BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Pendirian Pabrik
Phthalic anhydride merupakan senyawa organik dengan rumus kimia C8H4O3 yang dapat diperoleh dari proses oksidasi naphthalene. Secara
umum kegunaan phthalic anhydride dalam sektor industri antara lain sebagai bahan baku pada industri pembuatan plasticizer, alkyd resin, unsaturated polyester resin, benzoic acid. (www.speclab.com)
Di Indonesia hanya terdapat satu pabrik produsen phthalic anhydride, yaitu PT. Petrowidada Gresik (www.digilib.its.ac.id).
PT. Petrowidada mempunyai kapasitas produksi total 140.000 metrik ton per tahun (www.eterindo.com).
Indonesia masih mengimpor phthalic anhydride dengan jumlah yang semakin menurun dari tahun ke tahun (1999 – 2003). Walaupun impor phthalic anhydride semakin menurun namun peluang ekspor masih terbuka lebar dengan semakin meningkatnya ekspor Indonesia ke luar negeri (tabel 1.1).
akan memacu tumbuhnya pabrik baru yang menggunakan phthalic anhydride sebagai bahan bakunya.
1.2 Penentuan Kapasitas Perancangan
[image:2.595.149.493.417.617.2]Data statistik mengenai ekspor dan impor phthalic anhydride Indonesia (Tabel 1.1) memperlihatkan bahwa impor phthalic anhydride di Indonesia semakin menurun. Produksi phthalic anhydride di dunia semakin meningkat (Tabel 1.2) yang menunjukkan kebutuhan phthalic anhydride juga semakin bertambah.
Tabel 1.1 Prospek Pemasaran Phthalic Anhydride di Indonesia
Tahun Import (kg) Ekspor (kg)
Prospek pemasaran (kg) (Ekspor + Impor)
1999 8.681.343 22.201.616 30.882.959
2000 11.395.933 16.312.951 27.708.884
2001 6.263.834 61.513.130 67.776.964
2002 4.599.323 32.929.324 37.528.647
2003 5.559.391 80.904.842 86.464.233
PROSPEK PEMASARAN PHTHALIC ANHYDRIDE
y = 12098231.10x - 24158488093.70
0 50000 100000 150000 200000
1996 2000 2004 2008 2012 2016
TAHUN KAP AS IT AS ( T O N)
Gambar 1.1 Prospek Pemasaran Phthalic Anhydride di Indonesia
Kapasitas produksi terkecil phthalic anhydride yang pernah didirikan adalah 6.000.000 lb/tahun (2.678 ton/tahun).
[image:3.595.124.489.96.292.2](Faith Keyes, hal 616) Perkiraan kapasitas produksi phthalic anhydride di dunia ditunjukkan pada tabel 1.2.
Tabel 1.2 Perkiraan Kapasitas Phthalic Anhidride Dunia (x 103 ton) Tahun
Lokasi
1976 1988 1993 Amerika Utara
Eropa Barat Asia Timur
Eropa Timur dan Eropa Tengah Amerika Selatan 440 610 280 200 35 560 860 760 750 305 455 950 1090 660 350
Total 1565 3235 3505
Dari tabel 1.1 dan gambar 1.1 dapat diketahui prospek pemasaran phthalic anhydride di Indonesia. Pada tahun 2010 diperkirakan total impor dan ekspor phthalic anhydride di Indonesia adalah sebesar 158.956.417 kg/tahun, sedangkan PT. Petrowidada memiliki kapasitas produksi 140.000 ton/tahun. Sehingga total peluang pemasaran phthalic anhydride di Indonesia setelah dikurangi produksi PT. Petrowidada adalah sebesar 18.956.417 kg/tahun.
Dengan pertimbangan-pertimbangan di atas, maka pabrik ini direncanakan akan didirikan pada tahun 2010 dengan kapasitas sebesar 18.000 ton/tahun dan berorientasi ekspor.
1.3. Lokasi Pabrik
Lokasi suatu pabrik akan mempengaruhi kedudukan pabrik dalam persaingan dan penentuan kelangsungan produksinya. Penentuan lokasi pabrik yang tepat, ekonomis dan menguntungkan dipengaruhi beberapa faktor, yaitu :
1. Faktor Utama
a. Sumber bahan baku b. Pemasaran
c. Penyediaan tenaga listrik dan bahan bakar d. Penyediaan air
a. Jenis transportasi b. Kebutuhan tenaga kerja c. Keadaan masyarakat d. Karakteristik lokasi
Dengan pertimbangan hal tersebut diatas, maka lokasi pabrik direncanakan berdiri di kawasan industri Pulo Merak, Serang, Banten. Pertimbangan – pertimbangan dipilihnya lokasi tersebut adalah sebagai berikut :
1. Sumber bahan baku
Bahan baku pembuatan phthalic anhydride yaitu naphthalene yang diimpor dari ABA Chemie, Jalan U8/52 No. 1, Shah Alam, Selangor, Malaysia. Pabrik ini memiliki kapasitas produksi 78.000 ton per tahun. Lokasi pabrik ditentukan di Pulo Merak karena dekat dengan pelabuhan Merak dan pelabuhan Tanjung Priok yang dapat digunakan untuk ekspor impor.
2. Pemasaran
Tabel 1.3 Produsen Unsaturated Polyester Resin (UPR) di Indonesia
Nama Produsen Status Lokasi Kapasitas (ton/tahun)
PT. Justus Sakti Raya PMDN Jakarta 24.000
PT. Eternal Buana Chemicals PMDN Tanggerang 24.000 PT. Pardic Jaya Chemicals PMA Tanggerang 4.800 PT. Arindo Pacific Chemicals PMDN Bogor 7.800 PT. Gajah Tunggal Prakarsa PMDN Tanggerang 7.200
PT. SHCP Indonesia PMA Gresik 13.200
Total kapasitas 81.000
Sumber : Jurnal CIC no. 225, tanggal 1 Juli 1997
Tabel 1.4 Produsen Alkyd Resin di Indonesia
Perusahaan Kapasitas (ton/tahun)
Lokasi
PT. Eternal Buana Chemical Industries PT. Pardic Jaya Chemicals
PT. Raung Nusa Chemicals PT. Gajah Tunggal Prakarsa
PT. Tunas Sumber Idea Kreasi Kimia PT. United Transocean
PT. Warna Agung
PT. Golden Bridge Chemicals PT. Propan Jaya
PT. ICI
PT. Eterindo Nusa Graha
20.000 13.000 6.000 6.000 6.000 5.000 1.200 450 4.200 500 20.000 Tangerang Tangerang Sidoarjo Tangerang Serang Jakarta Jakarta Sidoarjo Jakarta Jakarta Gresik
Total kapasitas 82.350
3. Penyediaan tenaga listrik dan bahan bakar
Kebutuhan listrik pabrik ini sebagian dipenuhi dari PLN, sedangkan untuk menjamin kelancaran penyediaan tenaga listrik bagi kelangsungan produksi, pabrik memiliki generator pembangkit tenaga listrik sendiri. Kebutuhan bahan bakar yaitu solar yang digunakan untuk menjalankan generator diperoleh dari Pertamina.
4. Penyediaan Air
Kebutuhan air untuk konsumsi dan sanitasi pekerja diperoleh dari sumber air tanah, sedangkan kebutuhan air untuk air pendingin diperoleh dari air laut.
5. Jenis dan sarana transportasi
Serang merupakan daerah yang sangat strategis dalam hal transportasi, karena dekat dengan Jakarta yang merupakan kota terbesar dan juga dekat dengan pelabuhan laut (pelabuhan Merak dan pelabuhan Tanjung Priok) dan bandar udara. Transportasi jalan raya juga terhubung baik dengan berbagai daerah.
6. Kebutuhan tenaga kerja
7. Karakteristik lokasi
Di kawasan industri Pulo Merak ini masih tersedia tanah yang relatif cukup luas sehingga memungkinkan adanya perluasan pabrik dimasa datang.
1.4 Tinjauan Pustaka
1.4.1 Macam – Macam Proses
Ada dua macam proses pembuatan phthalic anhydride secara komersial, yaitu :
1. Proses Oksidasi Naphthalene
Mula-mula naphthalene dicairkan dan diuapkan, kemudian naphthalene dicampur dengan udara hingga didapatkan perbandingan naphthalene dan udara 1 : 25, rasio berat. Campuran kemudian dimasukkan ke dalam reaktor fixed bed dengan katalis V2O5 pada
tekanan 1,7 atm dan suhu 357 - 400 0C dan terjadi reaksi oksidasi naphthalene membentuk phthalic anhydride dalam bentuk gas. Gas keluar reaktor didinginkan dan diembunkan. Cairan dan gas dipisahkan dalam separator. Phthalic anhydride dan hasil samping maleic anhydride kemudian dimasukkan dalam menara distilasi untuk memisahkan phthalic anhydride yang mempunyai spesifikasi 99,7 %. Reaksi :
C10H8 + 4,5 O2 C8H4O3 + 2 CO2 + 2 H2O
2. Proses Oksidasi O-xylene
Pada proses ini o-xylene diuapkan dan dicampur dengan udara
dan dipanaskan hingga 537,78 °C, campuran kemudian dimasukkan ke
dalam reaktor yang berisi katalis vanadium pentaoksida sehingga akan terjadi reaksi pembentukan phthalic anhydride. Hasil uap kemudian didinginkan dan diembunkan. Gas dan cairan kemudian dipisahkan dalam separator, kemudian phthalic anhydride dipisahkan dari impuritasnya dalam menara distilasi untuk mendapatkan phthalic anhydride dengan kemurnian 99,7 %. (Faith, Keyes dan Clark, 1975) Reaksi :
C8H10 + 3 O2 C8H4O3 + 3 H2O
O-xylene Phthalic anhydride
Dari proses diatas dipilih proses oksidasi naphthalene dengan alasan :
1. Suhu operasi lebih rendah, sehingga lebih aman dan lebih mudah dalam pengontrolan.
2. Harga bahan baku lebih murah.
1.4.2 Kegunaan Produk
- Plasticizer, sebagai contoh jika phthalic anhydride direaksikan dengan etanol maka akan dihasilkan DOP, yaitu bahan dasar pembuatan plastik
- Alkyd resin. Merupakan reaksi antara phthalic anhydride dengan gliserin atau fatty oil atau asam misalnya etilen glikol, sorbitol, manitol dan adipic acid. Sekitar 95% dari alkyd resin digunakan sebagai bahan baku pembuatan cat.
- Polyester resin. Dihasilkan dari reaksi antara phthalic anhydride dengan monomer, misalnya stirene, yang membentuk fiberglass.
1.4.3 Sifat-sifat Fisik dan Kimia Bahan Baku
1.4.3.1 Sifat fisik dan kimia bahan baku
1. Naphthalene a. Sifat Fisis :
Rumus bangun : Rumus molekul : C10H8
Berat molekul : 128,164 g/gmol Titik didih : 217,9 0C
Titik leleh : 80,29 °C Tekanan kritis : 4051 kpa
Temperatur kritis : 475,2 °Cs
Densitas pada 25 °C : 1,175 g/ml
Panas pengembunan : 43,5 kj/mol Panas pembakaran : -5158,42 kj/mol b. Sifat Kimia :
1. Reaksi Alkilasi naphthalene dengan propylene menghasilkan 2 isopropylnaphthalene.
2. Reaksi naphthalene dengan formaldehyde dan asam hidrokrorit dengan katalis asam asetat menghasilkan 1 chloromethyl- naphthalene.
3. Hidrogenasi naphthalene menghasilkan tetrahydronaphthalene ( Kirk-Othmer, Vol 15 )
2. Udara
[image:11.595.176.500.468.739.2]a. Sifat-sifat fisis
Tabel 1.5 Sifat – sifat Fisis Udara Sifat gas
(Perry 6th ed. )
N2 O2
Berat molekul 28,02 32
Kenampakan Gas Tidak berwarna
Tidak berbau
Gas Tidak berwarna
Tidak berbau
Specific gravity 12,5 1,7
Melting point -209,86 -214,8 Boiling point, oC -195,8 -18,3 Temperatur kritis, K 126,1 154,58
Tekanan kritis (bar) 33,5 49,8
Volume kritis (cm3/mol) 90,1 73,4
b. Sifat kimia:
1. O2 bereaksi dengan semua elemen kecuali He, Ne, dan Ar
2. Jika direaksikan dengan bahan bakar/petroleum oil, natural gas/batubara akan dihasilkan panas, CO2, H2O, serta residu dari
udara
3. Pada suhu yang lebih rendah dengan adanya katalis, O2 bereaksi
dengan senyawa organik membentuk oxygenated hidrokarbon. (Perry 6th ed. )
1.4.3.2 Sifat Produk
1. Phthalic anhydride
a. Sifat-sifat fisis O
C
C
O
O Struktur bangun :
Rumus molekul : C8H4O3
Berat molekul : 148,118 kg/kmol Titik didih : 284,5 oC Titik leleh : 130,8 oC Temperatur kritis : 791 K
Panas penguapan : 65,375 kJ/mol Panas pembakaran : -3259 kJ/mol Panas pembentukan : -460 kJ/mol Panas sublimasi : 88,7 kJ/mol
Flash point : 152 oC Flammable limit:
Lower : 1,2 % vol Upper : 9,2 % vol
Minimum liquid tempareture to form flammable vapor in air : 143 oC pada 1 atm
b. Sifat kimia
1. Anthraquinon dapat diperoleh dari reaksi antara phthalic anhydride dan benzene.
2. Reaksi antara phthalic anhydride dengan urea dan metal diacetat akan membentuk metal phthalocyanines .
(Kirk Othmer 4ed, 1987)
2. Maleic Anhydride O
a. Sifat-sifat fisis
HC
HC C
O C
O Struktur bangun :
Rumus molekul : C4H2O3
Titik didih : 202 oC Titik leleh : 52 oC Temperatur kritis : 721 K Tekanan kritis : 71,85atm Panas penguapan (131oC) : 54,8 kJ/mol Panas pembakaran (25oC) : -1390 kJ/mol Panas pembentukan : -470,41 kJ/mol Panas sublimasi (25oC) : 88,7 kJ/mol Kapasitas panas : 0,164 kJ/mol K Flash point : 110 oC Flammable limit
Lower : 1,4 - 3,4 % vol Upper : 7,1 % vol b. Sifat Kimia
1. Chlorinasi maleic anhydride dengan hidrokarbon aromatis pada
katalis AlCl3 membentuk b aroylocrylic acid
2. maleic anhydride bereaksi dengan alkena dan senyawa aromatis yang mempunyai ikatan C-H, menghasilkan turunan succinic anhydride
3. Reaksi maleic anhydride dengan ammonia, amina primer atau amina sekunder menghasilkan mono atau diamida.
1.4.3.3 Tinjauan Pustaka Secara Umum
Phthalic anhydride dapat dibuat dengan cara oksidasi dengan menggunakan bahan baku naphthalene. Naphthalene bereaksi dalam fase gas, sehingga perlu dicairkan kemudian diuapkan terlebih dahulu. Perbandingan umpan udara dan naphthalene 25 : 1 % berat. Suhu operasi reaktor adalah 357,22 – 454,44 oC dan waktu tinggal 0,1 – 0,6 detik. Gas keluar reaktor didinginkan sampai kira-kira 126,67 oC, kemudian produk phthalic anhydride dipisahkan. Katalis yang digunakan adalah vanadium pentokside. (Faith-Keyes, hal. 611).
Untuk reaksi oksidasi naphthalene akan terjadi reaksi :
C10H8 + 4,5 O2 C8H4O3 + 2 CO2 + 2 H2O
Persamaan kecepatan reaksi dapat dinyatakan sebagai berikut : r = 305 x 105 p0,38℮-38.000/RT kmol / jam.kg katalis
(JM Smith, 1981 hal 630)
Kondisi operasi 357 - 400 °C, tekanan 1,7 atm
