Laporan simulasi PA

45
TEKNIK REAKSI KIMIA- PHTHALIC ANHYDRIDE 201 Disusun Oleh : Dyah Aysha Puspita -12210005 Anggi Sagitha Putri - 12210010 Fadlianor - 12210017 Luxman Hakim - 12210018 Zulfikar Ali Saydi - 12210022 Khusnan Aji Priya K - 12210023 Rhamadhani Putra -12210024 Sekolah Tinggi Teknologi Indocement Simulasi Proses Anhydride Menggunakan Software Chemcad

description

simulation process

Transcript of Laporan simulasi PA

  • TEKNIK REAKSI KIMIA- PHTHALIC ANHYDRIDE Page 1

    201

    Disusun Oleh :

    Dyah Aysha Puspita -12210005

    Anggi Sagitha Putri - 12210010

    Fadlianor - 12210017

    Luxman Hakim - 12210018

    Zulfikar Ali Saydi - 12210022

    Khusnan Aji Priya K - 12210023

    Rhamadhani Putra -12210024

    Sekolah Tinggi Teknologi

    Indocement

    Simulasi Proses Anhydride Menggunakan Software Chemcad

  • TEKNIK REAKSI KIMIA- PHTHALIC ANHYDRIDE Page 2

    ABSTRAK

    Indonesia sebagai negara berkembang dalam era globalisasi ini semakin banyak

    melakukan pembangunan di segala bidang, salah satunya adalah pembangunan di berbagai

    bidang industri termasuk di dalamnya industri kimia.Salah satunya adalah phthalic anhydride.

    Penggunaan utama dari phthalic anhydride adalah sebagai zat intermediate dalam produksi

    plastik dan vinyl chloride. Phthalic anhydridedigunakan sebagai bahan baku pembuatan

    DOP (dioctyl phthalate) yang lazim digunakan sebagai zat pelunak atau plasticizer yang

    dipakai pada proses pembuatan PVC, kulit sintetis dan sebagainya. Selain itu, phthalic

    anhydridememiliki kegunaan yang besar dalam pembuatan UPR (Unsaturated Polyester

    Resin).ChemCad merupakan salah satu program aplikasi dalam teknik kimia yang paling

    lengkap dan canggih saat ini. Dengan menggunakan Chemcad akan dapat merancang,

    membuat dan menghitung sebuah proses dalam pabrik kimia. Tujuan dari makalah ini adalah

    mengetahui Proses pembuatan phthalic Anhidride secara efesien dengan menggunakan

    software Chemcad. Metode yang digunakan yaitu menggunakan software chemcad dan

    memasukkan reaktor dan reaksi kimia. Hasil dari makalah ini mengetahui Efesiensi

    Pembuatan phthalic Anhydride. Diharapkan dengan mengetahui Efesiensi tersebut dapat

    meningkatkan produktifitas dan sebagai input informasi.

    Kata Kunci : Phthalic anhydride, Proses, Aplikasi chemcad

  • TEKNIK REAKSI KIMIA- PHTHALIC ANHYDRIDE Page 3

    KATA PENGANTAR

    Assalamualaikum Wr. Wb

    Puji syukur kehadirat Allah SWT atas semua rizki, rahmat dan karunia-Nya sehingga

    penulis dapat menyelesaikan karya tulis yang berbentuk laporan hasil penelitian sesuai waktu

    yang telah direncanakan. Shalawat serta salam senantiasa tercurahkan kepada baginda Nabi

    Muhammad SAW beserta seluruh keluarga dan sahabatnya yang selalu membantu perjuangan

    beliau dalam menegakkan Dinullah di muka bumi ini.

    Laporan hasil penelitian ini disusun sebagai salah satu syarat dalam memperoleh

    kelulusan dalam mata pelajaran Teknik Reaksi Kimia. Judul laporan penelitian ini adalah

    The Phthalic Anhydride Process (PA).

    Dalam penulisan Laporan penelitian ini, tentuanya banyak pihak yang telah memberikan

    bantuan baik moril maupun materil. Oleh karena itu penulis ingin menyampaikan ucapan

    terimakasih yang tiada hingganya kepada :

    1. Bapak Pujiyanto S.Si, M.T, selaku dosen pembimbing dalam mata pelajaran Teknik Reaksi

    Kimia.

    2. Bapak Wiwid Murdany, S.T, selaku asisten dosen dalam mata pelajaran Teknik Reaksi

    Kimia.

    3. Teman-teman sekalian yang telah membantu memberikan masukan dalam menyelesaikan

    masalah pada proses analisa.

  • TEKNIK REAKSI KIMIA- PHTHALIC ANHYDRIDE Page 4

    DAFTAR ISI

    HALAMAN JUDUL ............................................................................................. ........... i

    ABSTRACT ......................................................................................................................... ii

    KATA PENGANTAR ....................................................................................................... iii

    DAFTAR ISI ...................................................................................................................... iv

    BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ........................................................................................................ 1

    1.2 Permasalahan ................................................................................ ......................... 1

    1.2.1 Perumusan Masalah ................................................................................ 1

    1.2.2 Pembatasan Masalah .............................................................................. 2

    1.2.3 Kegunaan Masalah .................................................................................. 2

    1.3 Tujuan Penelitian .................................................................................................... 3

    BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Phthalic Acid Anhydride (1,2-benzenedicarboxylic anhydride)............................. .... 5

    2.2 Ortho Xylene (1,2-Dimethylbenzene)................................................................. .... 7

    2.3 Proses Pembuatan Phthalic Acid Anhydride....................................................... .... 9

    2.4 Pemilihan Proses............................................................................................ .... 11

    2.5 Deskripsi Proses.............................................................................................. .... 12

    2.6 Proses Deskripsi dari Gambar............................................................................. .... 14

    2.7 Bahan Baku....................................................................................................... .... 16

    2.8 Produk............................................................................ ......................................... 16

    2.9 Sintesis dan Produksi................................................................................................ 16

    2.10 Penggunaan....................................................................... ....................................... 17

    2.11 Aplikasi........................................................................................................... ......... 17

    2.12 Persiapan Ester Ftalat....................................................................................... ..... 18

    2.13 Sintesis Organik.............................................................................................. ..... 18

    2.14 Persiapan Nitroalkenes Alifatik................................................................................ 18

    2.15 Prekursor untuk zat warna...................................................................................... 18

    2.16 Keamanan............................................................................................................... 18

    2.17 Chemcad Software................................................................................................. 19

    2.18 Alat-Alat yang digunakan pada Proses pembuatan phtalic anhydride................... 20

    BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Waktu Penelitian...................................................................................................... 21

    3.2 Teknik Pengumpulan Data....................................................................................... 21

    3.3 Sumber Data............................................................................................................. 21

    3.4 Instrumen Penelitian................................................................................................. 21

    3.5 Metode Analisis........................................................................................................ 21

    BAB IV HASIL ANALISIS DAN PEMBAHASAN 4.1 Tabel Perubahan pada Feed dan Temperatur........................................................... 22

    4.2 Neraca Massa........................................................................................................... 28

    BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan ............................................................................................................. 44

    5.2 Saran-saran .............................................................................................................. 44

    DAFTAR PUSTAKA .................................................................................................. 45

  • TEKNIK REAKSI KIMIA- PHTHALIC ANHYDRIDE Page 5

    BAB I

    PENDAHULUAN

    I.1. Latar Belakang

    Indonesia sebagai negara berkembang dalam era globalisasi ini semakin banyak

    melakukan pembangunan di segala bidang, salah satunya adalah pembangunan di berbagai

    bidang industri termasuk di dalamnya industri kimia. Salah satunya adalah phthalic

    anhydride. Penggunaan utama dari phthalic anhydride adalah sebagai zat intermediate

    dalam produksi plastik dan vinyl chloride. Phthalic anhydride digunakan sebagai bahan

    baku pembuatan DOP (dioctyl phthalate) yang lazim digunakan sebagai zat pelunak atau

    plasticizer yang dipakai pada proses pembuatan PVC, kulit sintetis dan sebagainya. Selain

    itu, phthalic anhydride memiliki kegunaan yang besar dalam pembuatan UPR (Unsaturated

    Polyester Resin). Phthalic anhydride memiliki penggunaan yang lebih kecil dalam

    memproduksi alkyd resin yang digunakan dalam cat dan pernis, pewarna tertentu

    (anthraquinon, phtalein, rhodamin, phthalasionin, fluorescein), penolak serangga dan

    urethane polyester polyol, diallyl phthalatesdan isotonic anhydride.

    Anhidrida ftalat (Phthalic anhydride) adalah senyawa organik dengan rumus C6H4

    (CO) 2O. Ini adalah anhidrida asam ftalat. Anhidrida ftalat adalah bentuk komersial utama

    asam ftalat. Itu anhidrida pertama asam dikarboksilat yang akan digunakan secara komersial.

    Ini tidak berwarna padat merupakan bahan kimia industri yang penting, terutama untuk

    produksi skala besar plasticizer untuk plastik. Pada tahun 2000, volume produksi di seluruh

    dunia diperkirakan sekitar 3 juta ton per tahun.

    1.2 Permasalahan

    1.2.1 Rumusan Masalah

    Permasalahan dalam simulasi ini adalah bagaimana untuk mengetahui proses yang terjadi

    dalam proses pembuatan Ahidrida Ftalat, maka yang perlu dilakukan adalah :

    1. Bagaimana proses pembuatan phtalic anhydride ?

    2. Bagaimana proses pembuatan Phtalic Anhydride menggunakan software Chemcad ?

    3. Parameter dan properties apa saja yang perlu diperhatikan pada proses pembuatan

    Phtalic Anhydride ?

    4. Apa bahan baku dan produk yang dihasilkan oleh proses simulasi?

  • TEKNIK REAKSI KIMIA- PHTHALIC ANHYDRIDE Page 6

    5. Apa Mekanisme Reaksi yang terjadi pada proses simulasi?

    6. Bagaimana proses yang terjadi pada simulasi?

    7. Gambarkan Blok diagramnya dan bagaimana Neraca Massanya ?

    8. Jelaskan fungsi dari unit-unit yang ada pada proses simulasi?

    9. Bagaimana Pengaruh perubahan Temperatur,dan Laju Umpan (feed O-xylene)

    terhadap produk pada simulasi dan tampilkan Grafiknya dan analisa?

    1.2.2 Batasan Masalah

    Mengingat begitu luasnya ruang lingkup pada simulasi ini, maka penulis membatasi

    permasalahan tersebut pada :

    1. Mengingat banyaknya jumlah proses simulasi kimia, maka penulis dalam laporan ini hanya

    menggunakan simulasi proses dalam proses pembuatan Anhidrida Ftalat

    2. Data simulasi yang digunakan adalah data yang diuji menggunakan simulasi software

    Chemcad.

    1.2.3 Kegunaan Masalah

    Simulasi yang penulis lakukan ini mudah-mudahan dapat bermanfaat bagi penulis sendiri,

    maupun bagi para pembaca atau pihak-pihak lain yang berkepentingan.

    1. Manfaat akademis

    Simulasi ini erat hubungannya dengan mata kuliah Teknik Reaksi Kimia, sehingga

    dengan melakukan simulasi ini diharapkan penulis dan semua pihak yang berkepentingan

    dapat lebih memahaminya.

    2. Manfaat dalam implementasi atau praktik.

    Simulasi ini memfokuskan kepada Anhidrida Ftalat. sebagai objek simulasi, sehingga

    diharapkan para pengambil kebijakan dalam produksi Anhidrida Ftalat. maupun pihak-

    pihak lain yang berkepentingan dapat menggunakan hasil simulasi ini sebagai bahan

    pertimbangan dalam pengambilan keputusan.

  • TEKNIK REAKSI KIMIA- PHTHALIC ANHYDRIDE Page 7

    1.3 Tujuan Penelitian

    Tujuan dari penelitian ini adalah :

    1. Mengetahui proses pembuatan phtalic anhydride dan analisisnya

    2. Mengetahui jawaban dari soal yang diberikan dosen pengampu

    3. Mengetahui dan memahami proses pembuatan Phtalic Anhydride menggunakan

    software Chemcad.

    4. Mengetahui parameter dan properties yang perlu diperhatikan pada proses pembuatan

    Phtalic Anhydride.

  • TEKNIK REAKSI KIMIA- PHTHALIC ANHYDRIDE Page 8

    BAB II

    TINJAUAN PUSTAKA

    Proses produksi anhidrida ftalat adalah proses yang sangat rumit, yang melibatkan

    beberapa reaksi samping dan produk. Untuk alasan ini, sifat dan kuantitas katalis yang

    digunakan dan kontrol suhu di reaktor muncul sebagai faktor yang relevan untuk

    dipertimbangkan dalam rangka untuk mencapai selektivitas yang diperlukan terhadap

    produk akhir: anhidrida ftalat. Penjelasan ketat dari reaksi kimia di atas menyiratkan

    pengetahuan tentang mekanisme dan persamaan kinetik sama.

    2.1 Proses Pembuatan Phthalic Acid Anhydride

    Proses pembuatan phthalic acid anhydride yang dikenal pada saat ini ada dua jenis,

    yaitu :

    Pembuatan phthalic acid anhydride dengan proses oksidasi naphthalene

    Pada proses ini, umpan berupa naphthalene cair dipompa dan diinjeksikan ke

    furnace untuk menguapkan dan menaikkan suhu sampai pada kondisi operasi. Kondisi

    operasi reaktor yang diinginkan yaitu pada kisaran suhu 340oC sampai 380

    oC dengan

    tekanan 2 atm. Umpan berupa udara dikompresi dan kemudian dinaikkan suhunya untuk

    memenuhi kondisi operasi. Rasio massa udara dengan naphthalene yang digunakan

    antara 10:1 sampai 12:1.

    Reaksi oksidasi naphthalene mengikuti reaksi dibawah ini :

    Gambar 3.1. Reaksi Oksidasi Naphthalene

    Reaksi oksidasi naphthalene bersifat eksotermis sehingga dibutuhkan pendinginan

    untuk menjaga selalu pada kondisi operasi. Pendinginan menggunakan heat exchanger

    dengan molten salt sebagai fluida pendingin. Molten salt mengalir ditube, sedangkan

    boiling water mengalir di shell. Pada reaksi ini katalis yang digunakan adalah vanadium

    oksida (V2O5) dengan menggunakan fluidized bed reactor.

  • TEKNIK REAKSI KIMIA- PHTHALIC ANHYDRIDE Page 9

    Naphthalene yang terkonversi mencapai 100% sehingga setiap kilogram

    naphthalene menghasilkan yield 0,97 kg phthalic anhydride. Karena udara yang berlebih,

    terjadi reaksi pembentukan maleic anhydride. Selain itu, oksidasi naphthalene yang

    kurang sempurna menghasilkan naphthoquinone.

    Crude phthalic anhydride masuk ke kondenser dan keluar dalam fase cair. Pada

    kondenser juga terjadi pemisahan antara crude phthalic anhydride dari noncondensable

    gas ( N2, O2, CO2 dan CO). Kemudian arus cair tersebut masuk ke menara distilasi untuk

    memisahkan phthalic anhydride sebagai hasil bawah dan sebagai hasil atas yaitu maleic

    anhydride. Maleic anhydride merupakan hasil darireaksi oksidasi phthalic anhydride

    sebagai akibat penggunaan udara berlebih.Pembentukan maleic anhydride mengikuti

    reaksi dibawah ini :

    Gambar 3.2. Oksidasi Phthalic Anhydride menjadi Maleic Anhydride

    Phthalic anhydride hasil bawah menara distilasi kemudian iumpankan ke dalam

    menara distilasi untuk memisahkannya dari naphthoquinone, dengan phthalic anhydride

    sebagai hasil atas. Naphthoquinone merupakan hasil oksidasi naphthalene yang tidak

    sempurna. Pembentukan naphthoquinone (C10H6O2) terbentuk berdasarkan reaksi di

    bawah ini:

    C10 H8 +

    O2 C10 H6 O2 + H2 O

    Pembuatan phthalic anhydride dengan oksidasi dari o-xylene

    Pada proses ini, umpan cairan o-xylene 95% (sisanya m-xylene dan p-xylene)

    dipanaskan dan diuapkan dengan injeksi langsung dengan udara panas sehingga dapat

    menaikkan suhu pada kondisi operasi. Udara yang telah disaring, dikompresi hingga 48,2

    sampai 55,2 kPa gauge lalu dipanaskan hingga suhu 149C. Untuk memelihara aktivitas

    katalis, sulfur oksida sejumlah 0,5-2,5% berat ditambahkan pada umpan.

    Perbandingan udara terhadap o-xylene pada umpan reaktor ialah 25:1. Udara

    berlebih ini mampu menekan campuran umpan berada di bawah low explosion limit

  • TEKNIK REAKSI KIMIA- PHTHALIC ANHYDRIDE Page 10

    (LEL 1,5% mol o-xylene). Umpan berupa uap o-xylene dan udara panas dimasukkan ke

    reaktor fixed bed pada suhu operasi reaktor yaitu 380C.

    Gambar 3.3. Reaksi Oksidasi O-xylene

    Reaksi bersifat eksotermis sehingga diperlukan pendingin reaktor berupa molten salt

    (natrium-kalium nitrat-nitrit eutektik) yang disirkulasi di dalam shell. Panas yangdiambil

    molten salt kemudian ditukar di heat exchanger sebagai pembangkit steam. Xylene (o-

    xylene, m-xylene, dan p-xylene) yang terkonversi mencapai 100%sehingga setiap

    kilogram 95% o-xylene menghasilkan yield 1,03 kg phthalic anhydride. Karena udara

    yang berlebih, terjadi reaksi pembentukan maleic anhydride.Selain itu, oksidasi m-xylene

    dan p-xylene tidak dapat menghasilkan phthalic anhydride tetapi menghasilkan COx dan

    H2O.

    Karena udara berlebih di dalam reaktor, keluaran phthalic anhydride berada dibawah

    suhu leburnya (130,8C) sehingga produk menyublim menjadi padat. Oleh karena itu,

    untuk mentransfer produk, digunakan switch condenser. Switch condenser ialah

    kondenser tabung parallel yang mana beberapa tabung mengalami proses pemanasan

    sedangkan yang lain mengalami proses pendinginan. Switch condenser tersebut

    dipanaskan dan didinginkan menggunakan arus minyak heat exchanger. Selama

    pendinginan, phthalic anhydride memadat. Sebaliknya, selama pemanasan, phthalic

    anhydride meleleh dan tertransfer ke tangki penyimpan produk. Gas residual bersuhu

    66C dan 26kPa gauge dikirim ke water scrubber atau ke incinerator.

    Phthalic anhydride yang didapat berkadar 99-99,5% dan disimpan dalam bentuk

    asam ftalat pada suhu 149C dan tekanan atmosferis. Karena produk disimpan dalam

    bentuk asam ftalat, dibutuhkan pemurnian produk yang terdiri dari dua tahap, yaitu

    pemanasan dilanjutkan distilasi vakum selama 8-12 jam sehingga terbentuk anhidrida

    sedangkan senyawa yang memiliki titik didih rendah akan menguap dan terpisah melalui

    vacuum jet ejector. Produk phthalic anhydride kemudian dimasukkan ke dalam

    evaporator, rectifier, dan terakhir di tangki phthalic anhydride.

  • TEKNIK REAKSI KIMIA- PHTHALIC ANHYDRIDE Page 11

    2.2 Pemilihan Proses

    Berikut ini perbandingan proses dari bahan naphthalene dan o-xylene

    Proses Oksidasi Naphthalene Proses Oksidasi o-xylene

    Bahan baku setiap kilogram naphthalene

    menghasilkan yield 0,97 kg

    phthalic anhydride

    setiap kilogram 95% oxylene

    menghasilkan yield

    1,03 kg phthalic anhydride.

    (yield teoritis 1,39 kg/ kg

    100% o-xylene)

    Rasio umpan

    Reactor

    udara:naphthalene = (10-12):1 udara :o-xylene = 25:1

    Kondisi

    operasi

    Suhu 360oC dan tekanan 2 atm Suhu 350oC dan tekanan 2,2

    Bar

    Finishing

    produk

    Pemisahan produk dari maleic

    anhydride dilanjutkan

    pemisahan naphthoquinone

    Pemisahan produk dari

    maleic anhydride

    Emisi Karbondioksida Tidak ada karbondioksida

    Produk akhir Kemurnian produk : 85 % Kemurnian produk : 99,8 %

    Harga bahan

    baku

    US $800 - 1200 /ton US $ 1488-1680/ton

    Tabel Perbandingan Proses dari Bahan Naphthalene dan o-xylene

    Berdasarkan data pada tabel 2-1 di atas maka pada pra perancangan pabrik

    pembuatan phthalic acid anhydride dipilih proses oksidasi ortho xylene. Proses ini

    didasarkan atas beberapa pertimbangan, sebagai berikut :

    a. Konversi dan kemurnian produk yang dihasilkan lebih tinggi dibandingkan proses

    oksidasi naphthalene.

    b. Proses tidak menghasilkan karbondioksida.

    c. Nilai jual produk lebih ekonomis karena kemurniannya lebih tinggi.

    2.3 Deskripsi Proses

    Pra rancangan pabrik pembuatan phthalic acid anhydride dengan proses oksidasi ortho

    xylene secara garis besar dapat dikelompokkan dalam empat tahapan proses, yaitu :

    1. Proses persiapan bahan baku

  • TEKNIK REAKSI KIMIA- PHTHALIC ANHYDRIDE Page 12

    2. Proses reaksi pembentukan phthalic acid

    3. Proses pemisahan phthalic acid

    4. Proses pengeringan phthalic acid

    Proses Persiapan Bahan Baku

    Bahan baku ortho xylene (C8H

    10) dengan kondisi temperatur 30

    0

    C dan tekanan

    1,013 bar disimpan pada tangki bahan baku (T-701). Selanjutnya ortho xylene

    dipompakan ke vapuorizer (E-701) untuk diuapkan hingga temperatur 150 0

    C dan

    tekanan 1,4 bar yang kemudian dipompakan ke furnace (H-701) untuk dipanaskan

    hingga temperatur 350 0

    C dan tekanan 2,2 bar. Bahan bakar yang dipergunakan pada

    furnace adalah liquid natural gas. Selanjutnya gas buang pembakaran pada furnace

    dipergunakan untuk memanaskan air untuk menghasilkan steam pada unit waste heat

    boiler.

    Udara pada temperatur 30 0

    C dan tekanan 1,013 bar dari blower (B-701) dialirkan

    dengan kompresor (CP-701) ke furnace (H-701) untuk dipanaskan hingga temperatur

    350C dan tekanan 2,2 bar.

    Proses Reaksi Pembentukan Phthalic Acid

    Uap ortho xylene dan udara yang berasal dai furnace (H-701) diumpankan ke

    reaktor (R-701) dengan kondisi operasi temperatur 350 0

    C dan tekanan 2,2 bar di

    mana reaktor dalam kondisi isothermic. Pada proses ini dipergunakan katalis

    vanadium pentoxide untuk mempercepat reaksi dan menghasilkan konversi produk

    sebesar 99 % dengan reaksi sebagai berikut

    C8H

    10 + 3 O

    2 V2O5

    C

    8H

    4O

    3 + 3 H

    2O

    Pada reaksi ini produk reaktor berupa campuran antara phthalic acid, oksigen

    sisa, nitrogen dan air pada temperatur 350 0

    C dan tekanan 2,2 bar. Reaksi pada reaktor

    merupakan reaksi exothermic di mana reaksi pembentukan phthalic acid dari oksidasi

    ortho xylene menghasilkan panas yang cukup tinggi. Agar panas reaksi dapat

    dikendalikan dengan sempurna sesuai dengan kondisi operasi maka diperlukan media

    pendingin, yaitu dowterm. Dalam proses ini dowterm yang dipakai adalah air

    pendingin. Panas reaksi yang dihasilkan dari reaktor diserap oleh media pendingin

    (dowterm).

  • TEKNIK REAKSI KIMIA- PHTHALIC ANHYDRIDE Page 13

    Proses pemisahan Phthalic Acid

    Produk dari reaktor (R-701) berupa phthalic acid, ortho xylene sisa, oksigen sisa,

    nitrogen dan air dialirkan ke kondersor parsial (E-703) untuk mengubah sebagian fasa

    produk dari uap menjadi cairan dengan menurunkan temperatur hingga 150 0

    C dan

    tekanan 1,7 bar. Campuran uap (ortho xylene sisa, oksigen sisa, nitrogen dan air) dan

    cairan (phthalic acid) selanjutnya dialirkan ke tangki knock out drum (SC-701) untuk

    memisahkan uap dari cairan.

    Proses Pengeringan Phthalic Acid

    Cairan Phthalic Acid dari knock out drum (SC-701) diumpankan ke spray dryer

    (DE-701) untuk dikeringkan sekaligus membentuk butiran kristal phthalic acid

    anhydride. Kristal phthalic acid anhydride yang telah kering selanjutnya dialirkan

    menggunakan screw conveyor (CS-701) menuju silo. Produk phthalic acid anhydride

    yang memiliki kemurnian 99,8 % ini selanjutnya disimpan dalam silo (S-701).

    2.4 Proses Deskripsi dari Gambar

    Unit X menghasilkan anhidrida ftalat (PA) melalui oksidasi parsial o-xilena

    menggunakan udara. Proses saat diilustrasikan pada Gambar.

    Udara dikompresi menjadi sekitar 220 kPa dalam satu tahap kompresor sentrifugal

    (pada nomor 1) dan dipanaskan sampai 245 C dengan menggunakan tekanan tinggi uap

    penukar panas (pada nomor 3). Udara panas ini dikompresi kemudian dicampur dengan

    pakan o-xylene yang telah dipompa ke sekitar 290 kPa menggunakan gambar nomor 2.

    Gabungan o-xylene dan udara bertemu pada gambar nomor 4 lalu aliran memasuki fixed-

    bed reaktor katalitik, gambar 5, pada 245 C dan 200 kPa. Untuk alasan keamanan,

    konsentrasi o-xylene disimpan pada atau di bawah batas ledakan bawah 1% mol. Rasio o-

    xilena udara diatur dengan menggunakan kontroler rasio antara kompresor dan katup

    kontrol pada pompa.

    Dalam reaktor, o-xilena tunduk pada berbagai reaksi oksidasi untuk menghasilkan

    produk yang diinginkan dari PA, sampingan anhidrida maleat (MA), produk pembakaran,

    dan sejumlah kecil asam benzoat. Semua reaksi ini sangat eksotermis, dan suhu reaktor

    dikontrol oleh pertukaran panas dengan aliran media pendingin (DOWTHERM A )

  • TEKNIK REAKSI KIMIA- PHTHALIC ANHYDRIDE Page 14

    yang mengalir bersamaan melalui shell-sisi reaktor. The DOWTHERM A disirkulasikan

    melalui reaktor dalam sebuah loop tertutup oleh pompa. Panas akan dihapus dari

    DOWTHERM A dengan penguapan air umpan boiler (BFW) untuk menghasilkan uap

    bertekanan tinggi (HPS).

    Efluen reaktor (Aliran 7) meninggalkan reaktor pada suhu 353 C dan tekanan 130

    kPa. Penurunan tekanan pada reaktor disebabkan oleh aliran gas reaktan melalui tabung

    katalis penuh. Aliran ini didinginkan dalam serangkaian penukar panas (gambar 6-9), di

    mana suhu aliran proses dikurangi menjadi 45 C dan tekanan tinggi (HPS) dan tekanan

    rendah uap (LPS) yang dihasilkan, dan jika ada air pendingin (cw) digunakan untuk

    pendinginan produk akhir. Efluen reaktor didinginkan (Aliran 7) adalah campuran dua

    fase pada saat ini, dan kemudian dikirim ke satu set beralih kondensor (Condenser #1 dan

    Condenser #2) untuk memulihkan PA. Hal ini dicapai dengan pendinginan dan

    desublimating PA sebagai solid dalam satu kondensor menggunakan minyak dingin.

    Bersamaan, padat PA dilebur menggunakan minyak panas di kondensor kedua, dan jika

    ada kondensor ketiga adalah kondensor siaga. Baku PA selanjutnya dimurnikan dengan

    mengirimkan cairan stream dari saklar kondensor melalui katup dengan tekanan yang

    tinggi dan melalui Aliran 10, dimana suhu meningkat menjadi 230 C sebelum ke

    menara PA (Gambar 10). Di menara 99,9% mol PA diproduksi sebagai produk bawah

    dan MA kemurnian> 95% mol diproduksi di atas bagian menara. MA-produk akhirnya

    dikombinasikan dengan MA pulih dari saklar kondensor off gas, Aliran 15, dan dijual.

    Peralatan untuk memulihkan MA dari Aliran 7 dan rincian saklar kondensor tidak

    ditunjukkan pada Gambar dan dioperasikan terpisah oleh kontraktor. Mereka telah

    menentukan bahwa mereka dapat memproses sampai dengan 20% pakan tambahan untuk

    kondensor saklar asalkan disampaikan pada tekanan minimal 100 kPa tekanan dan pada

    suhu maksimum 50 C. Hasil lainnya yang dihasilkan adalah minyak mentah yang

    biasanya berupa Maleat Anhidrida dihasilkan dari kondensor 1 dan 2 yang dialirkan

    melalui Aliran 17-19. Hasil Anhidrida Ftalat ditunjukan oleh aliran 16.

  • TEKNIK REAKSI KIMIA- PHTHALIC ANHYDRIDE Page 15

    2.5 Bahan Baku

    Bahan baku yang diperlukan untuk membuat Anhidrida Ftalat antara lain :

    1. O-xylene : Merupakan bahan utama untuk membentuk Anhidrida Ftalat

    2. Udara : Merupakan bahan yang digunakan untuk mixing dengan oxylene agar

    mendapatkan anhidrida Ftalat dalam bentuk fase gas yang kemudian akan diolah ke

    proses selanjutnya.

    3. Water : Merupakan bahan baku yang berfungsi untuk mendinginkan Anhidrida Ftalat

    pada menara yang terdapat pada proses di akhir.

    2.6 Produk

    1. Off-gas : yaitu gas hasil produksi dalam pembuatan Anhidrida Ftalat yang diakibatkan

    oleh pendenginan Anhidrida Ftalat dalam menara sehingga terjadi pemisahan antara

    fase gas dan fase liquid.

    2. MA Soln : Merupakan hasil yang diinginkan dari proses yaitu Anhidrida Ftalat.

    3. Crude PA : Merupakan minyak mentah yang dihasilkan dari kondensor 1 dan 2 yang

    kemudaian disatukan dan dapat diolah atau digunakan untuk hal-hal lain.

  • TEKNIK REAKSI KIMIA- PHTHALIC ANHYDRIDE Page 16

    2.7 Sintesis dan produksi

    Ftalat anhidrida pertama kali dilaporkan pada tahun 1836 oleh Auguste Laurent. Lebih rute

    kontemporer meliputi oksidasi katalitik orto-xilena dan naftalena ("Gibbs proses anhidrida

    ftalat"), meskipun penggunaan naftalena telah menurun. Mulai dari o-xylene, oksidasi

    mengikuti stoikiometri berikut:

    C6H4(CH3)2 + 3 O2 C6H4(CO)2O + 3 H2O

    Reaksi hasil dengan sekitar 70% selektivitas. Sekitar 10% dari anhidrida maleat juga

    diproduksi:

    C6H4(CH3)2 + 7.5 O2 C4H2O3 +4 H2O + 4 CO2

    Sebuah vanadium pentoksida dimodifikasi (V2O5) berfungsi sebagai katalis, yang aktif

    dalam kisaran 320-400 C. Anhidrida ftalat dipisahkan dari produk sampingan oleh

    serangkaian "beralih kondensor". Anhidrida ftalat dan anhidrida maleat yang ditemukan oleh

    distilasi. Ftalat anhidrida juga dapat dibuat dari asam ftalat: [1]

    Produksi industri skala besar anhidrida maleat dicapai dengan penyatuan berikut unit proses:

    Catalyst dikemas reaktor unggun

    Beralih Kondensor

    Kolom Distilasi

    Aliran reaktan o-xylene dan campuran udara memasuki reaktor tidur dikemas pada suhu 300-

    420 C dan tekanan sedikit kurang dari 1 atm. Arus produk ini kemudian diproses dalam

    switch kondensor untuk pemisahan terkondensasi dari non-terkondensasi. Menyublim

    andhydride ftalat pada kondensasi, sehingga setelah kondensasi cairan panas digunakan untuk

    melelehkan ftalat anhidrida dan sekaligus kondensor lain dalam seri digunakan untuk proses

    kondensasi yang diinginkan, beralih kondensor bolak-balik. Untuk sublimasi efisien

    anhidrida ftalat mentah, tekanan parsial anhidrida ftalat harus lebih dari titik tripel anhidrida

    ftalat. Jadi, meningkatkan tekanan reaksi akan mendukung pemisahan lebih efisien dalam

    switch kondensor. Sekarang-a-hari, tanaman modern yang memiliki kondensor cair, pra-

    kondensor untuk beralih kondensor. Sangat hati-hati harus diambil, bahwa suhu operasi

    kondensor cair di atas titik tripel. Kondensat dari rangkaian kondensor dikirim ke serangkaian

    kolom distilasi untuk pemisahan efektif anhidrida ftalat dari air dan anhidrida maleat.

  • TEKNIK REAKSI KIMIA- PHTHALIC ANHYDRIDE Page 17

    2.8 Penggunaan

    Penggunaan utama dari anhidrida ftalat adalah sebagai perantara kimia dalam produksi

    plastik dari vinil klorida. Ester ftalat, yang berfungsi sebagai plasticizer, yang berasal dari

    Ftalat Anhydride. Plasticizer phthalate digunakan untuk produksi produk PVC yang fleksibel

    seperti kabel, pipa dan selang, kain kulit, sepatu, film untuk kemasan dll Ftalat anhidrida

    memiliki penggunaan utama dalam produksi resin poliester dan penggunaan kecil lainnya

    dalam produksi alkid resin digunakan dalam cat dan lak; pewarna tertentu (antrakuinon,

    phthalein, rhodamin, ftalosianin, fluorescin, dan xanthene pewarna); penolak serangga; dan

    poliol poliester untuk poliuretan. Hal ini juga digunakan sebagai inhibitor hangus karet dan

    retarder.

    2.9 Aplikasi

    Anhidrida ftalat adalah serbaguna menengah dalam kimia organik, sebagian karena

    bifunctional dan murah tersedia. Hidrolisis dengan air panas membentuk asam orto-ftalat.

    Hidrolisis anhidrida tidak biasanya proses reversibel. Asam ftalat Namun mudah mengalami

    dehidrasi membentuk anhidrida ftalat atas 180 C, ftalat anhidrida ulang bentuk.

    2.10 Persiapan Ester Ftalat

    Seperti anhidrida lain, reaksi alkoholisis adalah dasar dari pembuatan ester ftalat, yang secara

    luas digunakan (dan kontroversial - lihat endocrine disruptor). Plasticizer Pada 1980-an,

    sekitar 6,5 109 kg ester ini diproduksi setiap tahun , dan skala produksi meningkat setiap

    tahun, semua dari anhidrida ftalat. Proses ini dimulai dengan reaksi anhidrida ftalat dengan

    alkohol, memberikan monoesters:

    3. C6H4(CO)2O + ROH C6H4(CO2H)CO2R

    Esterifikasi kedua lebih sulit dan membutuhkan penghapusan air:

    4. C6H4(CO2H)CO2R + ROH C6H4(CO2R)2 + H2O

    Diester yang paling penting adalah bis (2-ethylhexyl) phthalate ("DEHP"), yang digunakan

    dalam pembuatan polivinil klorida.

  • TEKNIK REAKSI KIMIA- PHTHALIC ANHYDRIDE Page 18

    2.13 Sintesis Organik

    Anhidrida ftalat adalah prekursor berbagai reagen yang berguna dalam sintesis organik.

    Derivatif yang penting termasuk ftalimida dan banyak turunannya. Alkohol kiral membentuk

    setengah-ester (lihat di atas), dan derivatif ini sering diatasi karena mereka membentuk garam

    diastereomer dengan amina kiral seperti brucine A terkait reaksi pembukaan cincin

    melibatkan peroksida untuk memberikan asam peroksi berguna.

    C6H4 (CO) 2O + H2O2 C6H4 (CO3H) CO2H

    2.14 Persiapan Nitroalkenes Alifatik

    Anhidrida ftalat digunakan untuk dehidrasi rantai pendek nitro-alkohol untuk

    menghasilkan nitroalkenes, senyawa dengan kecenderungan tinggi untuk polimerisasi.

    2.15 Prekursor untuk zat warna

    Anhidrida ftalat banyak digunakan dalam industri untuk produksi pewarna tertentu.

    Sebuah aplikasi terkenal reaktivitas ini adalah persiapan anthroquinone yang mewarnai

    quinizarin oleh reaksi dengan para-klorofenol diikuti dengan hidrolisis klorida.

    2.16 Keamanan

    Yang paling mungkin paparan anhidrida ftalat adalah melalui kontak kulit atau inhalasi

    selama pembuatan atau penggunaan. Studi menunjukkan bahwa paparan anhidrida ftalat

    dapat menyebabkan rhinitis, bronkitis kronis, dan asma. Anhydride reaksi ftalat terhadap

    kesehatan manusia umumnya sindrom asma-rhinitis-konjungtivitis atau reaksi dan

    influenza seperti gejala tertunda dan dengan peningkatan Immunoglobulin

    (Immunoglobulin E, Immunoglobulin G) tingkat dalam darah.

    2.17 Chemcad Software

    ChemCad merupakan salah satu program aplikasi dalam teknik kimia yang paling

    lengkap dan canggih saat ini. Dengan menggunakan Chemcad akan dapat merancang,

    membuat dan menghitung sebuah proses dalam pabrik kimia.

    Fungsi dari chemcad :

    Peningkatan produktivitas dengan perhitungan kinerja teknik kimia sehari-hari

  • TEKNIK REAKSI KIMIA- PHTHALIC ANHYDRIDE Page 19

    Memaksimalkan penghasilan dengan pembuatan desain yang labih efisien pada

    proses baru dan alat yang baru

    Penurunan biaya dengan optimasi proses teknik kimia

    Ada 10 tahap dasar untuk mempersiapkan, menjalankan dan dokumentasi pada sebuah proses

    simulasi dalam CHEMCAD, yaitu :

    1. Memulai pekerjaan baru

    2. Memilih engineering unit (satuan yang digunakan)

    3. Membuat Flowsheet

    4. Memilih Komponen

    5. Memilih model Thermodinaka

    6. Memasukkan data stream

    7. Spesifikasi unit operasi

    8. Menjalankan simulasi

    9. Menampilkan hasil perhitungan

    10. Membuat Laporan dan Flow Diagram Proses (FDP)

    2.18 Alat-Alat yang digunakan pada Proses pembuatan phtalic anhydride :

    1. Air compressor

    2. O-xylene feed Pumps

    3. Air heater

    4. O-xylene heater

    5. Reactor

  • TEKNIK REAKSI KIMIA- PHTHALIC ANHYDRIDE Page 20

    6. Downtherms pumps

    7. Downtherms cooler

    8. High and Medium Pressure

    9. Reboiler

    10. Condenser

  • TEKNIK REAKSI KIMIA- PHTHALIC ANHYDRIDE Page 21

    BAB III

    METODE PENELITIAN

    3.1 Waktu Simulasi

    Penelitian ini dilakukan dengan menggunakan software yang digunakan untuk

    menganalisis proses yang terjadi. Dalam pelaksanaan simulasi, penulis mengumpulkan data

    secara langsung dengan mengolah dan merubah parameter-parameter yang ada. Sedangkan

    waktu simulasi yang dimulai pada tanggal 9-23 Desember 2014.

    3.2 Teknik Pengumpulan Data

    Teknik pengumpulan data dilakukan melalui :

    a. Mengambil data yang diberikan oleh dosen pengampu

    b. Studi dokumen, mengumpulkan data dan informasi dari buku-buku dan internet yang

    berkaitan dengan penelitian.

    c. Pengukuran dengan merubah parameter yang sudah ada dan di simpan

    3.3 Sumber Data

    Sumber data penelitian meliputi :

    Data yang diperoleh dari dosen pengampu secara langsung. Berdasarkan simulasi ini

    data yang diperoleh secara langsung adalah temperatur, tekanan, umpan masuk, alat

    yang digunakan, alur proses anhidrida ftalat, dan hasil (produk).

    3.4 Instrumen Penelitian

    Instrument yang diperlukan untuk penelitian ini adalah :

    a. Kertas untuk mencatat hasil perubahan parameter-parameter yang ada.

    b. Software Chemcad 6.3.1.4168

    3.5 Metode Analisis

    Untuk memecahkan permasalahan penelitian ini, maka digunakan metode analisis sebagai berikut

    :

    Metode yang digunakan dalam pembuatan tugas ini adalah menggunakan software

    chemcad. Metode ini merupakan metode yang tepat digunakan, karena akan mendapatkan

    hasil yang lebih spesifik.

  • TEKNIK REAKSI KIMIA- PHTHALIC ANHYDRIDE Page 22

    BAB IV

    HASIL DAN ANALISA

    1. Apa bahan baku dan produk yang dihasilkan oleh proses simulasi kelompok anda?

    Jawab :

    Bahan baku yang diperlukan untuk membuat Anhidrida Ftalat antara lain :

    O-xylene : Merupakan bahan utama untuk membentuk Anhidrida Ftalat

    Udara : Merupakan bahan yang digunakan untuk mixing dengan oxylene

    agar mendapatkan anhidrida Ftalat dalam bentuk fase gas yang kemudian

    akan diolah ke proses selanjutnya.

    Water : Merupakan bahan baku yang berfungsi untuk mendinginkan

    Anhidrida Ftalat pada menara yang terdapat pada proses di akhir.

    Produk yang dihasilkan dari proses simulasi antara lain :

    Off-gas : yaitu gas hasil produksi dalam pembuatan Anhidrida Ftalat yang

    diakibatkan oleh pendinginan Anhidrida Ftalat dalam menara sehingga

    terjadi pemisahan antara fase gas dan fase liquid.

    MA Soln : Merupakan hasil yang diinginkan dari proses yaitu Anhidrida

    Ftalat.

    Crude PA : Merupakan minyak mentah yang dihasilkan dari kondensor 1

    dan 2 yang kemudaian disatukan dan dapat diolah atau digunakan untuk

    hal-hal lain.

  • TEKNIK REAKSI KIMIA- PHTHALIC ANHYDRIDE Page 23

    2. Apa Mekanisme Reaksi yang terjadi pada proses simulasi?

    Jawab :

    Studi Proses secara umum

    Proses produksi anhidrida ftalat adalah proses yang sangat rumit, yang

    melibatkan beberapa reaksi samping dan produk. Untuk alasan ini, sifat dan kuantitas

    katalis yang digunakan dan kontrol suhu di reaktor muncul sebagai faktor yang

    relevan untuk dipertimbangkan dalam rangka untuk mencapai selektivitas yang

    diperlukan terhadap produk akhir: anhidrida ftalat. Penjelasan ketat dari reaksi kimia

    di atas menyiratkan pengetahuan tentang mekanisme dan persamaan kinetik sama.

    Beberapa oleh-produk yang telah diidentifikasi karena reaksi samping dalam

    persaingan dengan salah satu yang diinginkan. Selain itu, tiga pra-produk yang

    terbentuk dalam reaksi seri sebelumnya mengarah pada sintesis produk (PA, C8H10).

    Produk-produk ini (lihat Gambar 1) diidentifikasi sebagai asam benzoat (BAC,

    C7H6O2), metil-maleat anhidrida (MMA, C5H4O3), anhidrida maleat (MA, C4H2O3),

    R-tolualdehyde (-TAL, C8H8O), R-toluic asam (-TAC, C8H8O2) dan phthalide

    (PH, C8H6O2). Jika kondisi oksidasi menjadi lebih agresif, sebagian atau total

    pembakaran reaktan terjadi, sehingga produk reaksi adalah karbon monoksida (ketika

    beroperasi dengan oksigen rendah untuk reaktan ratio), karbon dioksida

    (oxygensurplus stoikiometri dalam aliran umpan) dan air.

    Tata letak umum pabrik produksi anhidrida ftalat memungkinkan kita untuk

    membedakan tiga bagian yang berbeda, yang ditetapkan di bawah ini.

    I. Bagian reaksi

    Bagian awal dari produksi anhidrida diagram alir proses ftalat adalah bagian

    reaksi, di mana reaktan awalnya tertutup dan menyebabkan tekanan inlet dan kondisi

    Gambar 1

  • TEKNIK REAKSI KIMIA- PHTHALIC ANHYDRIDE Page 24

    suhu reaktor katalitik, yang memegang reaksi di dalam tabung tipis diisi dengan

    catalytic vanadia pelet -titania atau cincin. Di dalam shell reaktor, aliran kontinu

    garam cair memungkinkan kontrol suhu.

    II. Bagian kondensasi

    Setelah bagian reaksi, pendinginan dan kondensasi dari gas reaksi yang

    diperlukan dalam rangka untuk memulihkan produk. Operasi pertukaran panas

    (termasuk panas laten dan sensitif) yang terlibat, memainkan peran utama dalam

    integrasi panas dari proses akhir. Pencairan sebagian dari aliran gas outlet reaktor

    dilakukan dalam penukar panas yang disebut after-cooler, mendapatkan aliran cairan

    kaya anhidrida ftalat. Setelah itu, aliran gas masih mengandung sejumlah produk

    penting dari alternatif desublimed dalam beberapa saklar kondensor. Sebuah tangki

    penyangga diaduk dipanaskan memungkinkan kita untuk mendapatkan aliran kontinu

    produk.

    III. Bagian pemurnian

    Akhirnya, kemurnian diperlukan produk dicapai dengan menggunakan kereta

    pemurnian yang terdiri dari kolom pemisahan, berfokus pada penghapusan senyawa

    yang lebih stabil daripada anhidrida ftalat. Tergantung pada kemurniannya, mereka

    mungkin akan merevaluasi. Setelah itu, kolom rektifikasi mengarah ke pemulihan

    ftalat anhidrida yang diinginkan dari atas kolom sedangkan limbah berat pulih dari

    bawah.

    Proses Deskripsi dari Gambar

    Unit X menghasilkan anhidrida ftalat (PA) melalui oksidasi parsial o-xilena

    menggunakan udara. Proses saat diilustrasikan pada Gambar.

    Udara dikompresi menjadi sekitar 220 kPa dalam satu tahap kompresor

    sentrifugal (pada nomor 1) dan dipanaskan sampai 245 C dengan menggunakan

    tekanan tinggi uap penukar panas (pada nomor 3). Udara panas ini dikompresi

    kemudian dicampur dengan pakan o-xylene yang telah dipompa ke sekitar 290 kPa

    menggunakan gambar nomor 2. Gabungan o-xylene dan udara bertemu pada gambar

    nomor 4 lalu aliran memasuki fixed-bed reaktor katalitik, gambar 5, pada 245 C dan

    200 kPa. Untuk alasan keamanan, konsentrasi o-xylene disimpan pada atau di bawah

    batas ledakan bawah 1% mol. Rasio o-xilena udara diatur dengan menggunakan

    kontroler rasio antara kompresor dan katup kontrol pada pompa.

    Dalam reaktor, o-xilena tunduk pada berbagai reaksi oksidasi untuk menghasilkan

    produk yang diinginkan dari PA, sampingan anhidrida maleat (MA), produk

    pembakaran, dan sejumlah kecil asam benzoat. Semua reaksi ini sangat eksotermis,

    dan suhu reaktor dikontrol oleh pertukaran panas dengan aliran media pendingin

    (DOWTHERM A ) yang mengalir bersamaan melalui shell-sisi reaktor. The

    DOWTHERM A disirkulasikan melalui reaktor dalam sebuah loop tertutup oleh

  • TEKNIK REAKSI KIMIA- PHTHALIC ANHYDRIDE Page 25

    pompa. Panas akan dihapus dari DOWTHERM A dengan penguapan air umpan boiler

    (BFW) untuk menghasilkan uap bertekanan tinggi (HPS).

    Efluen reaktor (Aliran 7) meninggalkan reaktor pada suhu 353 C dan tekanan

    130 kPa. Penurunan tekanan pada reaktor disebabkan oleh aliran gas reaktan melalui

    tabung katalis penuh. Aliran ini didinginkan dalam serangkaian penukar panas

    (gambar 6-9), di mana suhu aliran proses dikurangi menjadi 45 C dan tekanan tinggi

    (HPS) dan tekanan rendah uap (LPS) yang dihasilkan, dan jika ada air pendingin (cw)

    digunakan untuk pendinginan produk akhir. Efluen reaktor didinginkan (Aliran 7)

    adalah campuran dua fase pada saat ini, dan kemudian dikirim ke satu set beralih

    kondensor (Condenser #1 dan Condenser #2) untuk memulihkan PA. Hal ini dicapai

    dengan pendinginan dan desublimating PA sebagai solid dalam satu kondensor

    menggunakan minyak dingin. Bersamaan, padat PA dilebur menggunakan minyak

    panas di kondensor kedua, dan jika ada kondensor ketiga adalah kondensor siaga.

    Baku PA selanjutnya dimurnikan dengan mengirimkan cairan stream dari saklar

    kondensor melalui katup dengan tekanan yang tinggi dan melalui Aliran 10, dimana

    suhu meningkat menjadi 230 C sebelum ke menara PA (Gambar 10). Di menara

    99,9% mol PA diproduksi sebagai produk bawah dan MA kemurnian> 95% mol

    diproduksi di atas bagian menara. MA-produk akhirnya dikombinasikan dengan MA

    pulih dari saklar kondensor off gas, Aliran 15, dan dijual. Peralatan untuk

    memulihkan MA dari Aliran 7 dan rincian saklar kondensor tidak ditunjukkan pada

    Gambar dan dioperasikan terpisah oleh kontraktor. Mereka telah menentukan bahwa

    mereka dapat memproses sampai dengan 20% pakan tambahan untuk kondensor

    saklar asalkan disampaikan pada tekanan minimal 100 kPa tekanan dan pada suhu

    maksimum 50 C. Hasil lainnya yang dihasilkan adalah minyak mentah yang

    biasanya berupa Maleat Anhidrida dihasilkan dari kondensor 1 dan 2 yang dialirkan

    melalui Aliran 17-19. Hasil Anhidrida Ftalat ditunjukan oleh aliran 16.

  • TEKNIK REAKSI KIMIA- PHTHALIC ANHYDRIDE Page 26

    3. Bagaimana proses yang terjadi pada simulasi?

    Jawab :

    Reaksi Kimia dan kinetika

    Dalam rangka untuk beroperasi dengan aman, campuran reaksi (Aliran 3)

    harus dijaga di bawah batas ledakan bawah 1% mol o-xylene di udara. Oksidasi

    o-xylene terjadi pada katalis diisi tabung yang didinginkan menggunakan aliran

    beredar Dowtherm A. Reaksi yang terjadi sangat eksotermis, dan suhu di mana-

    mana dalam reaktor harus dikontrol sangat hati-hati. Katalis, vanadium

    pentoksida (V2O5), Sinter atas suhu 400 C. Reaksi yang terjadi adalah :

    C6H4(CH3) + 3O2 C6H4(CO)2O + 3H2O o-xylene Ftalat Anhidrida

    C6H4(CO)2O + 15/2 O2 8CO2 + 2H2O Ftalat Anhidrida

    C6H4 (CH3)2 + 21/2 O2 8CO2 +5H2O o-xylene

    C6H4(CH3)2 + 15/2 O2 C2H2 (CO)2O + 4 CO2 + 4 H2O o-xylene maleat anhidrida

    C2H2(CO)2O + 3O2 4 CO2 + H2O maleat anhidrida

    C6H4(CH3)2 + 3O2 C6H5(COOH) + CO2 + 2 H2O o-xylene Asam Benzoat

    C6H5(COOH) + 15/2 O2 7 CO2 + 3 H2O Asam Benzoat

    Ekspresi kinetik untuk reaksi-reaksi ini semua memiliki bentuk :

    di mana ko memiliki unit kmol/m3-reaktor/jam, Ea memiliki satuan kkal/kmol,

    dan pi adalah tekanan parsial di atm.

  • TEKNIK REAKSI KIMIA- PHTHALIC ANHYDRIDE Page 27

    4. Gambarkan Blok diagramnya dan bagaimana Neraca Massanya ?

    Blog Diagram PHTHALIC ANHYDRIDE

  • TEKNIK REAKSI KIMIA- PHTHALIC ANHYDRIDE Page 28

    Neraca Massa pada PHTHALIC ANHYDRIDE

    CHEMCAD 6.0.1 Page 1

    Job Name: The Phthalic Anhydride Process (PA) Date: 12/20/2014

    Time: 11:48:48

    Stream No. 1 2 3 4

    Stream Name AIR O-XYLENE

    Temp C 20.0000 75.4327 20.0000 20.1594

    Pres bar 1.0130 1.6000 1.0130 6.5000

    Enth kcal/h -48984. 4.6986E+005 -73276. -73022.

    Vapor mole fraction 1.0000 1.0000 0.00000 0.00000

    Total kmol/h 1338.4707 1338.4707 12.0094 12.0094

    Total kg/h 38616.0159 38616.0159 1275.0000 1275.0000

    Total std L m3/h 44.6333 44.6333 1.4410 1.4410

    Total std V m3/h 30000.01 30000.01 269.17 269.17

    Flowrates in kg/h

    O-Xylene 0.0000 0.0000 1275.0000 1275.0000

    Phthalandione 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000

    Maleic Anhydride 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000

    o-Tolualdehyde 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000

    Phthalide 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000

    Oxygen 8994.2379 8994.2379 0.0000 0.0000

    Nitrogen 29621.7771 29621.7771 0.0000 0.0000

    Carbon Monoxide 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000

    Carbon Dioxide 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000

    Water 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000

    Phthalic Acid 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000

    Maleic Acid 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000

    Stream No. 5 6 7 8

    Stream Name

    Temp C 180.0000 160.0451 380.0000 134.0000

    Pres bar 1.3000 1.3000 1.2000 1.2000

    Enth kcal/h 1.4570E+006 1.3839E+006 -1.9703E+006 -4.5674E+006

    Vapor mole fraction 1.0000 1.0000 1.0000 0.99653

    Total kmol/h 1338.4707 1350.4800 1354.9518 1354.9518

    Total kg/h 38616.0159 39891.0144 39891.0038 39891.0038

    Total std L m3/h 44.6333 46.0743 46.0240 46.0240

    Total std V m3/h 30000.01 30269.18 30369.41 30369.41

    Flowrates in kg/h

    O-Xylene 0.0000 1275.0000 0.0000 0.0000

    Phthalandione 0.0000 0.0000 1255.4809 1255.4809

    Maleic Anhydride 0.0000 0.0000 77.1338 77.1338

    o-Tolualdehyde 0.0000 0.0000 11.3992 11.3992

    Phthalide 0.0000 0.0000 2.7385 2.7385

    Oxygen 8994.2379 8994.2379 7107.5581 7107.5581

    Nitrogen 29621.7771 29621.7771 29621.7771 29621.7771

    Carbon Monoxide 0.0000 0.0000 7.3701 7.3701

    Carbon Dioxide 0.0000 0.0000 1053.3078 1053.3078

    Water 0.0000 0.0000 754.2359 754.2359

    Phthalic Acid 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000

    Maleic Acid 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000

  • TEKNIK REAKSI KIMIA- PHTHALIC ANHYDRIDE Page 29

    CHEMCAD 6.0.1 Page 2

    Job Name: The Phthalic Anhydride Process (PA) Date: 12/20/2014

    Time: 11:48:48

    Stream No. 9 10 11 14

    Stream Name WATER

    Temp C 134.0000 80.0000 80.0000 30.0000

    Pres bar 1.2000 1.1500 1.1500 4.0130

    Enth kcal/h -4.0567E+006 -4.2017E+006 -4.6604E+006 -1.1361E+008

    Vapor mole fraction 1.0000 1.0000 0.99691 0.00000

    Total kmol/h 1350.2511 1346.0855 1350.2511 1665.2790

    Total kg/h 39200.6256 38613.4396 39200.6256 30000.0005

    Total std L m3/h 45.4972 45.0493 45.4972 30.0000

    Total std V m3/h 30264.05 30170.69 30264.05 37324.98

    Flowrates in kg/h

    O-Xylene 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000

    Phthalandione 570.2481 14.8087 570.2481 0.0000

    Maleic Anhydride 73.8070 46.7911 73.8070 0.0000

    o-Tolualdehyde 11.2308 10.2156 11.2308 0.0000

    Phthalide 1.6757 0.1418 1.6757 0.0000

    Oxygen 7107.5431 7107.5315 7107.5431 0.0000

    Nitrogen 29621.7523 29621.7363 29621.7523 0.0000

    Carbon Monoxide 7.3701 7.3701 7.3701 0.0000

    Carbon Dioxide 1053.2957 1053.2795 1053.2957 0.0000

    Water 753.7046 751.5618 753.7046 30000.0005

    Phthalic Acid 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000

    Maleic Acid 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000

    Stream No. 15 16 17 18

    Stream Name OFF-GAS MA SOLN.

    Temp C 35.4992 38.7401 134.0000 80.0000

    Pres bar 1.0130 1.0130 1.2000 1.1500

    Enth kcal/h -5.5517E+006 -1.1226E+008 -5.1069E+005 -4.5874E+005

    Vapor mole fraction 1.0000 0.00000 0.00000 0.00000

    Total kmol/h 1362.4875 1648.3003 4.7007 4.1656

    Total kg/h 38857.6495 29755.7906 690.3748 587.1848

    Total std L m3/h 45.3098 29.7287 0.5268 0.4478

    Total std V m3/h 30538.31 36944.42 105.36 93.37

    Flowrates in kg/h

    O-Xylene 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000

    Phthalandione 0.0000 0.0112 685.2313 555.4325

    Maleic Anhydride 0.0000 0.0354 3.3268 27.0156

    o-Tolualdehyde 10.2156 0.0000 0.1685 1.0151

    Phthalide 0.1315 0.0103 1.0628 1.5338

    Oxygen 7107.5103 0.0213 0.0152 0.0118

    Nitrogen 29621.7346 0.0038 0.0269 0.0169

    Carbon Monoxide 7.3701 0.0000 0.0000 0.0000

    Carbon Dioxide 1053.1951 0.0843 0.0121 0.0163

    Water 1057.4908 29683.6818 0.5313 2.1427

    Phthalic Acid 0.0001 16.5973 0.0000 0.0000

    Maleic Acid 0.0000 55.3455 0.0000 0.0000

  • TEKNIK REAKSI KIMIA- PHTHALIC ANHYDRIDE Page 30

    CHEMCAD 6.0.1 Page 3

    Job Name: The Phthalic Anhydride Process (PA) Date: 12/20/2014

    Time: 11:48:48

    Stream No. 19

    Stream Name CRUDE PA

    Temp C 109.3639

    Pres bar 1.1500

    Enth kcal/h -9.6943E+005

    Vapor mole fraction 1.1392E-005

    Total kmol/h 8.8663

    Total kg/h 1277.5595

    Total std L m3/h 0.9746

    Total std V m3/h 198.73

    Flowrates in kg/h

    O-Xylene 0.0000

    Phthalandione 1240.6636

    Maleic Anhydride 30.3424

    o-Tolualdehyde 1.1836

    Phthalide 2.5966

    Oxygen 0.0270

    Nitrogen 0.0438

    Carbon Monoxide 0.0000

    Carbon Dioxide 0.0284

    Water 2.6740

    Phthalic Acid 0.0000

    Maleic Acid 0.0000

    5. Jelaskan fungsi dari unit-unit yang ada pada proses simulasi? Jawab :

    Pompa Pada Proses Anhidrida Ftalat

    1. Nama alat : O-xylene feed pump

    Kode : P-1701 A/B

    Fungsi : Memompa o-xylene sehingga bercampur dengan udara ke

    reaktor

    Power : 1.10 KW

  • TEKNIK REAKSI KIMIA- PHTHALIC ANHYDRIDE Page 31

    Bahan : Baja karbon

    Efisiensi : 65 %

    2. Nama alat : Dowtherm pump

    Kode : P -1702 A/B

    Fungsi : Mensirkulasikan downtherm A melalui reaktor dalam sebuah

    aliran tertutup

    Power : 36,0 KW

    Bahan : Baja karbon

    Efisiensi : 75 %

    3. Nama alat : PA tower reflux pumps

    Kode : P -1703 A/B

    Fungsi : Memompakan reflux untuk ke proses distilasi maupun

    dikembalikan ke puncak menara PA

    Power : 0,50 KW

    Bahan : Baja karbon

    Efisiensi : 65 %

    Kompressor Pada Proses Anhidrida Ftalat

    1. Nama alat : Air compressor

    Kode : C -1701

    Fungsi : Menyediakan udara dengan tekanan tinggi

    Tipe : Centrifugal pump.

    Power pompa : 8,25 MW

    Power motor : 9,0 MW

    Bahan : baja karbon

    Efisiensi : 80 %

    Alat Penukar Panas (Heat Exchangers)

    1. Nama alat : Air heater

    Kode : E -1701

    Fungsi : Memanaskan udara dengan menggunakan tekanan tinggi uap

    penukar panas

    Q : 11,34 MW

    Tekanan maks. : 300 Kpa

    Luas : 3.309 m2

    Bahan : Baja karbon

    2. Nama alat : O xylene heater

    Kode : E -1702

    Fungsi : Memanaskan dan menguapkan fluida dengan tekanan uap

    tinggi

  • TEKNIK REAKSI KIMIA- PHTHALIC ANHYDRIDE Page 32

    Q : 2,445 MW

    Tekanan maks. : 300 Kpa

    Luas : 301 m2

    Bahan : Baja karbon

    3. Nama alat : Dowtherm cooler

    Kode : E -1703

    Fungsi : Pendinginan dowtherm

    Q : 54,012 MW

    Tekanan maks. : 800 Kpa

    Luas : 2.376 m2

    Bahan : Baja karbon

    4. Nama alat : High prressure

    Kode : E -1704

    Fungsi : Menurunkan suhu output reaktor dengan tekanan tinggi

    Q : 9,226 MW

    Tekanan maks. : 250 Kpa

    Luas : 3.771 m2

    Bahan : Baja karbon

    5. Nama alat : Medium pressure

    Kode : E -1705

    Fungsi : Menurunkan suhu output reaktor dengan tekanan sedang

    Q : 9,189 MW

    Tekanan maks. : 250 Kpa

    Luas : 3.690 m2

    Bahan : Baja karbon

    6. Nama alat : Reactor effluent

    Kode : E -1706

    Fungsi : Memisahkan campuran uap dan cairan

    Q : 13,634 MW

    Tekanan maks. : 250 Kpa

    Luas : 4,028 m2

    Bahan : Baja karbon

    7. Nama alat : Tower feed heater

    Kode : E -1707

    Fungsi : Memanaskan effluent reactor untuk umpan ke reaktor

    Q : 0,810 MW

    Tekanan maks. : 120 Kpa

    Luas : 128 m2

    Bahan : Baja karbon

  • TEKNIK REAKSI KIMIA- PHTHALIC ANHYDRIDE Page 33

    8. Nama alat : PA tower reboiler

    Kode : E -1708

    Fungsi : Memanaskan kembali cairan yang keluar dari tower menjadi

    uap.

    Q : 0,320 MW

    Tekanan maks. : 120 Kpa

    Luas : 80.0 m2

    Bahan : Baja karbon

    9. Nama alat : PA tower condenser

    Kode : E -1709

    Fungsi : menurunkan temperatur refrigeran dan mengubah fase dari

    gas menjadi cair

    Q : 0,256 MW

    Tekanan maks. : 120 Kpa

    Luas : 5.3 m2

    Bahan : Baja karbon

    Reaktor

    1. Nama alat : Reactor

    Kode : R -1701

    Fungsi : tempat berlangsungnya reaksi antara udara dan o-xylene

    menjadi Phtalic anhydride

    Q : 53,967 KW

    Tekanan maks. : 300 Kpa

    Penurunan tekanan : 70 Kpa

    Koef. Perpindahan panas : 95 W/m2K

    Aliran : Co-current

    Diameter reaktor : 10 m

    Panjang reaktor : 12

    Bahan : baja karbon

    Tower dan Vesel

    1. Nama alat : PA tower

    Kode : T-1701

    Fungsi : Tempat distilasi PA

    Tray type : Sieve

    Tekanan maks. : 150 Kpa

    Penurunan tekanan : 15,6 Kpa

  • TEKNIK REAKSI KIMIA- PHTHALIC ANHYDRIDE Page 34

    Diameter : 0.86 m

    Tinggi : 14.3 m

    Weir height : 1 (0.0254 m)

    Tray spacing : 1 ft (0.3048 m)

    Tray efficiency : 0.33( oconnell)

    Bahan : Baja karbon

    2. Nama alat : PA tower reflux drum

    Kode : V -1701

    Fungsi : Tempat pencampur reflux yang dikembalikan ke proses

    distilasi.

    Diameter : 1 m

    Panjang : 2.5 m

    Tekanan maks. : 150 Kpa

    Bahan : Baja karbon

    Flash Tank

    Fungsi : Fungsi dari flash tank adalah untuk menurunkan tekanan

    kondensat maupun uap air secara cepat. Penggunaan flash tank paling banyak adalah

    untuk pembuangan uap air yang tidak terpakai, sehingga lebih aman jika dibuang ke

    lingkungan sekitar.

  • TEKNIK REAKSI KIMIA- PHTHALIC ANHYDRIDE Page 35

    6. Bagaimana Pengaruh perubahan Temperatur,dan Laju Umpan (feed O-xylene)

    terhadap produk pada simulasi dan tampilkan Grafiknya dan analisa?

    Jawab :

    Tabel Perubahan pada Feed ( Laju Umpan O-xylene)

    No Variabel sensitifitas basic (%) Feed Produk

    Perubahan Feed Temp c

    1 100 40 1705,305 50,65069

    2 90 38 1702,202 49,82523

    3 80 36 1699,026 48,97477

    4 70 34 1695,773 48,09766

    5 60 32 1692,439 47,19238

    6 50 30 1689,022 46,25759

    7 40 28 1685,518 45,29184

    8 30 26 1681,925 44,29354

    9 20 24 1678,239 43,26094

    10 10 22 1674,457 42,19258

    11 (Basic) 0 20 1670,581 41,0873

    12 -10 18 1666,599 39,94248

    13 -20 16 1662,514 38,7563

    14 -30 14 1658,325 37,5279

    15 -40 12 1654,029 36,25549

    16 -50 10 1649,624 34,93767

    17 -60 8 1645,111 33,57082

    18 -70 6 1640,487 32,15677

    19 -80 4 1639,734 30,69922

    20 -90 2 1630,878 29,18687

    1620

    1630

    1640

    1650

    1660

    1670

    1680

    1690

    1700

    1710

    -100 -50 0 50 100 150

    FEED

    FEED

  • TEKNIK REAKSI KIMIA- PHTHALIC ANHYDRIDE Page 36

    Tabel Perubahan pada Temperatur pada Alat Condenser #2

    No Variabel sensitifitas basic

    (%) TempC Produk Perubahan Temp Temperatur

    AkhirC

    1 100 120 1641,194 48,81994

    2 90 114 1645,221 47,98061

    3 80 108 1648,926 47,16291

    4 70 102 1652,39 46,35453

    5 60 96 1655,665 45,5437

    6 50 90 1658,792 44,72649

    7 40 84 1661,794 43,89101

    8 30 78 1664,198 43,03445

    9 20 72 1667,478 42,15144

    10 10 66 1670,146 41,2423

    11 (Basic) 0 60 1672,681 40,30486

    12 -10 54 1675,063 39,3398

    13 -20 48 1677,262 38,3378

    14 -30 42 1679,211 37,27864

    15 -40 36 1680,687 36,09499

    16 -50 30 1674,359 32,66801

    17 -60 24 1658,122 26,2359

    18 -70 18 1651,516 22,58354

    19 -80 12 1647,424 19,67267

    20 -90 6 1644,897 17,23445

    1635

    1640

    1645

    1650

    1655

    1660

    1665

    1670

    1675

    1680

    1685

    -100 -50 0 50 100 150

    Temperatur

    temperatur

  • TEKNIK REAKSI KIMIA- PHTHALIC ANHYDRIDE Page 37

    Tabel Perubahan pada Tekanan pada alat SCDS DISTILLATION COLOMN

    No Variabel sensitifitas basic (%) Tekanan (atm) Produk Perubahan Tekanan

    1 100 1 1653,583

    2 90 0,95 1651,727

    3 80 0,9 1649,741

    4 70 0,85 1647,618

    5 60 0,8 1645,332

    6 50 0,75 1642,854

    7 40 0,7 1640,178

    8 30 0,65 1637,265

    9 20 0,6 1634,077

    10 10 0,55 1630,569

    11 (Basic) 0 0,5 1626,628

    12 -10 0,45 1622,336

    13 -20 0,4 1617,429

    14 -30 0,35 1611,816

    15 -40 0,3 1605,289

    16 -50 0,25 1597,521

    17 -60 0,2 1587,993

    18 -70 0,15 1575,71

    19 -80 0,1 1558,575

    20 -90 0,05 1530,204

    1520

    1540

    1560

    1580

    1600

    1620

    1640

    1660

    -100 -50 0 50 100 150

    TEKANAN

    TEKANAN

  • TEKNIK REAKSI KIMIA- PHTHALIC ANHYDRIDE Page 38

    Tabel Perubahan pada Feed ( Laju Umpan O-xylene), Temperatur, dan tekanan.

    No Variabel sensitifitas

    basic (%) Produk Perubahan

    Feed (kmol/h)

    Produk Perubahan Temp

    (kmol/h) Produk Perubahan Tekanan

    (kmol/h)

    1 100 1705,305 1641,194 1653,583

    2 90 1702,202 1645,221 1651,727

    3 80 1699,026 1648,926 1649,741

    4 70 1695,773 1652,39 1647,618

    5 60 1692,439 1655,665 1645,332

    6 50 1689,022 1658,792 1642,854

    7 40 1685,518 1661,794 1640,178

    8 30 1681,925 1664,198 1637,265

    9 20 1678,239 1667,478 1634,077

    10 10 1674,457 1670,146 1630,569

    11 (Basic) 0 1670,581 1672,681 1626,628

    12 -10 1666,599 1675,063 1622,336

    13 -20 1662,514 1677,262 1617,429

    14 -30 1658,325 1679,211 1611,816

    15 -40 1654,029 1680,687 1605,289

    16 -50 1649,624 1674,359 1597,521

    17 -60 1645,111 1658,122 1587,993

    18 -70 1640,487 1651,516 1575,71

    19 -80 1639,734 1647,424 1558,575

    20 -90 1630,878 1644,897 1530,204

    1520

    1540

    1560

    1580

    1600

    1620

    1640

    1660

    1680

    1700

    1720

    -100 -50 0 50 100 150

    PR

    OD

    UK

    (km

    ol/

    h)

    VARIABEL SENSITIFITAS BASIC (%)

    ANALISA GRAFIK SENSITIFITAS

    TEMPERATUR

    FEED

    TEKANAN

  • TEKNIK REAKSI KIMIA- PHTHALIC ANHYDRIDE Page 39

    Analisa :

    Produk perubahan feed dari variable sensitivitas basis -90 sampai 100 % terjadi kenaikan produk perubahan feed dari 1630,878 sampai 1705,305. Hal ini disebabkan

    karena adanya penambahan nilai feed. Jadi, jika feed bertambah maka produk juga

    bertambah. Penambahan nilai feed setiap 10 % dari basis yang berbeda, produk yang

    dihasilkan jumlahnya berbeda pula.

    Saat temperatur 60 C atau basis 0% produk yang dihasilkan 1626,628. Saat temperatur pada Compressor #2 dinaikan dengan basis 10 % sampai 100 % maka

    produk yang dihasilkan akan menurun, hal ini disebabkan karena temperatur yang

    tinggi mengakibatkan terjadi adanya penguapan dari feeding.

    Saat tekanan 0,5 atm atau basis 0% produk yang dihasilkan 1672,681. Saat tekanan pada alat SCDS DISTILLATION COLOMN dinaikan dengan basis 10 % sampai 100

    % maka produk yang dihasilkan akan cendrung naik secara stabil , hal ini disebabkan

    karena tekanan yang tinggi mengakibatkan terjadi adanya percepatan reaksi yang

    bekerja antar molekul sehingga mengakibatkan produk cendrung naik.

    Jika dilihat dari grafik, maka temperatur yang menghasilkan feeding besar adalah temperatur dengan basis sensitivitas -40 %.

    Jika variabel sensitivitas diturunkan mulai dari -40 sampai -90 % akan mengakibatkan

    penurunan jumlah produk. Hal ini disebabkan produk bisa tercapai karena adanya

    temperatur yang cukup. Tidak boleh terlalu rendah.

    Dari grafik, adanya perpotongan antara feed dan temperatur, ini merupakan karena

    dititik tersebut menghasilkan produk yang sama dari kenaikan feed dan temperatur.

    Maka, dari tabel diatas dapat disimpilkan variabel yang paling berpengaruh untuk

    bertambahnya produk adalah perubahan feed (umpan bahan baku) terhadap suatu

    sistem. Hal ini, terbukti dari percobaan yang telah dilakukan pada simulasi ChemCad.

    Sehingga, apabila ingin menaikkan efesiensi pabrik PHTHALIC ANHYDRIDE

    dapat dilakukan dengan cara memaksimalkan feed(umpan) O-xylen sehingga produk

    yang dihasilkan akan memaksilmalkan kinerja suatu sistem.

  • TEKNIK REAKSI KIMIA- PHTHALIC ANHYDRIDE Page 40

    Blog Diagram PHTHALIC ANHYDRIDE

  • TEKNIK REAKSI KIMIA- PHTHALIC ANHYDRIDE Page 41

    Neraca Massa pada PHTHALIC ANHYDRIDE

    CHEMCAD 6.0.1 Page 1

    Job Name: The Phthalic Anhydride Process (PA) Date: 12/20/2014

    Time: 11:48:48

    Stream No. 1 2 3 4

    Stream Name AIR O-XYLENE

    Temp C 20.0000 75.4327 20.0000 20.1594

    Pres bar 1.0130 1.6000 1.0130 6.5000

    Enth kcal/h -48984. 4.6986E+005 -73276. -73022.

    Vapor mole fraction 1.0000 1.0000 0.00000 0.00000

    Total kmol/h 1338.4707 1338.4707 12.0094 12.0094

    Total kg/h 38616.0159 38616.0159 1275.0000 1275.0000

    Total std L m3/h 44.6333 44.6333 1.4410 1.4410

    Total std V m3/h 30000.01 30000.01 269.17 269.17

    Flowrates in kg/h

    O-Xylene 0.0000 0.0000 1275.0000 1275.0000

    Phthalandione 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000

    Maleic Anhydride 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000

    o-Tolualdehyde 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000

    Phthalide 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000

    Oxygen 8994.2379 8994.2379 0.0000 0.0000

    Nitrogen 29621.7771 29621.7771 0.0000 0.0000

    Carbon Monoxide 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000

    Carbon Dioxide 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000

    Water 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000

    Phthalic Acid 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000

    Maleic Acid 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000

    Stream No. 5 6 7 8

    Stream Name

    Temp C 180.0000 160.0451 380.0000 134.0000

    Pres bar 1.3000 1.3000 1.2000 1.2000

    Enth kcal/h 1.4570E+006 1.3839E+006 -1.9703E+006 -4.5674E+006

    Vapor mole fraction 1.0000 1.0000 1.0000 0.99653

    Total kmol/h 1338.4707 1350.4800 1354.9518 1354.9518

    Total kg/h 38616.0159 39891.0144 39891.0038 39891.0038

    Total std L m3/h 44.6333 46.0743 46.0240 46.0240

    Total std V m3/h 30000.01 30269.18 30369.41 30369.41

    Flowrates in kg/h

    O-Xylene 0.0000 1275.0000 0.0000 0.0000

    Phthalandione 0.0000 0.0000 1255.4809 1255.4809

    Maleic Anhydride 0.0000 0.0000 77.1338 77.1338

    o-Tolualdehyde 0.0000 0.0000 11.3992 11.3992

    Phthalide 0.0000 0.0000 2.7385 2.7385

    Oxygen 8994.2379 8994.2379 7107.5581 7107.5581

    Nitrogen 29621.7771 29621.7771 29621.7771 29621.7771

    Carbon Monoxide 0.0000 0.0000 7.3701 7.3701

    Carbon Dioxide 0.0000 0.0000 1053.3078 1053.3078

    Water 0.0000 0.0000 754.2359 754.2359

    Phthalic Acid 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000

    Maleic Acid 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000

    CHEMCAD 6.0.1 Page 2

  • TEKNIK REAKSI KIMIA- PHTHALIC ANHYDRIDE Page 42

    Job Name: The Phthalic Anhydride Process (PA) Date: 12/20/2014

    Time: 11:48:48

    Stream No. 9 10 11 14

    Stream Name WATER

    Temp C 134.0000 80.0000 80.0000 30.0000

    Pres bar 1.2000 1.1500 1.1500 4.0130

    Enth kcal/h -4.0567E+006 -4.2017E+006 -4.6604E+006 -1.1361E+008

    Vapor mole fraction 1.0000 1.0000 0.99691 0.00000

    Total kmol/h 1350.2511 1346.0855 1350.2511 1665.2790

    Total kg/h 39200.6256 38613.4396 39200.6256 30000.0005

    Total std L m3/h 45.4972 45.0493 45.4972 30.0000

    Total std V m3/h 30264.05 30170.69 30264.05 37324.98

    Flowrates in kg/h

    O-Xylene 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000

    Phthalandione 570.2481 14.8087 570.2481 0.0000

    Maleic Anhydride 73.8070 46.7911 73.8070 0.0000

    o-Tolualdehyde 11.2308 10.2156 11.2308 0.0000

    Phthalide 1.6757 0.1418 1.6757 0.0000

    Oxygen 7107.5431 7107.5315 7107.5431 0.0000

    Nitrogen 29621.7523 29621.7363 29621.7523 0.0000

    Carbon Monoxide 7.3701 7.3701 7.3701 0.0000

    Carbon Dioxide 1053.2957 1053.2795 1053.2957 0.0000

    Water 753.7046 751.5618 753.7046 30000.0005

    Phthalic Acid 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000

    Maleic Acid 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000

    Stream No. 15 16 17 18

    Stream Name OFF-GAS MA SOLN.

    Temp C 35.4992 38.7401 134.0000 80.0000

    Pres bar 1.0130 1.0130 1.2000 1.1500

    Enth kcal/h -5.5517E+006 -1.1226E+008 -5.1069E+005 -4.5874E+005

    Vapor mole fraction 1.0000 0.00000 0.00000 0.00000

    Total kmol/h 1362.4875 1648.3003 4.7007 4.1656

    Total kg/h 38857.6495 29755.7906 690.3748 587.1848

    Total std L m3/h 45.3098 29.7287 0.5268 0.4478

    Total std V m3/h 30538.31 36944.42 105.36 93.37

    Flowrates in kg/h

    O-Xylene 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000

    Phthalandione 0.0000 0.0112 685.2313 555.4325

    Maleic Anhydride 0.0000 0.0354 3.3268 27.0156

    o-Tolualdehyde 10.2156 0.0000 0.1685 1.0151

    Phthalide 0.1315 0.0103 1.0628 1.5338

    Oxygen 7107.5103 0.0213 0.0152 0.0118

    Nitrogen 29621.7346 0.0038 0.0269 0.0169

    Carbon Monoxide 7.3701 0.0000 0.0000 0.0000

    Carbon Dioxide 1053.1951 0.0843 0.0121 0.0163

    Water 1057.4908 29683.6818 0.5313 2.1427

    Phthalic Acid 0.0001 16.5973 0.0000 0.0000

    Maleic Acid 0.0000 55.3455 0.0000 0.0000

  • TEKNIK REAKSI KIMIA- PHTHALIC ANHYDRIDE Page 43

    CHEMCAD 6.0.1 Page 3

    Job Name: The Phthalic Anhydride Process (PA) Date: 12/20/2014

    Time: 11:48:48

    Stream No. 19

    Stream Name CRUDE PA

    Temp C 109.3639

    Pres bar 1.1500

    Enth kcal/h -9.6943E+005

    Vapor mole fraction 1.1392E-005

    Total kmol/h 8.8663

    Total kg/h 1277.5595

    Total std L m3/h 0.9746

    Total std V m3/h 198.73

    Flowrates in kg/h

    O-Xylene 0.0000

    Phthalandione 1240.6636

    Maleic Anhydride 30.3424

    o-Tolualdehyde 1.1836

    Phthalide 2.5966

    Oxygen 0.0270

    Nitrogen 0.0438

    Carbon Monoxide 0.0000

    Carbon Dioxide 0.0284

    Water 2.6740

    Phthalic Acid 0.0000

    Maleic Acid 0.0000

  • TEKNIK REAKSI KIMIA- PHTHALIC ANHYDRIDE Page 44

    BAB V

    PENUTUP

    5.1 Kesimpulan

    Berdasarkan hasil analisis dan pembahasan yang telah diuraikan sebelumnya, maka

    dapat ditarik beberapa kesimpulan dari keseluruhan hasil penelitian yaitu sebagai berikut :

    1. Produk perubahan feed dari variable sensitivitas basis -90 sampai 100 % terjadi kenaikan produk perubahan feed dari 1630,878 sampai 1705,305. Hal ini disebabkan

    karena adanya penambahan nilai feed. Jadi, jika feed bertambah maka produk juga

    bertambah. Penambahan nilai feed setiap 10 % dari basis yang berbeda, produk yang

    dihasilkan jumlahnya berbeda pula.

    2. Saat temperatur 60 C atau basis 0% produk yang dihasilkan 1626,628. Saat temperatur pada Compressor #2 dinaikan dengan basis 10 % sampai 100 % maka produk yang

    dihasilkan akan menurun, hal ini disebabkan karena temperatur yang tinggi

    mengakibatkan terjadi adanya penguapan dari feeding.

    3. Saat tekanan 0,5 atm atau basis 0% produk yang dihasilkan 1672,681. Saat tekanan pada alat SCDS DISTILLATION COLOMN dinaikan dengan basis 10 % sampai 100

    % maka produk yang dihasilkan akan cendrung naik secara stabil , hal ini disebabkan

    karena tekanan yang tinggi mengakibatkan terjadi adanya percepatan reaksi yang

    bekerja antar molekul sehingga mengakibatkan produk cendrung naik.

    4. Maka, dari tabel diatas dapat disimpilkan variabel yang paling berpengaruh untuk

    bertambahnya produk adalah perubahan feed (umpan bahan baku) terhadap suatu

    sistem. Hal ini, terbukti dari percobaan yang telah dilakukan pada simulasi ChemCad.

    5.2 Saran

    Berdasarkan hasil kesimpulan yang telah diuraikan, maka dapat diberikan saran-saran yang

    dapat digunakan sebagai bahan pertimbangan bagi yang memproduksi

    1. Sehingga, apabila ingin menaikkan efesiensi pabrik PHTHALIC ANHYDRIDE

    dapat dilakukan dengan cara memaksimalkan feed(umpan) O-xylen sehingga produk

    yang dihasilkan akan memaksilmalkan kinerja suatu sistem

  • TEKNIK REAKSI KIMIA- PHTHALIC ANHYDRIDE Page 45

    Daftar Pustaka

    1. http://en.wikipedia.org/wiki/Phthalic_anhydride

    2. Prof. Dr. Ulrich Schlottmann, 19 April 2005, Phthalic anhydride

    3. J. A. Jara, A. Garea* and J. A. Irabien, 2005, Simulation of O-Xylene Oxidation into

    Phthalic Anhydride: Rigorous Multitubular Catalytic Reactor Modelling and

    Exportation into the Process Flowsheet

    4. Shabrina Firda Amalia, Eka Setyowati, Minta Yuwana, dan Heru Setyawan, 2013, Pra

    Desain Pabrik Phthalic Anhydride dari ortho-Xylene

    5. http://tekim.undip.ac.id/staf/suherman/files/2010/07/knock-out-drum-compatibility-

    mode.pdf