BAB I PENDAHULUAN PRA RANCANGAN PABRIK ANILIN DARI NITROBENZENE DENGAN VAPOR PHASE HYDROGENATION
I-1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Perkembangan industri di Indonesia pada zaman ini mengalami
peningkatan di segala bidang, terutama untuk industri-industri kimia yang bersifat
padat modal dan teknologi yang canggih. Salah satu bahan industri kimia yang
sangat yang sangat diperlukan dalam industri kimia adalah Anilin.
Anilin merupakan senyawa berbentuk cairan tidak berwarna dengan
rumus kimia C6H7N. Senyawa ini dihasilkan dari proses hidrogenasi dengan
bahan baku Nitrobenzen. Anilin dapat berfungsi antara lain sebagai bahan
penghasil Isocyanates, bahan kimia pembuat karet, bahan pembuat pestisida dan
lainnya (Nasir, 2012).
Kebutuhan Anilin di Indonesia dari tahun ke tahun semakin meningkat,
akan tetapi untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri Indonesia masih
mengandalkan impor. Negara pengimpor Anilin yaitu dari Amerika Serikat, Brazil
dan India.
Melihat kebutuhan Anilin yang tinggi pada masa sekarang ini, seiring
dengan industri-industri pemakainya yang semakin meningkat, maka pendirian
pabrik Anilin dirasa sangat perlu. Hal ini bertujuan mengurangi impor Anilin dan
membuka tenaga kerja baru.
Jumlah pengangguran yang semakin bertambah sejak krisis ekonomi
menjadi beban bagi pemerintah untuk menyediakan lapangan kerja. Pendirian
pabrik Anilin ini diharapkan dapat mengurangi jumlah pengangguran. Selain itu,
pendirian pabrik Anilin ini dapat menjadi perintis pendirian pabrik – pabrik yang
yang
memproduksi
Anilin
secara
khusus
menggunakan Anilin sebagai bahan bakunya.
maupun
pabrik-pabrik
yang
I-2
1.2 Tinjauan Pustaka
1.2.1
Sejarah dan Perkembangan
Anilin pertama kali diproduksi pada tahun 1856 oleh Sir William Henry
Perkin yang merupakan murid di Royal College of Chemistry di London. Ia
mengambil dan mengisolasi bahan celupan berwarna ungu selama oksidasi dari
Anilin murni. Pengambilan bahan celupan ini dikenal sebagai mauve. Proses ini
menjadi salah satu proses komersial pertama untuk menghasilkan sintesis bahan
kimia organik. Sekarang ada berbagai macam proses untuk menghasilkan Anilin
berdasarkan tingginya yield yang dihasilkan. Pada skala kecil, proses yang disebut
reaksi Bechamp umumnya digunakan. Ini merupakan proses tradisional dimana
mereaksikan besi dengan air serta adanya Asam Klorida untuk mereduksi rantai
nitro menjadi Amina. Namun buangan yang berupa lumpur besi sangat banyak
sehingga proses ini mulai ditinggalkan. Kemudian Kanto Electrochemcial Co.
Menemukan
proses
untuk
memproduksi
Anilin
dengan
menggunakan
Klorobenzen dengan larutan Amonia dan katalis Sopper Chloride dan Amonium
Klorida. Selanjutnya berbagai macam katalis digunakan untuk mendapatkan
Anilin degan yield tertinggi dan dampak terhadap lingkungan yang rendah.
Selama tahun 2001 kapasitas global untuk Anilin sekitar 3.000.000
ton/tahun dan produksi total mencapai 2.600.000 ton/tahun. Produksi Anilin
terbesar berpusat di USA, Eropa bagian barat dan Asia. Pada tahun 2003 lima
perusahaan dari Eropa Barat yang mendominasi dalam produksi Anilin didunia
adalah Bayer, Hunstman, BASF, Dow dan Quimigal (Gelder, 2005).
1.3 Penentuan Kapasitas Perancangan
Penentuan kapasitas produksi suatu industri senantiasa diupayakan
dengan memperhatikan segi teknis, finansial, ekonomis, dan kapasitas minimal.
Dari segi teknis, industri Anilin yang direncanakan memperhatikan peluang pasar,
segi ketersediaan dan kontinuitas bahan baku. Selain itu penentuan kapasitas
rancangan pabrik yang akan didirikan harus berada diatas kapasitas minimum atau
sama dengan kapasitas pabrik yang sudah berjalan. Penentuan kapasitas pabrik
Anilin dilakukan dengan pertimbangan pertimbangan sebagai berikut :
I-3
1.3.1
Perkiraan kebutuhan Anilin di Indonesia
Berkembangnya industri-industri pemakai Anilin di Indonesia, seperti
industri farmasi sebagai pembuatan prekursor obat, industri karet sintetis dan
pembuatan herbisida menyebabkan kebutuhan Anilin di Indonesia semakin
meningkat. Saat ini pemenuhan kebutuhan Anilin di Indonesia adalah hasil impor
dari berbagai negara.
Kebutuhan Anilin di Indonesia dari tahun ke tahun mengalami
peningkatan. Berdasarkan data statistik tentang perdagangan luar negeri Indonesia
yang diterbitkan UN data sejak tahun 2003 sampai 2011 dapat dilihat dari tabel
berikut ini :
Tabel 1.1 Data Impor Anilin Indonesia
Tahun
Jumlah (ton)
2006
907,516
2007
2.556,571
2008
1.836,071
2009
1.676,208
2010
2.227,338
2011
1.617,455
(Sumber: UNdata, 2013)
Kebutuhan Anilin
3000
2500
2000
f(x) = 68.63x - 136044.59
1500
1000
500
0
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
Tahun
Gambar 1.1 Hubungan antara Kebutuhan Anilin dengan Tahun
I-4
Berdasarkan data di atas, diperkirakan kebutuhan Anilin akan terus
meningkat pada tahun-tahun mendatang sejalan dengan berkembangnya industriindustri yang menggunakan Anilin sebagai bahan baku.
Dengan menggunakan grafik di atas maka dapat ditentukan persamaan
untuk memperkirakan kebutuhan Anilin pada tahun 2018 yaitu :
y
= 68,63x – 13.604
= (68,63 x 2018) – 13.604
= 124.891,34 ton
Berdasarkan perhitungan di atas maka diperkirakan kebutuhan Anilin
yang belum terpenuhi pada tahun 2018 adalah sebesar 124.891,34 ton.
1.3.2
Ketersediaan Bahan Baku
Bahan baku Nitrobenzen dipenuhi dengan cara impor karena tidak
tersedia pabrik dalam negeri yang memproduksi bahan tersebut. Salah satu pabrik
penghasil Nitrobenzen yaitu S. N Chemical, India.
1.3.2
Kapasitas Komersial
Tabel berikut menunjukkan berapa kapasitas produksi Anilin di dunia.
Tabel 1.2 Kapasitas produksi perusahaan Anilin di dunia
No.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Kapasitas Negara Penghasil Anilin (ton)
USA
Brazil
India
2006
24.902,109
26.487,778
2007
38.106,807
1
27.759,766
2008
45.449,178
123
32.957,623
2009
45.698,529
92
8.430,385
2010
108.630,241
5.670,423
2011
30.899,072
21.409
8.158,404
Berdasarkan pertimbangan kebijakan ekonomi akan pasar, maka untuk
Tahun
perancangan awal pabrik Anilin ini ditetapkan dengan kapasitas 50% dari
kebutuhan impor yaitu sebesar 50 % dari 124.891,34 ton/tahun sehingga
didapatkan besarnya kapasitas prarancangan pabrik Anilin adalah 62.445,67
ton/tahun atau digunakan 62.500 ton/tahun.
I-5
1.3.3
Spesifikasi Bahan
1.3.3.1 Nitrobenzen
Bentuk Fisik
: Cair
Rumus molekular
: C6H5NO2
Berat Molekular
: 123,11
Titik didih, oC
: 210-211
Titik leleh, oC
: 5-6
Densitas, cairan, g/mL
: 1,196
Densitas Uap
: 5,9
Tekanan Uap (mmHg)
: 0,245
Titik Nyala oC
: 87
Kelarutan dalam air
: Sedikit larut
Solvent Solubility
: Larut dalam alkohol, benzene, eter
dan minyak
Klasifikasi
: Pelarut
Warna
: Kuning Pucat
Kemurnian
(www.chemicalland21.com)
: 99.7%
1.3.3.2 Gas Hidrogen
Bentuk Fisik
: Gas
Warna
: Tidak berwarna
Bau
: Tidak berbau
Rasa
: Tidak berasa
Berat molekular
: 2,0
Rumus molekular
: H2
Titik didih
: -423 F (-253 C)
Titik beku
: -434 F (-259 C)
Tekanan uap
: 760 mmHg pada -53 C
Densitas uap
: 0,07
Spesific Gravity
: Tidak diaplikasikan
I-6
Densitas
: 0,08987 g/L pada 0 C
Water Solubility
: 1,82% pada 20 C
pH
: Tidak diaplikasikan
Volatilitas
: Tidak diaplikasikan
Laju evaporasi
: Tidak diaplikasikan
Viskositas
: 0,0008957 cP pada 26,8 C
Solvent Solubility
: Alkohol, ether
Kemurnian
(Matheson Tri-Gas, Inc. 2003).
: 99.9%
1.3.3.3 Copper Carbonate
Rumus molekular
: CuCO3.Cu(OH)2
Berat Molekular
: 221,11
Titik leleh, oC
: 200
Densitas, cairan, g/mL
: 3.90
log P
: -2,76 (oktanol-water)
Titik Nyala oC
: Not considered to be a fire hazard
Kelarutan dalam air
: Tidak larut
Klasifikasi
: Fungicide, bactericide, preservative
Bentuk fisik
: Bubuk berwarna hijau
Bau
: Tidak berbau
Kemurnian
(www.chemicalland21.com)
1.3.4
: 54%
Spesifikasi Produk
1.3.3.4 Anilin
a.
Sifat Fisika
Rumus molekular
: C6H7N
Berat Molekular
: 93,129
Titik didih, oC
101,3 kPa
: 184,4
4,4 kPa
: 92
I-7
1,2 kPa
Titik beku, oC
: 71
: -6,03
Densitas, cairan, g/mL
20/4 oC
: 1,02173
20/20 oC
: 1,022
Index refraktif, n20D
: 3,30
Viskositas, mPa.s = cP,
20 oC
: 1,5863
60 oC
: 4,351,62
Entalpi disosiasi, kJ/mob
: 21,7
Panas pembakaran, kJ/mob
: 3394
Potensial ionisasi
: 7,70
Konstanta dielektrik, pada 25 oC
: 6,89
-30
Momen dipol pada 25 oC (cacld), : 5,20 x 10
C.mc
Panas spesifik pada 25 oC, J(g.K)b
: 2,06
Panas vaporisasi, J/gb
: 478,5
Titik nyala, oC
Closed cup
: 70
Open cup
: 75,5
Temperatur ignition, oC
: 615
Lower Flammable Limit, vol %
: 1,3
: 99%
Kemurnian
Untuk mengkonversikan kPa ke mmHg, dikalikan dengan 7,5
b
Untuk mengkonversi J ke cal, dibagi dengan 4,184
c
Untuk mengkonversi C.m ke debye, dikalikan dengan 3 x 1029
(Kirk Othmer, 1967).
b. Sifat Kimia dari Anilin
- Uap Anilin menimbulkan ledakan jika berkontak denga udara
- Terbakar dan meledak jika berkontak dengan Halogen, Asam (termasuk Nitric
a
Acid dan Sulfuric Acid), agen pengoksida (Perklorat, Peroksida, Perkromat,
dll), Ozon, dan Trikloromelamin atau Heksakloromelamin.
I-8
1.4 Kegunaan Produk
Anilin mempunyai kegunaan yang amat luas di dalam industri kimia,
diantaranya :
1. Bahan penghasil Isocyanates
2. Bahan kimia pembuat karet
3. Bahan pembuat pestisida
4. Bahan pewarna dan pigmen
5. Bidang farmasi untuk obat-obatan.
6. Bahan pembuat resin.
7. Bahan pembuat parfum.
8. Bahan pembuat kimia untuk photografi (Hidroquinon), dll.
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Perkembangan industri di Indonesia pada zaman ini mengalami
peningkatan di segala bidang, terutama untuk industri-industri kimia yang bersifat
padat modal dan teknologi yang canggih. Salah satu bahan industri kimia yang
sangat yang sangat diperlukan dalam industri kimia adalah Anilin.
Anilin merupakan senyawa berbentuk cairan tidak berwarna dengan
rumus kimia C6H7N. Senyawa ini dihasilkan dari proses hidrogenasi dengan
bahan baku Nitrobenzen. Anilin dapat berfungsi antara lain sebagai bahan
penghasil Isocyanates, bahan kimia pembuat karet, bahan pembuat pestisida dan
lainnya (Nasir, 2012).
Kebutuhan Anilin di Indonesia dari tahun ke tahun semakin meningkat,
akan tetapi untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri Indonesia masih
mengandalkan impor. Negara pengimpor Anilin yaitu dari Amerika Serikat, Brazil
dan India.
Melihat kebutuhan Anilin yang tinggi pada masa sekarang ini, seiring
dengan industri-industri pemakainya yang semakin meningkat, maka pendirian
pabrik Anilin dirasa sangat perlu. Hal ini bertujuan mengurangi impor Anilin dan
membuka tenaga kerja baru.
Jumlah pengangguran yang semakin bertambah sejak krisis ekonomi
menjadi beban bagi pemerintah untuk menyediakan lapangan kerja. Pendirian
pabrik Anilin ini diharapkan dapat mengurangi jumlah pengangguran. Selain itu,
pendirian pabrik Anilin ini dapat menjadi perintis pendirian pabrik – pabrik yang
yang
memproduksi
Anilin
secara
khusus
menggunakan Anilin sebagai bahan bakunya.
maupun
pabrik-pabrik
yang
I-2
1.2 Tinjauan Pustaka
1.2.1
Sejarah dan Perkembangan
Anilin pertama kali diproduksi pada tahun 1856 oleh Sir William Henry
Perkin yang merupakan murid di Royal College of Chemistry di London. Ia
mengambil dan mengisolasi bahan celupan berwarna ungu selama oksidasi dari
Anilin murni. Pengambilan bahan celupan ini dikenal sebagai mauve. Proses ini
menjadi salah satu proses komersial pertama untuk menghasilkan sintesis bahan
kimia organik. Sekarang ada berbagai macam proses untuk menghasilkan Anilin
berdasarkan tingginya yield yang dihasilkan. Pada skala kecil, proses yang disebut
reaksi Bechamp umumnya digunakan. Ini merupakan proses tradisional dimana
mereaksikan besi dengan air serta adanya Asam Klorida untuk mereduksi rantai
nitro menjadi Amina. Namun buangan yang berupa lumpur besi sangat banyak
sehingga proses ini mulai ditinggalkan. Kemudian Kanto Electrochemcial Co.
Menemukan
proses
untuk
memproduksi
Anilin
dengan
menggunakan
Klorobenzen dengan larutan Amonia dan katalis Sopper Chloride dan Amonium
Klorida. Selanjutnya berbagai macam katalis digunakan untuk mendapatkan
Anilin degan yield tertinggi dan dampak terhadap lingkungan yang rendah.
Selama tahun 2001 kapasitas global untuk Anilin sekitar 3.000.000
ton/tahun dan produksi total mencapai 2.600.000 ton/tahun. Produksi Anilin
terbesar berpusat di USA, Eropa bagian barat dan Asia. Pada tahun 2003 lima
perusahaan dari Eropa Barat yang mendominasi dalam produksi Anilin didunia
adalah Bayer, Hunstman, BASF, Dow dan Quimigal (Gelder, 2005).
1.3 Penentuan Kapasitas Perancangan
Penentuan kapasitas produksi suatu industri senantiasa diupayakan
dengan memperhatikan segi teknis, finansial, ekonomis, dan kapasitas minimal.
Dari segi teknis, industri Anilin yang direncanakan memperhatikan peluang pasar,
segi ketersediaan dan kontinuitas bahan baku. Selain itu penentuan kapasitas
rancangan pabrik yang akan didirikan harus berada diatas kapasitas minimum atau
sama dengan kapasitas pabrik yang sudah berjalan. Penentuan kapasitas pabrik
Anilin dilakukan dengan pertimbangan pertimbangan sebagai berikut :
I-3
1.3.1
Perkiraan kebutuhan Anilin di Indonesia
Berkembangnya industri-industri pemakai Anilin di Indonesia, seperti
industri farmasi sebagai pembuatan prekursor obat, industri karet sintetis dan
pembuatan herbisida menyebabkan kebutuhan Anilin di Indonesia semakin
meningkat. Saat ini pemenuhan kebutuhan Anilin di Indonesia adalah hasil impor
dari berbagai negara.
Kebutuhan Anilin di Indonesia dari tahun ke tahun mengalami
peningkatan. Berdasarkan data statistik tentang perdagangan luar negeri Indonesia
yang diterbitkan UN data sejak tahun 2003 sampai 2011 dapat dilihat dari tabel
berikut ini :
Tabel 1.1 Data Impor Anilin Indonesia
Tahun
Jumlah (ton)
2006
907,516
2007
2.556,571
2008
1.836,071
2009
1.676,208
2010
2.227,338
2011
1.617,455
(Sumber: UNdata, 2013)
Kebutuhan Anilin
3000
2500
2000
f(x) = 68.63x - 136044.59
1500
1000
500
0
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
Tahun
Gambar 1.1 Hubungan antara Kebutuhan Anilin dengan Tahun
I-4
Berdasarkan data di atas, diperkirakan kebutuhan Anilin akan terus
meningkat pada tahun-tahun mendatang sejalan dengan berkembangnya industriindustri yang menggunakan Anilin sebagai bahan baku.
Dengan menggunakan grafik di atas maka dapat ditentukan persamaan
untuk memperkirakan kebutuhan Anilin pada tahun 2018 yaitu :
y
= 68,63x – 13.604
= (68,63 x 2018) – 13.604
= 124.891,34 ton
Berdasarkan perhitungan di atas maka diperkirakan kebutuhan Anilin
yang belum terpenuhi pada tahun 2018 adalah sebesar 124.891,34 ton.
1.3.2
Ketersediaan Bahan Baku
Bahan baku Nitrobenzen dipenuhi dengan cara impor karena tidak
tersedia pabrik dalam negeri yang memproduksi bahan tersebut. Salah satu pabrik
penghasil Nitrobenzen yaitu S. N Chemical, India.
1.3.2
Kapasitas Komersial
Tabel berikut menunjukkan berapa kapasitas produksi Anilin di dunia.
Tabel 1.2 Kapasitas produksi perusahaan Anilin di dunia
No.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Kapasitas Negara Penghasil Anilin (ton)
USA
Brazil
India
2006
24.902,109
26.487,778
2007
38.106,807
1
27.759,766
2008
45.449,178
123
32.957,623
2009
45.698,529
92
8.430,385
2010
108.630,241
5.670,423
2011
30.899,072
21.409
8.158,404
Berdasarkan pertimbangan kebijakan ekonomi akan pasar, maka untuk
Tahun
perancangan awal pabrik Anilin ini ditetapkan dengan kapasitas 50% dari
kebutuhan impor yaitu sebesar 50 % dari 124.891,34 ton/tahun sehingga
didapatkan besarnya kapasitas prarancangan pabrik Anilin adalah 62.445,67
ton/tahun atau digunakan 62.500 ton/tahun.
I-5
1.3.3
Spesifikasi Bahan
1.3.3.1 Nitrobenzen
Bentuk Fisik
: Cair
Rumus molekular
: C6H5NO2
Berat Molekular
: 123,11
Titik didih, oC
: 210-211
Titik leleh, oC
: 5-6
Densitas, cairan, g/mL
: 1,196
Densitas Uap
: 5,9
Tekanan Uap (mmHg)
: 0,245
Titik Nyala oC
: 87
Kelarutan dalam air
: Sedikit larut
Solvent Solubility
: Larut dalam alkohol, benzene, eter
dan minyak
Klasifikasi
: Pelarut
Warna
: Kuning Pucat
Kemurnian
(www.chemicalland21.com)
: 99.7%
1.3.3.2 Gas Hidrogen
Bentuk Fisik
: Gas
Warna
: Tidak berwarna
Bau
: Tidak berbau
Rasa
: Tidak berasa
Berat molekular
: 2,0
Rumus molekular
: H2
Titik didih
: -423 F (-253 C)
Titik beku
: -434 F (-259 C)
Tekanan uap
: 760 mmHg pada -53 C
Densitas uap
: 0,07
Spesific Gravity
: Tidak diaplikasikan
I-6
Densitas
: 0,08987 g/L pada 0 C
Water Solubility
: 1,82% pada 20 C
pH
: Tidak diaplikasikan
Volatilitas
: Tidak diaplikasikan
Laju evaporasi
: Tidak diaplikasikan
Viskositas
: 0,0008957 cP pada 26,8 C
Solvent Solubility
: Alkohol, ether
Kemurnian
(Matheson Tri-Gas, Inc. 2003).
: 99.9%
1.3.3.3 Copper Carbonate
Rumus molekular
: CuCO3.Cu(OH)2
Berat Molekular
: 221,11
Titik leleh, oC
: 200
Densitas, cairan, g/mL
: 3.90
log P
: -2,76 (oktanol-water)
Titik Nyala oC
: Not considered to be a fire hazard
Kelarutan dalam air
: Tidak larut
Klasifikasi
: Fungicide, bactericide, preservative
Bentuk fisik
: Bubuk berwarna hijau
Bau
: Tidak berbau
Kemurnian
(www.chemicalland21.com)
1.3.4
: 54%
Spesifikasi Produk
1.3.3.4 Anilin
a.
Sifat Fisika
Rumus molekular
: C6H7N
Berat Molekular
: 93,129
Titik didih, oC
101,3 kPa
: 184,4
4,4 kPa
: 92
I-7
1,2 kPa
Titik beku, oC
: 71
: -6,03
Densitas, cairan, g/mL
20/4 oC
: 1,02173
20/20 oC
: 1,022
Index refraktif, n20D
: 3,30
Viskositas, mPa.s = cP,
20 oC
: 1,5863
60 oC
: 4,351,62
Entalpi disosiasi, kJ/mob
: 21,7
Panas pembakaran, kJ/mob
: 3394
Potensial ionisasi
: 7,70
Konstanta dielektrik, pada 25 oC
: 6,89
-30
Momen dipol pada 25 oC (cacld), : 5,20 x 10
C.mc
Panas spesifik pada 25 oC, J(g.K)b
: 2,06
Panas vaporisasi, J/gb
: 478,5
Titik nyala, oC
Closed cup
: 70
Open cup
: 75,5
Temperatur ignition, oC
: 615
Lower Flammable Limit, vol %
: 1,3
: 99%
Kemurnian
Untuk mengkonversikan kPa ke mmHg, dikalikan dengan 7,5
b
Untuk mengkonversi J ke cal, dibagi dengan 4,184
c
Untuk mengkonversi C.m ke debye, dikalikan dengan 3 x 1029
(Kirk Othmer, 1967).
b. Sifat Kimia dari Anilin
- Uap Anilin menimbulkan ledakan jika berkontak denga udara
- Terbakar dan meledak jika berkontak dengan Halogen, Asam (termasuk Nitric
a
Acid dan Sulfuric Acid), agen pengoksida (Perklorat, Peroksida, Perkromat,
dll), Ozon, dan Trikloromelamin atau Heksakloromelamin.
I-8
1.4 Kegunaan Produk
Anilin mempunyai kegunaan yang amat luas di dalam industri kimia,
diantaranya :
1. Bahan penghasil Isocyanates
2. Bahan kimia pembuat karet
3. Bahan pembuat pestisida
4. Bahan pewarna dan pigmen
5. Bidang farmasi untuk obat-obatan.
6. Bahan pembuat resin.
7. Bahan pembuat parfum.
8. Bahan pembuat kimia untuk photografi (Hidroquinon), dll.