makalah lengkap dimetil eter.docx

MAKALAH PROSES INDUSTRI KIMIA

INDUSTRI SINTESIS DIMETIL ETER

DISUSUN OLEH :

NAMA : Rahmawati Nursiam (12 644 002)

KELAS : III C

DOSEN PENGAJAR : Muh. Syahrir ST, M.T

JURUSAN TEKNIK KIMIA

POLITEKNIK NEGERI SAMARINDA

2013

KATA PENGANTAR

Puji syukur kami panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat serta

karunianya kepada saya sehingga dapat menyelesaikan makalah ini yang berjudul “INDUSTRI

SISNTESIS DIMETIL ETER”.

Makalah ini berisikan tentang bagaimana proses pembuatan sintesa dimetil eter serta alat

alat yang digunakan.

Kami menyadari bahwa makalah ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu kritik

beserta saran dari semua pihak yang bersifat membangun akan kami terima demi kesempurnaan

makalah ini.

Akhir kata, kami sampaikan terimakasih kepada rekan-rekan yang telah berperan serta

dalam menyelesaikan makalah ini dari awal hingga akhir.Kritik dan saran dari teman-teman

sekaligus dosen pengajar sangat kami butuhkan karena disini kami masih belajar untuk menjadi

lebih baik, semoga makalah yang sudah kami kerjakan dapat diterima oleh para pembaca baik

dari teman-teman ataupun dosen pengajar khususnya bagi kami pribadi, sekaligus bermanfaat

bagi semuanya.Amin.

Penyusun

Rahmawati Nursiam

ii

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR…………………………………………...……………………….. ii

DAFTAR ISI…………………….………………………..……………………………… iii

BAB I : PENDAHULUAN..….………………………………………………………….. 1

1.1 Latar belakang ………………………………………………………..…… 11.2 Rumusan Masalah……..…………………………………………………… 51.3 Tujuan makalah……….................................................................................. 5

BAB II : LANDASAN TEORI……………..…………………………………………… 3

2.1 Metanol ……………………………………………………………………. 62.2 Dimetil eter……………………………………………………………….. 72.3 Kegunaan Dimetil Eter……………………………………………………. 72.4 Analisa Pasar Dimetil Eter……………………………………………….. 82.5 Metode pembuatan Dimetil eter …………………………………………. 102.6 Sifat fisika dan sifat kimia dimetil eter........................................................ 122.7 Proses Produksi Dimetil eter...................................................................... 12

2.7.1 Detail,proses ...................................................................................... 142.8 Peralatan………………………….……………………………………….. 142.9 Prinsip Kerja dari setiap alat……………………………………………... 18

2.9.1 Pompa …………………………………………………………… 182.9.2 Heat Exchanger…………………………………………………. 232.9.3 Reaktor …………………………………………………………… 262.9.4 Kolom Destilasi …………………………………………………. 28

2.10 FSimbol Alat dan fungsinya…………………………………………….. 32

BAB III : PENUTUP…………………………………………………………………... 35

3.1 Kesimpulan………………………………………………………………. 35

DAFTAR PUSTAKA…………………………………………………………………. 36

iii

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Pemerintah belakangan ini mengalami masalah serius dalam menetapkan kebijakan

tarif BBM. Tanpa pengendalian konsumsi BBM bersubsidi, beban subsidi akan semakin

memberatkannya. Menurut perkiraan, subsidi BBM pada akhir tahun 2011 akan melonjak

dari target awal sebesar Rp. 95,9 trilyun menjadi Rp. 120,8 trilyun (Kompas, 5/7/2011).

Sebagaimana telah dialami banyak negara yang mengandalkan bahan bakar fossil

sebagai satu-satunya sumber energi, Indonesia pun mengalami krisis yang sama dan kini

telah sampai pada puncak kemampuan Pemerintah dalam menyubsidi bahan bakar tersebut.

Selama kita masih dapat mengimpor minyak mentah dengan harga di bawah US$ 80,-/barrel,

subsidi tersebut masih dapat dipertahankan. Itupun semakin sulit karena kini negara kita

sudah berstatus Net Oil Importer, yang berarti 50% dari kebutuhan domestik harus diimpor.

Menurut Bloomberg (7/7/2011), harga minyak mentah jenis “Nymex Crude Future” US$

96,65/barrel, sedangkan jenis “Dated Brent Spot” sebesar US$ 113,92/barrel. Tidak tertutup

kemungkinan bahwa harga minyak mentah akan terus meningkat karena suhu

geopolitik beberapa negara penghasil minyak di Afrika Utara dan Timur Tengah sedang

meninggi. Seperti kita ketahui, negara-negara di wilayah tersebut merupakan penghasil 30%

minyak mentah dunia. Kita tidak selalu dapat memperoleh minyak dengan harga semurah

tadi, terlebih apabila pergolakan politik di negara –

negara tersebut berdampak terhadap merosotnya kapasitas produksi minyak mereka.

Kalaupun ada, kemungkinan berupa minyak mentah yang tergolong low-grade.

Lalu apakah yang perlu dilakukan oleh Pemerintah, sektor swasta, dan masyarakat dalam

memecahkan permasalahan ini?

Energi, termasuk energi listrik, merupakan elemen yang sangat penting dan strategis

di dalam mendukung Sistem Ketahanan Nasional kita di bidang ekonomi dan sosial.

Krisis bahan bakar dan energi listrik dapat menimbulkan ancaman serius bagi kestabilan

ekonomi dan sosial sebuah negara. Sebaliknya, negara yang memiliki sumber-sumber energi

yang selalu tersedia sepanjang masa adalah ibarat kokohnya tulang-tulang yang membuat

tegaknya tubuh yang bernama bangsa Indonesia.

Proses Industri Sintesis Dimetil Eter Page 1

Solusi yang paling tepat untuk mengatasinya adalah dengan Melakukan “diversifikasi

sumber-sumber energi” yang akan menggantikan energi fossil dan minyak impor yang

semakin mahal, polutif, dan berkurang ketersediaannya. Mungkin tidak banyak di antara

para pembaca yang menyadari bahwa gas LPG pun kini harus diimpor untuk memenuhi

kebutuhan rumah tangga dan industri. Kebutuhan LPG dalam negeri diprediksi lebih dari 3,8

juta ton untuk tahun 2011 ini, di mana PT Pertamina hanya dapat menyuplai 1 juta ton dan 1

juta ton dari PetroChina, perusahaan asing yang berbasis di Indonesia. Sisanya harus

diimpor. Kita harus segera kembangkan sumber-sumber energi alternatif di Indonesia yang

tidak pernah habis, namun juga sekaligus yang ramah lingkungan.

Program Nasional Konversi Minyak Tanah ke Liquefied Petroleum Gas (LPG)

merupakan salah satu program Pemerintah dalam rangka menjamin penyediaan dan

pengadaan bahan bakar dalam negeri. Program ini secara khusus juga dimaksudkan agar

mampu mengurangi subsidi bahan bakar minyak (BBM) guna meringankan beban keuangan

Negara. (pertamina,2009)

Sebelum Program Konversi Minyak Tanah ke LPG dimulai, Pemerintah

menganggarkan dana sekurang-kurangnya 60 triliun rupiah untuk mensubsidi penggunaan

BBM oleh masyarakat. BBM yang dimaksud adalah minyak tanah

mendapat subsidi terbesar, yaitu kurang lebih 50 persen dari total subsidi BBM. Selain itu,

karena mendapat subsidi terbesar sehingga harganya menjadi sangat murah, minyak

tanah bersubsidi disinyalir sangat mudah untuk disalahgunakan, antara lain

penyelundupan, dijual untuk industri, atau dicampur dengan bahan bakar lain.

(pertamina,2009)

Penggunaan LPG juga dapat meningkatkan efisiensi penggunaan energy karena nilai

kalor LPG lebih tinggi dibandingkan minyak. Pemakaian 1 liter minyak tanah setara

dengan pemakaian 0.57 kg LPG. Dengan kalkulasi yang didasarkan pada harga

keekonomian atas minyak tanah dan LPG, maka bagi Pemerintah, besarnya subsidi yang

diberikan untuk setiap pemakaian 0.57 kg LPG dengan sendirinya lebih kecil dibanding

besaran subsidi untuk 1 liter minyak tanah. Bila program konversi LPG berjalan sesuai

dengan rencana, Pemerintah dipastikan dapat menghemat subsidi BBM lebih dari 20 triliun

rupiah per tahun. (pertamina,2009) Akibat dari program konversi minyak tanah ke LPG,

pemakaian LPG untuk keperluan rumah tangga meningkat drastis, sehingga terjadi

kelangkaan LPG di pasaran. Berkaitan dengan hal tersebut, pemerintah bermaksud


menggunakan DME (Dimethyl Ether) sebagai alternatif pengganti LPG, mengingat DME

mempunyai sifat yang hampir sama dengan LPG. Di samping itu DME adalah gas yang

dapat terbarukan (renewable), tidak beracun, ramah lingkungan, dan harganya lebih murah

daripada LPG (Kadarwati, 2010). Berdasar perjanjian pihak PT. Pertamina dan pihak swasta

penghasil gas DME, harga DME dipatok 20% lebih murah daripada LPG, sehingga harganya

fluktuatif mengikuti harga LPG di pasaran (Gentur Putro Jati, 2009).

Saat ini beberapa negara telah menggunakan DME sebagai bahan bakar alternatif

untuk substitusi LPG. Karena sifat DME yang hampir sama dengan LPG, yaitu

berwujud gas dalam kondisi ruang dan mempunyai titik didih yang berdekatan dengan

LPG, sehingga DME mudah dicairkan seperti LPG. (BPPT, 2009)

Pada beberapa tahun terakhir, penelitian tentang DME sebagai pengganti LPG sudah

dilakukan. M.Marchionna et al. (2008), melakukan serangkaian studi eksperimental dan

model untuk menilai potensi penerapan DME sebagai bahan bakar pengganti LPG.

Penelitian yang dilakukan yaitu tes pembakaran, percobaan daya tahan dan stabilitas

menggunakan DME murni dan campuran propana dan butana dalam berbagai variasi

konsentrasi pada burner dengan pencampur udara (premixed air), untuk mengevaluasi

keamanan dan kompatibilitas bahan bakar. Kesimpulan dari hasil penelitian yaitu campuran

DME/LPG (DME:Vol 15-20%) membawa perbaikan lebih signifikan dibandingkan dengan

DME murni.

S.Lee et al. (2011) secara khusus menyelidiki kinerja, karakteristik emisi, dan stabilitas

pembakaran mesin compression ignition (CI) berbahan bakar n- Butana dicampur dengan

DME. Semua hasil eksperimen dibandingkan dengan hasil bahan bakar diesel dengan

kondisi percobaan yang sama. Hasil penelitian menunjukkan bahwa operasi mesin yang

stabil untuk berbagai beban mesin adalah campuran 0% hingga 30% (w/w) n-Butana pada

DME. Pengukuran emisi gas buang menunjukkan bahwa ketika bahan bakar campuran

digunakan pada beban mesin rendah, emisi hidrokarbon dan CO meningkat. Jelaga dan

emisi NOx sebanding untuk semua campuran. Hasil penelitian menunjukan bahwa bahan

bakar yang DME dicampur sampai 30% massa n-Butana dapat digunakan sebagai alternatif

untuk bahan bakar diesel di mesin CI. Pada tahun yang sama S.Lee et al. melakukan

penelitian tentang mesin spark ignition (SI) yang dioperasikan dengan bahan bakar

campuran DME-LPG. Secara khusus, S.Lee memeriksa efek n-Butana dan propana pada

kinerja, karakteristik emisi (hidrokarbon, CO, dan NOx), dan stabilitas pembakaran mesin SI

berbahan bakar DME-LPG. Empat jenis bahan bakar uji dengan rasio campuran yang

berbeda dari n-Butana, propana, dan DME digunakan. Persentase DME dalam campuran


bahan bakar adalah 20% massa. Melalui uji emisi dan ekonomi bahan bakar dalam siklus

FTP-75, disimpulkan bahwa perbedaan tingkat emisi dan penghematan bahan bakar tidak

signifikan. Berdasarkan hasil eksperimen, bahan bakar campuran LPG dan DME 20 %

massa dapat digunakan sebagai bahan bakar alternatif untuk LPG. Pada tahun 2009,

PPPTMGB LEMIGAS dan PT.Pertamina bekerja sama melakukan pengujian karakteristik

dan Kinerja pada DME dan LPG mix DME sebagai substitusi LPG dan Blended LPG

pada penggunaan kompor rumah tangga. Hasil penelitian menunjukan tidak semua kompor

LPG dapat digunakan secara sempurna oleh DME sebagai bahan bakar.

DiMethylEther termasuk bahan kimia tidak beracun, senyawa yang tidak mengandung

unsur Sulfur (S) dan Nitrogen (N), sehingga memungkinkan emisi SOx, Nox, particulate

matter, dan jelaga yang jauh lebih rendah dari solar. DME tidak bersifat korosif terhadap

metal. Di China, pabrik DME komersial dengan kapasitas 30 ton per hari (10.000 ton/tahun)

telah dibangun oleh Lituanhua Group Incorporation dengan lisensi teknologi dari Toyo

Engineering Japan dan dioperasikan pada bulan Agustus 2003. Atas dasar keberhasilan ini,

telah dilanjutkan pembangunan lainnya dengan kapasitas yang lebih besar (110.000 ton per

tahun) dan telah dioperasikan pada akhir tahun 2005. Pada Desember 2006, China

menandatangani kerjasama antara Lituanhua Group dan Toyo Engineering untuk

pembangunan DME Plant dengan kapasitas 1 juta ton per tahun di Provinsi Mongolia, yang

akan menjadi kilang DME terbesar di dunia.

Konsumsi DME di China saat ini diperkirakan mencapai 120.000 ton per tahun,

ditujukan untuk memenuhi kebutuhan aerosol propellant, bahan baku industri kimia, dan

sebagian kecil digunakan untuk bahan bakar rumah tangga di-blending (campuran) antara

DME dengan LPG. Di Jepang, konsumsi DME mencapai 10.000 ton per tahun, sebagian

besar sebagai untuk aerosol propellant pada hair spray atau deodorant. Karena sifat dan

kualitasnya yang hampir sama dengan LPG, Pemeritah Jepang merencanakan untuk

mensubsitusi sebagian pemakaian LPG dengan DME.

Pemerintah Swedia, bersama Swedish Energy Agency, tengah melakukan penelitian

pengembangan mesin diesel DME sebagai pengganti solar (gas oil) dan dijadwalkan akan

selesai pada tahun 2010. Perusahaan otomotif Swedia, Volvo, telah mengembangkan mesin

diesel DME untuk bus dan truk dan saat ini telah memasuki tahap pembuatan mesin diesel

DME generasi ketiga. Demikian juga Nissan dari Jepang dengan proyek mesin diesel DME,

6900cc tipe PW 25A DME untuk kendaraan berat.


Dimethyl ether merupakan sumber bahan bakar yang memproduksi energi yang bersih

untuk masa depan. Keistimewaan DME tidak menghasilkan partikel zat (particulate matter)

sebagai gas buangan saat digunakan sebagai pengganti bahan bakar diesel, dan sangat mudah

diproduksi dari beberapa sumber seperti natural gas, batu bara, biomass, dan material lain

yang sejenis. Proses sintesa DME dikembangkan oleh Mitsubishi Gas Chemical, saat ini

diaplikasikan secara komersial dalam skala plant yang kecil. JGC mengembangkan, bekerja

sama, untuk proses sintesa DME yang efektif untuk memproduksi beberapa ton DME per

hari. Dalam teknologi, methanol sebagai bahan baku mentah sebagai natural gas ditreat untuk

sintesa DME melalui proses tidak langsung, sehingga diproses dengan proses dehidrasi

methanol.

1.2 Rumusan Masalah

Bagaimana Proses sintesis Dietil eter?

Apa saja bahan yang digunakan dalam industry sintesis dimetil eter?

Bagaimana flowsheet dari industry dimetil eter ?

Apa saja alat yang digunakan dalam industry sintesis dimetileter?

bagaimana Alat alat produksi industry sintesis dimetil eter bekerja?

1.3 Tujuan Makalah

Mahasiswa mengerti bagaimana proses sintesis dimetl eter

Mahasiswa mampu mengetahui apa saja bahan yang digunakan dalam industry

sintesis dimetil eter

Mahasiswa mengetahui Bagaimana flowsheet dari industry dimetil eter

Mahasiswa mampu mengetahui Apa saja alat yang digunakan dalam industry sintesis

dimetileter

Mahasiswa mengetahui dan mengenal bagaimana Alat alat produksi industry sintesis

dimetil eter bekerja


BAB 2

LANDASAN TEORI

2.1 Metanol

Metanol, juga dikenal sebagai metil alkohol, wood alcohol atau spiritus, adalah senyawa

kimia dengan rumus kimia CH3OH. Ia merupakan bentuk alkohol paling sederhana. Pada

"keadaan atmosfer" ia berbentuk cairan yang ringan, mudah menguap, tidak berwarna, mudah

terbakar, dan beracun dengan bau yang khas (berbau lebih ringan daripada etanol). metanol

digunakan sebagai bahan pendingin anti beku, pelarut, bahan bakar dan sebagai bahan additif

bagi etanol industri.

Metanol diproduksi secara alami oleh metabolisme anaerobik oleh bakteri. Hasil proses

tersebut adalah uap metanol (dalam jumlah kecil) di udara. Setelah beberapa hari, uap

metanol tersebut akan teroksidasi oleh oksigen dengan bantuan sinar matahari menjadi

karbon dioksida dan air.

Reaksi kimia metanol yang terbakar di udara dan membentuk karbon dioksida dan air adalah

sebagai berikut:

2 CH3OH + 3 O2 → 2 CO2 + 4 H2O

Api dari metanol biasanya tidak berwarna. Oleh karena itu, kita harus berhati-hati bila berada

dekat metanol yang terbakar untuk mencegah cedera akibat api yang tak terlihat.

Karena sifatnya yang beracun, metanol sering digunakan sebagai bahan additif bagi

pembuatan alkohol untuk penggunaan industri; Penambahan "racun" ini akan menghindarkan

industri dari pajak yang dapat dikenakan karena etanol merupakan bahan utama untuk

minuman keras (minuman beralkohol). Metanol kadang juga disebut sebagai wood alcohol

karena ia dahulu merupakan produk samping dari distilasi kayu. Saat ini metanol dihasilkan

melului proses multi tahap. Secara singkat, gas alam dan uap air dibakar dalam tungku untuk

membentuk gas hidrogen dan karbon monoksida; kemudian, gas hidrogen dan karbon

monoksida ini bereaksi dalam tekanan tinggi dengan bantuan katalis untuk menghasilkan

metanol. Tahap pembentukannya adalah endotermik dan tahap sintesisnya adalah eksotermik.


2.2 Dimetil Eter

DME, yang memiliki formula kimia CH3OCH3, awalnya digunakan

sebagai aerosol propellant pada produk-produk konsumer, seperti

hairspray, paint spray, parfum, deodoran, dan insektisida. Gas ini

tidak berbau, tidak berwarna, serta cukup mudah dalam memprosesnya ke

dalam bentuk cairan. DME juga menggantikan gas-gas CFC (untuk AC dan refrigerator)

yang kini telah dilarang digunakan di banyak negara. Yang menarik pada DME adalah

potensinya sebagai bahan bakar alternatif untuk kendaraan bermesin diesel, karena memiliki

bilangan cetane 55-60, dibandingkan dengan minyak diesel/solar yang hanya 40-55. Dengan

lebih tingginya bilangan cetane, DME mampu menggantikan minyak diesel/solar serta

sekaligus menurunkan tingkat kebisingan suara mesin diesel menjadi sehalus suara mesin

kendaraan bermotor yang menggunakan gasoline. Bila digunakan sebagai bahan bakar

transportasi, DME menyebabkan emisi karbon monoksida (CO) 50% lebih rendah dari pada

minyak diesel/solar; demikian juga dengan emisi nitrogen oksida yang 90% lebih rendah.

Seperti pada liquefied petroleum gas (LPG, atau elpiji), DME berwujud gas pada temperatur

dan tekanan normal, tetapi akan berubah menjadi cair apabila ditekan atau didinginkan.

Mudahnya proses pencairan DME membuatnya mudah juga dalam transportasinya hingga ke

pelosok-pelosok daerah dan mudah dalam penyimpanannya. Sifat tadi dan sifat lainnya, yaitu

banyak mengandung oksigen, rendah kadar belerang atau kandungan NOx lainnya, serta

pembakarannya yang bersih, membuat DME merupakan solusi yang menjanjikan sebagai

bahan bakar terbarukan yang bersih dan rendah karbon.

DME dapat diperoleh dari banyak sumber, termasuk material yang terbarukan seperti

biomassa, sampah organik, dan produk pertanian. Juga dapat diolah dari bahan bakar fossil,

seperti batubara muda dan gas alam.

2.3 Kegunaan Dimetil Eter

• Kegunaan DME yang potensial saat ini : bahan bakar alternatif.

• Beberapa kelebihan DME sebagai bahan bakar :


http://atmonobudi.files.wordpress.com/2011/07/dimethyl-ether-balls.png

1. mudah ditransportasikan dan disimpan,

2. ramah lingkungan

3. memiliki efisien dan performa yang bagus

4. dapat digunakan untuk berbagai macam aplikasi DME dapat diproyeksikan sebagai substituen LPG sebagai bahan bakar alternatif.

Produksi DME tidak membutuhkan investasi biaya yang terlalu

tinggi, dan pengembangan pemasarannya relatif mudah.

2.4 Analisis Pasar DMESaat ini, pasar paling menjanjikan untuk produk DME adalah Amerika Serikat dan Cina.

Selain sebagai propelan, juga sebagai pengganti LPG. Sebanyak 20% kebutuhan LPG di dunia dapat berarti lebih dari 40 juta ton per tahun potensi pasar untuk pengembangan produk DME.

• Diperkirakan, kebutuhan DME sebagai pengganti LPG di Cina dapat mencapai 200 kg /keluarga / tahun, dan kebutuhan total mencapai 2,4 hingga 3 juta ton/tahun.

Produsen utama DME dan kapasitas produksi pada tahun 2000

DME diproduksi sekurang-kurangnya dalam dua tahap. Pertama,

hidrokarbon dikonversikan ke gas sintesis, sebuah kombinasi dari karbon monoksida dan


Unit Produksi Kapasitas (Metrik Ton/Tahun)

Shell/RWE, Jerman 60000

Hamburg DME Co, Jerman 10000

Arkosue Co, Belanda 10000

DuPont, Virginia Barat 15000

Australia 10000

Taiwan 15000

Jepang 10000

Cina 13000

Total Produksi 143000

hidrogen. Kedua, gas sintesis tersebut kemudian dikonversikan ke DME, baik lewat

methanol (proses konvensional) atau langsung dalam satu tahap saja.

Persamaan reaksi kimia :

2 CH3OH ----------> CH3OCH3 + H2O

Dimetil Eter (DME) merupakan senyawa eter yang paling sederhana. Senyawa eter

adalah senyawa karbon dengan rumus molekul CnH2n+2O, dan rumus molekul DME adalah

(CH3)2O dengan berat molekul 46,069 ( Perry’s, 2002)

DME memiliki sifat fisik yang serupa dengan Liquified Petroleum Gas ( LPG )

sehingga selain dapat langsung digunakan sebagai sumber energi peralatan rumah tangga,

pengemasan dan pendistribusiannya mudah. Karakter pembakarannya sama dengan gas alam.

DME dibuat dari derivatif gas alam,metana (CH4), yaitu metanol dapat juga dibuat dari

derivative batu bara atau biomasa. DME merupakan senyawa yang tidak beracun, sehingga

saat ini digunakan sebagai aerosol propellant oleh industri kosmetik dan kesehatan,sebagai

pengganti CFC propellant. Kegunaan lainnya adalah sebagai tenaga pembangkit untuk gas

turbin, keperluan rumah tangga ( memasak, menghangatkan ), bahan bakar mesin diesel dan

bahkan sebagai sumber hydrogen untuk bahan bakar kendaraan ( International DME

Association.com,2005 ).

Dimethyl Ether (DME) merupakan salah satu bahan dasar dan bahan intermediate

dalam industri kimia. Di Indonesia DME digunakan sebagai aerosol propellant yang tidak

berbahaya pada inhaler dan peralatan kosmetik, air refresher, penyemprot cat lukis,

penyemprot insektisida dan sebagai bahan baku pembuatan dimetil sulfat berkemurnian

tinggi.

Dalam rangka menghadapi era globalisasi dan persaingan yang ketat dalam bidang

industri, Indonesia dituntut untuk dapat memenui kebutuhan bahan kimia dalam maupun luar

negeri. Maka dari itu produk yang dihasilkan dari pabrik dimetil eter yang dirancang ini

diorientasikan bukan hanya untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri saja tetapi juga untuk

ekspor ke luar negeri khususnya Cina, India, Jepang, Amerika dan Eropa.

Dengan orientasi ke pasar ekspor ini diharapkan bahwa hasil penjualan yang

diperoleh dapat menambah devisa bagi negara


2.5 Metode pembuatan Dimetil eter

Terdapat 2 metode umum yang dapat digunakan untuk memproduksi dimetil eter,

yaitu :

1) Metode Sintesis langsung

Reaksi yang terjadi adalah :

2CO(g) + 4H2(g) ------> (CH3)2O(g) + H2O(l)

Reaksi tersebut berlangsung pada suhu operasi 2500C – 3670C. Mekanisme reaksi

pembentukan DME melalui pembentukan metanol dan proses dehidrasi. Kelemahan dari

proses ini adalah prosesnya lebih panjang sehingga menjadi lebih mahal karena harus ada

unit-unit proses lain untuk menyediakan bahan baku gas sintesis CO dan H . H O

yang terbentuk akan bereaksi dengan bahan baku CO membentuk CO2, reaksi samping ini

menimbulkan limbah yang memerlukan penanganan khusus.

2) Metode Dehidrasi Metanol

Reaksi yang terjadi adalah :

2CH3 OH(g) ---------> (CH3)2O(g) + H2O(l)

Dengan kondisi operasi :

Suhu : 250°C – 370°C

Tekanan : 12 atm

Katalis : Al2O3.SiO2

Fase : Gas

Bahan baku yang digunakan adalah metanol cair yang diuapkan dengan vaporizer,

kemudian diumpankan kedalam heat exchanger, setelah itu dimasukkan kedalam reaktor

yang berisi katalis Al2O3.SiO2. Reaksi berlangsung dalam fase gas, menggunakan reactor

fixedbed adiabatis karena panas reaksinya tidak terlalu besar, hanya – 11,770 kJ/kmol pada

2600C. Dari reaktor, dimetil eter, metanol dan air didistilasi dengan menara distilasi 01. Hasil

atas MD-01 merupakan produk yang diharapkan langsung disimpan ke alat penyimpan,

sedang hasil bawahnya metanol dan air didistilasi kembali dalam menara distilasi kedua.

Hasil atas MD-02 metanol di recycle ke vaporizer dan hasil bawah adalah air buangan. Proses


dehidrasi metanol, merupakan proses yang dipakai secara luas sebab sederhana dan

kemurnian produknya tinggi.

( mg engineering.lurgi,2002 )

Proses sintesis DME dua tahap tersebut, mulai ditinggalkan dan penelitian terutama dalam

bidang katalis untuk memproduksi DME dalam proses satu tahap mengalami peningkatan

pesat. Sintesis DME satu tahap adalah dengan cara mereaksikan gas karbon monoksida dan

atau karbon dioksida dengan gas hidrogen menggunakan katalis kombinasi pada tekanan di

atas 30 atmosfer dan suhu di atas 150 ºC. Jika dilihat pada proses pembuatan metanol yang

juga menggunakan bahan baku serupa, maka sebenarnya sintesis DME satu tahap hanyalah

kepanjangan dari proses pembuatan metanol. Faktor utama yang menentukan tingginya

produksi (yield) adalah efisiensi dan efektifitas katalis yang digunakan yang umumnya

dikenal sebagai katalis kombo, yaitu katalis untuk sintesis metanol (terdiri dari tembaga-seng-

alumina) dan katalis untuk proses dehidrasi metanol (gamma-alumina).

Dimethyl Ether, disingkat DME, memiliki monostruktur kimia yang sederhana (CH3-

O-CH3), berbentuk gas yang tidak berwarna pada suhu ambien, zat kimia yang stabil, dengan

titik didih -25,1oC. Tekanan uap DME sekitar 0,6 Mpa pada 25oC dan dapat dicairkan seperti

halnya LPG. Viskositas DME 0,12 - 0,15 kg/ms, setara dengan viskositas propana dan butana

(konstituen utama LPG), sehingga infrastruktur untuk LPG dapat juga digunakan untuk

DME.

DME dapat digunakan seperti LPG. DME terbakar dengan nyala biru terang. Sebuah

studi tentang kandungan racun dalam DME menegaskan bahwa kandungan racunnya sangat

rendah, sama dengan kandungan racun di LPG, dan jauh di bawah kandungan racun

methanol.

DME memiliki rasio nilai kalor dengan resistasi aliran bahan bakar gas (Number of Wob

Iindex) 52 – 54 atau setara dengan gas alam.

Kompor untuk gas alam atau LPG bisa digunakan untuk DME tanpa modifikasi. Efisiensi

termal dan emisinya hampir sama dengan gas alam.


2.6 Sifat Fisika Dan Kimia Dimetil Eter

Tabel 1 Karakteristik DME, Propan dan Butana, konstituen utama dari LPG [4].

Karakteristik DME Propane Methane

Rumus Kimia CH3OCH3 C3H8 CH4

Titik Didih (C) -25,1 -42,0 -161,5

Densitas (g/cm3 @20C) 0,67 0,49 0,42

Viskositas (kg/ms @25C) 0,12-0,15 0,2 -

Specific gravity dari gas (vs. Udara)

1,59 1,52 0,55

Tekanan Uap (MPa @25C)

0,61 0,93 -

Explosion limit (%) 3,4 – 17 2,1 – 9,4 5 – 15

Cetane number 55-60 5 0

Net calorific value (kcal/Nm3)

14.200 21.800 8.600

Net calorific value 6.900 11.100 12.000

2.7 Proses Produksi Dimethyl Ether

Dimethyl ether merupakan sumber bahan bakar yang memproduksi energi yang bersih

untuk masa depan. Keistimewaan DME tidak menghasilkan partikel zat (particulate matter)

sebagai gas buangan saat digunakan sebagai pengganti bahan bakar diesel, dan sangat mudah

diproduksi dari beberapa sumber seperti natural gas, batu bara, biomass, dan material lain

yang sejenis. Proses sintesa DME dikembangkan oleh Mitsubishi Gas Chemical, saat ini

diaplikasikan secara komersial dalam skala plant yang kecil. JGC mengembangkan, bekerja

sama, untuk proses sintesa DME yang efektif untuk memproduksi beberapa ton DME per

hari. Dalam teknologi, methanol sebagai bahan baku mentah sebagai natural gas ditreat untuk

sintesa DME melalui proses tidak langsung, sehingga diproses dengan proses dehidrasi

methanol.

Berikut ini flowsheet proses sintesa DME :


Gambar di atas adalah proses persiapan diagram alir proses (process flow diagram/PFD)

untuk produksi dimethyl ether. Dengan bahan baku adalah methanol yang diasumsikan

murni. Feed (umpan) dan recycle dipompa pada P-201; dipanaskan, diuapkan, dan diubah

menjadi superheated dalam heat exchanger (E-201); dan kemudian dialirkan ke reaktor (R-

201) dimana DME terbentuk. Effluent dai reaktor didinginkan dan secara parsial

dikondensasikan dalam heat exchanger (E-202), dan kemudian dialirkan ke bagian

pemisahan. Dalam kolom T-201, DME murni diproduksi pada aliran atas (distillate), dengan

methanol dan air dialirkan dibagian bawah (bottoms). Dalam T-202, destilat mengandung

methanol untuk recycle dan bottom merupakan limbah (waste water). Produksi yang

diinginkan berkapasitas 100.000 ton/tahun.

2.7.1 Detail Proses

Aliran Feed

Aliran 1: methanol, dari tangki

penyimpan pada 1 atm dan 25 oC

Tahap Pemasukan Umpan

Metanol 95% air 5 %

P1 = 1 atm

T1 = 25°C

Aliran Effluent

Aliran 7: Produk Dimethyl ether dengan kapasitas 100.000/tahun, diasumsikan murni.

Aliran 10: Aliran limbah, mungkin diasumsikan murni dalam perhitungan neraca

massa, namun tidak murni, sehingga ada biaya untuk pengolahan limbah.

2.8 Peralatan


Pompa (P-201) :Pompa menambah tekanan feed dan recycle sampai minimum 15 bar.

P2 = 1 atm

P3 = 16,8 atm

Heat Exhanger (E-101) :Merupakan unit

pemanas, penguap, dan menjadikan umpan menjadi superheat pada 250 oC dan 15 bar.

Sumber pemanasan harus diatas 250 oC.

Utilitas yang digunakan

: boiler

Reaktor (R-101)

Reaksi yang terjadi:

2 CH3COOH —-> CH3OCH3 + H2O

Metanol Dimethyl Ether

Reaksi adalah kesetimbangan terbatas.Konversi 80% konversi

kesetimbangan pada tekanan dan temperatur keluar reaktor.Berdasarkan katalis dan

kinetika reaksi, reaktor harus dioperasikan minimum 15 bar.Reaktor beroperasi secara

adiabatic, dan reaksi yang terjadi eksotermis, temperatur keluaran (effluent) reaktor

diatas 250 oC.Bila ingin menjalankan reaktor secara isothermal, yang membutuhkan

media untuk menghilangkan panas dari yang dihasilkan, dan media harus selalu

dibawah temperatur reaktor. Dengan persamaan:

ln K = -2,205 + 2708,6317 / T

Dimana T = temperature dalam Kelvin.


DATA UNTUK REAKTOR

Kondisi operasi

Suhu : 250 - 370°C Tekanan : ± 12 atm Sifat reaksi : eksotermis Kondisi proses : adiabatic

Katalisator

Jenis : Alumina silicat (zeolit) Bentuk : silinder Ukuran : 1/16 in x 3/16 in Bulk density,Ρb : 0.78 kg/m3 Void space : 0.35

Kinetika reaksi

rA = k.Pa (Applied Catalysis,69,139-148,1991)

k= A.exp (-E/RT)

dimana :

rA : kecepatan reaksi metanol, kmol/ (m3.jam)

k : konstanta kecepatan reaksi

A : frekwensi tumbukan : 1,21 x 106 kmol/m3.jam.kPa

E : energi aktivasi : 80,48 kJ/mol = 19222 kkal/kmol

R : konstanta gas ideal, 1.987 kkal/(kmol.K)

T : Suhu operasi, K

PA : Tekanan parsial metanol, kPa

Heat Exchanger (E-202)

Tahap Pendinginan Produk


Unit pendingin dan secara parsial effluent dari reaktor.Valve sebelum heat exchanger

adalah valve penurun tekanan.Tekanan keluar mungkin diatas tekanan reaktor, tapi

harus mirip dengan tekanan operasi pada T-201.

Kolom Destilasi (T-201)

Tahap Pemurnian Dimetil Eter

Kolom destilasi ini memisahkan DME dari methanol dan

air.Pemisahan diasumsikan sempurna, contohnya DME murni

diproduksi dalam distillate.Temperatur distillate adalah temperatur DME yang

mengembun pada tekanan kolom.

Asumsi :

Kolom yang digunakan adalah tray column. Campuran metanol, dan air masuk dalam fasa cair pada temperatur 90°C dan

tekanan 1 atm. Jumlah tray sebanyak 20 buah. Kondensor yang digunakan adalah total condensor. Reflux Ratio sebesar 3. Produk bawah berupa cairan air murni.


Dalam heat exchanger, terdiri atas T-201 (dimethyl ether murni) diembunkan dari

saturated vapor ke saturated liquid pada tekanan kolom dengan 3 kali aliran 7 (reflux

ratio). 1 – 3 kondensat menjadi stream 7 dan sisa dikembalikan ke kolom. Biaya untuk

media pendingin untuk membuang energy yang ada. Media pendingin harus lebih

rendah daripada aliran yang akan didinginkan.


Dalam heat exchanger, dapat diasumsikan bahwa 1,5 aliran di 8 diuapkan dari saturated

liquid ke saturated vapor pada tekanan kolom dan dikembalikan ke kolom. Temperatur

dari aliran diuapkan pada temperature buble point campuran methanol-air pada tekanan

kolom.Biaya dari steam yang diperlukan untuk menyuplai panas yang diperlukan.

Temperature steam harus lebih panas dari aliran vaporizing.


Distillation Column (T-202)

Kolom destilasi ini memisahkan methanol untuk recycle dari air. Pemisahan

diasumsikan sempurna, Namun, dalam prakteknya, tidak dapat secara sempurna karena

merupakan azeotrop.Aliran air merupakan limbah, dan ada biaya untuk pengolahan

limbahnya.Suhu distillate adalah suhu dimana methanol mengembun (terkondensasi)

pada tekanan kolom.Valve sebelum T-202 adalah optional.Diperlukan bila tekanan

pada T-202 lebih rendah daripada T-201. Pada tekanan yang sama, valve dapat

dihilangkan. Bila menginginkan tekanan lebih tinggi pada T-202, harus ditambahjan

pompa pada tempat pompa.


Dalam heat exchanger, terdiri atas aliran T-202 (methanol murni) diembunkan dari

saturated liquid ke saturated vapor pada tekanan kolom pada rate 3 kali aliran 9 (reflux

ratio). 1-3 kondensat menjadi stream 9 dan sisa dikembalikan di kolom.Biaya media

pendingin dibutuhkan untuk membuang energi yang ada. Media pendingin

temperaturnya harus selalu lebih rendah daripada aliran yang akan diembunkan.


Dalam heat exchanger, dapat diasumsikan bahwa 1,5 aliran di 10 diuapkan dari

saturated liquid ke saturated vapor pada tekanan kolom dan dikembalikan ke kolom.

Temperatur dari aliran diuapkan pada temperature boiling point dari air pada tekanan

kolom.Biaya dari steam yang diperlukan untuk menyuplai panas yang diperlukan.

Temperatur steam harus lebih panas dari aliran vaporizing.

Peralatan Lainnya

Untuk stream dua atau lebih untuk campuran, harus mempunyai tekanan yang

mirip.Pengurangan tekanan dengan menambahkan valve.Semua valve tidak ditunjukkan pada

gambar flowsheet dan diasumsikan tambahan valve tanpa biaya.Aliran terjadi dari tekanan

tinggi ke tekanan rendah.Pompa menambah tekanan aliran liquid, dan compressor menambah

tekanan aliran gas.

2.9 Prinsip Kerja Dari Setiap Alat


2.9.1 Pompa

Pompa adalah alat untuk menggerakan cairan atau adonan. Pompa menggerakan cairan

dari tempat bertekanan rendah ke tempat dengan tekanan yang lebih tinggi, untuk

mengatasi perbedaan tekanan ini maka diperlukan tenaga (energi). Pompa untuk udara

biasa disebut Kompresor.

Pompa Sentrifugal

Salah satu jenis pompa pemindah non positip adalah pompa sentrifugal yang

prinsip kerjanya mengubah energi kinetis (kecepatan) cairan menjadi energi potensial

(dinamis) melalui suatu impeller yang berputar dalam casing. Sesuai dengan data-data

yang didapat, pompa reboiler debutanizer di Hidrokracking Unibon menggunakan

pompa sentrifugal single - stage double suction. Pompa Sentrifugal dapat

diklasifikasikan, berdasarkan :

1. Kapasitas :

Kapasitas rendah < 20 m3 / jam

Kapasitas menengah 20 -:- 60 m3 / jam

Kapasitas tinggi > 60 m3 / jam

2. Tekanan Discharge :

Tekanan Rendah < 5 Kg / cm2

Tekanan menengah 5 -:- 50 Kg / cm2

Tekanan tinggi > 50 Kg / cm2

3. Jumlah / Susunan Impeller dan Tingkat :

Single stage : Terdiri dari satu impeller dan satu casing

Multi stage : Terdiri dari beberapa impeller yang tersusun seri dalam satu casing.

Multi Impeller : Terdiri dari beberapa impeller yang tersusun paralel dalam satu

casing.

Multi Impeller â€“ Multi stage : Kombinasi multi impeller dan multi stage.

4. Posisi Poros :


Poros tegak

Poros mendatar

5. Jumlah Suction :

Single Suction

Double Suction

6. Arah aliran keluar impeller :

Radial flow

Axial flow

Mixed fllow

Keterangan gambar :

a. StuffingBox

Stuffing box berfungsi untuk mencegah kebocoran pada daerah dimana poros pompa

menembus casing.


Gambar . pompa beserta keterangan

b. Packing

Digunakan untuk mencegah dan mengurangi kebocoran cairan dari casing pompa

melalui poros. Biasanya terbuat dari asbes atau teflon.

c. Shaft

Poros berfungsi untuk meneruskan momen puntir dari penggerak selama beroperasi

dan tempat kedudukan impeller dan bagian – bagian berputar lainnya.

d. ShaftSleeve

Shaft sleeve berfungsi untuk melindungi poros dari erosi, korosi dan keausan pada

stuffing box..

e. Vane

Sudu dari impeller sebagai tempat berlalunya cairan pada impeller.

f. Casing

Merupakan bagian paling luar dari pompa yang berfungsi sebagai pelindung elemen

yang berputar, tempat kedudukan diffusor (guide vane), inlet dan outlet nozel serta

tempat memberikan arah aliran impeller dan mengkonversikan energi kecepatan

cairan menjadi energi dinamis (single stage).

g. Eye of impeller

Bagian sisi masuk pada arah isap impeller.

h. Impeller

Impeller berfungsi untuk mengubah energi mekanis dari pompa menjadi energi

kecepatan pada cairan yang dipompakan secara kontinyu, sehingga cairan pada sisi

isap secara terus menerus akan masuk mengisi kekosongan akibat perpindahan dari

cairan yang masuk sebelumnya. Impeler biasanya terbuat dari perunggu, polikarbonat,

besi tuang atau stainless steel, namun bahan-bahan lain juga digunakan.

i. Wearing ring

Wearing ring berfungsi untuk memperkecil kebocoran cairan yang melewati bagian


depan impeller maupun bagian belakang impeller, dengan cara memperkecil celah

antara casing dengan impeller.

j. Bearing

Bearing (bantalan) berfungsi untuk menumpu dan menahan beban dari poros agar

dapat berputar, baik berupa beban radial maupun beban axial. Bearing juga

memungkinkan poros untuk dapat berputar dengan lancar dan tetap pada tempatnya,

sehingga kerugian gesek menjadi kecil.

k. Discharge nozzel

Berfungsi sebagai tempat mengalirnya fluida keluar setelah dari impeller.

Pompa yang biasa di gunakan di industry adalah pompa sentrifugal. Secara umum pompa

sentrifugal digunakan untuk kepentingan pemindahan fluida dari satu tempat ke tempat yang

lainnya Berikut ini beberapa contoh lain pemanfaatan pompa sentrifugal, diantaranya:

1. Pada industri minyak bumi, sebagian besar pompa yang digunakan dalam

fasilitas gathering station, suatu unit pengumpul fluida dari sumur produksi sebelum

diolah dan dipasarkan, ialah pompa bertipe sentrifugal.

2. Pada industri perkapalan pompa sentrifugal banyak digunakan untuk

memeperlancar proses kerja di kapal.

3. Pompa sentrifugal WARMAN dirancang khusus untuk memompakan lumpur, bahan

kimia, dan semua larutan cair yang bercampur dengan partikel padat.

4. Pompa sentrifugal dan reciprocating RUHRUMPEN untuk berbagai jenis aplikasi,

seperti: industri proses, perkapalan, dock & lepas pantai, oil & gas dan aplikasi umum

lainnya.


Macam-macam Pompa Sentrifugal

Jika kita membicarakan pompa sentrifugal, kita tidak akan lepas dari impeller yang

digunakan sebagai komponen dari pompa ini. Berdasarkan jumlah impellernya, pompa

sentrifugal memiliki jenis pompa satu tingkat dan pompa bertingkat banyak. Untuk

pompa satu tingkat, impeller yang digunakan hanya berjumlah satu buah, sehingga total

head yang dihasilkan jelas lebih rendah, sementara itu pada pompa bertingkat banyak,

impeller yang digunakan dipasang secara berderet pada satu poros. Total head yang

dihasilkan pompa bertingkat banyak jelas lebih tinggi dibandingkan dengan pompa satu

tingkat karena fluida cair terus dipompa secara berkesinambungan dan bergantian dari

impeller pertama hingga impeller terakhir.

2.9.2 Alat penukar panas atau Heat Exchanger (HE)

Alat penukar panas atau Heat Exchanger (HE) adalah alat yang digunakan

untuk memindahkan panas dari sistem ke sistem lain tanpa perpindahan massa dan

bisa berfungsi sebagai pemanas maupun sebagai pendingin. Biasanya, medium

pemanas dipakai adalah air yang dipanaskan sebagai fluida panas dan air biasa

sebagai air pendingin (cooling water).Penukar panas dirancang sebisa mungkin agar

perpindahan panas antar fluida dapat berlangsung secara efisien.Pertukaran panas

terjadi karena adanya kontak, baik antara fluida terdapat dinding yang

memisahkannya maupun keduanya bercampur langsung (direct contact).Penukar

panas sangat luas dipakai dalam industri seperti kilang minyak, pabrik kimia maupun

petrokimia, industri gas alam, refrigerasi, pembangkit listrik.Salah satu contoh

sederhana dari alat penukar panas adalah radiator mobil di mana cairan pendingin

memindahkan panas mesin ke udara sekitar.

Tipe Aliran pada Alat Penukar Panas

Tipe aliran di dalam alat penukar panas ini ada 4 macam aliran yaitu :


Gambar Pompa Sentifugal

1. Counter current flow (aliran berlawanan arah)

2. Paralel flow/co current flow (aliran searah)

3. Cross flow (aliran silang)

4. Cross counter flow (aliran silang berlawanan)

Jenis-jenis penukar panas

Jenis-jenis penukar panas antara lain :

1. Double Pipe Heat Exchanger

2. Plate and Frame Heat Exchanger

3. Shell and Tube Heat Exchanger

4. Adiabatic wheel heat exchanger

5. Pillow plate heat exchanger

6. Dynamic scraped surface heat exchanger

7. Phase – change heat exchanger

Klasifikasi Heat Exchanger berdasarkan kontruksinya:

1. Fixed tube sheet

Kedua tube sheet tepat pada shell. Kelemahan dari tipe ini adalah jika perbedaan

suhu telalu besar maka tube akan bengkok

2. Floating Heat/tube sheet (removeable and non removeable bundles)

Satu tube sheet ‘loates’ dalam shell, yang lain tepat pada shell. Tipe ini dapat

digunakan pada suhu tinggi (>200oF), dapat dioperasikan pada fluida yang kotor

3. U-tube, U-bundle

Hanya pada satu tube sheet dioperasikan pada tube bentuk U. dapat digunakan

pada suhu yang tinggi.

4. Kettle

Tube bundle removable sebagai tipe U dan floating head. Shell membesar untuk

memudahkan pendidihan dan penguapan.

5. Double pipe

Masing-masing tube mempunyai shell sendiri-sendiri untuk membentuk ruang

annulus. Biasa digunakan finned tube

6. Pipe coil

Tipe pipe coil yaitu:


a. Spiral coil

Coil yang direndam dal;am box coil yang berisi air, digunakan untuk

pemanasan dan pendinginan. Coil berbentuk spiral.

b. Pipe coil

Biasa dipasang pada dasar suatu tankiuntuk memanaskan isi tanki dengan

aliran steam dalam pipa. Dapat berbentuk hair pain, spiral, tipe ring.

c. Box coil

Pendinginan dilakukan dengan jalan mengalirkan fluida panas dalam suatu coil

yang tercelup dalam media pendingin air.

Klasifikasi Heat exchanger berdasarkan Standar TEMA.

TEMA (Tubular Exchanger Manufacturing Assosiation), mengklasifikasikan

Heat Exchanger berdasarkan perencanaan dan pembuatannya menjadi tiga kelas yaitu:

1. Hean exchanger kelas ‘R’ umumnya digunakan untuk industri minyak dan peralatan

untuk proses tersebut

2. Heat exchanger kelas ‘C’ umumnya digunakan untuk keperluan komersil

3. Heat exchanger kelas ‘B’ umumnya digunakan untuk proses kimia.

Klasifikasi heat exchanger berdasarkan jenis alirannya:

1. Heat exchanger counter current (aliraran berlawanan arah)

Jika aliran kedua fluida yang mengalir dalam HE berlawanan arahnya

2. Heat exchanger co-current (aliran searah)

Jika aliran fluida yang didinginkan dengan media pendinginnya searah.

3. Hear exchanger cross current (aliran silang)

Jika aliran fluida yangmengalir dalam HE saling memotong arah


2.9.3

Reaktor adalah suatu alat proses tempat di mana terjadinya suatu reaksi berlangsung,

baik itu reaksi kimia atau nuklir dan bukan secara fisika. Dengan terjadinya reaksi

inilah suatu bahan berubah ke bentuk bahan lainnya, perubahannya ada yang terjadi

secara spontan alias terjadi dengan sendirinya atau bisa juga butuh bantuan energi

seperti panas (contoh energi yang paling umum).Perubahan yang dimaksud adalah

perubahan kimia, jadi terjadi perubahan bahan bukan fase misalnya dari air menjadi uap

yang merupakan reaksi fisika.

Reaktor kimia adalah jenis reaktor yang umum sekali digunakan dalam industri.Hal ini

dikarenakan, dalam sintesis bahan kita selalu memerlukan jenis reaktor ini.

Tujuan pemilihan reaktor adalah :

1. Mendapat keuntungan yang besar

2. Biaya produksi rendah

3. Modal kecil/volume reaktor minimum

4. Operasinya sederhana dan murah

5. Keselamatan kerja terjamin

6. Polusi terhadap sekelilingnya (lingkungan) dijaga sekecil-kecilnya

Pemilihan jenis reaktor dipengaruhi oleh :

1. Fase zat pereaksi dan hasil reaksi


Gambar. Heat exchanger

Gambar aliran fuida pada heat exchanger

http://id.wikipedia.org/wiki/Fase

http://id.wikipedia.org/wiki/Panas

http://id.wikipedia.org/wiki/Energi

http://id.wikipedia.org/wiki/Fisika

http://id.wikipedia.org/wiki/Reaksi_nuklir

http://id.wikipedia.org/wiki/Reaksi_kimia

2. Tipe reaksi dan persamaan kecepatan reaksi, serta ada tidaknya reaksi samping

3. Kapasitas produksi

4. Harga alat (reactor) dan biaya instalasinya

5. Kemampuan reactor untuk menyediakan luas permukaan yang cukup untuk perpindahan

panas

Umumnya reaktor kimia menggunakan dua jenis reaktor, yaitu:

RATB (Reaktor Alir Tangki Berpengaduk)

RAS (Reaktor Aliran Sumbat)

Jenis pengoperasian reaktor yang dapat dijumpai di industri:

Partaian/Batch : Reaktor batch adalah reaktor dimana tidak terjadinya aliran

masuk atau aliran keluar selama proses biasanya digunakan untuk mereaksikan

fase cair dan berkapasitas kecil.

Kontinyu / Semi-Batch : Reactor semibatch atau semi alir biasanya berbentuk tangki

yang berpengaduk. Cara operasinya dengan jalan memasukan sebagian zat

pereaksi atau salah satu zat pereaksi kedalam reaktor sedangkan zat pereaksi yang

lain atau sisanya dimasukan secara kontinyu kedalam reactor

RATB (Reaktor Alir Tangki Berpengaduk) : Reaktor alir tangki berpengaduk

hampir sama dengan reaktor batch tetapi umpan dan produk mengalir secara

kontinyu dan pada reaktor CSTR dilengkapi dengan alat penambahan zat pereaksi

dan pengambilan produk secara kontinyu.

o Jenis-Jenis Reaktor Berdasarkan Operasinya

1. Reaktor Isotermal :Reactor yang disebut beroperasi secara isotermal jika umpan

yang masuk ke reactor, campuran dalam reactor dan lairan yang keluar dari reactor

selalu uniform dan suhunya sama dan keadaan awal secara oprasionil sulit

dilaksanakan sebab perpindahan panas yang terjadi harus selalu dapat mengimbangi

panas reaksi yang terjadi (untuk reaksi exsoterm) arau panas diperlukan untuk reaksi

endoterm.

2. Reaktor Adiabatis : Reactor yang disebut beroperasi secara adiabatic, jika tidak

ada perpindahan panas antara reactor dengan sekelilingnya. Ditinjau dari segi


operasionalnya, reactor adiabatic yang paling sederhana, cukup dengan menyekat

reactor, sehingga tidak ada panas yang hilang ke sekelilingnya.

2.9.4 Kolom destilasi

Kolom distilasi (distillation column) merupakan peralatan proses yang banyak

digunakan dalam industri proses termasuk kilang minyak. Kolom distilasi digunakan

untuk memisahkan suatu bahan yang mengandung dua atau lebih komponen bahan

menjadi beberapa komponen berdasarkan perbedaan volatility (kemudahan menguap)

dari masing-masing komponen bahan tersebut. Kolom distilasi merupakan serangkaian

peralatan proses yang terdiri dari preheater, column, condenser, accumulator, reboiler

serta peralatan pendukungnya, dengan konfigurasi seperti pada gambar berikut.


Gambar 4. Reactor kimia Gambar 5. RATB (Reaktor Alir Tangki Berpengaduk)

1. Kolom destilasi Kolom destilasi adalah sebuh menara tinggi dimana dipasang

sejumlah baki-baki dengan jarak 30-70 cm. dalam kolom itu terjadi pemisahan antara

destilat dan produk dasar karena perbedaan titik didih kedua komponen umpan.

2. Reboiler : Reboiler digunakan untuk memanaskan cairan yang mengalir keluar dari

dasar kolom dan menguapkanya . pemanasan akanmenghasilkan uap yang cukup

untuk pemisahan Suatu penukar panas vertical jenis rongga dan tabung (shell and

tube) dengan perangkai tabung tetap (fixed tubesheet) digunakan sebagai reboiler.

Sebagai medium pemanas biasanya digunakan uap air.

3. OverheadCondenser

Overhead condenser adalah alat penukar panas untuk mendinginkan dan

mengembunkan uap yangkeluaar dari puncak kolom dan lebih banyak mengandung

komponen bertitik didih rendah. Untuk overhead condenser sering digunakan

penukaran panas jenis rogga dan tabung (shell and tube) untuk medium pendingin

dapat digunakan refrigerant atau air karena biaya lebih murah, biasanya air pendingin

seringdigunakan.

4.RefluxDrum

Sebagai pencampur dari reflux drum di kembalikan ke kolom destilasi (disebut

reflux), dan sisanya di kirim ke tangki produk. Pompa yang digunakan untuk

pengeembaliandisebut reflux pum (pompa efflux)

Untuk menjamin kemantapan oprasi pompa , harus ada cairan yang cukup dalam

reflux drum itu.

Kolom (column) atau sering disebut tower memiliki dua kegunaan; yang

pertama untuk memisahkan feed (material yang masuk) menjadi dua porsi, yaitu

vapor yang naik ke bagian atas (top/overhead) kolom dan porsi liquid yang turun ke

bagian bawah (bottom) kolom; yang kedua adalah untuk menjaga campuran kedua

fasa vapor dan liquid (yang mengalir secara counter-current) agar seimbang, sehingga

pemisahannya menjadi lebih sempurna.


Gambar 6. Rangkaian peralatan proses pada kolom destilasi

Overhead vapor akan meninggalkan bagian atas kolom dan masuk ke

condenser, vapor yang menjadi liquid akan dikumpulkan di accumulator. Sebagian

liquid dari accumulator dikembalikan ke kolom sebagai reflux, sedangkan sebagian

lainnya sebagai overhead product atau distillate.

Bottom liquid keluar dari bagian bawah kolom dan

dipanaskan ke reboiler. Sebagian liquid menjadi vapor dan

dikembalikan ke kolom, dan sebagian lainnya akan

dikeluarkan sebagai bottom product atau residue.

Ini adalah konfigurasi kolom yang relative sederhana, pada

aplikasi yang lebih kompleks, sebagian vapor atau liquid

ditarik dari beberapa titik di bagian samping kolom

(sidestream) sebagai intermediate product dan/atau sebagai reflux.

Pada umumnya bahan yang akan dipisahkan (feed) dimasukkan kedalam kolom melalui

bagian samping kolom tersebut. Komponen yang lebih ringan akan menguap menjadi

vapor dan naik ke bagian atas (overhead) kolom , sedangkan komponen yang lebih

berat berbentuk liquid akan jatuh ke bagian bawah (bottom) kolom. Agar pemisahan

dapat terjadi secara efektif, maka kedua fasa vapor dan liquid harus ada sepanjang

kolom. Untuk menjaga tercapainya kondisi seperti ini, maka kondisi operasi kolom

harus dijaga dengan menggunakan ontro ontrol.

Macam-macam system control pada kolom destilasi

Sacar garis besar sistem kontrol pada kolom distilasi terdiri dari:

Pressure control.

Reflux control.

Reboiler control.

Pump arround control.

Feed control.


Gambar 7. Kolom destilasi pada industri

Serie ini akan membahas pressure control pada kolom distilasi, sedangkan sistem kontrol

lainnya akan dibahas pada serie selanjutnya.

Pressure control sangat penting dalam kolom distilasi karena berguna untuk menjaga

kestabilan kondisi equilibrium material dalam kolom. Bila pressure kolom berubah-ubah

maka proses pemisahan menjadi tidak sempurna (upset). Pemilihan setpoint untuk

pressure control merupakan hasil kompromi dua kepentingan. Di satu sisi, pressure harus

diambil cukup tinggi agar proses kondensasi overhead vapor oleh condensor (heat

exchanger dengan medium pendingin) bisa terjadi, namun disisi lain pressure harus cukup

rendah agar proses vaporisasi bottom liquid oleh reboiler (heat exchanger dengan medium

pemanas) juga bisa terjadi. Pemilihan pressure ini dilakukan pada saat design karena akan

menentukan ukuran/spec dari peralatan yang digunakan terutama condensor dan reboiler.

Konfigurasi pressure control yang akan digunakan sangat bergantung pada jenis phase

product/stream yang dihasilkan dan bergantung juga pada kandungan uncondensable

materials (material yang tidak terkondensasi) dalam overhead vapor.

Berikut akan dibahas beberapa konfigurasi pressure control yang didasarkan pada kondisi

yang berhubungan dengan phase product serta kehadiran uncondensable materials seperti

berikut:

1. Produk berupa vapor dan ada uncondensable materials.

2. Produk berupa vapor dan tidak ada uncondensable materials.

3. Produk berupa liquid dan tidak ada uncondensable materials.

4. Produk berupa liquid dan ada uncondensable materials.

Tipe Destilasi:

Karena karakter campuran yang berbeda maka distilasi dilakukan dengan cara berbeda

pula. Oleh karena itu distilasi meliputi beberapa tipe yaitu: distilasi azeotropik, distilasi

kering, distilasi ekstraktif, distilasi beku (freeze distillation), distilasi fraksinasi, distilasi

ua (steam distillation) dan distilasi vakum.

Berdasarkan prosesnya, distilasi juga dapat dibedakan menjadi distilasi batch (batch

distillation) dan distilasi kontinyu (continuous distillation).Disebut distilasi batch jika

dilakukan satu kali proses, yakni bahan dimasukkan dalam peralatan, diproses kemudian


diambil hasilnya (distilat dan residu). Disebut distilasi kontinyu jika prosesnya

berlangsung terusmenerus.Ada aliran bahan masuk sekaligus aliran bahan

keluar.Rangkaian alat distilasi yang banyak digunakan di industri adalah jenis tray tower

dan packed tower.

Perawatan peralatan distilasi

Kolom distilasi harus dirawat agar kebersihan dan penggunaannya dapat seoptimal

mungkin, dilakukan sebagai berikut :

1. Pengaruh panas kolom pada unit kolom distilasi terbatas pada kondensor dan pendidih

ulang (reboiler), karena, pada umumnya, kolom tersebut diisolasi, sehingga

kehilangan kalor sepanjang kolom relatif kecil

2. Untuk umpan yang berupa zat cair pada titik gelembungnya (q = 1) yaitu cairan jenuh,

kalor yang diberikan pada pendidih ulang sama dengan yang dikeluarkan pada

kondensor. Untuk umpan yang berwujud selain cairan jenuh kebutuhan kukus,

pemanas dihitung dengan neraca panas (neraca entalpi).

Adsorpsi atau penjerapan adalah proses pemisahan bahan dari campuran gas

atau cair, bahan yang akan dipisahkan ditarik oleh permukaan zat padat yang

menyerap (adsorben). Biasanya partikel-partikel kecil zat penyerap ditempatkan ke

suatu hamparan tetap dan fluida kemudian dialirkan melalui hamparan tetap tersebut

sampai zat padat itu mendekati jenuh dan pemisahan yang dikehendaki tidak dapat

berlangsung lagi. Kebanyakan zat pengadsorpsi adalah adsorben. Bahan-bahan yang

berpori, dan adsorpsi berlangsung terutama pada dinding-dinding pori.

Pemisahan terjadi karena perbedaan bibit molekul atau karena perbedaan polaritas

menyebabkan sebagian molekul melekat pada permukaan itu lebih erat daripada

molekul-molekul lainnya. Misalnya, limbah industri pencucian kain batik diadsorpsi

zat warnanya dengan menggunakan arang tempurung kelapa yang sudah diaktifkan.

Limbah elektroplating yang mengandung nikel, logam berat nikel diadsorpsi dengan

zeolit yang diaktifkan.

2.10 Simbol Alat dan Fungsinya

Nama Alat Simbol Alat Gambar Alat Fungsi


Pompa Pompa adalah alat untuk

menggerakan cairan atau

menaikkan tekanan

udara. Pompa

menggerakan cairan dari

tempat bertekanan

rendah ke tempat

dengan tekanan yang

lebih tinggi, untuk

mengatasi perbedaan

tekanan ini maka

diperlukan tenaga

(energi). Pompa untuk

udara biasa disebut

Kompresor

Heat

Exchanger

Alat penukar panas

atau Heat Exchanger

(HE) adalah alat yang

digunakan untuk

memindahkan panas

dari sistem ke sistem

lain tanpa perpindahan

massa dan bisa

berfungsi sebagai

pemanas maupun

sebagai pendingin.


Kolom

destilasi

Kolom distilasi digunakan

untuk memisahkan suatu

bahan yang mengandung

dua atau lebih

komponen bahan

menjadi beberapa

komponen berdasarkan

perbedaan volatility

(kemudahan menguap)

dari masing-masing

komponen bahan

tersebut.

Reaktor Reaktor adalah suatu

alat proses tempat di

mana terjadinya suatu

reaksi berlangsung,

baik itu reaksi kimia

atau nuklir dan bukan

secara fisika. Dengan

terjadinya reaksi inilah

suatu bahan berubah ke

bentuk bahan lainnya,


http://id.wikipedia.org/wiki/Fisika

http://id.wikipedia.org/wiki/Reaksi_nuklir

http://id.wikipedia.org/wiki/Reaksi_kimia

BAB 3

PENUTUP

3.1 KESIMPULAN

DME adalah bahan bakar multi-source dan dapat diproduksi dari banyak sumber, di

antaranya dari gas alam, minyak (fuel oil), batubara, limbah plastik, limbah kertas, limbah

pabrik gula, dan biomassa.

Karena gas karbon monoksida dan hidrogen (disebut syngas) sebagai bahan baku DME

maupun metanol bisa dihasilkan dari reaksi gas metan dengan uap air, maka bisa dikatakan

Indonesia memiliki potensi menjadi produsen DME karena memiliki cadangan gas alam

termasuk methan yang sangat besar.

Dimethyl ether (DME) adalah bahan bakar yang mempunyai karakterisitk sama seperti LPG

yaitu berupa gas pada tekanan dan suhu ambien, serta dapat dicairkan dengan memberikan

sedikit tekanan. DME dapat dimanfaatkan seperti LPG. Kandungan racunnya sama dengan

kandungan racun di LPG. Efisiensi termal dan emisinya hampir sama dengan gas alam. Oleh

karena itu DME bisa menjadi bahan bakar alternatif yang ramah lingkungan dan ekonomis

selain LPG.


Melalui rute reaksi metanol menggunakan syngas, hasil gasifikasi batubara dan setelah

melalui dehidarasi metanol dihasilkan DME.

Cadangan batubara Indonesia yang melimpah merupaka suatu potensi yang besar sebagai

bahan baku DME berbasis batubara untuk kemudian digunakan sebagai bahan bakar gas

alternatif untuk memasak. Kompor untuk gas alam atau LPG bisa digunakan untuk DME

tanpa modifikasi. Dengan tekad penelitian dan pengembangan didukung dengan dana dan

regulasi dari pemerintah tentu bakal menjadi fondasi yang kokoh dalam mengembangkan

bahan bakar alternative ini.

Daftar Pustaka

http://asro.wordpress.com/2009/05/04/process-equipment-control-6-distillation-column-

control-pressure-control/

http://beck-fk.blogspot.com/2012/05/alat-heat-exchanger.html

http://hermanfitris.blogspot.com/p/distilasi.html

http://iswahyudi8962.blogspot.com/2011/12/heat-exchanger.html

http://onnyapriyahanda.com/bagian-bagian-pompa-sentrifugal/

http://tentangteknikkimia.wordpress.com/2012/04/21/tentang-reaktor/

http://uripgumulya.com/berbagai-macam-pompa-sentrifugal/

http://www.agussuwasono.com/artikel/mechanical/65-teori-dasar-pompa-sentrifugal.html

http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/kimia-industri/teknologi-proses/tipe-distilasi/


makalah lengkap dimetil eter.docx

Documents

Transcript of makalah lengkap dimetil eter.docx