Assalamualaikum Wr Wb
disini saya akan membagikan tugas akhir saya dengan judul:
"PRA RANCANGAN ETHIL ACETAT MENGGUNAKAN PROSES KRUPP DENGAN KAPASITAS 15.000 TON PERTAHUN"
seoga ini bermanfaat di semua kalangan khususnya di Teknik kimia, saran dan kritik sangat saya harapkan untuk kemajuan bersama. Terimakasih
BAB I
PENDAHULUAN
1.1.Latar Belakang Pendirian Pabrik
Industri kimia dewasa ini berkembang pesat seiring dengan berkembangnya kemajuan di bidang ilmu pengetahuan dan teknologi. Industri kimia diperlukan karena hampir seluruh produk kebutuhan primer manusia dipasok dan dihasilkan dari proses industri kimia. Semakin berkembangnya industri kimia di Indonesia, semakin meningkat pula kebutuhan akan bahan penunjang untuk kelangsungan proses dalam industri. Jumlah dan macam bahan industri yang belum dapat dipenuhi sendiri cukup banyak dan biasanya diperoleh dengan cara impor dari negara – negara produsen yang sudah maju, salah satunya adalah etil asetat.
Etil asetat tersusun dari unsur – unsur karbon, hidrogen, dan oksigen yang diproduksi dari reaksi esterifikasi antara etanol dan asam asetat. Etil asetat diproduksi oleh PT. Indo Acidatama Chemical Industri Solo dan PT. Showa Esterindo Indonesia. Karena kebutuhan etil asetat dalam negeri semakin meningkat maka untuk memenuhi kebutuhan tersebut kami merancang pendirian pabrik etil asetat di dalam negeri.
Tujuan pendirian pabrik etil asetat di Indonesia adalah sebagai berikut :
a. Memenuhi kebutuhan dalam negeri dan menambah devisa negara.
Agar produk – produk yang dihasilkan dapat memenuhi kebutuhan di dalam negeri sehingga ketergantungan terhadap import dapat dikurangi sedangkan kelebihan yang ada dapat dieksport untuk menambah devisa negara.
b. Proses alih teknologi.
Adanya produk – produk yang dihasilkan dengan teknologi modern membuktikan bahwa para sarjana kita mampu menyerap ilmu dan teknologi modern serta menerapkannya di bidang industri.
c Membuka lapangan kerja baru
Berdirinya pabrik etil asetat ini diharapkan mampu menciptakan lapangan kerja baru, memberikan kesempatan kerja, dan pemerataan tenaga kerja, sehingga dapat mengurangi pengangguran.
1.2. Kapasitas Rancangan
Penentuan kapasitas pabrik etil asetat dengan pertimbangan – pertimbangan sebagai berikut :
1.2.1 Perkiraan Kebutuhan Etil Asetat di Indonesia.
Konsumsi etil asetat diperkirakan akan terus meningkat dalam beberapa tahun mendatang. Impor etil asetat di Indonesia dapat dilihat pada tabel 1.1 berikut :
Tabel 1.1 Impor Etil asetat di Indonesia tahun 2003 – 2007
Tahun
|
Jumlah ( ton )
|
2003
2004
2005
2006
2007
|
7.076
11.862
9.677
12.402
11.988
|
( Sumber: Badan Pusat Statistik,Impor. )
Berdasarkan data impor etil asetat Indonesia tahun 2003 – 2007 didapatkan persamaan least square y = 1036x – 2.067.381 yang digunakan untuk memprediksi kebutuhan impor etil asetat setiap tahunnya.
Gambar 1.1 Grafik kebutuhan etil asetat di Indonesia
Gambar 1.1 menunjukkan bahwa kebutuhan impor etil asetat di Indonesia mengalami peningkatan. Dengan persamaan matematis di atas didapatkan bahwa kebutuhan etil asetat di Indonesia pada tahun 2010 sebesar 14.979 ton/tahun.
1.2.2 Bahan Baku
Bahan baku yang digunakan dalam pembuatan etil asetat adalah etanol dan asam asetat. Kebutuhan etanol disuplai dari PT. Indo Acidatama Chemical Industri, Solo dan PT. Madubaru madukiso yogyakarta. Asam asetat diperoleh dari PT. Indo Acidatama Chemical Industri, Solo dan Katalis resin dowek diperoleh dari PT. Rajawali Mas, Surabaya.
1.2.3 Kapasitas Pabrik Yang Telah Beroperasi
Pabrik etil asetat di dunia beserta kapasitasnya dicantumkan dalam tabel 1.2 berikut :
Tabel 1.2 Produsen Etil Asetat Dunia, 2009
Nama perusahaan
|
Lokasi
|
Kapasitas Produksi (ton/tahun)
|
AMERIKA
Celanesse
|
Cangrejara, Mexico
|
82.000
|
Pampa, Texas
|
57.000
| |
Celaya, Mexico
|
15.000
| |
Eastman Chemical
|
Longview, TX
|
36.000
|
Kingsport, TN
|
36.000
| |
Solutia
|
Springfield, MA
|
24.000
|
EROPA BARAT
Solutia
|
Antewerp, Belgia
|
12.000
|
Huls
|
Marl, German
|
40.000
|
Celanesse
|
Frankfurt, German
|
36.000
|
Eni Chemical
|
Porto Marghera, Italy
|
60.000
|
Erkimia
|
Tarragona, Spanyol
|
30.000
|
Sekab
|
Stockholm, Swedia
|
30.000
|
Svensk Alkohol Kemi
|
Domsjo, Swedia
|
15.000
|
Lonza
|
Visp, Swiss
|
6.000
|
BP Amoco
|
Huls, Inggris
|
125.000
|
ASIA
IndoAcidatama Chemical
|
Solo, Indonesia
|
7.500
|
Showa EsterindoIndustry
|
Merak, Indonesia
|
55.000
|
Tokuyuma Petrochemical
|
Shin-Nanyo, Jepang
|
86.000
|
Chiba Ethyl Acetat
|
Ichihara, Jepang
|
44.000
|
Kyowa Yuka
|
Yokkacini, Jepang
|
25.000
|
Nippon Synthetic Acetat
|
Mizushima, Jepang
|
22.000
|
Korea Alkohol
|
Ulsan, Korea
|
45.000
|
Dairen Chemical
|
Ta-Sheh Hsian, Taiwan
|
30.000
|
Lee Chang Yung Chemical
|
Linyuan City, Taiwan
|
60.000
|
Total
|
978.500
|
( Sumber: CIC No. 320, 16 Juni 2001 )
Berdasarkan pertimbangan faktor – faktor diatas, maka untuk memenuhi kebutuhan etil asetat di Indonesia, dirancang pabrik etil acetat dengan kapasitas produksi 10.000 ton/tahun.
1.3. Penentuan Lokasi Pabrik
Dalam menentukan lokasi pabrik perlu dipertimbangkan faktor – faktor penunjang yang saling berkaitan. Adapun faktor – faktor tersebut adalah :
1.3.1 Penyediaan Bahan Baku
Etanol diperoleh dari PT. Indo Acidatama Chemical Industri, Solo dan PT. Madubaru Madukismo Yogyakarta. Asam Asetat diperoleh dari PT. Indo Acidatama Chemical Industri, Solo dan Katalis resin dowek diperoleh dari PT. Rajawali Mas, Surabaya.
1.3.2 Pemasaran
Di sekitar pabrik banyak berdiri pabrik tekstil yang menggunakan etil asetat sebagai bahan baku dan juga dapat dipasarkan ke Jawa Barat serta Surabaya
1.3.3 Tenaga Kerja
Sebagian besar tenaga kerja diperoleh dari masyarakat setempat yang berada disekitar pabrik, baik tenaga terdidik maupun tenaga kasar.
1.3.4 Transportasi
Lokasi pabrik dekat dengan jalan raya, yaitu jalan raya Surabaya - Semarang jalur tengah dimana kedua kota tersebut telah memiliki pelabuhan untuk kegiatan eksport – import.
1.3.5 Pembuangan Limbah
Limbah dari pabrik ini diolah di unit pengolahan limbah sampai memenuhi ambang batas yang diizinkan, dan dibuang ke Sungai Bengawan Solo yang selanjutnya dipakai untuk mengairi sawah penduduk.
1.3.6 Tenaga Kerja
Tenaga kerja sebagian besar diperoleh dari masyarakat setempat dan untuk tenaga ahli diperoleh dari lulusan Perguruan Tinggi di sekitarnya yaitu perguruan tinggi di Solo, Yogyakarta dan Semarang.
1.3.7 Utilitas
Utilitas meliputi sarana air dan listrik, telah tersedia dengan baik karena Solo tersedia untuk kawasan industri.
1.3.8 Iklim
Iklim yang terlalu panas akan mengakibatkan diperlukannya peralatan pendingin yang lebih banyak, sedangkan iklim yang terlalu lembab/dingin akan berakibat bertambahnya biaya konstruksi pabrik karena dperlukan perlindungan khusus pada alat-alat proses. Kawasan Solo memiliki suhu yang relatif tinggi sehingga sangat cocok untuk dijadikan lokasi pendirian pabrik etil Asetat
Dengan mempertimbangkan beberapa faktor di atas maka lokasi pabrik etil asetat ditetapkan di daerah Karanganyar, Solo, Jawa Tengah.
1.4. Tinjauan Pustaka
1.4.1. Macam – macam Proses
1.4.1.1 Proses Tischchenko
Reaksi yang terjadi :
Proses ini pertama kali dikembangkan oleh Tischchenko, dimana konversinya adalah 61%. Bahan baku yang digunakan adalah asetaldehid menggunakan katalis aluminium etoksida pada T = -200C.
1.4.1.2 Proses Esterifikasi dengan Katalis Asam Sulfat
Reaksi yang terjadi :
Proses berlangsung pada suhu 100 0C dengan katalis asam sulfat, konversi yang dapat dicapai hingga 67 %.
1.4.1.3 Etil asetat dari Ethylene dan Asam Asetat
Reaksi yang terjadi
Proses berlangsung menggunakan katalis fungsto phosphoric acid,10 –90 %. Suhu 1000C – 3000C, tekanan 10 atm, konversi 43,6%.
1.4.1.4 Proses Krupp
Proses ini pada dasarnya sama dengan proses esterifikasi menggunakan katalis asam sulfat, namun pada proses krupp memakai katalis resin asam. Reaksi pada proses ini berlangsung pada tekanan atmosferis dan suhu 1000C .
Untuk perancangan ini dipilih proses esterifikasi menggunakan proses krupp karena proses ini memiliki beberapa keuntungan, yaitu :
a. Bahan baku mudah diperoleh dari dalam negeri.
b. Bahan pembantu yang digunakan lebih sedikit ( resin asam).
c. Temperatur yang digunakan relative rendah.
d. Kemurnian produk sebesar 99,8%
1.4.2. Kegunaan Produk
Etil asetat adalah cairan tidak berwarna, merupakan senyawa yang mudah terbakar dan mempunyai resiko peledakan ( eksplosive ). Adapun kegunaan etil asetat dalam industri sebagai berikut :
- Bahan pelarut cat dan bahan pembuat plastik.
- Coextractant bagi senyawa lemak, kamfer, dan bahan – bahan anti biotik.
- Bahan baku industri tinta cetak dan industri resin sintetis.
- Bahan baku industri parfum, flavour, kosmetik, sabun, dan minyak atsiri.
- Untuk kebutuhan industri farmasi.
1.4.3. Sifat Fisis dan Kimia Bahan Baku dan Produk
1.4.3.1. Bahan baku
- Etanol ( Ethyl Alkohol )
1. Sifat Fisis
§ Titik didih (Td) : 78,4 0C ( 1 atm )
§ Warna : Tidak Berwarna
§ Rumus molekul : C2H5OH
§ Berat molekul (BM) : 46,09
§ Berat jenis (r) : 0,78506 gr/cm3 (25 0C)
2. Sifat Kimia
· Dehidrasi
Etanol adalah senyawa organik sintetis. Apabila mengalami dehidrasi akan membentuk etilen.
acid
· Etanol dapat dibuat dari etilen dengan katalis H2SO4
98% H2SO4 H2O heat
· Sifat kimia etanol terutama dalam hubungannya dengan gugus hidroksil misalnya reaksi dehidrasi, dehidrogenasi, oksidasi, dan esterifikasi. Atom hidrogen ini dapat diganti dengan logam aktif misalnya natrium, kalsium, dan kalium, serta menghasilkan logam ethoksida seperti pada reaksi berikut ini :
· Reaksi antara etil alkohol dan asam klorida dengan katalis zeng klorida pada suhu 1600 – 190 0C dan tekanan 2 atm, akan menghasilkan etil klorida dan air.
- Asam Asetat
A. Sifat Fisis
§ wujud : Cair
§ Warna : Tidak berwarna
§ Rumus Molekul : CH3COOH
§ Titik didih (Td) : 118,1 0C ( 1 atm )
§ Titik Leleh : 16,7 OC ( 1 atm )
§ Temperatur Kritis : 321,6 OC
§ Tekanan kritis (Pc) : 57,2 atm
§ Berat molekul (BM) : 60,05 gr/mo
§ Berat jenis (r) : 1,044 gr/cm3
B. Sifat Kimia
§ Esterifikasi
Asam asetat direaksikan dengan etanol menggunakan katalisator asam kuat
( asam kuat yang digunakan sebagai katalisatornya dapat berupa larutan asam sulfat ) membentuk etil asetat yang fase zat pereaksi dan produk adalah cairan.
H+
§ Dapat membentuk garam asetat jika direaksikan dengan Zn.
§ Apabila bereaksi dengan benzoeriklorida dalam fase cair akan membentuk asetil klorida.
§ Konversi ke klorida – klorida asam
50 0C
Acethyl Chlorida
§ Substitusi dari alkil/aril group
Cl2, P Cl2, P Cl2, P
kloroasetic acid dikloroasetic acid
§ Reaksi dari halida dengan ammonia
Cl, P NH3 H+
Cloroasetic acid Aminoasetic acid
1.4.3.2. Produk
Etil asetat
A. Sifat Fisis :
§ Wujud : Cair
§ Warna : Tidak Berwarna
§ Titik didih (Td) : 77,1 0C ( 1 atm )
§ Temperatur kritis (Tc) : 250,1 0C
§ Tekanan kritis (Pc) : 37,8 atm
§ Berat molekul (BM) : 88,11 gr/mol
§ Berat jenis (r) : 0,902 gr/cm3 (20 0C)
§ Specific gravity (Sg) : 0,902 (200C)
§ Viscositas : 0,455 cp (20 OC)
B. Sifat Kimia
· Etil asetat adalah senyawa yang mudah terbakar dan mempunyai resiko peledakan (eksplosive).
- Membentuk asetamid jika diammonolisis.
- Apabila direaksikan dengan sodium etoksida membentuk etil asetoasetat yang dikenal dengan Clasein Condensasi.
- Akan membentuk etil benzoil asetat bila bereaksi dengan etil benzoat
Ethyl Benzoate Etil asetat Ethyl Benzoalacetate
1.4.4. Tinjauan Proses Secara Umum
Bahan baku yang digunakan dalam pembuatan etil acetat adalah asam acetat dan etanol. Etanol diperoleh dari dalam negeri dengan kemurnian 96% berat, sedangkan asam acetat didapat dari dalam negeri dan sebagian di impor dengan kadar 99,8 % berat
Umpan segar ethanol dan asam acetat dimasukkan dalam reaktor. Reaktor beroperasi pada suhu 99 – 100 OC dan tekanan 1,5 atm dengan katalis resin asam polystyren divinyl benzen. Reaksi bersifat endotermis reversibel terjadi dalam reaktor fixed bath katalitik. Ratio asam acetat dan etanol yang masuk reaktor sebesar 1 : 2 dengan konfersi sebesar 67 % ( didasarkan ethanol)
Pemurnian dilakukan agar didapat produk yang sesuai dengan spesifikasi perdagangan. Pemurnian ini terjadi berturut turut dalam kolom destilasi 1, kolom destilasi 2 dekanter, kolom destilasi 3 dan kolom destilasi 4
MOhon maaf, boleh saya lihat laporan pra rancangan pabriknya secara keseluruhan ? untuk keperluan referensi. Terimakasih banyak sebelumnya
BalasHapus