Pengaruh Kenaikan Co2 Terhadap Kadar Trimetilamina (TMA) Dan Perubaahan Kandungan Tma Setelah Memasuki TMA Catchpot Dalam Proses Destilasi Pada Pemurnian Metanol Di PT Kaltim Methanol Industri Bontang

PENGARUH KENAIKAN CO2 TERHADAP KADAR

TRIMETILAMINA (TMA) DAN PERUBAHAN

KANDUNGAN TMA SETELAH MEMASUKI

TMA CATCHPOT DALAM PROSES

DESTILASI PADA PEMURNIAN

METANOL DI PT KALTIM

METHANOL INDUSTRI

BONTANG

KARYA ILMIAH

IKHSAN RAMADHAN

102401041

PROGRAM STUDI DIPLOMA 3 KIMIA

DEPARTEMEN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

PENGARUH KENAIKAN CO2 TERHADAP KADAR

TRIMETILAMINA (TMA) DAN PERUBAHAN

KANDUNGAN TMA SETELAH MEMASUKI

TMA CATCHPOT DALAM PROSES

DESTILASI PADA PEMURNIAN

METANOL DI PT KALTIM

METHANOL INDUSTRI

BONTANG

KARYA ILMIAH

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh Ahli Madya

IKHSAN RAMADHAN

NIM : 102401041

PROGRAM STUDI DIPLOMA 3 KIMIA

DEPARTEMEN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

PERSETUJUAN

Judul : Pengaruh Kenaikan Co2 Terhadap Kadar

Trimetilamina (TMA) Dan Perubaahan Kandungan Tma Setelah Memasuki TMA Catchpot Dalam Proses Destilasi Pada Pemurnian Metanol Di PT Kaltim Methanol Industri

Kategori : Karya Ilmiah Nama : Ikhsan Ramadhan Nomor Induk Mahasiswa : 102401041

Program Studi : Diploma III (D3) Kimia Industri Departemen : Kimia

Fakultas : Matematika Dan Ilmu Pengetahuan

Alam (FMIPA) Universitas Sumatera Utara

Disetujui di Medan, Juli 2013 Diketahui

Program Studi D III Kimia Industri Dosen Pembimbing Ketua

Dra. Emma Zaidar Nst, MSi Helmina Br Sembiring, S.Si. MSi NIP.195512181987012001 NIP.19762022000122002

Diketahui/disetujui oleh

Departemen Kimia FMIPA USU Ketua

Dr. Rumondang Bulan, MS NIP. 195408301985032001

PERNYATAAN

PENGARUH KENAIKAN CO2 TERHADAP KADAR TRIMETILAMINA (TMA) DAN PERUBAHAN KANDUNGAN TMA SETELAH

MEMASUKI TMA CATCHPOT DALAM PROSES DESTILASI PADA PEMURNIAN METANOL

DI PT KALTIM METHANOL INDUSTRI BONTANG

KARYA ILMIAH

Saya mengakui bahwa karya ilmiah ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dari ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.

Medan, 15 Juli 2013

IKHSAN RAMADHAN 102401041

PENGHARGAAN

Bismillaahhirrohmaanirrohiim.

Alhamdulillaahi Robbil aalamiin Penulis ucapkan sebagai suatu ungkapan rasa syukur kepada Allah SWT yang Maha Esa atas kuasanya yang tetap mencurahkan berkah, rahmat, nikmat kesehatan jasmani dan rohani, serta taufiq dan hidayahnya sehingga Penulis dapat menjalani hidup dengan penuh makna dan insyaallah akan lebih bermakna lagi. Shalawat dan salam Penulis hantarkan kepada Nabi Muhammad SAW yang telah mengemban risalah dan mengalirkan nilai-nilai islam dalam rangkaian tarbiah kepada seluruh umat. Alhamdulillah tidak habisnya Penulis ucapkan rasa syukur, Atas ridho Allah SWT Penlis dapat menyelesaikan Karya Ilmiah ini sebagai salah satu syarat untuk meraih gelar Ahli Madya (AMD) pada program studi Kimia Industri Diploma III di Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam (FMIPA) Universitas Sumatera Utara.

Karya Ilmiah ini ditulis berdasarkan pengamatan dan pengalaman Penulis selama menjalani Praktek Kerja Lapangan (PKL) di PT. Kaltim Methanol Industri dari tangal 11 Februari sampai dengan 1 Maret 2013. Penulis menyadari sepenuhnya bahwa KARYA ILMIAH ini masih jauh dari kesempurnaan karena adanya keterbatasan pada Penulis, baik dari segi pengetahuan, waktu, maupun keterbatasan penulis. Meski demikian Penulis mengharapkan karya ilmiah ini dapat bermanfaat bagi Penulis dan semua pihak yang telah membaca karya ilmiah ini serta dapat bermanfaat bagi Universitas Sumatera Utara.

Pada masa penyelesaian karya ilmiah ini, Penulis telah banyak mendapatkan dukungan, bantuan dan juga dari berbagai pihak-pihak yang terlibat. Oleh karena itu, dengan rasa keikhlasan dan kerendahan hati penulis ingin menyampaikan rasa terima kasih dan penghargaan kepada :

1. Keluarga tercinta, Ayahanda Irwanto Syam, SE dan Ibunda Desi Heldia, adinda Miranti serta kakanda Ira Utari Handayani yang selalu memberikan kasih sayang dan mendo’akan yang terbaik untuk Penulis serta bantuan berupa moril dan materil, tanpa mereka penulis bukanlah apa-apa.

2. Helmina Sembiring, S.Si., M.Si. selaku dosen pembimbing yang dengan sabar membimbing dan meluangkan waktunya kepada penulis dalam penyusunan Karya Ilmiah ini.

3. Dr. Sutarman, M.Sc, selaku Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.

4. Dr. Rumondang Bulan, M.S, selaku ketua Departemen Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara. 5. Dra. Emma Zaidar, M.Sc, selaku ketua Program Studi D-III Kimia Industri

Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.

6. Seluruh staf pengajar Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Khususnya jurusan Kimia yang telah mendidik penulis dalam menyelesaikan karya ilmiah ini.

7. Wali laki-laki saya dr. Yazid Wastam Dimyati, SpA K dan Wali perempuan dr. Nuraisani

8. Mas Dedy Ehsanuddin ST selaku Pembimbing saya selama melakukan kerja praktek di PT. Kaltim Methanol Industri.

Penulis sudah berupaya semaksimal mungkin dalam menyusun dan menyelesaika karya ilmiah ini, namun penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun dari pembaca.

Akhir kata penulis mengucapkan Terima Kasih kepada semua pihak yang telah banyak membantu demi selesainya karya ilmiah ini dan penulis berharap semoga karya ilmiah ini dapat bermanfaat bagi kita semua.

Medan, Juli 2013 Penulis,

PENGARUH KENAIKAN CO2 TERHADAP KADAR TRIMETILAMINA

(TMA) DAN PERUBAHAN KANDUNGAN TMA SETELAH MEMASUKI

TMA CATCHPOT DALAM PROSES DESTILASI PADA PEMURNIAN

METANOL DI PT. KALTIM METHANOL INDUSTRI BONTANG

ABSTRAK

Telah dilakukaan percobaan mengenai pengaruh kenaikan CO2 terhadap kadar trimetilamina (TMA) dan perubahan kandungan TMA setelah memasuki TMA catchpot dalam proses destilasi pada pemurnian metanol. Dari percobaan diperoleh kadar CO2 sebesar 8.68, 10.03, 9.89, 9.56, dan 9.77 pada raw methanol dan juga diperoleh kadar TMA didalam raw methanol sebelum memasuki TMA catchpot adalah sebesar 118.76, 202.27, 195.45, 122.72, 133.63, dan kadar TMA setelah memasuki TMA catchpot adalah sebesar 2.237, 2.289, 2.57, 2,311, dan 2.156. Dari percobaan tersebut terlihat bahwa semakin besar kadar CO2 dalam

raw methanol maka kadar TMA juga semakin besar dan terjadi penurunan kadar TMA oleh TMA catchpot, hal ini disebabkan karena adanya basa NaOH yang dapat menetralkan kadar TMA dalam raw methanol tersebut.

EFFECT ON LEVELS INCREASE CO2 TRIMETHYLAMINE (TMA)

TMA CONTENT AND CHANGES AFTER ENTERING THE TMA CATCHPOT DISTILLATION PROCESS PURIFICATION OF

METHANOL IN PT. KALTIM METHANOL INDUSTRY BONTANG

ABSTRACT

Has been conducted in a trial on the effect of rising CO2 on levels of trimethylamine (TMA) and TMA content changes after entering the TMA catchpot in the purification process of methanol distillation. CO2 obtained from experiments at 8.68, 10:03, 9.89, 9:56, and 9.77 in methanol and also obtained raw TMA levels in raw methanol before entering the TMA catchpot is at 118.76, 202.27, 195.45, 122.72, 133.63, and after entering the TMA TMA levels catchpot amounted to 2,237, 2,289, 2:57, 2,311, and 2,156. Of the experiment shows that the greater the concentration of CO2 in the raw methanol is also greater levels of TMA and TMA levels decreased by TMA catchpot, this is due to the alkaline NaOH to neutralize TMA levels in the raw methanol.

DAFTAR ISI

Halaman

Persetujuan i Pernyataan ii

Penghargaan iii

Abstrak v

Abstract vi

Daftar Isi vii

Daftar Tabel ix

Bab 1. Pendahuluan

1.1. Latar Belakang 1 1.2. Perumusan Masalah 2 1.3. Tujuan Penelitian 3 1.4. Manfaat Penelitian 3 Bab 2. Tinjauan Pustaka

2.1. Gas Alam 4 2.1.1. Komposisi Kimia 7 2.2. Metanol 7 2.2.1. Pembuatan Metanol 9 2.2.2. Kualitas Metanol 14 2.2.3. Aplikasi Metanol 14

2.3. Destilasi 17

2.3.1. Spesifikasi Produk 20 2.4. Karbon Dioksida 21 2.5. Trimetilamin 22 2.5.1. Sifat Trimetilamin 22

2.5.2. Reaksi Pembentukan Trimetilamin 23

Bab 3. Bahan Dan Metode

3.1. Alat- Alat 25

3.2. Bahan- Bahan 25 3.3. Prosedur Percobaan 25

Bab 4. Hasil dan Pembahasan

4.1. Hasil dan Pembahasan 26 4.1.1. Hasil Percobaan 26 4.2. Pembahasan 27

Bab 5. Kesimpulan dan Saran 5.1. Kesimpulan 29 5.2. Saran 29

DAFTAR TABEL

Nomor Judul Halaman

Tabel

4.1 Kandungan CO2 Dalam Raw Methanol dan TMA dalam 26

PENGARUH KENAIKAN CO2 TERHADAP KADAR

TRIMETILAMINA (TMA) DAN PERUBAHAN

KANDUNGAN TMA SETELAH MEMASUKI

TMA CATCHPOT DALAM PROSES

DESTILASI PADA PEMURNIAN

METANOL DI PT KALTIM

METHANOL INDUSTRI

BONTANG

KARYA ILMIAH

IKHSAN RAMADHAN

102401041

PROGRAM STUDI DIPLOMA 3 KIMIA

DEPARTEMEN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

PENGARUH KENAIKAN CO2 TERHADAP KADAR

TRIMETILAMINA (TMA) DAN PERUBAHAN

KANDUNGAN TMA SETELAH MEMASUKI

TMA CATCHPOT DALAM PROSES

DESTILASI PADA PEMURNIAN

METANOL DI PT KALTIM

METHANOL INDUSTRI

BONTANG

KARYA ILMIAH

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh Ahli Madya

IKHSAN RAMADHAN

NIM : 102401041

PROGRAM STUDI DIPLOMA 3 KIMIA

DEPARTEMEN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

PERSETUJUAN

Judul : Pengaruh Kenaikan Co2 Terhadap Kadar

Trimetilamina (TMA) Dan Perubaahan Kandungan Tma Setelah Memasuki TMA Catchpot Dalam Proses Destilasi Pada Pemurnian Metanol Di PT Kaltim Methanol Industri

Kategori : Karya Ilmiah Nama : Ikhsan Ramadhan Nomor Induk Mahasiswa : 102401041

Program Studi : Diploma III (D3) Kimia Industri Departemen : Kimia

Fakultas : Matematika Dan Ilmu Pengetahuan

Alam (FMIPA) Universitas Sumatera Utara

Disetujui di Medan, Juli 2013 Diketahui

Program Studi D III Kimia Industri Dosen Pembimbing Ketua

Dra. Emma Zaidar Nst, MSi Helmina Br Sembiring, S.Si. MSi NIP.195512181987012001 NIP.19762022000122002

Diketahui/disetujui oleh

Departemen Kimia FMIPA USU Ketua

Dr. Rumondang Bulan, MS NIP. 195408301985032001

PERNYATAAN

PENGARUH KENAIKAN CO2 TERHADAP KADAR TRIMETILAMINA (TMA) DAN PERUBAHAN KANDUNGAN TMA SETELAH

MEMASUKI TMA CATCHPOT DALAM PROSES DESTILASI PADA PEMURNIAN METANOL

DI PT KALTIM METHANOL INDUSTRI BONTANG

KARYA ILMIAH

Saya mengakui bahwa karya ilmiah ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dari ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.

Medan, 15 Juli 2013

IKHSAN RAMADHAN 102401041

PENGHARGAAN

Bismillaahhirrohmaanirrohiim.

Alhamdulillaahi Robbil aalamiin Penulis ucapkan sebagai suatu ungkapan rasa syukur kepada Allah SWT yang Maha Esa atas kuasanya yang tetap mencurahkan berkah, rahmat, nikmat kesehatan jasmani dan rohani, serta taufiq dan hidayahnya sehingga Penulis dapat menjalani hidup dengan penuh makna dan insyaallah akan lebih bermakna lagi. Shalawat dan salam Penulis hantarkan kepada Nabi Muhammad SAW yang telah mengemban risalah dan mengalirkan nilai-nilai islam dalam rangkaian tarbiah kepada seluruh umat. Alhamdulillah tidak habisnya Penulis ucapkan rasa syukur, Atas ridho Allah SWT Penlis dapat menyelesaikan Karya Ilmiah ini sebagai salah satu syarat untuk meraih gelar Ahli Madya (AMD) pada program studi Kimia Industri Diploma III di Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam (FMIPA) Universitas Sumatera Utara.

Karya Ilmiah ini ditulis berdasarkan pengamatan dan pengalaman Penulis selama menjalani Praktek Kerja Lapangan (PKL) di PT. Kaltim Methanol Industri dari tangal 11 Februari sampai dengan 1 Maret 2013. Penulis menyadari sepenuhnya bahwa KARYA ILMIAH ini masih jauh dari kesempurnaan karena adanya keterbatasan pada Penulis, baik dari segi pengetahuan, waktu, maupun keterbatasan penulis. Meski demikian Penulis mengharapkan karya ilmiah ini dapat bermanfaat bagi Penulis dan semua pihak yang telah membaca karya ilmiah ini serta dapat bermanfaat bagi Universitas Sumatera Utara.

Pada masa penyelesaian karya ilmiah ini, Penulis telah banyak mendapatkan dukungan, bantuan dan juga dari berbagai pihak-pihak yang terlibat. Oleh karena itu, dengan rasa keikhlasan dan kerendahan hati penulis ingin menyampaikan rasa terima kasih dan penghargaan kepada :

1. Keluarga tercinta, Ayahanda Irwanto Syam, SE dan Ibunda Desi Heldia, adinda Miranti serta kakanda Ira Utari Handayani yang selalu memberikan kasih sayang dan mendo’akan yang terbaik untuk Penulis serta bantuan berupa moril dan materil, tanpa mereka penulis bukanlah apa-apa.

2. Helmina Sembiring, S.Si., M.Si. selaku dosen pembimbing yang dengan sabar membimbing dan meluangkan waktunya kepada penulis dalam penyusunan Karya Ilmiah ini.

3. Dr. Sutarman, M.Sc, selaku Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.

4. Dr. Rumondang Bulan, M.S, selaku ketua Departemen Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara. 5. Dra. Emma Zaidar, M.Sc, selaku ketua Program Studi D-III Kimia Industri

Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.

6. Seluruh staf pengajar Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Khususnya jurusan Kimia yang telah mendidik penulis dalam menyelesaikan karya ilmiah ini.

7. Wali laki-laki saya dr. Yazid Wastam Dimyati, SpA K dan Wali perempuan dr. Nuraisani

8. Mas Dedy Ehsanuddin ST selaku Pembimbing saya selama melakukan kerja praktek di PT. Kaltim Methanol Industri.

Penulis sudah berupaya semaksimal mungkin dalam menyusun dan menyelesaika karya ilmiah ini, namun penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun dari pembaca.

Akhir kata penulis mengucapkan Terima Kasih kepada semua pihak yang telah banyak membantu demi selesainya karya ilmiah ini dan penulis berharap semoga karya ilmiah ini dapat bermanfaat bagi kita semua.

Medan, Juli 2013 Penulis,

PENGARUH KENAIKAN CO2 TERHADAP KADAR TRIMETILAMINA

(TMA) DAN PERUBAHAN KANDUNGAN TMA SETELAH MEMASUKI

TMA CATCHPOT DALAM PROSES DESTILASI PADA PEMURNIAN

METANOL DI PT. KALTIM METHANOL INDUSTRI BONTANG

ABSTRAK

Telah dilakukaan percobaan mengenai pengaruh kenaikan CO2 terhadap kadar trimetilamina (TMA) dan perubahan kandungan TMA setelah memasuki TMA catchpot dalam proses destilasi pada pemurnian metanol. Dari percobaan diperoleh kadar CO2 sebesar 8.68, 10.03, 9.89, 9.56, dan 9.77 pada raw methanol dan juga diperoleh kadar TMA didalam raw methanol sebelum memasuki TMA catchpot adalah sebesar 118.76, 202.27, 195.45, 122.72, 133.63, dan kadar TMA setelah memasuki TMA catchpot adalah sebesar 2.237, 2.289, 2.57, 2,311, dan 2.156. Dari percobaan tersebut terlihat bahwa semakin besar kadar CO2 dalam

raw methanol maka kadar TMA juga semakin besar dan terjadi penurunan kadar TMA oleh TMA catchpot, hal ini disebabkan karena adanya basa NaOH yang dapat menetralkan kadar TMA dalam raw methanol tersebut.

EFFECT ON LEVELS INCREASE CO2 TRIMETHYLAMINE (TMA)

TMA CONTENT AND CHANGES AFTER ENTERING THE TMA CATCHPOT DISTILLATION PROCESS PURIFICATION OF

METHANOL IN PT. KALTIM METHANOL INDUSTRY BONTANG

ABSTRACT

Has been conducted in a trial on the effect of rising CO2 on levels of trimethylamine (TMA) and TMA content changes after entering the TMA catchpot in the purification process of methanol distillation. CO2 obtained from experiments at 8.68, 10:03, 9.89, 9:56, and 9.77 in methanol and also obtained raw TMA levels in raw methanol before entering the TMA catchpot is at 118.76, 202.27, 195.45, 122.72, 133.63, and after entering the TMA TMA levels catchpot amounted to 2,237, 2,289, 2:57, 2,311, and 2,156. Of the experiment shows that the greater the concentration of CO2 in the raw methanol is also greater levels of TMA and TMA levels decreased by TMA catchpot, this is due to the alkaline NaOH to neutralize TMA levels in the raw methanol.

DAFTAR ISI

Halaman

Persetujuan i Pernyataan ii

Penghargaan iii

Abstrak v

Abstract vi

Daftar Isi vii

Daftar Tabel ix

Bab 1. Pendahuluan

1.1. Latar Belakang 1 1.2. Perumusan Masalah 2 1.3. Tujuan Penelitian 3 1.4. Manfaat Penelitian 3 Bab 2. Tinjauan Pustaka

2.1. Gas Alam 4 2.1.1. Komposisi Kimia 7 2.2. Metanol 7 2.2.1. Pembuatan Metanol 9 2.2.2. Kualitas Metanol 14 2.2.3. Aplikasi Metanol 14

2.3. Destilasi 17

2.3.1. Spesifikasi Produk 20 2.4. Karbon Dioksida 21 2.5. Trimetilamin 22 2.5.1. Sifat Trimetilamin 22

2.5.2. Reaksi Pembentukan Trimetilamin 23

Bab 3. Bahan Dan Metode

3.1. Alat- Alat 25

3.2. Bahan- Bahan 25 3.3. Prosedur Percobaan 25

Bab 4. Hasil dan Pembahasan

4.1. Hasil dan Pembahasan 26 4.1.1. Hasil Percobaan 26 4.2. Pembahasan 27

Bab 5. Kesimpulan dan Saran 5.1. Kesimpulan 29 5.2. Saran 29

DAFTAR TABEL

Nomor Judul Halaman

Tabel

4.1 Kandungan CO2 Dalam Raw Methanol dan TMA dalam 26

PENGARUH KENAIKAN CO2 TERHADAP KADAR TRIMETILAMINA

(TMA) DAN PERUBAHAN KANDUNGAN TMA SETELAH MEMASUKI

TMA CATCHPOT DALAM PROSES DESTILASI PADA PEMURNIAN

METANOL DI PT. KALTIM METHANOL INDUSTRI BONTANG

ABSTRAK

Telah dilakukaan percobaan mengenai pengaruh kenaikan CO2 terhadap kadar trimetilamina (TMA) dan perubahan kandungan TMA setelah memasuki TMA catchpot dalam proses destilasi pada pemurnian metanol. Dari percobaan diperoleh kadar CO2 sebesar 8.68, 10.03, 9.89, 9.56, dan 9.77 pada raw methanol dan juga diperoleh kadar TMA didalam raw methanol sebelum memasuki TMA catchpot adalah sebesar 118.76, 202.27, 195.45, 122.72, 133.63, dan kadar TMA setelah memasuki TMA catchpot adalah sebesar 2.237, 2.289, 2.57, 2,311, dan 2.156. Dari percobaan tersebut terlihat bahwa semakin besar kadar CO2 dalam

raw methanol maka kadar TMA juga semakin besar dan terjadi penurunan kadar TMA oleh TMA catchpot, hal ini disebabkan karena adanya basa NaOH yang dapat menetralkan kadar TMA dalam raw methanol tersebut.

EFFECT ON LEVELS INCREASE CO2 TRIMETHYLAMINE (TMA)

TMA CONTENT AND CHANGES AFTER ENTERING THE TMA CATCHPOT DISTILLATION PROCESS PURIFICATION OF

METHANOL IN PT. KALTIM METHANOL INDUSTRY BONTANG

ABSTRACT

Has been conducted in a trial on the effect of rising CO2 on levels of trimethylamine (TMA) and TMA content changes after entering the TMA catchpot in the purification process of methanol distillation. CO2 obtained from experiments at 8.68, 10:03, 9.89, 9:56, and 9.77 in methanol and also obtained raw TMA levels in raw methanol before entering the TMA catchpot is at 118.76, 202.27, 195.45, 122.72, 133.63, and after entering the TMA TMA levels catchpot amounted to 2,237, 2,289, 2:57, 2,311, and 2,156. Of the experiment shows that the greater the concentration of CO2 in the raw methanol is also greater levels of TMA and TMA levels decreased by TMA catchpot, this is due to the alkaline NaOH to neutralize TMA levels in the raw methanol.

BAB 1 PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Metanol adalah senyawa Alkohol dengan 1 rantai Karbon. Rumus Kimia CH3OH, dengan berat molekul 32. Titik didih 640-650C (tergantung kemurnian), dan berat jenis 0,7920-0,7930 (juga tergantung kemurnian). Secara fisik Metanol merupakan cairan bening, berbau seperti alkohol, dapat bercampur dengan air, etanol, chloroform dalam perbandingan berapapun, hygroskopis, mudah menguap dan mudah terbakar dengan api yang berwarna biru (kalau siang tidak kelihatan) (Winarso,L.1998).

Metanol merupakan salah satu bahan kimia industri yang penting. Sebagai bahan kimia industri, metanol telah digunakan secara luas untuk produksi berbagai bahan kimia yang lain. Sekitar sepertiga dari produksi metanol digunakan untuk membuat formaldehida dan selebihnya digunakan untuk pembuatan MTBE (Methyl Tertiary Buthyl Eter), asam asetat, pelarut, metaklirat, bahan bakar, dan lain-lain (Othmer, 1994).

Metanol dapat diperoleh dari proses penyulingan kayu, gasifikasi batu bara muda dan sintesis gas alam, PT. Kaltim Metahanol Industri memanfaatkan gas alam sebagai bahan baku pembuatan metanol dengan proses multi tahap. Secara singkat gas alam dan uap air dibakar dalam tungku untuk membentuk gas hidrogen dan karbon monoksida, kemudian gas hidrogen dan karbon monoksida ini bereaksi dalam tekanan tinggi dengan bantuan katalis untuk menghasilkan

metanol. Metanol disintesis dalam reaktor metanol. Pada pembentukan metanol didalam reaktor metanol juga terjadi konversi CO menjadi CO2 dan pembentukan trimetilamina (TMA). TMA adalah senyawa organik dengan rumus N(CH3)3. Senyawa ini tak berwarna, higroskopik, dan mudah terbakar dimana amina tersier memiliki bau kuat amis rendah konsentrasi dan amonia seperti bau pada konsentrasi yang lebih tinggi (Engler,2001).

Pada proses pembuatan metanol pada PT. KMI, TMA terbentuk dari reaksi antara amoniak dan metanol yang terjadi didalam reaktor metanol. TMA tersebut tidak diinginkan dalam metanol karena TMA menimbulkan bau amis, warna yang keruh yang mempengaruhi kualitas metanol yang dihasilkan, sehingga diupayakan agar kadar TMA didalam metanol itu serendah mungkin. Untuk meminimalkan kadar TMA pada metanol, maka pada proses destilasi dilengkapi dengan suatu alat yaitu TMA catchpot, yang diharapkan mampu menurunkan kadar TMA di dalam metanol (Putro, 2009).

Berdasarkan uraian tersebut maka penulis ingin mengetahui bagaimana pengaruh kenaikan CO2 terhadap kadar TMA dan perubahan kandungan TMA setelah memasuki TMA catchpot dalam proses destilasi pada pemurnian metanol.

1.2 Perumusan Masalah

1. Bagaimanakah pengaruh CO2 pada kenaikan kandungan TMA dalam metanol.

2. Bagaimanakah perubahan kadar TMA sebelum dan sesudah memasuki TMA catchpot pada proses destilasi metanol.

1.3 Tujuan Penilitian

1. Untuk mengetahui pengaruh kenaikan CO2 terhadap kadar TMA dalam produksi metanol.

2. Untuk mengetahui perubahan kandungan TMA dalam TMA catchpot pada proses destilasi pada pemurnian metanol.

1.4 Manfaat Penelitian

1. Dapat mengetahui pengaruh CO2 terhadap kenaikan kandungan TMA dalam metanol pada proses pembuatan metanol.

2. Dapat mengetahui perubahan kandungan TMA dalam metanol dalam TMA catchpot dalam proses destilasi metanol.

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Gas Alam

Gas alam sering juga disebut sebagai gas bumi atau gas rawa, adalah bahan bakar fosil berbentuk gas yang terutama terdiri dari metana (CH4). Gas alam dapat ditemukan di ladang minyak, ladang gas bumi, dan juga tambang batu bara. Ketika gas yang kaya dengan metana diproduksi melalaui pembusukan oleh bakteri anaerobik dari bahan-bahan organik selain fosil, maka gas alam disebut biogas.

Sistem transportasi gas alam pada dasarnya meliputi:

 Transportasi melalui pipa salur.

 Transportasi dalam bentuk Liquefield Natural Gas (LNG) dengan kapal tanker LNG untuk pengangkutan jarak jauh.

 Transportasi dalam bentuk Compressed Natural Gas (CNG), baik di daratan dengan road tanker maupun dengan kapal tanker CNG di laut, untuk jarak dekat dan menengah (antar pulau).

Untuk metode penyimpanan gas alam, dilakukan dengan ”Natural Gas Underground Storage”, yakni suatu ruangan raksasa di bawah tanah. Terdapat 3 tipe penyimpanan gas alam di bawah tanah, yaitu depleted fields, aquifers, dan salt caverns.

Depleted fields merupakan tipe yang paling banyak digunakan karena berupa formasi geologis bawah tanah yang sudah tersedia secara alami, sehingga hanya perlu dikembangkan saja. Dibandingkan dengan tipe yang lain, tipe ini merupakan tipe yang paling murah, mudah dikembangkan, mudah dioperasikan, dan mudah dipelihara.

Tipe aquifers berupa rongga-rongga bawah tanah, tersusun dari batuan yang permeable, yang bertindak sebagai penyimpanan air alami. Pada situasi tertentu, formasi ini dapat direkondisikan dan digunakan sebagai fasilitas penyimpanan gas alam. Fasilitas penyimpanan dengan tipe ini adalah yang paling mahal dan paling jarang digunakan dibandingkan dengan tipe yang lain disebabkan oleh beberapa alasan, diantaranya harus dilakukan berbagai macam tes untuk memastikan karakteristik geologis dari formasi batuan . Kemudian, harus dibangun semua infrastruktur terkait dengan pengembangan fasilitas penyimpanan ini, dengan biaya yang tidak sedikit. Oleh karena itu, tipe ini biasanya hanya digunakan apabila tidak terdapat depleted reservoirs.

Tipe salt caverns terbentuk akibat adanya deposit garam di bawah tanah. Ada dua bentuk deposit garam di bawah tanah, yaitu salt domes dan salt beds. Walaupun biaya pengembangan untuk tipe ini cukup mahal, tapi tipe ini merupakan tipe yang memiliki tingkat deliverability paling tinggi dan juga dapat diisi kembali lebih cepat dibanding tipe yang yang lain.

Secara garis besar pemanfaatan gas alam dibagi atas 3 kelompok yaitu :

• Gas alam sebagai bahan bakar, antara lain sebagai bahan bakar Pembangkit Listrik Tenaga Gas/Uap, bahan bakar industri ringan, menengah dan berat, bahan bakar kendaraan bermotor (BBG/NGV), sebagai gas kota untuk kebutuhan rumah tangga hotel, restoran dan sebagainya.

• Gas alam sebagai bahan baku, antara lain bahan baku pabrik pupuk, petrokimia, metanol, bahan baku plastik (LDPE = low density polyethylene, LLDPE = linear low density polyethylene, HDPE = high density polyethylen, PE= poly ethylene, PVC=poly vinyl chloride, C3 dan C4-nya untuk LPG, CO2-nya untuk soft drink, dry ice pengawet makanan, hujan buatan, industri besi tuang, pengelasan dan bahan pemadam api ringan.

• Gas alam sebagai komoditas energi untuk ekspor, yakni Liquefied Natural Gas (LNG).

Teknologi mutakhir juga telah dapat memanfaatkan gas alam untuk air conditioner (AC=penyejuk udara), seperti yang digunakan di bandara Bangkok, Thailand dan beberapa bangunan gedung perguruan tinggi di Australia (Engler,2001).

2.1.1 Komposisi Kimia

Komponen utama dalam gas alam adalah metana (CH4), yang merupakan molekul hidrokarbon rantai terpendek dan teringan. Gas alam juga mengandung molekul-molekul hidrokarbon yang lebih berat, seperti etana, propana, butana, selain juga gas-gas yang mengandung sulfur (belerang). Selain itu nitrogen, helium karbondioksida, hidrogen sulfida, air dapat juga terkandung di dalam gas alam, merkuri dapat juga terkandung dalam jumlah kecil. Komposisi gas alam bervariasi sesuai dengan ladang gasnya (Caulson,1983)

PT. Kaltim Methanol Industri merupakan suatu industri pembuatan metanol yang memanfaatkan gas alam pada bahan baku utamanya. Gas alam yang dimanfaatkan pada proses pembuatan methanol tersebut antara lain nitrogen (N2), karbondioksida (CO2), metana (CH4), hidrogen sulfida (H2S), hidrogen (H) dan uap air (H2O) (PT. KMI, 1997).

2.2. Metanol

Metanol adalah senyawa Alkohol dengan 1 rantai Karbon. Rumus Kimia CH3OH, dengan berat molekul 32. Titik didih 640-650C (tergantung kemurnian), dan berat jenis 0,7920-0,7930 (juga tergantung kemurnian). Secara fisik Metanol merupakan cairan bening, berbau seperti alkohol, dapat bercampur dengan air, etanol, chloroform dalam perbandingan berapapun, hygroskopis, mudah menguap dan mudah terbakar dengan api yang berwarna biru (kalau siang tidak kelihatan).

Metanol lebih racun dari pada alkohol (Etanol) dan dalam jumlah sedikitpun dapat mengakibatkan buta hingga kematian. Memang dalam perdagangan umum,

metanol sering di beri warna (biru) akibat di beri tambahan senyawa cupri sulphate untuk membedakan metanol teknis dengan alkohol dan dijual dengan nama spiritus.

Metanol merupakan cairan polar yang dapat bercampur dengan air, alkohol – alkohol lain, ester, keton, eter, dan sebagian besar pelarut organik. Metanol sedikit larut dalam lemak dan minyak. Secara fisika metanol mempunyai afinitas khusus terhadap karbon dioksida dan hidrogen sulfida. Titik didih metanol berada pada 64,7oC dengan panas pembentukan (cairan) –239,03 kJ/mol pada suhu 25 oC. Metanol mempunyai panas fusi 103 J/g dan panas pembakaran pada 25 oC sebesar 22,662 J/g. Tegangan permukaan metanol adalah 22,1 dyne/cm sedangkan panas jenis uapnya pada 25 oC sebesar 1,370 J/(gK) dan panas jenis cairannya pada suhu yang sama adalah 2,533 J/(gK)[4] ( Spencer, 1988).

Metanol juga dikenal sebagai metil alkohol, wood alcohol atau spiritus, adalah senyawa kimia dengan rumus kimia CH3OH. Ia merupakan bentuk alkohol paling sederhana. Pada keadaan atmosfer metanol berbentuk cairan yang ringan, mudah menguap, tidak berwarna, mudah terbakar dan beracun dengan bau yang khas (berbau lebih ringan daripada etanol). Metanol digunakan sebagai bahan pendingin anti beku, pelarut, bahan bakar dan sebagai bahan aditif bagi etanol industri.

Metanol juga merupakan produk samping dari destilasi kayu. Saat ini metanol dihasilkan melalui proses multi tahap. Secara singkat gas alam dan uap air dibakar dalam tungku untuk membentuk gas hidrogen dan karbonmonoksida, kemudian gas hidrogen dan karbonmonoksida ini bereaksi dalam tekanan tinggi

dengan bantuan katalis untuk menghasilkan metanol. Tahap pembentukannya adalah endotermik dan tahap sintesisnya adalah eksotermik (Engler,2001)

Metanol adalah salah satu bahan kimia industri yang penting. Sebagai bahan kimia industri, metanol telah digunakan secara luas untuk produksi berbagai bahan kimia yang lain. Sekitar sepertiga dari produksi metanol digunakan untuk membuat formaldehida dan selebihnya digunakan untuk pembuatan MTBE (Methyl Tertiary Buthyl Eter), asam asetat, pelarut, metaklirat, bahan bakar, dan lain-lain. Sementara itu, formaldehida yang ditemukan oleh Butlerov pada tahun 1859 adalah suatu senyawa yang dapat bereaksi dengan hampir semua senyawa kimia baik organik maupun anorganik. Penggunaan terbesar formaldehida adalah sebagai bahan dasar pembuatan resin-resin formaldehida seperti urea formaldehida, melamin formaldehida, dan fenol formaldehida. (Othmer, 1994).

2.2.1. Pembuatan metanol

Secara teori metanol dapat dibuat dari proses penyulingan kayu, gasifikasi batu bara muda dan sintesis gas alam, tapi yang akan saya tulis di sini adalah sintesis metanol dari gas alam, sintesa metanol dari gas alam inilah yang saat ini teknologinya di pakai pada pembuatan metanol skala industri besar dimana di Indonesia sendiri baru ada 2 pabrik yang mengolahnya yaitu kilang Metanol Bunyu di Tarakan, Kaltim dengan kapasitas produksi 1000 MT/hari dan kilang Metanol Kaltim Metanol Industri di Bontang juga di Kaltim dengan kapasitas produksi 2000 MT/hari.

Reaksi pembuatan metanol dengan sintesis gas alam adalah sebagai berikut:

CH4 + H2O ⇌ 3 H2 + CO CO + 2 H2⇌ CH3OH CO2 + 3 H2⇌ CH3OH + H2O

Adapun secara ringkas, tahapan proses sintesis metanol adalah sebagai berikut (di pakai di kilang KMI Bontang) :

Prereform:

gas alam direaksikan dengan steam superheated, dengan reaksi sebagai berikut CnH2n+2 + n H2O ⇌ CO + (2n+1)H2 -Q

CO + 3 H2 ⇌ CH4 + H2O +Q CO + H2O ⇌ CO2 + H2 + Q

Reforming :

merubah CH4 menjadi CO dan H2 dengan bantuan steam, reaksi CH4 + H2O ⇌ 3 H2 + CO – Q

Reaksi 3. Reaksi perubahan CH4 menjadi CO dan H2

Autotermal:

Merubah sisa-sisa CH4 dengan steam dan O2, di mana reaksi partial dan sempurna berlangsung sekaligus, reaksi

2 CnH2n+2 + (3+1n)O2⇌ 2nCO2 + (2n+2)H2O+Q 2 CnH2n+2 + 3nO2 ⇌ 2CnCO+ 2H2+ 4nH2O+Q

CH4 + 2O2⇌ CO2 + 2H2)+ Q CH4 + O2⇌ CO + H2 + H2O+Q

Sintesis :

CO + 2H2⇌ CH3OH CO2 + 3H2⇌ CH3OH + H2O

Gas-gas CO, CO2, dan H2 lalu disintesis dalam reaktor dengan katalis Cu

Destilasi:

Hasil dari sintesis gas di unit reactor kemurniannya masih berkisar 70 %, maka dilakukan tahap akhir yaitu destilasi untuk mendapatkan Methanol dengan kemurnian tinggi. Berikut proses singkat destilasi pada PT. KMI :

raw methanol dari methanol separator dialirkan ke expansion vessel (tekanan 5,5 bar ke 3,72 bar untuk memisahkan gas-gas terlarut dalam metanol) menghasikan prerun methanol refluks vessel berupa outlet liquid kemudian dialirkan ke prerun coulumn (030D01) yang bertujuan untuk menghilangkan gas low boiling. Kemudian diumpankan ke liquid expansion vessel dimana hasil atas berupa gas yang dialirkan ke off gas cooler untuk mengembunkan metanol yang masih tersisa untuk dikembalikan ke kolom melalui refluks. Hasil bawah berupa metanol yang telah bebas low boiler dengan kandungan metanol 79% (sisanya air dan high boiling ). Hasil bawah yang berupa metanol diumpankan ke pressure coulumn (030D02) yaitu destilasi pada kolom kedua yang bertujuan untuk menghilangkan gas high boiling. Metanol murni yang keluar dari atas menara dikondensasikan ke reboiler atmospheric coulumn, sedangkan sebagian dialirkan ke tangki refluks untuk dimasukkan ke intermediat tank sebagian lagi

dikembalikan ke pressure coulumn untuk diproses kembali. Pada pressure coulumn hasil bawah berupa 67% metanol dan 32% air seperti yang ditunjukan pada gambar 2.1. High boiling product dari pressure coulumn diumpankan ke atmospheric coulumn bertujuan untuk memisahkan metanol dari air dan high boiling. Hasil akhir dari unit ini merupakan metanol dengan kemurnian 99,85%.

Berikut bagan proses destilasi metanol pada PT. KMI:

Gambar 2.1 bagan proses destilasi metanol pada PT. KMI (Winarso, 1998)

Metanol diproduksi dalam skala industri terutama berdasarkan perubahan katalik dari gas sintesa (catalityc conversion of syntehesis gas). berdasarkan tekanan yang digunakan proses pembuatannya dibagi menjadi :

1. Proses tekanan tinggi.

Pada proses ini pembuatan metanol dioperasikan pada tekanan 300bar, menggunakan katalis krom oksida – seng oksida untuk perubahan katalitik dari CO dan CO2 dengan H2 menjadi metanol pada suhu 320-400 oC. kekuragan proses ini adalah mahalnya komponen yang diperlukan untuk tekana tinggi, biaya energi yang lebih tinggi, serta biaya perlatan yang tinggi.

2. Proses tekanan rendah

Pada proses ini, tekanan yang diberikan adalah 50-150 bar dan suhu 200-500 oC. Jenis katalis yang digunakan adalah tembaga (copper based catalyst). Keunggulan dari proses ini adalah biaya investasi yang lebih rendah, biaya produksi yang lebih rendah, kemampuan operasi yang lebih baik dan lebih fleksibel dalam penentuan ukuran pabrik.

Berdasarkan perbandingan dua proses diatas maka proses tekana rendah dengan pertimbangan sebagai berikut:

1. Biaya investasi yang relatif rendah 2. Biaya produksi yang lebih rendah 3. Kemampuan operasi yang lebih baik

4. Lebih fleksibel dalam penentuan ukuran pabrik. (Bergeyk,1982)

Metanol dapat diproduksi secara alami oleh metabolisme anaerobik oleh bakteri. Hasil proses tersebut adalah uap metanol (dalam jumlah kecil) diudara.

Setelah beberapa hari uap metanol tersebut akan teroksidasi oleh oksigen dengan bantuan sinar matahari menjadi karbondioksida dan air.

Reaksi kimia metanol yang terbakar diudara dan membentuk karbondioksida dan air adalah sebagai berikut:

2CH3OH + 3O2→ 2CO2 + 4H2O

Api dari metanol biasanya tidak berwarna. Oleh karena itu kita harus berhati-hati bila berada dekat metanol yang terbakar untuk mencegah cedera akibat api yang tidak terlihat. Karena sifatnya beracun metanol sering digunakan sebagai zat aditif bagi pembuatan alkohol untuk pengunaan industri. Penambahan “racun” ini akan menghindarkan industri dari pajak yang dapat dikenakan karena etanol merupakan bahan utama yang digunakan untuk minuman keras (minuman berakohol) (Engler,2001).

2.2.2. Kualitas Methanol

Menurut standard IMPCA (International Methanol Producers and Consumer Assocation) kualitas Methanol tertinggi adalah Grade AA dengan kandungan Metanol minimal 99,85 %, dan kandungan Etanol maksimal 10 ppm (Winarso, 1998).

2.2.3. Aplikasi Metanol

Proses oksidasi parsial metana menjadi metanol dan formaldehida telah lama menjadi objek penelitian para peneliti. Umumnya, para peneliti memfokuskan studi bagaimana cara memperoleh konversi dan selektifitas metanol dan formaldehida yang tinggi diantaranya dengan cara memilih katalis yang aktif

dan selektif. Berbagai katalis telah dicoba oleh beberapa peneliti untuk mendapatkan konversi dan selektifitas yang tinggi. (Parkyns, 1991).

Metanol memiliki satu gugus OH dalam molekulnya. Oksigen yang inheren di dalam molekul metanol tersebut membantu penyempurnaan pembakaran antara campuran udara-bahan bakar di dalam silinder. Tentunya metanol menjadi mudah bereaksi dengan oksigen, dalam arti memerlukan suhu lingkungan yang rendah untuk terjadi campuran gas dengan oksigen. Campuran gas ini biasa disebut mixture. Metanol juga memiliki panas penguapan yang tinggi, yakni 842 KJ/Kg. Titik didih metanol sekitar 690 C dan metanol memiliki satu gugus OH dalam molekulnya. Oksigen yang inheren di dalam molekul metanol tersebut membantu mempercepat pembakaran antara campuran udara dengan bahan bakar di dalam silinder. Tentunya metanol menjadi mudah bereaksi dengan oksigen, sehingga memerlukan suhu lingkungan yang rendah untuk terjadi pembakaran. Bensin yang diuapkan biasanya meninggalkan sisa berbentuk getah padat yang melekat pada permukaan saluran dan bagian-bagian mesin.

Kegunaan bahan bakar untuk kendaraan bermotor metanol digunakan secara terbatas dalam mesin pembakaran dalam, dikarenakan metanol tidak mudah terbakar dibandingkan dengan bensin. Metanol juga digunakan sebagai campuran utama untuki bahan bakar model radio kontrol dan pesawat model. Salah satu kelemahan metanol jika digunakan dalam konsentrasi tinggi adalah sifat korosif terhadap beberapa logam, termasuk aluminium. Metanol, meskipun merupakan asam lemah, menyerang lapisan oksida yang biasanya melindungi alumunium dari korosi :

Ketika diproduksi dari kayu atau bahan organik lainnya, metanol organik tersebut merupakan bahan bakar terbaharui yang dapat menggantikan hidrokarbon. Namun mobil modren pun masih tidak dapat menggunakan BA100 (100% bioalkohol) sebagai bahan bakar tanpa modifikasi. Disamping sebagai bahan bakar, metanol juga dapat digunakan sebagai pelarut dan sebagai antibeku, dan fluida pencuci kaca depan mobil. Tetapi penggunaan metanol terbanyak adalah sebagai bahan pembuat bahan kimia lain (Anggriawan, 2008).

Saat ini terdapat kecenderungan pengembangan sel bahan bakar yang menggunakan hidrokarbon cair sebagai sumber gas hidrogen. Salah satu hidrokarbon cair yang dapat digunakan sebagai sumber hidrogen adalah metanol. Melalui reaksi terkatalisis pada suhu tidak terlalu tinggi (200oC – 400oC), metanol dapat diubah menjadi gas yang kaya dengan hidrogen. Kelebihan lainnya, metanol mudah diperoleh dan dapat dihasilkan dari sumber terbarukan.

Proses produksi gas hidrogen secara langsung dari hidrokarbon cair harus memenuhi beberapa syarat agar dapat diterapkan pada sel bahan bakar. Proses tersebut harus efisien, praktis, dan gas yang dihasilkannya mengandung CO sangat rendah. Pada konsentrasi beberapa ppm gas CO dapat meracuni sel bahan bakar dengan mendeaktifkan katalis (terutama Pt) pada anoda. Hidrogen dapat diperoleh secara langsung dari metanol melalui tiga proses yaitu dekomposisi metanol, oksidasi parsial metanol dan reformasi kukus metanol. Proses dekomposisi metanol dan oksidasi parsial metanol menghasilkan produk samping gas CO. Reformasi kukus metanol menjadi alternatif. terbaik untuk sintesis gas hidrogen dari metanol. Reaksi ini menghasilkan gas H2/CO2 dengan rasio mol 3:1 dan tidak menghasilkan gas CO pada suhu reaksi di bawah 300oC. Dengan

demikian, reformasi kukus metanol menjadi proses yang cocok untuk produksi hidrogen secara langsung pada sel bahan bakar pada kendaraan.

Reformasi kukus metanol merupakan kebalikan reaksi sintesis metanol dari campuran gas hidrogen dan CO2. Dengan demikian, dapat diasumsikan bahwa katalis untuk sintesis metanol juga memiliki keaktifan yang tinggi dalam reaksi kebalikannya. Katalis Cu/ZnO/Al2O3 yang secara komersial telah digunakan dalam reaksi pergeseran gas suhu rendah (low-temperature gas shift) dan sintesis metanol telah digunakan dalam reaksi reformasi kukus metanol. Katalis Cu/ZnO/Al2O3 memiliki keaktifan tinggi namun memiliki ketahanan termal rendah dan mengalami pendeaktifan selama reaksi.4 Pada katalis Cu/ZnO/Al2O3 yang bertindak sebagai pusat aktif adalah logam Cu. (Marsih,2006).

2.3. Destilasi

Destilasi merupakan suatu proses pemisahan dua atau lebih komponen zat cair berdasarakan pada perbedaan titik didihnya. Secara sederhana destilasi dengan memanaskan/menguapkan zat cair lalu uap tersebut didinginkan kembali supaya jadi cair dengan kondensor. Berikut macam-macam destilasi :

1. Destilasi sederhana

Destilasi sederhana digunakan untuk memisahkan zat cair dengan zat padat atau minyak.

2. Destilasi bertingkat

Proses ini digunakan untuk komponen yang memiliki titik didih yang berdekatan. Destilasi bertingkat memiliki kondensor yang lebih banyak

sehingga mampu memisahkan dua komponen yang memiliki titik didih yang bertekanan.

3. Destilasi azeotrop

Digunakan dalam memisahkan azeotrop (campuran yang memiliki dua atau lebih komponen yang sulit dipisahkan), biasanya dalam prosesnya digunakan senyawa lain yang dapat memecah ikatan azeotrop tersebut, atau dengan menggunakan tekanan tinggi.

4. Destilasi vakum

Destilasi ini adalah destilasi dengan tekanan rendah, yaitu yang digunakan untuk zat yang tak tahan suhu tinggi atau bisa rusak pada pemanasan yang tinggi.

5. Destilasi kering

Destilasi yang prinsipnya memanaskan material padat untuk fase uap dan cairnya, contohnya untuk mengambil cairan bahan bakar dari kayu atau batubata.

Tujuan utama destilasi adalah untuk memisahkan bahan baku yang diberikan kedalam hasil yang lebih bernilai. Nilai dari produk sepenuhnya tergantung pada produk pada kualitasnya. Hal ini membuat kontrol kualitas yang mempertimbangkan perntingnya didalam suatu operasi kolom pada destilasi, tetapi spesifikasi kualitas disatukan hanya pada suatu aspek kolom kontrol : suatu operasi juga harus menguntungkan dan memenuhi tujuan produksi. Ada tiga sasaran yaitu kualitas, laba, dan produksi yang memiliki kaitan yang erat. (Kister, 1989).

Umumnya proses distilasi dalam skala industri dilakukan dalam menara, oleh karena itu unit proses dari distilasi ini sering disebut sebagai (MD). Menara distilasi biasanya berukuran 2-5 meter dalam berkisar antara 6-15 jenuh, yaitu cairan yang dengan berkurang tekanan sedikit saja sudah akan terbent lebi Menara distilasi terbagi dalam 2 jenis kategori besar :

1. Menara Distilasi tipe Stagewise, menara ini terdiri dari banyak piringan yang memungkinkan kesetimbangan terbagi-bagi dalam setiap piringannya, dan

2. Menara Distilasi tipe Continous, yang terdiri dari pengemasan dan kesetimbangan cair-gasnya terjadi di sepanjang

Umumnya pada proses destilasi metanol menggunakan jenis proses destilasi fraksinasi. Dimana destilasi fraksinasi ini berdasarkan perbedaan titik didihnya namun perbedaan titik didihnya hampir sama, dimana titik didih metanol adalah 64,7oC, dengan bahan pencampurnya yaitu etanol 79oC,aseton 56,53oC, dan air 100oC. Dalam proses tersebut maka metanol murni akan dipisahkan dari pencampur-pencampurnya ataupun impuritis (zat pengotor) yang ada pada metanol tersebut (Larian, 1997).

Diagram pada destilasi : 1. Diagram titik didih

Diagram titik didih adalah diagram yang menyatakan hubungan antara temperatur atau titik didih dengan komposisi uap dan cairan yang berkeseimbangan.

2. Diagram keseimbangan uap-air

Diagram kesimbangan uap air adalah diagram yang menyatakan hubungan keseimbangan antara komposisi uap dengan komposisi cairan.

3. Diagram Entalpi-Komposisi

Diagram entalpi-komposisi adalah diagram yang menyatakan hubungan antara entalpi dengan komposisi sesuatu sistem pada tekanan tertentu.

2.3.1. Spesifikasi Produk

Metanol merupakan cairan polar yang dapat bercapur dengan air, alkohol-alkohol lain, ester, keton, eter, dan sebagian besar pelarut organik. Metanol sedikit larut dalam lemak dan minyak. Secara fisika metanol mempunyai afinitas khusus terhadap karbon dioksida dan hidrogen sulfida. Titik didih metanol berada pada 64,7oC dengan panas pembentukan cairan -239,03 kj/mol pada suhu 25oC. metanol mempunyai panas fusi 103 J/g dan panas pembakaran metanol pada 25oC sebesar 22,662 J/g. Tegangan permukaan metanol adalah 22,1 dyne/cm sedangkan panas jenis uapnya pada 25oC sebesar 1,370 J/(gK) dan panas jenis cairannya pada suhu yang sama adalah 2,533 J/(gK). Sebagai alkohol alifatik yang paling sederhana reaktifitas metanol ditentukan oleh gugus fungsi hidroksil fungsional.

Metanol bereaksi melalui pemutusan ikatan C-O atau O-H yang dikarakterisasi dengan penggantian grup –H atau –OH. (stichlmair,1998).

2.4 Karbon dioksida

Karbon dioksida adalah sejenis senyawa kimia yang terdiri dari dua atom oksigen yang terikat secara kovalen dengan sebuah atom karbon. Berbentuk gas pada keadaan temperatur dan tekanan standart dan hadi di atmosfir bumi. Karbon dioksida dihasilkan oleh semua hewan, tumbuh-tumbuhan, fungi, dan mikroorganisme pada proses dalam pembakaran 1997).

Karbon dioksida merupakan senyawa kimia yang terbentuk melalui penggabungan antara satu atom karbon dengan dua atom oksigen, dan dilambangkan dengan rumus molekul CO2. Senyawa ini memiliki struktur geometri linier dengan sudut ikat O-C-O sebesar 180o. Ikatan antara atom karbon dengan masing-masing atom oksigen terdiri atas satu ikatan C dan satu ikatan O. Ikatan C=O pada molekul CO2 memiliki energi ikat sebesar 178 kkal/mol dan panjang ikatan sebesar 1,20 Å (Stecher, 1968).

Karbon dioksida memiliki massa molekul relatif 44,01 g per mol, merupakan gas tak berwarna, tak berbau, tidak mudah terbakar, berasa masam, menyublim pada suhu -78,48oC, memiliki temperature kritis 31,3oC, tekanan

kritis 72,9 atm, kalor pembentukan 94,05 kkal/mol, panas laten penguapan 83,12 kkal/mol, serta panas spesifik sebesar 0,19-0,21 Btu/lb. Senyawa ini bersifat larut dalam air dengan kelarutan sebesar 88 mL per 100 mL air pada temperatur 20oC. Karbon dioksida juga larut dalam sejumlah pelarut organik seperti etanol dan metanol, namun dengan nilai kelarutan lebih kecil dibandingkan dengan kelarutannya dalam air (Stecher, 1968).

Pada PT. Kaltim Methanol Industri gas karbon dioksida (CO2) mengalami proses sintesis yang bereaksi dengan hidrogen dan menghasilkan metanol. Reaksi tersebut bersifat eksotermis dan dilakukan dengan bantuan katalis seperti Zn, Cu, dan Al2O3. Pada PT. KMI CO2 juga merupakan senyawa yang menyebabkan kenaikan kandungan TMA pada metanol. CO2 tersebut merupakan zat pengganggu pada proses penetralan TMA dalam proses destilasi pada pemurnian methanol. CO2 tersebut cenderung bereaksi dengan basa NaOH yang merupakan senyawa penetral pada proses penetralan TMA tersebut. (PT. KMI, 1997).

2.5Trimetilamin

2.5.1. Sifat Trimetilamin

Trimethylamine, atau biasa di kenal denga NMe3, N(CH)3 atau TMA, bersifat tidak berwarna, higroskopis, dan merupakan senyawa amine sederhana. Senyawa ini relatif mudah terbakar dengan ciri berbau amis pada konsentrasi rendah dan berbau seperti amonia pada konsentrasi tinggi.

2.5.2. Reaksi Pembentukan Trimetilamin

TMA terbentuk dalam reaktor sintesis metanol dan ditemukan diunit pemurnian raw metanol. Didalam reaktor sintesis, TMA terbentuk sebagai hasil dari reaksi antara amoniak dan metanol. Amoniak (NH3) dihasilkan dalam proses sintesis metanol dari reaksi antara Nitrogen dan Hidrogen. Berikut reaksi pembentukan TMA oleh amoniak dan metanol.

NH3 + CH3OH ⇌ NH2CH3+ H2O Monometilamin MMA + CH3OH ⇌ NH(CH3)2 + H2 Dwimetilamin DMA + CH3OH⇌ N(CH)3 + H2O Trimetilamin

Trimetilamin dapat berbentuk TMA bebas (free TMA) yang memiliki titik didih normal 3,5o atau dalam bentuk larutan senyawa asam (acidic coumpounds) seperti yang dijumpai pada raw metanol.(Perry, 1997)

Rumus bangun masing-masing senyawa dapat dilihat pada gambar 2.2. TMA bebas dapat dengan mudah dipisahkan dari metanol. Namun, TMA dalam bentuk acidic compound bersifat tidak volatil dan sulit dipisahan dari metanol dengan destilasi.

Cl

Gambar 2.2. Rumus bangun senyawa TMA bebas (kiri), dan dalam senyawa asam (kanan)

Di PT Kaltim Methanol Industri, TMA dalam raw methanol dapat dirubah menjadi free TMA melalui netralisasi acidic raw methanol dengan penambahan NaOH. TMA bebas akan terpisah dalam Prerun Column 030D01 dan keluar melalui bagian atas kolom bersama dengan pengotor lain yang memiliki derajat volatilitas rendah. (PT. KMI, 1997).

Pada aplikasinya trimetilamina digunakan dalam sintesis kolin, hidroksida tetramethylammonium, pengatur pertumbuhan tanaman, sangat dasar resin pertukaran anion, dan pewarna agen meratakan. Gas sensor untuk menguji kesegaran ikan mendeteksi trimetilamina (Putro, 2009).

BAB 3

BAHAN DAN METODE

3.1Alat - Alat

1. Prerun column 2. Autothermal reactor 3. desulfurizer

4. raw methanol tank 5. TMA Cathpot

6. Gas Chromatography Shimadzu 2010 plus 3.2Bahan-Bahan

1. Gas Alam 2. NaOH 3. Katalis nikel 3.3 Prosedur Percobaan

Make up gas dilewatkan melalui seperator kemudian dialirkan menuju reaktor metanol, sehingga terbentuk raw methanol yang mengandung CO2 dan TMA. Kemudian diukur kadar CO2 yang terdapat didalam raw methanol tersebut. Selanjutnya raw methanol didestilasi didalam pressure coloumn yang dilengkapi oleh alat yang bernama TMA catchpot (F07) dan selanjutnya diukur kadar TMA sebelum dan sesudah memasuki TMA catchpot.

BAB 4

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil dan Pembahasan 4.1.1 Hasil Percobaan

Raw methanol yang diperoleh dari reaktor metanol mengandung CO2 dan TMA.

Kemudian dalam proses destilasi diperoleh perubahan kadar TMA setelah memasuki TMA catchpot pada proses destilasi tersebut. Seperti yang ditunjukan dalam tabel 4.1 dibawah ini.

Tabel 4.1. Kandungan CO2 dalam raw methanol dan TMA dalam raw methanol dan kandungan TMA setelah proses destilasi.

Sampel Kandungan CO2 dalam raw methanol (%)

Kandungan TMA dalam metanol sebelum memasuki

TMA catchpot (ppb)

Kadar TMA setelah memasuki

TMA catchpot

(ppb)

1 8,68 118,76 2,237

2 10,03 202,27 2,89

3 9,89 195,45 2,57

4 9,56 122,72 2,311

4.2. Pembahasan

Make up gas (gas alam keluaran dari proses pertama/proses reforming di dalam unit 100) yang mengandung CO, CO2, H2, N2, serta H2O dilewatkan melalui seperator kemudian dialirkan menuju reaktor metanol. Sehingga diperoleh raw methanol. Di dalam seperator terjadi pemisahan gas dari liquid condesate agar yang masuk ke reaktor tersebut adalah komponen gas tanpa ada cairan, sedangkan di dalam reaktor tersebut metanol terbentuk dari CO, CO2 dan H2. Di dalam reaktor metanol tersebut terbentuk metanol dan juga terbentuk TMA.

Reaksi pembentukan metanol dari CO, CO2 dan H2 di dalam reaktor metanol. CO + 2H2⇌ CH3OH

CO2 + 3H2⇌ CH3OH + H2O

Dari tabel 4.1 terlihat bahwa semakin tinggi kadar CO2 maka kadar TMA juga semakin tinggi. Hal ini disebabkan karena CO2 bereaksi dengan NaOH membentuk Na2CO3 dengan reaksi sebagai berikut:

2NaOH + CO2⟶ Na2CO3 ↓ + H2O

Jadi jika kandungan CO2 tersebut tinggi dalam metanol, maka NaOH akan lebih cenderung bereaksi dengan CO2 tersebut sehingga akan mengganggu reaksi NaOH dengan TMA garam.

TMA dalam metanol cenderung membentuk garam karena TMA tersebut bereaksi dengan gas Klor dan Hidrogen akibat suhu yang tinggi, dengan reaksi sebagai berikut:

Garam TMA tidak bersifat volatil sehingga akan menimbulkan kekeruhan pada metanol. Untuk mengubah garam TMA menjadi TMA bebas dibutuhkan larutan NaOH, dengan reaksi sebagai berikut:

N(CH3)3Cl+ NaOH → N(CH3)3 + NaCl + H2O

Di dalam TMA catchpot, NaOH berfungsi untuk mengikat dan menetralkan ion H+ pada TMA yang bersifat garam Didalam TMA catchpot, NaOH berfungsi untuk mengikat dan menetralkan ion H+ pada TMA yang bersifat asam, sehingga TMA yang awalnya berupa garam dan nonvolatil akan menghasilkan TMA bebas yang bersifat volatil dan air dan menguap. Karena titik didih TMA bebas adalah 3,5oC, jadi akan mudah menguap. Jadi pada unit F07 (TMA catchpot) tersebut, TMA akan menguap dari metanol, sehingga akan menghasilkan produk metanol dengan kadar TMA yang sedikit.

Didalam metanol produk masih diperoleh kadar TMA, namun kadar TMA tersebut masih dibawah standart yang di tentukan, yaitu di bawah 5 ppb sesuai IMPCA ( International Methanol Production Consummer Association ).

BAB 5

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1Kesimpulan

1. Dari percobaan yang dilakukan diperoleh kadar CO2 dalam raw methanol sebesar 8.68, 10.03, 9.89, 9.56 dan 9.77, dan kadar TMA didalam raw methanol sebesar 118.76, 202.27, 195.45, 122.72, dan 133.63.

2. Semakin besar kadar CO2 dalam raw methanol maka kadar TMA juga semakin besar.

3. Kadar TMA didalam metanol produk mengalami penurunan setelah memasuki TMA catchpot pada proses destilasi pada pemurnian metanol. 5.2 Saran

Sebaiknya dilakukan penelitian yang lebih spesifik untuk mengetahui penyebab lain dari naiknya kandungan TMA dan penyebab terbentuknya TMA pada proses pembuatan metanol.

DAFTAR PUSTAKA

Anggriawan, F. 2008. Menentukan konversi CO yang menjadi metanol pada metanol reaktor. Laporan Kerja Praktek. Yogyakarta. Universitas Pembangunan Nasional.

Caulson, J. 1983. An Introduction to Chemical Engineering Design, Chemical Engineering. Vol 6. Pergamon Press Inc. Singapore .

Engler, D. 2001. From Odor Sniffing to Highly Accurate Analytical Method, Lurgi LP Methanol Licensees’ Conference 2001. Germany Vol. 2. pp. 1-2. Kister, H, Z. 1989. Distillation Operation. McGraw-Hill: New York. pp. 4-11.

Larian, M, G. 1958. Fundamental Of Chemical engineering Operation. New York: Prentice Hall.

Marsih. 2006. Sintesis Hidrogen dari Metanol dengan Katalis Cu/ZnO/Al2O3. FMIPA-ITB. Jurnal Kimia Indonesia. Vol. 1 (1)

Orthmer, K. 1994. Encyclopedia of chemical technology. Fourth edition. vol. II. Interscience. New York.

Parkyns N. D. 1991. Progressin the partial oxidation of methane tomethanol and formaldehyde, CatalysisToday. 8, 305-335.

Perry J, H. 1997. Perry’s Chemical Engineers’ Handbook. 7th ed. New York: McGraw-Hill. pp. 2-64.

PT KALTIM METHANOL INDUSTRI. 1997. Petunjuk Operasi Pabrik Methanol 200 MTPD Unit 300, Distillation Methanol.

Putro, I. K. 2009. Pemurnian Methanol Di PT Kaltim Methanol Industri. Jurnal Rekayasa Proses. Vol 3. No 2. Bontang.

Stecher, P.G., 1968, The Merck Index, 8th Edition, Merck & Co., Inc., Rahway, USA, 29-30, 207-208.

Stichlmair, J., G. 1998. Distillation Principles and Practice. Wiley-Vch. New York.

Winarso, L. dkk.2006. Operation Hand Out. PT. Kaltim Methanol Industri – Bontang.

BAB 4

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil dan Pembahasan 4.1.1 Hasil Percobaan

Raw methanol yang diperoleh dari reaktor metanol mengandung CO2 dan TMA. Kemudian dalam proses destilasi diperoleh perubahan kadar TMA setelah memasuki TMA catchpot pada proses destilasi tersebut. Seperti yang ditunjukan dalam tabel 4.1 dibawah ini.

Tabel 4.1. Kandungan CO2 dalam raw methanol dan TMA dalam raw methanol

dan kandungan TMA setelah proses destilasi.

Sampel Kandungan CO2 dalam

raw methanol (%)

Kandungan TMA dalam metanol sebelum memasuki TMA catchpot (ppb)

Kadar TMA setelah memasuki TMA catchpot (ppb)

1 8,68 118,76 2,237

2 10,03 202,27 2,89

3 9,89 195,45 2,57

4 9,56 122,72 2,311

4.2. Pembahasan

Make up gas (gas alam keluaran dari proses pertama/proses reforming di dalam

unit 100) yang mengandung CO, CO2, H2, N2, serta H2O dilewatkan melalui

seperator kemudian dialirkan menuju reaktor metanol. Sehingga diperoleh raw

methanol. Di dalam seperator terjadi pemisahan gas dari liquid condesate agar

yang masuk ke reaktor tersebut adalah komponen gas tanpa ada cairan, sedangkan di dalam reaktor tersebut metanol terbentuk dari CO, CO2 dan H2. Di dalam

reaktor metanol tersebut terbentuk metanol dan juga terbentuk TMA.

Reaksi pembentukan metanol dari CO, CO2 dan H2 di dalam reaktor metanol.

CO + 2H2⇌ CH3OH

CO2 + 3H2⇌ CH3OH + H2O

Dari tabel 4.1 terlihat bahwa semakin tinggi kadar CO2 maka kadar TMA

juga semakin tinggi. Hal ini disebabkan karena CO2 bereaksi dengan NaOH

membentuk Na2CO3 dengan reaksi sebagai berikut:

2NaOH + CO2⟶ Na2CO3 ↓ + H2O

Jadi jika kandungan CO2 tersebut tinggi dalam metanol, maka NaOH akan

lebih cenderung bereaksi dengan CO2 tersebut sehingga akan mengganggu reaksi

NaOH dengan TMA garam.

TMA dalam metanol cenderung membentuk garam karena TMA tersebut bereaksi dengan gas Klor dan Hidrogen akibat suhu yang tinggi, dengan reaksi sebagai berikut:

Garam TMA tidak bersifat volatil sehingga akan menimbulkan kekeruhan pada metanol. Untuk mengubah garam TMA menjadi TMA bebas dibutuhkan larutan NaOH, dengan reaksi sebagai berikut:

N(CH3)3Cl+ NaOH → N(CH3)3 + NaCl + H2O

Di dalam TMA catchpot, NaOH berfungsi untuk mengikat dan menetralkan ion H+ pada TMA yang bersifat garam Didalam TMA catchpot, NaOH berfungsi untuk mengikat dan menetralkan ion H+ pada TMA yang bersifat asam, sehingga TMA yang awalnya berupa garam dan nonvolatil akan menghasilkan TMA bebas yang bersifat volatil dan air dan menguap. Karena titik didih TMA bebas adalah 3,5oC, jadi akan mudah menguap. Jadi pada unit F07 (TMA catchpot) tersebut, TMA akan menguap dari metanol, sehingga akan menghasilkan produk metanol dengan kadar TMA yang sedikit.

Didalam metanol produk masih diperoleh kadar TMA, namun kadar TMA tersebut masih dibawah standart yang di tentukan, yaitu di bawah 5 ppb sesuai IMPCA ( International Methanol Production Consummer Association ).

BAB 5

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1Kesimpulan

1. Dari percobaan yang dilakukan diperoleh kadar CO2 dalam raw methanol

sebesar 8.68, 10.03, 9.89, 9.56 dan 9.77, dan kadar TMA didalam raw

methanol sebesar 118.76, 202.27, 195.45, 122.72, dan 133.63.

2. Semakin besar kadar CO2 dalam raw methanol maka kadar TMA juga

semakin besar.

3. Kadar TMA didalam metanol produk mengalami penurunan setelah memasuki TMA catchpot pada proses destilasi pada pemurnian metanol.

5.2 Saran

Sebaiknya dilakukan penelitian yang lebih spesifik untuk mengetahui penyebab lain dari naiknya kandungan TMA dan penyebab terbentuknya TMA pada proses pembuatan metanol.

DAFTAR PUSTAKA

Anggriawan, F. 2008. Menentukan konversi CO yang menjadi metanol pada

metanol reaktor. Laporan Kerja Praktek. Yogyakarta. Universitas

Pembangunan Nasional.

Caulson, J. 1983. An Introduction to Chemical Engineering Design, Chemical

Engineering. Vol 6. Pergamon Press Inc. Singapore .

Engler, D. 2001. From Odor Sniffing to Highly Accurate Analytical Method,

Lurgi LP Methanol Licensees’ Conference 2001. Germany Vol. 2. pp. 1-2.

Kister, H, Z. 1989. Distillation Operation. McGraw-Hill: New York. pp. 4-11.

Larian, M, G. 1958. Fundamental Of Chemical engineering Operation. New York: Prentice Hall.

Marsih. 2006. Sintesis Hidrogen dari Metanol dengan Katalis Cu/ZnO/Al2O3. FMIPA-ITB. Jurnal Kimia Indonesia. Vol. 1 (1)

Orthmer, K. 1994. Encyclopedia of chemical technology. Fourth edition. vol. II. Interscience. New York.

Parkyns N. D. 1991. Progressin the partial oxidation of methane tomethanol and

formaldehyde, CatalysisToday. 8, 305-335.

Perry J, H. 1997. Perry’s Chemical Engineers’ Handbook. 7th ed. New York: McGraw-Hill. pp. 2-64.

PT KALTIM METHANOL INDUSTRI. 1997. Petunjuk Operasi Pabrik

Methanol 200 MTPD Unit 300, Distillation Methanol.

Putro, I. K. 2009. Pemurnian Methanol Di PT Kaltim Methanol Industri. Jurnal Rekayasa Proses. Vol 3. No 2. Bontang.

Stecher, P.G., 1968, The Merck Index, 8th Edition, Merck & Co., Inc., Rahway, USA, 29-30, 207-208.

Stichlmair, J., G. 1998. Distillation Principles and Practice. Wiley-Vch. New York.

Winarso, L. dkk.2006. Operation Hand Out. PT. Kaltim Methanol Industri – Bontang.