Studi dinamika distilasi reaktif untuk memproduksi etil asetat menggunakan Aspen Plus Dynamic

Abstract

Dalam sebuah industri proses, sistem pengendalian merupakan salah satu hal yang terpenting untuk menjamin mutu produksi dan keselamatan kerja. Dalam merancang sistem kendali diperlukan model dinamika proses dalam bentuk fungsi alih, yaitu persamaan yang menggambarkan hubungan antara variabel output terhadap input. Akan tetapi, model dinamika proses umumnya sulit didapat melalui model-model fundamental, terlebih dalam suatu proses yang kompleks. Oleh karena itu, model dinamika suatu proses yang kompleks biasanya merupakan black box model, di mana hubungan antara variabel output dan input didapatkan dari regresi data-data dinamik. Salah satu proses yang kompleks yang bisa didapati di industri kimia adalah reactive distillation (RD). RD merupakan intensifikasi proses yang menggabungkan reaktor dan distilasi dalam satu alat. Penggabungan ini mengakibatkan proses pemisahan dan reaksi terjadi dalam satu kolom sehingga metode ini lebih efektif, efisien dan ekonomis. Sistem kendali dalam kolom RD biasanya meninjau komposisi produk atas dan bawah sebagai output atau controlled variable (CV) sedangkan input berupa disturbance (D) adalah temperatur umpan ataupun komposisi umpan, yang ada hubungannya dengan laju umpan air. Manipulated variable (MV) atau controller output (CO) yang bisa dipakai untuk mengendalikan komposisi keluaran kolom adalah beban reboiler, beban kondensor dan/atau laju alir reflux. Penelitian ini bertujuan untuk mencari bentuk fungsi alih yang menghubungkan antara CV dan D terhadap CO, serta nilai-nilai parameter fungsi alih tersebut. Untuk mencapai tujuan ini, mula-mula akan dibuat model steady state kolom RD dalam Aspen Plus dari data kinetik reaksi yang terdapat di literatur. Setelah dimodelkan, akan dilakukan simulasi dinamik dengan cara step test menggunakan Aspen Plus Dynamics, sehingga didapatkan data-data dinamik. Kumpulan data tersebut kemudian diregresi menggunakan beragam model fungsi alihcsehingga didapatkan model fungsi alih yang paling sesuai untuk menggambarkan hubungan antara CV atau D terhadap CO. Adapun proses kimia yang diaplikasikan dalam kolom RD ini adalah produksi etil asetat dari reaksi esterifikasi antara etanol dan asam asetat.