proposal ta2 trikloroetilen
DESCRIPTION
TRI KLORO ETILENTRANSCRIPT
-
BAB I
PENDAHULUAN
Pabrik adalah sarana untuk memproduksi barang kebutuhan manusia.
Tujuan pendirian pabrik adalah untuk bisa mendapatkan nilai tambah, biasanya
nilai tambah tersebut secara ekonomi, yaitu mengolah bahan baku menjadi produk
baru yang memiliki nilai jual yang lebih tinggi. Pabrik dapat digolongkan menjadi
dua kelompok besar berdasarkan adanya reaksi kimia dalam perubahan bahan
baku menjadi produk yaitu pabrik perakitan dan pabrik kimia.
Perubahan bahan baku menjadi produk pada pabrik perakitan bukan
merupakan reaksi kimia. Sedangkan pabrik kimia menyelenggarakan satu ataupun
serangkaian reaksi kimia untuk mengubah bahan baku menjadi produk. Pabrik
trikloroetilen termasuk ke dalam kelompok pabrik kimia, karena perubahan bahan
baku asetilen dan klorin menjadi produk trikloroetilen merupakan reaksi kimia.
1.1 Latar Belakang Pendirian Pabrik
Latar belakang pendirian pabrik trikloroetilen adalah permintaan pasar yang
terus meningkat serta ketersediaan bahan baku untuk memproduksi trikloroetilen.
Permintaan pasar akan trikloroetilen dari tahun 1999 2004 dapat dilihat dari data
impor trikloroetilen pada tabel 1. Dari data impor tersebut, diperkirakan
permintaan trikloroetilen di Indonesia akan terus meningkat pada tahun-tahun
mendatang. Faktor lain yang melatarbelakangi pendirian pabrik trikloroetilen
adalah pada saat ini tidak adanya pabrik yang memproduksi trikloroetilen di
Indonesia, sehingga kebutuhan trikloroetilen dalam negeri murni didapat dari
-
impor. Impor trikloroetilen di Indonesia dari tahun 1999 2004 dapat dilihat pada
gambar 1.
Sumber: BPS, diolahGambar 1. Impor Trikloroetilen Indonesia
1.2 Analisa Pasar
Perkembangan konsumsi trikloroetilen di Indonesia cenderung meningkat
untuk tipa tahunnya, ini berarti membuktikan bahwa Indonsia masih membutuhkan
banyak trikloroetilen agar konsumsi di dalam negeri terpenuhi.
Data statistic yang diterbitkan oleh BPS tentang kebutuhan ethanol di
Indonesia dari tahun ke tahun cenderung meningkat seperti terlihat pada table 1-1
(BPS, 2006) sebagai berikut:
Table 1-1. Kebutuhan Ethanol Dalam Negeri
Tahun Jumlah (Ton)2002 18887.372003 16896.702004 13930.062005 46806.402006 21487.40
-
2007 18520.37
1.3 Prediksi Kapasitas Produksi
Untuk menentukan kapasitas pabrik ini berdasarkan data di atas maka
proyeksi kebutuhan Ethanol di Indonesia pada masa mendatang dapat diperkirakan
dengan metode least square:
Tahun Periode (X) (Y) X2 X.Y2002 1 18887.37 1 18887.372003 2 16896.70 4 33793.402004 3 13930.06 9 41790.182005 4 46806.40 16 187225.602006 5 21487.40 25 107437.002007 6 18520.37 36 111122.22
n = 6 X = 21 Y = 136528.30 X2 = 91 X.Y = 500255.77
Persamaan umum : Y = a + bx
Dengan :
384.1280)21()91(6
)30.136528(.)21()77.500255(6)()(
).(.)().(
373.18273)21()91(6
)77.500255(.)21()91(.)30.136528()()(
).(.)()(.)(
2
22
2
22
2
b
XXnYXYXnb
a
XXnYXXXYa
Dimana : Y = Kapasitas Produksi
X = Tahun ke-n
Dari rumus persamaan maka dapat diproyeksikan kebutuhan Ethanol pada
tahun 2015 yaitu sebesar:
Y = 18273.373 + (1280.384) X
= 18273.373 + (1280.384) (13)
= 34918.365 Ton/Tahun
-
Berdasarkan data proyeksi di atas, bahwa kebutuhan Trikloroetilen
akan terus meningkat pada tahun 2015 mencapai 34918.365 Ton/Tahun, maka
industri ini direncanakan akan memproduksi Trikloroetilen secara komersil sebesar
35.000 Ton/Tahun.
1.4 Ketersediaan Bahan Baku
Bahan baku utama pembuatan trikloroetilen adalah gas asetilen dan gas
klorin banyak diproduksi oleh pabrik-pabrik di kawasan pabrik Cilegon dan
sekitarnya, baik sebagai produk utama maupun sebagai produk samping.
Pabrik-pabrik yang memproduksi asetilen di Indonesia terutama di daerah
Banten dan sekitarnya beserta kapasitas produksinya dapat dilihat pada tabel 1.
Tabel 1. Pabrik-pabrik yang memproduksi asetilenNo. Nama Pabrik Alamat Kapasitas Produksi1 PT Air Products Jl.Raya Merak Km.16 1500000 cum p.a Indonesia Desa Rawa Arum Cilegon Banten2 PT Aneka Gas # Jl. Raya Bekasi Km. 22 2078000 cum p.a Industri Jakarta 13910 # Jl. Beji - Tugu Km. 10 Semarang - Jawa Tengah # Medan Industrial Estate/Mabar Jl. Pulau Kalimantan No.1
Medan 20204 - Sumatera Utara
# Jl. Raya Surabaya - Mojokerto Km. 10
Beringin Bendo - Taman Sepanjang
Sidoarjo Jawa Timur # Jl. Simpangan Industri No.12 Bandung Jawa Barat
# Cilegon Industrial Estate Blok H-12
Cilegon Banten # Jl. Gowa - Gunung Sari Makassar - Sulawesi Selatan3 PT BOC Gases # Jl. Raya Romoo 280000 kg p.a Indonesia Kecamatan Manyar Gresik - Jawa Timur # Mulia Glass Industrial Estate
-
Jl. Raya Tegal Gede Bekasi - Jawa Barat # Jl. Ancol IX/5 Ancol Barat - Jakarta Barat # Jl. Yon Martasasnita Desa Ranca Sari Pamanukan Subang - Jawa Barat4 PT Budi Inti Sari Jl. Daan Mogot Km.18 1620000 cum p.a Gas Batu Ceper - Tangerang Banten5 PT GT. Java Serang Banten 14000 ton p.a
PetrochemicalComplex
Tabel 1 (lanjutan)6 PT Inti Gas Abadi Jl. Industri VII Blok N No. 11 20000 cu meters p.a Tangerang Banten
7 PT Ramawijaya Bekasi International Industrial Estate 360 tons p.a
Graha Kompleks Hyundai Blok C-9 Lemahabang
Bekasi - Jawa Barat
8 PT Sentulprima Jl. Raya Jakarta Serang Km. 12-13 690 tons p.a
Gasindo Serang BantenSumber: Indonesian Chemical Industries Directori, 2004
Sedangkan pabrik-pabrik yang memproduksi klorin beserta kapasitas
produksinya di Indonesia terutama di daerah Banten dan sekitarnya dapat dilihat
pada tabel 2.
Tabel 2. Pabrik-pabrik yang memproduksi klorinNo. Nama Pabrik Alamat Kapasitas Produksi1 PT Asahimas Desa Gunung Sugih 22000 tons p.a Chemical Jl. Raya Anyer Km.122 Cilegon Banten2 PT Batavindo Indramayu Jawa Barat 75000 tons p.a
Chlorimatra3 PT Dongjin Jl. Raya Anyer Km.123 6000 tons p.a Indonesia Desa Gunung Sugih - Kecamatan
Ciwandan Cilegon Banten4 PT Indah Kiat Pulp # Paper Mill Units 165000 tons p.a & Paper Tbk Jl. Raya Serpong Km.8 Serpong Tangerang Banten # Pulp Making Unit & Oxygen Plant Jl. Raya Minas Perawang Km.26 Pinang Sebatang Siak Bengkalis Riau # Unit III Jl. Raya Serang Km. 76 - Kragilan
-
Serang Banten5 PT Pindo Deli Pulp Jl. Prof. Dr. Ir. H. Sutami No.88 44375 tons p.a & Paper Mills Teluk Jambe Johar Kelurahan Adirasa Karawang - Jawa Barat6 PT Sulfindo Desa Mangunreja Bojonegara 195000 tons p.a Adiusaha Merak Banten
Sumber: Indonesian Chemical Industries Directori, 2004
1.5 Perencanaan Pendirian Pabrik
Pemilihan lokasi pabrik yang tepat merupakan hal yang penting dalam studi
kelayakan pendirian suatu pabrik dan sangat menentukan tercapai atau tidaknya
optimasi dari suatu proses, karena hal nin menyangkut beberapa factor produksi
dan distribusi dari pabrik yang akan didirikan. Dalam penentuan lokasi pabrik
banyak hal yang perlu dipertimbangkan dan yang utamam pabrik harus terletak di
loaksi yang mana biaya produksi dan distribusi sekecil mungkuin, serta dengan
mempertimbangkan factor-faktor penunjang lainnya.
Lokasi pabrik Trikloroetilan ditetapkan di daerah Cilegon. Lokasi ini dipilih
berdasarkan faktor-faktor utama dan penunjang pemilihan lokasi berikut :
I.5.1. Faktor Primer
Factor primer secara langsung mempengaruhi tujuan utama dari suatu usaha
atau kegiatan pabrik. Tujuan utama ini meliputi produksi dan distribusi produk
yangb diatur menurut macam dan kualitas waktu serta tempat yang dibutuhkan
konsumen pada tingkat harga yang terjangkau, sementara pabrik masih
memperoleh keuntungan yang wajar, factor primer ini meliputi:
1. Dekat dengan sumber atau penyediaan bahan baku
-
Diusahakan pabrik dekat dengan sumber bahan baku sesuai dengan jumlah
kebutuhan, harga pembelian yang pantas, biaya transportasi tidak terlalu mahal,
dan terjaga kontinuitas pengirimannya.
Bahan baku gas klorin dan asetilen diperoleh dari kawasan industri yang
berada di Cilegon. Sehingga biaya transportasi pengangkutan bahan baku tidak
terlalu mahal.
2. Dekat dengan daerah pemasaran produk
Pabrik Trikloroetilen didirikan dengan harapan dapat memenuhi kebutuhan
pasar di Indonesia yaitu oleh industri makanan dan minuman, industri kimia,
industri kosmetik, dan sebagainya yang mana sebagian besar industri-industri ini
terdapat di pulau Jawa, terutama di Ibukota Jakarta, wilayah Tangerang sehingga
saranan angkutan jalan raya memegang peranan penting.
3. Fasilitas Transportasi
Untuk memudahkan transportasi yang meliputi pengangkutan dan pemindahan
sampai di tempat tujuan, baik bahan baku maupun produk, maka lokasi pabrik
direncanakan ditempatkan di daerah yang dekat dengan jalan besar dan pelabuhan.
Keberadaan pelabuhan merak yang dapat digunakan sebgaia prasarana dalam
menunjang pemasaran, sehingga memudahkan perolehan bahan baku dan
distribusi produk.
4. Kemudahan memperoleh sarana penunjang
Sarana utilitas seperti air mempunyai peranan penting bagi industri kimia
karena diperluikan untuk kelangsungan proses dan untuk sanitasi. Adapun sarana
penunjang dan utilitas tersebut dapat dengan mudah diperioleh dari unit utilitas
kawasan industri Cilegon yang berasal dari air laut.
-
Karena lokasi pabrik didirikan di daerah kawasan industri di Cilegon, maka
kebutuhan listrik cukup memadai untuk menjalankan perlatana dan sebagai sarana
penerangan serta pendinginan baik di lokasi pabrik maupun di lingkungan
perkantoran, dan cadangan listrik digunakan generator diesel.
I.5.2. Faktor Sekunder
Yang termasuk factor-faktor sekunder dalam pemilihan lokasi pabrik
adalah:
1. Kemudahan mendapatkan tenaga kerja
Ada dua tenaga kerja yang dibutuhkan untuk menunjang didirikannya pabrik
ini, yaitu tenaga kerja terampil dan tenaga kerja non terampil. Tenaga kerja yang
terampil dan berkualitas diperoleh dari lulusan sekolah menengah umum sampai
perguruan tinggi. Sedangkan tenaga kerja non terampil diperoleh dari lingkungan
masyarakat di sekitar lokasi pabrik, sehingga dengan demikian lapangan kerja
sekaligus dapat dibuka dengan pendirian pabrik ini.
2. Iklim dan kondisi tanah yang bersangkutam
Iklim yang baik (kelembaban udara, intensitas panas matahari, curah hujan dan
angina) setrta kondisi tanah yang baik mempengaruhi kelancaran proses produksi
juga menjadi factor pendorong bagi karyawana untuk bekerja lebih baik dengan
sekelilingnya yang cukup baik.
3. Lahan
-
Factor ini berkaitan dengan rencana pengembvangann pabrik lebih lanjut.
Cilegon merupakan daerah kawasan industri, sehingga lahan di daerah tersebut
sudah disiapkan untuk pendirian suatu pabrik.
4. Peraturan daerah dan keadaan masyarakat
Kebijaksanaan yang dikeluarkan oleh pemerintah daerah tempat didirikannya
suatu pabrik, juga akan mempengaruhi kelangsungan pabrik itu sendiri. Akan
sangat menguntungkan apabila pemerintah daerah memberikan kemudahan atau
fasilitas kepada pihak pabrik, sedang pihak pabrik juga memberikan kontribusi
kepada pemerintah berupa pemasukan pajak serta memberikan peluang kerja bagi
masyarakat sekitar kawasan pabrik.
BAB II
-
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Spesifikasi Bahan Baku dan Produk
2.1.1 Spesifikasi Bahan Baku
Bahan baku yang digunakan dalam pembuatan Trikloroetilen adalah
asetilen dan klorin,
1. Asetilen
Bahan baku pembuatan TCE adalah asetilen dengan komposisi seperti yang
terdapat pada tabel 5,
Tabel 5 Komposisi asetilen:Komponen Fraksi berat
(%)Asetilen
Metan
Hidrogen
99,6
0,37
0,03
a. Asetilen
Rumus kimia : C2H2
Berat molekul : 26,038 kg/kmol
Titik didih : - 83,80C
Titik leleh : -840C
Temperatur kritis : 35,10C
Tekanan kritis : 61,91bar
Densitas : 1,11 kg/m3
Bentuk : gas
-
Kapasitas panas : (6,132 + 1,952x10-3 T 1,299x105 T-2) x
R kJ/kmol K
Hvap : 801,9 kJ/kg
Log P (tekanan uap) : 4,66141 (909,079/(T + 7,947)) bar
2. Klorin
Rumus kimia : Cl2
Berat molekul : 70,906 kg/kmol
Titik didih : -34,10C
Titik leleh : -1010C
Temperatur kritis : 1440C
Tekanan kritis : 77 bar
Bentuk : gas
Densitas : 3,71kg/m3
Kapasitas panas : (4,442 + 0,089x10-3 T 0,344x105 T-2) x
R kJ/kmol K
Hvap : 287,79 kJ/kg
Log P (tekanan uap) : 3,02130 (530,591/(T 64,639)) bar
Kemurnian : 100%
-
2.1.2 Spesifikasi Produk
1. Tetrakloroetan
Rumus kimia : C2H2Cl4
Berat molekul : 167,85 kg/kmol
Titik didih : 146,30C
Temperatur kritis : 371,50C
Tekanan kritis : 23,67 bar
Bentuk : cair
Densitas : 1,56 kg/l
Kapasitas panas : (21,155 48,28x10-3 T + 101,4x10-6 T2) x
R kJ/kmol K
Hvap : 45,72 kJ/kg
Log P (tekanan uap) : 3,21563 ( 959,602/(T 123,372)) bar
2. Trikloroetilen
Rumus kimia : C2HCl3
Berat molekul : 131,39 kg/kmol
Titik didih : 87,60C
Titik leleh : -84,80C
Temperatur kritis : 2980C
Tekanan kritis : 35,07 bar
Bentuk : cair
Densitas : 1,463 kg/l
Kapasitas panas : (17,1931 + 9,31709x10-1 T 2,74646x10-
3 T2 + 3,08927x10-6 T3) kJ/kmol K
-
Log P (tekanan uap) : 3,55346 ( 974,538/(T 85,811)) bar
3. Hidrogen Klorida
Rumus kimia : HCl
Berat molekul : 36,46 kg/kmol
Titik didih : -33,50C
Temperatur kritis : 51,680C
Tekanan kritis : 82,56 bar
Bentuk : cair
Densitas : 1,18 g/cm3
Kapasitas panas : (3,156 0,623x10-3 T + 0,151x105 T-2) x R
kJ/kmol K
Log P (tekanan uap) : 3,6075 ( 535,172/(T 39,847)) bar
2.1.3 Spesifikasi Bahan Penunjang
1. Air
Rumus kimia : H2O
Berat molekul : 18,016 kg/kmol
Titik didih : 1000C
Titik leleh : 00C
Temperatur kritis : 374,30C
Tekanan kritis : 221,2 bar
Bentuk : cair
Densitas : 0,998 gr/ml
-
Kapasitas panas :(18,2964 + 4,72118x10-1 T 1,33878x10-3
T2
+ 1,31424x10-6 T3) kJ/kmol K
2. Antimony Trichloride
Rumus kimia : SbCl3
Berat molekul : 228,12 kg/kmol
Titik didih : 2220C
Titik leleh : 73,40C
Temperatur kritis : 247,850C
Tekanan kritis : 62,7 bar
Bentuk : padat
Densitas : 7.9 gr/cm3
Kapasitas panas : 100,7 kJ/kmol.K
3. Barium diklorida
Rumus kimia : BaCl2
Berat molekul : 208,23 kg/kmol
Titik didih : 15600C
Titik leleh : 9630C
Bentuk : padat
Densitas : 3,856 gr/cm3
Kapasitas panas : 81,75 kJ/kmol.K
-
4. Pyrrole
Rumus kimia : C4H5N
Berat molekul : 67,09 kg/kmol
Titik didih : 130,10C
Titik leleh : -230C
Temperatur kritis : 366,80C
Tekanan kritis : 56,742 bar
Bentuk : cair
Densitas : 9.67 gr/cm3
Kapasitas panas : 127,74 kJ/kmol.K
2.2 Proses-proses Pembuatan Trikloroetilan
Berdasarkan bahan baku ada tiga macam proses yang digunakan dalam
pembuatan trikloroetilan yaitu proses asetilen, proses klorinasi dan proses
oksiklorinasi (Kirk-Othmer, 1993).
2.2.1. Proses Asetilen
Proses berdasarkan acetylene terdiri dari dua tahap. Tahap pertamam
diiliustrasikan pada reaksi 1, asetilen (C2H2) diklorinasi menjadi produk
intermediate tetrakloroetan (CHCl2-CHCl2). Reaksi tersebut eksotermis,
temperature dipertahankan pada 80-90C. katalis-katalis yang digunakan antara
lain ferric chloride, phosporus chloride dan antimony trichloride.
Produk kemudian didehidroklorinasikan menjadi trikloroetilen melalui
thermal cracking (reaksi 2), biasanya menggunakan katalis seperti barium
-
chloride atau silica pada temperature 300-500 C. konversi tetrakloroetan sekitar
98% massa berdasarkan asetilen. Sedangkan konversi tetrakloroetan menjadi
trikloroetilen yaitu sebesar 95% massa. Tetrakloroetan juga dapat dipecah menjadi
trikloroetilen tanpa menggunakan katalis pada temperature 330-770 C, tapi reaksi
ini berjalan lambat.
C2H2 + 2 Cl2 CHCl2 CHCl2 (2.1)
CHCl2 CHCl2 ClCH = CCl2 + HCl (2.2)
2.2.2. Proses Klorinasi
Proses klorinasi etilen (CH2 = CH2) menghasilkan produk utama yaitu
trikloroetilen (ClCH = CCl2) dan asam klorida (HCl) sebagai produk samping.
Reaksi eksotermis berlangsung pada suhu 280-450C, dengan menggunakan
katalis potassium klorida atau aluminium klorida.
Dikloroetan direaksikan dengan klorin (Cl2) ditunjukkan pada reaksi 2.3.
rasio umpan dikloroetan dengan klorin menentukan produk mana yang akan lebih
banyak dihasilkan. Konversi trikloroetilen maksimum 75% massa dari umpan
dikloroetan yang dicapai pada rasio klorinn dan dikloroetan 1,7 : 1. konversi
dikloroetan menjadi tetrakloroetilen maksimum 86% massa pada rasio klorin dan
dikloroetan 3 : 1. Reaksi:
ClCH2CH2Cl + 2 Cl2 ClCH = CCl2 + 3 HCl (2.3)
2.2.3. Proses Oksiklorinasi
Produk utama proses oksiklorinasi adalah trikloroetilen (ClCH = CCl2),
perkloroetilen (Cl2CCCl2) dan air (H2O). reaksi samping menghasilkan karbon
-
dioksida (CO2), hydrogen klorida (HCl) dan bebera[pa hidrokarbon terklorinasi.
Oksiklorinasi etilan diklorid merupakan satu tahap oksiklorinasi dimana etilen
diklorid direkasikan dengan klorin dan atau hydrogen klorida membentuk
trikloroetilen dan perkloroetilen. Reaksi ini diilustrasikan pada reaksi 2.4 (Most,
1989)
2 ClCH2CH2Cl + Cl2 + HCl + O2 ClCH = CCl2 + Cl2CCCl2 + H2O(2.4)
Reaksi berlangsung di reactor fluidized bed pada temperature 425C dan
tekanan 138-207 kPa. Katalis yang paling umum digunakan adalah campuran
potassium dan cupric klorida. Konversi menjadi klorokarbon berkisar antara 85-
90% massa, dengan 10-15% massa kehilangan sebagai karbon monoksida (CO)
dan karbon dioksida. Control temperature pada proses oksiklorinasi sangat
penting. Di bawah 425 C, tetrakloroetan menjadi produk dominan. 57,3% massa
berat dari produk mentah pada suhu 330C. Di atas 480 C terjadi panas berlebih
dan reaksi-reaksi dekomposisi. Rasio produk dapat dikendalikan tetapi lebih sulit
dibandingkan dengan proses klorinasi, serta alat pemroses harus dibuat dari logam
campuran yang tahan korosi.
Perbandingan Proses Pembuatan Trikloroetilen
No. Item Jenis ProsesProses Asetilen Proses Klorinasi Proses Oksiklorinasi1. Bahan baku Asetilen
KlorinEtilen, etilen dikloridKlorin
Etilen, etilen dikloridKlorinOksigenAsam klorida (HCl)
2. Konversi 98% berdasarkan asetilen95% berdasarkan tetrakloroetan
Konversi maksimum 75% berdasarkan umpan dikloroetan pada rasio klorin dengan dikloroetan 1,7 : 1
Konversi menjadi klorokarbon (TCE dan PCE) 85-90%
3. Kondisi Reaksi 2 tahap Reaksi klorinasi Etilen diumpankan
-
operasi - Reaksi tahap I, reaksi klorinasi asetilen menjadi 1,1,2,2-tetrakloroetan. Reaksi eksotermis, T = 80-90C. katalis yang digunakan adalah antimony trichloride
- Reaksi tahap II, reaksi dehidroklorinasi 1,1,2,2-tetrakloroetan menjadi TCE. Reaksi thermal cracking, endotermis T = 300-500C menggunakan katalis barium chloride.
etilen menjadi 1,2-dikloroetan yang kemudian direaksikandengan klorin membentuk TCE. Reaksi eksotermis berlangsung pada suhu 280-450, dengan katalis potassium chloride atau aluminium chloride.
bersama-sama dengan oksigen dan klorin membentuk TCE dan PCE. Reaksi berlangsung pada suhu 425C dantekanan 138-207 kPa.
4. Peralatan utama
2 reaktor, separator, absorber
1 reaktor, kolom neutralizer dan drier, kolom distilasi.
1 reaktor, separator, vent scrubber, kolomdistilasi, kolom neutralizer dan drier
5. Bahan penunjang
- KatalisAntimony trichloride (SbCl3)Barium chloride (BaCl2)
- Air- Steam
- KatalisPotassium chloride atau Aluminium chloride
- Air- Steam
- KatalisPotassium chloride atau cupric chloride
- Air- Steam
2.3 Pemilihan Proses
Dari ketiga proses tersebut di atas, yang akan digunakan dalam
perancangan pabrik trikloroetilen adalah proses asetilen, menurut persamaan
reaksi:
C2H2 + 2 Cl2 CHCl2CHCl2
-
CHCl2CHCl2 ClCH = CCl2 + HCl
Hal ini berdasarkan pada beberapa pertimbangan sebagai berikut:
a. Konversi trikloroetilen yang dihasilkan pada proses asetilen paling tinggi
dibandingkan dengan proses klorinasi dan oksiklorinasi.
b. Proses Oksiklorinasi menghasilkan produk utama lainnya yang dapat
mengurangi hasil produksi trikloroetilen.
Diagram Blok Proses Asetilen
-
2.4 Kegunaan Trikloroetilen
Trikloroetilen (TCE) secara luas digunakan dalam industri untuk melarutkan
dan ekstraksi minyak. Penggunaan yang paling umum dari TCE adalah untuk
pembersihan permukaan logam yang tertutup oleh lemak (grease), selain itu TCE
juga digunakan dalam ekstraksi biji, dry cleaning, dehidrasi alkohol, penggunaan
dalam analisis, bahan baku pembuatan polyvinyl chloride (PVC) dan sebagai salah
satu komponen yang terkandung dalam cat, pernis, bahan perekat,serta insektisida
dan germisida.
Diagram Blok Proses Oxyklorinasi
-
BAB III
DESKRIPSI PROSES
3.1 Uraian Singkat Proses Pembuatan Trikloroetilen
Tahap pembuatan trikloroetilen menggunakan proses asetilen adalah sebagai
berikut :
1. Persiapan bahan baku
Sebelum masuk ke reaktor R201, asetilen yang berasal dari tangki bahan
baku T101 pada tekanan 55 atm dan temperatur 30oC dilewatkan melalui
expander valve untuk menurunkan tekanannya menjadi 1,33 atm pada temperatur
29,89oC, kemudian akan dinaikkan temperaturnya menjadi 90oC dengan tekanan
1,30 atm menggunakan heater H101.
Klorin yang berasal dari tangki bahan baku T102 pada tekanan 10 atm dan
temperatur 300C dilewatkan melalui expander valve untuk menurunkan
tekanannya menjadi 1,31 atm dan temperatur 29,99oC, dan akan dinaikkan
temperaturnya menjadi 90oC dengan tekanan 1,30 atm menggunakan heater
H102. Gas asetilen dan klorin kemudian diumpankan ke dalam reaktor R201
pada tekanan 1,1 atm dan temperatur 90oC.
2. Proses utama
-
Gas asetilen direaksikan dengan gas klorin di dalam solven dengan bantuan
katalis SbCl3 di dalam bubble reaktor R201pada temperatur operasi 90oC dan
tekanan operasi 1 atm Untuk meningkatkan perolehan tetrakloroetan maka
digunakan klorin berlebih dengan perbandingan molar klorin terhadap asetilen
adalah 5,5. Pada kondisi tersebut konversi asetilen menjadi tetrakloroetan sebesar
98% massa (Kirk-Othmer,1993). Di dalam reaktor 1 (R201) terjadi reaksi
sebagai berikut:
C2H2 + 2 Cl2 CHCl2 CHCl2 .....(2.1)
Asetilen klorin tetrakloroetan
Produk keluar dari reaktor R201 terbagi dalam dua fase, yaitu fase gas
(yang terdiri dari asetilen, klorin, metan dan hidrogen) sebagai keluaran atas dan
fase cair (terdiri dari tetrakloroetan dan katalis SbCl3) sebagai keluaran bawah.
Keluaran atas reaktor R201 dilewatkan ke membran separator untuk memisahkan
antara reaktan sisa (asetilen dan klorin ) yang akan dikembalikan ke reaktor 1
R201 dengan gas pengotor (metan dan hidrogen) yang akan dibakar di thermal
incinerator. Keluaran bawah reaktor R201 yang terdiri dari produk dan solven
yaitu tetrakloroetan dan katalis SbCl3, dimasukkan ke dalam vaporizer VP201
untuk memisahkan produk tetrakloroetan dengan solven dan katalis.
Produk tetrakloroetan dimasukkan ke dalam vaporizer VP201 untuk
diuapkan pada temperatur 91,04oC. Keluaran vaporizer pada temperatur 160,95oC
masuk ke dalam separator untuk dipisahkan antara uap dengan cairannya. Cairan
yang terbentuk, yaitu solven tetrakloroetan dan katalis SbCl3 dikembalikan lagi ke
dalam reaktor R201, sedangkan uapnya akan dinaikkan temperaturnya menjadi
-
300oC dengan tekanan 2 atm menggunakan gas produk reaktor R-202 dan steam.
Gas tetrakloroetan kemudian diumpankan ke dalam reaktor fixed bed multi tubular
R202.
Reaksi yang terjadi pada reaktor R202 adalah reaksi dehidroklorinasi
tetrakloroetan menjadi trikloroetilen dan HCl secara thermal cracking dengan
bantuan katalis BaCl2, konversi tetrakloroetan menjadi trikloroetilen sebesar 95%
massa. Reaktor R202 beroperasi pada tekanan 2 atm dan temperatur 250 300oC.
Reaksi yang terjadi dalam reaktor R202 sebagai berikut:
CHCl2 CHCl2 ClCHCCl2 + HCl .....(2.2)
Tetrakloroetan trikloroetilen asam klorida
3. Penanganan produk akhir dan produk samping
Produk yang keluar dari reaktor R202 dikondensasikan di condensor
CD201 pada temperatur 88,82oC sehingga trikloroetilen dan reaktan
tetrakloroetan sisa berubah fasa menjadi cair, sedangkan HCl masih dalam fasa
gas. Cairan trikloroetilen dan tetrakloroetan dipisahkan dari gas HCl di separator
SP302. Keluaran atas separator adalah gas HCl yang didinginkan di cooler CL
302 sampai temperatur 35oC kemudian diserap di absorber ABS301 dengan
tekanan operasi 1 atm dan temperatur operasi 35oC. Produk absorber adalah
larutan HCl 37% massa yang langsung dialirkan ke tangki penyimpanan produk
T304 pada tekanan 1 atm dan temperatur 35oC.
Keluaran bawah separator SP302 trikloroetilen dan tetrakloroetan akan
dipisahkan menggunakan Vaporizer 302. Gas dan cairan yang terbentuk akan
-
dipisahkan di separator 303. Cairan yang berupa tetrakloroetan dikembalikan ke
reaktor R202 melalui vaporizer VP201.
Gas keluaran separator 303 dikondensasikan di condensor CD302 pada
tekanan 1,2 atm dan temperatur 99,89oC kemudian dialirkan ke tangki
penyimpanan produk T305 pada tekanan 1 atm dan temperatur 35oC. Kemurnian
produk akhir trikloroetilen sebesar 99% massa dengan impurities tetrakloroetan
sebanyak 0,05% massa dan pyrrole sebagai stabilizer 0,05% massa.
3.2 Diagram alir proses
Blok diagram proses pembuatan trikloroetilen dari asetilen dan klorin beserta
pembagian unit secara kuantitatif dapat dilihat pada gambar 1, sedangkan blok
diagram proses secara kualitatif ditunjukkan pada gambar 2.
-
Gambar 1. Diagram Alir Proses Pembuatan Trikloroetilen dari Asetilen dan Klorin secara Kuantitatif
C2HCl
3(g)
HCl(aq)
C2HCl
3(l)
C2H
2Cl
4(l)
C2HCl
3(l)
HCl(g)
HCl(g)C
2HCl
3(g)
C2H
2Cl
4(g)
C2H
2Cl
4(l)
C2HCl
3(l)
C2H
2Cl
4(l)
C2HCl
3(l)
SbCl3(l)
C2H
2Cl
4(l)
C2HCl
3(l)
SbCl3(l)
C2H
2Cl
4(l)
SbCl3(l)
C2H
2Cl
4(l)
H2(g)
CH4(g)
Cl2(g)
C2H
2(g)
Cl2(g)
C2H
2(g)
H2(g)
CH4(g)
Cl2(g)
C2H
2(g)
H2(g)
CH4(g)
Cl2(l)
H2(l)
CH4(l)
C2H
2(l))
Separator
Vaporizer
Unit 2 Unit 3Unit 1
Tangki HCl
AbsorberCooler
Tangki Trikloroetilen
Kondensor
SeparatorKondensor
Vaporizer
Reaktor 2(R202)
Separator
ke thermal incineratorMembranSeparator
Reaktor 1(R201)
Pre-treatmentFeed
-
Gambar 2. Diagram Alir Proses Pembuatan Trikloroetilen dari Asetilen dan Klorin secara Kualitatif
P =1,4atmT = 99,89oC
P = 1,3 atmT = 35oC
P = 1,3 atmT = 35oC
P = 1,4 atmT = 35oC
P = 1,2 atmT = 88,82oC
P =1,2atmT = 88,82oC
P = 1,3 atmT = 99,89oC
P = 1,3 atmT = 250oC
P = 2 atmT = 300oCP = 1,4 atm
T = 90oC
P = 1,39 atmT = 90oC
P = 1,4 atmT = 90oC
P = 1 atmT = 90oC
P = 1,1 atmT = 90oC
P = 1,1 atmT = 90oC
P = 1,1 atmT = 90oC
P = 10 atmT = 30oC
P = 55 atmT = 30oC
Separator
Vaporizer
Unit 2 Unit 3Unit 1
Tangki HCl
AbsorberCooler
Tangki Trikloroetilen
Kondensor
SeparatorKondensor
Vaporizer
Reaktor 2(R202)
Separator
ke thermal incineratorMembranSeparator
Reaktor 1(R201)
Pre-treatmentFeed
-
Keterangan diagram alir kuantitatif dan kualitatif:
Unit 1 = unit penyimpanan dan persiapan bahan baku
Unit 2 = unit reaksi
Unit 3 = unit pemurnian serta penanganan produk