Prarancangan Pabrik Kimia Polivinil Alkohol dari Vinil Asetat Monomer dan Metanol

ANDRADHITA RAHMANIA ANDINI, Muslikhin Hidayat, S.T., M.T., Ph.D.

2014 | Skripsi | TEKNIK KIMIA

Polivinil alkohol merupakan polimer yang digunakan sebagai bahan baku pada industri bahan perekat (adesif), protective colloid, dan kertas. Selain itu polivinil alkohol dibutuhkan sebagai bahan pembantu pada industri tekstil, pestisida, kosmetik, serta pupuk. Prarancangan pabrik polivinil alkohol dari vinil asetat dan metanol bertujuan mengkaji kelayakan pabrik ini untuk didirikan. Pabrik polivinil alkohol dirancang dengan kapasitas 30.000 ton/tahun dan beroperasi secara kontinyu selama 330 hari/tahun dan 24 jam/hari. Bahan baku vinil asetat dibutuhkan sebanyak 9.004,17 kg/jam dan metanol sebanyak 3.030,30 kg/jam dengan konversi reaksi polimerisasi sebesar 86,23%. Metil asetat dihasilkan sebagain produk samping sebanyak 11.582,77 kg/jam. Polivinil alkohol diproduksi melalui dua tahap. Tahap pertama adalah polimerisasi vinil asetat dengan metode polimerisasi larutan menggunakan solven metanol. Reaksi polimerisasi dijalankan pada reaktor alir tangki berpengaduk dengan bantuan inisiator azobisisobutironitril pada tekanan 3 atm dan suhu 800C. Tahap kedua adalah hidrolisis polivinil asetat menggunakan metanol dengan bantuan katalis NaOH. Reaksi hidrolisis dijalankan pada dua buah reaktor alir tangki berpengadauk yang disusun seri pada tekanan atmosferis dan suhu 500C. Pabrik polivinil alkohol direncanakan untuk didirikan di Bontang, Kalimantan Timur dengan luas tanah 46.000 m2 dan mempekerjakan 216 orang karyawan. Kebutuhan energi untuk menjalankan pabrik ini meliputi kebutuhan listrik sebanyak 2.701.973 kWh/tahun dan bahan bakar berupa diesel sebanyak 7.038,65 m3/tahun. Kebutuhan air untuk utilitas adalah 5.351 kg/jam dan udara instrumen 150 m3/jam. Untuk menjalankan produksi, dibutuhkan modal tetap sebesar $ 23.913.587,10 dan modal kerja sebesar $ 18.094.535,87. Berdasarkan evaluasi ekonomi, pabrik polivinil alkohol tergolong low risk dengan nilai ROI sebelum pajak 50,99%, POT sebelum pajak 1,63 tahun, BEP 38,39%, SDP 21,70%, dan DCFRR 30,74%. Berdasarkan nilai-nilai diatas, dapat disimpulkan bahwa pabrik ini menarik secara ekonomi dan layak untuk dikaji lebih lanjut.

Polyvinyl alcohol is widely used as raw material on adhesives, protective colloids, and paper industry. The use of polvinyl alcohol as chemicals is also found in textile, pesticidse, cosmetics, and fertilizer industry. The preliminary design of polyvinyl alcohol plant is aimed to study the technical and economical feasibility of the plant upon establishment. Polyvinyl alcohol plant is designed at 30.000 ton/year capacity and to be operated continuously on 330 days/year. Vinyl acetate of 9,004.17 kg/hour and methanol of 3,030.30 kg/hour is used as raw materials, with 86,23% conversion of polimerization reaction. Methyl acetate is obtained as side product by 11,582.77 kg/hour. Polyvinyl alcohol is produced through two steps. The first phase is vinyl acetate polymerization by using solution polymerization method with methanol as the solvent. Polimarization is conducted on a continuous stirred tank reactor with azobisisobutyronitrile as the initiator on 3 atmosphere and 800C. The second phase is hydrolisis of polivinyl acetate by methanol using NaOH catalyst. Hydrolysis reaction is conducted on two continuous stirred tank reactors arranged in series on atmospheric pressure and 500C. The plant is designed to be constructed in Bontang, East Borneo on 46.000 m2 are and employs 216 labors. Energy consumption is sought to be 2,701,973 kWh/year of electricity and 7,038.65 m3/year of diesel. The utility unit is designed to provide 5,351 kg/hour of water and 150 m3/hour of instrumental air. Fixed capital costs $ 23,913,587.10 and working capital costs $ 18,094,535.87. Based on the economical feasibility study, polyvinyl alcohol plant is classified to carry low risk with 50.99% ROI before taxes, 1.63 POT before taxs, 38.39% BEP, 21.70% SDP, and 30.74% DCFRR. Considering the above technical and economical features, it is concluded that polyvinyl alcohol plant is appealing for further studies.

Kata Kunci : Polivinyl Alcohol, Vinyl Acetate Monomer, Methanol, Polymer