BAB I PENGANTAR. A. Latar Belakang

Transkripsi

1 BAB I PENGANTAR 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. Metil merkaptan merupakan suatu senyawa kimia yang sering digunakan sebagai indikator untuk kebocoran gas karena baunya yang khas sehingga apabila terjadi kebocoran gas yang tidak berbau, metil merkaptan akan memberikan bau khas seperti kubis busuk sehingga dapat diketahui terjadinya kebocoran gas. Selain itu metil merkaptan digunakan sebagai bahan baku pembuatan metionin yang digunakan sebagai makanan ternak dan digunakan juga sebagai bahan campuran bahan bakar jet. Oleh sebab itu industri pembuatan metil merkaptan ini diharapkan dapat menunjang industri kebutuhan lain seperti industri perminyakan dan makanan ternak di Indonesia Metil merkaptan pertama kali dikenal dalam dunia perminyakan dikembangkan tahun 1910, dan lalu tahun 1921 dikembangkan lebih lanjut lagi oleh Kramer dan Reid yaitu dengan mereaksikan metanol dan hidrogen sulfida dengan katalisator thoria (Kramer dan Reid, 1921). Selama ini kebutuhan metil merkaptan di Indonesia dipenuhi dari impor karena belum adanya pabrik yang menghasilkan metil merkaptan, padahal kegunaan bahan ini sangat banyak. Oleh karena itu, pembangunan industri penghasil senyawa metil merkaptan ini dapat mengurangi ketergantungan industri nasional terhadap negara lain. Metil merkaptan memiliki beberapa kegunaan baik sebagai produk antara maupun produk jadi. Kegunaannya antara tersebut antara lain: 1. Sebagai bahan baku protein metionin 2. Bahan baku makanan ternak 3. Indikator kebocoran gas 4. Digunakan sebagai campuran bahan bakar jet Putut Jatmiko B (11/319043/TK/38179) 1

2 Keuntungan yang diharapkan dapat diperoleh dengan pembangunan industri metil merkaptan ini antara lain: 1. Terjaminnya ketersediaan metil merkaptan yang digunakan oleh industri kimia lain di Indonesia yang menggunakan metil merkaptan 2. Pencegahan terhadap naiknya harga produk-produk turunan metil merkaptan dikarenakan tingginya harga impor metil merkaptan dari negara lain 3. Adanya proses alih teknologi karena produk yang diperoleh dengan teknologi modern membuktikan bahwa sarjana-sarjana Indonesia mampu menyerap teknologi modern sehingga tidak tergantung kepada negara lain 4. Industri metil merkaptan dapat menekan terjadinya kecelakaan oleh kebocoran gas karena sering digunakan sebagai indicator kebocoran gas sehingga keamanan proses industri perminyakan dapat ditingkatkan Pemilihan lokasi pabrik didasarkan atas pertimbangan yang banyak untuk mencapai keuntungan baik dari sisi teknis maupun ekonomis. Sebuah pabrik hendaknya memiliki lokasi yang strategis dan memberikan biaya produksi dan distribusi yang minimum, serta keuntungan yang maksimum. Adapun faktor-faktor yang perlu dipertimbangkan dalam pemilihan lokasi pabrik tersebut antara lain : 1. Bahan baku Jarak antara tempat produksi dengan sumber bahan baku dapat mempengaruhi kemampuan bersaing dari produk-produk yang dibuat. Maka pabrik hendaknya didirikan di dekat sumber bahan baku supaya dapat menghemat biaya transportasi, mencegah terjadinya kerusakan bahan baku dan lebih menjamin keamanannya, sehingga proses produksi akan lancar. 2. Sarana transportasi Sarana transportasi yang baik dapat menunjang keberhasilan suatu pabrik kimia. Saranasarana transportasi tersebut misalnya, jalan yang nyaman dan baik untuk karyawan pabrik, transportasi bahan dan peralatan yang efisien, serta pengiriman bahan dan peralatan yang tepat dan ekonomis. Putut Jatmiko B (11/319043/TK/38179) 2

3 3. Pemasaran Daerah pemasaran akan sangat mempengaruhi lokasi pabrik. Suatu pabrik harus dekat dengan daerah pemasaran produk, sehingga biaya distribusi akan lebih murah, dan transportasi produk akan lebih mudah. 4. Tersedianya air dan energi Air merupakan kebutuhan yang sangat penting dalam suatu pabrik, baik untuk proses, pendingin, atau kebutuhan lainnya. Air dapat diperoleh dari sungai, air laut dan danau. Ketersediaan bahan bakar dan energi untuk keperluan operasional pabrik, pembangkit steam, listrik dll. Maka sebaiknya dipilih lokasi yang dekat dengan sumber air dan bahan bakar sehingga operasi lebih ekonomis dan biaya produksi lebih murah. 5. Tenaga kerja (man power) Lokasi suatu pabrik kimia sangat tergantung pada tersedianya tenaga kerja yang ahli. Ditinjau dari segi ini, lokasi yang dipilih sebaiknya berada dekat dengan lingkungan pendidikan dan sekolah yang baik. Suatu pendidikan internal dan intensif (pelatihan, pendidikan kejujuran, dan pendidikan lanjutan) akan menghasilkan tenaga ahli yang diinginkan dan dibutuhkan oleh pabrik. 6. Iklim, cuaca dan gempa Lokasi pabrik sebaiknya terletak di daerah yang stabil dari gangguan bencana alam (banjir, gempa bumi, dan lain-lain). Karena hal tersebut dapat mengganggu proses produksi pabrik sehingga pabrik akan mengalami banyak kerugian. 7. Faktor ekonomi, sosial dan hukum Kondisi sosial masyarakat diharapkan memberi dukungan terhadap operasional pabrik sehinggga dipilih lokasi yang memiliki masyarakat yang dapat menerima keberadaan pabrik. Kondisi ekonomi dan hukum pada masyarakat yang stabil akan menguntungkan pabrik. 8. Bahan buangan dan gangguan terhadap lingkungan Lokasi pabrik dipilih di tempat yang memiliki fasilitas yang memadai untuk melakukan pembuangan limbah secara aman. Lokasi sebaiknya didirikan dalam satu kawasan industri, sehingga memiliki unit pengolahan limbah bersama. Dengan berbagai pertimbangan dari faktor-faktor dalam perancangan pabrik Metil merkaptan direncanakan berdiri di daerah Balikpapan, Kalimantan Timur. Alasannya : Putut Jatmiko B (11/319043/TK/38179) 3

4 1. Sumber Bahan Baku Ketersediaan bahan baku sangat tercukupi karena pabrik berada di kawasan industri, dekat dengan PT. Kaltim Methanol Industry. Sedangkan untuk hidrogen sulfida dapat diperoleh Qindao Ludong Gas dari Republik Rakyat Cina. 2. Letak Pasar Produksi Metil merkaptan diutamakan untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri, terutama untuk industri pakan ternak. Pemilihan lokasi di kawasan Balikpapan ini sangat mendukung pemasaran produk Metil merkaptan mengingat pabrik yang akan didirikan dekat dengan konsumen yang berada di Kalimantan Timur. 3. Sarana Transportasi Sarana transportasi sangat diperlukan dalam pengangkutan bahan baku, pemasaran produk dan lain sebagainya. Oleh karena itu fasilitas jalan raya, sungai, pelabuhan dan bandara sangat diperlukan. Di daerah Balikpapan fasilitas trasportasi sangat mendukung, seperti : jalan raya provinsi yang menghubungkan kota-kota Kalimantan Timur, Bandara Sepinggan dan Pelabuhan Semayang. Hal ini akan memudahkan transportasi keluar produk. (Sumber : kaltimprov.go.id) 4. Sarana Utilitas Utilitas dan sarana pendukung lainnya sangat mudah didapatkan di Balikpapan, karena Balikpapan merupakan kota besar di Kalimantan Timur yang merupakan kawasan industri. Sedangkan untuk kebutuhan airnya diambil dari Selat Makassar dan Teluk Balikpapan. 5. Tersedianya Tenaga Kerja Kebutuhan tenaga kerja dapat dipenuhi dengan mudah mengingat Balikpapan merupakan salah satu kota yang merupakan tujuan transmirgrasi sehingga dapat memperoleh pekerja dengan mudah. Berdasarkan faktor-faktor diatas, maka dipilih untuk mendirikan pabrik di Balikpapan, Kalimantan Timur. Beberapa alasannya adalah sebagai berikut : 1. Ketersediaan bahan baku sangat tercukupi karena pabrik berada di kawasan industri, dekat dengan PT. Kaltim Methanol Industry. Sedangkan untuk hidrogen sulfida dapat diperoleh Qindao Ludong Gas dari Republik Rakyat Cina. Putut Jatmiko B (11/319043/TK/38179) 4

5 2. Sarana transportasi darat yang memadai serta terletak didekat pantai, dan dapat dibangun suatu pelabuhan. Sehingga, pemenuhan bahan baku maupun pemasaran produk dapat berlangsung dengan mudah. 3. Penyediaan air untuk proses, air pendingin dan untuk kebutuhan lainnya, tidak mengalami kesulitan, karena dekat dengan Teluk Balikpapan dan Selat Makassar. 4. 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 Kalimantan timur cukup rendah. 5. Daerah Kalimantan merupakan daerah yang tidak berpotensi gempa. Iklimnya tropis tidak banyak hujan, sehingga tidak banyak mengganggu proses yang ada di dalam pabrik. Dan daerah tersebut bukan daerah dengan tingkat kesuburan tinggi, sehingga tidak mengganggu lahan pertanian. 6. Kegiatan ekonomi, sosial kemasyarakatan dan hukum di Balikpapan cukup stabil. Selain itu terdapat banyak pabrik disana, sehingga perijinan dan perundangundangan tentang pendirian pabrik dan pelaksanaanya tidak sulit. 7. Terletak di kawasan industri, sehingga dapat dibuat unit pengolahan limbah bersama, dan juga masyarakat sudah terbiasa dengan keberadaan pabrik dan menerima keberadaan pabrik. B. Tinjauan Pustaka Dalam perkembangannya metil merkaptan dapat dibuat dengan berbagai cara, yaitu: 1. Reaksi methanol dengan hydrogen sulfide Pembuatan metil merkaptan dari methanol dan hydrogen sulfide oleh Kramer dan Reid dilakukan dengan katalisator Thoria. (Kramer dan Reid, 1921) Proses untuk memproduksi aliphatic merkaptan didasarkan pada reaksi lama yang ditemukan oleh Kramer dan Reid, yaitu reaksi antara aliphatic monohidrit alcohol dan hydrogen sulfide membentuk endapan merkaptan, sesuai dengan reaksi: ROH + H 2 S RSH + H 2 O Jika alcohol dan hydrogen sulfide dikontakkan dengen bantuan katalis padat pada suhu yang tinggi, maka kemungkinan akan terjadi beberapa reaksi. Methanol dan hydrogen sulfide bereaksi dengan cepat membentuk metil merkaptan dan dimetil sulfida sesuai dengan reaksi: Putut Jatmiko B (11/319043/TK/38179) 5

6 CH 3 OH + H 2 S CH 3 SH + H 2 O 2 CH 3 OH + H 2 S (CH 3 ) 2 S + H 2 O Selain itu dapat juga reaksi dekomposisi methanol menjadi dimetil eter menurut reaksi: CH 3 OH (CH 3 ) 2 O + H 2 O Cara ini merupakan cara yang paling banyak dipakai secara komersial. Reaksi dilakukan dalam fase gas pada reaktor fixed bed yang di dalamnya berisi pipa-pipa dengan katalisator alumina aktif dan 10% K 2 WO 4. Suhu operasi antara 420 o C 430 o C dengan tekanan sekitar 7,8 atm, reaksi yang terjadi sangat eksotermis sehingga untuk mempertahankan suhu operasi biasanya digunakan media pendingin yaitu air. (Hofen, 1999) 2. Reaksi antara karbon dioksida, sulfur dan hydrogen atau hydrogen sulfide (dengan keberadaan hydrogen) Untuk mereduksi biaya bahan baku, maka proses ini dapat dipertimbangkan. Reaksi yang terjadi yaitu: CO + S + 3H 2 CH 3 SH + H 2 O CO 2 + S + 4H 2 CH 3 SH + 2H 2 O Jika terdapat hydrogen sulfide, maka reaksi yang terjadi yaitu: CO + H 2 S CO +H 2 COS + 3H 2 CH 3 SH + H 2 O Reaktan CO lebih disukai karena membutukan hydrogen yang lebih sedikit dan reaksinya lebih cepat dibandingkan reaksi yang melibatkan CO 2. Suhu operasi biasanya antara 250 o C o C dengan tekanan operasi antara atm. Reaksi di atas merupakan reaksi bolak-balik sehingga konversi reaksi cukup rendah. 3. Hidrogenasi Karbon Disulfida atau Karbonil Sulfida Reaksi yang terjadi yaitu: CS 2 + 3H 2 CH 3 SH + H 2 S Atau CS 2 + 3CO 2 COS COS + 3H 2 CH 3 SH + H 2 O Reaksi katalitik dijalankan pada suhu antara o C dengan tekanan operasi antara atm. Reaksi ini jarang digunakan karena harga bahan baku karbon disulfide sangat mahal dan Putut Jatmiko B (11/319043/TK/38179) 6

7 proses diatas bila digunakan pada skala pabrik kurang feasible karena tidak menguntungkan secara ekonomi. 4. Reaksi antara metana dengan hydrogen sulfide Reaksi yang terjadi yaitu: CH 4 + H 2 S CH 3 SH + H 2 Proses ini masih tergolong baru dan memakai reaktor plasma non-termal yang dilengkapi dengan membran. 5. Reaksi antara metil klorida dan natrium hidrosulfida Metil merkaptan diperoleh dari reaksi metil klorida (kadar 2 N sampai 6 N) dengan natrium hidrosulfida. Reaksi dilakukan pada suhu antara 100 o C 150 o C dengan tekanan psig. Adapun reaksi yang terjadi adalah: NaOH + H 2 S NaHS + H 2 O CH 3 Cl + NaHS CH 3 CS + NaCl Hasil reaksi dan sisa reaktan selanjutnya didistilasi, hasil atas terutama mengandung metil merkaptan, metil klorida, dan hydrogen sulfide. Hasil atas kemudian diembunkan dengan kondenser parsial kemudian dipisahkan dengan separator untuk memperoleh metil merkaptan Dari beberapa proses diatas, dilakukan pertimbangan kelebihan dan kekurangan setiap proses untuk diaplikasikan dalam skala pabrik. Kelebihan dan kekurangan setiap proses ditampilkan pada tabel I berikut: Proses Reaksi Kelebihan kekurangan Metanol dengan hidrogen sulfida CH 3 OH + H 2 S - CH 3 SH + H 2 O Harga bahan baku murah, banyak Suhu operasi sangat tinggi digunakan dalam industri Karbon dioksida COS + 3H 2 - CH 3 SH Reaktan CO mudah Konversi rendah dengan sulfur dan hidrogen + H 2 O didapat Hidrogenasi karbon Disulfida CS 2 + 3H 0 CH 3 SH + H 2 S Cocok untuk skala laboratorium Bahan baku karbon disulfida sangat mahal Metana dengan CH 4 + H 2 S CH 3 SH Proses paling terbaru Keterbatasan alat dan Putut Jatmiko B (11/319043/TK/38179) 7

8 hidrogen sulfida + H 2 dengan teknologi terbaru masih mahalnya teknologi yang digunakan Metil klorida dan Natrium Hidrosulfida CH 3 CL + NaHS CH 3 SH + NaCl Suhu operasi relatif rendah Bahan baku lumayan mahal (Kramer and Reid, 1921) Dari beberapa alternatif proses di atas dipilih metanol dan hidrogen sulfida sebagai bahan baku. Alasannya adalah metanol dan hidrogen harganya lebih murah dibandingkan dengan bahan baku lainnya. Selain dari segi harga, metanol dan hidrogen sulfida mudah didapatkan karena banyak pabrik di Indonesia yang menghasilkan kedua bahan tersebut. Hidrogen sulfida dapat diperoleh dari gas buangan pabrik lain yang artinya mengurangi pencemaran lingkungan (hidrogen sulfida yang terlepas ke udara dapat menyebabkan hujan asam bila berikatan dengan uap air di udara). Putut Jatmiko B (11/319043/TK/38179) 8