BAB III
DESKRIPSI PROSES
3.1 Pemilihan Proses Produksi
Berdasarkan perbandingan beberapa proses pembuatan Propilen Oksida. Pada
proses hydroperoksida dengan menggunakan tert-butyl hydroperoksida yield
yang diperoleh sebesar 99% dan juga ketersediaan propilena sebagai bahan
baku sangat banyak dan relatif murah, reaksi dan prosesnya relatif sederhana
sehingga dalam penerapan teknologi dan perancangannya. (Krik & Othmer,
2007).
3.2 Persiapan Bahan Baku
Bahan baku pembuatan propilen oksida memerlukan bahan baku propilen
dengan persen kemurnian yaitu 98% dan 2% propan yang diperoleh dari PT
Chandra Asri Chemical Tbk dan tert-butyl hydroperoksida diperoleh dari
mengimpor dari negara China. Katalis yang digunakan pada reaktor yaitu jenis
katalis molibdennum trioksida untuk mempercepat reaksi pada reaktor.
3.3 Tahap Pengelolahan Awal Bahan Baku
Bahan baku yang digunakan yaitu propilen dan tert-butyl hydroperoksida.
Propilen dengan konsentrasi 98% dan 2% propana disimpan dalam keadaan
fasa cair pada tangki (TK-101) pada temperatur 30OC dan tekanan 15,2 bar.
Penyimpanan propilen dalam fasa cair dilakukan untuk memperkecil volume
penyimpanan. Setelah itu dialirkan kedalam mixing point untuk digabungkan
dengan tert-butyl hydroperoksida (TBHP).
Propilen pada fasa cair disimpan di dalam tangki bahan baku dengan
tekanan 14 bar dan suhu 300C. Propilen cair dinaikkan tekanannya dengan
pompa sampai tekanan sampai 15,20 bar dan kemudian dialirkan ke dalam
mixing point untuk dicampur dengan TBHP (tert-butyl hydroperoksida).
Selanjutnya umpan propilen dialirkan menuju Heat Exchanger (E-101) yang
berfungsi untuk menaikan temperatur menjadi 100OC dan berubah fasanya
menjadi gas dengan tekanan yang tetap yaitu 15,2 bar sehingga propilen siap
di umpankan menuju reaktor jenis multitube fixed bed.
Bahan baku selanjutnya adalah TBHP ( tert-butyl hydroperoksida ) yang
disimpan dalam tangki penyimpanan dalam fasa cair dengan tekanan 15,2 bar
dan suhu 30OC. Kemudian di alirkan menuju mixing point dimana hal tersebut
titik pencampuran dan penggabungan dengan umpan propilen. Selanjutnya
umpan TBHP dialirkan kedalam heat exchanger (E-102) yang berfungsi untuk
menaikkan suhu menjadi 100OC dan fasa dari TBHP tersebut masih tetap
dalam fasa cair dengan tekanan yang sama yaitu 15,2 bar setelah itu TBHP
diumpankan kedalam reaktor jenis multitube fixed bed.
3.4 Tahap Reaksi
Pembuatan propilen oksida dilakukan dengan proses hidroperoksida
propilen dengan TBHP ( tert-butyl hydroperoksida ). Reaktor yang digunakan pada
tahap reaksi adalah reaktor jenis multitube fixed bed (Woodle, 2006) dengan
temperatur operasi 100-130 °C dan tekanan operasi sebesar 14,8 – 35,5 bar. Umpan
masuk dalam reaktor yaitu propilen dengan fasa gas dan TBHP dengan fasa cair
yaitu TBHP dengan kondisi operasi reaktor yang digunakan yaitu temperatur 110OC
dan tekanan 15,2 bar untuk mencapai konversi propilen sebesar 99% reaktor
tersebut beroperasi secara adiabtik . reaksi yang terjadi pada reaktor yaitu reaksi
epoksidasi. Setiap bed diisi dengan katalis molibdenum trioksida (MoO3), yaitu
metal oksida yang biasa digunakan sebagai katalis heterogen. Katalis ini berbentuk
seperti powder (serbuk) dapat beroperasi selama 10 tahun tanpa regenerasi. Reaksi
yang terjadi pada proses hydroperoksida adalah sebagai berikut :
𝐶3 𝐻6 + 𝐶4 𝐻10 𝑂2 → 𝐶3 𝐻6 𝑂 + 𝐶4 𝐻10 𝑂
(Kirk-Othmer, Styrene, 1998)
Konversi propilen yang dicapai pada reaktor adalah sebesar 99%, reaktor beroperasi
secara adiabatik (Woodle, 2006). Secara termodinamika, untuk menentukan reaksi
bersifat eksotermik.
3.5 Tahap Pemurnian
Keluaran dari reaktor lalu diumpankan menuju flash drum untuk
memisahkan propilen, propane, dari propilen oksida TBHP ( tert-butyl
hydroperoksida ) dan TBA ( tert – butyl alcohol ). Umpan di alirkan menuju flash
drum melalui valve yang berfungsi untuk menurunkan tekanan dan 15,2 bar
menjadi 1 atm, yang selanjutnya di alirkan menuju cooler yang berfungsi untuk
menurunkan suhu dai 100 o C menjadi 30 o C. Kondisi operasi yang terjadi pada
flash drum adalah 1 atm dan suhu 30 o C hasil produk atas flash drum adalah
propilena dengan fasa gas,dan produk bawahnya adalah TBA,TBHP dan propilen
oxide dengan fasa cair. Tahap selanjutnya produk bawah flash drum dialirkan
menuju heater untuk selanjtnya dimasukan ke dalam distilasi 1 dengan kondisi
operasi 1 atm dan suhu 80 o C untuk memisahkan propilen oksida dari TBHP dan
TBA, hasil produk atas banyak mengandung propilen oksida dengan sedikit
kandungan TBHP dan TBA dan hasil produk bawah banyak mengandung TBHP
dan TBA dengan sedikit kandungan propilen oksida. Hasil produk atas menara
distilasi 1 akan dimasukkan kedalam tangki produk dengan kemurnian propilen
oksida 98,95%. Hasil produk bawah menara distilasi 1 akan dimasukkan kedalam
menara distilasi 2 untuk memisahkan TBA dan TBHP yang sebelumnya suhunya
dinaikan dai 80 o C menjadi 100 o C dengan menggunakan heater.
Pada menara distilasi 2 memisahkan TBA dan TBHP pada kondisi operasi
1 atm suhu 100 C. Produk atas menara distilasi 2 banyak mengandung
kandungan TBA dan sedikit kandungan TBHP.
3.6 Penangan Produk Akhir
produk bawah menara distilasi 2 memiliki kandungan TBHP yang lebih
banyak dengan kandungan TBA yang lebih sedikit. Hasil dari produk atas menara
distilasi 2 dengan kandungan TBA lebih banyak dimasukkan kedalam tangki
produk, dan hasil produk bawah menara distilasi 2 banyak mengandung TBHP
akan di recycle menuju mixing point yang nantinya dijadikan sebagai umpan
kembali.
3.7 Diagram Alir Kualitatif
Diagram alir kualitatif dapat dilihat pada gambar 3.1