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

TEKNIK REAKSI KIMIA ANALISIS CHEMCAD, phtalic an hidrate

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: TEKNIK REAKSI KIMIA ANALISIS CHEMCAD, phtalic an hidrate

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

Page 2: TEKNIK REAKSI KIMIA ANALISIS CHEMCAD, phtalic an hidrate

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

Page 3: TEKNIK REAKSI KIMIA ANALISIS CHEMCAD, phtalic an hidrate

TEKNIK REAKSI KIMIA- PHTHALIC ANHYDRIDE Page 3

KATA PENGANTAR

Assalamu’alaikum 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.

Page 4: TEKNIK REAKSI KIMIA ANALISIS CHEMCAD, phtalic an hidrate

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

Page 5: TEKNIK REAKSI KIMIA ANALISIS CHEMCAD, phtalic an hidrate

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?

Page 6: TEKNIK REAKSI KIMIA ANALISIS CHEMCAD, phtalic an hidrate

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.

Page 7: TEKNIK REAKSI KIMIA ANALISIS CHEMCAD, phtalic an hidrate

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.

Page 8: TEKNIK REAKSI KIMIA ANALISIS CHEMCAD, phtalic an hidrate

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.

Page 9: TEKNIK REAKSI KIMIA ANALISIS CHEMCAD, phtalic an hidrate

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 149°C. 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

Page 10: TEKNIK REAKSI KIMIA ANALISIS CHEMCAD, phtalic an hidrate

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 380°C.

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 (130,8°C) 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

66°C 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 149°C 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.

Page 11: TEKNIK REAKSI KIMIA ANALISIS CHEMCAD, phtalic an hidrate

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

Page 12: TEKNIK REAKSI KIMIA ANALISIS CHEMCAD, phtalic an hidrate

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

350°C 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).

Page 13: TEKNIK REAKSI KIMIA ANALISIS CHEMCAD, phtalic an hidrate

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 ™)

Page 14: TEKNIK REAKSI KIMIA ANALISIS CHEMCAD, phtalic an hidrate

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.

Page 15: TEKNIK REAKSI KIMIA ANALISIS CHEMCAD, phtalic an hidrate

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.

Page 16: TEKNIK REAKSI KIMIA ANALISIS CHEMCAD, phtalic an hidrate

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 ⁰C 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.

Page 17: TEKNIK REAKSI KIMIA ANALISIS CHEMCAD, phtalic an hidrate

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.

Page 18: TEKNIK REAKSI KIMIA ANALISIS CHEMCAD, phtalic an hidrate

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

Page 19: TEKNIK REAKSI KIMIA ANALISIS CHEMCAD, phtalic an hidrate

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

Page 20: TEKNIK REAKSI KIMIA ANALISIS CHEMCAD, phtalic an hidrate

TEKNIK REAKSI KIMIA- PHTHALIC ANHYDRIDE Page 20

6. Downtherms pumps

7. Downtherms cooler

8. High and Medium Pressure

9. Reboiler

10. Condenser

Page 21: TEKNIK REAKSI KIMIA ANALISIS CHEMCAD, phtalic an hidrate

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.

Page 22: TEKNIK REAKSI KIMIA ANALISIS CHEMCAD, phtalic an hidrate

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.

Page 23: TEKNIK REAKSI KIMIA ANALISIS CHEMCAD, phtalic an hidrate

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 (𝝈-TAL, C8H8O), R-toluic asam (𝝈-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

Page 24: TEKNIK REAKSI KIMIA ANALISIS CHEMCAD, phtalic an hidrate

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

Page 25: TEKNIK REAKSI KIMIA ANALISIS CHEMCAD, phtalic an hidrate

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.

Page 26: TEKNIK REAKSI KIMIA ANALISIS CHEMCAD, phtalic an hidrate

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.

Page 27: TEKNIK REAKSI KIMIA ANALISIS CHEMCAD, phtalic an hidrate

TEKNIK REAKSI KIMIA- PHTHALIC ANHYDRIDE Page 27

4. Gambarkan Blok diagramnya dan bagaimana Neraca Massanya ?

Blog Diagram PHTHALIC ANHYDRIDE

Page 28: TEKNIK REAKSI KIMIA ANALISIS CHEMCAD, phtalic an hidrate

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

Page 29: TEKNIK REAKSI KIMIA ANALISIS CHEMCAD, phtalic an hidrate

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

Page 30: TEKNIK REAKSI KIMIA ANALISIS CHEMCAD, phtalic an hidrate

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

Page 31: TEKNIK REAKSI KIMIA ANALISIS CHEMCAD, phtalic an hidrate

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

Page 32: TEKNIK REAKSI KIMIA ANALISIS CHEMCAD, phtalic an hidrate

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

Page 33: TEKNIK REAKSI KIMIA ANALISIS CHEMCAD, phtalic an hidrate

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

Page 34: TEKNIK REAKSI KIMIA ANALISIS CHEMCAD, phtalic an hidrate

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( o’connell)

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.

Page 35: TEKNIK REAKSI KIMIA ANALISIS CHEMCAD, phtalic an hidrate

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

Page 36: TEKNIK REAKSI KIMIA ANALISIS CHEMCAD, phtalic an hidrate

TEKNIK REAKSI KIMIA- PHTHALIC ANHYDRIDE Page 36

Tabel Perubahan pada Temperatur pada Alat Condenser #2

No Variabel sensitifitas basic

(%) Temp°C Produk Perubahan Temp Temperatur

Akhir°C

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

Page 37: TEKNIK REAKSI KIMIA ANALISIS CHEMCAD, phtalic an hidrate

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

Page 38: TEKNIK REAKSI KIMIA ANALISIS CHEMCAD, phtalic an hidrate

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

Page 39: TEKNIK REAKSI KIMIA ANALISIS CHEMCAD, phtalic an hidrate

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.

Page 40: TEKNIK REAKSI KIMIA ANALISIS CHEMCAD, phtalic an hidrate

TEKNIK REAKSI KIMIA- PHTHALIC ANHYDRIDE Page 40

Blog Diagram PHTHALIC ANHYDRIDE

Page 41: TEKNIK REAKSI KIMIA ANALISIS CHEMCAD, phtalic an hidrate

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

Page 42: TEKNIK REAKSI KIMIA ANALISIS CHEMCAD, phtalic an hidrate

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

Page 43: TEKNIK REAKSI KIMIA ANALISIS CHEMCAD, phtalic an hidrate

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

Page 44: TEKNIK REAKSI KIMIA ANALISIS CHEMCAD, phtalic an hidrate

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

Page 45: TEKNIK REAKSI KIMIA ANALISIS CHEMCAD, phtalic an hidrate

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