BAB I PENDAHULUAN. Prarancangan Pabrik Etil klorida dari Etanol dan Hidrogen Klorida Kapasitas Ton/Tahun

Transkripsi

1 BAB I PENDAULUAN 1.1 LATAR BELAKANG PENDIRIAN PABRIK Indonesia sebagai negara yang sedang berkembang pada saat ini berusaha untuk memenuhi kebutuhan berbagai bahan kimia demi melancarkan proses industrialisasi. Bahan tersebut dapat berupa bahan baku, bahan setengah jadi maupun bahan pembantu untuk industri. Seiring dengan perkembangan pada sektor industri kimia kebutuhan bahanbahan penunjang proses terus mengalami peningkatan, dan masih banyak dari bahan-bahan proses tersebut yang masih didatangkan dari luar negeri, salah satunya adalah etil klorida. Etil klorida merupakan bahan kimia yang digunakan dalam bidang industri obat obatan, refrigeran, dan bahan pembuat senyawa organik. Etil klorida digunakan sebagai bahan dasar pembuatan etil selulosa yaitu senyawa kimia yang terutama untuk industri plastik dan varnis (Mc. Ketta and unningham, 1979). Disamping itu etil klorida merupakan bahan utama pembuatan butyl rubber, senyawa organosilicon, ethylation agent untuk memproduksi etil merkaptan dan digunakan pada ekstraksi lemak dan minyak. Salah satu hal yang menggembirakan adalah berkembangnya industri polimer yaitu plastik. al ini menyebabkan kebutuhan etil klorida untuk membuat etil selulosa masih cukup besar dan terus meningkat. Selama ini etil klorida masih diimpor dari USA dan Jepang. Dilihat dari fungsinya maka kebutuhan etil klorida kedepannya akan semakin meningkat, maka perlu adanya usaha peningkatan kuantitas dan kualitas produksi dengan cara pengembangan proses dan pendirian pabrik baru. Oleh karena itu, sudah waktunya didirikan pabrik etil klorida di Indonesia dengan pertimbangan sebagai berikut : a. Membuka lapangan kerja bagi penduduk Indonesia. b. Menambah devisa negara karena dapat mengeksport produk. c. Kebutuhan etil klorida dapat terpenuhi tanpa impor dari negara lain. d. Mendorong pembangunan pabrik di sekitar yang menggunakan bahan baku etil klorida 1

2 e. Swasembada industri sebagai sarana untuk pembangunan nasional. 1. KAPASITAS RANANGAN Pabrik etil klorida direncanakan akan mulai beroperasi pada tahun 00. Kapasitas pabrik etil klorida ditentukan dengan didasarkan pada pertimbangan sebagai berikut: 1. Prediksi impor etil klorida. Ketersediaan bahan baku 3. Kapasitas komersial pabrik etil klorida yang berproduksi 1..1 Prediksi Kebutuhan Etil klorida Etil klorida banyak diperlukan dalam bidang industri antara lain digunakan sebagai bahan baku pembuatan etil selulosa, cat, obat-obatan, dan refrigerant. Etil selulosa yaitu senyawa kimia yang digunakan pada industri tekstil, plastik dan vernis (Mc. Ketta dan unningham, 1979). Selain etil klorida juga banyak digunakan sebagai bahan anestesik, solven, sebagai bahan untuk industri plastik. Dilihat dari fungsinya maka kebutuhan etil klorida akan semakin meningkat dalam industri baik di bidang kimia maupun kesehatan, baik di dalam negeri maupun di luar negeri. Dewasa ini, etil klorida banyak diproduksi oleh negara Amerika dan India. Mengingat terbatasnya produsen etil klorida di Asia, maka pendirian pabrik etil klorida di Indonesia dinilai dapat mendatangkan keuntungan yang cukup besar. Kebutuhan etil klorida di Indonesia dapat dikatakan cukup kecil, sehingga pendirian pabrik etil klorida di Indonesia lebih berorientasi ekspor ke negara-negara Asia, orientasi ini juga diambil karena negara di asia yang memproduksi etil klorida hanyalah India. Tabel 1.1 Kebutuhan Impor Etil klorida Indonesia Tahun Impor 5l (ton) , ,55

3 , , , ,16 (Badan Pusat Statistik 015) Dari data-data tersebut, dapat dibuat prediksi kebutuhan impor etil klorida di Indonesia pada tahun 00 dengan metode regresi linier. Grafik kebutuhan impor etil klorida dapat dilihat pada gambar 1.1. Gambar 1.1 Grafik Kebutuhan Impor Etil klorida untuk Konsumsi di Indonesia Bila dilakukan pendekatan regresi linier, akan diperoleh persamaan y = 4,079 x Dengan : y = jumlah impor Etil klorida di Indonesia (ton/tahun) x = tahun Jadi, untuk tahun 00 diperkirakan Indonesia mengimpor etil klorida kurang lebih sebesar 1163,58 ton/tahun. 1.. Ketersediaan Bahan Baku Dalam proses produksi pabrik sangat tergantung pada ketersedian bahan baku, keuntungan yang didapat akan lebih besar apabila lokasi pabrik dekat

4 4 dengan sumber bahan baku. Bahan baku yang digunakan untuk membuat etil klorida yaitu etanol dan hidrogen klorida. Di Indonesia terdapat beberapa pabrik penghasil etanol dan hidrogen klorida yang ditampilkan pada tabel berkut. Tabel 1.. Produsen Etanol di Indonesia Nama Perusahaan Lokasi Kapasitas (Liter/Tahun) Molindo Raya Industri Jawa Timur 50 juta Indo Acidatama Jawa Tengah 45 juta Indo Lampung Distilery Lampung 50 juta PTPN XI Jawa Timur 7 juta Madu Baru Yogyakarta 7 juta Tabel 1.3. Produsen idrogen Klorida di Dunia Nama Perusahaan Lokasi Kapasitas PT Asahimas Subentra hemical Anyer 4000 ton/tahun PT Megah Putih Raya Soda Sumatra Medan 6400 ton/tahun PT Timuraya Tunggal Karawang 8500 ton/tahun Dow hemical Pacific Ltd Pt alifornia juta ton/tahun Advanced Specialty Gases USA 1 juta ton/tahun 1..3 Kapasitas Komersial Pabrik Etil klorida Tabel 1.4. Produsen Etil klorida dan Kapasitasnya Pabrik Kapasitas (ton/tahun) hloritech Industries, India 000 First hemical Pascagoula Missisipi, USA 5000 oastal hemical, St. elens, Oregon, USA 1000 Farmland Industries, Enid, Oklahoma, USA Target pasar etil klorida ini adalah ekspor ke Amerika Serikat. Kebutuhan etil klorida di Amerika Serikat ton/tahun, sedangkan produksi etil

5 5 klorida hanya sebesar ton/tahun. Kapasitas tersebut diperkirakan untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri sebesarr 100 ton/tahun dan sisanya diekspor. Berdasarkan pada tiga pertimbangan di atas, kapasitas pabrik etil klorida ditetapkan sebesar 0000 ton/tahun dengan pertimbangan : 1. Kapasitas pabrik berada di atas kapasitas minimal pabrik etil klorida yang telah beroperasi.. Dapat menutup kebutuhan impor dalam negeri dan memenuhi kebutuhan etil klorida dunia yang semakin meningkat. 3. Dapat membuka kesempatan berdirinya industri kimia lain yang menggunakan etil klorida sebagai bahan baku. 1.3 PEMILIAN LOKASI PABRIK Lokasi pabrik merupakan salah satu faktor penting dalam proses pendirian sebuah industri. Beberapa pertimbangan yang dijadikan dasar penentuan letak pabrik antara lain adalah letak pabrik dengan sumber bahan baku maupun bahan penunjang, transportasi, tenaga kerja, letak pabrik dengan pasar, kondisi sosial politik dan kemungkinan pengembangan di masa yang akan datang. Pabrik etil klorida direncanakan akan didirikan di Kawasan Industri Gresik, Jawa Timur. Pemilihan ini dimaksudkan untuk mendapatkan keuntungan baik secara teknis maupun ekonomis, berdasarkan pertimbangan : Faktor Utama Faktor ini mempengaruhi secara langsung tujuan utama pabrik yang meliputi produksi dan distribusi produk. Faktor utama ini meliputi : Penyediaan Bahan Baku Bahan baku merupakan kebutuhan utama bagi kelangsungan produksi suatu pabrik sehingga penyediaan bahan baku sangat diprioritaskan. Bahan baku hidrogen klorida diimpor dari Advanced Specilaty Gases melalui pelabuhan Tanjung Perak. Sedangkan etanol direncanakan diperoleh Molindo Raya Industri di Sidoarjo yang juga

6 6 sangat dekat dengan lokasi pabrik sehingga dapat memangkas biaya transportasi bahan baku Sarana Tranportasi Kawasan Industri Gresik ini juga telah memiliki fasilitas jalan kelas satu, dengan demikian transportasi darat dari sumber bahan baku, dan pasar tidak lagi menjadi masalah. Untuk sarana transportasi laut, lokasi ini mudah dijangkau dari Pelabuhan Tanjung Perak. Posisi kawasan industri yang strategis juga akan memudahkan transportasi laut untuk kebutuhan pengiriman antar pulau Tenaga Kerja Pulau Jawa, khususnya Provinsi Jawa Timur merupakan daerah dengan kepadatan penduduk yang cukup tinggi sehingga penyediaan tenaga kerja, baik tenaga kerja terlatih maupun kasar tidak akan menjadi masalah. Selain itu penyediaan tenaga ahli juga akan lebih mudah karena berdekatan dengan ibukota provinsi Utilitas Kebutuhan sarana penunjang seperti listrik dapat dipenuhi dengan adanya transmisi dari PLN dengan daya 90 MVA dan air dapat diperoleh dari Water Treatment Plant pihak pengelola kawasan industri sebesar 0000 m 3 /hari dan sangat dekat dengan sumber air salah satunya aliran sungai Bengawan Solo Faktor Penunjang Merupakan faktor-faktor yang mendukung berdirinya pabrik yang tidak berhubungan langsung dengan proses produksi distribusi produk. Faktor penunjang ini meliputi : Kondisi Tanah dan Daerah Kondisi tanah relatif masih luas dengan struktur tanah yang kuat dan datar. Sejak awal areal ini memang direncanakan sebagai kawasan industri, sehingga tanah di sekitarnya cukup stabil. Dengan didukung iklim yang

7 7 stabil sepanjang tahun, tentunya pemilihan lokasi di tempat ini akan sangat menguntungkan Perluasan Areal Pabrik Kawasan Industri Gresik memiliki areal kosong seluas 580 hektar. Dengan areal yang luas ini, maka masih memungkinkan untuk memperluas areal pabrik di masa yang akan datang jika diinginkan Kebijakan Pemerintah Kebijakan pemerintah, khususnya perhatian pemerintah daerah Jawa Timur terhadap industri cukup baik. al ini ditandai dengan kebijaksanaan pengembangan industri dalam hubungannya dengan pemerataan kesempatan kerja dan hasil-hasil pembangunan yang berhasil menumbuhkan iklim investasi yang baik di Jawa Timur Sarana Penunjang Lain Gresik sebagai kawasan industri telah memiliki fasilitas terpadu seperti apartemen, perumahan, rumah sakit, bank, sarana olah raga dan rekreasi, kantor pos, sarana kesehatan, dan sebagainya. Sehingga walaupun perusahaan nantinya harus membangun fasilitas-fasilitas untuk karyawannya sendiri, namun beban perusahaan untuk membangun sarana penunjang jauh lebih rendah dibanding membangun di kawasan tersendiri. Selain itu, terdapat pula fasilitas telekomunikasi dari PT. Telkom sebanyak 480 line (jalur), drainase dan keamanan juga telah disediakan oleh pihak pengelola.

8 8 Lokasi Pabrik Gambar 1. Pemilihan Lokasi Pabrik Etil klorida

9 9 1.4 TINJAUAN PUSTAKA Etil klorida adalah salah satu senyawa kimia yang pada suhu kamar dan tekanan atmosferis berupa gas tak berwarna karena titik didih normalnya adalah 1,4 0. Gas ini mudah ditekan menjadi cairan yang bening dan jernih. Etil klorida mudah terbakar dengan ujung apinya berwarna hijau menghasilkan uap hidrogen klorid (Mc. Ketta and unningham, 1979). Abad ke-15 etil klorida diproduksi dari etanol dan hidrogen klorid untuk pertama kalinya oleh Valentine. Namun pembuatan etil klorida secara industri baru dimulai pada tahun 19 di USA sebagai bahan dasar pembuatan TEL yaitu bahan aditif untuk meningkatkan kualitas anti knocking gasolin (Kirk and Othmer, 1979) Macam macam proses Ada tiga macam pembuatan etil klorida secara industri yaitu hidroklorinasi etanol (US. Patent ), hidroklorinasi etilen dan klorinasi etan (Mc. Ketta and unningham, 1979) diantaranya: 1. idroklorinasi Etanol Reaksi antara etanol dan l dilakukan pada suhu 70 0 dengan bantuan l4. Reaksi yang terjadi adalah : 5 O ( l) l kat l 4 5 l ( g ) O (l) Keuntungan dari proses ini adalah kemurnian hasilnya tinggi. Konversi etanol mencapai 30%.. idroklorinasi Etilen Reaksi yang terjadi antara etilen dan l adalah : 4 l 5 l Proses ini bisa dijalankan dalam fase uap dan fase cair, tetapi biasanya dijalankan pada fase uap. Konversi yang bisa dicapai sampai 90 % atas dasar etilen. Operasi dijalankan dalam reaktor gelembung pada suhu dengan menggelembungkan uap etilen dan l dalam katalisator All3 cair.

10 10 Reaksi pada suhu tinggi dapat menyebabkan terjadinya polimerisasi dan dapat merusak katalisator. Kesulitan lain yang dihadapi adalah mengganti katalisator yang sudah tidak aktif lagi serta pendingin yang cukup untuk mempertahankan suhu (Mc. Ketta and unningham, 1979). Bila dipakai katalisator lain, misalnya zirconium oxychloride maka reaksi ini dilakukan dalam reaktor tabung multitubular. Dalam hal ini suhu dapat diatur dengan mengalirkan pendingin untuk mengambil panas reaksi. Kondisi operasi berlangsung pada range suhu yang diijinkan dan tekanan 8, atm. 3. Klorinasi Etan Proses pembuatan etil klorida dengan cara klorinasi etan dapat dijalankan secara termal, fotokimia dan katalitik. Dalam industri biasanya dijalankan secara termal. Reaksi yang terjadi adalah reaksi rantai : l l. l. 6 l. 5. l l 5 5 l. Reaksi sangat eksotermis sehingga pengontrolan suhunya sangat penting. Suhu reaksi berkisar Suhu yang lebih tinggi bisa menyebabkan etil klorida terurai menjadi etilen dan l. Konversi bisa mencapai 78 % basis etan bila perbandingan l dan etan kira kira 0, dan suhu reaksi (Mc. Ketta and unningham, 1979) Klorinasi dengan katalis berlangsung pada suhu Katalisator yang biasa dipakai adalah cuprichloride dan zirconium. Klorinasi dengan bantuan cahaya reaksinya hampir sama dengan bantuan panas. Dari ketiga proses diatas, proses pembuatan etil klorida dari etanol dan l yang dipilih, dengan pertimbangan kemurnian produk yang didapat mencapai 99,7% reaksi fase cair sehingga lebih mudah penanganannya, serta bahan baku etanol dan l mudah didapat.

11 Sifat Fisis dan Kimia Bahan Baku dan Produk Bahan Baku Etanol 1) Sifat fisik etanol Merupakan cairan volatil (mudah menguap), mudah terbakar, beracun, jernih, memiliki rasa dan bau yang khas. Sifat - sifat fisis yang lain adalah : (Kirk Othmer, 1998) Berat molekul, gr/ mol : 46 Titik didih (1 atm) : 78,3 o Titik lebur (1 atm) : -111,15 o Suhu kritis (K) : 516,5 Tekanan Kritis (bar) : 63,84 Berat jenis pada 0 o (1 atm) : 0,7894 Viskositas pada 0 o (1 atm) : 1,17 Mpa ) Sifat kimia etanol Etanol jika dihidrogenasi akan menghasilkan asetaldehid. Etanol dan asam karboksilat atau anhidrid akan menghasilkan ester. Oksidasi larutan etanol menjadi asam asetat dapat dilakukan dengan oksigen pada tekanan 1 atmosfer dengan bantuan bakteri. Gugus hidroksil pada etanol dapat diganti dengan halogen untuk menghasilkan etil halida. Reaksi antara etanol dan hidrogen klorida dengan katalis karbon tetra klorida pada temperatur 70 o dan tekanan 1 atm akan mengasilkan etil klorida dan air. idrogen Klorida 1) Sifat fisik hidrogen klorida idrogen klorida atau dapat disebut juga asam muriatik merupakan senyawa yang penting untuk membuat bahan bahan hidrokarbon terklorinasi. Larutan ini jika murni merupakan cairan yang tidak berwarna, sangat korosif, asapnya berbau sangat menyengat dan dapat mematikan bila dihirup dalam jumlah yang banyak. Gas asam klorida anhidrous ini kurang

12 1 korosif jika dibandingkan dengan larutan dalam konsentrasi yang tinggi. Walaupun demikian, gas ini dapat mengiritasi mata dan kulit. Di pasaran umumnya asam klorida ini dijual dalam bentuk larutan dengan konsentrasi 31,45% dan 35,1 %. Sifat sifat fisik hidrogen klorida anhydrous yang lain adalah sebagai berikut: Berat molekul : 36,5 Titik didih (1 atm) : -84 o Titik lebur (1 atm) Suhu kritis (1 atm) Tekanan Kritis : -114, o : 51,5 o : 1,05 psia ) Sifat kimia hidrogen klorida idrogen klorida anhydrous merupakan senyawa kimia yang sangat korosif. idrogen klorida jika direaksikan dengan etanol pada suhu 70 o tekanan 1 atm, serta bantuan katalis karbon tetra klorida akan menghasilkan etil klorida dan air Produk Etil klorida 1) Sifat fisik etil klorida Merupakan gas berwarna pada suhu 1,4 o pada tekanan 1 atm. (Kirk othmer, 1998) Berat molekul (g/mol) : 64,5 Titik didih (1 atm) : 1,4 o Titik lebur (1 atm) : -138,3 o Suhu Kritis (1 atm) : 186,6 o Tekanan kritis (MPa) : 5,7 Berat jenis (1 atm) :,3 Panas pembakaran : 137 kj/mol Panas pembentukan, cairan : 13,4 kj/mol Uap ; 107,7 kj/mol

13 13 ) Sifat kimia etil klorida Etil klorida akan terdekomposisi pada temperatur yang tinggi menjadi etilen dan hidrogen klorida. Dekomposisi ini meningkat pada temperatur 400 o 500 o. Bila etil klorida dipanaskan pada temperatur 500 o 600 o dan dilewatkan pumice packing yang panas akan terdekomposisi menjadi etilen dan hidrogen klorida dalam jumlah yang lebih banyak. Dekomposisi ini dikontakkan dengan klorida nikel, kobalt, besi, natrium, kalium dan perak Tinjauan Proses secara Umum Proses pembuatan etil klorida ini dikondisikan pada suhu 70 o dan tekanan 1 atm dengan reaksi : 5 O(l) + l 5 l + O(l) Reaktor yang digunakan adalah bubble reactor (reaktor gelembung) non adiabatis dan isotermal dengan media pendingin air. Produk keluar reaktor yang berupa gas akan diumpankan menuju kondensor parsial sebagai langkah awal. Fase cair keluaran kondensor parsial diumpakan ke dekanter dan selanjutnya menara distilasi. Proses ini bertujuan untuk mengurangi kadar air didalam reaktor. Sedang fase gas keluaran kondensor parsial diumpankan ke kondenser parsial selanjutnya sebagai langkah pemurnian produk.