Optimasi desain kombinasi packed bed reactor dan distilasi biner untuk memproduksi etil asetat kemurnian tinggi dengan reaksi tambahan hidrasi etilen oksida

Abstract

Etil asetat, senyawa ester yang merupakan pelarut organik tidak berwarna, digunakan sebagai bahan baku cat, parfum, dan pelarut untuk ekstraksi. Etil asetat diproduksi dari sintesis etanol dan asam asetat melalui proses esterifikasi dengan katalis heterogen purolite CT179. Etil asetat merupakan zat yang susah diproduksi dengan kemurnian tinggi, dikarenakan terbentuknya sistem azeotrop pada reaksi esterifikasi etanol dan asam asetat. Metode inovasi menambahkan reaksi hidrasi etilen oksida pada reaksi esterifikasi untuk memisahkan sistem azeotrop menggunakan packed bed reactor dan produknya dipisahkan dengan distilasi biner. Reaksi hidrasi etilen oksida adalah reaksi penambahan senyawa air dalam etilen oksida menghasilkan etilen glikol, dimana reaksi hidrasinya mengambil senyawa air dari campuran azeotrop. Keuntungan metode inovasi ini adalah peningkatan konversi dan selektivitas sehingga produk yang didapat memiliki kemurnian tinggi. Penelitian ini bertujuan untuk merancang packed bed reactor dan distilasi biner dengan memvariasikan diameter packed bed reactor, panjang packed bed reactor, jumlah tahap total distilasi, dan tahap umpan masuk pada distilasi untuk memperoleh desain dengan total annual cost yang optimum. Langkah awal yang dilakukan adalah simulasi model konvesional lalu optimasi desain model inovasi. Data simulasi metode konvensional digunakan sebagai pembanding dari perancangan metode inovasi untuk membandingkan total annual cost yang optimum dari kedua metode. Hasil optimasi memberikan hasil data panjang packed bed reactor 52,7meter, diameter packed bed reactor 7,3 meter, nilai tahap umpan 6 dan jumlah tahap total 7 tahap. Hasil optimasi memberikan nilai total annual cost sebesar $470.170.