BAB I PENGANTAR A. Latar Belakang Perkembangan industri di Indonesia khususnya industri kimia terus mengalami peningkatan. Dengan meningkatnya industri kimia, maka kebutuhan unsur-unsur penunjang industri juga meningkat, termasuk bahan-bahan pembantu dan penunjang. Kebutuhan bahan baku dan bahan penunjang industri di Indonesia masih banyak didatangkan dari luar negeri. Jika bahan baku dan penunjang ini bisa dihasilkan sendiri di dalam negeri, tentunya dapat menghemat pengeluaran devisa, meningkatkan ekspor, dan juga dapat meningkatkan penguasaan teknologi. Asam adipat atau disebut 1,4- butanedicarboxylic acid atau hexanedionic acid adalah kristal padat berwarna putih yang pada kondisi normal memiliki titik lebur 153 ºC. Dalam kurun waktu 40 tahun terakhir asam adipat ialah sebagai salah satu komponen bahan pembuat nylon-66 telah berkembang menjadi bahan utama sebagian besar bahan kimia organic sintesis. Produksi dunia untuk senyawa ini pada tahun 1973 mencapai 2 juta ton dengan sekitar separuhnya diproduksi oleh Amerika Serikat. (McKetta,1977) Lebih dari 90% asam adipat digunakan dalam pembuatan nylon, sedangkan sisanya digunakan untuk pembuatan beberapa komponen/bahan pembuat plastic terutama polyvinyl, komponen/bahan polyurethane, food acidulant, essterlubes untuk pelumas, dan detergen yang dipakai sebagai garam alkali. (McKetta,1977) Data dari Badan Pusat Statistik (BPS) tahun 2010 Indonesia mengimpor asam adipat berjumlah 652.924 kg pada tahun 2010 dari beberapa negara diantaranya yaitu Jepang, Korea, Taiwan, China, Thailand, Singapura, Malaysia, Amerika Serikat, Perancis, Jerman, dan Ukraina dengan CIF Value US$ 1.859.784. (BPS,2010) Muhammad Faldy Alsep G. (09/281651/TK/35112) 1
Data Impor Asam Adipat Tahun Impor (ton)/tahun 2007 1052.693 2008 2652.987 2009 705.724 2010 652.924 2011 772.54 average 1167.3736 Pendirian Pabrik Asam Adipat ini di Indonesia diharapkan dapat memenuhi kebutuhan domestik, seiring dengan semakin pesatnya perkembangan industri hilir yang menggunakan senyawa ini. Selain itu, dengan tumbuhnya pasar domestik yang baik akan diperoleh tambahan devisa Negara dan terciptanya lapangan kerja yang baru, sehingga mengurangi jumlah pengangguran. Kapasitas dari Pra rancangan pabrik Asam Adipat ini adalah 13.000 ton/tahun. Dasar pertimbangan penentuan kapasitas produksi ini adalah sebagai berikut : 1. Impor asam adipat di Indonesia sebesar 652,924 ton/tahun (perkiraan pada tahun 2012 karena kebutuhan selalu meningkat). Dilihat dari data BPS pada tahun 2010. Dan kebutuhan hingga tahun 2020 akan terus meningkat. 2. Produk merupakan produk intermediet dan digunakan sebagai bahan baku pembuatan nylon, sedangkan sisanya digunakan untuk pembuatan beberapa komponen/bahan pembuat plastic terutama polyvinyl, komponen/bahan polyurethane, food acidulant, essterlubes untuk pelumas, dan detergen yang dipakai sebagai garam alkali. Kebutuhan nylon, polyvinyl, polyurethane, food acidulant, essterlubes untuk pelumas, dan detergen yang dipakai sebagai garam Muhammad Faldy Alsep G. (09/281651/TK/35112) 2
alkali akan terus mengalami peningkatan di setiap tahunnya sampai sekitar tahun 2020. Dengan produksi Asam Adipat tersebut Indonesia tidak perlu lagi impor Asam Adipat dari negara-negara tetangga. Sehingga kebutuhan asam adipat domestik dapat terpenuhi. B. Tinjauan Pustaka Asam adipat merupakan asam dikarboksilat alifatik yang dapat dibuat dengan berbagai cara. Beberapa cara tersebut digunakan secara komersial, sedangkan yang lain masih merupakan hasil penelitian di laboratorium. Saat ini sikloheksan dan phenol adalah bahan baku utama yang digunakan secara komersial untuk memproduksi asam adipat. a) Dari Sikloheksan Rute komersialnya adalah oksidasi dalam fase cair untuk menghasilkan sikloheksanol-sikloheksanol (disebut campuran KA). Reaksi ini dijalankan pada suhu lebih dari 120 ºC dan tekanan lebih dari 100 psig untuk menjaga agar sikloheksan tetap berada dalam fase cair. Banyak studi yang telah dilakukan terhadap mekanisme dan kinetika reaksi oksidasi ini. Proses oksidasi ini pada mulanya dilakukan secara batch, tetapi kemudian diganti menjadi secara kontinyu. (McKetta,1977) Ada dua tahap dalam reaksi oksidasi sikloheksan ini, tahap pertama meliputi oksidasi sikloheksan dengan udara membentuk campuran KA (Ketone-Alkohol) dan tahap kedua meliputi oksidasi campuran KA dengan asam nitrat untuk menghasilkan asam adipat. Tahap pertama dapat menggunakan phenol sebagai bahan baku, dengan hidrogenasi, diikuti tahap kedua dengan memakai asam nitrat. Rute sikloheksan lebih banyak dipilih karena harga sikloheksan lebih murah daripada phenol. Di Amerika Serikat 90% asam adipat diproduksi dengan cara ini. b) Cobalt Catalized Oxidation Pada cara ini digunakan udara sebagai oksidator. Cara ini banyak digunakan untuk memproduksi asam adipat, juga kaprolaktam. Udara yang digunakan pada suhu 150-160 ºC dan tekanan 810-1013 kpa (8-10 atm), dengan konsentrasi katalis Muhammad Faldy Alsep G. (09/281651/TK/35112) 3
0,3-3 ppm (Kirk-Othmer,1955). Konversi sikloheksan yang didapat 4-6% mol dan digunakan beberapa tahap oksidasi untuk meminimalkan oksidasi berlebih dari produk campuran KA. Selektivitas kea rah KA sebesar 70-80% dengan rasio K:A sebesar 2:1. Karena konversi sikloheksan setiap saat melalui reactor oksidator sangat kecil, maka sejumlah besar sikloheksan harus dipisahkan dengan distilasi dari hasil oksidasi untuk di-recycle sebagai umpan reaktor. c) Borate Promote Oxidation Kegunaan asam borat atau anhidritnya untuk meningkatkan hasil alkohol di dalam oksidasi hidrokarbon dengan oksigen molekuler telah dikenal selama bertahun-tahun (1949-1951). Proses ini dikembangkan oleh Halcon/Scientific Design pada tahun 70-an,dan Institute Francois du Petrole pada tahun 60- an.pabrik proses Halcon mendominasi pada era 70-an dengan kapasitas produksi 700.000-750.000 ton KA per tahun (Kirk-Othmer,1955). d) Hidrogenasi Phenol Phenol dapat dehidrogenasi untuk menghasilkan sikloheksanol atau sikoheksanon, dengan salah satu produk mendominasi, pada penggunaan katalis dan kondisi operasi yang tepat (Kirk-Othmer,1995). Alkohol biasanya dipilih unutk memproduksi asam adipat, sedangkan jika kaprolaktan yang diinginkan sebagai produk maka digunakan sikloheksanon. Hidrogenasi phenol biasanya dilakukan pada fase cair menggunakan katalis nikel. Waktu tinggal yang cukup dalam reaktor memberikan konversi phenol lebih dari 99 %. Hal ini akan memudahkan pemurnian produk. Sejumlah pengotor kecil hidrokarbon umumnya di distilasi untuk menyiapkan umpan yang layak untuk tahap oksidasi asam nitrat. Pemurnian dengan pertukaran ion dilakukan untuk mengambil phenol yang tersisa. e) Proses lain 1. Oksidasi sikloheksan satu tahap menggunakan udara Sikloheksan dapat dioksidasi oleh udara dalam fase cair untuk memproduksi asam adipat dengan keberadaan monobasic acid, katalis cobalt,copper, dan bermacam manganese, pada suhu 100-120 o C dan Muhammad Faldy Alsep G. (09/281651/TK/35112) 4
tekanan sedang. Pada kondisi ini konversi sikloheksan terhadap asam adipat mencapai 70 % ( McKetta,1977). 2. Dari Sikloheksen Sikloheksen dapat dihidratkan untuk memproduksi sikloheksanol dengan hasil yang tinggi. sikloheksanol dapat diubah menjadi asam adipat dengan teknologi yang dipakai secara komersial. (McKetta,1977). 3. Oksidasi Sikloheksan menggunakan asam nitrat Proses ini sudah dipatenkan oleh Drawin Darrel Davis dengan nomor paten USPTO-3,306,932. Proses ini menggunakan bahan baku asam nitrat 60 % berat dan sikloheksan. Dalam paten ini reaksi dijalankan pada sebuah reactor berpengaduk pada suhu 110 o C dan tekanan 200 psig dengan waktu tinggal 47 menit.umpan yang digunakn merupakan larutan asam nitrat 60 % berat mengandung katalis copper 0,3 % berat dan katalis vanadium 0,1 % berat dan campuran sikloheksan dengan nitrosikloheksan dengan perbandingan berat sikoheksan : nitrosikloheksan = 63 : 37. Hasil reaksi merupakan larutan asama adipat, asam glutirat, asam suksinat, air, gas NO, NO 2, N 2 O, N 2, CO 2,serta sisa asam nitrat, sikloheksan dan nitrosikloheksan. Cairan hasil tersebut dipisahkan antara fase organic dan anorganiknya dalam sebuah decanter. Fase organic sebagai hasil atas decanter,di recycle kembali ke raktor sedangkan asam adipat yang terlarut bersama asam nitrat dikirim ke unit kristalisasi dan sentrifugasi untuk memisahkan Kristal asam adipat dari cairan induk,sedangkan cairan induk dari centrifuge dipakai sebagai penyerap gas hasil rekasi pada menara absoerber yang kemudian di-recycle ke reaktor. Muhammad Faldy Alsep G. (09/281651/TK/35112) 5