Prarancangan Pabrik Disianobutena dari Dikhlorobutena dan Natrium Sianida dengan Kapasitas 72.000 Ton/Tahun
BAB I PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Dalam era globalisasi, penting bagi Indonesia sebagai negara yang sedang berkembang untuk meningkatkan pembangunan di segala bidang termasuk dari sektor industri. Salah satu diantaranya adalah industri kimia. Perkembangan industri kimia oleh pemerintah ditandai dengan adanya pendirian pabrik-pabrik kimia baru, yang dimaksudkan untuk memenuhi kebutuhan bahan-bahan industri dalam negeri. Salah satu jenis bahan kimia yang masih diperoleh dengan cara impor dari negara-negara produsen termasuk diantaranya adalah sorbitol. Oleh sebab itu, muncul konsep pemikiran bahwa masa depan pendirian pabrik disianobutena mempunyai peluang yang baik guna menunjang berbagai industri lain di samping dapat menghemat devisa negara melalui pengurangan kebutuhan impor disianobutena dari luar negeri. Senyawa disiano butena merupakan cairan yang tidak berwarna dengan bau yang tajam, mudah terbakar, dan cukup sensitif bagi kulit manusia. Disiano Butena memiliki struktur kimia CN-CH2-CH=CH=CH2-CH. Senyawa 1,4Disiano-2-butena, dikenal dengan nama dagang 3-heksenadinitril atau disianobutena, merupakan senyawa antara (intermediate) dalam pembuatan polimer Nylon-6,6. Nylon-6,6 merupakan serat sintetis yang paling banyak digunakan dalam industri tekstil selain serat poliester. Senyawa disianobutena dihidrogenisasi menjadi senyawa adiponitril yang kemudian dihidrogenisasi menjadi
senyawa
heksametilenadiamina
(HMDA).
Polimer
Nylon-6,6
diproduksi dengan cara polimerisasi dari senyawa HMDA dan asam adipat atau adipoyl khlorida.
Dewa Bagus Erwin Maksmartha Putra 11/312733/TK/37615 Arief Kukuh Raharjo 11/314306/TK/38061
1
Prarancangan Pabrik Disianobutena dari Dikhlorobutena dan Natrium Sianida dengan Kapasitas 72.000 Ton/Tahun
Gambar 1.1 Sintesis Nylon 6,6 dengan Reaktan HMDA dan Adipoyl Khlorida
Gambar 1.2 Sintesis Nylon 6,6 dengan Reaktan HMDA dan Asam Adipat
Produksi nilondunia pada tahun 2010 mencapai 8,15 juta pon dengan tren pertumbuhan produksi yang relatif tetap selama dua puluh tahun terakhir, sebagaimana ditunjukkan pada tabel 1.1.
Tabel 1.1 Produksi Serat Sintetis Dunia (dalam miliar lb) JenisSerat
1990
1995
2000
2002
2005
2010
Akrilik
5.112
5.391
5.886
5.952
5.500
5.000
Nilon
8.241
8.244
8.976
8.609
8.500
8.150
Poliester
19.131
26.248
42.050
46.200
53.000
64.000
Olefin
6.792
9.610
12.647
12.076
15.000
20.000
Selulosa
6.079
5.371
4.884
4.670
4.450
3.900
Lain-lain
348
600
691
797
900
1125
Total
45.706
55.464
75.134
78.276
87.350
102.175
Sumber: http://www.textileworld.com
Pada tahun 2009, Indonesia sendiri berandil sebesar 1,57% produksi nilon dunia, seperti yang ditunjukkanpadatabel 2.
Dewa Bagus Erwin Maksmartha Putra 11/312733/TK/37615 Arief Kukuh Raharjo 11/314306/TK/38061
2
Prarancangan Pabrik Disianobutena dari Dikhlorobutena dan Natrium Sianida dengan Kapasitas 72.000 Ton/Tahun
Tabel 1.2 Andil Indonesia dalam Produksi Serat Dunia
Sumber: www.yarnsandfibers.com Meski memiliki kapasitas produksi nilon yang besar, kebutuhan akan disianobutena oleh produsen nilon lokal seluruhnya masih dipenuhi dengan mengimpor. Sehingga, ketersediaan dan harga produk tekstil maupun garmen turunan nilon hasil produsen Indonesia sangat bergantung pada ketersediaan dan harga disianobutena dari luar negeri tersebut. Padahal, industri ini merupakan salah satu industri yang paling banyak menyerap tenaga kerja. Oleh sebab itu, pendirian pabrik penghasil disianobutena dapat berdampak positif terhadap ketahanan industri tekstil dan garmen, sehingga karenanya juga secara langsung terhadap ketahanan ekonomi nasional. Keuntungan-keuntungan yang akan diperoleh dari pembangunan pabrik disianobutena di Indonesia antara lain: 1. Menjaga ketersediaan dan harga disianobutena bagi industri tekstil di Indonesia. 2. Menjaga ketersediaan dan harga produk tekstil (Nylon 6,6) dan garmen (produk akhir Nylon 6,6) oleh industri tekstil dan garmen di Indonesia. 3. Meminimalisasi ongkos produksi industri tekstil dan garmen di Indonesia karena memanfaatkan bahan baku hasil produksi dalam negeri.
Dewa Bagus Erwin Maksmartha Putra 11/312733/TK/37615 Arief Kukuh Raharjo 11/314306/TK/38061
3
Prarancangan Pabrik Disianobutena dari Dikhlorobutena dan Natrium Sianida dengan Kapasitas 72.000 Ton/Tahun
4. Menjaga ketahanan ekonomi nasional karena terjaganya keberlangsungan industri tekstil dan garmen di Indonesia, salah satu industri penyerap tenaga kerja terbesar. Berdasarkan data yang telah diuraikan diatas, dapat diketahui kapasitas produksi nilon di Indonesia hampir 130.000 lb/tahun atau sekitar 60.000 ton/tahun dimana produksi nilon ini digunakan untuk industriindustri tekstil di Indonesia ataupun diekspor ke luar negeri. Untuk memproduksi nilon sejumlah itu, dibutuhkan disianobutena sebagai bahan baku sekitar 72.000 ton/tahun. Oleh karena itu berdasarkan data di atas maka ditentukan kapasitas pabrik disianobutena yang didirikan adalah 72.000 ton/tahun. B. Tinjauan Pustaka Proses pembuatan disiano butena dapat dilakukan dengan berbagai proses, antara lain 1. Reaksi 2-Butene-1,4-Diol dengan Hidrogen Sianida Secara umum, reaksi yang terjadi seperti dibawah ini: OH-CH2-CH=CH-CH2-OH + 2HCN CN-CH2-CH-CH-CH2-CN + 2H2O Reaksi terjadi dalam fase gas atau cairan dengan menggunakan katalis Cukompleks. Apabila reaksi terjadi pada fase cair effisiensinya rendah (jumlah produk yang dihasilkan rendah dibandingkan dengan volume sistem yang dibutuhkan). Jika reaksi terjadi dalam fase gas, hasil eksperimen menunjukkan adanya terbentuknya oligomer dan pengotor lainnya sehingga yield yang dihasilkannya rendah(German Patent No. 2,144,390). 2. Reaksi 1,4-Diacetoxy-2-Butene dengan Hidrogen Sianida Reaksi terjadi pada fase cair dengan menggunakan katalis Cu-kompleks. Hasil eksperimen menunjukkan adanya selektifitas yang rendah terhadap produk yang diinginkan. Reaksi yang terjadi juga berlangsung kurang cepat dan perlu recovery asam asetat dari sistem reaksi sehingga menambah kesulitan pengoperasiannya(Japanese PatentKokoku (PostExam. Publn.) No. 47-29,888 and German Patent No. 2,723,778). 3. Sianisasi Dikloro Butena dengan Natrium Sianida
Dewa Bagus Erwin Maksmartha Putra 11/312733/TK/37615 Arief Kukuh Raharjo 11/314306/TK/38061
4
Prarancangan Pabrik Disianobutena dari Dikhlorobutena dan Natrium Sianida dengan Kapasitas 72.000 Ton/Tahun
Reaksi yang terjadi pada proses sianisasi adalah sebagai berikut. Cl-CH2-CH=CH-CH2-Cl + 2 NaCN CN- CH2-CH=CH-CH2-CN + 2 NaCl +Q(1168kJ) Produk yang dihasilkan dari sianisani dikloro butena dan natrium sianida adalah dikloro butena dan garam dikomersilkan oleh Du Pont de Nemours and Company, USA. Reaksi yang terjadi merupakan reaksi fase cair-cair heterogen. Reaksi dijalankan pada suhu 80 ± 2oC karena di suhu yang lebih rendah dari terjadinya reaksi akan berlangsung agak lambat, sedangkan pada suhu yang terlalu tinggi dari terjadinya reaksi, produk yang dihasilkan akan berkurang karena zat pereaksi dikloro butena akan terisomerisasi
menjadi
3,4-dikloro-1-butena
kemudian
mengalami
dehidroklorinasi menjadi chloroprene(Ulrich,1984). Selama reaksi berlangsung diusahakan pH berkisar antara 5 - 5,5. Apabila pH reaksi turunsampai 4 atau naik sampai 6 maka laju reaksi akan turun secara cepat. Untuk menjaga dan mengontrol pH serta menetralkan kelebihan alkali maka dalam proses ditambahkan HCN. Pada proses sianisasi ini juga digunakan katalis Cu-kompleks. Katalis Fe-kompleks tidak dipilih karena dapat menyebabkan terbentuknya Fe(CN)2 yang tidak larut, dan ionkompleks Fe(CN)2 dapat membentuk suatu kompleks tidak stabil dengan disiano butena. Dari ketiga uraian proses pembuatan disiano butena diatas, dipilih proses sianisasi dikloro butena. Pemilihan proses ini didasarkan pada berbagai pertimbangan yaitu a. Telah digunakan oleh Du Pont secara komersial dalam skala besar. b. Proses relatif lebih sederhana dengan suhu operasi relatif rendah (80oC) c. Meskipun kecepatan reaksi berlangsung tidak terlalu cepat, namun produk yang dihasilkan memiliki kemurnian tinggi.
Dewa Bagus Erwin Maksmartha Putra 11/312733/TK/37615 Arief Kukuh Raharjo 11/314306/TK/38061
5