BAB 1 mk.2

7/23/2019 BAB 1 mk.2

http://slidepdf.com/reader/full/bab-1-mk2 1/10

BAB I

PENDAHULUAN

I.1. LATAR BELAKANG

Pembangunan sektor industri di Indonesia dari tahun ke tahun terus mengalami

perkembangan yang pesat, khususnya pembangunan pada subsektor industri kimia.

Salah satu industri kimia yang mempunyai prospek menjanjikan dan bernnilai tinggi

adalah industri petrokimia yang memproduksi berbagai produk dengan bahan baku dari

proses pengolahan minyak dan gas bumi.

p-Benzenedicarboxylic Acid [C6H4(COOH)2] atau yang lebih dikenal dengan

asam terephtalat merupakan salah satu produk petrokimia yang berupa kristal putih dan

digunakan sebagai bahan baku industri serat sintesis (polyester). Asam terephtalat yang

selanjutnya melalui proses polimerisasi dengan ethylene glycol akan menghasilkan

serat polyester (polyester fiber) untuk keperluan industri tekstil sehingga industri tekstil

menjadi konsumen terbesar industri asam terephtalat.

Asam terephtalat sudah diproduksi di Indonesia sejak tahun 1986 oleh Pertamina

UP III Plaju, Sumatra Selatan. Kebutuhan akan asam terephtalat diperkirakan akan

terus mengalami peningkatan seiring dengan pertumbuhan industri tekstil maupun

industri lain yang menggunakan asam terephtalat sebagai bahan baku.Berikut daftar industri asam terephtalat yang sudah ada dan beroperasi di

Indonesia.

Tabel 1.1. Industri Asam Terephtalat di Indonesia

Produsen Kapasitas (MT)

Pertamina UP III Plaju 225.000

PT. Asia Pacific Fiber 330.000

PT. Amoco Mitsui PTA 460.000

PT. Polyprima Karyareksa 465.000

PT. Mitsubishi Chemical 700.000

Total 2.180.000

Asam terephtalat sebagian besar digunakan sebagai bahan baku pembuatan

Polimer seperti polyethylene terephthalate untuk industri poliester. Kegunaan asam

terephtalat antara lain:

7/23/2019 BAB 1 mk.2


1. Reaksi polimerisasi asam terephtalat dengan etilen glikol menghasilkan

poliester PET yang digunakan untuk bahan kemasan makanan dan minuman

berkarbonasi.

2. Poliester dengan bahan baku asam terephtalat dapat digunakan untuk insulasi

listrik karena memiliki tahanan yang baik terhadap bahan kimia, elektris, dan

termal.

3. Resin asam terephtalat yang diperkuat dengan kaca dan serat lainnya

memberikan sifat mekanik, tahanan panas dan elektris yang baik sehingga

resin ini digunakan untuk bagian badan automotif (automotive parts).

4. film poliester dari bahan baku asam terephtalat banyak digunakan dalam pita

perekam audio dan video dan film fotografi.

5. Asam terephtalat digunakan sebagai carrier di dalam cat.

6. Asam terephtalat digunakan sebagai bahan baku untuk plastisizer terephtalat

seperti dioktil terephtalat dan dibutil terephtalat.

Kebutuhan asam terephtalat di Indonesia dari tahun 2007-2014 berdasarkan data

impor dan ekspor dari Badan Pusat Statistik adalah sebagai berikut.

Tabel 1.2. Ekspor Impor Asam Terephtalat di Indonesia

Tahun Ekspor (kg) Impor (kg)

2007 235747099 19369508

2008 35452000 9828378

2009 25794960 11462537

2010 36932200 32963573

2011 42565750 40101939

2012 64921340 72856193

2013 83978120 70358785

2014 128174680 3220588

7/23/2019 BAB 1 mk.2


Gambar 1.1. Kebutuhan Asam Terephtalat di Indonesia

Berdasarkan kebijakan pemerintah dalam bidang penanaman modal (investasi)

yang tertuang dalam Keputusan Presiden No.96 Tahun 2000 tentang bidang usaha yang

tertutup dan terbuka di Indonesia, dapat dilihat bahwa kesempatan investasi untuk

industri asam terephtalat di Indonesia masih terbuka.

Ditinjau dari segi ekonomi, pendirian pabrik ini dapat memberikan keuntungan

karena asam terephtalat memiliki nilai jual yang tinggi jika dibandingkan dengan nilai

jual bahan bakunya yaitu paraxylene. Berikut disajikan informasi mengenai spesifikasi

produk dan bahan baku beserta dengan harganya dalam pembuatan produk asam

terephtalat.

a. Terephtalic acid

Product name : Terephtalic Acid

Classification : Carboxylic Acid

MF : C8H6O4

Grade standard : Industrial grade

Boiling point : 392,4oC at 76 mmHg

Melting point : 300oC

Flash point : 260oC

Molecular Weight : 166,14

Density : 1,51 g/cm3

Appearance : White powder

y = -25313x + 5E+07

R² = 0,528

1,8

1,9

2

2,1

2,2

2,3

2,4

1 2 3 4 5 6 7 8

t o n

( 1 x

1 0 ^ 6 )

tahun

Kebutuhan Asam Terephalat Indonesia

7/23/2019 BAB 1 mk.2


Content : PTA : 99% min

: Metal (Fe,Mo,Cr,Ti,Mn,Co) : 4 ppm max

: Moisture : 0,5% max

: 4-CBA : 25 ppm max

Price : US$ 900 – 910/MT

b. Paraxylene

Product name : Paraxylene

Other name : PX

Grade standard : Industrial grade

Appearance : Colorless liquid

Purity : 99,7%

: Paraxylene : 99,7%

: Ortoxylene : 0,2%

: Metaxylene : 0,1%

Price : US$ 200/MT

Sebagai gambaran umum, jika ingin membuat 1 MT asam terephtalat maka

dibutuhkan bahan baku paraxylene sebanyak 0,68 MT dan udara sekitar 2,6 MT.

Tabel 1.3. Perbandingan Harga Bahan Baku dan Produk

Bahan Berat (MT) Harga (US$/MT) Harga total (US$)

Bahan baku :

- Paraxylene

- Udara

0,68

2,6

200

-

136

-

Produk :

Asam terephtalat 1 910 910

Dengan perkiraan semakin meningkatnya kebutuhan akan asam terephtalat

sebagai bahan baku industri poliester, maka pendirian pabrik asam terephtalat di

Indonesia perlu mendapat dukungan dengan beberapa pertimbangan sebagai berikut :

a. Dapat menambah pendapatan devisa negara karena produk asam terephtalat

direncanakan akan diekspor.

b. Dapat memenuhi kebutuhan asam terephtalat dalam negeri.

c. Dapat mendukung usaha pemerintah dalam mengembangkan industri hilir

yang memakai bahan baku asam terephtalat.

7/23/2019 BAB 1 mk.2


d. Membuka lapangan kerja baru yang dapat menyerap tenaga kerja sehingga

membantu meningkatkan kesejahteraan masyarakat.

I.2. KAPASITAS RANCANGAN

Kapasitas produksi direncanakan sebesar 300.000 MT/tahun yang direncanakan

mulai beroperasi pada awal tahun 2021. Penentuan nilai diatas didasarkan pada

pertimbangan berikut ini:

I.2.1. Kebutuhan Asam Terephalat

Tabel 1.4 Ekspor dan Kebutuhan Asam Terephtalat di Indonesia

Tahun Ekspor (MT) Kebutuhan (MT)

2007 235747,099 1963622,409

2008 35452 2154376,378

2009 25794,96 2165667,577

2010 36932,2 2176031,373

2011 42565,75 2177536,189

2012 64921,34 2187934,853

2013 83978,12 2166380,665

2014 128174,68 2055045,908

Berdasarkan data di atas, kebutuhan asam terephtalat di Indonesia relatif

sudah terpenuhi oleh produksi dalam negeri sebesar 2.180.000 MT/tahun.

Maka dari itu, produk asam terephtalat dari perancangan pabrik ini

direncankan akan diekspor ke luar negeri.

I.2.2. Ketersediaan Bahan Baku

Bahan baku pembuatan asam terephtalat berupa paraxylene. Saat ini, di

Indonesia terdapat dua industri penghasil paraxylene yaitu PT. Pertamina UP

IV Cilacap dengan kapasitas produksi 270.000 MT/tahun dan PT. Trans

Pacific Petrochemical Indotama dengan kapasitas produksi 500.000 MT/tahun.

Berdasarkan data yang tersedia, untuk memproduksi 1 MT asam

terephtalat dibutuhkan paraxylene sebanyak 0,680 MT. Kapasitas produksi

pabrik yang akan dibangun sebesar 300.000 MT/tahun sehingga dibutuhkan

paraxylene sebanyak 340.000 MT/tahun.

I.2.3. Kapasitas Perancangan Minimum

Berdasarkan informasi yang tersedia, kapasitas minimal pabrik asam

terephtalat yang masih beroperasi saat ini adalah PT. Pertamina UP III Plaju

7/23/2019 BAB 1 mk.2


dengan kapasitas 225.000 MT/tahun. Dengan demikian, kapasitas produksi

pabrik yang akan dibangun sebesar 300.000 MT/tahun secara komersial akan

menguntungkan.

I.3. PEMILIHAN LOKASI PABRIK

Pemilihan lokasi pabrik merupakan hal yang penting dalam suatu perancangan

pabrik karena erat kaitannya dengan nilai ekonomi. Untuk perancangan pabrik asam

terephtalat ini dipilih lokasi di daerah Tuban, Jawa Timur dengan meninjau dan

mempertimbangkan beberapa faktor berikut:

a. Bahan Baku

Bahan baku paraxylene diperoleh dari PT. TPPI Tuban sehingga pengiriman bahan

baku lebih mudah dan lebih menghemat waktu.

b. Pemasaran

Dengan pemasaran yang tepat akan menghasilkan keuntungan dan menjamin

keberlangsungan produksi pabrik. Produk asam terephtalat yang dihasilkan

diutamakan untuk diekspor keluar negeri disamping juga untuk pemenuhan

kebutuhan dalam negeri jika diperlukan. Tuban merupakan daerah yang strategis

untuk pemasaran dalam dan luar negeri karena letaknya di tepi laut sehingga

transportasi pemasaran akan lebih mudah.

c. Transportasi dan Telekomunikasi

Sebagai kawasan industri, sarana dan prasarana transportasi serta telekomunikasi di

Tuban sangat memadai. Sarana transportasi darat dan laut akan menunjang

kelangsungan kelangsungan berjalannya produksi pabrik.

d. Utilitas

Fasilitas pendukung seperti air dan listrik telah disediakan di Tuban. Lokasi

pendirian pabrik dipilih berdekatan dengan laut agar kebutuhan air dapat terpenuhi.

e. Tenaga Kerja

Kebutuhan tenaga kerja dari tingkat ahli, menengah, dan bawah dapat dipenuhi

dikarenakan Tuban merupakan kota dengan kawasan industri yang dapat menarik

minat tenaga kerja, baik dari daerah sekitar Tuban maupun dari daerah lain.

f. Karakteristik Lokasi

Kondisi iklim di daerah Tuban dan sekitarnya serta sikap masyarakat setempat yang

sudah terbiasa dengan kawasan industri sangat mendukung bagi kawasan industri

terpadu.

7/23/2019 BAB 1 mk.2


I.4. TINJAUAN PROSES

Asam terephtalat atau Terephthalic Acid (PTA) dapat dibuat melalui beberapa

proses, antara lain :

a. Proses Oksidasi Amoco (Amoco oxidation process)

PTA diproduksi secara komersial mulai tahun 1965 oleh Amoco Chemical

Co.. Proses Amoco meliputi tahap purifikasi asam terephtalat mentah (crude TPA)

yang ditujukan untuk mendapatkan produk PTA dengan tingkat kemurnian tinggi

sebagai bahan baku dalam pembuatan PET. Teknologi Amoco ini paling banyak

digunakan di dunia.

Gambar 1.2. reaksi pembuatan TPA dari paraxylene

Sebagaimana ditunjukkan pada gambar 1.2. bahan baku berupa paraxylene

diumpankan ke dalam reaktor oksidasi. Padatan TPA yang terbentuk akan

mengendap dikarenakan nilai kelarutannya yang rendah dalam solvent asam asetat.

Keluaran reaktor berupa sistem tiga fasa, yaitu padatan kristal TPA, solvent asam

asetat dengan sedikit TPA terlarut, dan uap yang terdiri dari nitrogen, asam asetat,

air, dan oksigen dalam jumlah kecil. Produk atas reaktor berupa uap yang

kemudian dikondensasikan, dan setelahnya dikembalikan lagi ke dalam reaktor.

Steam yang dihasilkan dari proses kondensasi uap digunakan sebagai pemanas

pada sistem lain dalam proses.

Reaktor oksidasi beroperasi pada temperatur 175-225oC dan tekanan 1500-

3000 kPa dengan waktu tinggal sekitar 2,5 jam. Dinding dalam reaktor dilapisi

logam titanium untuk menahan sifat korosif dari larutan bromin dan asam asetat.

Pada reaktor hidrogenasi, tekanan dioperasikan di atas tekanan uap air untuk

mempertahankan reaksi pada fasa cair.

Katalis yang digunakan dalam reaktor oksidasi berupa logam berat

multivalensi, seperti Cobalt dan Mangan sedangkan untuk promotor katalis

digunakan bromin. Sistem katalis Cobalt-Mangan-Bromin yang digunakan hampir

7/23/2019 BAB 1 mk.2


70% pada proses oksidasi paraxylene ini merupakan inti dari proses pembuatan

TPA.

Produk bawah reaktor berupa slurry TPA. Slurry ini kemudian dialirkan ke

tangki penampung yang beroperasi pada tekanan dibawah tekanan reaktor. Slurry

TPA yang telah mendingin kemudian diumpankan ke unit sentrifuge pada tekanan

atmosfer untuk mengurangi jumlah air. Setelah disentrifugasi, krsital TPA

selanjutnya diumpankan ke unit rotary drier untuk dikeringkan dengan udara panas,

sedangkan mother liqour dikirim ke unit recovery. Kristal TPA yang diperoleh dari

unit drier mempunyai kemurnian 99%.

Kristal TPA kemudian masuk ke dalam tahap purifikasi untuk mencapai

kemurnian yang cukup sebelum digunakan sebagai bahan baku polimer. Pertama,

kristal TPA dilarutkan dalam air proses dan slurry yang terbentuk diumpankan ke

reaktor hidrogenasi. Setelah reaksi, larutan diumpankan ke multistage kristalizer

dengan tekanan yang menurun secara bertahap. Setelah keluar dari kristalizer,

slurry diumpankan ke unit sentrifugasi dan kemudian dikeringkan.

Proses oksidasi Amoco memiliki konversi lebih dari 98% dan minimum yield

yang diperoleh sebesar 95% mol.

b. Proses Torray (Torray Process)

Proses torray merupakan modifikasi dari proses Amoco. Hanya ada dua

industri asam terephtalat yang menggunakan teknologi proses ini di dunia yaitu di

Amerika Serikat dan Jepang. Proses ini dinilai kurang ekonomis dikarenakan

produk samping yang dihasilkan berupa asam asetat begitu besar sehingga

diperlukan pasar yang membutuhkan asam asetat dalam jumlah besar.

Proses ini berupa reaksi oksidasi paraxylene di dalam cairan aldehida seperti

asetaldehida untuk menghasilkan yield TPA relatif murni. Udara digunakan

sebagai sumber oksigen dan katalis cairnya berupa logam cobalt atau mangan yang

dilarutkan dalam larutan asetat. Katalis dan bahan baku diumpankan ke bagian atas

dari reaktor kolom bubble sedangkan udara diumpankan dari bagian bawah reaktor.

Proses torray dioperasikan pada temperatur 100-150oC dan dalam beberapa

bisa mencapai 240oC, serta tekanan 500-2000 kPa. TPA yang terbentuk berupa

suspensi dalam asam asetat. TPA kemudian dipisahkan dan dipurifikasi.

Kekurangan dari proses ini adalah produk samping berupa asam asetat yang

dihasilkan dalam jumlah besar, sekitar 0,5-1,1 MT asam asetat per 1 MT TPA.

7/23/2019 BAB 1 mk.2


Kekurangan yang ada menyebabkan proses ini hanya akan cocok jika terdapat

pasar dengan kebutuhan asam asetat tinggi.

c. Proses Mitsubishi Kasei (Mitsubishi Kasei Process)

Pada pertengahan tahun 1970, Mitsubishi Kasei mengembangkan proses

oksidasi untuk mendapatkan TPA dengan kemurnian dan yield tinggi tanpa adanya

tahap pemurnian produk TPA, sehingga produk dari proses ini sering disebut

dengan TPA kemurnian sedang (medium purity TPAs).

Proses ini dapat mereduksi konsentrasi 4-formyl benzoic acid hingga 200-

300 ppm dengan tujuan mendapatkan TPA yang sesuai untuk bahan baku industri

poliester. Proses ini dilakukan dengan proses oksidasi intensif dan tahap pemurnian

dihilangkan. Produk TPA menggunakan proses ini mencapai 11% dari total

produksi PTA di dunia.

Proses oksidasi yang terjadi sama dengan proses oksidasi Amoco yaitu

paraxylene, asam asetat dan katalis direaksikan membentuk TPA, yang

membedakan proses Mitsubishi Kasei dengan proses Amoco adalah jumlah reaktor

oksidasi yang digunakan yaitu 2, kondisi operasi, dan waktu tinggal lebih dari 2,5

jam.

Reaktor oksidasi kedua memiliki kondisi operasi temperatur lebih tinggi

dibandingkan dengan reaktor pertama, hal ini bertujuan untuk meningkatkan

kelarutan TPA ke dalam larutan, dan juga dengan temperatur yang lebih tinggi,

asam asetat cenderung akan teroksidasi menjadi karbon dioksida dan air.

Temperatur reaksi oksidasi antara 235-290oC. Walaupun TPA yang terbentuk tidak

secara keseluruhan terlarut pada temperatur yang lebih tinggi, akan tetapi

konsentrasi kristal TPA lebih merata sehingga membuat jumlah dari pelepasan 4-

formylbenzoic acid akan menurun ke dalam larutan dan hal ini secara tidak

langsung menandakan bahwa reaksi oksidasi telah selesai dan tahap purifikasi

dalam proses ini tidak lagi diperlukan.

Tahap terakhir pada proses ini meliputi operasi separasi padatan-cairan dan

pengeringan untuk memperoleh produk PTA dan asam asetat dikembalikan ke

dalam proses setelah dilakukan proses dehidrasi.

d. Proses Du Pont

Proses ini merupakan proses yang digunakan pertama kali dalam skala

industri pembuatan TPA. Proses ini dikembangkan oleh Du Pont denganmengoksidasi paraxylene menggunakan asam nitrat pada fasa cair. Kondisi

7/23/2019 BAB 1 mk.2


temperatur operasi 165oC dan tekanan 1000 kPa. Reaksi yang terjadi sebagai

berikut:

Gambar 1.3. oksidasi paraxylene dengan asam nitrat

TPA yang terbentuk dipisahkan dengan diendapkan dan kemudian

diumpakan ke unit sentrifugasi. Setelah padatan TPA dikeringkan, lalu

diesterifikasi dengan metanol pada temperatur 150oC menggunakan katalis asam

sulfur. Walaupun yield yang dihasilkan sebesar 90% mol, keberadaan senyawa

nitrogen dalam produk membuat tahap pemurnian menjadi sulit sehingga biaya

operasi menjadi mahal.

Tabel 1.5. Proses Pembuatan Asam Terephtalat dan Parameternya

ParameterProses

Amoco Torray Mitsubishi Kasei Du Pont

Yield 98% - - 90%

Bahan bakuParaxylene

dan oksigen

Paraxylene dan

oksigen

Paraxylene dan

oksigen

Paraxylene

dan asam

nitrat

Temperatur 175-225oC 100-150oC 235-290oC 150oC

Tekanan 15-30 atm 5-20 atm - 10 atm

Katalis

Cobalt-

Manganese-

Bromine

Cobalt/Mangan

ase-

asetaldehida

Cobalt-

Manganase-

Bromine

Asam Nitrat

Dari beberapa proses pembuatan asam terephtalat, dipilih pembuatan asam

terephtalat proses Amoco dengan beberapa pertimbangan berikut :

1. Yield proses yang diperoleh tinggi (98%) dengan hasil samping yang rendah.

2. Bahan baku berupa paraxylene dan oksigen yang mudah diperoleh dari dalam

negeri.

3. Kondisi operasi relatif aman karena berlangsung pada temperatur dan tekanan

yang relatif tidak terlalu tinggi (175-225oC dan 15-30 atm).

BAB 1 mk.2

Documents

Transcript of BAB 1 mk.2