Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Akrilamida dari Akrilonitril dengan Proses Asam Sulfat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun.

PRA RANCANGAN PABRIK PEMBUATAN AKRILAMIDA DARI AKRILONITRIL DENGAN
PROSES ASAM SULFAT DENGAN KAPASITAS 10.000 TON/TAHUN
TUGAS AKHIR Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan
Ujian Sarjana Teknik Kimia
Oleh :
ELWINA WIDIARTI 100425016
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2013
Universitas Sumatera Utara

Universitas Sumatera Utara

KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis ucapkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas rahmat dan anugerah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Akrilamida dari Akrilonitril dengan Proses Asam Sulfat Kapasitas 10.000 Ton/Tahun. Tugas Akhir ini dikerjakan sebagai syarat untuk kelulusan dalam sidang sarjana.
Selama mengerjakan Tugas akhir ini penulis begitu banyak mendapatkan bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, dalam kesempatan ini perkenankanlah penulis mengucapkan terima kasih kepada: 1. Ibu Ir. Renita Manurung, MT sebagai Dosen Pembimbing I sekaligus
koordinator tugas akhir yang telah membimbing dan memberikan masukan selama menyelesaikan tugas akhir ini. 2. Bapak Ir. Bambang Trisakti, MT sebagai Dosen Pembimbing II yang telah memberikan arahan selama menyelesaikan tugas akhir ini. 3. Seluruh Dosen Pengajar Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara yang telah memberikan ilmu kepada penulis selama menjalani studi. 4. Para pegawai administrasi Departemen Teknik Kimia yang telah memberikan bantuan kepada penulis selama mengenyam pendidikan di Deparetemen Teknik Kimia. 5. Dan yang paling istimewa Orang tua penulis yang tidak pernah lupa memberikan motivasi dan semangat kepada penulis. 6. Teman-teman stambuk ‘10 tanpa terkecuali. Terimakasih buat kebersamaan dan semangatnya. 7. Seluruh Pihak yang tidak dapat disebutkan satu per satu namanya yang juga turut memberikan bantuan kepada penulis dalam menyelesaikan tugas akhir ini.
Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih terdapat banyak kekurangan dan ketidaksempurnaan. Oleh karena itu penulis sangat
Universitas Sumatera Utara

mengharapkan saran dan kritik yang sifatnya membangun demi kesempurnaan pada penulisan berikutnya. Semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi kita semua.
Medan, Juni 2013 Penulis,

Elwina W. 100425016
Universitas Sumatera Utara

INTISARI

Akrilamida (C3H5NO) diperoleh melalui reaksi antara akrilonitril

(C3H3N) dan asam sulfat (H2SO4). Proses pembuatan akrilamida dilakukan dalam reaktor alir tangki berpengaduk (RATB) dimana reaktor difungsikan untuk

mereaksikan akrilonitril, asam sulfat dan air sehingga terbentuk akrilamida sulfat,

dengan sifat reaksi irreversible, eksotermis pada suhu 90°C dan tekanan 1 atm,

kondisi operasi isotermal non adiabatis, menggunakan pendingin jaket dan

susunan reaktor seri.

Pabrik pembuatan akrilamida ini direncanakan berproduksi dengan

kapasitas 10.000 ton/tahun dengan masa kerja 330 hari dalam satu tahun. Lokasi

pabrik direncanakan di jalur Arteri Kaliwungu, kabupaten Kendal, Jawa Tengah

dengan luas areal 11.250 m2. Tenaga kerja yang dibutuhkan 187 orang dengan

bentuk badan usaha Perseroan Terbatas (PT) yang dipimpin oleh seorang General

Manager dengan struktur organisasi sistem garis.

Hasil analisa ekonomi pabrik pembuatan akrilamida ini adalah sebagai

berikut:

 Modal Investasi

: Rp 325.375.209.305,-

 Biaya Produksi

: Rp 316.698.028.972,-

 Hasil Penjualan

: Rp 482.798.165.573,-

 Laba Bersih

: Rp 115.893.745.142,-

 Profit Margin

: 34,23 %

 Break Event Point

: 30,37 %

 Return of Investment

: 35,62 %

 Return on Network

: 59,36 %

 Pay Out Time

: 2,81 tahun

 Internal Rate of Return : 46,61 %

Dari hasil analisa aspek ekonomi dapat disimpulkan bahwa Pabrik Pembuatan Akrilamida dari Akrilonitril dengan Proses Sulfat ini layak untuk didirikan.

Universitas Sumatera Utara

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR ISI
Hal KATA PENGANTAR................................................................................................. i INTISARI .................................................................................................................. iii DAFTAR ISI.............................................................................................................. iv DAFTAR TABEL .................................................................................................... vii DAFTAR GAMBAR................................................................................................ xii DAFTAR LAMPIRAN ........................................................................................... xiii BAB I PENDAHULUAN..................................................................................I-1
1.1 Latar Belakang ...............................................................................I-3 1.2 Perumusan Masalah .......................................................................I-3 1.3 Tujuan dan Manfaat Pra Rancangan Pabrik...................................I-4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA DAN DESKRIPSI PROSES ...................... II-1 2.1 Akrilamida ................................................................................... II-1 2.2 Bahan Baku Pembuatan Akrilamida ............................................ II-2

2.2.1 Akrilonitril ......................................................................... II-2 2.2.2 Asam Sulfat........................................................................ II-2 2.3 Kegunaan Akrilamida .................................................................. II-3 2.4 Sifat – Sifat Bahan Baku dan Produk........................................... II-3 2.4.1 Akrilonitril ....................................................................... II-3 2.4.2 Asam Sulfat...................................................................... II-5 2.4.3 Air .................................................................................... II-6 2.4.4 Ammonia.......................................................................... II-7 2.4.5 Akrilamida ....................................................................... II-8 2.4.6 Ammonium Sulfat............................................................ II-9 2.5 Proses Pembuatan Akrilamida ................................................... II-10 2.6 Seleksi Proses............................................................................. II-11 2.7 Deskripsi Proses ......................................................................... II-12 BAB III NERACA MASSA............................................................................ ...III-1 3.1 Neraca Massa Pada Mixture Tank (MT-01)................................ III-1 3.2 Neraca Massa Pada Reaktor (R–01) ........................................... III-1
Universitas Sumatera Utara

3.3 Neraca Massa Pada Reaktor (R–02) ........................................... III-2 3.4 Neraca Massa Pada Reaktor Netralisasi (R–03) ......................... III-2 3.5 Neraca Massa Pada Centrifuge (CF-01) ..................................... III-3 3.6 Neraca Massa Pada Washer (W-01) ........................................... III-3 3.7 Neraca Massa Pada Rotary Dryer (RD-01) ................................ III-4 3.8 Neraca Massa Pada Crystalizer (CR-01) .................................... III-4 3.9 Neraca Massa Pada Rotary Dryer (RD-02) ................................ III-5 BAB IV NERACA PANAS ...............................................................................IV-1 4.1 Neraca Panas Pada Reaktor (R-01) .............................................IV-1 4.2 Neraca Panas Pada Reaktor Netralisasi (R-03)...........................IV-2 4.3 Neraca Panas Pada Washer (W-01) ............................................IV-2 4.4 Neraca Panas Pada Rotary Dryer (RD-01) .................................IV-3 4.5 Neraca Panas Pada Heat Exchanger (HE-01).............................IV-3 4.6 Neraca Panas Pada Crystalizer (CR-01) .....................................IV-4 4.7 Neraca Panas Pada Rotary Dryer (RD-02) .................................IV-4 BAB V SPESIFIKASI PERALATAN ............................................................. V-1 5.1 Tangki Penyimpanan.................................................................... V-1 5.2 Pompa........................................................................................... V-1 5.3 Reaktor ......................................................................................... V-2 5.4 Centrifuge..................................................................................... V-4 5.5 Belt Conveyer ............................................................................... V-4 5.6 Elevator ........................................................................................ V-5 5.7 Washer ......................................................................................... V-5 5.8 Rotary Dryer ................................................................................ V-6 5.9 Cyclon .......................................................................................... V-6 5.10 Heat exchanger ............................................................................ V-6 5.11 Crystallizer................................................................................... V-7 5.12 Screw Conveyer............................................................................ V-8 5.13 Blower .......................................................................................... V-8 5.14 Air Heater .................................................................................... V-8 BAB VI INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA ....................VI-1 6.1 Instrumentasi...............................................................................VI-1
Universitas Sumatera Utara

6.2 Keselamatan Kerja Pada Pabrik Akrilamida ..............................VI-4 6.2.1 Pencegahan Terhadap Kebakaran dan Peledakan ...........VI-4 6.2.2 Peralatan Perlindungan Diri ............................................VI-5 6.2.3 Keselamatan Kerja Terhadap Listrik ............................VI-11 6.2.4 Pencegahan Terhadap Gangguan Kesehatan ................VI-11 6.2.5 Pencegahan Terhadap Bahaya Mekanis........................VI-12
BAB VII UTILITAS.......................................................................................... VII-1 7.1 Kebutuhan Steam ...................................................................... VII-1 7.2 Kebutuhan Air .......................................................................... VII-2 7.2.1 Screening ...................................................................... VII-5 7.2.2 Sedimentasi................................................................... VII-6 7.2.3 Klarifikasi ..................................................................... VII-6 7.2.3 Filtrasi ........................................................................... VII-6 7.2.4 Demineralisasi .............................................................. VII-8 7.2.5 Dearator ...................................................................... VII-11 7.3 Kebutuhan Bahan Kimia ......................................................... VII-11 7.4 Kebutuhan Listrik ................................................................... VII-12 7.5 Kebutuhan Bahan Bakar ......................................................... VII-13 7.6 Unit Pengolahan Limbah ........................................................ VII-14 7.6.1 Bak Penampungan ...................................................... VII-17 7.6.2 Bak Pengendap Awal.................................................. VII-17 7.6.3 Bak Netralisasi............................................................ VII-18 7.7 Spesifikasi Peralatan Utilitas .................................................. VII-19
BAB VIII LOKASI DAN TATA LETAK PABRIK.................................... VIII-1 8.1 Lokasi Pabrik ........................................................................... VIII-1 8.2 Tata Letak Pabrik..................................................................... VIII-3 8.3 Perincian Luas Tanah .............................................................. VIII-6
BAB IX ORGANISASI DAN MANAJEMEN PERUSAHAAN ...................IX-1 9.1 Bentuk Hukum Badan Usaha......................................................IX-1 9.2 Manajemen Perusahaan ..............................................................IX-2 9.3 Organisasi Perusahaan ................................................................IX-2 9.4 Uraian Tugas, Wewenang dan Tanggung Jawab........................IX-4
Universitas Sumatera Utara

9.4.1 Rapat Umum Pemegang Saham (RUPS)........................IX-4 9.4.2 Dewan Komisaris............................................................IX-4 9.4.3 Direktur...........................................................................IX-4 9.4.4 Sekretaris ........................................................................IX-5 9.4.5 Manajer Teknik dan Produksi.........................................IX-5 9.4.6 Manajer Umum dan Keuangan .......................................IX-5 9.4.7 Manajer R & D (Research and Development)................IX-5 9.5 Sistem Kerja................................................................................IX-6 9.6 Jumlah Karyawan dan Tingkat Pendidikan ................................IX-7 9.7 Sistem Penggajian.......................................................................IX-9 9.8 Kesejahteraan karyawan ...........................................................IX-11 BAB X ANALISA EKONOMI ........................................................................ X-1 10.1 Modal Investasi............................................................................ X-1 10.1.1 Modal Investasi Tetap/Fixed Capital Investment .......... X-1 10.1.2 Modal Kerja/Working Capital ....................................... X-3 10.2 Biaya Produksi Total (BPT)/Total Cost (TC).............................. X-4 10.2.1 Biaya Tetap/Fixed Cost (FC)......................................... X-4 10.2.2 Biaya Variabel/Variable Coat (VC) .............................. X-4 10.3 Total Penjualan (Total Sales)....................................................... X-5 10.4 Bonus Perusahaan ........................................................................ X-5 10.5 Perkiraan Rugi/Laba Usaha ......................................................... X-5 10.6 Analisa Aspek Ekonomi .............................................................. X-5 10.6.1 Profit Margin (PM)........................................................ X-5 10.6.2 Break Event Point .......................................................... X-6 10.6.3 Return on Investment (ROI)........................................... X-6 10.6.4 Pay Out Time (POT) ...................................................... X-7 10.6.5 Return On Network (RON) ............................................ X-7 10.6.6 Internal Rate of Return (IRR)........................................ X-8 BAB XI KESIMPULAN....................................................................................XI-1 DAFTAR PUSTAKA .............................................................................................. xiv LAMPIRAN
Universitas Sumatera Utara

DAFTAR TABEL

Tabel 1.1 Tabel 1.2 Tabel 2.1 Tabel 3.1 Tabel 3.2 Tabel 3.3 Tabel 3.4 Tabel 3.5 Tabel 3.6 Tabel 3.7 Tabel 3.8 Tabel 3.9 Tabel 4.1 Tabel 4.2 Tabel 4.3 Tabel 4.4 Tabel 4.5 Tabel 4.6 Tabel 4.7 Tabel 5.1 Tabel 5.2 Tabel 5.3 Tabel 5.4 Tabel 5.5 Tabel 5.6 Tabel 5.7 Tabel 5.8

... Hal Data Kebutuhan Akrilamida di Indonesia ..........................................I-2 Kapasitas Pabrik Akrilamida di Dunia ...............................................I-2 Data Kelarutan Akrilonitril dalam Air ............................................. II-5 Neraca Massa Pada Mixture Tank (MT-01). ................................... III-1 Neraca Massa Pada Reaktor (R-01). ............................................... III-1 Neraca Massa Pada Reaktor (R-02) ................................................ III-2 Neraca Massa Pada Reaktor Netralisasi (R-03) .............................. III-2 Neraca Massa Pada Centrifuge (CF-01).......................................... III-3 Neraca Massa Pada Washer (W-01)................................................ III-3 Neraca Massa Pada Rotary Dryer (RD-01)..................................... III-4 Neraca Massa Pada Crystallizer (CR-01)........................................ III-4 Neraca Massa Pada Rotary Dryer (RD-02)..................................... III-5 Neraca Panas Pada Reaktor (R-01). ................................................IV-1 Neraca Panas Pada Reaktor Netralisasi (R-03) ...............................IV-2 Neraca Panas Pada Washer (W-01).................................................IV-2 Neraca Panas Pada Rotary Dryer (RD-01)......................................IV-3 Neraca Panas Pada Heat Exchanger (HE-01) .................................IV-3 Neraca Panas Pada Crystallizer (CR-01) ........................................IV-4 Neraca Panas Pada Rotary Dryer (RD-02)......................................IV-4 Spesifikasi Tangki Penyimpanan ..................................................... V-1 Spesifikasi Pompa Proses ................................................................. V-2 Spesifikasi Reaktor........................................................................... V-3 Spesifikasi Pengaduk........................................................................ V-3 Spesifikasi Jaket Pendingin .............................................................. V-3 Spesifikasi Belt Conveyor................................................................. V-5 Spesifikasi Rotary Dryer .................................................................. V-6 Spesifikasi Screw Conveyer ............................................................. V-8

Universitas Sumatera Utara

Tabel 6.1 Daftar penggunanan instrumentasi pada Pra – rancangan Pabrik Akrilamida ....................................................................................... VI-2
Tabel 6.2 Penggunaan Alat Pelindung Diri .....................................................VI-6 Tabel 7.1 Kebutuhan Steam Pabrik ............................................................... VII-1 Tabel 7.2 Kebutuhan Air Pendingin .............................................................. VII-2 Tabel 7.3 Kebutuhan Air Proses untuk Kebutuhan ....................................... VII-4 Tabel 7.4 Kualitas Air Sungai ....................................................................... VII-4 Tabel 7.5 Perincian Kebutuhan Listrik untuk Utilitas................................. VII-12 Tabel 7.6 Baku Mutu Limbah Cair untuk Industri Akrilamida................... VII-16 Tabel 7.7 Perhitungan Pompa Utilitas......................................................... VII-20 Tabel 7.8 Perhitungan Tangki Pelarutan ..................................................... VII-21 Tabel 7.9 Perhitungan Tangki Utilitas 1 dan 2............................................ VII-23 Tabel 8.1 Perincian Luas Tanah ................................................................... VIII-6 Tabel 9.1 Jadwal Kerja Karyawan Shift ..........................................................IX-7 Tabel 9.2 Jumlah Karyawan dan Kualifikasinya.............................................IX-7 Tabel 9.3 Perincian Gaji Karyawan.................................................................IX-9 Tabel LA.1 Data Berat Molekul Bahan .............................................................LA-1 Tabel LA.2 Neraca Massa pada Mixture Tank (MT-01) ...................................LA-3 Tabel LA.3 Neraca Massa pada Reaktor 1 (R-01).............................................LA-4 Tabel LA.4 Neraca Massa pada Reaktor 2 (R-02).............................................LA-6 Tabel LA.5 Neraca Massa pada Reaktor Netralisasi (R-03)..............................LA-8 Tabel LA.6 Neraca Massa pada Centrifuge (CF-01) .......................................LA-10 Tabel LA.7 Neraca Massa Pada Washer (W-01).............................................LA-11 Tabel LA.8 Neraca Massa Pada Rotary Dryer (RD-01) .................................LA-13 Tabel LA.9 Neraca Massa Pada Crystallizer (CR-01).....................................LA-16 Tabel LA.10 Neraca Massa Pada Rotary Dryer (RD-02)..................................LA-17 Tabel LB.1 Kapasitas Panas Gas ...................................................................... LB-2 Tabel LB.2 Kapasitas Panas Cairan................................................................... LB-2 Tabel LB.3 Kapasitas Panas Cairan H2SO4 98%.............................................. LB-3 Tabel LB.4 Konstribusi Unsur dan gugus Untuk Estimasi Cp .........................LB-3 Tabel LB.5 Kapasitas Panas Padatan pada T = 298,15 K ................................. LB-4 Tabel LB.6 Panas Reaksi Pembentukan Senyawa.............................................LB-4
Universitas Sumatera Utara

Tabel LB.7 Panas Pembentukan Berdasarkan Gugus Fungsi (298,15 K) .........LB-4 Tabel LB.8 Perhitungan Panas Masuk pada Reaktor (R-02) ............................LB-6 Tabel LB.9 Perhitungan Panas Keluar pada Reaktor (R-02).............................LB-6 Tabel LB.10 Neraca Panas Pada Reaktor (R-01) ...............................................LB-8 Tabel LB.11 Perhitungan Panas Keluar pada Reaktor (R-01).............................LB-8 Tabel LB.12 Neraca Panas Pada Reaktor (R-01) .............................................LB-10 Tabel LB.13 Perhitungan Panas Masuk pada Netralizer (R-03) .......................LB-10 Tabel LB.14 Perhitungan Panas Keluar pada Netralizer (R-03) .......................LB-11 Tabel LB.15 Neraca Panas Pada Netralizer (R-03)..........................................LB-12 Tabel LB.16 Perhitungan Panas Masuk pada Centrifuge (CF-01) .................... LB-13 Tabel LB.17 Perhitungan Panas Keluar pada Centrifuge (CF-01) .................... LB-14 Tabel LB.18 Perhitungan Panas Masuk pada Washer (W-01) ..........................LB-15 Tabel LB.19 Perhitungan Panas Keluar pada Washer (W-01) ..........................LB-16 Tabel LB.20 Neraca Panas pada Washer (W-03)..............................................LB-16 Tabel LB.21 Perhitungan Panas Keluar pada Rotary Dryer (RD-01) ...............LB-17 Tabel LB.22 Neraca Panas pada Rotary Dryer (RD-01)...................................LB-19 Tabel LB.23 Neraca Panas Keluar pada Heat Exchanger (HE-01)................... LB-19 Tabel LB.24 Neraca Panas pada Heat Exchanger (HE-01) ..............................LB-20 Tabel LB.25 Neraca Panas Keluar pada Crystallizer (CR-01)..........................LB-21 Tabel LB.26 Neraca Panas pada Crystallizer (CR-01)......................................LB-22 Tabel LB.27 Perhitungan Panas Keluar pada Rotary Dryer (RD-02) ............... LB-23 Tabel LB.28 Neraca Panas pada Rotary Dryer (RD-02)...................................LB-25 Tabel LC.1 Spesifikasi Tangki Penyimpanan ................................................... LC-3 Tabel LC.2 Spesifikasi Pompa Proses ...............................................................LC-6 Tabel LC.3 Spesifikasi Reaktor.......................................................................LC-15 Tabel LC.4 Spesifikasi Pengaduk.................................................................... LC-15 Tabel LC.5 Spesifikasi Jaket Pendingin ..........................................................LC-16 Tabel LC.6 Spesifikasi Belt Conveyer............................................................. LC-19 Tabel LC.7 Spesifikasi Rotary Dryer ..............................................................LC-24 Tabel LC.8 Spesifikasi Screw Conveyer ......................................................... LC-33 Tabel LD.1 Spesifikasi Pompa Utilitas..............................................................LD-6 Tabel LD.2 Spesifikasi Tangki Pelarutan ........................................................LD-11
Universitas Sumatera Utara

Tabel LD.3 Spesifikasi Tangki Utilitas ...........................................................LD-17 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 .................................................... LE-6 Tabel LE.4 Estimasi Harga Peralatan Utilitas dan Pengolahan Limbah ........... LE-8 Tabel LE.5 Biaya Sarana Transportasi............................................................ LE-11 Tabel LE.6 Perincian Gaji Pegawai................................................................. LE-14 Tabel LE.7 Perincian Biaya Kas selama 3 bulan ............................................ LE-17 Tabel LE.8 Perincian Modal Kerja.................................................................. LE-18 Tabel LE.9 Perhitungan Biaya Depresiasi....................................................... LE-19 Tabel LE.10 Data Perhitungan BEP.................................................................. LE-26 Tabel LE.11 Data Perhitungan IRR................................................................... LE-28
Universitas Sumatera Utara

DAFTAR GAMBAR
Hal Gambar 2.1 Struktur Kimia Akrilamida ............................................................. II-1 Gambar 8.1 Peta Lokasi Pabrik Akrilamida ................................................... VIII-1 Gambar 8.2 Tata Letak Pabrik Akrilamida..................................................... VIII-5 Gambar 9.1 Bagan Struktur Organisasi Perusahaan Pabrik Pembuatan
Asam Stearat dari RBDPS ............................................................IX-3 Gambar LD.1 Sketsa Sebagian Bar Screen..........................................................LD-2 Gambar LE.1 Harga Peralatan untuk Tangki Penyimpanan (Storage)
dan Tangki Pelarutan..................................................................... LE-6 Gambar LE.4 Grafik BEP ................................................................................. LE-27
Universitas Sumatera Utara

DAFTAR LAMPIRAN

....... Hal LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA .......................................LA-1 LAMPIRAN B PERHITUNGAN NERACA PANAS........................................LB-1 LAMPIRAN C PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN ......................LC-1 LAMPIRAN D PERHITUNGAN SPESIFIKASI ALAT UTILITAS ................LD-1 LAMPIRAN E PERHITUNGAN ASPEK EKONOMI...................................... LE-1 LAMPIRAN F PERATURAN PAJAK PENGHASILAN ................................. LF-1
Universitas Sumatera Utara

INTISARI

Akrilamida (C3H5NO) diperoleh melalui reaksi antara akrilonitril

(C3H3N) dan asam sulfat (H2SO4). Proses pembuatan akrilamida dilakukan dalam reaktor alir tangki berpengaduk (RATB) dimana reaktor difungsikan untuk

mereaksikan akrilonitril, asam sulfat dan air sehingga terbentuk akrilamida sulfat,

dengan sifat reaksi irreversible, eksotermis pada suhu 90°C dan tekanan 1 atm,

kondisi operasi isotermal non adiabatis, menggunakan pendingin jaket dan

susunan reaktor seri.

Pabrik pembuatan akrilamida ini direncanakan berproduksi dengan

kapasitas 10.000 ton/tahun dengan masa kerja 330 hari dalam satu tahun. Lokasi

pabrik direncanakan di jalur Arteri Kaliwungu, kabupaten Kendal, Jawa Tengah

dengan luas areal 11.250 m2. Tenaga kerja yang dibutuhkan 187 orang dengan

bentuk badan usaha Perseroan Terbatas (PT) yang dipimpin oleh seorang General

Manager dengan struktur organisasi sistem garis.

Hasil analisa ekonomi pabrik pembuatan akrilamida ini adalah sebagai

berikut:

 Modal Investasi

: Rp 325.375.209.305,-

 Biaya Produksi

: Rp 316.698.028.972,-

 Hasil Penjualan

: Rp 482.798.165.573,-

 Laba Bersih

: Rp 115.893.745.142,-

 Profit Margin

: 34,23 %

 Break Event Point

: 30,37 %

 Return of Investment

: 35,62 %

 Return on Network

: 59,36 %

 Pay Out Time

: 2,81 tahun

 Internal Rate of Return : 46,61 %

Dari hasil analisa aspek ekonomi dapat disimpulkan bahwa Pabrik Pembuatan Akrilamida dari Akrilonitril dengan Proses Sulfat ini layak untuk didirikan.

Universitas Sumatera Utara

BAB I PENDAHULUAN
1.1. LatarBelakang Indonesia pada saat ini sedang berada pada suatu tahap yang penting dalam
memasuki era industrialisasi. Untuk itu pemerintah Indonesia melakukan pengembangan dalam berbagai bidang industri. Salah satu jalan untuk meningkatkan taraf hidup bangsa adalah dengan pembangunan industri termasuk diantaranya adalah industri kimia, baik yang menghasilkan produk jadi maupun produk antara untuk diolah lebih lanjut. Pembangunan industri kimia yang menghasilkan produk ini sangat penting karena dapat mengurangi ketergantungan Indonesia terhadap industri luar negeri yang pada akhirnya akan dapat mengurangi pengeluaran devisa negara untuk mengimpor bahan tersebut.
Akrilamida (sinonim : 2 – Propenamida, etilen karboksiamida, akrilik amida, asam propeonik amida, vinilamida) adalah salah satu bahan organik yang digunakan dalam industri plastik dan bahan pewarna. Akrilamida digunakan dalam laboratorium biologi molekuler modern, menggunakan poliakrilamida linear (LPA) yang berfungsi sebagai carrier yang bertujuan untuk mempresipitasi sejumlah kecil DNA (Harahap Y, 2006). Akrilamida juga dapat dibuat menjadi polimer yang larut dalam air dan polimer yang digunakan dalam flokulan, bahan bantu pembuatan kertas, bahan pengental, dan pelapis permukaan. Turunan N-Alkil akrilamida disusun oleh reaksi akriloil klorida dengan amina yang sesuai, oleh dehidrokorinasi dari 2chloropropionamide, atau dengan aminasi asam akrilat atau ester. Akrilamida dapat dibuat dalam berbagai macam produk dengan penambahan reaksi ikatan rangkap, terutama reaksi golongan amida (Wolfgang Gerhartz, 1986). Beberapa produk yang dapat dibuat dari reaksi ikatan rangkap akrilamida antara lain:
• Resin urea-formaldehid Digunakan di industri untuk berbagai tujuan seperti bahan adhesif (61%), papan fiber berdensitas medium (27%), hardwood plywood (5%) dan laminasi (7%) pada produk furniture, panel dan lain-lain.

• Sodium Methallyl sulfonat Digunakan secara luas di bidang acrylic fiber dan lain-lain.
Universitas Sumatera Utara

Akrilamida merupakan salah satu bahan dasar untuk berbagai jenis industri karena sifatnya yang mudah dipolimerisasi, diantaranya industri poliakrilamida yang berguna sebagai flokulan pada proses pemisahan padatan halus dalam larutan tersuspensi. Selama ini, kebutuhan bahan tersebut baik dalam bentuk monomer dan polimernya, masih diimpor dari luar negeri.
Hal-hal yang menjadi alasan untuk mendirikan pabrik akrilamida antara lain adalah pabrik akrilamida belum ada di Indonesia, sedangkan kebutuhan bahan flokulan dan thickening agent cukup besar, terutama untuk pengolahan air, pengolahan mineral berharga dan pabrik kertas.
Dengan didirikannya pabrik akrilamida ini, diharapkan akan dapat merangsang industri lain yang dapat memanfaatkan akrilamida. Disamping itu kebutuhan dalam negeri, produk ini diharapkan dapat bersaing di pasar Internasional, yang berarti dapat meningkatkan devisa negara. Hal ini sesuai dengan program pemerintah dalam rangka menuju era industrialisasi. Keuntungan lain dengan berdirinya pabrik ini yaitu dapat membuka lapangan pekerjaan baru baik untuk tingkat SLTA maupun kejuruan hingga lulusan sarjana untuk bidangnya, serta tidak hanya untuk penduduk sekitar pabrik tapi juga seluruh Indonesia.
Berdasarkan data impor dari biro pusat statistik di Indonesia dari tahun 2005 – 2012, kebutuhan akrilamida di Indonesia dapat dilihat pada tabel 1.1 berikut:

Tabel 1.1 Data Kebutuhan Akrilamida di Indonesia

No. Tahun Jumlah (Ton) / Tahun

1. 2005

10.760,41

2. 2006

28.904,10

3. 2007 4. 2008

19.832,26 23.007,40

5. 2009

26.636,14

6. 2010 7. 2011

33.291,82 28.718,47

8. 2012

31.429,63

(Sumber : Biro Pusat Statistik Indonesia, 2012)

Universitas Sumatera Utara

Berdasarkan data di atas dapat disimpulkan bahwa kebutuhan konsumen akan akrilamida terus meningkat dari tahun ke tahun. Hal ini tentu menyebabkan kebutuhan akrilamida pada masa yang akan datang juga akan terus meningkat sejalan dengan laju pertumbuhan industri yang menggunakan bahan baku akrilamida.
Untuk pertama kalinya akrilamida ditawarkan dalam dunia perdagangan tahun 1952 oleh American Cyanamid Company dan diproduksi secara komersil mulai tahun 1954. Pada masa sekarang pabrik akrilamida sudah tersebar di beberapa negara di dunia.
Tabel 1.2 Kapasitas Pabrik Akrilamida di Dunia

No. Produsen (Negara)
1. Jepang 2. Hongkong 3. Korea 4. Taiwan 5. China 6. Thailand 7. Singapura 8. Malaysia 9. India 10. USA 11. Jerman 12. Austria 13. Itali 14. Spanyol 15. Portugal 16. Kirgiztan

Kapasitas (Ton/Tahun) 14.544,066
0,294 979,201 2.911,239 575,658 13.179,198 1,972 51,708 645,243 20,381 89,931 194,887 76,044 1,391
506 20,100

(Sumber : Biro Pusat Statistik Indonesia, 2013)

Universitas Sumatera Utara

1.2. Perumusan Masalah Berdasarkan fakta yang ada bahwa kebutuhan akan akrilamida dalam indutri
sampai saat ini meningkat dalam negeri dengan semakin besarnya data impor akan kebutuhan akrilamida di Indonesia, perlu dilakukan perkembangan untuk memproduksi akrilamida untuk mencukupi kebutuhan tersebut dan mengurangi angka impor Indonesia akan akrilamida. 1.3. Tujuan dan Manfaat Pra Rancangan Pabrik
Tujuan dari Pra Rancangan Pabrik Akrilamida dari Akrilonitril dan Asam Sulfat adalah untuk menerapkan displin ilmu teknik kimia, khususnya di bidang rancangan, proses dan operasi teknik kimia yang memberikan gambaran tentang kelayakan pendirian pabrik akrilamida tersebut.
Universitas Sumatera Utara

BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Akrilamida Akrilamida adalah bahan organik yang memiliki satu ikatan rangkap dengan
rumus kimia C3H5NO. Akrilamida merupakan salah satu monomer hidrofilik yang digunakan sebagai bahan baku pembuatan poliakrilamida, berwarna putih, tidak berbau, berbentuk kristal padat yang sangat mudah larut dalam air, metanol, etanol, etil asetat, eter, aseton, sedikit larut dalam kloroform dan mudah bereaksi pada gugus amida atau ikatan rangkapnya. Polimerisasi mudah terjadi pada titik leburnya atau di bawah sinar ultraviolet. Akrilamida dalam larutan bersifat stabil pada suhu kamar dan tidak berpolimerisasi secara spontan. Akrilamida tidak kompatibel dalam suasana asam, basa, oksidator, dan besi. Pada kondisi normal, akrilamida terdekomposisi menjadi amonia tanpa pemanasan atau menjadi karbon dioksida, karbon monoksida, dan oksida nitrogen dengan pemanasan
Struktur kimia : O
H2C = CH C NH2
Gambar 2.1 Struktur Kimia Akrilamida
Poliakrilamida adalah zat penggumpal polimer sintetik yang sering dipakai dalam pengolahan air limbah karena daya ikatnya yang kuat terhadap partikel tersuspensi dalam air. Poliakrilamida juga banyak digunakan di laboratorium untuk penelitian dan analisis. Akrilamida juga digunakan sebagai bahan baku untuk membuat beberapa jenis zat penjernih, perekat, tinta cetak, zat warna sintetik, zat penstabil emulsi, kertas, kosmetik, dan beberapa monomer seperti Nbutoksiakrilamida dan N-metoksiakrilamida. Akrilamida juga digunakan sebagai kopolimer pada pembuatan lensa kontak. Di samping itu, akrilamida juga digunakan dalam konstruksi fondasi bendungan atau terowongan (Muliani & Trinovitarini 2008).
Universitas Sumatera Utara

Pada umumnya, akrilamida yang terdapat di alam adalah buatan manusia, berasal dari residu monomer yang dilepaskan dari poliakrilamida untuk perawatan air minum karena tidak seluruh akrilamida terkoagulasi dan tetap berada di air sebagai pencemar. Akrilamida terdistribusi dengan baik dalam air karena kelarutannya yang tinggi dalam air.

2.2 Bahan Baku Pembuatan Akrilamida

2.2.1 Akrilonitril

Akrilonitril adalah monomer sintesis yang dihasilkan dari propylene dan

ammonia. Akrilonitril (CH2CHCN) yang dihasilkan dari propilena, ammonia dan oksigen dengan mencampurkan katalis oksida.

Reaksi pembentukan akrilonitril :

Bi2O3/MoO3

CH2 = CHCH3 + NH3 + O2

CH2CHCN + 3H2O

2.2.2 Asam Sulfat Asam sulfat merupakan asam mineral (anorganik) yang kuat. Zat ini larut
dalam air pada semua perbandingan. Asam sulfat mempunyai banyak kegunaan dan merupakan salah satu produk utama industri kimia. Produksi dunia asam sulfat pada tahun 2001 adalah 165 juta ton dengan nilai perdagangan seharga US$8 juta. Kegunaan utamanya termasuk pemrosesan bijih mineral, sintesis kimia, pemrosesan air limbah dan penggilingan minyak.
Asam sulfat murni yang tidak diencerkan tidak dapat ditemukan secara alami di bumi karena sifatnya higroskopis. Walaupun demikian, asam sulfat merupakan komponen utama hujan asam yang terjadi karena oksidasi sulfur dioksida di atmosfer dengan keberadaan air (oksidasi asam sulfit). Sulfur dioksida adalah produk sampingan utama dari pembakaran bahan bakar seperti batu bara dan minyak yang mengandung sulfur (belerang).
Asam sulfat 98% lebih stabil untuk disimpan dan merupakan bentuk asam sulfat yang paling umum. Asam sulfat 98% umumnya disebut sebagai asam sulfat pekat. Terdapat berbagai jenis konsentrasi asam sulfat yang digunakan untuk bebbagai keperluan :

Universitas Sumatera Utara

• 10%, asam sulfat encer untuk keperluan laboratorium • 33,53%, asam baterai • 62,18%, asam bilik atau asam pupuk • 73,61%, asam menara atau asam glover • 97%, asam pekat. Terdapat juga asam sulfat pekat dalam berbagai kemurnian. Mutu teknis H2SO4 tidaklah murni dan seringkali berwarna, namun cocok digunakan untuk membuat pupuk. Mutu murni asam sulfat digunakan untuk membuat obat-obatan dan zat warna.
2.3 Kegunaan Akrilamida Akrilamida digunakan pada proses pengolahan plastik, pengemasan
makanan, produksi karet sintesis, dan sebagai pemurni air. Gel akrilamida berperan pada proses elektroforesis sedangkan polimer akrilamida berfungsi juga sebagai bahan flokulasi dan pengental (Ötles, 2004).
2.4 Sifat-Sifat Bahan Baku dan Produk 2.4.1 Akrilonitril
1. Sifat Fisis : - Rumus kimia : C3H3N - Berat molekul : 53,015 g/gmol - Kenampakan : jernih, cairan berbau menyengat - Titik didih 1 atm : 77,3 oC - Titik beku : -83,5 oC - Kelarutan dalam air (20 oC) : 7,3 wt % - pH (5% larutan air) : 6,0 – 7,5 - Densitas (20 oC) : 0,806 g/cm3 - Densitas uap (air = 1) : 1,8 - Volatilitas (78 oC) : . 99% -Tekanan uap (20 oC) : 11,5 kPa - Viskositas (25 oC) : 0,34 cp - Temperatur kritis (Tc) : 246 oC
Universitas Sumatera Utara

- Tekanan kritis (Pc) : 3,54 mPa - Volume kritis : 3,798 cm3/g

(Othmer, 1978)

2. Data Termodinamika

- Entropi (uap, 225 oC, 1 atm) : 65,47 cal/ oC. Mol

- Flash point : 0 oC

-

Energi

bebas

pembentukan

(∆G

o g

,

25

oC)

:

195

kJ/mol

- Entalpy pembentukan (25 oC)

• ∆Hg o : 185 kJ/mol • ∆Hl o : 150 kJ/mol - Panas pembakaran (25 oC) : 1761,5 kJ/mol - Panas penguapan (25 oC) : 32,65 kJ/mol

- Kapasitas Panas Molar

• Cair : 2,09 kJ/(kg.K) • Gas (50 oC) : 1,204 kJ/(kg.K)

- Panas Peleburan Molar : 6,61 kJ/mol - Entropi (gas, 25 oC) : 274 kJ/mol

- Panas Pelarutan : -232,12 kkal/gmol

- Kelarutan (dalam 100 bagian)

• Air (22 oC) : 0,07

• Alkohol : soluble

(Perry, 1867)

3. Sifat - Sifat Kimia - Akrilonitril (C3H3N) merupakan molekul tak jenuh yang memiliki
karbon karbon dengan ikatan rangkap konjugasi dengan golongan nitril. - Akrilonitril merupakan molekul polar karena adanya nitrogen heteroatom. - Polomerisasi akrilonitril dapat berlangsung tanpa inhibitor hydroquinone. - Akrilonitril dapat bereaksi dengan asam sulfat encer untuk membentuk akrilamid sulfat.

Universitas Sumatera Utara

CH2=CHCN + H2SO4 .H2O

CH2=CHCONH3.H2SO4

- Data kelarutan akrilonitril dalam air

Tabel 2.1 Data Kelarutan Akrilonitril dalam Air

Temperatur Akrilonitril di

Air di dalam

(oC) dalam air (% berat) akrilonitril (% berat)

-50 0,4

-30 1,0

0 7,1

2,1

10 7,2

2,6

20 7,3

3,1

30 7,5

3,9

40 7,9

4,8

50 8,4

6,3

60 9,1

7,7

70 9,9

9,2

80 11,1

10,9

(Kirk & Othmer, 1983)

2.4.2 Asam Sulfat 1. Sifat – Sifat Fisis : - Rumus kimia : H2SO4 - Berat molekul : 98,94 g/gmol - Kenampakan : cairan tak berwarna - Kemurnian : 98% H2SO4, 2% H2O - Densitas : 1,7513 g/cm3 - Titik didih : 249 oC - spesifik grafity : 1,84
2. Sifat – Sifat Kimia : - Asam sulfat adalah zat pengoksida yang kuat. Reaksi yang terjadi adalah :

Universitas Sumatera Utara

Cu + 2H2SO4

CuSO4 + SO2 + 2H2O

- Asam sulfat pekat dapat digunakan untuk menghilangkan air dari

suatu zat.

Reaksi yang terjadi adalah :

C12H22O11 + 11H2SO4

12C + 11H2SO4.H2O

- Asam sulfat dapat bereaksi dengan Natrium klorida.

Reaksi yang terjadi adalah :

2NaCl + H2SO4

Na2SO4 + 2HCl

- Asam sulfat merupakan asam kuat bervalensi 2 dan bersifat higroskopis.

2.4.3 Air 1. Sifat – Sifat Fisis : - Rumus kimia : H2O - Berat molekul : 18,015 g/gmol - Kenampakan : cairan jernih (tak berwarna) - Titik didih : 100 oC - Titik beku : 0 oC - Berat jenis : 0,999 kg/liter - Spesific gravity : 1,004* (liq), 0,09150* (ice) - Titik lebur 1 atm : 0 oC - Titik didih 1 atm : 100 oC - Densitas 25 °C : 0,998 g/ml - Viscositas 25 °C : 894,9 cp - Tekanan kritis : 281,4 atm - Temperatur kritis : 374,15°C - Tekanan uap: • 20 °C : 17,54 mmHg • 30 °C : 31,82 mmHg • 50 °C : 92,51 mmHg • 90 °C : 525,80 mmHg

Universitas Sumatera Utara

2. Data Termodinamika : - Panas Ionisasi : 55,71 kJ/mol - Panas Pembentukan 18 °C : 285,89 kJ/mol - Panas Penguapan 100 °C : 40,85 kJ/mol - Panas pengembunan 0 °C : 6,01 kJ/mol
3. Sifat –Sifat Kimia : - Merupakan cairan jernih yang tidak berwarna, tidak berbau, dan tidak berasa. - Merupakan pelarut yang polar.
2.4.4 Ammonia 1. Sifat – Sifat Fisis : - Rumus kimia : NH3 - Berat molekul : 17,03 kg/kmol - Kenampakan : gas, tidak berwarna, mudah menguap, berbau vinnegar - Titik cair normal : -77,7 oC - Titik didih normal (fase gas) : • Fase gas : -33,35 oC • Fase cair (30% NH3, 70% H2O) : 36 oC - Temperatur kritis : 207,5 oC - Tekanan kritis : 111,3 atm - Volume kritis : 72,5 cm3/gmol - Spesifik gravity pada (-79 oC) : 0,817 dan pada (15 oC) : 0,617 - Densitas : 0,682 g/cc - Kelarutan dalam 100 gr air, 1 atm pada • 0 oC : 42,8% • 20 oC : 33,1% • 40 oC : 23,4%
Universitas Sumatera Utara

2. Sifat – Sifat Kimia : - Ammonia anhydrous dalam bentuk cair maupun gas merupakan bahan kimia yang menyebabkan iritasi yang kuat pada kulit, mata dan saluran pernapasan. - Dalam keadaan normal ( tekanan 1 atm ) berupa gas, tidak berwarna, berbau tajam dan lebih ringan dari udara. - NH3 dapat membentuk campuran mudah terbakar dengan udara pada

nilai ambang batas (16 – 25% volume). - Bahaya ledakan NH3 akan semakin meluas apabila kontak langsung

dengan oksigen pada temperatur serta tekanan yang tinggi di

atmosfer.

- Reaksi oksida reduksi NH3 + O2

NO + H2O

Jika tanpa katalis : NH3 + O2

N2 + H2O

CuO + NH3

Cu + H2O + N2

- Reaksi substitusi

Masuknya ion H+ dalam ammonia, sering disebut dengan amonisasi.

Misalnya :

NH3 + H2O NH3 + Hx

+-
NH4OH NH4 + OH
+-
NH4 + X

2.4.5 Akrilamida
1. Sifat – Sifat Fisis :
- Rumus Kimia : C H NO
35
- Berat Molekul : 71,8 g/gmol
- Kenampakan : kristal putih - Titik didih (25 mmHg); 125 oC - Titik lebur : 84,5 oC - Densitas (30 oC) : 1,122 g/gmol - Tekanan uap (25 oC) : 0,007 mmHg
- Sistem kristal : monoklinik atau triklinik

Universitas Sumatera Utara

2. Data Termodinamika : - Panas Pelarutan : 1,099 kcal/mol - Panas Polimerisasi : 19,8 kcal/mol - Panas Peleburan : 59,21 kcal/mol
3. Sifat - Sifat Kimia: - Larut dalam air, methanol, etanol dimetil eter dan acetone. - Tidak larut dalam benzene dan heptane. - Mudah berpolimerisasi pada titik leburnya atau di bawah sinar ultra violet. - Akrilamida padat stabil pada suhu kamar, tetapi mudah berpolimerisasi dengan cepat jika kontak dengan bahan oksid seperti chlorine dioxide dan bromine. - Jika dipanaskan susunannya berubah, memancarkan gas beracun, bau menyengat dan nitrogen oxide. - Jika dipanaskan pada suhu tinggi dapat meledak.
2.4.6 Ammonium sulfat 1. Sifat – Sifat Fisis : - Rumus kimia : (NH4)2SO4 - Berat molekul : 132,14 g/gmol - Titik lebur : 512,2 oC - Fase : padat - Warna : putih - Densitas : 1,769 kg/l
2. Sifat – Sifat Kimia: - Sebagai pupuk yang mengandung 2 unsur hara yang dibutuhkan tanaman yaitu Nitrogen dan Belerang. - Medicine. - Katalis untuk membuat makanan menjadi berwarna gelap coklat kemerah-merahan.
Universitas Sumatera Utara

- Digunakan untuk menghilangkan debu dari kulit - Build Chemical Industry. - Electroplating.

2.5 Proses Pembuatan Akrilamida

Proses pembuatan akrilamida ada dua macam, yaitu :

1. Metode Asam sulfat Reaksi yang terjadi :

- Di Reaktor :

CH2 = CHCN + H2SO4 + H2O

CH2 = CHCONH2 . H2SO4

- Di Netralizer :

CH2 = CHCONH2.H2SO4 + 2NH3

(NH4)2SO4 + CH2 =

CHCONH2 H2SO4 + 2NH3

(NH4)2SO4

Pada proses ini mula-mula antara H2O dengan asam sulfat pekat dicampur menjadi larutan asam sulfat encer. Kemudian direaksikan dengan akrilonitril menjadi akrilamida sulfat pada suhu 90 oC dan tekanan 1 atm. Setelah itu, dinetralkan dengan NH3 untuk mengikat sulfat sehingga akan dihasilkan akrilamida dan ammonium sulfat. Larutan akrilamida dipekatkan dan dikristalkan. Kristal akrilamida kemudian dikeringkan. Metode ini relatif mudah dan memberikan hasil akrilamida sulfat yang tinggi. Proses netralisasi dilakukan dengan menggunakan NH3 di reaktor netralisasi (R-03). Proses ini merupakan tahap yang penting karena dalam proses ini terjadi pemisahan antara akrilamida yang masih mengandung asam sulfat menjadi akrilamida, ammonium sulfat, dan air. Digunakan NH3 karena antara NH3 yang terbentuk dalam akrilamida merupakan senyawa yang tidak saling melarutkan sehingga memudahkan proses pemisahannya.

Universitas Sumatera Utara

2. Metode Hidrasi Katalitik Reaksi yang terjadi : CH2 = CHCN + H2O

CH2 = CHCONH2

Pada proses ini menggunakan katalis padat berupa logam tembaga. Reaksi berlangsung selama 1 jam, akrilonitril yang bereaksi diuapkan dan akan terbentuk akrilamida murni. Proses hidrasi berlangsung pada suhu 50 °C atau lebih tinggi. Kecepatan akan lebih tinggi dengan meningkatnya suhu. Pada suhu 150 °C atau lebih, proses poliomerisasi dari akrilonitril maupun akrilamida murni mulai berlangsung, oleh karena itu temperatur optimal adalah 70 sampai 150 °C. Katalis yang digunakan jika sudah tidak aktif perlu diaktifkan dengan proses regenerasi yang merupakan reaksi yang sangat eksotermis. Oleh karena itu dalam proses ini, hal tersebut merupakan masalah yang harus dihadapi.

2.6 Seleksi Proses

Setelah memperhatikan kedua proses tersebut di atas dipilih proses yang

pertama, yaitu proses asam sulfat dengan pertimbangan

Tabel 2.2 Dasar Pertimbangan Pemilihan Proses

No. Proses

Kelebihan

Kekurangan

1. Metode Asam Sulfat - Prosesnya komersil dan - Reaksi harus

lebih sederhana

dikontrol pada suhu

- Proses pemurnian produk yang konstan dengan

lebih mudah

reaksi eksotermis

- Harga produk relatif lebih

tinggi

2. Metode Hidrasi Ka- - Reaksi dapat dipercepat - Perlu adanya

talitik

dengan meningkatkan suhu regenerasi katalis

dengan reaksi yang

sangat eksotermis

- Konversi reaksi relatif

rendah (30-50 wt %)

akrilamida)

Universitas Sumatera Utara

2.7 Deskripsi Proses

Bahan baku berupa akrilonitril 99% dari tangki penyimpanan (T-01) dan

asam sulfat 98% dari tangki penyimpanan (T-02) yang telah diencerkan terlebih

dahulu di dalam mixture tank (MT-01) diumpankan menuju reaktor alir tangki

berpengaduk (R-01) dimana reaktor difungsikan untuk mereaksikan akrilonitril

dan asam sulfat yang telah diencerkan sehingga terbentuk akrilamida sulfat,

dengan sifat reaksi irreversible, eksotermis pada suhu 90°C dan tekanan 1 atm,

kondisi operasi isotermal non adiabatis. Reaksi berlangsung di dalam reaktor

yang disusun secara seri dengan waktu tinggal keseluruhan di dalam kedua reaktor

selama 4,5 jam.

Pada reaktor alir tangki berpengaduk konsentrasi menurun cepat sampai ke

suatu harga yang rendah. Akibatnya untuk reaksi-reaksi berorde positif volume

reaktor yang diperlukan menjadi besar. Untuk itu reaktor disusun seri sehingga

konsentrasi reaktan tidak turun secara drastis, tetapi bertahap dari satu tangki ke

tangki berikutnya. Dengan cara ini maka kecepatan reaksi di masing-masing

tangki akan turun menurun secara bertahap pula, sehingga volume total seluruh

reaktor untuk mendapatkan besarnya konversi tertentu akan lebih kecil

dibandingkan dengan sistem reaktor tunggal.

Akrilamida sulfat yang terbentuk dari R-01 kemudian diumpankan menuju

R-02 untuk meningkatkan konversi reaksi sehingga diperoleh konversi reaksi

yang optimum.

Reaksi :

C3H3N + H2SO4 + H2O

CH2 = CHCONH2 . H2SO4

Hasil yang keluar dari Reaktor dipurifikasikan dalam netralizer (R-03)

menggunakan penetral ammonia untuk memisahkan akrilamida sulfat menjadi

akrilamida dan ammonium sulfat yang selanjutnya dipompakan oleh P-07 menuju

Centrifuge (CF-01).

Reaksi:

C3H5NO.H2SO4 + 2NH3

(NH4)2SO4 + C3H5NO

H2SO4 + 2NH3

(NH4)2SO4

Pada centrifuge (CF-01) terjadi pemisahan yang diakibatkan oleh gaya sentrifugal. Gaya ini dihasilkan dari putaran motor yang akan mengakibatkan

Universitas Sumatera Utara

bahan yang berbeda berat jenisnya terpisah. Hasil pemisahan berupa (NH4)2SO4 dan akrilamida (C3H5NO). Ammonium sulfat (NH4)2SO4 yang terbentuk kemudian diangkut me