Prarancangan pabrik Dimethyl Phthalate (DMP) dengan kapasitas 25.000 ton/tahun yang direncanakan berlokasi di Manyar, Gresik, Jawa Timur. Pabrik ini didirikan karena DMP memiliki berbagai kegunaan, terutama sebagai plasticizer, serta digunakan pada nitrocellulose, plastik, karet, dan berbagai produk lain. Di sisi lain, kebutuhan DMP di Indonesia masih dipenuhi melalui impor, sehingga pendirian pabrik di dalam negeri diharapkan dapat mengurangi ketergantungan impor sekaligus memanfaatkan ketersediaan bahan baku domestik. Bahan baku utama yang digunakan adalah phthalic anhydride dan metanol, sedangkan asam sulfat digunakan sebagai katalis. Ketersediaan ketiga bahan tersebut menjadi salah satu alasan pemilihan proses karena dapat diperoleh dari industri dalam negeri. Kapasitas 25.000 ton/tahun ditetapkan berdasarkan analisis kebutuhan pasar dan proyeksi kebutuhan DMP. Metode discounted menghasilkan peluang kapasitas sekitar 24.187,458 ton/tahun, kemudian dibulatkan menjadi 25.000 ton/tahun sebagai kapasitas rancangan. Secara proses, DMP dibuat melalui reaksi esterifikasi phthalic anhydride dengan metanol menggunakan katalis asam sulfat. Proses ini dipilih dibandingkan dengan katalis heterogen yang dikaji karena memberikan kombinasi yang dianggap paling sesuai antara konversi, kondisi operasi, biaya, dan ketersediaan bahan. Katalis asam sulfat memberikan konversi sekitar 75%, dapat diperoleh di dalam negeri, serta bekerja pada kondisi operasi yang relatif lebih rendah. Hal penting dalam memahami reaksi adalah bahwa pembentukan DMP berlangsung melalui dua tahap esterifikasi. Tahap pertama adalah pembentukan monomethyl phthalate (MMP) dari phthalic anhydride dan metanol. Tahap kedua adalah reaksi MMP dengan metanol menghasilkan DMP dan air. Dalam rancangan ini, kelebihan metanol dimasukkan sejak awal agar kebutuhan reaksi kedua tetap tercukupi sehingga tidak perlu dilakukan penambahan metanol kembali. Tahap pertama dilakukan pada sekitar 95°C selama 3 jam, sedangkan tahap berikutnya dilanjutkan pada 130°C, dengan keseluruhan sistem menggunakan reaktor batch. Setelah reaksi, campuran belum berupa DMP murni. Di dalamnya masih terdapat DMP, MMP, phthalic anhydride yang tidak bereaksi, metanol, air, dan katalis asam sulfat. Karena itu, bagian penting berikutnya adalah pemurnian. Katalis terlebih dahulu dinetralkan menggunakan NaOH sehingga membentuk Na?SO? dan air. Garam yang terbentuk kemudian dipisahkan menggunakan filter press agar tidak mengganggu proses pemisahan berikutnya. Filtrat kemudian masuk ke dekanter, yang memanfaatkan perbedaan densitas dan ketidaklarutan antarfase untuk memisahkan fase organik yang kaya DMP/MMP dari fase ringan yang terutama mengandung metanol dan air. Fase ringan selanjutnya masuk ke flash tank untuk memisahkan metanol dan air, sedangkan fase organik diteruskan ke tahap pemurnian utama. Tahap akhir menggunakan menara distilasi. Prinsip pemisahannya adalah perbedaan volatilitas atau titik didih komponen. Dalam neraca massa laporan, aliran distilat didominasi oleh DMP, sedangkan sebagian besar MMP dan phthalic anhydride berada pada aliran bottom. Target produk yang dihasilkan adalah sekitar 3.156,57 kg/jam DMP, yang ekuivalen dengan kapasitas 25.000 ton/tahun pada waktu operasi 330 hari/tahun. Dari sisi energi, reaksi esterifikasi ditinjau secara termodinamika dan diperoleh ΔH reaksi total bernilai negatif, sehingga reaksi dikategorikan sebagai eksotermis. Hal ini penting dalam perancangan karena panas yang dihasilkan selama reaksi perlu diperhatikan dalam pengendalian suhu reaktor. Analisis kesetimbangan juga digunakan untuk menentukan kecenderungan arah reaksi, sedangkan tinjauan kinetika menggunakan pendekatan orde satu untuk masing-masing tahap reaksi. Dari pendekatan tersebut diperoleh konstanta laju sekitar 2,13 × 10?? s?¹ untuk reaksi pertama dan 2,57 × 10?? s?¹ untuk reaksi kedua. Jadi, secara keseluruhan, inti perancangannya adalah mengubah phthalic anhydride dan metanol menjadi DMP melalui esterifikasi berkatalis H?SO?, kemudian memisahkan katalis, garam, metanol, air, serta senyawa yang belum bereaksi sampai diperoleh DMP sebagai produk utama. Seluruh pemilihan kondisi operasi, alat, neraca massa, dan neraca panas pada dasarnya mendukung tiga tujuan utama: reaksi dapat berlangsung dengan baik, pemisahan berlangsung efektif, dan produk DMP dapat diperoleh sesuai kapasitas rancangan.