5 BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
Pada bab ini terdapat kajian pustaka mengenai pembentukan etil asetat.
Azeotrop, tipe azeotrop, proses pemisahan pada azeotrop, extractive distillation, serta penelitian terdahulu mengenai aplikasi extractive distillation.
2.1 Pembentukan Etil Asetat
Etil asetat merupakan senyawa ester dengan rumus molekul CH3COOC2H5. Etil asetat merupakan hasil reaksi antara asam asetat (CH3COOH) dan etanol (C2H5OH). Umumnya reaksi pembuatan etil asetat adalah reaksi bolak-balik (reversible) atau dalam suasana asam reaksi ini disebut dengan esterifikasi Fischer.
Reaksi eterifikasi Fischer adalah reaksi pembentukan ester dengan cara merefluks asam karboksilat bersama etanol dengan katalis asam (Prihardini dan Dewi, 2016).
CH3COOH + C2H5OH ↔ CH3COOC2H5 + H2O Asam asetat Etanol Etil asetat Air
Dalam proses tersebut, terbentuk azeotrop antara senyawa reaktan dan produk sehingga sulit untuk memperoleh produk dengan kemurnian yang tinggi. Azeotrop yang terbentuk pada reaksi tersebut yaitu antara etanol dan etil asetat (EtOH-EtAc), etanol dan air (EtOH-H2O), etil asetat dan air (EtAc-H2O), serta etanol, etil asetat, dan air (EtOH-EtAc-H2O). Dari keempat azeotrop yang terbentuk tersebut bentuk EtOH-EtAc-H2O memiliki titik didih terendah. Hal ini menyebabkan pemisahan ketiga komponen tersebut menjadi sulit, sehingga perlu adanya optimasi proses untuk pemisahan campuran komponen terebut (Prihardini dan Dewi, 2016).
Berikut ini data suhu dan komposisi komponen yang membentuk sistem azeotrop.
6 Tabel 2.1 Suhu dan Komposisi Titik Azeotrop pada Sintesis Etil Asetat*)
Komponen Komposisi (xi) Temperatur (K)
EtOH-EtAc (0,4572 ; 0,5248) 344,96
EtOH-H2O (0,9016 ; 0,0984) 351,33
EtAc-H2O (0,6869 ; 0,3131) 343,53
EtOH-EtAc-H2O (0,1069 ; 0,6073 ; 0,2858) 343,24
*) Prihardini dan Dewi, 2016
2.2 Azeotrop
Azeotrop adalah campuran komponen kimia yang memiliki komposi identik pada fase liquid dan vapor dalam kesetimbangan. Ini terjadi karena interaksi molecular antara komponen kimia yang berbeda. Jika elemen tersebut mengandung struktur dan molekul elemen yang serupa maka interaksi molecular akan jauh lebih sedikit maka azeotrop tidak terjadi contoh : campuran hidrokarbon (propane, butane dan pentane) ini memiliki sistem kesetimbangan fase. Tetapi jika komponennya berbeda maka molekul dapat menunjukkan gaya tolak atau menarik pada temperature vapor pressure yang diberikan meningkat oleh tolakan atau dapat menimbulkan minimum boiling point azeotrope. Koefisien aktivitas menjadi lebih besar dari satu karena tolakan. Jika tolakan cukup besar, maka gaya tolak menimbulkan pembentukan heterogeneous minimum boiling point azeotrope (dua fase cair (Raosaheb, 2015).
Campuran metanol-air adalah contoh campuran yang tidak ideal. Gugus OH molekul CH2OH dan molekul H2O serupa, tetapi hidrokarbon CH3 pada akhir molekul CH2OH berbeda dari air. Jadi sistem menunjukkan sejumlah kecil non- idealitas, perubahan volatilitas relatif karena perubahan komposisi cair mewakili hal ini. Jika penambahan lebih banyak gugus CH2 dan ketika mendapat sistem etanol-air, maka itu menyebabkan tolakan besar karena ujung molekul etanol CH3- CH2 agak berbeda dari OH molekul air. Sistem menunjukkan lebih banyak non idealitas dan minimum boiling point azeotrope terjadi. Ini adalah heterogeneous azeotrope (hanya satu fase liquid dalam kesetimbangan dengan fase vapor). Jika penambahan CH2 lebih banyak dan menuju sistem n-butanol-air, maka tolakan lebih dari air etanol. Hasilnya adalah pembentukan heterogeneous minimum boiling point azeotrope dengan dua fase liquid dalam kesetimbangan dengan fase vapor.
Dalam beberapa senyawa kimia, molekul menarik alih tolakan maka objek ini
7 mengurangi tekanan uap efektif senyawa dan kemudian membentuk maximum boiling point azeotrope karena tarikan molekul. Contoh dari maximum boiling point azeotrope adalah asam nitrat air, kloroform aseton, air dan asam format (Raosaheb, 2015).
2.3 Tipe Azeotrop
2.3.1 Positive Azeotrope atau Minimum Boiling Point Azeotrope
Azeotrop mendidih pada suhu yang lebih rendah dari titik didih komponen, azeotrop positif juga disebut minimum boiling point azeotrop. Gambar 2.1 menunjukkan diagram TXY yang merupakan kurva suhu vs komposisi campuran.
Ini menunjukkan minimum boiling point azeotrop dari konstituen yang berbeda;
berikan boiling temperature berbagai komposisi. Kurva atas mewakili komposisi vapor sementara kurva yang lebih rendah mewakili komposisi liquid dalam campuran. Ketika mendidih memiliki campuran fase liquid dan vapor. Titik dimana kedua kurva saling bersentuhan, bahwa titik tersebut menunjukkan titik azeotropik dari campuran tersebut.
Pada titik ini komposisi liquid dalam campuran dan komposisi vapor dalam campuran berjumlah sama, misalkan X dan Y memiliki campuran dan menghasilkan azeotrope dan X memiliki titik didih lebih rendah daripada Y.
Berdasarkan kurva, dapat dilihat jika titik paling kiri di mana komposisi vapor dari X adalah nol, dan yang ada di titik paling kiri adalah Y murni sehingga titik paling kiri menunjukkan titik didih Y. Sedangkan di titik paling kanan dimana X adalah 100% itu menunjukkan titik didih X dan titik di mana kedua kurva menyentuh yang merupakan titik azeotropik dari campuran XY. Jadi saat titik didih azeotrop lebih rendah dari titik didih kedua konstituen maka itu menunjukkan minimum boiling point azeotrop.
8 Gambar 2.1 Diagram Fase pada Positive Azeotrope (Raosaheb, 2015)
2.3.2 Negative Azeotrope atau Maximum Boiling Point Azeotrope
Titik didih azeotrop ini lebih tinggi dibandingkan dengan titik didih komponennya. Negative azeotrope juga disebut maximum boiling point azeotrope.
Gambar 2.2 menunjukkan diagram Txy untuk negative azeotrope yaitu kurva suhu vs komposisi. Pada kurva atas adalah komposisi vapor sedangkan kurva bawah adalah komposisi liquid dalam campuran dua fase. Ketika campuran dipanaskan maka azeotrope memiliki titik didih lebih dari titik didih masing-masing komponen maka campuran ini menunjukkan negative azeotrope atau maximum boiling point azeotrope. Dalam gambar ini titik paling kiri adalah titik didih titik Y sedangkan titik paling kanan menunjukkan titik didih X dan titik dimana kedua kurva saling bersentuhan dimana suhu pada titik ini adalah suhu azeotrope. Dan itu jelas menunjukkan bahwa azeotrop memiliki suhu didih yang lebih tinggi daripada kedua suhu X dan Y.
Gambar 2.2 Diagram Fase pada Negative Azeotrope (Raosaheb, 2015)
9 2.4 Proses Pemisahan pada Azeotrop
Pada Gambar 2.3 menunjukkan beberapa teknologi yang tersedia saat ini untuk pemisahan campuran azeotropik, yang dapat diklasifikasikan ke dalam tiga kategori utama : i) enhanced distillation, ii) membrane processes dan iii) process intensification. Kategori pertama melibatkan peningkatan proses distilasi dengan memodifikasi kondisi proses dan konfigurasi. Modifikasi ini termasuk extractive distillation, azeotropic distillation, dan pressure swing distillation.
Kategori kedua melibatkan pemanfaatan teknologi pemisahan membran seperti proses pervaporasi. Proses pervaporasi menguntungkan karena konsumsi energi rendah, keamanan yang lebih baik dan lebih ramah lingkungan daripada proses konvensional. Meskipun demikian, proses pervaporasi masih terbatas dalam hal aplikasi karena belum dapat dibuktikan dalam aplikasi skala besar. Kategori lain process intensification terdiri dari pengembangan peralatan dan teknik baru, dibandingkan dengan kondisi terkini dalam industri proses kimia. Tujuan intensifikasi adalah untuk mengoptimalkan modal, energi, manfaat lingkungan dan keselamatan dengan pengurangan radikal dari ukuran fisik pabrik. Teknologi ini termasuk dividing wall column, microwave dan ultrasonic techniques (Mahdi dkk, 2015).
10 Gambar 2.3 Diagram Teknik Pemisahan untuk Campuran Azeotropic (Mahdi dkk,
2015)
2.5 Extractive Distillation
Extractive Distillation adalah metode perbaikan yang serupa dengan tujuan untuk distilasi azeotropik. Untuk campuran biner yang sulit atau yang tidak mungkin dipisahkan dengan cara biasa, komponen ketiga, disebut solvent atau entrainer, ditambahkan untuk mengubah relative volatility komponen asli, sehingga memungkinkan pemisahan. Namun, pelarut yang ditambahkan adalah dari volatilitas rendah dan itu sendiri tidak cukup menguap di fractionator. Untuk campuran biner yang tidak ideal, tekanan parsial dapat dinyatakan sebagai :
11 𝑃𝐴 = 𝛾𝐴𝑃𝐴𝑜𝑥𝐴 (2.1) 𝑃𝐵= 𝛾𝐵𝑃𝐵𝑜𝑥𝐵 (2.1) di mana γA dan γB adalah koefisien aktivitas untuk dua komponen. Relative volatility α dengan demikian dapat ditulis sebagai :
∝ = 𝑃𝐴𝑥𝐵
𝑃𝐵𝑥𝐴= 𝛾𝐴𝑃𝐴𝑜
𝛾𝐵𝑃𝐵𝑜 (2.3) Pelarut yang ditambahkan ke campuran dalam extractive distillation mempengaruhi aktivitas secara berbeda dari dua komponen, dan relative volatility, α. Proses seperti itu tergantung pada perbedaan dalam menyimpang dari idealitas antara pelarut dan komponen campuran biner untuk dipisahkan (Richardson dan Coulson, 2002).
Extractive Distillation (ED) adalah distilasi dengan penambahan zat pemisah cair, yang biasa disebut pelarut (solvent), yang mudah larut, tidak terlalu mudah menguap dan memiliki titik didih yang lebih tinggi. Pemilihan pelarut adalah yang paling penting dalam proses ini karena dipilih untuk berinteraksi secara berbeda dengan komponen pada campuran asli memodifikasi relative volatility tanpa menghasilkan azeotrop tambahan. Konfigurasi distilasi ekstraktif dibentuk oleh dua kolom. Pada Gambar 2.4 : Extractive Distillation Column (EDC) dan Solvent Recovery Distillation Column (SRDC). Pelarut mula-mula pada trays EDC dihubungkan dengan umpan untuk mempertahankan konsentrasi dalam fase liquid pada semua trays bawah. Senyawa dengan volatilitas tinggi dengan adanya pelarut (A) diperoleh murni pada aliran distilat (D1). Senyawa lain, dengan volatilitas yang lebih rendah (B), memiliki lebih banyak afinitas kimia dengan pelarut diperoleh sebagai produk dasar (B1). Kemudian B1 dimasukkan sebagai umpan dalam SRDC dimana pelarut pada bagian bawah (B2) dan didaur ulang kembali ke EDC dan B juga diperoleh murni sebagai aliran distilat (D2).
12 Gambar 2.4 Sequance ED : EDC dan SRDC (Martinez, 2019)
Bagian yang terletak di antara dua titik umpan adalah bagian ekstraktif tempat konsentrasi pelarut tetap tinggi. Perlu untuk mempertahankan konsentrasi tinggi karena pelarut harus memodifikasi relative volatility. Bagian rectifying terletak di atas titik umpan pelarut dimana pelarut dipisahkan dari komponen "light"
menghindari kontaminasi D1. Terakhir, bagian stripping terletak di bawah titik umpan untuk menghilangkan komponen "light" untuk menyelesaikan pemisahan key components yang dimulai pada bagian ekstraktif (Martinez, 2019).
2.5.1 Tipe Extractive Distillation
Proses extractive distillation dapat dibagi menjadi empat kategori penting : a. Pemisahan minimum boiling azeotrope
b. Pemisahan maximum boiling azeotrope
c. Pemisahan campuran non-azeotropic relative volatility rendah.
d. Untuk memisahkan campuran biner menjadi komponen murni.
Dalam distilasi ekstraktif, pelarut ditambahkan untuk memperlebar titik didih penyusun campuran atau untuk menghindari pembentukan azeotrop. Jadi pemilihan pelarut yang tepat sangat penting secara keseluruhan untuk keberhasilan proses (Bala, 2015). Pada sistem etil asetat-etanol termasuk dalam pemisahan minimum boiling azeotrop (Li dkk, 2012). Sedangkan untuk sistem etil asetat-air juga termasuk dalam pemisahan minimum boiling azeotrop (Mohammed dkk, 2011).
13 2.5.2 Pemilihan Entrainer
Suatu pelarut digunakan sebagai entrainer, lebih disukai, harus memiliki karakteristik sebagai berikut (Bala, 2015)
a. Relative volatility dari key component harus ditingkatkan.
b. Rasio pelarut dengan non-pelarut harus cukup sedikit.
c. Mudah larut dengan komponen umpan dan tidak membentuk dua fase bersamanya.
d. Mudah dipisahkan dari produk bawah.
e. Murah dan tersedia.
f. Stabil pada suhu operasi kolom distilasi.
g. Tidak reaktif dengan komponen dalam campuran umpan.
h. Latent heat rendah.
i. Tidak korosif dan tidak beracun
2.6 Jenis-jenis Entrainer atau Solvent
Ada empat macam pelarut yang dilaporkan digunakan atau sesuai untuk distilasi ekstraktif: liquid solvent, solid salt, kombinasi solid salt, dan non-volatile komponen seperti ionic liquid dan hyperbranched polymers.
Liquid solvet : adalah pelarut yang paling umum digunakan dalam proses extractive distillation. Keuntungan utama dari pelarut ini adalah pengoperasian dan penanganan yang mudah di dalam Extraction Distillation (EDC). Karena karakteristiknya, mereka dapat direcovery dalam kolom distilasi konvensional dan direcycle lagi ke kolom extractive distillation. Kelarutan atau kapasitas, persamaan 2.4, adalah ukuran konsentrasi (molar compsition) dalam salah satu fase liquid ketika senyawa sangat terkonsentrasi dalam fase liquid lainnya. Diinginkan untuk memiliki pelarut dengan selektivitas tinggi (tingkat pemisahan tinggi) dan kelarutan tinggi (hindari pembentukan dua fase liquid).
𝐶𝑖∞= 1
𝛾𝑖∞ (2.4) Secara umum, pelarut dengan selektivitas tinggi akan memiliki kapasitas yang berkurang. Diusulkan untuk mencampur selektif tinggi (kapasitas rendah) dengan pelarut berkelarutan tinggi untuk meningkatkan kemampuan pemisahan dan
14 mengurangi pembentukan dua fase liquid di kolom extractive distillation. Kerugian utama dari liquid solvent adalah kemungkinan polusi produk-produk unggulan dari extractive distillation dan kolom solvent recovery, meskipun vapor pressure rendah, dan kebutuhan pelarut besar untuk rasio massa umpan.
Gambar 2.5 Proses Konvensional Extractive Distillation
Solid salt : Dalam sistem tertentu dimungkinkan untuk menggunakan solid salt yang dilarutkan ke dalam fase liquid. Yang disebut "salt effect in vapor-liquid equilibrium" mengacu pada kemampuan solid salt untuk mengubah perilaku keseimbangan dengan mengubah activity coefficients dalam fase liquid. Proses extractive distillation dengan garam agak berbeda dari proses yang ditunjukkan pada Gambar 2.5 (terutama kolom recovery). Garam tidak terecovery dengan cara distilasi, tetapi umumnya dipisahkan oleh penguapan. Salah satu keunggulan dari proses ini adalah recovery garam mudah. Aplikasi terbanyak adalah pemisahan etanol dan air untuk teknologi ini. Dalam sistem di mana garam dapat digunakan, umumnya, rasio pelarut untuk umpan lebih kecil daripada liquid solvent yang menghasilkan kebutuhan energi yang lebih rendah. Namun, dalam operasi industri ada masalah dengan dissolution, penggunaan kembali, korosi dan transportasi garam. Kerugian ini membuat extractive distillation dengan solid salt tidak banyak diterapkan dalam industri (Gutierrez Hernandez, 2013).
15 Kombinasi liquid solvent dan solid salt : Beberapa sistem memungkinkan untuk menggunakan kombinasi liquid solid dan solid salt dilarutkan ke dalam fase liquid sebagai zat pemisah. Proses extractive distillation menggunakan kombinasi ini sama dengan proses yang ditunjukkan pada Gambar 2.5. Kombinasi kedua pelarut ini mengintegrasikan keunggulan dari liquid solvent (pengoperasian mudah) dan solid salt (kemampuan pemisahannya tinggi dengan pelarut rendah untuk rasio umpan) dan dapat cocok untuk memisahkan sistem polar atau non-polar. Namun efek korosif dari solid salt adalah kerugian yang masih ada. Di samping itu, karena keterbatasan kelarutan solid salt, jumlah yang ditambahkan ke liquid solvent seringkali kecil dan peningkatan pemisahan terbatas. Selain itu, liquid solvent pada tingkat tertentu, volatil yang masih dapat mencemari distilat (Gutierrez Hernandez, 2013).
Hiperbranched polymers : Pelarut ini highly branched, polydisperse, three- dimensional macromolecules. Aplikasinya didasarkan pada non-volatilitas yang terkait dengan polimer ini dan sejumlah besar gugus fungsi yang dilekatkan padamolekul, memungkinkan untuk menyesuaikan sifat fisik dan termodinamika properties. Hiperbranched polymers telah banyak dipelajari dalam pemisahan campuran polar, misalnya etanol-air dan tetrahidrofuran-air, dengan cara extractive distillation dan solvent extraction. Namun, hanya ada beberapa hiperbranched polymers yang tersedia secara komersial saat ini yang memenuhi persyaratan dari entrainer atau pelarut (ketersediaan skala besar, viskositas rendah, low melting temperature, stabilitas, selektivitas dan kapasitas) (Gutierrez Hernandez, 2013).
Istilah Ionic Liquid (IL) digunakan untuk kelas kimia yang seluruhnya terdiri dari ion dengan suhu leleh di bawah 100oC. Batas ini didefinisikan sebagai respons untuk meningkatkan jumlah kemungkinan aplikasi IL di bawah suhu ini dalam proses industri. Terbentuk oleh organic cation dan inorgaic atau organic anion.
Karena ada banyak yang diketahui dan potensial ion, jumlah ionic liquid agak besar.
Kation dan anion yang cocok dapat dipilih untuk mendapatkan IL dengan sifat yang diinginkan untuk aplikasi spesifik dan, seperti liquid solvent, dapat dicampur untuk meningkatkan perilaku mereka. Oleh karena itu, dimungkinkan untuk merancang IL untuk aplikasi dengan menggabungkan kation dengan anion untuk mendapatkan melting point yang diinginkan, viskositas, densitas, hydrophobicity, dan miscibility.
16 Ini adalah alasan mengapa ILS juga disebut seperti "designer solvents". Terlepas dari kompleksitas ILS, ada beberapa sifat umum dan efek dari beberapa kombinasi kation-anion. Untuk aplikasi ionic liquid pada extractive distillation sebagai pelarut yang menjanjikan karena karakteristik unik yaitu :
Vapor Pressure dapat diabaikan yang tercermin dalam kemurnian produk vapor dan dalam kelayakan untuk direcycle setelah direcovery.
Range liquid sekitar 300oC dengan melting point di sekitar suhu ruang.
Secara kimiawi, termal stabil dengan atau tanpa air di bawah suhu operasi extractive distillation. Mudah direcycle dan dicampur dengan aliran refluks dari EDC yang tidak mudah menguap di bagian atas kolom.
Berbagai bahan, termasuk organik, anorganik dan bahkan polimer, larut dalam ionic liquid yang memastikan bahwa ionic liquid memiliki kelarutan yang cukup untuk komponen yang akan dipisahkan, dan dapat dipilih untuk meningkat relative volatility dari campuran liquid untuk menghindari pembentukan beberapa fase liquid.
Lebih korosif daripada high melting point salts konvensional (Gutierrez Hernandez, 2013).
2.7 Metode Estimasi Activity Coefficient pada Extractive Distillation
Berikut ini diagram pemilihan property method yang didasarkan pada berbagai kategori, seperti sifat medium (polar vs. non-polar, elektrolit vs. non- elektrolit, atau ideal vs. real), kondisi operasi (tekanan tinggi vs. tekanan rendah), yang ada atau tidaknya parameter interaksi, dan ada atau tidaknya LLE.
17
Polar ?
No
Yes
Real?
Pseudo No, Real?dan
Yes
High Pressure?
(>1atm) PENG-ROB RK-SOAVE LK-PLOCK
PR-BM RKS-BM
SRK
VacuumNo,
Yes
IDEALBK
CHAO-SEA GRAYSON
BK-10
Electrolyte?
No
Yes
Pressure
>10 bar
ELECNRTL No
Yes
Interaction Parameter available?
No
Yes
Interaction Parameter available?
No
Yes
PKSMHV2PSRK
SR-POLAR RKSWSPRWS PRMHV2
LLE?
LLE?
No
Yes
No
Yes
UNIFAC UNIF-LBY UNIF-DMD
UNIF-LL WILSON UNIQUACNRTL
ETC.
UNIQUACNRTL ETC.
Gambar 2.6 “Property Method” berdasarkan berbagai kategori, seperti sifat medium (polar vs. non-polar, elektrolit vs. non-elektrolit, atau ideal vs. real),
kondisi operasi (tekanan tinggi vs. tekanan rendah), yang ada atau tidaknya parameter interaksi, dan ada atau tidaknya LLE (Al-Malah, 2017)
Berikut ini adalah aplikasi beberapa thermodynamic model untuk menghitung activity coefficient.
18 Tabel 2.2 Activity Coefficient Based Method
Based Method Aplikasi
UNIFAC
P (0-4 atm) dan T(275-475 K)*
Non-ideal mixture dan 2 Liquid phases* Heterogeneous azeotrope*
Grup Contribution Predictive* Ketika data tidak lengkap (<50%)* Non-electrolyte activity**
NRTL
Highly non-ideal mixture dan 2 Liquid phases* Heterogeneous azeotrope*
Ketika tersedia data yang cukup (>50%)* VLE dan LLE**
UNIQUAC
Highly non-ideal mixture dan 2 Liquid phases* Heterogeneous azeotrope*
Ketika tersedia data yang cukup (>50%)* SLE, LLE dan VLE**
*Edwards, 2008
**Adams, 2018
Berikut ini adalah beberapa perbandingan penggunaan metode estimasi activity coefficient :
Tabel 2.3 Penggunaan Metode Estimasi Activity Coefficient pada Beberapa Sistem
Sistem Based
Method Hasil
isopropanol + asetonitril + 1-etil-3-
methylimidazolium
tetrafluoroborate ([EMIM]
[BF4]) dan metil asetat + methanol + [EMIM] [Cl]
UNIFAC-Lei
Prediksi UNIFAC-Lei sesuai dengan data eksperimental, menunjukkan bahwa model ini dapat memberikan prediksi VLE yang akurat untuk proses pemisahan dengan ILS sebagai entrainer*
Alkana, olefin, metanol, dan aseton dalam 1-butyl- 4 methylpyridinium tricyanomethanide ([BMPY] [TCM])
UNIFAC-Lei
Perbandingan prediksi UNIFAC- Lei dengan data eksperimental untuk menentukan γ∞ menghasilkan nilai yang konsisten dengan data eksperimen. Ada beberapa perbedaan nilai nilai γ∞ lebih besar dari 20% karena parameter interaksi grup dalam model UNIFAC-Lei tidak bergantung pada suhu, yang mengarah ke perbedaan ini dalam penghitungan koefisien aktivitas tergantung suhu pada pengenceran tak terbatas. Namun, model UNIFAC-Lei yang dimodifikasi dapat meningkatkan prediksi*
19 Ethyl acetate (1) +
Acetonitrile(2) +
[HMIM][Tf2N] UNIFAC-Lei
Avarage Absolute deviation (AADs) VLE antara prediksi model UNIFAC-Lei dan data eksperimen untuk sistem yang melibatkan IL sebesar 1,76%* Ethyl acetate (1) + Ethanol
(2) + [EMIM][DEP] UNIFAC-Lei
Avarage Absolute deviation (AADs) VLE antara prediksi model UNIFAC-Lei dan data eksperimen untuk sistem yang melibatkan IL sebesar 3,44%* Methyl acetate (1) +
Methanol (2) +
[BMIM][Cl] UNIFAC-Lei
Avarage Absolute deviation (AADs) VLE antara prediksi model UNIFAC-Lei dan data eksperimen untuk sistem yang melibatkan IL sebesar 2,19%*
Acetone + Metanol + Water
Wilson, NRTL dan UNIQUAC
Akurasi terbaik ditunjukkan oleh UNIQUAC. Hasil yang diperoleh menyajikan konsistensi termodinamika dan menunjukkan bahwa prosedur eksperimental yang diwujudkan adalah metode yang cepat dan efektif untuk menentukan VLE dari berbagai jenis campuran, termasuk azeotropic, dengan titik didih yang dekat seperti aseton-metanol**
Methanol + Toluene + Xylene
Wilson, NRTL dan UNIQUAC
Diagram pseudo-binary diperoleh untuk rasio molar pelarut terhadap feed (E / F) bernilai 1. Tiga model termodinamika (Wilson, NRTL dan UNIQUAC) dianalisis untuk menentukan model mana yang paling cocok untuk memprediksi kinerja sistem. Hasil yang diperoleh menunjukkan bahwa model NRTL memiliki akurasi tertinggi***
*Dong dkk., 2020
**Botia dkk., 2010
***Tang dkk., 2013
20 2.8 Penelitian Terdahulu
Berikut adalah rangkuman hasil penelitian terdahulu yang memiliki keterkaitan dengan penelitian yang telah dilakukan.
Tabel 2.4 Penelitian Terdahulu No Nama dan
Tahun
Publikasi Hasil
1 Yuan dkk, 2015
Metode : Extractive Distillation
Hasil : Analisis sensitivitas digunakan untuk menetapkan kondisi operasi untuk kolom distilasi ekstraktif.
UNIQUAC Model dipilih untuk prediksi sifat fisik dalam simulasi. Parameternya dianalisis adalah sebagai berikut:
jumlah tahap (NS), rasio massa refluks (R), tahap umpan campuran (FS), tahap umpan pelarut (SFS) dan rasio volume pelarut untuk pakan (S / F). Parameter optimal diperoleh menunjukkan hasil simulasi yang sesuai. Dapat dilihat bahwa fraksi massa komponen ringan dalam pemisahan aseton-tetrahidrofuran, n-heksana- tetrahidrofuran, n-heksana-etil asetat dan etil asetat-etanol masing-masing mencapai 99,00%, 99,10%, 99,00% dan 99,10%.
2 Zhu dkk, 2017
Metode : Extractive Distillation
Hasil : proses distilasi ekstraktif untuk pemisahan etil asetat dan campuran etanol menggunakan ILS sebagai pelarut. Empat ILS [EMIM] [MeSO3], [EMIM] [MeSO4], [BMIM] [CF3SO3] dan [EMIM] [BF4] dan Model termodinamika UNIFAC-Lei. Dari hasil, [EMIM]
[MeSO3] dipilih sebagai pelarut yang diusulkan dalam proses pemisahan untuk pemurnian etil asetat. Hasil menunjukkan bahwa TAC dari proses optimal adalah
$745.380/tahun dan pelarut sistem recovery menempati 24% dari total biaya proses ini. Optimasi masalah sistem distilasi ekstraktif dengan pemilihan pelarut IL yang menguntungkan dan yang utama strategi yang dapat memungkinkan pemisahan campuran close-boiling secara ekonomis seperti sistem etil asetat-etanol.
3 Zhang dkk, 2018
Metode : Extractive Distillation
Hasil : Ada beberapa variabel yang terdiri dari laju alir dan suhu pelarut, total stage, dan feed stage pada EDC dan SRC selanjutnya dioptimasi. Kemurnian etil asetat pada distilat dan bottom dipertahankan sebesar 99,6% dan 0,01% dengan memvariasikan laju alir distilasi dan reflux ratio untuk EDC, dan kemudian distilat dan bottom dipertahankan pada 99,6% etanol dan DMSO 99,999%
dengan mengatur laju alir distilat dan reflux ratio SRC.
21 Parameter optimal menunjukkan bahwa rasio feed pelarut yang tepat dan suhu input pelarut adalah 1,05 dan 320K
4 Ma dkk, 2019
Metode : Extractive Distillation and Pressure Swing Distillation
Hasil : Ketika komposisi etil asetat meningkat + 10%, kemurnian etil asetat di bagian atas kolom T1 bisa setinggi 99,97%. Hasil menunjukkan bahwa TAC menyimpan proses ED adalah 35,27% dibandingkan dengan proses PSD dalam hal mencapai kemurnian dan hasil etil asetat yang sama.
