Studi perbandingan control structure pada kolom distilasi reaktif untuk sintesis dimetil eter

Abstract

Seiring dengan meningkatnya konsumsi energi kualitas udara yang buruk dan ketersediaan minyak di masa depan, menyebabkan diperlukannya bahan bakar alternatif yang ramah lingkungan dan berbasis non-minyak. Salah satu bahan bakar alternatif tersebut adalah dimetil eter (DME). Dalam pembuatan DME, umumnya menggunakan reaksi dehidrasi metanol. Proses pembuatan DME dengan cara konvensional membutuhkan reaktor dan beberapa kolom distilasi yang membutuhkan biaya kapital yang cukup tinggi dan membutuhkan energi yang lebih besar sehingga akan meningkatkan biaya operasi sehingga dikembangkan suatu metode alternatif dalam pembuatan DME yaitu dengan menggunakan kolom distilasi reaktif. Pada kolom distilasi reaktif, proses distilasi dan reaksi dilakukan dalam satu kolom, sehingga menghasilkan penghematan 30% dalam biaya modal dan 6% dalam kebutuhan energi dibandingkan dengan proses sintesis DME konvensional untuk tingkat produksi yang sama. Namun, kombinasi reaksi dan distilasi yang dilangsungkan pada satu kolom menjadikannya sistem yang sangat kompleks dengan multiple steady-state, non-linearitas proses yang tinggi, dan interaksi yang kuat antar variabel prosesnya. Maka dari itu, dibutuhkan control structure yang tepat dan memiliki kinerja yang baik dalam mencapai kemurnian DME dan konversi metanol yang tinggi. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mempelajari simulasi dinamik yang digunakan dalam menentukan control configuration yang akan digunakan untuk pengendalian proses dan mempelajari kinerja one-point control dan two-point control untuk mendapatkan kemurnian DME di produk atas dan konversi metanol. Melalui penelitian ini, akan dibandingkan kedua control structure dengan menggunakan parameter error ITAE. Nilai ITAE yang lebih kecil menunjukkan error yang lebih kecil dan kinerja yang lebih baik. Penelitian ini menggunakan konfigurasi pengendalian one-point control dan two-point control configuration untuk proses sintesis DME dengan kolom distilasi reaktif. Kedua konfigurasi tersebut dibandingkan dengan uji set point tracking dan disturbance rejection. Hasil yang diperoleh adalah kedua konfigurasi pengendalian tersebut dapat melakukan set-point tracking dan mengatasi disturbance rejection. Dengan menggunakan parameter error ITAE, diperoleh hasil bahwa two-point control memiliki nilai ITAE yang lebih kecil dalam uji set-point tracking, yaitu 5,5851. Sedangkan pada uji disturbance rejection, one-point control memiliki nilai ITAE yang lebih kecil dengan nilai 0,5789.