BAB I PENDAHULUAN Tugas Prarancangan Pabrik Metil Akrilat Dari Metanol dan Asam Akrilat dengan Proses Esterifikasi Kapasitas 30.000 Ton/Tahun.

(1)

1 Prarancangan Pabrik Metil Akrilat Dari Metanol Dan Asam Akrilat

Dengan Proses Esterifikasi Kapasitas 30.000 Ton/Tahun

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Pada era pasar bebas sekarang ini, Indonesia dituntut untuk menjadi negara yang dapat bersaing dengan negara asing dalam sektor perdagangan, industri maupun aspek yang lain. Dalam sektor industri, Indonesia sebenarnya sudah mampu untuk bersaing dengan negara asing namun dengan adanya modal yang sedikit kita hanya mampu memproduksi bahan baku dengan kapasitas yang sedikit pula sehingga bahan baku yang diperlukan harus di impor dari negara asing.

Produk bahan baku yang masih sering kita impor salah satunya adalah Metil Akrilat. Metil Akrilat adalah senyawa kimia yang biasanya digunakan dalam bahan baku pada produksi polimer. Polimer ini digunakan untuk bahan baku pembuatan cat, binder untuk industri kulit, kertas dan tekstil serta bahan baku untuk kopolimer dari acrylic fiber.

Menurut Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology (4th Edition), Metil Akrilat memiliki rumus monomer molekul C4H6O2 dan

pada suhu kamar memiliki sifat berbentuk karet dan merupakan polimer yang sangat keras dibanding dengan polimer lain.

(2)

dapat meningkatkan sumber daya manusia dan diharapkan dapat mengekspor ke negara asing sehingga dapat menambah pendapatan negara.

1.2 Kapasitas Perancangan

Dalam mendirikan pabrik ada beberapa pertimbangan salah satunya kapasitas. Kapasitas produksi akan mempengaruhi perhitungan baik dalam hal ekonomi maupun teknis. Adapun faktor-faktor lain yang harus dipertimbangkan yaitu permintaan pasar dan banyaknya bahan baku.

1.2.1 Kebutuhan Metil Akrilat di Indonesia

Impor Metil Akrilat di Indonesia pada tahun 2009 – 2014 dapat dilihat pada tabel 1.1

Tabel 1.1 Data Impor Metil Akrilat Indonesia

No Tahun Impor

(ton/tahun)

1 2009 38615.59

2 2010 54090.36

3 2011 43275.43

4 2012 42621.09

5 2013 49452.46

6 2014 40268.94

(3)

Gambar 1.1 Grafik Data Impor Metil Akrilat di Indonesia

Dari gambar 1.1 diperoleh suatu persamaan regresi linier untuk mengetahui kebutuhan Metil Akrilat pada tahun 2020 :

y = (-180,04x) + 406866 y = (-180,04 x 2020) + 406866 y = 43185.2 ton

1.2.2 Kapasitas Produksi Pabrik Metil Akrilat yang Sudah Berdiri

Dengan mengetahui kapasitas produksi pabrik Metil Akrilat yang sudah berdiri kita dapat menentukan kapasitas produksi yang menguntungkan secara optimal. Berikut pabrik Metil Akrilat yang sudah berdiri dapat dilihat pada tabel 1.2

y = -180,04x + 406866

2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015

K

(4)

Tabel 1.2 Kapasitas Produksi Pabrik Metil Akrilat di Dunia Nama Pabrik Kapasitas (ton/tahun)

Toa Gosei Co., Ltd. 22.000

Arkema Inc. 45.000

Singapore Acrylic Ester Pte., Ltd. 82.000

(www.sumitomo-chem.co.jp) Dari tabel 1.2 dapat diketahui kapasitas pabrik minimal yang sudah berdiri adalah 22.000 ton/tahun. Dan pada tahun 2020 pabrik metil akrilat akan didirikan dengan kapasitas 30.000 ton/tahun.

1.3 Pemilihan Lokasi Pabrik

Penentuan lokasi pabrik merupakan salah satu faktor harus diperhatikan karena hal ini berdampak langsung pada biaya produksi, faktor keamanan, dan kelancaran operasional pabrik yang akan didirikan. Berikut faktor-faktor yang dapat pertimbangan dalam menentukan lokasi pabrik antara lain penyediaan bahan baku, transportasi, dan pemasaran produk. Dari faktor-faktor di atas maka pabrik metil akrilat akan dibangun di Cilegon, Banten dengan faktor-faktor sebagai berikut:

1. Daerah Pemasaran

Salah satu penyebab lokasi pabrik didirikan di Cilegon, Banten karena kawasan Cilegon sebagai salah satu pusat industri yang berkembang pesat. Dan pemasaran produk di prioritaskan di dalam negeri. Apabila terdapat sisa produk akan di ekspor.

2. Penyediaan Bahan Baku

(5)

Dengan Proses Esterifikasi Kapasitas 30.000 Ton/Tahun 3. Fasilitas Transportasi

Transportasi dapat menggunakan transportasi darat, transportasi laut, maupun udara. Sehingga proses distribusi tidak terganggu apabila terdapat kendala di salah satu jenis transportasi baik darat, laut, maupun udara.

4. Utilitas

Utilitas pabrik berupa bahan bakar, tenaga listrik, dan air. Pengadaan bahan bakar dapat diperoleh dari PT. Pertamina (persero). Sedangkan penyediaan tenaga listrik disuplai dari PLN setempat dan generator sebagai sumber cadangannya. Untuk kebutuhan air didapatkan langsung dengan mengambil dari air laut.

5. Perluasan Pabrik

Diperkirakan akan ada rencana untuk perluasan pabrik dalam 10 tahun ke depan guna memenuhi permintaan pasar yang dipastikan meningkat setiap tahun. Oleh karena itu, apabila pabrik akan diperluas tidak akan sulit untuk memperluas wilayahnya.

6. Tenaga kerja

Tenaga kerja dapat diperoleh dengan mudah dikarenakan letak pabrik yang berada di kawasan industri yang tidak terlalu jauh dari kota besar. Sehingga apabila membutuhkan jumlah tenaga kerja yang besar tidak terlalu sulit untuk memperolehnya baik dari tenaga kerja tingkat rendah, menengah, maupun tingkat ahli.

1.4 Tinjauan Pustaka

1.4.1 Sifat Fisis dan Sifat Kimia Bahan Baku dan Produk

A. Sifat Fisis dan Kimia Bahan Baku 1. Asam Akrilat

Sifat Fisis :

- Rumus kimia : CH2CHCOOH

- Berat molekul : 72,064 g/mol

(6)

Dengan Proses Esterifikasi Kapasitas 30.000 Ton/Tahun - Titik beku : 13,5 ˚C

- Titik didih : 141 ˚C

- Densitas pada 25oC : 1,046 g/mL

(Yaws, 1999) Sifat Kimia :

- Reaksi esterifikasi

Secara umum asam akrilat digunakan dalam bentuk metil, etil, dan butil ester. Prinsip pembentukan menuju ester adalah esterifikasi langsung dengan alkohol dengan bantuan asam kuat sebagai katalis seperti asam sulfat.

Reaksi :

CH2=CHCOOH + ROH → CH2=CHCOOR + H2O

(Kirk and Othmer, 1991)

2. Metanol Sifat Fisis :

- Rumus kimia : CH3OH

- Berat molekul : 32,042 g/mol

- Bentuk : Cair

- Titik beku : -97,68 °C - Titik didih : 64,7 °C

- Densitas pada 25 ˚C : 0,787 g/mL

(Yaws, 1999)

Sifat Kimia :

Metanol mengalami reaksi yang khas. Dehidrogenasi dan oksidasi dehidrogenasi membentuk formaldehid dengan perak atau molibdenum oksida sebagai katalis.

(7)

Asam Asetat diproduksi dari karbonilasi langsung dari metanol dengan rhodium atau kobalt sebagai katalis

Reaksi : CH3OH + CO → CH3COOH

(Kirk and Othmer, 1991)

B. Bahan Pembantu

Asam sulfat, sebagai katalis Sifat fisis:

- Rumus molekul : H2SO4

- Bentuk : Cair

- Berat molekul : 98,079 g/mol - Titik beku : 10,31 ˚C - Titik didih : 336,85 ˚C - Densitas pada 25 ˚C : 1,833 g/mL

(Yaws, 1999) Sifat Kimia:

- Reaksi pembuatan Asam Sulfat Reaksi : SO3 + H2O → H2SO4

(Kirk Othmer,1998)

C. Produk Metil akrilat Sifat fisis:

- Rumus kimia : CH2CHCOOCH3

- Berat molekul : 86,09 gr/mol

- Bentuk : cair

- Titik beku : -76,83 0C - Titik didih : 80,2 °C - Densitas pada 30 ˚C : 0,949 g/mL

(8)

Sifat kimia :

- Di bawah kondisi keasaman yang ekstrim atau alkanitas, akrilik polimer ester dapat dibuat untuk menghidrolisis ke poli(asam akrilat).

- Memiliki daya tahan lebih baik untuk asam dan hidrolisis alkalin. (Kirk and Othmer, 1991)

1.4.2 Macam-macam Proses Pembuatan Metil Akrilat

Ada beberapa cara pembuatan Metil Akrilat, antara lain : a. Proses Asetilen

Pada proses ini metil akrilat dibuat dengan mereaksikan asetilen dengan alkohol dalam suasana asam dengan katalis nikel karbonil pada tekanan atmosferis pada suhu 40 0C. Kerugian proses ini adalah kesulitan dalam penanganan nikel karbonil yang beracun dan korosif. Reaksi:

4C2H2 + 4CH3OH + 2HCl + Ni(CO)4 → 4CH2=CHCOOCH3 + NiCl2

+ H2

(Ullman, 1985) b. Proses Ketene

Pada proses ini bahan baku yang digunakan aadalah asam asetat. Bhan ini dipirolisa menjadi ketene. Lalu ketene direaksikan dengan monomer formaldehid membentuk β-propiolactone. Senyawa ini selanjutnya dikonversi menjadi akrilat. Metode ini tidaak dipakai karena banyaknya tahapan yang harus dilewati dan juga sifat racun dari β-propiolactone.

Reaksi :

CH3COOH → CH2=C=O → CH2-C=O → H2=CHCOOCH3 + H2O

(9)

Dengan Proses Esterifikasi Kapasitas 30.000 Ton/Tahun c. Proses Esterifikasi Asam Akrilat

Pada proses ini, asam akrilat direaksikan dengan methanol dengan katalis asam sulfat bmembentuk metil akrilat. Reaksi esterifikasi ini berlangsung pada suhu 50-100 0C dan tekanan atmosferis. Perbandingan mol asam akrilat dan metanol yang digunakan adalah 1:1. Reaksi tersebut berlangsung pada reaktor alir tangki berpengaduk. Reaksi :

CH2CHCOOH + CH3OH → CH2CHCOOCH3 + H2O

(Ullman, 1985)

1.4.3 Alasan Pemilihan Proses

Dari penjelasan proses pembuatan metil akrilat di atas, dipilih proses esterifikasi karena bahan baku yang relatif mudah didapatkan, kondisi operasi yang relatif lebih aman, proses relatif sederhana, serta produk samping yang dihasilkan tidak beracun. Untuk kekurangan dari proses ini adalah katalis yang bersifat korosif dan waktu reaksi yang relatif lama. Untuk katalis yang korosif dapat dihambat dampak korosifnya dengan melapisi bagian dalam alat dengan anti corrosive agent.

1.4.4 Kegunaan Produk

Metil metakrilat merupakan bahan baku untuk produksi polimer (poliakrilat). Polimer ini digunakan untuk bahan baku pembuatan cat,