Proposal ta wahyu satria-old

RINGKASAN
Etilena merupakan senyawa kimia dengan remus kimia C2H4 yang merupakan bagian dari
olefin yang rendah, tidak berwarna, dan tidak berbau, serta mudah terbakar. Kegunaan etilen ini untuk
industri polimer seperti polietilena dan etilen benzene, juga digunakan untuk industri petrokimia
seperti vinil klorida dan etilen glikol. Seiring dengan berkembangnya industri di Indonesia. Kebutuhan
etilen di Indonesia juga semakin meningkat. Untuk meminimalisir pembuatan etilen dari bahan baku
yang di impor, maka dirasa tepat untuk membuat pabrik etilen untuk di didirikan.
Proses pembuatan etilen dilakukan bebebrapa tahap, yakni tahap persiapan bahan baku, tahap
reaksi dan tahap pemurnian produk. Tahap persiapan bahan baku dilakukan dengan proses dan alat
yang sama dengan pemurnian produk karena senyawa-senyawa yang terbentuk dalam reaksi sama
dengan kandungan bahan baku. Adapun bahan baku pada perancangan pabrik ini adalah etana,
propana. Pada tahap pemurnian bahan baku dan produk dilakukan dalam macamMenara tiga destilasi,
yaitu de-methanizer untuk menghilangkan metana, de-ethanizer untuk menghilangkan etana, dan
ethylene tower untuk memurnikan bahan baku etana dan produk etilen. Reaksi dilakukan dalam Plug
Flow Multitube Reactor. Reaksi berlangsung pada fase gas dengan tekanan 1 atmdengan suhu 727 –
10270C. Produk keluar reaktor digabungkan dengan arus masuk refinery gas yang kemudian dilakukan
proses pemurnian produk dan bahan baku. Proses pemurnian produk dan bahan baku dilakukan pada
tekanan tinggi sebesar 15-32 atm dan suhu rendah sebesar -930C. Sehingga dibutuhkan sistem
refrigerasi. Sistem refrigerasi yang diperlukan yakni sistem refrigerasi cascade karena proses
berlangsung pada suhu yang sangat rendah mencapai -930C. Refrigeran yang digunakan adalah MCR
(Multi Component Refrigerant) untuk mendinginkan fluida saat proses dan refrigeran propana untuk
mendinginkan MCR. Adapun porduk yang dihasilkan pada proses ini adalah etilen (produk utama),
sedangkan by produk adalah butane, metana, dan hidrogen.

BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Memasuki era perdagangan bebas, Indonesia dituntut untuk mampu bersaing
dengan negara lain dalam bidang industri. Perkembangan industri di Indonesia sangat
berpengaruh terhadap ketahanan ekonomi Indonesia. Sektor industri kimia banyak
memegang peranan dalam memajukan perindustrian di Indonesia. Inovasi proses
produksi maupun pembangunan pabrik yang baru yang berorientasi pada
pengurangan ketergantungan kita pada produk luar negeri maupun untuk menambah
devisa negara sangat diperlukan, salah satunya dengan penambahan pabrik etilen.
Etena (etilen) adalah senyawa kimia yang memiliki rumus kimia C2H4 yang
memiliki sifat-sifat: olefin paling ringan, tidak berwarna, tidak berbau, dan mudah
terbakar (Kirk and Othmer, 1979). Adapun penggunaan etena dalam dunia industri
cukup luas antara lain: sebagai bahan baku industri kimia etilen oksida, polietilen,
etilen benzen, vinilklorida, dan etilen glikol.
Kebutuhan etilen terus bertambah seiring dengan perkembangan industri-
industri di Indonesia. Walaupun tingkat konsumsi etilen di Indonesia cukup besar,
namun sampai saat ini kebutuhan akan etilen terus meningkat. Sehingga kebutuhan
akan etilen pemerintah masih bergantung dengan impor. Oleh karena itu, sangat tepat
apabila di Indonesia didirikan pabrik etilen, seiring dengan pemakainya di industri-
industri yang semakin meningkat. Hal ini bertujuan untuk mengantisipasi permintaan
di dalam negeri, mengurangi impor etilen dan membuka tenaga kerja baru.
1.2 Tinjauan Pustaka
1.2.1 Definisi Etilena
Etilen atau etena adalah senyawa alkena paling sederhana yang terdiri dari
empat atom hidrogen dan dua atom karbon yang terhubungkan oleh suatu ikatan
rangkap. Karena ikatan rangkap ini, etena disebut pula hidrokarbon tak
jenuh atau olefin. Pada suhu kamar, molekul etena tidak dapat berputar pada ikatan

rangkapnya sehingga semua atom pembentuknya berada pada bidang yang sama.
Sudut yang dibentuk oleh dua ikatan karbon-hidrogen pada molekul adalah 117°,
sangat dekat dengan sudut 120° yang diperkirakan berdasarkan hibridisasi ideal sp2
(Kirk and Othmer, 1979).
1.2.2 Kegunaan Etilen
Adapun kegunaan produk utama etilen adalah sebagai berikut :
1. Bahan baku pembuatan polietilen
2. Bahan baku pembuatan etilen glikol
3. Sebagai refrigeran
4. Bahan baku pembuatan etilen oksida
5. Bahan baku pembuatan etilen benzen
1.3 Penentuan Kapasitas Perancangan
Penentuan kapasitas produksi suatu industri senantiasa memperhatikan aspek-
aspek yang penting dari segi teknis, ekonomis, finansial dan kapasitas minimal.
Kapasitas produksi pabrik etilen ditentukan berdasarkan beberapa pertimbangan
antara lain :
1. Kebutuhan etilen
2. Ketersediaan bahan baku
3. Kapasitas pabrik yang sudah berdiri
1.3.1 Kebutuhan etilen
Kebutuhan etilen di Indonesia mengalami peningkatan setiap tahunnya.
Berikut ini adalah hasil estimasi kebutuhan etilen di Indonesia (BPS, 2015 ).
Tabel 1.1. Dicari Data Impor etilen di Indonesia
Tahun
Kapasitas
(Ton/Thn)
% Pertumbuhan
2010 589,528.73 0
2011 674,594.54 14.4295

2012 716,584.95 6.2245
2013 628,278.39 -12.3233
2014 636,892.11 1.3710
Rata-rata Pertumbuhan 1.9404
Perhitungan dengan 2 metode yaitu, metode perhitungan discounted dan metode
perhitungan regresi linier. Metode perhitungan yang digunakan untuk penentuan
kapasitas produksi suatu pabrik dengan menghitung pertumbuhan impor rata-rata
setiap tahun. Dari data-data impor etilen setiap tahunnya dapat dilakukan prediksi
untuk beberapa tahun ke depan.
Berdasarkan data di atas, diperkirakan kebutuhan etilen akan terus meningkat
pada tahun-tahun mendatang sejalan dengan berkembangnya industri-industri yang
menggunakan etilen sebagai bahan baku. Dari data pertumbuhan dapat digunakan
persamaan berikut untuk menghitung kapasitas produksi pabrik.
1. Metode Discounted
F = P x (1+i)n
Keterangan: F = Nilai pada tahun ke-n
P = Besarnya data pada tahun sekarang (ton/tahun)
i = Kenaikan data rata-rata
n = Selisih tahun (tahun ke-n)
Peluang kapasitas etilen pada tahun 2020:
2020 = 636,892.11x(1+ 1.9404/100)2020-2015
= 701,128.36 ton/tahun
Pabrik etilen direncanakan beroperasi pada tahun 2020. Dari hasil prediksi, impor
etilen di Indonesia pada tahun tersebut adalah tahun 701,128.36 ton.
2. Metode Regresi Linier

Gambar 1.2 Hubungan antara Kebutuhan Etilen dengan Tahun Produksi
Dengan menggunakan grafik di atas maka dapat ditentukan persamaan untuk
memperkirakan kebutuhan etilen pada tahun 2022 yaitu :
y = 4841.1x - 9E+06
= (4841.1(2020)) – 9E+06
= 779,022 ton
Berdasarkan perhitungan di atas maka diperkirakan kebutuhan etilen yang
belum terpenuhi pada tahun 2020 adalah 779,022 ton/tahun.
1.3.2 Kebutuhan Bahan Baku
Untuk menjamin kontinuitas produksi pabrik, bahan baku harus mendapat
perhatian yang serius dengan tersedia secara periodik dalam jumlah yang cukup. Bahan
baku yang digunakan dalam pembuatan etilen adalah refinery gas yang diperoleh dari
PT. Badak NGL Bontang yang mencapai 5,4 juta ton/tahun.
1.3.3 Kapasitas Rancangan Pabrik
y = 4841.1x - 9E+06
R² = 0.0251
300,000.00
400,000.00
500,000.00
600,000.00
700,000.00
800,000.00
2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015
Kapasitas(ton/tahnu)
Tahun

Dari pertimbangan dari ketersediaan bahan baku yang tersedia, maka ditentukan
kapasitas perancangan sebesar 400.000 ton. Kapasitas perancangan ini dimaksudkan
untuk memenuhi setidaknya 40 % kebutuhan impor etilen sehingga membutuhkan bahan
baku sebesar 3,6 juta ton/ tahun.
Selain itu terdapat dengan pertimbangan lain diambilnya kapasitas 400.000
ton/tahun antara lain:
1. Dapat memenuhi kebutuhan dalam negeri yang diperkirakan mengalami
kenaikan dari tahun ke tahun sebagai hasil dari pembangunan.
2. Dapat membuka kesempatan berdirinya industri-industri lainnya yang
menggunakan etilen sebagai bahan baku yang selama ini belum berkembang
di Indonesia.
1.4.1 Identifikasi Bahan Baku dan Produk
1.4.1 Sifat Fisis dan Kimia Bahan Baku
1. Etana (C2H6)
a. Sifat-sifat fisis
- Wujud, (25 ºC, 1 atm) : gas tak berwarna
- Berat molekul, (kg/kmol) : 30,07
- Titik didih, (boiling point, ºC) : -88,6
- Temperatur kritis,(oC) : 31.9
- Tekanan kritis,(atm) : 48.2
- Titik beku : -183.7
- Hf (gas) pada 25 oC, kJ/mol : -83.82
- Gf (gas) pada 25 oC, kJ/mol : -31.92
- Antoin A : 6,9533
- Antoin B : 699,106
- Antoin C : 200,264
(Perry, 1997).
b. Sifat-sifat kimia
- Merupakan senyawa kovalen nonpolar
- Mudah terbakar

- Dengan asam halogen akan mengalami reaksi adisi
-
2. Propana (C3H8)
- Fase : gas
- Titik didih (oC) : -104.1
- Titik beku (oC) : -169.5
- Hf (gas) pada 25 oC, kJ/mol : -104.68
- Gf (gas) pada 25 oC, kJ/mol : -24.39
- Antoin A : 7,0188
- Antoin B : 889.864
- Antoin C : 257.084
(Perry, 1997)
b. Sifat kimia
- Mudah terbakar
- Memiliki ikatan tunggal
1.4.2 Sifat Fisis dan Kimia Produk
1. Etilen
- Rumus Molekul : C2H4
- Fase (25oC, 1 atm) : gas
- Titik didih (oC) : -103.71
- Suhu kritis, (oC) : 9.2
- Tekanan kritis (bar) : 50.42
- Densitas (25oC, kg/m3) : 2.0879

- Kemurnian : C2H4 (min. 99.97 %)
- Hf (cair) pada 25 oC, kJ/mol : 52.3
- Gf (cair) pada 25 oC, kJ/mol : 68,26
- Antoin A : 4,02455
- Antoin B : 1585,874
- Antoin C : -99,173
b. Sifat - sifat kimia
- Senyawa olefin paling ringan
- Mudah terbakar
(Kirk and Othmer, 1979)
2. Hidrogen (H2)
- Fase : gas
- Berat molekul, (kg/kmol) :2,018
- Titik didih, (K) : 20,4
- Titik beku, (K) : 14
- Suhu kritis, (K) : 33.2
- Tekanan kritis (atm) : 12.8
(Perry, 1997)
- Mudah terbakar
- Dengan oksigen akan membentuk air
3.Metana (CH4)
- Fase, (1 atm, 25ºC) : gas
- Titik didih, (ºC) : -161,5
- Titik beku (oC) :-182,5
- Temperatur kritis,(oC) : -82,45

- Tekanan kritis,(atm) : 45,797
- Densitas (25oC, kg/m3) : 1,819
- Viskositas (25oC)(cp) : 0,011
- Hf (gas) pada 25 oC, 1 atm, kJ/mol : -74.78
- ΔGf (gas) pada 25 ºC, 1 atm, kJ/kmol : -50,49
- Antoin A : 6,8456
- Antoin B : 435,621
- Antoin C : 271,361
(Perry, 1997)
b. Sifat kimia
- Mudah terbakar
(Kirk and Othmer, 1979).
4. Butana (C2H6)
- Wujud, (25 ºC, 1 atm) : gas
- Berat molekul, (kg/kmol) : 58.124
- Titik didih, (boiling point, ºC) : -0,8
- Temperatur kritis,(oC) : 178.7
- Tekanan kritis,(atm) : 37,5
- Hf (gas) pada 25 oC, kJ/kmol : -125,79
- Gf (solid) pada 25 oC, kJ/kmol : -16,7
- Antoin A : 7,0096
- Antoin B : 1022,48
- Antoin C : 248,145
(Perry, 1997).
- Mudah terbakar
- Memiliki ikatan tunggal

BAB II
URAIAN PROSES
2.1 Jenis – Jenis Proses
Proses pembuatan etilen yang sering digunakan di skala industri, yaitu :
1) Proses Dehidrasi Etanol
Proses ini telah ditemukan pada abad XVII ketika pertama kali diketahui
bahwa etilen bisa dibuat dari etanol yang dipanaskan bersama alumina dan silika.
Pada saat sekarang katalis alumina dan asam phospat adalah yang paling sesuai untuk
digunakan dalam industri.
Produk dari dehidrasi etanol adalah etilen sebagai produk utama dan
eter sebagai pruduk lanjutan.
Reaksi :
Al/SiO2
C2H5OH C2H4 + H2O
Etanol 300-400 oC etena air
2C2H5OH (C2H5)2O + H2O
Etanol 230oC eter air
Eter terbentuk pada suhu sekitar 230 0C sementara pada suhu 300-400 0C
yield etena mencapai 94-99 %. Reaktor bekerja secara isotermal dalam pipa-pipa
yang dipanaskan. Pemurnian lebih lanjut diperlukan untuk menghilangkan senyawa
aldehid, asam-asam, CO2 dan air (Ludwig, Kniel, 1980).
2) Proses Perengkahan dengan panas (Thermal cracking)
Reaksi perengkahan merupakan reaksi pemecahan rantai karbon pada suhu
yang cukup tinggi. Reaksi dilakukan dalam reaktor pipa atau langsung di dalam suatu
furnace. Reaksi perengkahan terjadi pada suhu di atas 637 0C tanpa katalis dan
tekanan atmosferis. Setelah keluar dari reaktor, produk didinginkan secara mendadak
dan kemudian dimurnikan untuk mendapatkan produk dengan kemurnian yang
diinginkan. Pada proses ini pengaturan kondisi operasi, terutama pengaturan

pemberian panas, sangat diperhatikan dimaksudkan agar pembentukan produk yang
diinginkan dapat maksimal. Suhu produk keluar sekitar 850 0C didinginkan
mendadak pada alat penukar panas hingga suhu di bawah suhu 640 0C. Untuk proses
pemurnian produk dilakukan pada suhu rendah. (Rase, HF., 1977)
Reaksi :
4C2H6 2CH4 + C2H4 + C4H10 + H2
Tabel 2.1 Perbandingan Proses Pembuatan Ethylene
Parameter
Proses
Dehidrasi Etanol Thermal Cracking
1. Bahan Baku Etanol Metana, etana, propane,
butane, naphta
2. Segi Proses
 Jenis reaksi
 Temperatur
 Tekanan
Menggunakan katalis
(asam sulfat pekat atau
asam fosfat)
300-400oC
Atmosfer
Tidak menggunakan
katalis
600-1000oC
2-47,7 atm
3. Proses yang proven Jarang digunakan Sering digunakan
4. Kemurnian Produk 94-95% 99,97%
5. Sumber energy panas Fuel gas (supply dari
luar)
Metana, LNG (Fuel gas
dari hasil samping
proses)
6. Segi ekonomi  Harga bahan baku
lebih mahal
dibandingkan harga
produknya dimana
harga etanol US $
910/TON
sedangkan harga
 Harga bahan baku
lebih murah
 Proses berlangsung
tanpa katalis
sehingga biaya
proses lebih murah

etilen US $
300/TON
Dari data diatas terlihat bahwa pada proses Thermal Cracking lebih
menguntungkan dibandingkan dengan proses Dehidrasi Etanol. Dalam aplikasi di
industri juga lebih banyak menggunakan proses thermal cracking dibandingkan
dengan dehidrasi etanol. Dari kedua proses pembuatan Ehylene diatas, maka dipilih
proses pembuatan ethylene dari etana dengan cara thermal cracking.
Dari kedua proses pembuatan etilen di atas, maka dipilih proses pembuatan etilen dari
etana dengan cara thermal cracking. Pertimbangan pemilihan proses ini adalah :
1. Harga bahan baku yang murah, karena bahan baku merupakan limbah
2. Bahan baku mudah diperoleh
2.1.1 Dasar Reaksi
Proses pembuatan etilen dari etana dengan thermal cracking berlangsung
dengan memutus ikatan C-H dalam etana hingga terbentuk Etilen dengan C ikatan
rangkap. Reaksinya adalah sebagai berikut :
4C2H6 2CH4 + C2H4 + C4H10 + H2
Etana Metana Etilen Butana Hidrogen
Reaksi berlangsung fase gas dalam reaktor alir pipa. Reaksi berlangsung endotermis
sehingga perlu adanya suplai panas yang berasal dari fuel gas hasil pembakaran fuel
gas dalam furnace. Reaksi dilakukan pada suhu 1300 K dan tekanan 1 atm tanpa
bantuan katalis.
2.2.2 Mekanisme Reaksi
Reaksi pembentukan Etilen dari etana berlangsung dalam 3 tahapan yaitu :
1 Inisiasi : pembentukan intermediet aktif

2 Propagasi atau Chain TransferI : Interaksi antara intermediet aktif dengan reaktan
atau produk untuk menghasilkan intermediet aktif yang lain.
3 Terminasi : deaktivasi dari intermediet aktif
Reaksi akan berlangsung sebagai berikut
Inisiasi :
C2H6
K1 2CH3
* -r1= k1[C2H6]
Propagasi:
CH3
* + C2H6
K2 CH4 + C2H5
* -r2= k2[C2H6][ CH3
*]
C2H5
* K3 C2H4 + H* -r3= k3[C2H5
*]
H* + C2H6
K4 C2H5
* + H2 -r4= k4[H*][C2H6]
Terminasi:
2C2H5
* K5 C4H10 -r5= k4[C2H5
*]2
2.2.3 Tinjauan Termodinamika
Dalam pembuatan etilen tinjauan termodinamika diperlukan untuk
mengetahui apakah reaksi dapat berlangsung, merupakan reaksi kesetimbangan atau
reaksi searah, eksotermis atau endotermis. Hal seperti ini sangat penting untuk
diketahui dalam proses perancangan reaktor.
Untuk reaksi :
4C2H6 2CH4 + C2H4 + C4H10 + H2
Etana Metana Etilen Butana Hidrogen
Tabel 2.2 Nilai ∆Hf dan ∆Gf
Komponen ∆Hf (kJ/mol) ∆Gf (kJ/mol)
C2H6 -83,820 -31,92
CH4 -74,520 -50,49
C2H4 52,510 68,44
C4H10 -125,790 -16,7
H2 0 0
a.Panas Reaksi standar

Sehingga ∆H reaksinya.
∆Ho
R = ∆Ho
f produk - ∆Ho
f reaktan
∆Ho
R = [2. ∆Hf CH4 + ∆Hf C2H4 + ∆Hf H2 + ∆Hf C4H10 ] - [4. ∆Hf C2H6]
= [2(-74,520) + 52,510 + 0+ (-125,790 ) ] - [4(-83,820)]
= 112,960 kJ/mol
reaksi
merupakan reaksi endotermis.
b. Konstanta kesetimbangan K pada keadaan standar
∆Gf = -R.T.lnK
Dimana:
∆Gf =Energi bebas Gibbs pada keadaan standar
R =konstanta gas (8,314 kJ mol-1.K-1)
T =Suhu standar (298K)
K =Konstanta kesetimbangan reaksi
∆GR = ∆Gf produk - ∆Gf reaktan
=[2. ∆Gf CH4 + ∆Gf C2H4 + ∆Gf H2 + ∆Gf C4H10 ] - [4. ∆Gf C2H6]
= [2(-50,49) + 68,94 + 0 + (-16,7 ) ] - [4(-31,92)]
=78,94 kJ/mol
Konstanta kesetimbangan reaksi pada suhu 25oC dapat dihitung dengan:
𝐾 = exp(
−∆𝐺
𝑅𝑇
)
𝐾 = exp(
78,94
8,314 𝑥 298
)
K= 1.03237
c. Konstanta kesetimbangan K pada suhu 1000 K dan 1273 K
ln(
𝐾1
𝐾2
) =
−∆𝐻
𝑅
(
1
𝑇1
−
1
𝑇2
(Van Ness, 2001)
Dimana

K1 =Konstanta kesetimbangan pada 298 K
K2 =Konstanta kesetimbangan pada suhu operasi 1000 K
T1 =Suhu standar (298K)
T2 =Suhu operasi (1000 K)
R =Konstanta gas ideal (8,314 kJ mol-1.K-1)
∆H =Panas reaksi standar 298K
Sehingga,
ln(
1
𝐾2
) =
−112 ,960
8314
(
1
298
−
1
1000
)
K2=1,00003
ln(
1
𝐾3
) =
−112 ,960
8314
(
1
298
−
1
1273
)
K3=1,00004
Karena harga konstanta kesetimbangan relatif besar (K>1), maka reaksi pembentukan
Etilen merupakan reaksi irreversible.
2.2.4 Tinjauan Kinetika
Persamaan kecepatan pembentukan Etilen :
r3= k3[C2H5
*] ........……………………………………………………...(1)
Persamaan kecepatan pembentukan intermediet :
r C2H5
* = r2 C2H5
* + r3 C2H5
* + r4 C2H5
* + r5 C2H5
* =0
= -r2 C2H5
* - r3 C2H5
* - r4 C2H5
* + r5 C2H5
* =0 ……………………….(2)
rH* = r3C2H4
+r4C2 H6
……......…………………………………………………….(3)
r CH3
* = - C2H5
* + r3 C2H5
* ………………………………………………(4)
Memasukkan persamaan kecepatan reaksi dalam persamaan (4)
2k1[C2H6]-k2[CH3
*
][C2H5]2
=0 …………………..………………………(5)
[CH3
*
]=
2k1
k2
…………………..………………………(6)
Menambahkan persamaan (2) dan (3) menjadi
-r2C2H6
+-rC2H5
* =0
k2[CH3
*
][C2H6]-k5[C2H5
*
]
2
=0 ….........………………..………………………(7)

Penyelesaian untuk [ 𝐶2 𝐻5
∗] adalah
[C2H5
*
]={
k2
k5
[CH3
*
][C2H6]}
1 2⁄
= {
2k1k2
k2k5
[C2H6]}
1 2⁄
= {
2k1k2
k2k5
[C2H6]}
1 2⁄
….......………………………………………………(8)
Substitusi C2H5
*
ke persamaan (1), didapatkan
rC2 H4
=k3[C2H5
*
]=k3 (
2k1
k5
)
1 2⁄
[C2H6]1 2⁄
…............………………………………(9)
rC2 H6
=-k1
[C2H6]-k2
[CH3
*
][C2H6]-k4
[H*
][C2H6]……..................…………….(10)
Substitusi persamaan (3) didapatkan persamaan
=-k3
[CH3][C2H6]-k4
[H][C2H6]=0
Menggunakan persamaan (8) untuk subtitusi C2H5
*, maka
[H*
]=
k3
k4
(
2k1
k5
)
1 2⁄
[C2H6]-1 2⁄
...…............……………………………(11)
Persamaan reaksi berkurangnya etana menjadi :
-rC2H6
=(k1+2k1)(C2H6)+k3 (
2k1
k5
)
1 2⁄
[C2H6]1 2⁄
...…............……………(12)
(Fogler, 1999)
2.2.5 Kondisi Operasi
Kondisi operasi sangat menentukan jalannya proses dan produk yang
dihasilkan. Pada perancangan ini dipilih kondisi operasi :
Suhu :600- 1000 oC
Tekanan : 2-47,7 atm
Fase reaksi : gas
(Fogler,1999)
Pada kondisi operasi ini diperoleh konversi total 95%.
(Smith, 2005)
2.3.2 Tahapan Proses
Proses pembuatan Etilen dapat dibagi dalam tiga tahap yaitu :
1 Tahap penyiapan bahan baku
2 Tahap proses reaksi

3 Tahap pemurnian produk
2.3.2.1 Tahap penyiapan bahan baku
Fresh feed digabungkan dengan arus yang keluar dari reaktor kemudian
dimasukkan ke dalam Fin Fan untuk didinginkan hingga suhu 37 oC. Kemudian
dimasukkan lagi ke dalam Heat Exchanger dan didinginkan dengan MCR (Multi
Component Refrigerant) hingga suhu -33 oC agar siap dimasukkan didalam unit
pemurnian.
2.3.2.2 Tahap proses reaksi
Hasil bawah ethylene tower yang terdiri dari etana ethylene dan propana yang
bersuhu -18oC dan tekanan 15 atm diuapkan dalam vaporizer dengan menggunakan
MP steam dengan suhu dan tekanan konstan. Uap keluar kemudian dipanaskan dalam
pemanas Heat Exchanger pertama untuk ditukarkan panasnya dengan LPG hasil
bawah dari Deethanizer hingga suhu 37oC. Setelah ditukarkan panasnya kemudian
arus diekspansikan dalam expander pertama hingga bertekanan 10 atm. Arus keluar
ekspander bersuhu 20.06oC. Arus keluar ekspander dipanaskan kembali dalam HE
kedua dengan menggunakan arus panas dari reaktor yang keluar dari HE ketiga
hingga suhu 130oC. Kemudian umpan diekspansikan kembali ke dalam ekspander
kedua hingga bertekanan 1 atm atau sesuai dengan tekanan operasi reaktor. Arus
keluar ekspander kedua bersuhu 44oC. Arus keluar ekspander dipanaskan kembali
dalam HE ketiga hingga bersuhu 125oC. Arus keluar dari HE ketiga dipanaskan
kembali dalam HE keempat dengan produk keluar reaktor hingga bersuhu 725oC.
Arus ini siap dimasukkan reaktor untuk bereaksi.
Reaksi terjadi pada fase gas pada suhu 1000oC dan tekanan 1 atm dalam suatu
reaktor alir pipa multitube.
4C2H6 2CH4 + C2H4 + C4H10 + H2
Etana Metana Ethylene Butana Hidrogen
Etana tercracking membentuk metana, ethylene, butana, dan hydrogen dengan
konversi total 95%. Dalam reaktor terjadi penurunan temperatur akibat reaksi yang

endotermis, sehingga untuk mempertahankan kondisi operasi diperlukan pemanasan
yang dilakukan oleh flue gas (hasil pembakaran fuel gas dalam furnace). Fuel gas
berasal dari sebagian hasil atas demethanizer yang dibakar di dalam suatu furnace
dengan udara excess 20%.
Hasil keluaran reaktor bersuhu 1000 oC didinginkan dalam HE keempat
dengan arus masuk reaktor hingga bersuhu 565.3oC. Pendinginan ini dimaksudkan
agar reaksi berhenti sehingga tidak terbentuk zat-zat yang tidak diinginkan seperti
propilen. Setelah keluar dari HE keempat, produk didinginkan kembali dalam HE
ketiga dan HE kedua untuk ditukarkan panasnya dengan arus yang akan memasuki
reaktor. Kemudian arus ini dimasukkan ke dalam HE kelima untuk didinginkan
kembali sekaligus menghasilkan steam. Kemudian produk dikompresi di dalam
compressor hingga bertekanan 7 atm. Produk keluar compressor bersuhu 375 oC.
Produk keluar dari compressor kemudian didinginkan dengan Fin Fan hingga bersuhu
200oC. Kemudian produk dikompresi kembali dalam compressor hingga bertekanan
20 atm. Arus keluar compressor bersuhu 288 oC. Kemudian produk didinginkan
kembali dengan Fin Fan hingga bersuhu 120 oC. Kemudian produk dikompresi
kembali dengan compressor hingga tekanan 30 atm. Akibat proses kompresi ini suhu
arus naik hingga mencapai 152oC. Arus keluar compressor didinginkan dalam Fin
Fan hingga bersuhu 70oC. Arus keluar dari Fin Fan kemudian dicampurkan dengan
fresh feed untuk kemudian masuk unit pemurnian.
2.3.2.3 Tahap Pemurnian Produk
Produk yang telah bercampur dengan umpan dimasukkan dalam
Demethanizer untuk menghilangkan metana. Arus masuk demethanizer pada suhu -
33oC dalam keadaan saturated. Hasil atas demethanizer yang berupa campuran
hydrogen, metana dan ethylene bersuhu -93oC dikeluarkan sebagai by produk dimana
gas metana akan dijual untuk akhirnya akan dicairkan menjadi LNG, sedangan butana
akan dijual sebagai LPJ. Sedangkan hasil bawah dari demethanizer yang berupa
campuran fraksi berat dimasukkan ke dalam deethanizer pada suhu 16oC. Dalam
deethanizer fraksi C2 dipisahkan menjadi hasil atas dan C3, C4 sebagai hasil bawah.
Deethanizer beroperasi pada tekanan 30 atm, suhu atas -8.47oC, suhu bawah

111.15oC. Hasil atas deethanizer yang berupa campuran etana dan ethylene
diekspansikan terlebih dahulu pada compressor hingga tekanan menjadi 15 atm.
Kemudian arus didinginkan kembali dalam HE hingga bersuhu 21oC dengan
menggunaan Multi Component Refrigerant. Arus keluar dari HE kemudian
dimasukkan ke dalam ethylene tower untuk memisahkan produk ethylene dengan
bahan baku yang akan diumpankan ke dalam reaktor. Hasil bawah Deethanizer
digunakan sebagai pemanas dalam ekspansi bertingkat untuk selanjutnya digunakan
sebagai fuel gas. Ethylene tower beroperasi pada tekanan 15 atm, suhu atas -37,5oC,
dan suhu bawah -18.5oC. Hasil atas ethylene tower berupa ethylene, metana, dan
etana yang diambil sebagai produk utama. Sedangkan hasil bawahnya berupa etana,
ethylene dan propana, diekspansi secara bertingkat untuk kemudian dimasukkan
dalam reaktor untuk mereaksikan etana menjadi ethylene.

De-methanizer De-ethanizer Ethylene tower
Reaktor
Metana
Etana
Propana
P = 32 atm
T = 70o
C
Hidrogen
Metana
Ethylene
Etana
Propana
Butana
P = 32 atn
T = 70 o
C
Hidrogen
Metana
Ethylene
P = 30 atm
T = -93o
C
Metana
Ethylene
Etana
Propana
Butana
P = 30 atm
T = 16o
C
Metana
Ethylene
Etana
Propana
P = 30 atm
T = -36o
C
Etana
Propana
Butana
P = 30 atm
T = 130,8o
C
Metana
Ethylene
Etana
P = 15 atm
T = -75 o
C
Ethylene
Etana
Propana
P = 1 atm
T = 800o
C
Hidrogen
Metana
Etana
Propana
Butana
P = 1 atm
T = 1000o
C
Gambar 2.1 Diagram Alir Kualitatif

DAFTAR PUSTAKA
BPS (Badan Pusat Statistik). 2015. Data Impor Etilen di Indonesia. www.bps.id.
Diakses pada tanggal 29 Maret 2016.
Perry, R.H., and Green, D., 1997, Perry’s Chemical Engineers’ Handbook, 7th ed.,
McGraw Hill Companies Inc., USA.
Ludwig, E.E., 1965, Applied Process Design for Chemical and Petrochemical Plants,
volume 3, Gulf Publishing Company, Houston.
Smith, J.M., Van Ness, H.C.,2001, Introduction to Chemical Engineering
Thermodynamics, 6th ed, McGraw-Hill Book Company, Inc., New York.
Smith, R., 2005, Chemical Process Design and Integration, John Wiley and Sons Ltd,
Chichester.
Fogler, S.H., 1999, Element of Chemical Reaction Engineering, Prentice Hall PTR, New
Jersey.
Kirk, R.E., and Othmer, V.R., 1950, Encyclopedia of Chemical Technology, 4th
ed, John
Wiley & Sons Inc., New York

Proposal ta wahyu satria-old

More Related Content

What's hot

Viewers also liked

More from wahyuddin S.T

Recently uploaded

Proposal ta wahyu satria-old