Mengenal Metanol (Sintesis & Uji Kualitas)

Sobat muda, kali ini saya akan sharing knowledge mengenai Metanol, salah satu produk petrokimia yang di Indonesia ini hanya ada 2 pabrik yang memproduksinya yaitu Kilang Medco Methanol Bunyu di Tarakan Kalimantan Timur dengan kapasitas 1000 MT/day, dan Kaltim Methanol Industri di Bontang dengan kapasitas 2000 MT/day juga di propinsi Kalimantan Timur.

Seperti biasa pembahasannya tidak terlalu mendalam, sebatas pengenalan proses produksi dan analisis kimia yang diperlukan untuk penentuan kualitasnya, sebatas pengetahuan saya sebagai Technician Laboratory yang pernah bekerja di sana. 

Selamat menyimak tulisan saya di bawah ini.

Methanol adalah senyawa Alkohol dengan 1 rantai Karbon. Rumus Kimia CH₃OH, dengan berat molekul 32. Titik didih 64⁰-65⁰C (tergantung kemurnian), dan berat jenis 0,7920-0,7930 (tergantung kemurnian). Secara fisik Methanol merupakan cairan bening, berbau seperti alkohol, dapat bercampur dengan air, etanol, chloroform dalam perbandingan berapapun, hygroskopis, mudah menguap dan mudah terbakar dengan api yang berwarna biru (kalau siang tidak kelihatan). Methanol lebih racun dari pada Alkohol (Ethanol) dan dalam jumlah sedikitpun dapat mengakibatkan buta hingga kematian. Ingat belakangan ini, banyak yang mati akibat minum bir oplosan?Setelah di selidiki ternyata mirasnya mengandung Methanol yang dalam perdagangan umum sering di sebut spiritus. Memang dalam perdagangan umum, methanol sering di beri warna (biru) akibat di beri tambahan senyawa cupri sulphate untuk membedakan Methanol teknis dengan Alkohol, dan dijual dengan nama Spiritus.

Berikut saya sharingkan proses pembuatan Metanol di pabrik Metanol terbesar di Indonesia yang pabriknya berada di kawasan PT Pupuk Kaltim, Bontang Kalimantan Timur.

Pabrik Metanol Bontang bersebelahan dengan pabrik Melamin 
PT DSM Kaltim Melamin

PEMBUATAN METHANOL

Secara teori Methanol dapat dibuat dari proses penyulingan kayu, gasifikasi batu bara muda dan sintesis gas alam, tapi yang akan saya tulis di sini adalah sintesis Methanol dari gas alam.

Reaksi pembuatan Methanol dengan sintesis gas alam adalah sebagai berikut:

                CH₄ + H₂O  <--------->  3 H₂ + CO

                CO  + 2 H₂  <--------->  CH₃OH

                CO₂ + 3 H₂  <--------->  CH₃OH + H₂O

Racun H₂S pada Natural Gas ditangkap dengan katalis ZnO, dan racun RSH ditangkap dengan katalis CoMo.

Adapun secara ringkas, tahapan proses sintesis Methanol adalah sebagai berikut:

Prereform: gas alam direaksikan dengan steam superheated, reaksi:

C_nH_2n+2 + n H₂O      <--------->         CO + (2n+1)H₂ -Q

CO       + 3 H₂         <--------->         CH₄ + H₂O +Q

CO       + H₂O         <--------->         CO₂ + H₂ + Q

Reforming : merubah CH₄ menjadi CO dan H₂ dengan bantuan steam, reaksi:

CH₄      + H₂O        <--------->          3 H₂ + CO – Q

Unit Reforming

Autotermal: merubah sisa-sisa CH4 dengan steam dan O₂, di mana reaksi                    partial dan sempurna berlangsung sekaligus, reaksi:

                  2 C_nH_2n+2 + (3+1n)O₂ <---------> 2_nCO₂ + (2_n+2)H₂O+Q

                 2 C_nH_2n+2 + 3nO₂       <---------> 2C_nCO+ 2H₂+ 4_nH₂O+Q

CH₄        + 2O₂          <---------> CO₂ + 2H₂)+ Q

CH₄        + O₂            <---------> CO + H₂ + H₂O+Q

 Unit Autotermal bentuknya seperti roket

Sintesis   : gas-gas CO, CO₂, dan H₂ lalu disintesis dalam reaktor dengan                            katalis Cu

Destilasi   : hasil dari sintesis gas di unit reactor kemurniannya masih  berkisar
                   70 %, maka dilakukan tahap akhir yaitu destilasi untuk
                   mendapatkan Methanol dengan kemurnian tinggi

Menara Destilasi Metanol 

Kualitas Methanol

Menurut standard IMPCA (International Methanol Producers and Consumer Assocation) kualitas Methanol tertinggi adalah Grade AA dengan kandungan Methanol minimal 99,85 %, dan kandungan Ethanol maksimal 10 ppm.

Analisa Kimia Methanol

Berikut akan saya tampilkan secara garis besar cara uji untuk analisa Methanol Grade AA beserta standard kualitasnya.

Acetone (mg/kg maks 30 mg/kg)

Untuk mengetahui impurities Methanol yaitu Acetone ini menggunakan ASTM E 346. Menggunakan Gas Chromatography dengan Coloumn Sorbitol 33% on Chromosorb PNAW 80/100.

Acidity as Acetic Acid (maks 30 mg/kg)

Untuk mengetahui tingkat keasaman Methanol. Menggunakan ASTM D 1613. Pengerjaannya secara Titrasi Asam basa dengan menggunakan NaOH 0,05 N sebagai Titrant dan Indicator PP.

Alkalinity as NH₃ (maks 30 mg/kg)

Untuk mengetahui tingkat kebasaaan Methanol. Menggunakan ASTM D1614. Analisa Acidity atau Alkalinity dikerjakan salah satu saja tergantung pH Methanol. Biasanya tidak dikerjakan mengingat pH Methanol Grade AA ± 6.5-7,0.

Appearance (Clear, free of suspended)

Standar yang dipakai IMPCA 003-98. Pengerjaan Methanol dilihat secara Manual dalam tabung Nessler yang bersih.

Chloride (max 0.1 mg/kg)

Standar yang dipakai IMPCA 002-98. Pengerjaan secara Titrasi Potensiometric dengan AgNO₃ sebagai Tirant sampai didapat Titik Equivalen

Colour (Pt-Co Scale max 5)

Standar yang dipakai ASTM D 1209. Menggunakan alat LOVIBOND COMPARATOR DAYLIGHT/sejenisnya. Analisanya adalah dengan membandingkan warna Methanol dengan Standard Pt-Co. Untuk pembutan standard Pt-Co sebagai berikut:

Siapkan dulu Standard 500 Pt-Co=1,245 gr K₂PtCl₆+1,0000 gr CoCl₂.6H₂O, larutkan dalam 100 ml HCl pekat, lalu encerkan sampai 1 liter (pengerjaan dengan labu ukur 1000 ml). Ambil 1,00 ml larutan stock encerkan dengan air sampai 100 ml (pengerjaan dengan labu ukur 100 ml), maka didapat standar 5 Pt-Co.

Distillation Range (64,5 ⁰C max ± 0,1⁰C)

ASTM D 1078. Ini adalah uji spesifik dari Methanol yaitu dengan mengetahui titik didihnya, dimana Methanol murni akan mempunyai titik didih pada 64,5 ⁰C ± 0,1⁰C

Ethanol Content  (max. 10 mg/kg)

ASTM E 346. Ethanol adalah imputities terbesar kedua setelah air, pada Methanol murni kandungan Ethanol maksimal 10 ppm. Analisa menggunakan Gas Chromatography dengan Coloumn yang sama dengan Analisa Acetone.

Nonvolatile Content (max. 8mg/1000mg)

ASTM D 1353, untuk memastikan tidak ada suspended solid dalam Methanol. Analisanya dengan menguapkan Methanol pada suhu 105⁰C dalam cawan Platina. Lalu didinginkan dalam desikator dan ditimbang. Nonvolatile Content diketahui dari bobot sebelum dan sesudah pemanasan.

Odour (Characteristic free of foreign odour)

ASTM D 1296. Uji dengan organoleptik. Yang harus diperhatikan jangan lansung mencium Methanol langsung tapi dari uap yang dikibas-kibaskan dengan tangan.

Purity (min. 99.85 %)

IMPCA 001-02. Analisa menggunakan Gas Chromatography dengan Coloumn yang sama dengan Analisa Acetone, dan Ethanol.

Permanganate Time (min. 60 minute)

ASTM D 1363. Menggunakan Kalium Permanganat dengan konsentrasi 0,2 gr /liter. Larutan pembanding 175 mg CoCl2.6 H2O+21,40 ml Stock Solution 500 Pt-Co yang dilarutkan dalam air sampai 50 ml (labu ukur).

Kalium Permanganat adalah pengoksidasi paling kuat kedua setelah Cerium (IV) Sulfat. Dengan analisa ini dapat diketahui total zat-zat pengotor yang ada dalam Methanol, baik pengotor dari proses produksi, jalur pipa maupun Tangki penyimpanan. Bila dalam Methanol tersebut ‘bersih’ maka Kalium Permanganat yang ditambahkan tidak akan berubah warnanya walau lebih dari 60 menit. Methanol Grade AA yang langsung dari unit Destilasi bahkan mempunyai Permanganat Time sampai lebih dari 90 menit.

Specific Gravity 20/20⁰C (max. 0.792-0,793)

ASTM D 4052. Menggunakan alat Density Meter digital atau piknometer kapiler. Dencity Methanol yang terbaca dibandingkan dengan Dencity air pada 20⁰C.

Total Iron (max 0.1 mg/kg)

ASTM E 394. Berdasarkan reaksi Besi dengan 1,1 orthopenanthroline, analisa dengan menggunakan Spektrofotometer UV/Vis pada Lambda 510 nm.

Water Content (max 0.1% w/t)

ASTM E 1064. Air adalah impurities terbesar dalam Methanol, karena sifatnya yang Higroskopis. Menggunakan alat Karl Fisher metode Coulometric.

Sumber: Pengalaman Kerja Penulis

Terima kasih telah membaca tulisan saya, semoga bermanfaat, bila ada yang ingin ditanyakan jangan ragu untuk bertanya pada kolom komentar dibawah ini. Bila mampu saya akan menjawabnya.

Salam,
Beny Satyahadi


Numpang Selfie: