Proposal Prarancangan Pabrik Paraxylene

PRARANCANGAN PABRIK PARAXYLENE DENGAN PROSES DISPROPORSIONASI TOLUENE KAPASITAS KAPASITAS 500.000 500. 000 TON/TAHUN TON/TAHUN

Oleh: Sherly Z!"# L.N A'r"()* A#+ A'","-y

$%0&0%%&%$00$& $%0&0%%&%$0%05

DEPARTEEN TEKNIK KIIA AKULTAS TEKNIK  UNIERSITAS DIPONEGORO SEARANG $0%1

DATAR ISI

................................................................... .............................................. ....................................... ................ 1 HALAAN 2UDUL............................................ ..................................................................... ........................................................................ ................................................. 2 DATAR ISI.............................................. BAB %.

PENDAHULUAN........................................... .................................................................. ................................................... ............................ 3

1.1. Latar Belakang... Belakang....... ......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ......... .......... ................ ............ 3 1.2. Kapasitas Kapasitas Rancangan.. Rancangan....... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ......... ............ .................. .............. .... 3 1.2.1. 1.2.1. Produksi Produksi Paraxylene Paraxylene di Indonesia... Indonesia........ .......... .......... .......... .......... .............. ................... ................. ....... 3 1.2.2. 1.2.2. Ketersediaan Ketersediaan Bahan Baku..... Baku.......... .......... .......... .......... .......... .......... .............. .................. ................... ............. ... 3 1.2.3. 1.2.3. Proyeksi Proyeksi Kebutuhan Kebutuhan Paraxylene Paraxylene di Indonesia... Indonesia........ .......... .......... ............ ................ ............. 4 1.3. Peilihan Peilihan Lokasi Lokasi Pabrik..... Pabrik.......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ............... ............. ... ! 1.3.1 1.3.2

"aktor #taa.......................................... #taa................................................................. ............................................ ..................... ! "aktor Pendukung............................ Pendukung................................................... .............................................. ............................ ..... $

1.4. %in&auan %in&auan Pustaka.... Pustaka......... .......... .......... .......... ......... ......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ........... ................ ................ ...... ' 1.4.1. 1.4.1. (aca)aca (aca)aca Proses.... Proses......... .......... .......... .......... .......... .......... ......... ......... .......... .......... .......... ............. .............. ...... ' 1.4.2. 1.4.2. Kegunaan Kegunaan Produk... Produk........ .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ........... ............... ................... ................ ...... 12 1.4.3. 1.4.3. *i+at "isis dan Kiia Bahan Baku...... Baku........... .......... .......... ......... ......... .......... .......... .......... ........... ......... ... 13 ..................................................................... ......................................... .................. 1! BAB BAB II. II. DESK DESKRI RIPS PSII PROS PROSES ES.............................................. 2.1. *pesi+ikasi *pesi+ikasi Bahan Baku dan Produk... Produk....... ......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ......... ............ ........ 1! 2.1.1. 2.1.1. *pesi+ikasi *pesi+ikasi Bahan Baku.......... Baku............... .......... .......... .......... .......... ......... ......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ............ ................. .............. 1! 2.1.2. 2.1.2. *pesi+ikasi *pesi+ikasi Bahan Bahan Pebantu... Pebantu........ .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ............. ................. ................... ............... ..... 1! 2.1.3. 2.1.3. *pesi+ikasi *pesi+ikasi Produk.... Produk......... .......... .......... ......... ......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ........... ............... ................. ........ 1$ 2.2. Konsep Proses.......................................... Proses................................................................. .............................................. ............................................... .............................. ...... 1$ 2.2.1.................................. 2.2.1......................................................... .............................................. ...............................................,asa ........................,asa r Reaksi........................................ Reaksi............................................................... ............................................... .............................. ...... 1$ 2.2.2.................................. 2.2.2......................................................... .............................................. ...............................................(ek  ........................(ek  anise Katalis............................................. Katalis.................................................................................. ..................................... 1$ 2.2.3.................................. 2.2.3......................................................... .............................................. ...............................................(ek  ........................(ek  anise Reaksi.......................................... Reaksi................................................................. ......................................... .................. 1' 2.2.4.................................. 2.2.4......................................................... .............................................. ...............................................Kon ........................Kon disi -perasi.............................................. -perasi..................................................................... ......................................... .................. 1 2.2./.................................. 2.2./......................................................... .............................................. ...............................................%in&a ........................%in&a uan %erodinaika................ %erodinaika....................................... .............................................. ................................... ............ 1 2.2.!.................................. 2.2.!......................................................... .............................................. ...............................................%in&a ........................%in&a uan Kinetika........................................... Kinetika..................................................................................... .......................................... 21 2.3. ,iagra 0lir Proses............................................. Proses.................................................................... .............................................. ......................................... .................. 21 2.3.1.................................. 2.3.1......................................................... .............................................. ...............................................Lang ........................Lang kah Proses............................................ Proses................................................................... ............................................. ...................... 21 ..................................................................... .............................................. .................................... ............. 2/ DATAR PUSTAKA.............................................. 2

LAPIRAN A LAPIRAN B

BAB I PENDAHULUAN

%. %.

L#r Bel3(! Pe('"r"( P4r"3 

Perkebangan sektor industri kiia ter&adi dengan sangat cepat dala  beberapa tahun terakhir ini. Perkebangan industri kiia yang pesat di Indonesia dapat eecahkan beberapa asalah seperti peenuhan kebutuhan bahan kiia dala negeri dan asalah ketenagaker&aan serta dapat &uga eicu perkebangan teknologi en&adi seakin pesat. (aka dari itu perkebangan sektor industri kiia harus terus didukung dei kea&uan bangsa. Paraxylene atau yang disebut &uga 14 dietilbenene erupakan senyaa hidrokarbon aroatis dengan ruus olekul  '516 eiliki u&ud cairan tidak   berarna udah terbakar dan epunyai bau yang baik. Paraxylene dapat dihasilkan dengan beberapa proses seperti ekstraksi aroatis alkilasi toluene adsorpsi dan isoerasi etilbenene kristalisasi dan isoerasi xylene dan disproporsionasi toluene. ,engan enggunakan proses disproporsionasi toluene  bahan baku hidrogen dapat diperoleh dari beberapa peasok dala negeri dan bahan  baku toluene dapat diipor sebagian dari BP *ingapore. Proses tersebut enghasilkan  produk saping yang &uga beran+aat yaitu benene. ,ari ketiga isoer xylene 7para ortho dan eta8 paraxylene eiliki pasar  koersial yang paling besar. 5al ini dikarenakan paraxylene erupakan bahan baku  pebuatan  purified terephthalic acid  7P%08 dan dimethyl terephthalate  7,(%8. Perkebangan industri P%0 sangat pesat bahkan di Indonesia terdapat lia produsen P%0 yang beroperasi dengan kapasitas total sebesar 4.6$6.666 ton9tahun. Keudian selan&utnya P%0 dapat digunakan sebagai bahan baku pebuatan polier seperti  polyethylene terephthalate 7P:%8 polypropylene terephthalate 7PP%8 dan  polybutene terephthalate  7PB%8. *elain itu paraxylene banyak digunakan untuk bahan baku

 pebuatan fiber  pelapis cat emulsifier  bahan penggosok pearna dan perekat +il resin dan lain)lain. *aat ini kebutuhan paraxylene di Indonesia encapai sekitar 1! &uta ton9tahun. *edangkan hanya terdapat dua produsen paraxylene di Indonesia yaitu P%. %rans Paci+ic Petrocheical Indotaa 7kapasitas //6.666 ton9tahun dan P%. 3

Pertaina 7kapasitas 2$6.666 ton9tahun8 sehingga diperoleh total kapasitas pabrik   paraxylene di Indonesia hanya '26.666 ton9tahun 7Badan Pusat *tatistik 261/8. Berdasarkan data tersebut aka pabrik yang beroperasi saat ini belu apu eenuhi kebutuhan paraxylene di Indonesia. -leh karena itu perlu didirikan pabrik   paraxylene dengan kapasitas yang cukup besar. *elain itu produksi paraxylene dengan proses disproporsionasi toluene enghasilkan produk saping yaitu benene yang berguna pada pebuatan bahan kiia seperti alkilbenene  styrene cumene dan lain)lain. %. $.

K*"#* R(6(!( %. $. %.

Pr7')3*" Pr8yle(e '" I('7(e*"

*aat ini kebutuhan paraxylene di Indonesia encapai 1! ton9tahun di ana hanya terdapat dua produsen paraxylene dengan kapasitas total '26.666 ton9tahun untuk enutupi kekurangan paraxylene dala negeri. %. $. $.

Ke#er*e'"( Bh( B3)

Bahan baku hidrogen dapat diperoleh dari beberapa peasok dala negeri antara lain P%. Pertaina Petrochina P%. 0lindo (erak P%. *aator  ;as Industri P%. 0neka ;as Industri P%. 0ir Li ilacap %otal %. $. &.

Kapasitas 7ton9tahun8 366.666 12.666 312.666 7Keentrian Perindustrian RI8

Pr7ye3*" Ke4)#)h( Pr8yle(e '" I('7(e*"

Kebutuhan paraxylene selaa lia tahun terakhir berdasarkan data Badan Pusat *tatistika enun&ukkan baha &ulah ipor paraxylene engalai peningkatan seperti terlihat pada %abel 1.2. %abel 1.2. ,ata Konsusi Paraxylene di Indonesia 4

%ahun 2611 2612 2613 2614 261/

Ipor  Paraxylene 7ton8 !23.$$314$ !43.46!164 $23./63263 3/.'$642 '.2614!

Kapasitas Produksi

Kebutuhan

Indonesia 7ton8 Paraxylene 7ton8 '26.666 1.443.$$314$ '26.666 1.4!3.46!164 '26.666 1./43./63263 '26.666 1.$//.'$642 '26.666 1.$1.2614! 7Badan Pusat *tatistik 2616)261/8

2.00 1.80 1.60 f(x) = 0.08x - 168.2 R² = 0.85 1.40 1.20 1.00 Kebutuhan Paraxylene (juta ton) 0.80 0.60 Kebutuhan Paraxylene Lnear (Kebutuhan Paraxylene) 0.40 0.20 0.00 2011 2013 2015 2010 2012 2014 2016 Tahun

;abar 1.1 ;ra+ik Proyeksi Kebutuhan Paraxylene Pabrik direncanakan beroperasi pada tahun 2626 aka diprediksi kebutuhan paraxylene di Indonesia pada tahun tersebut sebesar 2.6'!.666 ton9tahun. *edangkan produsen dala negeri yang sudah ada hanya dapat easok '26.666 ton9tahun. &adi kebutuhan yang belu terpenuhi sebesar  1.2!!.666 ton9tahun. ,engan epertibangkan kapasitas pabrik yang telah  beroperasi di dala aupun di luar negeri aka ditentukan kapasitas  produksi yang akan dibangun untuk beroperasi pada tahun 2626 adalah /66.666 ton9tahun. ,ata engenai kapasitas pabrik produsen toluene di dala dan luar negeri tersa&i pada %abel 1.3. %abel 1.3. Kapasitas Pabrik Produsen Paraxylene  =aa Perusahaan P% Pertaina P% %PPI he?ron Philips heical :l Paso Paex *abic)*hell Ideitsu Petrocheical

=egara Indonesia Indonesia #*0 Kanada (eksiko 0rab *audi @epang

Kapasitas 7ton9tahun8 2$6.666 //6.666 4/4.666 336.666 2'6.666 /26.666 4!/.666 /

(itsubishi -il @epang 3$6.666 *asung ;eneral heical Korea /36.666 Petronas (alaysia 3/6.666 "oroca heical A "iber orp %aian 4/6.666 %hai 0roatics %hailand /26.666 ,engan kapasitas /66.666 ton9tahun diharapkan dapat eenuhi 2/ kebutuhan paraxylene di Indonesia. %. &.

Pe+"l"h( L73*" P4r"3 

Peilihan lokasi pabrik yang tepat sangat penting dala perancangan suatu  pabrik sehingga apu eberi keuntungan dala segi teknis aupun ekonois. "aktor)+aktor yang epengaruhi peilihan lokasi suatu pabrik dibagi en&adi dua yaitu +aktor utaa dan +aktor pendukung. %. &. %. 3#7r U#+ %9 Ke#er*e'"( Bh( B3)

Produksi paraxylene dengan proses disporporsionasi toluene terasuk dala kategori Cweight lossD yang ana bobot produk yang dihasilkan lebih ringan dari bobot bahan bakunya. -leh karena itu ketersediaan bahan baku erupakan tin&auan utaa dala peilihan lokasi pabrik agar transportasinya lebih urah dan udah. $9 Pe+*r( Pr7')3 

Peasaran paraxylene ditekankan untuk eenuhi kebutuhan dala negeri. paraxylene eiliki banyak kegunaan dala industri kiia diantaranya sebagai bahan baku industri P%0 +iber pelapis cat emulsifier  bahan penggosok pearna dan perekat  plasticizer  +il

resin dan lain)lain. &9 Tr(*7r#*"

%ransportasi dapat epengaruhi kelancaran produksi dari suatu  pabrik karena kelancaran pengadaan bahan baku aupun penyaluran  produk tergantung pada &ulah dan kualitas +asilitas transportasi yang tersedia. 9 U#"l"#*

,ala industri pabrik kiia tersedianya utilitas berupa air listrik  dan bahan bakar sangat dibutuhkan agar proses produksi dapat ber&alan dengan baik. -leh karena itu lokasi pabrik seharusnya dekat atau berada dala kaasan industri sehingga kebutuhan utilitasbias didapatkan lebih udah. 59 Te(! Ker-

!

%enaga ker&a utaa yang dibutuhkan harus berkualitas dan ahli dala keseluruhan proses produksi. *edangkantenaga ker&a pendukung dapat terpenuhi oleh asyarakat sekitar pabrik sehingga berdirinya  pabrik ini turut serta engurangi pengangguran di sekitar pabrik. %abel 1.4. Peilihan Lokasi Pabrik  3#7r Ke#er*e'"

er3

C"3r(!

Pl-)

Bahan baku produksi

Bahan baku toluene dapat

Bahan baku produksi

(

yaitu toluene yang

dipasok dari P% Pertaina

 paraxylene ini yaitu hidrogen

didapat dari ipor

ilacap dan sisanya

dan toluene. %oluene didapat

sedangkan hidrogen

didatangkan dari luar negeri

dari ipor sedangkan

didapatkan dari P%.

untuk bahan baku hidrogen

hidrogen didapatkan dari

0LIndo. 7$8

dapat dipenuhi dari dala

Pertaina #P III.

negeri yaitu dari P% 0ir

7$8

Bh(

B3)

Products Indonesia yang

Pe+*r(

*ebagian besar produk

 belokasi di ikarang.  78 ,i ikarang saat ini telah dan

Pr7')3 

 paraxylene digunakan

akan didirikan pabrik)pabrik

digunakan dala indsutri

dala industri P%0 di

kiia yang ebutuhkan

P%0. -leh karena itu

Banten yaitu P%.

 paraxylene dala &ulah yang  produk dapat digunakan

0oco (itsui

cukup besar seperti P% Bakrie

sebagai suply pada Pla&u

Indonesia P%.

Kasei orp. yang

0roatic #P III Pla&u.

Polypria Karyareksa

eproduksi P%0 sebanyak

 7'8

dan P%. (itsubishi

!66.666 ton9tahun dan P%

heical Indonesia.

0oco (itsui P%0 Indonesia

78

dengan produksi P%0 466.666

Paraxylene banyak

ton9tahun. Tr(*7r#*"

U#"l"#*

Kaasan (erak telah

78 ikarang telah di&adikan

Pla&u dekat dengan

tersedia sarana

kaasan industri sehingga

Pelabuhan %an&ung *iapi)api

transportasi baik darat

sarana transportasi darat di

dan Pelabuhan Boo Baru

aupun laut. "asilitas

kaasan ikarang telah

sehingga pasokan bahan

tersebut eliputi &alan

 banyak dibangun &alan raya

 baku dan peasaran hasil

raya lintas @akarta)

selain itu terdapat &uga @alan

 produk dapat dilakukan ke

(erak dan beberapa

%ol @akarta ikapek yang

@aa pulau)pulau lain di

Pelabuhan yang

seakin endukung

Indonesia aupun luar

terdapat di kaasan

transportasi.

negeri.

(erak.

7'8

7'8

7'8 Kaasan (erak

ikarang erupakan kaasan

Palebang erupakan

Banten erupakan

industri yang telah dilengkapi

daerah industri sehingga

$

kaasan industri

dengan sarana air dan listrik.

kebutuhan bahan bakar dan

sehingga kebutuhan air

0ir dapat diperoleh dari P%

listrik ter&ain. *elain itu

 bahan bakar dan listrik

Kaasan Industri @ababeka

terdapat *ungai ;orong

akan ter&ain.

%bk. Listrik dapat diperoleh

sehingga ketersediaan air

7'8

dari P% ikarang Listrindo.

elipah.

#(R Rp. 3.6$'.6/' 7!8

 7'8 #(R Rp. 2.!2.16 7$8

7'8 #(R Rp. 2.6/3.666 7'8

Te(! Ker- S37r

3' 41 %. &. $. 3#7r Pe(')3)(! %9 Ke+)(!3"(( Perl)*( Are P4r"3 

Perluasan pabrik untuk

3

peningkatan kapasitas

produksi

tergantung dari bahan baku dan &ulah lahan yang asih cukup luas. ,i ikarang yang erupakan kaasan industri asih terdapat lahan yang cukup luas &ika ingin dilakukan perluasan area pabrik. $9 Ke4"-3*(( Pe+er"(#h

*esuai kebi&akan peerintah tentang kebi&akan pengebangan industri ikarang telah di&adikan sebagai kaasan industri. *ehingga +aktor)+aktor lain seperti ikli karakteristik lingkungan dapak sosial serta

huku

telah

diperhitungkan.

,engan

eperhatikan

 pertibangan)pertibangan di atas aka pendirian pabrik di ikarang sangatlah tepat. %. .

T"(-)( P)*#3 %. . %. 6+;+6+ Pr7*e* %9 E3*#r3*" Ar7+#"*

Pada proses ini  feed  yang engandung capuran senyaa aroatis para++in dan na+ta setelah dipanaskan dengan ra+inat 7sebagian  besar terdiri dari para++in isopara+in dan siklopara+in8 dikontakkan secara counter current   dengan larutan tetraetilen glikol encer dala kolo ekstraksi. *ol?ent panas yang engandung senyaa aroatis  benene toluene xylene 7B%E8 didinginkan dan diasukkan elalui  puncak kolo  stripper . :kstrak aroatis keudian diurnikan dengan cara distilasi)ekstrakti+ dan dipisahkan dari  solvent   dengan cara  steam  stripping .

:kstrak yang engandung benene toluene xylene dan ethylbenene keudian dipisahkan. Benene dan toluene diperoleh secara terpisah sedang ethylbenene dan xylene diperoleh sebagai '

capuran dan untuk eisahkannya dilakukan dengan teknik   superfractination.

#ntuk proses peisahan p)xylene dari isoer)isoer xylene lainnya 7orthoxylenedan etaxylene8 dilakukan dengan proses adsorpsi. (elalui proses ini overall yield  p)xylene yang diperoleh dapat encapai 6 7%he #-P :, *ul+olane patent 1$8. $9 e#"l*" T7l)e(

,ala eproduksi paraxylene dengan etode alkilasi toluene atau etilasi toluen dilakukan dengan ereaksikan toluene dan etanol sebagai peberi gugus alkil. (etilasi toluene telah diketahui ter&adi lebih pada katalis asa khususnya pada eolite atau katalis zeolite-type seperti eolite F*()/ eolite Beta dan katalis silicaaluuniophosphate 7*0P-8. Reaksi ini berlangsung pada suhu 446 o 7#* $3216$2 B28. *ecara uu reaksi etilasi toluene dapat diilustrasikan sebagai  berikutG Reaksi lain yang terbentuk adalahG ,ehidrasi etanol 253-5 H 254  252253-5 H 53-53  52&9 Kr"*#l"**" '( I*7+er"**" Xyle(e

Proses kristalisasi dan isoerisasi xylene dapat digunakan untuk  eisahkan paraxylene dari ' aroatis yang engandung etilbenen serta xylene. Pada proses ini  feed  yang engandung 22J23 paraxylene didinginkan dengan  precooler  pada J46 keudian dikristalisasi secara seri di ana asing)asing crystallizer   endinginkan  feed  sapai suhu )$6. *elan&utnya  slurrykristal paraxylene dileatkan holding tank  keudian secara bertahap dileatkan ke dala centrifuge. Kristal dari centrifuge yang engandung '6 paraxylene

selan&utnya dilelehkan dan dikristalkan kebali hingga keurnian encapai /.  Mother liquor  yang asih engandung paraxyene dikebalikan ke stage pertaa. *isa mother liquor   dari centrifuge stage  pertaa keudian dileatkan ke reaktor  fixed bed  katalitik silica aluina pada tekanan atos+er dan enggunakan katalis yang epunyai selekti?itas terhadap paraxylene dan apu e) recovery aroatis hingga / 7Isoar)(aruen Patent 2668. 9 A'*7r*" '( I*7+er"**" Xyle(e



Proses adsorpsi dan isoerisasi atau Proses kobinasi 0roax dan Isolene. ' aroatis 7ethylbenenedan ixed xylene8 dipopakan enu&u adsorber untuk en&erap paraxylene dengan adsorbent 0, (Barium Oxide on ilica !luminaupport" yaitu adsorbent penyaring

olekul teuan #O$ . Padatan adsorbent disusun secara seri untuk  engadsorpsi secara selekti+ isoer tertentu dari capuran xylene 70R-(0E Patent8. #pan berupa ' aroatis dan ix xylene sebelu asuk  reaktor dipanaskan di furnace agar sesuai dengan kondisi reaktor diana ter&adi reaksi isoerisasi. Isoerisasi katalitik enggunakan katalis eolit &enis 1J. Reaksi ter&adi secara eksoteris reversible. Reaktor   beroprasi secara non isotheral non adiabatis. Reaksi ter&adi pada suhu 4/6 dan tekanan 24 at. Produk keluaran reaktor diturunkan tekanannya en&adi atos+erik enggunakan expander. 0liran gas dikiri ke separator didinginkan dala kopresor  sapai kondisinya antara dew  dan bubble point   sehingga aliran asuk  separator bisa terpisah antara gas dan cairannya. 5asil atas dikiri ke off   gas sedangkan aliran hasil baah ' aroatis dan sedikit toluene

dikiri ke enara destilasi untuk diurnikan dan diabil toluennya. Proses isolene dikebangkan untuk engisoerisasi keluaran ini untuk  eperbanyak hasil ' aroatis. Kon?ersi terbentuknya paraxylene yaitu sebesar 6 7#-P Patent 1'/8. 59 D"*r77r*"7(*" T7l)e(

Proses disproporsionasi toluene erupakan proses transkilasi secara katalitik di ana toluene dikon?ersi en&adi benene dan xylene. ,ua ol toluene en&adi satu benene dan satu xylene seperti gabar   berikut iniG

;abar 1.2. ,isproporsionasi %oluene Eylene yang terbentuk dari capuran ini adalah mixed   xylene dan benene.  $araselectivity adalah &ulah proporsi paraxylene 7p) 16

xylene8 dala total capuran xylene. ,ari percobaan yang dilakukan oleh oung Butter dan Kaeding 7@ournal o+ atalyst 1'28 di dapatkan  baha penggunaan katalis F*()/ eolit pada reaksi disproporsionasi toluene akan enghasilkan paraxylene dengan konsentrasi $6J6 dala mixed  xylene tersebut. Konsentrasi ini &auh lebih besar  dibandingkan dengan konsentrasi paraxylene dala kesetibangan yang hanya encapai 24. Kenaikan paraselectivity pada katalis F*()/ ini disebabkan oleh adanya kontrol dispersi secara selekti+ dari pori)pori katalis. Benene yang terbentuk dari reaksi disproporsionasi toluen dapat dengan cepat eninggalkan perukaan katalis keudian diikuti oleh paraxylene. *edangkan orthoxylene dan etaxylene eiliki aktu tinggal di dala katalis yang lebih laa hal ini disebabkan oleh di+usi?itas dari keduanya yang lebih rendah dibanding paraxylene. Proses disproporsionasi toluen telah dikebangkan oleh  beberapa perusahaan seperti (obil di :niche Re+inery yang diberi naa (*%,P 7 Mobil elective %oluene &isproportionation $rocess8 lalu perusahaan "ina -il and heical o. yang diberi naa "inaMs %2BE. *elain itu terdapat proses yang dikebangkan oleh perusahaan :xxon(obil dan diberi naa Px(ax. *edangkan proses produksi  paraxylene di Indonesia dilakukan oleh Pertaina yang enggunakan disproporsionasi toluene dengan proses #-P. Proses Px(ax enghasilkan keurnian produk paraxylene yang lebih tinggi total  yield   dari xylene yang lebih baik dan rasio xylene)  benene yang lebih baik pula serta kebutuhan hidrogen dapat ditekan sehingga dapat diperoleh keuntungan yang lebih besar. Berdasarkan pen&elasan asing)asing proses

produksi

 paraxylene di atas aka perbandingan dari seuanya dapat ditapilkan dala %abel 1./. %abel 1./. Perbandingan Proses Produksi Paraxylene

E3*#r3*" Pr7*e*

Ar7+#"*
Kr"*#l"**"

A'*7r*"

'(

'(

D"*r77r*"7(

e#"l*"

I*7+er"**"

I*7+er"**

*" T7l)e(

T7l)e(

Xyle(e

" Xyle(e

P88




r)>e(9

UOP9

11

'

%oluen

' aroatis

' aroatis

etanol 7)8

7)8

7)8

Kristalier

0dsorber

:kstraktor   'ixed bed

dan fixed

dan fixed

78

bed reactor 

bed reactor  reactor  78

7)8 %idak ada

7)8 %idak ada

78

78

aroatis

Bh(

7)8

Al# Pr7*e*

Re3*"

%idak ada

S+"(! S)h)

78

Oer*" Te3(( Oer*"

)1'

4/6

4/6

1 at 78

24 at 78

16 at 78

24 at 7)8

36 at 7)8

'' 7)8

Pr8yle(e

Feolit 7)8 6 78

%idak ada 78 / 78

1)  support  Ba

F*()/ 7)8

7)8 6 78

 78

(odal

(eerluk  E37(7+"

%idak ada 78

446

78

Ke+)r("(

0da 728 7)8

 'ixed bed

'$

%idak ada

K#l"*

reactor  78

%oluen 78

an banyak

Banyak

 solvent 

reaksi

generator

saping 7)8

7)8 4 3 T7#l
5anya

 besar dan

untuk

 peurnian

#ur katalis

kapasitas

 produk

 pan&ang 78

kecil 7)8

tidak

/

e+isien 7)8 3

!

Paraxylene berguna sebagai bahan utaa pebuatan Puri+ied %erephtalic 0cid 7P%08 dan ,iethyl %erephtalate 7,(%8.,ala re+inery petroleu  paraxylene dapat digunakan sebagai koponen bensin karena eliki anti knocking yang tinggi. *elain itu paraxylene &uga digunakan sebagai  solvent  dala industri kiia. $9 Pr7')3 S+"(!: Be(>e(e

Benene dapat digunakan sebagaiG •

Bahan baku pebuatan etilbenena sikloheksana styrene cuene dan lain) lain. 12

•

Bahan baku lain dala &ulah sedikit &uga digunakan pada pebuatan karet  peluas pearna obat deter&en bahan peledak dan pestisida.

%. . &. S"@# "*"* '( K"+" Bh( B3) '( Pr7')3  %9 Bh( B3) . T7l)e(e  S"@# "*"*

Berat (olekul %itik ,idih 7PN 1 at8 %itik Beku 7PN 1 at8 %eperatur Kritis >olue Kritis %ekanan Kritis  'lash $oint   'ire $oint   &ensity pada 2/ o

Panas Pebakaran pada 2/ o 7P konstan8 Panas Penguapan pada 2/ o Panas Pebentukan !5+ 2' ;as G 11/ kcal9ol air G 2'!$ kcal9ol :ntropi * ;as G 31$ k@9 K   air G 21! k@9 K  G 226/ kcal9ol !;+ 2' 7Kirk R.: and -ther ,." GD:ncyclopedia o+ heical %echnology8

•

•



G 2141 g9ol G 116!o G ) /2 o G 31'//o G 631! eter39ol   G 46/! at G 46o G 4'6 o G 6'!23 g9c3 G 31363 k@9ol G 3$ k@9ol

S"@# K"+" •

•

Reaksi ,isporposionasi 2!5/53H !5!  !5475382 Reaksi ,ealkilasi %oluene !5/53  52H !5!  54 Reaksi ini ter&adi antara suhu //6)!/6 - dan tekanan 46 sapai '6 at 7-xtoby et al.18.

4. H"'r7!e( S"@# "*"*

Berat (olekul %itik ,idih 7PN 1 at8 %itik Beku 7PN 1 at8 *uhu Kritis %ekanan Kritis >olue Kritis  &ensity  pada 2/ o >iskositas pada 2/ o pesific eat 

G 261! g9ol G ) 2/2' o G )2/2o G )23/o G 12'3 at G 66!/ eter39ol   3 G 663/2 g9c G 6613 p G 1$ g9ol K  13

 'lash $oint   'ire $oint  S"@# K"+" •

G )2' o G )/ o

Reaksi ,ealkilasi %oluene !5/53  52H !5!  54 Reaksi ini ter&adi antara suhu //6)!/6 - dan tekanan 46 sapai '6 at 7-xtoby et al. 18.

$9 Pr7')3  . Pr7')3 U#+: Pr8yle(e S"@# "*"*

• •

• • • •

• • • •

Berat (olekul %itik ,idih %itik Beku %eperatur Kritis %ekanan Kritis >olue Kritis ,ensitas 7g9l8 26 o 46 o Panas &enis  'lash $oint   'ire $oint 

G 16!1!' g9ol G 13'3 o G 132 o G 3436/o G 34$3 at G 63$ eter39ol   G 6'!1 G 6'43$ G 63$ kal9o G 2$2 o G /36 o

>iskositas 7p8 26 o

G 6!44

46 o

G 6/6'

,ensitas Kritis

G 62 g9l G 6'!' pecific )ravity G ) /'3' kcal9ol ! 5+ 2' G 2614 kcal9ol ! ;+ 2' 7Kirk R.: and -ther ,." GD:ncyclopedia o+ heical %echnology8

S"@# K"+"

Reaksi ,ealkilasi xylene !5475382H!5/53  O gas hidrokarbon 4. Pr7')3 S+"(!: Be(>e(e S"@# "*"*

• • • •

Berat (olekul %itik ,idih %itik Beku %eperatur Kritis %ekanan Kritis >olue Kritis  'lash $oint 

G $'114 g9ol G '61 o G //o G 2''/ o G 4'2! at G 62/ eter39ol   G )11 o 14

• •

• • •

%. . .

G 4' o

 'ire $oint 

>iskositas 7absolut8  pada 26 o G 6!4!' p ,ensitas Kritis G 366 kg93 G 1'21 kcal9ol ! 5+ 2' G 36$4 kcal9ol ! ;+ 2' 7Kirk R.: and -ther ,." GD:ncyclopedia o+ heical %echnologyD8

T"(-)( Pr7*e* Se6r U+)+

Proses pebuatan paraxylene yang dipilih adalah proses ,isproporsionasi %oluene. Pada prinsipnya proses ,isproporsionasi %oluene adalah peindahan gugus etil dari suatu olekul toluen ke olekul toluen lainnya. Proses ini &uga  biasa disebut dengan transalkilasi. Pada proses ini kon?ersi toluen encapai 31. ,i ana pada reaksi ini 2 ol toluen akan pecah en&adi 1 ol xylene dan 1 ol benene dengan selekti?itas  paraxylene di dala xylene encapai 6 7Kirk J -ther 118. Reaksi yang ter&adi adalah sebgai berikutG 2!5/53  '516  !5!

Pebuatan paraxylene dengan proses ,isproporsionasi %oluene erupakan reaksi dengan +ase gas)padat di ana gas toluen dan hidrogen 7 feed 8 direaksikan dengan bantuan katalis F*()/ sehingga dihasilkan paraxylene sebagai produk  utaa. Katalis F*()/ erupakan eolit dengan ukuran pori 7/1 J /! Q8 ddan struktur tiga diensi. *i+at asa yang diiliki oleh F*()/ enyebabkan eolit ini  banyak digunakan dala industri petrokiia salah satunya adalah produksi  paraxylene 7Kirk J -ther 118. 0dapun alasan digunakannya proses ,isproporsionasi %oluene dala pra rancangan ini adalahG 1. Reaksi ,isproporsionasi

%oluene

enghasilkan

paraxylene

dengan

keurnian tinggi 78. 2. %idak ada reaksi saping. 3. (enghasilkan produk saping berupa benene yang eiliki banyak  an+aat. 4. #ur katalis yang pan&ang.  1/

BAB II DESKRIPSI PROSES

$. %.

Se*"@"3*" Bh( B3) '( Pr7')3  $. %. %. Se*"@"3*" Bh( B3) %9 T7l)e(e • • • • •

"asa G air 7PN 1 at %N 36 o8 Kenapakan G @ernih Keurnian G in  t ,ensitas G 6'!23 g9c37%N36 o8 Ipuritas ) P)xylene G ax 66/ t ) ()xylene G ax 663 t ) -)xylene G ax 662 t 7P%. %rans Pasi+ic Petrocheical Indotaa8

$9 H"'r7!e( • • •

"asa Kenapakan Keurnian

G ;as 7PN 1 at %N 36o8 G %idak Berarna G in  t 1!

• •

,ensitas Ipuritas ) 54

G 663/2 g9c37%N 2/ o8 G ax 661 t 7P%. *aator ;as Industri8

$. %. $.

Se*"@"3*" Bh( Pe+4(#)

Katalis eolite F*()/ "asa Bentuk ,iaeter #kuran pori)pori Bulk density • • • • •

G padat G pellet G 2  G/S G 6$2 kg9 liter SiO 2

•

arrier

G 0luina *ilika dengan rasio

 Al 2 O 3

=

38

$. %. &. Se*"@"3*" Pr7')3  %9 Pr7')3 U#+ : Pr8yle(e • • • •

"asa G cair   Kenapakan G &ernih Keurnian G in  t Ipuritas ) ()xylene G ax 66$ t ) -)xylene G ax 662 t ) %oluene G ax 661 t 7P%. %rans Pasi+ic Petrocheical Indotaa8

$9 Pr7')3 S+"(! • • • •

$. $.

: Be(>e(e

"asa G cair   Kenapakan G &ernih kekuningan Keurnian G in  t Ipuritas ) %oluene G ax 61 t 7P%. %rans Pasi+ic Petrocheical Indotaa8

K7(*e Pr7*e* $. $. %.

D*r Re3*"

Pebuatan paraxylene dengan proses disproporsionasi toluene dapat dituliskan dengan reaksi berikutG 2!5/53 '516  !5! 718 Pada prinsipnya proses disproporsionasi toluen adalah peindahan gugus etil dari suatu olekul toluen ke olekul toluen lainnya. Proses ini  &uga biasa disebut dengan transalkilasi. Pada proses ini kon?ersi toluen encapai 31. ,i ana pada reaksi ini 2 ol toluen akan pecah en&adi 1 ol xylene dan 1 ol benene

1$

dengan selekti?itas paraxylene di dala xylene encapai 6 7Kirk J  -ther 118. $. $. $. e3("*+e K#l"*

Pebuatan paraxylene dengan proses disproporsionasi toluen erupakan reaksi dengan +ase gas)padat di ana gas toluen dan hidrogen 7 feed 8 direaksikan dengan bantuan katalis F*()/ sehingga dihasilkan  paraxylene sebagai produk utaa. Katalis F*()/ erupakan eolit dengan ukuran pori 7/1 J /! Q8 ddan struktur tiga diensi. *i+at asa yang diiliki oleh F*()/ enyebabkan eolit ini banyak digunakan dala industri petrokiia salah satunya adalah produksi paraxylene. Pada proses disproporsionasi toluen akan dihasilkan benene orthoxylene etaxylene dan paraxylene. -leh karena itu perlu digunakan katalis berpori sehingga didapatkan konsentrasi paraxylene yang tinggi  pada capuran xylene. ,ala hal ini benene dapat berdi+usi dengan cepat sehingga keluar  dari katalis dan isoerasi dala pori)pori katalis akan ter&adi pada xylene yang terbentuk. Pebatasan di+usi ini dihasilkan oleh  selectivatingagent  sehingga la&u isoer pebentukan orthoxylene dan etaxylene yang  bergerak eleati pori)pori katalis lebih rendah dibandingkan isoer   paraxylene. 0kibatnya paraxylene udah eleati pori)pori katalis sedangkan orthoxylene dan paraxylene tersusun kebali en&adi  paraxylene pada kondisi asa dari katalis F*()/ sehingga dapat eleati  pori)pori katalis sebagai paraxylene 7Balasay et* al* 26118. $. $. &. e3("*+e Re3*"

Pebentukan xylene dan benene dengan proses disproporsionasi toluen erupakan reaksi katalitik dengan katalis F*()/ eolit. (ekanise reaksi +ase gas)padat pada proses disproporsionasi toluen dapat dibagi en&adi tahapan berikut di ana 7s8 adalah perukaan akti+ katalisG %9 A'*7r4*" ' er+)3( 3#l"*

52H 52 7s8 %oluen H %oluen 7s8

728 738

$9 Re3*" 3#"*"

52 7s8 H 5 7s8T  5 7s8T %oluen 7s8 H %oluen 7s8T

748 7/8

&9 Re3*" ' er+)3( 3#l"*

%oluen 7s8T  5 7s8T H Benene 7s8T  (etil 7s8T %oluen 7s8T  (etil 7s8T H Paraxylene 7s8T  5 7s8T

7!8 7$8

9 De3#"*"

1'

Paraxylene 7s8T H Paraxylene 7s8 Benene 7s8T H Benene 7s8

7'8 78

59 De*7r4*"

Paraxylene 7s8 H Paraxylene  s Benene 7s8 H Benene s

7168 7118

$. $. . K7('"*" Oer*"

Reaksi pebentukan toluen berlangsung pada suhu 366 J /66 tekanan 6 J 36/ at dan 25 295. Pada perancangan ini dipilih suhu reaktan asuk 4/6 dan tekanan 36 at. Reaktor yang dipilih adalah  fixed bed katalitik 70neke  1$8.

$. &.

D"!r+ Al"r Pr7*e*

$.&.%. L(!3h Pr7*e*

Proses pebuatan paraxylene dala perancangan ini dilakukan elalui lia tahap proses yaituG %9 Th Pe(y"+(( Bh( B3)

Bahan baku toluene disipan dala tangki conical roof %)61 karena dala bentuk cair pada suhu kaa %N36 - dan PN1 at. ;as 5 2 dialirkan secara in line elalui pipa dari pabrik tetangga dengan tekanan ' at dan suhu 36-. $9 Th Pe(y"( Bh( B3)

%ahap ini ditu&ukkan sebagai persiapan bahan baku toluene dan hydrogen agar siap diupankan ke dala reaktor sesuai dengan kondisi operasi yang telah ditentukan. . Peanasan dan pengubahan +asa toluene #pan toluene dengan keurnian t dipopa dari %)61 lalu dicapur dengan toluene recycle yang berasal dari hasil atas kolo destilasi ,)62 di ixer ()61. *uhu pencapuran ketiga aliran ini encapai 342!12K 7!!12 -8. Keudian asuk ke ?aporier  7>)618 untuk engubah +ase dari cair ke gas pada suhu /!$336 -K   7243368. Keudian capuran toluene ini asuk ke +urnace 7") 618 untuk dinaikkan suhunya en&adi $23K 74/68. %oluene siap diupankan asuk reaktor 7R)618. 4. Peanasan gas hidrogen ;as hidrogen dikopresi dari ' at hingga 36at dengan copressor

7)618.

;as

hidrogen

lalu

dicapur

dengan

gashidrogenrecycle yang berasal dari produk atas separator 7*)618 setelah sebelunya tekanan dinaikkan en&adi 36 dengan kopresor  1

)62. *etelah itu diasukkan ke dala +urnace 7")618 untuk dinaikkan suhunya hingga $23 -K 74/6-8. ;as 52 siap asuk reaktor R. &9 Th Re3*"

Reaksi yang ter&adi dala reaktor adalah reaksi disporposionasi toluene ebentuk paraxylene sebagai produk utaa dan benene sebagai produk saping. %oluene sebagai bahan baku utaa hIdrogen serta katalis padat eolite F*()/ sebagai bahan pendukung. Reaktor yang digunakan reaktor  fixed bed ."asa reaksi adalah gas)padat diana +asa gasnya adalah toluene dan hidrogen sedangkan +asa padatnya adalah katalis F*()/. Proses berlangsung secara adiabatiknon isotheral. *uhu reaksi 4/6- dan tekanan 36 at. 9 Th Pe+"*h( '( Pe+)r("( Pr7')3 

Produk keluar reaktor berupa +asa gas pada suhu 4432! - yang keudian dian+aatkan panasnya untuk eanaskan capuran capuran toluene keluaran ixer 7 ()618 sehingga suhunya turun lalu  produk keluaran reaktor diturunkan suhunya pada heat exchanger 75:) 618. #ntuk proses peisahan antara +raksi gas hidrogen dengan +raksi cairan B%E 7benene toluene xylene8 aka produk ini dialirkan ke kondenser parsial 7,)618 keudian dialirkan kedala separator 7*)618 sebagai tepat peisahan capuran tersebut. 5idrogen direcycle ke ixer 7()628 dan sebagian dipurging untuk enghindari ter&adinya akuulasi bahan inert dala siklus reaktor. 5asil baah

kedala

separator 7*)618 diturunkan tekanannya elalui expander 7:E)618 hingga 11 at. Keudian dialirkan ke dala kolo destilasi ,)61 untuk proses  peisahan benene dan capurannya. 5asil atas berupa destilat benene dengan suhu '162 - dan tekanan 16/ at. 5asil baah berupa capuran xylene dan toluene pada suhu 13646/ -. Keudian capuran xylene dan toluene dialirkan pada destilasi 7,)628. ,ari enara destilasi diperoleh toluene sebagai destilat yang keudian direcycle kebali ke ixer 7()618. 5asil baah destilasi 2 7,)628 erupakan high purity  paraxylene dengan keurnian  . 59 Th Pe(y"+(( Pr7')3 

Benene yang diperoleh sebagai hasil atas ,)62 dipopa enu&u tangki  penyipanan berupa tangki conical roof   7%)628 pada kondisi %N3/ - dan PN1 at.Paraxylene cair dari destilasi 2 7,)628 dipopa enu&u tangki 26

 penyipanan berupa tangki conical roo+ 7%)648 pada kondisi %N36 - dan PN1 at.

21

DATAR PUSTAKA

BP* 2614 ,ata Ipor Paraxylene di Indonesia Badan Pusat *tatistik Indonesia @akarta Bronell L.:. and oung :.5. 1/ Process :essel ,esign @ohn Uiley and *ons Inc. =e ork Kern ,.V. 1/6 Process 5eat %rans+er International *tudent :dition (c ;ra) 5ill =e ork Kirk R.:. and -ther ,.". 1!6 :ncyclopedia o+ heical %echnology 2nd ed. Interscience Publishers @ohn Uiley and *ons =e ork Peraturan (enteri Kesehatan RI =o. 41!9(:=K:*9P:R9II9 16 Perry R.5 and ;reen ,. 266' PerryMs heical :ngineerMs 5andbook 'th ed. (c;ra 5ill opanies Inc. #*0 #-P Patent 1'/. httpG99.uop.co9

22