Tahun

Prarancangan Pabrik Metilen Klorida dari Metil Klorida dan Klorin Kapasitas 40.000 Ton/Tahun

BAB I PENGANTAR 1.1. Latar Belakang Metilen klorida adalah salah satu senyawa klorometana dengan gugus molekul CH2Cl2. Senyawa klorometana ini diproduksi dari reaksi klorinasi antara metil klorida (CH3Cl) dan klorin (Cl2) dalam fase gas pada suhu tinggi (Harvey & Pitsch, 2000). Metilen klorida merupakan cairan berat yang tidak berwarna dan berbau halus. Metilen klorida bersifat mudah melarutkan zat serta memiliki nilai solubility yang tinggi sehingga sangat sesuai untuk digunakan sebagai pelarut dalam proses ekstraksi (Mcketta,1979). Oleh karena sifatnya ini, metilen klorida menjadi bahan yang digunakan secara luas pada proses industri. Pada proses industri, 30% metilen klorida digunakan dalam industri pembuatan cat sebagai bahan aktif dalam pelarut cat maupun varnish remover, 20% metilen klorida digunakan sebagai salah satu bahan dalam pembuatan bahan adhesives, 10% sebagai komponen dalam pembuatan aerosol dan banyak proses lainnya (Kirk-Othmer,1976). Pabrik metilen klorida sangat potensial didirikan di Indonesia, beberapa hal yang menjadi dasar pendirian pabrik tersebut yaitu: a. Pabrik metilen klorida belum pernah ada di Indonesia, padahal metilen klorida ini cukup banyak dibutuhkan sebagai bahan pelarut (solven) untuk industri lain. b. Metilen klorida memiliki nilai solubility yang tinggi sehingga sangat sesuai untuk digunakan sebagai pelarut dalam proses ekstraksi. c. Metilen klorida merupakan produk yang kebutuhannya di Indonesia akan terus meningkat karena semakin banyaknya pabrik berbahan antara metilen klorida seperti pabrik cat dibeberapa daerah di Indonesia sehingga kebutuhan akan metilen klorida sebagai pelarut dan varnish remover diprediksi akan semakin besar. d. Indonesia adalah negara yang tengah mengalami perkembangan ekonomi yang signifikan dan berpotensi untuk mengembangkan industri – industri bahan kimia seperti industri metilen klorida.

Dhenok Puspita Zahara Yaumil Akhir

(10/296572/TK/36169) (10/296698/TK/36195)

1


Kebutuhan metilen klorida di Indonesia setiap tahun mengalami peningkatan. Hal ini dapat dilihat dari data kebutuhan impor metilen klorida pada tahun 2005 -2012 seperti yang ditunjukkan pada tabel berikut: Tabel 1.1. Statistik Kebutuhan Metilen Klorida di Indonesia No.

Tahun

Total (ton/tahun)

1.

2005

7.222,887

2.

2006

6.969,374

3.

2007

8.231,508

4.

2008

7.659,713

5.

2009

8.270,378

6.

2010

10.558,761

7.

2011

11.557,435

8.

2012

10.547,176 (BPS,2011)

Di Indonesia belum pernah ada pabrik metilen klorida sehingga kebutuhan impor ini dapat dianggap juga sebagai kebutuhan dalam negeri Indonesia. Jika dieksplorasi maka akan memperoleh statistik prediksi kebutuhan metilen klorida di Indonesia seperti yang ditunjukkan pada tabel berikut: Tabel 1.2. Statistik Prediksi Kebutuhan Metilen Klorida di Indonesia Tahun (x)

Total (ton/tahun)

2013

11.759,48

2014

12.399,99

2015

13.040,5

2016

13.681,01

Pabrik metilen klorida ini diharapkan pada than 2016 sudah siap dioperasikan, dari tabel 1.2 dapat diprediksikan bahwa kebutuhan metilen klorida pada tahun 2016 mencapai 13.681,01 ton/tahun.


(10/296572/TK/36169) (10/296698/TK/36195)

2


1.2.Tinjauan Pustaka Proses pembuatan metilen klorida yang paling komersial saat ini adalah dengan menggunakan proses klorinasi metana. Klorinasi adalah suatu proses dimana satu atau lebih atom klorin (Cl2) dibentuk menjadi suatu senyawa kimia. Reaksi berlangsung secara eksotermis dan irreversible. Proses klorinasi ini akan menghasilkan metilen klorida sebagai produk utama dan kloroform dan karbon tetraklorida sebagai produk samping. Pada saat reaksi berlangsung, molekul klorin (Cl2) akan terdisosiasi menjadi radikal Cl•. Radikal Cl• akan menyerang molekul metana dan menggantikan atom hidrogen. Mekanisme reaksi yang terjadi pada proses klorinasi metana adalah free radical substitutions dan berlangsung pada 3 tahap yaitu initiation, propagation, dan termination. Pada tahap initiation, proses akan menghasilkan spesies radikal. Radikal klorin dihasilkan dengan pemanasan pada suhu tinggi sehingga dapat memecah ikatan antar atom klorin. Radikal klorin kemudian bereaksi dengan metil klorida menghasilkan radikal metil klorida. Cl2 •

Cl + CH3Cl

2Cl•

(1) •

CH2Cl + HCl

(2)

Pada tahap propagation, radikal metilen klorida akan bereaksi dengan klorin menghasilkan metilen klorida dan radikal klorin. Radikal ini akan bereaksi dengan metilen klorida dan menghasilkan radikal klorometana lainnya. CH2Cl• + Cl2 •

CH2Cl2 + Cl• •

(3)

Cl + CH2Cl2

CHCl2 + HCl

(4)

CHCl2• + Cl2

CHCl3 + Cl•

(5)

Cl• + CHCl3

CCl3 • + HCl

(6)

CCl3• + HCl

CCl4 + Cl•

(7)

Tahap terakhir yaitu termination. Tahap ini terjadi apabila dua radikal bebas bereaks, baik radikal yang sama ataupun yang berbeda. Cl• + Cl•

Cl2

(8)

Cl• + CH2Cl•

CH2Cl2

(9) (Mc. Ketta, 1979)

Proses pembuatan metilen klorida dengan cara klorinasi metana dapat dilakukan dengan 3 metode , yaitu : Dhenok Puspita Zahara Yaumil Akhir

(10/296572/TK/36169) (10/296698/TK/36195)

3


1. Proses termal klorinasi Proses ini didasarkan pada reaksi klorinasi terhadap metil klorida (klorometana) yang berlangsung pada suhu tinggi. Suhu dipertahankan antara 250oC – 450oC. Reaksi terjadi pada fase gas. Distribusi produk metilen klorida yang dihasilkan merupakan fungsi rasio Cl2 dan metil klorida.. Reaksi : CH4Cl + Cl2

CH2Cl2 + HCl

(10)

CH2Cl2 + Cl2

CHCl3 + HCl

(11)

CHCl3 + Cl2

CCl4

(12)

+ HCl

Pada saat terjadi reaksi, suhu tidak boleh melebihi 450 oC karena akan menyebabkan terjadinya reaksi pirolisis membentuk karbon bebas, sedangkan klorin dan hidrogen akan membentuk HCl. Kelebihan : a. Suhu tinggi dapat membuat molekul Cl2 menjadi radikal Cl•. Reaksi dapat terjadi tanpa menggunakan katalis. b. Impuritas sedikit. c. Biaya ekonomis. d. Yield 80 - 92% terhadap metilen klorida. Kekurangan : a. Pengontrolan suhu di reaktor harus baik, karena jika melebihi suhu 450oC akan memicu terjadinya pirolisis yang dapat menghasilkan karbon bebas. 2. Proses fotokimia klorinasi Proses ini didasarkan pada aktivasi dari reaksi massa dengan radiasi sinar. Klorin dapat diaktifkan menjadi radikal Cl• dengan meradiasikannya dengan sumber sinar radiasi yang berkisar antara 3000 – 5000oA. Bahan baku yang digunakan harus mempunyai kemurnian yang tinggi. Reaksi berlangsung pada reaktor fotokimia. Kelebihan : a. Proses ini dapat mengurangi impuritis dari produk klorometana yang dihasilkan.


(10/296572/TK/36169) (10/296698/TK/36195)

4


Kekurangan : a. Reaktor fotokimia terbuat dari kaca yang harus tahan terhadap panas yang tinggi karena reaksi klorinasi merupakan reaksi eksotermis. Hal ini menyebabkan tingginya biaya pembuatan dan perawatan alatnya. b. Reaktor yang digunakan membutuhkan energi yang besar untuk menghasilkan sinar radiasi dengan nilai 3000 – 5000 oA. c. Lebih

sensitif

terhadap

impuritas

dari

umpan,

karena

dapat

menyebabkan terminasi. d. Kapasitas reaktor kecil. e. Sering terjadinya akumulasi di bagian bawah reaktor sehingga dapat mengakibatkan ledakan. 3. Proses klorinasi dengan katalisator alumina Proses ini didasarkan pada reaksi klorinasi dengan bantuan katalis alumina pada fase gas. Reaksi berlangsung pada tekanan 0,3 Mpa – 0,6 Mpa dan suhu berkisar 280 – 350 oC. Bahan baku harus mempunyai kemurnian yang tinggi. Konversi dari reaksi ini adalah 95 % terhadap metanol. Kelebihan : a. Konversi yang dihasilkan cukup tinggi. Kekurangan : a. Proses ini masih jarang digunakan di industri, informasi diperoleh dari referensi literatur saja. b. Proses ini sensitif terhadap impuritas. c. Biaya mahal karena perlu adanya pergantian katalis secara berkala. (Mc. Ketta, 1979) Dengan membandingkan proses-proses yang telah diuraikan diatas, maka proses yang dipilih untuk produksi metilen klorida adalah proses termal klorinasi. Proses ini dipilih karena terbukti sudah digunakan secara komersial pada industri metilen klorida di dunia. Selain itu jika dibandingkan dengan proses lainnya, proses ini memiliki biaya yang paling ekonomis serta menghasilkan yield metilen klorida yang cukup tinggi.


(10/296572/TK/36169) (10/296698/TK/36195)

5

Tahun

Recommend Documents