Propilen oksida sebagai reaktan dalam proses distilasi reaktif-ekstraktif untuk memisahkan tetrahydrofuran dan etanol

Abstract

Produksi limbah dari industri di masa depan akan semakin meningkat seiring dengan berjalannya waktu, sehingga perlu dilakukan penelitian terhadap metode pemisahan campuran untuk memurnikan limbah. Campuran tetrahidrofuran, etanol dan air merupakan contoh limbah yang dihasilkan oleh industri farmasi untuk produksi norgestrel (Wang, 2017). Salah satu metode yang dikembangkan untuk memulihkan tetrahidrofuran dan etanol dari air limbah adalah distilasi reaktif-ekstraktif. Metode ini mengintegrasikan proses distilasi secara reaktif dan ekstraktif dalam satu sistem dimana terdapat penambahan pelarut yang berperan sebagai agen ekstraktif untuk mengubah volatilitas relatif dari campuran azeotrop yang ingin dipisahkan (Kong, 2022b). Akan tetapi, hingga saat ini pilihan pelarut yang digunakan pada proses distilasi reaktif-ekstraktif masih terus diteliti untuk menemukan pelarut yang paling baik. Dalam rangka menjawab hal tersebut, penelitian ini mencoba untuk meneliti penggunaan propilen oksida sebagai reaktan untuk bereaksi dengan air sehingga membentuk pelarut propilen glikol pada distilasi reaktif-ekstraktif. Pada penelitian ini, akan digunakan konfigurasi Double Column Reactive-Extractive Distillation (DCRED) dengan mempertahankan spesifikasi ukuran kolom pada literatur yang menggunakan reaktan etilen oksida untuk memisahkan tetrahidrofuran dan etanol. Penelitian ini dilakukan untuk mempelajari pengaruh penggunaan reaktan propilen oksida sebagai reaktan alternatif untuk menggantikan etilen oksida dimana propilen glikol yang terbentuk sebagai pelarut memiliki toksisitas yang lebih rendah dibandingkan etilen glikol sehingga lebih aman untuk digunakan sebagai pelarut industri. Penelitian dilakukan dengan melakukan studi literatur terkait simulasi DCRED untuk memisahkan tetrahidrofuran dan etanol menggunakan reaktan etilen oksida. Data literatur yang diperoleh kemudian divalidasi untuk memvalidasi kesesuaian antara literatur dengan penelitian yang dilakukan. Hasil validasi menunjukkan hasil yang mirip antara data literatur Chien (2021) dengan data validasi literatur. Kemudian dilakukan simulasi dengan mengganti reaktan etilen oksida dengan propilen oksida. Simulasi dilakukan untuk mengetahui pengaruh letak masukan umpan dan reaktan pada kolom distilasi reaktif-ekstraktif terhadap konversi pembentukan propilen glikol, pengaruh letak masukan umpan pada kolom pemulihan pelarut, pengaruh rasio refluks pada kolom distilasi reaktif-ekstraktif terhadap kemurnian tetrahidrofuran di distilat, pengaruh rasio refluks pada kolom pemulihan pelarut terhadap kemurnian etanol di distilat, serta pengaruh jenis reaktan terhadap kemurnian dan beban pemisahan. Hasil simulasi menggunakan reaktan propilen oksida memberikan hasil kemurnian THF dan etanol yang lebih rendah dan beban pemisahan yang lebih tinggi dibandingkan penggunaan reaktan etilen oksida.