perancangan proses industri propylen

Upload: indra-hutama

Post on 10-Feb-2018

289 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

  • 7/22/2019 PERANCANGAN PROSES INDUSTRI PROPYLEN

    1/29

  • 7/22/2019 PERANCANGAN PROSES INDUSTRI PROPYLEN

    2/29

    Gambar 1.1. Gambar Perbandingan Produksi, Konsumsi Dan Impor

    Propylene Indonesia,

    Berdasarkan grafik tersebut, dengan metode least square maka kebutuhan

    propylene Indonesia di tahun-tahun berikutnya dapat ditunjukkan seperti pada

    tabel 1.2.

    Tabel 1.2. Tabel Prediksi Kebutuhan Propylen Indonesia

    TahunProduksi Konsumsi Impor

    (000 ton)

    2010 434 731 297

    2011 425.5 768.3 342.8

    2012 417 805.6 388.6

    2013 408.5 842.9 434.4

    2014 400 880.2 480.2

    2015 391.5 917.5 526

    2016 383 954.8 571.8

    2017 374.5 992.1 617.6

    2018 366 1029.4 663.4

    2019 357.5 1066.7 709.2

    [2020 349 1104 755

    Tabel tersebut menunjukkan bahwa terjadi peningkatan konsumsi Propylen,

    sementara produksi semakin turun, hal ini menyebakan volume impor

    semakin meningkat tajam. Pada tahun 2020 diperkirakan volume impor

    Propylen Indonesia mencapai 755 ribu ton, sehingga pendirian pabrikpropylen baru harus segera realisasikan untuk mengurangi ketergantungan

    impor.

    Permasalahan-permasalaha tersebut yang melatarbelakangi

    perancangan pendirian pabrik Propylen dengan kapasitas 110.000 ton/tahun

    dengan harapan dapat mengurangi ketergantungan volume impor yang sangat

    besar.

    y = -8.5x + 17519

    y = 37.3x - 74242

    y = 52.8x - 105790

    200

    400

    600

    800

    2004 2006 2008 2010kapasitaspropylen

    (000t

    on)

    Tahun

    ProduksiKonsumsiImpor

  • 7/22/2019 PERANCANGAN PROSES INDUSTRI PROPYLEN

    3/29

    B. TujuanTujuan pendirian pabrik Propylen dengan kapasitas 110.000 ton/tahun

    adalah untuk mengurangi ketergantungan volume impor yang sangat besar

    ditahun 2020 sehingga kebutuhan propylene Indonesia sebagian terpenuhi

    dari dalam negeri.

    C. ManfaatManfaat pendirian pabrik propylen dengan kapasitas 110.000 ton/tahun

    adalah,

    1. Mengurangi ketergantungan volume impor yang sangat besarditahun 2020 sehingga visi Indonesia menuju Negara mandiri mulai

    berkembang.

    2. Kebutuhan propylene Indonesia dapat terpenuhi dari dalam negerisehingga tercipta keamanan dan kesejahteraan masyarakat.

    3. Terciptanya lapangan kerja baru sehingga dapat membantupemerintah dalam usaha mengentaskan angka kemiskinan dan

    pengangguran di Indonesia.

  • 7/22/2019 PERANCANGAN PROSES INDUSTRI PROPYLEN

    4/29

    BAB II

    TINJAUAN PUSTAKA

    A. SPESIFIKASI BAHAN BAKUPropana (C3H8)

    Propana adalah senyawa alkana tiga karbon (C3H8) yang berwujud gas dalam

    keadaan normal, tapi dapat dikompresi menjadi cairan yang mudah dipindahkan

    dalam kontainer yang tidak mahal. Senyawa ini diturunkan dari produk petroleum

    lain pada pemrosesan minyak bumi atau gas alam. Propana umumnya digunakan

    sebagai bahan bakar untuk mesin, barbeque (pemanggang), dan di rumah-rumah.

    Dijual sebagai bahan bakar, propana dikenal juga sebagai LPG ( liquifiedpetroleum gas - gas petroleum cair) yang dapat berupa campuran dengan sejumlah

    kecil propena, butana, dan butena. Kadang ditambahkan juga etanetiol sebagai

    bahan pemberi bau agar dapat digunakan sebagai deteksi jika terjadi kebocoran.

    a.Sifat Fisis Propana

    Parameter Nilai

    Berat Molekul

    Kemurnian

    44,1 gr/mol

    95%Densitas 1,83 kg/m3

    Viskositas 8.34Pas at 16.7 C

    Melting point -187.7 C

    Boiling point -42.1 C

    Latent heat of vaporization 425.31 kJ/kg

    Vapor pressure (at 21 C) 8.7 bar

    Critical temperature 96.6 C

    Critical pressure 42.5 bar

    Compressibility Factor (Z) at1.013 bar 0.9821

    Thermal conductivity at 1.013 bar 15.198 mW/(m.K)

    Heat capacity at constant pressure 0.075 kJ/(mol.K)

    Heat capacity at constant volume 0.066 kJ/(mol.K)

    Phase Gaseous

    http://en.wikipedia.org/wiki/Pascal_secondhttp://en.wikipedia.org/wiki/Pascal_second
  • 7/22/2019 PERANCANGAN PROSES INDUSTRI PROPYLEN

    5/29

    Sifat kimia

    a. Reaksi monoklorinasi propana (pengantian satu atom H oleh satu atom Cl)Reaksi :

    C3H8+ Cl2C3H7Cl+ HCl

    b. Reaksi dibrominasi propana (penggantian dua atom H oleh dua atom Br)Reaksi :

    C3H8+ 2Br2C3H6Br2+ 2HBr

    2. Kromium OksidaKromium (III) oksida adalahsenyawa anorganik darirumusCr 2O 3.Ini

    adalah salah satu oksida utamakromium dan digunakan sebagai pigmen. Di

    alam, hal itu terjadi sebagai eskolaite mineral langka.

    a. Sifat fisis kromium oksidaParameter Nilai

    Rumus molekul Cr2O3

    Densitas 5.22 g/cm

    Melting point 2435 C

    Boiling point 4000 C

    Enthalpy of formation 1128 kJmol

    Standard molar 81 Jmol1K1

    Heat of vaporization 339.5 kJmol

    Molar heat capacity 23.35 Jmol K

    Thermal conductivity at 1.013 bar 93.9 Wm1

    K1

    Phase Solid

    Sumber :en.wikipedia.org/wiki/Chromium

    b.Sifat Kimia Kromium Oksidaa. Tidak larut dalam air, larut dalam asam untuk menghasilkan ion

    kromium terhidrasi, [Cr (H 2O) 6]3 +yang bereaksi dengan dasar untuk

    memberikan garam [Cr (OH) 6]3

    b. Ketika dipanaskan dengan karbon halus dibagi dapat direduksi menjadikrom logam dengan pelepasan karbon dioksida. Ketika dipanaskan

    http://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&ei=7tRfUcSaOJHKrAfk0IGACg&hl=id&prev=/search%3Fq%3Dphysical%2Bproperties%2Bof%2Bchromium%2Boxide%26hl%3Did%26biw%3D853%26bih%3D393&rurl=translate.google.co.id&sl=en&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Inorganic_compound&usg=ALkJrhgsh9MfXHmO_BVTwuyIlRviykKVUwhttp://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&ei=7tRfUcSaOJHKrAfk0IGACg&hl=id&prev=/search%3Fq%3Dphysical%2Bproperties%2Bof%2Bchromium%2Boxide%26hl%3Did%26biw%3D853%26bih%3D393&rurl=translate.google.co.id&sl=en&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Chemical_formula&usg=ALkJrhihKg8jqtVyndMnH_hnSKb06So-KAhttp://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&ei=7tRfUcSaOJHKrAfk0IGACg&hl=id&prev=/search%3Fq%3Dphysical%2Bproperties%2Bof%2Bchromium%2Boxide%26hl%3Did%26biw%3D853%26bih%3D393&rurl=translate.google.co.id&sl=en&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Chromium&usg=ALkJrhgIY06MwfPbFv-N6ZBu4Ly5miNueAhttp://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&ei=7tRfUcSaOJHKrAfk0IGACg&hl=id&prev=/search%3Fq%3Dphysical%2Bproperties%2Bof%2Bchromium%2Boxide%26hl%3Did%26biw%3D853%26bih%3D393&rurl=translate.google.co.id&sl=en&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Oxygen&usg=ALkJrhjpbBAldd4sQReU6xaJ9aw7bXP9WAhttp://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&ei=7tRfUcSaOJHKrAfk0IGACg&hl=id&prev=/search%3Fq%3Dphysical%2Bproperties%2Bof%2Bchromium%2Boxide%26hl%3Did%26biw%3D853%26bih%3D393&rurl=translate.google.co.id&sl=en&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Chromium&usg=ALkJrhgIY06MwfPbFv-N6ZBu4Ly5miNueAhttp://en.wikipedia.org/wiki/Molar_heat_capacityhttp://en.wikipedia.org/wiki/Molar_heat_capacityhttp://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&ei=7tRfUcSaOJHKrAfk0IGACg&hl=id&prev=/search%3Fq%3Dphysical%2Bproperties%2Bof%2Bchromium%2Boxide%26hl%3Did%26biw%3D853%26bih%3D393&rurl=translate.google.co.id&sl=en&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Chromium&usg=ALkJrhgIY06MwfPbFv-N6ZBu4Ly5miNueAhttp://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&ei=7tRfUcSaOJHKrAfk0IGACg&hl=id&prev=/search%3Fq%3Dphysical%2Bproperties%2Bof%2Bchromium%2Boxide%26hl%3Did%26biw%3D853%26bih%3D393&rurl=translate.google.co.id&sl=en&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Oxygen&usg=ALkJrhjpbBAldd4sQReU6xaJ9aw7bXP9WAhttp://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&ei=7tRfUcSaOJHKrAfk0IGACg&hl=id&prev=/search%3Fq%3Dphysical%2Bproperties%2Bof%2Bchromium%2Boxide%26hl%3Did%26biw%3D853%26bih%3D393&rurl=translate.google.co.id&sl=en&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Chromium&usg=ALkJrhgIY06MwfPbFv-N6ZBu4Ly5miNueAhttp://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&ei=7tRfUcSaOJHKrAfk0IGACg&hl=id&prev=/search%3Fq%3Dphysical%2Bproperties%2Bof%2Bchromium%2Boxide%26hl%3Did%26biw%3D853%26bih%3D393&rurl=translate.google.co.id&sl=en&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Chemical_formula&usg=ALkJrhihKg8jqtVyndMnH_hnSKb06So-KAhttp://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&ei=7tRfUcSaOJHKrAfk0IGACg&hl=id&prev=/search%3Fq%3Dphysical%2Bproperties%2Bof%2Bchromium%2Boxide%26hl%3Did%26biw%3D853%26bih%3D393&rurl=translate.google.co.id&sl=en&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Inorganic_compound&usg=ALkJrhgsh9MfXHmO_BVTwuyIlRviykKVUw
  • 7/22/2019 PERANCANGAN PROSES INDUSTRI PROPYLEN

    6/29

    dengan aluminium halus dibagi direduksi menjadi krom logam danaluminium oksida :

    Cr 2O 3+ 2 Al 2 Cr + Al 2O 3

    B. SPESIFIKASI PRODUK PROPILEN1. Propilen

    a. Sifat Fisis PropilenParameter Nilai

    Rumus molekul CH3CH=CH2

    Kemurnian 99,5%

    Densitas 0,612 g/ccSpecific Gravity 0.609 at47C

    Viskositas 0,09 cp

    Melting point 185.2C

    Boiling point 47.6 C

    Vapor pressure (at 21 C) 8690 torr at 25C

    Critical temperature 91,4oC

    Critical pressure 670 psiaLatent Heat of Vaporization 4.35 X 105 J/kg

    Heat of Combustion 458.04 X 105 J/kg

    Flash point 162F

    Heat capacity at constant pressure 1.5kJ/kg K

    Heat capacity at constant volume 1.31kJ/kg K

    Phase Gaseous

    http://cameochemicals.noaa.gov/chris/PPL.pdf

    a. Sifat KimiaSifat-sifat kimia Propilen

    a. Alkilasi

    Reaksi alkilasi terhadap benzene oleh propilen dengan adanya katalis

    AlCl3akan menghasilkan suatu alkil benzene

    Reaksi :

    http://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&ei=7tRfUcSaOJHKrAfk0IGACg&hl=id&prev=/search%3Fq%3Dphysical%2Bproperties%2Bof%2Bchromium%2Boxide%26hl%3Did%26biw%3D853%26bih%3D393&rurl=translate.google.co.id&sl=en&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Aluminum_oxide&usg=ALkJrhiXQsqo_jAiGWOi7JtknDFOmwmf6Ahttp://cameochemicals.noaa.gov/chris/PPL.pdfhttp://cameochemicals.noaa.gov/chris/PPL.pdfhttp://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&ei=7tRfUcSaOJHKrAfk0IGACg&hl=id&prev=/search%3Fq%3Dphysical%2Bproperties%2Bof%2Bchromium%2Boxide%26hl%3Did%26biw%3D853%26bih%3D393&rurl=translate.google.co.id&sl=en&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Aluminum_oxide&usg=ALkJrhiXQsqo_jAiGWOi7JtknDFOmwmf6A
  • 7/22/2019 PERANCANGAN PROSES INDUSTRI PROPYLEN

    7/29

    C6H6+ C3H6 C6H6CH(CH3)2

    b. Khlorinasi

    Alkil klorida dapat dibuat dengan cara khlorinasi dan non katalitik

    terhadap propilen fase gas pada suhu 5000C dalam reaktor adiabatic.

    Prinsip reaksi ini terdiri dari substitusi sebuah atom khlorinasi terhadap

    atom hydrogen pada propilen.

    Reaksi :

    Cl2+ CH2CHCH3 CH2CHCH2Cl + HCl

    2. Hidrogen

    Hidrogen merupakan unsur yang paling banyak terdapat di alam semesta.

    Keberadaanhidrogen di alam semesta mencapai 75%. Hidrogen terdapat di alam

    semesta sebagai salahsatu unsur yang menyusun bintang. Hidrogen banyak

    ditemukan dalam bentuk atom, danjarang ditemukan dalam bentuk unsur. Di

    bumi, gas hidrogen jarang ditemukan, hal tersebutdisebabkan karena beratnya

    yang ringan sehingga lepas dari gravitasi bumi.

    a. Sifat Fisis Hidrogen

    Parameter Nilai

    Wujud Gas,tidak berwarna dan tidak berbau

    Viskositas 0.0000865 Poise

    Densitas 0.08988 g/L

    Melting point 14.01K

    Boiling point 20.28 K

    Heat of vaporization 0.904 kJmol

    Critical temperature 32.97 K

    Critical pressure 1.293 MPa

    Thermal conductivity at 1.013 bar 0.1805 Wm K

    Latent heat of vaporization 454.3 kJ/kg

    Compressibility Factor (Z) 1.001

    Specific gravity 0.0696

    Heat capacity at constant pressure (Cp) 0.029 kJ/(mol.K)

    http://en.wikipedia.org/wiki/Kelvinhttp://en.wikipedia.org/wiki/Kelvin
  • 7/22/2019 PERANCANGAN PROSES INDUSTRI PROPYLEN

    8/29

    Heat capacity at constant volume (Cv) 0.021 kJ/(mol.K)

    c. Sifat Kimia Hidrogena. Hidrogen sangatlah larut dalam berbagai senyawa yang terdiri dari

    logam tanah nadir danlogam transisi.

    b. Dapat dilarutkan dalam logamkristal maupun logamamorfc. Gas hidrogen sangat mudah terbakar dan akan terbakar pada

    konsentrasi serendah 4% H2di udara bebas

    d. H2bereaksi secara langsung dengan unsur-unsur oksidator lainnya. Iabereaksi dengan spontan dan hebat pada suhu kamar dengan klorin dan

    fluorin, menghasilkan hidrogen halida berupa hidrogen klorida dan

    hidrogen fluorida.

    C. JENIS PROSES1. Steam cracking pada hidrokarbon

    Cara yang sering dilakukan untuk memproduksi olefin ringan seperti

    ethylene dan propylene adalah dengan menggunakan steam cracking padahidrokarbon yang secara komersial dilakukan sejak tahun 1950. Saat ini,

    produksi propylenedi dunia menggunakan metode steam cracking mencapai

    112 juta ton per tahun. Kapasitas dan penggunaan steam cracking pun terus

    tumbuh karena permintaan dunia yang terus meningkat akan untuk polimer

    dan turunan olefin lainnnya. Etana, LPG dan naphta adalah bahan baku utama

    untuk steam cracker. Untuk kondensat gas alam melimpah di daerah amerika

    utara dan timur tengah sedangkan naphtasering digunakan untuk daerah Asia

    dan Eropa.

    Tabel 1 Sources of propylene and world production data

    Propylene source World

    production in

    2002 (million

    tpy)

    Share (%) Annual

    growth for

    2002 - 2015

    (%)

    Steam crackers 35.9 68.0 4.3Refinery FCC units 15.3 29.0 5.0

    Metathesis/dehydrogenation 1.6 3.0 6.5Total 52.8 100 4.7

    http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Logam_tanah_nadir&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Logam_transisihttp://id.wikipedia.org/wiki/Kristalhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Amorf&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Amorf&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Kristalhttp://id.wikipedia.org/wiki/Logam_transisihttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Logam_tanah_nadir&action=edit&redlink=1
  • 7/22/2019 PERANCANGAN PROSES INDUSTRI PROPYLEN

    9/29

    Prinsip dari reaksi steam cracking adalah dengan memecah ikatan,

    Sehingga dibutuhkan banyak energy untuk melakukan produksi olefin. Sifat

    dari reaksi ini sangatlah endotherm sehingga beroperasi pada suhu yang

    tinggi dengan tekanan rendah. Uap superheated digunakan untuk mengurangi

    tekanan parsial pada reaksi hidrokarbon dan mengurangi deposit karbon yang

    terbentuk selama proses pirolisis. Hidrokarbon dengan rantai panjang akan

    lebih mudah di pecah daripada senyawa dengan rantai yang pendek. Selain itu

    suhu yang digunakan untuk pemecahan juga lebih rendah.

    Steam cracker terdiri dari furnace yang digunakan untuk proses

    pirolisis dimana bahan baku dipecah menggunakan uap sebagai

    pengencernya. Gas hasil cracking didinginkan kemudian dikirim menuju

    demethanizer untuk memisahkan gas hydrogen dan methane. Sedangkan

    untuk effluent kemudian di olah untuk memisahkan asetylena dan untukethylene dipisahkan pada fraksionasi ethylene. Fraksi bawah dipisahkan pada

    de-ethanizer menjadi ethane dan C3+ yang ditreatment lebih lanjut untuk

    menghasilkan propylene dan olefin lainnya. Kondisi untuk ethane steam

    cracker adalah 750-800 C, tekanan 1 1,2 atm dan rasio steam/ ethane 0,5.

    Untuk bahan baku cair biasanya dipecah dengan waktu tinggal yang singkat

    dan rasio pengenceran uap lebih tinggi dibanding cracking dengan bahan

    baku gas. Kondisi untuk cracking naphta terjadi pada suhu 800 C, tekanan 1

    atm dan rasio steam/hydrocarbon 0,6 0,8 dengan waktu tinggal 0,35 detik.

    Produksi bahan baku cair mempunyai coproduct yang lebih luas. Sebagai

    contoh aromatic BTX yang dapat digunakan untuk produksi berbagai turunan

    dari bahan kimia.

    Dalam tungku cracking, perbandingan propylene dangan ethylene

    terbatas sekitar 0,65. Apabila bahan baku yang digunakan lebih besar maka

    akan menyebabkan produk samping C5+ lebih banyak. Hal ini dapat dilihat

    pada tabel 2.

    Table 2 Product yields from steam cracking of various hydrocarbons

    Product yield(wt% on unit)

    Gaseous feed Liquid feedsEthane Propane Butanes Naphtha Gas oil

    H2and methane 13 28 24 26 23Ethylene 80 45 37 30 25

    Propylene 1.11 14 16.4 14.1 14.4Butadine 1.4 2 2 4.5 5

    Mixed butanes 1.6 1 6.4 8 6C5

    + 1.6 9 12.6 18.5 32Propylene/ethylene

    (wt/wt)0.03 0.3 0.5 0.4 0.6

    Propylene (wt% of

    C3)

    86.7 58.3 99 98.3 96.7

  • 7/22/2019 PERANCANGAN PROSES INDUSTRI PROPYLEN

    10/29

    2. Fluid Katalitik CrackingSekitar 97% produksi propylene pada kilang merupakan coproduct

    dari gasoline menggunakan unit fluid katalitik. Pada beberapa kilang fraksi

    propylene dan gas ringan biasanya dialihkan menjadi bahan bakar sweet gas.Sekitar 60 % FCC propylene digunakan pada produksi kimia dan sisanya

    digunakan untuk campuran bensin ber oktan tinggi. FCC adalah proses

    pengilangan terbesar untuk produksi bensin dengan kapasitas dunia 14,2 juta

    bbl/ d atau 715 juta ton per tahun. Sekitar 50 % dari kapasitas ini berada di

    amerika utara. FCC mengkonversi bahan baku minyak berat seperti vakum

    gas minyak, residu, minyak deasphalth. Untuk produk ringan sebagian besar

    menjadi olefinik sedangkan untuk fraksi berat menjadi senyawa aromatic.

    Komponen utama FCC terdiri dari sistem injeksi bahan baku, reactor,

    stripper, fraksionator, dan regenerator. Sistem Fluidize katalis digunakan

    sebagai fasilitas katalis dan transfer panas antara reactor dan regenerator.

    Reaksi cracking yang terjadi bersifat endotherm. keseimbangan panas

    diperoleh oleh pembakaran katalis-kokas disimpan di regenerator. Secara

    umum, semua reaksi cracking dicirikan oleh produksi jumlah yang cukup

    banyak akan olefin. Hasil propylene dari unit FCC adalah fungsi dari

    parameter berikut: kapasitas proses unit FCC, jenis bahan baku, suhu keluar

    riser reactor, dan jenis katalis cair dan zat aditif.

    Untuk mendapatkan hasil yang lebih tinggi pada olefin ringan,khususnya propylene. Hydrogen pada bahan baku harus ditingkatkan dan

    kandungan sulfur harus dikurangi. Hal ini dapat dicapai dengan menggunakan

    minyak mentah kandungan sulfur rendah atau dengan meningkatkan performa

    dari hydrotreater upstream bahan baku pada unit FCC. Untuk saat ini Ada

    beberapa proses FCC komersial yang bekerja dengan menggunakan katalis.

    Pembangunan FCC tidak bernilai ekonomis apabila tujuannya hanyauntuk memproduksi propylene karena yield yang dihasilkan rendah. Akanlebih bernilai apabila menggunakan propylene untuk kebutuhan kimia.Catalitic cracking yang dirokemendasikan oleh Stone dan Webster/Shawshaw and RIPP/Sinopec merupakan proses FCC dengan hasil olefin tinggisehingga dapat digunakan untuk skala komersial. Perkembangan katalismembantu meningkatkan yield FCC konvensional dari 4,5 % menjadi 10 %atau lebih besar. Penggunaan katalis ZSM-5 dapat meningkatkan produksi

    propilen. Perkembangan proses FCC telah dilakukan oleh PetroFCC (UOP),High Severity-FCC (KFUPM, JCCP, Saudi Aramco), Maxofin(KBR,ExxonMobil), Selective Component Cracking (Lummus), dan IndMax(Indian Oil). Perbandingan proses tersebut dapat dilihat pada tabel 3 .

  • 7/22/2019 PERANCANGAN PROSES INDUSTRI PROPYLEN

    11/29

    Table 3 product yields of conventional and emerging FCC process

    Parameter FCC DCC Petro FCC HS-FCC

    Reaction temperature (oC)

    Product yield (wt%)EthylenePropyleneMixed butanesGasolineHeavy and light oilscoke

    500

    1.54.86.9

    51.5214.5

    530

    5.414.314.739

    15.64.3

    590

    6221428

    14.55.5

    600

    2.315.917.437.89.96.5

    3. Dehydrogenasi PropaneReaksi dehidrogenasi propane bersifat sangat endhoterm sehingga

    kondisi operasi berlangsung pada suhu tinggi dan tekanan rendah. Jumlah

    olefin pada reactor tergantung pada kondisi output reactor. Reaksi

    perengkahan thermal dibatasi kondisi maksimum temperatur dan tekanan

    yang menjadi variabel dominan.

    C3H8 C3H6+H2,298 = 129,4 /

    Reaksi samping yang terjadi bersamaan dengan reaksi utama

    menyebabkan pembentukan hidrokarbon ringan dan hidrokarbon berat yang

    menghasilkan pengendapan dalam jumlah kecil yang terjadi di katalis. Hal

    yang berbeda dari sistem katalis pada kromium dan platinum digunakan

    dalam rentang suhu 500-650oC. Karena deaktivasi cepat dengan pembentukan

    coke, maka konsep yang berlawanan telah digunakan untuk mengaktifkan

    regenerasi katalis.

    Beberapa proses komersial telah dikembangkan untuk dehidrogenasi

    katalitik dari propana menjadi propylene sebagai disajikan pada Tabel 4.

    Table 4 Typical properties of commercial propane dehydrogenation processes

    Process Licensor Reactor type Catalyst Reaction

    condition

    Catofin Lummus-Houdry

    Fixed bed Cr2O3/Al2O3 560-620oC, >0,5

    atmFBD-3 UOP Fluidized bed Cr2O3/Al2O3 540-590

    oC, 1 atmOleflex Snamprogetti-

    YarsintezMoving bed Pt/Al2O3 550-650

    oC, 1 atm

    PDH Linde-BASF-Statoil

    Fixed bed Cr2O3/Al2O3 590oC, >1 atm

    STAR Krupp Uhde Fixed bed Pt/Sn/Zn/Al2O3 500

    o

    C, 3,5 atm

  • 7/22/2019 PERANCANGAN PROSES INDUSTRI PROPYLEN

    12/29

    Pada gambar 2 menunjukkan diagram alir untuk propane

    dehydrogenation. Pada proses fixed bed reactor, dibutuhkan setidaknya 2

    reaktor sehingga katalis dapat diregenerasi tanpa harus menghentikan proses.

    Keuntungan dengan menggunakan moving bed atau fluidized bed adalah

    penggunaan katalis yang dapat secara terus menerus dipisahkan dari reactor

    dan diregenerasi. Sedangkan kerugiannya adalah dibutuhkanya unit separasi

    tersebut.

    Fig.2 Flow diagram of catalytic dehydrogenation of propane to propylene

    4. MethatesisOlefin methathesis adalah reaksi yang digunakan untuk memproduksi

    propylene dari ethylene dan butane menggunakan katalis senyawa logam

    transisi tertentu. Dua reaksi utama yang terjadi secara simultan adalah

    methathesis dan isomerasi. Methatesis mengubah ikatan ganda pada carbon-

    carbon yang tidak reaktif terhadap reagen lainnya menjadi gugus fungsional

    yang reaktif. Ikatan carbon-carbon yang baru terbentuk pada suhu kamar padamedia cair untuk memulai bahan. Karena reaksi methatesis adalah reaksi

    bolak balik, maka propylene dapat diproduksi dari ethylene dan butane-2.

    Methatesis dapat ditambahkan steam cracking untuk meningkatkan produksi

    ethylene dari perubahan ethylene dan perengkahan butane. Secara skematik

    dijelaskan pada gambar 3

    Dehydrogena

    tion Reactor

    Heat

    Recovery

    Gas

    compression/

    se aration

    FractionationFuel Gas

    Propylene

    product

    Steam

    Propane

    Guard Bed

    and Heater

    Matathesis

    ReactorEthylene

    Column

    Propylane

    Column

    Ethylene

    C4

    Recycle C4

    Recycle EthylenePropylene

    Product

  • 7/22/2019 PERANCANGAN PROSES INDUSTRI PROPYLEN

    13/29

    D. KELEBIHAN DAN KEKURANGAN PROSES PEMBUATANPROPYLENE

    Proses Kelebihan Kekurangan

    Steam Cracking Sudah populardigunakan

    Bahan baku lebihvariatif

    Investasi sedang

    Memerlukan uap Yield masih rendah

    FCC Investasi sedang Yield sedang Menggunakanregenerator katalis

    Memerluksan uap Perlu mengurangi

    hydrogen dan sulfurpada bahan baku

    Dehydrogenasi

    propane Selektivitas tinggi Tidak memerlukan

    steam

    Pertumbuhan tinggi

    Biaya investasitinggi

    Belum populerdigunakan

    Produksi duniamasih sedikit

    Methatesis Investasi sedang Membutuhkan uap Belum populer

    digunakan

    Dari kelebihan dan kekurangan proses-proses diatas maka akan

    digunakan proses dehidrogenasi propane. Adapun berbagai macam paten

    yang telah ada pada proses propane dapat dilihat pada tabel dibawah ini :

    Table 4 Typical properties of commercial propane dehydrogenation processes

    Process Licensor Reactor type Catalyst Reaction

    condition

    Catofin Lummus-Houdry Fixed bed Cr2O3/Al2O3 560-620

    o

    C, >0,5atmFBD-3 UOP Fluidized bed Cr2O3/Al2O3 540-590

    oC, 1 atmOleflex Snamprogetti-

    YarsintezMoving bed Pt/Al2O3 550-650

    oC, 1 atm

    PDH Linde-BASF-Statoil

    Fixed bed Cr2O3/Al2O3 590oC, >1 atm

    STAR Krupp Uhde Fixed bed Pt/Sn/Zn/Al2O3 500oC, 3,5 atm

  • 7/22/2019 PERANCANGAN PROSES INDUSTRI PROPYLEN

    14/29

    1. Catofin DehidrogenasiDehidrogenasi catofin merupakan proses kontinyu dengan operasi

    reaktor bersiklus dimana reaktor mengalami proses pemanasan atau

    regenerasi. Ketika hidrokarbon diproses, umpan awal dan umpan dari

    recycle ( dari unit sintesis MTBE atau C3 splitter dasar ) dievaporasi oleh

    pertukaran berbagai arus proses dan suhu reaksinya meningkat sebagai

    pengganti pemanas. Hasil buangan disalurkan melalui generator dengan

    uap tekanan tinggi, penukar umpan buangan, dan dapat mengurangi

    pendingin untuk ke kompresor.

    Keluaran dari kompresor didinginkan, dikeringkan dan diteruskan

    ke bagian yang suhunya rendah untuk direcovery. Pada bagian suhu

    rendah yaitu offgas, yang merupakan gas kaya akan hidrogen, dapat juga

    dialirkan ke PSA ( Pressure Swing Adsorption), unit yang memurnikan

    hidrogen. Cairan yang direcovery dari bagian suhu rendah terserbut,bersama dengan hasil buangan dari flash drum, dimasukkan ke tahap

    destilasi atau MTBE sintesis untuk menghasilkan produk recovery.

    Suhu reaktor turun selama reaksi karena reaksi endotermik.

    Peralatan tambahan yang diperlukan untuk memanaskan / regenerasi,

    yang diperlukan untuk mempersiapkan off-line reaktor untuk tahap reaksi

    berikutnya. Selama langkah pemanasa, karbon yang terkandung pada

    katalis juga dibakar.

    2. FBDTekhnologi FBD dioperasikan menggunakan reaktor fluidized bed

    dengan menggunakan katalis yang bersirkulasi secara kontinyu dari dasar

    reaktor ke atas pada plant regenerator. Panas yang dibutuhkan

    untuk proses reaksi disuplai oleh pembakaran bahan bakar fuel dalam

    generator yang dialirkan ke reaktor.

  • 7/22/2019 PERANCANGAN PROSES INDUSTRI PROPYLEN

    15/29

    3. OleflexProses oleflex adalah teknologi dehidrogenasi katalis untuk pembuatan

    olefin ringan dari parafin yang sesuai. Salah satu aplikasi yang sering digunakan

    adalah pembuatan propylene dari propane.

    4. STARSTAR merupakan singkatan Steam Active Reforming adalah teknologi

    komersial yang digunakan untuk dehidrogenasi parafin ringan, seperti propane

    dan butane. Bagian reaksi terdiri dari reaktor eksternal yang dipanaskan dan

    dihubungkan secara seri dengan reaktor adiabatis (oxyreactor).

  • 7/22/2019 PERANCANGAN PROSES INDUSTRI PROPYLEN

    16/29

    5. PDHLinde telah mengembangkan proses PDH dalam proses reformasi uap, tetapi

    menggunakan katalis yang berbasis kromium. Sementara itu, Statoil telah

    mengembangkan katalis generasi kedua, menggunakan platinum dan timah.

    Linde menggabungkan "hidrotalsit" katalis dengan teknologi proses, dan

    mengubah 50% propana pada uji coba pertama (sebagai lawan 32% dengankatalis sebelumnya), dan batas pembentukan kokas sampai kurang dari 0,1%

    berat . Langkah-langkah proses nya adalah debutanization, dehidrogenasi

    katalis, pendinginan gas biaya, kompresi, maka penghapusan fraksi ringan dan

    daur ulang dari fraksi berat ke debutanizer. Proses dehidrogenasi berjalan

    dengan 50% cairan uap pada 600 C tekanan lebih besar dari atomospheric

    (yang mencegah infiltrasi udara yang akan mengguncang proses). Katalis

    diregenerasi tanpa menggunakan bahan kimia klorin.

  • 7/22/2019 PERANCANGAN PROSES INDUSTRI PROPYLEN

    17/29

    Paten yang kami pilih adalah dehidrogenasi catofin dengan keuntungan

    dan keadaan operasi sebagai berikut:

    Catofin Oleflex STAR FBD PDH

    Reactor Adibatic fixedbed

    Adibaticmoving bed

    DH reactor,adiabaticoxyreactor

    Fluidized bed Isothermalfixed bed

    Operation Cyclical Continuous Cyclical Continuous Cyclical

    Feed C3or C3or C4 C3or C4 C3or C4 C3or C4

    Conversion(%) C3 : 48-65C4: 60-65

    C3 : 25C4: 35

    C3 : 40 C3 : 40C4: 50

    C3 : 30

    Selectivity(%) C3 : 82-87C4: 93

    C3 : 89-91C4: 91-93

    C3 : 89 C3 : 89C4: 91

    C3 : 90

    Berikut ada perbandingan antara paten catofin dan oleflex :

    PROPANE DEHYDROGENATION

    CATOFIN BY LUMMUS OLEFLEX

    Reactor system 8 horizontal fixed bedreactors in parallel

    4 vertical moving bedsreactors in series

    Catalyst; catalyst life;spent catalyst

    Chromium oxide over 3 yearsspent catalysts dump-out andland filling

    Pt catalysts;over 5 yearsspent catalyst dump outand Pt recovery

    Catalyst regeneration;catalyst regenerationcycle;cycle time

    In situ, cyclic regeneration ;10-20 min

    Continous catalystregeneration 7 days

    Operation conditions;temperature and

    pressure

    600oC, 0.3-1 bar 630oC-650oC, 1.2-2 bar

    ConversionSelection

    45-50%80-90%

    35-40%80-90%

    Advantages No separate facility forcatalyst regeneration

    No H2 recycle gasHigh conversionLower C3 consumptionLower catalyst cost

    Safe and realiability inoperation

    Longer catalyst lifeHigh on-stream operation

    Disadvantages Frequent changes of reactoroperation conditions 12 minUse of chromium for catalyst

    Complicated reactor designSeparate facility forcatalyst regeneration

    Commercial plants 7 plants 9 plants

  • 7/22/2019 PERANCANGAN PROSES INDUSTRI PROPYLEN

    18/29

    BAB III

    METODOLOGI

    A. TAHAPAN SINTESA PROSES1. Distribute of Chemical

    Feed yang komponen terbesar berupa propane terjadi reaksi

    dehidrogenasi sehingga terbentuk propene dan hydrogen. Berdasarkan

    hukum neraca bahan Total mass flow input sama dengan total mass

    flow output. Secara stoikiometri, perbandingan reaktan (propane) dan

    produk (propena) adalah 1 : 1, sehingga untuk memproduksi 110.000

    ton propena dibutuhkan propane sebanyak 115.238 ton dan dihasilkan

    hiddrogen sebagai produk samping sebesar 5.238 ton.

    Dehdrogenasi propane dengan prosess catofine memilikikonversi sekitar 53% dan selectivity 86 % dengan kondisi operasi 900

    K dan tekanan 40 Kpa. Katalis yang digunakan pada porses catofin

    adalah Cr2O3 (18-20%)dan alkali metal (1-2%) dengan support

    alumina.

    Umpan tunggal propane mengalami proses dehidrogenasi

    menghasillan propene, hydrogen dan propane sisa. Propene dan

    hydrogen diambil sebagai produk, sedangkan propane sisa di recycle

    untuk didehidrogenasi lagi. Propane sisa di mix dengan fresh propane

    sebelum masuk unit dehidrogensi dengan tujuan homogenisasikomposisi, tekanan dan suhu serta fase.

    Gambar 1. Flowsheet distribution of chemical pada reaksi

    dehidrogenasi proses catofin

    115.238 ton/th

    DEHYDROGENATION

    (Catofin prosess)

    900 K, 40 Kpa

    C3H6H2

    C3H8 C3H6 + H2

    C3H8

    C3H6

    C3H6

    110.000 ton/th

    H2

    5.238 ton/th

  • 7/22/2019 PERANCANGAN PROSES INDUSTRI PROPYLEN

    19/29

    2. Eliminate Difference in CompositionHasil proses dehidrogenasi terdiri dari propylene, hydrogen dan

    propane sisa. Produk utama yang diinginkan dari proses dehidrogenasi

    adalah propylene, sehingga perlu dilakukan separasi untuk

    memisahkan propylene dengan produk amping tersebut.

    Hasil reaksi unit dehidrogenasi yang terdiri campuran gas-liquid

    dalam keseimbagan dipisahkan menggunakan flash drum yang

    dioperasikan dengan menurunkan tekanan hingga 1 atm sehingga

    terjadi flashing. Hydrogen dengan boiling point sangat rendah berupa

    gas akan keluar pada low temperature section bagian atas (puncak

    kolom) sedangkan liquid dengan boling point lebih tinggi (ethane,

    propane, propylene) keluar lewat dasar kolom.

    Liquid keluaran dari flash drum dan recovery liquid dari low

    temperature section dimier kemudian dipisahkan diunit destilasibrdasarkan titik didih. Ethane dan propane+ dipisahkan pada unit

    deetanizer yang di operasikan pada tekanan 1 atm dan suhu kolom -

    600C. Ethane dengan titik didih lebih rendah keluar lewat puncak

    kolom sedangkan propane+ dengan titik didih lebih tinggi keluar lewat

    dasar kolom. Propane dan propylene masuk ke unit C3 spliter untuk

    memisahkan propylene produk dengan propane sebagai umpan

    recycle, kolom ini di operasikan pada tekanan 1 atm dan suhu -450C.

    Tabel 1. boiling point dan critical constan, 1 atm ( Properties of

    Aspen HYISIS 7.3 reference)Komponen Boiling point ( C) T critis ( C) P critis (psia)

    Propane -42.10 96.75 617.4Propylene -47.75 91.85 670.1Hidrogen -252.6 -239.7 190.8Ethena -88.6 32.28 708.3

    Dehydrogenation

    (Catofin prosess)

    900 K, 40 Kpa

    C3H6

    H2C3H6

    C3H6 +C3H8 H2

    Gambar 2. Flowsheet Eliminate Difference in Compositionpada reaksi dehidrogenasi proses catofin

    C3H8

    Flash drumHigh temp section

    Low temperature section

    Deetanizer kolom

    Propylen

    propane

    Ethane

    C3Spliter

    Propane

    Propylen

  • 7/22/2019 PERANCANGAN PROSES INDUSTRI PROPYLEN

    20/29

    3. Eliminate Different Temperature, Pressure Dan PhaseUntuk mendapatkan produk yang diinginkan dengan kemurnian

    dan selektivitas tinggi, maka reactor harus dioperasikan pada kondisi

    suhu dan tekanan yang optimal. Untuk mencapai suhu dan tekanan

    operasi terdapat rangkaian sistem proses yang harus dilalui.

    Unit dehidrogenasi dioperasikan pada temperature 626.850C dan

    tekanan 40 kpa (0.39 atm). Feed propane pada kondisi 30 0C, 12atm di

    kontakkan dengan stream dari reactor yag bersuhu 626.850C, 40 kpa

    dalam unit heat echanger sehingga terjadi kenaikan temperature feed

    menjadi 40 0C tekanan 1 atm. Temperature feed tersebut belum

    mencukupi kondisi operasi spesifikasi reactor sehingga feed propane

    harus dipanaskan lagi hingga suhu mencapai 626.850C dengan

    menggunakan furnace. Peningkatan suhu yang sangat tinggimenyebabkan peningkatan tekanan feed propane sehinga diperlukan

    ekpander untuk menurunkan pressure hingga 40 Kpa agar sesuai

    dengan unit dehidrogenasi.

    Panas produk hasil reaksi dehidrogenasi dengan suhu tinggi

    tersebut kemudian dipakai untuk memanaskan feed dengan heat

    exchanger sehingga terjadi penurunan suhu hingga 525,85 0C

    kemudian diturunkan suhunya menggunakan cooler menggunakan

    refigeran hingga mencapai suhu 20 0C denga tekanan 40 Kpa. Untuk

    keperluan pemisahan pada unit flashing drum maka propylenedinaikkan tekanan terlebih dahulu hingga 4 atm menggunakan

    compressor dan diflasing pada unit flashing drum 1 atm. Hydrogen

    dengan boiling point sangat rendah berupa gas akan keluar pada low

    temperature section bagian atas (puncak kolom flash) sedangkan

    liquid dengan boling point lebih tinggi (ethane, propane, propylene)

    keluar lewat dasar kolom.

    Hasil flashing kemudian dipisahkan menggunakan destilasi

    kolom untuk mencapai produk yang diinginkan

  • 7/22/2019 PERANCANGAN PROSES INDUSTRI PROPYLEN

    21/29

    C3H8

    C3H6Temp Change

    Dehydrogenation

    (Catofin prosess)

    900 K, 40 Kpa

    C3H6

    H2

    C3H8 C3H6 + H2

    Temp Change

    Temp Change

    Pressure

    Change

    Temp

    Change

    Gambar 2. Flowsheet Eliminate Difference Temperature, Pressure

    Dan Phase Pada Reaksi Dehidrogenasi Proses Catofin

    Flash drum High temp section

    Low temperature section

    Deetanizer kolom

    Propylen

    propane

    Ethane

    C3SpliterPropane

    Propene

    E-4

    P-14

    E-5

    P-15

    E-6

    P-22

    E-12

    P-23

    E-13

    P-24

  • 7/22/2019 PERANCANGAN PROSES INDUSTRI PROPYLEN

    22/29

    4. Task IntegrationRaw material yang mengandung komponen utama propane

    dilakukan pengolahan pada sistem proses untuk mendapatkan produk

    yang diinginkan yakni propylene. Pada sisitem proses dehidrogenasi

    propane menjadi propylene dengan proses catofin diperlukan unit-unit

    operasi yang tersusun secara terintegrasi dan kontinyu.

    Alat-alat proses yang diperlukan dalam produksi propylene

    meliputi heat exchanger, reactor fixbed, furnace, cooler, flash tank,

    kompresor, dan kolom destilasi. Alat-alat tersebut disusun secera

    terintegrasi dengan harapan mendapatkan produk propylene dengan

    kemurnian tinggi serta konversi dan selektivitas reaksi tinggi sehingga

    dapat menurunkan cost.

    Reactor merupakan tempat reaksi dehidrogenasi untukmemproduksi propylene denga hasil samping hydrogen. Reaktor

    fixbed yang dipilih dioperasikan pada temperature 626.850C dan

    tekanan 40 kpa (0,38 atm). Sedangkan cooler dan heat exchanger

    merupakan alat perpindahan panas yang diperlukan untuk menaikkan

    dan menurukan suhu bahan. Heat echanger yang digunakan untuk

    menaikkan suhu dioperasikan untuk menghasilkan beda temperature

    +10 0C terhadap suhu umpan, sedangkan cooler digunakan untuk

    menurukan suhu produk dari reakatr hingga temperature normal dan

    menurunkan suhu akibat compressi pada kompresor.Flash drum digunakan untuk memisahkan antara hydrogen dan

    propane, propen, dan ethane dengan prinsip flashing yaitu penurunan

    tekanan. Flash drum dioperasikan untuk menurunkan tekanan umpan

    10 atm hingga 1 atm. Produk dari flash drum yang bertekanan 1 atm

    kemudian dipisahkan menggunakan 2 unit kolom destilasi dengan

    produk ethane pada kolom 1 dan propylene pada kolom 2, sedangkan

    propane sisa dikembalikan sebagai propane recycle. Kedua unit kolom

    dioperasikan pada tekanan 1 atm dan temperature kolom 1dan 2

    masing-masing -600C dan -450C.

  • 7/22/2019 PERANCANGAN PROSES INDUSTRI PROPYLEN

    23/29

    Gambar 2. Flowsheet Task Integration Pada Reaksi Dehidrogenasi

    Proses Catofin

    30 0C, 12 atm

    E40 C, 12 atm

    -

    628 C, 40 kpa

    P-4

    P-

    528 C, 40 kpa

    -

    P-

    4 atm

    18 -

    fuel

    I

    P-22

    furnace

    Heat exchanger

    cooler

    cooler

    reaktor

    udara

    kompresor

    ekspander

    Pemanas udara

    cooler

    Propane

    Propane Recycle

    Flash tank

    1 mat

    Deethanizer

    1 atm, -60 C

    P-

    ethane

    1 atm, -45 C

    -

    propylenP

    E-19

    -

    -

    -

    -

    -

    -

    E-18

    -

    -

    P-27

    P-28

    20 C, 40 kpa

  • 7/22/2019 PERANCANGAN PROSES INDUSTRI PROPYLEN

    24/29

    B. FLOWSHEET LENGKAPBerikut ini flowsheet lengkap pembuatan propylene dengan proses catofin,

    30 0C, 12 atm

    E40 C, 12 atm

    -

    628 C, 40 kpa

    P-4

    P-

    528 C, 40 kpa

    -

    P-

    4 atm

    18 -

    fuel

    I

    P-22

    furnace

    Heat exchanger

    cooler

    cooler

    reaktor

    udara

    kompresor

    ekspander

    Pemanas udara

    cooler

    Propane

    Propane Recycle

    Flash tank

    1 mat

    Deethanizer

    1 atm, -60 C

    P-

    ethane

    1 atm, -45 C

    -

    propylenP

    E-19

    -

    -

    -

    -

    -

    -

    E-18

    -

    -

    P-27

    P-28

    20 C, 40 kpa

    Gambar 3. Flowsheet Lengkap Pada Reaksi Dehidrogenasi Propan

    Menjadi Propyelen Proses Catofin

  • 7/22/2019 PERANCANGAN PROSES INDUSTRI PROPYLEN

    25/29

    BAB IV

    PEMBAHASAN

    Deskripsi Proses Dehydrogenation Catofin

    Pembuatan propylene dapat dilakukan dengan metode steam cracking,

    Fluid Katalitik Cracking, Methatesis dan Dehydrogenasi. Pada proses steam

    cracking bahan baku yang digunakan adalah LPG, Etana dan nafta. Untuk Fluid

    katalitik cracking bahan baku yang digunakan adalah heavy crude oil sedangkan

    proses methatesis bahan baku yang digunakan berupa Ethylene dan 2-butane.

    Ketiga metode ini bersifat sangat endotermis sehingga dilakukan dalam keadaan

    suhu yang tinggi dan tekanan yang rendah. Kerugian proses-proses tersebut adalah

    penggunaan steam sehingga dalam operasinya memerlukan banyak biaya dan

    adanya sulfur pada bahan baku menyebabkan alat mudah mengalami korosi. Oleh

    karena itu, kami memilih proses dehydrogenasi karena bahan baku hanya berupa

    propane sehingga mudah untuk dikendalikan dan dalam prosesnya dilakukan

    dalam suhu sedang serta tidak memerlukan uap. ( Heuristik 1 )

    Tahapan proses pembuatan Propylene dari Propana dengan proses

    dehydrogenasi Catofin dibagi menjadi 3 tahap:

    1. Tahap penyiapan bahan baku

    2. Tahap reaksi dehidrogenasi pembentukan propylene.

    3. Tahap pemurnian produk.

    1. Tahap penyiapan bahan baku

    Umpan berupa propane dengan kemurnian minimal 95 % diberikan

    preparasi sebelum bahan tersebut dimasukkan ke dalam reactor. Propane disimpanpada keadaan cair jenuh dalam tangki berbentuk tabung pada suhu lingkungan (30

    C) dan tekanan 12 atm. Dari tangki penyimpanan terdapat valve untuk

    mengalirkan propane. Setelah melewati valve di atur pada tekanan 1 atm sehingga

    propane cair jenuh akan terkondensasi menjadi gas dan dapat mengalir dengan

    sendirinya. Gas propane kemudian dilewatkan menuju Heat Excanger dengan

    aliran counter current sehingga suhunya naik menjadi 40 C. ( Heuristic 26) setelah

    itu kemudian propane dimasukkan ke dalam furnace untuk mendapatkan suhu

    626.850C. (Heuristik 25). Peningkatan suhu yang sangat tinggi menyebabkan

    peningkatan tekanan feed propane sehinga diperlukan ekpander untuk

  • 7/22/2019 PERANCANGAN PROSES INDUSTRI PROPYLEN

    26/29

    menurunkan pressure hingga 40 Kpa agar sesuai dengan unit dehidrogenasi.

    (Heuristic 40).

    2. Tahap Reaksi dehydrogenasi propane

    Reaktor dehydrogenasi yang digunakan adalah reactor fixed bed mutitube

    dengan katalis kromium oksida. Reactor ini beroperasi pada suhu 626,85 C dan

    tekanan 40 Kpa. Reaktan masuk melalui bagian atas reaktor yang kemudian

    masuk ke dalam pipa-pipa yang ada dalam reaktor dan kontak dengan katalis.

    Reaksi bersifat endoterm sehingga diperlukan panas untuk menjaga agar

    temperatur reactor agar tetap stabil. Panas tersebut diambil dari pembakaran udara

    yang bermanfaat selain sebagai suplay panas juga untuk meregenerasi katalis

    karena mampu membakar kerak yang ada pada katalis sehingga umur katalis

    dapat lebih panjang. Produk keluar berupa propylene , gas hydrogen, propane dan

    beberapa gas ringan dengan suhu yang masih tinggi sehingga produk tersebut

    dilewatkan Heat exchanger untuk dikontakkan dengan bahan baku propane yang

    baru secara counter current (lawan arah) untuk memanaskan bahan baku.

    (Heuristic 25). Suhu produk keluar heat exchanger adalah 525,85 C (Heuristic

    26).

    3. Tahap Pemurnian Produk

    Setelah melalui Heat Exchanger, produk di dinginkan menggunakan cooler

    hingga mencapai suhu 30 C (suhu normal). Hal ini dilakukan untuk menghemat

    energy yang digunakan untuk proses kompresi. Setelah melewati cooler produk di

    kompresi mencapai tekanan 4 atm menggunakan kompresor 2 stage agar gas dapat

    dialirkan dan dikendalikan. (Heuristic 36). Setelah melewati kompresor, suhu

    produk akan kembali mengalami kenaikan sehingga produk tersebut dilewatkan

    kembali menuju cooler mencapai suhu 20 C menggunakan refrigasi. Setelah itu,

    produk masuk menuju Flash Tank dengan tekanan 1 atm untuk memisahkan gas

    dari cairannya. Produk atas dari Flash Tank menuju PSA untuk menghasilkan gas-

    gas ringan seperti hydrogen sedangkan produk cair masuk menuju kolom

    deethanizer untuk memisahkan ethane. Pada kolom destilasi tersebut digunakan

    kondisi operasi suhu -60 C tekanan 1 atm. Produk atas dari kolom tersebut akan

  • 7/22/2019 PERANCANGAN PROSES INDUSTRI PROPYLEN

    27/29

    menghasilkan ethane sedangkan produk bawah menghasilkan campuran propane

    dan propylene. Campuran tersebut dilewatkan kolom destilasi ke 2 yang

    dioperasikan pada suhu -45 C pada tekanan 1 atm untuk mendapatkan propylene.

    Sedangkan hasil bawahnya di recycle kembali untuk dilakukan reaksi

    kembali.(Heuristic 11)

  • 7/22/2019 PERANCANGAN PROSES INDUSTRI PROPYLEN

    28/29

    BAB V

    PENUTUP

    V.1 Kesimpulan

    Proses pembuatan propylene menggunakan metode dehidrogenasi

    catofin melalui beberapa tahapan yaitu, penyapan bahan baku, reaksi

    dehidrogenasi pembentukan propylene dan pemurnian produk. Dengan

    temperatur di reaktor sebesar 626,85oC dan tekanan 40 Kpa yang

    menghasilkan konversi sebesar 53%.

    V.2 Saran

    1. Sebaiknya mahasiswa teknik kimia mempelajari lebih lanjut tentangproses pembuatan propylene sampai dengan menghasilkan produk

    yang memiliki nilai jual tinggi.

    2. Pemilihan metode proses sebaiknya disesuaikan dengan produk yangdiinginkan.

  • 7/22/2019 PERANCANGAN PROSES INDUSTRI PROPYLEN

    29/29

    DAFTAR PUSTAKA

    Badan Koordinasi Penanaman Modal 2011. Perencanaan Pengembangan InvestasiIndustri Petrokimia Terintegrasi.

    Chicago Bridge & Iron Company. 2012. CATOFIN Dehydrogenation.www.CBI.com/lummus-technology.

    en.wikipedia.org/wiki/Chromium

    http://cameochemicals.noaa.gov/chris/PPL.pdf

    Lee, Sungyu. 2006. Encyclopedia of Chemical Processing. Vol 1. Department of

    Chemical Engineering University of Missouri Columbia Columbia,

    Missouri U.S.A.

    Sanfilippo, Domenico Dan Ivano Marco. Dehydrogenation Processes. VOLUMEII / REFINING AND PETROCHEMICALS Dipartimento Di ChimicaIndustriale E Dei Materiali Universit Degli Studi Di Bologna, Italy.

    http://cameochemicals.noaa.gov/chris/PPL.pdfhttp://cameochemicals.noaa.gov/chris/PPL.pdf