BAB I PENDAHULUAN Prarancangan Pabrik Dodekilbenzena dari Dodekena dan Benzena dengan Proses DETAL Kapasitas 60.000 Ton/Tahun.

(1)

Edi Santoso Teknik Kimia UMS D 500 140 167

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Indonesia merupakan salah satu negara berkembang dengan jumlah

penduduk terbesar ke tiga di dunia dan jumlah pertumbuhan penduduk

tersebut akan semakin bertambah. Sehingga mengakibatkan bertambahnya

kebutuhan hidup masyarakat. Dalam hal ini Indonesia dituntut bisa

memenuhi kebutuhan penduduknya sendiri yaitu dengan memproduksi dan

menghasilkan barang-barang untuk memenuhi kebutuhan masyarakat

Indonesia, Hal tersebut didukung dengan adanya sumber daya alam yang

beranekaragam.

Salah satu kebutuhan masyarakat Indonesia yaitu dalam hal kebersihan.

Karena sifatnya yang dapat mengikat kotoran, maka surfaktan menjadi

komponen yang penting dalam hal kebersihan. Salah satu jenis surfaktan

yang sering digunakan yaitu natrium dodekilbenzena sulfonat yang terbuat

dari bahan baku linier alkil benzena. Surfaktan ini mempunyai harga yang

lebih murah dan lebih mudah disulfonasi dibanding dengan surfaktan yang

lain.

Linier alkil benzena merupakan senyawa organik dengan rumus molekul

C6H5CnH2n+1, nilai n berkisar antara 10-16. Salah satu jenis LAB yang sering

digunakan yaitu dodekilbenzena dari dodekena dan benzena. LAB nantinya

akan diolah menjadi natrium dodekilbenzena sulfonat, jenis surfaktan ini

biasanya digunakan dalam industri detergen (Kirk & Othmer, 1998).

Dengan melihat berbagai fungsi, kebutuhan dan adanya bahan baku yang

melimpah, maka Indonesia dituntut untuk mempunyai pabrik dodekilbenzena

yang didirikan di dalam negeri. Sehingga Indonesia dapat memenuhi

kebutuhan dalam negeri dan apabila kebutuhan dalam negerinya sudah

(2)

dengan nilai jual yang lebih tinggi dibandingkan hanya dengan meng-ekspor

benzena.

1.2Pemilihan Kapasitas Pabrik

a. Ketersediaan Bahan Baku

Bahan baku pembuatan dodekilbenzena yaitu dodekena dan benzena.

Benzena diperoleh dari PT. Pertamina Cilacap. Dimana PT. Pertamina

memproduksi benzena dengan kapasitas 120.000 ton/tahun. Sedangkan

Dodekena diperoleh dengan cara meng-impor dari Chevron Philips

Chemicals Company LP Singapura.

b. Permintaan Produk

Permintaan dodekilbenzena di Indonesia dari tahun 2009 – 2014

dapat dilihat dalam tabel 1.1.

Tabel 1.1 Data Impor Dodekilbenzena di Indonesia

(Badan Pusat Statistik, 2009-2014)

No Tahun Jumlah (Ton/Tahun)

1. 2009 596,48

2. 2010 1.135,37

3. 2011 922,18

4. 2012 917,03

5. 2013 955,46

6. 2014 182,51

Sedangkan permintaan dodekilbenzena sulfonat di Indonesia dari

tahun 2012-2014 dapat dilihat dalam tabel 1.2.

Tabel 1.2 Data Impor Natrium Dodekilbenzena Sulfonat di Indonesia

(Badan Pusat Statistika tahun 2012-2014)

No Tahun Jumlah (Ton/Tahun)

1. 2012 1.800

2. 2013 2.200

(3)

c. Kapasitas Pabrik yang sudah ada

Pabrik dodekilbenzena yang sudah ada di Indonesia dengan kapasitas

yang besar yaitu PT. Unggul Indah Cahaya dengan kapasitas 210.000

ton/tahun dengan produk linier alkil benzena (LAB) dan branched alkyl

benzene (BAB). Berikut ini tabel pabrik dodekilbenzena beserta

kapasitasnya yang berada di luar negri dapat dilihat dalam tabel 1.3.

Tabel 1.3 Data Pabrik dodekilbenzena di Dunia (Johnson, 2003)

No Nama Pabrik Kapasitas

(Ton/Tahun)

1. Repsol YPF 45.000

2. Prva Isrka 50.000

3. Kirshi 60.000

4. Petresa 75.000

5. Chevron Onite 100.000

6. Jin Tung Petrochemical 100.000

d. Penentuan Kapasitas

Penentuan kapasitas didasarkan akan beberapa hal, diantaranya :

- Data dari BPS, meskipun impor dodekilbenzena mengalami penurunan,

akan tetapi impor linier alkilbenzena sulfonat sebagai hasil produk

pengolahan dodekilbenzena mengalami peningkatan. Maka kebutuhan

dodekilbenzena dunia mengalami peningkatan.

- Kapasitas pabrik yang sudah ada, dari data diatas bahwa kapasitas pabrik

berada disekitar 45.000 ton/tahun – 100.000 ton/tahun.

- Ketersediaan bahan baku, benzena diperoleh dari PT. Pertamina Cilacap

dengan kapasitas 120.000 ton/tahun.

Dengan berbagai pertimbangan diatas, maka pabrik akan didirikan

pada tahun 2021 dan akan mulai beroperasi pada tahun 2023 dengan

(4)

ini direncanakan untuk memenuhi kebutuhan domestik dan sisanya

untuk ekspor.

1.3 Pemilihan Lokasi Pabrik

Pemilihan lokasi pabrik sangat mempengaruhi persaingan dengan

pabrik yang lain, karena pemilihan lokasi harus mempertimbangkan prinsip

ekonomi agar pabrik dapat beroperasi dengan biaya produksi yang seminimal

mungkin dan dapat mendistribusikan produk dengan mudah. Maka dari itu

perlu mempertimbangkan faktor primer dan faktor sekunder (Peters &

Timmerhaus, 2004).

Pabrik dodekilbenzena direncanakan didirikan di Cilacap, Jawa

tengah, dengan beberapa pertimbangan, diantaranya :

1. Faktor Primer

a. Sumber bahan baku

Bahan baku pembuatan dodekilbenzena yaitu dodekena dan benzena.

Bahan baku benzena diperoleh dari PT. Pertamina Cilacap, Jawa tengah,

yang memproduksi benzena sebesar 120.000 ton/tahun. Dan direncanakan

pengambilan bahan baku benzena akan menggunakan sistem pemipaan

dengan pertimbangan jarak yang dekat sehingga lebih efisien dari pada

menggunakan transportasi darat. Sedangkan dodekena diperoleh dari

Chevron Philips Chemicals Company LP Singapura dengan cara

meng-impor melalui pelabuhan Tanjung Intan, Cilacap.

b. Pemasaran

Pabrik dodekilbenzena didirikan di lokasi yang dekat dengan

konsumen dan dekat dengan laut sehingga mempermudah transportasi

pengiriman produk ke luar negeri. Kedekatannya dengan daerah

pemasaran akan lebih menguntungkan karena biaya pengangkutan

akan menjadi lebih murah dan resiko akan kerugian selama proses

(5)

c. Sarana Transportasi

Cilacap memiliki sarana transportasi yang cukup memadai.

Transportasi itu meliputi darat dan laut, dimana transportasi darat

meliputi transportasi lewat jalan raya maupun rel kereta api, sedangkan

transportasi laut melalui jalur pelabuhan. Untuk pengiriman sekitar

Jawa akan dilakukan dengan alat transportasi darat dan untuk

pengiriman luar jawa atau ekspor, akan dilakukan dengan alat

transportasi laut yaitu melalui pelabuhan Tanjung Intan.

d. Ketersediaan Energi dan Air

Sumber listrik dapat diperoleh melalui PLTU Cilacap yang

memiliki kapasitas 1200 MW. Sedangkan kebutuhan air untuk

kebutuhan proses maupun pendingin, akan diperoleh dari air sungai

Serayu dengan debit 20 m3/detik. e. Tenaga Kerja

Ketersediaan tenaga kerja yang terampil dan terdidik akan

memperlancar jalannya proses produksi. Populasi penduduk di Jawa

Tengah sangat padat dan masih banyak penduduk terampil yang belum

mendapatkan pekerjaan dikarenakan minimnya lapangan pekerjaan.

2. Faktor Sekunder

a. Kemungkinan Perluasan Pabrik (Ekspansi)

Di sekitar kawasan pabrik masih tersedia tanah yang relatif

cukup luas sehingga memungkinkan adanya perluasan pabrik dimasa

akan datang.

b. Keadaan Masyarakat Sekitar

Cilacap merupakan kawasan industri, sehingga masyarakat

sekitar sudah terbiasa dengan lingkungan pabrik.

c. Peraturan Pemerintah

Pemerintah Cilacap telah mengatur tentang pajak, sarana

pembuangan limbah, perlindungan terhadap banjir dan bencana,

(6)

menjadi lebih mudah dan lebih nyaman dengan peraturan pemerintah

yang ada.

1.4 Tinjauan Pustaka

1.4.1 Macam-macam proses

Produksi dodekilbenzena dari benzena dan dodekena merupakan

proses alkilasi, dengan reaksi sebagai berikut:

... (1)

Macam-macam proses pembuatan dodekilbenzena yaitu:

a. Proses Klorinasi

Pada proses ini dodekena di klorinasi menggunakan klorin menjadi

monododecylchlorida. Monododecylchlorida hasil klorinasi tersebut

kemudian dialkilasi dengan benzena menggunakan katalis alumunium

klorida (AlCl3). Proses ini terjadi di dalam reaktor berpengaduk (RATB)

dengan sistem mixer-setller, dimana hasil dari reaktor masuk ke dalam

settler untuk memisahkan dodekilbenzena dari AlCl3. Konversi klorinasi

rendah 24-40%. Proses ini menghasilkan limbah cair HCl dan tidak

dapat dimanfaatkan kembali (US Patent No. 1400212).

b. Proses Alkilasi dengan katalis HF

Proses ini menggunakan bahan baku dodekena dan benzena. Kedua

bahan baku ini mengalami reaksi alkilasi, dengan menggunakan katalis

Hidrogen Fluorida. Rekasi terjadi didalam reaktor berpengaduk (RATB)

dengan sistem mixer-settler, dimana hasil dari reaktor masuk kedalam

settler untuk memisahkan dodekilbenzena dengan HF. HF merupakan

asam kuat dimana jika kandungan air mencapai 5% maka kecepatan

(7)

c. Proses alkilasi menggunakan fixed bed catalyst (DETAL)

Benzena dan dodekena mengalami reaksi alkilasi, dengan

menggunakan katalis tungsten oksid dengan penyangga silika alumina

yang berbentuk padatan. Berbeda dengan kedua proses diatas, proses ini

menggunakan reaktor fixed bed dan tidak perlu menggunakan settler

untuk memisahkan dodekena dari tungsten oksida. Sehingga biaya yang

dibutuhkan akan berkurang 15% dari biaya capital investment

dibandingkan dengan proses sebelumnya (Kirk & Othmer, 1992).

Macam-macam proses pembuatan dodekilbenzena diatas dapat ditampilkan

dalam tabel 1.4.

Tabel 1.4 Kelebihan dan Kekurangan Proses Sintesis Dodekilbenzena

Proses Kelebihan Kekurangan

Klorinasi - Katalis AlCl3 berumur

panjang

- Tidak menghasilkan limbah

beracun

- Jenis reaktor RATB (tekanan

dan kondisi operasi aman)

- Konversi khlorinasi

rendah (24-40%)

- Selektivitas produk utama

rendah

- Kemurnian Dodekilbenzena

tinggi

- Menggunakan reaktor RATB

- Kemungkinan pelepasan

HF (beracun)

- Biaya operasinal tinggi

(US Patent No. 4000210)

Alkilasi

(katalis DETAL)

Tungsten Oxyde

- Tidak menghasilkan limbah

beracun

- Memberikan proses yang

lebih sederhana

- Memberikan yield yang besar

- Mengeliminasi pengolahan

limbah untuk asam

- Konversi 99.6%

- Reaktor Fixed Bed,

sehingga kondisi operasi

bertekanan tinggi

(8)

Dari uraian diatas maka dalam pembuatan dodekilbenzena dipilih

proses alkilasi menggunakan fixed bed catalyst (DETAL) dengan

menggunakan bahan isian silika alumina dan bahan aktif tungsten oksida.

Karena biaya capital investment lebih rendah dan proses ini menghasilkan

limbah yang aman.

1.4.2 Kegunaan Produk

Dodekilbenzena merupakan bahan intermediate pada industri

deterjen yang siap disulfonasi dengan menggunakan oleum menjadi natrium

dodekilbenzena. Natrium dodekilbenzena merupakan senyawa yang mudah

diuraikan oleh mikroorganisme (biodegradable), sehingga tidak mencemari

lingkungan. Deterjen mempunyai kegunaan sebagai bahan pencuci pakaian

dan peralatan rumah tangga yang sering digunakan masyarakat.

1.4.3 Sifat Fisis dan Kimia Bahan Baku dan Produk

Bahan Baku

1. Benzena

a. Sifat Fisis: (Yaws, 1999)

Rumus Molekul : C6H6

Berat Molekul : 78,11 g/mol

Titik Beku : 5,53oC

Titik Didih : 80,24oC

Temperatur Kritis : 289,01oC

Tekanan Kritis : 48,98 bar

Densitas pada 25oC : 0,873 g/ml

Flash Point : -11oC

(9)

b. Sifat Kimia: (Kirk & Othmer, 1992)

 Reduksi

Benzena dapat direduksi menjadi sikloheksana, C6H12, atau

siklo-olefin.

 Halogenasi

Reaksi dengan klorin dengan zat pembawa aluminium halida

membentuk klorobenzena.

 Oksidasi

Dengan oksidator kuat seperti permanganat membentuk CO2 dan

H2O.

 Nitrasi

Benzena dapat dinitrasi menjadi nitrobenzena, C6H5NO2.

 Alkilasi

Alkilasi Friedel Crafts benzena dengan etilena atau propilena

menghasilkan etilbenzena, C8H10, atau isopropilbenzena.

2. Dodekena

Titik Beku : -35,22oC

Flash Point : 48,89oC

(10)

 Substitusi

Olefin bereaksi dengan radikal bebas membentuk alil radikal

bebas yang akan bereaksi menjadi produk akhir dan radikal bebas

baru.

 Alkilasi

Dodekena dapat mengalkilasi benzena dan fenol dibawah kondisi

Friedel Crafts. Bahan ini umumnya merupakan intermediate

dalam produksi surfaktan atau detergents sebagai linier

alkilbenzena sulfonat (LAS) dan alkylphenolethoxylate (APE).

Kegunaan lain termasuk pada produksi antioksidan, plasticizers

dan lube additives.

Katalis (Tungsten Oksid)

a. Sifat Fisis:

Rumus Molekul : SiO2

Berat Molekul : 86,55 kg/kmol

Bentuk : Kristal (padat)

Warna : Kuning

Densitas : 7,29 g/cm3

Titik leleh : 1473oC

b. Sifat Kimia

 Larut dalam larutan alkali

(11)

Produk

1. Dodekilbenzena

Titik Beku : 2,78oC

Kapasitas panas pada 25oC : 531,03 J/mol.K Panas Pembentukan pada 25oC : -178,70 KJ/mol

 Oksidasi

Dodekilbenzena dioksidasi dengan oksidator kuat akan

mengahasilkan asam benzoat dan karbondioksida.

(Kirk Othmer, 1992)

2. Didodekilbenzena

a. Sifat Fisis

Bentuk : Cair

Titik Didih : 444oC

Titik Beku : -35oC

(12)

1.4.4 Tinjauan Proses Secara Umum

Secara umum, proses produksi dodekilbenzena adalah sebagai berikut:

Bahan baku benzena dicampur dengan benzena recycle (dari menara

destilasi), selanjutnya benzena dan dodekena diumpankan ke reaktor fixed

bed dengan perbandingan volume 10:1, dengan bantuan katalis tungsten

oksida dan bahan peyangga silika alumina.

Produk yang dihasilkan dari reaktor kemudian dimasukkan kedalam

menara destilasi untuk memisahkan benzena dan dodekena dengan produk

utama dodekilbenzena dan produk samping didodekilbenzena. Benzene dan

dodecene yang dihasilkan dari menara destilasi kemudian di-recycle

kedalam reaktor. Sedangkan produk utama dodekilbenzena dan produk