Contoh Latar Belakang Pendirian Pabrik Ammonium Sulfat

BAB I

PENDAHULUAN

1. Latar Belakang Pendirian Pabrik

Negara Indonesia merupakan negara agraris, dimana sektor pertanian memegang peranan penting dalam perekonomiaan negara. Berkembangnya sektor pertanian semakin meningkatkan kebutuhan akan pupuk, sementara negara Indonesia juga mempunyai Sumber Daya Alam yang melimpah berupa bahan-bahan yang dapat diolah menjadi pupuk. Salah satu pupuk tersebut adalah pupuk Amonium Sulfat yang biasa disebut ZA.

Amonium Sulfat yang mempunyai rumus (NH4)2SO4 dikenal pula dengan nama ZA (Zuafel Amonium). Amonium Sulfat ini dihasilkan dengan reaksi antara Amonium dalam bentuk uap dengan Asam Sulfat dalam bentuk cair. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut :

2 NH3(g)   +   H2SO4(l) → (NH4)2SO4(c)   +    Q

Sebagian besar (97%) Amonium Sulfat digunakan sebagai pupuk nitrogen yang cocok untuk beberapa jenis tanaman dan sisanya (3%) digunakan dalam bidang industri seperti untuk pengolahan air, fermentasi, bahan tahan api dan penyamakan.

Saat ini pabrik yang memproduksi pupuk ini baru ada satu, yaitu PT. PETROKIMIA Gresik, yang berkapasitas 600 ribu ton/tahun, sedangkan pertumbuhan konsumsi kebutuhan akan pupuk ini terus meningkat yang diprediksikan akan meningkat menjadi 700 ribu ton/tahun pada tahun 2010. Untuk mengatasi peningkatan kebutuhan akan pupuk ZA dan mengurangi kebutuhan impor ZA serta mengurangi ketergantungan terhadap negara lain, disamping membuka lapangan kerja baru dalam rangka turut memberikan kesempatan kerja, sehingga jelaslah bahwa pendirian pabrik ZA di Indonesia perlu dilakukan.

Hal ini jika dilihat dari perkembangan jenis industri pengkonsumsinya yang kian beragam, dari hanya sebagai pupuk untuk lahan pertanian, meningkat menjadi katalis untuk membuat makanan menjadi berwarna gelap coklat kemerahan, electroplating, medicine, dan lain-lain.

Bahan baku pada pembuatan Amonium Sulfat di Indonesia dipandang masih sangat strategis dengan alasan sebagai berikut:

1. Pendirian pabrik Amonium Sulfat dapat memenuhi kebutuhan dalam negeri, sekaligus mengurangi impor.
2. Mendukung berkembangnya pabrik kimia lain yang menggunakan Amonium Sulfat sebagai bahan baku.
3. Membuka lapangan kerja baru, sehingga menurunkan tingkat pengangguran.

2. Kapasitas Rancangan

Dalam menentukan kapasitas produksi yang menguntungkan digunakan beberapa pertimbangan, yaitu:

1. Prediksi kebutuhan Amonium Sulfat di Indonesia,
2. Ketersediaan bahan baku.

Berdasarkan data dari BPS (Balai Pusat Statistik), menunjukkan impor Amonium Sulfat tiap tahun mengalami peningkatan secara signifikan. Hal ini jika dilihat dari pengkonsumsiaan Amonium Sulfat yang terus berkembang sebagai pupuk berwarna gelap coklat kemerahan, electroplating, medicine, dan lain-lain.

Tabel 1.1. Nilai Import Amonium Sulfat di Indonesia dari tahun 2000-2004

Tahun	Jumlah (kg)	(US$)
2000 2001 2002 2003 2004	101.188.633 116.266.999 246.988.264 237.484.956 346.928.452	3.694.173 8.068.744 15.937.287 15.660.589 19.855.319

Sumber : Balai Pusat Statistik Semarang

Laju volume impor Amonium Sulfat di Indonesia dianggap linier,       y = mx + c, dimana :

dengan x = tahun ke-

dan y = volume impor per tahun

Amonium Sulfat dari negara lain, maka pabrik pupuk Amonium Sulfat yang akan didirikan mempunyai kapasitas yaitu sebesar 700.000 ton/tahun. Didapatkan dari semua tabel diatas diolah dan menghasilkan persamaan linier untuk memprediksi pada tahun 2010.

Untuk Impor  : y = 6.107x – 1.1011

Pada tahun 2010 nilai import sebesar 700.000 ton, sehingga kekurangan Amonium Sulfat di Indonesia adalah 100.000 ton per tahun. Untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri, maka didirikan Amonium Sulfat dengan kapasitas 100.000 ton/tahun.

3. Lokasi

Lokasi pabrik merupakan hal yang penting dalam perancangan pabrik, karena berkaitan langsung dengan nilai ekonomi pabrik yang akan didirikan. Pemilihan lokasi pabrik ditentukan oleh beberapa faktor antara lain:

1.  Faktor Primer

Faktor primer ini secara langsung mempengaruhi tujuan utama dari pabrik yang meliputi produksi dan distribusi produk yang diatur menurut macam dan kualitas. Waktu dan tempat yang dibutuhkan konsumen pada tingkat harga yang terjangkau sedangkan pabrik masih memperoleh keuntungan yang wajar. Faktor primer meliputi :

1. Penyediaan bahan baku

Bahan baku merupakan kebutuhan utama bagi kelangsungan suatu pabrik untuk beroperasi sehingga pengadaanya harus benar-benar diperhatikan. Hal ini dapat mengurangi biaya transportasi dan penyimpanan.

Lokasi pabrik yang dipilih adalah Cikampek, Jawa Barat. Pabrik Amonium Sulfat merupakan weight gaining yaitu pendirian pabrik didasarkan pada sumber bahan baku, karena produk hasilnya lebih berat dari bahan baku sehingga akan lebih menguntungkan bila dekat dengan pasar. Ketersediaan bahan baku dapat diperoleh dari PT. Pupuk Kujang, PT. Timur Raya Tunggal, Jawa Barat dan dari PT. Sud Chemie Indonesia, Sukabumi yaitu untuk penyediaan Amonia dan Asam Sulfat.

2. Pemasaran produk

Pemasaran pabrik perlu memperhatikan letak pabrik dengan yang membutuhkan produk tersebut guna menekan biaya pendistribusian ke lokasi pengiriman dan waktu pengiriman. Daerah Cikampek merupakan daerah yang strategis untuk pemasaran karena dekat dengan Jakarta sebagai pusat perdagangan Indonesia. Amonium Sulfat banyak digunakan sebagai pupuk yang sangat dibutuhkan oleh para petani di sekitar daerah Jawa Barat, misalkan Cikampek dan Karawang. Selain itu juga bisa digunakan untuk pengolahan air buangan, dimana Cikampek merupakan daerah industri sehingga produknya dibutuhkan oleh pabrik-pabrik di sekitarnya.

3. Transportasi

Angkutan bahan baku menuju Cikampek cukup mudah, mengingat fasilitas jalan raya sangat lancar, selain itu juga pemasaran produk dari daerah Cikampek cukup strategis, karena letaknya ditengah kawasan industri. Fasilitas laut seperti pelabuhan dan bandara tersedia didekat lokasi pabrik.

1.3.2  Faktor Sekunder

a. Tenaga kerja dan tenaga ahli

Tenaga kerja dapat diperoleh disekitar pabrik, sedangkan tenaga ahli dapat didatangkan dari Jakarta, Bandung, dan Surabaya.

2. Kemungkinan Perluasan Pabrik

Faktor ini berkaitan dengan rencana pengembangan pabrik mendatang. Cikampek merupakan kawasan industri sehingga lahan di daerah itu disiapkan untuk pendirian suatu industri

c. Kebijakan Pemerintah

Pendirian suatu pabrik perlu mempertimbangkan kebijakan pemerintah yang terkait didalamnya. Kebijakan pengembangan industri dan hubungan dengan pemerataan kerja dan hasil-hasil pembangunan. Cikampek merupakan daerah yang telah disiapkan untuk kawasan industri sehingga sudah sesuai dengan kebijakan pemerintah.

3. Utilitas

Mengingat Cikampek adalah daerah industri yang sudah mapan maka penyediaan utilitas tidak mengalami kesulitan. Penyediaan listrik dapat diperoleh dari PLN. Sedang bahan bakar dapat diperoleh dari distributor.

4. Iklim

Posisi Indonesia di daerah tropis menyebabkan iklim di Indonesia hanya mempunyai dua musim yaitu musim penghujan dan musim kemarau sehingga menguntungkan dan memudahkan bagi pengembangan pabrik, kelancaran proses produksi dan pemasaran.

5. Sarana Penunjang Lain

Cikampek merupakan kawasan industri telah memiliki fasilitas terpadu seperti perumahan, sarana olahraga, sarana kesehatan, hiburan dan lainya. Walaupun nantinya perusahaan harus membangun fasilitas-fasilitas untuk karyawannya sendiri tapi untuk mengurangi biaya awal pendirian pabrik maka bisa digunakan fasilitas terpadu tersebut.

Memperhatikan pertimbangan-pertimbangan diatas, maka pendirian pabrik di Cikampek sangatlah tepat. Dengan alasan sebagai berikut :

1. Pemasaran hasil produksi

Daerah Cikampek merupakan daerah yang strategis untuk pemasaran karena dekat dengan Jakarta sebagai pusat perdagangan Indonesia. Amonium Sulfat banyak digunakan sebagai pupuk yang sangat dibutuhkan oleh para petani di sekitar daerah Jawa Barat, misalkan Cikampek dan Karawang. Selain itu juga bisa digunakan untuk pengolahan air buangan, dimana Cikampek merupakan daerah industri sehingga produknya dibutuhkan oleh pabrik-pabrik di sekitarnya.

2. Bahan Baku

Bahan baku dapat diperoleh dari PT. Pupuk Kujang untuk Amonia dan PT. Timur Raya Tunggal dan PT. Sud Chemie Indonesia, Jawa Barat untuk Asam Sulfat.

3. Kebijaksanaan Pemerintah

Pemerintah menetapkan Cikampek sebagai salah satu kawasan industri di Jawa Barat sehingga merupakan kawasan yang strategis.

4. Tinjauan Pustaka

1.4.1. Macam-macam Proses

Proses pembuatan Amonium Sulfat terdiri dari tahapan proses sebagai berikut :

1. Reaksi Netralisasi
2. Amonium Sulfat dari Coal Carbonazition Process
3. Reaksi antara Gypsum dan Amonium Carbamat
4. Proses Lain

1. Reaksi Netralisasi

Kebanyakan dari produksi Amonium Sulfat dibuat dari netralisasi dengan mereaksikan amonia dan asam Sulfat kuat pada tekanan atmosfer.

Reaksi tersebut adalah sebagai berikut:

NH3(g) + H2SO4 (l) → (NH4)2.SO4 (s) + Q

Reaksinya adalah eksotermis (67,710 cals/gm) atau sekitar 4320 BTU/lb.N. Panas yang timbul ini dikendalikan dengan penambahan air panas pada reaktor. Pada unit atmosfer pendinginan dapat dilakukan dengan pendinginan air melalui vessel.

2. Amonium Sulfat dari Coal Carbonazition Process

Pada tahun 1920 an, proses karbonasi batubara ini sangatlah populer dikalangan industri. Tapi pada perkembangannnya proses ini makin lama makin berkurang seiring dengan meningkatnya instalasi oil-gas process dan penggunaan minyak serta gas alam untuk pemanasan. Di lain pihak batu bara yang dikarbonasi tetap digunakan untuk memproduksi Amonium Sulfat.

Untuk memproduksi Amonium Sulfat dari batu bara ada tiga cara, yaitu langsung, tidak langsung, dan semi langsung. Pada proses langsung, mula-mula semua gas didinginkan untuk penghilangan sejumlah besar tar sebelum dialirkan ke saturator tipe buble atau spray. Kristal Amonium Sulfat dipisahkan dari liquornya, kemudian dicuci didalam centrifuge, dikeringkan, kemudian dibawa ke penyimpanan. Untuk proses langsung ini memiliki banyak sekali kelemahan terutama pada impuritas produk yang dikarenakan kontaminasi dari tar, pyridine, ataupun komponen organik lainnya yang nantinya akan mengakibatkan harga Amonium Sulfat yang dijual di pasaran menjadi jauh berkurang, dan juga klorid dari minyak ataupun air yang digunakan akan menyebabkan Amonium klorida dan menyebabkan korosif, kecuali telah dipasangi peralatan khusus pencegah korosif. Namun proses ini juga memiliki kelebihan yaitu biaya investasi dan operasi yang rendah, karena keterbatasan dari proses langsung ini, maka mulailah dicari metode baru yaitu proses tidak langsung. Pada proses ini gas panas dari oven mula-mula didinginkan dengan sirkulasi wash liquor dan scrubbing air. Liquor yang telah dikombinasikan kemudian dipisahkan dengan amonia bebas didalam stripping, kemudian setelah di stripper, liquor tersebut diolah dengan larutan biasa untuk pemisahan Amonium chloridanya. Setelah itu, barulah dialirkan ke dalam saturator yang kemudian dibentuk Amonium Sulfat.

Untuk proses semi langsung, gas didinginkan dan kemudian dihilangkan tarnya serta untuk memproduksi condensatnya yang mengandung cukup banyak amonia. Untuk proses semi langsung ini diproduksi dengan hasil Amonium Sulfat yang lebih murni dan dengan yield recovery amonia yang lebih tinggi.

3. Amonium Sulfat dari Gypsum dan Amonium Carbonat

Di negara Inggris, Austria dan India, Amonium Sulfat diproduksi dengan reaksi antara kalsium Sulfat dan Amonium carbonat. Metode ini dikenal juga sebagai Merseburg Process, yang menggunakan Gypsum dan Kalsium Sulfat Anhidrit.

Reaksi yang terjadi adalah:

NH3 (g) + H2O (l) → NH4OH (aq) -8.320 cal/gmol

2NH4OH (aq) + CO2 (g) → (NH4)2CO3 + H2O (l) -22.080 cal/gmol

CaSO4.H2O(aq)+(NH4)2.CO3(s)→CaCO3(s)+(NH4)2SO4(s)+H2O(l) -3.900 cal/gmol

Proses ini digunakan pada negara-negara yang memiliki sumber kalsium Sulfat tetapi tidak memiliki sulfur untuk memproduksi Amonium Sulfat. Baik produk dari proses ini dapat digunakan pada industri semen atau juga dapat digunakan pada pabrik kalsium Amonium nitrat.

4. Proses Lain

Amonium Sulfat dapat dibuat dengan mengabsorbsi gas sulfur pada pelarut organik dan menghasilkan sulfit/kaya liquor dengan udara untuk memproduksi Sulfat. Kemudian ditambahkan amonia untuk menghasilkan Amonium Sulfat. Setelah itu dipisahkan dari solventnya, di centrifugasi, dikeringkan kemudian di bagging. Solvent yang digunakan biasanya adalah Xylidine atau Monomethyanilin.

1.4.2. Kegunaan Produk

Amonium Sulfat terutama digunakan sebagai pupuk untuk memberikan unsur hara Nitrogen dan Belerang pada tanaman sebagai berikut :

1. Unsur hara Nitrogen
1. Membuat tanaman menjadi lebih hijau segar, banyak mengandung butir hijau daun yang penting dalam fotosintetis.
2. Mempercepat pertumbuhan tanaman (tinggi, jumlah anakan, cabang dan sebagainya).
3. Menambahkan kandungan protein hasil panen.

2. Unsur hara Belerang
1. Membuat pembentukan butir hijau daun (chlorophyl), sehingga daun menjadi lebih hijau.
2. Menambahkan kandungan protein dan vitamin hasil panen.
3. Memacu pertumbuhan anakan produktif.
4. Berperan sebagai sintesa minyak yang berguna bagi proses pembuahan zat gula.

Disamping digunakan sebagai pupuk, Amonium Sulfat juga digunakan dalam bidang industri seperti untuk pengolahan air, fermentasi, bahan tahan api dan penyamakan.

1.4.3. Sifat Fisis dan Kimia

1. Sifat dan Spesifikasi Bahan Baku

1. Asam Sulfat

Sifat Fisis :

• Rumus Molekul : H2SO4
• BM : 98,08
• Specifik gravity : 1,834
• Titik Leleh : 10,49 oC
• Titik Didih : 340 oC

Sifat Kimia:

• Tidak berwarna, tidak berbau
• Sebagian besar bereaksi dengan pelarut lainnya
• Asam Sulfat pekat merupakan agen dehidrasi yang kuat dan berbahaya pada kontak dengan kulit

2. Amonia

Sifat Fisis:

• Rumus Molekul : NH3
• BM : 17,03
• Spesifik gravity :

Pada – 40oC : 0,69

Pada 0oC : 0,63

Pada 40oC : 0,58

• Titik Lebur : -77,74 oC
• Titik Kritis, K : 405
• Titik Didih : -33,4 oC
• Massa Jenis (udara =1) : 0,5971
• Kelarutan dlm air dingin (4oC) : 89,9/100
• Kelarutan dlm air panas (100oC) : 7,4/100
• ρ gas : 0,7714 gr/lt (0oC)

: 0,888 gr/lt (-33,43oC)

• ρ cair : 0,6386 gr/lt (0oC)

: 0,682 gr/lt (-33,43oC)

Sifat Kimia:

• Amonia mengalami disosiasi mulai pertama kali pada 400-500oC, pada tekanan 1 atm
• Amonia bereaksi dengan klorin membentuk kloramin

2NH3 + 3 Cl2 → N2 + 6NH4Cl

• Oksidasi pada suhu yang tinggi dari NH3 akan menghasilkan nitrogen dan air

2NH3 + 2KMnO4 → 2KOH + MnO2 + 2H2O + N2

• Gas tidak berwarna
• Bau pesing, sangat larut dalam air
• Pada temperatur sekitar 100oC, amonia anhidrat di disosiasi menjadi hidrogen dan nitrogen

2. Sifat dan Spesifikasi Produk Utama

1. Amonium Sulfat

1. Sifat Fisis

• Rumus Kimia : ( NH4 )2 SO4
• BM : 132,14
• Fase : kristal
• Spesifik gravity : 1,769 gr/lt
• Titik Lebur : 512,2oC

2. Sifat Kimia

• Berwarna abu-abu kecoklatan sampai putih
• Berbentuk kristal
• Tidak mudah terbakar
• Larut dalam air
• Tidak larut dalam alkohol dan acetone

1.4.4. Tinjauan Proses Secara Umum

Pada proses netralisasi, gas amonia dan asam Sulfat cair diumpankan secara kontinu kedalam reaktor. Kondisi yang terjadi didalam reaktor adalah:

1. Temperatur reaksi 105oC pada tekanan atmosferik.
2. Level cairan dijaga 0,7–0,8 % dari volume reaktor supaya sparger asam Sulfat maupun sparger amonia selalu terendam dalam larutan.
3. Konsentrasi kristal dalam reaktor tidak boleh lebih dari 50%, karena jika melebihinya akan terjadi gumpalan kristal.
4. Dilakukan pengadukan secara terus menerus didasar reaktor dengan cara memasukkan amonia gas melalui sparger dan dengan memasukkan gas inert bertekanan untuk mencegah pengendapan kristal Amonium Sulfat didasar reaktor.

Produk yang keluar reaktor yang berupa campuran kristal dan mother liquor dimasukkan ke centrifuge untuk memisahkan kristal dari larutannya. Kristal tertahan screen diharapkan sebanyak 75%. Mother liquor ditampung dalam tangki. Untuk mengendapkan impuritas dalam larutan mother liquor ditambahkan asam phosphat 50% dan selanjutnya larutan dikembalikan ke dalam reaktor.