Kemajuan ini tampak dengan semakin banyak berdirinya berbagai pabrik yang yang mengol mengolah ah bahan bahan mentah mentah menjadi menjadi bahan bahan jadi ataupu ataupun n setenga setengah h jadi. jadi. Tetap Tetapii tidak tidak diimba diimbangi ngi dengan dengan ketersed ketersediaa iaan n bahan bahan baku baku maupun maupun produk produk kimia kimia sehingg sehinggaa masih masih mengan mengandalk dalkan an impor impor untuk untuk memenu memenuhi hi kebutu kebutuhan han dalam negeri. Salah satunya adalah industri Formaldehida yang sampai saat ini masih belum mencukupi kebutuhan dalam negeri. Hal ini dapat dilihat berdasarkan data dari BPS pada tahun 2!" yang menunjukkan bah#a konsumsi Formaldehida dalam negeri sebesar $$%." ton&tahun' sedangkan di Indone Indonesia sia hanya hanya dapat dapat mempro memproduk duksi si Formal Formaldeh dehida ida sebesar sebesar ((.$ ((.$ ton& ton&ta tahu hun. n. Berd Berdasa asark rkan an data data terseb tersebut ut maka maka pabr pabrik ik Form Formald aldeh ehid idaa perlu perlu didirikan didirikan di Indonesia. Indonesia. )aka dari itu produk produk yang dihasilkan dihasilkan dari dari pabrik yang dirancang ini bertujuan untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri. Formaldehida merupakan senya#a kimia dari gugus aldehida yang paling sederhana tetapi mempunyai nilai yang strategis dalam perkembangan dunia industri' industri' karena banyak industri industri yang menggunakan menggunakan *ormaldehid *ormaldehidaa sebagai sebagai bahan bakunya. Formaldehid dapat digunakan dalam industri pembuatan plastik' produk kayu' urea *ormaldehida' resin *enol *ormaldehida' resin melamin *ormaldehida' resin asetal' para*ormaldehida. +Kirk , Othmer ' -ol. !!' Hal. $%/
1.2 Kapasitas Produksi
Pemilihan kapasitas produksi berdasarkan pertimbangan0pertimbangan sebagai berikut1 !. Kebutuhan *ormaldehid di Indonesia Kebutuhan *ormaldehid di Indonesia akan terus meningkat sejalan dengan perkembangan industri kimia di Indonesia. umlah kebutuhan *ormaldehid di Indonesia dapat dilihat pada tabel !.! 1 Tabel 1.1. Data Impor Formaldehid
Tahun
2!! 2!2 2!(
Impor Formaldehid +Ton&tahun/
22.2(! 3(.24 !3.%$2
Sumber: BPS dari tahun 2008-2013.
2. Kapasitas pabrik *ormaldehid yang sudah ada. Tabel 1.2. Kapasitas Produksi Pabrik Formaldehid di Indonesia
Kapasitas +ton&tahun/
Produsen
2
2!
2!!
2!2
2!(
PT. 5rjuna 6tama Kimia
2."
2.
(.
("."
(".
PT. Korindo 5badi
(".
(3.
$.
$.
$".
PT Bela#an 7hemical Industri
!.
!!.
!(.
!%.
!%.
Total
!"4."
!43.
2. Sumber: Data Produksi Formaldehid BPS dari tahun 2008-2013 .
2$."
2".
(. Kabutuhan konsumsi *ormaldehid di Indonesia Tabel 1.3 Konsumsi formaldehid di Indonesia
Tahun 2
Kapasitas +ton&tahun/ !3.3$
2!
!".$4
2!!
2(.2(
2!2
2".$$
2!( Total
2%."3 !.32.""
Sumber: Data Produksi Formaldehid BPS dari tahun 2008-2013.
1.3. Pemilihan Lokasi
6ntuk pembuatan pabrik *ormaldehid dengan bahan baku metanol' dipilih ( +tiga/ lokasi1 Bontang' Sangatta' dan Tenggarong. Ketiga lokasi tersebut dinilai dari potensi bahan baku' tenaga kerja' sarana transportasi dan utilitas sehingga dapat dilihat pada tabel !.(1
Tabel 1.3. Pemilihan Lokasi Pembuatan Pabrik Formaldehid
5lternati* 8okasi
Faktor0*aktor yang diperlukan
umlah
!
2
(
$
Bontang
"
$
$
(
!4
Sangatta
$
(
(
(
!$
Tenggarong
(
(
$
$
!$
7atatan1 +!/ 1 Potensi Bahan Baku +2/ 1 Tenaga Kerja +(/ 1 Transportasi +$/ 1 6tilitas Skor 1 9ilai !0"
:ari data di atas disimpulkan alternati* lokasi yang dipilih adalah Bontang. Bahan baku sangat penting maka berbobot $' tenaga kerja (' transportasi 2 dan utilitas ! sehingga nilainya berubah yang dapat dilihat pada tabel !.$1 Tabel 1.. !lternatif Lokasi Pembuatan Pabrik Formaldehid
5lternati* 8okasi Bontang Sangatta Tenggarong
umlah
Faktor0*aktor yang diperlukan !
2
(
$
";$<2 $;$
$;(
$;2<3 (;2<4 $;2<3
(;!<( (;!<( $;!<$
(;(< (;(<
$( ($ ((
Pemilihan lokasi pabrik didasarkan atas pertimbangan tujuan utama mencapai keuntungan baik dari sisi teknis maupun ekonomi. :imana suatu pabrik akan sangat berpengaruh terhadap kelangsungan dan perkembangan pabrik' dari data di atas maka dipilih untuk mendirikan pabrik di Bontang' Kalimantan Timur. Beberapa alasannya adalah sebagai berikut1 !. Bahan baku
Bahan baku untuk memproduksi formaldehida adalah methanol
milik
PT.
Kaltim
)ethanol
Industri
Dengan
mendekatkan lokasi pabrik dengan sumber bahan baku yaitu PT Kaltim Metanol Indonesia maka akan menekan seminimal mungkin biaya pengangkutan dan transportasi bahan baku menuju tempat pengolahan. 2. Tersedianya air dan energi Penyediaan air untuk proses' air pendingin dan untuk kebutuhan lainnya' tidak mengalami kesulitan' karena dekat dengan sungai dan laut. (. Sarana transportasi dan in*rastruktur
Sarana transportasi darat yang memadai serta terletak didekat pantai' dan dapat dibangun suatu pelabuhan. Sehingga' pemenuhan bahan baku maupun pemasaran produk dapat berlangsung dengan mudah. $. Pemasaran Kebutuhan *ormaldehida sebagai bahan utama dan pembantu dalam proses0proses pabrik kimia di Indonesia masih sangat dibutuhkan. Produk *ormaldehida yang dihasilkan dipabrik ini direncanakan untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri' yaitu akan digunakan sebagai bahan intermediate pada pembuatan phenol ormaldehida! urea ormaldehida! melamine ormaldehida yang digunakan sebagai perekat pada industry pl"#ood . ika kebutuhan pasar dalam negeri telah terpenuhi' maka produk *ormaldehida tersebut dapat juga dengan mudah untuk dapat dipasarkan di pasar internasional atau diekspor. ". Tenaga Kerja Banyak tersedia tenaga ahli karena pendidikan dan ekonominya cukup stabil. :an juga merupakan daerah yang menarik para tenaga kerja dari luar daerah.
1.. Informasi "mum Proses
5da beberapa jenis proses yang dapat digunakan untuk membuat *ormaldehida. Proses0proses tersebut +Kirk and =thmer'!$/ adalah 1 a. $omplete $on%ersion o ðanol $omplete $on%ersion o ðanol adalah merupakan salah satu proses dehidrogenasi dan oksidasi dengan katalis perak yang berbentuk kristal. Katalis perak ini dapat diregenerasi setelah (0$ bulan. :imana reaksinya terjadi pada suhu sekitar 430%2o7' dengan kon>ersi metanol kurang lebih %03?. Pada pelaksanaannya proses ini memakai unit0unit proses >apouri@er' reaktor dan kolom absorpsi. 5#alnya umpan metanol0air
masuk secara bersama0sama ke %apouri'er untuk diuapkan' selanjutnya dile#atkan bedreaktor yang berisi kristal perak' dimana di reaktor ini terjadi reaksi oksidasi metanol menjadi *ormaldehida. Kemudian hasil umpan produk keluar reactor dialirkan ke kolom absorpsi untuk menyerap *ormaldehida dengan menggunakan pelarut air. Hasil akhir umpan produk keluar kolom adsorpsi mengandung *ormaldehida sampai "? +berat/ dan "ield proses 3'"0'"? +mol/ b. Proses sil>er atau perak (Sil%er $atal"st Proses) Proses ini hampir sama dengan proses $omplete $on%ersion o ðanol. Perbedaanya reaksi di proses ini terjadi pada suhu "04" o7' dengan kon>ersi methanol %%03%? dan yield !?02? mol. Pada pelaksanaannya proses ini memakai unit0unit proses hampir sama dengan proses complete *on%ersion o methanol yaitu %apouri'er ' reaktor dan kolom absorpsi. 5#alnya umpan metanol0air masuk secara bersama0sama ke e>aporator untuk diuapkan' selanjutnya dile#atkan bed0reaktor yang berisi kristal perak. :i reaktor ini terjadi reaksi oksidasi metanol menjadi *ormaldehida. Kemudian hasil umpan produk keluar reaktor dialirkan ke kolom absorpsi untuk menyerap *ormaldehida dengan menggunakan pelarut air untuk menjadikan produk *ormaldehida c. Proses Formo; + Formo+ Pro*ess/ Proses *ormo; adalah proses pembuatan *ormaldehida dengan menggunakan metanol dan katalis memakai katalis ,ron &ol"bdenum O+ide +katalis oksida besi/. Proses ini beroperasi pada suhu 2"02 o7' dan tekanan !0!'" atm. 5#alnya metanol uap dicampur dengan udara dan gas re*"*le kemudian direaksikan dengan katalis iron-mol"bdenum o+ide +Fe2=()o=(7r 2=(/ dalam sebuah reaktor i+ed bed multitube Katalis ini .
dapat berumur sampai dengan !3 bulan. Kon>ersi yang diperoleh mencapai 3'$? dengan yield *ormaldehid sekitar 33?0!? mol. Aas yang keluar dari reaktor pada suhu 24 o7' didinginkan sampai suhu % o7 sebelum memasuki absorber. +http:###.ree#ebs.*omkimia2topikmin//u.htm/
:ari berbagai macam proses di atas' dalam perancangan pabrik *ormaldehid ini menggunakan proses metal o+ide dengan pertimbangan antara lain +)c. Ketta' !%%/ 1 • • • • •
Kon>ersinya lebih tinggi 3? Suhu lebih rendah yaitu sekitar (0$o7 ield lebih tinggi yaitu $'$? 6mur katalis lebih lama yaitu !20!3 bulan Biaya proses lebih murah
B!B II "#!I!$ P#%&'&
2.1 Bahan Baku dan Produk 2.1.1 &pesifikasi Bahan Baku
!. )etanol Cumus molekul
1 7H (=H
Berat molekul
1 (2'$2 gr&mol
Titik :idih
1 4$'%D7
Tc
1 2$'%D7
Pc
1 %3'" atm
EH* pada 2"D7 +kcal&gmol/ iuid
1 0!%'(4 cal&mol
apor
1 0$3'! cal&mol
Kemurnian
1 '3"? berat
Impuritis 1 H2=
1 '!"? berat
Bentuk
1 cair +=thmer' -ol. !/
2. 6dara ujud
1 gas
arna
1 tak ber#arna
Bau
1 tak berbau
Komposisi
1 =ksigen
2'$4 G '2 ? mol
9itrogen
%3'3$ G '$ ? mol
5rgon
'($ G '! ? mol
Karbon dioksida
'(( G '( ? mol
Aas lain
G '( ? mol +=rthmer' -ol. !%/
2.1.2 &pesifikasi Produk
Formaldehid +dalam bentuk *ormalin/ Cumus )olekul
1 7H=H
Berat )olekul
1 ( g&gmol
ujud
1 cairan
arna
1 jernih
Bau
1 menyengat
Titik didih
1 o7
:ensitas pada !3o7
1 !'!! g&cm (
-iskositas pada (o7
1 2 cP
Panas enis
1 '3 kal&go7
Komposisi
1 Formaldehid
(% ? berat
5ir
42'" ? berat
)etanol
'" ? berat +)c Ketta' !3(/
2.1.3 &pesifikasi Bahan Pembantu
!. Katalis + ,ron mol"bdenum/
ujud
1 padat
arna
1 putih keabu0abuan mengkilap
Bentuk
1 pressed rin/
:ensitas
1 !'3!3 g kat&cm(
:imensi
1 =: $'" mm I: !'% mm H $ mm
Komposisi
1 )o=( 303! ? berat Fe2=( !$0!" ? berat 7r 2=( $0" ? berat
Porositas bed
1 '$
:ensitas bulk
1 '3$% g kat&cm( reaktor +Paula' 5 dkk' 2"/
2. 5ir Cumus )olekul
1 H2=
Berat )olekul
1 !3 g&gmol
-iskositas pada 2"o7
1 !$4'( cP
:ensitas pada 2" o7
1 '3% g&cm ( +=rthmer' -ol. 2"/
2.2 "raian Proses
Proses pembuatan *ormaldehid dari metanol dan udara dengan katalis iron mol"bdenum berdasarkan pada reaksi oksidasi. Ceaksi yang terjadi sebagai berikut 1 7H(=H +g/ =2 +g/
H7H= +g/ H2= +g/
Ceaksi berlangsung dalam *ase gas dengan katalis padat dan bersi*at eksotermis. =leh karena itu reactor yang dipilih adalah reactor i+ed bed multi tube. Bahan baku dalam pembuatan *ormaldehid adalah metanol dan oksigen. 6mpan pertama adalah methanol yang diambil dari tangki penyimpanan pada kondisi cair temperature ( o7 dan tekanan ! atm. )etanol diumpankan ke
dalam %apori'er menggunakan pompa sehingga tekanan umpan metanol naik sampai dengan !'( atm. Pada alat %apori'er! metanol diubah *asenya dari bentuk cair ke bentuk gas pada suhu %!'" o7 dan sebagai pemanas digunakan adalah panas produk keluaran dari reaktor. 6mpan kedua yaitu oksigen didapat dari udara lingkungan sekitar. 6dara ini dile#atkan pada *ilter untuk memisahkan debu dan tetes yang ada dalam udara. 6dara dengan tekanan ! atm dan temperature (o7 diumpankan menggunakan blo#er sehingga tekanan udara naik sampai dengan !'( atm. 6dara ini akan bercampur terlebih dahulu dengan /as re*"*le dari absorber di dalam mi;er. 7ampuran itu akan dipanaskan dengan menggunakan HJhingga suhu keluaran !o7. 6mpan udara selanjutnya akan di campurkan dengan uap methanol di dalam mi;er. 7ampuran itu akan dipanaskan kembali dengan menggunakan HJ dengan suhu keluaran mencapai
2D7.
Pemanas
yang digunakan
untuk memanaskan umpan adalah produk keluaran reaktor. 7ampuran itu kemudian dipanaskan lagi dengan menggunakan *urnace hingga mencapai suhu operasi reaktor yaitu ($D7. Pembentukan Formaldehida dengan umpan metanol dan oksigen yang telah dikondisikan akan bereaksi didalam
reaktor *i;ed bed
multitube.
Ceaksi oksidasi metanol menghasilkan *ormaldehid pada reaktor *i;ed bed multitube berlangsung dalam *ase gas pada suhu ($D7 dan tekanan !'( atm. 6mpan masuk ke dalam reaktor melalui tube0tube yang berisi katalis. Katalis yang digunakan adalah iron mol"bdenum o+ide yang memiliki masa akti* sampai dengan !3 bulan. Ceaksi oksidasi metanol berlangsung secara non isotermal dan non adiabatis. Ceaksi oksidasi metanol merupakan reaksi eksotermis' sehingga selama reaksi berlangsung akan dilepas
sejumlah
panas.
Kenaikan
temperatur yang terjadi didalam reaktor sangat tidak diinginkan sehingga dibutuhkan medium pendingin untuk menyerap panas yang terjadi selama reaksi berlangsung. =leh karena itu digunakan jacketed >essel reaktor dengan media pendingin berupa do#nterm 5. Pendingin ini akan
mempertahankan kondisi operasi reaktor pada suhu ($D7 dengan tekanan !'( atm. Selain itu dari reaktor akan disirkulasikan *lue gasnya untuk membuat steam di #aste heat boiler. Pada temperatur ($D7 dan tekanan !( atm' kon>ersi metanol bisa mencapai ?. Temperatur sangat mempengaruhi kon>ersi yang terbentuk. =leh
karena itu
medium pendingin
sangat
berperan
penting untuk
mencegah terbentuknya reaksi samping yang tidak diinginkan. Pada.tahap pemurnian produk dimaksudkan untuk memisahkan = 2' 92' 7=2' 5r' 7= dari produk reactor dan memisahkan larutan *ormaldehid dari asam *ormiat untuk diambil sebagai produk. Produk
yang keluar dari
reaktor +($D7/ harus segera didinginkan
untuk menghindari terbentuknya reaksi samping. Pendinginan dilakukan di
alat
heat
e;changer. Pada Heat J;changer produk dari reaktor
diman*aatkan untuk menaikkan temperatur dari umpan yang mau masuk reaktor. Keluaran
heat
e;changer yang bersuhu
!4('D7
didinginkan
kembali sebelum masuk kedalam absorber sampai bersuhu !!D7 dengan menggunakan cooler. Pendingin pada alat cooller digunakan cooling #ater bersuhu (D7. Produk reaktor di masukkan kedalam absorber pada suhu !!D7 dan tekanan !'( atm. Komponen = 2 dan 92 dipisahkan dari produk reaktor pada alat pemisah absorber dengan pelarut air dengan suhu masuk ((D7. 5ir masuk dan disemprotkan dari atas absorber. 5bsorber bekerja berdasarkan si*at kelarutan dimana *ormaldehid dan metanol akan larut dalam air' sedangkan = 2' 92' 7=2' 5r' 7= tidak larut dalam air. Aas yang tidak terserap oleh absorber akan direcycle kembali sebagai umpan dan sebagian dibuang. Produk ba#ah dari absorber yang berusuhu
3D7 akan
hingga suhu produk
didinginkan kembali dengan menggunakan cooler mencapai
$D7.
Produk
tersebut
kemudian
dile#atkan ion e;changer yang bertujuan untuk menyerap asam *ormiat. Produk keluaran dari ion e;changer merupakan produk *ormaldehid dengan kadar (%?.
