LAPORAN TAHAP KE 2 TUGAS PPK
Preliminary Process Selection and Economic Review
(13 November – 4 Desember 2012)
Judul Tugas PPK
Prarancangan Pabrik Aseton dari Isopropanol
Dikerjakan oleh :
Akbar Yogi Nur Pratama (09/281284/TK/34908)
Akhmad Audi Harvan (09/289266/TK/36056)
Pembimbing :
Dr., Ir. Aswati Mindaryani M.Sc.
JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS GADJAH MADA
YOGYAKARTA
2012
PRELIMINARY PROCESS SELECTION
Perkembangan industri di Indonesia pada saat ini mengalami peningkatan di segala
bidang, terutama industri yang bersifat padat modal dan teknologi Indonesia diharapkan
mampu bersaing dengan negara-negara maju lainnya. Peningkatan yang pesat baik secara
kualitatif dan kuantitatif juga terjadi dalam industri kimia. Salah satu bahan industri kimia
yang sangat diperlukan dalam industri kimia adalah aseton
Aseton banyak dipakai pada industri selulosa asetat, cat, serat, plastik, karet, kosmetik,
perekat, pernis, penyamakan kulit, pembuatan minyak pelumas, dan proses ekstraksi juga
sebagai bahan baku pembuaan methyl isobutyl ketone.
Aseton pertama kali dihasilkan dengan cara distilasi kering dari kalsium asetat.
Kemudian setelah perang dunia ke-1 proses pembuatan aseton digantikan dengan fermentasi
karbohidrat menjadi aseton, buthyl dan etil-alkohol. Kemudian pada tahun 1920 proses
dehydrogenasi 2-propanol mulai digunakan untuk memproduksi aseton. Pada pertengahan
tahun 1960 proses oksidasi propene digunakan sebagai bahan baku pembuatan aseton. Dan
pada tahun 1976 oksidasi cumene menjadi phenol dan aseton mulai digunakan. (Ullmann,
2007)
Kebutuhan aseton di indonesia semakin lama semakin meningkat tapi sampai saat ini
masih belum ada perusahaan di indonesia yang masih memproduksinya. Untuk memenuhi
kebutuhan dalam negeri, indonesia masih mendatangkan aseton dari negara lain seperti :
Amerika Serrikat, Belanda, Cina, Korea, Jepang, dan Singapura.
Pemilihan Proses
Aseton dapat dibuat dengan menggunakan proses Cumene Hydroperoxide, proses
dehidrogenasi Isopropil Alkohol, dan proses Oksidasi Isopropil Alkohol.
1. Proses Cumene Hydroperoxide.
Pada proses cumene hydroperoxide, mula-mula cumene dioksidasi menjadi cumene
hydroperoxide dengan udara atmosfer atau udara kaya oksigen dalam satu atau beberapa
oksidiser. Temperatur yang digunakan adalah antara 80–130 oC dengan tekanan 620 kPa,
serta dengan penambahan Na2CO3.
O2 acid
Sanjutnya produk reaktor dievaporasikan. Kemudian dengan penambahan asam akan
terjadi reaksi pembelahan cumene hydroperoxide menjadi suatu campuran yang terdiri dari
phenol, aseton dan berbagai produk lain seperti cumylphenols, acetophenols,
dimethylphenylcarbinol,α-methylstyrene dan hidroxyaseton. Campuran ini kemudian
dinetralkan dengan menambahkan larutan natrium phenoxide atau basa yang lain atau dengan
resin penukaran ion (ion exchanger resin). Setelah itu, campuran dipisahkan dan crude aseton
diperoleh dengan cara distilasi. (Kirk-Othmer, 182, 1994)
Reaksi utama yang terjadi :
C6H5CH(CH3)2 C6H5C(CH3)2OOH C6H5OH + CH3COCH3
Kelebihan Kekurangan
Menghasilkan produk aseton dengan
kemurnian yang cukup tinggi (±94%).
Aseton bukan sebagai hasil main product.
.Bahan baku relative mudah didapat. Melalui proses yang cukup panjang untuk
menghasilkan produk akhir.
Bahan baku tidak langsung menghasilkan
aseton, tetapi melewati proses
pembentukan produk antara terlebih
dahulu.
2. Proses Dehidrogenasi Isopropil Alkohol.
Reaksi dehidrogenasi Isopropil Alkohol bersifat endotermik. Sehingga untuk
mendapatkan konversi yang cukup tinggi, dibutuhkan suhu yang cukup tinggi pula. Pada
pembuatan aseton dengan proses dehidrogenasi katalitik isopropanol (isopropil alkohol)
digunakan katalis kombinasi ZnO dan ZrO dalam prosesnya.
Proses dehidrogenasi ini berjalan pada pada fasa gas suhu 350oC dan tekanan ± 2 atm.
Isopropil benzene sebelum masuk ke dalam reaktor diubah kedalam fasa gas di dalam
vaporizer. Produk yang dihasilkan oleh reaktor adalah Aseton sebagai produk utama serta
produk samping lainnya berupa gas hydrogen, sisa Isopropil Alkohol yang tidak bereaksi,
Propylene, dan Air.
Reaksi utama yang terjadi:
(CH3)2CHOH ——> (CH3) 2CO + H2
Selain reaksi utama, pada reaktor juga menghasilkan reaksi samping berupa propilen.
Reaksi yang terjadi :
(CH3)2CHOH ——> CH3CH=CH2 + H2O
Kelebihan Kekurangan
Pengaturan suhu reaktor lebih mudah. Reaksi berjalan secara endotermik,
sehingga membutuhkan panas yang cukup
besar (66,5 kJ/mol pada suhu 327oC).
Aseton dihasilkan sebagai reaksi utama. Karena reaksi berjalan pada suhu cukup
tinggi, katalis perlu diganti secara berkala
(± 6 bulan).
Menghasilkan Aseton dengan kemurnian
yang cukup tinggi (± 95%).
3. Proses Oksidasi Isopropil Alkohol
Pada proses ini Isopropil alkohol didapat dari mereaksikan Propilen dengan H20. Selain
direaksikan dengan H2O, Propilen juga direaksikan dengan O2 dan menghasilkan Acrolein.
Kemudian Isopropil Alkohol direaksikan dengan Acrolein dan menghasilkan Aseton serta
Alil Alkohol. Selain itu, Isopropil Alkohol juga ada yang direaksikan dengan Oksigen akan
menghasilkan Hidrogen Peroksida dan Aseton. Setelah itu, kedua hasil tersebut direaksikan
dan menghasilkan produk akhir Gliserol.
CU2O
300OC-400OC
Catalyst
H2O
MgO+ZnO
400OC
90OC-140OC
Reaksi utamanya adalah :
CH3CHOHCH3 + 12
O2 H2O + CH3COCH3
Propylene dioksidasi menjadi acrolein pada fase gas dan dibantu katalis
CH2=CHCH3 + O2 CH2=CHCHO + H2O
Propylene terabsorbsi dibawah tekanan atmosfer, lalu asam sulfat membentuk isopropil
sulfat yang terhidrolisis menjadi isopropil alcohol
CH2=CHCH3 (CH3)2CHOSO3H CH3CHOHCH3
Acrolein bereaksi dengan isopropil alkohol dan memberikan aseton dan allil alkohol,
menurut literatur yield aseton adalah 1,09 kg untuk setiap kg alli alkohol.
CH2=CHCHO + CH3CHOHCH3 CH3COCH3 + CH2=CHCH2OH
Oksigen membentung gelembung melewati isopropil alkohol, membentuk aseton dan
hidrogen peroxide. Menurut literatur yield aseton adalah 1,7kg untuk setiap kg hidrogen
peroxide yang diproduksi.
CH3CHOHCH3 + O2 CH3COCH3 + H2O2
Allil alkohol kemudian berubah menjadi glyserol karena bereaksi dengan hidrogen
piroxide.
CH2=CHCH2OH + H2O2 CH2OHCHOHCH2OH
Kelebihan Kekurangan
Bahan baku cukup mudah untuk didapat. Reaksi sangat eksotermik (180 kJ/mol pada
suhu 295oC).
Aseton sebagai by product (bukan hasil
akhir, karena hasil akhirnya berupa
gliserol).
Sehingga berdasarkan kelebihan dan kekurangan dari masing-masing proses, dipilih
proses dehidrogenasi isopropanol sebagai proses produksi untuk menghasilkan aseton. Proses
tersebut dipilih diantaranya karena faktor kemudahan dalam mengontrol proses serta
kemurnian produk yang dihasilkan cukup tinggi.
Penentuan Kapasitas Perancangan
Kapasitas produksi pabrik sangat berkaitan dengan banyak hal. Penentuan kapasitas
produksi suatu pabrik dapat dilakukan dengan melakukan peninjauan beberapa poin,
yaitu trend dari permintaan atau kebutuhan pasar di dalam dan di luar negeri,
ketersediaan bahan baku untuk pasokan selama industri berdiri, serta perkembangan
perusahaan kompetitor.
Dari hasil studi literatur yang telah dilakukan, maka didapatkan hasil kebutuhan impor
dari aseton di dalam negeri sebagai berikut:
No. Tahun Jumlah (kg/tahun)
1 2004 12.719.092
2 2005 12.973.473
3 2006 13.232.942
4 2007 14.058.136
5 2008 15.806.833
Sumber : BPS
2004 2005 2006 2007 20080
2000400060008000
1000012000140001600018000
f(x) = 726.0145 x + 11580.0517R² = 0.84223725590928
Grafik Pertumbuhan Impor Aseton di Indonesia
kebutuhanLinear (kebutuhan)
Gambar 1. Grafik Pertumbuhan Impor Aseton ke Indonesia
Berdasarkan grafik data diatas, diperkirakan kebutuhan aseton di Indonesia akan semakin
meningkat pada tahun-tahun mendatang sejalan dengan berkembangnya industri-industri
yang menggunakan aseton sebagai bahan baku. Peningkatan kebutuhan rata-rata aseton
tiap tahun di Indonesia adalah 5,32%.
Sedangkan jumlah dari produksi aseton, tidak dapat ditemukan data yang jelas, hal ini
dimungkinkan karena tidak terdapat produksi aseton dalam negeri, sehingga semua
kebutuhan aseton dalam negeri masih didatangkan dari negara lain.
Berikut ini adalah daftar produsen-produsen Aseton di luar negeri yang didapat dari Mc.
Ketta tahun 1978:
Tabel 1.1 Produsen-produsen Aseton di Luar Negeri.
No Produsen Kapasitas*1 Dow Chemical, Freeport, Tex. 197,52 Georgia Gulf, Plaquemine, La. 152,53 Ineos Phenol, Theodore, Ala. 302,54 Mount Vernon Phenol Plant Partnership, Mount Vernon, Ind. 2155 Shell, Deer Park, Tex. 375,56 Sunoco, Frankford, Pa. 3407 Sunoco, Haverhill, Ohio 295
*ribu Ton per tahun aseton
Kebutuhan dalam negeri pada tahun 2008 diatas 15.000 ton/tahun, dan juga dilihat
berdasarkan dari data produksi aseton yang telah didapat dari literatur, sehingga
ditentukan bahwa kapasitas pabrik yang akan dibuat adalah sekitar 200.000 ton/tahun.
Dan berikut ini adalah daftar penghasil isopropanol di luar negeri :
Tabel 1.2 Produsen Isopropanol di Luar Negeri
No Produsen Kapasitas*1 Dow, Texas City, Tex. 2752 ExxonMobil, Baton Rouge, La. 3303 Shell, Deer Park, Tex. 300
*ribu ton per tahun isopropanol
Harga dari acetone adalah $60,00 dan harga dari isopropil alkohol adalah $19,00. Dilihat
dari margin yang cukup besar, dan juga trend kebutuhan aseton dalam negeri yang
semakin meningkat, maka dapat disimpulkan bahwa pembuatan pabrik aseton dari
isopropil alkohol adalah investasi yang menarik.
Kapasitas pabrik sengaja dibuat lebih besar dari kebutuhan di dalam negeri dikarenakan
untuk memenuhi kebutuhan segala kebutuhan aseton di dalam negeri, serta sisa produksi
dapat di eksport.
Pemilihan Lokasi
Lokasi pabrik sangat bergantung terhadap keberadaan suatu proyek industri baik dari segi
komersial maupun kemungkinan pengembangan di masa mendatang. Banyak faktor yang
harus dipertimbangkan dalam memilih lokasi pabrik.
Pemilihan lokasi didasarkan pada pertimbangan-pertimbangan berikut:
1. Faktor primer
a. Sumber Bahan Baku
Penyediaan bahan baku merupakan hal yang paling penting dalam mengoperasikan
pabrik, karena pabrik beroperasi atau tidak sangat tergantung pada persediaan bahan
baku atau pelabuhan tempat tersedianya barang.
Bahan baku yang digunakan dalam pembuatan aseton yaitu isopropil Alkohol yang
masih diimpor dari Amerika Serikat, oleh karena itu dipilih lokasi yang dekat dengan
pelabuhan untuk mempermudah pengiriman.
b. Pemasaran
Prospek pasar menjadi sangat penting karena untung rugunya suatu pabrik sangat
tergantung pemasaran produknya, sehingga lokasi pabrik harus didirikan di daerah
yang cerah prospek pemasarannya. Sebagai produk, aseton banyak dibutuhkan oleh
industri cat, pernis, selulosa, karet dan kosmetik yang kebanyakan industry tersebut
berlokasi di daerah Jakarta, Tangerang, Bekasi, Karawang dan Surabaya. Oleh
karena itu sangat menguntungkan bila pabrik aseton ini didirikan di lokasi yang
berdekatan dengan industri-industri tersebut.
c. Sarana Transportasi
Sasaran pemasaran sebagian besar adalah untuk memenuhi kebutuhan industri dalam
negeri di samping sebagian sisa lainnya untuk diekspor. Untuk itu lokasi pabrik
harus berdekatan dengan sarana perhubungan laut dan darat. Fasilitas jalan dan
pelabuhan di Merak mendukung sekali untuk kepentingan tersebut, yaitu dengan
adanya jalan antar propinsi yang keadaan jalannya sudah cukup baik, bahkan
terdapat jalan tol untuk menghubungkan setiap provinsi di pulau jawa, dan juga
pelabuhan yang sudah banyak disinggahi oleh kapal-kapal besar.
d. Utilitas
Untuk kelancaran operasi pabrik, perlu diperharikan sarana-sarana pendukung seperti
air, listri, dan lain-lain, agar proses produksi dapat berjalan dengan baik. Penyediaan
tenaga listrik diperoleh dari PLN dan generator st sebagai cadangan bila PLN tidak
dapat memenuhi kebutuhan listri saat peak time. Penyediaan air diperoleh dengan air
laut, sedangkan steam yang akan digunakan didapatkan dari pemanfaatan WHB
(water heat boiler).
e. Tenaga Kerja
Tenaga kerja mutlak diperlukan untuk menjalankan mesin-mesin produksi. Pendirian
pabrik diharapkan dapat menyerap tenaga kerja dan mengurangi pengangguran. Di
kawasan industri seperti di Cilegon, dan Merak tenaga kerja bukan masalah yang
berarti karena tersedia SDM-SDM yang banyak.
2. Faktor sekunder
a. Perluasan Area Pabrik
Dengan merihat perkembangan kebutuhan masa mendatang yang terus meningkat,
maka perlu dipertimbangkan faktor perluasan area pabrik di masa mendatang untuk
penambahan kapasitas produksi suatu pabrik. Cilegon dan Merak merupakan suatu
kawasan industri yang telah memenuhi faktor kelayakan baik mengenai iklim, sosial
dan karakteristik lingkungan. Sehingga tidak menghambat pendirian dan
kelangsungan operasional dari pabrik.
b. Karakteristik Lokasi
Karakteristik lokasi menyangkut iklim di daerah tersebut, yang tidak rawan banjir,
serta kondisi masyarakatnya. Dalam hal ini kawasan industri Merak dan Cilegon bisa
digunakan sebagai lokasi pendirian pabrik aseton.
c. Kebijaksanaan Pemerintah
Pendirian pabrik perlu memperhatikan beberapa faktor kepentingan yang terkait
didalamnya, kebijakan pengembangan industri, dan hubungannya dengan
pemerataan kesempatan kerja, kesejahteraan, dan hasil-hasil pembangunan. Di
samping itu, pabrik yang didirikan juga harus berwawasan lingkungan, artinya
keberadaan pabrik tersebut tidak mengganggu atau merusak lingkungan sekitarnya.
d. Kemasyarakatan
Dengan masyarakat yang akomodatif terhadap perkembangan industri dan
tersedianya fasilitas umum untuk hidup bermasyarakat, maka lokasi di Merak dan
Cilegon dirasa tepat.
Dari pertimbangan faktor-faktor diatas, maka dipilih daerah Cilegon, Banten sebagai
tempat pendirian pabrik Aseton.
Gambar 2. Peta Provinsi Banten
DAFTAR PUSTAKA
Kirk, R.E and Othmer, D.F., 1977, Encyclopedia of Chemical Technology, Vol. 1, 3 ed., John
Wiley and Sons, New York, p.179.
McKetta, John J. 1976, Encyclopedia of Chemical Processing and Design, Vol. 1, Marcel
Dekker, Inc., New York, p.314.
http://comtrade.un.org/db/dqBasicQueryResults.aspx?
px=HS&cc=290512&r=360&p=0&rg=1&y=2011,2010,2009,2008,2007&so=8 25
November 2012; 16.03
http://comtrade.un.org/db/dqBasicQueryResults.aspx?
px=HS&cc=291411&r=360&p=0&rg=1&y=2011,2010,2009,2008,2007&so=8 25
November 2012; 16.15
http://regionalinvestment.bkpm.go.id/newsipid/id/demografiakjkelpendidikan.php?
ia=3672&is=40 27 November 2012; 11.13
http://alamatkantorindonesia.com/2010/alamat-pabrik-dan-produsen-cat-di-indonesia-bag-1-dari-
4/ 28 November 2012; 09.30
http://www.departemenkementerian.com/bidang-usaha/cosmetic/alamat-perusahaan-kosmetik-
cosmetic-di-indonesia-bag1-dari-5/ 28 November 2012; 09.38
http://alamatkantorperusahaan.com/08/07/nama-dan-alamat-perusahaan-getah-karet-bag1-dari-2/
28 November 2012; 10.01