal conductivity (0°C), mW / (cm.K)
: 7,03
: 1,740
Sifat kimia Oksidasi hidrokarbon dapat menghasilkan hidrokarbon dan
karbon mnoksida. Reaksi : CnH2n + n/2 O2
nCO + nH 2
Elektrolisis air dapat menghasilkan hydrogen dan oksigen.
Reaksi : 2 H2O
2 H 2 + O2
Steam
pyrolisis hidrokarbon
hydrogen sebagai by product.
menghasilkan
ethylene
dan
16
Reaksi : C2H6
C2H4 + H2
Hydrogen bila direaksikan dengan sejumlah metal oksida pada
kenaikan temperature dapat menghasilkan metal dan air. Reaksi : FeO + H2
Fe + H2O
Air
Sifat fisika Rumus molekul
: H2O
Kenampakan
: liquid tidak berwarna
Berat molekul, kg/kmol
: 18
Density (25°C), kg/m3
: 997,08
Viscosity (25°C), cP
: 0,8937
Heat capacity (25°C), cP
: 0,9989
Titik didih, (°C)
: 100
Titik beku, (°C)
:0
Kalor jenis (20°C), J/(kg.K)
:4184
Sifat kimia Elektrolisis air menghasilkan hydrogen dan oksigen Reaksi : 2 H2O
2 H 2 + O2
17
2.3. Macam-macam Proses
Ada beberapa macam proses pembuatan aseton antara lain: 1. Proses Cumene Hidroperoksida Pada proses cumene hidroperoksida, mula-mula cumene dioksidasi menjadi cumene hidroperoksida dengan udara atmosfer atau udara kaya oksigen dalam satu atau beberapa oksidasinya. Temperatur yang digunakan adalah antara 80-130°C dengan tekanan 6 atm, serta dengan penambahan Na2CO3. Pada umumnya proses oksidasi ini dijalankan dalam tiga atau empat reactor yang dipasang secara seri. Reaksi: C6H5CH(CH3)2
C6H5(CH3)2
C6H5OH + CH 3CO CH3
Hasil dari oksidasi ini pada reactor pertama mengandung 9-12% cumene hidroperoksida, 15-20% pada reaktor kedua, 24-29% pada reaktor ketiga dan 32-39% pada reaktor
keempat. Selanjutnya
produk reaktor
keempat
dievaporasikan hingga konsentrasi cumene hidroperoksida menjadi 75-85%. Kemudian dengan penambahan asam akan terjadi reaksi pembelahan cumene hidroperoksida menjadi suatu campuran yang terdiri dari Fenol, Aseton dan berbagai
produk
lain
seperti
chumylphenols,
acetophenone,
dimethyl
phenylcarbinol, α-methylstyrene, dan hidroxyaseton. Campuran ini kemudian dinetralkan dengan menambahkan larutan natrium phenoxide atau basa yang lain atau dengan resin penukar ion (ion exchanger resin). Selanjutnya campuran dipisahkan dan crude aseton diperoleh dengan cara distilasi. Penambahan satu tau dua kolom distilasi perlu dilakukan untuk mendapatkan kemurnian yang diinginkan. Jika digunakan dua kolom, menara pertama berfungsi untuk memisahkan impuritas seperti asetaldehid atau propionaldehid, menara kedua untuk memisahkan fraksi-fraksi berat yang sebagian besar terdiri dari air. Aseton diperoleh sebagai hasil atas pada menara kedua. (Kirk & Othmer, 1991)
18
2. Proses Oksidasi Propilen Proses oksidasi Propilen menjadi Aseton dapat berlangsung pada suhu 145°C dan tekanan 10 atm dengan bantuan katalis bismuth phaspomolibdat pada alumina. Pada proses ini hasil reaksi terdiri dari Aseton dan Propanoldehid. (Kirk & Othmer, 1983) Reaksi: CH2 = CHCH3 + ½O2
C3H6O + C3H6O
Proses Oksidasi Isopropil Alkohol Pada pembuatan Aseton pada proses ini, Isopropil Alkohol dicampur dengan udara dan digunakan sebagai umpan reactor 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 + ½O2
H2O + C3H6O
Reaksi ini sangat eksotermis (43 kkal/mol) pada 25°C dan untuk itu diperlukan pengontrola suhu yang sangat cermat untuk mencegah turunnnya yield yang dihasilkan. Untuk mendapatkan konversi yang baik reaktor dirancang agar hasil dapat langsung diinginkan. Proses jarang digunakan bila disbanding dengan proses dehidrogenasi. (Kirk & Othmer) 3. Proses Dehidrogenasi Isopropil Alkohol Proses lain yang sangat penting untuk memproduksi Aseton adalah dehidrogenasi katalitik dimana reaksinya adalah endotermis. Reaksi:
C3H8O + 66,5
(pada 372°C)
C 3H6O + H2
19
Pada proses ini Isopropil alcohol diuapkan dengan vaporizer dan dipanaskan dalam HE dengan menggunakan steam kemudian dimasukan ke dalam multi turbular fixed bed reactor. Ada sejumlah katalis yang dapat digunakan dalam proses ini yaitu kombinasi zinc oxide – zirconium oxide, kombinasi copper – chromium oxide, copper, silicon dioxide. Kondisi operasi reactor ini adalah 1,5 – 3 atm dan suhu 400°C-600°C. Dengan proses ini konversi dapat mencapai 75-98% dan yield dapat mencapai 85-90%. Gas panas keluar dari reactor yang terdiri dari Isopropil Alkohol, Aseton dan Hidrogen dilewatkan scrubber, untuk dipisahkan antara gas insoluble (H 2) dengan Aseton, Isopropil Alkohol, dan air. Hasil dari scrubber ini didistilasi, Aseton diambil sebagai hasil atas sedangkan campuran Isopropil Alkohol dan air sebagai hasil bawah. Hasil bawah ini didistilasi lagi untuk recovery Isopropil Alkohol yang diambil sebagai hasil atas yang kemudian di recycle ke reactor (Kirk & Othmer, 1983) 4. Fermentasi dari Karbohidrat Fermentasi
cormeal
atau
molasses
dengan
genus
clostridium
menghasilkan suatu campuran yang terdiri dari 1-butanol, aseton, dan etanol dengan konsentrasi keseluruhan 2%. Produk yang diperoleh dipisahkan dengan steam distilasi dan selanjutnya difraksionasikan. Secara garis besar prosesnya adalah sebagai berikut: Molasses dilarutkan dalam air hingga konsentrasi gula mencapai 5% kemudian larutan ini disterilisasi lalu didinginkan sampai temperatur 95°F, kemudian barulah dipompakan ke dalam fermenter, kemudian ditambahkan kultur bakteri clostridium kedalam molasses yang sudah disterilkan tadi. Selanjutnya ditambahkan protein nutriens dan alkali untuk mengatur pH. Setelah fermentasi selama 36 – 48 jam, campuran fermentasi yang mengandung 1,5 – 2,5 % campuran solvent dipompakan kedalam kolom distilasi. Campuran solvent tersebut terdiri dari aseton, etanol dan 1-butanol. (Speight, 2002)
2.4. Pemilihan Proses
20
Proses dehidrogenasi Isopropil Alkohol dipilih karena memiliki alasan sebagai berikut: a. Proses dehidrogenasi Isopropil Alkohol tidak memerlukan unit pemisahan O 2 dari udara sebelum diumpankan kedalam reactor. b. Dengan jumlah Isopropil Alkohol yang sama, konversi pada proses dehidrogenasi lebih besar sehingga hasil Aseton yang didapatkan lebih banyak. c. Pada proses oksidasi timbul masalah terjadinya korosi sehingga dapat mengganggu jalannya proses, sedangkan pada proses dehidrogenasi, hal tersebut dapat dikurangi.
BAB III KONSEPSI PERANCANGAN
3.1. Deskripsi Proses
21
Dehidrogenasi adalah salah satu reaksi kimia yang akan menghasilkan senyawa
tak
jenuh
dan
lebih
aktif.
Ada
beberapa
macam
proses
pengembangannya yang semuanya tergantung dari pengambilan hidrogen yang dihasilkan tersebut langsung atau tidak langsung. Namun pada pronsipnya beberapa
senyawa
yang
mengandung
atom
hidrogen
dapat
langsung
didehidrogenasi. Tetapi dalam hal ini hanya akan menjelaskan dehidrogenasi dari senyawa karbon, misalnya hidrokarbon dan alkohol. Pada
umumnya
reaksi
dehidrogenasi
sulit
dilakukan.
Proses
ini
membutuhkan temperature yang tinggi agar tercapai kesetimbangan dan kecepatan reaksi yang baik. Proses dehidrogenasi adalah reaksi yang endotermis sehingga dibutuhkan banyak panas yaitu antara 15 sampai 35 kkal/mol. Pemakaian katalis biasanya dimasukan ke reactor secara acak/ random untuk mencegah terbentuknya endapan karbon maka secara periodic perlu diadakan regenerasi katalis. Aseton dihasilkan dari proses dehidrogenasi Isopropil Alkohol dengan menggunakan katalis Zinc Oxide, dimana reaksinya adalah endotermis. Reaksi:
C3H8O + 66,5 Clark, 1975)
(pada 372°C)
C 3H6O + H2 (Faith, Keyes &