PRARANCANGAN PABRIK ETIL ASETAT DARI ASAM ASETAT

  • View
    247

  • Download
    9

Embed Size (px)

Transcript

  • NASKAH PUBLIKASI

    PRARANCANGAN PABRIK

    ETIL ASETAT DARI ASAM ASETAT DAN ETANOL

    DENGAN KATALIS ASAM SULFAT

    KAPASITAS 45.000 TON PER TAHUN

    Oleh:

    Verry Junaidi Rachmawan

    D 500 080 002

    DosenPembimbing:

    Eni Budiyati, ST, M.Eng.

    Dr. Ir. H. Ahmad M. Fuadi, M.T.

    PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK

    UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

    2014

  • UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

    FAKULTAS TEKNIK

    Jl. A. Yani Tromol Pos I Pabelan, Kartasura, Telp. (0271) 717417, Fax.715448

    Surakarta 57102

    Website: http://www.ums.ac.id , Email: ums@ums.ac.id

    Surat Persetujuan Artikel Publikasi Ilmiah

    Yang bertanda tangan di bawah ini pembimbing skripsi/ tugas akhir:

    Pembimbing I : Eni Budiyati, S.T., M.Eng.

    NIK : 991

    Pembimbing II : Dr. Ir. H. Ahmad M. Fuadi, M.T.

    NIK : 618

    Telah membaca dan mencermatinaskah artikel publikasi ilmiah, yang merupakan

    ringkasan skripsi/ tugas akhir dari mahasiswa:

    Nama : Verry Junaidi Rachmawan

    NIM : D 500 080 002

    Program Studi : TEKNIK KIMIA

    Judul Skripsi : PRARANCANGAN PABRIK ETIL ASETAT DARI

    ASAM ASETAT DAN ETANOL DENGAN KATALIS

    ASAM SULFAT KAPASITAS 45.000 TON PER TAHUN

    Naskah artikel tersebut layak dan dapat disetujui untuk dipublikasikan. Demikian

    persetujuan ini dibuat, semoga dapat dipergunakan seperlunya.

    Surakarta, 23 Desember 2014

    Menyetujui

    http://www.ums.ac.id/mailto:ums@ums.ac.id

  • B ismilahirroahmanirrohim

    Yang bertandatangan dibawah

    Nama

    NIM/NIK/NIP

    Fakultas/Jurusan

    Jenis

    Judul

    SURAT PERYATAAN

    PUBLIKASI KARYA ILMIAH

    ini, saya :

    Verry Junaidi Rachmawan

    D500 080 002

    Teknik kimia

    Skripsi/Tesis/Diserlasi llaporan penelitian

    Prarancangan Pabrik Etil asetat dari asam asetat dan etanol

    Dengan katalis asam sulfat Kapasitas 45.000 ton per tahun

    Dengan -ini menyatakan bahwa saya menyetuj ui untuk :

    l. Memberikan hak bebas royalti kepada perpustakaan UMS atas penulisan karya ilmiahsaya, demi pengembangan ilmu pengetahuan.

    2. Memberikan hak menyimpan, mengalih mediakan/ mengalih formatkan, mengeloladalam bentuk pangkalan data (database), mendistribusikanya, serta menampilkanya

    dalam bentuk softcopy untuk kepentingan akademik kepada Perpustakaan UMS, tanpa

    perlu meminta rjin dari saya selama tetap menyantumkan nama saya sebagaipenulis/pencipta.

    3. Bersedia dan menjamin untuk menanggung secara pribadi tanpa melibatkan pihakPerpustakaan UMS, dari semua bentuk tuntutan hukum yang timbul atas pelanggaran hak

    cipta dalam karya ilmiah ini.

    Demikian peryataan ini saya buat dengan sesungguhnya dan semoga dapat digunakan sebagai

    semestinya.

    Surakafia, 23 Desember 2014

    Yang Menyatakan

    (Verry Junaidi Rachmawan)

  • ABSTRAK

    Etil asetat merupakan cairan tidak berwarna yang mudah larut

    dalam air dan pelarut organik, yang mempunyai kegunaan sebagai bahan pelarut

    organik dalam industri pembuatan tinta, pembuatan resin serta dalam industri

    farmasi dan kosmetik. Untuk memenuhi kebutuhan etil asetat dalam negeri

    dirancang pabrik etil asetat dari etanol dan asam asetat dengan kapasitas 45.000

    ton per tahun dan tidak menutup kemungkinan untuk diekspor.

    Proses pembuatan Etil asetat menggunakan reaksi esterifikasi etanol dan

    asam asetat dengan katalis asam sulfat, dilakukan di dalam Reaktor Alir Tangki

    Berpengaduk (RATB). Membutuhkan bahan baku etanol sebanyak 53.505,16 ton

    per tahun yang diperoleh dari PT. Molindo Raya Industrial sedangkan asam

    asetat sebanyak 59.200,87 ton per tahun diperoleh dari PT. Indo Acidatama.

    Reaksi berlangsung pada fase cair, suhu 70C dan tekanan 1 atm. Untuk

    memperoleh produk etil asetat dengan kemurnian 99%. dilakukan proses distilasi.

    Bentuk perusahaan adalah perseroan terbatas (PT). Dalam pelaksanaan proses,

    pabrik membutuhkan karyawan sebanyak 96 orang. Kebutuhan unit pendukung

    proses pabrik etil asetat meliputi 6.297.112.623,01 liter air per tahun,

    1.700.609.196,92 kg steam per tahun, 25.414.939,60 liter bahan bakar per tahun,

    dan 2.225.359,69 kW listrik per tahun.

    Dari hasil analisis ekonomi diperoleh hasil yaitu Percent Return On

    Investment (ROI) sebelum pajak sebesar 59,63% dan setelah pajak sebesar

    41,74%. Pay Out Time (POT) sebelum pajak sebesar 1,44 tahun sedangkan

    setelah pajak sebesar 1,93 tahun. Break Even Point (BEP) sebesar 37,76%, dan

    Shut Down Point (SDP) sebesar 23,21%. Discounted Cash Flow (DCF) sebesar

    35 %. Berdasarkan data di atas maka pabrik etil asetat dari asam asetat dan

    etanol ini layak untuk didirikan..

    Kata kunci : etil asetat, esterifikasi, RATB

  • 1.1. Latar Belakang

    Etil asetat dengan rumus molekul (CH3COOC2H5) merupakan cairan

    tidak berwarna yang mudah larut dalam air dan pelarut organik, salah satu

    bahan kimia yang digunakan sebagai bahan pelarut organik dalam pembuatan

    tinta, pembuatan resin dan terutama dalam industri farmasi dan kosmetik.

    Dari tahun ketahun perkembangan industri di Indonesia semakin bertambah

    sangat banyak, baik pabrik industri milik pemerintah maupun pabrik industri

    milik swasta. Dengan berdirinya banyak pabrik di Indonesia dapat

    menghemat devisa negrara, karena mengurangi impor negara, sehingga

    perekonomian Indonesia bisa lebih baik.

    Perkembangan industri kimia yang sangat cepat sehingga pemerintah

    memberikan kesempatan untuk mendirikan pabrik etil asetat di Indonesia.

    Dengan didukung kebutuhan etil asetat di Indonesia setiap tahun meningkat

    hampir 16,7% (Badan Pusat Statistik, 2014). Berkebalikan dengan

    meningkatnya kebutuhan tersebut, pabrik etil asetat di Indonesia masih belum

    bisa untuk mencukupi kebutuhan etil asetat di Indonesia, sehingga untuk

    mencukupi kebutuhan etil asetat di Indonesia, pemerintah mengambil

    langkah untuk mendatangkan atau impor etil asetat dari negara lain. selain

    alasan-alasan diatas, pemerintah juga mengambil beberapa pertimbangan

    sebagai alasan untuk memberikan banyak kesempatan untuk mendirikan

    pabrik etil asetat. Adapun alasan dari pemerintah antara lain untuk memenuhi

    kebutuhan etil aseta dalam negeri, membuka lapangan pekerjaan baru

    sehingga pengangguran akan menurun, serta menghemat devisa negara

    karena dapat membantu pertumbuhan perekonomian Indonesia. Dengan

    didukung oleh sumber bahan baku dan sumber daya manusia yang melimpah

    serta pemasaran hasil produksi yang mudah di Indonesia, pembuatan pabrik

    etil asetat memiliki prospek kedepan yang sangat menjanjikan. Untuk

    penentuan kapasitas perancangan pendirian pabrik dapat melihat dari

    beberapa pertimbangan antara lain kebutuhan produk, dan ketersediaan bahan

    baku.

  • Reaksi pembentukan esterifikasi merupakan reaksi yang berjalan

    lambat dengan penambahan asam sulfat sebagai katalis. Fungsi katalis dalam

    reaksi tersebut adalah untuk mempercepat reaksi pembentukan etil asetat

    (Groggins, 1985).

    1.2. Tujuan

    pendirian pabrik etil asetat dari asam asetat dan etanol ini bertujuan untuk

    memenuhi kebutuhan etil asetat dalam negeri sehingga mengurangi impor dalam

    nergeri, dan tidak menutup kemungkinan produk tersebut bisa untuk ekspor.

    Dengan harapan dapat memberikan keuntungan negara dan mengurangi beban

    negara dalam bidang ekonomi.

  • TINJAUAN PUSTAKA

    Pemilihan proses

    Macam-macam proses produksi etil asetat yaitu:

    a. Esterifikasi

    Reaksi esterifikasi antara asam asetat dan etanol menggunakan katalis

    asam sulfat. Reaksi yang terjadi adalah reaksi reversibel, dimana konversi dari etil

    asetat sebesar 65%. Untuk meningkatkan yield, pembentukan air harus

    diminimalkan (McKetta and Chuningham, 1994).

    b. proses reaksi tischenco

    Proses Tischenco merupakan produksi etil asetat secara komersial dengan

    mengubah etanol menjadi asetaldehid menggunakan katalis aluminum alkoxide

    (Rahman et al., 2003). Yield pada proses ini sebesar 61%. Reaksi yang terjadi

    yaitu (McKetta and Chuningham, 1994):

    2CH3CHO CH3COOCH2CH3 (1.1)

    c. proses sintesis etil asetat dari etilena dan asam asetat

    Etil asetat dapat disintesis dari etilen dan asam asetat menggunakan

    katalis asam padat, misalnya zeolit. Reaksinya dituliskan:

    CH2CH2 + CH3COOH 2CH3CHO (1.2)

    2CH3CHO CH3COOC2H5 (1.3)

    Pada reaksi ini, tidak terbentuk produk samping sehingga dapat

    meminimalkan energi untuk proses pemurnian produk (Crane et al, 2011).

  • METODE PENELITIAN

    Dasar Reaksi

    Proses pembuatan etil asetat dari asam asetat dan etanol

    dengan katalis asam sulfat dilakukan melalui esterifikasi terjadi

    pada Reaktor Alir Tangki Berpengaduk (RATB) dengan reaksi

    sebagai berikut:

    CH3COOH(c) + C2H5OH(c) CH3COOC2H5(c) + H2O(c) (2.1)

    Kondisi Operasi

    Untuk proses pembuatan etil asetat dari asam asetat dan

    etanol menggunakan katalis asam sulfat beroperasi pada suhu 70C

    dan tekanan 1 atm. Fase yang terjadi dalam reaksi ini adalah fase

    cair, umpan dan produk dalam keadaan fase cair. Reaksi ini adalah

    reversible.

    Tinjauan Kinetika

    Ditinjau dari segi kinetika reaksi, kecepatan reaksi asam