bab 1 mk.2
TRANSCRIPT
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
http://slidepdf.com/reader/full/bab-1-mk2 2/10
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
http://slidepdf.com/reader/full/bab-1-mk2 3/10
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
http://slidepdf.com/reader/full/bab-1-mk2 4/10
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
http://slidepdf.com/reader/full/bab-1-mk2 5/10
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
http://slidepdf.com/reader/full/bab-1-mk2 6/10
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
http://slidepdf.com/reader/full/bab-1-mk2 7/10
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
http://slidepdf.com/reader/full/bab-1-mk2 8/10
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
http://slidepdf.com/reader/full/bab-1-mk2 9/10
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
http://slidepdf.com/reader/full/bab-1-mk2 10/10
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).