Cek 1800020161 [PDF]

Citation preview

BAB I PENDAHULUAN I.1.



Latar Belakang Sejalan dengan sektor industri di Indonessia yang semakin berkembang, upaya



diversikasi telah banyak dilakukan. Ketergantungan terhadap produk impor dapat berkurang dengan adanya pengolahan bahan mentah maupun bahan setengah jadi menjadi produk. Pemerintah berusaha mengutamakan pembangunan industri yang berpengaruh terhadap pertumbuhan industri yang lain. Kebutuhan produk metil metakrilat semakin meningkat dikarenakan oleh adanya perkembangan teknologi dan industri yang semakin pesat tersebut. Metil metakrilat sebagai



senyawa



turunan



ester



yang



mempunyai



rumus



kimia



CH2=C(CH3)COOCH3 banyak dimanfaatkan pada industri polimer, industri cat, industri peralatan rumah tangga serta industri kosmetik. Proses pembuatan metil metakrilat membutuhkan beberapa bahan baku diantaranya aseton sianodihidrin, H2SO4 dan metanol. Pada tahun 1880 kemampuan metil metakrilat dalam berpolimerasisasi diketahui ketika diperoleh serbuk putih hasil dari metil metrakilat. Pada tesis doctoral Otto Rohm dari University of Tubingen pada tahun 1901 kemampuan metil metakrilat beserta turunannya dalam penggunaan secara komersil ditemukan sebagai pengakuan awal, yang memberi gambaran pembuatan 2 lembaran mirip karet berwujud jernih serta tidak berwarna. Proses pembuatan monomer metakrilat secara komersil tidak dikembangkan lagi hingga tahun 1930-an, walaupun Rohm memperoleh paten untuk aplikasi akrilat pada tahun 1914. Produksi Metil metakrilat di Jepang oleh grup Mitsubishi pada tahun 1983 melaui tahap oksidasi isobutan kemudian pada tahun 1988 dikembangkan produksi metil metakrilat menggunakan proses aseton sianohidrin. Metil metakrilat sangat dibutuhkan untuk berbagai jenis bahan baku dalam industri kimia hingga saat ini.



1



Dengan demikian, pengembangan metode pembuatan metil metakrilat agar dapat di produksi secara kontinyu dan efisien sangat perlu dilakukan. Beberapa hal yang menjadi pertimbangan utama dalam pendirian pabrik metil metakrilat yaitu untuk melakukan upaya yang cukup menguntungkan baik secara sosial maupun ekonomi. Karena memiliki sifat protektif dalam potensi pasar dimasa mendatang, terpenuhinya teknologi maupun tenaga pelaksana yang dibutuhkan, mudah memperoleh bahan baku, sehingga dengan adanya pendirian pabrik ini dapat memperoleh keuntungan dengan syarat mempunyai kesanggupan



modal yang



cukup. Metil metakrilat banyak dimanfaatkan pada



industri cat (18%), industri



komestik (21%), industri pelapis kulit(24%), industri peralatan rumah tangga (10%), industri polimer (8%), dan industri lainnya (19%). Akan tetapi, di Indonesia penggunaan metil metakrilat masih terbatas pada industri jenis resin, industri perekat dan cat, serta industri plastik. Sampai saat ini diketahui bahwa kebutuhan metil metakrilat di Indonessia masih mengandalkan impor dari beberapa negara di Eropa, Asia dan Amerika. Hal ini diketahui berdasarkan data yang didapatkan dari Biro Pusat Statistik (BPS).



2



3



I.2.



Tinjauan Pustaka I.2.1 Macam-Macam Proses Terdapat tiga cara yang bisa ditempuh pada proses pembuatan metil metakrilat, diantaranya : 1. Metil Metakrilat dari Aseton Sianohidrin Dalam proses ini, aseton sianohidrin ditambahkan H2SO4 berlebih (1,4 – 1,8 mol/mol ACH), yang berfungsi sebagai pereaksi dan pelarut. Reaksi



antara



ACH



dan



asam



sulfat



menghasilkan



ɑ–



sulfatoisobutiramida, yang kemudian mengalami reaksi eliminasi dibawah kondisi proses panas untuk menghasilkan metakrilamida sulfat. Reaksi berlangsung pada suhu 80 – 100°C diikuti oleh thermal cracking secara singkat (misalnya reaksi eliminasi) pada 120 – 160°C unruk mengubah ɑ-hydroxyisobutyramite sulfate menjadi metakrilamida sulfat. Pada tahap proses ini waktu reaksi total yang diperlukan kurang lebih 1 jam. Secara umum, untuk tahap ini konversi ACH biasanya 100% dengan selektivitas sebesar 90 – 95% untuk metakrilamida sulfat. Reaksi yang berlangsung pada tahap pertama yaitu : C4H7NO + H2SO4



C4H7NOH2SO4



Pada tahap selanjutnya, asam sulfat berfungsi sebagai katalis dalam penggabungan hidrolisis/esterifikasi dari metakrilamida sulfat menjadi campuran dari MMA dan MAA. Produk samping yang terbentuk berupa amonium bisulfat dengan jumlah yang tidak sama dengan jumlah metakrilat yang terbentuk. Konversi methacrylamide sulfate ke MMA dapat dilakukan dengan menggunakan berbagai prosedur untuk membantu recovery dari MMA mentah dan untuk pemisahan metanol dan didaur ulang MAA. Methacrylamide sulfate direaksikan dengan metanol dalam reaktor kontinyu pada temperatur 100 – 150°C dan tekanan 710 kPa (7 atm), waktu paruh yang dibutuhkan yaitu dibawah 1 jam. Reaksi yang berlangsung pada tahap kedua yaitu : C4H7NOH2SO4 + CH3OH



C5H8O2 + NH4HSO4



4



2. Metil metakrilat dari etilena Etilena dapat digunakan sebagai bahan baku pembuatan metil metakrilat dan asam metakrilat melalui propanal, asam propionat, atau metil propionat sebagai bahan intermediet. Asam propionat dapat dibuat dengan hidrokarbonisasi fase cair dari etilen dengan katalis nikel atau molibdenum karbonil. Dapat juga menggunakan katalis rutenium dan katalis paladium. Sebagai alternatif, etilena dan asam format dapat direaksikan di atas katalis iridium untuk membentuk asam propionat. Campuran kompleks logam transisi ataupun aditif lainnya terkadang terlibat dalam sistem katalis. Propanal dapat dioksidasi untuk memberikan asam propionat sebagai tambahan. Kondensasi asam propionat dengan formaldehida pada katalis cesium yang didukung memberikan asam metakrilat dengan konversi 30 – 40% dan selektivitas 80 – 98%. Masa pakai katalis dapat diperpanjang dengan menambahkan tingkat rendah (beberapa ppm) cesium ke aliran umpan. Eastman melaporkan



dalam pengembangan



katalis



lebih lanjut



selektivitas MAA mencapai 99% menggunakan katalis Nb Si fixed-bed untuk reaksi fasa gas formaldehida dengan asam propionat, dimana konversi asam propionat adalah 15%. Pusat Penelitian Teknologi Energi Federal melakukan optimalisasi pada katalis Nb-Si mereka sendiri dan telah menghasilkan reaktivasi hingga 100% aktivitas selama beberapa siklus regenerasi. Pembuatan metil propionat berupa sintesis satu langkah telah dilakukan, yang terjadi melalui reaksi katalis-rodium dari etilen dan karbon monoksida dengan adanya metanol. Baru-baru ini, hasil yang lebih baik telah diperoleh dengan menggunakan katalis ruthenium acetylacetonate atau katalis paladium fosfin. Selektivitas yang sangat tinggi (>99,9%) dan perputaran katalis (>50.000) dipeoleh setelah sistem katalis paladium disempurnakan dengan memasukkan ligan bidentate phosphine. Reaksi metil propionat dengan formaldehida dalam fasa gas berlangsung dengan selektivitas yang baik terhadap MMA dan MAA (90



5



– 95%), namun konversi untuk reaksi ini masih relatif sederhana (30%). Untuk reaksi ini beberapa katalis telah dipatenkan, termasuk V-Sb pada silika-alumina, campuran P-Zr, Al, boron oksida, yang didukung Fe-P, dan alkil yang mengandung logam alkali yang dimodifikasi dengan campuran Mg/B/Al/Zr/Hf. Metilal (dimetoksimetana) atau metanol dapat digunakan menggantikan formaldehida, yang sering menghasilkan hasil panen yang lebih baik. Dimetil eter juga telah diperiksa sebagai prekursor formaldehida. Konversi tinggi (99%)



dan selektivitas (>98%) ke MMA dan



MAA saat ini ditunjukkan oleh rute propanal. Rute ini hanya menderita dari Vol. Tambahan biaya untuk langkah tambahan yang diperlukan untuk mengoksidasi aldehid ke asam karboksilat yang sesuai (yaitu, metakrolein menjadi asam metakrilat). Asam propionat atau metil propionat dimungkinkan mengalami konversi rendah (15 – 40%) pada rute ini meskipun selektivitasnya >95%. Sehingga, proses ini tidak tampak layak secara ekonomi karena kebutuhan akan aliran daur ulang yang besar, yang menyebabkan biaya produksi meningkat. Akan tetapi, pengembangan katalis bergerak maju dan karena beberapa perusahaan dapat memanfaatkan integrasi dengan pabrik syngas / methanol / formaldehida di satu lokasi, rute C-2 yang kompetitif ke MMA dapat diakses dalam waktu dekat. Dalam hal ini, Ineos Acrylics mengharapkan untuk menyelesaikan pabrik percontohan pada pertengahan tahun 2001 untuk menunjukkan proses MMA berbasis etilen. (Kirk-Othmer, 1978) 3. Metil metakrilat dari isobutilena Konversi isobutilena atau t-butil alkohol menjadi MAA melalui dua tahap proses oksidasi fase gas dengan metakrolein sebagai bahan intermediet. Salah satu dari bahan baku ini dapat digunakan secara bergantian karena ters-butil alkohol mudah mengalami dehidrasi menjadi isobutilena di bawah kondisi reaksi pada tahap awal.



6



Pada tahap pertama katalis dioksidasi menjadi metakrolein didasarkan pada oksida logam campuran kompleks molibdenum, bismut, dan besi, seringkali dengan penambahan logam kobalt, nikel, antimon, tungsten, dan alkali. Pengoptimalan proses terus dipusatkan pada peningkatan inkremental dalam produksi katalis dan masa pakai. Biasanya, aliran encer, isobutilena 5 – 10 (atau ters-butil alkohol) dalam uap (10%) dan udara, dilewatkan di atas katalis pada 300 – 4208 oC. Konversi seringkali hampir kuantitatif, dengan selektifitas methacrolein berkisar antara 85% sampai >95%. Seringkali ada selektivitas yang menyertainya ke asam metakrilat 2 – 5% tambahan. Paten kepada Mitsui Toatsu Chemicals melaporkan selektivitas methacrolein lebih baik dari 97% pada konversi >98% untuk hasil metakrolein hampir 96%. Pada tahap kedua oksidasi metakrolein menjadi asam metakrilat paling sering dilakukan pada katalis berbasis asam fosfomolibdat, biasanya dengan tembaga, vanadium, dan aditif logam alkali berat. Dopan umum lainnya adalah arsen dan antimon. Konversi methacrolein berada pada kisaran 85 – 95%, dengan selektivitas asam metakrilat 85 – 95%. Sejak tahun 1980an perbaikan katalis telah banyak dilaporkan, akan tetapi yield MAA (86%) tertinggi yang diklaim masih paten tercatat pada tahun 1981 untuk Air Products. (Kirk-Othmer, 1978)



7



I.2.1 Pemilihan Proses Tabel 1. Proses dan Tahapan Pembentukan Metil Metakrilat Reaksi Proses 1 C4H7NO + H2SO4 C4H9NO5S C4H9NO5S + CH3OH C5H8O2 Proses 2 C2H4 + H2 CO + C3H6O C3H6O + CH2O C4H6O + H2O C4H6O + 1/2O2 C4H6O2 C4H6O2 + CH3OH C5H8O2 + H2O Proses 3 C4H8 + H2 C4H6O + H2O 1 C4H6O + /2O2 C4H6O2 C4H6O2 + CH3OH C5H8O2 + H2O



Konversi



T (°C)



P (atm)



0,98 0,97



130 150



1 7



0,86 0,98 0,85 0,90



160 160 300 70



10 50 1 1



0,99 0,85 0,90



350 1 300 1 70 1 (Kirk-Othmer, 1978)



Berdasarkan tiga proses yang ada, dipilih proses pertama yaitu pembuatan metil metakrilat dengan proses aseton sianohidrin dengan pertimbangan :  Konversi bahan baku menjadi produk tinggi  Tidak memerlukan pretreatment yang rumit serta energi yang diperlukan tidak besar sehingga kondisi operasi mudah dicapai  Tidak memerlukan perlakuan khusus terhadap katalis yang digunakan karena berfungsi sebagai reaktan sekaligus pelarut.



8



I.3.



Tinjauan Kinetika Reaksi I.3.1 Reaktor Esterifikasi



Persamaan Laju Reaksi Reaksi dianggap berorder 1 masing-masing terhadap a dan b (-ra) = k.Ca.Cb Dengan : (-ra) = laju reaksi C4H7NO, kmol/m3.jam k = konstanta laju reaksi, m3/kmol.jam Ca = konsentrasi C4H7NO, kmol/m3 Cb = konsentrasi H2SO4 kmol/m3 Dengan data : 1. Konversi sebesar



0,98



2. Waktu reaksi



1 jam



3. Suhu



130°C (Adu, dkk, 2007)



Penurunan matematis kinetika reaksi (-rA) = k.Ca.Cb Ca = Cao (1-Xa) Cb = Cbo-Cao.Xa Cao((Cbo/Cao)-Xa) Cbo/Cao = M Cb = Cao(M-Xa) Neraca Massa input - output + reaksi = akumulasi Fv.Cao - Fv.Ca + (-rA).V = 0 Fv.Cao - Fv.Cao(1-Xa) + (-rA).V = 0 Fv.Cao - Fv.Cao - Fv.Cao.Xa + (-rA).V Fv.Cao.Xa = (-rA).V (F/V).Cao.Xa = (-rA)



9



t = Cao.Xa = (-rA) t = Cao.Xa/(-rA) Cao.Xa / k.Ca.Cb Cao.Xa / k.Cao(1-Xa).Cao(M - Xa) K = Xa/ t.Cao(1-Xa).(M - Xa) Tabel 2. Menghitung Konsentrasi Awal C4H7NO dan H2SO4 Fm (kmol)



Fw (kg)



Fv (m3)



488,850



0,164



4,428



0,009



58



646,491



0,611



35,426



0,055



H2O



18



924,585



11,598



208,769



0,226



C4H7NO



85



824,909



106,320



9037,228



10,955



C4H9NO5S



183



1938,948



1,052



192,601



0,099



CH3OH



32



824,909



0,000



0,001



0,000



C5H8O2



100



808,248



0,058



5,805



0,007



H2SO4



98



1700,522



170,113



16671,028



9,803



289,916



26155,285



21,155



Komponen



BM



rho



(kg/mol)



(kg/m3)



HCN



27



C3H6O



Total



Ca0 = 5,026 kmol/m3 Cb0 = 8,041 kmol/m3



Sehingga :



M = Cb0 / Ca0 = Fa0 / Fb0 = 1,600 waktu tinggal = 1 jam Xa = 0,98 Dengan memasukan data-data ke dalam persamaan maka diperoleh konstanta laju reaksi : k = 15,72542705 m3/kmol.jam



10



1.3.2 Reaktor Hidrolisis Persamaan Laju Reaksi Reaksi dianggap berorder 1 masing-masing terhadap a dan b (-ra) = k.Ca.Cb Dengan : (-ra) = laju reaksiC4H9NO5S, kmol/m3.jam k = konstanta laju reaksi, m3/kmol.jam Ca = konsentrasiC4H9NO5S, kmol/m3 Cb = konsentrasi CH3OH kmol/m3 Dengan data : 1. Konversi sebesar



0,97



2. Waktu reaksi



1 jam



3. Suhu



150°C (Adu, dkk, 2007)



Penurunan matematis kinetika reaksi (-rA) = k.Ca.Cb Ca = Cao (1-Xa) Cb = Cbo-Cao.Xa Cao((Cbo/Cao)-Xa) Cbo/Cao = M Cb = Cao(M-Xa) Neraca Massa input - output + reaksi = akumulasi Fv.Cao - Fv.Ca + (-rA).V = 0 Fv.Cao - Fv.Cao(1-Xa) + (-rA).V = 0 Fv.Cao - Fv.Cao - Fv.Cao.Xa + (-rA).V Fv.Cao.Xa = (-rA).V (F/V).Cao.Xa = (-rA) t = Cao.Xa = (-rA)



11



t = Cao.Xa/(-rA) Cao.Xa / k.Ca.Cb Cao.Xa / k.Cao(1-Xa).Cao(M - Xa) K = Xa/ t.Cao(1-Xa).(M - Xa) Tabel 3. Menghitung Konsentrasi Awal C4H9NO5S dan CH3OH Komponen



BM (kg/kmol)



rho (kg/m3)



Fm (kmol)



Fw (kg)



Fv (m3)



C4H9NO5S



183



1029,578



104,194



19067,488



18,520



CH3OH



32



647,120



138,578



4434,493



6,853



C4H7NO



85



803,662



0,021



1,807



0,002



H2O



18



902,974



1,798



32,356



0,036



H2SO4



98



1674,397



65,919



6460,023



3,858



C5H8O2



100



779,910



0,051



5,076



0,007



310,560



300001,244



29,275



Total



Ca0 = 3,559 kmol/m3 Cb0 = 4,734 kmol/m3



Sehingga :



M = Cb0 / Ca0 = Fa0 / Fb0 = 1,330 waktu tinggal = 1 jam Xa = 0,97 Dengan memasukan data-data ke dalam persamaan maka diperoleh konstanta laju reaksi : k = 25,23503061 m3/kmol.jam



12



I.4.



Spesifikasi Bahan Baku, Pendukung dan Produk Tabel 4. Spesifikasi Bahan Baku Utama



Wujud/fasa Rumus molekul Berat molekul Titik didih Titik beku Densitas Komposisi



Aseton sianohidrin



Asam sulfat



Metanol



Cair C4H7NO



Cair H2SO4



Cair CH3OH



85,106 g/mol 189,85°C -20°C 0,928 g/cm3 -Aseton sianohidrin 99,5% -Asam sianida 0,05% -Aseton 0,4% -Air 0,05%



98,079 g/mol 336,85°C 10,31°C 1,833 g/cm3 -Asam sulfat 98% -Air 2%



32,042 g/mol 64,7°C -97,68°C 0,787 g/cm3 -Metanol 99% -Air 1%



Metakrilamida sulfat Cair C4H9NO5S 183,189 g/mol 211,5°C 110,5°C 2,090 g/cm3 -



(Handbook of Chemistry and Physics) Tabel 5. Spesifikasi Bahan Baku Pendukung Wujud/fasa Rumus molekul Berat molekul Titik didih Titik lebur Densitas



Air Cair H2O 18,016 g/gmol 100°C 0°C 1 g/ cm3 (Handbook of Chemistry and Physics)



Tabel 6. Spesifikasi Produk Metil metakrilat Wujud/fasa Rumus molekul Berat molekul Titik didih Titik beku Titik lebur Densitas



Cair C5H8O2 100,117 g/mol 100,3°C -48,2°C 0,937 g/ cm3



Amonium bisulfat Padat NH4HSO4 115,111 g/mol 490°C 147°C 1,78 g/ cm3 (Handbook of Chemistry and Physics)



13



I.5.



Kegunaan Produk Metil metakrilat sebagai senyawa turunan ester banyak digunakan dalam



industri cat (18%), industri kosmetik (21%), industri pelapis kulit (24%), industri peralatan rumah tangga (10%), industri polimer (8%) dan untuk industri lainnya (19%). Akan tetapi, penggunaan metil metakrilat di Indonesia masih terbatas pada industri plastik, industri jenis resin, perekat dan industri cat. (Ulamans,1989) I.6.



Kapasitas prarancangan yang berisi kebutuhan pasar serta kapasitas produksi pabrik yang telah beroperasi Pendirian pabrik metil metakrilat direncanakan pada tahun 2027. Kapasitas



produksi pabrik ditentukan dengan mempertimbangkan beberapa faktor antara lain : 1. Proyeksi Kebutuhan Metil Metakrilat Di Indonesia Jumlah impor metil metakrilat yang ada di Indonesia pertahun berdasarkan data dari BPS yaitu : Tabel 7. Kebutuhan Impor Metil Metakrilat No Tahun Kebutuhan, Ton 1 2012 44968,759 2 2013 45400,162 3 2014 50814,032 4 2015 48264,529 5 2016 62136,911 Sumber: (Statistik Perdagangan Luar Negeri Impor, 2020) Untuk menentukan kapasitas produksi pada tahun 2027 digunakan grafik perkembangan kebutuhan metil metakrilat.



14



70000 60000



y = 3720,0671x - 7441898,261 R² = 0,7027



Impor, Ton



50000 40000 30000



Series1



20000



Linear (Series1)



10000 0 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 Tahun



Gambar I. Impor Metil Metakrilat tahun 2011 – 2016 Persamaan linier yang diperoleh adalah Y=aX + b Yi=3720,0671X – 7441898,261 Pada tahun 2027 diperkirakan kebutuhan metil metakrilat : Y=(3720,0671 2027) – 7441898,261 Y=98677,7509 ton/tahun



2. Kapasitas pabrik yang sudah ada Dari Kirk dan Othmer, 1995, 4 ed, Encyclopedia of Chemical Technology, kapasitas pabrik metil metakrilat dengan proses aseton sianohidrin diberbagai negara diketahui antara lain yaitu : Tabel 8. Pabrik Metil Metakrilat dengan proses Aseton Sianohidrin No



Pabrik



Kapasitas (ton/tahun)



Amerika 1



Rohm and Haas



372000



2



Lucite (formerly Ineos and ICI)



290000



3



CYRO



78700



Ineos



220000



Eropa 4



15



5



Rohm/DeGussa(Robin)



200000



6



Elf Atochem



158000



7



Repsol Quimica



30000



8



Mitsubishi Gas



50000



9



Kuraray



60000



10



Formosa Plastic (Taiwan)



154000



11



Koashiung Monomer (Taiwan)



85000



Jepang



Asia



Amerika Latin 12



Fenoquimica (Meksiko)



16000



13



Quimica Metacril (Brazil)



13000



Pabrik metil metakrilat yang sudah beroperasi dengan teknologi aseton sianohidrin yang memberikan kapasitas minimum 13.000 ton/tahun adalah pabrik Quimica Metacril di Brazil, sedangkan kapasitas terbesar adalah pabrik Rohm dan Haas di Amerika dengan kapasitas 372.000 ton/tahun. Prarancangan pabrik metil metakrilat dipilih dengan kapasitas 99.000 ton/tahun dengan pertimbangan kapasitas tersebut cukup untuk pemenuhan kebutuhan metil metakrilat dalam negeri sehingga tidak lagi mengandalkan impor dari luar negeri. Pabrik metil metakrilat ini direncanakan beroperasi pada tahun 2027. I.7.



Pemilihan Lokasi: menguraikan alasan pemilihan lokasi dan gambar peta lokasi Lokasi suatu pabrik akan memberikan pengaruh terhadap adanya suatu industri, mulai dari segi komersil, hingga pengembangan dimasa mendatang. Dalam penentuan lokasi pabrik terdapat beberapa faktor yang harus dipertimbangkan. Pabrik akan didirikan pada kawasan industri Gresik, Jawa



16



Timur. Beberapa pertimbangan yang diambil dalam penentuan lokasi ini adalah sebagai berikut: a. Bahan Baku Faktor utama dalam menentukan lokasi pabrik merupakan bahan baku. Aseton sianohidrin, asam sulfat dam metanol merupakan bahan baku yang digunakan pada industri metil metakrilat. Aseton sianohidrin di impor dari Alpha Chemika di India karena belum diproduksi di Indonesia. Bahan baku methanol diperoleh dari PT. Medco Metanol Bunyu di Kalimantan Timur. Sedangkan untuk bahan baku asam sulfat diperoleh dari PT. Petrokimia Gresik. Perencanaan lokasi diusahakan dekat dengan pelabuhan sehingga dapat mengurangi biaya transportasi bahan baku maupun produk. b. Pemasaran Pemasaran produk metil metakrilat sebagian besar ditargetkan di daerah Jawa, kalimantan dan sumatera yang merupakan pusat industri potensial. Selain pemasaran di indonesia produk metil metakrilat juga diimpor ke luar negeri, seperti Malaysia (pabrik plastik dan resin), Jepang (pabrik cat dan pabrik resin) serta Amerika (pabrik kosmetik). c. Utilitas Utilitas utama pada pabrik ini meliputi kebutuhan bahan bakar, kebutuhan listrik serta air yang digunakan untuk air proses maupun sanitasi. Perusahaan Listrik Negara (PLN) sebagai sumber utama untuk pemenuhan kebutuhan listrik pada pabrik, sedangkan untuk sumber cadangan listrik menggunakan generator apabila PLN mengalami gangguan. Sumber air diperoleh dari sungai brantas dan sungai bengawan solo serta dari air pengeboran. d. Ketersediaan Tenaga kerja Pemenuhan tenaga kerja dapat diperoleh dari daerah sekitar lokasi pabrik maupun luar lokasi pabrik sesuai dengan kriteria perusahaan. Saat ini banyak tenaga kerja yang terampil dan terdidik yang membutuhkan



17



lapangan pekerjaan. Dengan demikian jumlah pengangguran dapat berkurang. e. Transportasi dan Telekomunikasi Didaerah gresik, transportasi dan telekomunikasi tersedia dengan baik sehingga arus barang serta komunikasi mampu berjalan dengan lancar. Distribusi bahaan baku dan produk relatif mudah diperoleh karena transportasi darat, laut maupun udara cukup baik.



f. Kebutuhan tenaga kerja Tenaga kerja diindonesia cukup banyak, sehingga dalam pemenuhan kebutuhan tenaga kerja padaa pabrik tersebut sangat mudah tercukupi. tenaga ahli, menengah, maupun buruh kasar maih banyak tersedia di Indonesia. g. Kebijaksanaan Pemerintah Dalam mendirikan suatu bangunan (pabrik) haruslah dilengkapi dengan surat-surat dari instansi terkait, baik dari pemda maupum dari badan pertahanan setempat. Agar pendirian pabrik tidak mengalami kesulitan, maka lahan yang dipakai harus bebas dari sengketa kasus. h. Iklim Area yang akan dibangun pabrik harus memiliki kondisi alam (iklim) yang mendukung. Di daerah gresik memiliki iklim yang kering/panas. Sehingga mengakibatkan daerah gresik memilihi suhu serta humidity yang tinggi. Berdasarkan hal terebut, maka lokasi pabrik metil metakrilat cocok berada di kawasan industri Gresik.



18



i. Keadaan Masyarakat Keadaan yang ada disekitar lahan pabrik harus diamati, dengan tujuan yaitu apabila pabrik telah berdiri tidak ada masalah yang berkembang. Menggunakan potensi alam maupun potensi dari mayarakat yang ada disekitar pabrik. j. Karakteristik lokasi Perluasan pabrik dalam jangka waktu 10 atau 20 tahun kedepan sangat dimungkinkan. Hal ini disebabkan karena tersedianya tanah yang relatif cukup luas di kawasan industri Gresik.



19



BAB II URAIAN PROSES



Proses pembuatan Metil Metakrilat (C5H8O2) secara keseluruhan terdapat dari Aseton Sianohidrin dan Metanol terbagi menjadi 3 tahapan yakni: tahap persiapan bahan baku, tahap reaksi dan tahapan pemurnian, II.1 Tahap Persiapan Bahan Baku Pada tahap ini bertujuan untuk menyiapkan bahan baku berupa aseton sianohidrin,asam sulfat dan metanol, mula-mula disimpan dalam face cair menggunakan sushu 30oC



denagn menggunakan tekanan 1 atm. Aseton



sianohidrin dan asam sulfat sebagai bahan baku digunakan sebagai umpan reaktor hidrolisis pada suhu 130oC. Sedangkan metanol digunakan sebagai sebgai umpan reaktor esterifikasi pada suhu 1500C dengan menggunkaan tekanan 7 atm bersama dengan hasil dari reaktor hidrolisis. Sebelum dimasukan kedalam reaktor,metanol dilewatkan terlebih dahulu pada heat exchanger supaya mendapatkan suhu 150oC. II.2 Tahap Reaksi Reaksi pembentukan metil metakrilat berlangsung melalui 2 proses yaitu dengan cara proses hidrolisis dan proses esterifikasi. Proses hidrolisis antara aseton sianohidrin dan asam sulfat dilakukan dengan tujuan untuk menghasilkan metakrilamida sulfat. Proses hidrolisis berlangsung pada Continuous stirred tank reactor (CSTR/RATB). Proses ini belangsung dengan kondisi operasi 130oC dengan tekanan 1 atm selama 0,226 jam. II.3 Tahap Pemisahan dan Pemurnian Tujuan dari tahap ini adalah untuk melakukan pemisahan dan pemurnian yang dibagi menjadi 2, yaitu hasil dari reakor hidrolisis dan reaktor esterifikasi. Hasil dari reaktor hidrolisis dilakukan dengan menggunakan pemisahan dengan menggunakan menara destilasi (MD-01) dengan menggunakan suhu 185,95 oC dengan menggunkan tekanan 1,1 atm.. Dengan



hasil bawah yang berupa



20



metakrilamida sulfat dan asam sulfat kemudian dialirkan ke reaktor esterifikasi, sedangkan hasil atas dilakukan dengan pemisahan lagi dengan menggunakan menara destilasi (MD-02) dengan suhu 102,950C dan tekanan 1,1 atm. Hasil bawah dari ( MD-02) yang berupa aseton sianohidrin dan metakrilamida sulfat kemudian direcycle ke dalam reaktor hidrolisis dan untuk hasil atas dialirkan ke Unit Pengolahan Limbah (UPL). Hasil dari esterifikasi dilakukan pemisahan dengan menggunakan rotary drum vacum filter (RDVF) dengan cake berupa amonium bisulfat dan metakrilamida sulfat yang kemudian disimpan didalam silo (S). Filtrat yang terbentuk



dipisahkan



menggunkana



menara



destilasi



(MD-03)



dengan



0



menggunakan suhu 99,47 C dan tekanan 1,1 atm. Hasil bawah berupa asam sulfat direcycle ke dalam reaktor dengan menggunakan hidrolisis dan hasil atas dipisahkan lagi dengan menggunkan menara destilasi (MD-04) pada suhu 87,370C dengan tekanan 1,1 atm. Hasil atas berupa metanol direcycle ke reaktor esterifikasii dari hasil bawah dipisahkan lagi menggunakan dekanter (DC). Pada dekanter terjadi pemisahan fase berat dan fase ringan, fase berat berupa metil metakrilat kemudian disimpan pada tangki penyimpanan dan untuk fase ringan kemudian dialirkan ke UPL.



II.4 Diagram Alir Kualitatif Proses pembuatan metil metakrilat dari aseton sianohidrin dan metanol digambarkan dengan susunan blok yang dilengkapi dengan data serta arus bahan-bahan. Tiap blok akan mewakili alat dengan jenis tertentu serta dilengkapi dengan kondisi operasi berupa suhu dan tekanan. Dimana suhu dalam celcius, serta tekanan dalam atm. Diagram blok dapat dilihat pada gambar berikut.



21



C 4H 7NO HCN C 3H 6O H 2O



H 2SO4 H 2O



T=130 OC P=1 atm



C 4H 7NO H 2O C 4H 9NO5 S C 5H 8O2



R-01



R-02



MD-04 CH 3OH C 4H 7NO H 2O C 5H 8O2



DC C 5H 8O 2 T=30 OC P=1 atm



CH 3OH C 4H 7NO H 2O



T=30 OC P=1 atm



C 4H 7NO HCN C 3H 6O H 2O C 4H 9NO S CHO 3H C 5H 8O 2



MD-01 C 4H 7NO HCN C 3H 6O H 2O H 2SO4 C 4H 9NO 5S CH 3OH C 5 H 8 O2



C 4H 7NO HCN C 3H 6O T=130 OC H 2O P=1 atm H 2SO4 C 4H 9NO 5S CH 3OH C 5H 8O2 CH 3OH H 2O C 5H 8O 2



T=130 OC P=1 atm



MD-02



T=130oC P=1 atm



T=130 OC P=1 atm



C 4H 7NO H 2SO4 C 4H 9NO 5S



T=102,95 OC P=1,1 atm



CH3 OH H 2O



R-03 C 4H 9NO 5S CH 3OH C 4H 7NO H 2O H 2SO4 C 5H8O2 (NH 4)HSO4



T=30 OC P=1 atm



T=130 C P=1 atm



T=150 OC P=7 atm



T=50oC P=1 atm



T=30 OC P=1 atm



MD-03 O



T=98,68 OC P=1 atm



T=150 OC P=7 atm



T=150 oC P=7 atm



CH 3OH C 4H 7NO H 2O H 2SO4 C 5H 8O 2



C 4H 7NO HCN C 3H 6O H 2O CH 3OH C 5H 8O2



H2O



RDVF CH 3OH C 4H 7NO H 2O H2 SO4 C 5H 8O2



T=99,47 OC P=1,1 atm



C 4H 9NO 5S H 2O (NH4)HSO4



Gambar 2.1. Diagram Alir Kualitatif Prarancangan Pabrik Metil Metakrilat kapasitas 99.000 ton/tahun



T=45 OC P=1 atm



22