BAB I PENDAHULUAN A. LATAR BELAKANG
Di Amerika Serikat pada akhir tahun 1990 hingga awal 2000, negaranegara dan Kongres Amerika Serikat menjadi sangat prihatin mengenai keberadaan MTBE (Metil Tersier Butil Eter) pada air tanah yang diambil dari kota-kota yang menghasilkan air minum mereka.MTBE mudah larut dalam air dan sulit diuraikan mikroorganisme serta bersifat karsinogenik.Jika tercecer ke tanah
dapat
mencemari
air
tanah
dan
membahayakan
kesehatan
manusia.Meskipun konsentrasi MTBE pada air tersebut lebih rendah dari yang diizinkan oleh EPA (Environmental Protection Agency), namun konsentrasi tersebut cukup untuk memberikan bau dan rasa tidak sedap pada air.(Gary , et al , 1921)
Oleh karena itu dilakukanlah berbagai penelitian untuk menggantikan MTBE tersebut. Ilmuwan Graham Edgar menambahkan senyawa n-heptana dan isooktana (2,2,4-trimetilpentana) dalam jumlah yang berbeda ke dalam bensin, dan menemukan bahwa knocking tidak terjadi ketika isooktana ditambahkan ke dalam bahan bakar bensin tersebut (Totten dkk, 2003) atau ketukan merupakan peristiwa terbakarnya campuran udara Knocking atau dan bahan bakar secara spontan (bukan karena percikan api dari busi) di dalam mesin akibat tekanan tinggi yang disebabkan oleh piston yang menekan
campuran tersebut hingga volumenya menjadi sangat kecil. Bahan bakar akan meledak dan terbakar tidak sesuai gerakan piston. Saat knocking terjadi, terdapat pembakaran campuran bensin dan udara yang terjadi sebelum waktunya saat dikompres, yang mengakibatkan hilangnya energi yang cukup banyak (efisiensi berkurang).Jika dibiarkan, knocking dapat menyebabkan kerusakan pada mesin.Sehingga dirasa perlu untuk memproduksi ‘antiknock ’ sebagai aditif pada bensin guna meningkatkan efisiensi mesin dengan
kompresi yang lebih tinggi, sekaligus mengurangi penggunaan bahan bakar. Seiring berjalannya waktu, isooktana semakin banyak digunakan sebagai zat aditif pengganti MTBE untuk meningkatkan bilangan oktan pada bensin.Hal ini disebabkan karena dampak pencemaran lingkungan dari hasil penggunaan isooktana tidak sebesar dampak dari MTBE dan isooktana terbukti lebih dapat meningkatkan efisiensi pembakaran (Austin, 1984). Zat aditif sangat dibutuhkan untuk menaikkan angka oktan dari premium (bilangan oktan 88) menjadi 90 untuk Pertalite, 92 untuk Pertamax, dan 95 untuk Pertamax Plus. Perusahan yang paling berperan dalam pengolahan bahan bakar minyak di Indonesia tersebut adalah PT. Pertamina. Namun sampai saat ini,, kebutuhan isooktana tersebut masih diimpor dari negara lain, seperti contohnya negara China. Dengan didirikannya pabrik isooktana di Indonesia diharapkan dapat mengurangi kebutuhan impor isooktana dari negara lain..
B. PROSPEK PASAR 1. Data Impor Isooktana (2,2,4-Trimethylpentana)
Berdasarkan data statistik Badan Pusat Statistik, jumlah impor isooktana Indonesia dapat dilihat pada table berikut : Tabel 1.1 Data ekspor dan impor Isooktana Indonesia periode tahun 2012-2016
Tahun
Ekspor (kg)
Impor (kg)
2012
195.148
7.970.587
2013
134.636
7.113.928
2014
262.942
6.613.847
2015
154.090
7.400.561
2016
55.934
8.187.806
Badan Pusat Statistik 2012-2016, BPS
Impor (kg) 9,000,000
y = 72.107x + 7E+06 R² = 0,0319
8,000,000 7,000,000 6,000,000 5,000,000
Impor (kg)
4,000,000
Linear (Impor (kg))
3,000,000 2,000,000 1,000,000 0 2012
2013
2014
2015
2016
Gambar 1.1 Grafik Impor Isooktan
Data kapasitas pabrik Isooktana Nama Pabrik
Kapasitas ( Ton/Tahun )
Pertamina RU VI Balongan , Jawa Barat , Indonesia
80.000
Yeochun NCC korea selatan
160.000
2. Sasaran Pasar
Dari grafik impor isooktan dapat dilihat bahwa dari tahun 2012 hingga 2014 terjadi penurunan jumlah impor isooktana.Namun pada tahun 2015 terjadi peningkatan nilai impor hingga tahun 2016.Isooktana diimpor dari berbagai negara diantaranya Amerika Serikat dan Jepang.Oleh karena itu, sasaran pasar
dari produk isooktana ini adalah untuk menunjang kebutuhan di dalam negeri sehingga dapat mengurangi nilai impor produk isooktana. Pabrik direncanakan berdiri tahun 2027, sehingga menurut persamaan didapat kapasitas pabrik : y = 72107 x (16) + 7E+06 = 8.153.712 kg = 8.154,712 ton
C. TINJAUAN PUSTAKA
Isooktana merupakan senyawa paraffin, dengan nama lain yaitu 2,2,4trimethylpentana.Senyawa ini merupakan salah satu isomer dari oktana (C8H18).Angka oktan bahan bakar sama dengan persentase isooktan dalam campurannya dengan n-heptana.Nilai oktan diukur dengan skala dimana nheptana, yang memiliki kecenderungan besar untuk menyebabkan ketukan, diberi nilai 0, dan isooktana, yang hanya akan terbakar pada kompresi yang lebih tinggi, diberi nilai 100. Bahan bakar dengan nilai oktan rendah menghasilkan ketukan (knocking) yang kuat, sedangkan bahan bakar dengan nilai oktan tinggi terbakar dengan halus tanpa letupan. Semakin tinggi bilangan oktan, maka bahan bakar bensin akan menjadi relatif sulit terbakar secara spontan atau dengan sendirinya. Istilah pembakaran spontan merujuk pada keadaan dimana bensin terbakar bukan karena percikan api dari
busi, melainkan karena perubahan tekanan dan temperatur ketika proses kompresi oleh piston. Di dalam mesin, campuran udara dan bensin (dalam bentuk gas) ditekan oleh piston sampai dengan volume yang sangat kecil dan kemudian dibakar oleh percikan api yang dihasilkan busi. Karena besarnya tekanan ini, campuran udara dan bensin dapat terbakar secara spontan sebelum percikan api dari busi keluar (knocking ). Bilangan oktan suatu bensin memberikan informasi tentang seberapa besar tekanan yang bisa diberikan sebelum bensin tersebut terbakar secara spontan. Saat bahan bakar bensin terbakar sebelum pistonmencapai titik mati atas (TMA), maka ledakan dari pembakaran ini akan menimbulkan gaya tekan yang berlawanan dengan gerakan piston yang sedang menuju TMA. Knocking ini akan menyebabkan piston pada mesin cepat rusak sehingga harus diganti.
1. Proses Produksi a. Tinjauan Berbagai Proses
Proses pembuatan Isooktana dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu : 1. Proses Alkilasi Alkilasi adalah substitusi atom hidrogen yang terikat pada atom karbon dari partikel atau cincin aromatik oleh gugus alkil. 1.a. Proses Alkilasi Isobutana dan Isobutilena dengan katalis Asam Sulfat Reaksi yang terjadi:
(CH3)2C=CH2
+
(CH3)3CH
Isobutilena
(CH3)3CCH2CH2CH2CH3
Isobutana
Isooktana
Pada proses ini reaksi terjadi pada kondisi operasi suhu 5oC - 21oC dan tekanan 10psig (1,68atm) berlangsung selama 5 – 40 menit dengan perbandingan reaktan isobutana :Isobutilena adalah 5 : 1 sampai 15 : 1 dengan yield 93% - 95%. Kelebihan proses alkilasi Isobutana dan Isobutilena dengan katalis asam sulfat yaitu : 1. Desain reaktor yang lebih kecil dan sederhana layak dilakukan. 2. Air bisa digunakan sebagai pengganti pendinginan. 3. Perangkat pengendali yang lebih kecil dibutuhkan untuk emulsi. 4. Pada dasarnya regenerasi sempurna katalis asam hidrolik terjadi. Sehingga konsumsi asam hidrolik dan biayanya sangat rendah. Pembuangan asam bekas tidak diperlukan. 5. Ada peningkatan fleksibilitas operasi terhadap suhu, rasio eksternal isobutana terhadap olefin. 6. Ada penurunan kebutuhan akan turbulensi atau agitasi saat aliran asam dan hidro-karbon digabungkan. Proses proses alkilasi Isobutana dan Isobutilena dengan katalis Asam Sulfat mempunyai harga ekonomi potensial (EP) sebagai berikut :
Menghitung EP Bahan
BM (Kg/Kgmol)
Harga ($ / Kg)
Isobutana
58,12
2,12
Isobutylena
56,106
1,5
Isooktana
114,33
3
Katalis H2SO4
98,079
0,2 Sumber :alibaba.com
EP = ( Harga produk ) – ( Harga reaktan ) = ( 114,33Kg/Kgmol x 3$/Kg ) – ( 58,12Kg/Kgmol x 2,12 $/Kg + 56,106Kg/Kgmol x 1,5$/Kg + 98,079Kg/Kgmol x 0,2$/Kg) = $ 116,0008 / Kgmol 1.b.Proses Alkilasi Isobutana dan Isobutilena dengan katalis Asam Flourida Reaksi yang terjadi: (CH3)2C=CH2 Isobutilena
+
Isobutana
(CH3)3CH
(CH3)3CCH2CH2CH2CH3 Isooktana
Pada proses ini reaksi terjadi pada kondisi operasi suhu 21 oC - 38oC dan tekanan 150psig (11,2atm) berlangsung selama 5 – 25 menit dengan perbandingan reaktan isobutana :Isobutilena adalah 5 : 1 sampai 15 : 1. Kelebihan proses alkilasi isobutana dan Isobutilena dengan katalis asam flourida yaitu : 1.
Peralatan tambahan diperlukan untuk proses asam hidrolik untuk memulihkan atau menetralkan asam hidroksikat di berbagai aliran. Peralatan tersebut meliputi menara penstabil asam hidroksalat, menara regenerasi asam hidroksial, dan fasilitas netralisasi untuk beberapa aliran produk. Dengan asam sulfat, seluruh aliran hidrokarbon efektif dinetralkan.
2.
Peralatan diperlukan untuk mengeringkan aliran umpan ke beberapa air ppm dalam proses asam hidrolik. Pengeringan bermanfaat tetapi tidak diperlukan dalam proses asam sulfat. Biasanya, hanya penggabung umpan yang digunakan untuk mengeluarkan air bebas yang keluar dari makanan dingin.
3.
Peralatan
tambahan
dengan
biaya
tambahan
diperlukan
untuk
keselamatan di dalam unit asam hidroksimal. Di beberapa pabrik asam fluorida, sistem air pendingin tertutup diperlukan sebagai ukuran pengaman jika terjadi kebocoran asam hidroksida ke dalam sistem. Biaya
pemeliharaan dan jumlah peralatan keselamatan dalam proses asam hidrolik lebih besar. 4.
Biaya modal untuk proses asam hidrolikat sedikit lebih banyak daripada proses asam sulfat bila biaya peralatan mitigasi asam hidroksikik disertakan.
5.
Isobutana dalam proses asam fluorida tidak sepenuhnya digunakan untuk produksi alkilat, karena alkilasi sendiri terjadi pada tingkat yang lebih tinggi ketika asam hidroksimal digunakan sebagai katalis.
6.
Ada keterbatasan yang lebih besar untuk mendapatkan alkil dengan bilangan oktan tinggi dengan proses asam hidroksik. Hal ini terutama berlaku jika isobutilena dikeluarkan dari umpan oleh unit MTBE atau ETBE hulu.
7.
Pembatasan keselamatan dan lingkungan membatasi penggunaan sistem hidrolik di daerah berpenduduk padat (Gary, et al . 1921)
Proses alkilasi Isobutana dan Isobutilena dengan katalis Asam Flourida mempunyai harga ekonomi potensial (EP) sebagai berikut : Menghitung EP Bahan
BM (Kg/Kgmol)
Harga ($ / Kg)
Isobutana
58,12
2,12
Isobutylena
56,106
1,5
Isooktana
114,33
3
Katalis HF
20,01
1,2 Sumber :alibaba.com
EP = ( Harga produk ) – ( Harga reaktan ) = ( 114,33Kg/Kgmol x 3$/Kg ) – ( 58,12Kg/Kgmol x 2,12$/Kg + 56,106 Kg/Kgmol x 1,5 $/Kg + 20,01 Kg/Kgmol x 1, 2$/Kg) = $ 111,6046 / Kgmol b.
Proses Dimerisasi dan Hidrogenasi Isobutilena
Pada proses dimerisasi Isobutilena ini dapat dilakukan pada fase gas dan fase cair. 2 (CH3)2C=CH2 Isobutilena
(CH3)3CCH2CH2CH=CH2 Isooktena
Kemudian produk hasil reaksi yaitu Isooktena diproses kembali dengan proses hidrogenasi pada fase gas untuk menghasilkan Isooktana pada kondisi operasi
tekanan 19,738 – 23,686 atm, suhu 160 – 200oC , waktu tinggal 2 jam dan dengan katalis Ni dan Ziegler natta. (CH3)3CCH2CH2CH=CH2 + H2 Isooktena
(CH3)3CCH2CH2CH2CH3
Hidrogen
Isooktana (You, W.L , 2007)
2.a. Proses Dimerisasi Isobutilena pada Fase Cair Isobutilena direaksikan pada tekanan 28,219 – 41,828 atm dan suhu 60 – 140,556 oC dengan selektivitas 50% . 2.b Proses Dimerisasi Isobutilena pada Fase Gas Isobutilena direaksikan pada tekanan 41,828 – 82,655 atm dan suhu 148,889 – 248,889 oC dengan selektivitas 50%. ( Percik and Benke , 1974 )
Proses dimerisasi dan Hidrogenasi Isobutilena dengan katalis Ni dan Ziegler natta mempunyai harga ekonomi potensial (EP) sebagai berikut : Menghitung EP
Bahan
BM (Kg/Kgmol)
Harga ($ / Kg)
Isobutylena
56,106
1,5
Isooktena
112,24
0,1
Hidrogen
2,0159
0,68
Isooktana
114,33
3
Katalis Ni
58,69
0,15
Katalis Ziegler natta
228,4083
0,1 Sumber :alibaba.com
EP reaksi 1= ( Harga produk ) – ( Harga reaktan ) = (112,24Kg/Kgmol x 0,1 $/Kg ) – (2 x 56,106Kg/Kgmol x 1,5$/Kg + 58,69 Kg/Kgmol x 0,15 $/Kg) = $ - 165,8975 / Kgmol EP reaksi 2= ( Harga produk ) – ( Harga reaktan ) = (114,33Kg/Kgmol x 3$/Kg ) – ( 112,24Kg/Kgmol x 0,1$/Kg + 2,0159Kg/Kgmol x 0,68 $/Kg + 228,4083 Kg/Kgmol x 0,1$/Kg) = $ 307,5544 / Kgmol EP total
= EP reaksi 1 + EP reaksi 2
= $ - 165,8975 / Kgmol + $ 307,5544 / Kgmol = $ 141,6569/ Kgmol
b.
Pemilihan Proses
Berdasarkan peninjauan proses pembuatan Isooktana dari Isobutilena dan Isobutana, maka dapat dibuat matriks pemilihan proses seperti berikut : No
Pembanding
Alkilasi Isobutilena
Proses Dimerisasi dan
dan Isobutana
Hidrogenasi
Asam
Asam
sulfat
flourida
Fase cair
Fase gas
1
2.
Tekanan
1,68 atm
11,2 atm
1.Dimerisasi:
1.Dimerisasi:
(****)
(**)
28,219 –
41,828 –
41,828 atm
82,655atm
2.Hidrogenasi
2.Hidrogenasi
: 19,738 –
: 19,738 –
23,686 atm
23,686 atm
(*)
(*)
5 – 21
21 – 38oC
1.Dimerisasi:
1.Dimerisasi:
C (***)
(****)
60 – 140,556
148,889 –
Suhu o
o
3.
248,889 oC
2.Hidrogenasi
2.Hidrogenasi
: 160 – 200oC
: 160 – 200oC
(**)
(*)
Waktu
5 – 40
5 – 25
Lebih dari
Lebih dari
tinggal
menit
menit
120 menit
120 menit
(***)
(****)
(**)
(**)
RATB
RATB
Fixed bed
Fixed bed
satu
satu
dua (*)
dua (*)
(****)
(****)
Cair – cair
Cair –
Cair dan Gas
Gas – gas
(****)
cair
(*)
(**)
4.
Reaktor
5.
Jumlah reaksi
6.
C
Fase
(****) 7.
Katalis
8.
Asam
Asam
Ni dan Ziegler
Ni dan
sulfat
flourida
natta
Ziegler natta
(***)
(*)
(**)
(**)
Potensial
$
$
$ 141,6569 /
$ 141,6569 /
Ekonomi
116,0008
111,6046
Kgmol
Kgmol
/ Kgmol
/ Kgmol
(****)
(****)
(***)
(**)
24
21
13
13
Jumlah
Keterangan
:
(****) = baik
(**)
= kurang
(***) = sedang
(*)
= buruk
Dari tabel matriks pemilihan proses di atas dapat disimpulkan bahwa proses yang paling menguntungkan adalah proses pembuatan Isooktana dari Isobutilena dan Isobutana dengan katalis Asam Sulfat, sehingga proses tersebutlah yang dipilih. c.
Tinjauan Termodinamika
Kondisi Operasi Suhu
: 5-20oC
Tekanan
: 1,6atm
Reaksi
:
(CH3)2C=CH2
+
Isobutilena
H2SO4 (CH3)3CH
(CH3)3CCH2CH2CH2CH3
Isobutana
Isooktana
Dari buku Carl Yaws“ Chemical Properties Handbook “ diperoleh data ∆Hf keadaan standar (298oF) tiap komponen pada fase cair : ∆Hf Isobutilena: -37,5 Kj/mol ∆Hf Isobutana
: -154,2 Kj/mol
∆Hf Isooktana
: -259,2 Kj/mol
∆HR298 = (∆Hf Isooktana) – (∆Hf Isobutana + ∆Hf Isobutilena ) ∆HR298 =( -259,2) – ( -154,2 + (-37,5)) KJ/mol
= -67,5 KJ/mol Keterangan : ∆Hf
: Perubahan entalpi reaksi pembentukan standar
∆HR298: Perubahan entalpi reaksi pada keadaan standar ( suhu 298oK )
Dari buku Carl Yaws“ Chemical Properties Handbook “ diperoleh data Cp tiap komponen pada fase cair : Cp Isobutana
= 71,791 + 4,8472.10-1T – 2,0519.10-3T2 + 4,0634.10-6T3
Cp Isobutilena = 57,611 + 5,6251.10-1T – 2,2985.10-3T2 + 4,1773.10-6T3
= 122,772 + 7,9485.10-1T – 2,4977.10-3T2 + 3,5652.10-6T3
Cp Isooktana (Joule/moloK)
Menghitung ∆Cp
Maka Cp = – 6,63 – 2,5238.10-1T + 1,8527.10-3T2 – 4,6755.10-6T3 ( Joule/moloK) Hukum hess : H2SO4 (CH3)2=CH2+ (CH3)3CH
(CH3)3CCH2CH(CH3)2 ∆Hf 298oK
25oC
20oC ∆Hf2 25oC
∆Hf1
5oC
∆Hf total
Mencari ∆Hf1
Isobutana 8
= ∫8 (71,791+ 4,8472.10-1T – 2,0519.10-3T2 + 4,0634.10-6T3 )dT
= 71,791T +
4,84 -1 2 ,0 -3 3 4,034 -6 4 .10 T .10 T + .10 T 3 4
= 71,791.(298-278) +
4,84 -1 .10 (298-278)2
,0 -3 .10 (298-278)3 + 3
4,034 .10 6(298- 278)4 4
= 1527,4548 Joule/mol
Isobutylena 8
= ∫8 (57,611 + 5,6251.10-1T – 2,2985.10-3T2 + 4,1773.10-6T3 )dT = 57,611 T +
, -1 2 ,8 -3 3 4,3 -6 4 .10 T .10 T + .10 T 3 4
= 57,611.(298-278) +
, -1 ,8 -3 .10 (298-278)2 – .10 (298-278)3 + 3
4,3 -6 .10 (298- 278)4 4
= 1258,7598 Joule/mol ∆Hf1= (1527,4548 + 1258,7598 ) Joule/mol = 2786,2146 Joule/mol Mencari ∆Hf2
Isooktana 3
= ∫8 (122,772 + 7,9485.10-1T – 2,4977.10-3T2 + 3,5652.10-6T3)dT = 122,772 T +
,48 1 2 ,4 -1 2 3, -6 4 .10 T .10 T + .10 T 3 4
= 122,772.(293-298) +
,48 -1 ,4 -3 .10 (293-298)2 – .10 (293-298)3 + 3
3, -6 .10 (293- 298)4 4
= -603,8198 Joule/mol ∆Hf2 = - 603,8198 Joule/mol ∆Hf total = ∆Hf1 + ∆Hf298 + ∆Hf2
= ( 1527,4548 – 67500 – 603,8198 ) Joule/mol = - 66576,365 Joule/mol Karena nilai ∆Hr bernilai negatif menunjukan bahwa reaksi berjalan
eksotermis. Menghitung energi gibbs : ∆Go/RT
dT
-∆Ho RT2
dengan : ∆Go = -RT ln k Jika ∆Ho merupakan entalpi standar (panas reaksi) dan dapat diasumsikan
konstan terhadap temperature, persamaan diatas dapat diintegrasikan menjadi:
ln (k/k1) = -[∆Ho/R) ((1/T)-(1/T1))] Data – data energy Gibbs (Gibbs heat of formation) : Isobutana
: -20,88Kj/mol
Isobutilena
: 71,3Kj/mol
Isooktana
: 13,68 Kj/mol
Sehingga ∆Gf o total = -36,74 Kj/mol ∆Gf o
= - R T ln K 298
-36740 J/mol lnK 298
= -8,314J/mol.K . 298K lnK = 14,8
lnK 293 – lnK 298
=
−∆Hf8 ) ( 8,34J/molK T3 T8
Diperoleh lnK 293 = 14,3351 ∆Gf293 = - R T ln K 293 ∆Gf293 = - 8,314J/mol.K 293K 14,3351
= - 34920,2793 J/mol ∆G293 J/mol
∆S293 J/mol.K
∆H293 J/mol
Keterangan
-34920,2793
-108,041
-66576,365
Reaksi berlangsung spontan pada suhu rendah dan tidak spontan pada suhu tinggi, dibuktikan dengan nilai ∆G, ∆S, ∆H pada suhu 293K
bernilai negatif ( - )
d. Tinjauan Kinetik Dari persamaan pendekatan kecepatan reaksi pembentukan isooktana dari isobutana dan isobutilena adalah k = Aexp(-Ea/RT). dengan : A
= 8,372.10-12 cm3/molekul.detik
R
= 8,314 J/mol.oK
T
= 293OK
Bilangan Avogadro = 6,022.1023 molekul/mol Menghitung harga energi aktivasi Dengan persamaan Polanyi Semenov Ea = c – α(∆Hr)
Dimana : c = konstanta Polanyi Semenov 48Kj/mol α = -0,25 ( reaksi eksotermis ) ∆Hr pada suhu 293oK = -66576,365 J/mol
Sehingga diperoleh harga K = 15,024 cm3/mol.detik ( NIST Chemical Kinetics Database ) e.
Pemilihan Reaktor
Reaktor yang digunakan dalam proses alkilasi Isooktana dari Isobutilena dan Isobutana pada fase cair adalah reaktor alir tangki berpengaduk (RATB), pemilihan reaktor ini berdasarkan : 1.
Fase reaktan berupa fase cair
2.
Reaksi berlangsung pada suhu dan tekanan rendah
3.
Katalis yang digunakan adalah asam sulfat berupa fase cair
f.
Utilitas
Unit utilitas merupakanunit yang menyediakan bahan pendukung proses yaitu meliputi penyediaan air , listrik , udara tekan , pendingin, pemanas, dan bahan bakar. Adapun kebutuhan utilitas tersebut dapat dijabarkan sebagai berikut : 1. Air
Kebutuhan air meliputi air pendingin , pembangkit steam , kebutuhan kantor , rumah tangga , hidran , dan lain- lain. 2. Steam Steam digunakan sebagai pemanas pada boiler 3. Pendingin Pendingin yang digunakan untuk mendukung proses produksi adalah ammonia. 4. Listrik Listrik digunakan untuk menggerakan motor penggerak pada alat proses dan juga penerangan. Listrik diperoleh dari PT. PLN Persero , dan apabila terjadi pemadaman listrik digunakan generator. 5. Bahan Bakar Bahan bakar yang digunakan untuk boiler dan generator adalah fuel oil 6. Udara Tekan Udara tekan digunakan pada proses ini sebagai penggerak pada alat instrumen pengendali proses dalam pabrik.
2. Bahan Baku, Bahan Pembantu, Dan Produk a. Spesifikasi Bahan Bahan Baku, Pembantu, dan Produk
Bahan baku 1. Isobutilena Rumus kimia
: i-C4H8
Berat molekul
: 56,106 gr/gmol
Kemurnian
: 99%
Impurities
: 1 % butilena
Titik didh
: -6,9oC
Densitas (cair)
: 0,23181 x 0,26660 - (1 – (T /417,90)) ^0,27964
Viskositas (cair)
: -5,119 + 3,4126.102/T + 1,9693.10-3T 3,1057.10-5T2
Kapasitas panas (cair)
: 57,611 + 5,6251.10-1T – 2,2985.10-3T2 4,1773.10-6T3
Kelarutan
: Tidak larut dalam air
2. Isobutana Rumus kimia
: i-C4H10
+
Berat molekul
: 58,12 gr/gmol
Kemurnian
: 95 %
Impurities
: 5 % butana
Titik didh
: -11,7oC
Densitas (cair)
: 0,22281 x 0,27294 - (1 – (T /408,14)) ^0,27301
Viskositas (cair)
:-13,4207 + 1,3131.103 /T + 4,4329.10-2T 5,5793.10-5T2
Kapasitas panas (cair)
: 71,791 + 4,8472.10-1T – 2,0519.10-3T2 + 4,0634.10-6T3
Kelarutan
: Tidak bercampur dengan air
Bahan Pembantu 1. Asam sulfat Rumus molekul
: H2SO4
Berat molekul
: 98,079 gr/gmol
Kemurnian
: 98%
Titik didih
: 290 oC
Densitas (cair)
: 0,42169 x 0,19356 - (1 – (T /925)) ^0,28570
Viskositas (cair)
: -13,4207 + 1,3131.103 /T + 4,4329.10-2T 5,5793.10-5T2
Kapasitas panas (cair)
: 26,004 + 7,0337.10-1T – 1,3856.10-3T2
+
1,0342.10-6T3 2. Amonia Rumus molekul
: NH3
Berat molekul
: 17,0306 gr/gmol
Kemurnian
: 99%
Impuritis
: 1% H2O
Titik didih
: -33,34oC
Densitas (cair)
: 0, 23689 x 0,25471- (1 – (T /574)) ^0,2887
Viskositas (cair)
: -8,591 + 8,764.102 /T + 2,681.10-2T – 3,612.10-5T2
Kapasitas panas (cair)
: -182,517 + 3,3618.T – 1,4398.10-2T2 12,0371.10-5T3
Produk 1. Isooktana Rumus kimia
: i-C8H10
Berat molekul
: 114,23 gr/gmol
Kemurnian
: 99 %
Impurities
: 1 % hidrokarbon
Titik didih
: 99 oC
+
Densitas (cair)
: 0,24563 x 0,27373 - (1 – (T /543,96)) ^0,28460
Viskositas (cair)
: -15,0420 + 1,2106.103 /T + 1,6928.10-2T – 1,6193.10-5T2
Kapasitas panas (cair)
: 122,772 + 7,9485.10-1T – 2,4977.10-3T2
+
3,5652.10-6T3 Kelarutan
: 2,2gr / 100gr air
Impurities 1. H2O Rumus molekul
: H2O
Berat molekul
: 18 gr/gmol
Kemurnian
: 100 %
Titik didh
: 100 oC
Densitas (cair)
: 0,3471 x 0,274 - (1 – (T /674,13)) ^0,28571
Viskositas (cair)
: -10,2158 + 1,7925.103 /T + 1,773.10-2T – 1,2631.10-5T2
Kapasitas panas (cair)
: 92,053 – 3,9953.10-2T – 2,1103.10-3T2 + 5,3469.10-7T3
b. Pengadaan dan Transportasi
1. Isobutana
Isobutana di impor langsung dari PT YEOCHUN NCC di Korea selatan dan sistem transportasi pengiriman bahan baku menggunakan kapal
2. Isobutilena Isobutilena di peroleh dari PT Chandra Asri di Kota Cilegon , Jawa Barat dan pengiriman bahan baku melalui jalur pipa dikarenakan pabrik isooktana akan didirikan di Kota Cilegon c. Kemasan
Isooktana yang berbentuk cair disimpan dalam tangki dan dipasarkan dengan menggunakan truk tangki.
BAB II DESKRIPSI PROSES
A. DIAGRAM ALIR PROSES
iC4H8 iC4H10
iC4H8 nC4H10 iC4H10 C8H18
iC4H8 nC4H10 iC4H10 C8H18
Reaktor
Flash Drum
Decanter
H2O iC4H8 nC4H10 iC4H10 SO3 C8H18
H2O nC4H10 SO3 C8H18
Cooler
iC4H10 C8H18
B. URAIAN PROSES SINGKAT
Isobutana 95% dan isobutilena 99% dipompa dari tangki menuju reaktor dan bereaksi pada kondisi operasi reaktor tekanan 1atm, 20oC dan waktu reaksi 30 menit. Produk hasil keluar reaktor dipisahkan didekanter untuk memisahkan fase ringan ( iC4H8 , n-C4H10 , i-C4H10 , C 8H18) terhadap fase berat ( SO3 dan H2O dan sebagian nC4H10 , C8H18 ). Kemudian fase ringan berupa i-C4H8 , n-C4H10 , i-C4H10 , C8H18dipisahkan dalam flash drum untuk diperoleh C8H18 dengan kemurnian 99% dan kemudian didinginkan dengan cooler dan disimpan pada tangki 2. C. RENCANA LOKASI
Pabrik Isooktana menggunakan bahan baku Isobutana dan Isobutylena ini direncanakan dibangun di kawasan industry Cilegon, Banten. Pemilihan lokasi didasarkan atas beberapa pertimbangan yaitu: a. Pemasaran Pemasaran produk Isooktana berada satu lingkup dengan pabrik yaitu dikawasan kota Cilegon sehingga memudahkan penyaluran. b. Transportasi Lokasi pabrik terletak di jalan raya dan dekat dengan pelabuhan yang digunakan untuk transportasi bahan baku Isooktana dari Korea Selatan yang diangkut dengan kapal tangker. c. Utilitas Kebutuhan air mudah dipenuhi dari sungai disekitar pabrik.Sedangkan kebutuhan listrik diperoleh dari PLN dan diesel generator.
PETA CILEGON
(Sumber : PT. KIEC)
