Prarancangan Pabrik Isobutil palmitat dari Asam palmitat dan Isobutanol Kapasitas Ton / Tahun BAB I PENDAHULUAN

Transkripsi

1 1 BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Perkembangan industri di Indonesia khususnya industri kimia dari tahun ke tahun mengalami peningkatan. Kebutuhan bahan kimia dalam negeri masih banyak didatangkan dari negara lain. Namun kebutuhan tersebut tidak dapat dipenuhi akibat dampak krisis moneter di Indonesia, sehingga menyebabkan pengeluaran biaya yang semakin besar untuk pembelian bahan kimia tersebut. Dalam rangka mendukung bangkitnya pembangunan nasional khususnya dalam sektor industri kimia, perlu didirikan pabrik yang dapat memberikan manfaat dalam perkembangan industri di Iindonesia. Salah satu kebutuhan bahan kimia yang masih diimpor adalah isobutil palmitat yang didatangkan dari Amerika Serikat, Tiongkok, dan Jepang. Isobutil palmitat merupakan senyawa organik yang pada keadaan normal berupa cairan yang tidak berwarna, larut dalam alkohol dan ester namuntidak larut dalam air. Isobutil palmitat banyak digunakan sebagai pelarut(solven) untuk industri cat, kosmetik, dan sebagai plastisizer dalam industri plastik. Isobutil palmitat cukup disukai karena bukan merupakan senyawa yang berbahaya. Konsumsi Isobutil palmitat diperkirakan akan terus meningkat dalam beberapa tahun mendatang karena kebutuhan industri plastik, kosmetik, dan cat. Oleh sebab itu pabrik Isobutil palmitat perlu didirikan di Indonesia dengan pertimbangan sebagai berikut: Membuka lapangan kerja baru Pendirian pabrik Isobutil palmitat diharapkan mamp menyerapkan tenaga kerja yang berasal dari penduduk di sekitar wilayah industri yang akan didirikan. 1

2 2 Menyuplai bahan baku pabrik-pabrik di Indonesia Pendirian pabrik Isobutil palmitat di Indonesia dapat membantu pabrik yang memakai Isobutil palmitat sebagai bahan bakunya, karena selain lebih murah juga kontinuitasnya lebih terjaga. 1.2 Penentuan Kapasitas Perancangan Pabrik Isobutil palmitat dengan proses esterifikasi ini akan dibangun dengan kapasitas ton/tahun pada tahun Penentuan kapasitas ini ditinjau dari kapasitas pabrik Isobutil palmitat di luar negeri. Tabel 1.1 Data Pabrik Isobutil palmitat di Dunia Nama Pabrik Kapasitas(Ton/Tahun) Hefei SKS International Henan Tianfu Chemical Co., Ltd Tokyo Chemical Industry Impor Isobutil palmitat di Indonesia Kebutuhan Isobutil palmitat di Indonesia dalam tujuh tahun terakhir ini mengalami peningkatan. Kebutuhan jumlah Isobutil palmitat yang diimpor Indonesia selama enam tahun terakhir,dapat dilihat pada tabel 1.2. Tabel 1.2 Data Impor Isobutil palmitat Indonesia Tahun Jumlah (Ton)

3 3 Ketersediaan Bahan Baku Bahan baku yang digunakan untuk membuat Isobutil palmitat adalah Isobutil alkohol dan Asam palmitat. Kebutuhan spesifik bahan baku Asam palmitat adalah 0,82 kg/kg produk dapat dicukupi oleh PT. Cisadane Raya Chemical. Sedangkan kebutuhan spesifik Isobutil alkohol sebesar 0,26 kg/kg produk dapat dicukupi oleh PT. Petro Oxo Nusantara. Ketersediaan Bahan Penunjang Bahan penunjang yang digunakan untuk membuat Isobutil palmitat adalah Asam sulfat dan Natrium Hidroksida. Kebutuhan spesifik katalis Asam sulfat adalah 0,0009 kg/kg produk dapat dicukupi oleh PT. Petrokimia Gresik. Sedangkan kebutuhan spesifik Natrium Hidroksida sebesar 0,031 kg/kg produk dapat dicukupi oleh PT. Aneka Kimia. 1.3 Pemilihan Lokasi Pabrik Lokasi pabrik sangat berpengaruh terhadap kelangsungan hidup suatu pabrik, maka dalam menentukan tempat berdirinya perlu didasarkan pada perhitungan yang matang sehingga menguntungkan perusahaan baik dari segi teknik maupun dari segi ekonominya. Lokasi yang dipilih untuk pabrik Isobutil palmitat ini adalah di daerah Gresik,Jawa Timur karena merupakan kawasan industri yang diharapkan dapat memberikan dukungan terhadap kelangsungan operasi pabrik, dengan demikian diharapkan dapat diperoleh keuntungan yang sebesar-besarnya.

4 4 Lokasi Pabrik IBP Gambar 1.1 Denah Lokasi Pabrik Faktor Primer a. Bahan Baku & Penunjang Bahan baku Isobutil palmitat yaitu Isobutil alkohol dan Asam palmitat yang masih diimpor sehingga lokasi harus dekat dengan fasilitas pelabuhan.bahan baku pembantu berupa larutan NaOH dan Asam sulfat diperoleh dari PT. Aneka Kimia dan PT. Petrokimia Gresik yang lokasinya juga di daerah gresik sehingga mudah dalam pengadaannya. b. Pemasaran Isobutil palmitat merupakan bahan yang tidak langsung dikonsumsi oleh masyarakat melainkan bahan intermediete untuk industri kimia lainnya terutama industri plastik,cat,kosmetik yang letaknya tersebar di seluruh pulau Jawa dan sebagai kelebihan produksinya direncanakan untuk diekspor.

5 5 c. Utilitas Fasilitas Utilitas meliputi penyediaan air, bahan bakar dan listrik. Karena terletak dikawasan industri, maka fasilitas ini cukup memadai. d. Sarana Transportasi Untuk pabrik dengan lokasi Gresik, masalah transportasi bukanlah kendala. Transportasi darat dan lauts sangat dibutuhkan guna kelancaran suplai bahan baku dan pemasaran. Lokasi dekat dengan pelabuhan Tanjung Perak akan memperlancar transportasi, sehingga suplai bahan baku dan pemasaran produk tidak mengalami kesulitan, cukup baik dan relatif mudah diperoleh. Faktor Sekunder a. Kebijakan Pemerintah Gresik merupakan kawasan industri dan berada dalam teritorial negara Indonesia, sehingga secara geografis pendirian pabrik di kawasan tersebut tidak bertentangan dengan kebijakan pemerintah. b. Tanah dan Iklim Iklim, cuaca serta tanah di daerah Gresik dan sekitarnya cukup stabil, dalam artian bukan merupakan daerah bahaya gempa bumi, gunung berapi, maupun banjir. Daerah Gresik merupakan kawasan industri, sehingga masalah yang menyangkut iklim seperti geografis, karakteristik lingkungan, dan faktor sosial sudah diperhitungkan. c. Lahan yang cukup luas Faktor ini berkaitan dengan rencana pengembangan lebih lanjut. Lahan yang luas memungkinkan adanya pengembangan lebih lanjut bila dari segi profibilitas memungkinkan. Daerah Gresik dan sekitarnya telah ditetapkan oleh pemerintah sebaga kawasan industri, sehingga cukup tersedia area yang luas dan memenuhi syarat.

6 6 d. Tenaga Kerja Tenaga kerja sebagian besar dapat diambil dari penduduk sekitar karena lokasi yang berdekatan dengan pemukiman, sehingga selain memenuhi kebutuhan tenaga kerja juga membantu meningkatkan taraf hidup penduduk sekitar pabrik. 1.4 Tinjuan Pustaka Macam-macam Proses Pembuatan Isobutil palmitat Bahan baku yang digunakan adalah Isobutil alkohol 99% dan Asam palmitat 95%. Ada beberapa proses dalam produksi Isobutil palmitat dari Isobutil alkohol dan Asam palmitat : 1. Esterifikasi Asam palmitat dan Isobutil alkohol dengan menggunakan katalisator heterogen yang berupa ion exchanger resin partikel yang kuat, yaitu Amberlyst 15. Reaksi berlangsung dalam reaktor fixed batch pada kondisi C dan tekanan 1 bar. Spesifikasi Amberlyst 15 ( : a. Nama perdangangan : Amberlyst 15 b. Bentuk : Porous sperical beads c. Fase pada suhu kamar : Padat d. Diameter : 5x10-3 m e. Bulk density : 0,742 g/cm 3 f. Partikel density : 1,505 g/cm 3 g. Umur katalis : 2 tahun h. Harga : $ 8,67/kg Keuntungan proses ini adalah : a. Pemisahan katalis cukup mudah b. Katalis Amberlyst 15 dapat dipakai berulang-ulang

7 7 Kerugian proses ini adalah : a. Konversi yang rendah (48%) b. Pressure drop yang relatif tinggi karena cairan melewati tumpukan partikel katalis 2. Esterifikasi Asam palmitat dan Isobutil alkohol dengan menggunakan katalisator homogen yang berupa Asam sulfat. Reaksi berlangsung dalam Reaktor Alir Tangki Berpengaduk (RATB) pada temperatur C dan tekanan 1 bar. Keuntungan proses ini yaitu konversi tinggi mencapai 90% (Sreeramuluu,1973) Kerugian proses ini adalah : a. Pemisahan katalis sulit b. Katalis tidak dapat dipakai berulang-ulang Dari kedua proses, dipilih proses yang kedua yaitu esterifikasi dengan katalisator homogen dengan pertimbangan : 1. Katalis Asam sulfat relatif lebih murah dan mudah diperoleh daripada katalisator amberlyst Konversi yang diperoleh lebih tinggi sehingga produk yang akan diperoleh lebih banyak. 3. Dengan pemakaian Reaktor Alir Tangki Berpengaduk akan lebih efisiensi dan menghasilkan kapasitas yang lebih besar daripada reaktor batch. Kegunaan Produk Isobutil palmitat banyak digunakan sebagai : a. Pelarut (solven) untuk industri cat dan kosmetik. b. Plastisizer dalam industri plastik.

8 8 Sifat Fisis dan Kimia Bahan Baku dan Produk Bahan baku a. Isobutil alkohol Sifat Fisis (Yaws, Carl. L) : Rumus Molekul : C4H9OH Berat Molekul : 74 gr/mol Kenampakan : Cairan tidak berwarna Titik Didih : C C (380,8 K) Viskositas : 3,851x10-3 kg/m.s (293,15 K9 Densitas : 0,8058 gr/ml Specific Gravity : 0,8058 (293 K) Suhu Kritis : 547,73 K Tekanan Kritis (Pc) : 42,95 bar Volume Kritis (Vc) : 272 cm 3 /gmol Sifat Kimia (Kirk & Othmer, 2004) : 1. Beberapa reaksi yang terjadi Reaksi esterifikasi Reaksi esterifikasi antara Isobutil alkohol dengan asam organik akan membentuk ester dan air. CH3 CH CH2 OH + RCOOH RCOOC4H9 + H2O CH3 IsobutilAlkohol Asam Organik Ester Air Reaksi substitusi Reaksi substitusi antara Isobutil alkohol dan HCl dengan bantuan katalis ZnCl2 menghasilkan butil klorida. CH3 CH CH2 OH + HCl C4H9Cl + H2O CH3 Isobutil alkohol Asam Klorida Butil Klorida Air

9 9 2. Mudah terbakar 3. Larut dalam air (85g/L) b. Asam palmitat Sifat Fisis (Yaws, Carl. L.) : Rumus Molekul : C15H31COOH Berat Molekul : 256 gr/mol Kenampakan : Kristal putih Titik Didih : 351,10 0 C Viskositas : 5,815 cp (293 K) Specific Gravity : 0,849(70 0 C) Bulk Density : 0,2796 gr/cm 3 Suhu Kritis(Tc) : 776 K Tekanan Kritis(Pc) : 15,10 bar Volume Kritis(Vc) : 917 cm 3 /gmol Bahan Pembantu a. Asam sulfat Sifat Fisis (Yaws, Carl. L.) : Rumus Molekul : H2SO4 Berat Molekul : 98 gr/mol Kenampakan : Cairan tidak berwarna Titik Didih : C Viskositas : 25,10 cp (293 K) Specific Gravity : 1,834 (70 0 C) Densitas : 0,5540 gr/cm 3 Suhu Kritis(Tc) : 925,10 K Tekanan Kritis(Pc) : 64 bar Volume Kritis(Vc) : 177 cm 3 /gmol Sifat Kimia (Kirk & Othmer, 2004) :

10 10 Asam kuat Bersifat higroskopis Bahan berbahaya dan beracun Larut dalam air dan kebanyakan larutan organic Sangat reaktif b. Natrium Hidroksida Sifat Fisis (Yaws, Cal. L. ) Rumus Molekul : NaOH Berat Molekul : 40 gr/mol Kenampakan : Cairan tidak berwarna Titik Didih : C Viskositas : 22,5 cp (293 K) Specific Gravity : 2,130 (70 0 C) Densitas : 0,2 gr/cm 3 Kapasitaspanas :0,335 kal/g K (25 0 C) Suhu Kritis(Tc) : 2820 K Tekanan Kritis(Pc) : 253,3 bar Volume Kritis(Vc) : 200 cm 3 /gmol Sifat Kimia (Kirk & Othmer, 2004) : Dengan Asam sulfat membentuk garam sulfat dan air. H2SO4 + 2 NaOH Na2SO4 + 2H2O Dengan Asam palmitat membentuk garam Natrium Palmitat C15H31COOH + NaOH C15H31COONa + H2O Dengan Asam Stearat membentuk garam Natrium Stearat C17H35COOH + NaOH C17H35COOH + H2O Larut dalam air Tidak mudah terbakar

11 11 Produk a. Isobutil palmitat Sifat Fisis (Yaws, Carl. L.) Rumus Molekul : C15H31COOCH2CH(CH3)2 Berat Molekul : 312 gr/mol Kenampakan : Cairan tidak berwarna Titik Didih : 327,5 0 C Viskositas : 3,185cp (293 K) Densitas : 0,8535 gr/cm 3 Kapasitaspanas : 0,498 kal/g K Suhu Kritis(Tc) : 739,07 K Tekanan Kritis(Pc) : 12,08 bar Sifat Kimia (Kirk & Othmer, 2004) : Isobutil palmitat adalah sejenis ester yang apabila dihidrolisa akan kembali pada unsur pembentuknya yaitu Asam palmitat dan Isobutil alkohol. Terbakar pada suhu tinggi Bahan beracun