Simulasi proses pembuatan Ethyl Acetate menggunakan Reactive Dividing Wall Column

Abstract

Permintaan etill asetat di Indonesia terus meningkat dengan semakin banyaknya import etil asetat di Indonesia. Etil asetat banyak digunakan dalam bidang industri. Industri etil asetat merupakan salah satu industri yang memiliki prospek baik namun masih kurangnya industri dalam negri, sehingga membutuhkan import dari luar negri yang tercatat pada tahun 2015 sebanyak 71.649 Ton. Reactive dividing wall column (RDWC) merupakan pengembangan proses distilasi untuk memproduksi etil asetat dengan kemurrnian tinggi. Simulasi proses RDWC dilakukan dengan memvariasi kondisi umpan dan kondisi operasi kolom untuk memperoleh konversi dan kemurnian yang maksimal. Senyawa ester merupakan senyawa kimia yang banyak ditemui dalam industri pelarut. Ester adalah senyawa yang setidaknya memiliki satu gugus hidroksil yang digantikan oleh alkoksi. Esterifikasi adalah reaksi pengubahan dari suatu asam karboksilat dan alkohol menjadi suatu ester dengan menggunakan katalis asam. Laju esterifikasi bergantung pada halangan sterik dalam alkohol dan asam karboksilatnya. Produksi ester dapat ditingkatkan dengan menggunakan prinsip Le Chatelier. Reaksi esterifikasi pembuatan etil asetat memiliki empat azeotrop pada tekanan 1 atm yaitu etanol-etil asetat, etanol-air, etil asetat-air, dan etanol-etil asetat-air dengan temperatur azeotrop 71,81 ̊C, 78,17 ̊C, 70,38 ̊C, dan 70,23 ̊C. Etil asetat memiliki tiga grade yang digunakan sebagai pelarut aktif, grade paling populer adalah 99%. Distilasi adalah metode pemisahan termal untuk memisahkan campuran dari dua atau lebih zat menjadi fraksi-fraksi komponen dengan kemurnian yang diinginkan berdasarkan perbedaan volatilitas. RDWC merupakan gabungan dari reaktor dan unit pemisahan dalam satu DWC (dividing wall column) atau kombinasi dari reaktif distilasi (RD) dengan teknologi DWC. RDWC dapat melakukan penghematan investasi dan biaya operasi sekitar 40%. Aspen Plus merupakan perangkat lunak yang digunakan sebagai simulator. Metode yang digunakan adalah modul RadFrac. Metodologi penelitian terdiri dari berbagai tahap yaitu studi simulator aspen plus, pemodelan proses, validasi model proses, dan simulasi proses. Studi simulator hanya mempelajari bagaimana menggunakan perangkat lunak aspen plus untuk melakukan tahap berikutnya. Permodelan dilakukan dengan menggunakan model kolom RadFrac yang dapat memodelkan kolom pemisahan dengan mengasumsikan terjadinya kesetimbangan fasa uap-cair disetiap tahapnya. Model yang sudah dibuat akan divalidasi dengan membandingan terhadap model literatur. Standar kelayakan dari model apabila selisih hasil yang diperoleh tidak terlalu jauh dengan data literatur. Tahap terakhir dilakukan simulasi proses dengan memvariasikan kondisi umpan dan kondisi kolom. Model RDWC yang dibuat sudah divalidasi dengan literatur. Pada simulasi kondisi kolom (reboiler duty & distillate rate) yang konstan, semakin besar laju alir mol umpan, kemurnian etil asetat yang didapat semakin kecil, sedangkan konversi etil asetat relatif sama. Pada distillate rate konstan, semakin besar reboiler duty, semakin besar kemurnian dan konversi etil asetat, namun perubahannya tidak signifikan. Pada reboiler duty konstan, semakin besar distillate rate, semakin besar kemurnian dan konversi etil asetat, namun terdapat batas maksimalnya. Pada bottom rate konstan, semakin besar reflux ratio, semakin besar kemurnin dan konversi etil asetat, namun terdapat batas maksimalnya. Pada reflux ratio konstan, semakin besar bottom rate, semakin besar kemurnian dan konversi etil asetat, namun terdapat batas maksimalnya.