LAPORAN TAHAP KE 2 TUGAS PPK

Preliminary Process Selection and Economic Review

(13 November – 4 Desember 2012)

Judul Tugas PPK

Prarancangan Pabrik Aseton dari Isopropanol

Dikerjakan oleh :

Akbar Yogi Nur Pratama (09/281284/TK/34908)

Akhmad Audi Harvan (09/289266/TK/36056)

Pembimbing :

Dr., Ir. Aswati Mindaryani M.Sc.

JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS GADJAH MADA

YOGYAKARTA

2012

PRELIMINARY PROCESS SELECTION

Perkembangan industri di Indonesia pada saat ini mengalami peningkatan di segala

bidang, terutama industri yang bersifat padat modal dan teknologi Indonesia diharapkan

mampu bersaing dengan negara-negara maju lainnya. Peningkatan yang pesat baik secara

kualitatif dan kuantitatif juga terjadi dalam industri kimia. Salah satu bahan industri kimia

yang sangat diperlukan dalam industri kimia adalah aseton

Aseton banyak dipakai pada industri selulosa asetat, cat, serat, plastik, karet, kosmetik,

perekat, pernis, penyamakan kulit, pembuatan minyak pelumas, dan proses ekstraksi juga

sebagai bahan baku pembuaan methyl isobutyl ketone.

Aseton pertama kali dihasilkan dengan cara distilasi kering dari kalsium asetat.

Kemudian setelah perang dunia ke-1 proses pembuatan aseton digantikan dengan fermentasi

karbohidrat menjadi aseton, buthyl dan etil-alkohol. Kemudian pada tahun 1920 proses

dehydrogenasi 2-propanol mulai digunakan untuk memproduksi aseton. Pada pertengahan

tahun 1960 proses oksidasi propene digunakan sebagai bahan baku pembuatan aseton. Dan

pada tahun 1976 oksidasi cumene menjadi phenol dan aseton mulai digunakan. (Ullmann,

2007)

Kebutuhan aseton di indonesia semakin lama semakin meningkat tapi sampai saat ini

masih belum ada perusahaan di indonesia yang masih memproduksinya. Untuk memenuhi

kebutuhan dalam negeri, indonesia masih mendatangkan aseton dari negara lain seperti :

Amerika Serrikat, Belanda, Cina, Korea, Jepang, dan Singapura.

Pemilihan Proses

Aseton dapat dibuat dengan menggunakan proses Cumene Hydroperoxide, proses

dehidrogenasi Isopropil Alkohol, dan proses Oksidasi Isopropil Alkohol.

1. Proses Cumene Hydroperoxide.

Pada proses cumene hydroperoxide, mula-mula cumene dioksidasi menjadi cumene

hydroperoxide dengan udara atmosfer atau udara kaya oksigen dalam satu atau beberapa

oksidiser. Temperatur yang digunakan adalah antara 80–130 oC dengan tekanan 620 kPa,

serta dengan penambahan Na2CO3.

O2 acid

Sanjutnya produk reaktor dievaporasikan. Kemudian dengan penambahan asam akan

terjadi reaksi pembelahan cumene hydroperoxide menjadi suatu campuran yang terdiri dari

phenol, aseton dan berbagai produk lain seperti cumylphenols, acetophenols,

dimethylphenylcarbinol,α-methylstyrene dan hidroxyaseton. Campuran ini kemudian

dinetralkan dengan menambahkan larutan natrium phenoxide atau basa yang lain atau dengan

resin penukaran ion (ion exchanger resin). Setelah itu, campuran dipisahkan dan crude aseton

diperoleh dengan cara  distilasi. (Kirk-Othmer, 182, 1994)

Reaksi utama yang terjadi :

C6H5CH(CH3)2 C6H5C(CH3)2OOH C6H5OH + CH3COCH3

Kelebihan Kekurangan

Menghasilkan produk aseton dengan

kemurnian yang cukup tinggi (±94%).

Aseton bukan sebagai hasil main product.

.Bahan baku relative mudah didapat. Melalui proses yang cukup panjang untuk

menghasilkan produk akhir.

Bahan baku tidak langsung menghasilkan

aseton, tetapi melewati proses

pembentukan produk antara terlebih

dahulu.

2. Proses Dehidrogenasi Isopropil Alkohol.

Reaksi dehidrogenasi Isopropil Alkohol bersifat endotermik. Sehingga untuk

mendapatkan konversi yang cukup tinggi, dibutuhkan suhu yang cukup tinggi pula. Pada

pembuatan aseton dengan proses dehidrogenasi katalitik isopropanol (isopropil alkohol)

digunakan katalis kombinasi ZnO dan ZrO dalam prosesnya.

Proses dehidrogenasi ini berjalan pada pada fasa gas suhu 350oC dan tekanan ± 2 atm.

Isopropil benzene sebelum masuk ke dalam reaktor diubah kedalam fasa gas di dalam

vaporizer. Produk yang dihasilkan oleh reaktor adalah Aseton sebagai produk utama serta

produk samping lainnya berupa gas hydrogen, sisa Isopropil Alkohol yang tidak bereaksi,

Propylene, dan Air.

Reaksi utama yang terjadi:

(CH3)2CHOH ——> (CH3) 2CO + H2

Selain reaksi utama, pada reaktor juga menghasilkan reaksi samping berupa propilen.

Reaksi yang terjadi :

(CH3)2CHOH ——>  CH3CH=CH2 + H2O

Kelebihan Kekurangan

Pengaturan suhu reaktor lebih mudah. Reaksi berjalan secara endotermik,

sehingga membutuhkan panas yang cukup

besar (66,5 kJ/mol pada suhu 327oC).

Aseton dihasilkan sebagai reaksi utama. Karena reaksi berjalan pada suhu cukup

tinggi, katalis perlu diganti secara berkala

(± 6 bulan).

Menghasilkan Aseton dengan kemurnian

yang cukup tinggi (± 95%).

3. Proses Oksidasi Isopropil Alkohol

Pada proses ini Isopropil alkohol didapat dari mereaksikan Propilen dengan H20. Selain

direaksikan dengan H2O, Propilen juga direaksikan dengan O2 dan menghasilkan Acrolein.

Kemudian Isopropil Alkohol direaksikan dengan Acrolein dan menghasilkan Aseton serta

Alil Alkohol. Selain itu, Isopropil Alkohol juga ada yang direaksikan dengan Oksigen akan

menghasilkan Hidrogen Peroksida dan Aseton. Setelah itu, kedua hasil tersebut direaksikan

dan menghasilkan produk akhir Gliserol.

CU2O

300OC-400OC

Catalyst

H2O

MgO+ZnO

400OC

90OC-140OC

Reaksi utamanya adalah :

CH3CHOHCH3 + 12

O2 H2O + CH3COCH3

Propylene dioksidasi menjadi acrolein pada fase gas dan dibantu katalis

CH2=CHCH3 + O2 CH2=CHCHO + H2O

Propylene terabsorbsi dibawah tekanan atmosfer, lalu asam sulfat membentuk isopropil

sulfat yang terhidrolisis menjadi isopropil alcohol

CH2=CHCH3 (CH3)2CHOSO3H CH3CHOHCH3

Acrolein bereaksi dengan isopropil alkohol dan memberikan aseton dan allil alkohol,

menurut literatur yield aseton adalah 1,09 kg untuk setiap kg alli alkohol.

CH2=CHCHO + CH3CHOHCH3 CH3COCH3 + CH2=CHCH2OH

Oksigen membentung gelembung melewati isopropil alkohol, membentuk aseton dan

hidrogen peroxide. Menurut literatur yield aseton adalah 1,7kg untuk setiap kg hidrogen

peroxide yang diproduksi.

CH3CHOHCH3 + O2 CH3COCH3 + H2O2

Allil alkohol kemudian berubah menjadi glyserol karena bereaksi dengan hidrogen

piroxide.

CH2=CHCH2OH + H2O2 CH2OHCHOHCH2OH

Kelebihan Kekurangan

Bahan baku cukup mudah untuk didapat. Reaksi sangat eksotermik (180 kJ/mol pada

suhu 295oC).

Aseton sebagai by product (bukan hasil

akhir, karena hasil akhirnya berupa

gliserol).

Sehingga berdasarkan kelebihan dan kekurangan dari masing-masing proses, dipilih

proses dehidrogenasi isopropanol sebagai proses produksi untuk menghasilkan aseton. Proses

tersebut dipilih diantaranya karena faktor kemudahan dalam mengontrol proses serta

kemurnian produk yang dihasilkan cukup tinggi.

Penentuan Kapasitas Perancangan

Kapasitas produksi pabrik sangat berkaitan dengan banyak hal. Penentuan kapasitas

produksi suatu pabrik dapat dilakukan dengan melakukan peninjauan beberapa poin,

yaitu trend dari permintaan atau kebutuhan pasar di dalam dan di luar negeri,

ketersediaan bahan baku untuk pasokan selama industri berdiri, serta perkembangan

perusahaan kompetitor.

Dari hasil studi literatur yang telah dilakukan, maka didapatkan hasil kebutuhan impor

dari aseton di dalam negeri sebagai berikut:

No. Tahun Jumlah (kg/tahun)

1 2004 12.719.092

2 2005 12.973.473

3 2006 13.232.942

4 2007 14.058.136

5 2008 15.806.833

Sumber : BPS

2004 2005 2006 2007 20080

2000400060008000

1000012000140001600018000

f(x) = 726.0145 x + 11580.0517R² = 0.84223725590928

Grafik Pertumbuhan Impor Aseton di Indonesia

kebutuhanLinear (kebutuhan)

Gambar 1. Grafik Pertumbuhan Impor Aseton ke Indonesia

Berdasarkan grafik data diatas, diperkirakan kebutuhan aseton di Indonesia akan semakin

meningkat pada tahun-tahun mendatang sejalan dengan berkembangnya industri-industri

yang menggunakan aseton sebagai bahan baku. Peningkatan kebutuhan rata-rata aseton

tiap tahun di Indonesia adalah 5,32%.

Sedangkan jumlah dari produksi aseton, tidak dapat ditemukan data yang jelas, hal ini

dimungkinkan karena tidak terdapat produksi aseton dalam negeri, sehingga semua

kebutuhan aseton dalam negeri masih didatangkan dari negara lain.

Berikut ini adalah daftar produsen-produsen Aseton di luar negeri yang didapat dari Mc.

Ketta tahun 1978:

Tabel 1.1 Produsen-produsen Aseton di Luar Negeri.

No Produsen Kapasitas*1 Dow Chemical, Freeport, Tex. 197,52 Georgia Gulf, Plaquemine, La. 152,53 Ineos Phenol, Theodore, Ala. 302,54 Mount Vernon Phenol Plant Partnership, Mount Vernon, Ind. 2155 Shell, Deer Park, Tex. 375,56 Sunoco, Frankford, Pa. 3407 Sunoco, Haverhill, Ohio 295

*ribu Ton per tahun aseton

Kebutuhan dalam negeri pada tahun 2008 diatas 15.000 ton/tahun, dan juga dilihat

berdasarkan dari data produksi aseton yang telah didapat dari literatur, sehingga

ditentukan bahwa kapasitas pabrik yang akan dibuat adalah sekitar 200.000 ton/tahun.

Dan berikut ini adalah daftar penghasil isopropanol di luar negeri :

Tabel 1.2 Produsen Isopropanol di Luar Negeri

No Produsen Kapasitas*1 Dow, Texas City, Tex. 2752 ExxonMobil, Baton Rouge, La. 3303 Shell, Deer Park, Tex. 300

*ribu ton per tahun isopropanol

Harga dari acetone adalah $60,00 dan harga dari isopropil alkohol adalah $19,00. Dilihat

dari margin yang cukup besar, dan juga trend kebutuhan aseton dalam negeri yang

semakin meningkat, maka dapat disimpulkan bahwa pembuatan pabrik aseton dari

isopropil alkohol adalah investasi yang menarik.

Kapasitas pabrik sengaja dibuat lebih besar dari kebutuhan di dalam negeri dikarenakan

untuk memenuhi kebutuhan segala kebutuhan aseton di dalam negeri, serta sisa produksi

dapat di eksport.

Pemilihan Lokasi

Lokasi pabrik sangat bergantung terhadap keberadaan suatu proyek industri baik dari segi

komersial maupun kemungkinan pengembangan di masa mendatang. Banyak faktor yang

harus dipertimbangkan dalam memilih lokasi pabrik.

Pemilihan lokasi didasarkan pada pertimbangan-pertimbangan berikut:

1. Faktor primer

a. Sumber Bahan Baku

Penyediaan bahan baku merupakan hal yang paling penting dalam mengoperasikan

pabrik, karena pabrik beroperasi atau tidak sangat tergantung pada persediaan bahan

baku atau pelabuhan tempat tersedianya barang.

Bahan baku yang digunakan dalam pembuatan aseton yaitu isopropil Alkohol yang

masih diimpor dari Amerika Serikat, oleh karena itu dipilih lokasi yang dekat dengan

pelabuhan untuk mempermudah pengiriman.

b. Pemasaran

Prospek pasar menjadi sangat penting karena untung rugunya suatu pabrik sangat

tergantung pemasaran produknya, sehingga lokasi pabrik harus didirikan di daerah

yang cerah prospek pemasarannya. Sebagai produk, aseton banyak dibutuhkan oleh

industri cat, pernis, selulosa, karet dan kosmetik yang kebanyakan industry tersebut

berlokasi di daerah Jakarta, Tangerang, Bekasi, Karawang dan Surabaya. Oleh

karena itu sangat menguntungkan bila pabrik aseton ini didirikan di lokasi yang

berdekatan dengan industri-industri tersebut.

c. Sarana Transportasi

Sasaran pemasaran sebagian besar adalah untuk memenuhi kebutuhan industri dalam

negeri di samping sebagian sisa lainnya untuk diekspor. Untuk itu lokasi pabrik

harus berdekatan dengan sarana perhubungan laut dan darat. Fasilitas jalan dan

pelabuhan di Merak mendukung sekali untuk kepentingan tersebut, yaitu dengan

adanya jalan antar propinsi yang keadaan jalannya sudah cukup baik, bahkan

terdapat jalan tol untuk menghubungkan setiap provinsi di pulau jawa, dan juga

pelabuhan yang sudah banyak disinggahi oleh kapal-kapal besar.

d. Utilitas

Untuk kelancaran operasi pabrik, perlu diperharikan sarana-sarana pendukung seperti

air, listri, dan lain-lain, agar proses produksi dapat berjalan dengan baik. Penyediaan

tenaga listrik diperoleh dari PLN dan generator st sebagai cadangan bila PLN tidak

dapat memenuhi kebutuhan listri saat peak time. Penyediaan air diperoleh dengan air

laut, sedangkan steam yang akan digunakan didapatkan dari pemanfaatan WHB

(water heat boiler).

e. Tenaga Kerja

Tenaga kerja mutlak diperlukan untuk menjalankan mesin-mesin produksi. Pendirian

pabrik diharapkan dapat menyerap tenaga kerja dan mengurangi pengangguran. Di

kawasan industri seperti di Cilegon, dan Merak tenaga kerja bukan masalah yang

berarti karena tersedia SDM-SDM yang banyak.

2. Faktor sekunder

a. Perluasan Area Pabrik

Dengan merihat perkembangan kebutuhan masa mendatang yang terus meningkat,

maka perlu dipertimbangkan faktor perluasan area pabrik di masa mendatang untuk

penambahan kapasitas produksi suatu pabrik. Cilegon dan Merak merupakan suatu

kawasan industri yang telah memenuhi faktor kelayakan baik mengenai iklim, sosial

dan karakteristik lingkungan. Sehingga tidak menghambat pendirian dan

kelangsungan operasional dari pabrik.

b. Karakteristik Lokasi

Karakteristik lokasi menyangkut iklim di daerah tersebut, yang tidak rawan banjir,

serta kondisi masyarakatnya. Dalam hal ini kawasan industri Merak dan Cilegon bisa

digunakan sebagai lokasi pendirian pabrik aseton.

c. Kebijaksanaan Pemerintah

Pendirian pabrik perlu memperhatikan beberapa faktor kepentingan yang terkait

didalamnya, kebijakan pengembangan industri, dan hubungannya dengan

pemerataan kesempatan kerja, kesejahteraan, dan hasil-hasil pembangunan. Di

samping itu, pabrik yang didirikan juga harus berwawasan lingkungan, artinya

keberadaan pabrik tersebut tidak mengganggu atau merusak lingkungan sekitarnya.

d. Kemasyarakatan

Dengan masyarakat yang akomodatif terhadap perkembangan industri dan

tersedianya fasilitas umum untuk hidup bermasyarakat, maka lokasi di Merak dan

Cilegon dirasa tepat.

Dari pertimbangan faktor-faktor diatas, maka dipilih daerah Cilegon, Banten sebagai

tempat pendirian pabrik Aseton.

Gambar 2. Peta Provinsi Banten

DAFTAR PUSTAKA

Kirk, R.E and Othmer, D.F., 1977, Encyclopedia of Chemical Technology, Vol. 1, 3 ed., John

Wiley and Sons, New York, p.179.

McKetta, John J. 1976, Encyclopedia of Chemical Processing and Design, Vol. 1, Marcel

Dekker, Inc., New York, p.314.

http://comtrade.un.org/db/dqBasicQueryResults.aspx?

px=HS&cc=290512&r=360&p=0&rg=1&y=2011,2010,2009,2008,2007&so=8 25

November 2012; 16.03

http://comtrade.un.org/db/dqBasicQueryResults.aspx?

px=HS&cc=291411&r=360&p=0&rg=1&y=2011,2010,2009,2008,2007&so=8 25

November 2012; 16.15

http://regionalinvestment.bkpm.go.id/newsipid/id/demografiakjkelpendidikan.php?

ia=3672&is=40 27 November 2012; 11.13

http://alamatkantorindonesia.com/2010/alamat-pabrik-dan-produsen-cat-di-indonesia-bag-1-dari-

4/ 28 November 2012; 09.30

http://www.departemenkementerian.com/bidang-usaha/cosmetic/alamat-perusahaan-kosmetik-

cosmetic-di-indonesia-bag1-dari-5/ 28 November 2012; 09.38

http://alamatkantorperusahaan.com/08/07/nama-dan-alamat-perusahaan-getah-karet-bag1-dari-2/

28 November 2012; 10.01