BAB I Pendahuluan
BAB I PENDAHULUAN 1. 1 Latar Belakang
Metil benzoat merupakan salah satu bahan yang dibutuhkan dalam industri. Kegunaanya antara lain sebagai pelarut cat, zat aditif untuk pestisida,
desinfektan, insektisida, fungisida, solven untuk selulosa, ester, resin karet, dan lain sebagainya. Selain itu metil benzoat juga digunakan dalam industri parfum dan kosmetika.
Konsumsi metil benzoat dalam waktu yang akan datang diperkirakan akan terus meningkat seiring dengan perkembangan yang pesat di bidang
industri saat ini. Misalnya perkembangan dalam industri coating dan plastik yang berdampak pada meningkatnya kebutuhan metil benzoat sebagai pelarut.
1. 2 Kapasitas Produksi
Penentuan kapasitas pabrik mengacu pada pabrik yang telah berdiri
dan kebutuhan impor.
Tabel 1.1 Pabrik Yang Telah Berdiri di Dunia (China)
Pabrik Yang Telah Berdiri Kapasitas (kg/ tahun) 1. Huaxinhang Tianjin Import and Export Co., Ltd. 120.000
2. K-Well Industry Co., Ltd. 480.000
3. Hangzhou Think Chemical Co., Ltd. 240.000
kebutuhan metil benzoat di Indonesia tahun 2000-2005 dapat dilihat dari tabel 1.2.
Tabel 1.2 Kebutuhan metil benzoat di Indonesia Tahun 1999-2004
Tahun Kapasitas (kg/tahun)
2000 3.137.689
2001 4.348.882
2002 5.228.425
2003 5.097.170
2004 6.992.876
2005 6.804.398
(Sumber : Data Impor tahun 2000-2005, Biro Pusat Statistik)
Dari data diperoleh persamaan garis yaitu Y= 746.693,486X –
1.489.985.465,143 maka dapat diperkirakan kebutuhan Metil Benzoat pada tahun yang akan datang.
Tabel 1.3 Perkiraan Kebutuhan Metil Benzoat di Indonesia Tahun 2006- 2012
Tahun Kapasitas (kg/tahun)
2006 7.881.668
2007 8.628.361
2008 9.375.055
2009 10.121.748
2010 10.868.442
2011 11.615.135
Gambar 1.1 Grafik kebutuhan Metil Benzoat di Indonesia pada tahun 2000-2012 Berdasarkan data kapasitas pabrik yang sudah berdiri di dunia dan data kebutuhan
metil benzoat di Indonesia, maka dapat ditentukan kapasitas produksi metil benzoat dari asam benzoat dan metanol sebanyak 10.000 ton per tahun. Namun
kapasitas ini masih terlalu kecil, sehingga seharusnya didirikan pabrik dengan kapasitas yang lebih besar.
I. 3 Lokasi Pabrik
Pabrik metil benzoat ini dirancanakan didirikan di Pulau Bunyu yang
Gambar 1.1 Peta Lokasi Pabrik
Pulau Bunyu dipilih sebagai lokasi berdirinya pabrik tersebut atas
dasar pertimbangan sebagai berikut : a. Penyediaan bahan baku
Metanol diperoleh dari pabrik metanol di PT. Medco di Pulau Bunyu.
Sedangkan asam benzoat masih harus diimpor dari China. Dengan pertimbangan tersebut maka pabrik diusashakan didirikan di dekat bahan
baku.
b. Pemasaran produk
Metil benzoat merupakan bahan yang tidak langsung dipakai atau
dikonsumsi oleh masyarakat, melainkan merupakan bahan untuk industri seperti industri cat, parfum, obat-obatan, dan lain-lain. Oleh karena itu
c. Transportasi
Transportasi merupakan faktor yang terkait dengan pengangkutan bahan baku maupun produk jadi. Faktor transportasi juga mempengaruhi
kesuksesan pemasaran. Pulau Bunyu mempunyai lokasi yang sangat strategis untuk mencapai lokasi yang menunjangpemasaran seperti
pelabuhan dan industri-industri yang akan menampung metil benzoat. d. Tenaga kerja
Di sekitar lokasi pabrik tersedia tenaga kerja yang cukup banyak, sehingga
tidak ada kendala dalam perekrutan tenaga kerja. e. Utilitas karboksilat. Ester asam karboksilat adalah suatu senyawa yang mengandung gugus CO2R dengan R dapat berbentuk alkil mupun aril. Ester asam
karboksilat dapat dibuat dengan mereaksikan suatu asam karboksilat dengan alkohol yang akan menghasilkan ester dan air. Reaksi ini disebut reaksi
esterifikasi yang berkatalis asam yang merupakan reaksi reversible. Bentuk umum ester yaitu:
Rumus struktur dari metil benzoat yaitu: O
(Vogel,1979)
1. 4. 1 Macam-macam Proses Pembuatan
Pembuatan metil benzoat melalui proses esterifikasi dapat
dilakukan dengan dua cara, yaitu:
a. Reaksi antara Metanol dengan Asam Benzoat
Proses pembuatan metil benzoat dapat dilakukan dengan cara
mereaksikan asam benzoat dengan metanol menjadi metil benzoat dan air. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut:
C6H5COOH + CH3OH C6H5COOCH3 + H2O
Perbandingan umpan masuk reaktor antara asam benzoat : metanol adalah 1 : 6,2. Reaksi tersebut berjalan pada suhu 65°C dan
tekanan 1,5 atmosfer. Pada umumnya digunakan katalisator asam sulfat (H2SO4) karena dapat bekerja maksimal sebagai katalis pada
reaksi eterifikasi.
(U.S patent Pub. No USApp20070149802) Pada reaksi esterifikasi diatas akan menghasilkan konversi
90% atas asam benzoat dan diproses secara kontinyu.
b. Reaksi antara Etil Benzoat dan Metanol O
Cara lain untuk membuat metil benzoat dapat juga dilakukan dengan cara mereaksikan etil benzoat dengan metanol menghasilkan metil benzoat dan etanol. Reaksinya adalah sebagai berikut :
C6H5COOC2H5 + CH3OH C6H5COOCH3 + C2H5OH Reaksi ini jika berjalan pada suhu kamar dan tidak
ditambahkan katalisator, maka akan sangat lambat untuk mencapai kesetimbangan. Katalis yang biasanya digunakan adalah sodium alkoksid dan hanya mampu mencapai konversi maksimal 53%.
(Groggins, 1958) 1. 4. 2 Alasan Pemilihan Proses
Pada tabel 1.4 dan 1.5 dapat dilihat perbandingan kedua proses tersebut.
Tabel 1.4 Perbandingan Proses Pembuatan Metil Benzoat
Variable Proses 1 Proses 2
Bahan baku Asam Benzoat Metanol
Katalis Asam sulfat Sodium etoksid
Konversi 80-90 % 53 %
Umpan masuk 1 : 6,2 1 : 1
Proses Kelebihan Kekurangan metil benzoat dengan cara mereaksikan asam benzoat dengan Metanol untuk menghasilkan Metil benzoat dan air, karena
mempunyai banyak kelebihan dibandingkan dengan proses 2 (pembuatan metil benzoat denan cara mereaksikan etil benzoat dan
metanol). Dari segi ekonomi, proses 1 memiliki potensial ekonomi yang tinggi, sedangkan proses 2 memiliki potensial ekonomi rendah. Selain itu pada proses 1 konversi yang dapat dicapai lebih tinggi
(80-90%) jika dibandingkan dengan proses 2 yang hanya mencapai konversi 53%.
1. 4. 3 Kegunaan Produk
Kegunaan metil benzoat antara lain adalah sebagai pelarut cat,
zat aditif untuk pestisida, desinfektan, insektisida, fungisida, solven untuk selulosa, ester, resin karet, dan karena sifatnya yang tidak
1. 4. 4 Sifat Fisis dan Kimia A. Bahan Baku
1. Asam Benzoat
- Rumus Molekul : C6H5COOH
- Wujud : padatan kristal
- Berat Molekul : 122,12 kg/kgmol
- Titik Didih : 249,2 oC
- Titik Lebur : 121,7 oC
- Suhu Kritis : 479 oC
- Tekanan Kritis : 45 atm
- Densitas, g/ml : 1,266 kg/lt (30 oC)
- Kelarutan : 71,5 gr/100 gr methanol
( Perry, 1950)
2. Metanol
- Rumus Molekul : CH3OH
- Wujud : Cair
- Berat Molekul : 32,042 kg/kgmol
- Titik Didih : 64,7 oC
- Titik Beku : -97,8 oC
- Suhu Kritis : 239,6 oC
- Tekanan Kritis : 79,9 atm
- Densitas, g/ml : 0,7920 kg/lt (20 oC)
- Sp gr : 1,266
( Perry, 1950)
3. Toluen
- Rumus Molekul : C6H5CH3
- Berat Molekul : 92,13 kg/kgmol
- Titik Didih : 110,8 oC (1 atm)
- Densitas : 0,866 g/ml
- Suhu Kritis : 320,6 oC
- Tekanan kritis : 41,6 atm
( Perry, 1950)
B. Bahan Pembantu 1. Asam Sulfat
- Rumus Molekul : H2SO4
- Wujud : Cair
- Berat Molekul : 98,08 kg/kgmol
- Titik Didih : 340 oC
- Titik Beku : 1,8357
- Densitas, g/ml : 1,843 kg/lt (30 oC)
- Kenampakan : Bening
- Sp gr : 1,3857
- Impurities : 2% air
( Perry, 1950)
- Rumus Molekul : NaOH
- Wujud : cair
- Berat Molekul : 40 kg/kgmol
- Kelarutan : 119 gr/100 gr air (25 oC)
- Densitas, g/ml : 1,563 kg/lt (30 oC)
- Sp gr : 1.330
( Perry, 1950)
- Komposisi : 48 % NaOH, 52 % Air
(www.PT. CCM Indonesia.com)
C. Produk
1. Metil Benzoat
- Rumus Molekul : C6H5COOCH3
- Wujud : Cair, tidak larut dalam air, larut dalam alkohol
- Berat Molekul : 136,14 kg/kgmol
- Titik Didih : 198 oC
- Densitas : 1,087 kg/lt
- Suhu Kritis : 419 oC
- Tekanan Kritis : 36 atm
( Perry, 1950)
2. Air
- Rumus Molekul : H2O
- Berat Molekul : 18 kg/kgmol
- Titik Didih : 100 oC (1 atm)
- Titik Beku : 0 oC (1 atm)
- Densitas, g/ml : 1 gr/ml
- Kenampakan : Jernih
- Suhu Kritis : 374,15 oC (cair)
- Tekanan Kritis : 281,4 atm (cair)
- Panas Penguapan (25 oC) : 170,12 kcal/mol
- ΔHf° H20 : -68,3150 kcal/mol
( Perry, 1950)
1. 5 Tinjauan Proses Secara Umum
Proses yang dipilih adalah pembuatan metil benzoat dengan cara mereaksikan asam benzoat dengan metanol untuk menghasilkan metil benzoat
dan air. Proses ini menggunakan bahan baku metanol 99 % dan kristal asam benzoat 98,5 %.
Metanol dan kristal asam benzoat diumpankan ke dalam reaktor untuk mencapai konversi 90 %. Di dalam reaktor terjadi reaksi esterifikasi asam benzoat oleh metanol menjadi metil benzoat dan air dengan menggunakan
katalisator asam sulfat. Reaktor yang digunakan adalah reaktor alir tangki berpengaduk dengan kondisi operasi pada suhu 65 °C dan tekanan 1,5 atm.
penetral digunakan Na0H 10%. Dalam netralisator terjadi reaksi antara asam sulfat dan NaOH dan reaksi antara sisa asam benzoat dengan NaOH menjadi natrium sulfat dan natrium benzoat. Arus keluar netralisator diumpankan ke
dalam dekanter. Campuran natrium sulfat dan natrium benzoat pada dasar dekanter dikumpulkan ke penampung, sedangkan hasil atas dekanter yang
terdiri dari metanol, air, toluen dan metil benzoat diumpankan ke menara distilasi 1 untuk dimurnikan.
Metanol diperoleh sebagai hasil atas MD 1 dialirkan untuk di recycle
ke mixer. Hasil bawah MD 1 berupa metanol, air , toluen dan metil benzoat diumpankan ke MD 2 untuk memperoleh metil benzoat 99% sebagai produk
