Simulasi pengaruh temperatur, tekanan, kosentrasi umpan dan porositas unggun dalam reaksi dehidrasi bioetanol menjadi bioetilen

Abstract

Perkembangan industri plastik di Indonesia semakin meningkat dari tahun ke tahun. Salah satu bahan baku pembuat plastik adalah etilen. Etilen yang berada banyak di pasaran terbuat dari minyak bumi yang merupakan sumber daya alam yang tidak dapat diperbaharui. Oleh karena itu, bioetanol yang merupakan bahan terbarukan digunakan untuk memenuhi kebutuhan akan etilen. Untuk mendapatkan etilen dari bioetanol, reaksi yang dilakukan adalah reaksi dehidrasi. Simulasi dilakukan untuk mengetahui kondisi optimum pembuatan bioetilen dan mengurangi resiko pada saat pembuatan bioetilen dalam laboratorium. Metode penelitian yang dilakukan adalah simulasi menggunakan MATLAB. Reaksi yang terjadi adalah reaksi dehidrasi etanol yang dilakukan dalam reaktor unggun tetap. Model matematika reaktor unggun tetap merupakan persamaan diferensial biasa dan diselesaikan dengan menggunakan fungsi ODE 45 pada MATLAB. Variasi kondisi operasi yang digunakan adalah variasi tekanan, temperatur, konsentrasi masukan umpan dan porositas unggun katalis. Variasi tekanan yang digunakan adalah tekanan 0,5 – 1,2 atm dengan selang 0,1 atm. Temperatur yang digunakan 600 K, 673 K, dan 743 K. Konsentrasi umpan etanol yang digunakan dalam percobaan dalam rentang 30% hingga 95%-v. Variasi porositas yang digunakan adalah porositas unggun 0,5, 0,77 dan 0,9. Berdasarkan hasil percobaan, didapatkan bahwa semakin besar tekanan dan konsentrasi masukan umpan, semakin besar perolehan etilen dan semakin besar temperatur reaksi dan porositas unggun, semakin kecil perolehan etilen. Menggunakan kondisi operasi tekanan 1 atm, temperatur 673 K, konsentrasi masukan umpan dalam rentang 90-100%-v etanol dan porositas unggun 0,77 didapatkan perolehan etilen yang maksimal. Hal ini dikarenakan dengan kondisi operasi demikian didapatkan konversi etanol 100%. Selain itu, dari percobaan didapatkan bahwa konversi etanol 99-100% dapat dicapai menggunakan reaktor yang lebih pendek dari 3 m.