Prarancangan Pabrik Polivinil Alkohol dari Vinil Asetat dan Metanol dengan Kapasitas 40.000 ton/tahun

FARIDA ARISA, Ir. Wahyu Hasokowati, M.A.Sc

2017 | Skripsi | S1 TEKNIK KIMIA

Prarancangan pabrik polivinil alkohol dari vinil asetat dan metanol dirancang dengan kapasitas 40.000 ton/tahun digunakan untuk mengkaji kelayakan dari pabrik tersebut. Pabrik ini akan beroperasi 24 jam sehari selama 330 hari dalam setahun. Bahan baku yang dibutuhkan untuk memenuhi kapasitas dari pabrik ini adalah 9517,99 kg/jam vinil asetat monomer sebagai bahan baku utama dan 3330,49 kg/jam metanol. Secara overall, proses yang dilakukan pada pabrik ini terdiri dari persiapan bahan baku, reaksi polimerisasi vinil asetat, reaksi transesterifikasi polivinil asetat menjadi polivinil alkohol, dan pemurnian produk untuk mendapatkan produk utama berupa polivinil alkohol dan produk samping metil asetat. Reaksi Polimerisasi membutuhkan inisiator azobisisobutironitril (AIBN), sedangkan reaksi transesterifikasi membutuhkan katalis natrium hidroksida (NaOH). Kedua reaksi dijalankan dalam reaktor alir tangki berpengaduk (RATB). Reaksi polimerisasi dijalankan pada tekanan 3 atm dan suhu 800C dan reaksi transesterifikasi dengan 2 buah RATB seri pada tekanan atmosferis dan suhu 550C. Sentrifugasi digunakan untuk pemisahan produk utama dan menara distilasi untuk memisahkan produk samping. Pabrik ini akan didirikan di Kota Balikpapan, Provinsi Kalimantan Timur, dengan luas tanah 519.300 m2 dengan mempekerjakan 207 karyawan. Kebutuhan energi untuk menjalankan pabrik ini sebesar 1806,03 kW dengan bahan bakar diesel 39,9850 m3/jam, sedangkan kebutuhan air make-up untuk utilitas sebesar 5680,96 kg/jam dan udara instrument 169,9011 m3/jam. Untuk menjalankan produksi, pabrik ini membutuhkan modal tetap sebesar $ 26.434.986,54 + Rp 446.116.965.523,38 dan modal kerja sebesar $ 39.309.683,75 + Rp 18.598.391.642,24. Berdasarkan prosesnya, pabrik polivinil alkohol dari vinil asetat dan metanol ini tergolong pabrik low risk dengan nilai ROI sebesar 34,46%, POT 1,57 tahun, BEP 39,36%, SDP 21,65%, dan DCFRR 23,09%. Berdasarkan nilai-nilai di atas, dapat disimpulkan bahwa pabrik ini menarik secara ekonomi dan layak untuk dikaji lebih lanjut.

The preliminary design of polyvinyl alcohol from methanol and vinyl acetate monomer plant is designed to fulfil 40.000 tons/year capacity. This preliminary design is intended to review the feasibility and reliability of this plant construction. This plant will operate continuously for 24 hours a day and during 330 days/year in order to gain the product as the designed capacity. The raw material needed for this capacity is 9517,99 kg/hour vinyl acetate monomer as a main raw material and 3330,49 kg/hour methanol. Generally the process in this plant consist of 3 section, raw material preparation, vinyl acetate polymerization, polyvinyl acetate transesterification reaction, and product purification to obtain polyvinyl alcohol as main product and the side product is methyl acetate. Polymerization reaction needs azobisisobutyronitrile (AIBN) as an initiator of the polymerization process while transesterification reaction needs catalyst namely sodium hydroxide (NaOH). Both of that reaction is conducted in continuous stirred tank reactor (CSTR). Pressure and temperature for polymerization reaction is 3 atm and 800C while transesterification is in atmospheric condition and 550C. Centrifugation is used to separate the main product while distillation column used for separating the side product. The polyvinyl alcohol plant is located in Balikpapan, East Borneo and required 519300 m2 area and employs 207 labors. The energy consumed includes electricity about 1806,03 kW and 39,9850 m3/hour of fuel oil. Moreover, the utility requires 5680,96 kg/hour of make-up water and 169,9011 m3/hour of instrument air. Fixed capital needed for this plant $ 26.434.986,54 + Rp 446.116.965.523,38 and working capital $ 39.309.683,75 + Rp 18.598.391.642,24. Based on its processes, this plant is categorized as low risk chemical plant with 34,46% ROI (before taxes), 1,57 years POT (before taxes), 39,36% BEP, 21,65% SDP, and 23,09% DCFRR. From those point, it can be concluded that this preliminary design of this Polyvinyl Alcohol plant is quiet feasible for further studies.

Kata Kunci : Polymers, Vinyl Acetate, Methanol, Polyvinyl Alcohol