bab i pengantar

Prarancangan Pabrik Aseton dari Isopropil Alkohol
dengan Kapasitas 25.000 Ton/Tahun
BAB I
PENGANTAR
I.1. LATAR BELAKANG
Aseton merupakan salah satu senyawa keton sederhana yang berwujud cair
pada suhu ruang. Aseton dengan rumus molekul CH3COCH3, memiliki ciri bau
yang tajam. Aseton memiliki sifat iritan, flammable, dan non korosif serta polar
(sciencelab.com). Aseton banyak digunakan sebagai pelarut industri, seperti
untuk cat dan pernis. Selain itu aseton juga banyak digunakan sebagai bahan
baku pembuatan zat organik seperti pembuatan kloroform, iodoform, pewarna
dan senyawa organik kompleks lainnya. Aseton juga banyak dipakai di industri
selulosa asetat, cat, serat, plastik, karet, kosmetik, perekat, dan pembuatan
minyak pelumas. Aseton merupakan salah satu bahan industri kimia yang
sangat diperlukan dalam industri kimia.
Perkembangan industri di Indonesia saat ini mengalami peningkatan pesat
pada segala bidang, salah satunya dalam bidang industri kimia. Akan tetapi di
lain sisi, belum ada pabrik aseton di Indonesia padahal kebutuhan aseton di
Indonesia cukup besar. Dengan kondisi demikian, Indonesia belum mampu
memenuhi kebutuhan aseton dalam negeri sehingga mengimpor dari negara
lain. Setelah dilakukan studi literatur, maka diketahui kebutuhan Aseton
Indonesia untuk 10 tahun setelah didirikannya pabrik (2027) diperkirakan
sekitar 28.000 ton. Sehubungan dengan pemenuhan kebutuhan aseton di
Indonesia, menjadi keputusan yang tepat jika Indonesia mendirikan pabrik
aseton untuk memenuhi kebutuhannya. Pendirian pabrik aseton dapat
mengurangi ketergantungan Indonesia kepada negara lain dalam pemenuhan
kebutuhan aseton.
Pabrik ini rencananya akan dibangun di daerah Cilegon. Hal ini didasarkan
atas beberapa pertimbangan, diantaranya pertimbangan pemasaran produk dan
akses transportasi yang baik. Produk aseton dipasarkan ke industri kimia seperti
industri cat, karet, kosmetik, dan pernis di daerah sekitar Cilegon, yakni di
daerah Tangerang dan Bekasi. Selain itu, daerah Cilegon juga tersebut memiliki
akses pelabuhan yang besar dan memiliki akses jalan yang baik.
Arini Muthiah Rosmaya Putri
Septiana Damayanti
1
(11/313556/TK/37948)
(11/319232/TK/38362)
Prarancangan Pabrik Aseton dari Isopropil Alkohol
dengan Kapasitas 25.000 Ton/Tahun
I.2. TINJAUAN PUSTAKA
Aseton adalah suatu senyawa organik dengan rumus molekul C3H6O dan
dengan struktur kimia sebagai berikut:
Gambar 1.1. Struktur Aseton
Aseton dapat dibuat dengan berbagai proses dan dari bahan baku yang
berbeda-beda. Menurut Kirk-Orthmer (1978), aseton dapat dibuat dengan 3
proses yaitu sebagai berikut:
1. Proses Cumene Hydroperoxide
Pada proses ini, Benzene dialkilasi menjadi Cumene yang kemudian
dioksidasi
dengan
udara
atau
oksigen
murni
menjadi
Cumene
Hydroperoxide. Cumene Hydroperoxide kemudian ditambahkan dengan
asam dan pemanasan akan menghasilkan Phenol dan Aseton. Reaksinya
adalah sebagai berikut:
C6H5CH(CH3)2(l)+O2 (g) C6H5COOH(CH3)2 (l)C6H5OH2(g)+CO(CH3)2(g)
(1.1)
Dengan proses tersebut, 1 kg Cumene akan menghasilkan 0,4-0,45 kg
Aseton. Secara garis besar, proses ini dibagi menjadi tahap oksidasi Cumene,
tahap pembelahan Cumene Hydroperoxide, netralisasi, dan distilasi Aseton.
Proses oksidasi Cumene biasanya berlangsung pada suhu 80-130oC
beserta
dengan
penambahan
Sodium
Hidroksida
sebagai
promotor/stabilizer. Umpan masuk reaktor pengoksidasi adalah fresh
Cumene dan recycled Cumene keluaran reaktor. Udara atau oksigen
digelembungkan dari bawah reaktor. Hasil keluaran reaktor kemudian
dievaporasi hingga kadar Cumene Hydroperoxide 75-85%.
Arini Muthiah Rosmaya Putri
Septiana Damayanti
2
(11/313556/TK/37948)
(11/319232/TK/38362)
Prarancangan Pabrik Aseton dari Isopropil Alkohol
dengan Kapasitas 25.000 Ton/Tahun
Proses penambahan asam kemudian dilakukan pada suhu 60-100oC
pada sebuah tangki berpengaduk dan akan terjadi reaksi pembelahan
Cumene Hydroperoxide menjadi Phenol dan Aseton. Selanjutnya, setelah
proses panambahan asam, dilakukan proses netralisasi dengan basa atau
ion-exchange resin. Berikutnya adalah proses pencucian dan distilasi.
Dengan proses ini, dihasilkan Aseton dengan yield sebesar ± 94%.
2. Dehidrogenasi Isopropil Alkohol
Aseton diproduksi dengan proses dehidrogenasi Isopropil Alkohol pada
kondisi endotermis. Reaksinya sebagai berikut.
CH3CHOHCH3(g) CH3COCH3 (g) + H2 (g)
(1.2)
Proses dehidrogenasi ini berlangsung pada fase gas dengan tekanan ± 2
atm. Secara teori, pada suhu 325oC konversi dari Isopropil Alkohol bisa
mencapai 97%. Karena reaksi terjadi pada kondisi endotermis, maka
semakin tinggi suhu maka kesetimbangan akan bergeser kearah
pembentukan Aseton. Pada reaksi ini diperlukan peran katalis. Untuk suhu
reaksi 315-482oC digunakan kombinasi katalis Zinc Oxide-Zirconium
Oxide (ZnO-ZrO), Copper-Chromium Oxide (Cu-CrO) atau Copper-Silicon
Dioxide (Cu-SiO2).
3. Proses Oksidasi Isopropil Alkohol
Isopropil Alkohol dicampurkan dengan udara dan diumpankan ke
reaktor yang bersuhu antara 400-600oC. Reaksi mengunakan katalis yang
sama dengan katalis yang digunakan pada proses dehidrogenasi Isopropil
Alkohol. Reaksi oksidasi Isopropil Alkohol sangat eksotermis, reaksinya
sebagai berikut.
1
CH3CHOHCH3 (g) + 2 O2 (g) H2O (g)+ CH3COCH3(g)
Arini Muthiah Rosmaya Putri
Septiana Damayanti
(1.3)
3
(11/313556/TK/37948)
(11/319232/TK/38362)
Prarancangan Pabrik Aseton dari Isopropil Alkohol
dengan Kapasitas 25.000 Ton/Tahun
Daftar 1.1 Kelebihan dan Kekurangan Proses Produksi Aseton
Jenis Proses
1. Proses
Kelebihan
Kekurangan
Cumene  Menghasilkan
Hydroperoxide
 Aseton yang dihasilkan
Aseton dengan yield
lebih sedikit daripada
± 94%.
Fenol.
 Bahan baku relatif  Bahan
mudah didapat
baku
langsung
tidak
menjadi
Aseton tetapi melewati
proses
pembentukan
produk antara terlebih
dahulu.
 Pengontrolan suhu  Reaksi berlangsung pada
2. Proses
Dehidrogenasi
reaktor
Isopropil Alkohol
mudah.
lebih
suhu tinggi (endotermis).
 Karena reaksi berjalan
 Aseton
dihasilkan
sebagai
produk
utama.
pada suhu tinggi, katalis
perlu
diganti
secara
berkala.
 Konversi Isopropil
Alkohol mencapai ±
97%.
3. Proses
Oksidasi
Isopropil Alkohol
 Bahan baku mudah  Pengontrolan
didapat
suhu
reaktor rumit
 Jarang
dibandingkan
digunakan
proses
dehidrogenasi
Berdasarkan pertimbangan kelebihan dan kekurangan pada Daftar 1.1.,
proses produksi aseton yang dipilih adalah dehidrogenasi isopropil alkohol.
Hal ini dikarenakan, proses tersebut menghasilkan konversi isopropil
alkohol yang tinggi dan faktor pengontrolan proses yang relatif mudah.
Arini Muthiah Rosmaya Putri
Septiana Damayanti
4
(11/313556/TK/37948)
(11/319232/TK/38362)