Pra-Rancangan Pabrik LAS dengan Proses Sulfonasi

PRA-RANCANGAN PABRIK KIMIA LINEAR

ALKYLBENZENE SULFONATE (LAS) DENGAN PROSES SULFONASI DARI LINEAR ALKYLBENZENE DAN OLEUM

KAPASITAS 50.000 TON/TAHUN

LAPORAN PRA-RANCANGAN PABRIK

Disusun oleh:

Tria Nurhalizah NIM. 2311211035 Kisrina Wahdyan NIM. 2311211038

Dosen Pembimbing

Ir. Lulu Nurdini, S.T., MT NID. 412178685

PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA-FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS JENDERAL ACHMAD YANI

CIMAHI

2025

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Industri surfaktan di Indonesia masih sangat terbatas, sedangkan kebutuhannya semakin meningkat. Menurut data dari Pusat Kimia Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia (LIPI), Indonesia membutuhkan surfaktan sekitar 95 ribu ton per tahun sementara kapasitas produksi dalam negeri hanya sekitar 55 ribu ton per tahun sehingga sebanyak 44 ribu ton surfaktan masih diimpor. Surfaktan mempunyai banyak kegunaan dalam industri yaitu sebagai zat pengemulsi (emulsifier), wetting agent, dan detergen (Setiani dkk,. 2020). Salah satu bahan baku utama dalam industri ini adalah Linear Alkylbenzene Sulfonate (LAS), yang merupakan surfaktan anionik dengan daya biodegradabilitas yang baik.

Linear Alkylbenzene Sulfonate (LAS) Adalah Surfaktan (surface active agent) merupakan zat aktif permukaan yang mempunyai ujung berbeda yaitu hydrophile (suka air) dan hydrophobe (suka lemak). Bahan aktif ini berfungsi menurunkan tegangan permukaan air sehingga dapat melepaskan kotoran yang menempel pada permukaan bahan. Dalam hal ini, jenis bahan baku yang dapat digunakan adalah Linear alkylbenzene (LAB). Linear alkylbenzene (LAB) adalah salah satu bahan kimia organik dengan rumus molekul (C12H25C6H5) yang digunakan sebagai bahan baku pada industri deterjen. Struktur senyawanya Linear alkylbenzene

Gambar 1. 1 Linear Alkylbenzene (Farn, 2006) 1.2 Tujuan Pra-Rancangan Pabrik

Adapun tujuan dari pra-rancangan pabrik ini yaitu sebagai berikut :

1. Untuk mengaplikasikan disiplin ilmu Teknik Kimia dengan merancang sebuah proses.

2. Mengurangi nilai impor LAS dari luar negeri dengan memproduksi LAS secara lokal di Indonesia.

3. Untuk memenuhi kebutuhan LAS sebagai bahan baku detergen dan produk pembersih lainnya.

4. Menciptakan lapangan kerja baru yang dapat mengurangi tingkat pengangguran.

1.3 Pemilihan Lokasi

Gambar 1. 2 Pemilihan Lokasi Pabrik

Pabrik LAS ini direncanakan akan didirikan didaerah Gerem Kecamatan Gerogol, Kota Cilegon. Lokasi ini dipilih dengan mempertimbangkan beberapa faktor di antaranya:

1. Bahan Baku

Pemilihan lokasi pabrik yang dirancang memiliki keunggulan strategis karena berdekatan dengan salah satu sumber utama bahan baku dalam produksi LAS, yaitu Linear alkylbenzene (LAB). Bahan baku tersebut diperoleh dari PT Unggul Indah Cahaya Tbk yang berlokasi di Jl.Raya Gerem/ Merak, Gerem,

Lokasi Pabrik

Kecamatan Gerogol, Kota Cilegon, Baten 42438, dengan kapasitas produksi LAB sebesar 180.000 ton per tahun (UIC, 2018). Selain itu, bahan baku seperti Oleum dapat diperoleh dari PT Mahkota Indonesia yang berlokasi di Jl.Raya Bekasi KM.21, Pulogadung-Kelapa Gading, Jakarta Utara, DKI Jakarta 14250 dan NaOH dapat diperoleh dari PT Asahimas Chemical dengan kapasitas 500.000 ton/tahun yang berlokasi di Jl. Raya Anyer-Sirih No.Km 122, GunungSugih, Cilegon, Kota Cilegon, Banteng 42447.

2. Transportasi

Gerem Kecamatan Gerogol, Kota Cilegon terletak di Jl. Alternatif Tol Merak Atas (Gambar 1.2), yang merupakan jalur utama penghubung antara Gerbang Tol Merak, Pelabuhan Merak, dan kawasan industri utama di Cilegon.

Jalan ini menjadi akses utama yang banyak digunakan oleh kendaraan logistik dan distribusi dari dan menuju Kawasan industri serta Pelabuhan. Lokasi ini stretegis karena memudahkan distribusi bahan baku dan produk jadi, serta meningkatkan efisiensi logistik. Infrastruktur jalan yang baik memungkinkan akses cepat ke pasar-pasar utama di Pulau Jawa dan sekitarnya. Selain itu, lokasi ini memiliki akses transportasi yang sangat baik, dengan jarak ke Pelabuhan Merak sekitar ±5 km, Gerbang Tol Merak ±3 km, dan Bandara Internasional Soekarno-Hatta, Tangerang, sekitar ±100 km. Dengan akses yang relatif baik ke pelabuhan dan bandara, lokasi ini menjadi pilihan strategis untuk mendirikan pabrik LAS dari LAB karena mendukung operasional dan pengiriman produk secara efisien.

3. Pemasaran

Produk LABS yang dihasilkan dari pabrik ini memiliki peluang pasar yang luas, terutama sebagai bahan baku industri detergen, sabun cair, pembersih rumah tangga dan produk pembersih lainnya. Dengan begitu, pabrik LAS di Cilegon dapat menjalin kerja sama dengan pabrik detergen di PT Anugerah Inovasi Sejahtera Bekasi, Jawa Barat, yang merupakan salah satu sentra industri yang membutuhkan LAS sebagai bahan baku utama mereka.

4. Tenaga Kerja

Cilegon merupakan kawasan industri dengan banyak perusahaan besar dan multinasional, sehingga menyediakan tenaga kerja yang terampil dan

berpengalaman di sektor guna berkontribusi terhadap pertumbuhan ekonomi lokal serta peningkatan kesejahteraan Masyarakat. Untuk mengisi posisi teknis dan spesialis, tenaga kerja akan direkrut dari lulusan Teknik Kimia, Teknik Mesin, serta Teknik Industri yang berasal dari berbagai universitas maupun politeknik di Indonesia.

5. Utilitas

Fasilitas utilitas yang dibutuhkan meliputi air, bahan bakar dan Listrik.

Untuk pemenuhan kebutuhan air diperoleh dari sumur bor. Untuk Listrik dapat diperoleh dari PT. PLN (Persero) Unit Induk Distribusi (UID) Banten yang dapat melayani sambungan listrik untuk puluhan ribu pelanggan dengan total delta daya yang pernah dilaporkan mencapai sekitar 31,81 MVA (megavolt-ampere), yang merupakan ukuran kapasitas listrik yang disalurkan ke pelanggan di area tersebut sehingga mampu memenuhi kebutuhan listrik pabrik skala besar.

1.4 Kapasitas Rancangan

Berdasarkan data yang dipublikasikan Badan Pusat Statistik (BPS), kebutuhan impor Linear Alkylbenzene Sulfonate (LAS) di Indonesia mengalami kenaikan dan penurunan dari tahun ke tahun. Perkembangan jumlah impor LAS di Indonesia selama periode 20 hingga 2024 dapat dilihat pada Tabel 1.1

Tabel 1.1 Data Impor LAS di Indonesia (Sumber: Badan Pusat Statistik 2023) Tahun Kebutuhan LABS (ton)

2019 39.265,332

2020 41.095,43

2021 43.592,48

2022 50.268,35

2023 51.452,87

Jika dilakukan perhitungan menggunakan Metode Least Square dapat diperkirakan kebutuhan Linear Alkylbenzene Sulfonate (LAS) di Indonesia pada tahun 2030 sebagai berikut:

Tabel 2.2 Data Impor LAS di Indonesia Tahun(X

) Massa LAS (Y,ton/thn) Kode tahun (Xi) Xi² XiYi

2019 39.265,332 -2 4 -78.530,66

2020 41.095,43 -1 1 -41.095,43

2021 43.592,48 0 0 -

2022 50.268,35 2 4 100.536,70

2023 51.452,87 1 1 51.452,87

Total 225.674,47 10 32.363,48

Persamaan Metode Least Square: Y = a + bX

Keterangan : Y = Massa LAS

a dan b = Koefisien

X = Waktu dalam bentuk kode

Dalam menentukan nilai X sering kali digunakan Teknik alternatif denngan memberikan skor atau kode. Dalam hal ini dilakukan pembagian data menjadi dua kelompok, yaitu:

1. Data genap, maka skor nilaai t nya: …., -4, -2, 0, 2, 4, 6 2. Data ganjil, maka skor nilai t nya: …., -3, -1, 1, 3, 5 Sehingga,

Sehingga, a =

∑

^Y

n

=

^225.674₅ ^{,47=45.134,89}

b =

∑

^XY

X²

=

^32.363₁₀^{,48=3.236,348}

Y = 45.134.89 + 3.236,348X

Untuk tahun 2030 nila X adalah 12, sehingga Y = 45.134.89 + 3.236,348(12)

Y = 83.971,066 ton/tahun

Hasil perhitungan menggunakan Metode Least Square menunujukkan bahwa kapasitas produksi potensial mencapai 83.971,066 ton/tahun. Berdasarkan pertimbagan kebutuhan pasar, pabrik ini dirancang untuk memproduksi LAS dengan kapasitas 50.000 ton/tahun, yang telah memenuhi sekitar 60% dari total kebutuhan secara keseluruhan.

1.5 Margin Keuntungan Kotor (MKK)

Margin Keuntungan Kotor (MKK) adalah metode penting untuk mengukur profitabilitas perusahaan, yang menunjukkan seberapa efisien perusahaan dalam menghasilkan laba dari penjualannya setelah mengurangi biaya produksi. MKK membantu manajemen dalam menganalisis kinerja operasional, mengambil keputusan strategis terkait penetapan harga dan pengelolan biaya, serta membandingkan kinerja dengan pesaing di Industri yang sama. Margin Keuntungan Kotor dapat dihitung berdasarkan selisih antara harga produk yang diproduksi dengan harga bahan baku yang digunakan.

Persamaan reaksi pembuatan Linear Alkylbenzene Sulfonate (LAS) dengan proses sulfonasi dari Linear Alkylbenzene dan oleum adalah sebagai berikut:

1. Reaksi Sulfonasi

C6H5C12H25 + H2SO4.SO3

→ C12H25C6H4SO3H + H2SO4

Linear Alkylbenzene (LAB) + Oleum

→ Linear Alkylbenzene Sulfonic Acid (LABS) + Asam Sulfat 2. Reaksi Netralisasi

C12H25C6H4SO3H + NaOH

→ C12H25C6H4SO3Na + H2O

Linear Alkylbenzene Sulfonic Acid (LABS) + Natrium Hidroksida

→ Linear Alkylbenzene Sulfonate (LAS) + Air 3. Reaksi Netralisasi H2SO4

Jika ada H2SO4 sisa, maka perlu di netralisasi H2SO4 + 2NaOH

→ Na2SO4 + 2H2O Asam Sulfat + Natrium Hidroksida

→ Natrium Sulfat + Air

Konversi Reaksi: 96 %

Berikut pada Tabel 1.3 menunjukkan data harga bahan baku dan produk reaksi sulfonasi, Tabel 1.4 menunjukkan data harga bahan baku dan produk reaksi netralisasi dan Tabel 1.5 menunjukkan data harga bahan baku dan produk reaksi netralisasi H2SO4.

Tabel 1.3 Data Harga Bahan Baku dan Produk Reaksi Sulfonasi Komponen Berat Molekul (Mi)

(kg/kmol) vi vi Mi Massa

(kg) Harga/kg Reakta

n

LAB 246 1 246 0,755 Rp35.000

Oleum 178 1 178 0,546 Rp18.000

Produk LABS 326 1 326 1,000 Rp36.000

H2SO4 98 1 98 0,301 Rp54.000

Tabel 1.4 Data Harga Bahan Baku dan Produk Reaksi Netralisasi Komponen Berat Molekul (Mi)

(kg/kmol) vi vi Mi Massa

(kg) Harga/kg

Reaktan LABS 326 1 326 0,934 Rp35.000

NaOH 39,99 1 39,99 0,115 Rp20.000

Produk LAS 348,99 1 348,99 1,000 Rp40.000

Air 18 1 18 0,052 Rp0

Tabel 1.5 Data Harga Bahan Baku dan Produk Reaksi Netralisasi H2SO4

Komponen Berat Molekul

(kg/kmol) vi vi Mi Massa

(kg) Harga/kg

Reaktan H2SO4 98 1 98 0,476 Rp54.000

2NaOH 39,99 2 79,98 0,388 Rp20.000

Produk Na2SO4 205,98 1 205,98 1,000 Rp100.000

Air 18 2 36 0,175 Rp0

Adapun perhitungan Margin Keuntungan Kotor (MKK) adalah sebagai berikut :

MKK = Harga Jual Satuan Produk (HPR) – Harga Beli Bahan Baku (HBB) 1. MKK Reaksi Sulfonasi

MKK =[(n LABS × BM LABS × harga LABS)+(n H2SO4 × BM H2SO4 × harga H2SO4)]-[(n LAB× BM LAB× harga LAB)+(n Oleum × BM Oleum × harga Oleum)]

=[(Rp36.000,00)+( Rp16.233,13)]-[(Rp26.411,04)+(Rp9.828,22)]

= Rp52.233,129 −¿ Rp36.239,264

= Rp15.993,865/kg 2. MKK Reaksi Netralisasi

MKK =[(n LAS × BM LAS × harga LAS)+(n H2O× BM H2O × harga H2O)]-[(n LABS × BM LABS × harga LABS)+(n NaOH × BM NaOH × harga NaOH)]

=[(Rp40.000,00)+(Rp0,00)]-[(Rp32.694,35)+( Rp2.291,76)]

= Rp40.000,000 −¿ Rp34.986,103

= Rp5.013,897/kg

3. MKK Reaksi Netralisasi H2SO4

MKK =[(n Na2SO4 × BM Na2SO4 × harga Na2SO4)+(n H2O× BM H2O × harga H2O)]-[(n H2SO4 × BM H2SO4 × harga H2SO4)])+(n 2NaOH × BM 2NaOH× harga 2NaOH)]

=[(Rp100.000,00)+(Rp0,00)]-[(Rp25.691,81)+(Rp7.765,80]

= Rp100.000 −¿ Rp33.458

= Rp66.542,38/kg

MKK total = MKK Reaksi Sulfonasi + MKK Reaksi Netralisasi + MKK Reaksi Netralisasi H2SO4

= Rp15.993,865 + Rp5.013,897 + Rp66.542,38

= Rp87.550,145

Berdasarkan perhitungan MKK maka keuntungan LAS per kg adalah Rp87.550,145/kg

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Macam-Macam Proses Pembuatan Produk

Pemilihan proses produksi merupakan tahapan penting dalam perancangan pabrik karena berpengaruh terhadap efisiensi teknis dan kelayakakan ekonomis.

Dalam produksi Linear Alkylbenzene Sulfonate, salah satu proses yang digunakan adalah sulfonasi. Terdapat beberapa metode sulfonasi yang dapat diterapkan, masing–masing kelebihan dan kekurangantersendiri dalam aspek teknis maupun operasional. Untuk menghasilkan LAS dapat dilakukan dengan beberapa cara, yaitu:

1. Sulfonasi dengan asam sulfat pekat (H2SO4)

Proses sulfonasi dengan asam sulfat pekat berlangsung pada suhu 51^oC dengan tekanan 1 atm. Dalam proses ini tidak digunakan katalis, Alkylbenzene direkasikan langsung dengan H2SO4 100% dengan perbandingan mol H2SO4 dan Alkylbenzene 1,6:1,8 (Kirk and Othmer, 1998).

Reaksi sulfonasi:

C6H5C12H25 + H2SO4 → C12H25C6H4SO3H + H2O Reaksi netralisasi

C12H25C6H4SO3H + NaOH → C12H25C6H4SO3Na + H2O

Selanjutnya produk hasil sulfonasi direkasi dengan NaOH dengan kadar 20%

menghasilkan LAS. Proses sulfonasi dengan H2SO4 memiliki kekurangan, yaitu menghasilkan air sebagai produk samping. Keberadaan air ini dapat menyebabkan pergeseran reaksi kearah kiri dan memperlambat laju reaksi.

2. Sulfonasi dengan Gas SO3

Proses sulfonasi menggunakan gas SO3 terdiri dari empat tahap yaitu, proses pengeringan udara, produksi gas SO2, konversi gas SO2 menjadi gas SO3 dan proses sulfonasi. Proses pengeringan udara dilakukan untuk menghilangkan uap air dari udara, karena keberadaan air dalam jumlah besar dapat bereaksi dengan SO3 dan membentuk oleum, yang dapat menurunkan kualitas warna produk

LABS. Gas SO3 dihasilkan dengan mereaksikan udara kering dengan sulfur cair, kemudian gas SO2 yang terbentuk dikonversi menjadi SO3 meggunakan katalis vanadium oksida (V2O5).

Reaksi antara SO2 dan O2:

SO2+ ½ O2 → SO3

Reaksi Sulfonasi

C6H5C12H25 + SO3 → C12H25C6H4SO3H Reaksi Netralisasi

C12H25C6H4SO3H + 3NaOH → C12H25C6H4SO3Na + Na2SO4

Reaksi sulfonasi berlangsung dalam satu reaktor gelembung, suhu reaksi 50^oC dan tekanan 1,5 atm (Kirk and Othmer, 1998). Selain mudah terjadi reaksi samping yang tidak dinginkan, proses sulfonasi dengan gas SO3 juga memiliki kekurangan berupa biaya produksi yang lebih tinggi dan warna produk akhir yang cenderung lebih gelap (Kadirun, 2010).

3. Sulfonasi dengan Oleum 20%

Proses sulfonasi menggunakan Oleum, reaksi terjadi pada reaktor alir tangka berpengaduk dengan suhu reaksi 38-60 ^oC dan tekanan 1 atm. Oleum yang digunakan adalah Oleum 20% dengan perbandingan mol Alkylbenzene dan Oleum 20% adalah 1:1,25 (Peters and Timmerhaus, 1991).

Reaksi Sulfonasi:

C6H5C12H25 + H2SO4.SO3 → C12H25C6H4SO3H + H2SO4

Reaksi Netralisasi:

C12H25C6H4SO3H + NaOH → C12H25C6H4SO3Na + H2O H2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + 2H2O

Keunggulan dari proses ini adalah penanganannya mudah, biaya produksi juga relatif lebih murah jika dibandingkan dengan proses lain, warna dari produk yang dihasilkan lebih terang dan dihasilkan produk samping H2SO4 yang masih dapat dijual dipasaran (Kirk and Othmer, 1998).

Untuk memudahkan evaluasi dan pemilihan metode yang paling sesuai, perbandingan antara ketiga proses sulfonasi disajikan dalam tabel berikut:

Tabel 2. 1 Perbandingan Macam-Macam Proses Sulfonasi

Keterangan

Bahan Baku

H2SO4 Gas SO3 Oleum 20%

Reaktor RATB Gelembung RATB

Temperatur 0-50oC 50oC 38-60oC

Tekanan 1 atm 1,5 atm 1 atm

Produk Samping H2O - H2SO4

Konversi 90% 95% 96%

Dari tabel diatas, dipilih proses pembuatan Linear Alkylbenzene Sulfonate menggunakan proses sulfonasi dengan Oleum 20% dengan beberapa faktor seperti:

1. Tingkat konversi yang lebih tinggi

2. Menghasilkan H2SO4 sebagai produk samping yang dapat dipasarkan

2.2 Spesifikasi produk

Produk yang dihasilkan pada perancangan pabrik ini terdiri dari produk utama dan produk samping. Berikut adalah spesifikasi dari produk-produk tersebut:

2.2.1 Produk utama

Berikut ini adalah spesifikasi dari produk utama:

1. LAS (Linear Alkylbenzene Sulfonate)

LAS adalah singkatan dari Linear Alkylbenzene Sulfonate, yaitu senyawa surfaktan anionik yang banyak digunakan sebagai bahan utama dalam pembuatan deterjen dan sabun, terutama sabun cuci piring, deterjen bubuk, cairan laundri, dan pembersih rumah tangga lainnya. Adapun spesifikasi dari LAS yaitu:

Bentuk : Cairan

Rumus kimia : C6H4 (C12H25) SO3Na Berat Molekul : 348,5 g/gmol

Warna : Kuning ke coklat

Titik didih : 315-337 ^oC

Kapasitas Panas : 0,18148 kkal/kg.K Densitas : 1,070 g/cm³

Viskositas : 4,24 cp

Kemurnia : 90%

(sumber :Laxmi@skgroup.org )

2.2.2 Produk samping

Berikut ini adalah spesifikasi dari produk samping:

1. H2SO4 (Asam Sulfat)

H2SO4 (Asam Sulfat) merupakan asam mineral (anorganik) yang kuat yang bersifat sangat korosif. Zat ini larut dalam air pada semua perbandingan. H2SO4

merupakan produk samping yang dihasilkan dalam proses pembuatan LAS.

H2SO4 dapat dijual kembali sebagai bahan baku industri lain, seperti industri pupuk, bahan kimia, pengolahan logam, atau produksi asam sulfat teknis. Adapun spesifikasi H2SO4, yaitu:

Bentuk : Cairan

Warna : Tidak berwarna dan berbau sangat khas

pH : Sangat asam

Titik didih : Sekitar 337 ^oC sebelum terurai Titik leleh : Sekitar 10 ^oC

Densitas : 1,84 g/cm³ pada suhu 25 ^oC

(sumber :(https://id.wikipedia.org/wiki/Asam_sulfa) 2. Na2SO4 (Natrium Sulfat)

Natrium sulfat adalah senyawa kristal putih dengan rumus Na2SO4. Ini digunakan dalam industri deterjen, pembuatan kertas dan pembuatan kaca sebagai pengisi, bahan pengering dan pencegah busa. Natrium sulfat memiliki struktur kristal yang terdiri dari unit berulang ion natrium dan sulfat. Ion sulfat berbentuk

tetrahedron dengan empat atom oksigen di sudut dan satu atom belerang di tengah. Ion natrium adalah bola kecil yang terletak di antara ion sulfat. Struktur kristal natrium sulfat dapat bervariasi tergantung pada kandungan airnya. Natrium sulfat anhidrat memiliki struktur kristal yang berbeda dengan natrium sulfat dekahidrat.

Bentuk : Serbuk

Bau : Tidak berbaru

Warna : Putih

Rumus Kimia : Na2SO4

Berat Molekul : 142,04 g/gmol

Densitas : 2,664 g/cm³ (anhidrat), 1,464 g/cm³ (dekahidrat) Titik didih : 1.429^oC

Titik leleh : 884^oC

pH : 9-11 (larutan 10%)

Kelarutan : Larut dalam air, tidak larut dalam etanol (Sumber : https://chemuza.org/id/natrium-sulfat-na2so4/.) 2.3 Spesifikasi Bahan Baku

2.3.1 Alkylbenzene

Bentuk : Cair (30^oC, 1 atm) Rumus Kimia : C6H5.C12H25

Berat Molekul : 246 g/gmol

Kapasitas Panas : 0,21074 kkal/kg.K Densitas : 0,873 g/cm³ Titik didih : 320^oC Titik beku : -7^oC Viskositas : 2,74 cp

Kelarutan : Sangat sedikit larut dalam air panas, tidak larut dalam air dingin dan methanol.

(Sumber :http://www.uic.co.id/) 2.3.2 Oleum 20%

Bentuk : Cair (30 0C, 1 atm)

Rumus Kimia : H2SO4.xSO3

Viscositas : 10,3 cp

Kapasitas panas : 0,07350 kkal/kg.K Densitas : 1,915 g/cm³ Titik didih : 150^oC Titik beku : 1^oC

Kelarutan : Dapat larut dengan sempurna (Sumber : http://www.indoacid.com/)

2.4 Spesifikasi Bahan Pembantu 2.4.1 NaOH 48%

Bentuk : Cair (30 0C, 1 atm) Berat Molekul : 40 g/gmol

Viscositas : 3,87 cp

Kapasitas panas : 0,40327 kkal/kg.K

Densitas : 1,43 g/cm3

Titik didih : 143 °C Titik beku : 2^oC

Kelarutan : larut dalam air dan beberapa pelarut Organik (Sumber :

https://www.asc.co.id/

)

BAB III

PERANCANGAN PROSES

Pabrik Linear Alkylbenzene Sulfonate (LAS) ini dirancang untuk memproduksi sebanyak 40.000 ton/tahun, menggunakan bahan baku utama berupa Alkylbenzene dan oleun 20%. Operasional pabrik direncanakan berlangsung selama 24 jam setiap hari selama 330 hari dalam setahun. Secara umum, proses produksi dalam pabrik ini mencakup tahap penyiapan bahan baku, reaksi sulfonasi, pemisahan, netralisasi, hingga pemekataan produk akhir. Untuk menjamin mutu produk yang dihasilkan, pemilihan metode produksi yang tepat menjadi factor kursial dalam perancangan pabrik LAS, sehingga proses dapat berjalan secara efisien dan efektif.

3.1 Deskripsi Proses 3.1.1 Persiapan Bahan Baku

Dalam proses produksi LAS, bahan baku utama yang digunakan adalah Alkylbenzene dan Oleum 20%. Alkylbenzene disimpan dalam tangka penyimpanan (T-01), sedangkan Oleum 20% ditempatkan pada tangka pemisah (T-02) dengan kondisi operasional pada suhu 30^oC dan tekanan 1 atm. Selanjutnya, kedua bahan baku tersebut dialirkan ke unit penukar panas (HE-01 dan HE-02) menggunakan pompa masing-masing (P-01 untuk Alkylbenzene dan P-02 untuk Oleum) guna meningkatkan suhunya hingga mencapai 55^oC. Setelah mengalami pemanasan, Alkylbenzene dan Oleum 20% diarahkan ke reactor sulfonasi (R-01 dan R-02) dengan rasio molar 1:1,25 pada suhu 55^oC dan tekanan 1 atm (Peters dan Timmerhaus, 1991).

3.1.2 Proses Sulfonasi

Proses reaksi dalam pembuatan Linear Alkylbenzene Sulfonate (LAS) menggunakan Reaktor Alir Tangki Berpengaduk (RATB), yang dioperasikan secara isothermal pada suhu 55^oC dan tekanan 1 atm. Reaksi antara Alkylbenzene dan Oleum 20% berlangsung secara eksotermis dan bersifat irreversible, dengan Tingkat konversi reaktan sebesar 96%. Karena sifat reaksi yang melepas panas,

pengendalian suhu sangat penting untuk mencegah pembentukan produk samping yang tidak diinginkan. Oleh karena itu, kedua reaktor (R-01 dan R-02) dilengkapi dengan koil pendingin untuk menjaga suhu tetap stabil. Produk dari reaktor pertama (R-01) dipindahkan ke reaktor kedua (R-02) menggunakan pompa (P-03), dan selanjutnya hasil reaksi dari R-02 yang masih berada pada suhu 55^oC dialirkan melalui pompa (P-04) menuju Decanter (D-01) untuk proses pemisahan fasa.

3.1.3 Proses Pemisahan dan Pemurnian

Produk yang keluar dari reactor mengandung asam Linear Alkylbenzene Sulfonate serat H2SO4 sebagai produk samping, yang direncanakan akan dimanfaatkan sebagai produk jual. Pemisahan H2SO4 dilakukan di unit Decanter (D-01) dengan memanfaatkan perbedaan densitas antara kedua komponen.

Komponen dengan densitas lebih tinggi akan membentuk fase berat, sedangkan yang lebih ringan akan berada di fase atas. Dengan demikian, H2SO4 dapat dipisahkan dari asam sulfonat, menghasilkan produk utara dengan kadar asam yang rendah. Campuran yang masih mengandung asam Alkylbenzene Sulfonate, sejumlah kecil Alkylbenzene, dan H2SO4 selanjutnya dinetralkan menggunakan larutan NaOH 48% dalam unit Netralisator (N-01). Setelah proses netralisasi, produk diarahkan ke Evaporator (EV) untuk tahap pemekatan, Dimana air diuapkan guna meningkatkan konsentrasi produk akhir berupa Linear Alkylbenzene Sulfonate (LAS).

3.2 Diagram Balok Pra-Rancangan Pabrik LAS