Prarancangan Pabrik Monoethylamin dari Ethanol dan Amoniak Kapasitas 25.000 ton/tahun
BAB I PENDAHULUAN
A. LATAR BELAKANG Perkembangan industri di Indonesia mengalami peningkatan secara kualitatif maupun kuantitatif, khususnya industri kimia. Hal ini menyebabkan kebutuhan bahan baku dan bahan penunjang untuk industri kimia semakin meningkat pula. Salah satu bahan baku dan bahan penunjang yang penting adalah monoethylamin. Monoethylamin adalah senyawa organic berupa cairan tidak berwarna yang memiliki titik didih 16,6oC. Dalam dunia perdagangan, monoethylamin banyak dimanfaatkan untuk industri katalis atau inhibitor, obat – obatan, industri tekstil dan lain – lain. Monoethylamin juga digunakan dalam pembuatan triazine herbicides dan samizine, pembuatan ethylaminoethanol yaitu suatu activator surface-active agent, pembuatan corrosion inhibitor seperti 1,3diethyl-thiourea, pembuatan katalis busa urethane seperti 4-athylmorpholine, digunakan sebagai akselerator vulkanisasi karet, platicizers (sulfonamide), flotation agent, obat-obatan serta sebagai finishing resin pada industri tekstil. (Kirk and Othmer, 1980). Kebutuhan monoethylamin akan terus meningkat setiap tahunnya. Akan tetapi, monoethylamin belum diproduksi di Indonesia. Indonesia masih mengandalkan impor dari luar negeri untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri. Oleh karena itu, perlu dibangun pabrik monoethylamin untuk memenuhi kebutuhan monoethylamin dalam negeri. Dengan harapan, ketergantungan terhadap impor monoethylamin dapat dikurangi dan dapat menambah devisa negara. Selain itu, diharapkan dapat membuka lapangan pekerjaan baru, meningkatkan pengembangan sumber daya alam manusia dan memacu tumbuhnya industri lain yang menggunakan monoethylamin sebagai bahan baku atau bahan penunjang.
1
Prarancangan Pabrik Monoethylamin dari Ethanol dan Amoniak Kapasitas 25.000 ton/tahun
Analisis Pasar Hingga saat ini, Indonesia belum memiliki pabrik monoethylamin. Kebutuhan dalam negeri terhadap monoethylamin masih dipenuhi dengan cara mengimpor dari negara lain. Berdasarkan data BPS, sepanjang tahun 2007 jumlah senyawa monoethylamin yang diimpor sebesar 641,7 ton (www.bps.go.id). Saat ini, di Cina telah berdiri pabrik monoethylamin dengan kapasitas 60.000 ton/tahun (www.echinachem.com). Di India sendiri telah berdiri pabrik yang sama dengan kapasitas 55.000 ton/tahun (www.echem.com). Dengan demikian peluang pasar ekspor monoethylamin masih sangat terbuka mengingat jumlah produsen yang belum banyak dan kebutuhan akan benzonitril masih cukup besar. Dengan mempertimbangkan data-data di atas, maka ditetapkan kapasitas produksi dari pabrik monoethylamin yang akan dibangun sebesar 25.000 ton/tahun. Karena belum ada pabrik monoethylamin di Indonesia, maka tidak ada persaingan pasar dalam negeri. Dipilih kapasitas yang cukup besar daripada kebutuhan dalam negeri karena dalam proses pembuatannya menghasilkan konversi yang cukup besar dan prosesnya bisa digunakan untuk skala produksi besar. Dan dipilih kapasitas yang lebih kecil dari kapasitas pabrik yang sudah ada karena keterbatasan teknologi yang ada. Kapasitas ini diharapkan menjadi kapasitas yang optimum sehingga dapat memenuhi kebutuhan dalam negeri maupun untuk keperluan ekspor yang dapat menambah pendapatan negara.
Penentuan Lokasi Pemilihan lokasi pabrik didasarkan atas pertimbangan yang banyak untuk mencapai keuntungan baik dari sisi teknis maupun ekonomis. Sebuah pabrik hendaknya memiliki lokasi yang strategis sehingga biaya produksi dan distribusinya
dapat
diminimalkan.
Adapun
faktor-faktor
yang
perlu
dipertimbangkan dalam pemilihan lokasi pabrik tersebut antara lain : 1. Sumber bahan baku 2. Sarana transportasi 3. Pemasaran 2
Prarancangan Pabrik Monoethylamin dari Ethanol dan Amoniak Kapasitas 25.000 ton/tahun
4. Penyediaan air, tenaga listrik dan bahan bakar 5. Kebutuhan tenaga kerja 6. Keadaan masyarakat 7. Karakteristik lokasi
Berdasarkan faktor-faktor diatas, maka dipilih untuk mendirikan pabrik monoethylamin di Gresik, Jawa Timur. Beberapa alasannya adalah sebagai berikut : 1. Ketersediaan bahan baku sangat tercukupi karena pabrik berada di kawasan industri Gresik, Jawa Timur. Bahan baku berupa ammoniak dan hidrogen dapat diperoleh dari PT.Petrokimia Gresik. Sedangkan ethanol dapat diperoleh dari PT. Indo Acidatama, Surakarta, Jawa Tengah yang cukup dekat dengan lokasi pabrik. Kebutuhan bahan bakar minyak dapat dibeli dari PT. Pertamina RU IV Cilacap, Jawa Tengah. Sedangkan untuk kebutuhan listrik dapat disuplai dari PT. PLN (Persero) setempat dan pada saat emergency dapat digunakan listrik dari genset. 2. Sarana transportasi darat yang memadai serta terletak didekat pelabuhan Gresik. Sehingga, pemenuhan bahan baku maupun pemasaran produk dapat berlangsung dengan mudah. 3. Prospek pemasaran baik karena letaknya di kawasan industri dan daerahnya padat penduduk sehingga banyak industri yang membutuhkan produk monoethylamin. 4. Penyediaan air untuk proses, air pendingin, air utilitas dan untuk kebutuhan lainnya, tidak mengalami kesulitan, karena dekat dengan sungai. 5. Banyak tersedia tenaga ahli karena pendidikan dan ekonominya cukup stabil. Dan juga merupakan daerah yang menarik para tenaga kerja dari luar daerah. Upah minimum propinsi Jawa timur cukup tinggi, yaitu sebesar Rp. 1.177.000,00 pada tahun 2012 (www.gajimu.com). Di daerah Jawa Timur merupakan salah satu provinsi yang sudah cukup maju tingkat pendidikannya sehingga secara lokal banyak 3
Prarancangan Pabrik Monoethylamin dari Ethanol dan Amoniak Kapasitas 25.000 ton/tahun
perguruan tinggi, akademi dan sekolah keterampilan yang dapat mencukupi kebutuhan tenaga kerja. Di Propinsi Jawa Timur, terdapat beberapa universitas dan akademi ketrampilan yang dapat menghasilkan tenaga-tenaga kerja yang terdidik dan terampil antara lain: a. Universitas Airlangga, Surabaya b. Universitas Negeri Surabaya, Surabaya c. Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya d. Politeknik Elektronika Negeri Surabaya, Surabaya e.
Universitas Brawijaya, Malang
f. Universitas Negeri Malang, Malang g. Politeknik Negeri Malang, Malang h. Universitas Jember, Jember i. Politeknik Negeri Jember, Jember Selain dari perguruan tinggi di Provinsi Jawa Timur, tenaga kerja terdidik dan terampil juga dapat diperoleh dari beberapa universitas dan akademi di Jawa Tengah, Yogyakarta dan Jawa Barat yang lokasinya relatif berdekatan dengan Provinsi Jawa Timur. 6. Kegiatan ekonomi, sosial kemasyarakatan dan hukum di Gresik cukup stabil. Selain itu terdapat banyak pabrik disana, sehingga perijinan dan perundang-undangan tentang pendirian pabrik dan pelaksanaanya tidak sulit. 7. Terletak dikawasan industri, sehingga dapat dibuat unit pengolahan limbah bersama, dan juga masyarakat sudah terbiasa dengan keberadaan pabrik dan menerima keberadaan pabrik
4
Prarancangan Pabrik Monoethylamin dari Ethanol dan Amoniak Kapasitas 25.000 ton/tahun
B. TINJAUAN PUSTAKA Proses pembuatan monoethylamin dapat dilakukan dengan beberapa cara, antara lain : 1. Alkilasi ammoniak dengan ethanol dan hidrogen Ammonia, ethanol dan hidrogen dimasukkan secara kontinyu ke dalam reaktor fixed bed yang berisi katalis. Reaksi terjadi dalam fase gas. Perbandingan mol ammonia dengan ethanol bervariasi dari 2:1 sampai 6:1. Perbandingan mol hidrogen dengan alkohol juga hampir sama kisarannya. Suhu operasi adalah 130250 0C dan tekanan operasi adalah 790-3550 kPa (100-500 psig). Jenis katalis yang dipakai adalah katalis hidrogenasi dengan bahan nikel, cobalt, besi atau tembaga, yang masing-masing dilengkapi dengan penyangga. Katalis ini digunakan untuk mencegah produk samping dari reaksi utama, yaitu terbentuknya senyawa nitril dan amida. Hidrogen tidak dipakai dalam reaksi, tetapi hidrogen digunakan untuk menjaga aktivitas katalis. Reaksi yang terjadi menghasilkan campuran amine mono-, di-, tri- serta air, ethanol dan ammonia. Kemudian campuran ini dipisahkan dengan distilasi untuk memperoleh produk yang diinginkan. Reaksiyangterjadi adalah sebagai berikut :
C 2 H 5 OH
NH 3
C2 H 5 NH 2
C2 H 5OH
C2 H 5 2.
2
NH
C 2 H 5 NH 2
C 2 H 5 OH
H 2O
C2 H 5 2 NH C2 H 5 3 N
(1)
H 2O H 2O
(2) (3)
Alkilasi ammoniak dengan ethanol dan katalis hidrasi. Proses ini hampir sama dengan proses pertama tetapi disini tidak
digunakan hidrogen dan dipakai katalis hidrasi. Reaksi terjadi pada suhu 300-500 o
C. Katalis yang dipakai adalah alumina, silica, titania, tungstic oxide, clays, atau
logam-logam sulfat. Produk reaksi dan reaktan sisa dipisahkan dengan cara distilasi dan ekstraksi.
5
Prarancangan Pabrik Monoethylamin dari Ethanol dan Amoniak Kapasitas 25.000 ton/tahun
3.
Ammoniak dan aldehid atau keton dan hidrogen dengan katalis hidogen Pada proses ini direaksikan aldehide atau keton dengan ammoniak dan
hidrogen pada katalis hidrogenasi. Perbedaan antara proses ini dengan proses yang pertama adalah hidrogen disini sebagai reaktan yang ikut bereaksi sehingga dihasilkan panas reaksi yang sangat besar. Proses ini dilakukan pada fase uap dengan suhu antara 100 – 160 oC dan tekanan sedikit diatas tekanan atmosfer. Karena harga aldehid dan keton lebih mahal dibandingkan dengan alkohol dan ammonia, maka proses ini jarang digunakan. Reaksiyang terjadi adalah sebagai berikut :
C2 H 4 O + NH 3 + H 2 4.
C2 H 5 NH 2
H 2O
(4)
Ammoniak dan etil halida Aminasi etil halida pernah digunakan pada waktu dahulu, tetapi proses
tersebut tidak lagi digunakan karena tidak cocok untuk produksi skala besar. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut :
C 2 H 5 X + NH3
C 2 H 5 NH 2
HX
(5)
Dengan X = F atau Cl atau Br atau I Dengan membandingkan proses-proses yang telah diuraikan diatas, maka dipilih proses alkilasi ammonia dengan alkohol dan hidrogen. Beberapa alasan yang menjadikan pertimbangan adalah sebagai berikut : 1. Bahan baku yang dibutuhkan harganya relatif murah. 2. Tersedianya bahan baku yang dibutuhkan di Indonesia. 3. Konversi hasil cukup tinggi. 4. Suhu operasi relatif lebih rendah daripada proses yang kedua. 5. Aktivitas katalis dapat dijaga dengan adanya hidrogen sehingga katalis bisa digunakan dalam waktu relatif lama. 6. Tidak menghasilkan produk samping seperti nitril dan amida. 7. Bisa digunakan untuk produksi skala besar.
6
