Prarancangan Pabrik Isoheksana dari Propilena Kapasitas 170.000 ton/tahun
Naskah Pendadaran
BAB 1 PENGANTAR
A. Latar Belakang Minyak atsiri atau yang disebut juga dengan essential oils, etherial oils, atau volatile oils adalah komoditas ekstrak alami dari jenis tumbuhan yang berasal dari daun, bunga, kayu, biji-bijian, bahkan putik bunga. Industri pengolahan minyak atsiri di Indonesia telah ada sejak zaman penjajahan. Namun, dilihat dari kualitas dan kuantitasnya tidak mengalami banyak perubahan. Hal ini disebabkan sebagian besar unit pengolahan minyak atsiri masih menggunakan teknologi sederhana atau tradisional dan umumya memiliki kapasitas produksi yang terbatas. Di era tahun 1960-an Indonesia tercatat sebagai salah satu penghasil minyak atsiri yang besar (Gunawan, 2009). Oleh karena itu, Indonesia harus mengupayakan pengembangan kualitas dan nilai minyak atsiri dan produk turunannya. Proses pembuatan minyak atsiri dapat dilakukan dengan cara distilasi maupun ekstraksi. Yang banyak dikembangkan dan digunakan adalah cara ekstraksi. Ekstraksi minyak atsiri dengan menggunakan solven spesifik yang dapat melarutkan minyak atsiri dari sumbernya. Salah satu solven yang dapat digunakan adalah isoheksan. Pembuatan isoheksan sendiri masih sangat terbatas. Di Indonesia sendiri, belum ada industri isoheksan. Dalam pemenuhan kebutuhan isoheksan dalam negeri perlu dilakukan impor dari luar negeri, padahal kebutuhan
isoheksan
semakin
lama
semakin
meningkat
seiring
berkembangnya industri minyak atsiri. Oleh karena itu, pendirian pabrik isoheksan di Indonesia akan sangat menarik dan sangat berpotensi untuk berkembang. Pendirian pabrik ini juga dapat mengurangi angka pengangguran di Indonesia. Dengan mempertimbangkan data impor dan kebutuhan isoheksan yang semakin meningkat, maka pabrik isoheksan yang akan didirikan berkapasitas 170.000 ton/tahun. Arum Nur Hidayah Meutia Ermina Toif
12/330040/TK/39232 12/333817/TK/40159 1
Prarancangan Pabrik Isoheksana dari Propilena Kapasitas 170.000 ton/tahun
Naskah Pendadaran
B. Tinjauan Pustaka Isoheksan memiliki nama IUPAC 2-metil pentana yaitu senyawa hidrokarbon alkana yang merupakan isomer dari heksana. Isomer heksana antara lain terdapat n-heksana, isoheksana, dan neoheksana. Isoheksana terdiri dari 5 atom C pada rantai utamanya dan memiliki cabang gugus metil pada atom C kedua. Titik lebur dan titik didih dari isoheksana yaitu -153,7°C dan 60,3°C. Isomer dari heksana bersifat tidak reaktif dan sering digunakan sebagai pelarut organik yang inert. Pemanfaatan isoheksan yang paling sering yaitu sebagai pelarut dalam proses pembuatan minyak atsiri dan parfum. Proses pembuatan isoheksan dapat melalui beberapa cara, antara lain sebagai berikut: 1.
Isomerisasi n-heksana Isomerisasi merupakan proses perubahan suatu senyawa menjadi senyawa lain yang merupakan isomer dari senyawa tersebut. Isomerisasi alkana mengubah alkana rantai lurus menjadi alkana rantai bercabang. Pada proses ini terjadi isomerisasi n-heksana menjadi isoheksana atau yang disebut juga dengan 2-metil pentana yang merupakan salah satu isomer bentuk n-heksana. Isomer n-heksana lainnya terdapat 3-metil pentana dan 2,3-dimetil butana. Pada proses isomerisasi ini membutuhkan katalis kompleks Pt-AlSO2. Hasil isoheksan keluar reaktor isomerisasi dipisahkan menggunakan menara distilasi dan kemurnian yang didapat mencapai 98-99,5%. Kemurnian yang tinggi ini menjadi kelebihan pada proses ini. Namun, proses ini juga memiliki kelemahan, antara lain : 1. Harga isoheksan memang lebih tinggi dari harga n-heksana, akan tetapi penggunaan n-heksana lebih sering digunakan terutama sebagai solven, sehingga n-heksana lebih menarik untuk dijual. 2. Yield isoheksan keluar reaktor rendah karena selektivitas katalis terhadap isoheksana kurang baik sehingga arus keluar reaktor isomerisasi hanya mengandung 40-45% isoheksana dan sisanya
Arum Nur Hidayah Meutia Ermina Toif
12/330040/TK/39232 12/333817/TK/40159 2
Prarancangan Pabrik Isoheksana dari Propilena Kapasitas 170.000 ton/tahun
Naskah Pendadaran
merupakan 3-metil pentana; 2,3-dimetil butana, selektivitas katalis terhadap isoheksana kurang.
2.
Fraksinasi arus n-heksana Pada pengolahan minyak bumi, terdapat proses distilasi atau sering juga disebut fraksinasi yaitu proses pemisahan fraksi-fraksi dalam minyak bumi berdasarkan perbedaan titik didih. Arus kaya heksana mengandung sebagian besar n-heksana, isoheksana, metil siklopentana, dan sikloheksana, serta sedikit sulfur. Proses pemisahan isoheksana dari arus kaya heksana dapat menggunakan menara distilasi. Kelebihan dari fraksinasi arus kaya heksana ini adalah kemurnian yang didapat tinggi yaitu bisa mencapai 95-99%. Sedangkan kekurangan pada proses ini yaitu : 1.
Sebagian arus mengandung n-heksana sehingga hasil yang didapatkan hanya sedikit.
2.
Dalam mencapai kemurnian yang tinggi membutuhkan banyak alat sehingga sistem ini terbilang mahal.
3.
Masih ada pengotor dari hasil fraksinasi yang terbawa oleh arus kaya heksana seperti sulfur.
3.
Dimerisasi propilen Pada proses dimerisasi propilena dihasilkan isoheksena terlebih dahulu
yang kemudian
membutuhkan
tahap
hidrogenasi
untuk
menghasilkan produk isoheksana. a.
Tahap dimerisasi propilen Reaksi dimerisasi adalah reaksi penggabungan dua molekul kecil yang dinamakan monomer menjadi dimer. Pada tahap ini, dua molekul propilena disatukan melalui proses polimerisasi sehingga menjadi heksena. Heksena yang merupakan senyawa alkena mengalami reaksi dimerisasi karena molekul alkena memiliki sebuah ikatan kovalen rangkap pada rantai atomnya. Produk dimerisasi
Arum Nur Hidayah Meutia Ermina Toif
12/330040/TK/39232 12/333817/TK/40159 3
Prarancangan Pabrik Isoheksana dari Propilena Kapasitas 170.000 ton/tahun
Naskah Pendadaran
heksena dapat berbeda-beda tergantung dari katalis yang digunakan. Pada tahap dimerisasi ini diinginkan produk berupa isoheksena (4metil-1-pentena),
supaya
pada
proses
hidrogenasi
dapat
menghasilkan isoheksana. Katalis yang dapat digunakan pada proses ini antara lain : nikel-kompleks, uranium, zirconium, hafnium. Katalis yang dipilih yaitu katalis Ni karena uranium mahal dan hazardous. Sedangkan zirkonium dan hafnium harganya mahal dan selektivitas tidak seimbang dengan aktivitas dari katalis. Berikut adalah reaksi dimerisasi propilen menjadi isoheksena :
b.
Tahap hidrogenasi Pada tahap dimerisasi propilen dihasilkan produk isoheksena, sehingga dibutuhkan tahap hidrogenasi untuk menghasilkan produk yang diinginkan yaitu isoheksana. Reaksi hidrogenasi pada isoheksena akan memutus ikatan rangkap sehingga didapatkan isoheksana. Berikut adalah reaksi hidrogenasi isoheksena menjadi isoheksana:
Proses dimerisasi propilen ini juga memiliki kelebihan dan kekurangan. Kelebihan dari proses ini adalah: 1.
Bahan baku yang digunakan tidak mahal sehingga added value nya besar.
2.
Yield pada proses ini jauh lebih besar daripada proses isomerisasi n-heksana dan fraksinasi arus n-heksana.
3.
Kemungkinan terjadinya reaksi samping sangat sedikit.
Arum Nur Hidayah Meutia Ermina Toif
12/330040/TK/39232 12/333817/TK/40159 4
Prarancangan Pabrik Isoheksana dari Propilena Kapasitas 170.000 ton/tahun
Naskah Pendadaran
Kekurangan dari proses ini adalah: 1.
Rangkaian alat yang dibutuhkan jauh lebih banyak.
2.
Selektivitas katalis pada proses dimerisasi propilena hanya mencapai kisaran 75%, selebihnya menjadi produk lain bukan isoheksena. Pemilihan proses yang akan digunakan, dipertimbangkan dari
kelebihan dan kekurangan dari ketiga proses tersebut, dan proses yang paling memungkinkan untuk dibuat dalam skala pabrik yaitu proses ketiga karena memiliki added value, yield, dan kemurnian yang tinggi.
Arum Nur Hidayah Meutia Ermina Toif
12/330040/TK/39232 12/333817/TK/40159 5
