Desain dan optimasi distilasi ekstraktif dalam pemisahan aseton-metanol menggunakan air sebagai pelarut

Abstract

Distilasi adalah suatu proses pemisahan dua komponen campuran berdasarkan titik didih tiap komponen. Distilasi merupakan cara pemisahan yang umum dalam industri kimia. Hal ini diterapkan, antara lain dalam dunia farmasi, kimia khusus,fine chemical, specialty polymer dan industri makanan. Tidak semua campuran dapat dipisahkan dengan distilasi sederhana dikarenakan terdapat beberapa campuran yang bersifat azeotrop. Campuran azeotrop merupakan campuran dua atau lebih komponen yang sulit untuk dipisahkan karena memiliki titik didih berdekatan. Pemisahan azeotrop dapat dipisahkan dengan distilasi seperti distilasi azeotropic pressure swing, distilasi azeotrop heterogen dan distilasi azeotropik ekstraktif. Biaya untuk proses distilasi ekstraktif lebih rendah dibandingkan dengan distilasi pressure-swing. itulah alasan digunakannya teknik distilasi ekstraktif untuk memisahkan campuran azeotrop. Salah satu contoh campuran pelarut ini adalah campuran aseton-metanol yang bersifat azeotrop. Tujuan dari penelitian ini adalah menentukan desain kolom distilasi yang optimal dan ekonomis pada pemisahan campuran azeotrop aseton-metanol. Penelitian ini bermanfaat untuk memberikan panduan dalam pemisahan campuran azeotrop aseton-metanol dengan distilasi ekstraktif. Untuk mendesain kolom distilasi ekstraktif akan dibantu dengan software ASPEN-PLUS, untuk mendapatkan kolom distilasi yang optimal dan ekonomis, variabel yang akan diubah untuk mendapatkan hasil yang optimal adalah jumlah tahap, letak masukan umpan dan letak masukan entrainer. Variabel yang akan disesuaikan untuk mempertahankan spesifikasi produk adalah beban reboiler dan reflux ratio. Fungsi objektif untuk mendapatkan kolom distilasi yang optimal dan ekonomis adalah Total Annual Cost(TAC). Dengan menjaga kemurnian produk atas aseton sebesar 99% dan kemurnian produk bawah aseton sebesar 1% pada kolom pertama didapatkan basil optimasi dengan jumlah tahap (NT) sebesar 70, Jetak masukan umpan (NF) sebesar 61 dan letak masukan entrainer (Ns) sebesar 30. TAC yang didapat sebesar $824.646/tahun dan dapat menghemat TAC sebesar $58.244/tahun. Lalu dengan menjaga kemurnian produk atas metanol sebesar 90% dan kemurnian produk bawah air sebesar 99,9% pada kolom kedua didapatkan basil optimasi Dengan jumlah tahap (NT) sebesar 26 dan letak masukan umpan (NF) sebesar 13. TAC yang didapat sebesar $286.889/tahun dan dapat menghemat TAC sebesar $93.875/tahun.