BAB I PENDAHULUAN
1.1.
Latar Belakang
Pendirian pabrik kimia adalah bagian dari usaha pembangunan ekonomi jangka panjang yang diarahkan untuk menciptakan struktur ekonomi yang lebih kokoh dan seimbang, yaitu struktur ekonomi dengan titik berat industri maju yang didukung oleh sektor-sektor lain. Dengan mulai berlakunya Masyarakat Ekonomi Asean (MEA), kita dituntut untuk bisa bersaing dengan negara-negara ASEAN lainnya dengan terus berkreasi dan berinovasi sehingga dapat menghasilkan produk yang mempunyai pangsa pasar, daya saing tinggi, efektif dan efisien, namun tetap ramah lingkungan. Salah satu produk industri yang dibutuhkan saat ini adalah Dioctyl Phthalate (DOP) yang merupakan suatu senyawa yang banyak digunakan sebagai bahan pembantu dalam industri bahan-bahan plastik (plasticizer). Plasticizer juga digunakan dalam industri kulit imitasi, kabel, sol sepatu dan lain sebagainya. DOP mempunyai nama kimia yaitu di(2-ethylhexyl) phthalate, dan mempunyai rumus kimia C6H4[COOCH2CH(C2H5)C4H9]2. DOP berbentuk cairan agak kental yang berwarna jernih, mendidih pada temperatur 231 oC, serta tidak larut dalam air dan digunakan sebagai plastisizer untuk berbagai resin dan elastomer. Seiring bertambah banyaknya banyaknya industri-industri kimia, terutama industri bahan-bahan dari plastik (terutama yang terbuat dari PVC), kulit imitasi, kabel, sol sepatu dan lain sebagainya, kebutuhan akan DOP sebagai salah satu bahan plasticizer akan semakin meningkat. Sehingga penting adanya perencanaan pendirian pabrik Dioctyl Phthalate di Indonesia, untuk membantu menyediakan bahan pembantu dalam industri bahan-bahan plastik yang terbuat dari PVC dan pada industriindustri lain. Diharapkan, hasil produksi DOP juga dapat menjadi komoditi ekspor.
1
1.2.
Kapasitas Rancangan
Penentuan kapasitas produksi mempengaruhi perhitungan teknis maupun ekonomis dalam perancangan suatu pabrik. Untuk menentukan kapasitas produksi suatu pabrik,harus diperhatikan diperhatikan dari segi teknis yaitu peluang pasar dan dari segi ketersediaan bahan baku. Selain itu, penentuan kapasitas rancangan pabrik yang didirikan harus diatas kapasitas terkecil atau sama dengan kapasitas pabrik yang sudah berjalan. Diperkirakan pabrik Dioctyl Phthalate akan mulai didirikan pada tahun 2019 dan mulai beroperasi pada tahun 2021. Beberapa faktor yang mempengaruhi dalam menentukan kapasitas pabrik Dioctyl Phthalate yaitu sebagai berikut
1.2.1.
Prediksi kebutuhan Dioctyl Pthalate
Meskipun DOP telah diproduksi di dalam negeri, namun hingga kini Indonesia masih mengimpor komoditi tersebut. Selama tahun 2009 - 2018 jumlah impor terus mengalami Data impor komoditi dioctyl phthlate untuk kebutuhan dalam negeri Indonesia dapat dilihat pada Tabel 1.1. Tabel 1.1. Data Impor Impor DOP tahun 2009-2018 Tahun
Impor (Ton)
2010
4210
2011
4946
2012
6403
2013
5858
2014
4942
2015
7142
2016
10150
2017
17117
2018
18321 (www.bps.go.id www.bps.go.id,, 2019)
2
20000 18000 16000
y = 1,582.5553x 1,582.5553x - 3,178,328.0551 R² = 0.7752
14000 12000 10000 8000 6000 4000 2000 0 2009
2010
2011
2012
2013
2014
2015
2016
2017
2018
2019
Gambar 1.1. Kebutuhan Dioctyl Kebutuhan Dioctyl Phthalate di Indonesia tahun 2009 – 2018 2018 Berdasarkan data impor tahun 2009 – 2018 dapat diprediksi kebutuhan Dioctyl pthalate di Indonesia dengan menggunakan persamaan linear dan perhitungannya sebagai berikut: Y = a + bX Keterangan : Y
= kebutuhan Dioctyl pthalate
X
= tahun
a, b
= konstanta
Dari perhitungan didapat persamaan : Y =1.582,5553x – 3.178.328,0551 3.178.328,0551 Dari perhitungan di atas diperoleh persamaan garis lurus antara data tahun sebagai sumbu x dan data impor sebagai sumbu y yaitu : Y =1.582,5553x – 3.178.328,0551y. Dengan persamaan tersebut diperkirakan pada tahun 2021 Indonesia akan mengimpor DOP sebesar 20.016 ton. Diperkirakan kebutuhan DOP dunia akan terus meningkat dalam beberapa tahun mendatang berkaitan dengan berkembangnya industri plastik yang sedang berlangsung. Kebutuhan ekspor DOP dari beberapa negara di dunia disajikan dalam Tabel 1.2
3
Tabel 1.2 Data Kebutuhan Ekspor DOP Tahun 2017 Negara
Kebutuhan (Ton/Tahun) (Ton/Tahun)
China
58.742
India
12.600
Brazil
9.576
Australia
3.200
Sri Lanka
1.800
Vietnam
1.392
Venezuela
1.152
USA
529 (www.exportgenius.in www.exportgenius.in))
1.2.2.
Ketersediaan Bahan Baku
Pada pembuatan DOP, bahan baku yang digunakan terdiri dari Phtalic Anhydride (PAN) dan 2-Ethyl Hexanol (2-EH). Bahan baku diperoleh dari kerjasama dengan pabrik-pabrik terkait. Kebutuhan bahan baku PAN dapat terpenuhi dari beberapa pabrik lokal yang ada di Indonesia, yakni PT. Petrowidada Gresik dengan kapasitas 70.000 ton per tahun, PT. Petrokimia Nusantara Interindo Interindo Serang (Jawa Barat) dengan kapasitas 30.000 ton per tahun, dan PT. Petrochem Industri Serang (Jawa Barat) dengan kapasitas produksi 50.000 ton per tahun. Sedangkan untuk 2-Ethyl Hexanol diperoleh dari PT Petro Oxo Nusantara Gersik dengan produksi sebesar 135.000 ton per tahun. Dengan mengadakan kerjasama antara perusahaan tersbut diharapkan bahan baku dapat terpenuhi secara kontinyu. Kebutuhan masing-masing bahan baku untuk memproduksi Dioctyl Phthalate, yaitu Phthalic Anhydride (PAN) dan 2-Ethyl Hexanol (2-EH), dengan kapasitas 30.000 ton per tahun dapat ditentukan melalui perhitungan stoikiometri. Berikut adalah perhitungan kebutuhan bahan baku menurut perhitungan stoikiometri.
4
Reaksi: C6H4(CO)2O + C8H17OH
C6H4(CO2C8H17)2 + H2O
Perbandingan antara mol PAN, 2-EH, dan DOP = 1 : 2 : 1 30.000 /ℎ
= 76.813,544 kmol/tahun
Mol DOP
=
Mol PAN
= 1 x mol DOP
= 76.813,544 kmol/tahun
Mol 2-EH
= 2 x mol 2-EH
= 155.163,36 kmol/tahun
390,556 10− /
Kebutuhan PAN = 76.813,544 x 148,12x10 -3 ton/kmol = 11377,28
1.2.3.
Kapasitas Industri DOP yang Sudah Beroperasi Beroperasi
Di Indonesia, sudah ada beberapa pabrik yang memproduksi Dioctyl Phthalate, namun kebutuhan akan DOP setiap tahunnya semakin meningkat, baik dari dalam negeri maupun luar negeri, sehingga diprediksi kebutuhan impor akan meningkat pula. Berikut adalah beberapa produsen Dioctyl Phthalate yang ada di Indonesia.
Tabel 1.3 Data pabrik pabrik DOP di di Indonesia dan kapasitasnya Pabrik
Kapasitas (ton/tahun)
PETRONIKA,PT
30.000
SARIDAYA PLASINDO, PT
30.000
ETERINDO NUSA GRAHA, PT
66.000 (Kemenperin.go.id Kemenperin.go.id,, 2018)
Beberapa industri DOP yang besar yang ada di dunia antara lain: BASF SE (Jerman), ExxonMobil Corporation (AS), Eastman Chemical Company (AS), Evonik Industries AG (Jerman), LG Chem Ltd. (Korea Selatan), Aekyung Petrochemical Co. Ltd (Korea Selatan), UPC Technology Corporation (Taiwan), dan Nan Ya Plastics Corporation (Taiwan). (PR Newswire, 2015) Dengan mempertimbangkan data perkembangan kebutuhan impor DOP, ketersediaan bahan baku, serta kapasitas pabrik yang sudah beroperasi, maka dalam perancangan ini ditentukan pabrik yang akan didirikan sebesar 30.000 5
ton per tahun, dimana nantinya akan digunakan untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri juga ekspor. 1.3.
Penentuan Lokasi Pabrik
Lokasi suatu pabrik dapat mempengaruhi kedudukan pabrik dalam persaingan maupun penentuan kelangsungan hidupnya. Idealnya lokasi pabrik yang dipilih harus memungkinkan untuk memperluas dan memperbesar pabrik dan memberikan keuntungan jangka panjang, sehingga perlu dilakukan studi kelayakan dalam mempertimbangkan faktor-faktor penunjang yang mendukung kelangsungan pabrik. Pemilihan lokasi pabrik yang tepat, ekonomis dan menguntungkan dipengaruhi oleh banyak faktor. Beberapa faktor yang dapat menjadi pertimbangan dalam menentukan lokasi pabrik antara lain:
1.3.1.
Faktor Primer
Faktor ini secara tidak langsung mempengaruhi tujuan utama dari pabrik yang meliputi produksi dan distribusi produk yang diatur menurut macam dan kualitas, waktu dan tempat yang dibutuhkan konsumen pada tingkat harga yang terjangkau sedang pabrik yang masih memperoleh keuntungan yang wajar. Faktor primer ini meliputi: 1. Penyediaan Bahan Baku
Sumber bahan baku merupakan faktor yang paling penting dalam pemilihan lokasi pabrik, terutama pada pabrik dengan konsumsi bahan baku sangat besar. Dalam penyediaan bahan baku perlu diperhatikan harga bahan baku, jarak dari sumber bahan baku/ supplier, baku/ supplier, biaya transportasi, dan ketersediaan bahan baku yang berkesinambungan, karena sangat mempengaruhi biaya produksi. Lokasi pabrik dipilih di kawasan industry Cilegon. Lokasi ini dipilih didasarkan pada penyediaan salah satu bahan baku yang masih import (2- ethyl hexanol ) sehingga dapat didatangkan melalui pelabuhan Merak. Selain itu bahan baku lainnya yaitu PAN berasal dari pabrik yang berada di Cilegon. 6
2. Pemasaran Produk Untuk pemasaran produk, perlu memperhatikan letak pabrik dengan pasar yang membutuhkan produk tersebut guna menekan biaya pendistribusian produk ke lokasi pasar dan waktu pengiriman . Produk DOP yang dihasilkan terutama untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri diantaranya industri plastik dan cat, seperti industry Polyvinyl industry Polyvinyl Chloride (PVC) yang banyak terdapat didaerah Jawa Barat dan Banten, seperti PT. Statomer Serang, PT. Eastern Polimer Cilincang dan PT. Asahimas Subentra Chemical Serang. Serta dapat juga dijual ke luar negeri yang pengirimannya dapat secara langsung melalui pelabuhan Merak. 3. Transportasi Sarana transportasi diperlukan untuk mengangkut bahan baku dan memasarkan produk. Lokasi pabrik yang dibangun sangat bagus, karena daerah Cilegon dilengkapi dengan fasilitas jalan tol yang memudahkan transportasi darat dan adanya pelabuhan. Kedua sarana tersebut sangat menunjang dalam hal pengiriman bahan baku maupun produk. 4. Buruh dan Tenaga Kerja Jumlah ketersiediaan pekerja dan buruh merupakan faktor penting karena ini adalah bagian utama berjalannya pabrik, upah minimum daerah dan persaingan dengan industri lain harus diperhitungkan. Keterampilan, tingkat pendidikan, sosial masyarakat sekitar dan lain-lain harus menjadi bahan pertimbangan. 5. Utilitas Sarana utama utilitas yang diperlukan bagi kelancaran produksi DOP adalah energi listrik dan ketersediaan air. Kebutuhan energi listrik tidak dapat dibuat sendiri dikarenakan bukan pabrik yang berdasar hidrokarbon, sehingga penyediaan listri melalui Perusahaan Listrik Nasional (PLN) disamping tetap menggunkan generator cadangan apabila ada keadaan darurat dimana pasokan listrik dari PLN terhambat. Penyediaan air untuk air rumah tangga, air pendingin, air umpan steam, 7
bahan baku dalam jumlah besar harus dipenuhi dengan menggunakan menggunakan air tanah dan pengolahan air laut untuk menjadi air umpan bisa dilaksanakan apabila pabrik terletak dekat dengan pantai, sehingga persediaan air tetap terjaga apabila musim berubah dan air tanah terpaksa tidak dapat diandalkan. 6. Lahan Ketersediaan lahan yang cukup untuk pabrik dan sarana prasarana yang lain menjadi penting diperhitungkan apabila pabrik tersebut akan memenuhi
standar
kesehatan
dan
lingkungan,
rencana
untuk
pengembangan dan perluasan pabrik juga menjadi alasan lahan harus memadai untuk ditempati.
1.3.2.
Faktor Sekunder
1. Kondisi tanah dan daerah Kondisi tanah masih luas dengan struktur tanah yang padat dan datar. Kawasan ini memang khusus diperuntukkan untuk lingkungan industri yang mempertimbangkan beberapa aspek seperti sumber air, pencemaran lingkungan, kontur tanah, sumber daya manusia atau tenaga kerja, dan aspek – aspek aspek lainya. Kemudian didukung dengan iklim yang cenderung stabil untuk sepanjang tahun, sehingga pemilihan lokasi ini dapat menguntungkan. 2. Perluasan area pabrik Apabila permintaan terus bertambah dan kapasitas pabrik harus berkembang, maka pabrik harus meningkatkan kapasitas produksi dengan cara menambah alat atau ata u gedung baru. Sehingga perluasan pabrik akan dilaksanakan. Menurut data masih banyak lahan kosong di daerah Industri Gresik untuk diadakan perluasan. 3. Kebijakan pemerintah Kebijakan pemerintah, khususnya perhatian pemerintah daerah Jawa Timur terhadap industri cukup baik. Hal ini ditandai dengan 8
kebijaksanaan pengembangan indutri dalam hubunganya dengan pemerataan kesempatan kerja dan hasil – hasil pembangunan yang berhasil menumbuhkan menumbuhkan iklim investasi investasi yang yang baik di Provinsi Provinsi Jawa Timur. 4. Sarana penunjang lain Kawasan industri Gresik telah memiliki banyak fasilitas terpadu seperti perumahan, sarana kesehatan, rumah sakit, dan sebagainya. Dengan adanya sarana penunjang tersebut pada awal pendirian pabrik, perusahaan dapat mempergunakan fasilitas terpady tersebut untuk karyawannya sendiri. Beberapa lokasi ini memungkinkan dapat dijadikan sebagai salah satu lokasi pendirian pabrik DOP, yakni Gresik, Cilegon, dan Bontang. Dari ketiga lokasi tersebut, pemilihan terhadap lokasi terbaik dapat dilakukan dengan pemberian nilai yang ditinjau dari berbagai kriteria, sperti dekatnya lokasi dengan daerah pemasaran, tersedianya utilitas yang baik disekitar lokasi, adanya jalur transportasi yang baik di dekat lokasi, serta ketersediaan tenaga kerja disekitar lokasi pabrik. Berikut table penilaian dari tiga lokasi tersebut: Tabel 1.4 Penilaian Lokasi Pendirian Pabrik Berdasarkan Berbagai Kriteria Faktor
Lokasi Kawasan Cilegon
Kawasan Gresik
Kawasan Bontang
Jarak Bahan Baku
7
9
5
Jarak Pemasaran
9
9
7
Utilitas
8
8
8
Transportasi
8
9
7
Tenaga Kerja
9
8
7
Lahan
6
8
9
TOTAL
47
51
43
Berdasarkan Tabel 1.4., lokasi pendirian pabrik Dioctyl Phthalate dipilih di daerah Gresik, Provinsi Jawa J awa Timur. Kota Gresik merupakan salah satu wilayah industri terbesar di Indonesia. Kelebihan dari Gresik dibanding dua wilayah industri lainnya yaitu karena lokasi ini lebih mudah untuk 9
memperoleh bahan baku Phthalic Anhydride dari PT. Petro Widada dan 2 Ethyl Hexanol dari PT. Petro Oxo Nusantara, yang kedua perusahaan ini berada di daerah Gresik. Selain itu, untuk memperolah bahan penunjang seperti H2SO4 juga mudah karena dekat dengan PT. Petrokimia Gresik. Dari segi pemasaran wilayah Gresik memiliki jumlah industri plastik yang cukup banyak serta untuk sasaran pemasaran tidak hanya di wilayah sekitar pabrik namun hingga mancanegara khususnya kawasan ASEAN. Kawasan industri Gresik paling dekat dengan den gan PT. Pelindo III yang terletak di dekat kawasan industri Gresik, sedangkan untuk pemasaran dalam khususnya Pulau Jawa dapat menggunakan jalur Pantura sepanjang Pulau Jawa. Untuk penyediaan utilitas seperti pasokan listrik dari PLN dan generator pabrik sendiri. Daerah kawasan industri Gresik menjadi tempat tujuan pencari lowongan kerja, sebab kawasan industri tersebut sedang berkembang dan banyak industry yang sedang dibangun disekitar lokasi pendirian pabrik. Dengan kondisi tersebut pabrik yang akan didirikan di kawasan industri Gresik dapat ditunjang pemenuhan kebutuhan akan tenaga kerja.
1.4. Tinjauan Proses
Dioctyl Phthalate dihasilkan dari reaksi esterifikasi dengan katalis antara Phthalic Anhidride dengan 2-Ethyl Hexanol dengan menggunakan katalis asam sulfat (H2SO4) dengan konsentrasi 96 %. Reaksi yang terjadi melalui dua tahap : 1. Tahap pertama
Phthalic Anhidride
2-Ethyl Hexanol
Monoctyl Phthalate
Pada tahap pertama dijelaskan bahwa proses berlangsung secara cepat dan eksotermis. 10
2. Tahap kedua
Monoctyl Phthalate
2-Ethyl hexanol
DOP
Air
Pada tahap ini, terbentuk Dioctyl Phthalate yang disertai dengan pelepasan air. Reaksi pada tahap ini berjalan sangat lambat, dan memerlukan temperatur tinggi serta katalis.
1.4.1. Macam-macam Proses Pembuatan Dicotyl Phthalate
Proses pembuatan DOP secara umum dibagi menjadi dua macam proses yaitu proses batch dan proses kontinyu. Kedua proses tersebut t ersebut dapat dilakukan dengan atau tanpa adanya katalis, tentu dengan hasil konversi yang berbeda. Konversi yang dihasilkan tanpa menggunakan katalis yaitu sekitar 90%, dan konversi yang dihasilkan dengan menggunakan katalis yaitu 9899%. Pada proses dengan menggunakan katalis memiliki kelebihan yaitu temperatur operasi yang lebih rendah daripada tanpa menggunakan katalis. Berikut adalah beberapa proses pembuatan DOP ditinjau dari macam-mac am katalis. a. Proses Pembentukan DOP dengan Katalis Sulfuric Acid Proses pembentukan DOP dapat menggunakan katalis sulfuric acid (H2SO4) dan dapat menghasilkan konversi sekitar 98% - 99,5% dengan waktu esterifikasi yang singkat yaitu dibutuhkan sekitar 1,5 jam. Suhu yang digunakan untuk proses esterifikasi dengan katalis sulfuric acid juga tergolong rendah yaitu sekitar 100 oC hingga 200 oC. Pada proses ini jumlah katalis yang digunakan hanya sedikit yaitu sekitar 0,1 - 3% dari berat reaktan. Katalis H2SO4 dapat dibeli dari berbagai pabrik dan produsen bahan kimia di Indonesia. Namun, katalis ini tidak dapat digunakan kembali. (US Patent 4241261 and Li, et.al., 2007) 11
b.
Proses Pembentukan DOP dengan Katalis Titanium atau Zirconium Ester Proses pembentukan DOP dengan katalis Titanium akan menghasilkan konversi sekitar 98% - 99% dan waktu esterifikasi yang dibutuhkan sekitar 1,5 jam hingga 12 jam. Suhu yang digunakan untuk proses esterifikasi dengan katalis Titanium adalah 100oC - 200oC. Jika pembuatan DOP menggunakan katalis Titanium maka biaya yang dikeluarkan akan lebih tinggi karena harga katalis yang cukup tinggi dan katalis dibeli dari luar negeri sehingga dibutuhkan biaya transportasi yang lebih besar. Ditambah lagi, untuk pemisahan katalis dari produk akan menjadi sulit serta membutuhkan energi yang lebih besar. Jumlah katalis yang dibutuhkan
adalah sekitar 0,04 – 0,2% 0,2% berat reaktan. (US Patent 4241261 and Li, et.al., 2007) c.
Proses Pembuatan DOP dengan Katalis Ionic Liquid Proses esterifikasi dengan katalis Ionic Liquid menghasilkan konversi sekitar 86% - 99%. Suhu optimum yang digunakan untuk proses esterifikasi dengan katalis ini adalah sekitar 115oC - 125oC dan waktu yang dibutuhkan untuk proses esterifikasi sekitar 1,5 – 12 12 jam. Pemakaian katalis ini lebih
banyak daripada katalis-katalis yang lain yaitu yaitu sekitar 15% - 30% dari berat berat reaktan. Katalis ini dapat digunakan kembali hingga 6-8 kali. (Li, et.al., 2007) d.
Proses Pembuatan DOP Tanpa Menggunakan Katalis Proses pembuatan DOP dapat berjalan tanpa adanya kehadiran katalis.
Dengan suhu reaksi yang sama yaitu sekitar 115 oC – 125oC, waktu yang diperlukan untuk membuat DOP menjadi sangat lama yaitu sekitar 12 jam, dan konversi yang dihasilkan yaitu hanya sekitar 32%. Maka dari itu pembuatan DOP lebih baik jika menggunakan katalis agar a gar mempersingkat waktu operasi dan meningkatkan konversi produk. (Li, et.al., 2007) Berdasarkan berbagai pertimbangan seperti yang dijelaskan diatas, maka dipilih katalis yang akan digunakan adalah katalis sulfuric acid (H2SO4). Penjelasan diatas dapat disimpulkan dalam bentuk tabel seperti berikut. 12
Tabel 1.4 Pengaruh Katalis Terhadap Waktu Tinggal, Suhu Operasi dan Konversi Katalis Parameter
Konversi
Sulfuric Sulfuri c A cid
Titanium E ste ster
I onic Liqu L iquii d
Tanpa Katalis
98-99%
98-99%
86-99%
32%
Suhu Operasi
100oC-200oC
100oC-200oC
115oC-125oC
115oC-125oC
Waktu Reaksi
1,5 jam
1,5 - 12 jam
1,5 - 12 jam
12 jam
0.1%-3%
0.04%-0.2%
15%-30%
Pemakaian (% berat reaktan)
1.4.2. Kegunaan produk
Dioctyl Phthalate Phthalate digunakan sebagai bahan plasticizer bahan plasticizer yang yang merupakan bahan kimia tambahan dalam memproduksi plastik. Peran DOP dalam produksi plastik yaitu untuk memberikan tekstur kekenyalan atau keliatan agar barang – barang barang yang terbuat dari plastik menjadi kenyal atau liat, mudah dibentuk dan tidak mudah pecah/patah. Pengaplikasiannya dapat digunakan untuk bahan bahan pembantu pada pembuatan barang – barang barang plastik seperti kulit imitasi dari jenis PVC, kabel listrik, pipa PVC, sol sepatu, dan sebagainya.
13
