BAB I. umum kegunaan phthalic anhydride dalam sektor industri antara lain. sebagai bahan baku pada industri pembuatan plasticizer, alkyd resin,

Prarancangan Pabrik Phthalic Anhydride Proses Oksidasi Naphthalene Kapasitas Produksi 18.000 Ton/Tahun

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Pendirian Pabrik Phthalic anhydride merupakan senyawa organik dengan rumus kimia C8H4O3 yang dapat diperoleh dari proses oksidasi naphthalene. Secara umum kegunaan phthalic anhydride dalam sektor industri antara lain sebagai bahan baku pada industri pembuatan plasticizer, alkyd resin, unsaturated polyester resin, benzoic acid. (www.speclab.com) Di

Indonesia

hanya

terdapat

satu

pabrik

produsen

phthalic anhydride, yaitu PT. Petrowidada Gresik (www.digilib.its.ac.id). PT. Petrowidada mempunyai kapasitas produksi total 140.000 metrik ton per tahun (www.eterindo.com). Indonesia masih mengimpor phthalic anhydride dengan jumlah yang semakin menurun dari tahun ke tahun (1999 – 2003). Walaupun impor phthalic anhydride semakin menurun namun peluang ekspor masih terbuka lebar dengan semakin meningkatnya ekspor Indonesia ke luar negeri (tabel 1.1). Dengan mempertimbangkan hal-hal di atas, pendirian pabrik phthalic anhydride sangat diperlukan untuk mengurangi impor dan meningkatkan ekspor. Disamping itu, pendirian pabrik phthalic anhydride juga akan membuka lapangan kerja baru, mengurangi pengangguran dan

BAB I Pendahuluan


akan memacu tumbuhnya pabrik baru yang menggunakan phthalic anhydride sebagai bahan bakunya.

1.2

Penentuan Kapasitas Perancangan Data statistik mengenai ekspor dan impor phthalic anhydride Indonesia (Tabel 1.1) memperlihatkan bahwa impor phthalic anhydride di Indonesia semakin menurun. Produksi phthalic anhydride di dunia semakin meningkat (Tabel 1.2) yang menunjukkan kebutuhan phthalic anhydride juga semakin bertambah.

Tabel 1.1 Prospek Pemasaran Phthalic Anhydride di Indonesia Prospek pemasaran (kg) Tahun

Import (kg)

Ekspor (kg) (Ekspor + Impor)

1999

8.681.343

22.201.616

30.882.959

2000

11.395.933

16.312.951

27.708.884

2001

6.263.834

61.513.130

67.776.964

2002

4.599.323

32.929.324

37.528.647

2003

5.559.391

80.904.842

86.464.233

Sumber : Data Ekspor-Impor Indonesia, BPS

BAB I Pendahuluan


KAPASITAS (TON)

200000 150000

PROSPEK PEMASARAN PHTHALIC ANHYDRIDE y = 12098231.10x - 24158488093.70

100000 50000 0 1996

2000

2004

2008

2012

2016

TAHUN

Gambar 1.1 Prospek Pemasaran Phthalic Anhydride di Indonesia

Kapasitas produksi terkecil phthalic anhydride yang pernah didirikan adalah 6.000.000 lb/tahun (2.678 ton/tahun). (Faith Keyes, hal 616) Perkiraan kapasitas produksi phthalic anhydride di dunia ditunjukkan pada tabel 1.2.

Tabel 1.2 Perkiraan Kapasitas Phthalic Anhidride Dunia (x 103 ton) Lokasi

Tahun 1976

1988

1993

Amerika Utara

440

560

455

Eropa Barat

610

860

950

Asia Timur

280

760

1090

Eropa Timur dan Eropa Tengah

200

750

660

35

305

350

1565

3235

3505

Amerika Selatan Total

(Kirk & Othmer, volume 18, 1983)

BAB I Pendahuluan


Dari tabel 1.1 dan gambar 1.1 dapat diketahui prospek pemasaran phthalic anhydride di Indonesia. Pada tahun 2010 diperkirakan total impor dan ekspor phthalic anhydride di Indonesia adalah sebesar 158.956.417 kg/tahun, sedangkan PT. Petrowidada memiliki kapasitas produksi 140.000 ton/tahun. Sehingga total peluang pemasaran phthalic anhydride di Indonesia setelah dikurangi produksi PT. Petrowidada adalah sebesar 18.956.417 kg/tahun. Dengan pertimbangan-pertimbangan di atas, maka pabrik ini direncanakan akan didirikan pada tahun 2010 dengan kapasitas sebesar 18.000 ton/tahun dan berorientasi ekspor.

1.3. Lokasi Pabrik Lokasi suatu pabrik akan mempengaruhi kedudukan pabrik dalam persaingan dan penentuan kelangsungan produksinya. Penentuan lokasi pabrik yang tepat, ekonomis dan menguntungkan dipengaruhi beberapa faktor, yaitu : 1. Faktor Utama a. Sumber bahan baku b. Pemasaran c. Penyediaan tenaga listrik dan bahan bakar d. Penyediaan air

2. Faktor Khusus

BAB I Pendahuluan


a. Jenis transportasi b. Kebutuhan tenaga kerja c. Keadaan masyarakat d. Karakteristik lokasi Dengan pertimbangan hal tersebut diatas, maka lokasi pabrik direncanakan berdiri di kawasan industri Pulo Merak, Serang, Banten. Pertimbangan – pertimbangan dipilihnya lokasi tersebut adalah sebagai berikut : 1. Sumber bahan baku Bahan baku pembuatan phthalic anhydride yaitu naphthalene yang diimpor dari ABA Chemie, Jalan U8/52 No. 1, Shah Alam, Selangor, Malaysia. Pabrik ini memiliki kapasitas produksi 78.000 ton per tahun. Lokasi pabrik ditentukan di Pulo Merak karena dekat dengan pelabuhan Merak dan pelabuhan Tanjung Priok yang dapat digunakan untuk ekspor impor. 2. Pemasaran Prioritas utama pemasaran produk adalah kawasan Asia dan Timur Tengah. Negara-negara tersebut antara lain : Singapura, Taiwan, Thailand, Philipina, Malaysia, Vietnam, India, Srilanka, Bangladesh dan Kuwait. Setelah itu jika dalam negeri masih membutuhkan maka dapat dipasarkan di dalam negeri yaitu daerah Jawa Barat dan Banten. Di daerah tersebut banyak berdiri pabrik yang menggunakan bahan baku utama phthalic anhydride. Pabrik - pabrik tersebut ditunjukkan pada tabel 1.3 dan 1.4.

BAB I Pendahuluan


Tabel 1.3 Produsen Unsaturated Polyester Resin (UPR) di Indonesia Nama Produsen

Kapasitas

Status

Lokasi

PT. Justus Sakti Raya

PMDN

Jakarta

24.000

PT. Eternal Buana Chemicals

PMDN

Tanggerang

24.000

PMA

Tanggerang

4.800

PT. Arindo Pacific Chemicals

PMDN

Bogor

7.800

PT. Gajah Tunggal Prakarsa

PMDN

Tanggerang

7.200

PMA

Gresik

13.200

PT. Pardic Jaya Chemicals

PT. SHCP Indonesia

(ton/tahun)

Total kapasitas

81.000

Sumber : Jurnal CIC no. 225, tanggal 1 Juli 1997

Tabel 1.4 Produsen Alkyd Resin di Indonesia Perusahaan

Kapasitas

Lokasi

(ton/tahun) PT. Eternal Buana Chemical Industries

20.000

Tangerang

PT. Pardic Jaya Chemicals

13.000

Tangerang

PT. Raung Nusa Chemicals

6.000

Sidoarjo

PT. Gajah Tunggal Prakarsa

6.000

Tangerang

PT. Tunas Sumber Idea Kreasi Kimia

6.000

Serang

PT. United Transocean

5.000

Jakarta

PT. Warna Agung

1.200

Jakarta

450

Sidoarjo

4.200

Jakarta

500

Jakarta

20.000

Gresik

PT. Golden Bridge Chemicals PT. Propan Jaya PT. ICI PT. Eterindo Nusa Graha Total kapasitas

82.350

Sumber : Jurnal CIC no. 225, tanggal 1 Juli 1997

BAB I Pendahuluan


3. Penyediaan tenaga listrik dan bahan bakar Kebutuhan listrik pabrik ini sebagian dipenuhi dari PLN, sedangkan untuk menjamin kelancaran penyediaan tenaga listrik bagi kelangsungan produksi, pabrik memiliki generator pembangkit tenaga listrik sendiri. Kebutuhan bahan bakar yaitu solar yang digunakan untuk menjalankan generator diperoleh dari Pertamina. 4. Penyediaan Air Kebutuhan air untuk konsumsi dan sanitasi pekerja diperoleh dari sumber air tanah, sedangkan kebutuhan air untuk air pendingin diperoleh dari air laut. 5. Jenis dan sarana transportasi Serang merupakan daerah yang sangat strategis dalam hal transportasi, karena dekat dengan Jakarta yang merupakan kota terbesar dan juga dekat dengan pelabuhan laut (pelabuhan Merak dan pelabuhan Tanjung Priok) dan bandar udara.

Transportasi jalan raya juga

terhubung baik dengan berbagai daerah. 6. Kebutuhan tenaga kerja Kebutuhan tenaga kerja dapat tercukupi karena di Indonesia khususnya di Serang, Banten, memiliki tenaga kerja yang cukup banyak, baik sebagai tenaga ahli ( skilled labour ), menengah maupun sebagai buruh kasar ( unskilled labour ).

BAB I Pendahuluan


7. Karakteristik lokasi Di kawasan industri Pulo Merak ini masih tersedia tanah yang relatif cukup luas sehingga memungkinkan adanya perluasan pabrik dimasa datang.

1.4

Tinjauan Pustaka

1.4.1 Macam – Macam Proses Ada dua macam proses pembuatan phthalic anhydride secara komersial, yaitu : 1. Proses Oksidasi Naphthalene Mula-mula naphthalene dicairkan dan diuapkan, kemudian naphthalene dicampur dengan udara hingga didapatkan perbandingan naphthalene dan udara 1 : 25, rasio berat. Campuran kemudian dimasukkan ke dalam reaktor fixed bed dengan katalis V2O5 pada tekanan 1,7 atm dan suhu 357 - 400

0

C dan terjadi reaksi oksidasi

naphthalene membentuk phthalic anhydride dalam bentuk gas. Gas keluar reaktor didinginkan dan diembunkan. Cairan dan gas dipisahkan dalam separator. Phthalic anhydride dan hasil samping maleic anhydride kemudian dimasukkan dalam menara distilasi untuk memisahkan phthalic anhydride yang mempunyai spesifikasi 99,7 %. Reaksi : C10H8 + 4,5 O2 Naphthalene

C8H4O3 + 2 CO2 + 2 H2O Phthalic anhydride BAB I Pendahuluan


2. Proses Oksidasi O-xylene Pada proses ini o-xylene diuapkan dan dicampur dengan udara dan dipanaskan hingga 537,78 °C, campuran kemudian dimasukkan ke dalam reaktor yang berisi katalis vanadium pentaoksida sehingga akan terjadi reaksi pembentukan phthalic anhydride. Hasil uap kemudian didinginkan dan diembunkan. Gas dan cairan kemudian dipisahkan dalam separator, kemudian phthalic anhydride dipisahkan dari impuritasnya dalam menara distilasi untuk mendapatkan phthalic anhydride dengan kemurnian 99,7 %. (Faith, Keyes dan Clark, 1975) Reaksi : C8H10 + 3 O2 O-xylene

C8H4O3 + 3 H2O Phthalic anhydride

Dari proses diatas dipilih proses oksidasi naphthalene dengan alasan : 1. Suhu operasi lebih rendah, sehingga lebih aman dan lebih mudah dalam pengontrolan. 2. Harga bahan baku lebih murah.

1.4.2 Kegunaan Produk Sebagian besar phthalic anhydride digunakan sebagai bahan baku pada industri-industri :

BAB I Pendahuluan


-

Plasticizer, sebagai contoh jika phthalic anhydride direaksikan dengan etanol maka akan dihasilkan DOP, yaitu bahan dasar pembuatan plastik

-

Alkyd resin. Merupakan reaksi antara phthalic anhydride dengan gliserin atau fatty oil atau asam misalnya etilen glikol, sorbitol, manitol dan adipic acid. Sekitar 95% dari alkyd resin digunakan sebagai bahan baku pembuatan cat.

-

Polyester resin. Dihasilkan dari reaksi antara phthalic anhydride dengan monomer, misalnya stirene, yang membentuk fiberglass.

1.4.3 Sifat-sifat Fisik dan Kimia Bahan Baku 1.4.3.1 Sifat fisik dan kimia bahan baku 1. Naphthalene a. Sifat Fisis : Rumus bangun

:

Rumus molekul

: C10H8

Berat molekul

: 128,164 g/gmol

Titik didih

: 217,9 0C

Titik leleh

: 80,29 °C

Tekanan kritis

: 4051 kpa

Temperatur kritis

: 475,2 °Cs

Densitas pada 25 °C

: 1,175 g/ml

pada 90 °C

: 0,97021 g/ml

BAB I Pendahuluan


Panas pengembunan

: 43,5 kj/mol

Panas pembakaran

: -5158,42 kj/mol

b. Sifat Kimia : 1.

Reaksi Alkilasi naphthalene dengan propylene menghasilkan 2 isopropylnaphthalene.

2.

Reaksi naphthalene dengan formaldehyde dan asam hidrokrorit dengan katalis asam asetat menghasilkan 1 chloromethylnaphthalene.

3.

Hidrogenasi naphthalene menghasilkan tetrahydronaphthalene ( Kirk-Othmer, Vol 15 )

2. Udara a. Sifat-sifat fisis Tabel 1.5 Sifat – sifat Fisis Udara N2

O2

Berat molekul

28,02

32

Kenampakan

Gas

Gas

Tidak berwarna

Tidak berwarna

Tidak berbau

Tidak berbau

12,5

1,7

Melting point

-209,86

-214,8

Boiling point, oC

-195,8

-18,3

Temperatur kritis, K

126,1

154,58

Tekanan kritis (bar)

33,5

49,8

Volume kritis (cm3/mol)

90,1

73,4

Liquid density (gr/cm3)

805

1149

Sifat gas

Specific gravity

(Perry 6th ed. )

BAB I Pendahuluan


b. Sifat kimia: 1. O2 bereaksi dengan semua elemen kecuali He, Ne, dan Ar 2. Jika direaksikan dengan bahan bakar/petroleum oil, natural gas/batubara akan dihasilkan panas, CO2, H2O, serta residu dari udara 3. Pada suhu yang lebih rendah dengan adanya katalis, O2 bereaksi dengan senyawa organik membentuk oxygenated hidrokarbon. (Perry 6th ed. )

1.4.3.2 Sifat Produk 1. Phthalic anhydride a. Sifat-sifat fisis

O

C O

Struktur bangun : C O

Rumus molekul : C8H4O3 Berat molekul

: 148,118 kg/kmol

Titik didih

: 284,5 oC

Titik leleh

: 130,8 oC

Temperatur kritis : 791 K Tekanan kritis

: 46,58 atm

Densitas kritis

: 0,3518 gr/cm3

Spesific gravity : 1,527 BAB I Pendahuluan


Panas penguapan : 65,375 kJ/mol Panas pembakaran

: -3259 kJ/mol

Panas pembentukan

: -460 kJ/mol

Panas sublimasi : 88,7 kJ/mol : 152 oC

Flash point Flammable limit: Lower

: 1,2 % vol

Upper

: 9,2 % vol

Minimum liquid tempareture to form flammable vapor in air : 143 oC pada 1 atm b. Sifat kimia 1. Anthraquinon dapat diperoleh dari reaksi antara phthalic anhydride dan benzene. 2. Reaksi antara phthalic anhydride dengan urea dan metal diacetat akan membentuk metal phthalocyanines . (Kirk Othmer 4ed, 1987) 2. Maleic Anhydride

O

a. Sifat-sifat fisis Struktur bangun :

C HC

O

HC C O

Rumus molekul

: C4H2O3

Berat molekul

: 98,06 kg/kmol

BAB I Pendahuluan


Titik didih

: 202 oC

Titik leleh

: 52 oC

Temperatur kritis

: 721 K

Tekanan kritis

: 71,85 atm

Panas penguapan (131oC)

: 54,8 kJ/mol

Panas pembakaran (25oC)

: -1390 kJ/mol

Panas pembentukan

: -470,41 kJ/mol

Panas sublimasi (25oC)

: 88,7 kJ/mol

Kapasitas panas

: 0,164 kJ/mol K

Flash point

: 110 oC

Flammable limit Lower

: 1,4 - 3,4 % vol

Upper

: 7,1 % vol

b. Sifat Kimia 1. Chlorinasi maleic anhydride dengan hidrokarbon aromatis pada katalis AlCl3 membentuk b aroylocrylic acid 2. maleic anhydride bereaksi dengan alkena dan senyawa aromatis yang mempunyai ikatan C-H, menghasilkan turunan succinic anhydride 3. Reaksi maleic anhydride dengan ammonia, amina primer atau amina sekunder menghasilkan mono atau diamida. (Kirk Othmer, Vol 16, 1987)

BAB I Pendahuluan


1.4.3.3 Tinjauan Pustaka Secara Umum Phthalic anhydride dapat dibuat dengan cara oksidasi dengan menggunakan bahan baku naphthalene. Naphthalene bereaksi dalam fase gas, sehingga perlu dicairkan kemudian diuapkan terlebih dahulu. Perbandingan umpan udara dan naphthalene 25 : 1 % berat. Suhu operasi reaktor adalah 357,22 – 454,44 oC dan waktu tinggal 0,1 – 0,6 detik. Gas keluar reaktor didinginkan sampai kira-kira 126,67

o

C, kemudian

produk phthalic anhydride dipisahkan. Katalis yang digunakan adalah vanadium pentokside. (Faith-Keyes, hal. 611). Untuk reaksi oksidasi naphthalene akan terjadi reaksi : C10H8 + 4,5 O2 Naphthalene

C8H4O3 + 2 CO2 + 2 H2O Phthalic anhydride

Persamaan kecepatan reaksi dapat dinyatakan sebagai berikut : r = 305 x 105 p0,38 ℮-38.000/RT kmol / jam.kg katalis (JM Smith, 1981 hal 630) Kondisi operasi 357 - 400 °C, tekanan 1,7 atm

BAB I Pendahuluan

BAB I. umum kegunaan phthalic anhydride dalam sektor industri antara lain. sebagai bahan baku pada industri pembuatan plasticizer, alkyd resin,

Recommend Documents