Prarancangan Pabrik Metil Akrilat dari Propilena (Via Asam Akrilat) dengan Kapasitas 60.000 Ton/Tahun
Deva Ridho Ananto, Prof. Dr. Ir. Edia Rahayuningsih, M.S., IPU.
2025 | Skripsi | TEKNIK KIMIA
Metil Akrilat merupakan senyawa
metil-ester dari asam akrilat. Metil akrilat banyak digunakan sebagai monomer
dalam industri plastik untuk memproduksi polimer akrilik, yang kemudian
dijadikan bahan baku dalam pembuatan plastik, pelapis, perekat, dan elastomer.
Metil akrilat dapat diperoleh dengan tiga tahap, tahap pertama oksidasi
propilen secara parsial menggunakan oksigen untuk membentuk akrolein, kemudian
oksidasi akrolein membentuk asam akrilat, dan tahap akhir berupa reaksi
esterifikasi asam akrilat membentuk metil akrilat dengan bantuan metanol.
Propilen akan direaksikan pada fase gas pada tekanan 3 atm dan suhu 320? dalam
reaktor fixed bed multitube. Reaksi yang terjadi berupa reaksi oksidasi
menggunakan katalis Bismuth-Molybdate (Bi2Mo3O12). Reaksi dilanjut dengan
oksidasi akrolein fase gas pada tekanan 2,7 atm dan suhu 350? dalam reaktor fixed
bed multitube. Reaksi yang terjadi berupa reaksi oksidasi menggunakan
katalis Vanadium Molybdenum (V2Mo3O12). Reaksi terakhir, reaksi esterifikasi
untuk membentuk metil akrilat dari asam akrilat dan metanol. Reaksi fase cair
ini terjadi pada tekanan 3 atm dan suhu 95? dalam reaktor alir tangki
berpengaduk yang disusun seri sebanyak 3 buah dengan bantuan katalis asam
sulfat.
Pabrik Metil akrilat akan dibangun di
kawasan industri Cilegon, Banten dengan luas 8,8 ha dengan jumlah pekerja
sebanyak 308 orang. Pabrik ini dirancang dengan kapasitas 60.000 ton/tahun (330
hari, 24 jam). Untuk menghasilkan metil akrilat dengan kemurnian sebesar 99,5%
sebanyak 60.000 ton/tahun, diperlukan bahan baku berupa propilen sebesar
8.699,1 kg/jam yang diperoleh dari PT Chandra Asri Petrochemical dan metanol
sebesar 5.078,8 kg/jam. Pabrik ini membutuhkan air untuk menunjang proses
produksi sebesar 36.846,53 kg/jam, listrik untuk kebutuhan pabrik sebesar
582,77 kW, dan udara untuk kebutuhan pabrik sebesar 59.450,17 kg/jam.
Kebutuhan modal tetap untuk pabrik
ini adalah $19.779.558,51 + Rp31.249.292.442,57 dengan modal kerja sebesar
$21.932.015,79 + Rp4.055.782.587,93. Dengan profit after tax sebesar
$3.752.023,37 setiap tahunnya, didapatkan nilai ROI before tax sebesar
22,17?n after tax sebesar 17,29%, nilai (POT) before tax
sebesar 3,21 tahun dan after tax sebesar 3,8 tahun, nilai BEP sebesar
56,04%, nilai SDP sebesar 34,22%, serta nilai DCFRR sebesar 14,79%. Dengan
demikian, Pabrik Metil akrilat dari propilena via asam akrilat dengan kapasitas
60.000 ton/tahun layak dan menarik untuk ditinjau lebih lanjut.
Methyl acrylate is a methyl ester
derivative of acrylic acid. It is widely utilized as a monomer in the plastics
industry to produce acrylic polymers, which serve as raw materials for the
manufacture of plastics, coatings, adhesives, and elastomers. Methyl acrylate
can be synthesized through a three-stage process. The first stage involves the
partial oxidation of propylene using oxygen to produce acrolein. This is
followed by the oxidation of acrolein into acrylic acid, and finally, an
esterification reaction between acrylic acid and methanol yields methyl
acrylate. The oxidation of propylene is carried out in the gas phase at a
pressure of 3 atm and a temperature of 320°C within a multitube fixed-bed
reactor. This reaction employs bismuth molybdate (Bi?Mo?O??) as a catalyst.
Subsequently, the acrolein undergoes further gas-phase oxidation in a similar
multitube fixed-bed reactor at 2,7 atm and 350°C, using vanadium molybdenum
oxide (V?Mo?O??) as a catalyst. The final step is a liquid-phase esterification
reaction between acrylic acid and methanol, occurring at 3 atm and 96°C in a
series of three continuous stirred-tank reactors (CSTRs), catalysed by sulfuric
acid.
The proposed methyl acrylate plant is
to be constructed in the Cilegon Industrial Zone, Banten, on a site covering
8.8 hectares and employing a workforce of 308 personnel. The plant is designed
for a continuous production capacity of 60,000 tonnes per year (24 hours, 330
days). To achieve the targeted production volume of 60,000 tonnes per year at
99.5% purity, the plant will consume approximately 8,699.1 kg/h of propylene
sourced from PT Chandra Asri Petrochemical and 5,078.8 kg/h of methanol.
Additionally, the facility requires 36,846.53 kg/h of water, 582.77 kW of
electrical power, and 59,450.17 kg/h of air to support the operational
processes.
The fixed capital investment for the
plant is estimated at USD 19,779,558.51 + IDR31,249,292,442.57, while the
working capital requirement stands at USD 21,932,015.79 + IDR 4,055,782,587.93.
With an annual post-tax profit of USD 3,752,023.37, the project yields a ROI of
22.17?fore tax and 17.29?ter tax. POT is 3.21 years before tax and 3.8
years after tax. The Break-Even Point (BEP) is calculated at 56.04%, the
Shut-Down Point (SDP) at 34.22%, and the Discounted Cash Flow Rate of Return
(DCFRR) at 14.79%. In conclusion, the establishment of a methyl acrylate plant
based on propylene via acrylic acid, with a production capacity of 60,000
tonnes per annum, demonstrates strong economic feasibility and is deemed viable
and attractive for further consideration.
Kata Kunci : akrolein, asam akrilat, esterifikasi, metil akrilat, oksidasi
