BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Pembangunan Industri kimia di Indonesia perkembangannya sangat pesat. Hal ini dibuktikan dengan banyak berdirinya pabrik kimia di Indonesia. Kegiatan pengembangan industri kimia di Indonesia diarahkan untuk meningkatkan kemampuan nasional dalam memenuhi kebutuhan akan bahan kimia dalam negeri dan juga luar negeri, guna menghadapi era pasar bebas. Selain itu ikut memecahkan masalah ketenagakerjaan di dalam negeri.
Salah satu jenis industri kimia adalah industri kimia penghasil Hidrogen Fluorida. Pabrik Hidrogen Fluorida yang ada saat ini semuanya masih terdapat diluar negeri. Hidrogen Fluorida adalah salah satu jenis hasil produksi industri kimia yang banyak dibutuhkan oleh pasar Internasional.
Kegunaan Hidrogen Fluorida saat ini adalah untuk bahan pembuatan fluorokarbon yang biasa digunakan sebagai bahan refrigeran, blowing agent, pelarut, herbisida, bahan baku farmasi, penaik angka oktan pada bensin, komponen elektrik, fluorescent bola lampu, peleburan gelas dan logam, serta sebagai sumber bahan baku pembuatan bahan fluoropolimer. Selain itu, HF dibutuhkan dalam industri nuklir, teknologi yang digunakan untuk bahan bakar uranium pada reaktor, yaitu sebagai pembangkit listrik komersial yang memerlukan uranium untuk mengkonversi menjadi uranium hexaFluorida dalam bentuk gas. Sebagian besar Hidrogen Fluorida juga digunakan pada industri aluminum, yang digunakan pada produksi aluminium fluorida (AlF3), dan criolite (sodium aluminium fluorida), dan sebagian kecil digunakan sebagai alkilasi katalis serta speciality chemicals.
Hidrogen Fluorida dapat diproduksi dengan menggunakan bahan baku Kalsium Fluorida dan Asam Sulfat.
B. Prospek Pasar
Data import Hidrogen Fluorida Indonesia dari tahun 2001 – 2006 :
Tabel 1. Data import hidrogen fluorida Indonesia.
| Tahun | Jumlah (kg/tahun) |
| 2001 2002 2003 2004 2005 2006 | 851.258 703.731 558.404 841.665 842.925 1.173.425 |
Sumber : Biro Pusat Statistik 2006.
Dari data kebutuhan Hidrogen Fluorida dalam negeri, kebutuhan Hidrogen Fluorida di Indonesia relatif sedikit. Tetapi secara umum kebutuhan Hidrogen Fluorida di dunia sangat besar hal ini ditunjukan dengan data pabrik – pabrik Hidrogen Fluorida yang sudah ada di dunia.
Tabel 2. Data pabrik-pabrik Hidrogen Fluorida yang sudah ada.
| Negara | Nama Perusahaan | Kapasitas (ton/tahun) |
| United State Canada United State Mexico Mexico United State China China China | Honeywell Allied Signal Du Pont Solvay Fluor Mexico Quimica Fluor Alcan Aluminium Zhejiang Xingteng Shanghai Tianyuan Chemical Xinhua Chemical Plant | 130.000 52.000 80.000 31.000 94.000 34.000 150.000 60.000 78.000 |
Berdasarkan pada Pabrik – pabrik Hidrogen Fluorida yang sudah di bangun, maka pabrik direncanakan akan memproduksi Hidrogen Fluorida sekitar 150.000 ton/tahun. Diharapkan pada kapasitas tersebut kebutuhan Hidrogen Fluorida di dunia dapat terbantu, Khususnya untuk kebutuhan dalam negeri.
Pabrik Hidrogen Fluorida perlu didirikan di Indonesia dengan alasan - alasan sebagai berikut :
1. Pabrik Hidrogen Fluorida belum banyak yang didirikan di Indonesia.
2. Mengurangi ketergantungan terhadap negara asing karena selama ini seluruh kebutuhan Hidrogen Fluorida Indonesia diperoleh secara import.
3. Meningkatkan pertumbuhan industri kimia di Indonesia dan mendukung program pemerintah dalam peningkatan industri hulu, guna mendukung industri hilir dalam menghadapai era pasar bebas.
4. Memberikan lapangan pekerjaan baru sehingga mengurangi jumlah/tingkat pengangguran serta menambah tingkat perekonomian masyarakat Indonesia.
C. Pemilihan Lokasi
Lokasi pabrik sangat berpengaruh terhadap kelangsungan hidup suatu pabrik, maka dalam menentukan tempat berdirinya perlu didasarkan pada perhitungan yang matang sehingga menguntungkan perusahaan baik dari segi teknis maupun ekonomisnya. Lokasi yang dipilih untuk pabrik ini adalah Gresik, Jawa Timur, yang diharapkan dapat memberikan keuntungan yang sebesar-besarnya.
Adapun faktor – faktor yang dipertimbangkan dalam pendirian pabrik Hidrogen Fluorida ini adalah :
1. Pengadaan bahan baku
Bahan baku pabrik Hidrogen Fluorida adalah Kalsium Fluorida yang diperoleh dengan mengimport dari china dan Asam Sulfat (Oleum) dari PT. Petrokimia Gresik. Oleh karena itu untuk mendapatkan kemudahan maka perencanaan lokasi pabrik diusahakan berdekatan dengan pelabuhan dan dekat dengan pabrik Asam Sulfat.
2. Sarana penunjang seperti air
Pabrik Hidrogen Fluorida ini memerlukan air yang relatif cukup banyak, baik untuk alat-alat pendingin, steam, dan keperluan lainnya. Untuk pemenuhan kebutuhan ini, pengadaan air diambil dari anak sungai Bengawan Solo.
3. Tenaga kerja
Tenaga kerja di Indonesia cukup banyak, sehingga penyediaan tenaga kerja tidak begitu sulit diperoleh. Tenaga kerja yang berpendidikan menengah atau kejuruan dapat diambil dari daerah sekitar pabrik.
4. Pemasaran
Hidrogen Fluorida merupakan bahan intermediet, yang banyak dibutuhkan oleh negara industri maju seperti China, Korea Selatan, Amerika dan Negara – negara di daerah Pasifik maka pemilihan lokasi di Gresik, Jawa Timur adalah tepat, karena akan memperpendek jarak pengiriman.
5. Sarana Transportasi
Sarana transportasi dan pengangkutan di Gresik cukup tersedia, baik darat maupun laut. Sehingga memudahkan dalam pendistribusian bahan baku dan produk.
6. Iklim.
Keadaan iklim dan cuaca di Jawa Timur khususnya Gresik umumnya baik.
7. Lingkungan.
Letak pabrik ini berada di daerah industri, yang berdekatan dengan PT. Petrokimia Gresik dan sehingga faktor perundang-undangan dan peraturan setempat tidak menjadi masalah. Setelah melalui studi kelayakan Analisis Mengenai Dampak Lingkungan (AMDAL), masalah polusi baik polusi udara, polusi suara dan polusi air bisa diatasi.
D. Tinjauan Pustaka
1. Pemilihan Proses
Proses pembuatan Hidrogen Fluorida masih belum banyak yang dilakukan, tetapi yang umum hanya ada 2 Proses yaitu sebagai berikut :
a) HF dari Kalsium Fluorida dan Asam Sulfat
HF dari kalsium fluorida dan asam sulfat
Reaksinya adalah sebagai berikut :
CaF2 (S) + H2SO4(l) → CaSO4 (S) + 2HF(g)
Yield yang dihasilkan dari reaksi ini adalah 85-95 % pada suhu dalam reaktor mencapai 250 – 300oC.
b) Proses Hidrotermal
Proses Hidrothermal, menggunakan bahan baku Kalsium fluorida (CaF2), silika (SiO2) dan air (H2O).
Reaksinya adalah sebagai berikut :
CaF 2 + SiO 2 + H 2 O 
CaSiO 3 + 2HF
CaSiO 3 + 2HF Yield yang diperoleh dari proses ini sekitar 90%. Proses ini tidak menggunakan katalis. Reaksi pada suhu sekitar 1926-2760 oC. Panas reaksi didapatkan dari pembakar gas hidrokarbon yang terdiri atas metana atau propana dan atau dengan oksigen bebas, namun proses pembakaran hidrokarbon ini juga menghasilkan gas CO, CO2 dan N2.
Berdasarkan dari proses pembuatan Hidogen Fluorida tersebut di atas, maka dipilih menggunakan proses yang pertama yaitu proses pembuatan Hidogen Fluorida dengan menggunakan bahan baku Kalsium Fluorida dan Asam Sulfat, dikarenakan ketersediaan bahan baku yang menguntungkan bila pabrik tersebut didirikan di Indonesia selain itu suhu yang digunakan pada proses (a) lebih rendah dari pada proses (b).
2. Tinjauan Termodinamika
Menghitung Entalpi Pembentukan Standart 
Sifat termodinamika senyawa pada 298 K.
| Komponen | ∆Hf0298K (kJ/mol) |
| CaF2(S) | -1228 |
| H2SO4(l) | -814 |
| CaSO4(S) | -1425,2 |
| HF(g) | -273,3 |
Menghitung Panas Reaksi 
pembentukan HF pada 298 K.
pembentukan HF pada 298 K. 
kJMenghitung Energi Gibbs 
CaF2 (S) + H2SO4(l) → CaSO4 (S) + 2HF(g) ∆HR0 = 70,2 kJ
Secara termodinamika, suatu reaksi kimia dapat berlangsung (secara spontan) jika perubahan energi Gibbs reaksinya berharga negatif 
.
.Pedoman data ∆G0 sebagai kriteria kelayakan termodinamika reaksi, sebagai berikut:
| ∆G0 (kJ/mol) | Tingkat Kelayakan |
| ∆G0 < -40 | Sangat layak |
| -40 < ∆G0 < 0 | Layak |
| 0 < ∆G0 < 40 | Bisa layak, tetapi sangat bergantung pada kondisi reaksi |
| ∆G0 > 40 | Pada umumnya tidak layak |
a) Menghitung Entropi 
pembentukan HF pada 298 K.
pembentukan HF pada 298 K.| Komponen | ∆S˚298 (kJ/mol.K) |
| CaF2(S) | 0,06860 |
| H2SO4(l) | 0,15690 |
| CaSO4(S) | 0,10840 |
| HF(g) | 0,173779 |
kJ/Kb) Menghitung Energi Gibbs 
pembentukan HF pada berbagai suhu.
pembentukan HF pada berbagai suhu.Diketahui Cp masing-masing komponen:
| Komponen | Cp˚298 (kJ/mol.K) |
| CaF2(S) | 0,067 |
| H2SO4(l) | 0,1389 |
| CaSO4(S) | 0,099 |
| Komponen | A | B | c | d |
| HF(g) | 29,085 | 9,6118*10-4 | -4,4705*10-6 | 6,783*10-9 |
kJ
kJ (reaksi masih dapat berlangsung tetapi konversi kecil)Analog dengan cara di atas, diperoleh 
pada berbagai suhu sebagai berikut:
pada berbagai suhu sebagai berikut:| T (K) | (kJ) |
| 298 | 1,52292 |
| 304 | -0.15139 |
| 398 | -26.37985 |
| 498 | -54.26943 |
| 523 | -61,23776 |
| 598 | -82,12722 |
Dari tabel diatas, dapat disimpulkan bahwa semakin tinggi suhu maka semakin negatif (reaksi semakin layak).
semakin negatif (reaksi semakin layak).1) Menghitung Suhu Keluar
CaF2 (S) + H2SO4(l) → CaSO4 (S) + 2HF(g) ∆HR0 = 70,2 kJ
 |
Karena adiabatis 
, maka 
, maka 
kJ
kJ
kJ
Dengan trial dan error, diperoleh suhu keluar = T2 = 146,15 K. Pada suhu tersebut reaksi masih berlangsung dengan tingkat koversi yang rendah.3. Tinjauan Kinetika
∆HR0 = 70,2 kJ
Persamaan kecepatan reaksinya dapat ditulis sebagai berikut:
Dengan harga konstanta kecepatan reaksi (k) dan factor tumbukan A adalah:
Sehingga:
Dimana,
- rA = Kecepatan reaksi A
d = Diameter tumbukan
R = tetapan gas [R = kB . Nav]
kB = Konstanta boltzman (1,30 . 10-23 J/K)
Nav = Bilangan Avogadro (6,023.1023 molekul/mol)
M = Berat molekul (g/mol)
Ea = Energi aktifasi (kJ/mol)
Diameter tumbukan untuk:
Ca = 0,99.10-8 cm
F = 0,07.10-8 cm
H = 2,08.10-8 cm
O = 1,4.10-8 cm
S = 1,84.10-8 cm
0,99.10-8 + (0,07.10-8 . 2) = 1,13 10-8 cm
(2,08.10-8. 2) + 1,84.10-8 + (1,4. 10-8 .4) = 11,6.10-8 cmBesarnya energi aktifasi reaksi diatas adalah:
Ea/R = 500 1/K (Houston, 1986)
Besarnya konstanta kecepatan reaksi pada suhu 523 K adalah sebagaiberikut:
k = 1,48756*1011 l/mol.detik
k = 8,92539*1015 l/kmol.menit
Konstanta kecepatan reaksi (k) dari perhitungan di atas dikerjakan berdasarkan pendekatan gas, maka diperoleh nilai yang besar. Karena reaksi yang digunakan adalah fase cair, maka diperlukan faktor koreksi.
Sehingga k pada kondisi cair = 8,92539*1015 l/kmol.menit * (faktor koreksi)
= 8,92539*1015 l/kmol.menit * 6,1396*10-4
= 5,4798*1012 l/kmol.menit
4. Potensial Ekonomi
Supaya potensial ekonominya dapat diketahui, maka diperlukan data harga bahan baku dan produk yang dapat dilihat pada dibawah ini.
Tabel 4. Data harga bahan dan produk tahun 2007
| Komponen | Berat Molekul | Harga US$ /lb |
| CaF2 | 78 kg/kgmol | 0,09 |
| H2SO4 | 98,8 kg/kgmol | 0.07 |
| HF | 20 kg/kgmol | 0,65 |
| CaSO4 | 136 kg/kgmol | 0,74 |
Potensial ekonomi
EP = {(2 x 0.65 x 20) + (0.74 x 136) }–{(0.09 x 78) + (0.07 x 98 )}
= US$ 112,76
mas masih ada file word/lengkapnya laporan ini gak mas, kalau ada boleh minta kirim ke email mas, makasi
ReplyDelete