View
217
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
7/26/2019 azotrop
1/8
Prosiding Seminar Nasional Teknik Kimia Kejuangan ISSN 16934393
Pengembangan Teknologi Kimia untuk Pengolahan Sumber Daya Alam Indonesia
Yogyakara! "6 #anuari "$1$
Simulasi Proses %e&idrasi 'anol dengan Kolom %isilasi ()eoro*
+enggunakan Isookan
,udi -. ,iso/arno! ,uana 0irisua! P&ili* ijaya! (nggraeni Yunia
Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknologi Industri, Universitas Katolik Parahyangan
Jalan Ciumbuleuit No. 9, !andung "## Tel$ "%% %"&%'""
Abstract
Sustainable and more environmentally friendly energy resources are necessary for the industry and transportation
development. Bio-ethanol has several advantages compared to the fossil fuel. For the production of fuel grade
bio-ethanol, its characteristic is mainly determined by the dehydration process. Azeotropic distillation can beemployed to separate azeotrop mixture of ethanol-water by adding extraneous mass-separating agent called
entrainer. n this research, the selection of operating condition of distillation column for ethanol dehydration
process with isooctane is simulated using ChemCad (imulation(o)t*are. !eboiler duty and reflux ratio are
varied to obtain fuel grade bio-ethanol. Based on the steadystate simulation results, output multiplicity is
revealed in this azeotropic distillation process. t is found that the alternation of feed condition can trigger steady
state transition. n addition, the optimum operating condition should be optimized to obtain the fuel grade
bioethanol.
Keywords2azeotropic distillation" dehydration" isooctane" reboiler duty" reflux ratio.
Penda&uluan
(eiring kema+uan bidang industri dan trans$ortasi,konsumsi bahan bakar minyak bumi semakin
meningkat. kibatnya, $ersediaan minyak bumi di
dunia makin lama makin meni$is. Perkiraan tentang
$enurunan $roduk minyak bumi $ada masa yang
akan datang dan ketergantungan yang besar terhada$
sumber energi minyak bumi, mendorong $enelitian
dan $engembangan sumber energi alternati) dari
bahan-bahan alam yang +umlahnya melim$ah dan
bersi)at terbarukan renewable natural resources/.
!ioetanol meru$akan salah satu sumber energi
alternati) yang sangat $ros$ekti) untuk dikembangkan
di Indonesia sebagai bahan bakar substituti) atau$un
aditi) bahan bakar )osil yang digunakan selama ini,
yaitu bensin, karena terbuat dari bahan baku alamyang da$at di$erbarui dan bersi)at lebih ramah
lingkungan.
(alah satu $ersoalan dalam $roses $embuatan
bioetanol berkaitan dengan $emurniannya, karena
terbentuk 0am$uran a1eotro$ etanol-air yang tidak
da$at di$isahkan dengan $roses distilasi biasa. 2leh
karena itu, metode lain di$erlukan untuk memisahkan
0am$uran a1eotro$ etanol-air. Pada $enelitian ini,
distilasi a1eotro$ digunakan untuk menda$atkan bio-
ethanol murni dari 0am$uran a1eotro$nya. 3alam
distilasi a1eotro$, $emisahan da$at ter+adi dengan
$enambahan entrainer, yaitu suatu 1at yang ber$eran
mengubah volatilitas relati) kom$onen kun0i. Pada
$enelitian ini, entraineryang digunakan adalah
isooktan.
Penelitian dilakukan dengan konstruksi model,
validasi model, dan simulasi $roses distilasi a1eotro$
dengan bantuan #hem#ad Simulation Software
sehingga da$at diketahui kon)igurasi kolom dan
kondisi o$erasi o$timum untuk menghasilkan etanol
yang memenuhi standar bahan bakar fuel grade
ethanol/, yaitu etanol dengan kemurnian 99,45.
andasan Teori
6tanol da$at di$eroleh dari berbagai 0ara, yakni
hidrasi etilen, )ermentasi glukosa atau sebagai hasil
sam$ing dari kegiatan industri. Namun, kadar etanol
yang dihasilkan dari $roses ini belum memenuhi
syarat sebagai bahan bakar kendaraan bermotor,
yakni 99,45 sehingga di$erlukan suatu $roses untuk
meningkatkan kemurnian etanol tersebut. 7asalah
yang timbul $ada $roses $emurnian ini adalah etanol
akan membentuk a1eotro$ dengan air $ada
tem$eratur '8,#4C $ada konsentrasi 94,:5 berat
9',%5 volume/ sehingga tidak da$at di$isahkan
melalui $roses distilasi biasa.
!ioetanol meru$akan etanol yang dihasilkan melalui
$roses )ermentasi glukosa yang berasal dari biomassa
yang mengandung kom$onen $ati atau selulosa,
7/26/2019 azotrop
2/8
se$erti singkong, molase tetes tebu/, +agung, sagu,
atau gliserol ;ambali dkk., %""'/
!ioetanol da$at diman)aatkan sebagai substitusi
bahan bakar minyak untuk motor berbahan bakar
bensin. (ebagai bahan $ensubstitusi bensin, bioetanol
da$at dia$likasikan dalam bentuk murni 6#""/ atau
0am$uran gasohol/, misalnya #"5 bioetanol
di0am$ur dengan 9"5 bensin disebut 6#"/.
!ebera$a keunggulan bioetanol dari bensin, antara
lain< terbuat dari bahan alami yang +umlahnya
melim$ah dan oleh karenanya bersi)at terbarukan,
F"9 - #
lebih ramah lingkungan dan tingkat emisi gas rumahka0a yang dihasilkan lebih rendah, karena bioetanol
memiliki research octane number=2N/ yang lebih
tinggi #"8,:/ dari$ada bensin 88/, yang berarti
bah*a e)isiensi $embakaran yang dihasilkan lebih
tinggi.
7eski$un $roses $embuatan bioetanol relati) mudah,
namun kemurnian bioetanol yang dihasilkan dari
$roses )ermentasi $ada umumnya hanya berkisar
antara ##,4-#%,45 6lvers, %""8/. Kemurnian da$at
ditingkatkan hingga 945 melalui $roses distilasi
bertaha$. Namun, bahan bakar bioetanol fuel grade
ethanol/ harus memiliki kemurnian tidak kurang dari
99,45 sehingga di$erlukan $roses $emurnian
alternati), antara lain< distilasi a1eotro$, distilasi
ekstrakti), atau adsor$si dengan molecular sieve.
Pada $enelitian ini, distilasi a1eotro$ akan di$ela+ari.
3istilasi a1eotro$ digunakan untuk 0am$uran yang
sulit di$isahkan melalui $roses distilasi biasa, karena
membentuk a1eotro$, di mana kom$osisi kom$onen
di )asa ua$ mau$un 0air tidak berubah lagi oleh
$emanasan >idagdo dan (eader, #99:/. Prosesnya
dilakukan dengan $enambahan extraneous mass-
separating agent yang dikenal sebagaientrainer ke
dalam 0am$uran a1eotro$ sehingga entrainerakan
membentuk a1eotro$ terner dengan kedua kom$onenkun0i tersebut.$ntrainerharus memenuhi syaratiley-@C; @erlag?mb; Co.
K?a, ?ermany.
?omis,@., =ui1,F., sensi, J.C., Font, ., %""&,$$li0ation o) Isoo0tane to the 3ehydration o) 6thanol.
3esign o) a Column (eGuen0e To 2btain bsolute
6thanol by ;eterogeneous 1eotro$i0 3istillation,nd.$ng. #hem. !es., %, #"-#.
;ambali, 6., 7u+dali$ah, (., Tambunan, .;.,
Patti*iri, .>., ;endroko, =, %""', 'e(nologi
Bioenergi, gro7edia Pustaka, Jakarta.
(eader, J.3., ;enley, 6.J., %"":, (e$aration Pro0ess
Prin0i$les, %nd
ed., John >iley(ons In0., U(.
>idagdo, (., (eader, >.3., #99:, 1eotro$i0
3istilation,A#h$ ournal, %, #, 9:-#&".
Treybal, =.6., #98#,*ass 'ransfer peration, &rd
ed., 70. ?ra*-;ill !ook Com$any, U(.
7/26/2019 azotrop
8/8
0amar 11. Pengaruhfeed locationterhada$ kemurnianetanol
F"9 - :