Upload
irul-aldani
View
262
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
7/24/2019 Industri Formaldehid
1/21
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Industri formaldehid merupakan salah satu industri yang
perkembangannya cukup pesat di Indonesia dan mempunyai prospek masa
depan yang cukup baik. Penggunaan formaldehid meliputi dimetilol
dihidroksi etilen dalam industri tekstil untuk menghasilkan kain tekan
permanen, piridin untuk industri bahan kimia pertanian, paraformaldehid
untuk penghambat korosi, dan biosida dalam produksi minyak
(Othmer, vol.11, 1994.
!ebutuhan formaldehid di Indonesia cenderung mengalami
peningkatan yang cukup besar, namun pada saat krisis ekonomi
mengguncang Indonesia pada tahun 199", kebutuhannya lebih kecil
dibanding tahun berikutnya. !ebutuhan formaldehid mengalami
peningkatan pada tahun 1999, dan cenderung menigkat ta#am pada tahun$
tahun berikutnya. !onsumsi formaldehid dalam negeri dapat diketahui
dari data impor formaldehid yang diperoleh dari %P& (%iro Pusat &tatistik
industri.
'ata impor formaldehid Indonesia dari tahun 199"$))* dapat dilihat pada
+abel 1.1
1
1
7/24/2019 Industri Formaldehid
2/21
+abel 1.1. 'ata kebutuhan impor formaldehid Indonesia
+ahun !ebutuhan (tontahun
199"
1999
)))
))1
))
))*
*.44-,4/
/.))1,9/
1).)),-4
1).)-",./
"./*-,99
".*"9,*1
(%iro Pusat &tatistik, 199"$))*
'ari data diatas dapat dilihat kecenderungan peningkatan konsumsi
formaldehid di Indonesia, dimana kebutuhan tersebut belum dapat
dipenuhi oleh pabrik yang memproduksi formaldehid. Pabrik yang
memproduksi formaldehid di Indonesia dapat dilihat di +abel 1..
+abel 1. 'aftar pabrik produsen formaldehid di Indonesia
7/24/2019 Industri Formaldehid
3/21
Nama Perusahaan Lokasi
Kapasitas
ton/thP+. 0sia aya 2luesindo &emesta &umatra 3tara -9./))
P+. %atu Penggal hemical Industry &amarinda ).)))
P+. %enua 5ulti 6estari Pontianak 1-*.)))
P+. %ina 7aya oda !arya %arito 9).)))
P+. akram 3tama 7aya &amarinda ".)))
P+. 'uta Perti8i usantara Pontianak /.)))
P+. 'uta endra 5ulya !alimantan %arat "*./))
P+. 0r#una 3tama !imia &urabaya -).)))
P+. 'over hemical &erang ").)))
P+. 'yno 5ugi Indonesia 0ceh +imur 1/.)//
P+. 2elora itra !imia %an#armasin 1/).)))P+. 2iat 3ltra hemical Industry %arito !uala -".)))
P+. Intan :i#aya hemical Industry %an#armasin )/./))
P+. !ayu 6apis Indonesia &orong 9/.)))
P+. !ayu 6apis Indonesia &emarang 4".)))
P+. !orindo 0badi +an#ung Pinang 4/.)))
P+. !orindo 0riabima &ari Pangkalan %un *9.)))
P+. !urnia !apuas 3tama 2lue Industries Pontianak )1.)))
P+. 6akosta Indah &amarinda -".)))
P+. usa Prima Pratama 5aluku +engah 1/..)))
P+. &abak Indah 7ambi 11).)))
P+. &uperin 5edan "".)))
&umber ; ikah.dprin.go.id
'engan pedoman pabrik yang direncanakan berdiri pada tahun
)11 diharapkan dapat memenuhi kebutuhan dalam negeri dan dapat
membuka peluang untuk mengekspor produk ini. Pendirian pabrik ini #uga
akan mendorong pendirian pabrik lain yang berbahan baku formaldehid.
'engan demikian pabrik ini akan dapat membuka lapangan ker#a baru dan
mengatasi masalah pengangguran di Indonesia
.
1.2 Kapasitas Peranangan
*
7/24/2019 Industri Formaldehid
4/21
'alam penentuan kapasitas rancangan pabrik diperlukan beberapa
pertimbangan yaitu kebutuhan produk, ketersediaan bahan baku, dan
kapasitas rancangan minimum. Pada prarancangan pabrik formaldehid dari
metanol dan udara dengan proses metal oxideini drencanakan berkapasitas
*/.))) tontahun, dengan pertimbangan sebagai berikut ;
1..1 !ebutuhan $
.1)- dimana y adalah impor formaldehid pada tahun tertentu dalam ton,
sedangkan > adalah tahun. 2rafik impor formaldehid dapat dilihat pada
2rafik 1.1.
2ambar 1.1 2rafik Impor
7/24/2019 Industri Formaldehid
5/21
'ari persamaan y = 1)1)," > $ .1)-, besarnya impor formaldehid di
Indonesia untuk tahun )1* adalah sebesar *4.4),4 ton, sehingga
prarancangan pabrik berkapasitas */.))) tontahun mampu mencukupi
kebutuhan impor tersebut, sedangkan sisanya untuk diekspor.
1.. !etersediaan %ahan %aku
%ahan baku utama pembuatan formaldehid adalah metanol. !ebutuhan
metanol dapat dipenuhi dari P+ !altim 5etanol Indonesia
1..* !apasitas 5inimum Pabrik
7/24/2019 Industri Formaldehid
6/21
1.*.1.1 %ahan %aku
6okasi bahan baku sangat mempengaruhi kelangsungan hidup suatupabrik. 6okasi pabrik harus dekat dengan sumber bahan baku. %ahan baku
metanol diperoleh dari P+ !altim 5etanol Indonesia
1.*.1. Pemasaran
Pemasaran produk sebagian besar untuk mencukupi kebutuhan impor
dalam negeri dengan prioritas utama pemasaran formaldehid antara lain
pabrik tekstil, plastik, insektisida, resin, dan sebagian lagi untuk tu#uan
ekspor ke negara lain.
1.*.1.* 3tilitas
3tilitas yang dibutuhkan adalah keperluan tenaga listrik, air dan bahan
bakar. !ebutuhan tenaga listrik didapat dari P6 setempat dan dari
generator pembangkit yang dibangun sendiri. !ebutuhan air dapat diambil
dari air laut dan sumur dalam. !ebutuhan bahan bakar dapat diperoleh dari
Pertamina dan distributornya sebagai pemasok bahan bakar solar dan
62.
1.*.1.4 +enaga !er#a
%ontang berpenduduk padat sehingga penyediaan tenaga ker#a kasar danmenengah dapat terpenuhi dari masyarakat sekitar, sedangkan tenaga ahli
dapat didatangkan dari luar.
1.*.1./ +ransportasi dan +elekomunikasi
6okasi pabrik dekat dengan pelabuhan sehingga mempermudah
pemasokan bahan baku dan pemasaran produk baik untuk dalam negeri
maupun luar negeri (ekspor. +ransportasi le8at darat #uga dapat dilakukan
dengan mudah. +elekomunikasi di daerah %ontang cukup baik dan
ber#alan dengan lancar.1.*.
7/24/2019 Industri Formaldehid
7/21
%ontang merupakan ka8asan industri dan berada dalam teritorial negara
Indonesia, sehingga kebi#akan pemerintah dalam hal peri#inan, lingkungan
masyarakat sekitar, faktor sosial dan perluasan pabrik memungkinkan
untuk berdirinya pabrik formaldehid.
1.*..* +anah dan Iklim
Penentuan suatu ka8asan industri terkait dengan masalah tanah,
yaitu tidak ra8an terhadap bahaya tanah longsor, gempa maupun ban#ir,
#adi pemilihan lokasi pendirian pabrik di ka8asan industri %ontang tepat,
8alaupun masih diperlukan ka#ian lebih lan#ut tentang masalah tanah
sebelum pabrik didirikan. !ondisi iklim di %ontang seperti iklim di
Indonesia pada umumnya dan tidak memba8a pengaruh yang besar
terhadap #alannya proses produksi.
1.*..4 !eadaan 5asyarakat
5asyarakat !alimantan +imur merupakan campuran dari berbagai suku
bangsa yang hidup saling berdampingan. Pembangunan pabrik di lokasi
tersebut dipastikan akan mendapat sambutan baik dan dukungan dari
masyarakat setempat, dan dapat meningkatkan taraf hidup masyarakat.
1.# $in%auan Pustaka
1.4.1 5acam$5acam Proses Pembuatan
7/24/2019 Industri Formaldehid
8/21
mempunyai kelemahan yang merupakan alasan mengapa proses ini tidak
dikembangkan lagi, yaitu dihasilkan beberapa hasil samping yang
terbentuk bersama$sama formaldehid, antara lain asetaldehid, propane,
asam$asam organik. &ehingga tentu sa#a diperlukan pemurnian untuk
mendapatkan formaldehid dengan kemurnian tertentu. 'engan demikian
proses men#adi mahal dan hasilnya kurang memuaskan. (!eyes, 19/
1.4.1.. Proses &ilver atalyst
Proses ini menggunakan katalis perak dengan reaktor fi>ed bed
multitube. !atalis ini berbentuk kristal$kristal perak atau spherical yang
ditumpuk pada tube. !atalis ini mempunyai umur sekitar " @ 1 bulan.
!atalis ini mudah teracuni oleh sulfur dan beberapa logam dari golongan
transisi. eaksi yang ter#adi adalah sebagai berikut;
1. Oksidasi
?*O? A B O ??OA?O ?= $*,* kcalmol
2. 'ehidrogenasi
?*O? ??O A ? ?=),* kcalmol
&ecara keseluruhan reaksinya adalah reaksi eksotermis dan pada
suhu yang tinggi yaitu -)) @ -/) ) dan tekanan sedikit di atas tekanan
atmosfer. Pada proses ini udara yang dimurnikan direaksikan dengan
methanol dalam reaktor katalitik. Produk didinginkan dengan cepat
dengan pendingin dowterm-A, selan#utnya dialirkan ke menara absorber
dimana methanol, air dan formaldehid terkondensasi di dasar menara.
3ntuk memurnikan produk sesuai dengan keinginan dilakukan pemurnian
dengan proses destilasi.(Othmer,vol.11,1994
1.4.1.* Proses 5etal O>ide atalyst
Proses ini mula$mula menggunakan katalis Canadium Penta
Oksida yang diikuti dengan katalis Oksida besi dan oksida 5olibdenum
yang dipromosikan dengan oksigen. 7enis katalis metal o>ide mempunyai
umur efektif 1$1" bulan. Proses pembuatan formaldehid menggunakan
methanol dan udara dengan katalis Iron Molybdenum Oxide. Proses ini
beroperasi pada suhu *))$4))o, dan tekanan 1 @ 1,/ atm. 5ethanol
dengan udara direaksikan dengan katalis Iron Molybdenum Oxidedalam
+=-))) P=1,*atm
!at. 0g
+=-))) P=1,* atm
!at. 0g
"
7/24/2019 Industri Formaldehid
9/21
sebuah reaktor fi>ed bed multitube. !onversi yang diperoleh mencapai
9D (3lman, vol 011, 19""
dengan plant yield formaldehid 94,4 D. (5c.!etta,19-
'asar eaksi ;
eaksi utama
?*O?(lA B O(g ?O(lA ?O(l E? = $*," kkalmol
eaksi samping
?O(lA B O(g O(gA ?O(l E? = A/1 kkalmol
1.4. 'ari berbagai macam proses diatas, digunakan proses metal o>ide dengan
pertimbangan ;
$ konversi maupun yielnya tinggi
!onversinya mencapai 9D, sedang plant yieldnya 94,4D. Proses silver
konversinya mencapai -/,1 D, yieldnya "9,*1 D
$ proses yang lebih sederhana, pada proses metal o>ide pemurnian
produknya hanya dibutuhkan absorber sa#a, sedangkan proses yang lain
masih diperlukan menara destilasi.
$ umur katalis pan#ang ( 1$ 1" bulan
$ &uhu operasi lebih rendah
yaitu antara *))$4))o, sedangkan pada proses &ilver antara -))$-/) o
sehingga kebutuhan akan pemanas akan lebih kecil.
1.4.* !egunaan Produk
!egunaan formaldehid dalam industri kimia yaitu ;
3rea$formaldehyde resins.
9
7/24/2019 Industri Formaldehid
10/21
Phenolic resin
0cetylenic chemicals
Polyacetal resins
Pentaerythritol
?e>amethylene tetramine
3rea$formaldehyde concentrates
5elamine resins
(5c. !etta, 19-
1.4.4 &ifat fisis dan kimia bahan baku dan produk
1.4.4.1 %ahan %aku
a. 5etanol
&ifat
7/24/2019 Industri Formaldehid
11/21
(Othmer, vol1-, 199/
'ata termodinamika ;
?f o 9"(gas = $)1,1 k7mol
2o9"(gas = $1-,/1 k7mol
p gas (1))$1/))o! = 4),)4- $ *,"".1)$+ A ,4/9.1)$4+@
,1-9.1)$+*A /,99)9.1)$11+47gmol.o!
F gas (4)$1)))o! = $14,*- A *,"9*/.1)$1+ @ -,-.1)$/ +
micropoise
k gas (*$-"4o! = ).))*4 A /,4*4.1)$- + A 1,*1/4.1)$ +
:m.o!
(Ga8s, 1999
&ifat !imia ;
H eaksi methanol yang penting dalam industri ;
1) 'ehidrogenasi dan dehidrogenasi oksidatif dengan katalis
silvermolybdenum oksida membentuk formaldehid
?*O? A B O ??O A ?O
2) !arbonilasi dengan katalis kobaltrhodium membentuk asam
asetat
?*O? A O ?*OO?
3) 'ehidrasi dengan katalis asam membentuk dimethyl eter dan air
?*O? ?*O?*A ?O
(Othmer, vol.1-, 199/
11
7/24/2019 Industri Formaldehid
12/21
b. 3dara
+abel 1.* !omposisi udara (gas
!omponen D Colume
itrogen
Oksigen
0rgon
!arbon 'ioksida
0ir
",)"4 A ),))4
),94- A ),))
),9*4 A ),))1
),)** A ),))*
),1 $ ,"
( Othmer, vol.1, 199-
&ifat
7/24/2019 Industri Formaldehid
13/21
Ciskositas gas pada /o; ),)-*9 mPa.s
(Othmer, vol.1, 199-
'ata termodinamika ;
p gas (/)$1/))o! = 9,/- @ ","999.1)$*+ A *,")"*.1)$/ + @
*,-9.1)$"+*A ","-).1)$1+47gmol.o!
F gas (1/)$1/))
o
! = 44,4 A /,-.1)
$1
+ @ 1,1*.1)
$4
+
micropoise
k gas (")$1/))o! = ),))11 A ",-1/.1)$/+ $1,**4-.1)$"+:m.o!
(Ga8s, 1999
&ifat !imia Oksigen ;
H %ereaksi dengan semua elemen lain kecuali gas helium, neon, dan
argon.
H 3ntuk elemen tertentu seperti alkali logam rubidium, cesium, energi
aktivasi pada suhu kamar mencukupi, dan reaksi ber#alan secara
spontan.
H %ahan yang akan direaksikan dengan oksigen harus dipanaskan
terlebih dahulu sampai suhu tertentu untuk pembakaran a8al.
H 7ika direksikan dengan petroleum, gas alam, atau batu bara akan
dihasilkan panas, O, ?O.
(Othmer, vol.1, 199-
&ifat
7/24/2019 Industri Formaldehid
14/21
umus 5olekul ;
:u#ud ; gas tak ber8arna, tak berasa
dan tak berbau
%erat 5olekul ; ",)1*4 ggmol
+itik didih (1 atm ; $19/,-/o
+emperatur kritis ; $14-,"o
+ekanan kritis ; *,*99 5Pa (**,// atm
'ensitas relatif (udara pada *,1/o! ; ),9-
Ciskositas dinamik pada *,/o! ; 1/,9.1)$*mPa.s
(Othmer, vol.1, 199-
'ata termodinamika ;
p gas (/)$1/))o! = 9,*4 @ *,/*9/.1)$*+ A 1,))-.1)$/ + @
4,*11-.1)$9+*A ,/9*/.1)$1*+47gmol.o!
F gas (1/)$1/))o! = 4,-)- A 4,/.1)$1+ @ 9,"".1)$/+micropoise
k gas ("$1/))o! = ),))*)9 A ,/9*.1)$/+ $1,1)14.1)$"+:m.o!
(Ga8s, 1999
1.4.4. Produk
7/24/2019 Industri Formaldehid
15/21
(membuat susah bernafas
6arut dalam air, alkohol, dan pelarut polar lain
%erat 5olekul ; *),)- ggmol
+itik didih (1 atm ; $19o
+itik lebur (1 atm ; $11"o
+emperatur kritis ; 1*,$141,o
+ekanan kritis ; -,"4$-,-* 5Pa
'ensitas pada $)o ; ),"1/* gcm*
(Othmer, vol.11, 1994
'ata termodinamika ;
?f o9"(gas = $11/,9 k7mol
2o9"(gas = $1)9,91 k7mol
p gas (/)$1/))o! = *4,4" @ ,99.1)$ + A 1,/1)4.1)$4 + @
1,**.1)$+*A *,*"".1)$11+47gmol.o!
F gas (/4$1)))o! = $-,4*9 A 4,4").1)$1+ @ 1,)1*.1)$4+micropoise
k gas (/4$994o! = ),))11 A 1,94*1.1)$/+ A 9,/".1)$"+:m.o!
(Ga8s, 1999
&ifat !imia ;
H 'apat terdekomposisi men#adi O dan ?.
1/
7/24/2019 Industri Formaldehid
16/21
H 'apat membentuk ?*O? melalui proses hidrogenasi.
H Pada temperatur ")$1))o relatif stabil tetapi perlahan$lahan akan
ter#adi polimerisasi pada temperatur rendah.
H 'apat teroksidasi membentuk O, ?O.
H 'apat bereaksi dengan macam$macam senya8a membentuk turunan
methylol dan methylen.
(Othmer, vol.11, 1994
1.4.4.* Produk &ing
a. arbon 5onoksida
&ifat
7/24/2019 Industri Formaldehid
17/21
'ata termodinamika ;
?fo9"(gas = $1*",41 k7mol
2o9"(gas = $1*," k7mol
p gas (-)$1/))o! = 9,//- @ -,/").1)$* + A ,)1*.1)$/ + @
1,.1)$"+*A ,-1.1)$1+47gmol.o!
F gas (-"$1/)o! = *,"11 A /,*944.1)$1 + @ 1,/411.1)$4 +
micropoise
k gas ()$1/)o! = ),))1/" A ",/11.1)$/+ @ 1,9)"1.1)$"+:m.o!
(Ga8s, 1999
&ifat !imia ;
H %ereaksi dengan air mele8ati katalis (Water Gas Shift Reation!
O A ?O ?A O
H Oksidasi tanpa atau dengan katalis membentuk O
H 'isproporsionasi men#adi unsur karbon dan Odi permukaan katalis
O A O
H Pembentukanphosgenedengan katalis karbon aktif
O Al Ol
H Pembentukan methanol dengan katalis opper hromite
O A ? ?*O?
H !arbonilasi metanol berkatalis homogen membentuk asam asetat
1
7/24/2019 Industri Formaldehid
18/21
?*O? A O ?*OO?
(Othmer, vol./, 199*
b. 0ir (vapour
&ifat
7/24/2019 Industri Formaldehid
19/21
c. !onversi tinggi mencapai 9 D (3lman, vol 011, 19""
d. %iaya relatif rendah
e. fektivitas katalis lebih lama
(Othmer, vol.11, 1994
Oksidasi metanol dengan udara men#adi formaldehid pada fase gas
menggunakan katalisator
7/24/2019 Industri Formaldehid
20/21
2ambar 1. 'iagram alir proses pembuatan formaldedid proses metal o>ide
%ahan baku metanol cair dari tangki penyimpan methanol dipompa
men#adi tekanan 1, atm dan dialirkan menu#u "apori#eruntuk diuapkan.
3ap metanol dan metanol cair yang keluar dari "apori#er selan#utnya
dipisahkan oleh separator$ &elan#utnya uap metanol dinaikkan suhunya
men#adi *))J menggunakan ?.
3dara dialirkan menggunakan blo8er, dan dinaikkan tekanannya
dari 1 atm men#adi 1, atm. ampuran metanol dan udara dinaikkan
suhunya men#adi *))o diumpankan pada reaktorfixed bed multitube. 'i
dalam reaktor ter#adi reaksi oksidasi sebagai berikut ;
?*O? (gA B O (g ??O (gA ?O (g
)
7/24/2019 Industri Formaldehid
21/21
eaksi ter#adi pada fase gas dengan katalis padat