Metanol

UNIVERSITAS INDONESIA

Metanol dan Penggunaannya sebagai Produk Antara dan

Produk Akhir

Disusun Oleh :

Wahyu Riansyah (1006679945)

FAKULTAS TEKNIK

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA

DEPOK

2013

Metanol Tugas Petrokimia

A. Metanol

1. Pengertian

Metanol merupakan senyawa hidrokarbon dengan gugus fungsi berupa

hidroksil (OH) yang termasuk ke dalam golongan alkohol. Senyawa ini

adalah bentuk alkohol yang paling sederhana dengan rumus molekul

CH3OH. Metanol juga dikenal sebagai metil alkohol, wood alcohol atau

spiritus.

Metanol kadang juga disebut sebagai wood alcohol karena ia dahulu

merupakan produk samping dari distilasi kayu. Saat ini metanol dihasilkan

melului proses multi tahap. Secara singkat, gas alam dan uap air dibakar

dalam tungku untuk membentuk gas hidrogen dan karbon monoksida;

kemudian, gas hidrogen dan karbon monoksida ini bereaksi dalam tekanan

tinggi dengan bantuan katalis untuk menghasilkan metanol.

2. Sifat Fisika dan Sifat Kimia Metanol

Pada keadaan ruangan biasanya metanol berbentuk cairan yang tidak

berwarna. Berikut ini merupakan beberapa sifat fisika dan kimia dari

metanol.

Titik lebur -970C

Titik didih 64.70C

Massa molar 32.04 g/mol

Densitas 0.79 g/cm3

Viskositas 0.59 mPa.s pada 200C

pKa 15.5

Mudah terbakar

Larut di dalam air dan juga pelarut organik

Sangat beracun

Dapat menyebabkan kebutaan ketika terpapar ke mata

Meskipun merupakan senyawa organik, metanol ternyata dapat larut di

dalam air. Hal ini dikarenakan adanya gugus (OH) yang menyebabkan

metanol menjadi sedikit polar sehingga dapat larut di dalam air. Selain

larut di dalam air, metanol juga masih bersifat sebagaimana senyawa

Wahyu Riansyah 1


organik lainnya yaitu larut di dalam pelarut organik. Gugus hidroksil ini

juga menyebabkan metanol dapat membentuk ikatan hidrogen dengan air

sehingga campuran antara metanol dengan air terkadang menjadi sulit

untuk dipisahkan.

Mengingat sifatnya yang mudah terbakar, metanol terkadang

dimanfaatkan sebagai bahan bakar kendaraan. Namun dengan nilai pKa

yang sangat kecil, metanol menjadi salah satu asam lemah. Dengan sifat

asam ini, metanol bersifat korosif terhadap logam. Korosifitas dari

metanol ini nantinya akan menjadi masalah terkait dengan penggunaannya

sebagai bahan bakar untuk kendaraan.

B. Proses Pembuatan Metanol

Secara garis besar metanol dibuat dari reaksi antara syn gas yaitu CO dan H2.

CO+2H 2 ↔C H 3OH

C O2+3 H 2→ C H 3 OH+H 2O

Dewasa ini metanol diproduksi dalam skala industri terutama berdasarkan

perubahan katalitik dari gas sintesa (catalityc conversion of synthesis gas).

Berdasarkan tekanan yang digunakan proses pembuatannya dibagi menjadi:

1. Proses tekanan tinggi

Pada proses ini pembuatan metanol dioperasikan pada tekanan 300 bar,

menggunakan katalis krom oksida – seng oksida untuk perubahan katalitik

dari CO dan CO2 dengan H2 menjadi metanol pada suhu 320 sampai 4000C.

Kekurangan proses ini adalah mahalnya komponen yang diperlukan untuk

tekanan tinggi, biaya energi yang lebih tinggi, serta biaya peralatan yang

relatif cukup tinggi.

2. Proses tekanan rendah

Pada proses ini tekanan yang digunakan ialah 50-150 bar dan suhu 200–

5000C. Jenis katalis yang digunakan ialah dasar tembaga (copper based

catalyst). Keunggulan dari proses ini adalah biaya investasi yang lebih

Wahyu Riansyah 2


rendah,biaya produksi yang lebih rendah, kemampuan operasi yang lebih baik

dan lebih fleksibel dalam penentuan ukuran pabrik.

Berdasarkan perbandingan dua proses di atas maka proses tekanan rendah

dengan pertimbangan sebagai berikut:

Biaya investasi yang relatif rendah.

Biaya produksi yang lebih rendah.

Kemampuan operasi yang lebih baik.

Lebih fleksibel dalam penentuan ukuran pabrik.

Proses-proses yang menggunakan tekanan rendah antara lain adalah sebagai

berikut:

1. Proses Lurgi

Proses ini patennya dimiliki oleh Lurgi Oel Gas Chemie GmbH.

Gambaran prosesnya secara garis besar adalah sebagai berikut. Gas alam

dilewatkan dalam proses desulfurisasi untuk menghilangkan kontaminan

sulfur. Proses ini berlangsung kira-kira pada suhu 350-3800C dalam reaktor

desulfurisasi. Kemudian gas dikompresi dan dialirkan ke dalam unit reformer,

dalam hal ini LURGI reformer dan autothermal reformer. Dalam unit reformer

gas dicampur dengan uap panas dan diubah menjadi gas H2, CO2, dan CO

dengan tiga macam langkah pembentukan. Gas hasil kemudian didinginkan

dengan serangkaian alat penukar panas. Panas yang dimiliki oleh gas hasil

digunakan untuk membuat uap panas. Pemanas awal gas alam, pemanas air

umpan masuk boiler dan alat re-boiler di kolom distilasi. Gas hasil tersebut

kembali dikompresi hingga 80-90 bar tergantung pada optimasi proses yang

ingin dicapai. Setelah dikompresi gas hasil kemudian dikirim ke dalam reaktor

pembentukan metanol. Reaktor yang digunakan ialah LURGI tubular reaktor

(proses isotermal) yang mengubah gas hasil menjadi crude methanol. Crude

methanol hasil kemudian dikirim ke dalam unit kolom distilasi untuk

menghasilkan kemurnian metanol yang dihasilkan.

Wahyu Riansyah 3


2. The ICI Low Pressure Methanol (LPM) Process

Proses ini merupakan proses yang paling umum digunakan dalam proses

pembutan metanol. Paten dari proses ini dimiliki oleh Imperial Chemical

Industry (ICI) dan sekarang lisensinya dipegang oleh anak perusahannya yaitu

Synetik.

Deskripsi prosesnya adalah sebagai berikut, umpan gas alam dipanaskan

dan dikompresi lalu kemudian didesulfurisasi sebelum dimasukkan ke dalam

saturator. Setelah didesulfurisasi gas alam kemudian di masukkan ke dalam

saturator, di dalam saturator gas alam dikontakkan dengan air panas. Pada

proses ini sekitar 90% kebutuhan steam untuk proses dapat dicapai.

Selanjutnya gas alam kemudian dipanaskan ulang dan ditambahkan

kekurangan steam yang dibutuhkan untuk proses. Campuran gas alam dengan

uap panas ini kemudian dikirim kedalam methanol synthesys reformer (MSR).

Di dalam MSR ini gas alam dirubah menjadi H2,CO2, CO. Gas hasil ini

kemudian didinginkan dengan serangkaian alat penukar panas. Panas yang

dihasilkan digunakan untuk memanaskan air umpan masuk

boiler,menghasilkan uap panas dan kebutuhan yang lain. Lalu gas hasil ini

dikirim ke dalam methanol converter (ICI tube cooled reactor). Reaksi yang

berlangsung dengan bantuan katalis dalam reaktor ini menghasilkan crude

methanol dan bahan lain, hasil dari reaktor kemudian dipisahkan dengan

separator, gas yang masih belum terkonversi dipakai sebagai bahan bakar

MSR.Crude methanol yang sudah dipisahkan dari bahan lain kemudian

dikirim ke unit distilasi fraksionasi untuk menghasilkan metanol yang lebih

murni.

3. The ICI Leading Concept Methanol (LCM) Process

Proses ini merupakan perbaikan dari proses ICI LPM, terutama dalam hal

unit reformer. Prosesnya adalah sebagai berikut. Umpan masuk gas alam

pertama-tama di desulfurisasi sebelum memasuki saturator. Dalam saturator

gas alam dikontakkan dengan air panas yang dipanaskan oleh gas hasil yang

keluar dari Advanced Gas Heated Reformer (AGHR). Pengaturan sirkuit

saturator ini memungkinkan untuk mendapatkan sebagian uap panas yang

Wahyu Riansyah 4


dibutuhkan untuk proses dan mengurangi sistem uap panas dari boiler.Tetapi

berbagai macam modifikasi proses dapat dilakukan tergantung dari pemilihan

sistem reformer dan converter.

Campuran gas alam dan uap panas ini kemudian dipanaskan sebelum

memasuki AGHR, dalam AGHR gas campuran memasuki tabung-tabung

yang berisi katalis yang dipanaskan oleh gas hasil dari reformer kedua. Kira-

kira 25 % gas alam terkonversi dalam AGHR menjadi CO2. Setelah keluar

dari AGHR gas alam memasuki reformer kedua kemudian ditambahkan

semburan oksigen yang merubah gas alam dengan bantuan katalis menjadi gas

hasil yaitu H2, CO2, dan CO. Gas hasil ini suhunya berkisar 10000 C dan hanya

mengandung sangat sedikit metana yang tidak terkonversi. Aliran gas hasil

lalu dilewatkan melalui shell side dari AGHR dan serangkaian alat penukar

panas untuk memaksimalkan penggunaan panas. Lalu gas dikompresi

sehingga 80 bar.

Gas yang telah dikompresi kemudian dikirim ke methanol converter untuk

mengubahnya menjadi metanol dan air. Metanol hasil kemudian dikirim ke

unit distilasi fraksionasi untuk memurnikannya.

C. Pemanfaatan Metanol

Metanol dimanfaatkan baik sebagai produk antara maupun produk jadi.

Sebagai produk antara, metanol digunakan antara lain sebagai bahan pembuat

senyawa lainnya seperti formaldehid, asam asetat, dan juga metil amina.

Hampir 40% dari metanol yang diproduksi biasanya dikonversi menjadi

formaldehid dan dari formaldehid ini nantinya akan dihasilkan berbagai

macam produk misalnya plastik, plywood, cat, peledak, dan tekstil. Sebagai

produk jadi, metanol digunakan antara lain sebagai pelarut terutama pelarut

senyawa organik, sebagai zat antibeku pada sistem perpipaan, dan juga

sebagai bahan bakar kendaraan serta digunakan juga pada bidang pertanian.

1. Metanol sebagai bahan bakarAda dua cara penggunaan metanol sebagai bahan bakar. Cara pertama

yaitu dengan menggunakan senyawa metanol itu sendiri dan

mencampurkannya dengan bensin. Cara yang kedua yaitu dengan menjadikan

Wahyu Riansyah 5


metanol sebagai bahan untuk membuat senyawa additif untuk menaikkan nilai

oktan dari bahan bakar.

Sebagai bahan bakar dalam bentuk senyawa itu sendiri, belum ada

kendaraan yang mampu menggunakan seratus persen metanol sebagai bahan

bakarnya. Pencampuran antara metanol dengan bensin biasanya tidak lebih

dari 15%. Hal ini terkait dengan sifat dari bensin yang nonpolar sementara

metanol bersifat polar sehingga kelarutan metanol dalam bensin tentunya akan

terbatas. Campuran antara bensin dengan metanol ini biasa disebut dengan

bioalkohol. Kelarutan metanol dengan bensin juga biasanya tergantung pada

suhu. Semakin rendah suhu saat dilarutkan, maka metanol akan semakin tidak

larut di dalam bensin sehingga dikhawatirkan akan berakibat buruk terhadap

mesin. Kelarutan metanol dalam bensin ini dapat ditingkatkan dengan

menggunakan senyawa additif lainnya. Senyawa additif yang dapat digunakan

antara lain adalah sabun dan juga deterjen.

Kelebihan bensin yang dicampurkan dengan metanol adalah panas yang

dihasilkan lebih banyak dibandingkan tanpa metanol. Selain panas yang

dihasilkan lebih banyak, dengan tambahan metanol nilai oktan dari bensin

juga akan naik. Hal ini dikarenakan dengan tambahan metanol maka akan

lebih menyempurnakan proses pembakaran. Proses pembakaran lebih

sempurna karena metanol merupakan senyawa dengan rantai C yang paling

sedikit dan juga bersifat sangat mudah terbakar. Perlu digarisbawahi bahwa

pencampuran yang berlebih antara metanol dengan bensin tentunya akan

menyebabkan mesin lebih mudah mengalami korosi sehingga berakibat

knocking pada mesin justru akan semakin sering terjadi.

Beberapa kendaraan yang digunakan untuk balapan biasanya

menggunakan metanol pada mesin yang sudah dimodifikasi. Metanol juga

dapat dicampurkan dengan bensin yang sudah dicampur dengan nitrous oxide

sebelumnya. Campuran antara metanol, gasoline dan nitrous oxide ternyata

juga dapat menghasilkan tenaga yang lebih besar dibandingkan dengan

campuran gasoline dan nitrous oxide saja. Selain sebagai bahan bakar mobil,

ternyata selama perang dunia kedua metanol juga digunakan sebagai bahan

bakar roket militer dengan nama M-Stoff.

Wahyu Riansyah 6


Seperti dibahas sebelumnya, salah satu permasalahan dalam menggunakan

metanol sebagai bahan bakar adalah sifatnya yang korosif. Salah satu logam

yang mudah terkorosi oleh metanol adalah aluminium. Biasanya, pada logam

aluminium terdapat pelapis oksida (Al2O3) yang dapat melindungi lapisan

aluminium dari korosi. Akan tetapi, dengan adanya metanol, lapisan tersebut

justru akan mengalami reaksi sehingga logam aluminium akan mudah

terkorosi.

6 C H 3 OH+ A l2 O3→ 2 Al ( OC H 3)3+3H 2 O

Aluminium methoxide yang terbentuk pada reaksi di atas larut di dalam

metanol sehingga tentunya lapisan pelindung akan menghilang. Hilangnya

lapisan pelindung akan membuat lapisan aluminium menjadi terbuka dan

mudah dioksidasi oleh oksigen yang terlarut di dalam bahan bakar. Selain

karena oksigen, ternyata logam aluminium akan mengalami oksidasi oleh

metanol.

6 C H 3 OH+4 Al→ 2 A l2 (OC H 3 )3+3 H 2

Oksidasi dari metanol ini akan memperparah proses pengkaratan logam

aluminium sehingga akan menyebabkan logam dapat habis termakan.

Permasalahan ini yang menyebabkan mengapa masih sulit dikembangkannya

metanol sebagai bahan bakar murni untuk kendaraan. Dibutuhkan modifikasi

total dari logam yang digunakan sebagai mesin jika ingin menggunakan

metanol sebagai bahan bakarnya. Modifikasi total ini tentunya akan memakan

biaya yang tidak sedikit.

Cara kedua untuk memanfaatkan metanol sebagai bahan bakar adalah

dengan membuat zat additif yang menggunakan metanol sebagai bahan

bakunya. Dengan cara ini metanol berguna sebagai produk antara yang

digunakan untuk menghasilkan produk lainnya. Salah satu produk additif yang

dihasilkan dari metanol adalah MTBE (methyl tertier buthyl ether). MTBE

merupakan salah satu jenis additif yang digunakan untuk meningkatkan

bilangan oktan dari bahan bakar. Senyawa MTBE mulai diproduksi di

Revenna, Italia pada 1973. Produk yang dihasilkan dari metanol ini lebih

bagus dibandingkan additif sebelumnya yaitu TEL. TEL yang mengandung

timbal ternyata menghasilkan gas buang yang mengandung timbal. Timbal ini

Wahyu Riansyah 7


termasuk logam yang beracun bila terhirup oleh manusia. Penggunaan MTBE

ternyata tidak hanya menaikkan bilangan oktan tetapi juga mampu

mengurangi kadar CO, NOx, SO2, dan juga hidrokarbon pada gas buang.

Salah satu metode untuk menghasilkan MTBE adalah dengan

mencampurkan isobutilen dengan metanol. Metanol dan isobutilena ini

dimasukkan ke dalam tangki reaksi, yang sebelumnya bahan bahan tersebut

dilewatkan ke dalam katalis resin penukar ion dengan suhu 40-450C.

Terjadinya reaksi selektif antara isobuthena dan metanol ini akan membentuk

MTBE. Reaksi yang terjadi merupakan reaksi eksoterm sehingga panas yang

dihasilkan harus diambil dengan menggunakan fluida pendingin misalnya air

agar suhu reaksi dapat dijaga. Hasil samping dari reaksi ini cukup kecil

sehingga biasanya kemurnian dari MTBE yang dihasilkan dapat melebihi

99%.

2. Metanol sebagai zat antibeku

Di negara yang bermusim dingin, metanol digunakan sebagai zat antibeku

pada radiator mobil. Pada musim dingin jika cairan yang digunakan pada

radiator adalah air, maka air tersebut akan membeku dan berdampak pada

kerusakan mesin. Untuk mengatasinya digunakan metanol. Metanol dapat

menurunkan titik beku dari air karena titik beku dari alkohol sendiri jauh di

bawah dari air jadi apabila metanol dicampurkan dengan air radiator tentunya

akan terbentuk campuran dengan titik beku antara keduanya.

3. Penggunaan metanol dalam bidang pertanian

Terdapat riset dari seorang ilmuwan yang menjadi petani bahwa dalam

kondisi jika dalam kondisi cuaca yang panas, menyemprotkan metanol pada

tumbuhan dapat menjadikan tumbuhan tersebut dapat tumbuh dengan lebih

cepat serta mengurangi kebutuhan air dari tumbuhan tersebut. Metanol yang

digunakan untuk menyemprot tumbuhan tersebut tentunya dalam konsentrasi

yang cukup kecil atau encer. Tidak semua tumbuhan dapat tumbuh dengan

lebih cepat dengan adanya metanol. Tumbuhan yang mengalami dampak

seperti itu hanya tumbuhan kapas, gandum, strawberry, melon dan mawar.

Wahyu Riansyah 8


4. Metanol sebagai bahan dasar formaldehid

Methanol merupakan alkohol primer karena gugus -OH terikat pada

Carbon (C) primer. C Primer adalah C yang mengikat satu atom C lain.

Alkohol primer jika dioksidasi akan menjadi formalin CH2O. Formalin adalah

zat yang digunakan untuk mengawetkan mayat yang digunakan oleh

penduduk Mesir kuno untuk membuat mumi. Belakangan banyak yang

menyalahgunakan formalin sebagai bahan pengawet makanan pengganti asam

benzoat.

Formaldehid pertama kali dikembangkan di Jerman. Proses yang biasa

digunakan untuk memproduksi formaldehid adalah oksidasi dehidrogenasi

metanol dengan menggunakan katalis tertentu. Katalis yang dapat digunakan

adalah Ag, besi, molybdenum atau vanadium oksida.

Reaksi yang menghasilkan formaldehid dari metanol adalah sebagai berikut

C H 3 OH → C H 2O+H 2

H 2+12

O2→ H 2O

C H 3 OH+ 12

O2 →C H 2O+H 2 O

Kondisi operasi pembuatan formaldehid tersebut biasanya pada temperatur

antara 4700C-7000C.

Formaldehid yang dihasilkan dari metanol tersebut biasa digunakan juga

sebagai penghambat korosi pada industri logam, desinfektan pada kosmetik,

sabun dan sirup serta juga dapat digunakan untuk menghasilkan komponen

deterjen seperti nitrilotriacetic (NTA).

5. Sebagai bahan dasar TNT

Salah satu peledak/bom yang terkenal dan paling mudah pembuatannya

adalah TNT (Tri Nitro Toluena), yakni salah satu golongan benzena yang

memiliki gugus -CH3 dan -NO2. Salah satu bahan utama TNT adalah

methanol.

Wahyu Riansyah 9


Referensi

Firdaus, M. Yusuf. 2011. Pembuatan Metanol dari Gas Alam pada Skala Industri.

Artikel dari halaman http://muhammadyusuffirdaus.wordpress.com

(diakses pada 4 April 2013 10.35 WIB).

Khairunnisa, Risa. 2012. Kegunaan dan Dampak Dari Penggunaan Senyawa

Turunan Alkana. Artikel dari halaman http://ryessha.blogspot.com

(diakses pada 4 April 2013 10.42 WIB).

Satyahadi, Benny. 2012. Proses Pembuatan Metanol. Artikel dari halaman

http://haska.org (diakses pada 4 April 2013 10.37 WIB).

Seno. 2009. Manfaat Senyawa Hidrokarbon Alkohol / Metanol. Artikel dari

halaman http://seno008.blogspot.com (diakses pada 4 April 2013 10.39

WIB).

Willy. 2009. Methyl Tertier Buthyl Ether (MTBE). Artikel dari halaman

http://willycar.wordpress.com (diakses pada 4 April 2013 10.43 WIB).

Wahyu Riansyah 10

http://seno008.blogspot.com/

Documents

Metanol