1
I BAB I PENDAHULUAN I.1 Latar Belakang Pendirian Pabrik
Asam tereftalat (terephthalic acid/TPA) atau 1,4-benzene dicarboxyl acid (C6H6(COOH)2) merupakan produk hasil turunan paraxylene. Lebih dari 90%
produksi TPA dunia digunakan untuk pembuatan PET (polyethylene terephthalate), yaitu suatu serat sintetik untuk industri nontekstil dan film, serat poliester (secara dominan di Asia), resin botol (secara dominan di Amerika Utara dan Eropa), dan plasticizer. Kebutuhan TPA dunia terus berkembang 7-8% per tahun dengan kapasitas dunia melebihi 50 juta MTPA (Li, 2014). Produksi global mencapai 68,79 juta ton pada tahun 2018, yaitu meningkat sebesar 9% dari tahun 2017 yang sebesar 63,05 juta ton (Annual Report PT Asia Pasific Fibers, 2018).
Produsen TPA terbesar secara global adalah negara Cina dengan kapasitas produksi sebesar 57% dari total kapasitas produksi dunia (Asia Chemicals Outlook, 2019). Di Indonesia, TPA telah diproduksi oleh PT Mitsubishi Chemical Indonesia, PT Polyprima Karyareksa, dan PT Amoco Mitsui TPA Indonesia serta beberapa lainnya. Hingga kini, Indonesia masih mengimpor TPA dari Jepang, Korea, Taiwan, Thailand, India, Pakistan, dan Australia untuk memenuhi kebutuhan TPA dalam negeri. Untuk mengatasi kekurangan kapasitas produksi dalam negeri tersebut, pabrik TPA perlu didirikan. Keuntungan yang akan diperoleh dari pendirian pabrik TPA antara lain:
mengurangi ketergantungan terhadap impor TPA
memacu pertumbuhan industri dalam negeri yang berbahan dasar TPA
meningkatkan devisa negara karena dapat mengurangi impor
membuka lapangan pekerjaan baru, terutama bagi masyarakat sekitar pabrik Ada dua bahan baku utama yang digunakan dalam pembuatan TPA, antara lain:
a) paraxylene, bahan baku ini didatangkan dari PT Trans-Pasific Petrochemical Indotama (TPPI), Tuban, Jawa Timur menggunakan jalur transportasi darat
2 b) asam asetat, bahan baku ini didatangkan dari PT Indokemika Jayatama,
Surabaya, Jawa Timur menggunakan jalur transportasi darat I.2 Kapasitas Perancangan
Ada beberapa hal yang perlu dipertimbangkan dalam menentukan kapasitas produksi TPA, antara lain:
a) kebutuhan TPA
b) ketersediaan bahan baku c) kapasitas produksi
Pabrik ini akan didirikan pada tahun 2022.
I.2.1 Kebutuhan TPA
Selama ini, pasar produsen TPA dalam negeri masih sangat terbuka karena terdapat banyak industri dalam negeri yang menggunakan TPA sebagai bahan baku masih mengimpor TPA dari beberapa negara lain, seperti Taiwan, Thailand, dan Korea Selatan. Selain itu, terbentuknya pabrik TPA dalam negeri dapat membuka peluang untuk melakukan ekspor TPA ke pasar yang telah ada. Data perbandingan impor ekspor TPA di Indonesia tertera pada Tabel I.1 berikut ini.
Tabel I.1 Data Impor TPA di Indonesia
Tahun Impor
Harga (USD) Berat (ton) 2013 81.174.116 70.358 2014 3.269.912 3.220 2015 2.519.016 4.060 2016 50.465.645 79.851 2017 79.621.102 119.875 2018 85.433.864 105.059
(Sumber: UN Data, 2019) Dari data di atas, dapat dilihat bahwa kebutuhan TPA di Indonesia masih cukup tinggi sehingga dengan dibangunnya pabrik TPA akan memiliki peluang yang besar dalam meningkatkan perekonomian. Dari data-data tersebut, dapat dibuat grafik linierisasi hubungan antara tahun dan besarnya impor TPA di Indonesia seperti pada Gambar I.1.
3 Gambar I.1 Grafik Impor TPA di Indonesia
I.2.2 Ketersediaan Bahan Baku
Bahan baku paraxylene diperoleh dari PT TPPI, Tuban, Jawa Timur yang memiliki kapasitas 550.000 ton/tahun. Bahan baku asam asetat diperoleh dari PT Indokemika Jayatama, Surabaya, Jawa Timur yang memiliki kapasitas 50.000 ton/tahun.
I.2.3 Kapasitas Produksi
Dari Gambar I.1 mengenai data impor TPA di Indonesia, dapat dilihat bahwa kecenderungan impor TPA meningkat pada setiap tahunnya. Hal ini menunjukkan bahwa kebutuhan TPA Indonesia masih cukup tinggi. Kapasitas pabrik-pabrik TPA yang telah berdiri di Indonesia tertera pada Tabel I.2 berikut ini.
Tabel I.2 Kapasitas Pabrik TPA di Indonesia Nama Perusahaan Lokasi Kapasitas Produksi
Tahun ton/tahun
PT Amoco Mitsui TPA
Indonesia Cilegon, Banten 420.000 1998
PT Mitsubishi Chemical
Indonesia Cilegon, Banten 700.000 2019
Pertamina TPA Plant Plaju, Sumatera
Utara 225.000 2017
PT Asia Pasific Fibers
Karawang, Jawa
Barat 340.000 2018
(dulu PT Polysindo Eka Perkasa)
PT Polyprima Karyareksa Cilegon, Banten 350.000 1997
y = 9272.8x - 2E+07 R² = 0.8506
30,000 60,000 90,000 120,000
2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019
Kapasitas (ton)
Waktu (Tahun)
4 Pabrik yang dirancang akan menyuplai asam tereftalat ke dalam dan luar negeri. Untuk kebutuhan dalam negeri, perhitungan menggunakan data ekspor- impor dan produksi yang telah ada, sedangkan untuk kebutuhan luar negeri, perhitungan hanya menggunakan data impor Negara tersebut. Pabrik ini direncanakan menyuplai kebutuhan asam tereftalat di tiga Negara ASEAN, yaitu Malaysia, Singapura, dan Vietnam, karena nilai impor ketiga Negara tetangga tersebut cukup tinggi.
Kapasitas penyediaan bahan baku paraxylene dan asam asetat dipertimbangkan agar kapasitas pabrik yang akan dibuat dapat ditentukan Bahan baku paraxylene diperoleh dari PT TPPI yang memiliki kapasitas produksi 550.000 ton/tahun (2019), sedangkan asam asetat diperoleh dari PT Indokemika Jayatama yang memiliki kapasitas produksi 50.000 ton/tahun (2019). Kedua pabrik ini memiliki kapasitas produksi yang lebih tinggi daripada yang dibutuhkan sehingga dapat digunakan sebagai penyuplai bahan baku. Dari data-data di atas, kebutuhan TPA pada tahun 2022 diperkirakan mencapai 225.000 ton/tahun.
I.3 Pemilihan Lokasi Pabrik
Letak geografis suatu pabrik memiliki pengaruh yang sangat besar terhadap keberhasilan perusahaan. Pabrik ini direncanakan didirikan di Kawasan Industri Cilegon, Banten, seperti pada Gambar I.3. Pemilihan lokasi pabrik didasarkan beberapa faktor sebagai berikut.
Gambar I.2 Lokasi Pabrik
5 1. Pemasaran Produk
Produk TPA dipasarkan untuk memenuhi kebutuhan dalam dan luar negeri.
Untuk kepentingan ekspor, pemasaran dilakukan melalui jalur laut sehingga lokasi yang dekat dengan laut atau pantai akan lebih menguntungkan. Untuk dalam negeri, TPA yang diproduksi akan menyuplai PT Triomega PET Industries (Tangerang), PT MC PET Film Indonesia (Cilegon), PT Paulman Global (Jakarta), dan PT Indonesia Toray Synthetics (Tangerang). Untuk luar negeri, pabrik ini akan menyuplai Malaysia, Singapura, dan Vietnam.
2. Utilitas
Ketersediaan air, listrik, dan bahan bakar sangat penting untuk menunjang keberlangsungan proses produksi. Kebutuhan air disuplai dari PT Krakatau Tirta Industri. Kebutuhan listrik disuplai dari PT PLN dan generator pabrik yang dibangun sendiri. Karena wilayah ini merupakan kawasan industri maka suplai utilitas lebih stabil.
3. Limbah atau Buangan Pabrik
Limbah cair dan B3 yang dihasilkan ditampung terlebih dahulu sebelum diolah oleh PT Prasadha Pamunah Limbah Industri (PPLI). Limbah cair dan B3 yang dihasilkan doileh oleh pihak lain karena limbah yang dihasilkan berisiko untuk diolah sendiri. Limbah gas langsung dibuang ke udara bebas melalui cerobong asap.
4. Tenaga Kerja
Angkatan kerja provinsi Banten cukup tinggi, yaitu sebesar 6,11 juta jiwa (BPS, 2020). Selain itu, tenaga kerja yang dibutuhkan dapat berasal dari masyarakat sekitar dan tenaga ahli yang dapat didatangkan dari luar daerah tersebut.
5. Transportasi dan Telekomunikasi
Transportasi dan telekomunikasi di daerah Cilegon cukup baik. Jalur transportasi darat, laut, dan udara tersedia dengan baik dan relatif mudah diakses. Selain itu, daerah Cilegon dekat dengan laut dan jalan provinsi sehingga transportasi laut dan darat akan berjalan dengan baik.
6 6. Regulasi Hukum
Cilegon termasuk dalam provinsi Banten sehingga masih termasuk wilayah Negara Kesatuan Republik Indonesia (NKRI) dan hal ini tidak melanggar hukum teritorial.
7. Tanah dan Iklim
Cilegon merupakan daerah dataran rendah sehingga mendukung pendirian bangunan. Cilegon memiliki iklim yang sama dengan daerah pantai di sepanjang pulau Jawa dan berada di pantai utara sehingga memiliki tekanan angin yang relatif rendah.
8. Keamanan Masyarakat
Cukup banyak industri kimia yang telah berdiri di Cilegon dan sekitarnya sehingga masyarakat dapat menerima pembangunan industri ini. Selain itu, limbah yang dihasilkan, baik berupa cair ataupun gas, tidak meracuni atau mengotori lingkungan sekitar.
I.4 Tinjauan Pustaka
Menurut Kirk Othmer (1998), asam tereftalat (Terephthalic Acid/TPA) merupakan senyawa petrokimia yang sangat penting, terutama untuk produksi poliester. Asam tereftalat diproduksi menjadi dua jenis, yaitu technical grade dan polymer grade. Technical grade tidak cocok untuk industri poliester sehingga harus diolah menjadi polymer grade terlebih dahulu sebelum hendak digunakan karena masih banyak mengandung impuritas. Secara umum, technical grade digunakan untuk pembuatan dimetil tereftalat (DMT).
I.4.1 Jenis - Jenis Proses Pembuatan Asam Tereftalat 1. Proses Eastman Kodak
Eastman Kodak Co. memproduksi asam tereftalat secara komersial dengan reaksi oksidasi fase cair. Bahan baku yang digunakan dalam proses ini antara lain paraxylene, asam asetat sebagai pelarut, dan asetaldehid sebagai promotor serta kobalt asetat sebagai katalis. Reaksi dijalankan pada suhu 120-175oC dan tekanan moderat 7,5-15 bar (7,6-15,3 kg/cm2) dengan konversi sebesar 82%.
Dari proses ini, produk samping yang diperoleh berupa asam asetat sebanyak 0,55-1,1 kg/kg TPA. Proses ini memiliki beberapa kelebihan, seperti beroperasi
7 pada tekanan dan suhu moderat sehingga mengurangi biaya alat kompresi dan pemanas dan menghasilkan produk samping asam asetat yang merupakan pelarut dalam proses ini. Namun, proses ini juga memiliki kelemahan, yaitu kemurnian produk yang dihasilkan relatif lebih rendah (Kirk Othmer, 1998).
2. Proses Amoco
Proses Amoco dikembangkan oleh Mid-Century Corporation dan ICI pada tahun 1955. Pada proses ini, asam asetat digunakan sebagai pelarut, oksigen dari udara yang dikompresi sebagai oksidator, dan ion kobalt, mangan, atau bromide sebagai katalis. Berbagai bentuk garam dari kobalt dan mangan dapat digunakan, sedangkan bromin, biasanya berupa asam bromida, berfungsi sebagai promotor. Bentuk katalis berupa kobalt atau mangan asetat yang paling disarankan. Proses ini dijalankan pada suhu 175-230oC dan tekanan 15-30 bar (15,3-30,6 kg/cm2) dengan waktu tinggal 0,5-3 jam dengan konversi lebih dari 98%. Beberapa keuntungan proses ini antara lain:
bahan baku, yaitu paraxylene, mudah diperoleh karena merupakan hasil samping industri perminyakan
yield yang diperoleh hampir 100% dengan sangat sedikit hasil samping, yaitu berupa 4-carboxylbenzaldehyde (4-CBA)
efisiensi proses sangat tinggi dengan konversi lebih dari 95%
kemurnian produk sangat tinggi, yaitu sekitar 99%
proses ini ramah lingkungan karena polusi yang ditimbulkan sangat sedikit, terutama limbah gas
pelarut dan katalis dapat di-recovery dan digunakan kembali. Pelarut dapat di-recovery sampai 90%
Namun, proses ini mempunyai kekurangan, yaitu suhu dan tekanan operasi yang tinggi (Tomas, 2013).
3. Proses Oksidasi Paraxylene dengan Asam Nitrat
Pada proses oksidasi ini, paraxylene dilarutkan dalam larutan HNO3 30-40%
berat pada kisaran suhu 160-200oC dan tekanan 8,5-13,5 bar (8,7-13,8 kg/cm2).
Dari campuran hasil reaksi tersebut, TPA akan mengendap. Proses ini dahulu digunakan oleh beberapa industri, seperti Du Pont, ICI, BASF, dan Montecatini
8 Edison. Proses ini memiliki keuntungan, yaitu suhu dan tekanan yang digunakan moderat. Namun, proses ini juga memiliki kekurangan, seperti kemungkinan terjadi ledakan tinggi, kebutuhan atau penggunaan asam nitrat tinggi, kemurnian produk rendah, dan proses ini sudah tidak digunakan lagi karena sudah sangat usang (Kirk Othmer, 1998).
4. Proses Toray
Pada proses ini, paraldehid digunakan sebagai promotor. Proses ini dioperasikan dengan tekanan 30 bar absolut (30,6 kg/cm2) dan suhu 100- 130oC. Kemurnian produk yang dihasilkan 99% dengan impuritas berupa p- toluic acid dan garam kobalt. Dalam proses ini, paraldehid teroksidasi menjadi asam asetat sebagai hasil samping. Keuntungan penggunaan proses ini adalah suhu operasi relatif rendah, TPA yang dihasilkan dapat langsung diubah menjadi dimethyl terephthalate (DMT) melalui esterifikasi, dan kemurnian produk sangat tinggi, yaitu mencapai 99%. Kekurangan dari proses ini adalah tekanan operasi tinggi dan terbentuknya garam bromida yang bersifat korosif dari sistem katalis (Kirk Othmer, 1998).
5. Proses Teijin
Proses Teijin dimulai dengan terjadinya reaksi oksidasi naftalena menjadi phthalat anhydride yang kemudian diubah menjadi monopotassium o-phthalate dan dipotassium o-phthalate. Dipotassium o-phthalate diisomerisasikan pada tekanan 10 bar (10,2 kg/cm2) dan suhu 100-130oC menjadi TPA dan dipotassium phthalate dapat di-recycle. Dari proses ini, kristal TPA yang terbentuk diambil dengan filter. Keuntungan menggunakan proses ini antara lain hanya menggunakan oksidasi satu tahap sehingga merupakan proses yang paling sederhana, tidak memerlukan promotor, kondisi operasi moderat, tidak menghasilkan impuritas berwarna, seperti fluorenone dan biphenyl ketone. Di samping itu, proses ini memiliki kekurangan, yaitu kemurnian produk yang relatif rendah (sekitar 95%) dan katalis yang diperlukan dalam jumlah besar.
I.4.2 Pemilihan Proses
Pada prarancangan pabrik asam tereftalat (TPA) ini, dipilih proses Amoco dengan berbagai pertimbangan, seperti:
9
bahan baku mudah diperoleh karena merupakan produk samping industri perminyakan
asam asetat sebagai pelarut mudah diperoleh karena terdapat banyak produsen dalam negeri
yield asam tereftalat yang dihasilkan sangat tinggi dengan impuritas yang sangat kecil
efisiensi proses dan konversi yang dihasilkan tinggi, yaitu lebih dari 98%
kemurnian produk tinggi, yaitu sebesar 99%
pelarut dan katalis dapat di-recovery dan digunakan kembali Perbandingan proses tertera pada Tabel I.3 berikut ini.
Tabel I.3 Perbandingan Proses Pembuatan Asam Tereftalat
Proses Perbandingan Kondisi Operasi
Suhu (oC) Tekanan (bar) Konversi Yield Kemurnian Eastman Kodak 120 - 175 7,5 - 15 82% 98% Relatif Rendah
Amoco 125 - 230 15 - 30 > 98 % hampir
100 % 99%
Oksidasi Paraxylene dengan Asam Nitrat
160 - 200 8,5 - 13,5 95% 80% Relatif Rendah
Toray 100 - 130 30 99% 90% 99%
Teijin 100 - 130 10 90% 75% 95%
I.4.3 Kegunaan Produk
Asam tereftalat memiliki beberapa kegunaan sebagai berikut:
sebagai bahan dasar polibutilen tereftalat yang dapat digunakan untuk perekat dengan cara direaksikan dengan 1,4-butanediol
sebagai bahan dasar serat tekstil atau poliester, kemasan makanan dan minuman dalam bentuk polyethylene terephthalate (PET), film untuk kaset dan foto dalam bentuk film PET, dan berperan penting dalam pembuatan poliester jenuh (polyethylene terephthalate dan 1,2-etanediol)
sebagai bahan dasar pelapis antilarut
sebagai bahan plasticizer
sebagai bahan dasar pelapis peralatan elektronik
10 (Ullmann, 1999) I.4.4 Sifat-Sifat Fisis dan Kimia Bahan Baku dan Produk
I.4.4.1 Bahan Baku Paraxylene a. Sifat Fisis
Xylene (C6H4(CH3)2) merupakan senyawa hirokarbon aromatik dengan berat molekul 106,16 gram/mol. Xylene terdapat dalam bentuk ortho, meta, para yang memiliki rumus molekul sebagai berikut:
Ortoxylene Metaxylene Paraxylene Gambar I.3 Rumus Molekul Xylene
(Sumber: Asia – Pacific Journal of Chemical Engineering Vol.5) Tabel I.4 Sifat Fisik Orthoxylene, Methaxylene, dan Paraxylene
Isomer Titik Didih (oC) Titik Leleh (oC) Spesific Gravity
o-xylene 144 -25 0,881
m-xylene 139 -47,4 0,867
p-xylene 138,7 13,2 0,861
Setelah perang dunia ke-2, xylene diproduksi dari petroleum, yaitu fraksi nafta.
Paraxylene mempunyai kemurnian lebih dari 99% dimana sisanya adalah ortho dan meta. Pada kondisi kamar, paraxylene berfase cair, sedikit larut dalam air, dan larut dalam alkohol & pelarut organik. Paraxylene dapat mengalami polimerisasi yang terbentuk melalui tiga tahap:
a) pirolisis paraxylene membentuk siklis dimmer
b) konversi dengan kondisi vakum membentuk polymerisable monomer c) polimerisasi dengan pendinginan pada suhu rendah
Paraxylene memiliki sifat fisis sebagai berikut.
Berat Molekul : 106,17 gram/mol
Wujud : cair, tak berwarna
Titik Didih Normal : 138,7oC
11
Titik Beku Normal : 13,263oC
Densitas : 0,8657 gram/ml
Panas Pembakaran pada 25oC : 1.088,16 kkal/mol Panas Penguapan pada Titik Didih : 8,60 kkal/mol
Suhu Kritis : 343,2oC
Tekanan Kritis : 34,74 atm (35,89 kg/cm2)
(Othmer, 1998) b. Sifat Kimia
1. Dealkilasi
Dealkilasi xylene membentuk senyawa dengan berat molekul lebih rendah.
Reaksi dealkilasi xylene dengan hidrogen, terjadi pada T = 590-680°C, pada P = 10-40 atm (10,3-41,3 kg/cm2). Perbandingan hidrogen dengan senyawa hidrokarbon 3:1
C6H4(CH3)2(l) + H2(g) → C6H4CH3(l) + CH4(g) (I–1) C6H4(l) + H2(g) → C6H6(l) + CH4(g) (I–2) 2. Oksidasi
Oksidasi paraxylene pada fase cair berlangsung pada T = 100-300°C umumnya menggunakan udara sebagai oksidan. Tekanan operasi bervariasi sampai 40 atm (41,3 kg/cm2). Reaksi berlangsung secara eksotermis.
C6H4(CH3)2(l) + O2(g) → C6H5CH3(COOH)2(aq)+ H2O(l) (I–3) Paraxylene dioksidasikan dengan larutan HNO3 encer pada T = 165°C dan P = 140 psig (9,8 kg/cm2). Reaksi terjadi pada fase cair dengan menggunakan 30-40% larutan HNO3. Oksigen atau udara masuk ke dalam reaktor dimana oksidasi paraxylene terjadi dan produk samping NO diambil 3. Pirolisis
Pirolisis paraxylene akan membentuk p-xylilena, CH2C6H4CH2, pada suhu di atas 1.000°C
4. Ammoksidasi
Merupakan reaksi paraxylene dengan ammonia. Reaksi ini terjadi pada suhu tinggi dan membutuhkan kontak katalis. Suhu reaksi 700-950°C pada tekanan 5-30 atm (5,2-31,0 kg/cm2).
12 NH3(g) + udara + CH3C6H4CH3(l) → CH3C6H4CN(g) + H2O(g) (I–4) (Othmer, 1998) I.4.4.2 Bahan Baku Udara
a. Sifat Fisis
Berat molekul : 28,975 gram/mol
Wujud : gas tak berwarna, tak berbau
Densitas gas (1 bar) : 0,0749 lb/ft3
Titik leleh : -216,2oC (-357,2oF)
Titik didih : -194,3oC (-317,7oF)
Solubilitas pada air (0oC) : 0,0292
Komposisi (%mol) : O2 = 21%
N2 = 79%
(MSDS) b. Sifat Kimia
1. Stabil pada fase gas. Gas terkompresi dengan oksigen berlebih memiliki bahaya yang sama dengan oksigen cair dan dapat bereaksi keras dengan material organik
2. Dapat bereaksi dengan bahan bakar
(MSDS) I.4.4.3 Pelarut Asam Asetat
a. Sifat Fisis
Berat Molekul : 60 gram/mol
Wujud : cair, tak berwarna
Titik Didih Normal : 117,8oC
Titik Beku Normal : 16,35oC
Densitas : 1,0492 gram/ml
Panas Pembakaran : -209,4 kkal/mol
Panas Pembentukan : -116,2 kkal/mol
Panas Penguapan pada Titik Didih : 566,3 kkal/gram
Suhu Kritis : 321,4oC
Tekanan Kritis : 57,14 atm (59,04 kg/cm2)
13 (Perry, 1997) b. Sifat Kimia
1. Asam asetat bereaksi dengan lakohol membentuk senyawa ester
Etil Asetat
CH3COOH(aq) + C2H5OH(l) → CH3COOC2H5(aq) + H2O(l) (I–5)
Butil Asetat
CH3COOH(aq) + C4H9OH(l) → CH3COOC4H9(aq) + H2O(l) (I–6) 2. Reduksi paladium klorida oleh etilen dalam larutan asam asetat yang
mengandung natrium asetat akan menghasilkan vinil asetat
C2H4(l) + PdCl2(s) +2CH3COONa(aq) → CH2=CH-OCOCH3(aq) +
2NaCl(s) + Pd(s) + CH3COOH(aq) (I–7)
3. Dehidrasi asam asetat terjadi pada suhu 700°C dan tekanan 0,2-0,3 atm (0,21-0,31 kg/cm2)
CH3COOH(aq) → CH2=CO(l) + H2O(l) (I–8) 4. Asam asetat membentuk asetat anhidrat pada suhu 40-60°C dan tekanan 60
psi
5. Asam asetat membentuk garam-garam organik dan anorganik
Halogenasi, yaitu substitusi pada grup methyl dan mono-, di-, trichloroacetic acid jika gas klorin dilewatkan pada asam asetat panas
Asam asetat dengan ammonia membentuk amida
CH3COOH(aq) + NH3(g) → CH3CONH2(aq) + H2O(l) (I–9)
Asam asetat dengan amina membentuk nitril
CH3COOH(aq) + NH3(g) → CH3CN(aq) + 2H2O(aq) (I–10)
Substitusi gugus hidroksil pada asam asetat dengan atom klorin membentuk senyawa asam klorin
3CH3COOH(aq) + PCl3(aq) → 3CH3COCl(s) + P(OH)3(aq) (I–11)
Reaksi solvolytic
4CH3COOH(aq) + SO2Cl3(aq) → SO2(OOCH3)2 + 2CH3C(OH)c +
2Cl- (I–12)
Reaksi dengan perak nitrat membentuk endapan perak asetat putih dan penurunan suhu
14 CH3COOH(aq) + AgNO3(aq) → CH3COAg(s) (I–13) (Perry, 1997) I.4.4.4 Produk Asam Tereftalat
a. Sifat Fisis
Asam tereftalat mempunyai rumus molekul C6H4(COOH)2, berbentuk kristal putih, tidak larut dalam air, kloroform, eter, sedikit larut dalam alkohol, dan larut dalam alkali.
Spesific gravity : 1,5 Titik sublimasi : 402°C
Asam tereftalat banyak digunakan dalam industri, salah satunya adalah sebagai bahan baku pembuatan serat fiber dimethyl terephtalate (DMT) dengan proses esterifikasi menggunakan methanol. Berikut sifat fisis asam tereftalat:
Spesific gravity : 1,5
Titik Sublimasi : 402oC (menyublim tanpa meleleh) Berat Molekul : 166,133 gram/mol
Wujud : serbuk putih
Densitas (25 oC) : 1,0492 gram/L Panas Pembakaran :3.223 kJ/mol Panas Penguapan : 5.663 kJ/mol
Tabel I.5 Kelarutan Asam Tereftalat dalam Pelarut (gram/100 gram pelarut) Pelarut 25oC 120oC 160oC 200oC 240oC
Metanol 0,1 2,1 2,9 1,5 -
Air 0,0019 0,08 0,37 1,7 9
Asam asetat (glacial) 0,035 0,3 0,75 1,8 4,5
Asam formiat (95% wt) 0,5 - - - -
Asam sulfat (95% wt) 2 - - - -
Dimethylformamide 6,7 - - - -
Dimethyl sulfoxide 20 - - - -
(Perry, 1997) b. Sifat Kimia
Asam terephtalat dengan thionil membentuk senyawa asam klorida
(HOOC)C6H4(COOH)(s) + 2SOCl2(l) → (ClCO)C6H4(COCl)(l) (I–14)
15 a) klorin, bromin, dan iodin bereaksi dengan asam tereftalat dalam larutan asam sulfat dengan penambahan asam tetrahalogen dan terbentuk hexahalogen benzena
b) reagen penetrasi kuat mengubah asam tereftalat menjadi turunan mononitronya yang dapat direduksi melalui asam amino. Asam amino dengan dizotasi dan hidrolisis menghasilkan asam hidroxyterephtalate c) asam tereftalat bereaksi dengan etilen glikol menghasilkan polietilen
tereftalat
1,4C6H4(COO)2(s) + HOCH2CH2OH(l) → OH-
(aq)CH2CH2O2(C6H4CO2)nCH2CH2OH(s) (I–15) (Perry, 1997) I.4.4.5 Produk Samping 4-CBA
a. Sifat Fisis
Berat Molekul : 150,13 gram/mol
Wujud : padat (bubuk)
Titik Leleh Normal : 247oC
Suhu Kritis : 457,85oC
Tekanan Kritis : 57,10 atm (59,00 kg/cm2)
(MSDS) I.4.4.6 Produk Samping p-Toluic Acid
a. Sifat Fisis
Berat Molekul : 136,15 gram/mol
Wujud : padat
Titik Didih Normal : 274oC Titik Leleh Normal : 182oC
Suhu Kritis : 499,85oC
Tekanan Kritis : 38,09 atm (39,36 kg/cm2)
Kelarutan : larut dalam air
(MSDS) I.4.4.7 Produk Samping Air
a. Sifat Fisis
16
Rumus Molekul : H2O
Berat Molekul : 18 gram/mol
Titik Didih : 100oC
Titik Lebur : 0oC
Tekanan Kritis : 218 atm (225 kg/cm2)
Suhu Kritis : 374,2oC
Panas Difusi : 1,43 kkal/gmol
Panas Penguapan : 9,71 kkal/gmol Panas Pembentukan : -68,31 kkal/gmol
Indeks Bias : 1,333
Densitas : 0,9982 gram/cm3
Viskositas : 0,6985 cP
(Perry, 2008) b. Sifat Kimia
1. Merupakan senyawa kovalen polar
2. Merupakan elektrolit lemah dan mampu menghantarkan listrik karena terionisasi
H2O → H+ + OH- (I–16)
3. Bersifat netral
4. Dapat menguraikan garam menjadi asam dan basa 5. Pelarut yang baik
6. Bereaksi dengan oksida logam membentuk hidroksida yang bersifat basa dan apabila bereaksi dengan oksida nonlogam membentuk asam
(Pudjaatmaka, 1984) I.4.5 Tinjauan Proses secara Umum
Pembuatan asam tereftalat dengan proses Amoco merupakan reaksi oksidasi fase cair dari paraxylene dengan menggunakan katalis kobalt asetat (Co(II)COOH) dan udara sebagai oksidator. Reaksi berlangsung secara eksotermik pada suhu 175-230oC dan tekanan 15-30 bar (15,3-30,6 kg/cm2).
Dasar reaksi pembuatan asam tereftalat sebagai berikut.
C6H4(CH3)2(l) + 3O2(g) Co(II)COOH C6H4(COOH)2(s) + 2H2O(l) (I–17)
17 Pada proses ini dihasilkan yield asam tereftalat sebesar > 95% dan konversi > 98% (Tomas, 2013). Bahan baku yang digunakan adalah paraxylene dan oksigen, pelarut asam asetat, dan katalis kobalt asetat direaksikan dalam reaktor RATB dengan bubble sparger pada suhu 229oC dan tekanan 15 bar (15,3 kg/cm2).
