PROPOSAL TA2 Trikloroetilen

BAB I

PENDAHULUAN

Pabrik adalah sarana untuk memproduksi barang kebutuhan manusia.

Tujuan pendirian pabrik adalah untuk bisa mendapatkan nilai tambah, biasanya

nilai tambah tersebut secara ekonomi, yaitu mengolah bahan baku menjadi produk

baru yang memiliki nilai jual yang lebih tinggi. Pabrik dapat digolongkan menjadi

dua kelompok besar berdasarkan adanya reaksi kimia dalam perubahan bahan

baku menjadi produk yaitu pabrik perakitan dan pabrik kimia.

Perubahan bahan baku menjadi produk pada pabrik perakitan bukan

merupakan reaksi kimia. Sedangkan pabrik kimia menyelenggarakan satu ataupun

serangkaian reaksi kimia untuk mengubah bahan baku menjadi produk. Pabrik

trikloroetilen termasuk ke dalam kelompok pabrik kimia, karena perubahan bahan

baku asetilen dan klorin menjadi produk trikloroetilen merupakan reaksi kimia.

1.1 Latar Belakang Pendirian Pabrik

Latar belakang pendirian pabrik trikloroetilen adalah permintaan pasar yang

terus meningkat serta ketersediaan bahan baku untuk memproduksi trikloroetilen.

Permintaan pasar akan trikloroetilen dari tahun 1999 2004 dapat dilihat dari data

impor trikloroetilen pada tabel 1. Dari data impor tersebut, diperkirakan

permintaan trikloroetilen di Indonesia akan terus meningkat pada tahun-tahun

mendatang. Faktor lain yang melatarbelakangi pendirian pabrik trikloroetilen

adalah pada saat ini tidak adanya pabrik yang memproduksi trikloroetilen di

Indonesia, sehingga kebutuhan trikloroetilen dalam negeri murni didapat dari

impor. Impor trikloroetilen di Indonesia dari tahun 1999 2004 dapat dilihat pada

gambar 1.

Sumber: BPS, diolahGambar 1. Impor Trikloroetilen Indonesia

1.2 Analisa Pasar

Perkembangan konsumsi trikloroetilen di Indonesia cenderung meningkat

untuk tipa tahunnya, ini berarti membuktikan bahwa Indonsia masih membutuhkan

banyak trikloroetilen agar konsumsi di dalam negeri terpenuhi.

Data statistic yang diterbitkan oleh BPS tentang kebutuhan ethanol di

Indonesia dari tahun ke tahun cenderung meningkat seperti terlihat pada table 1-1

(BPS, 2006) sebagai berikut:

Table 1-1. Kebutuhan Ethanol Dalam Negeri

Tahun Jumlah (Ton)2002 18887.372003 16896.702004 13930.062005 46806.402006 21487.40

2007 18520.37

1.3 Prediksi Kapasitas Produksi

Untuk menentukan kapasitas pabrik ini berdasarkan data di atas maka

proyeksi kebutuhan Ethanol di Indonesia pada masa mendatang dapat diperkirakan

dengan metode least square:

Tahun Periode (X) (Y) X2 X.Y2002 1 18887.37 1 18887.372003 2 16896.70 4 33793.402004 3 13930.06 9 41790.182005 4 46806.40 16 187225.602006 5 21487.40 25 107437.002007 6 18520.37 36 111122.22

n = 6 X = 21 Y = 136528.30 X2 = 91 X.Y = 500255.77

Persamaan umum : Y = a + bx

Dengan :

384.1280)21()91(6

)30.136528(.)21()77.500255(6)()(

).(.)().(

373.18273)21()91(6

)77.500255(.)21()91(.)30.136528()()(

).(.)()(.)(

2

22

2

22

2

b

XXnYXYXnb

a

XXnYXXXYa

Dimana : Y = Kapasitas Produksi

X = Tahun ke-n

Dari rumus persamaan maka dapat diproyeksikan kebutuhan Ethanol pada

tahun 2015 yaitu sebesar:

Y = 18273.373 + (1280.384) X

= 18273.373 + (1280.384) (13)

= 34918.365 Ton/Tahun

Berdasarkan data proyeksi di atas, bahwa kebutuhan Trikloroetilen

akan terus meningkat pada tahun 2015 mencapai 34918.365 Ton/Tahun, maka

industri ini direncanakan akan memproduksi Trikloroetilen secara komersil sebesar

35.000 Ton/Tahun.

1.4 Ketersediaan Bahan Baku

Bahan baku utama pembuatan trikloroetilen adalah gas asetilen dan gas

klorin banyak diproduksi oleh pabrik-pabrik di kawasan pabrik Cilegon dan

sekitarnya, baik sebagai produk utama maupun sebagai produk samping.

Pabrik-pabrik yang memproduksi asetilen di Indonesia terutama di daerah

Banten dan sekitarnya beserta kapasitas produksinya dapat dilihat pada tabel 1.

Tabel 1. Pabrik-pabrik yang memproduksi asetilenNo. Nama Pabrik Alamat Kapasitas Produksi1 PT Air Products Jl.Raya Merak Km.16 1500000 cum p.a Indonesia Desa Rawa Arum Cilegon Banten2 PT Aneka Gas # Jl. Raya Bekasi Km. 22 2078000 cum p.a Industri Jakarta 13910 # Jl. Beji - Tugu Km. 10 Semarang - Jawa Tengah # Medan Industrial Estate/Mabar Jl. Pulau Kalimantan No.1

Medan 20204 - Sumatera Utara

# Jl. Raya Surabaya - Mojokerto Km. 10

Beringin Bendo - Taman Sepanjang

Sidoarjo Jawa Timur # Jl. Simpangan Industri No.12 Bandung Jawa Barat

# Cilegon Industrial Estate Blok H-12

Cilegon Banten # Jl. Gowa - Gunung Sari Makassar - Sulawesi Selatan3 PT BOC Gases # Jl. Raya Romoo 280000 kg p.a Indonesia Kecamatan Manyar Gresik - Jawa Timur # Mulia Glass Industrial Estate

Jl. Raya Tegal Gede Bekasi - Jawa Barat # Jl. Ancol IX/5 Ancol Barat - Jakarta Barat # Jl. Yon Martasasnita Desa Ranca Sari Pamanukan Subang - Jawa Barat4 PT Budi Inti Sari Jl. Daan Mogot Km.18 1620000 cum p.a Gas Batu Ceper - Tangerang Banten5 PT GT. Java Serang Banten 14000 ton p.a

PetrochemicalComplex

Tabel 1 (lanjutan)6 PT Inti Gas Abadi Jl. Industri VII Blok N No. 11 20000 cu meters p.a Tangerang Banten

7 PT Ramawijaya Bekasi International Industrial Estate 360 tons p.a

Graha Kompleks Hyundai Blok C-9 Lemahabang

Bekasi - Jawa Barat

8 PT Sentulprima Jl. Raya Jakarta Serang Km. 12-13 690 tons p.a

Gasindo Serang BantenSumber: Indonesian Chemical Industries Directori, 2004

Sedangkan pabrik-pabrik yang memproduksi klorin beserta kapasitas

produksinya di Indonesia terutama di daerah Banten dan sekitarnya dapat dilihat

pada tabel 2.

Tabel 2. Pabrik-pabrik yang memproduksi klorinNo. Nama Pabrik Alamat Kapasitas Produksi1 PT Asahimas Desa Gunung Sugih 22000 tons p.a Chemical Jl. Raya Anyer Km.122 Cilegon Banten2 PT Batavindo Indramayu Jawa Barat 75000 tons p.a

Chlorimatra3 PT Dongjin Jl. Raya Anyer Km.123 6000 tons p.a Indonesia Desa Gunung Sugih - Kecamatan

Ciwandan Cilegon Banten4 PT Indah Kiat Pulp # Paper Mill Units 165000 tons p.a & Paper Tbk Jl. Raya Serpong Km.8 Serpong Tangerang Banten # Pulp Making Unit & Oxygen Plant Jl. Raya Minas Perawang Km.26 Pinang Sebatang Siak Bengkalis Riau # Unit III Jl. Raya Serang Km. 76 - Kragilan

Serang Banten5 PT Pindo Deli Pulp Jl. Prof. Dr. Ir. H. Sutami No.88 44375 tons p.a & Paper Mills Teluk Jambe Johar Kelurahan Adirasa Karawang - Jawa Barat6 PT Sulfindo Desa Mangunreja Bojonegara 195000 tons p.a Adiusaha Merak Banten

Sumber: Indonesian Chemical Industries Directori, 2004

1.5 Perencanaan Pendirian Pabrik

Pemilihan lokasi pabrik yang tepat merupakan hal yang penting dalam studi

kelayakan pendirian suatu pabrik dan sangat menentukan tercapai atau tidaknya

optimasi dari suatu proses, karena hal nin menyangkut beberapa factor produksi

dan distribusi dari pabrik yang akan didirikan. Dalam penentuan lokasi pabrik

banyak hal yang perlu dipertimbangkan dan yang utamam pabrik harus terletak di

loaksi yang mana biaya produksi dan distribusi sekecil mungkuin, serta dengan

mempertimbangkan factor-faktor penunjang lainnya.

Lokasi pabrik Trikloroetilan ditetapkan di daerah Cilegon. Lokasi ini dipilih

berdasarkan faktor-faktor utama dan penunjang pemilihan lokasi berikut :

I.5.1. Faktor Primer

Factor primer secara langsung mempengaruhi tujuan utama dari suatu usaha

atau kegiatan pabrik. Tujuan utama ini meliputi produksi dan distribusi produk

yangb diatur menurut macam dan kualitas waktu serta tempat yang dibutuhkan

konsumen pada tingkat harga yang terjangkau, sementara pabrik masih

memperoleh keuntungan yang wajar, factor primer ini meliputi:

1. Dekat dengan sumber atau penyediaan bahan baku

Diusahakan pabrik dekat dengan sumber bahan baku sesuai dengan jumlah

kebutuhan, harga pembelian yang pantas, biaya transportasi tidak terlalu mahal,

dan terjaga kontinuitas pengirimannya.

Bahan baku gas klorin dan asetilen diperoleh dari kawasan industri yang

berada di Cilegon. Sehingga biaya transportasi pengangkutan bahan baku tidak

terlalu mahal.

2. Dekat dengan daerah pemasaran produk

Pabrik Trikloroetilen didirikan dengan harapan dapat memenuhi kebutuhan

pasar di Indonesia yaitu oleh industri makanan dan minuman, industri kimia,

industri kosmetik, dan sebagainya yang mana sebagian besar industri-industri ini

terdapat di pulau Jawa, terutama di Ibukota Jakarta, wilayah Tangerang sehingga

saranan angkutan jalan raya memegang peranan penting.

3. Fasilitas Transportasi

Untuk memudahkan transportasi yang meliputi pengangkutan dan pemindahan

sampai di tempat tujuan, baik bahan baku maupun produk, maka lokasi pabrik

direncanakan ditempatkan di daerah yang dekat dengan jalan besar dan pelabuhan.

Keberadaan pelabuhan merak yang dapat digunakan sebgaia prasarana dalam

menunjang pemasaran, sehingga memudahkan perolehan bahan baku dan

distribusi produk.

4. Kemudahan memperoleh sarana penunjang

Sarana utilitas seperti air mempunyai peranan penting bagi industri kimia

karena diperluikan untuk kelangsungan proses dan untuk sanitasi. Adapun sarana

penunjang dan utilitas tersebut dapat dengan mudah diperioleh dari unit utilitas

kawasan industri Cilegon yang berasal dari air laut.

Karena lokasi pabrik didirikan di daerah kawasan industri di Cilegon, maka

kebutuhan listrik cukup memadai untuk menjalankan perlatana dan sebagai sarana

penerangan serta pendinginan baik di lokasi pabrik maupun di lingkungan

perkantoran, dan cadangan listrik digunakan generator diesel.

I.5.2. Faktor Sekunder

Yang termasuk factor-faktor sekunder dalam pemilihan lokasi pabrik

adalah:

1. Kemudahan mendapatkan tenaga kerja

Ada dua tenaga kerja yang dibutuhkan untuk menunjang didirikannya pabrik

ini, yaitu tenaga kerja terampil dan tenaga kerja non terampil. Tenaga kerja yang

terampil dan berkualitas diperoleh dari lulusan sekolah menengah umum sampai

perguruan tinggi. Sedangkan tenaga kerja non terampil diperoleh dari lingkungan

masyarakat di sekitar lokasi pabrik, sehingga dengan demikian lapangan kerja

sekaligus dapat dibuka dengan pendirian pabrik ini.

2. Iklim dan kondisi tanah yang bersangkutam

Iklim yang baik (kelembaban udara, intensitas panas matahari, curah hujan dan

angina) setrta kondisi tanah yang baik mempengaruhi kelancaran proses produksi

juga menjadi factor pendorong bagi karyawana untuk bekerja lebih baik dengan

sekelilingnya yang cukup baik.

3. Lahan

Factor ini berkaitan dengan rencana pengembvangann pabrik lebih lanjut.

Cilegon merupakan daerah kawasan industri, sehingga lahan di daerah tersebut

sudah disiapkan untuk pendirian suatu pabrik.

4. Peraturan daerah dan keadaan masyarakat

Kebijaksanaan yang dikeluarkan oleh pemerintah daerah tempat didirikannya

suatu pabrik, juga akan mempengaruhi kelangsungan pabrik itu sendiri. Akan

sangat menguntungkan apabila pemerintah daerah memberikan kemudahan atau

fasilitas kepada pihak pabrik, sedang pihak pabrik juga memberikan kontribusi

kepada pemerintah berupa pemasukan pajak serta memberikan peluang kerja bagi

masyarakat sekitar kawasan pabrik.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Spesifikasi Bahan Baku dan Produk

2.1.1 Spesifikasi Bahan Baku

Bahan baku yang digunakan dalam pembuatan Trikloroetilen adalah

asetilen dan klorin,

1. Asetilen

Bahan baku pembuatan TCE adalah asetilen dengan komposisi seperti yang

terdapat pada tabel 5,

Tabel 5 Komposisi asetilen:Komponen Fraksi berat

(%)Asetilen

Metan

Hidrogen

99,6

0,37

0,03

a. Asetilen

Rumus kimia : C2H2

Berat molekul : 26,038 kg/kmol

Titik didih : - 83,80C

Titik leleh : -840C

Temperatur kritis : 35,10C

Tekanan kritis : 61,91bar

Densitas : 1,11 kg/m3

Bentuk : gas

Kapasitas panas : (6,132 + 1,952x10-3 T 1,299x105 T-2) x

R kJ/kmol K

Hvap : 801,9 kJ/kg

Log P (tekanan uap) : 4,66141 (909,079/(T + 7,947)) bar

2. Klorin

Rumus kimia : Cl2


Titik didih : -34,10C

Titik leleh : -1010C

Temperatur kritis : 1440C

Tekanan kritis : 77 bar

Bentuk : gas

Densitas : 3,71kg/m3

Kapasitas panas : (4,442 + 0,089x10-3 T 0,344x105 T-2) x

R kJ/kmol K

Hvap : 287,79 kJ/kg

Log P (tekanan uap) : 3,02130 (530,591/(T 64,639)) bar

Kemurnian : 100%

2.1.2 Spesifikasi Produk

1. Tetrakloroetan

Rumus kimia : C2H2Cl4


Titik didih : 146,30C


Tekanan kritis : 23,67 bar

Bentuk : cair

Densitas : 1,56 kg/l

Kapasitas panas : (21,155 48,28x10-3 T + 101,4x10-6 T2) x

R kJ/kmol K

Hvap : 45,72 kJ/kg

Log P (tekanan uap) : 3,21563 ( 959,602/(T 123,372)) bar

2. Trikloroetilen

Rumus kimia : C2HCl3



Titik leleh : -84,80C

Temperatur kritis : 2980C


Bentuk : cair

Densitas : 1,463 kg/l

Kapasitas panas : (17,1931 + 9,31709x10-1 T 2,74646x10-

3 T2 + 3,08927x10-6 T3) kJ/kmol K


3. Hidrogen Klorida

Rumus kimia : HCl


Titik didih : -33,50C



Bentuk : cair

Densitas : 1,18 g/cm3

Kapasitas panas : (3,156 0,623x10-3 T + 0,151x105 T-2) x R

kJ/kmol K


2.1.3 Spesifikasi Bahan Penunjang

1. Air

Rumus kimia : H2O


Titik didih : 1000C

Titik leleh : 00C



Bentuk : cair

Densitas : 0,998 gr/ml

Kapasitas panas :(18,2964 + 4,72118x10-1 T 1,33878x10-3

T2

+ 1,31424x10-6 T3) kJ/kmol K

2. Antimony Trichloride

Rumus kimia : SbCl3


Titik didih : 2220C

Titik leleh : 73,40C



Bentuk : padat

Densitas : 7.9 gr/cm3

Kapasitas panas : 100,7 kJ/kmol.K

3. Barium diklorida

Rumus kimia : BaCl2


Titik didih : 15600C

Titik leleh : 9630C

Bentuk : padat

Densitas : 3,856 gr/cm3


4. Pyrrole

Rumus kimia : C4H5N



Titik leleh : -230C



Bentuk : cair

Densitas : 9.67 gr/cm3


2.2 Proses-proses Pembuatan Trikloroetilan

Berdasarkan bahan baku ada tiga macam proses yang digunakan dalam

pembuatan trikloroetilan yaitu proses asetilen, proses klorinasi dan proses

oksiklorinasi (Kirk-Othmer, 1993).

2.2.1. Proses Asetilen

Proses berdasarkan acetylene terdiri dari dua tahap. Tahap pertamam

diiliustrasikan pada reaksi 1, asetilen (C2H2) diklorinasi menjadi produk

intermediate tetrakloroetan (CHCl2-CHCl2). Reaksi tersebut eksotermis,

temperature dipertahankan pada 80-90C. katalis-katalis yang digunakan antara

lain ferric chloride, phosporus chloride dan antimony trichloride.

Produk kemudian didehidroklorinasikan menjadi trikloroetilen melalui

thermal cracking (reaksi 2), biasanya menggunakan katalis seperti barium

chloride atau silica pada temperature 300-500 C. konversi tetrakloroetan sekitar

98% massa berdasarkan asetilen. Sedangkan konversi tetrakloroetan menjadi

trikloroetilen yaitu sebesar 95% massa. Tetrakloroetan juga dapat dipecah menjadi

trikloroetilen tanpa menggunakan katalis pada temperature 330-770 C, tapi reaksi

ini berjalan lambat.

C2H2 + 2 Cl2 CHCl2 CHCl2 (2.1)

CHCl2 CHCl2 ClCH = CCl2 + HCl (2.2)

2.2.2. Proses Klorinasi

Proses klorinasi etilen (CH2 = CH2) menghasilkan produk utama yaitu

trikloroetilen (ClCH = CCl2) dan asam klorida (HCl) sebagai produk samping.

Reaksi eksotermis berlangsung pada suhu 280-450C, dengan menggunakan

katalis potassium klorida atau aluminium klorida.

Dikloroetan direaksikan dengan klorin (Cl2) ditunjukkan pada reaksi 2.3.

rasio umpan dikloroetan dengan klorin menentukan produk mana yang akan lebih

banyak dihasilkan. Konversi trikloroetilen maksimum 75% massa dari umpan

dikloroetan yang dicapai pada rasio klorinn dan dikloroetan 1,7 : 1. konversi

dikloroetan menjadi tetrakloroetilen maksimum 86% massa pada rasio klorin dan

dikloroetan 3 : 1. Reaksi:

ClCH2CH2Cl + 2 Cl2 ClCH = CCl2 + 3 HCl (2.3)

2.2.3. Proses Oksiklorinasi

Produk utama proses oksiklorinasi adalah trikloroetilen (ClCH = CCl2),

perkloroetilen (Cl2CCCl2) dan air (H2O). reaksi samping menghasilkan karbon

dioksida (CO2), hydrogen klorida (HCl) dan bebera[pa hidrokarbon terklorinasi.

Oksiklorinasi etilan diklorid merupakan satu tahap oksiklorinasi dimana etilen

diklorid direkasikan dengan klorin dan atau hydrogen klorida membentuk

trikloroetilen dan perkloroetilen. Reaksi ini diilustrasikan pada reaksi 2.4 (Most,

1989)

2 ClCH2CH2Cl + Cl2 + HCl + O2 ClCH = CCl2 + Cl2CCCl2 + H2O(2.4)

Reaksi berlangsung di reactor fluidized bed pada temperature 425C dan

tekanan 138-207 kPa. Katalis yang paling umum digunakan adalah campuran

potassium dan cupric klorida. Konversi menjadi klorokarbon berkisar antara 85-

90% massa, dengan 10-15% massa kehilangan sebagai karbon monoksida (CO)

dan karbon dioksida. Control temperature pada proses oksiklorinasi sangat

penting. Di bawah 425 C, tetrakloroetan menjadi produk dominan. 57,3% massa

berat dari produk mentah pada suhu 330C. Di atas 480 C terjadi panas berlebih

dan reaksi-reaksi dekomposisi. Rasio produk dapat dikendalikan tetapi lebih sulit

dibandingkan dengan proses klorinasi, serta alat pemroses harus dibuat dari logam

campuran yang tahan korosi.

Perbandingan Proses Pembuatan Trikloroetilen

No. Item Jenis ProsesProses Asetilen Proses Klorinasi Proses Oksiklorinasi1. Bahan baku Asetilen

KlorinEtilen, etilen dikloridKlorin

Etilen, etilen dikloridKlorinOksigenAsam klorida (HCl)

2. Konversi 98% berdasarkan asetilen95% berdasarkan tetrakloroetan

Konversi maksimum 75% berdasarkan umpan dikloroetan pada rasio klorin dengan dikloroetan 1,7 : 1

Konversi menjadi klorokarbon (TCE dan PCE) 85-90%

3. Kondisi Reaksi 2 tahap Reaksi klorinasi Etilen diumpankan

operasi - Reaksi tahap I, reaksi klorinasi asetilen menjadi 1,1,2,2-tetrakloroetan. Reaksi eksotermis, T = 80-90C. katalis yang digunakan adalah antimony trichloride

- Reaksi tahap II, reaksi dehidroklorinasi 1,1,2,2-tetrakloroetan menjadi TCE. Reaksi thermal cracking, endotermis T = 300-500C menggunakan katalis barium chloride.

etilen menjadi 1,2-dikloroetan yang kemudian direaksikandengan klorin membentuk TCE. Reaksi eksotermis berlangsung pada suhu 280-450, dengan katalis potassium chloride atau aluminium chloride.

bersama-sama dengan oksigen dan klorin membentuk TCE dan PCE. Reaksi berlangsung pada suhu 425C dantekanan 138-207 kPa.

4. Peralatan utama

2 reaktor, separator, absorber

1 reaktor, kolom neutralizer dan drier, kolom distilasi.

1 reaktor, separator, vent scrubber, kolomdistilasi, kolom neutralizer dan drier

5. Bahan penunjang

- KatalisAntimony trichloride (SbCl3)Barium chloride (BaCl2)

- Air- Steam

- KatalisPotassium chloride atau Aluminium chloride

- Air- Steam

- KatalisPotassium chloride atau cupric chloride

- Air- Steam

2.3 Pemilihan Proses

Dari ketiga proses tersebut di atas, yang akan digunakan dalam

perancangan pabrik trikloroetilen adalah proses asetilen, menurut persamaan

reaksi:

C2H2 + 2 Cl2 CHCl2CHCl2

CHCl2CHCl2 ClCH = CCl2 + HCl

Hal ini berdasarkan pada beberapa pertimbangan sebagai berikut:

a. Konversi trikloroetilen yang dihasilkan pada proses asetilen paling tinggi

dibandingkan dengan proses klorinasi dan oksiklorinasi.

b. Proses Oksiklorinasi menghasilkan produk utama lainnya yang dapat

mengurangi hasil produksi trikloroetilen.

Diagram Blok Proses Asetilen

2.4 Kegunaan Trikloroetilen

Trikloroetilen (TCE) secara luas digunakan dalam industri untuk melarutkan

dan ekstraksi minyak. Penggunaan yang paling umum dari TCE adalah untuk

pembersihan permukaan logam yang tertutup oleh lemak (grease), selain itu TCE

juga digunakan dalam ekstraksi biji, dry cleaning, dehidrasi alkohol, penggunaan

dalam analisis, bahan baku pembuatan polyvinyl chloride (PVC) dan sebagai salah

satu komponen yang terkandung dalam cat, pernis, bahan perekat,serta insektisida

dan germisida.

Diagram Blok Proses Oxyklorinasi

BAB III

DESKRIPSI PROSES

3.1 Uraian Singkat Proses Pembuatan Trikloroetilen

Tahap pembuatan trikloroetilen menggunakan proses asetilen adalah sebagai

berikut :

1. Persiapan bahan baku

Sebelum masuk ke reaktor R201, asetilen yang berasal dari tangki bahan

baku T101 pada tekanan 55 atm dan temperatur 30oC dilewatkan melalui

expander valve untuk menurunkan tekanannya menjadi 1,33 atm pada temperatur

29,89oC, kemudian akan dinaikkan temperaturnya menjadi 90oC dengan tekanan

1,30 atm menggunakan heater H101.

Klorin yang berasal dari tangki bahan baku T102 pada tekanan 10 atm dan

temperatur 300C dilewatkan melalui expander valve untuk menurunkan

tekanannya menjadi 1,31 atm dan temperatur 29,99oC, dan akan dinaikkan

temperaturnya menjadi 90oC dengan tekanan 1,30 atm menggunakan heater

H102. Gas asetilen dan klorin kemudian diumpankan ke dalam reaktor R201

pada tekanan 1,1 atm dan temperatur 90oC.

2. Proses utama

Gas asetilen direaksikan dengan gas klorin di dalam solven dengan bantuan

katalis SbCl3 di dalam bubble reaktor R201pada temperatur operasi 90oC dan

tekanan operasi 1 atm Untuk meningkatkan perolehan tetrakloroetan maka

digunakan klorin berlebih dengan perbandingan molar klorin terhadap asetilen

adalah 5,5. Pada kondisi tersebut konversi asetilen menjadi tetrakloroetan sebesar

98% massa (Kirk-Othmer,1993). Di dalam reaktor 1 (R201) terjadi reaksi

sebagai berikut:

C2H2 + 2 Cl2 CHCl2 CHCl2 .....(2.1)

Asetilen klorin tetrakloroetan

Produk keluar dari reaktor R201 terbagi dalam dua fase, yaitu fase gas

(yang terdiri dari asetilen, klorin, metan dan hidrogen) sebagai keluaran atas dan

fase cair (terdiri dari tetrakloroetan dan katalis SbCl3) sebagai keluaran bawah.

Keluaran atas reaktor R201 dilewatkan ke membran separator untuk memisahkan

antara reaktan sisa (asetilen dan klorin ) yang akan dikembalikan ke reaktor 1

R201 dengan gas pengotor (metan dan hidrogen) yang akan dibakar di thermal

incinerator. Keluaran bawah reaktor R201 yang terdiri dari produk dan solven

yaitu tetrakloroetan dan katalis SbCl3, dimasukkan ke dalam vaporizer VP201

untuk memisahkan produk tetrakloroetan dengan solven dan katalis.

Produk tetrakloroetan dimasukkan ke dalam vaporizer VP201 untuk

diuapkan pada temperatur 91,04oC. Keluaran vaporizer pada temperatur 160,95oC

masuk ke dalam separator untuk dipisahkan antara uap dengan cairannya. Cairan

yang terbentuk, yaitu solven tetrakloroetan dan katalis SbCl3 dikembalikan lagi ke

dalam reaktor R201, sedangkan uapnya akan dinaikkan temperaturnya menjadi

300oC dengan tekanan 2 atm menggunakan gas produk reaktor R-202 dan steam.

Gas tetrakloroetan kemudian diumpankan ke dalam reaktor fixed bed multi tubular

R202.

Reaksi yang terjadi pada reaktor R202 adalah reaksi dehidroklorinasi

tetrakloroetan menjadi trikloroetilen dan HCl secara thermal cracking dengan

bantuan katalis BaCl2, konversi tetrakloroetan menjadi trikloroetilen sebesar 95%

massa. Reaktor R202 beroperasi pada tekanan 2 atm dan temperatur 250 300oC.

Reaksi yang terjadi dalam reaktor R202 sebagai berikut:

CHCl2 CHCl2 ClCHCCl2 + HCl .....(2.2)

Tetrakloroetan trikloroetilen asam klorida

3. Penanganan produk akhir dan produk samping

Produk yang keluar dari reaktor R202 dikondensasikan di condensor

CD201 pada temperatur 88,82oC sehingga trikloroetilen dan reaktan

tetrakloroetan sisa berubah fasa menjadi cair, sedangkan HCl masih dalam fasa

gas. Cairan trikloroetilen dan tetrakloroetan dipisahkan dari gas HCl di separator

SP302. Keluaran atas separator adalah gas HCl yang didinginkan di cooler CL

302 sampai temperatur 35oC kemudian diserap di absorber ABS301 dengan

tekanan operasi 1 atm dan temperatur operasi 35oC. Produk absorber adalah

larutan HCl 37% massa yang langsung dialirkan ke tangki penyimpanan produk

T304 pada tekanan 1 atm dan temperatur 35oC.

Keluaran bawah separator SP302 trikloroetilen dan tetrakloroetan akan

dipisahkan menggunakan Vaporizer 302. Gas dan cairan yang terbentuk akan

dipisahkan di separator 303. Cairan yang berupa tetrakloroetan dikembalikan ke

reaktor R202 melalui vaporizer VP201.

Gas keluaran separator 303 dikondensasikan di condensor CD302 pada

tekanan 1,2 atm dan temperatur 99,89oC kemudian dialirkan ke tangki

penyimpanan produk T305 pada tekanan 1 atm dan temperatur 35oC. Kemurnian

produk akhir trikloroetilen sebesar 99% massa dengan impurities tetrakloroetan

sebanyak 0,05% massa dan pyrrole sebagai stabilizer 0,05% massa.

3.2 Diagram alir proses

Blok diagram proses pembuatan trikloroetilen dari asetilen dan klorin beserta

pembagian unit secara kuantitatif dapat dilihat pada gambar 1, sedangkan blok

diagram proses secara kualitatif ditunjukkan pada gambar 2.

Gambar 1. Diagram Alir Proses Pembuatan Trikloroetilen dari Asetilen dan Klorin secara Kuantitatif

C2HCl

3(g)

HCl(aq)

C2HCl

3(l)

C2H

2Cl

4(l)

C2HCl

3(l)

HCl(g)

HCl(g)C

2HCl

3(g)

C2H

2Cl

4(g)

C2H

2Cl

4(l)

C2HCl

3(l)

C2H

2Cl

4(l)

C2HCl

3(l)

SbCl3(l)

C2H

2Cl

4(l)

C2HCl

3(l)

SbCl3(l)

C2H

2Cl

4(l)

SbCl3(l)

C2H

2Cl

4(l)

H2(g)

CH4(g)

Cl2(g)

C2H

2(g)

Cl2(g)

C2H

2(g)

H2(g)

CH4(g)

Cl2(g)

C2H

2(g)

H2(g)

CH4(g)

Cl2(l)

H2(l)

CH4(l)

C2H

2(l))

Separator

Vaporizer

Unit 2 Unit 3Unit 1

Tangki HCl

AbsorberCooler

Tangki Trikloroetilen

Kondensor

SeparatorKondensor

Vaporizer

Reaktor 2(R202)

Separator

ke thermal incineratorMembranSeparator

Reaktor 1(R201)

Pre-treatmentFeed

Gambar 2. Diagram Alir Proses Pembuatan Trikloroetilen dari Asetilen dan Klorin secara Kualitatif

P =1,4atmT = 99,89oC

P = 1,3 atmT = 35oC

P = 1,3 atmT = 35oC

P = 1,4 atmT = 35oC

P = 1,2 atmT = 88,82oC

P =1,2atmT = 88,82oC

P = 1,3 atmT = 99,89oC

P = 1,3 atmT = 250oC

P = 2 atmT = 300oCP = 1,4 atm

T = 90oC

P = 1,39 atmT = 90oC

P = 1,4 atmT = 90oC

P = 1 atmT = 90oC

P = 1,1 atmT = 90oC

P = 1,1 atmT = 90oC

P = 1,1 atmT = 90oC

P = 10 atmT = 30oC

P = 55 atmT = 30oC

Separator

Vaporizer

Unit 2 Unit 3Unit 1

Tangki HCl

AbsorberCooler

Tangki Trikloroetilen

Kondensor

SeparatorKondensor

Vaporizer

Reaktor 2(R202)

Separator

ke thermal incineratorMembranSeparator

Reaktor 1(R201)

Pre-treatmentFeed

Keterangan diagram alir kuantitatif dan kualitatif:

Unit 1 = unit penyimpanan dan persiapan bahan baku

Unit 2 = unit reaksi

Unit 3 = unit pemurnian serta penanganan produk

PROPOSAL TA2 Trikloroetilen

Documents

Transcript of PROPOSAL TA2 Trikloroetilen