Tugas PPK Prarancangan Pabrik Asam Propionat dari Propena dan Udara

Kapasitas 90.000 ton tahun

1

BAB I

PENDAHULUAN

I.1. Latar Belakang

Asam propionat adalah asam karboksilat yang memiliki rumus kimia

CH3CH2COOH. Asam propionat memiliki peran penting dalam pengawetan

pakan ternak dan biji-bijian. Selain itu juga digunakan untuk membuat kalsium

dan natrium propionat, cellulose acetat propionate, dan ester alkil propionat.

Pada tahun 2006, kebutuhan dunia akan asam propionat sebesar 313.200

ton dengan kapasitas produksi total sebesar 348.900 ton/tahun. Kebutuhan dunia

akan asam propionat juga semakin meningkat dengan pertumbuhan permintaan

sebesar 2,5%/tahun.

Kebutuhan asam propionat di Indonesia cukup tinggi yaitu sekitar 2.534 ton

pada 2012 (www.bps.go.id). Padahal, di Indonesia belum ada pabrik asam

propionat yang berdiri. Hal ini menyebabkan Indonesia harus mengimpor asam

propionat dari luar negeri untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri.

Di Indonesia, ketersediaan propena yang merupakan bahan baku pembuatan

asam propionat sangat berlimpah. PT Chandra Asri merupakan salah satu pabrik

di Indonesia yang memproduksi propena dengan kapasitas produksi 320.000.000

ton/tahun.

Berdasarkan pada kegunaan asam propionat yang luas, kenaikan harga dari

bahan baku ke produk yang tinggi, ketersediaan bahan baku di Indonesia yang

berlimpah, dan kebutuhan dunia yang semakin meningkat maka pendirian pabrik

asam propionat di Indonesia dirasa sangat penting. Selain dapat mengurangi

ketergantungan impor asam propionat, pendirian pabrik ini dapat menambah

devisa negara dan meningkatkan pengembangan sumber daya manusia di

Indonesia.

Tugas PPK Prarancangan Pabrik Asam Propionat dari Propena dan Udara

Kapasitas 90.000 ton tahun

2

I.2. Tinjauan Pustaka

Asam propionat dapat diproduksi dengan 3 jenis proses (Ullmann, 2005).

Masing-masing proses tersebut adalah:

1. Hidrokarboksilasi Etilen

Proses ini merupakan proses yang banyak diaplikasikan pada dunia

industri dalam produksi Asam propionat. Pada proses hidrokarboksilasi

etilen ini, etilen direaksikan dengan air dan karbon monoksida dengan

bantuan katalis nikel karbonil. Reaksi yang terjadi adalah

H2C=CH2 + H2O + CO CH3CH2COOH. (1)

Proses produksi asam propionat melalui proses ini terjadi pada kondisi

tekanan dan suhu yang tinggi yaitu 100-300 bar dan 250-320 C. Proses ini

sudah digunakan dan dipaten oleh perusahaan BASF.

2. Oksidasi Propionaldehid

Proses lain yang dapat menghasilkan asam propionat dalam skala

industri adalah proses oksidasi propionaldehyde dengan katalis mangan

propionat. Reaksi yang terjadi adalah

CH3CH2CHO + O2 CH3CH2COOH. (2)

Proses ini tidak memerlukan suhu dan tekanan yang tinggi yaitu 30-55 C

dan 2-4 atm. Proses ini banyak diterapkan oleh industri-industri di Amerika

Serikat, seperti pabrik Dow Chemical dan Eastman Chemical.

3. Oksidasi Langsung Hidrokarbon

Proses lain yang dapat menghasilkan asam propionat adalah proses

oksidasi langsung hidrokarbon. Reaksi yang terjadi adalah

CxHy + O2 HCOOH + R-COOH + CH3COCH3. (3)

Produksi asam propionat melalui proses ini terjadi pada suhu 170oC dan

tekanan 40-45 bar jika bahan bakunya berupa naphtha. Proses ini telah di

gunakan di Perusahaan Celanese dan Daicel Organic Chemistry.

Tugas PPK Prarancangan Pabrik Asam Propionat dari Propena dan Udara

Kapasitas 90.000 ton tahun

3

Analisis kelebihan dan kekurangan tiap proses (Ullmann, 2005)

Proses Kelebihan Kekurangan

Hidrokarboksilasi

Etilen

Pabrik : BASF

1. Konversi Asam

Propionatnya

besar

2. Yield dihasilkan

juga tinggi

1. Beroperasi pada

suhu dan tekanan

yang tinggi

2. Membutuhkan

reaktan gas CO yang

berbahaya

(persamaan 1)

3. Membutuhkan

proses yang tidak

feasible ketika

mengolah propena

menjadi etilen

Oksidasi

Propionaldehyde

Pabrik: Eastman dan

Dow Chemical

1. Beroperasi pada

kondisi operasi

yang tidak terlalu

tinggi

2. Secara ekonomi

proses ini

menguntungkan

3. Proses pengolahan

bahan baku simpel

1. Konversi yang

dihasikan tidak

setinggi proses

hidrokarboksilasi

etilen

Oksidasi Langsung

Hidrokarbon

Pabrik: Celanese dan

Daicel

1. Bahan bakunya

murah

2. Bahan bakunya

mudah ditemukan

1. Prosesnya kompleks

2. Hasil asam

propionatnya rendah

(persamaan 3)

Jika propena merupakan bahan baku dalam pembuatan asam propionat,

maka Etilen dan propionaldehid merupakan produk antaranya. Produk antara ini

diproduksi dengan proses berikut:

Tugas PPK Prarancangan Pabrik Asam Propionat dari Propena dan Udara

Kapasitas 90.000 ton tahun

4

1. Propena menjadi etilen (Burcat, 1975)

Proses untuk mengubah propena menjadi etilen adalah proses

cracking. Proses ini terjadi pada suhu 1160-1700K.

CH3-CH=CH2 H2 + CH4 + C2H4 + C2H2 + C2H6 + C3H4(4)

2. Propena menjadi propionaldehyde (Kung, 1991)

Proses untuk mengubah propena menjadi propionaldehyde adalah

proses oksidasi pada suhu 180oC menggunakan katalis bismuth molybdate.

CH3-CH=CH2 + O2 CH3CH2CHO (5)

Pemilihan Proses didasarkan pada 2 aspek yaitu proses mengubah bahan

baku propena menjadi produk antara dan proses pembuatan asam propionat.

Proses yang dipilih adalah Oksidasi Propionaldehyde karena prosesnya

tidak memerlukan kondisi yang ekstrim. Bahan baku untuk reaksi pada produk

intermediet yaitu propionaldehyde juga menggunakan udara sehingga tidak

menambah bahan baku.

Walaupun konversi tidak setinggi proses Hidrokarboksilasi Etilen namun

Proses Hidrokarboksilasi Etilen mempunyai tekanan dan suhu reaksi yang tinggi

sehingga pabrik mempunyai tingkat potensi bahaya yang besar. Pembuatan etilen

dari propene beroperasi pada suhu tinggi dan impuritinya banyak. Selain itu,

proses ini telah dipatenkan oleh BASF sehingga nantinya akan ada paten yang

harus dibayarkan ke perusahaan tersebut.

Sedangkan Proses Oksidasi Langsung Hidrokarbon merupakan proses yang

kompleks selain itu konversi akan asam propionat kecil dan akan ada biaya

pemisahan yang besar karena impuritinya banyak. Metode ini juga kurang

menarik untuk dijadikan acuan.