Prarancangan Pabrik n-Butil Metakrilat dari Asam Metakrilat dan n-Butanol Kapasitas 100.000 Ton/Tahun

Oleh :
Dio Pratama - I0522034 - Fak. Teknik

n-Butil metakrilat (n-BMA) merupakan senyawa ester yang banyak digunakan dalam industri cat, polimer, tekstil, perekat, dan pelapis. Hingga saat ini, kebutuhan n-BMA di Indonesia masih dipenuhi melalui impor karena belum terdapat pabrik yang beroperasi secara komersial di dalam negeri. Oleh karena itu, dirancang pabrik n-BMA berkapasitas 100.000 ton/tahun di Kabupaten Gresik, Jawa Timur, yang direncanakan mulai beroperasi pada tahun 2028 untuk memenuhi kebutuhan domestik dan ekspor. Setiap kilogram n-BMA yang dihasilkan membutuhkan 0,610 kg asam metakrilat, 0,530 kg n-butanol, 0,023 kg asam sulfat, dan 0,0053 kg hidrokuinon, serta menghasilkan 0,169 kg limbah cair. Proses produksi n-BMA diawali dengan pengumpanan asam metakrilat dan n-butanol ke Reaktor Alir Tangki Berpengaduk (RATB) (R-101). Sebelum n-butanol diumpankan ke reaktor (R-101), hidrokuinon ditambahkan ke dalam mixer (M-101) bersama n-butanol untuk mencegah reaksi polimearisasi. Asam metakrilat dan n-butanol direaksikan dengan bantuan katalis asam sulfat pada kondisi isotermal 115°C, tekanan 1,216 bar, dan nonadiabatik. Perbandingan molar asam metakrilat terhadap n-butanol sebesar 1:1,391 menghasilkan yield sebesar 98,5% terhadap asam metakrilat. Reaksi bersifat eksotermis, sehingga reaktor dilengkapi jaket pendingin dengan media pendingin cooling water. Selanjutnya, hasil reaksi dialirkan menuju dekanter (DC-101) untuk dipisahkan menjadi 2 fase, yaitu fase aqueous yang diteruskan ke Unit Pengolahan Limbah (UPL) dan fase organic yang diumpankan ke menara distilasi (MD-101) untuk memperoleh produk n-BMA dengan kemurnian 99% berat. Hasil bawah (MD-101) disimpan di dalam tangki produk, sementara hasil atas dikembalikan ke reaktor untuk meningkatkan efisiensi penggunaan bahan baku. Unit pendukung proses pabrik meliputi penyediaan air, steam, udara tekan, bahan bakar, dan listrik. Setiap satu kilogram n-BMA membutuhkan air sebesar 0,0035 m3, saturated steam 0,412 kg (13,982 bar), udara tekan 0,005 m³ (4,053 bar, 45ºC), listrik sebesar 0,024 kWh, bahan bakar Industrial Diesel Oil (IDO) 0,038 L, dan bahan bakar High Speed Diesel (HSD) 0,00026 L. Pabrik juga dilengkapi dengan laboratorium untuk mengontrol kualitas bahan baku dan produk. Perusahaan ini berbentuk Perseroan Terbatas (PT) dengan struktur organisasi line and staff. Setiap 1 kg produk membutuhkan 0,00398 manhour. aryawan berjumlah 199 orang dengan 116 orang bekerja secara shift dan 83 orang non-shift. Berdasarkan perhitungan ekonomi diperoleh nilai Payback Period dan Discounted Payback Period selama 2,129 tahun dan 2,549 tahun, Cummulative Cash Ratio dan Present Value Ratio sebesar 2,756 dan 1,639. Rate of Return on Investment dan Discounted Cash Flow Rate of Return sebesar 42,749% dan 18,593%. Evaluasi risiko dalam perhitungan analisa profitabilitas didapatkan nilai Break Event Point sebesar 42,250% dan Shut Down Point sebesar 26,411%. Berdasarkan pemilihan proses, pemenuhan kebutuhan dan tinjauan ekonomi dapat disimpulkan bahwa pabrik n-butil metakrilat dengan kapasitas 100.000 ton/tahun layak didirikan.