Prarancangan Pabrik Formaldehid dari Gas Alam Kapasitas 250.000 Ton/Tahun Jurusan Teknik Teknik Kimia Fakultas Fakultas Teknik Universitas Gadjah Gadjah Mada
BAB I PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Indonesia
sebagai
negara
berkembang
sedang
menggalakkan
pembangunan pembangunan di bidang industri. Dengan Dengan pro gram alih teknologi, perkembangan industri di Indonesia khususnya industri kimia mengalami peningkatan yang cukup pesat baik secara kuantitatif maupun kualitatif. Sikloheksana merupakan senyawa organik yang termasuk dalam senyawa turunan dari benzena. Sikloheksana yang mempunyai rumus molekul C 6H12 berwujud cair pada temperatur kamar dan tekanan atmosferis. Sikloheksana mudah terbakar dan termasuk dalam sikloalkana. Hampir sebagian besar sikloheksana digunakan sebagai bahan baku pembuatan asam adipat adipat untuk nylon 66 dan caprolactam untuk nylon nylon 6. Dari total produksi sikloheksana, jumlah penggunaannya penggunaannya untuk adipic acid sekitar 52%, caprolactam 19%, 1,6- Hexamethylenediamine (HMDA) 4%. Sikloheksana juga
digunakan sebagai solvents untuk cellulose ethers, resin, lilin, lemak, minyak, bitumen, penghapus cat, dan karet, dan da n sebagian kecil digunakan sebagai s ebagai reaksi pengencer pada proses proses polimer (Mc Ketta, 1982). Dewasa ini produk aromatis di berbagai negara semakin berkembang. Konsumsi produk semakin meningkat dari tahun ke tahun. Di Indonesia, industri sikloheksana diperkirakan diperkirakan akan menjadi industri yang bernilai strategis.
Sikloheksana sendiri menjadi kebutuhan yang sangat penting mengingat bahan ini merupakan bahan baku berbagai produk turunanny turunannya. a.
Adapun
pertimbangan penentuan kapasitas pabrik dapat dapat dilihat dari faktor-faktor berikut berikut :
1.
Potensi dan Permintaan Pasar
Sikloheksana merupakan produk yang sangat penting, karena saat ini banyak industri yang membutuhkan produk tersebut, terutama industri penghasil adipic acid untuk nylon 66 dan caprolactam untuk nylon 6,
Tira Karawuri Nuri Narulita
07/257753/TK/33533 07/257753/TK/ 33533 08/265701/TK/3379 08/265701/TK/33797 7
1
Prarancangan Pabrik Formaldehid dari Gas Alam Kapasitas 250.000 Ton/Tahun Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Gadjah Mada
sehingga industri sikloheksana ini cukup strategis, mengingat Indonesia merupakan negara yang berkembang. Produksi dan konsumsi sikloheksana secara global pada tahun 2010 sekitar 4.6 juta metrik ton. Pada tahun 2010 penggunaan sikloheksana rata-rata 72%, meningkat dari 67% pada tahun 2009. Konsumsi sikloheksana pada tahun 2010 diperkirakan telah meningkat hampir 10% dari 2009. Pertumbuhan ratarata 3.6% per tahun 2010 - 2015, dan 2.3% per tahun 2015-2020. Berdasarkan produksi sikloheksana secara global, disebutkan bahwa 63% dari permintaan sikloheksana berasal dari caprolactam untuk pembuatan nilon 6 sedangkan sisanya dikonsumsi oleh adipic acid untuk pembuatan nilon 6.6 (27%), sikloheksanon (6% ) dan lainnya (4%) (www.icis.com). Kebutuhan akan sikloheksana di pasaran dunia terus meningkat, di Indonesia industri-industri yang menggunakan sikloheksana juga terus meningkat, sehingga perlu adanya pemenuhan kebutuhan sikloheksana secara mandiri tanpa perlu mengimpor. Bahan baku (benzena) saat ini cukup melimpah dan selama ini kelebihan benzena tersebut masih untuk di ekspor. Hal ini menunjukkan bahwa adanya potensi untuk mendirikan pabrik sikloheksana, dimana saat ini belum ada pabrik sikloheksana di Indonesia yang berproduksi. Konsumsi dunia untuk sikloheksana dalam pie chart (www.ihs.com):
Tira Karawuri
07/257753/TK/33533
Prarancangan Pabrik Formaldehid dari Gas Alam Kapasitas 250.000 Ton/Tahun Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Gadjah Mada
2.
Kebutuhan Produk Sikloheksana
Indonesia saat ini masih mengimpor sikloheksana dari berbagai negara, seperti Jepang, Korea selatan, Taiwan, China, Singapura, Selandia baru, United States, Australia, India dan Jerman. Jumlah impor Indonesia dalam 3 tahun terakhir (BPS, Impor 2008 – 2010): Tahun
Net (Kg)
CIF (US $)
2008
347,227
554,371
2009
527,878
918,837
2010
745,969
1,534,873
Dari data di atas, dapat dilihat bahwa kebutuhan sikloheksana dari tahun ke tahun terus mengalami peningkatan, sehingga perlu ditentukan kapasitas produksi yang dapat memenuhi kebutuhan tersebut. 3.
Kapasitas Pabrik yang Sudah Ada
Sikloheksana merupakan salah satu komoditi dari negara maju karena produk tersebut sangat strategis. Banyak industri di dunia yang memproduksi karena permintaan pasar akan produk tersebut terus meningkat. Berikut merupakan daftar industri penghasil sikloheksana yang masih berproduksi beserta kapasitas yang ada (www.icis.com):
Perusahaan
Lokasi
Kapasitas, (ton/tahun)
Azot Cherkassy
Cherkassy, Ukraine
BP
Gelsenkirchen, Germany
140,000
Cepsa
Huelva, Spain
150,000
Chemko AS
Strazske, Slovakia
Tira Karawuri Nuri Narulita
07/257753/TK/33533 08/265701/TK/33797
60,000
90,000
3
Prarancangan Pabrik Formaldehid dari Gas Alam Kapasitas 250.000 Ton/Tahun Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Gadjah Mada
Al-jubail, Saudi Arabia
285,000
Port Arthur, Texas
414,000
Erdol-Raffinerie-Emsland
Lingen, Germany
260,000
ExxonMobil
Botlek, Netherlands
270,000
Fina Antwerp Olefins
Antwerp, Belgium
110,000
Grodno Azot
Grodno, Belarus
80,000
Holborn Refinery
Hamburg, Germany
63,000
Huntsman Petrochemicals
Wilton, UK
330,000
JSC Kuibyshevazot
Togliatti, Russia
120,000
Kemerovo Azot
Kemerovo, Russia
155,000
Lukoil Neftochim
Burgas, Bulgaria
PKN Orlen
Plock, Poland
120,000
Rivneazot
Rivne, Ukraine
30,000
Shchekinoazot
Shchekino, Russia
65,000
SSME Azot
Severodonetsk, Ukraine
50,000
ZA Pulawy
Pulawy, Poland
60,000
ZA Tarnowie-Moscicach
Tarnow, Poland
35,000
Chevron Phillips
50,000
Dari data di atas, dapat dilihat bahwa kapasitas produksi pabrik sikloheksana berbeda-beda di berbagai negara. Kapasitas produksi terbesar yaitu pabrik Chevron Phillips Port di Arthur, Texas sebesar 414,000 ton dan kapasitas terkecil yaitu pabrik Rivneazot di Rivne, Ukraine sebesar 30,000 ton. Berdasarkan pertimbangan-pertimbangan yang ada, maka ditentukan kapasitas pabrik yang akan dirancang sebesar 95,000 ton/tahun. Dikarenakan jumlah bahan baku yang ada saat ini (yang telah berproduksi) dapat
Tira Karawuri Nuri Narulita
07/257753/TK/33533 08/265701/TK/33797
4
Prarancangan Pabrik Formaldehid dari Gas Alam Kapasitas 250.000 Ton/Tahun Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Gadjah Mada
memenuhi kebutuhan untuk memproduksi sikloheksana dengan kapasitas tersebut. Kapasitas ini diharapkan menjadi kapasitas yang optimum sehingga dapat memenuhi kebutuhan dalam negeri maupun untuk keperluan ekspor yang dapat menambah pendapatan negara. B. Tinjauan Pustaka
Ada beberapa jenis proses yang dapat digunakan untuk membuat formaldehyde. Proses-proses tersebut (Kirk and Othmer, 1994) adalah
1. Fractional Distillation from Crude Oil Kemurnian sikloheksana yang rendah dapat diperoleh dari pemungutan fraksi minyak bumi dan catalytic reformer effluent (Kirk and Othmer, 1980). Sikloheksana yang terkandung pada crude oil sekitar 0.5 – 1 %. Sikloheksana
dapat
diperoleh
dengan
proses
distillasi
dengan
cara
memisahkannya dari komponen lainnya. Dengan proses ini dapat diperoleh kemurnian
sikloheksana
sekitar
85%.
Dengan
proses
pemungutan
sikloheksana dari crude oil ini diperoleh jumlah produk yang sedikit, sehingga proses ini jarang digunakan dalam skala industri dan tidak dapat mengalami peningkatan kapasitas (Mc Ketta, 1982). 2. Proses Hidrogenasi Benzena Hampir sebagian besar proses produksi sikloheksana di dunia dengan hidrogenasi benzena, Kemurnian produk sikloheksana yang tinggi dapat diperoleh dengan proses ini. Reaksi hidrogenasi benzena merupakan reaksi katalitik dengan katalisator nikel yang di support dengan alumina. Reaksi dapat dilakukan pada fasa gasgas atau fasa gas-cair, pada suhu antara 250 0C – 350 0C dan tekanan antara 20 – 30 atm( Kirk and Othmer, 1980). Reaksi yang terjadi :
C 6 H 6 g
Tira Karawuri Nuri Narulita
3 H 2 g C 6 H 12 g
07/257753/TK/33533 08/265701/TK/33797
(- H 91,500 BTU/lbmol)
5
Prarancangan Pabrik Formaldehid dari Gas Alam Kapasitas 250.000 Ton/Tahun Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Gadjah Mada
Reaksi yang terjadi sangat eksotermis sehingga perlu menjaga suhu reaksi dengan sangat baik, sebab suhu yang lebih tinggi dapat menyebabkan kesetimbangan reaksi bergeser dan kemurnian sikloheksana tidak tercapai, dan juga isomerisasi sikloheksana menjadi metil siklopentane dapat terbentuk (Mc Ketta, 1982). Dengan proses hidrogenasi benzena ini dapat diperoleh jumlah produk yang cukup besar sehingga cocok untuk diterapkan pada skala industri. Akan tetapi faktor safety sangat diperhatikan, mengingat kondisi operasi pada suhu dan tekanan tinggi serta sikloheksana yang sangat eksotermis dan mudah terbakar Dari pertimbangan-pertimbangan yang ada, maka proses yang dipilih dalam prarancangan pabrik sikloheksana adalah proses hidrogenasi dari benzene, dengan alasan : 1. Kemurnian produk sikloheksana yang diperoleh lebih tinggi 2. Cocok untuk produksi dengan kapasitas besar 3. Adanya recovery H2
Tira Karawuri Nuri Narulita
07/257753/TK/33533 08/265701/TK/33797
6
