Studi dinamika proses kolom distilasi reaktif pada produksi Butyl Acetate menggunakan Aspen Dynamics

Abstract

Reactive distillation merupakan salah satu intensifikasi proses yang menarik dan terus dikembangkan sampai saat ini karena memiliki banyak keuntungan dibandingkan proses konvensional. Pada reactive distillation, proses reaksi dan pemisahan terjadi dalam satu unit kolom sehingga metode ini lebih efektif, efisien dan ekonomi dibanding metode konvensional. Proses yang ditinjau dalam penelitian ini adalah proses produksi butyl acetate dari asam asetat dan butanol melalui reaksi esterifikasi dengan bantuan ion-exchange catalyst berupa amberlyst 15. Butyl acetate merupakan senyawa yang memilki banyak kegunaan antara lain: dalam industri pernis, kulit buatan, film fotografi, pelarut untuk ekstraksi dalam produksi penicillin dan sebagai bahan pengaroma sintetik untuk buah-buahan. Semua proses secara umum tentunya tidak akan selamanya berada dalam keadaan tunak karena adanya gangguan pada proses yang membuat kinerja proses tidak sesuai dengan harapan sehingga perlu dilakukan pengendalian terhadap proses tersebut. Untuk dapat mengendalikan proses diperlukan fungsi alih yang menggambarkan hubungan antara output dan input proses tersebut. Dengan fungsi alih tersebut dapat dilakukan perancangan pengendali yang sesuai. Tahap-tahap penyelesaian pada penelitian ini terdiri dari 3 tahap utama, yaitu, studi literatur, validasi sistem dalam keadaan tunak (steady state) dan simulasi dinamik. Validasi dilakukan berdasarkan data literatur yang berasal dari jurnal penelitian Minjeong Cho et al., (2014) menggunakan software Aspen Plus V8.8. Simulasi dinamik dilakukan untuk mendapatkan respon output berupa temperatur distilat, bottom, komposisi butyl acetate di distilat, dan bottom dengan mevariasikan manipulated variable berupa reflux ratio dan reboiler duty. Dari hasil penelitian menunjukan bahwa perubahan output terhadap perubahan input step ( 5%) berupa reflux ratio memiliki kecenderungan yang sama untuk setiap variabel output yang diamati yaitu penurunan nilai temperatur dan komposisi butyl acetate pada bagian distilat maupun bottom. Untuk perubahan step (-5%) berupa reflux ratio memiliki kecenderungan yang sama untuk setiap variabel output yang diamati yaitu kenaikan nilai temperatur dan komposisi butyl acetate pada bagian distilat maupun bottom. Untuk perubahan input step (+5%) berupa reboiler duty memiliki kecenderungan yang sama untuk setiap variabel output yang diamati yaitu kenaikan nilai temperatur dan komposisi butyl acetate pada bagian distilat maupun bottom. Untuk perubahan step (-5%) berupa reboiler duty memiliki kecenderungan yang sama untuk setiap variabel output yang diamati yaitu penurunan nilai temperatur dan komposisi butyl acetate pada bagian distilat maupun bottom. Respon output terhadap waktu memiliki kecepatan respon yang berbeda, dimana respon temperatur lebih cepat dibandingkan respon komposisi butyl acetate. Hal ini menunjukkan bahwa sistem ini memiliki time constant yang besar.