PROPOSAL TUGAS AKHIR
PROPOSAL TUGAS AKHIR
PRARANCANGAN PABRIK
PRARANCANGAN PABRIK
MELAMINE MELAMINEDENGAN METODE
DENGAN METODE
BASF DARI
BASF DARI
UREAUREADENGAN
DENGAN KAPASIT
KAPASITAS 50.00
AS 50.000 TON/TAHUN
0 TON/TAHUN
Disusun Oleh Disusun Oleh Di!i
Di!i R"s#$i R"s#$i %&0'(0)00*%&0'(0)00*)+)+ Melis#
Melis# As,#ini As,#ini %&0'(0)00(-+%&0'(0)00(-+
PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA
PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA
FAKULT
FAKULTAS TE
AS TEKNI
KNIK
K
UNIERSI
UNIERSITA
TAS PAMULANG
S PAMULANG
&0'
BAB I
BAB I
PENDAHULUAN
PENDAHULUAN
'.'
'.' LATLATAR AR BELAKANGBELAKANG Pemb
Pembangunangunan an induindustri stri merupmerupakan akan bagiabagian n dari dari usaha usaha pembapembangunngunan an gunaguna mencap
mencapai ai suatu struktur ekonomi yang suatu struktur ekonomi yang kuat. Industrikuat. Industrialisasi dimantapkalisasi dimantapkan an gunaguna me
mendndukukunung g beberkrkemembabangngnynya a ininduduststriri. . SeSebabagagai i pepengnggegerarak k ututamama a dadalalamm peningkatan
peningkatan laju laju pertumbuhan pertumbuhan ekonomi ekonomi dan dan terciptanya terciptanya lapangan lapangan kerja kerja baru.baru. Dengan bangkitnya sektor-sektor industri, maka komponen-komponen penunjang Dengan bangkitnya sektor-sektor industri, maka komponen-komponen penunjang in
indudustrstri i jujuga ga semsemakakin in memeniningngkakat, t, tetermrmasuasuk k babahahan-n-babahahan n pepembmbanantu tu dadann penunjang.
penunjang. Jum
Jumlah lah dan dan macamacam m indindustustri ri yanyang g belbelum um dapdapat at dipdipenuenuhi hi sensendirdiri i cukcukupup banyak
banyak dan dan biasanya biasanya diperoleh diperoleh dengan dengan cara cara mengimpor mengimpor dari dari negara negara lain. lain. SalahSalah satu bahan yang diimpor dalam jumlah banyak adalah melamin.
satu bahan yang diimpor dalam jumlah banyak adalah melamin.
Melamin salah satu bahan yang dihasilkan oleh industri petrokimia dengan Melamin salah satu bahan yang dihasilkan oleh industri petrokimia dengan rumus C
rumus C!!"" # #"" juga dikenal dengan nama $-%-" triamino &--' tria(ine.Senya)a juga dikenal dengan nama $-%-" triamino &--' tria(ine.Senya)a
ini berbentuk kristal monocyclic ber)arna putih. Melamin diantaranya digunakan ini berbentuk kristal monocyclic ber)arna putih. Melamin diantaranya digunakan seb
sebagaagai i bahbahan an bakbaku u pempembuabuatan tan melmelamiamin n resresin, in, bahbahan an sinsintesa tesa orgorganianik, k, bahbahanan pencampur
pencampur cat, cat, pelapis pelapis kertas, kertas, tekstil, tekstil, leather leather tanning tanning dan dan lain-lain. lain-lain. *ahan *ahan bakubaku yan
yang g digdigunaunakan kan padpada a proproses ses pempembuabuatan tan melmelamiamin n adaadalah lah ureurea a dan dan camcampurpuranan amonia karbon dioksida sebagai +luidi(ing gas dengan katalis alumina.
amonia karbon dioksida sebagai +luidi(ing gas dengan katalis alumina. Mel
Melihaihat t kebkebutuutuhan han melamelamin min padpada a masmasa a sekasekaranrang g iniini, , seiseirinring g dendengangan industri-industri pemakainya yang semakin meningkat, maka pendirian pabrik industri-industri pemakainya yang semakin meningkat, maka pendirian pabrik melamin dirasa sangat perlu. !al ini bertujuan untuk mengantisipasi permintaan melamin dirasa sangat perlu. !al ini bertujuan untuk mengantisipasi permintaan didalam negeri, mengurangi impor melamin dan membuka tenaga kerja baru. didalam negeri, mengurangi impor melamin dan membuka tenaga kerja baru. '.&
'.& RUMURUMUSAN MASAN MASALAHSALAH
Permasalahan pokok yang akan dibahas dalam proposal skripsi ini adalah Permasalahan pokok yang akan dibahas dalam proposal skripsi ini adalah ap
apakaakah h pependndiririan ian papabrbrikik Melamine Melamine dendengan gan kapkapasitasitas as '.'. tontontahtahun un laylayak ak didirikan atau tidak.
didirikan atau tidak. '.(
'.( MAKSMAKSUD DAN TUD DAN TUUANUUAN
Pa
Pabrbrikik Melamine Melamine yang akan yang akan didirididirikan diharapkakan diharapkan n mampmampu u membememberikanrikan keuntungan sebagai berikut
keuntungan sebagai berikut '.
&. Mengurangi ketergantungan impor sehingga dapat menghemat de/isa negara.
(. Menciptakan lapangan kerja baru sehingga menurunkan tingkat
pengangguran.
-. Membuka peluang bagi pengembang-pengembang industri dengan bahan baku Melamine, sehingga tercipta di/ersi+ikasi produk yang mempunyai
nilai ekonomi lebih tinggi.
5. Membantu mencukupi kebutuhan pada industri yang menggunakan bahan
Melamine.
*. Semakin banyak minat in/estor untuk menanamkan modalnya pada industri Melamine yang memang menjanjikan keuntungan yang cukup besar.
BAB II
LANDASAN TEORI
&.' TINAUAN PUSTAKA
Melamin pertama kali dipelajari oleh 0eibig pada tahun &1%. Pada saat itu 0eibig mendapatkan melamin dari proses +usi antara potasium thiosianat dengan amonium klorida. 2emudian di tahun &11' 3.4 5on !o++man mempublikasikan struktur molekul melamin, sebagai berikut
!$ # # #!$
# #
#!$
Selanjutnya melamin banyak dijumpai pada aplikasi industri untuk proses produksi resin melamin +ormaldehid.
Pada sekitar tahun &6", melamin diproduksi dari dicyanamid. Proses ini
berlangsung didalam autocla/e pada tekanan & Mpa dan suhu %C dengan
adanya gas amoniak, sesuai persamaan reaksi
!$ #C7#!8#!C# $ C #"!"
Pada a)al &6%, Mackay menemukan bah)a melamin juga bisa disintesa
dari urea pada suhu % C dengan atau tanpa katalis. Sejak saat itu melamin
mulai diproduksi dari bahan baku urea. Dan penggunaan cyanamid sebagai bahan baku dihentikan pada akhir dekade &6".
&.& MACAM1MACAM PROSES
Melamin dapat disintesa dari urea pada suhu ' 9 % C dengan
persamaan reaksi sebagai berikut
" !$ # 9 C: 9 #!$ C #7#!$8 ; " #! ; C:$
<eaksinya bersi+at endotermis membutuhkan "$6 2J per mol melamin. Secara garis besar proses pembuatan melamin dapat diklasi+ikasikan menjadi $
Proses tekanan rendah dengan menggunakan katalis.
Proses tekanan tinggi 7≥1 Mpa8 tanpa menggunakan katalis.
Masing-masing proses terdiri dari tiga tahap, yaitu tahap sintesa, reco/ery dan pemurnian melamin serta pengolahan gas buang.
1. P,"ses Te!#n#n Ren$#h $en2#n Men22un#!#n K#3#lis.
Proses tekanan rendah dengan katalis menggunakan reaktor =luidi(ed bed pada tekanan atmos+erik sampai & Mpa pada suhu 6 9 %& C. Sebagai
karbondioksida yang terbentuk selama reaksi.. 2atalis yang digunakan yaitu silika dan alumina.
Melamin meninggalkan reaktor berupa gas bersama dengan +luidi(ing gas. 2emudian dipisahkan dari amonia dan karbondioksida dengan >uenching gas atau menggunakan air 7yang diikuti dengan kristalisasi8 atau sublimasi.
Pada proses menggunakan katalis, langkah pertama adalah dekomposisi urea menjadi asam isocyanat dan amonia kemudian diubah menjadi melamin. Mekanisme <eaksi
" 7#!$8$C: " #!?C?: ; " #! ∆! ? 61%kj mol
" #!?C?: C #7#!$8 ; C:$ ∆! ? -'' kj mol
" 7#!$8$C: C #7#!$8 ; " #! ∆! ? "$6 kj mol
@ield yang diperoleh adalah 6 9 6' A. 3da % proses pada tekanan rendah yaitu a. Proses *3S= 7*adische 3nilin and Soda =abrik8
Pada proses ini menggunakan reaktor satu stage, dimana lelehan
urea diumpankan ke +luidi(ed bed reaktor pada suhu 6' - % Cpada tekanan
atmos+erik. 2atalis yang digunakan adalah alumina dengan +luidi(ing gas berupa amonia dan karbondioksida. Suhu reaktor dijaga dengan mensirkulasi lelehan garam dengan menggunakan koil pemanas. Produk yang keluar dari reaktor berupa gas terdiri dari campuran melamin, urea yang tidak bereaksi, biuret, amonia dan karbondioksida. 2atalis yang terba)a aliran gas ditahan pada siklon separator dalam reaktor. Campuran gas tersebut didinginkan
dalam cooler sampai temperatur de) point campuran gas produk.
Campuran gas kemudian masuk desublimer lalu bercampur dengan
o++ gas yang telah direcycle pada temperatur &% C hingga berbentuk kristal
melamin. 0ebih dari 61 A melamin dapat mengkristal. 2ristal melamin yang dihasilkan dipisahkan dari campuran gas dengan menggunakan siklon. Bas recycle dari siklon dialirkan ke scrubber atau )ashing to)er untuk mengambil urea yang tidak beraksi, dan gas digunakan sebagai +luidi(ing gas pada reaktor dan media pendingin pada desublimer. Proses ini dapat menghasilkan melamin dengan kemurnian 66,6 A.
Proses ini ada dua tahap , tahap pertama yaitu molten urea terdekomposisi dalam =luidi(ed Sand *ed <eaktor sehingga menjadi amonia
dan asam isocyanic pada kondisi suhu ' C dan tekanan ,' Mpa. 3monia
digunakan sebagai +luidi(ing gas. Panas yang dibutuhkan untuk dekomposisi disuplai ke reaktor oleh lelehan garam panas yang disirkulasi melalui koil pemanas. 3liran gas kemudian diumpankan ke +ied bed reaktor dimana asam
isocyanic dikon/ersi menjadi melamin pada suhu %' C dan tekanan
mendekati tekanan atmos+er. Melamin dipisahkan dari hasil reaksi yang berupa +ase gas melalui >uenching dengan menggunakan air mother li>uor
yang berasal dari centri+uge. uencher didesain khusus agar dapat bekerja dengan cepat sehingga mencegah hidrolisis melamin menjadi ammelide dan ammeline. Suspensi melamin dari >uencer didinginkan lalu dikristalisasi menjadi melamin. Setelah di centri+uge, kristal dikeringkan dan dimasukkan ke penyimpanan.
c. Proses Stamicarbon
Seperti pada proses *3S=, proses DSM Stamicarbon
menggunakan reaktor satu stage. Proses berlangsung pada tekanan ,E Mpa, dengan +luidi(ing gas berupa amonia murni. 2atalis yang digunakan berupa alumina dan silika.
0elehan urea diumpankan kedalam reaktor bagian ba)ah. 2atalis silika alumina di+luidisasi oleh amonia yang masuk ke reaktor bagian ba)ah
dari reaktor +luidi(ed bed. <eaksi dijaga pada suhu % C dengan
mensirkulasi lelehan garam mele)ati koil pemanas dalam bed katalis.
Melamin yang terkandung dalam campuran (at keluaran reaktor kemudian di >uencing. Pertama dalam >uench cooler kemudian dalam scrubber untuk di srub dengan mother li>uor dari centri+uge. Dari scrubber, suspensi melamin dialirkan kedalam kolom 2: drum dimana sebagian dari
amonia dan C:$ terlarut dalam suspensi dipisahkan, lalu campuran gas ini
dialirkan ke absorber dan akan membentuk amonium karbamat dari 2: drum kemudian produk dialirkan ke miing /essel dan dicampur dengan karbon akti+. 2emudian dimasukkan dalam precoat +ilter kemudian airnya diuapkan
didalam e/aporator, kemudian dikristaliser dan pemisahan dari mother li>uornya oleh centri+uge.
d Proses :sterreichische Sticksto++)erke 7 :S4 8
Dalam proses ini dibagi menjasi $ tahapan yaitu
&. Ferdekomposisinya urea dalam reaktor unggun ter+luidisasi 7 Fluidized Bed Reaktor 8.
$. Ferbentuknya melamin dalam Fixed Bed Catalytic Reaktor .
Grea yang digunakan dalam pembuatan melamin berbentuk butiran 9 butiran kecil 7 prilled urea 8 dengan kemurnian 66,A.
&. P,"ses Te!#n#n Tin22i T#n4# Men22un#!#n K#3#lis
<eaksi yang terjadi pada tekanan tinggi dengan tekanan lebih dari E Mpa
dan suhu yang digunakan lebih dari E C.
Secara umum, lelehan urea dimasukkan dalam reaktor menjadi campuran lelehan urea dan melamin. Proses ini menghasilkan melamin dengan kemurnian H6% A. Panas yang dibutuhkan untuk reaksi disupply dengan elektrik heater atau sistem heat trans+er dengan menggunakan lelehan garam panas.
Mekanisme reaksi yang terjadi sebagai berikut
7#!$8$C: !:C# ; #!
urea cyanic acid
!:C# 7#C:!8 cyanuric acid8 7#C:!8 ; #! C #7#!$8; !$: melamin 7#!$8$C: ; !$: " #! ; C:$ " 7#!$8$C: C #7#!$8 ; " #! ; C:$
Pada proses dengan tekanan tinggi dikenal ada macam proses, yaitu
a. Proses Melamin Chemical Process
Proses ini menghasilkan melamin dengan kemurnian 6" 9 66,' A. Molten urea yang dikon/ersi menjadi melamin dalam reaktor tubuler pada suhu E 9 %$' C dan teakanan && 9 &' Mpa, li>uid melamin dipisahkan dari
o++ gas dalam gas separator dimana produk melamin akan terkumpul dibagian
ba)ah. Produk yang keluar di>uencing dengan #! cair pada unit pendingin,
kon/ersi yang dihasilkan adalah 66,' A. Molten urea diumpankan ke reaktor pada suhu &'C. Campuran hasil reaksi meninggalkan reaktor masuk ke
>uencher kemudian di>uenching dengan amonia cair dan C:$ untuk
mengendapkan melamin. 3monia dan C:$ terpisah dibagian atas >uencher
direcycle ke pabrik urea.
b. Proses Mont edison
Proses ini berlangsung pada suhu E C dan tekanan E Mpa.Panas
reaksi disuplai dengan sistem pemanasan menggunakan lelehan garam. !asil
reaksi yang dihasilkan kemudian di>uencing dengan amonia cair dan C:$
untuk mengendapkan melamin, sedangkan gas C:$ dan #! direcycle ke
pabrik urea.
c. Proses #issan
Proses #issan berlangsung pada suhu % C dan tekanan & Mpa. Produk
melamin yang dihasilkan didinginkan dan diturunkan tekanannya dengan larutan amonia, setelah melalui proses pemisahan produk melamin dikeringkan dengan prilling sehingga diperoleh melamin serbuk.
&.( KEGUNAAN PRODUK
2egunaan melamin diantaranya adalah digunakan sebagai bahan baku pembuatan melamin resin, bahan sintesa organik, leather tanning dan lain-lain. *erikut beberapa sektor industri yang menggunakan bahan baku melamin.
Industri adhesi/e
Merupakan industri yang memproduksi adhesi/e untuk keperluan industri )ood)orking seperti industri ply)ood , industri blackboard, industri particleboard.
Merupakan industri yang diantaranya menghasikan alat keperluan rumah tangga.
Industri sur+ace coating
3dalah industri yang menghasilkan cat, thinner, dempul. %. Industri laminasi
Industri yang menghasilkan +urniture.
Sebagai gambaran, diba)ah ini adalah prosentase penggunaan melamin dibeberapa negara maju di dunia.
Fabel &.% Prosentase penggunaan melamin di beberapa negara
Ke2un##n E,"4# Ae,i!# Se,i!#3 e4#n2
0aminasi %E ' "
Blue,adhesi/e $' % "$
Industrimoulding 6 6 &"
Coating 1 6 &$
2ertasdantekstil && '
0ain-lain - 1 &
Sumber : Ullman’s ol ! "#$ "%%& &.- SIFAT FISIS KIMIA BAHAN BAKU DAN PRODUK
Si6#3 6isis $#n !ii# 7#h#n 7#!u.
Si+at +isis urea
<umus molekul #!$C:#!$
*obot molekul "," gmol
Fitik leleh &$ C
Fitik didih &6' C
*entuk Prill
*ulk density ,E% gcc
Spesi+ic gra/ity &,' 7solid8 gcc
Si+at kimia urea
Pada tekanan rendah dan temperatur tinggi urea akan menjadi biuret
$C:7#!$8$ #!$C:#!C:#!$
*ereaksi dengan +ormaldehid membentuk monometilourea dan
Pada tekanan /akum dan suhu &1 9 &6 C akan menyublim menjadi
amonium cyanat 7#!%:C#8
Pada tekanan tinggi dan adanya amonia akan merubah menjadi cyanic acid
dan cynuric acid
7#!$8$C: !:C# ; #!
!:C# 7#C:!8
Dalam amonia cair akan membentuk urea-amonia C:7#!$8$, #!$, yang
terdekomposisi pada suhu diatas %'C
7. Si6#3 6isis $#n !ii# 4,"$u!
Si+at +isis melamin
<umus molekul C #"!"
*obot molekul &$",& gmol
Fitik leleh %' C
Panas pembentukan 7$'C8 E&,E$ kJmol
Panas pembakaran 7$' C8 -&6E" kJmol
Panas sublimasi 7$'C8 -&$& kJmol
Density &,'E gcm
2apasitas panas 7Cp8
- Pada $E 9' 2 &%E J kg-& 2 -&
- Pada 9 %' 2 &" J kg-& 2 -&
- Pada 9 '' 2 &E$ J kg-& 2 -&
2elarutan dalam suhu C dalam gr& ml pada
- tanol ," g& cc
- 3ceton , g& cc
-3ir ,' g& cc
ntropi 7$' C8 &%6J 2-& mol -&
nergi gibs 7$' C8 &EE kJmol
ntropi pembentukan 7$' C8 -1' J 2 -&mol-&
Fekanan kritis 66,%E atm
Si+at kimia melamin
!idrolisa dengan basa, jika direaksikan dengan #a:! akan membentuk
ammeline ammelide
Pembentukan garam
Melamin adalah basa lemah yang akan membentuk garam jika bereaksi
dengan asam organik maupun anorganik. Dimana kelarutan garam melamin tidak terlalu tinggi jika dibandingkan dengan melamin bebas.
<eaksi dengan aldehid, melamin bereaksi dengan aldehid membentuk
bermacam-macam produk yang paling penting adalah reaksi dengan +ormaldehid membentuk resin.
Me7#!$8 ;" C!$: Me7#7C!$:!8$8
Me adalah molekul melamin dimana semua atom hidrogen yang ada pada
melamin diganti dengan gugus methylol dan menghasilkan produk dari Monomethylol sampai heamethylol melamin. Methylolmelamin sedik
it larut dalam sebagian besar sol/en dan sangat tidak stabil karena diikuti
oleh reaksi resini+ikasi kondensasi.
<eaksi
Me#!C!$:! ; !$ #-Me Me#!C!$ #!Me ; !$:
$ Me#!C!$:! Me#!#!$:C!$ #!Me ; !$:
Pada kondensasi melamin produk mempunyi si+at khusus yaitu tahan
terhadap panas dan air yang baik.
3cylasi
3cylasi melamin dapat terjadi dengan sejumlah anhydrid melalui tahap
triacyl
<eaksi dengan amine
Substitusi melamin dengan gugus alkil pada atom ! yang menempel pada
gugus # dapat terjadi seperti pada reaksi diba)ah ini
7C!87#!$8 ; <#!$ #! ; <7C!87#!$8$
2lorinasi melamin yang terjadi cenderung mengganti semua atom hidrogen. 3ir yang dihasilkan pada reaksi akan menghidrolisa menghasilkan nitrogen triklorida yang berbahaya pada proses klorinasi, melamin stabil ketika kondisinya kering.
Sumber : Ullman’s ol ! "#$ "%%& &.5 TINAUAN PROSES
*ahan baku berupa urea prill yang dilelehkan pada melter kemudian dialirkan ke holding tank. Dari holding tank, urea melt sebagian digunakan untuk menscrub o++ gas dan sebagian diumpankan ke reaktor melalui no((le.
2atalis yang digunakan adalah alumina, sedangkan media yang digunakan untuk terjadinya +luidisasi digunakan recycle gas yang dipanaskan
terlebih dahulu sampai suhu % C. 2oil pemanas pada reaktor digunakan untuk
menjaga suhu reaktor konstan pada suhu 6' C.
Grea yang diinjeksikan melalui no((le akan menguap secara spontan dan akan terjadi reaksi sebagai berikut
" 7#!8$C:7g8 C #7#!$87g8 ; " #! 7g8 ; C:$ 7g8
2on/ersi reaksi 6' A, yield 6' A. Bas melamin, urea yang tidak bereaksi, biuret, amonia dan karbondioksida yang terbentuk keluar reaktor secara bersama-sama. Selama reaksi berlangsung, tidak ada penambahan katalis,karena deakti/asi katalis terjadi selama tahun.
Produk yang berbentuk gas didinginkan sampai suhu diatas de) point campuran gas produk. Campuran gas kemudian dile)atkan pada desublimer dan
didinginkan sampai suhu $ C, dimana suhu dijaga konstan dengan
menambahkan recycle o++ gas yang bersuhu & C sebagai pendingin. Grea yang
tidak bereaksi dan biuret masih dalam bentuk gas. 2ristal melamin dan gas-gas hasil reaksi dipisahkan dalam cyclon separator, dimana 66 A melamin dapat terpisah sebagai produk.
Bas recycle dari cyclon dialirkan ke scrubber pada suhu $ C, digunakan
sebagai media pendingin pada desublimer dan untuk media +luidisasi pada reaktor. &.* ANALISA PASAR DAN PENENTUAN KAPASITAS PABRIK
Selain memenuhi kebutuhan dalam negeri, produksi M'(!M)*' juga telah merambah pasar ekspor di beberapa negara. Data ekspor M'(!M)*' di Indonesia Fahun $&& hingga $&' adalah sebagai berikut
Fabel &.' Perkembangan kspor Melamine Fahun $&&-$&'
TAHUN BERAT %TON+
$&& $1"%%."E
$&$ &.$6
$& E.&%E
$&% $.&
$&' &.&&
Sumber: Badan +usat Statistik$ ,&"#
$& $&$ $&% $&" ' & &' $ $' ' f(x) = - 6028.63x + 12141955.76 R² = 0.58
G,#6i! Line#,i3#s E!s4", MELAMINE
Linear ()
TAHUN BERAT (TON)
Bambar &. Bra+ik !ubungan Fahun dan Jumlah kspor M'(!M)*' di Indonesia *erdasarkan gambar & diperoleh persamaan hubungan tahun dengan jumlah impor M'(!M)*' , y ? -".$1," ; &$.&%&.6'',E"
*erdasarkan persamaan tersebut proyeksi impor pasar M'(!M)*' di Indonesia tahun $$, diperkirakan
y ? -".$1,"7$$8 ; &$.&%&.6'',E" ? -'.1E",1% Fon
&.*.& Perkembangan Impor
Data kebutuhan dalam negeri M'(!M)*' mengacu pada data impor M'(!M)*' di Indonesia. Data impor M'(!M)*' di Indonesia Fahun $&& hingga $&' adalah sebagai berikut
Fabel &." Data Impor M'(!M)*' Fahun $&&-$&'
F3!G# *<3F 7F:#8 $&& &$&%&.1 $&$ &6611.1$ $& $$%%.6"" $&% $$$&&.16 $&' &6E'.E%1
Sumber :Badan +usat statistik$ ,&"#
2010 2012 2014 2016 0 5000 10000 15000 20000 25000 +78 ? &E%&.$ - %1'1&%.&$ <K ? .%%
G,#6i! Line#,i3#s I4", MELAMINE
Linear ()
TAHUN BERAT %TON+
Bambar $. Bra+ik !ubungan Fahun dan Jumlah Impor M'(!M)*' di Indonesia *erdasarkan gambar $ diperoleh persamaan hubungan tahun
dengan jumlah impor M'(!M)*' , y ? &.E%&,$ 9 .%1'.1&%,&$
*erdasarkan persamaan tersebut proyeksi impor pasar +)- )R* di Indonesia tahun $$, diperkirakan
y ? &.E%&,$7$$8 9 .%1'.1&%,&$ ? &.%E,%1 Fon
&.*.( Perkembangan Produksi
*erdasarkan sumber *adan Pusat Statistik 7$&"8 data perkembangan produksi M'(!M)*' di Indonesia dengan laju perkembangan dari tahun $6 hingga $&%. Data produksi PIB I<:# di
Indonesia Fahun $6 hingga $&% adalah sebagai berikut
Fabel &.E Data Produksi M'(!M)*' Fahun $6-$&%
F3!G# *<3F 7F:#8 $6 6&%.""$ $& %' $&& 6&'.%$ $&$ %'%.6& $&% &1.&"
2008 2010 2012 2014 2016 0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 40000 f(x) = 1603.68x - 3216456.4 R² = 0.04
G,#6i! Line#,i3#s P,"$u!si MELAMINE
Linear ()
TAHUN BERAT %TON+
Bambar .Bra+ik !ubungan Fahun dan Jumlah Produksi M'(!M)*' diIndonesia *erdasarkan gambar diperoleh persamaan hubungan tahun dengan jumlah impor M'(!M)*' , y ? &.","1 9 .$&".%'",%
*erdasarkan persamaan tersebut proyeksi produksi pasar M'(!M)*' di Indonesia tahun $$, diperkirakan
y ? &.","17$$8 9 .$&".%'",% ? $$.6E$,$ Fon
$.".% Perkembangan 2onsumsi
*erdasarkan sumber *adan Pusat Statistik 7$&"8 data perkembangan konsumsi M'(!M)*' di Indonesia dengan laju
perkembangan dari tahun $1 hingga $&$ sebesar. Data konsumsi
M'(!M)*' di Indonesia Fahun $1 hingga $&$ adalah sebagai berikut Fabel &.1 Data 2onsumsi M'(!M)*' Fahun $1-$&$
F3!G# *<3F 7F:#8
$1 $
$& 1'".
$&& .%
$&$ 6E.%$%
2007.5 2008 2008.5 2009 2009.5 2010 2010.5 2011 2011.5 & $ % ' " E 1 6 f(x) = - 10.12x + 20587.34 R² = 0
G,#6i! Line#,i3#s K"nsusi MELAMINE
TAHUN BERAT (TON)
Bambar%.Bra+ik !ubungan Fahun dan Jumlah Produksi M'(!M)*' di Indonesia *erdasarkan gambar % diperoleh persamaan hubungan tahun dengan jumlah impor M'(!M)*' , y ? -&.&$ ; $,'1E.%
*erdasarkan persamaan tersebut proyeksi impor pasar +)- )R* di Indonesia tahun $$, diperkirakan
y ? -&.&$7$$8 ; $,'1E.% ? -&%%,6% Fon
&. PROSPEK PASAR DAN PENENTUAN KAPASITAS
Peluang pasar untuk lima tahun mendatang 7tahun $$8 diperoleh dari demand / konsumsi ; ekspor8 yang berlebih untuk kesetimbangan antara su00ly 7produk ; impor8 dengan demand pada tahun $$.
*erdasarkan data proyeksi impor, ekspor, produksi dan konsumsi yang telah disajikan di atas, proyeksi pada tahun $$ untuk 1emand adalah -".$&,E1 ton dan Su00ly '%.%%$,"1 ton, sehingga selisihnya sebesar 6.%"%,%" ton.
Dengan memperhatikan pertimbangan tersebut, maka direncanakan pendirian pabrik M'(!M)*' dengan kapasitas produksi '',$EA dari peluang pasar yaitu '. tontahun yang akan berproduksi pada tahun $$.
&.8 LOKASI PABRIK
0okasi yang dipilih untuk pendirian pabrik melamine ini adalah daerah Cikampek, Ja)a *arat. Pemilihan lokasi ini berdasarkan pada beberapa +aktor &. Penyediaan bahan baku
*ahan baku pembuatan melamin adalah urea yang kebutuhannya didapat dari PF. Pupuk 2ujang yang berada di daerah Cikampek, Ja)a *arat.
$. Daerah Pemasaran
Industri pemakai produk Melamin di pulau ja)a, seperti Ja)a Fimur, Ja)a *arat dan Ja)a Fengah, D2I Jakarta sebagai contoh PF 3rjuna 2arya Gtama yang merupakan produsen bahan perekat dan lain-lain.
. Penyediaan bahan bakar dan energi
Daerah Cikampek merupakan ka)asan Industri sehingga penyediaan bahan bakar dan energi dapat dipenuhi dengan baik.
%. Penyediaan 3ir
2ebutuhan air untuk proses produksi dapat diperoleh dari sumber air Sungai Parungkadali dan sungai Cikao.
'. Fransportasi
Sarana transportasi darat di daerah Cikampek sangat memadai karena tersedianya jalan raya dan rel atau jalur kereta api. Disamping itu dekat dengan pelabuhan laut untuk keperluan transportasi laut.
". Fenaga kerja
2a)asan Cikampek berlokasi tidak jauh dari )ilayah Jabotabek yang sarat dengan lembaga pendidikan +ormal sehingga memiliki potensi tenaga ahli maupun non ahli baik dari segi kualitas maupun kuantitas.
Daerah Cikampek merupakan ka)asan industri sehingga untuk pendirian suatu pabrik akan lebih mudah.
BAB III
DESKRIPSI PROSES
(.' SPESIFIKASI BAHAN BAKU DAN PRODUK (.'.' S4esi6i!#si B#h#n B#!u
Grea
♦ 4ujud padat, berbentuk prill
♦ 2emurnian minimum 66, A berat
♦ !$: maksimum ,& A berat
♦ *iuret maksimum ,'E A berat
♦ 4arna maksimum &' 3P!3
♦ Fitik leleh &$ C
♦ #! bebas maksimum & ppm
♦ Furbidity $ 3P!3
♦ Gkuran butiran &1 GS mesh
b. 2atalis alumina
♦ 4ujud Padat berbentuk serbuk
♦ Sur+ace area &E' m$g
♦ *entuk partikel bola
♦ Diameter $E 9$1 mikron
♦ *ulk density %&,11 kgm
♦ Porositas ,%'
(.'.& S4esi6i!#si P,"$u! Melamin
♦ 4ujud Padat
♦ *entuk 2ristal putih
♦ 2emurnian 66,6 A berat
♦ Grea maksimum ,' A berat
♦ *iuret maksimum ,' A berat
♦ *ulk density %$,11 kgm
♦ Gkuran partikel ' 9 & mikron
♦ 4arna maksimum $ 3P!3
♦ Melting point %' C
(.& KONSEP PROSES
Melamin dapat dibuat dari urea pada suhu 6 9 %& C yang merupakan
reaksi dekomposisi urea.
" !$ # 9 C: 9 #!$ C #7#!$8 ; " #! ; C:$
<eaksi pembentukan melamin dari urea melalui dua tahap reaksi. Fahap pertama yaitu dekomposisi urea menjadi asam isocyanat dan amonia, tahap kedua asam isocyanat berubah menjadi melamin dan karbondioksida. Pada proses ini digunakan katalis alumina 73l$:8.
Mekanisme reaksinya adalah sebagai berikut
Dekomposisi urea menjadi asam isocyanat dan amonia
" 7#!$8$C:7g8 " #! ? C ?: 7g8 ; " #! 7g8 ∆! ? 61% kJmol
3sam isocyanat berubah menjadi melamin dan karbondioksida
" #! ? C ? : C #7#!$8 7g8 ; C:$ 7g8 ∆! ? -'' kJmol
" 7#!$8$C:7g8 C #7#!$8 7g8 ; " #! 7g8 ; C:$ 7g8 ∆! ? "$6 kJmol
Jadi reaksi totalnya adalah endotermis dengan ∆! ? "$6 kJmol, reaksi tersebut
berlangsung pada +asa gas dengan bantuan katalis ber+ase padat. 2on/ersi reaksi yang terjadi sebesar 6' A dengan yield 6' A.
Proses pembuatan melamin dari bahan baku urea dijalankan pada kondisi
♦ Suhu 6' C 7 Gllman &66, 5ol 3.&" 8
♦ Fekanan atm
♦ 2atalis 3l$:
(.&.' Tin9#u#n Te,"$in#i!#
<eaksi pembentukan melamin adalah reaksi endotermis. *ila ditinjau dari energi bebas Bibbs diperoleh
∆B ?∆B Produk - ∆B <eaktan 7 Smith 5an #ess, &66" '"E 8
< ? &,61E calmol 2 F ? ""1 2
Diketahui ∆B+ masing-masing komponen pada $61 2
C:7#!$8$ ? -,'1E kcalmol
7#C#!$8 ? %$,$E' kcalmol
C:$ ? -6%,$" kcalmol
#! ? -,1'6 kcalmol
∆B reaksi ?∆B Produk - ∆B <eaktan
∆B reaksi ? L %$,$E' ; 7-6%,$"8 ; " 7-,1'68 9 " 7-,'1E8
? -$%$,&E kcalmol
!arga konstanta kesetimbangan 728 pada suhu 6'C 7""1 28 diperoleh dengan
rumus
2 ? ep 7-∆B <F8 / Smith 2 an *ess$"%%# : 3#4 5
In 2 ? 2 ""1 C cal-mol.2 &,61E kcal-mol $%$,&E In 2 ? &1$,% 2 ? &,"1 &E6
!arga konstanta kesetimbangan 728 sangat besar, sehingga reaksi pembentukan melamin merupakan reaksi searah 7 irre/ersible 8.
(.&.& Tin9#u#n Kine3i!#
2 ? 3 . ep 7-a<F8 dimana
k ? kecepatan reaksi < ? konstanta gas ideal
3 ? +aktor tumbukan F ? suhu
a ? energi akti/itas
Dari persamaan diatas maka dapat diketahui bah)a harga k semakin besar jika &. =aktor tumbukan diperbesar
$. nergi akti/asi kecil . Suhu operasi besar
<eaktor yang digunakan adalah 6luidized bed reactor sehingga temperatur dapat dianggap seragam meskipun untuk reaktor yang sangat eksotermis /Ullmann$ ol B7 : ,7,5. Sehingga berlaku persamaan
( )(
)
∫
−
+
=
N3 3 3 3 N O & N d C3 t r! /(e8ens0iel$ "%4, : %%5Gntuk Pabrik Melamin dengan proses *3S= dengan F ? 6' C didapat data
<esidence time ? &1 detik /US. +atent$ 9.3"9."#45
2on/ersi urea ? 6' A /Ullman $ "%#%5
<eaksi
" 7#!$8$C:7g8 C #7#!$8 7g8 ; "#!7g8 ; C:$7g8
Persamaan kecepatan reaksi
-r 3 ? k 3 C3 8 N O 7& 8 N 7& 3 3 3
+
−
(
)
(
)
(
)
∫
+
+
−
=
,6' 3 3 3 3 3 3 3 N O & N O & N & C3 k N d C3 t(
)
(
)
& -3 3 6' , 3 3 ,6' 3 3 3 detik ,&" k ,6' -& & ln k & &1 N -& & ln k & N & N d k & t=
=
=
−
=
∫
(.( DIAGRAM ALIR PROSES (.(.' L#n2!#h P,"ses
Proses pembuatan melamin dengan metode *3S= dari urea dapat dibagi menjadi tiga tahap
&. Fahap persiapan bahan baku $. Fahap reaksi
. Fahap separasi produk
'. T#h#4 Pe,si#4#n B#h#n B#!u
*ahan baku urea yang ber)ujud prill dengan kemurnian 66, A berat disimpan di silo penyimpanan urea pada suhu kamar dan tekanan & atm.
Dari silo penyimpanan, urea prill diumpankan ke melter untuk dilelehkan pada
suhu &% C tekanan & atm. Pada kondisi ini urea meleleh dan kandungan airnya
akan menguap.
Dari melter lelehan urea lalu dipompa ke holding tank. Dari holding tank lelehan urea dialirkan ke dua tempat, yaitu scrubber dan reaktor. Pada scrubber lelehan urea digunakan untuk menscrub o++ gas untuk mengambil sisa melamin yang terikut dalam o++ gas. 2eluar scrubber lelehan urea dikembalikan lagi ke holding tank dan bercampur dengan lelehan urea dari melter dan digunakan sebagai umpan pada reaktor.
&.T#h#4 Re#!si
Dari holding tank lelehan urea pada suhu &%EoC dipompa dan diinjeksikan
ke reaktor +luidi(ed bed melalui beberapa no((le pada reaktor sehingga lelehan urea akan menguap secara spontan dan terdispersi kedalam partikel - partikel katalis yang ter+luidisasi karena aliran dari 6luidizing gas dari ba)ah reaktor.
Fluidizing gas berupa campuran gas amonia dan karbondioksida diperoleh dari o66 gas yang dihasilkan dari hasil reaksi pembentukan melamin yang dipisahkan dalam scrubber. Dari scrubber 6luidizing gas dialirkan dengan kompresor menuju desublimer dan +urnace. Bas yang dialirkan menuju desublimer nantinya digunakan sebagai uenching gas. Sedangkan gas yang
mengalir menuju +urnace dipanaskan sampai suhu %o C, tekanan ,$ atm,
selanjutnya digunakan sebagai 6luidizing gas pada reaktor.
<eaktor beroperasi pada suhu 6'o C, tekanan atm, dan menggunakan
katalis alumina, dimana reaksi yang terjadi berlangsung secara endothermis. 2ebutuhan panas reaksi disuplai dari lelehan garam yang dialirkan melalui coil di dalam reaktor.
Di dalam reaktor terjadi penguraian urea menjadi melamin, amonia dan
C:$. 2on/ersi yang diperoleh sebesar 6' A dan yield 6' A. Bas hasil reaksi
keluar reaktor pada suhu 6'oC, tekanan $,6 atm berupa campuran gas melamin,
amonia, karbondioksida, biuret dan urea yang tidak bereaksi. (. T#h#4 Se4#,#si P,"$u!
Bas hasil reaksi keluar dari reaktor, kemudian didinginkan di heat
echanger sampai suhu &oC. Bas tersebut kemudian masuk desublimer. Dalam
desublimer gas tersebut dikontakkan dengan o++ gas dari scrubber yang telah
didinginkan dalam heat echanger sampai suhu &oC yang digunakan sebagai
pendingin 7uenching gas5 sehingga gas melamin akan mengkristal. Melamin yang mengkristal sebanyak 66 A, dengan kemurnian 66,6A 7 Ullman ol ! "#5.
2ristal melamin dan gas 9 gas hasil reaksi keluar desublimer pada suhu $oC.
2emudian dialirkan menggunakan 0neumatic con8eyor menuju cyclone
separator. Di dalam cyclone terjadi proses pemisahan antara padatan kristal dengan o66 gas dimana semua kristal yang terbentuk dapat terpisahkan sebagai
produk. 2ristal melamin yang masih mempunyai suhu $C ini didinginkan
dalam cooler sampai suhu %C, kemudian disimpan dalam silo untuk selanjutnya
dilakukan packaging dan bagging, lalu disimpan di gudang dan siap untuk dipasarkan.
Bas keluar cyclone sebagai o66 gas sebagian dialirkan menggunakan blo)er menuju percabangan purging. Di percabangan aliran gas di bagi menjadi
dua bagian. @ang pertama menuju scrubber untuk nantinya digunakan sebagai 6luidizing gas dan uenching gas. Sedangkan sisanya dipurging. Di dalam scrubber terjadi proses pemisahan urea dan melamin yang terikut pada o66 gas. Pada scrubber, o++ gas dikontakkan dengan lelehan urea yang memiliki suhu
&%EoC sehingga suhu o++ gas akan turun sampai &'$oC. 2arena penurunan suhu
ini maka komponen yang kondensable dalam o++ gas sebagian besar akan mengembun dan terscrub oleh lelehan urea. Sedangkan gas yang tidak terscrub, keluar scrubber sebagian digunakan sebagai pendingin pada desublimer dan sementara sisanya digunakan sebagai 6luidizing gas pada reaktor.
(.- NERACA MASSA DAN NERAC PANAS (.-.' Di#2,# Ali, Ne,#:# M#ss#
