BAB I PENGANTAR A. Latar Belakang Industri kimia

Prarancangan Pabrik Propilen Glikol dari Propilen Oksid
Dengan Kapasitas 75.000 Ton/Tahun
BAB I
PENGANTAR
A. Latar Belakang
Industri kimia merupakan suatu sistem organisasi usaha yang
berorientasi kepada keuntungan atau profit oriented, artinya disamping
bertujuan menghasilkan suatu produk yang bermanfaat bagi kehidupan
manusia, industri kimia juga mengharapkan keuntungan di bidang finansial.
Dalam era globalisasi seperti saat ini, industri kimia semakin berkembang
pesat. Sejalan dengan itu, meningkat pula kebutuhan akan berbagai bahan
penunjang untuk proses-proses dalam industri kimia, salah satu bahan
penunjang tersebut adalah Propilen Glikol.
Propilen Glikol adalah salah satu senyawa turunan dari propilen yang
mempunyai rumus kimia C3H8O2 dan mempunyai nama komersial Propylene
Glycol Industrial (PGI) dan Propylene Glycol USP (PG USP), sedangkan
nama IUPAC dari senyawa ini adalah 1,2-Propanediol. Senyawa ini
mempunyai sifat jernih, cair, kental, sedikit berbau, sedikit pahit, dan
memiliki tekanan uap rendah (Kirk Othmer, 2004).
Propilen Glikol dapat digunakan sebagai bahan baku resin poliester tak
jenuh, pelarut dalam industri makanan, bahan pelembab pada industri
kosmetik, campuran obat, serta sebagai plastisizer dan antifreeze. Propilen
Glikol menjadi salah satu bahan yang kita butuhkan dimana sampai saat ini
masih mengimpor dari negara lain.
Berdasarkan dari data Badan Pusat Statistik, Indonesia mengimpor
Propilen Glikol lebih dari 35 ribu ton pada tahun 2012. Dengan melihat
pentingnya Propilen Glikol ini, maka dirancang sebuah pabrik Propilen
Glikol yang direncanakan mulai tahun 2017 nanti dapat memenuhi kebutuhan
dalam negeri serta dapat mengekspor ke luar negeri. Dengan pendirian pabrik
Propilen Glikol ini juga diharapkan dapat menambah devisa negara serta
mengatasi masalah pengangguran.
Muhammad Iqbal
Alfian Kharisma Putra
(10/297901/TK/36439)
(10/305458/TK/37525)
1
Prarancangan Pabrik Propilen Glikol dari Propilen Oksid
Dengan Kapasitas 75.000 Ton/Tahun
B. Tinjauan Pustaka
Propylene glycol (PG) yang dalam bahasa Indonesia disebut propilen
glikol merupakan sekelompok bahan kimia yang terdiri dari monopropylene
glycol (MPG), dipropylene glycol (DPG), dan tripropylene glycol (TPG).
Nama resmi dari IUPAC untuk propilen glikol adalah 1,2-propadienol.
Propilen glikol tersedia dalam kemurnian tinggi untuk memenuhi kebutuhan
industri dan spesifikasi pasar. (Kirk-Othmer, 2004)
Semua pabrik propilen glikol yang telah ada hanya menggunakan reaksi
hidrolisis propylene oxide (PO) untuk proses produksi komersialnya.
Sebenarnya, ada dua proses lain melalui reaksi katalitik yang menggunakan
katalis asam dan basa. (Mc. Ketta, 1990)
Berikut ini penjelasan ketiga proses sintesis propilen glikol dari
propilen oksid :
1. Hidrasi Propilen Oksid tanpa katalis
Proses ini berlangsung pada tekanan tinggi, temperatur tinggi, dan tanpa
katalis. Dipropylene glycol (DPG) dan tripropylene glycol (TPG) terbentuk
secara berurutan dari konversi propilen oksid menjadi propilen glikol.
Konsekuensinya, semua ketiga produk dihasilkan secara simultan dan
dipisahkan dengan distilasi.
Propilen oksid dan air dikombinasikan di tahap awal proses dengan
perbandingan molar sebesar 1 : 15. Suhu awal sebesar 125oC dan tekanan
sekitar 2 MPa. Hasil keluar reaktor bersuhu 190oC karena reaksi bersifat
eksotermis. Air berlebih dalam proses tersebut menghasilkan propilen glikol,
Muhammad Iqbal
Alfian Kharisma Putra
(10/297901/TK/36439)
(10/305458/TK/37525)
2
Prarancangan Pabrik Propilen Glikol dari Propilen Oksid
Dengan Kapasitas 75.000 Ton/Tahun
dipropilen glikol, dan tripropilen glikol dengan perbandingan 100 : 10 : 1.
(Ullmann, 2005)
Rasio propilen glikol dapat ditingkatkan dengan meningkatkan rasio air
dengan propilen oksid, tetapi hal ini menyebabkan kenaikan arus recycle,
biaya energi, dan jumlah produk menurun. Limbah yang dihasilkan dalam
proses ini sangat sedikit. (Ullmann, 2005)
2. Hidrasi Propilen Oksid dengan Katalis Asam
Proses ini analog dengan proses nomor (1) dengan penambahan katalis
asam. Katalis asam berupa H2SO4 dan dibutuhkan dalam jumlah yang sedikit,
0,1 wt %. Berbeda dengan proses nomor (1), operasi ini berlangsung pada
tekanan 1 atm dan suhu 25oC. (Arthur Chan dan Warren D. Seider, 2004)
Karena titik didih propilen oksid cukup rendah (34,28oC), pengontrolan
suhu menjadi sangat penting untuk menjaga reaksi tetap berjalan pada fase
cair. Air berlebih digunakan selain meningkatkan rasio propilen glikol tetapi
juga untuk mengontrol suhu. (Arthur Chan dan Warren D. Seider, 2004)
Nilai pH proses ini berkisar 4. Penghilangan katalis setelah proses
pembentukan produk sangat penting sebelum masuk menara distilasi untuk
menghindari penurunan kualitas produk di reboiler menara distilasi.
Pendekatan yang digunakan untuk menghilangkan masalah ini adalah dengan
menggunakan ion-exchanger resin dan polimer. (Mc. Ketta, 1990)
3. Hidrasi Propilen Oksid dengan Katalis Basa
Proses ini analog dengan proses nomor (2) yang berbeda hanya katalis
yang digunakan bersifat basa. Dalam beberapa paten, nitrogen digunakan
sebagai katalis bersifat basa. Pada pH di atas 12, reaksi berkatalis basa akan
mendominasi, tetapi reaksi tersebut tidak digunakan dalam industri karena
a.
Basa kuat membutuhkan pengolahan yang signifikan
b.
Memerlukan penghilangan basa sebelum distilasi
Muhammad Iqbal
Alfian Kharisma Putra
(10/297901/TK/36439)
(10/305458/TK/37525)
3
Prarancangan Pabrik Propilen Glikol dari Propilen Oksid
Dengan Kapasitas 75.000 Ton/Tahun
c.
Lebih banyak menghasilkan glikol tingkat tinggi
d.
Menghasilkan isomer diglikol yang tidak diinginkan
(Mc. Ketta, 1990)
Ketiga proses tersebut dibandingkan untuk memilih proses produksi
propilen glikol yang paling efisien dan ekonomis. Proses (1) yaitu hidrasi
propilen oksid tanpa katalis dipilih karena paling efisien dan telah digunakan
pada semua produksi secara komersial pada industri.
Dasar pertimbangan proses hidrasi propilen oksid dengan katalis asam
maupun basa tidak dipilih adalah sebagai berikut :
1. Bahan yang diperlukan dalam proses lebih banyak
2. Alat proses yang digunakan dalam proses lebih banyak seperti ionexchanger
3. Titik didih propilen oksid yang rendah menyebabkan terjadinya penguapan
pada tekanan atmofseris
4. Biaya produksi lebih mahal
Muhammad Iqbal
Alfian Kharisma Putra
(10/297901/TK/36439)
(10/305458/TK/37525)
4