Simulasi pengendalian Reactive Dividing Wall Column untuk produksi ETBE dari Etanol dan ISO-Butena

Abstract

Penggunaan bensin sebagai bahan bakar utama memberikan dampak yang buruk pada lingkungan karena sering kali pembakarannya tidak sempurna yang mengakibatkan polusi udara juga peningkatan jumlah konsumsinya. Agar efisiensi pembakaran bensin dapat ditingkatkan, seringkali ditambahkan zat aditif yang bertujuan untuk meningkatan bilangan oktan pada bensin, bilangan oktan merupakan suatu angka yang menunjukkan seberapa besar tekanan yang bisa diberikan sebelum bensin terbakar. Salah satu zat yang sering digunakan sebagai zat aditif adalah Ethyl tert-Buthyl Ether (ETBE). Pada penelitian ini, ETBE akan diproduksi menggunakan reaktan etanol dan isobutena dengan menggunakan Reactive Dividing Wall Column (RDWC). RDWC merupakan penggabungan dari Reactive Distillation (RD) dan Distillation Wall Column (DWC), penggunaan RDWC mampu meningkatkan efisiensi proses dengan melakukan reaksi sekaligus pemisahan pada satu unit. Selain itu RDWC mampu meningkatkan kemurnian produk ETBE. Tujuan dari penelitian ini adalah mempelajari pengendalian pada sistem Reactive Dividing Wall Column (RDWC) pada pembentukan ETBE. Pada penelitian ini dilakukan simulasi dinamik dengan menggunakan Aspen Dynamics. Perancangan pada pengendali dilakukan dengan melakukan varies step change untuk mendapatkan First order Plus Dead time (FOPDT), proses ini di simplifikasi dan hanya melakukan perancangan pengendali dengan FOPDT pada beban reboiler di temperatur tahap paling sensitif saja. Akan dirancang 2 buah pengendali yaitu PI dan PID dengan Tuning IMC untuk membandingkan performa kedua pengendali. Peninjauan performa pengendali dilakukan dengan cara pengecekan galat dengan cara ISE, IAE, ITSE dan ITAE pada simulasi disturbance rejection dan setpoint tracking. Hasil penelitian menunjukkan dengan menggunakan manipulated variable berupa beban reboiler, pengendali akan mengendalikan temperatur pada tahap 27 yang inferensial terhadap kemurnian ETBE. Dari hasil simulasi disturbance rejection dan setpoint tracking didapatkan bahwa pengendali PID dengan tuning IMC memberikan performa pengendalian yang baik untuk digunakan sebagai controller proses RDWC, galat yang didapatkan dengan cara ISE, IAE, ITSE dan ITAE mendapatkan hasil yang sangat kecil pada simulasi disturbance rejection +2% yaitu 0.3728, 1.746, 3.490, 22.316 untuk masing-masing nilai galatnya.