Desain dan optimasi distilasi ekstraktif dan Extractive Dividing Wall Column pada pemisahan campuran Tetrahidrofuran-Etanol

Abstract

Distilasi adalah proses pemisahan 2 (dua) atau lebih campuran larutan yang didasari oleh perbedaan titik didih antar campuran yane terctapat di dalamnya. Distilasi biasa tidak dapat memisahkan campuran azeotropik oleh karena itu pemisahan untuk campuran azeotropik dapat dilakukan dengan metode pressure swing distillation, azeotropic distillation, dan extractive distillation. Lamtan tetrahidrofuran (THF) dan etanol banyak digunakan sebagai pelarut namun larutan ini membentuk azeotrop pada tekanan atmosfer. Metode pemisahan extractive distillation dapat digunakan untuk memisahkan campuran ini dengan menggunakan etilen glikol sebagai pelarut tetapi metode ini masih membutuhkan energi yang cukup besar sehingga menjadi lebih mahal. Oleh karena itu modifikasi pun dilakukan dengan memberi sekat (dividing wall column) pada kolom sehingga proses pemisahan yang semula terdiri dari 2 (dua) kolom bisa dijadikan satu. Selain itu penggunaan energi pun bisa berkuraug karena adanya pcngurangan energi pada rebotler. Tujuan dari penelitian ini adalah mengoptimasi distilasi ekstraktif, mendesain dan mengoptimasi dividing wall column yang akan digunakan untuk memisahkan campuran THF-etanol di mana percobaan ini masih belum ada yang melakukan. Dalam melakukan desain dilakukan dengan menggunakan aturan heuristik (Rule of Thumb). Simulasi dari dividing wall column dalam Aspen Plus® masih belum ada oleh karena itu akan didekati dengan menggunakan tiga kolom yang sama dengan dividing wall column. Penelitian diperoleh hasil dari distilasi ekstraktif konvensional dapat menghasilkan pengbematan biaya T AC sebesar 2,138% dari basil distilasi kslraktif sebelum di lakukan optimasi. Nilai TAC optimum diperoleh sebesar $1.132.694, 12/tahun dengan jumlah tahap kolom pertama sebanyak 75 tahap, jumlah tahap kolom kedua sebanyak LO tahap letak masukkan umpan kolom pertama berada sampaj tabap ke-55, Jetak umpan masuk kolom kedua berada pada tahap ke-6 dan letak enlrainer masuk pada tahap ke-3. Hasil dari extractive dividing wall column pada THF-Etanol diperoleh dengan menghasilkan penghematan biaya capital optimum sebesar J 3% dari disti lasi konvensional pada penelitian sebelumnya. Nilai TAC optimum diperoleh sebesar $ 1.225.246,52/tahun dengan jumlah tahap 64 tahap, sekat berada sampai tahap ke-60, letak umpan masuk pada tahap ke-43 dan letak entrainer masuk pada tahap ke-3 . Dari hasil penelitian kami, dapat diketahui bahwa EDWC dapat mengurangi capital cost. Energi yang digunakan baik pada distilasi ekstraktif maupun E-DWC memiliki jumlah yang sama, namun E-DWC menghasilkan biaya energi yang lebih besar karena utilitas yang semuJanya digunakan lowpresure steam dan high pressure steam berubah menjadi seluruhnya high pressure steam.