Pra Rancangan Pabrik Pembuatan N-Butiraldehid Dari Propilen Dan Gas Sintesis Dengan Katalis Rhodium Melalui Proses Oxo-Reaction Dengan Kapasitas Produksi 21.000 Ton/Tahun

PRA RANCANGAN PABRIK
PEMBUATAN N-BUTIRALDEHID DARI PROPILEN DAN GAS
SINTESIS
DENGAN KATALIS RHODIUM MELALUI PROSES OXO-REACTION
DENGAN KAPASITAS PRODUKSI 21.000 TON/TAHUN

TUGAS AKHIR

Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan
Ujian Sarjana Teknik Kimia

Oleh :

DENI MARDAYANI
040405042

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2009

Deni Mardayani : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan N-Butiraldehid Dari Propilen Dan Gas Sintesis Dengan Katalis
Rhodium Melalui Proses Oxo-Reaction Dengan Kapasitas Produksi 21.000 Ton/Tahun, 2009.
USU Repository © 2009

KATA PENGANTAR
Puji Syukur penulis ucapkan kepada Allah SWT karena atas kehendak dan
rahmat-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir yang berjudul “PraRancangan Pabrik Pembuatan n-Butiraldehid dari Propilen dan Gas Sintesis
dengan Katalis Rhodium melalui Proses Oxo-Reaction dengan Kapasitas
Produksi 21.000 ton/tahun”. Tugas akhir ini disusun untuk melengkapi salah satu
syarat mengikuti ujian sarjana di Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik,
Universitas Sumatera Utara.
Dalam kesempatan ini penulis ingin berterima kasih dan bersimpuh di kaki
kedua orang tua (Ayah dan Ibu) penulis atas segala doa dan jerih payahnya yang
takkan terbalas sampai kapanpun. Tugas akhir ini mengkin tidak akan selesai tanpa
bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak. Untuk itu, atas selesainya tugas akhir ini
izinkanlah penulis mengucapkan terima kasih kepada :
1. Bapak Ir. M. Yusuf Ritonga, MT selaku Dosen Pembimbing I sekaligus sebagai
Dosen Penguji I yang telah banyak membimbing dan memberi masukan
selama menyelesaikan tugas akhir ini.
2. Ibu Maulida, ST, M.Sc selaku Dosen Pembimbing II yang telah membimbing

dan memberi masukan selama menyelesaikan tugas akhir ini.
3. Bapak Dr. Eng. Ir. Irvan, MT selaku Dosen Penguji II sekaligus sebagai
Koordinator Tugas Akhir Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik USU.
4. Bapak Ir. Syahrul Fauzi Siregar, MT, selaku Dosen Penguji III atas saran dan
masukannya dalam perbaikan tugas akhir ini.
5. Ibu Ir. Renita Manurung, MT, selaku Ketua Departemen Teknik Kimia Fakultas
Teknik USU.
6. Seluruh Bapak dan Ibu Staff pengajar di Departemen Teknik Kimia, Fakultas
Teknik USU.
7. Kak Sri, Pak Sutiyono, Buk Pono, dan seluruh pegawai Departemen Teknik
Kimia, Fakultas Teknik USU, terima kasih atas segala bantuannya.
8. Abang dan Kakakku tercinta (Bang Pul, Uni, dan Aci), terima kasih atas segala
perhatian, doa, nasehat, motivasi serta kasih sayang yang amat besar yang telah
diberikan kepada penulis.
Deni Mardayani : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan N-Butiraldehid Dari Propilen Dan Gas Sintesis Dengan Katalis
Rhodium Melalui Proses Oxo-Reaction Dengan Kapasitas Produksi 21.000 Ton/Tahun, 2009.
USU Repository © 2009

9. Kak Juli dan Bang Fiqih atas doa dan motivasi yang telah diberikan.
10. Amak One, Amak Taek, Mama, Cak ni, Elok, Tek En, Ni Rat, Ni Vera dan

semua keluarga besar yang ada di Padang dan Pekanbaru yang telah banyak
memberikan motivasi kepada penulis.
11. Orang yang selalu ada disamping penulis, Andriza, yang tak pernah bosannya
memberikan semangat, doa, motivasi kepada penulis, dan untuk segala
pengertiannya.
12. Idel, patner sekaligus teman seperjuangan di Teknik Kimia yang telah banyak
membantu dalam meyelesaikan tugas akhir ini.
13. Teman di sepanjang malamku selama hampir 5 tahun, Indah Yono, terima kasih
atas motivasi, kebersamaan, bantuan, dan pengertiannya selama ini.
14. Bobby, teman terbaikku selama di Teknik Kimia.
15. Suden, Indah, Welly, Kiki, Wahid, Zulfikar, Novita, Mala, Baharin, Titi, Heni,
Joas, Daniel, dan teman-teman Stambuk 04 yang tidak bisa disebutkan satu
persatu, atas segala doa, bantuan, dan masukannya.
16. Uni Merina, Bang Nirza, Kak Hany, Bang Ajih, Uni Meli, Kak Inur, Bang Pipin,
Bang Dudi, Bang Wayan, dan semua abang, kakak, dan adik-adik di Teknik
Kimia yang telah banyak membantu penulis.
17. Bang Teguh, Mei, Tika dan semua teman-teman OJT PT Inalum angkatan 3 yang
tidak bisa disebutkan satu persatu, atas informasi dan motivasi yang diberikan.
18. Teman-teman sepermainan penulis, Montana, Elvi, Fery, Digo, da Riki, da Idris.
19. Serta seluruh pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu.

Penulis menyadari dalam penyusunan tugas akhir ini masih banyak terdapat
kekurangan. Oleh karena itu, penulis sangat mengharapkan saran dan kritik dari
pembaca yang konstruktif demi kesempurnaan penulisan tugas akhir ini. Akhir
kata, penulis berharap dapat mengaplikasikan ilmu yang selama ini penulis
peroleh bagi masyarakat dan semoga tulisan ini bermanfaat bagi pembaca semua.
Medan,

Maret 2009
Penulis

Deni Mardayani
Deni Mardayani : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan N-Butiraldehid Dari Propilen Dan Gas Sintesis Dengan Katalis
Rhodium Melalui Proses Oxo-Reaction Dengan Kapasitas Produksi 21.000 Ton/Tahun, 2009.
USU Repository © 2009

INTISARI
Pembuatan n-butiraldehid ini dibuat melalui proses hidroformilasi atau oxo
reaction. Pabrik ini direncanakan akan berproduksi dengan kapasitas 21.000
ton/tahun dan beroperasi selama 330 hari dalam setahun. Pendirian pabrik ini
diharapkan dapat mengurangi ketergantungan Indonesia terhadap produk impor.

Lokasi pabrik direncanakan dibangun di daerah Asahan, Sumatera Utara
dengan luas areal 23.914 m2. Pemilihan lokasi dikarenakan tempat tersebut
merupakan tempat industri dan dekat dengan perolehan bahan baku. Tenaga kerja
yang dibutuhkan berjumlah 197 orang dengan bentuk badan usaha Perseroan
Terbatas (PT) yang dipimpin oleh seorang direktur utama dengan struktur organisasi
bentuk garis.
Hasil analisa ekonomi pabrik n-butiraldehid adalah sebagai berikut :
Total Modal Investasi

: Rp 151.405.672.277,-

Total Biaya Produksi

: Rp 254.221.839.880,-

Hasil Penjualan

: Rp 375.379.199.227,-

Laba Bersih

: Rp 82.871.633.793,-

Profit Margin (PM)

: 30,66 %

Break Event Point (BEP)

: 40,72 %

Return of Investment (ROI)

: 26,76 %

Pay Out Time (POT)

: 3,74 tahun

Return on Network (RON)

: 44,59 %

Internal Rate of Return (IRR)

: 38,91 %

Dari hasil analisa aspek ekonomi yang telah dilakukan, maka dapat
disimpulkan bahwa pabrik pembuatan n-butiraldehid ini layak untuk didirikan.

Deni Mardayani : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan N-Butiraldehid Dari Propilen Dan Gas Sintesis Dengan Katalis
Rhodium Melalui Proses Oxo-Reaction Dengan Kapasitas Produksi 21.000 Ton/Tahun, 2009.
USU Repository © 2009

DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR .................................................................................

i

INTISARI ...................................................................................................

ii

DAFTAR ISI ...............................................................................................

iii

DAFTAR GAMBAR ..................................................................................

v

DAFTAR TABEL .......................................................................................

vi

BAB I PENDAHULUAN ............................................................................

I-1

1.1 Latar Belakang ............................................................................

I-1

1.2 Rumusan Masalah .......................................................................

I-3

1.3 Tujuan Pra Rancangan Pabrik ......................................................

I-4

1.4 Manfaat Perancangan...................................................................

I-4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA .................................................................

II-1

2.1 Aldehid........................................................................................

II-1

2.2 Butiraldehid .................................................................................

II-2

2.3 Kegunaan Butiraldehid ................................................................

II-2

2.4 Sifat Reaktan, Produk, dan Bahan Pembantu ...............................

II-4

2.5 Pemilihan Proses .........................................................................

II-11

2.6 Destilasi ......................................................................................

II-12

2.7 Deskripsi Proses ..........................................................................

II-21

BAB III NERACA MASSA ........................................................................

III-1

BAB IV NERACA ENERGI.......................................................................

IV-1

BAB V SPESIFIKASI PERALATAN ........................................................

V-1

BAB VI INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA ...............

VI-1

6.1 Instrumentasi ...............................................................................

VI-1

6.2 Keselamatan Kerja Pabrik............................................................ VI-13
BAB VII UTILITAS ................................................................................... VII-1
7.1 Kebutuhan Uap ............................................................................ VII-1
7.2 Kebutuhan Air ............................................................................. VII-2
7.3 Kebutuhan Bahan Kimia .............................................................. VII-12
7.4 Kebutuhan Listrik ........................................................................ VII-13
7.5 Kebutuhan Bahan Bakar .............................................................. VII-13
Deni Mardayani : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan N-Butiraldehid Dari Propilen Dan Gas Sintesis Dengan Katalis
Rhodium Melalui Proses Oxo-Reaction Dengan Kapasitas Produksi 21.000 Ton/Tahun, 2009.
USU Repository © 2009

7.6 Unit Pengolahan Limbah ............................................................. VII-15
7.7 Spesifikasi Peralatan Utilitas ....................................................... VII-23
BAB VIII LOKASI DAN TATA LETAK PABRIK .................................. VIII-1
8.1 Landasan Teori ............................................................................ VIII-1
8.2 Lokasi Pabrik .............................................................................. VIII-1
8.3 Tata Letak Pabrik ........................................................................ VIII-4
8.4 Perincian Luas Tanah ................................................................. VIII-9
BAB IX ORGANISASI DAN MANAJEMEN PERUSAHAAN ..............

IX-1

9.1 Organisasi Perusahaan ................................................................

IX-1

9.2 Manajemen Perusahaan ...............................................................

IX-9

9.3 Badan Usaha................................................................................ IX-13
9.4 Uraian Tugas, Wewenang Dan Tanggung Jawab ......................... IX-18
9.5 Tenaga Kerja dan Jam kerja ........................................................ IX-22
9.6 Sistem Penggajian ....................................................................... IX-24
9.7 Kesejahteraan Tenaga Kerja ........................................................ IX-26
BAB X ANALISA EKONOMI ...................................................................

X-1

10.1 Modal Investasi .........................................................................

X-1

10.2 Biaya Produksi Total (BPT)/ Total Cost (TC) ............................

X-4

10.3 Total Penjualan (Total Sales) .....................................................

X-5

10.4 Perkiraan Rugi/ Laba Usaha.......................................................

X-5

10.5 Analisa Aspek Ekonomi ............................................................

X-5

BAB XI KESIMPULAN .............................................................................

XI-1

DAFTAR PUSTAKA .................................................................................

ix

LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA
LAMPIRAN B PERHITUNGAN NERACA PANAS
LAMPIRAN C PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN
LAMPIRAN D PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN UTILITAS
LAMPIRAN E PERHITUNGAN ASPEK EKONOMI

Deni Mardayani : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan N-Butiraldehid Dari Propilen Dan Gas Sintesis Dengan Katalis
Rhodium Melalui Proses Oxo-Reaction Dengan Kapasitas Produksi 21.000 Ton/Tahun, 2009.
USU Repository © 2009

DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Sebuah Aldehid .........................................................................

II-1

Gambar 2.2 Reaksi Oksidasi Aldehid ...........................................................

II-1

Gambar 2.3 Struktur Molekul Butiraldehid ..................................................

II-2

Gambar 2.4 Kegunaan Butiraldehid .............................................................

II-3

Gambar 2.5 Turunan Senyawa n-Butiraldehid dan i-Butiraldehid .................

II-4

Gambar 2.6 Konsumsi Dunia Terhadap Oxo Chemical Reaction ..................

II-11

Gambar 2.7 Flooded Trays ...........................................................................

II-16

Gambar 2.8 Tinggi Permukaan Cairan pada Dasar Kolom ............................

II-17

Gambar 2.9 Reaksi Pembentukan n-Burtiraldehid ........................................

II-22

Gambar 2.10 Blok Diagram alir Proses Pembuatan n-Butiraldehid ...............

II-24

Gambar 6.1 Diagram balok Sistem Pengendalian Feedback .........................

VI-4

Gamabr 6.2 Loop Pengendalian ....................................................................

VI-2

Gambar 6.3 Instrumentasi Tangki Bahan Baku .............................................

VI-8

Gambar 6.4 Instrumentasi Tangki Cairan .....................................................

VI-8

Gambar 6.5 Instrumentasi Expander ............................................................

VI-9

Gambar 6.6 Instrumentasi Cooler .................................................................

VI-9

Gambar 6.7 Instrumentasi Reaktor ............................................................... VI-10
Gambar 6.8 Instrumentasi Kondensor .......................................................... VI-10
Gambar 6.9 Instrumentasi Separator ............................................................. VI-11
Gambar 6.10 Instrumentasi Hydrocyclone .................................................... VI-11
Gambar 6.11 Instrumentasi Akumulator ....................................................... VI-11
Gambar 6.12 Instrumentasi Kolom Destilasi ................................................ VI-12
Gambar 6.13 Instrumentasi Reboiler ............................................................ VI-12
Gambar 6.14 Instrumentasi Pompa ................................................................ VI-13
Gambar 7.1 Blok Diagram Alir Proses Utilitas ............................................. VII-35
Gambar 8.1 Tata Letak Pabrik Butiraldehid ................................................. VIII-11
Gambar 9.1 Struktur Organisasi Garis ..........................................................

IX-4

Gambar 9.2 Struktur Organisasi Fungsional .................................................

IX-6

Gambar 9.3 Struktur Organisasi Garis dan Staf ............................................

IX-7

Gambar 9.4 Struktur Organisasi Pabrik n-Butiraldehid ................................. IX-28
Deni Mardayani : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan N-Butiraldehid Dari Propilen Dan Gas Sintesis Dengan Katalis
Rhodium Melalui Proses Oxo-Reaction Dengan Kapasitas Produksi 21.000 Ton/Tahun, 2009.
USU Repository © 2009

Gambar LE.1 Grafik BEP Pabrik Pembuatan n-Butiraldehid ......................... LE-30

DAFTAR TABEL

Tabel 1.1 Data Statistik Kebutuhan Butiraldehid di Indonesia .......................

I-1

Tabel 1.2 Data Perkiraan Kebutuhan Butiraldehid untuk Tahun 2007-2010 ...

I-2

Tabel 1.3 Data Statistik Impor Propilen Indonesia Tahun 2008 .....................

I-3

Tabel 1.4 Data Statistik Butanol Indonesia Tahun 2006 ................................

I-3

Tabel 2.1 Sifat Fisika Butiraldehid ...............................................................

II-10

Tabel 3.1 Neraca Massa Reaktor ...................................................................

III-1

Tabel 3.2 Neraca Massa Separator Propilen ..................................................

III-2

Tabel 3.3 Neraca Massa Separator Tekanan Rendah .....................................

III-2

Tabel 3.4 Neraca Massa Separator Katalis.....................................................

III-3

Tabel 3.5 Neraca Massa Kolom Destilasi ......................................................

III-3

Tabel 3.6 Neraca Massa Kondensor ..............................................................

III-3

Tabel 3.7 Neraca Massa Reboiler ..................................................................

III-4

Tabel 4.1 Neraca Energi Pada Reaktor ..........................................................

IV-1

Tabel 4.2 Neraca Energi Pada Cooler I .........................................................

IV-1

Tabel 4.3 Neraca Energi Pada Separator Propilen .........................................

IV-1

Tabel 4.4 Neraca Energi Pada Cooler II ........................................................

IV-2

Tabel 4.5 Neraca Energi Pada Separator Tekanan Rendah.............................

IV-2

Tabel 4.6 Neraca Energi Pada Pada Cooler III ..............................................

IV-2

Tabel 4.7 Neraca Energi Pada Heater............................................................

IV-2

Tabel 4.8 Neraca Energi Pada Kondensor .....................................................

IV-3

Tabel 4.9 Neraca Panas Pada Reboiler ..........................................................

IV-3

Tabel 4.10 Neraca Energi Pada Cooler IV ....................................................

IV-3

Tabel 4.11 Neraca Energi Pada Cooler V .....................................................

IV-3

Tabel 7.1 Kebutuhan Air Pendingin ............................................................. VII-2
Tabel 7.2 Kebutuhan Air Untuk Berbagai Keperluan ................................... VII-4
Tabel 7.3 Kualitas Air Sungai Silau, Asahan ................................................ VII-5
Tabel 7.3 Perincian Kebutuhan Listrik ......................................................... VII-13
Tabel 8.1 Perincian Luas Area Pabrik .......................................................... VIII-9
Tabel 8.2 Keterangan Gambar ....................................................................... VIII-12
Deni Mardayani : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan N-Butiraldehid Dari Propilen Dan Gas Sintesis Dengan Katalis
Rhodium Melalui Proses Oxo-Reaction Dengan Kapasitas Produksi 21.000 Ton/Tahun, 2009.
USU Repository © 2009

Tabel 9.1 Jumlah Tenaga Kerja Beserta Tingkatan Pendidikannya ............... IX-22
Tabel 9.2 Jadwal Kerja Karyawan Shift ........................................................ IX-24
Tabel 9.3 Gaji Karyawan ............................................................................. IX-25
Tabel LA.1 Neraca Massa Reaktor ................................................................

LA-5

Tabel LA.2 Neraca Massa Separator Propilen ...............................................

LA-8

Tabel LA.3 Neraca Massa Separator Tekanan Rendah .................................. LA-10
Tabel LA.4 Neraca Massa Pemisah Katalis ................................................... LA-11
Tabel LA.5 Neraca Massa Kolom Destilasi ................................................... LA-14
Tabel LA.6 Komponen Konstanta Antoine ................................................... LA-14
Tabel LA.7 Suhu Umpan Masuk Kolom Destilasi ........................................ LA-15
Tabel LA.8 Titik Embun Kolom Destilasi .................................................... LA-15
Tabel LA.9 Titik Gelembung Kolom Destilasi ............................................. LA-15
Tabel LA.10 Omega Point Kolom Destilasi ................................................. LA-16
Tabel LA.11 Perhitungan RDM ...................................................................... LA-16
Tabel LA.12 Neraca Massa Kondensor ........................................................ LA-18
Tabel LA.13 Merca Massa Reboiler ............................................................. LA-18
Tabel LB.1 Data Kapasitas Panas Gas (J/mol K) ...........................................

LB-1

Tabel LB.2 Data Kapasitas Panas Cairan (J/mol K) .......................................

LB-2

Tabel LB.3 Data Panas Latent (J/mol) ...........................................................

LB-2

Tabel LB.4 Panas Pembentukan ....................................................................

LB-2

Tabel LB.5 Tekanan Uap Antoine (kPa) ln P = A – (B/(t+C)) .......................

LB-2

Tabel LB.6 Data Steam Air Pendingin yang Digunakan ...............................

LB-3

Tanel LB.7 Neraca Panas Masuk Reaktor ....................................................

LB-4

Tabel LB.8 Neraca Panas Masuk Reaktor Komponen Propilen ....................

LB-4

Tabel LB.9 Neraca Panas Keluar Reaktor ....................................................

LB-5

Tabel LB.10 Panas Reaksi Akibat Perubahan Tekanan .................................

LB-5

Tabel LB.11 Neraca Panas Masuk Cooler I ..................................................

LB-7

Tabel LB.12 Neraca Panas Keluar Cooler I ...................................................

LB-8

Tabel LB.13 Neraca Panas Masuk Separator Propilen ..................................

LB-9

Tabel LB.14 Neraca Panas Keluar Separator Propilen (Alur 8) .................... LB-10
Tabel LB.15 Neraca Panas Keluar Separator Propilen (Alur 7) .................... LB-10
Tabel LB.16 Neraca Panas Masuk Cooler II ................................................ LB-11
Deni Mardayani : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan N-Butiraldehid Dari Propilen Dan Gas Sintesis Dengan Katalis
Rhodium Melalui Proses Oxo-Reaction Dengan Kapasitas Produksi 21.000 Ton/Tahun, 2009.
USU Repository © 2009

Tabel LB.17 Neraca Panas Keluar Cooler II ................................................ LB-12
Tabel LB.18 Neraca Panas Masuk Separator Tekanan Rendah ..................... LB-13
Tabel LB.19 Neraca Panas Keluar Separator Tekanan Rendah (Alur 12)....... LB-14
Tabel LB.20 Neraca Panas Keluar Separator Tekanan Rendah (Alur 11)....... LB-14
Tabel LB.21 Neraca Panas Masuk Cooler III ............................................... LB-16
Tabel LB.22 Neraca Panas Keluar Cooler III ............................................... LB-16
Tabel LB.23 Neraca Panas Masuk Heater .................................................... LB-18
Tabel LB.24 Neraca Panas Keluar Heater .................................................... LB-18
Tabel LB.25 Neraca Panas Masuk Kondensor .............................................. LB-19
Tabel LB.26 Neraca Panas Keluar Kondensor .............................................. LB-20
Tabel LB.27 Neraca Panas Keluar Kondensor Sebagai Refluks .................... LB-20
Tabel LB.28 Neraca Panas Masuk Reboiler ................................................. LB-21
Tabel LB.29 Neraca Panas Keluar Reboiler yang Dikembalikan ke Kolom ... LB-21
Tabel.LB.30 Neraca Panas Keluar Reboiler ................................................. LB-22
Tabel LB.31 Neraca Panas Masuk Cooler IV ............................................... LB-23
Tabel LB.32 Neraca Panas Masuk Cooler V ................................................ LB-24
Tabel LC.1 Komponen Pada Tangki Gas Sintesis..........................................

LC-2

Tabel LC.2 Data-Data Komponen Campuran Gas ........................................ LC-15
Tabel LC.3 Data Viskositas Komponen ....................................................... LC-25
Tabel LC.4 Komposisi Cairan ...................................................................... LC-49
Tabel LC.5 Komposisi Gas .......................................................................... LC-50
Tabel LC.6 Komponen Pada Tangki Gas Sintesis.......................................... LC-50
Tabel LD.1 Sketsa Bar Screen Tampak Atas ................................................

LD-2

Tabel LD.2 Grafik Enthalpy dan Temperatur pada Cooling Tower ............... LD-58
Tabel LE.1 Perincian Harga Bangunan, dan Sarana Lainnya ........................

LE-1

Tabel LE.2 Harga Indeks Marshall dan Swift ...............................................

LE-3

Tabel LE.3 Estimasi Harga Peralatan Proses Impor .......................................

LE-6

Table LE.4 Estimasi Harga Peralatan Proses Non-Impor ...............................

LE-7

Tabel LE.5 Estimasi Harga Peralatan Utilitas Impor .....................................

LE-7

Tabel LE.6 Estimasi Harga Peralatan Utilitas Non-Impor .............................

LE-8

Tabel LE.7 Biaya Sarana Transportasi ......................................................... LE-11
Tabel LE.8 Perincian Gaji Karyawan ........................................................... LE-15
Deni Mardayani : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan N-Butiraldehid Dari Propilen Dan Gas Sintesis Dengan Katalis
Rhodium Melalui Proses Oxo-Reaction Dengan Kapasitas Produksi 21.000 Ton/Tahun, 2009.
USU Repository © 2009

Tabel LE.9 Perincian Biaya Kas ................................................................... LE-17
Tabel LE.10 Perincian Modal Kerja ............................................................. LE-18
Tabel LE.11 Aturan Depresiasi Sesuai UU RI No. 17 Tahun 2000 ............... LE-19
Tabel LE-12 Perhitungan Biaya Depresiasi Sesuai UU RI ............................. LE-20
Tabel LE.13 Data Perhitungan Internal Rate of Return (IRR)........................ LE-29

Deni Mardayani : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan N-Butiraldehid Dari Propilen Dan Gas Sintesis Dengan Katalis
Rhodium Melalui Proses Oxo-Reaction Dengan Kapasitas Produksi 21.000 Ton/Tahun, 2009.
USU Repository © 2009

BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Indonesia sebagai negara yang sedang berkembang akan melaksanakan
pembangunan dan pengembangan di berbagai sektor, salah satunya adalah sektor
industri. Dalam pembangunan, sektor industri makin berperan strategis karena
merupakan motor penggerak dalam pembangunan suatu negara. Sektor ini
diharapkan disamping sebagai penyerap tenaga kerja terbesar, penghasil devisa, juga
sebagai pemacu pertumbuhan ekonomi yang tinggi.
Industri yang tengah dikembangkan di Indonesia yaitu industri kimia. Melalui
industri ini diharapkan Indonesia mampu memanfaatkan potensi yang ada, karena
industri kimia membutuhkan perangkat-perangkat lain untuk mencapai tujuannya.
Adanya peningkatan disektor industri kimia ini akan menyebabkan kebutuhan bahan
baku industri kimia tersebut pun semakin meningkat.
Untuk menopang kelangsungan industri yang bergerak dalam bidang
menghasilkan barang jadi maka dibutuhkan industri yang dapat menghasilkan
bahan baku. Sampai saat ini kebutuhan akan bahan baku dan bahan penunjang di
Indonesia masih banyak didatangkan dari luar negeri. Jika bahan baku dan bahan
penunjang tersebut bisa dihasilkan di dalam negeri, hal ini tentunya akan sangat
menghemat pengeluaran devisa negara.
Tabel 1.1 Data Statistik Kebutuhan Butiraldehid di Indonesia
Tahun

Berat (kg)

2002

4.905.807

2003

6.478.645

2004

7.073.154

2005

6.222.921

2006

11.604,996

Deni Mardayani : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan N-Butiraldehid Dari Propilen Dan Gas Sintesis Dengan Katalis
Rhodium Melalui Proses Oxo-Reaction Dengan Kapasitas Produksi 21.000 Ton/Tahun, 2009.
USU Repository © 2009

(Sumber : DIS HS No. 2912.13.000, 2007)
Dari data di atas, dapat dilihat bahwa kebutuhan Indonesia akan butiraldehid
terus meningkat dari tahun 2002 sampai tahun 2006. Sama halnya dengan kebutuhan
dunia akan butiraldehid juga terus meningkat seiring dengan berkembangnya
pembangunan disektor industri kimia. Peningkatan kebutuhan dunia akan
butiraldehid tersebut meningkat antara 2 – 3 % setiap tahunnya (Asley dan Tudor,
2007).
Dengan dibangunnya pabrik butiraldehid di Indonesia akan memacu
perkembangan industri-industri yang menggunakan butiraldehid sebagai bahan baku
maupun bahan pembantu.
Butiraldehid dihasilkan melalui reaksi hidroformilasi propilen atau reaksi
antara gas propilen dengan gas sintesis (karbon monoksida dan hidrogen). Proses ini
disebut juga dengan oxo reaction (Orthmer, 1998)
Reaksi :
CH3CH2CH2CHO + (CH3)2CHCHO

2CH3CH=CH2 + 2CO + 2H2
Propilen

gas sintesis

n-butiraldehid

i-butiraldehid

Propilen dan gas sintesis merupakan reaktan yang digunakan dalam proses
hidroformilasi ini. Sedangkan katalis yang digunakan yaitu rodium yang berikatan
dengan ligannya yaitu tripenilpospin. Katalis ini akan dilarutkan dalam air.
Butiraldehid sangat banyak digunakan dalam dunia industri kimia, terutama
sebagai zat perantara atau sebagai zat intermediet, misalnya sebagai bahan pembuat
2-Etil heksanol (2-EH), n-butanol, dan Poli Vinil Butiral (PVB) (Orthmer, 1998).
Tabel 1.2 Data Statistik Impor Butanol Indonesia Tahun 2006
No.

Negara

Berat (kg)

1.

Jepang

8.595.524

2.

Singapura

6.457.112

3.

Malaysia

12.968.652

(Sumber : Biro Pusat Statistik, 2006)
Deni Mardayani : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan N-Butiraldehid Dari Propilen Dan Gas Sintesis Dengan Katalis
Rhodium Melalui Proses Oxo-Reaction Dengan Kapasitas Produksi 21.000 Ton/Tahun, 2009.
USU Repository © 2009

1.2 Perumusan Masalah
Semakin tingginya penggunaan butiraldehid di dunia yang merupakan produk
antara dalam suatu proses industri seperti n-butanol dan 2-etil heksanol, memacu
Indonesia untuk memberikan suatu prospek baru untuk dibuat suatu perancangan
pabrik pembuatan butiraldehid (C4H8O) dengan menggunakan bahan baku propilen
(C3H6) dan gas sintesis (CO dan H2) dengan menggunakan proses hidroformilasi
(oxo reaction).

1.3 Tujuan Pra Rancangan Pabrik
Tujuan dari pra rancangan pabrik butiraldehid dari propilen dan gas sintesis
dengan proses oxo reaction adalah :
1. Untuk memproduksi butiraldehid, serta untuk menerapkan berbagai disiplin ilmu
yang telah diterima di Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas
Sumatera Utara, khususnya di bidang rancangan pabrik, proses, dan operasi
teknik kimia yang akan memberikan gambaran tentang kelayakan pra –
rancangan pendirian pabrik ini.
2. Pendirian pabrik ini diharapkan dapat menjadikan Indonesia sebagai salah satu
produsen butiraldehid di dunia.
3. Dari segi ekonomi, dengan adanya pendirian pabrik ini diharapkan dapat
menyerap tenaga kerja dan secara tidak langsung dapat meningkatkan
perekonomian masyarakat sehingga jumlah pengangguran di dalam negeri dapat
dikurangi.

1.4 Manfaat Perancangan
Manfaat pra rancangan pabrik pembuatan butiraldehid (C4H8O) dengan
menggunakan bahan baku propilen (C3H6) dan gas sintesis (CO dan H2) dengan
menggunakan proses oxo reaction atau hidroformilasi adalah memberi gambaran
kelayakan (feasibility) pabrik ini untuk dikembangkan di Indonesia. Dimana nantinya
gambaran tersebut menjadi patokan untuk pengambilan keputusan terhadap pendirian
suatu pabrik.

Deni Mardayani : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan N-Butiraldehid Dari Propilen Dan Gas Sintesis Dengan Katalis
Rhodium Melalui Proses Oxo-Reaction Dengan Kapasitas Produksi 21.000 Ton/Tahun, 2009.
USU Repository © 2009

BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Aldehid
Aldehid adalah salah satu senyawa organik yang memiliki gugus karbonil
(sebuah ikatan rangkap C=O) yang berikatan dengan satu atom hidrogen. Aldehid
termasuk senyawa yang sederhana jika ditinjau berdasarkan tidak adanya gugusgugus reaktif yang lain seperti -OH atau -Cl yang terikat langsung pada atom karbon
di gugus karbonil - seperti yang bisa ditemukan misalnya pada asam-asam
karboksilat yang mengandung gugus -COOH.

Gambar 2.1 Sebuah Aldehid
(Anonim, 2008 a)
Keberadaan atom hidrogen dalam gugus menjadikan aldehid sangat mudah
teroksidas atau dengan kata lain, aldehid adalah agen pereduksi yang kuat. Pada
kondisi asam, aldehid dioksidasi menjadi sebuah asam karboksilat. Pada kondisi
basa, asam karboksilat tidak bisa terbentuk karena dapat bereaksi dengan logam
alkali. Namun yang terbentuk adalah garam dari asam karboksilat (Anonim, 2008 a).

Gambar 2.2 Reaksi Oksidasi Aldehid
(Anonim, 2008 a)
Deni Mardayani : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan N-Butiraldehid Dari Propilen Dan Gas Sintesis Dengan Katalis
Rhodium Melalui Proses Oxo-Reaction Dengan Kapasitas Produksi 21.000 Ton/Tahun, 2009.
USU Repository © 2009

Contoh umum dari aldehid yang banyak digunakan dalam dunia industri
adalah formaldehid (metanal), asetaldehid (etanal), isobutiraldehid (2-metilpropanal),
dan butiraldehid (n-butanal). (Kirk- Othmer, 1998).

2.2 Butiraldehid
Butiraldehid merupakan salah satu senyawa yang memiliki gugus aldehid
yang banyak digunakan dalam industri kimia. Butiraldehid dikenal juga dengan nama
n-butanal atau butil aldehid. Secara alami butiraldehid terdapat pada daun teh, aroma
kopi, dan asap tembakau. Butiraldehid merupakan produk intermediet yang banyak
digunakan untuk menghasilkan produk-produk lain seperti n-butanol, 2 etil heksanol
(2-EH), dan Poli (Vinil Butiral). (Kirk- Othmer, 1998).
Butiraldehid sebagai bahan baku pembuatan n-butanol ini merupakan cairan
jernih yang tidak berwarna dan mempunyai bau yang khas. Sifat fisika n-butiraldehid
antara lain dapat larut dalam air, etil alkohol, etil asetat, aseton, dan toluen, dan
merupakan zat yang mudah terbakar (Halimatuddahliana, 2004).

Gambar 2.3 Struktur Molekul Butiraldehid
(Anonim, 2008 b)

2.3 Kegunaan Butiraldehid
Butiraldehid merupakan produk utama dalam proses hidroformilasi propilen
dan gas sintesis serta merupakan produk antara yang banyak digunakan dalam
industri kimia. Butiraldehid melalui beberapa proses pengolahan lanjut, baru dapat
dikonsumsi secara langsung oleh manusia. Misalnya proses aldolisasi dari nbutiraldehid akan menghasilkan 2-etil heksanal dan untuk selanjutnya hidrogenasi 2etil heksanal akan menghasilkan 2-etil heksanol yang banyak digunakan sebagai
plasticiser.
Deni Mardayani : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan N-Butiraldehid Dari Propilen Dan Gas Sintesis Dengan Katalis
Rhodium Melalui Proses Oxo-Reaction Dengan Kapasitas Produksi 21.000 Ton/Tahun, 2009.
USU Repository © 2009

Produk n-butanol dihasilkan dari proses hidrogenasi n-butiraldehid,
sedangkan penambahan polivinil alkohol pada n-butiraldehid menghasilkan polivinil
butiral. Untuk i-butiraldehid yang merupakan produk antara dalam pembuatan nbutiraldehid pada proses hidroformilasi ini juga memiliki banyak kegunaan.
Hidrogenasi dari i-butiraldehid akan menghasilkan isobutanol yang berguna sebagai
bahan plasticiser dan pelarut. Sedangkan oksidasi i-butiraldehid menghasilkan asam
isobutiral (Anonim, 2003 b). Untuk kegunaan lebih lengkapnya dapat dilihat pada
gambar 2.4.

Gambar 2.4 Kegunaan Butiraldehid
(Anonim, 2003 b)
Deni Mardayani : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan N-Butiraldehid Dari Propilen Dan Gas Sintesis Dengan Katalis
Rhodium Melalui Proses Oxo-Reaction Dengan Kapasitas Produksi 21.000 Ton/Tahun, 2009.
USU Repository © 2009

Gambar 2.5 Turunan Senyawa n-Butiraldehid dan i-Butiraldehid
(Agar, 2003)

2.4 Sifat Reaktan, Produk, dan Bahan Pembantu
2.4.1 Propilen (C3H6)
A. Sifat – sifat Fisika
1. Berat molekul

: 42 gr/mol

2. Titik didih

: 225,4 K- 47,7 oC

3. Titik beku

: 87,9 K

4. Temperatur kritis

: 365 K

5. Tekanan kritis

: 4,6 MPa

6. Volume kritis

: 181 cm3/mol

7. Densitas cairan pada 223 K : 0,612 gr/cm3
8. Entalpi pembentukan

: 20,42 kJ/mol4

9. Wujud

: Gas

10. Merupakan senyawa yang tidak berwarna yang memiliki bau harum.
(Kirk-Orthmer, 1998).
Deni Mardayani : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan N-Butiraldehid Dari Propilen Dan Gas Sintesis Dengan Katalis
Rhodium Melalui Proses Oxo-Reaction Dengan Kapasitas Produksi 21.000 Ton/Tahun, 2009.
USU Repository © 2009

B. Sifat – sifat Kimia
1. Propilen diproduksi melalui proses steam craking hidrokarbon pada
pemurnian minyak bumi yang juga menghasilkan etilen, metana dan
hidrogen.
Rekasi : 2CH3CH2CH3

CH3CH=CH2 + CH2=CH2 + CH4 + H2

2. Reaksi propilen dengan amonia dan oksigen menghasilkan akrilonitrit pada
industri asam akrilik.
Reaksi : CH3CH=CH2 + NH3 + 3/2 O2

CH2=CHCN + 3H2O

3. Pada temperatur tinggi klorinasi propilen dengan klorida memproduksi
gliserol.
Reaksi : CH3CH=CH2 + Cl2

770 K

CH2=CHCH2Cl + HCl

4. Reaksi propilen dengan salah asam karboksilat menghasilkan propilen oksida
yang banyak digunakan dalam industri plastik poliuretra dan foam.
Reaksi :

5. Produk iso-propil alkohol dibuat dari propilen dengan asam sulfat yang untuk
selanjutnya direaksikan dengan uap air. Produk ini banyak digunakan dalam
proses industri kimia, pelarut, dan farmasi.
Reaksi : CH2=CHCH3

H2SO4

CH3CHOSO3HCH3

H2O

CH3CHOHCH3

6. Cumene dibuat dari reaksi antara propilen dan benzena. Cumene merupakan
produk intermediet dalam industri fenol dan aseton.
Reaksi :

(Speight, 1995).

2.4.2 Karbon Monoksida (CO)
A. Sifat – sifat fisika
1. Berat molekul

: 28 gr/mol

2. Titik didih

: 68,09 K

3. Titik lebur

: 81,65 K

Deni Mardayani : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan N-Butiraldehid Dari Propilen Dan Gas Sintesis Dengan Katalis
Rhodium Melalui Proses Oxo-Reaction Dengan Kapasitas Produksi 21.000 Ton/Tahun, 2009.
USU Repository © 2009

4. Densitas pada 273 K

: 1,2501 kg/m3

5. Temperatur kritis

: 132,9 K

6. Tidak berwarna
7. Tidak berbau
8. Tidak berasa
9. Bersifat racun
(Kirk-Orthmer, 1998).

B. Sifat – sifat Kimia
1. Reaksi eksotermik antara uap air dan karbon akan menghasilkan gas sintetis
yang digunakan sebagai bahan baku dalam proses hidroformilasi.
Rekasi : H2O + C

H2 + CO

2. Karbon monoksida merupakan hasil samping dari reduksi bijih logam oksida
dengan karbon.
Reaksi : MO + C

M + CO

3. Produksi CO dalam skala laboratorium adalah dengan pemanasan campuran
bubuk seng dan kalsium karbonat.
Reaksi : Zn + CaCO3

ZnO + CaO + CO

4. Pada besi pentakarbonil [Fe(CO)5] pasangan elektron pada karbon
berinteraksi dengan logam dan karbon monoksida menyumbangkan pasangan
elektronnya kepada logam. Pada kondisi

ini, karbon monoksida disebut

sebagai ligan karbonil.
Reaksi :

5. Reaksi karbon monoksida dengan klorin menghasilkan COCl2 yang untuk
proses selanjutnya, COCl2 bereaksi dengan toluen-2,4-diamin digunakan
dalam industri yang menghasilkan toluen diisosianat.
Reaksi :

Deni Mardayani : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan N-Butiraldehid Dari Propilen Dan Gas Sintesis Dengan Katalis
Rhodium Melalui Proses Oxo-Reaction Dengan Kapasitas Produksi 21.000 Ton/Tahun, 2009.
USU Repository © 2009

6. Reaksi karbon monoksida dengan alkohol merupakan proses dalam industri
etil akrilat.
Reaksi :
(Speight, 1995).

2.4.3 Hidrogen (H2)
A. Sifat – sifat Fisika
1. Berat molekul

: 2 gr/mol

2. Viskositas pada 0 oC

: 0,00839 cP

3. Densitas pada 0 oC

: 0,04460 x 103 mol/cm3

4. Konduktivitas termal

: 1,740 mW/(cm.K)

5. Tidak berwarna
6. Tidak berbau
7. Bersifat non-logam
8. Merupakan gas diatomik yang sangat mudah terbakar.
9. Unsur teringan
10. Senyawa hidrogen relatif langka dan jarang dijumpai secara alami di bumi.
(Kirk-Orthmer, 1998).

B. Sifat- sifat Kimia
1. Hidrogen biasanya dihasilkan secara industri dari berbagai senyawa
hidrokarbon seperti metana.
Reaksi : CH4 + H2O

CO + 3 H2

2. Elektrolisis air menghasilkan hidrogen atau disebut juga dengan dekomposisi
air.
Reaksi : 2H2O

2H2 + O2

3. Keseluruhan dari reaksi steam hidrokarbon ini dalam industri akan
menghasilkan efisiensi dalam operasi dan memberikan panas pada boiler.
Reaksi :

Deni Mardayani : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan N-Butiraldehid Dari Propilen Dan Gas Sintesis Dengan Katalis
Rhodium Melalui Proses Oxo-Reaction Dengan Kapasitas Produksi 21.000 Ton/Tahun, 2009.
USU Repository © 2009

4. Pirolisis dari hidrokarbon menghasilkan etilen dan hidrogen dalam industri
etilen.
Reaksi : C2H6

C2H4 + H2

5. Dalam skala laboratorium, hidrogen dihasilkan dari reaksi antara logam dan
asam atau air.
ZnCl2 + H2

Reaksi : Zn + 2HCl

6. Reaksi antara hidrogen dan karbon monoksida merupakan reakasi yang
sangat penting dalam produksi metanol.
CH3OH

Reaksi : CO + 2H2

7. Sintesis gas digunakan untuk memproduksi substitisi gas alam (SNG),
metana dan hidrokarbon tinggi.
Reaksi : CO + 3H2

CH4 + H2O

(Kirk-Orthmer, 1998).

2.4.4 Rhodium (Rh)
Sifat – sifat :
1. Berat molekul

: 102,90550 gr/mol

2. Massa jenis

: 12,41 gr/cm³

3. Titik lebur

: 2237 K

4. Titik didih

: 3968 K

5. Kalor peleburan

: 26,59 kJ/mol

6. Kalor penguapan

: 494 kJ/mol

7. Kapasitas kalor

: 24,98 J/(mol·K)

8. Kondusktivitas termal

: 150 W/(m·K)

9. Merupakan logam transisi yang berwana putih keperakan dan sering
digunakan sebagai katalis.
(Anonim, 2008)

Deni Mardayani : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan N-Butiraldehid Dari Propilen Dan Gas Sintesis Dengan Katalis
Rhodium Melalui Proses Oxo-Reaction Dengan Kapasitas Produksi 21.000 Ton/Tahun, 2009.
USU Repository © 2009

2.4.5 Tripenilpospin (C18H15P)
Sifat – sifat :
1. Berat molekul

: 262,29 gr/mol

2. Titik didih

: 377 oC

3. Titik lebur

: 79 – 81 oC

4. Spesifik graviti

: 1,08

5. Tidak larut dalam air.
6. Merupakan pengoksidasi kuat yang sering digunakan sebagai ligan katalis
dalam dunia industri.
7. Berbentuk serbuk putih.
(Baker, 2007)

2.4.6 Air (H2O)
Sifat – sifat umum
1. Titik beku

: 0oC

2. Titik didih

: 100oC

3. Densitas

: 1 gr/ml

4. Berat molekul

: 18,016 gr/mol

5. Spesifik gravity (cair)

: 1 gr/ml

6. Spesifik gravity (beku) : 0,195
7. Kalor jenisnya

: 1 kal/groC

8. Viskositas

: 0,8909 mPa.s (25°C)

9. Membiaskan cahaya datang.
10. pH antara 6,8 – 7,2
11. Merupakan larutan elektrolit.
12. Larutan bersifat polar karena memiliki pasangan electron.
13. Bentuk molekulnya tetrahedral (menyudut).
14. Merupakan senyawa kovalen.
(Perry, 1999)

Deni Mardayani : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan N-Butiraldehid Dari Propilen Dan Gas Sintesis Dengan Katalis
Rhodium Melalui Proses Oxo-Reaction Dengan Kapasitas Produksi 21.000 Ton/Tahun, 2009.
USU Repository © 2009

2.4.7 Butiraldehid (C4H8O)
A. Sifat – sifat Fisika
Tabel 2.1 Sifat Fisika Butiraldehid
No.

Keterangan

n-Butiraldehid

i-Butiraldehid

1.

Rumus kimia

n-C3H7CHO

i-C3H7CHO

2.

Berat molekul

72,11 gr/mol

72,11 gr/mol

3.

Titik didih

74, 8 oC

64,1 oC

4.

Titik lebur

- 96,4 oC

- 65,0 oC

5.

Temperatur kritis

263,95 oC

233,85

6.

Tekanan kritis

4000 kPa

4100 kPa

7.

Densitas cairan

801,6 kg/m3

789,1 kg/m3

8.

Viskositas

0,343 cP

0,504 cP

(Kirk-Orthmer, 1998)

B. Sifat – sifat Kimia
1. Dihasilkan melalui reaksi antara propilen dan gas sintesis.
Reaksi : CH3CH=CH2 + CO + H2

CH3CH2CH2CHO + (CH3)2CHCHO

2. Hidrogenasi n-butiraldehid menghasilkan n-butanol.
Reaksi : C3H7CHO + H2
C4H9OH
3. Proses aldolisasi dari n-butiraldehid menghasilkan 2-etil heksanal dan untuk
selanjutnya hidrogenasi 2-etil heksanal akan menghasilkan 2-etil heksanol
yang banyak digunakan sebagai plasticiser.
4. Penambahan polivinil alkohol pada n-butiraldehid menghasilkan polivinil
butiral.
5. Hidrogenasi dari i-butiraldehid akan menghasilkan isobutanol yang berguna
sebagai bahan plasticiser dan pelarut.
6. Oksidasi i-butiraldehid menghasilkan asam isobutiral.
(Kirk-Orthmer, 1998)

Deni Mardayani : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan N-Butiraldehid Dari Propilen Dan Gas Sintesis Dengan Katalis
Rhodium Melalui Proses Oxo-Reaction Dengan Kapasitas Produksi 21.000 Ton/Tahun, 2009.
USU Repository © 2009

2.5 Pemilihan Proses
Salah satu cara pembuatan aldehid adalah dengan cara reaksi hidroformilasi
(oxo reaction).

CHO
RCH=CH2 + CO + H2

RCHCH3
RCH2CH2CHO

Reaksi ini ditemukan oleh Roelen of Ruhrchemie AG di Jerman pada tahun
1938. Katalis yang digunakan pertama kali adalah HCo(CO)4 pada temperatur
operasi 110 – 180 oC dan tekanan 200 – 250 atm dengan konversi olefin sebesar
85 – 90 %. Reaksi hidroformilasi ini merupakan proses yang paling banyak
digunakan dalam produksi bahan kimia dengan logam transisi kompleks, yaitu
sekitar 3,5 x 109 kg/tahun. Reaksi ini dapat mengkonversi olefin menjadi rantai lurus
dan cabang dengan perbandingan 3 : 1 (freepatens, 2008).
Hasil dari reaksi ini selanjutnya dapat dihidrolisa menjadi oxo alcohol yang
dapat digunakan sebagai pelarut dan pembuatan plasticizer. Khusus alkohol rantai
lurus C12 – C15 dapat disulfonasi dalam skala besar menjadi detergen.
Pembuatan butiraldehid dari propilen di dunia sangat banyak dilakukan
melalui proses oxo. Produksi dan konsumsi dunia akan oxo reaction pada tahun 2005
mencapai 2,9 juta meter ton.

Gambar 2.6 Konsumsi Dunia Terhadap Oxo Chemichal
(Anonim, 2003 b)

Deni Mardayani : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan N-Butiraldehid Dari Propilen Dan Gas Sintesis Dengan Katalis
Rhodium Melalui Proses Oxo-Reaction Dengan Kapasitas Produksi 21.000 Ton/Tahun, 2009.
USU Repository © 2009

Berikut beberapa pertimbangan yang dilakukan dalam pemilihan proses,
bahan dan reaktor dalam pembuatan butiraldehid :
1. Reaktor yang digunakan yaitu CSTR (Continious Strirred Tank Reaktor) atau
tangki tangki berpengaduk. Reaktor ini terdiri dari suatu tangki yang
dilengkapi dengan agitator mekanik dan suatu jaket pendingin. Hal ini
dikarenakan reaksi yang terjadi merupakan reaksi eksotermis dan perlu
adanya perpindahan massa dan panas yang baik (Levenspiel, 2001).
2. Pemurnian produk menggunakan destilasi karena adanya perbedaan titik
didih antara n-butiraldehid dan i-butiraldehid. Dimana titik didih n-C4H8O
yaitu 74, 8 oC dan i-C4H8O yaitu 64,1 oC.
3. Katalis yang digunakan yaitu rodium tripenilpospin (Rh-TPP). Hal ini
disebabkan karena rodium merupakan katalis logam yang sangat reaktif bila
dibandingkan dengan katalis logam lainnya. Proses oxo merupakan proses
yang menggunakan katalis logam komplek. Penelitian mengenai reaksi
hidroformilasi dewasa ini terfokus pada penggunaan katalis cobalt, rhodium
dan platinum walaupun lebih cenderung pada rhodium karena rhodium
merupakan logam yang paling reaktif. Perbandingan kereaktifan logamlogam katalis adalah sebagai berikut:
Rh >> Co >> Ir, Ru > Os> Pt > Pd > Fe > Ni

2.6 Deskripsi Proses
Proses pembuatan butiraldehid dari propilen dan gas sintesis dengan ini
meliputi :
2.6.1 Persiapan Bahan Baku
Propilen dan gas sintesis digunakan sebagai bahan baku dari pembuatan
butiraldehid dengan menggunakan proses hidroformilasi. Propilen yang digunakan
diperoleh dari hasil samping pengilangan minyak bumi terdiri dari campuran
propilen 96,5 % dan propana 3,5 %. Untuk tahap persiapan bahan baku, propilen
dimasukkan ke dalam tangki penyimpanan TT-101. Gas sintesis yang merupakan
campuran dari gas hidrogen (H2) dan karbon monoksida (CO) dengan perbandingan

Deni Mardayani : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan N-Butiraldehid Dari Propilen Dan Gas Sintesis Dengan Katalis
Rhodium Melalui Proses Oxo-Reaction Dengan Kapasitas Produksi 21.000 Ton/Tahun, 2009.
USU Repository © 2009

komposisi yaitu 49 % CO dan 51 % H2 untuk selanjutnya dimasukkan ke dalam
tangki penyimpanan TT-102 (freepatens, 2008).
Dalam proses ini digunakan rhodium tripenilphospin sebagai katalis dan air
sebagai pelarut dari katalis. Campuran katalis dan pelarutnya dimasukkan ke dalam
tangki penyimpanan TT-103.

2.6.2 Tahap Reaksi
Propilen dan gas sintesis (CO dan H2) yang digunakan sebagai reaktan
memiliki perbandingan 1 : 1 : 1
Reaksi : 2 CH3CH=CH2 + 2 CO + 2 H2
Propilen

Gas sintesis

CH3CH2CH2CHO + (CH3)2CHCHO
n-butiraldehid

iso-butiraldehid

(freepatents, 2008)

Reaktan berupa propilen dari tangki penyimpanan T-101 dipompakan ke
reaktor R-101 dan gas sintesis dari tangki penyimpanan T-102 sebelum dimasukkan
ke dalam reaktor, tekanannya diturunkan dari keadaan 13 atm hingga mencapai 6 atm
pada expander E-101. Katalis dari tangki TT-103 juga dimasukkan ke dalam reaktor
R-101. Di dalam reaktor akan terjadi pencampuran dari semua bahan-bahan yang
digunakan. Reaksi yang terjadi di dalam reaktor yaitu reaksi eksotermis dengan
konversi reaktan 99 %.
Reaksi yang terjadi adalah :

Gambar 2.7 Reaksi Pembentukan Butiraldehid (n/i)
(Agar, 2003)

Campuran gas yang keluar dari reaktor selanjutnya didinginkan pada cooler
E-102 yang selanjutnya akan dialirkan ke separator pemisah propilen (V-101). Di
Deni Mardayani : Pra Rancangan Pabrik Pembuatan N-Butiraldehid Dari Propilen Dan Gas Sintesis Dengan Katalis
Rhodium Melalui Proses Oxo-Reaction Dengan Kapasitas Produksi 21.000 Ton/Tahun, 2009.
USU Repository © 2009

dalam separator propilen, propilen akan dipisahkan dari campurannya. Produk atas
berupa propilen dengan komposisi 2,8 %, gas sintesis 95 %, dan campuran n-dan ibutiraldehid sebesar 2,2 %. Produk atas tersebut didinginkan pada separator reaktan
sisa I V-102. Propilen dan gas sintesis yang dipisahkan akan dikembalikan lagi ke
reaktor sedangkan n- dan i-butiraldehid disimpan dalam tangki penyimpanan TT-106
sebagai hasil samping. Produk bawah yang masih mengandung gas sintesis
selanjutnya dipompakan dan dialirkan ke separator tekanan rendah V-103. Produk
atas dari separator tekanan rendah ini yaitu 95 % gas sintesis dan 5 % campuran ndan i-butiraldehid. Produk atas ini didinginkan pada separator reaktan sisa II V-104.
Gas sintesis akan dikembalikan ke reaktor sedangkan n-dan i butiraldehid akan
disimpan dalam tangki penyimpanan TT-106. Untuk selanjutnya, produk akan
dimurnikan dari katalis yang digunakan, maka campuran produk dan katalis ini
dipisahkan pada separator katalis/ hydrocyclon (V-105). Pada hydro cyclon ini,
katalis yang memiliki berat jenis yang lebih besar dibandingkan dengan produk, akan
mengendap pada bagian bawah, dan selanjutnya akan dikembalikan ke tangki
persiapan katalis (TT-103). Produk yang dihasilkan terdiri dari campuran n- dan ibutiraldehid. Produk ini akan dimurnikan berdasarkan perbedaan titik didihnya pada
kolom destilasi V-106. Sebelum dimurnikan pada kolom destilasi, larutan ini
dipanaskan pada heater E-103 untuk mencapai suhu operasi pada kolom destilasi.

2.6.3 Tahap Pemurnian Produk
Di dalam kolom destilasi akan terjadi proses pemisahan dari larutan tersebut
berdasarkan titik didihnya. Sehingga produk atas dari destilasi ini selanjutnya
dikondensasi pada E-104 dan dihasilkan n- dan i- butiraldehid dan air. Hasil dari
kondensasi sebagian di refluks ke kolom destilasi dan sebagian lagi masukkan ke
dalam aku