1 BAB I
PENGANTAR
A. Latar Belakang
Setiap tahunnya, perkembangan industri di dunia selalu mengalami peningkatan untuk dapat memenuhi permintaan pasar yang juga semakin meningkat. Sejak awal tahun 2016, di wilayah Asia Tenggara telah diberlakukan perdagangan bebas berdasarkan perjanjian Masyarakat Ekonomi ASEAN (MEA) sehingga persaingan pada berbagai bidang kehidupan terutama pada bidang ekonomi dan perindustrian akan terus meningkat. Oleh karena itu, Indonesia harus siap berkembang untuk dapat bersaing dengan Negara-negara lainnya. Berbagai industri termasuk industri yang menghasilkan produk kimia diharapkan mampu menjadi penggerak peningkatan laju pertumbuhan ekonomi dan perluasan lapangan pekerjaan.
Salah satu industri kimia yang menarik untuk didirikan di Indonesia adalah industri/ pabrik asam metakrilat (MAA). Meskipun permintaan asam metakrilat di Indonesia setiap tahunnya hanya sebesar 1.500 ton/tahun (bps.co.id) yang diperoleh dengan impor, namun permintaan pasar dunia terhadap produk asam metakrilat pada tahun 2010 telah mencapai nilai 3 juta ton dengan permintaan dari wilayah Asia, Amerika, dan Eropa dengan persentase sebagai berikut.
Gambar 1. Permintaan Asam Metakrilat di Dunia
Asia Amerika 56%
23%
Eropa 21%
2 Dari data di atas dapat dilihat bahwa pasar asam metakrilat terbesar adalah di Asia yaitu sebesar 56% kemudian diikuti Amerika dan Eropa.
Permintaan terhadap asam metakrilat ini juga terus mengalami peningkatan setiap tahunnya, pada tahun 2014-2019 berdasarkan CAGR (Compound Annual Growth Rate) diperkirakan permintaan asam metakrilat akan meningkat sebesar 12,8% per tahun. Sehingga pabrik asam metakrilat ini didirikan dengan tujuan untuk bersaing dan berperan dalam memenuhi kebutuhan pasar dunia terutama di Asia, namun dengan tetap memprioritaskan pemenuhan permintaan dalam negeri walaupun dalam jumlah yang masih sedikit.
Asam metakrilat merupakan senyawa yang banyak dimanfaatkan dalam berbagai industri seperti industri pelapisan (coating industry), sebagai adhesive, serta pemanfaatan terbesar asam metakrilat ini adalah pada industri pembuatan metil metakrilat (MMA) dan polimetil metakrilat (PMMA).
Polimetil metakrilat merupakan polimer yang banyak digunakan sebagai pembuatan plastik yang saat ini penggunaannya sangat massive di Asia.
Sehingga pertumbuhan pasar PMMA yang paling berpengaruh terhadap penjualan asam metakrilat.
Perusahaan yang telah memproduksi asam metakrilat di kawasan Asia antara lain adalah Mitsubishi Rayon Co, Ltd. yang berdiri di Jepang dan Singapura dengan kapasitas masing-masing sebesar 110.000 dan 23.000 ton/tahun, di Korea juga terdapat pabrik milik Nippon Shokubai Co, Ltd.
dengan kapasitas sebesar 100.000 ton/tahun. Sementara itu, belum terdapat pabrik asam metakrilat yang telah didirikan di Indonesia.
Daftar 1. Industri Isobutilen beserta Kapasitasnya di Kawasan Asia Nama Pabrik Kapasitas (ton/tahun) Shandong Chambroad Holding Co., Ltd. 104.000 Dongming Petrochemical Group 265.000
Dongying Liyuan 220.000
3 Pada pabrik ini bahan dasar untuk pembentukan MAA adalah isobutilen dan udara. Kebutuhan bahan baku ini masih didapat dari impor karena di dalam negeri tidak ada industri yang memproduksi bahan baku tersebut. China merupakan negara yang dipilih sebagai penyuplai isobutilen karena cukup banyak pabrik yang memproduksi isobutilen seperti tersaji dalam Daftar.1 di atas.
Lokasi pabrik yang rencananya akan mulai dibangun pada tahun 2019 dan akan beroperasi pada tahun 2022 ini berada di kawasan industri di kota Cilegon, pemilihan lokasi ini berdasarkan beberapa faktor-faktor yang akan mempengaruhi biaya operasional pabrik antara lain transportasi bahan baku dan produk, ketersediaan air dan energi, serta ketersediaan tenaga kerja.
Pertimbangan utama yang dipilih adalah lokasinya yang dekat dengan pelabuhan sehingga akan mempermudah proses impor bahan baku serta ekspor produk asam metakrilat. Hal ini dikarenakan sekitar 97% dari produk asam metakrilat akan diekspor ke pasar Asia. Cilegon juga berada di dekat laut sehingga dapat digunakan sebagai sumber air.
Kemudian ketersediaan tenaga kerja di kota Cilegon menurut data dari Badan Pusat Statistik Kota Cilegon tahun 2015 menyebutkan bahwa dari sebanyak 405.303 jiwa terdapat 7,34% penduduk yang termasuk dalam angkatan kerja namun masih menganggur. Sementara itu persebaran tingkat pendidikan seluruh penduduk kota Cilegon dapat dilihat dalam daftar di bawah ini.
Daftar 2. Jumlah Penduduk Berdasarkan Tingkat Pendidikan dan Jenis Kelamin Tahun 2010
Penduduk Kota Cilegon
Tidak/Belum Tamat SD
Tamat SD
Tamat SMP
Tamat SMA
Tamat PT
Jumlah Laki Laki 4.665 27.257 31.825 56.380 11.948 Jumlah Perempuan 6.982 32.726 32.374 39.791 11.198
4 Berdasarkan berbagai analisis di atas, maka pendirian pabrik asam metakrilat ini merupakan industri yang strategis untuk dijalankan karena dapat menjadi salah satu komoditi ekspor Indonesia. Serta, pabrik asam metakrilat ini memiliki peluang untuk berkembang dan memproduksi metil metakrilat (MMA) atau bahkan polimetil metakrilat (PMMA) sehingga dapat memenuhi kebutuhan Indonesia yang cukup besar terhadap keduanya.
B. Tinjauan Pustaka
Dalam tahap perancangan, pemilihan proses merupakan salah satu bagian yang sangat penting karena proses yang digunakan akan berkaitan erat dengan performa pabrik kimia dan nilai ekonomi pabrik kimia itu. Proses pembuatan asam metakrilat dapat menggunakan beberapa rute rantai karbon sebagai bahan baku. Beberapa proses tersebut diantaranya adalah BASF Process yang menggunakan etilen sebagai bahan baku, Acetone Cyanohidrin (ACH) Process dengan aseton sebagai bahan baku utamanya, serta Direct Oxidation Process yang menggunakan isobutilen sebagai bahan baku. Uraian dari proses-proses tersebut adalah sebagai berikut.
1. BASF Process
BASF Process merupakan sebuah proses pembuatan asam metakrilat dengan menggunakan etilen (C2) sebagai bahan bakunya. Etilen direaksikan menjadi propanal dengan menggunakan katalis Cobalt, kemudian dikondensasi dengan formaldehid untuk menjadi metakrolen dengan katalis Amine. Metakrolen yang terbentuk kemudian dioksidasi menjadi asam metakrilat dengan katalis Mo-P. Mekanisme reaksi yang terjadi adalah:
C2H4 + CO + H2 C3H6O (1) C3H6O + HCHO C4H6O + H2O (2) C4H6O + O2 C4H6O2 (3)
5 2. Acetone Cyanohidrin (ACH) Process
Pada proses ACH, bahan baku yang digunakan adalah acetone (C3). Teknologi ini merupakan teknologi lama dan banyak digunakan di Eropa dan Amerika. Pada tahap pertama proses ini, aseton direaksikan dengan asam sianida untuk menjadi acetone cyanohydrin dengan katalis basa. acetone cyanohydrin yang terbentuk kemudian direaksikan dengan asam sulfat pekat agar menjadi produk antara (methacrylamide sulfate).
methacrylamide sulfate selanjutnya dihidrolisis dengan air berlebih agar terbentuk asam metakrilat. Berikut reaksi yang terjadi:
C3H6O + HCN C4H7NO (4) C4H7NO + H2SO4 C4H9NO5S (5) C4H9NO5S + H2O C4H6O2 + NH4HSO4 (6)
3. Direct Oxidation Process
Pada proses pembuatan asam metakrilat dengan direct oxidation process, bahan baku yang digunakan adalah isobutilen, reaksi yang terjadi merupakan reaksi oksidasi isobutilen (C4) yang terdiri dari 2 tahap oksidasi. Pada tahap pertama isobutilen dioksidasi menjadi metakrolen dengan katalis BiW/FeCoMoK, tahap selanjutnya metakrolen dioksidasi menjadi asam metakrilat dengan katalis Heteropolyacid. Menurut Bauer dkk (2000), pada tahap pertama akan menghasilkan konversi yang tinggi dari konversi pada reaksi kedua. Berikut tahapan reaksi yang terjadi:
C4H8 + O2 C4H6O + H2O (7) C4H6O + O2 C4H6O2 (8) Pada proses pembuatan asam metakrilat dengan BASF process terdapat beberapa tahapan reaksi yang akan menghasilkan metakrolein yang akan dioksidasi menjadi asam metakrilat. Proses akhir pada metode BASF ini sama dengan Direct Oxidation namun dengan proses awal yang lebih rumit dan dinilai kurang ekonomis dibandingkan dengan Direct Oxidation. Sementara itu pada ACH Process juga dinilai kurang ekonomis karena setiap 1 ton asam
6 metakrilat yang terbentuk maka akan menghasilkan produk samping berupa 1,2 ton ammonium bisulphate, serta sianida (HCN) yang digunakan sebagai bahan penunjang merupakan senyawa yang sangat beracun.
Oleh karena itu, proses pembuatan asam metakrilat yang dipilih pada pabrik ini adalah menggunakan Direct Oxidation Process dengan isobutilen sebagai bahan baku. Teknologi ini sudah dikomersialisasikan selama kurang lebih 30 tahun di Jepang dan terus berkembang sehingga hampir semua pabrik asam metakrilat yang berada di kawasan Asia menggunakan metode ini.
Pemilihan proses ini dinilai paling ekomonis karena hanya menggunakan isobutilen sebagai bahan baku, sementara udara yang digunakan dapat diperoleh dari lingkungan sekitar.
