Pembuatan Metil Etil Keton dengan proses Dehidrogenasi 2-Butanol

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang
      Metil Etil Keton (MEK) yang sering disebut dengan 2-butanon adalah salah satu jenis pelarut yang mempunyai rumus molekul CH3COCH2CH3. Dalam kondisi tertentu bahan kimia ini mudah meledak dan terbakar.Di Indonesia perkembangan industri yang semakin maju pada saat ini menyebabkan pemakaian metil etil keton untuk kebutuhan industri semakin meningkat tiap tahunnya. Sampai saat ini untuk memenuhi kebutuhan industri, metil etil keton masih diimpor dari berbagai negara Amerika Serikat, Brazil, Jepang dan Singapura.Di Indonesia metil etil keton atau 2-butanon digunakan sebagai bahan pelarut di berbagai macam industri, seperti industri kulit imitasi, cat, cairan pembersih, magnetic tape, organic sintetis, printing ink dan sebagainya. Sampai saat ini, industri cat dan thiner merupakan konsumen utama yang menggunakan metil etil keton pada proses produksinya disamping industri-industri lainnya.. .
         Kebutuhan akan bahan kimia metil etil keton di Indonesia akan semakin meningkat tiap tahunnya ini dikarenakan perkembangan industri cat dan thiner serta tinta cetak dalam beberapa tahun mendatang diperkirakan akan terus berkembang dan munculnya industri-industri baru yang menggunakan bahan kimia metil etil keton. Untuk memenuhi kebutuhan metil etil keton di Indonesia saat ini masih diimpor dari luar negeri. Dari data Balai Pusat Statistik import metil etil keton sampai tahun 2007 mencapai 17.800.398 kg (17.800,398 ton). Kebutuhan metil etil keton dalam negeri yang terus meningkat ini ternyata tidak terlepas dari pengamatan produsen metil etil keton di luar negeri. Dari berbagai negara nampaknya Cina telah berhasil mendominasi pasaran metil etil keton di Indonesia.Metil etil keton dapat diproduksi dengan beberapa proses yaitu proses dehidrogenasi 2-Butanol, oksidasi langsung n-Butena dan oksidasi n-Butena pada fasa cair.

1.2.Tujuan Perancangan Pabrik
      Tujuan dari perancangan pabrik metil etil keton (MEK) ini adalah untuk memberikan gambaran tentang kelayakan pendirian pabrik dan untuk menerapkan ilmu teknik kimia yang telah didapat selama ini. Selain itu tujuan perancangan pabrik ini untuk mendirikan perusahaan yang memproduksi metil eti keton di Indonesia untuk memenuhi kebutuhan metil etil keton dalam negeri maupun luar negeri sehingga dapat meningkatkan devisa negara.

1.3.Margin Keuntungan Kotor (MKK)
      Pada perancangan pabrik ini proses yang digunakan adalah proses Dehidrogenasi 2-butanol dikarenakan produk metil etil keton yang dihasilkan mempunyai kemurnian 99,7% dibandingkan dengan 2 proses lainnya yaitu oksidasi langsung n-Butena dan oksidasi n-Butena pada fasa cair. Proses Dehidrogenasi 2-Butanol.

1.4.Kapasitas Produksi
      Dengan melihat data import metil etil keton dan untuk mengimbangi kebutuhan metil etil keton dalam negeri kapasitas produksi pada rancangan pabrik ini dapat diperkirakan sebesar 20000 ton/tahun.

1.5.Lokasi Pabrik
      Pemilihan lokasi pabrik merupakan salah satu faktor penting yang dapat menunjang berkembangnya sebuah perusahaan yang akan didirikan. Pada industri metil etil keton bahan baku kebanyakan bahan baku di import dari luar negeri oleh sebab itu lokasi pabrik lebih baik di dekat daerah pelabuhan, agar memperlancar distribusi bahan baku dan produk. Pembuatan pabrik ini direncanakan di daerah Cilegon tepatnya di Anyer. Daerah ini dinilai sangat strategis berdasarkan beberapa faktor:
1.Proses pendistribusian bahan baku serta hasil produksi menjadi lebih mudah, karena dekat dengan
   pintu tol kearah Cilegon, Tanggerang dan Banten.
2.Daerah Anyer merupakan salah satu kawasan industri yang juga dekat dengan kawasan industri lainnya. 3.Dekat dengan pelabuhan Merak untuk pendistribusian bahan baku yang berasal dari luar maupun dalam
   negeri.
 

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1.Metil Etil Keton (2-butanon)
      Metil etil keton atau disebut juga sebagai 2-butanon adalah suatu pelarut yang mempunyai rumus molekul CH3COCH2CH3. Metil etil keton merupakan cairan tidak berwarna seperti minyak, titik didihnya 79,57 C dengan berat molekul 72,10 kg/kmol. Metil etil keton mempunyai bau khas keton yang kuat. Metil etil keton mempunyai beberapa kelebihan, yaitu:
1.Mempunyai tekanan uap yang rendah.
2.Mempunyai titik didih yang tinggi.
3.Mudah larut dalam air
4.Dapat larut dalam alkohol, eter, aseton, benzena serta dapat bercampur dengan berbagai jenis minyak
.  Selain mempunyai kelebihan metil etil keton pun mempunyai beberapa kelemahan, yaitu:
1.Dalam bentuk fasa cair maupun fasa gas sangat mudah terbakar dan meledak.
2.Dapat mengakibatkan peradangan mata.
3.Dapat mengakibatkan peradangan saluran pernapasan dan kulit. Untuk keperluan komersil diperlukan
   metil etil keton yang murni yang mengandung pengotor tidak lebih dari 1 % berat metil etil keton.
Metil etil keton banyak digunakan sebagai pelarut di berbagai industri antara lain industri cat (surface coating), magnetic tape, paint remover, perekat, cairan pembersih minyak pelumas, organic sintesis seperti cellulose nitrate, ethyl cellulose, vinyl cholrida, vinyl acetate dan sebagainya. Metil etil keton berfungsi sebagai dewaxing agent dalam proses pemurnian minyak pelumas, campuran yang mengandung 40 % metil etil keton dan 60 % benzena mirip cairan lilin. Metil etil keton berperan sebagai pengendap dan benzena berperan sebagai pelarut minyak, kelarutan yang rendah dapat mempercepat penyaringan. Larutan metil etil keton dapat digunakan juga sebagai pembasmi serangga, jamur dan bakteri. Proses pembuatannya dapat dilakukan dengan mencampur metil etil keton dengan hidrokabon yang berasal dari proses khlorinasi Metil etil keton sebagai pelarut zat warna biasanya digunakan dalam percetakan dengan menggunakan derivat selulosa. Pada bahan wol sejumlah metil etil keton dapat menghilangkan minyak dan lemak sebelum proses pewarnaan dilakukan.
2.1.1 Reduksi Metil Etil Keton
         Metil etil keton bisa direduksi atau dihidrogenasi oleh sekunder butil alkohol atau disebut juga 2-butanol dengan menggunakan osmium, platinum oksida, nikel-kobalt-alumunium ataupun nikel dengan katalis. Bahan baku Pada perancangan pabrik metil etil keton dipilih metode proses dehidrogenasi 2-butanol dengan bahan baku 2-butanol dan katalis ZnO. Ketersediaan bahan baku 2-butanol diimpor dari luar negeri dan dalam negeri. Untuk dalam negeri 2-butanol tidak banyak yang memproduksi. 2-Butanol merupakan cairan jernih yang tidak berwarna dan sedikit larut dalam air. Pembuatan 2-butanol dilakukan dengan proses 1 langkah (single step process) yaitu penambahan langsung resin ion exchange asam sebagai katalis ke dalam n-butane pada suhu 150 C – 160 C dan tekanan 70 bar yang memberikan konversi sebesar 99 %. Hampir seluruh produksi 2-butanol pada proses ini terkonversi menjadi metil etil keton.  


BAB III PEMILIHAN PROSES

3.1 Proses yang Dipilih
      Pada perancangan ini dipilih metode proses pembuatan metil etil keton dengan proses dehidrogenasi 2-butanol. Proses ini mempunyai beberapa kelebihan, yaitu:
1.Perolehan metil etil keton yang dihasilkan pada proses ini lebih besar dibandingkan dengan proses lainnya yaitu sebesar (90%).
2.Metil etil keton mempunyai kemurnian yang tinggi 99,7%.
3.Produk samping yang dihasilkan dari proses ini menguntungkan dan tidak korosif.
4.Proses produksi lebih sederhana dibandingkan dengan proses lain sehingga secara komersial lebih menguntungkan.
       Selain mempunyai kelebihan proses dehidrogenasi 2-butanol pun mempunyai beberapa kelemahan, yaitu:
1.Lebih mudah terjadi reaksi samping bila pemanasan dan pendinginan tidak dilakukan cepat. 2.Menggunakan suhu yang tinggi agar tercapai kesetimbangan dan kecepatan reaksi. Proses dehidrogenasi merupakan salah satu jenis reaksi oksidasi yang menggambarkan pembentukan aldehid dan alkohol primer atau keton dari alkohol sekunder. Senyawa yang mengandung atom hidrogen dapat didehidrogenasi, namun biasanya proses dehidrogenasi pada senyawa hidrokarbon alifatik. Reaksi dehidrogenasi merupakan reaksi endotermis dimana panas reaksi ditambahkan melalui pipa-pipa.
3.2 Deskripsi Proses
      Deskripsi proses dari proses dehidrogenasi 2-butanol meliputi beberapa tahap yaitu tahap persiapan bahan baku, tahap reaksi dan tahap pemisahan.
1.Persiapan Bahan Baku Tahap persiapan bahan baku dimaksudkan untuk menguapkan 2-butanol dalam vaporizer yang diopersikan pada tekanan 1 atm. Bahan baku 2-butanol cair yang disimpan pada kondisi kamar dari tangki penyimpanan dialirkan dengan menggunakan pompa ke penukar panas, untuk pemanasan awal sampai suhu 100 C. Kemudian dilanjutkan ke vaporizer yang akan mengalami perubahan fasa cair ke fasa uap.
2.Tahap Reaksi Tahap reaksi melalui dehidrogenasi 2-butanol sehingga diperoleh 2-butanon dalam rekator fixed bed. Reaktor ini bekerja secar isotermal non adiabatis. Reaktan dalam reaktor akan melewati pipa-pipa yang berisi katalis ZnO, berlangsung dalam tube pada suhu 450 C dan menggunakan tekanan 3 atm. Reaksi dehidrogenasi berlangsung secara endotermik sehingga dibutuhkan panas yang berasal dari gas nyala atau fuel gas.
3.Tahap Pemisahan Tujuan dari tahap ini adalah untuk memisahkan campuran produk yang keluar dari reaktor berupa metil etil keton dan hidrogen melalui kolom distilasi, sehingga dapat dihasilkan produk dengan kemurnian tertentu. Gas yang keluar dari reaktor berupa campuran secondary butyl alcohol yang tidak terkonversi, metil etil keton, hidrogen dan sebagian kecil uap air. Sebelum melakukan tahap pemisahan campuran gas tersebut didinginkan dalam pendingin (cooler).