Prarancangan Pabrik Xylen dari Etil Benzen Kapasitas 150.000 ton/tahun
BAB I PENGANTAR
A. LATAR BELAKANG Pembangunan di bidang industri kimia di Indonesia semakin pesat perkembangannya. Hal ini dibuktikan dengan didirikannya beberapa pabrik kimia di Indonesia. Kegiatan pengembangan industri kimia di Indonesia diarahkan untuk meningkatkan kemampuan nasional dalam memenuhi kebutuhan dalam negeri akan bahan kimia dan juga sekaligus ikut memecahkan masalah ketenagakerjaan. Salah satu jenis industri kimia yang amat besar pengaruhnya terhadap industri kimia lainnya di Indonesia adalah xylen. Xylen ini nantinya akan menjadi bahan lanjutan untuk menghasilkan produk-produk petrokimia seperti serat-serat sintetik, bahan plastik sintetik, bahan sabun deterjen, bahan pewarna cat, dan lainlain. Kebutuhan xylen di Indonesia akan terus meningkat sejalan dengan perkembangan industri kimia di Indonesia. Akan tetapi xylen tidak banyak diproduksi di Indonesia. Indonesia masih mengandalkan impor dari luar negeri untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri. Oleh karena itu, perlu dibangun pabrik xylen untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri. Dengan harapan, ketergantungan terhadap impor xylen dapat dikurangi dan dapat menambah devisa negara. Selain itu, diharapkan dapat membuka lapangan pekerjaan baru, meningkatkan pengembangan sumber daya alam manusia dan mendorong berkembangnya industri kimia lain yang menggunakan xylen sebagai bahan baku.
Analisis Pasar Dari Data Statistik Industri Petrokimia tahun 2003 kebutuhan xylen di Indonesia sebesar 2.218.020 ton/tahun, sedangkan produksi selama tahun 2003 sebesar 1.021.480 ton/tahun (BPS, 2003). Sisa dari kebutuhan yang belum terpenuhi masih diimpor dari luar negeri.
1
Prarancangan Pabrik Xylen dari Etil Benzen Kapasitas 150.000 ton/tahun
Berdasarkan data-data di atas, maka ditetapkan kapasitas produksi dari pabrik xylen yang akan dibangun sebesar 150.000 ton/tahun. 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 Suatu lokasi pabrik dapat mempengaruhi posisi pabrik dalam persaingan dan kontinuitas produksinya. Lokasi pabrik yang tepat akan memberikan keuntungan bagi pabrik yang bersangkutan maupun lingkungan sekitar. Pada perancangan Pabrik Xylen ini dipilih lokasi pabrik di Kawasan Industri Cilegon, Serang, Banten. Hal-hal yang menjadi pertimbangan dalam pemilihan lokasi pabrik ini adalah sebagai berikut : 1. Lokasi ini dekat dengan sumber bahan baku (raw material oriented) yaitu dari PT. Styrindo Mono Indonesia (SMI), Serang, Banten 2. Sumber energi, utilitas air, listrik, serta lahan cukup tersedia. 3. Dalam Kawasan Industri Cilegon terdapat banyak industri kimia sehingga memudahkan pemasaran dalam negeri. Selain itu, letaknya dekat pelabuhan untuk keperluan ekspor. 4. Sarana transportasi berupa jalan raya dan jalan kereta api sudah tersedia di daerah ini. Demikian juga sarana telekomunikasi.
2
Prarancangan Pabrik Xylen dari Etil Benzen Kapasitas 150.000 ton/tahun
B. TINJAUAN PUSTAKA Proses pembuatan xylen dapat dilakukan dengan beberapa cara, antara lain : 1. Proses katalitik reforming C6H10(CH3)2 (g)
C6H4(CH3)2 (g) + 3H2 (g)
Dimetilsikloheksane (Naphta)
Xylene
Hidrogen
Proses katalitik reforming ini berlangsung pada fase gas, yang mana reaksi ini terjadi pada reformer (fixed-bed reaktor). Reaksi ini terjadi pada suhu 500525oC, dan pada tekanan 100-300 psig. Katalis untuk reaksi ini biasanya digunakan katalis bimetal seperti Pt/Re. Konversi dari reaksi ini yaitu 80%. Feed berupa naphta sebelum diumpankan ke reaktor harus menjalani proses hidrotreatment yang mana pada proses ini mencakup proses hidrosulfurasi dan hidronitrogenasi. Tujuan dari hidrotreatment ini untuk menjenuhkan senyawa olefin yang terdapat dalam naphta, yang mana senyawa ini tidak diinginkan karena senyawa ini merupakan isyarat akan adanya cake, dan cake ini akan menurunkan
keaktifan
katalis.
Sedangkan
proses
hidrosulfurasi
dan
hidronitrogenasi bertujuan untuk mengurangi kadar sulfur dan nitrogen yang ada di dalam naphta, yang mana sulfur dan nitrogen ini mengandung racun bagi katalis (Matar, 1994). Dari reaksi yang keluar dari reformer ini diperoleh campuran xylene yang mengandung Ethyl benzene, p-xylene ,m-xylene, o-xylene. Campuran xylene yang diperoleh ini mengandung p-xylene sebanyak 17-20,3%, sehingga untuk mendapatkan p-xylene dengan kemurnian diatas 90% diperlukan proses lagi, yaitu dengan memerlukan pemisahan para isomer menggunakan crystalization fractional. Campuran xylene yang didapat dari reaksi diatas kemudian dikeringkan dengan menggunakan alumina aktif kemudian didinginkan dalam dua stage dengan menggunakan HE dan pendingin pada masing-masing stage. Pada pendinginan pertama digunakan ethylene (C2H4) sebagai pendinginnya. Slurry yang terbentuk dari proses pendinginan ini mengandung kristal p-xylene. 3
Prarancangan Pabrik Xylen dari Etil Benzen Kapasitas 150.000 ton/tahun
Kemudian kristal dan larutan yang tidak mengkristal ini dipisahkan dalam unit centrifuge yang pertama. Pada pemisahan yang pertama ini diperoleh cairan yang kaya akan o-xylene dan m-xylene, sedangkan kristal yang sudah dipisahkan ini dikirim ke unit melter. Kemudian dari unit melter ini dikirim ke unit pendinginan kedua. Unit pendingin kedua ini menggunakan propane (C3H8) sebagai pendinginnya. Dari pendinginan yang kedua diperoleh slurry. Slurry ini kemudian dipisahkan dalam unit centrifuge yang kedua, sehingga diproleh p-xylene dengan kemurnian yang lebih tinggi yaitu 95% (Faith et al., 1975).
2.
Proses disproprosianasi toluene 2C7H8 (g)
C6H6( g)
Toluene
Benzene
+
C8H10 (g) Xylene
Dari proses disproporsionasi ini selain campuran xylene juga dihasilkan benzene. Reaksi ini berlangsung pada fase gas. Reaksi disproporsionasi toluene ini terjadi pada suhu 350 oC dan tekanan 20 atm, dengan waktu reaksi 15 detik, konversi 40 % dalam suatu reaktor fixed bed (Planchard, 1964). Pada reaksi disproporsionasi ini memerlukan penambahan hidrogen untuk mengurangi terbentuknya deposit cake. Reaksi penambahan hidrogen ini disebut reaksi dealkilasi toluene (Faith et al., 1975). Reaksinya sebagai berikut: C7H8 (g) Toluene
+ H2 (g
)
Hidrogen
C6H6 (g) + CH4 (g) Benzene
Methane
Reaksi dealkilasi toluene memiliki konversi sebesar 10%. Katalis yang digunakan adalah Zeolite (ZSM-5). Xylene yang dihasilkan memiliki kandungan p-xylene yang tinggi yaitu 70 – 90% (Matar, 1994). Dari reaksi yang terjadi di reaktor fixed bed, kemudian akan dipisahkan dalam separator. Di separator ini menghasilkan methane, sebagian benzene dan 4
Prarancangan Pabrik Xylen dari Etil Benzen Kapasitas 150.000 ton/tahun
sisa hidrogen sebagai hasil atas, sedangkan toluene, xylene, dan sebagian benzene sebagai hasil bawahnya. Setelah itu, hasil bawah separator dimurnikan dua kali di dalam menara distilasi. Menara distilasi yang pertama menghasilkan benzene sebagai hasil atasnya dan sekaligus sebagai hasil samping yang laku dijual, sedangkan hasil bawah dari menara distilasi pertama ini yaitu xylene dan toluene. Selanjutnya xylene dan toluene ini masuk ke menara destilasi kedua, xylene sebagai hasil bawahnya dengan kemurnian 99,8%, sedangkan hasil atas menara distilasi kedua yaitu berupa toluene akan dijadikan recycle feed. . 3.
Production Via Dual Bed Xylene Isomerization Catalyst System Pada proses ini bahan baku yang digunakan berupa campuran aromatik etil
benzen dan isomer xylen. Proses dilakukan dua kali konversi. Hasil yang diperoleh dipisahkan dengan cara kristalisasi karena hasil xylen yang terbentuk memiliki titik didih yang berdekatan, sedangkan titik bekunya memiliki range suhu yang cukup besar (Kirk and Orthmer, 1991). Dengan membandingkan proses-proses yang telah diuraikan di atas, maka dipilih proses production via dual bed xylene isomerization catalyst system. 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. Proses pemisahan yang lebih memungkinkan dan kemurnian produk xylen yang cukup tinggi.
5
