bab i pendahuluan 1 latar belakang - eprints.ums.ac.ideprints.ums.ac.id/30459/2/bab_i.pdf · gambar...

Laporan Tugas Akhir Perancangan Pabrik N-Methylaniline Dari Chlorobenzene dan Methylamine Kapasitas 32.000 Ton/Tahun

Benny Sri Sadono D500080036 1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Dalam era globalisasi jaman sekarang dunia industri perlu banyak

dikembangkan, hal ini berguna untuk meningkatkan sektor ekonomi. Indonesia

banyak melakukan pengembangan salah satunya adalah pengembangan di dunia

sektor industri. Salah satu sektor yang berkembang saat ini adalah dibidang sektor

industri kimia. Di Indonesia saat ini sektor industri kimia mengalami

perkembangan, hal ini ditandai dengan mulainya berkembangnya pabrik-pabrik

kimia yang berdiri di Indonesia. Akan tetapi ketergantungan impor produk

maupun bahan baku dirasakan masih tinggi. Oleh karena itu, industri kimia di

Indonesia lebih dikembangakan lagi supaya industri kimia di Indonesia tidak

mengalami ketergantungan dari luar negeri.

Dengan pembangunan pabrik baru maka akan memecahkan solusi atas

ketergantungan pabrik kimia dari luar negeri. Dengan berdirinya pabrik baru

maka akan merangsang pabrik lain untuk menggunakan pabrik tersebut. Selain itu

dapat memberikan manfaat lain dengan mengurangi angka pengangguran,

kemiskinan dan juga meningkatkan pendapatan asli daerah setempat.

Salah satu industri tersebut adalah dengan pendirian pabrik n-

methylaniline. Methylaniline adalah senyawa turunan dari aniline, dengan rumus

molekul C6H5NHCH3. N-Methylaniline sendiri banyak memiliki kegunaan

diantaranya adalah sebagai pelarut/solven, acid acceptor (membuat suasana asam)

dan sebagai sintesa organik. Bahan baku pembuatan n-methylaniline adalah

chlorobenzene dan methylamine.

Kebutuhan n-methylaniline di Indonesia diperkirakan akan mengalami

peningkatan. Hal ini ditandai dengan berkembangnya industri tekstil, karet,

makanan, dan juga kosmetik yang membutuhkan bahan baku n-methylaniline.



Pabrik n-methylaniline juga belum ada di Indonesia sehingga, hal inilah yang

melatari pendirian pabrik n-methylaniline.

Meskipun bahan baku masih didatangkan dari luar negeri, diharapkan

dapat memberikan keuntungan finansial bagi pemerintah dengan mengurangi

impor n-methylaniline. Selain itu dapat mendukung sektor industi kimia yang

memakai produk n-methylaniline yang dapat dipakai bahan baku pabrik lain.

Secara ekonomi pendirian pabrik n-methylaniline diperkirakan akan

menguntungkan jika dinilai dari harga n-methylaniline lebih tinggi dibanding

dengan jumlah harga methylamine dan chlorobenzene.

I.2 Kapasitas Pabrik

Sebelum pendirian pabrik, hal yang pertama yang dilakukan adalah

dengan menentukan kapasitas perancangan. Karena kapasitas pabrik merupakan

faktor yang akan mempengaruhi perhitungan teknis maupun ekonomis. Meskipun

secara teori semakin besar kapasitas pabrik keuntungan yang diperoleh akan

semakin besar, tetapi dalam penentuan kapasitas perlu juga dipertimbangkan

faktor lain yaitu : kebutuhan dan ketersediaan bahan baku.

1.2.1 Kebutuhan N-Methylaniline di Indonesia

Pada tabel 1.1 dapat dilihat kebutuan n-methylaniline berdasarkan data

impor dari Biro Pusat Statistik di Indonesia.

Tabel 1.1 Data Kebutuhan methylaniline di Indonesia

No Tahun Kapasitas (Ton/Tahun)

1 2009 6.271,06

2 2010 7.241,98

3 2011 14.726,22

4 2012 20.728,50

5 2013 24.93,987

(Biro Pusat Statistik Indonesia, 2013)



Berdasarkan Tabel 1.1 dapat ditarik kesimpulan bahwa impor n-

methylaniline di Indonesia mengalami peningkatan. Dari data diatas

diperoleh persamaan garis lurus yaitu y = 508,2x – 1E + 06 dengan y adalah

jumlah impor dalam ton, sedangkan x adalah tahun impor. Gambar 1.1

menunjukan grafik peningkatan impor di Indonesia.

Gambar 1.1 Grafik Impor N-Methylaniline Indonesia

Persamaan yang diperoleh dapat digunakan untuk mencari kebutuhan

n-methylaniline pada tahun yang akan datang, sehingga kita dapat

menentukan kapasitas pabrik berdasarkan kebutuhan n-methylaniline.

Tabel 1.2 Produsen n-methylamine di Dunia

NO Nama Pabrik Kapasitas ( ton )

1. Beyond Industries (China) 15.000

2. Jiangyin Jiazhou

International Trade

Co.,Ltd. (Canada)

20.000

3. Zhenjiang Sulphuric Acid

Plant

20.000

4. Wuhan Rison Trading Co.,

Ltd. (China)

10.000

5. Hefei TNJ Chemical

Industry Co., Ltd.(China)

9.000

y = 508,2x - 1E+06R² = 0,964

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014

Kapasitas (Ton/Tahun)

http://startrade.en.alibaba.com/

http://startrade.en.alibaba.com/

http://tnjchem.en.alibaba.com/

http://tnjchem.en.alibaba.com/



1.2.2 Ketersediaan Bahan Baku

Bahan baku n-methylaniline adalah chlorobenzene dan methylamine.

Untuk saat ini bahan baku masih mengimpor dari luar negeri. Hal ini

didalam negeri belum ada pabrik yang memproduksi chlorobenzene dan

methylamine.

Tabel 1.3 Produsen Methylamine

PRODUSEN KAPASITAS

(Ton/Tahun)

Air Products, Pensacola, Fla. 180.000

DuPont, Belle, W.Va. 90.000

Celanese Mexicana, La Cangrejera,

Mexico

67.500

Chinook Group, Sombra, Ontario 81.0000

( innovation-group, 2003)

Tabel 1.4 Produsen Chlorobenzene

PRODUSEN LOKASI KAPASITAS

(Ton/Tahun)

Monsanto California 79.200

Dow Chemical Michigan 135.000

PPG Industries, Inc Virginia 19.800

Standard chlorine

Chemical Company of

Delaware

Amerika 67.500

(Chlorobenzene Fact Sheet support Document CAS NO 108-90-7)

http://www.the-innovation-group.com/



1.3 Pemilihan Lokasi Pabrik

Pemilihan lokasi berpengaruh dalam perancangan pabrik, karena hal ini

berhubungan langsung dengan nilai ekonomis pabrik yang akan didirikan.

Berdasarkan beberapa pertimbangan maka pabrik n-methylaniline ini

direncanakan akan didirikan di Gresik Jawa Timur. Pertimbangan-pertimbangan

tersebut adalah sebagai berikut :

1. Sarana Transportasi

Transportasi yang diperlukan untuk proses penyediaan bahan baku

ditunjang dengan adanya pelabuhan Gresik yang akan memudahkan impor

barang – barang kebutuhan pabrik.

2. Pemasaran Produk

Pemasaran n-methylaniline cair sebagai bahan baku maupun bahan

pembantu di industri pengolahan makanan, kosmetik, farmasi, cat, tekstil dan

karet dapat mudah dipasarkan ke industri sekitarnya dan diekspor.

3. Bahan Baku

Pada saat ini kebutuhan n-methylaniline dan chlorobenzene masih

impor. Hal ini dikarenakan didalam negeri belum ada pabrik yang

memproduksi bahan baku tersebut. namun untuk kebutuhan natrium

hidroksida 50 % dapat diperoleh dari pabrik soda waru.

4. Utilitas

Di Jawa Timur terdapat beberapa sungai yang memiliki arus yang

besar, dua diantaranya adalah sungai brantas dan bengawan solo, keduanya

dapat dipergunakan sebagai sumber air pabrik. Untuk kebutuhan listrik dapat

disuplai dari pembangkit tenaga listrik seperti PLTU dan PLTG gresik.

5. Tenaga Kerja

Menurut badan statistik kabupaten gresik tahun 2010 jumlah tenaga

kerja di kota gresik sebesar 299.374 orang, dengan 47.572 orang merupakan

tenaga terdidik. Sehingga tenaga kerja dapat diperoleh dari daerah

disekitarnya, baik tenaga kasar maupun tenaga terdidik.



6 Keadaan tanah

Gresik bukan daerah subur sehingga tidak cocok untuk pertanian,

karena sebagian besar terletak di dataran rendah. Perkembangan kota

diarahkan kearah industri yaitu sebesar 48,02 % sebagai kegiatan ekonominya

Sedangkan untuk pertanian hanya 11,25 %.

7. Kemasyarakatan

Keadaan sosial kemasyarakatan sudah terbiasa dengan lingkungan

industri yaitu dengan jumlah industri sebesar 5.081 unit. Lokasi yang paling

terkenal dengan komplek industri adalah Kawasan Industri Gresik yang

didirikan pada tahun 1990. Sehingga pendirian pabrik baru dapat diterima dan

dapat beradaptasi dengan mudah dan cepat.

1.4 Tinjauan Pustaka

1.4.1 Proses Pembuatan N-Methylaniline dari Chlorobenzene dan Methylamine

Pada proses pembuatan n-methylaniline dari chlorobenzene dan

methylamine berlangsung pada suhu 2150C dan 68,03atm dengan menggunakan

katalis cuprous chloride (CuCl).

Adapun persamaan reaksinya sebagai berikut :

C6H5Cl (l ) + 2 CH3NH2 (Aq ) CuCl

C6H5NHCH3 (l ) + CH3NH2.HCl (l)

Senyawa CH3NH2.HCl (l) dapat dipisahkan dari hydrogen chloride dengan

mereaksikannya dengan senyawa basa seperti natrium hidroksida menjadi 2

CH3NH2 (l ) dan NaCl. Natrium hidroksida yang ditambahkan dibatasi sampai

konsentrasi 50 % berat agar katalis cuprous chloride tidak terpresipitasi.

Kehadiran NaCl jenuh terlarut dalam air tidak mempengaruhi jalannya reaksi di

reaktor.

(Groggins, 1958)



1.4.2 Kegunaan Produk

1. Sebagai bahan pembuatan karet sintesis

2. Sebagai bahan pembuatan zat warna

3. Sebagai solven

4. Sebagai aseptor asam

5. Sebagai organic syntethic

( Hawley’s, 1980 )

1.4.3 Sifat Fisik dan Kimia

A. Bahan Baku

1. Chlorobenzene

Sifat fisik :

Rumus Kimia : C6H5Cl

Bentuk : cairan berminyak tidak berwarna

Berat molekul : 112 gram/mol

Titik didih : 132 0C

Titik lebur : -45,2 0C

Spesifik grafity : 1,106

Densitas ( 25 0C ) : 1,106 gram/liter

Panas laten penguapan : 139,6 Btu/lb

Viskositas ( 20 0C ) ; 4,6 Cp

Temperatur kritis : 359.2 0C

Larut dalam : eter, benzene, kloroform, dan alkohol.

Tidak larut dalam air

Sifat Kimia

a. Chlorobenzene bereaksi dengan n-methylamine menghasilkan

methylaniline.

C6H5Cl + 2CH3NH2 C6H5NHCH3 + CH3NH2HCl



b. Chlorobenzene bereaksi dengan NaOH menghasilkan natrium klorida

dan chlorobenzene

C6H5Cl + NaOH C6H5OH + NaCl

(Mc.Ketta, 1979)

2. Methylamine

Sifat Fisik :

Rumus Kimia : CH3NH2

Bentuk : gas


Titik didih : -6,32 0C

Titik Beku : -93,5 0C

Densitas cairan, gram/cm3 ( 25

0C ) : 0,6632

Tekanan kritis : 74,3 atm

Temperatur kritis : 156,9 0C

Panas penguapan pd titik didih : 831,5 kj/mol

Viscositas ( 25 0C ) : 0,20 Cp

Larut dalam : air, alkohol dan eter

Sifat Kimia

a. Methylamine dapat bereaksi dengan chlorobenzene menghasilkan

methylaniline.

2CH3NH2 + C6H5Cl C6H5NHCH3 + CH3NH2HCl

b. Methylamine breaksi dengan air menghasilkan trimethyl mono

nitrogen

CH3NH2 + H2O (CH3)3N

( Hawley, 1980)



B. Bahan Pembantu

1. Chuprus Chloride (CuCl)

Sifat Fisik

Rumus molekul : CuCl

Berat molekul : 197,998 gram/mol

Titik didih : 1490 o C

Titik leleh : 430 o C

Densitas : 850 gram/liter

Panas jenis : 48,5 J/kmolK

Fase : padat

Sifat Kimia :

Tembaga merupakan unsur yang relatif tidak reaktif sehingga tahan

terhadap korosi. Pada udara yang lembab permukaan tembaga ditutupi

oleh suatu lapisan yang berwarna hijau yang menarik dari tembaga

karbonat basa, Cu(OH)2CO3.

2. Natrium Hidroksida (NaOH)

Sifat Fisik :

Rumus Kimia : NaOH

Bentuk : Padat

Berat Molekul : 40 gram/mol

Titik Didih : 318oC

Titik Lebur : 1390oC

Larut dalam : air

Densitas : 2,1 gram/liter

Spesific Grafity : 2,1



Sifat Kimia :

Senyawa ini bila di reaksikan Dengan (HCl) asam klorida akan terbentuk

garam dan air.

NaOH + HCl → NaCl + H2O

C. Produk

1. N-Methylaniline

Sifat Fisik :

Rumus Kimia : C6H5NHCH3

Bentuk : Cairan tak berwarna


Titik didih : 195,87 0C

Titik lebur : -57 0C

Densitas : 0,991 gram/liter

Spesific grafity : 0.991

Viscositas : 0,615 Cp

Panas laten penguapan : 99,9 kkal/kg

Panas pembakaran :-9,08 kkal/kg

Tekanan kritis ; 51,3 atm

Temperatur kritis : 428 0C

Larut dalam : alkohol dan eter

Sifat Kimia

1. Bereaksi dengan asam asetat anhidrid membentuk aceta toluidine dan

asam asetat.

C6H5NHCH3 + CH3CO3 C6H5NHOOCH 3+ CH3COOH

2. Bereaksi subtitusi dengan Br2 membentuk di bromo 4 amino toluene

C6H5NHCH3 + Br2 C6H5NHCH3Br2



3. Bereaksi dengan NaNO3 dalam suasana asam pada reaksi subtitusi

elektrolit.

C6H5NHCH3 + NaNO3 + HCl C6H5NHCH3O + NaCl +

H2O

( Hawley, 1980 & Chemcad )

C. Produk Samping

Methylaniline Hydrochloride

Sifat Fisik :

Rumus Kimia : CH3NH2HCl

Bentuk : Padat

Berat Molekul : 67,5 g/mol

Titik Didih : 38,2oC

Titik Lebur : 228oC

Densitas : 3,67 g/ml

Spesific grafity : 3,67

( C.L Yaws, 1999)

1.5 Tinjauan Proses Secara Umum

Chlorobenzene dan methylamine dimasukkan ke dalam reaktor untuk

direaksikan dengan menggunakan katalis cuprous chloride (CuCl). Proses yang

terjadi didalam reaktor berlangsung pada suhu 215 0C dan tekanan 68,3 atm. Has i l

ke luaran dar i reakto r mengandung chlorobenze yang t idak bereaks i ,

n-methylaniline, H2O, CH3NH2 yang tidak bereaksi, CH3NH2.HCl, CuCl yang

terlarut. Kemudian hasil ini didinginkan dalam pendingin lalu dimasukkan dalam

dekanter untuk memisahkan methylaniline dan chlorobenzene dari campuran

tersebut. Kemudian chlorobenzene dan methylaniline yang sudah terpisah dikirim ke

menara destilasi untuk dipisahkan produk methylaniline dari chlorobenzene yang



akan di recycle ke reaktor untuk digunakan lagi sebagai bahan baku. Sementara hasil

atas dari dekanter yang terdiri atas H2O, CH3NH2, (CH3)2NH, CH3NH2.HCl H2O,

CuCl solusion dikirim ke netraliser untuk mengambil kembali methylamine dari

methylamine hidrokloride dengan cara mereaksikan antara larutan NaOH 50 %

dengan methylamine hidrokloride menjadi methylamine, air, dan NaCl. Dalam proses

penetralan NaCl yang terbentuk sampai kondisi lewat jenuh. NaCl akan terpresipitasi

dan dipisahkan di Centrifuge Filter sebagai produk bawah, sedangkan produk atas

Centrifuge Filter berupa air, methylamine, dimethylamine, dan CuCl solusion .

Kemudian hasil top produk dialirkan ke stripper untuk memisahkan methylamine

dengan Catalist solusion. Methylamine sebagai produk atas dikirim ke mixer

sedangkan hasil bawah catalyst solusion dialirkan ke Evaporator untuk dikurangi

kadar airnya. Setelah kadar airnya sesuai dengan kebutuhan di Reaktor, Catalist

solusion dikirim ke Mixer untuk dicampur dengan methylamine dan setelah tercampur

di alirkan ke reaktor sebagai recycle.

bab i pendahuluan 1 latar belakang - eprints.ums.ac.ideprints.ums.ac.id/30459/2/bab_i.pdf · gambar...

Documents