Upload
vomien
View
217
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Prarancangan Pabrik Propilen Glikol dari Propilen Oksida dan Air
Kapasitas 429.000 Ton per Tahun
Unit Pendukung dan Laboratorium
Agus Sulistiyono
D 500 080 008
58
BAB IV
UNIT PENDUKUNG DAN LABORATORIUM
4.1 Unit Pendukung Proses
1. Unit penyediaan dan pengolahan air.
Unit ini berfungsi untuk penyedia kebutuhan air pendingin, air umpan
boiler, air domestik, dan air proses.
2. Unit Penyediaan steam
Unit ini berfungsi untuk proses pemanasan di Reboiler dan Heat
Exchanger
3. Unit penyediaan listrik
Unit ini berfungsi untuk tenaga penggerak peralatan proses maupun
penerangan. Listrik diperoleh dari PLN dan generator set sebagai
cadangan apabila PLN mengalami gangguan
4. Unit penyedia bahan bakar
Unit ini berfungsi untuk menyediakan bahan bakar penggerak boiler dan
generator.
5. Unit penyedia udara tekan
Udara tekan brfungsi untuk alat kontrol pneumatik. Alat penyedia udara
tekan adalah kompresor, condensor, dan tangki udara
6. Unit Laboratorium
Unit ini brfungsi untuk menunjang proses produksi dan menjaga mutu
produk yang dihasilkan. Dan juga untuk menganalisis proses dan bahan
baku.
7. Unit pengolahan limbah
Unit ini berfungsi untuk mengolah limbah buangan pabrik
Prarancangan Pabrik Propilen Glikol dari Propilen Oksida dan Air
Kapasitas 429.000 Ton per Tahun
Unit Pendukung dan Laboratorium
Agus Sulistiyono
D 500 080 008
59
4.1.1 Unit penyediaan dan pengolahan air
Pemenuhan kebutuhan air di industri umumnya menggunakan air sumur,
air sungai maupun air laut. Namun, kebutuhan air dalam perancangan pabrik
propylene glycol ini diperoleh dari sungai Bengawan Solo yang melintas di
Gresik.
Air sungai dipilih sebagai sumber air bagi pabrik dengan pertimbangan
pengolahan air sungai relatif lebih mudah, sederhana, dan biaya pengolahan relatif
murah dibandingkan dengan proses pengolahan air laut yang lebih rumit dan biaya
pengolahannya lebih mahal.
Penyediaan air pada pabrik propylene glycol digunakan untuk berbagai
macam keperluan, antara lain:
a. Air domestik
Air domestik digunakan dalam pemenuhan kebutuhan kantor, air minum,
laboratorium, dan perumahan. Syarat air domestik meliputi (Permenkes, 2010):
1. Syarat fisika, meliputi :
• Tidak berasa
• Warnanya jernih
• Tidak berbau
• Total zat padat terlarut 500 mg/L
2. Syarat kimia, meliputi :
• Tidak mengandung zat organik maupun anorganik
• Tidak beracun
• pH 6,5-7,5
3. Syarat bakteriologis, tidak mengandung bakteri-bakteri, terutama bakteri E.Coli
dan Koliform.
Prarancangan Pabrik Propilen Glikol dari Propilen Oksida dan Air
Kapasitas 429.000 Ton per Tahun
Unit Pendukung dan Laboratorium
Agus Sulistiyono
D 500 080 008
60
b. Air pendingin
Ada beberapa faktor yang menyebabkan air digunakan sebagai media
pendingin, yaitu (Nurani, 2011):
1. Mempunyai kapasitas panas yang tinggi
2. Air termasuk materi yang dapat diperoleh dalam jumlah besar
3. Tidak terdekomposisi
4. Tahan terhadap radiasi
5. Tidak memerlukan kemurnian yang tinggi seperti halnya air untuk proses dan
umpan boiler
6. Mudah dalam pengaturan dan pengolahannya.
Namun, ada pula beberapa hal yang perlu diperhatikan pada penggunaan
air sebagai pendingin, antara lain (Nurani, 2011):
1. Korosi
Korosi terjadi akibat pH rendah. Namun, selain pH ada beberapa jenis
mikroorganisme yang menyebabkan korosi seperti Nitrifying bacteria dan
Sulfate reducing bacteria (SRB) yang dapat menghasilkan asam sulfida (H2S).
Bakteri ini memiliki kemampuan untuk mengubah ion sufat (SO4) menjadi
asam sulfida (H2S) yang sangat korosif.
2. Kerak
Pembentukan kerak diakibatkan adanya kandungan padatan terlarut dan
material anorganik yang konsentrasinya melampaui ketentuan batas maksimal.
3. Minyak
Minyak merupakan penyebab terganggunya film corrotion inhibitor yang
dapat menurunkan heat transfer coefficient. Selain itu, minyak merupakan
makanan mikroba sehingga menimbulkan endapan.
Prarancangan Pabrik Propilen Glikol dari Propilen Oksida dan Air
Kapasitas 429.000 Ton per Tahun
Unit Pendukung dan Laboratorium
Agus Sulistiyono
D 500 080 008
61
c. Air umpan boiler
Ada beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam penanganan air umpan
boiler, yaitu (EEA, 2011):
1. Scale forming (zat yang menyebabkan kerak)
Jika air dididihkan dan dihasilkan steam, padatan terlarut yang terdapat dalam
air akan tertinggal di boiler. Jika terdapat banyak padatan dalam air umpan,
padatan tersebut akan mengendap. Apabila padatan telah mencapai tingkat
konsentrasi tertentu, adanya padatan mendorong terbentuknya busa dan
menyebabkan terbawanya air ke steam. Endapan juga mengakibatkan
terbentuknya kerak di bagian dalam boiler, sehingga mengakibatan pemanasan
setempat menjadi berlebih dan akhirnya menyebabkan kegagalan pada pipa
boiler. Oleh karena itu diperlukan pengendalian tingkat konsentrasi padatan
dalam air yang dididihkan. Caranya dengan melakukan blow down, dimana
sejumlah air dikeluarkan dan diganti dengan air umpan.
2. Zat-zat yang dapat menyebabkan korosi
Larutan-larutan asam dan gas-gas yang terlarut dalam air dapat menyebabkan
korosi pada boiler.
Berdasarkan ISO 10392 (1982), kualitas air umpan boiler yang sebaiknya
dipenuhi antara lain (EEA, 2011) :
Tabel 4.1. Kualitas air umpan boiler
Faktor Hingga
20 kg/cm2
21-39
kg/cm2
40-59
kg/cm2
Total besi maksimal (ppm) 0,05 0,02 0,01
Total tembaga maksimal (ppm) 0,01 0,01 0,01
Total silika maksimal (ppm) 1,00 0,30 0,10
Oksigen maksimal (ppm) 0,02 0,02 0,01
Prarancangan Pabrik Propilen Glikol dari Propilen Oksida dan Air
Kapasitas 429.000 Ton per Tahun
Unit Pendukung dan Laboratorium
Agus Sulistiyono
D 500 080 008
62
Pada perancangan pabrik ini dibentuk suatu sistem pengolahan air yang
akan digunakan untuk keperluan-keperluan operasi dan utilitas. Tahapan-tahapan
pengolahan air ditunjukkan pada Gambar 4.1.
Prarancangan Pabrik Propilen Glikol dari Propilen Oksida dan Air
Kapasitas 429.000 Ton per Tahun
Unit Pendukung dan Laboratorium
Agus Sulistiyono
D 500 080 008
63
Gambar 4.1. Diagram Alir Pengolahan Air
Sistem unit pengolahan air ini diuraikan sebagai berikut :
a. Screening
Screening berfungsi untuk mencegah kotoran yang berukuran
besar masuk dalam bak pengendap awal (Hanum, 2002)
b. Pengendapan Awal
Pengendapan awal berfungsi untuk mengendapkan kotoran
yang berwujud lumpur dan pasir (Hanum 2002). Pada bak sedimentasi
mempunyai waktu tinggal selama 2-4 jam (powell, 1954).
c. Penggumpalan/koagulasi
Air dari bak pengendap dialirkan ke bak penggumpal. Proses
koagulasi adalah proses pemisahan partikel halus yang dapat
mengeruhkan air. Proses ini dilakukan dengan menambahkan bahan
penggumpal ke dalam air. (Said dan Ruliarsih, 2011).
Dengan penambahan koagulan akan meyebabkan terbentuknya
gumpalan pengotor dalam air. Setelah itu air didiamkan beberapa saat
sehingga flok akan membesar dan lekas mengendap.
Pada pengolahan air di pabrik propilen glikol ini dipilih
penggumpal tawas. Karena tawas merupakan koagulan yang paling
baik diantara koagulan yang lain, harganya relatif murah dan mudah
diperoleh dipasaran.
Jika kekeruhan air tinggi maka penambahan tawas juga
semakin banyak, dan jika kekeruhan air semakin rendah maka
penambahan tawas relatif sedikit. Jadi penambahan koagulan
tergantung pada tingkat kekeruhan air.
Apabila alkalinitas air tidak seimbang dengan dosis tawas
perlu ditambahkan alkalinitas. Alkalinitas yang umum digunakan
adalah larutan kapur (Ca(OH)2) atau soda abu (Na2CO3) (Hanum,
2002).
Prarancangan Pabrik Propilen Glikol dari Propilen Oksida dan Air
Kapasitas 429.000 Ton per Tahun
Unit Pendukung dan Laboratorium
Agus Sulistiyono
D 500 080 008
64
d. Clarifier
Clarifier biasa digunakan untuk tempat pembentukan flok.
Pada clarifier terjadi pemisahan antara air bersih dan air yang kotor.
Untuk air kotor akan diendapkan di blow down sedangkan air bersih
akan dialirkan ke bak penyaring melalui pipa-pipa.
e. Filtrasi
Penyaring yang digunakan pada proses ini adalah filter
saringan cepat (Rapid Sand Filter). Saringan ini berupa bak yang berisi
pasir kwarsa yang berfungsi untuk menyaring flok halus dan kotoran
lain yang lolos dari clarifier.
Pembuatan media penyaring biasa dibuat lebih dari satu
lapisan pasir kwarsa dengan mesh tertentu. Air yang dialirkan ke
bawah melalui media itu akan tersaring oleh pasir kwarsa. Untuk zat
yang tidak larut dalam air akan tertahan pasir kwarsa, sedangkan air
bersih akan terkumpul di bagian dasar dan kemudian dilairkan ke bak
penampung sementara (Hanum, 2002).
f. Unit pengolahan air untuk perumahan dan perkantoran
Air ini digunakan untuk memenuhi keperluan sehari-hari. Air
yang semula dari bak penyaring dialirkan ke bak penampung
sementara, kemudian dialirkan ke tangki klorinator untuk ditambahkan
klorin.
Setelah itu air dimasukkan dalam tangki karbon aktif untuk
proses karbonasi. Tujuannya agar saat dikonsumsi air tidak berbau dan
menghilangkan kandungan kaporit yang ada dalam air.
g. Unit pengolahan air untuk umpan boiler
Untuk pengolahan air umpan boiler ini menggunakan sistem
demineralisasi. Proses ini sangat mendukung untuk pengolahan air
sungai, karena kandungan garam dalam air sungai relatif rendah.
Selain itu alasan pemilihan sistem penukar ion adalah:
Prarancangan Pabrik Propilen Glikol dari Propilen Oksida dan Air
Kapasitas 429.000 Ton per Tahun
Unit Pendukung dan Laboratorium
Agus Sulistiyono
D 500 080 008
65
1. Volume dan komposisi air
2. Persyaratan kualitas hasil pengolahan sesuai dengan tujuuan
penggunaanya.
3. Modal biaya dan operasi
Dibutuhkan demineralisasi karena BFW (Boiler feed water)
memerlukan syarat-syarat :
1. Tidak menimbulkan kerak pada kondisi steam yang diinginkan jika
digunakan sebagai pemanas. Kerak dapat mengakibatkan
penurunan efisiensi operasi, dan dapat mengakibatkan tidak dapat
beroperasi sama sekali.
2. Bebas dari gas O2 dan CO2 yang dapat mengakibatkan korosi
Demineralisasi terdiri dari kation penukar yang mengambil ion
positif dan anion penukar yang mengambil ion negatif. Bahan penukar
yang digunakan berupa resin, resin ini apabila sudah dalam kodisi
jenuh akan dapat diaktifkan lagi dengan cara diregenerasi dengan
H2SO4 untuk penukar kation dan untuk penukar anion menggunakan
NaOH.
1. Cation exchanger
Resin penukar kation ini dapat bersifat asam lemah ataupun
asam kuat. Dan fungsi penukar kation adalah sebagai berikut:
• Mengurangi kandungan garam kalsium dan magnesium yang
dapat menimbulkan kesadahan.
• Mengurangi zat padatan yang terlarut (TDS)
• Mengurangi Alkalinity dari garam-garam alkali dan asam
yang bersifat lemah.
Pertukaran antara ion kalsium, magnesium dengan ion-ion
hidrogen di dalam cation exchanger menyebabkan garam-garam
bikarbonat, sulfat, klorida dan silika berubah menjadi asam silikat,
asam karbonat, asam klorida dan asam sulfat yang larut dalam air.
Prarancangan Pabrik Propilen Glikol dari Propilen Oksida dan Air
Kapasitas 429.000 Ton per Tahun
Unit Pendukung dan Laboratorium
Agus Sulistiyono
D 500 080 008
66
2. Anion exchanger
Setelah dialirkan melalui kation, langkah selanjutnya air
dialirkan dalam tangki anion yang telah berisi resin yang
mempunyai sifat basa kuat (strong base anion) atau basa lemah
(weak base anion). Dan bahan yang biasa dipakai dalah NaOH.
Beberapa fungsi dari penukar ion :
• Menyerap asam karbonat, asam sulfat, asam klorida dan silikat
yang dihasilkan oleh penukar kation tersebut
• Mengurangi garam-garam mineral
Untuk menunjang proses industri, air yang keluar dari anion
exchanger perlu dialirkan ke tangki air proses. Akan tetapi, perlu
diperhatikan untuk air umpan boiler hendaknya air dari anion
exchanger dialirkan ke deaerator terlebih dahulu guna
menghindari kemungkinan sisa-sisa kation dan anion yang lolos.
Diharapkan air yang keluar dari unit ini mempunyai pH berkisar
antara 6,1-6,2 untuk selanjutnya dialirkan sebagai umpan boiler.
4.1.2 Spesifikasi alat pengolah air
a. Bak penampung air pendingin 1
1. Kode : B-21 sd B-25
2. Fungsi : Menampung air dari sistem pendingin
3. Jenis : Bak persegi panjang
4. Volume : 3.211,78 m3
5. Panjang : 14,75 m
6. Lebar : 14,75 m
7. Tinggi : 14,75 m
b. Bak penampung air sementara
1. Kode : B-16 sd B-20
2. Fungsi : Menampung air dari bak penyaringan.
Prarancangan Pabrik Propilen Glikol dari Propilen Oksida dan Air
Kapasitas 429.000 Ton per Tahun
Unit Pendukung dan Laboratorium
Agus Sulistiyono
D 500 080 008
67
3. Bahan : Beton
4. Jenis : Silinder tegak
5. Volume : 2.196,01 m3
6. Panjang : 12,99 m
7. Lebar : 12,99 m
8. Tinggi : 12,99 m
c. Bak pengendap
1. Kode : B-01 sd B-05
2. Fungsi : Mengendapkan air dari sungai
3. Bahan : Beton
4. Jenis : Bak persegi panjang
5. Volume : 5.654,53 m3
6. Panjang : 17,81 m
7. Lebar : 17,81 m
8. Tinggi : 17,81 m
d. Bak penggumpal
1. Kode : B-06 sd B-10
2. Fungsi : Mengumpulkan kotoran yang tidak mengendap di bak
penampung awal dengan penambahan Al2(SO)4 dan
Na2CO3
3. Bahan : Beton
4. Jenis : Silinder tegak
5. Volum : 5.649,73 m3
6. Diameter : 6,08 m
7. Tinggi : 6,08 m
Prarancangan Pabrik Propilen Glikol dari Propilen Oksida dan Air
Kapasitas 429.000 Ton per Tahun
Unit Pendukung dan Laboratorium
Agus Sulistiyono
D 500 080 008
68
e. Bak penyaring/sand filter
1. Kode : B-11 sd B-15
2. Fungsi : Menyaring partikel halus yang belum terendap di clarifier
3. Bahan : Beton
4. Jenis : Graving sand filter
5. Volum : 32,56 m3
6. Diameter : 3,45 m
7. Tinggi : 3,45 m
f. Clarifier
1. Kode : C-01 sd C-05
2. Fungsi : Mengendapkan gumpalan yang terbentuk di bak
penggumpal selama 4 jam
3. Bahan : Beton
4. Jenis : Circular clarifier
5. Diameter 1 : 4,38 m
6. Diameter 2 : 2,67 m
7. Tinggi : 3,04 m
g. Cooling tower
1. Kode : CT
2. Fungsi : Mendinginkan air pendingin dari 38⁰C menjadi 28⁰C
3. Jenis : Induced-draft tower
4. Bahan : carbon steel SA-53 Grade B
5. Tinggi : 11 m
h. Deaerator
1. Kode : DE
2. Fungsi : Menghilangkan gas CO2 dan O2 yang terikat dalam air
3. Diameter : 5,17 m
4. Volume : 6.873,40 m3
5. Lebar : 10,35 m
Prarancangan Pabrik Propilen Glikol dari Propilen Oksida dan Air
Kapasitas 429.000 Ton per Tahun
Unit Pendukung dan Laboratorium
Agus Sulistiyono
D 500 080 008
69
i. Filter
1. Kode : F
2. Fungsi : Menyaring kotoran yang kecil maupun yang besar
3. Panjang : 3,04 m
4. Lebar : 4,57 m
5. Diameter : 0,01 m
j. Tangki cation exchanger
1. Kode : TU-03
2. Fungsi : Menurunkan kesadahan air umpan boiler yang disebabkan
adanya kation seperti Ca, Mg, Na
3. Jenis : Down flow anion exchange
4. Resin : Natural greensand zeolit
5. Bahan : Carbo steel SA-283 Grade C
6. Tinggi : 0,65 m
k. Tangki anion exchanger
1. Kode : TU-04
2. Fungsi : Menghilangkan kandungan anion pada air yang keluar
dari kation exchanger
3. Jenis : Down flow anion exchange
4. Volume : 8.591,75 m3
5. Diameter : 13,98 m
6. Tinggi : 13,98 m
l. Pompa
Pompa 1
1. Kode : PU-01
2. Fungsi : Mengalirkan air sungai menuju bak pengendap awal
3. Bahan : Cast iron
4. Jenis : Centrifugal pump
5. Jumlah : 1
Prarancangan Pabrik Propilen Glikol dari Propilen Oksida dan Air
Kapasitas 429.000 Ton per Tahun
Unit Pendukung dan Laboratorium
Agus Sulistiyono
D 500 080 008
70
6. Diameter pipa : 0,6 m
7. Total head : 5,54 m
8. Power : 20 hp
9. NPSH : 31,65 ft.lbf/lbm
Pompa 2
1. Kode : PU-02
2. Fungsi : Mengalirkan air dari bak penampung sementara
menuju bak air pendingin
3. Bahan : Carbon steel
4. Jenis : Centrifugal pump
5. Jumlah : 1
6. Diameter pipa : 0,5 m
7. Total head : 0,23 m
8. Power : 1 hp
9. NPSH : 31,68
Pompa 3
1. Kode : PU-03
2. Fungsi : Mengalirkan air pendingin dari bak air pendingin
ke cooling tower
3. Bahan : Cast Iron
4. Jenis : Centrifugal pump
5. Jumlah : 1
6. Diameter pipa : 0,30 m
7. Total head : 3,79 m
8. Power : 20 hp
9. NPSH : 31,31 ft.lbf/lbm
Prarancangan Pabrik Propilen Glikol dari Propilen Oksida dan Air
Kapasitas 429.000 Ton per Tahun
Unit Pendukung dan Laboratorium
Agus Sulistiyono
D 500 080 008
71
Pompa 4
1. Kode : PU-04
2. Fungsi : Mengalirkan air dari cooling tower (CT) ke bak air
pendingin (B-05)
3. Bahan : Carbon steel
4. Jenis : Centrifugal pump
5. Jumlah : 1
6. Diameter pipa : 0,5 m
7. Total head : 4,90 m
8. Power : 30 hp
9. NPSH : 31,34 ft.lbf/lbm
Pompa 5
1. Kode : PU-05
2. Fungsi : Mengalirkan air sungai menuju bak pengendap
awal dari kation exchanger ke anion exchanger
3. Bahan : Cast Iron
4. Jenis : Centrifugal pump
5. Jumlah : 1
6. Diameter pipa : 0,55 m
7. Total head : 4,44 m
8. Power : 20 hp
9. NPSH : 31,60 ft.lbf/lbm
Pompa 6
1. Kode : PU-06
2. Fungsi : Mengalirkan air untuk produksi steam di TU-05
3. Bahan : Cast Iron
4. Jenis : Centrifugal pump
5. Jumlah : 1
6. Diameter pipa : 0,5 m
Prarancangan Pabrik Propilen Glikol dari Propilen Oksida dan Air
Kapasitas 429.000 Ton per Tahun
Unit Pendukung dan Laboratorium
Agus Sulistiyono
D 500 080 008
72
7. Total head : 2,32 m
8. Power : 5 hp
9. NPSH : 31,60 ft.lf/lbm
Pompa 7
1. Kode : PU-07
2. Fungsi : Mengalirkan air umpan produksi steam dari TU-05
3. Bahan : Cast Iron
4. Jenis : Centrifugal pump
5. Jumlah : 1
6. Diameter pipa : 0,6 m
7. Total head : 5,42 m
8. Power : 40 hp
9. NPSH : 30,11 ft.lbf/lbm
m. Tangki air bersih
1. Kode : TU-02
2. Fungsi : Menampung air bersih untuk perkantoran dan
perumahan
3. Jenis : Tangki silinder tegak
4. Volume : 133.0045 m3
5. Tinggi : 3,48 m
6. Diameter : 3,48 m
n. Tangki air umpan boiler
1. Kode : TU-05
2. Fungsi : Menampung air make up untuk umpan boiler
3. Jenis : Tangki silinder tegak
4. Volume : 1.8231,09 m3
5. Tinggi : 7,12 m
6. Diameter : 7,12 m
o. Tangki karbon aktif
Prarancangan Pabrik Propilen Glikol dari Propilen Oksida dan Air
Kapasitas 429.000 Ton per Tahun
Unit Pendukung dan Laboratorium
Agus Sulistiyono
D 500 080 008
73
1. Kode : TU-01
2. Fungsi : Menghilangkan air dari bau dan rasa yang tidak
sedap
3. Jenis : Tangki silinder vertikal
4. Volume : 0,05 m3
5. Tinggi : 0,40 m
6. Diameter : 0,40 m
4.1.3 Kebutuhan air
a. Kebutuhan air pendingin
Tabel 4.2 Kebutuhan air pendingin (kg/jam)
Alat Kode Kebutuhan air pendingin, kg/jam
Cooler Co-01 635,22
Cooler Co-02 844.808,71
Condensor Cd-01 2.215.401,53
Condensor Cd-02 1.619.162,92
Jumlah 4.680.008,37
Kebutuhan air pendingin = 4.680.008,37 kg/jam
Perancangan dibuat over design 20%, sehingga :
Kebutuhan air pendingin = 5.616.010,04 kg/jam
Prarancangan Pabrik Propilen Glikol dari Propilen Oksida dan Air
Kapasitas 429.000 Ton per Tahun
Unit Pendukung dan Laboratorium
Agus Sulistiyono
D 500 080 008
74
b. Kebutuhan air untuk umpan boiler
Tabel 4.3 Kebutuhan air umpan boiler (kg/jam)
Alat Kode Kebutuhan Steam, kg/jam
Heater HE-01 341.792,47
Heater HE-02 4.394.245,55
Reboiler RB-01 110.260,91
Reboiler RB-02 45.717,04
Jumlah 4.892.015,96
Kebutuhan total steam = 4.892.015,96 kg/jam
Perancangan dibuat over design 20%, sehingga :
Kebutuhan total steam = 5.870.419,16 kg/jam
c. Kebutuhan air domestik
1. Air untuk karyawan
Diperkirakan kebutuhan air untuk karyawan= 150 L/orang/hari
Jumlah karyawan = 100 orang
Total kebutuhan air untuk karyawan = 639,29 kg/jam
2. Air untuk instalasi (laboratorium, kantor dan lain-lain)
Air untuk kebutuhan ini diperkirakan = 10% x kebutuhan karyawan
= 10% x 639,29 kg/jam
= 63,93 kg/jam
3. Air untuk distribusi (taman, pemadam kebakaran dan lain-lain)
Air untuk kebutuhan ini diperkirakan = 30% x kebutuhan karyawan
= 30% x 639,29 kg/jam
= 191,79 kg/jam
Over design dirancang 20%, sehingga kebutuhan air domestik = 1.074,02
kg/jam
Prarancangan Pabrik Propilen Glikol dari Propilen Oksida dan Air
Kapasitas 429.000 Ton per Tahun
Unit Pendukung dan Laboratorium
Agus Sulistiyono
D 500 080 008
75
d. Kebutuhan air proses
Air proses untuk mixer = 306.805,77 kg/jam. Akan tetapi, karena
digunakan sistem sirkulasi maka make up air yang digunakan sebagai
berikut :
1. Air pendingin hilang karena menguap, blow down dan terbawa
aliran uap keluar tower = 880.562,87 kg/jam
2. Steam hilang karena menguap dan blow down = 1.174.083,83
kg/jam
Jadi total kebutuhan air yang disuplai
= make up air pendingin + make up air umpan boiler + air domestik
+ air untuk proses
= 880.562,87 kg/jam + 1.174.083,83 kg/jam + 1.074,02 kg/jam +
306.805,77 kg/jam
= 2.362.526,49 kg/jam
Untuk mengantisipasi hilangnya air karena terjadinya kebocoran
saat pendistribusian make up air dilebihkan 10%, sehingga air yang
harus diambil dari sungai sebesar 2.835.031,79 kg/jam.
5.1.4 Unit penyediaan steam
Steam merupakan sarana yang penting dalam proses, antara lain
seperti untuk memanaskan resin agar leleh, pemanas heater untuk kolom
distilasi. Digunakan boiler untuk memenuhi kebutuhan steam.
a. Perhitungan kapasitas boiler
Q = Mair x Cpair (T-T0) + Msteam x λ + Msteam x Cpsteam x (Tsteam-T0)
Dimana :
λ = panas laten steam
Dari steam table pada T= 140⁰C dan 180⁰C diperoleh λ = 503,7 kJ/kg dan
λ = 2.567,1 kJ/kg
Prarancangan Pabrik Propilen Glikol dari Propilen Oksida dan Air
Kapasitas 429.000 Ton per Tahun
Unit Pendukung dan Laboratorium
Agus Sulistiyono
D 500 080 008
76
Tabel 4.4 Data kebutuhan Steam
Alat Kode Kebutuhan Steam, kg/jam
Steam 180˚C Steam 210˚C
Heater HE-01 341.792,47
Heater HE-02 4.394.245,55
Reboiler RB-01 110.260,91
Reboiler RB-02 45.717,04
Jumlah 4.736.038,02 155.977.95
b. Perhitungan luas penampang perpindahan panas
Konversi panas menjadi daya (hp) yaitu:
Q = 2.947.839,06 joule/jam x 1kWh / 3,6 x 106 joule x 0,47 hp / 1 kW
= 0,61 hp
Ditentukan luas bidang pemanasan adalah
A= 10 ft2/hp x 0,61 hp
= 6,01 ft2
c. Perhitungan kebutuhan bahan bakar untuk boiler
Kapasitas boiler = 2.794,13 Btu/jam
Digunakan bahan bakar fuel oil dengan spesifikasi :
Normal Heating Value (F) = 19.448 Btu/lb
ρ = 54,26 lb/ft3
d. Spesifikasi boiler
Bahan konstruksi = Carbon steel
Jenis = water tube boiler
Jumlah = 1 buah
Prarancangan Pabrik Propilen Glikol dari Propilen Oksida dan Air
Kapasitas 429.000 Ton per Tahun
Unit Pendukung dan Laboratorium
Agus Sulistiyono
D 500 080 008
77
5.1.5 Unit penyediaan listrik
Kebutuhan tenaga listrik suatu industri dapat diperoleh dari :
1. Pembangkit listrik Negara
2. Pembangkit listrik sendiri (generator set)
Kebutuhan listrik di pabrik meliputi :
a. Kebutuhan listrik untuk keperluan proses
Tabel 4.5 Kebutuhan listrik untuk umpan
Nama alat proses Power, hp Jumlah Σ power, hp
pengaduk mixer 300 1 300
pengaduk reaktor 1 1.600 1 1.600
pengaduk reaktor 2 1.600 1 1.600
pengaduk netralizer 800 1 800
motor RDF 20 1 20
pompa vacum RDF 20 1 20
pompa 01 50 1 50
pompa 02 50 1 50
pompa 03 40 1 40
pompa 04 0,5 1 0,5
pompa 05 0,5 1 0,5
pompa 06 2 1 2
pompa 07 0,5 1 0,5
pompa 08 2 1 2
pompa 09 2 1 2
pompa 10 1,0 1 1
pompa 11 0,5 1 0,5
pompa 12 30 1 30
pompa 13 0,5 1 0,5
pompa 14 20 1 20
Prarancangan Pabrik Propilen Glikol dari Propilen Oksida dan Air
Kapasitas 429.000 Ton per Tahun
Unit Pendukung dan Laboratorium
Agus Sulistiyono
D 500 080 008
78
pompa 15 30 1 30
pompa 16 0,5 1 0,5
pompa 17 2 1 2
pompa 18 1 1 1
Total 4573
Diketahui 1 Hp = 0,75 kW
Power yang dibutuhkan = 4.573 hp x 0,75 kW = 3.410,09 kW
b. Kebutuhan listrik utilitas
Besarnya listrik untuk unit pendukung proses (utilitas) dinyatakan
pada tabel 4.6
Tabel 4.6 Konsumsi listrik untuk utilitas
Nama Alat Power, Hp Jumlah Alat Total hp
Pompa 01 20 1 20
Pompa 02 1 1 1
Pompa 03 20 1 20
Pompa 04 30 1 30
Pompa 05 20 1 20
Pompa 06 5 1 5
Pompa 07 40 1 40
Total 136
Diketahui 1 Hp = 0,75 kW
Power yang dibutuhkan = 136 hp x 0,75 kW = 101,42 kW
c. Kebutuhan listrik alat instrumentasi dan kontrol
Kebutuhan listrik alat instrumentasi dan kontrol 5% dari kebutuhan
listrik proses dan utilitas = 5% x (4.573 hp + 136 hp)
= 235,45 hp = 175,58 kW
Prarancangan Pabrik Propilen Glikol dari Propilen Oksida dan Air
Kapasitas 429.000 Ton per Tahun
Unit Pendukung dan Laboratorium
Agus Sulistiyono
D 500 080 008
79
d. Kebutuhan listrik untuk laboratorium, rumah tangga,
perkantoran, dan lain-lain
Listrik untuk laboratorium, rumah tangga, perkantoran, dan lain-lain
sebesar 15% dari kebutuhhan listrik proses dan utilitas
e. Perancangan generator
Tugas : Membangkitkan listrik untuk keperluan proses,
utilitas dan umum
Jenis : Diesel generator
Bahan bakar : fuel oil
Spesifikasi generator :
Power yang digunakan = 5.000 kW
= 5.000.000 J/detik
Tegangan listrik (V) = 220/360 V
LHV = 19.448 Btu/lb
= 45.204,1 kJ/kg
Efisiensi pembakaran = 80%
Kebutuhan bahan bakar = Q/(efisiensi x LHV)
= 138,26 kg/jam
Kebutuhan 1 minggu operasi = 23.227,98 kg
5.1.6 Unit penyediaan bahan bakar
a. Kebutuhan bahan bakar
Unit ini bertugas menyediakan dan menyimpan bahan bakar yang
akan digunakan dalam proses operasi pabrik. Dibutuhkan bahan bakar
sebesar 730,43 kg selama 7 hari untuk menjalankan generator dan boiler.
Prarancangan Pabrik Propilen Glikol dari Propilen Oksida dan Air
Kapasitas 429.000 Ton per Tahun
Unit Pendukung dan Laboratorium
Agus Sulistiyono
D 500 080 008
80
b. Perancangan tangki bahan bakar
Volume = 2.986,46 m3
Diameter = 15,61 m
Tinggi = 15,61 m
5.1.7 Unit udara tekan
Udara tekan digunakan untuk menerapkan sistem otomatisasi
menggunakan alat pneumatik (Kakap, 2011). Dengan menggunakan udara
tekan bertekanan tingi (± 35 bar) dan ada juga yang udara bertekanan
rendah ± 7 bar (Kakap, 2011), tergantung design dan teknisi. Pada pabrik
propilena glikol ini menggunakan udara bertekanan 3 atm.
a. Perancangan kompresor
Fungsi = menaikkan udara dari lingkungan menjadi 3 atm
sebanyak 99,05 m3/jam (STP)
Compressor ratio = 3,72
Jenis = reciprocating compressor
Motor = 10 hp
5.1.8 Unit pengolahan limbah
Limbah yang dihasilkan dalam pabrik propilena glikol berupa
limbah cair yang berasal dari :
a. Produk menara distilasi
Produk menara distilasi terdiri dari air 242.905,92 kg dan propilen
glikol 5,42 kg dalam setiap jamnya
b. Produk Rotary Drum Vacum Filter
Produk Rotary Drum Vacum Filter terdiri dari propilen oksida
50,83 kg, air 125,51 kg, methanol 125,51 kg, propilen glikol 12,55
kg dan natrium sulfat 25,10 kg dalam setiap jamnya
Prarancangan Pabrik Propilen Glikol dari Propilen Oksida dan Air
Kapasitas 429.000 Ton per Tahun
Unit Pendukung dan Laboratorium
Agus Sulistiyono
D 500 080 008
81
4.2 Unit Laboratorium
Pengendalian mutu produk sebuah pabrik merupakan sesuatu hal
yang sangat penting terlebih untuk menjaga kualitas produk agar sesuai
dengan grade yang diinginkan. Dalam hal ini lah laboratorium pada
pabrik propilen glikol diperlukan.
Peran utama laboratorium pada pabrik propilena glikol ini adalah
menganalisa produk yang dihasilkan telah sesuai dengan kualitas yang
diinginkan. Peran lain dari laboratorium yaitu untuk pengendalian limbah
yang dihasilkan terhadap lingkungan baik yang berupa cair, padat dan
gas.
Tugas laboratorium antara lain:
• Memeriksa bahan baku yang akan digunakan
• Menganalisa produk yang dihasilkan
• Menganalisa kadar zat-zat yang dapat menyebabkan pencemaran
pada limbah pabrik
• Menganalisa pendukung utilitas seperti air, steam, fuel oil, dan
Chemical agen
Laboratorium di pabrik propilena glikol ini dibagi menjadi tiga
bagian demi mempermudah kinerja laboratorium.
a. Laboratorium pengamatan
Laboratorium ini bekerja untuk menganalisa kondisi fisik
terhadap semua aliran yang berasal dari proses produksi dan
mengeluarkan sertifikat kualitas hasil pengamatan. Pemeriksaan dan
pengamatan dilakukan pada bahan baku dan produk yang dihasilkan.
b. Laboratorium analitik
Laboratorium ini bekerja untuk pemeriksaan terhadap raw
material dan finishing Products yang menyangkut sifat kimiawi.
Prarancangan Pabrik Propilen Glikol dari Propilen Oksida dan Air
Kapasitas 429.000 Ton per Tahun
Unit Pendukung dan Laboratorium
Agus Sulistiyono
D 500 080 008
82
c. Laboratorium penelitian, pengembangan dan lindungan lingkungan
Laboratorium ini bertugas untuk melakukan penelitian dan
pengembangan terhadap permasalahan yang berhubungan dengan
kualitas material proses dalam peningkatan produk akhir. Laboratorium
ini bekerja hanya untuk meneliti inovasi-inovasi dan keperluan
pengembangan.