Prarancangan Pabrik Nitrobenzena dari Benzena dan Asam Campuran Kapasitas 200.000 ton/tahun

ABIYOGA GIBRAN, Muslikhin Hidayat, S.T., M.T., Ph.D.

2017 | Skripsi | S1 TEKNIK KIMIA

Nitrobenzena (C6H5NO2) merupakan senyawa aromatik yang dalam keadaan atmosferis berupa cairan berwarna kuning pucat hingga kuning kecoklatan. Sekitar 95% nitrobenzena yang dihasilkan di dunia digunakan sebagai bahan baku pembuatan anilin (C6H5NH2). Selain itu, nitrobenzena juga digunakan sebagai pelarut dan bahan pembuat senyawa kimia turunan lainnya. Prarancangan pabrik nitrobenzena ini memiliki target kapasitas 200.000 ton/tahun dan beroperasi selama 330 hari dalam satu tahun. Untuk memenuhi kapasitas produksi nitrobenzena, dibutuhkan bahan baku berupa 149.134,39 ton /tahun HNO3 70% dan 129.499,52 ton/tahun C6H6 dan katalis berupa 2257,2 ton/tahun kg/jam H2SO4. Sintesis nitrobenzena dilakukan dengan reaksi nitrasi benzena dengan katalis H2SO4¬. Reaksi dijalankan pada reaktor berupa reaktor alir tangki berpengaduk pada tekanan 1 atm dan suhu 50oC. Reaksi berlangsung pada fase cair-cair, eksotermis, isotermal dan non adiabatis, sehingga dibutuhkan pendinginan agar temperatur reaktor tetap terjaga pada suhu 50oC. Untuk memperoleh produk nitrobenzena dengan kemurnian 99% (w/w), digunakan unit separasi dan purifikasi yaitu 2 dekanter dan 1 menara distilasi. Pabrik ini direncanakan akan didirikan di Tuban, Jawa Timur, dengan luas tanah 70.000 m2 dan jumlah karyawan 241 orang. Kebutuhan energy untuk menjalankan pabrik ini meliputi kebutuhan listrik sebanyak 16.148.088,15 kWh/tahun dan bahan bakar berupa diesel sebanyak 1.003,90 m3/tahun. Kebutuhan air untuk utilitas adalah sebanyak 2.618.585,16 kg/jam, kebutuhan amonia sebanyak 28.817,01 kg/jam, dan kebutuhan chilling water sebanyak 164.563,22 kg/jam. Untuk menjalankan produksi, dibutuhkan modal tetap sebesar $48.708.076,96 + Rp 110.287.436.028,91 dan modal kerja sebesar $68.116.711,07 + Rp 28.880.324.401,85. Berdasarkan evaluasi ekonomi yang dilakukan, pabrik nitrobenzena ini tergolong high risk dengan nilai ROI sebelum pajak 47,54%, POT sebelum pajak 1,74 tahun, BEP 40,37%, SDP 25,82%, dan DCFRR 26,91%. Berdasarkan nilai-nilai diatas, dapat disimpulkan bahwa pabrik ini menarik secara ekonomi dan layak untuk dikaji lebih lanjut.

ABSTRACT Nitrobenzene (C6H5NO2) is an aromatic compound which in an atmospheric condition, it will take the form of liquid and the colour varies from pale yellow until browny yellow. approximately 95% of nitrobenzene in the world was used to be produced as raw material for aniline (C6H5NH2) production. In addition, nitrobenzene is also used as a solvent and other derivative chemical compounds. The design of this nitrobenzene plant has a target capacity of 200,000 tons / year and operates for 330 days in one year. To meet the production capacity of nitrobenzene, it takes raw material in the form of 149.134,39 ton /year HNO3 70% dan 129.499,52 ton/year C6H6 dan catalyst of 2257,2 ton/year H2SO4. The synthesis of nitrobenzene was carried out by a benzene nitration reaction with H2SO4 as the catalyst. The reaction is carried out at the reactor in the form of a stirred tank flow reactor at pressure of 1 atm and temperature of 50°C, so cooling mechanism is needed to keep the reactor temperature at 50oC. The reaction takes place in the liquid-liquid, exothermic, isothermal and non-adiabatic phases. To obtain nitrobenzene product with 99% (w/w) purity, then it will be purified with separation and purification unit consists of 2 decanters and 1 distillation column. The plant is planned to be built in Tuban, East Java, with a land area of 70,000 m2 and 241 employees. Energy requirements to run this factory include electricity needs of 16.148.088,15 kWh/year and diesel fuel as much as 1.003,90 m3/year. Water demand for utilities is as much as 2.618.585,16 kg/hour, the need for ammonia is 28.817,01 kg/hour, and the need of chilling water is 164.563,22 kg/hour. To run the production, the plant would have fixed capital of $ 48.708.076,96 + Rp110.287.436.028,91 and working capital of $ 68.116.711,07 + Rp 28.880.324.401,85. Based on the economic evaluation conducted, the nitrobenzene plant is classified as high risk with a pre-tax ROI of 47,54%, POT before tax of 1,74 years, BEP 40,37%, SDP 25,82%, and DCFRR 26,91%. Based on the above values, it can be concluded that this plant is economically attractive and feasible for further study.

Kata Kunci : Nitrobenzena, Benzena, Asam Campuran, 200.000 ton/tahun, Asam Nitrat, Asam Sulfat, Pabrik, Nitrobenzene, Benzene