BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Ukuran: px

Mulai penontonan dengan halaman:

Download "BAB II TINJAUAN PUSTAKA"

Herman Budiman
6 tahun lalu
Tontonan:

1 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Dimetil Eter Dimetil Eter (DME) adalah senyawa eter yang paling sederhana dengan rumus kimia CH 3 OCH 3. Dikenal juga sebagai methyl ether atau wood ether. Jika DME dioksidasi yang terjadi adalah dekomposisi menjadi bentuk metanol dan formaldehid. DME termasuk bahan kimia tidak beracun, senyawa yang tidak mengandung unsur Sulfur (S) dan Nitrogen (N), sehingga memungkinkan emisi SOx, NOx, particulate matter yang jauh lebih rendah dari solar. DME tidak bersifat korosif terhadap logam (Mayers, 1982). Sifat-sifat dimetil eter disajikan pada tabel 2.1 dibawah ini Tabel 2.1 Sifat-sifat fisik Dimetil Eter Sifat Fisik Nilai Rumus molekul CH 3 OCH 3 Berat molekul 56,069 kg/kmol Titik beku -138,5 C Titik didih (pada 760 mmhg) -24,7 C Densitas (pada 20 C) 677 kg/mol Indeks bias, pada (-42,5 C) 1,3441 Specific gravity cairan 0,661 (pada 20 C) Flash point (pada wadah tertutup) -42 F Panas pembakaran 347,6 kkal/mol Panas spesifik (pada -27,68 C) 0,5351 kkal/mol Panas pembentukan (gas) -44,3 kal/g Panas laten (gas), (pada -24,68 C) 111,64 kal/g Kelarutan dalam air (pada 1atm) 34 %berat Kelarutan air dalam DME (1 atm) 7 %berat Fase, 25 C, 1 atm Gas Temperatur kritis 400 K Tekanan kritis 53,7 bar abs (Dupont, 2008)

2 Sifat kimia dimetil eter : 1. Dimetil eter bereaksi dengan karbon monoksida dan air menjadi asam dengan katalisator : CH 3 OCH 3 + H 2 O + CO 2CH 3 COOH 2. Bereaksi dengan sulfur trioksida membentuk dimetil sulfat : CH 3 OCH 3 + SO 3 (CH 3 ) 2 SO 4 3. Dengan hidrogen sulfit dengan bantuan katalisator tungsten sulfit membentuk dimetil sulfit : CH 3 OCH 3 + H 2 S CH 3 S CH 3 + H 2 O 4. Dengan reaksi oksidasi dimetil eter akan menghasilkan formaldehid : CH 3 OCH 3 + O 2 2CH 2 O + H 2 O (Ketta, 1990) 2.2 Sifat - sifat bahan pendukung Metanol sifat sifat 1. Rumus molekul : CH 3 OH 2. Berat molekul : 32,042 gr/mol 3. Titik leleh : -97 o C 4. Specific gravity : 64,7 o C 5. Densitas : 0,7918 x 10 3 kg/m 3 6. Cp : 44,06 J/mol-K 7. f H o gas : -201 kj/mol 8. S o gas : 239,9 J/mol-K 9. Viskositas : 0,59 mpa.s pada 20 o C 10. Merupakan cairan yang tidak berwarna 11. Larut dalam air, alkohol dan eter (perry, 1999) katalisator Sifat-sifat 1. Jenis : Alumina silicat (zeolit) 2. Bentuk : silinder 3. Ukuran : 1/16 in x 3/16 in 4. Density : 0.78 kg/m3 5. Void space : 0.35 (us patent, 2012)

3 2.3 Proses pembuatan dimetil ester Dimetil eter (DME) merupakan senyawa eter paling sederhana. Senyawa eter adalah senyawa karbon dengan rumus molekul C n H 2n+2 O, dan rumus molekul DME adalah (CH 3 ) 2 O dengan berat molekul 46,069 (Perry, 2002). Dimetil Eter dapat diperoleh melalui dua cara, yaitu melalui proses langsung dan proses tidak langsung. Melalui proses tidak langsung, metanol disintesis terlebih dahulu, diikuti dengan reaksi dehidrasi metanol, dan pada reaktor terpisah dimetil eter akan disintesis. Pada proses pembentukan langsung, gas sintetis (H 2 & CO) disintesis menjadi dimetil eter. Proses reaksi dimetil eter langsung merupakan hasil sintesa metanol dari gas sintetis dan dehidrasi metanol yang terproses dalam reaktor yang sama. Persamaan Reaksi Kimia : 2 CH 3 OH CH 3 OCH 3 + H 2 O ( Perry s, 2002) Methanol (CH 3 OH) bila dipanaskan pada suhu 250 o C dengan tekanan 12 atm dan dengan adanya bantuan katalis berupa alumina silica (AL 2 O 3.SiO 2 ) maka akan menghasilkan dimetil eter dan air sebagai produk samping. Reaksi ini bisa disebut juga dengan dehidrasi metanol. Tabel 2.2 Keuntungan dan kerugian proses pembuatan dimetil eter dari metanol Proses Keuntungan Kerugian Proses langsung Proses tidak langsung - Prosesnya sederhana, peralatan yang digunakan sedikit. - Konversinya tinggi, rata-rata lebih dari 90%. - Suhu dan tekanan operasi reaktor relatif rendah. - Suhu operasi cukup tinggi (250 o C) - Peralatan yang digunakan lebih banyak. - Menggunaakan asam sulfat yang berfsifat korosif sehingga diperlukan peralatan dengan bahan konstruksi yang tahan terhadap korosi yang harganya lebih mahal. - Konversinya rendah, yaitu : 45% (Mayers, 1982)

4 2.4 Seleksi Pemilihan Proses Pada pra rancangan pabrik pembuatan Dimetil Eter, proses yang dipilih adalah proses Langsung. Proses ini dipilih dengan pertimbangan : - Jumlah Dimetil eter yang dihasilkan lebih besar - Merupakan proses yang efisien untuk mengubah metanol menjadi dimetil eter - Jumlah peralatan yang digunakan dapat lebih sedikit - Secara komersial dan ekonomis dapat bersaing dengan proses lain. 2.5 Deskripsi Proses 1. Tahap Persiapan Bahan Baku Tahap persiapan bahan baku dimaksudkan untuk memanaskan metanol sampai suhu 250 o C dan merubah fasenya dari fase cair menjadi gas untuk mempermudah terjadinya reaksi. Metanol dengan kadar 99,85 % dari Pabrik PT. Kaltim Metanol Industri dialirkan ke tangki (T-01). Umpan metanol di tangki pengumpan dipompakan dengan pompa menuju Fired Heater (FH-01) untuk dilakukan pemanasan hingga metanol mencapai suhu 250 o C dan tekanannya mencapai 11 atm, metanol yang telah mencapai suhu 250 o C dan telah berubah fase dari fase cair menjadi fase gas lalu diumpankan ke dalam reaktor dengan menggunakan kompresor K-01 untuk meningkatkan tekanan sampai 12 atm. 2. Tahap pembentukan produk Tahap pembentukan produk dimaksudkan untuk mereaksikan dehidrasi metanol dengan katalis zeolit asam membentuk dimetil eter (DME) dan air. Reaksi dijalankan pada reaktor fixed bed (R-01) dengan kondisi operasi temperatur 250 o C. Uap metanol mengalir secara kontinu ke reaktor fixed bed yang berisi katalis alumina silica (zeolit) untuk bereaksi menjadi dimetil eter (DME) dan H 2 O dengan konversi tertinggi 90%. 3. Tahap Pemurnian Produk dan Recovery Reaktan Tahap pemurnian produk dilakukan untuk memisahkan dimetil eter (DME) dari H 2 O dan sisa metanol yang tidak bereaksi agar diperoleh dimetil eter (DME) dengan kemurnian 99,85%. Produk keluaran reaktor (R-01) yang telah

5 dikondensasikan dengan suhu mencapai 70 o C dan tekanan 8 atm dialirkan ke kolom destilasi (KD-01) untuk memisahkan dimetil eter dari metanol dan air. Produk hasil atas (distilat) menara destilasi pertama berupa dimetil eter (DME) yang dikondensasikan pada condensor (CD-01) dengan suhu titik embunnya yaitu 42 o C pada tekanan 8 atm kemudian ditampung pada akumulator (AC-01). Sebagian dimetil eter dikembalikan pada menara destilasi pertama dan sebagian lainnya ditampung pada tangki (T-02) penyimpanan dimetil eter (DME) dengan kemurnian 99,85%. Produk bawah (residu) kolom destilasi (KD-01) berupa campuran air dan methanol dan sisa dimetil eter yang kemudian dikembalikan lagi ke (KD-01) dengan memanaskannya kembali pada suhu titik didihnya yaitu 159 o C 8 atm. Produk dari reboiler yaitu metanol dan air diumpankan ke kolom destilasi (KD-02) dengan dipanaskan terlebih dahulu oleh heater (H-01) untuk mencapai titik didihnya yaitu 165 o C 9,2 atm. Pada kolom destilasi (KD-02) dilakukan pemisahan atau recovery metanol dari air. Metanol sebagai hasil atas (distilat) menara destilasi kedua dikondensasikan dengan condensor (CD-02) dengan suhu titik embunnya yaitu 136 o C 9,2 atm. Kondensat metanol ditampung pada akumulator (AC-02), sebagian di recycle ke tangki (T-01) dan sebagian lainnya dikembalikan ke (KD-02). Produk bawah (residu) kolom destilasi (KD- 02) berupa campuran air dan sisa metanol yang kemudian dikembalikan lagi ke (KD-02) dengan memanaskannya kembali pada suhu titik didihnya yaitu 177 o C, 9,2 atm. Produk bawah reboiler (RB-02) kemudian didinginkan hingga mencapai suhu 30 o C dan dialirkan menuju pengolahan limbah.

dokumen-dokumen yang mirip

PRARANCANGAN PABRIK DIMETIL ETER DARI METANOL KAPASITAS TON/TAHUN

LAPORAN TUGAS PRARANCANGAN PABRIK PRARANCANGAN PABRIK DIMETIL ETER DARI METANOL KAPASITAS 36.000 TON/TAHUN Oleh : SISKAWATI DYAH SULISTYA UTAMI Dosen Pembimbing : Dr. Ir. H. Ahmad M. Fuadi, M.T. Hamid