BAB I
BAB I
PENDAHULUAN
PENDAHULUAN
1.
1.1.1. SeSejajararah h PrPrososeses
Dalam proses pengawetan mayat, orang Mesir kuno menggunakan berbagai macam Dalam proses pengawetan mayat, orang Mesir kuno menggunakan berbagai macam cam
campurpuran, an, tertermasmasuk uk di di daldalamnyamnya a metmethanohanol, l, yanyang g mermereka eka perperoleoleh h dardari i pirpiroliolisis sis kaykayu.u. Met
Methanohanol l murmurni, ni, perpertamtama a kalkali i berberhashasil il diidiisolsolasi asi tahtahun un 1661 1661 oleoleh h RobRobert ert BoyBoyle, le, yanyangg mena
menamakmakannyannya a spispiririt t of of boxbox, , karkarena ena ia ia menmenghasghasilkilkannyannya a melmelalui alui disdistiltilasi asi kotkotak ak kaykayu.u. ama
ama itu itu kemudian kemudian lebih lebih dikenal dikenal sebagai sebagai pyroxylic pyroxylic spirit spirit !spiritus".#ada !spiritus".#ada tahun tahun 1$%&, 1$%&, ahliahli kimia #erancis 'ean(Baptiste Dumas dan )ugene #eligot menentukan komposisi kimianya. kimia #erancis 'ean(Baptiste Dumas dan )ugene #eligot menentukan komposisi kimianya. Mereka *uga memperkenalkan nama methylene untuk kimia organik, yang diambil dari Mereka *uga memperkenalkan nama methylene untuk kimia organik, yang diambil dari bahasa
bahasa ++unani unani methy methy -anggur- -anggur- lene lene kayu kayu !bagian !bagian dari dari pohon". pohon". /ata /ata itu itu semulasemula dimaksudkan untuk menyatakan -alkohol dari !bahan" kayu-, tetapi mereka melakukan dimaksudkan untuk menyatakan -alkohol dari !bahan" kayu-, tetapi mereka melakukan kesalahan.
kesalahan.
/ata methyl pada tahun 1$&0 diambil dari methylene, dan kemudian digunakan /ata methyl pada tahun 1$&0 diambil dari methylene, dan kemudian digunakan untuk mendeskripsikan -metil alkohol-. ama ini kemudian disingkat men*adi untuk mendeskripsikan -metil alkohol-. ama ini kemudian disingkat men*adi -methanol-tahun 1$2 oleh 3nternational 4onference on 4hemical omenclature.
tahun 1$2 oleh 3nternational 4onference on 4hemical omenclature.
#ada tahun 12%, ahli kimia 'erman, Matthias #ier, yang beker*a untuk B57 #ada tahun 12%, ahli kimia 'erman, Matthias #ier, yang beker*a untuk B57 mengembangkan cara mengubah gas sintesis !syngas 8 campuran dari karbon dioksida and mengembangkan cara mengubah gas sintesis !syngas 8 campuran dari karbon dioksida and hidrogen" men*adi methanol. #roses ini menggunakan katalis 9inc chromate !seng kromat", hidrogen" men*adi methanol. #roses ini menggunakan katalis 9inc chromate !seng kromat", dan
dan memmemerlerlukaukan n kondkondisi isi eksekstritrim m tektekanaanan n seksekititar ar %0:%0:100 100 M#a M#a !%0!%00:100:1000 00 atmatm", ", dandan te
tempmpereratatur ur sesekikitatar r &00 &00 ;4;4. . #r#rododukuksi si memeththanoanol l momodedern rn tetelalah h lelebibih h efeffifisisien en dendengagann menggunakan katalis tembaga yang mampu beroperasi pada tekanan relatif lebih rendah. menggunakan katalis tembaga yang mampu beroperasi pada tekanan relatif lebih rendah.
#enggunaan metanol sebagai bahan bakar mulai mendapat perhatian ketika krisis #enggunaan metanol sebagai bahan bakar mulai mendapat perhatian ketika krisis minyak bumi ter*adi di tahun 1<0(an karena ia mudah tersedia dan murah. Masalah timbul minyak bumi ter*adi di tahun 1<0(an karena ia mudah tersedia dan murah. Masalah timbul pada penge
pada pengembangan awalnya mbangan awalnya untuk campuran untuk campuran methanol(bensin. =ntuk methanol(bensin. =ntuk menghasilkan hargamenghasilkan harga yan
yang g leblebih ih murmurah, ah, bebbeberaerapa pa proprodusdusen en cendcenderuerung ng menmencampcampur ur metmetanol anol leblebih ih banybanyak.ak. #rodusen lainnya menggunakan teknik pencampuran dan penanganan yang tidak tepat. #rodusen lainnya menggunakan teknik pencampuran dan penanganan yang tidak tepat. 5kibatnya, hal ini menurunkan mutu bahan bakar yang dihasilkan. 5kan tetapi, methanol 5kibatnya, hal ini menurunkan mutu bahan bakar yang dihasilkan. 5kan tetapi, methanol masih menarik utuk digunakan sebagai bahan bakar bersih. Mobil(mobil dengan bahan masih menarik utuk digunakan sebagai bahan bakar bersih. Mobil(mobil dengan bahan
bakar
bakar fleksibel yang fleksibel yang dikeluarkan dikeluarkan oleh >enoleh >eneral Motors, eral Motors, 7ord dan 7ord dan 4hrysler dapat 4hrysler dapat beroperasiberoperasi dengan setiap kombinasi etanol, metanol dan8atau bensin.
dengan setiap kombinasi etanol, metanol dan8atau bensin.
1
1..22.. TTuujjuuaann
1.
1. Mampu Mampu membamembaca flca flowsheeowsheet prot proses pses pembuatembuatan proan produk mduk methanolethanol 2.
2. Mampu meMampu men*elsn*elsakan tahapakan tahapan prosean proses pembuats pembuatan produk man produk methanol ethanol dari bahdari bahan baku sinan baku sintesitesiss yang digunakan
yang digunakan %.
%. MenMengergerti istiti istilah dan notaslah dan notasi atau lambani atau lambang g alaalat t yanyang g digdigunakunakan untuk suatan untuk suatu u proproses dalases dalamm pabrik dan mengerti diagra alir proses yang berlaku untuk setiap proses.
pabrik dan mengerti diagra alir proses yang berlaku untuk setiap proses.
BAB II
BAB II
PROSES PEMBUATAN METHANOL
2.1. Spesifiasi Bahan Bau
Metanol dapat diproduksi dari berbagai macam bahan baku seperti gas alam dan batu bara. Dari hasil penelitian menun*ukkan bahwa metanol paling ekonomis diproduksi dari gas alam dibanding dari batu bara. Biaya produksi metanol dari gas alam sekitar 0,<%6 =D8galon sedangkan dari batu bara sekitar 1,2<< =D8galon.
>as alam sering *uga disebut sebagai gas bumi atau gas rawa, adalah bahan bakar fosil berbentuk gas yang terutama terdiri dari metana !4?&". 3a dapat ditemukan di ladang
minyak , ladang gas bumi dan *uga tambang batu bara. /etika gas yang kaya dengan metana diproduksi melalui pembusukan oleh bakteri anaerobik dari bahan(bahan organik selain dari fosil, maka ia disebut biogas. umber biogas dapat ditemukan di rawa(rawa, tempat pembuangan akhir sampah, serta penampungan kotoran manusia dan hewan.
Bahan baku yang digunakan pada pembuatan methano adalah gas 4@ dan ?2
a. /5RB@ M@@/3D5 ! 4@ "
Merupakan >as tak berbau, tak berasa dan tak berwarna. Aerdiri dari satu atom karbon yang berikatan secara koalen dengan satu atom oksigen. /arbon monoksida berasal dari pembakaran yang tidak sempurna.
• /egunaan 4@ C
Bahan baku pembuatan metanol
ebagai reduktor pada pengolahan besi dari hasil bi*ih dan logam lainnya.
• ifat fisik /arbon Monoksida
Rumus molekul C 4@
Berat molekul C 2$,0101 gr8gmol
#enampilan C Aak berbau, tak berasa dan tak berwarna
Aitik leleh C (20E o4
Aitik didih C ( 12o4
• ifat /imia /arbon Monoksida
/arbon Monoksida *ika bereaksi dengan metanol menghasilkan asam asetat.
/arbon Monoksida *ika bereaksi dengan hidrogen membentuk metanol.
b. ?3DR@>) ! ?2"
?idrogen adalah gas yang pada keadaan standar tidak berwarna, tidak berbau. Bersifat non( logam, beralensi tunggal dan gas diatomik yang mudah terbakar.
• /egunaan hidrogen C
1. Bahan pembuatan Metanol
2. umber hidrogen pembuatan ?4l %. umber bahan pembuatan 5mmonia &. ebagai bahan ?idrogenasi
• ifat /imia >as ?idrogen C 1. Reaksi #embakaran
2?2 F @2 2 ?2@
2. angat mudah terbakar
• ifat fisika gas ?idrogen C
Aitik Gebur C (2E,1&o4
Aitik Didih C (2E<,$<o 4
Harna C Aidak Berwarna
Bau C Aidak Berbau
Densitas C0,0$$$
/apasitas #anas C 1&, %& 4p Berat 5tom C 1,00< gr8mol
Rumus Molekul C ?2
#anas 5tomisasi C21$ /'8mol
2.2. Spesifiasi Pro!u
Metanol merupakan cairan polar yang dapat bercampur dengan air, alkohol : alkohol lain, ester, keton, eter, dan sebagian besar pelarut organik. Metanol sedikit larut dalam lemak dan minyak. ecara fisika metanol mempunyai afinitas khusus terhadap karbon dioksida dan hidrogen sulfida. Aitik didih metanol berada pada 6&,< o4 dengan
panas pembentukan !cairan" :2%,0% k'8mol pada suhu 2Eo4 . Metanol mempunyai panas
fusi 10% '8g dan panas pembakaran pada 2Eo4 sebesar 22,662 '8g. Aegangan permukaan
metanol adalah 22,1 dyne8cm sedangkan panas *enis uapnya pada 2Eo4 sebesar 1,%<0 '8!g/"
dan panas *enis cairannya pada suhu yang sama adalah 2,E%% '8!g/".
Methanol, *uga dikenal sebagai metil alkohol, wood alcohol atau spiritus. 3a adalah senyawa kimia dengan rumus kimia 4?%@?. ebagai alkohol alifatik yang paling
sederhana, reaktifitas metanol ditentukan oleh group hidroksil fungsional. Metanol bereaksi melalui pemutusan ikatan 4(@ atau @(? yang dikarakterisasi dengan penggantian group :? atau :@?. #ada -keadaan atmosfer- ia berbentuk cairan yang ringan, mudah menguap, tidak berwarna, mudah terbakar, dan beracun dengan bau yang khas !berbau lebih ringan daripada etanol". 3a digunakan sebagai bahan pendingin anti beku, pelarut, bahan bakar dan sebagai bahan additif bagi etanol industri.
Metanol diproduksi secara alami oleh metabolisme anaerobik oleh bakteri. ?asil proses tersebut adalah uap metanol !dalam *umlah kecil" di udara. etelah beberapa hari, uap metanol tersebut akan teroksidasi oleh oksigen dengan bantuan sinar matahari men*adi karbon dioksida dan air.
Reaksi kimia metanol yang terbakar di udara dan membentuk karbon dioksida dan air adalah sebagai berikutC
2 4?%@? F % @2 I 2 4@2 F & ?2@
5pi dari metanol biasanya tidak berwarna. @leh karena itu, kita harus berhati(hati bila berada dekat metanol yang terbakar untuk mencegah cedera akibat api yang tak terlihat. /arena sifatnya yang beracun, metanol sering digunakan sebagai bahan additif bagi pembuatan alkohol untuk penggunaan industri
Metanol kadang *uga disebut sebagai wood alcohol karena ia dahulu merupakan produk samping dari distilasi kayu. aat ini metanol dihasilkan melului proses multi tahap. ecara singkat, gas alam dan uap air dibakar dalam tungku untuk membentuk gas hidrogen dan karbon monoksida kemudian, gas hidrogen dan karbon monoksida ini bereaksi dalam tekanan tinggi dengan bantuan katalis untuk menghasilkan metanol.Aahap pembentukannya adalah endotermik dan tahap sintesisnya adalah eksotermik.
2.". Pen##unaan Pro!u
Di bawah ini adalah beberapa bidang yang memanfaatkan metanol, yaituC
1. Digunakan sebagai bahan baku pembuatan bahan kimia lain, sepertiformalin dan methyl ester.
2. Metanol merupakan campuran bahan anti beku !anti free9ing" pada air pendingin, yang suhunya bisa mencapai 0 dera*at 4.
%. Metanol digunakan sebagai bahan baku pembuatan cairan pembersih, seperti cairan pembersih kaca.
&. Metanol adalah bahan baku pembuatan MAB) !methyl tertiary butyl ether", yaitu bahan additie bahan bakar untuk memperbaiki proses pembakaran.
E. ekitar &0J metanol diubah men*adi formaldehyde, dan dari sana men*adi berbagai macam produk seperti plastik , plywood, cat, peledak , dan tekstil.
6. Metanol banyak digunakan sebagai pelarut.
<. Metanol adalah bahan baku pembuatan dimethyl ether, sebagai cairan aerosol.
$. Dalam beberapa pabrik pengolahan air limbah, se*umlah kecil metanol digunakan ke air limbah sebagai bahan makanan karbon untuk denitrifikasi bakteri, yang mengubah nitrat men*adi nitrogen.
. Metanol kini sedang dikembangkan sebagai fuel cell untuk laptop.
Daftar manfaat metanol di atas akan terus berkembang, mengingat begitu pesatnya kema*uan bidang ilmu pengetahuan dan teknologi saat ini.
2.$. Ma%a&'&a%a& proses pe&(ua)an &e)hano* se%ara sin)esis +
a. ?ydrogenasi katalitik carbon monoksida
b. @ksidasi G#> dengan produk samping hydro carbon c. ?ydrogenasi katalitik carbon hidroksida
a.Reaksi =tama C
4@ F 2?2 4?%@?
b. Reaksi samping C
4@ F %?2 4?& F ?2@
24@ F 2?2 4?& F 4@2
c.Reaksi samping membentuk molekul besar C
x4@ F y?2 alkohol dan ?4 2.. Dia#ra& A*ir /a&(ar.Dia#ra& A*ir Pe&(ua)an Me)hano* Uraian proses +
Berdasarkan flowsheet hydrogen dan karbon monoksida dengan perbandingan mol 2,2E !12J dari teoritis" ditekan dengan kompresor hingga %000(E000 psi, bercampur dengan gas recycle dan diumpankan ke dalam konerter bertekanan tinggi. Reaktor yang digunakan terbuat dari besi ba*a yang dilapisi tembaga dengan berisi katalis Kinc yang dicampur 4hrom, mangan, atau alumunium oksida. uhu di reaktor di*aga pada suhu %00(%<Eo4. >as yang keluar reaktor
didinginkan di ?) menggunakan methanol sisa reaksi dan *uga air. Methanol dikondensasikan pada tekanan operasi maksimum hingga produk terkonersi mencapai E0J methanol dimurnikan
menggunakan permanganat untuk menghilangkan kandungan keton, aldehyd dan senyawa impuritis lainnya, lalu produk dikirim ke stripper untuk menghilangkan senyawa ringan seperti dimethyl eter. Dan dimasukkan ke fraksionator untuk memisahkan methanol senyawa dengan BM yang lebih besar.
Proses pe&(ua)an &e)hano* (er!asaran )eanan
Metanol diproduksi dalam skala industri terutama berdasarkan perubahan katalitik dari gas sintesa !catalityc conversion of synthesis gas). Berdasarkan tekanan yang digunakan proses pembuatannya dibagi men*adiC
1. #roses tekanan tinggi.
#ada proses ini pembuatan metanol dioperasikan pada tekanan %00 bar, menggunakan katalis alkali8Kn@(4u@84r2@% untuk perubahan katalitik dari 4@ dan 4@2
dengan ?2 men*adi metanol pada suhu %20 sampai &00 o4 /atalis ini tahan terhadap
sulfur dan klorin yang terdapat dalam syn(gas. /ekurangan proses ini adalah mahalnya komponen yang diperlukan untuk tekanan tinggi, biaya energi yang lebih tinggi, serta biaya peralatan yang relatif cukup tinggi.
2. #roses tekanan rendah.
#ada proses ini tekanan yang digunakan ialah E0(1E0 bar dan suhu 200: E00o4.
'enis katalis yang digunakan ialah dasar tembaga !copper based catalyst). /eunggulan dari proses ini adalah biaya inestasi yang lebih rendah,biaya produksi yang lebih rendah, kemampuan operasi yang lebih baik dan lebih fleksibel dalam penentuan ukuran pabrik.
Berdasarkan perbandingan dua proses di atas maka proses tekanan rendah dengan pertimbangan sebagai berikutC
• Biaya inestasi yang relatif rendah.
• Biaya produksi yang lebih rendah.
• /emampuan operasi yang lebih baik.
• Gebih fleksibel dalam penentuan ukuran pabrik.
#roses(proses yang menggunakan tekanan rendah antara lain adalah sebagai berikutC
1. Proses Lur#i
#roses ini patennya dimiliki oleh Gurgi @el >as 4hemie >mb?. >ambaran prosesnya secara garis besar adalah sebagai berikut. >as alam dilewatkan dalam proses
desulfurisasi untuk menghilangkan kontaminan sulfur.
#roses ini berlangsung kira(kira pada suhu %E0(%$004 dalam
reaktor desulfurisasi. /emudian gas dikompresi dan dialirkan ke dalam unit reformer , dalam hal ini G=R>3 reformer dan autothermal reformer . Dalam unit reformer gas dicampur dengan uap panas dan diubah men*adi gas ?2,4@2,dan 4@ dengan tiga macam
langkah pembentukan. >as hasil kemudian didinginkan dengan serangkaian alat penukar panas. #anas yang dimiliki oleh gas hasil digunakan untuk membuat uap panas. #emanas
awal gas alam, pemanas air umpan masuk boiler dan alat re-boiler di kolom distilasi. >as hasil tersebut kembali dikompresi hingga $0(0 bar tergantung pada optimasi proses yang ingin dicapai. etelah dikompresi gas hasil kemudian dikirim ke dalam reaktor pembentukan metanol. Reaktor yang digunakan ialah G=R>3 tubular reaktor !proses
isotermal" yang mengubah gas hasil men*adi crude methanol. Crude methanol hasil kemudian dikirim ke dalam unit kolom distilasi untuk menghasilkan kemurnian metanol yang dihasilkan.
#roses ini merupakan proses yang paling umum digunakan dalam proses pembutan metanol. #aten dari proses ini dimiliki oleh 3mperial 4hemical 3ndustry !343"
dan sekarang lisensinya dipegang oleh anak perusahannya yaitu ynetik.
Deskripsi prosesnya adalah sebagai berikut, umpan gas alam dipanaskan dan dikompresi lalu kemudian didesulfurisasi sebelum dimasukkan ke dalam saturator . etelah didesulfurisasi gas alam kemudian di masukkan ke dalam saturator , di dalam saturator gas alam dikontakkan dengan air panas. #ada proses ini sekitar 0J kebutuhan
steam untuk proses dapat dicapai. elan*utnya gas alam kemudian dipanaskan ulang dan ditambahkan kekurangan steam yang dibutuhkan untuk proses. 4ampuran gas alam dengan uap panas ini kemudian dikirim kedalam methanol synthesys reformer !MR". Di dalam MR ini gas alam dirubah men*adi ?2,4@2,4@. >as hasil ini kemudian didinginkan
dengan serangkaian alat penukar panas. #anas yang dihasilkan digunakan untuk memanaskan air umpan masuk boiler,menghasilkan uap panas dan kebutuhan yang lain. Galu gas hasil ini dikirim ke dalam methanol converter !343 tube cooled reactor). Reaksi yang berlangsung dengan bantuan katalis dalam reaktor ini menghasilkan crude methanol dan bahan lain, hasil dari reaktor kemudian dipisahkan dengan separator, gas yang masih belum terkonersi dipakai sebagai bahan bakar MR.Crude methanol yang sudah dipisahkan dari bahan lain kemudian dikirim ke unit distilasi fraksionasi untuk menghasilkan metanol yang lebih murni.
". The I0I Lea!in# 0on%ep) Me)hano* L0M3 Pro%ess
#roses ini merupakan perbaikan dari proses 343 G#M, terutama dalam hal unit reformer. #rosesnya adalah sebagai berikut. =mpan masuk gas alam pertama(tama di desulfurisasi sebelum memasuki saturator. Dalam saturator gas alam dikontakkan dengan air panas yang dipanaskan oleh gas hasil yang keluar dari Advanced Gas Heated Reformer !5>?R". #engaturan sirkuit saturator ini memungkinkan untuk mendapatkan sebagian uap panas yang dibutuhkan untuk proses dan mengurangi sistem uap panas dari boiler.Aetapi berbagai macam modifikasi proses dapat dilakukan tergantung dari pemilihan sistem reformer dan converter .
4ampuran gas alam dan uap panas ini kemudian dipanaskan sebelum memasuki 5>?R, dalam 5>?R gas campuran memasuki tabung(tabung yang berisi katalis yang dipanaskan oleh gas hasil dari reformer kedua. /ira(kira 2E J gas alam terkonersi dalam 5>?R men*adi 4@2. etelah keluar dari 5>?R gas alam memasuki reformer
kedua kemudian ditambahkan semburan oksigen yang merubah gas alam dengan bantuan katalis men*adi gas hasil yaitu ?2,4@2,dan 4@. >as hasil ini suhunya berkisar 10000 4
dan hanya mengandung sangat sedikit metana yang tidak terkonersi. 5liran gas hasil lalu dilewatkan melalui shell side dari 5>?R dan serangkaian alat penukar panas untuk memaksimalkan penggunaan panas. Galu gas dikompresi sehingga $0 bar.
>as yang telah dikompresi kemudian dikirim ke methanol converter untuk mengubahnya men*adi metanol dan air. Metanol hasil kemudian dikirim ke unit distilasi fraksionasi untuk memurnikannya.
2.4. Pera*a)an 5an# !i#unaan
a. /ompresor !4ompressor"
7ungsi /ompresor adalah untuk memperbesar tekanan sebelum masuk ke reaktor . Aekanan hingga mencapai %000 : E000 psi. /ompresor yang dipakai adalah tipe sentrifugal .
b. Reaktor
Reaktor yang digunakan adalah reaktor 73L)D B)D. Reaktor yang digunakan terbuat dari besi ba*ayang dilapisi tembaga dan berisi katalis Kinc, Mangan, 4hrom dan 5luiminium @ksida. Beroperasi pada suhu %00 : %<Eo4. Di dalam reactor terdapat ?eat )xchanger.
c. /ondenser
/ondensor adalah peralatan yang digunakan untuk mengkondensasi gas yang berasal dari reaktor men*adi cairan ! liuid " yang masih sedikit mengandung gas yang akan dipisahkan di separator. /ondensor memiliki prinsip mirip dengan heat )xchanger.
d. eparator
eparator berfungsi untuk
memisahkan uap air yang terembunkan di
kondensor dan memisahkan gas yang
terbentuk sebagai hasil reaksi
samping. Di separator ter*adi proses purging untuk menghilangkan gas inert agar tidak ter*adi ledakan. eparatornya adalah separator gabungan ! eparator tekanan tinggi dan eparator tekanan rendah ".
ale berfungsi untuk menurunkan tekanan. ale yang digunakan adalah ale *enis gate ale.
f. Aangki berpengaduk
Aangki berpengaduk disini digunakan untuk mengeliminasi impurities berupa aldehyd dan keton dengan cara menambahkan kalium permanganat yang akan mengabsorbsi impuirities.
tripping adalah operasi pemisahan solute dari fase cair ke fase ga, yaitu dengan mengontakkan cairan yang berisi solute dengan pelarut gas ! stripping agent " yang tidak larut ke dalam cairan.
h. 7raksionator !Methanol Aower"
/olom fraksionasi berfungsi agar kontak antara cairan dengan uap ter*adi lebih lama. ehingga komponen yang lebih ringan dengan titik didih yang lebih rendah akan terus menguap dam masuk kondensor. edangkan komponen yang lebih besar akan kembali kedalam labu destilasi.
NERA0A MASSA PEMBUATAN METHANOL
A*ir proses + #urge gas C 4@2 ... kg CH3OH(l)= ... (CH3)2O REA-TOR ME TH AN OL TO 6E R ET HE R TO 6E R 42?E( @?!l" ....kg CO = ...kg H2 SE PA R AT O R I CO (g)= ....kg H2(g) = ....kg H2O(g) =.... kg CH3OH(g)= ...kg CH4(g)= ...kg CO2(g)= ...kg C2H 5-OH(g)=....kg (CH3)2O(g)= .... kg = 7uel gas C 4?& ...kg -ONDENSOR ?2@!l" ...kg 4?%@?!l" ...kg 42?E@?!l" ...kg !4?%"2@ !l" ....kg 4?%4?@!l" ...kg CH3COCH3(l) =....kg Total=....kg ?2@!l" ...kg 4?%@?!l"...kg 42?E@?!l"...kg Aotal ...kg /Mn@& ..kg SE PA RA TO R II TAN/-I BERPEN/ADU- ?2@!l" ...kg 4?%@?!l"...kg 42?E@?!l"...kg !4?%"2@ !l"...kg Aotal ...kg ?2@!l" ...kg".1. Da)a uan)i)a)if pro!usi &e)hano*
Basis C 1 ton methanol
Bahan baku C
4@ C 0,$ ton
?2 C 0,12< ton
Reaksi yang ter*adi C a. Reaksi utama C 4@ F 2?2 4?%@? b. Reaksi samping C o 4@ F %?2 4?& F ?2@ o 24@ F 2?2 4?& F 4@2 o &4@ F $?2 !4?%"2@ F 2?2@ F 42?E@? o 24@ F %?2 4?%4?@ F ?2@ o %4@ F E?2 4?%4@4?% F 2?2@
".2. Nera%a &assa pa!a Rea)or + 80% 85% 90% 95% 99% CO = ...kg H2 CO = ... kg H2 = ... kg H2O = ... kg CH3OH = ... kg CH4 = ... kg CO2 = ... kg C2H5OH = ... kg (CH3)2O = ... kg CH3CHO= ... kg
Rea)or
Bahan baku C
Mol CO=0.89tonx1000kg/ton
28kg/kmol ¿31,78kmol Mol H 2= 0,127tonx1000kg/ton 2kg/kmol ¿63,5kmol
Mol CO=1tonx1000kg/ton
32kg/kmol
¿31,25kmol
Reaksi utama C
4@ F 2?2 4?%@?
M C %1,<$ kmol 6%,E kmol
R C %1,2E kmol 62,E kmol %1,2E kmol
C 0,E% kmol 1,00 kmol %1,2E kmol
Reaksi samping C
a. Reaksi 1
4@ F %?2 4?& F ?2@
M C 0,E% kmol 1,00 kmol
R C 0,26 kmol 0,$0 kmol 0,26 kmol 0,26 kmol
C 0,2< kmol 0,2 kmol 0,26 kmol 0,26 kmol
b. Reaksi 2
24@ F 2?2 4?& F 4@2
M C 0,2< kmol 0,2 kmol
R C 0,1< kmol 0,1< kmol 0,0$E kmol 0,0$E kmol
C 0.10 kmol 0,0% kmol 0,0$E kmol 0,0$E kmol
c. Reaksi %
&4@ F $?2 !4?%"2@ F 2?2@ F 42?E@?
M C 0,10 kmol 0,0% kmol
R C 0,01%E kmol 0,02< kmol %,%<Ex10(% kmol 6,<Ex10(%kmol %,%<Ex10(% kmol
C 0,0$6E kmol 0,00% kmol %,%<Ex10(% kmol 6,<Ex10(%kmol %,%<Ex10(% kmol
d. Reaksi &
24@ F %?2 4?%4?@ F ?2@
M C 0,0$6E kmol 0,00% kmol
R C 1,x10(% kmol 2,$Ex10(% kmol ,Ex10(&kmol ,Ex10 kmol(&
C 0,0$&6 kmol 1,Ex10(& kmol ,Ex10(& kmol ,Ex10(& kmo
e. Reaksi E
%4@ F E?2 4?%4@4?% F 2?2@
M C 0,0$&6 kmol 1,Ex10(& kmol
R C $,1x10(Ekmol 1,&$Ex10(&kmol 2,<x10(Ekmol E,&x10 kmol(E
C 0,0$&E1 kmol 0,01Ex10(& kmol 2,<x10(E kmol E,&x10(E kmol
85
90
95
eraca massa pada reaktor C -o&ponen BM #7&o*3 Inpu) Ou)pu) -&o* -# -&o* -# 4@ 2$ %1,<$ $0 0,0$&E1 2,%662$
?2 2 6%,E 12< 0,01Ex10(& %x10(6
4?%@? %2 %1,2E 1000
4?& 16 0,%&E E,E2
?2@ 1$ 0,26<<6 &,$1<
4@2 && 0,0$E %,<&
42?E@? &6 %,%<Ex10(% 0,1EE2E
!4?%"2@ &6 %,%<Ex10(% 0,1EE2E
4?%4?@ && ,Ex10(& 0,0&1$
4?%4@4?% E$ 2,<x10(E 1,<226x10(%
8u&*ah 1914 191:;
".". Nera%a &assa pa!a on!enser
Di dalam alat kondenser ter*adi perubahan fase produk dari gas men*adi liuid.
CO = 2,%662$ kg H2 = %x10(6 kg H2O = &,$1< kg CH3OH = 1000 kg CH4 = E,E2 kg CO2 = %,<& kg C2H5OH = 0,1EE2Ekg (CH3)2O = 0,1EE2Ekg CH3CHO=0,0&1$kg CO = 890 kg H2 = 127 k
Rea)or
CO (g)= 2,%662$kg H2(g) = %x10(6 kg H2O(g) = &,$1< kg CH3OH(g)= 1000 kg CH4(g)= E,E2 kg CO2(g)= %,<& kg C2H5OH(g)= 0,1EE2Ekg (CH3)2O(g)= 0,1EE2Ekg CH3CHO(g)= 0,0&1$kg CH3COCH3 (g)=1,<226x10(%kg CO(l) = 2,%662$kg H2(l) = %x10(6 kg H2O(l) = &,$1< kg CH3OH(l)= 1000 kg CH4(l) = E,E2 kg CO2(l) = %,<& kg C2H5OH(l)= 0,1EE2Ekg (CH3)2O (l)= 0,1EE2Ekg CH3CHO(l)= 0,0&1$kg CH3COCH3(l) =1,<226x10( %kg-on!ensor
".$. Nera%a &assa pa!a separa)or
Di dalam separator ter*adi pemisahan terhadap purge gas dan flue gas
".,. Nera%a &assa pa!a Tan#i (erpen#a!u
Digunakan 4airan /mn@& untuk menyerap bahan pengtor seperti aldehid dan keton. ?al
ini ditun*ukkan dengan perubahan warna
CO(l) = 2,%662$ kg H2(l) = %x10(6 kg CO2(l) = %,<& kg Aotal 6,1062$ kg CH4(l) = E,E2kg H2O(l) = &,$1< kg CH3OH(l)= 1000 kg C2H5OH(l)= 0,1EE2Ekg (CH3)2O (l)= 0,1EE2Ekg CH3CHO(l)= 0,0&1$kg CH3COCH3(l) =1,<226x10( %kg Total = 100E,1< kg SEPA RAT OR I CO(l) = 2,%662$kg H2(l) = %x10(6 kg H2O(l) = &,$1< kg CH3OH(l)= 1000 kg CH4(l) = E,E2 kg CO2(l) = %,<& kg C2H5OH(l)= 0,1EE2Ekg (CH3)2O (l)= 0,1EE2Ekg CH3CHO(l)= 0,0&1$kg CH3COCH3(l) =1,<226x10( %kg SEPA RATO R II H2O(l) = &,$1< kg CH3OH(l)= 1000 kg CH4(l) = E,E2 kg C2H5OH(l)= 0,1EE2Ekg (CH3)2O (l)= 0,1EE2Ekg CH3CHO(l)= 0,0&1$kg CH3COCH3(l) =1,<226x10( %kg Total = 1010,6kg /Mn@& 0,0Ekg H2O(l) = &,$1< kg CH3OH(l)= 1000 kg C2H5OH(l)= 0,1EE2Ekg (CH3)2O (l)= 0,1EE2Ekg CH3CHO(l)= 0,0&1$kg CH3COCH3(l) =1,<226x10( %kg
".. Nera%a&assa pa!a E)her )oer
#ada ether tower ini berfungsi untuk menghilangkan senyawa eter
H2O(l) = &,$1< kg CH3OH(l)= 1000 kg C2H5OH(l)= 0,1EE2Ekg (CH3)2O (l)= 0,1EE2Ekg Total = 100E,126E kg /mn@& 0,0E kg CH3CHO (l)= 0,0&1$kg CH3COCH3(l) =1,<226x10(%kg !4?%"2@!l" 0,1EE2Ekg
E
)
e
r
)
o
1
e
r
H2O(l) = &,$1< kg CH3OH(l)=1000 kg C2H5OH(l)= 0,1EE2Ekg (CH3)2O (l)= 0,1EE2Ekg Total = 100E,126E kg H2O(l) = &,$1< kg CH3OH(l)= 1000 kg C2H5OH(l)=0,1EE2Ekg Total = 100&,<12E kg".4. Nera%a &assa pa!a Me)hano* )oer 22 team 42?E@?!l"0,1EE2Ekg
M
e
)
h
a
n
o
*
)
o
1
e
r
?2@!l" &,$1< kg 4?%@?!l"1000 kg 42?E@?!l"0,1EE2Ekg Aotal 100&,<12E kg 4?%@? 1000 kg ?2@!l" &,$1< kg Recycle C 4@ !g" 2,%662$ kg ?2!g" %x10(6 kg #urge gas C 4@2 %,<& kg 42?E@?!l" 0,1EE2Ekg 4?%@?!l" 1000 kg REA-TOR AL -O HO L TO 6E R ET HE R TO 6E R 40,1EE2Ekg2?E@?!l" 4@ $0 kg ?2 12< kg Total = 1017 kg SE PA R AT O R I 4?7uel gas C & E,E2 kg -ONDENSOR ?2@!l" &,$1< kg 4?%@?!l" 1000 kg 42?E@?!l" 0,1EE2Ekg Aotal 100&,<12E kg ?2@!l" &,$1< kg 4?%@?!l" 1000 kg 42?E@?!l" 0,1EE2Ekg !4?%"2@ !l" 0,1EE2Ekg Aotal 100E,126E kg 4@ !g" 2,%662$ kg ?2!g" %x10(6 kg ?2@!g" &,$1<kg 4?%@?!g" 1000kg 4?&!g" E,E2 kg 4@2!g" %,<&kg 42?E@?!g" 0,1EE2Ekg !4?%"2@!g" 0,1EE2Ekg 4?%4?@!g" 0,0&1$kg 4?%4@4?% !g"1,<226x10(%kg Aotal 1016,$kg ?2@!l" &,$1< kg 4?%@?!l" 1000 kg 42?E@?!l" 0,1EE2Ekg !4?%"2@ !l" 0,1EE2Ekg 4?%4?@!l" 0,0&1$kg 4?%4@4?%!l" 1,<226x10(%kg Aotal 100E,1< kg SE PA RA TO R TAN/-I BERPEN/ADU-".;. NERA0AMASSAO<ER ALL -o&ponen BM #7&o*3 Inpu) Ou)pu) -&o* -# -&o* -# 4@ 2$ %1,<$ $0 0,0$&E1 2,%662$
?2 2 6%,E 12< 0,01Ex10(& %x10(6
4?%@? %2 %1,2E 1000
4?& 16 0,%&E E,E2
?2@ 1$ 0,26<<6 &,$1<
4@2 && 0,0$E %,<&
42?E@? &6 %,%<Ex10(% 0,1EE2E
!4?%"2@ &6 %,%<Ex10(% 0,1EE2E
4?%4?@ && ,Ex10(& 0,0&1$
4?%4@4?% E$ 2,<x10(E 1,<226x10(%
/Mn@& 1E$,0% 0,000%1 0,0E 0,000%1 0,0E
8u&*ah 1914:9, 191:;,
BAB I<
PENUTUP
$.1. -esi&pu*an
Methanol murni, pertama kali berhasil diisolasi tahun 1661 oleh Robert Boyle, yang menamakannya spirit of box, karena ia menghasilkannya melalui distilasi kotak kayu. Metanol merupakan cairan polar yang dapat bercampur dengan air, alkohol : alkohol lain, ester, keton, eter, dan sebagian besar pelarut organik. Metanol sedikit larut dalam lemak dan minyak. Metanol dapat diproduksi dari berbagai macam bahan baku seperti gas alam dan batu bara. Dari hasil penelitian menun*ukkan bahwa metanol paling ekonomis diproduksi dari gas alam dibanding dari batu bara.
ecara fisika metanol mempunyai afinitas khusus terhadap karbon dioksida dan hidrogen sulfida. Aitik didih metanol berada pada 6&,< o4 dengan panas pembentukan
!cairan" :2%,0% k'8mol pada suhu 2E o4 . Bidang yang memanfaatkan metanol, yaituC
baku pembuatan bahan kimia lain, campuran bahan anti beku !anti free9ing" pada air pendingin, bahan baku pembuatan MAB) !methyl tertiary butyl ether", dll.
Methanol cair yang dihasilkan dari bahan baku 4@ dan ?2 gas sintesis diproses
dengan tahapan berikut C
2. Reaksi dalam reaktor pada suhu %00 : %<Eo4.
%. #endinginan gas pada ?eat exchanger menggunakan media air sebagai pendingin dan penurunan tekanan agar methanol dapat dipisahkan.
&. #emurnian larutan methanol dengan penambahan permanganat, lalu ke stripper untuk memisahkan kotoran dalam methanol lalu destilasi fraksionasi untuk memisahkan methanol dari larutan dengan BM yang lebih besar.
Reaksi yang ter*adi ada dua yaitu reaksi utama dan reaksi samping. Reaksi utama C c. Reaksi utama C 4@ F 2?2 4?%@? d. Reaksi samping C o 4@ F %?2 4?& F ?2@ o 24@ F 2?2 4?& F 4@2 o &4@ F $?2 !4?%"2@ F 2?2@ F 42?E@? o 24@ F %?2 4?%4?@ F ?2@ o %4@ F E?2 4?%4@4?% F 2?2@
/atalis yang digunakan untuk mempercepat ter*adinya reaksi adalah katalis campuran seng krom dan mangan atau dapat *uga katalis 5l2@%.
DA=TAR PUSTA-A
Dewi, )rwana.dkk.201%.N#roses 3ndustri /imia 2N.#oliteknik egeri riwi*aya.#alembang.
5ustin, >eorge A., 1$6, hreeOs 4hemical #rocess 3ndustries, Eth ed. Mc>raw ?ill Book co,
ew +ork httpC88eprints.ui.ac.id81E6%8 httpC88id.wikipedia.org8wiki8BatuPbara httpC88id.wikipedia.org8wiki8>asPalam httpC88id.wikipedia.org8wiki8Metanol httpC88kesehatan.kompasiana.com8medis820108081<8keracunan(fatal (akibat(menenggak( methanol8 httpC88kimiadahsyatt.blogspot.com8 httpC88www.kaltimmethanol.com8indo8index.phpQpagehistory.php httpC88www.batan.go.id8mediakita8current8mediakita.phpQgroup5rtikel J20Gepasartikeltk1hlm2
NOTULEN HASIL PRESENTASI
PROSES INDUSTRI -IMIA 2 >PEMBUATAN METHANOL?
Haktu dan Aempat #elaksanaan
?ari8Aanggal C /amis 8 0E Maret 201&
#emakalah C
1. 7itria Hulansari 2. ?ardina 5pri aputri
Aempat C Ruang /elas &/5 Aeknik /imia #oliteknik egeri riwi*aya
usunan 5cara C 1. #embukaan 2. #enyampaian materi %. Aanya(*awab !diskusi" &. #enutup Hasi* Presen)asi
uasana dalam forum diskusi ini baik, tenang, aman dan terkendali. #ara peserta diskusi yang hadir sangat memperhatikan untuk setiap point yang di*abarkan oleh pemakalah. Aerdapat beberapa pertanyaan pada saat sesi tanya(*awab !diskusi", yaitu C
1. S!ri. @user*i
Pertanyaan C Metode #roduksi metanol berdasarkan tekanan yang telah di*elaskan, mana yang lebih efektif dan konersinya yang terbesar Q
Jawaban C #ada metode produksi metanol dari syntesys gas dengan menggunakan perbedaan tekanan mana yang lebih efektif dari 343 Gow #ressure Methanol !G#M" process, 343 Geading 4oncept Methanol ! G4M" #rocess dan #roses Gurgi, dari ketiga proses diatas yang paling efektif adalah metode produksi 343 Geading 4oncept Methanol !G4M" #rocess karena dalam metode ini terdapat perlataan sintetis gas yaitu reformer yang bertingkat atau lebih dari satu sehingga gas( gas yang belum terkonersi men*adi hidrogen dan 4@ pada reformer 1 dapat direaksikan kembali di reformer 2 dan setererusnya sehingga menyebabkan terbentuknya konersi yang besar yang men*adi salah satu keuntungan metode ini.
2. S!ri. Me*!a !i)asari !an Tri Rah&a A#us)iani
Per)an5aan C )fektif yang mana dari ketiga metode produksi metanol yang bukan berdasarkan tekanan Q
8aa(an CDari ketiga metode produksi yaitu ?ydrogenasi katalitik carbon monoksida, hidrogenasi katalitik carbon dioksida dan o ksidasi G#> dengan produk samping hidrokarbon. Masing( masing memiliki kekurangan dan kelebihannya masing( masing tapi ditin*au dari ketersediaan bahan baku kami mengganggap metode produksi metanol dengan hydrogenasi katalitik carbon monoksida sebagai metode yang paling efektif karena bahan baku 4@ mudah di dapatkan dari pembakaran yang tidak sempurna. Berikut reaksi( reaksi pembuatan metanol denganb ketiga metode diatas C
1. ?ydrogenasi /atalitik /arbon Monoksida
2?2 F 4@ 4?%@?
2. ?ydrogenasi /atalitik /arbon Dioksida
%?2 F 4@2 4?%@? F ?2@
%. @ksidasi G#> dengan produk samping hidrokarbon
