digilib.uns.ac.id... · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id KATA PENGANTAR judul “ commit to user Puji Syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa, karena berkat dan kasih-Nya

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

TUGAS AKHIR

PRARANCANGAN PABRIK VINYL ACETATE MONOMER

DARI ETHYLENE, ACETIC ACID DAN OXYGEN

KAPASITAS 100.000 TON / TAHUN

Oleh :

FERRY SASMITA I 0506021

JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2012


commit to user


commit to user

KATA PENGANTAR

Puji Syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa, karena berkat dan kasih-Nya,

penulis akhirnya dapat menyelesaikan penyusunan laporan tugas akhir dengan

judul “Prarancangan Pabrik Vinyl Acetate Monomer dari Ethylene, Acetic Acid

dan Oxygen dengan kapasitas 100.000 ton/tahun”.

Dalam penyusunan tugas akhir ini penulis memperoleh banyak bantuan

baik berupa dukungan moral maupun material dari berbagai pihak. Oleh karena

itu sudah sepantasnya penulis mengucapkan terima kasih kepada :

1. Bapak Dr. Sunu Herwi Pranolo. selaku Ketua Jurusan Teknik Kimia

Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta

2. Bapak Ir. Samun Triyoko dan Bapak Ir. Arif Jumari, M.Sc. selaku dosen

pembimbing yang telah bersedia membimbing dalam penyusunan tugas

akhir.

3. Segenap Civitas Akademika, yang turut membantu dalam penyusunan

laporan tugas akhir ini, yang tidak dapat disebutkan satu persatu.

Penulis menyadari bahwa laporan tugas akhir ini masih jauh dari

sempurna. Oleh karena itu penulis membuka diri terhadap segala saran dan kritik

yang membangun. Semoga laporan tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi penulis

pada khususnya dan pembaca pada umumnya.

Surakarta, Februari 2012

Penulis

iii


commit to user

iv

DAFTAR ISI

Halaman Judul ............................................................................................... i

Lembar Pengesahan ........................................................................................ ii

Kata Pengantar ................................................................................................ iii

Daftar Isi ...................................................................................................... iv

Daftar Tabel ................................................................................................... ix

Daftar Gambar ............................................................................................. xi

Intisari .......................................................................................................... xii

BAB I PENDAHULUAN........................................................................... 1

1.1 Latar Belakang Pendirian Pabrik ............................................ 1

1.2 Kapasitas Perancangan .......................................................... 2

1.2.1 Kebutuhan VAM di Dalam Negeri ............................. 2

1.2.2 Kapasitas Pabrik yang sudah ada ............................... 3

1.2.3 Ketersediaan Bahan Baku .......................................... 4

1.3 Pemilihan Lokasi Pabrik ………….. . ..................................... 5

1.4 Tinjauan Pustaka ................................................................... 9

1.4.1 Proses ........................................................................ 9

1.4.2 Alasan Pemilihan Proses ............................................ 11

1.4.3 Kegunaan Produk ....................................................... 12

1.4.4 Sifat Fisis dan Kimia Bahan Baku dan Produk ............ 13

1.4.5 Tinjauan Proses .......................................................... 19

BAB II DESKRIPSI PROSES ..................................................................... 20


commit to user

v

2.1 Spesifikasi Bahan Baku dan Produk ...................................... 20

2.1.1 Spesifikasi Bahan Baku ............................................. 20

2.1.2 Spesifikasi Produk ...................................................... 21

2.2 Konsep Proses ....................................................................... 21

2.2.1 Dasar Reaksi .............................................................. 21

2.2.2 Mekanisme Reaksi .................................................... 22

2.2.3 Kondisi Operasi .......................................................... 22

2.2.4 Tinjauan Termodinamika ........................................... 24

2.2.5 Tinjauan Kinetika ....................................................... 27

2.3 Diagram Alir Proses dan Tahapan Proses .............................. 28

2.3.1 Diagram Alir Proses.................................................... 28

2.3.2 Langkah Proses ........................................................... 32

2.4 Neraca Massa dan Neraca Panas ............................................ 34

2.4.1 Neraca Massa ............................................................. 34

2.4.2 Neraca Panas ............................................................. 39

2.5 Lay Out Pabrik dan Peralatan Proses ...................................... 42

2.5.1 Lay Out Pabrik ........................................................... 42

2.5.2 Lay Out Peralatan Proses ............................................ 45

BAB III SPESIFIKASI PERALATAN PROSES ......................................... 48

3.1 Reaktor ................................................................................... 48

3.2 Separator .................................................................................. 49

3.3 Absorber ................................................................................... 50

3.4 Menara Distilasi ....................................................................... 51


commit to user

vi

3.5 Decanter ................................................................................... 52

3.6 Vaporizer ................................................................................. 53

3.7 Tangki Penyimpanan ............................................................... 54

3.8 Akumulator .............................................................................. 56

3.9 Kondensor ................................................................................ 57

3.10 Reboiler .................................................................................... 60

3.11 Heat Exchanger ........................................................................ 62

3.12 Pompa ...................................................................................... 66

3.13 Compressor .............................................................................. 69

BAB IV UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM ............ 70

4.1 Unit Pendukung Proses ......................................................... 70

4.1.1 Unit Pengadaan Air .................................................... 71

4.1.1.1 Air Pendingin ................................................ 71

4.1.1.2 Air Umpan Boiler.......................................... 72

4.1.1.3 Air Konsumsi umum dan Sanitasi ................ 75

4.1.1.4 Pengolahan Air ............................................... 75

4.1.1.5 Kebutuhan Air................................................. 79

4.1.2 Unit Pengadaan Steam ................................................ 80

4.1.3 Unit Pengadaan Udara Tekan ...................................... 81

4.1.4 Unit Pengadaan Listrik ............................................... 82

4.1.5 Unit Pengadaan Bahan Bakar ..................................... 88

4.2 Laboratorium ........................................................................ 89

4.2.1 Laboratorium Fisik .................................................. 90


commit to user

vii

4.2.2 Laboratorium Analitik ............................................. 91

4.2.3 Laboratorium Penelitian dan Pengembangan ............ 91

4.2.4 Analisa Air .............................................................. 92

4.3 Unit Pengolahan Limbah ........................................................ 93

BAB V MANAJEMEN PERUSAHAAN ...................................................... 95

5.1 Bentuk Perusahaan ................................................................ 95

5.2 Struktur Organisasi ................................................................ 97

5.3 Tugas dan Wewenang ........................................................... 100

5.3.1 Pemegang Saham ...................................................... 100

5.3.2 Dewan Komisaris ....................................................... 100

5.3.3 Dewan Direksi ........................................................... 101

5.3.4 Staf Ahli .................................................................... 102

5.3.5 Penelitian dan Pengembangan .................................... 103

5.3.6 Kepala Bagian ............................................................ 103

5.4 Pembagian Jam Kerja Karyawan ........................................... 107

5.4.1 Karyawan Non Shift ................................................... 107

5.4.2 Karyawan Shift ........................................................... 107

5.5 Status Karyawan dan Sistem Upah ........................................ 110

5.6 Penggolongan Jabatan, Jumlah Karyawan dan Gaji ............... 110

5.7 Kesejahteraan Sosial Karyawan ............................................. 113

5.8 Manajemen Perusahaan ......................................................... 114

5.8.1 Perencanaan Produksi ............................................... 115

5.8.2 Pengendalian Produksi ............................................. 116


commit to user

viii

BAB VI ANALISIS EKONOMI ................................................................... 118

6.1 Pensksiran Harga Peralatan ................................................... 118

6.2 Dasar Perhitungan ................................................................. 120

6.3 Penentuan Total Capital Investment (TCI) ............................. 121

6.4 Hasil Perhitungan .................................................................. 122

6.4.1 Fixed Capital Investment (FCI) ............................. 122

6.4.2 Working Capital Investment (WCI) ........................ 123

6.4.3 Total Capital Investment (TCI) ............................... 123

6.4.4 Manufacturing Cost................................................... 123

6.4.5 General Expense ...................................................... 124

6.4.6 Analisa Kelayakan ................................................... 124

6.5 Kesimpulan .............................................................................. 132

Daftar Pustaka .............................................................................................. xiii

Lampiran


commit to user

ix

DAFTAR TABEL

Tabel 1.1 Data Impor Vinyl Acetate Monomer di Indonesia ........................ 2

Tabel 1.2 Kapasitas Pabrik VAM Yang Sudah Berdiri ............................... 4

Tabel 1.3 Kelebihan dan kekurangan pemilihan proses pembuatan

vinyl acetate monomer................................................................. 11

Tabel 2.1 Harga ∆Hfo dan ∆Gf

0 masing-masing komponen ......................... 24

Tabel 2.2 Nilai Konstanta Kinetika ............................................................. 27

Tabel 2.3 Neraca Massa di Tee-01............................................................... 34



Tabel 2.6 Neraca Massa di Reaktor.............................................................. 36

Tabel 2.7 Neraca Massa di Separator........................................................... 36

Tabel 2.8 Neraca Massa di Absorber 1........................................................ 37

Tabel 2.9 Neraca Massa di Absorber 2........................................................ 37

Tabel 2.10 Neraca Massa di Regenerator MEA............................................ 38

Tabel 2.11 Neraca Massa di Menara Distilasi............................................... 38

Tabel 2.12 Neraca Massa di Dekanter........................................................... 38

Tabel 2.13 Neraca Massa Total..................................................................... 39

Tabel 2.14 Neraca Panas Reaktor ................................................................. 39

Tabel 2.15 Neraca Panas Separator .............................................................. 40

Tabel 2.16 Neraca Panas Absorber 1 .......................................................... 40

Tabel 2.17 Neraca Panas Absorber 2 .......................................................... 40


commit to user

x

Tabel 2.18 Neraca Panas Menara Distilasi ................................................... 41

Tabel 2.19 Neraca Panas Regenerator MEA ................................................ 41

Tabel 2.20 Neraca Panas Dekanter .............................................................. 41

Tabel 2.21 Neraca Panas Vaporizer .............................................................. 42

Tabel 3.1 Spesifikasi Reaktor ...................................................................... 48

Tabel 3.2 Spesifikasi Separator ................................................................... 49

Tabel 3.3 Spesifikasi Absorber .................................................................... 50

Tabel 3.4 Spesifikasi Menara Distilasi.......................................................... 51

Tabel 3.5 Spesifikasi Dekanter..................................................................... 52

Tabel 3.6 Spesifikasi Vaporizer.................................................................... 53

Tabel 3.7 Spesifikasi Tangki Penyimpan...................................................... 54

Tabel 3.8 Spesifikasi Akumulator................................................................. 56

Tabel 3.9 Spesifikasi Kondensor................................................................... 57

Tabel 3.10 Spesifikasi Reboiler...................................................................... 60

Tabel 3.11 Spesifikasi Heat Exchanger........................................................... 62

Tabel 3.12 Spesifikasi Pompa......................................................................... 66

Tabel 3.13 Spesifikasi Kompresor.................................................................. 69

Tabel 4.1 Kebutuhan Air Pendingin ............................................................ 79

Tabel 4.2 Kebutuhan Air Untuk Steam ........................................................ 79

Tabel 4.3 Kebutuhan Air Konsumsi dan Sanitasi ........................................ 80

Tabel 4.4 Kebutuhan Listrik untuk Keperluan Proses dan Utilitas.............. 83

Tabel 4.5 Jumlah Lumen Berdasarkan Luas Bangunan ............................... 85

Tabel 4.6 Total Kebutuhan Listrik Pabrik ................................................... 87


commit to user

xi

Tabel 5.1 Jadwal Pembagian Kelompok Shift ............................................ 108

Tabel 5.2 Jumlah Karyawan menurut Jabatannya ......................................110

Tabel 5.3 Perincian Golongan dan Gaji Karyawan ................................... 112

Tabel 6.1 Data Cost Index Chemical Plant ............................................... 119

Tabel 6.2 Fixed Capital Investment ........................................................... 122

Tabel 6.3 Working Capital Investment ...................................................... 123

Tabel 6.4 Manufacturing Cost ................................................................... 123

Tabel 6.5 General Expense .........................................................................124

Tabel 6.6 Analisis Kelayakan ................................................................... 132


commit to user

xii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1 Grafik Data Impor Vinyl Acetate monomer di Indonesia .......... 3

Gambar 1.2 Lokasi Pendirian Pabrik............................................................. 5

Gambar 2.1 Diagram Alir Kualitatif ............................................................. 29

Gambar 2.2 Diagram Alir Kuantitatif ........................................................... 30

Gambar 2.3 Diagram Alir Proses .................................................................. 31

Gambar 4.1 Diagram Alir Pengolahan Air waduk ....................................... 76

Gambar 5.1 Struktur Organisasi Pabrik Vinyl Acetate monomer................... 99

Gambar 6.1 Chemical Engineering Cost Index ............................................ 119

Gambar 6.2 Grafik Analisa Kelayakan ........................................................ 131


commit to user

INTISARI Ferry Sasmita, 2012, Prarancangan Pabrik Vinyl Acetate Monomer dari Ethylene, Acetic Acid dan Oxygen, Kapasitas 100.000 ton/tahun, Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret, Surakarta Vinyl acetate monomer merupakan salah satu jenis bahan kimia antara yang dipakai dalam pembuatan polyvinyl acetate, vinyl acetate copolymer dan polyvinyl alcohol.Vinyl acetate monomer dihasilkan dari reaksi gas-gas antara ethylene, acetic acid dan oxygen. Untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri, maka dirancang pabrik vinyl acetate monomer dengan kapasitas 100.000 ton/tahun dengan bahan baku ethylene 36.675,53 ton/tahun, acetic acid 71.673,81 ton/tahun dan oxygen 32.474,65 ton/tahun. Dengan memperhatikan faktor ketersediaan bahan baku, transportasi, tenaga kerja, pemasaran, dan utilitas, maka lokasi pabrik yang dipilih adalah di Cilegon, Banten. Peralatan utama untuk pabrik yang digunakan antara lain reaktor, separator, absorber, menara distilasi, regenerator, vaporizer dan decanter. Reaktor yang digunakan adalah reaktor fixed bed multitube pada tekanan 10 atm dan suhu 1500C. Dari reaktor masuk ke dalam separator memisahkan condensable gas yang meliputi asam asetat, air, dan vinyl acetate monomer dari campuran gas keluar dari reaktor. Produk atas separator dialirkan ke absorber I untuk mengambil VAM yang masih terikut di fase gas. Hasil atas absorber I masuk ke absorber II untuk diambil gas karbondioksidanya sebelum di umpankan kembali ke reaktor. Hasil bawah dari separator dan absorber I dialirkan ke menara distilasi untuk memurnikan vinyl acetate monomer. Hasil atas menara distilasi dialirkan ke decanter untuk memurnikan produk sampai 99,9 % vinyl acetate monomer, dan hasil bawahnya berupa asam asetat dan air dialirkan ke vaporizer untuk di uapkan bersama umpan asam asetat fresh sebelum masuk reaktor. Sementara, fraksi berat dari decanter berupa air,asam asetat dan sedikit vam akan diproses di Unit Pengolahan Limbah. Utilitas terdiri dari unit penyediaan air untuk konsumsi sebanyak 1275 kg/jam, steam sebanyak 7798,96 kg/jam, air pendingin sebanyak 48.920,4 kg/jam, udara tekan sebanyak 100 m3/jam, tenaga listrik sebesar 1550 kW, bahan bakar batubara sebanyak 5152,13 kg/jam, dan unit pengolahan limbah. Terdapat tiga buah laboratorium, yaitu laboratorium fisik, laboratorium analitik, dan laboratorium penelitian dan pengembangan. Bentuk perusahaan adalah PT (Perseroan Terbatas), struktur organisasi adalah line and staff. Sistem kerja karyawan berdasarkan pembagian jam kerja yang terdiri dari karyawan shift dan non shift. Pabrik beroperasi selama 24 jam per hari dan 330 hari per tahun. Jumlah kebutuhan tenaga kerja sebanyak 200 orang. Hasil analisa ekonomi terhadap prarancangan pabrik vinyl acetate monomer diperoleh total investasi sebesar US$ 45.775.154,49 dan total biaya produksi US$ 120.392.663,61. Hasil analisa kelayakan menunjukkan ROI sebelum pajak 48,67% dan setelah pajak 36,50%. POT sebelum pajak 20 bulan dan setelah pajak 26 bulan, BEP 45,44%, SDP 29,75% dan DCF sebesar 34,02%. Berdasar analisis ekonomi dapat disimpulkan bahwa pendirian pabrik vinyl acetate monomer dengan kapasitas 100.000 ton/tahun layak dipertimbangkan untuk direalisasikan pembangunannya.


commit to user

Prarancangan Pabrik Vinyl Acetate Monomer 1 dari Ethylene, Acetic Acid dan Oxygen Kapasitas 100.000 Ton / Tahun

Bab I Pendahuluan

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Pendirian Pabrik

Perkembangan industri kimia di Indonesia saat ini terus mengalami

peningkatan, baik industi yang menghasilkan produk jadi maupun industri antara.

Salah satu diantaranya adalah vinyl asetat. Kebutuhan bahan ini dari tahun ke

tahun terus meningkat.

Vinyl asetat merupakan bahan kimia produk antara (intermediate

product) yang dipakai dalam pembuatan polyvinyl acetate, vinyl acetate

copolymer, polyvinyl alcohol dan vinyl chloride. Vinyl asetat dalam bentuk

polimer sangat luas kegunaannya antara lain dalam induarti cat, sebagai adhesive,

pelapis, lem, film, tinta, tekstil dan industri kertas. Sedangkan bentuk

kopolimernya misalnya dengan acrylonitrile dipakai untuk industri acrylic fibers

(Othmer,1992).

Sampai saat ini kebutuhan vinyl asetat dan kopolimernya masih dipenuhi

dengan impor. Oleh karena itu dengan didirikannya pabrik ini di Indonesia

diharapkan dapat memberikan keuntungan antara lain:

1. Dapat mengurangi impor vinyl asetat sehingga kebutuhan dalam negeri

dapat dipenuhi.

2. Membuka peluang didirikannya pabrik dengan bahan baku vinyl asetat

antara lain dalam induarti cat, sebagai adhesive, pelapis, lem, film, tinta,

tekstil dan industri kertas.

3. Membuka kesempatan kerja dengan menciptakan lapangan kerja baru.

1


commit to user


Bab I Pendahuluan

1.2 Kapasitas Perencanaan

Di dalam menentukan kapasitas produksi pabrik vinyl asetat monomer yang

akan didirikan ada beberapa faktor yang menjadi pertimbangan, diantaranya yaitu:

jumlah konsumsi produk (kebutuhan dalam negeri), kebutuhan impor, kapasitas

pabrik yang sudah ada, pasokan bahan baku yang akan digunakan. Karena di

Indonesia belum dibangun pabrik vinyl acetate monomer, maka kebutuhan akan

bahan ini dipenuhi dengan impor. Untuk menyusun kapasitas perencanaan pabrik

vinyl acetate dilakukan dengan data impor.

1.2.1 Kebutuhan Vinyl Asetat di Dalam Negeri

Berdasarkan data Statistik Perdagangan Luar Negeri Indonesia impor,

kebutuhan vinyl asetat di Indonesia cukup besar. Dari tabel di bawah ini dapat

diketahui kebutuhan vinyl asetat dalam negeri.

Tabel 1-1 Data impor vinil asetat di Indonesia

Tahun Impor vinil asetat (ton)

2004 28.775,030

2005 24.784,807

2006 26.889,462

2007 30.315,766

2008 30.382,311

2009 35.217,874

2010 42.003,992

(Sumber : Biro Pusat Statistik,2010)

Dari data impor tabel 1.1 diatas, kemudian dilakukan regresi secara

polinomial untuk mendapatkan tren kenaikan impor vinyl asetat dan untuk


commit to user


Bab I Pendahuluan

memperkirakan impor vinyl asetat pada tahun 2015 di Indonesia. Data impor dan

regresi secara polinomial untuk data impor ditunjukkan dalam gambar 1.1

Gambar 1.1 Grafik Data Impor Vinyl Acetate Monomer di Indonesia

Dengan membuat grafik kebutuhan vinyl asetat per tahun dapat diperoleh

persamaan yang mengikuti persamaan garis polinomial yaitu:

Impor = 724,01*tahun2 – 2.903.883,39*tahun + 2.911.920.98

Pabrik vinyl asetat ini akan didirikan pada tahun 2015, dengan prediksi

kebutuhan vinyl asetat pada tahun tersebut sekitar 93.118,52 ton.

1.2.2 Kapasitas Pabrik yang Sudah Ada

Penentuan kapasitas minimal berdasar pada kapasitas pabrik yang telah

berproduksi dan layak untuk didirikan. Berikut ini adalah tabel industri vinyl

acetate monomer di berbagai negara dan kapasitas produksinya.

y = 724.01x2 - 2,903,883.39x + 2,911,779,920.98R² = 0.95

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

40000

45000

2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011

Impo

r VAM

, ton

Tahun


commit to user


Bab I Pendahuluan

Tabel 1-2 Kapasitas pabrik VAM yang sudah Berdiri

Negara Perusahaan Kapasitas (ton/tahun)

Amerika Serikat Celanese 285.000

Kanada Celanese 86.000

Meksiko Celanese 100.000

Amerika Serikat Du Pont 260.000

Amerika Serikat Union Carbide 325.000

Inggris BP Amoco 250.000

Jepang Showa Denko 120.000

(Olsen, 2001)

1.2.3 Ketersediaan Bahan Baku

Persediaan bahan baku utama pembuatan vinyl acetate monomer yaitu etilena

diperoleh dari PT Chandra Asri, Cilegon yang memiliki kapasitas 625.000

ton/tahun, asam asetat dipasok dari Celanese Chemical Co,Ltd., China dengan

kapasitas total 600.000 ton/tahun dan oksigen dipasok dari PT Air Liquide,

Cilegon dengan kapasitas 100.000 ton/tahun. Semua produk VAM yang

dihasilkan akan diprioritaskan untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri.

Berdasarkan faktor-faktor diatas, maka akan direncanakan pendirian pabrik

vinyl acetate monomer. Dengan kapasitas produksi vinyl asetat monomer 100.000

ton/tahun, diperlukan bahan baku etilena kurang lebih sebanyak 36.000 ton/tahun,

asam asetat sebanyak 71.500 ton/tahun, dan oksigen 32.500 ton/tahun. Pemilihan

kapasitas tersebut diharapkan dapat memenuhi kebutuhan vinyl acetate monomer

dalam negeri.


commit to user


Bab I Pendahuluan

1.3 Pemilihan Lokasi Pabrik

Lokasi suatu pabrik akan sangat mempengaruhi dalam penentuan

kelangsungan produksi serta laba yang diperoleh. Idealnya, lokasi yang dipilih

harus dapat memberikan kemungkinan memperluas atau memperbesar pabrik dan

memberikan keuntungan untuk jangka panjang. Beberapa faktor yang harus

dipertimbangkan untuk menentukan lokasi pabrik agar secara teknis dan ekonomis

pabrik yang didirikan akan menguntungkan. Faktor tersebut antara lain: sumber

bahan baku, pemasaran, penyediaan tenaga listrik, penyediaan air, jenis

transportasi, kebutuhan tenaga kerja, tinggi rendahnya pajak, keadaan masyarakat,

karakteristik lokasi, kebijaksanaan pemerintah.

Pabrik vinyl asetat direncanakan akan didirikan di Krakatau Industrial

Estate Cilegon (KIEC), Banten. Pemilihan ini dimaksudkan untuk mendapatkan

keuntungan secara teknis maupun ekonomis.

Gambar 1.2 Lokasi pendirian pabrik


commit to user


Bab I Pendahuluan

Adapun keuntungan dipilihnya lokasi di Cilegon adalah adanya faktor-

faktor berikut:

1. Faktor Primer

a. Bahan Baku

Bahan baku pabrik vinyl asetat yaitu etilena (C2H4) disuplai dari PT

Chandra Asri Petrochemical Center ( PT CAPC), yang terletak di desa

Sugih, Cilegon. Asam asetat diperoleh dengan cara impor dari Celanese

Chemical Co., Ltd, yang terletak di Nanjing, China. Sedangkan oksigen

diperoleh dari PT Air Liquide, Cilegon. Pabrik ini direncanakan didirikan

di Kawasan Industri Cilegon mendekati bahan baku dan dekat dengan

pelabuhan sehingga mempermudah proses transportasi bahan baku. Untuk

meningkatkan efektifitas kerja dan menekan biaya produksi maka kota

Cilegon sebagai lokasi pendirian pabrik adalah lokasi yang tepat.

b. Pemasaran

Cilegon berada di kawasan indusri Tangerang, Serang dan Merak

yang padat dengan industri kimia sebagai pasar potensial. Mengingat

bahan yang diproduksi merupakan bahan antara, yang merupakan bahan

baku polimer, maka Cilegon dirasa merupakan tempat yang strategis.

c. Utilitas

Utilitas yang dibutuhkan adalah keperluan tenaga listrik, air dan bahan

bakar. Karena daerah Cilegon merupakan kawasan industri maka

kebutuhan utilatas dapat dipenuhi dengan mudah dan disediakan oleh

kawasan. Air yang dibutuhkan diperoleh dari waduk Krenceng yang

lokasinya tidak jauh dari pabrik untuk proses, sarana utilitas, dan


commit to user


Bab I Pendahuluan

kebutuhan domestik. Dan apabila tidak mencukupi dapat menggunakan air

dari pabrik penyedia air di kawasan industri yaitu PT Krakatau Tirta

Industri. Untuk kebutuhan daya listrik, disuplai dari PT Krakatau Daya

Listrik dan bila kurang memenuhi menggunakan daya tambahan dari PLN.

Sedangkan untuk kebutuhan bahan bakar dipenuhi dari PT Pertamina

depot Banten.

d. Tenaga Kerja

Tenaga kerja dapat dipenuhi dengan mudah dari daerah sekitar lokasi

pabrik maupun luar lokasi pabrik sesuai dengan kebutuhan dan kriteria

perusahaan. Saat ini banyak tenaga kerja terampil dan terdidik yang

membutuhkan lapangan pekerjaan. Hal ini juga dapat mengurangi jumlah

pengangguran yang ada.

e. Transportasi dan Telekomunikasi

Sarana transportasi dan telekomunikasi sangat penting untuk proses

penyediaan bahan baku dan pemasaran produk. Transportasi bahan baku

menuju Cilegon cukup mudah karena adanya fasilitas jalan tol selain itu

juga cukup dekat dengan pelabuhan sehingga arus transportasi juga lancar.

Letak Cilegon dengan kawasan industri Merak dan Tangerang juga

memudahkan dalam pemasaran produk.

2. Faktor Sekunder

a. Buangan Pabrik

Buangan limbah cair yang mengandung larutan kimia diolah terlebih

dahulu di Water Waste Treatment sebelum dialirkan ke sungai.


commit to user


Bab I Pendahuluan

b. Kebijakan Pemerintah

Saat ini pemerintah sedang giat-giatnya meningkatkan iklim investasi

di Indonesia sehingga dengan pendirian pabrik ini akan membantu

pemerintah dalam meningkatkan kondisi perindustrian di Indonesia. Oleh

karena itu maka pendirian pabrik ini akan mendapat dukungan dari

pemerintah baik pusat maupun daerah, sehingga fasilitas dan perijinan

pendirian pabrik akan dipermudah.

c. Tanah dan Iklim

Di Krakatau Industrial Estate Cilegon (KIEC) telah disediakan tanah

yang relatif cukup luas sehingga memungkinkan adanya perluasan pabrik

di masa yang akan datang. Data menyebutkan masih tersedia lahan sebesar

200 hektar yang telah dipersiapkan untuk pembangunan pabrik baru.

Lahan ini disebutkan dapat dibeli ataupun disewa dengan masa sewa

minimal 20 tahun. Kondisi iklim di Cilegon seperti iklim di Indonesia

pada umumnya dan tidak membawa pengaruh yang besar terhadap

jalannya proses produksi.

d. Keadaan Masyarakat

Masyarakat di daerah industri akan terbiasa untuk menerima

kehadiran suatu pabrik di daerahnya, selain itu masyarakat juga akan dapat

mengambil keuntungan dengan pendirian pabrik ini, antara lain dengan

adanya lapangan kerja yang baru maupun membuka usaha kecil di sekitar

lokasi pabrik


commit to user


Bab I Pendahuluan

1.4 Tinjauan Pustaka

1.4.1 Macam-macam Proses

Ada beberapa kemungkinan jalannya proses pembuatan vinyl asetat antara

lain:

a. Reaksi asam asetat dengan asetilen pada fase cair

Reaksi:

CH3CO2H + CH=CH CH3CO2CH=CH2 ∆H= -117 kJ/mol

Proses ini sudah lama tidak digunakan karena asetilen mahal sehingga cara

ini dianggap kurang ekonomis. (Ullman’s, 1989).

b. Reaksi asam asetat dengan asetilen pada fase gas.

Reaksi:

CH3CO2H + CH =CH CH3CO2CH=CH2 ∆H= -117 kJ/mol

Reaksi terjadi dengan katalis zinc asetat pada activated charcoal pada suhu

160-2100 C dan tekanan 40 KPa.

Asetilen dipanaskan dan dicampur dengan uap asam asetat kemudian

diumpankan ke dalam reaktor (reaktor pipa atau fixed bed). Hasil reaksi di

quenching dan produk lain dipisahkan. Aliran keluar reaktor berupa vinyl

asetat, asam asetat, asetilen, asetaldehid, crotonaldehid, aseton, metil

asetat, ethylidene diacetat dan acetit anhidrit. Masing-masing komponen

dipisahkan dengan menara distilasi.

Proses ini digunakan sampai tahun 1968, setelah itu jarang digunakan

bahkan hanya sekitar 20 % kapasitas dunia yang diproduksi dengan proses

ini. Hal ini dikarenakan mahalnya asetilen serta diperlukan biaya yang


commit to user


Bab I Pendahuluan

cukup besar untuk memisahkan hasil samping yang banyak (Ullman,

1989).

c. Reaksi asam asetat dengan etilen dan oksigen pada fase cair

Pembentukan vinyl asetat dari etilen dan asam asetat dengan adanya

palladium chloride dan alkali asetat dalam asam asetat glasia dengan

reaksi:

C2H4 + PdCl2 + CH3CO2H CH3CO2CH=CH2 + 2HCl + Pd

Reaksi terjadi pada tekanan 3-4 MPa dan suhu 110-130 C. Proses ini

sekarang sudah tidak digunakan. (Ullman’s, 1989).

d. Reaksi etilen dengan asam asetat dan oksigen pada fase gas

Reaksi utama adalah reaksi oksidasi antara etilen dan asam asetat yang

menghasilkan vinyl asetat dan air, dengan persamaan reksi sebagai berikut:

C2H4 + CH3CO2H + ½ O2 C2H3OOCH=CH2 + H2O ...(1)

Terjadi reaksi samping antara etilen dan oksigen menghasilkan carbon

dioksida dan air dengan reaksi:

C2H4 + 3O2 2CO2 + 2H2O ...(2)

Reaksi pada fase gas tejadi pada 150-160 0C dan tekanan 0,8-1,0 MPa,

dengan katalis heterogen yang mengandung Palladium dengan lifetime 1-5

tahun. Tidak terbentuk asam asetat, produk samping berupa air,

karbondioksida dan sedikit residu (etil asetat, ethylidene, diacetat dan

glikol asetat) (Dimian & Bildea, 2008). Residu dipisahkan dengan

menggunakan distilasi. Dengan ini diperoleh kemurnian vinyl asetat yang

tinggi.


commit to user


Bab I Pendahuluan

Setelah tahun 1968, proses ini paling banyak digunakan bahkan

sekitar 80% kapasitas dunia diproses dangan cara ini. Karena bahan baku

etilen lebih murah sehingga proses ini dinilai lebih ekonomis.

1.4.2 Alasan Pemilihan Proses

Dalam proses pembuatan vinyl acetate monomer dipilih proses dengan

reaksi antara ethylene, acetic acid dan oxygen pada fase gas. Proses ini dipilih

dengan alasan :

1. Tekanan operasi tidak terlalu tinggi antara 0,8 – 1,0 Mpa dan suhu operasi

mulai 150 – 160 oC

2. Kemurnian produk yang dihasilkan cukup tinggi, mencapai 99,9 %.

3. Produk samping berupa air dan CO2

Perbandingan proses-proses pembuatan n-butanol yang mencakup

kelemahan dan kelebihan dapat dilihat pada Tabel 1.5

Tabel 1.3 Kelebihan dan kekurangan pemilihan proses pembuatan vinyl

acetate monomer

No. Macam Proses Kelebihan Kekurangan

1. Reaksi Asam

asetat dengan

asetilen pada

fase cair

reaksi berlangsung pada fase

cair

1. Proses lama yang sudah

tidak digunakan lagi

2. Harga bahan baku

asetilen yang mahal

3. Kurang ekonomis


commit to user


Bab I Pendahuluan

2. Reaksi Asam

asetat dengan

Asetilen pada

fase gas

Katalis yang digunakan

mudah didapat dan murah

1. Harga Asetilen mahal

2. Biaya memurnikan

produk mahal

3. Hasil samping terlalu

banyak

3. Reaksi Asam

asetat dengan

Oksigen dan

Etilen fase

cair

Suhu operasi rendah antara

110-130 C

1. Kemurnian Produk

kurang tinggi

2. Proses sudah tidak

digunakan lagi

3. Tekanan operasi sangat

tinggi 3-4 Mpa

4. Reaksi Asam

asetat dengan

Oksigen dan

Etilen fase

gas*

1. Tekanan tidak terlalu

tinggi 0,8-1,0 Mpa, Suhu

antara 150 – 160 Celcius

2. Produk samping berupa air

dan CO2

3. Diperoleh Kemurnian

VAM yang tinggi

Reaksi memerlukan katalis

palladium dengan harga

yang cukup mahal

1.4.3 Kegunaan Vinyl Asetat

Vinyl asetat merupakan monomer yang sangat penting, kegunaan ini

antara lain:

a. Merupakan produk antara untuk pembuatan polyvinyl asetat dan kopolimer

vinyl asetat serta polyvinyl alcohol.

b. Merupakan bahan pendukung dalam pembuatan cat, adhesive, dan industri

kertas serta tekstil.

c. Bentuk kopolimernya dengan acrilonitrile dipakai untuk industry acrylic fiber.

(Othmer, 1992)


commit to user


Bab I Pendahuluan

1.4.4 Sifat Fisik dan Kimia

a. Bahan Baku

Etilen

Sifat Fisik

- Rumus molekul : CH2=CH2

- Berat molekul : 28,05 gr/mol

- Titik Didih : -103,9 0C

- Titik kritis : 169 0C

- Mudah terbakar

- Bentuk gas yang tidak berwarna

(Chandra Asri PC)

Sifat Kimia

Reaksi-reaksi etilen

- Polimerisasi

Etilen murni (>99,9%) bereaksi pada kondisi dan tekanan tertentu

dengan bantuan katalis membentuk polyetilen.

CH2=CH2 + 0,5O2 -(-CH2-CH2-)-n

Reaksi eksotermik

- Oksidasi

Oksidasi etilen membentuk etilen oxide dengan reaksi:

CH2=CH2 + 0,5O2 CH2 - CH2

O

Reaksi berlangsung pada 250-300 0C dan tekanan 1-2 MPa dengan

katalis metallic silver.


commit to user


Bab I Pendahuluan

Oksida etilen denagn bantuan asam asetat membentuk vinyl asetat

dengan katalis palladium pada karbon, alumina atau silika alumina

pada suhu 175-200 0C dan tekanan 0,4-1,0 MPa.

Reaksi:

CH2=CH2 + CH2CO2H + 1/2 O2 CH3CO2CH=CH2 + H2O

- Halogenasi

Halogenasi etilen membentuk etilen dichloride, etilen dibromide ethyl

chloride dan sebagainya.

Pembentuk etilen dichloride, dengan reaksi:

CH2=CH2 + HCl ClCH2 - CH2Cl + H2O……….( 1 )

CH2=CH2 + O2 + 4 HCl 2ClCH2 - CH2Cl + H2O……...( 2 )

Untuk pembentukan ethyl chloride sebagai berikut :

ClCH2 – CH2Cl + HCl CH3CH2Cl

Reaksi tersebut terjadi pada fase cair ( T = 30-90 0C ) dan pada fase

gas ( T = 130 – 250 0C ) dengan tekanan 300 – 500 KPa dan katalis

AlCl3 atau FeCl3

- Alkilasi

Reaksi antara etilen dan benzene menghasilkan ethyl benzene dengan

katalis AlCl3, BF3 atau FeCl3

- Hidrasi

Hidrasi etilen menghasilkan etanol

ClCH2 – CH2Cl + H2O C2H5OH

Reaksi terjadi pada suhu 300 0C dan tekanan 7 MPa dengan katalis

H3PO4-SiO2. ( Othmer, 1992 )


commit to user


Bab I Pendahuluan

Asam Asetat

Sifat fisik

- Rumus molekul : CH3COOH


- Titik didih : 111,1 0C

- Titik leleh : 16, 7 0C

- Berupa cairan tidak berwarna dengan bau yang sangat menyengat

- Mudah larut dalam air maupun pelarut organic lain

( Celanese China )

Sifat kimia

Reaksi pada asam asetat:

- Esterifikasi

Hampir 93 % asam asetat digunakan untuk memproduksi ester asetat,

reaksi esterifikasi atau olefin, baik dengan asam asetat dalam bentuk

cair maupun gas. Dengan reaksi:

ROH + CH3COOH R-CH2COOH + H2O

- Dehidrasi

Reaksi dehidrasi sangat penting untuk sintesa selulosa asetat dengan

rayon

Reaksi :

CH3COOH CH2 = CO + CO

- Klorinasi

Reaksi klorinasi merupakan reaksi antara asam asetat anhidrid dengan

gas klor dengan menggunakan katalis asetil klorida pada titik didih


commit to user


Bab I Pendahuluan

campuran. Reaksi ini akan menghasilkan monoklor asam asetat

sebagai hasil samping.

Reaksi :

CH3COOH + Cl2 ClCH2 – COOH + HCl

ClCH2 – COOH + Cl2 Cl2CH – COOH + HCl

- Adisi

Asam asetat ditambahkan dengan asetilen membentuk vinyl asetat

Reaksi :

CH3COOH + CH=CH CH3COOCH=CH2

( Othmer, 1992)

Oksigen

Sifat fisik

- Rumus molekul : O2


- Titik didih : -183,0 0C

( Air Liquide )

Sifat kimia

Bereaksi hampir dengan semua zat, apabila reaksi melibatkan panas

disebut reaksi pembakaran. Merupakan penyusun udara bersama

nitrogen.


commit to user


Bab I Pendahuluan

b. Produk

Vinyl asetat

Sifat fisik

- Rumus molekul : C4H6O2


- Titik didih : 72,3 0C

- Titik leleh : < -60 0C

- Berupa cairan tidak berwarna dengan bau yang khas

( Perry, 1999 )

Sifat kimia

Reaksi pada vinyl asetat :

- Polimerisasi

Merupakan reaksi terpenting pada vinyl asetat sebagai monomer,

salah satunya adalah pembentukan polyvinyl asetat.

Reaksi :

nCH3CO2CH=CH2 -(-CH2 – CH -) – n

O – C – CH3

O

- Hidrolisa

Vinyl asetat terhidrolisa dengan katalis asam atau basa membentuk

vinyl alcohol tidak stabil, kemudian membentuk asetaldehid.

Reaksi :

CH3CO2CH=CH2 CH2CHOH

CH2OH CH3OH


commit to user


Bab I Pendahuluan

- Halogenasi

Penambahan chloride dan bromidepada vinyl asetat akan membentuk

1,2 dikloro etil asetat yang dapat didistilasi tanpa terdekomposisi

dalam kondisi vakum.

- Hidrogenasi

Asam asetat dan ethylidene diasetat akan terbentuk jika hydrogen

ditambahkan pada vinyl asetat pada suhu 82 0C dengan adanya 10 %

platinum, sedangkan pada 53 0C dengan 5 % platinum akan

menghasilkan etil asetat

- Hidroalkilasi katalitik

Hydrogen peroksida akan bereaksi dengan vinyl asetat pada 0 0C,

dengan menggunakan katalis ossanium tetra oksida menghasilkan

glikoaldehid dengan yield 50%.

Reaksi:

CH2=CHOOCH3 + H2O2 CH2 – CH = COOCH3

OH OH

Karbon dioksida

Sifat fisik

- Rumus molekul : CO2


- Titik didih : -56,6 0C

- Titik leleh : subl -78,5 0C

( Perry, 1999 )


commit to user


Bab I Pendahuluan

Sifat kimia

Stabil pada suhu normal, di dalam air akan membentuk asam karbonat

(H2CO3). Bereaksi membentuk carbon monoksida ( CO ) pada suhu

diatas 1700 0C

2CO2 2CO + C2

Karbon dioksida bereaksi dengan ammonia pada stage pertama pada

proses produksi urea menghasilkan ammonium karbonat

CO2 + 2NH3 NH2COONH4

( Othmer, 1992 )

1.4.5 Tinjauan Proses Secara Umum

Vinyl asetat dapat dihasilkan dari reaksi oksidasi antara etilen, asam

asetat dan oksigen dengan katalis palladium. Etilena direaksikan secara

eksotermik dengan asam asetat dan oksigen dalam reaktor fixed bed

multitube berkatalis, menghasilkan vinyl asetat dan air. Reaksi terjadi pada

fase gas berlangsung pada 150-160 0C dan tekanan 0,8-1,0 MPa, dengan

katalis heterogen yang mengandung Palladium dengan lifetime 1-5 tahun.

Tidak terbentuk asam asetat, produk samping berupa air, karbondioksida

dan sedikit residu (etil asetat, ethylidene, diacetat dan glikol asetat). Tidak

ada asetaldehid yang terbentuk meskipun asam asetat sebagai bahan baku

yang mengandung air. Residu dipisahkan dengan menggunakan distilasi.

Dengan ini diperoleh kemurnian vinyl asetat yang tinggi.

Yield yang diperoleh adalah 94 % berdasarkan etilena dan 98 – 99 %

berdasarkan asam asetat (Dimian & Bildea, 2008).


commit to user


Bab II Deskripsi Proses

BAB II

DESKRIPSI PROSES

2.1. Spesifikasi Bahan Baku dan Produk

2.1.1. Spesifikasi bahan baku

a. Ethylene

o Bentuk : gas

o Berat molekul : 28,05 g/mol

o Titik didih : -103,9 ˚C

o Titik kritis : 169 ˚C

o Kemurnian : 99,99 %

o Impuritas : Etana ( 80 ppm )

o Kelarutan : tidak larut dalam air

b. Asam asetat

o Bentuk : cairan tidak berwarna


o Titik didih : 111,1 ˚C

o Titik leleh : 16,7 ˚C


o Impuritas : H2O ( 0,15 % )

o Kelarutan : terlarut sempurna dalam air

c. Oksigen

o Bentuk : gas

20


commit to user




o Titik didih : -183 ˚C

o Kemurnian : 100 %

o Impuritas : -

o Kelarutan : terlarut sempurna dalam air

2.1.2. Spesifikasi produk

Vinil asetat monomer

o Bentuk : cairan


o Titik didih : 72,3 ˚C

o Titik leleh : < -60 ˚C


o Impuritas : H2O ( 0,1% )

o Kelarutan : terlarut dalam asam asetat, dan

sangat sedikit larut dalam air ( maks. 1%wt )

2.2. Konsep Proses

2.2.1. Dasar Reaksi

Reaksi utama adalah reaksi oksidasi antara etilena dan asam asetat yang

menghasilkan vinyl asetat dan air, dengan persamaan reaksi sebagai berikut:

C2H4 + CH3CO2H + ½ O2 C2H3OOCH=CH2+ H2O ...(1)

Terjadi reaksi samping antara etilena dan oksigen menghasilkan

karbondioksida dan air dengan reaksi:

C2H4+ 3O2 2CO2 + 2H2O ...(2)


commit to user



2.2.2. Mekanisme Reaksi

Reaksi tersebut berjalan dengan mekanisme sebagai berikut.

2CH3COOH + ½ O2 + Pd ↔ Pd-(CH3COOH)2 + H2O …..(3)

Pd-(CH3COOH)2 + CH3COO-↔ Pd-(OCOCH3)3- …..(4)

Pd-(OCOCH3)3-+C2H4 ↔ C2H3OOCH=CH2+ CH3COOH +CH3COO- + Pd..(5)

(Dimian,2008)

Reaksi samping :

CH3COOH + Pd Pd-OCOCH3- + H+ …..(6)

Pd-OCOCH3- + 3O2 + C2H4 ↔ 2Pd-CO2 ed + CH3COO- + 2H2O …..(7)

2Pd-CO2 ed↔ 2Pd + 2CO2 …..(8)

2.2.3. Kondisi Operasi

a. Temperatur

Penentuan suhu operasi harus mempertimbangkan fase reaksi dan batasan

reaksi serta tinjauan secara termodinamika.Suhu operasi harus berada di bawah

200oC karena pada suhu ini,katalis akan mengalami kerusakan. Selain itu, katalis

Palladium baru teraktivasi pada suhu di atas 140oC (Contreras,2008). Oleh karena

itu, suhu operasi ditentukan pada 150oC. Hal ini didasarkan pada suhu tersebut,

reaktan berfase gas dan pada suhu tersebut didapatkan kecepatan reaksi yang

optimum (Han et al,2005). Selain itu, katalis Palladium sudah teraktivasi dan

dapat bekerja dengan maksimal.


commit to user



b. Tekanan

Tekanan yang umum digunakan adalah antara 5 atm sampai 12 atm.

Tekanan operasi yang direkomendasi yaitu antara 8 atm sampai 10 atm, karena

tekanan yang lebih tinggi memberikan produktivitas lebih tetapi berakibat buruk

terhadap selektivitas adsorpsi etilena ke permukaan aktif katalis yang

mengakibatkan terjadinya reaksi pembakaran yang tak diinginkan (Dimian,2008).

Oleh karena itu, diambil tekanan operasi sebesar 10 atm.

c. Perbandingan mol umpan

Mol umpan yang dimasukkan ke reaktor terdiri dari umpan segar dan

recycle. Etilena yang diumpankan lebih banyak dari asam asetat. Umpan

dirancang dengan rincian 50% etilena, 16,67% asam asetat, 6% oksigen, 0,01%

vinil asetat, 2% air dan 25,32% karbondioksida (%mol). Rasio mol reaktan harus

menjamin excess etilen terhadap asam asetat dengan perbandingan 2 : 1 sampai 3 :

1. Konsentrasi oksigen dijaga di bawah 8% mol untuk menghindari terjadinya

resiko ledakan (Dimian,2008).

d. Pemakaian katalis

Dalam reaksi heterogen gas-padat, meskipun katalis tidak berubah pada

akhir reaksi, tetapi katalis tetap ikut aktif di dalam reaksi. Katalis dapat

memperbesar kecepatan reaksi karena dimungkinkan terjadinya mekanisme

alternatif di mana energi aktivasi tiap langkah reaksi akan lebih rendah

dibandingkan tanpa katalis. Konversi kesetimbangan tidak dipengaruhi katalis,

tetapi selektivitasnya dapat ditingkatkan dengan adanya katalis. Permukaan yang

luas lebih baik Karena laju reaksi setara dengan luas permukaan yang ditempati,

yaitu dengan adanya struktur porous, padatan terdiri dari banyak pori. Luas


commit to user



permukaan yang besar disebabkan karena adanya pori (situs aktif) ini sehingga

menaikkan kecepatan reaksi dan menyebabkan berkurangnya aktivasi sehingga

kecepatan reaksi bertambah besar.

Pada reaksi pembuatan vinyl asetat dari etilena dan asam asetat digunakan

katalis Palladium yang merupakan katalis padat dengan diameter 5 mm. Katalis

ditempatkan di dalam reaktor fixed bed di dalam sisi tubenya. Umur dari katalis

Palladium adalah 3 tahun lebih (Rase,2000).

2.2.4. Tinjauan Termodinamika

Tinjauan secara termodinamika ditujukan untuk mengetahui sifat reaksi

(eksotermis/endotermis) dan arah reaksi (reversible /irreversible). Untuk

menentukan reaksi eksotermis/endotermis panas reaksi dapat dihitung dengan

perhitungan panas pembentukan standar ( ∆Hfo ) pada P=1 atm dan T=25 oC.

Tabel 2.1 Harga ∆Hfo dan ∆Gf

o masing-masing komponen

Komponen ∆Hfo, kJ/mol ∆Gf

o, kJ/mol

Ethylene 52,3 68,12

Acetic acid -434,84 -376,69

Water -241,8 -228,6

Vinyl acetate monomer -315,7 -228,97

Carbondioxide -393,5 -243

( Sumber : Yaws, 1999 )

Perhitungannya adalah sebagai berikut :

Reaksi 1 :

C2H4 + CH3CO2H + ½ O2 C2H3OOCH=CH2+ H2O


commit to user



ΔHRo 1 = ΔHfo produk – ΔHfo

reaktan

= ( ΔHfo VAM+ ΔHfo H2O) – (ΔHfo C2H4+ ΔHfo AcOH)

= (-315,7 – 241,8) – (52,3 – 434,84)

= -174,96 kJ/mol

Karena ∆HRo reaksi 1 bernilai negatif maka reaksi bersifat eksotermis.

Perubahan energi Gibbs dapat dihitung dengan persamaan :

∆G298 = -RT ln K ( Smith Van Ness,1987 )

Dimana :

∆G298 = Energi bebas Gibbs standar suatu reaksi pada 298 K ( kJ/mol )

R = konstanta gas ( R = 8,314. kJ/kmol.K )

T = temperatur ( K )

K = konstanta kesetimbangan

∆Go(298 K) = ∆Go

produk - ∆Goreaktan

= ( ΔGfo VAM+ ΔGfo H2O) – (ΔGfo C2H4+ ΔGfo AcOH)

= -228,97 – 228,6 – (68,12 – 376,69)

= -149 kJ/mol

∆Go(298 K) = - R.T. ln K298 K

ln K = −∆퐺

푅.푇 = −(−149000)8,314 .298 = 60,14

lnKK

=∆H

R1

T −

1T

ln K − ln K =−174960

8,3141

423−1

298

ln K − 60,14 = 20,87


commit to user



ln K = 81,01

K423 K = 1,5212 . 1035

Karena harga konstanta kesetimbangan relatif besar, maka reaksi

berlangsung searah ke arah kanan (irreversible).

Reaksi 2 :

C2H4 + 3 O2 2 CO2+ 2 H2O

ΔHRo 2 = ΔHfo produk – ΔHfo

reaktan

= ( 2.ΔHfo CO2+ 2.ΔHfo H2o) – (ΔHfoC2H4 )

= ((2.-393,5) +(2.-241,8) – (52,3 )

= -1322,9 kJ/mol

Karena ∆HRo reaksi 2 bernilai negatif maka reaksi bersifat eksotermis.

∆Go(298 K) = ∆Go


= ( 2. ΔGfo CO2+ 2. ΔGfo H2O) – (ΔGfo C2H4 )

= ((2. -243)+(2. - 228,6 ) – 68,12

= -1011,32 kJ/mol

∆Go(298 K) = - R.T. ln K298 K

ln K = −∆퐺

푅.푇 = −(−1011320)

8,314 .298 = 408,19

lnKK

=∆H

R1

T −

1T

ln K − ln K =1322900

8,3141

423−1

298

ln K − 408,19 = 157,79


commit to user



ln K = 565,98

K423 K = e565,98

Karena harga konstanta kesetimbangan sangat besar, maka reaksi

berlangsung searah ke arah kanan (irreversible).

2.2.5. Tinjauan Kinetika

Reaksi pembentukan vinyl asetat dari asam asetat dan etilena dengan katalis

Palladium merupakan reaksi heterogen dalam fase gas (pereaktan) dan fase padat

(katalis). Persamaan kecepatan reaksi pembentukan vinyl asetat dapat dirumuskan

sebagai berikut :

푟 = 푘 .푃 .푃

Di mana PEt merupakan tekanan parsial dari etilen dan POx adalah tekanan

parsial dari oksigen dan nilai k dapat didefinisi dengan :

푘 = 퐴 . exp(−퐸 /푅푇)

Nilai dari energi aktivasi E1, A1, α, β, dan E1 dapat dilihat pada Tabel 2-2.

Pada reaksi samping (2), kecepatan reaksinya hampir sama, yaitu :

푟 = 푘 .푃 .푃

푘 = 퐴 . exp(−퐸 /푅푇)

Nilai dari energi aktivasi E2, A2, α, β, dan E2 dapat dilihat pada Tabel 2-2.

Tabel 2- 2 Nilai konstanta kinetika

Reaksi α Β A (molVA/liter-cat/s) E (kJ/mol)

Utama (1) 0,36 0,20 9,7.10-3 15

Samping (2) -0,29 0,85 5,13.10-4 21

(Dimian, 2008)


commit to user



푙푛 푘 = ln퐴 −퐸푅푇

푙푛 푘 = ln 0,0097−15000

8,314.푇

푙푛 푘 = −4,6356−1804,1857

푇

푙푛 푘 = ln퐴 −퐸푅푇

푙푛 푘 = ln 0,000513−21000

8,314.푇

푙푛 푘 = −7.5752 −2525.8599

푇

2.3. Diagram Alir Proses dan Tahapan Proses

2.3.1. Diagram Alir Proses

Diagram alir Prarancangan Pabrik Vinyl Acetate Monomer yaitu :

a. Diagram Alir Kualitatif ( Gambar 2.1 )

b. Diagram Alir Kuantitatif ( Gambar 2.2 )

c. Diagram Alir Proses ( Gambar 2.3 )


commit to user



Gambar 2.1 Diagram Alir Kualitatif


commit to user



Arus 1 Arus 2 Arus 3 Arus 4 Arus 5 Arus 6 Arus 7 Arus 8 Arus 9 Arus 10 Arus 11 Arus 12 Arus 13 Arus 14 Arus 15 Arus 16 Arus 17 Arus 18 Arus 19 Arus 20 Arus 21 Arus 22 Arus 231 C2H4 0,00 4630,75 0,00 46307,49 41676,74 41676,74 0,00 41676,74 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0 0,00 0,00 0,00 41676,74 41676,74 0,00 0,00 0,002 CH3COOH 9036,15 0,00 0,00 33045,34 24222,23 2957,82 21264,41 2957,82 6392,55 27656,96 27443,91 213,04 6392,55 21051,37 30087,5146 0,00 0,00 0,00 2957,82 33045,34 0,00 0,00 213,043 O2 0,00 0,00 4100,96 6341,40 2245,91 2245,91 0,00 2245,91 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0 5,47 0,00 0,00 2241,07 2241,07 5,47 0,00 0,004 VAM 0,00 0,00 0,00 28,43 12677,57 4060,85 8616,72 28,43 4032,43 12649,14 0,00 12649,14 0,00 0,00 0 0,00 0,00 0,00 28,43 28,43 0,00 12613,64 35,515 H2O 13,57 0,00 0,00 1189,63 4490,86 922,97 3567,90 922,97 76,86 3644,75 329,95 3314,80 76,86 253,09 266,666408 11602,63 11383,85 218,79 922,97 1189,63 218,79 12,63 3302,186 CO2 0,00 0,00 0,00 36810,24 38409,21 38409,21 0,00 38409,21 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0 1614,96 15,99 0,00 36810,24 36810,24 1598,97 0,00 0,007 MEA 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0 4972,56 4972,56 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

∑ 9049,72 4630,75 4100,96 123722,53 123722,53 90273,50 33449,02 86241,08 10501,83 43950,85 27773,86 16176,99 6469,40 21304,46 30354,181 18195,62 16372,39 218,79 84637,26 114991,44 1823,23 12626,26 3550,73

KOMPONENNo Laju Alir Massa Overall ( kg/jam )

Gambar 2.2 Diagram Alir Kuantitatif


commit to user



Arus 1 Arus 2 Arus 3 Arus 4 Arus 5 Arus 6 Arus 7 Arus 8 Arus 9 Arus 10 Arus 11 Arus 12 Arus 13 Arus 14 Arus 15 Arus 16 Arus 17 Arus 18 Arus 19 Arus 20 Arus 21 Arus 22 Arus 23 Arus 24 Arus 251 C2H4 0,000 0,000 0,000 4630,749 0,000 4630,749 41676,744 46307,494 41676,744 0,000 41676,744 0,000 0,000 41676,744 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,00 41676,744 0,00 0,000 0,000

2 CH3COOH 9036,148 30087,515 30087,515 0,000 0,000 0,000 33045,336 33045,336 24222,231 21264,410 2957,821 6392,547 27656,957 2957,821 27443,914 6392,547 21051,366 213,044 0,000 0,000 0,00 2957,821 0,00 0,000 213,044

3 O2 0,000 0,000 0,000 0,000 4100,959 0,000 2240,444 6341,403 2245,913 0,000 2245,913 0,000 0,000 2245,913 0,000 0,000 0,000 0,000 5,470 0,000 0,00 2240,444 5,47 0,000 0,0004 VAM 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 28,425 28,425 12677,569 8616,718 4060,850 4032,425 12649,144 28,425 0,000 0,000 0,000 12649,144 0,000 0,000 0,00 28,425 0,00 12613,636 35,5075 H2O 13,575 266,666 266,666 0,000 0,000 0,000 1189,632 1189,632 4490,861 3567,895 922,966 76,857 3644,752 922,966 329,948 76,857 253,092 3314,804 11602,633 11383,846 218,79 922,966 218,79 12,626 3302,177

6 CO2 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 36810,239 36810,239 38409,210 0,000 38409,210 0,000 0,000 38409,210 0,000 0,000 0,000 0,000 1614,960 15,990 0,00 36810,239 1598,97 0,000 0,0007 MEA 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 4972,557 4972,557 0,00 0,000 0,00 0,000 0,000

∑ 9049,723 30354,181 30354,181 4630,749 4100,959 4630,749 114990,82 123722,53 123722,53 33449,024 90273,505 10501,829 43950,853 86241,079 27773,862 6469,404 21304,458 16176,991 18195,621 16372,393 218,79 84636,639 1823,227 12626,263 3550,728

No KOMPONENLaju Alir Massa Overall ( kg/jam )


commit to user



2.3.2. Langkah Proses

Reaksi pembentukan vinyl asetat dapat dilakukan pada fase cair dan fase

gas. Namun, reaksi fasa gas lebih baik dari pada fase cair karena menghasilkan

produk dengan kemurnian yang lebih baik dan tidak banyak masalah korosi pada

proses (Dimian,2008).

Pada proses pembuatan vinyl asetat, umpan berupa etilena, oksigen, dan

asam asetat (99,85%wt) yang masing-masing disimpan di dalam tangki TT-01,

TT-02 dan TT-03. Asam asetat fresh dicampur dengan asam asetat recycle

kemudian diumpankan ke vaporizer (VP-01) untuk mengubah fase menjadi fase

gas. Setelah itu, ketiga bahan baku dicampur dengan arus recycle gas. Pada

pencampuran gas ini, konsentrasi oksigen dikontrol dengan mengatur aliran

oksigen masuk. Hal ini dilakukan agar konsentrasi oksigen yang masuk ke dalam

reaktor tidak melebihi 8% mol campuran untuk menghindari resiko ledakan. Rasio

mol reaktan harus menjamin excess etilena terhadap asam asetat dengan

perbandingan 2 : 1 sampai 3 : 1. Setelah itu, campuran gas etilena, asam asetat,

dan oksigen dipanaskan dengan heater (E-102) sampai suhu 150oC. Hal ini

dilakukan untuk menyesuaikan dengan kondisi operasi reaktor (R-01). Reaktor

yang digunakan adalah reaktor fixed bed multitube, dengan menggunakan katalis

Palladium. Reaktor ini beroperasi pada tekanan 10 atm dan 150oC, dengan

konversi per pass etilen sebesar 10% . Reaksi yang terjadi dalam reaktor :

C2H4 + CH3CO2H + ½ O2 C2H3OOCH=CH2 + H2O

C2H4+ 3O2 2CO2 + 2H2O


commit to user



Produk keluaran reaktor adalah etilena, oksigen, nitrogen, karbondioksida,

vinyl asetat, asam asetat dan air. Selanjutnya, produk keluaran reaktor dialirkan ke

unit pemisahan untuk pemurnian produk.

Produk keluaran reaktor dialirkan dan didinginkan dengan heat exchanger

(E-201) hingga temperatur 127oC. Setelah didinginkan, produk terdiri atas 2 fase,

yaitu fase gas (etilena, oksigen, karbondioksida) dan fase cair (vinyl asetat, asam

asetat dan air). Campuran produk ini kemudian dialirkan ke separator (FG-01)

untuk memisahkan fase gas dan fase cair. Produk atas dari FG-01 ini adalah

etilena, oksigen, karbondioksida dan sedikit vinyl asetat, sedangkan produk

bawahnya merupakan campuran vinyl asetat, asam asetat, dan air.

Produk atas yang merupakan campuran gas etilena, oksigen, karbondioksida

dan sedikit vinyl asetat dimasukkan absorber (T-101) untuk mengambil vinyl

asetat yang masih terikut dalam fasa gas. Selanjutnya, campuran gas ini

dimasukkan ke absorber (T-102) untuk mengambil sebagian jumlah gas

karbondioksida agar tidak terjadi akumulasi di reaktor dan kemudian gas di-

recycle kembali.

Produk bawah Separator (FG-01) dicampur dengan arus hasil absorber T-

101 yang kemudian dialirkan ke menara destilasi (T-201). Produk atas merupakan

vinyl asetat, air dan sedikit asam asetat, sedangkan produk bawah merupakan

asam asetat dengan sedikit campuran air. Asam asetat yang diperoleh sebagai

produk bawah, direcycle kembali dan dicampurkan dengan asam asetat fresh.

Produk atas kolom destilasi didinginkan dengan condensor (E-202). Kemudian

dialirkan ke dalam decanter (FL-01) untuk dipisahkan dengan prinsip perbedaan

massa jenis komponen. Produk atas keluaran decanter merupakan vinyl asetat


commit to user



99,9%wt yang kemudian akan dialirkan ke tangki penyimpanan produk (TT-04).

Produk bawah decanter (FL-01) merupakan campuran air dan sedikit asam asetat

yang kemudian akan diolah di unit pengolahan limbah.

2.4. Neraca Massa dan Neraca Panas

Produk : Vinil asetat monomer 99,9% berat

Kapasitas : 100.000 ton/tahun

Satu tahun produksi : 330 hari

Waktu operasi selama 1 hari : 24 jam

2.4.1 Neraca Massa

Basis perhitungan : 1 jam operasi

Satuan : kg/jam

a. Neraca massa di Tee-01

Tabel 2.3 Neraca Massa di Tee-01

Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam)

Arus 1 Arus 17 Arus 2

CH3COOH 9036,15 21051,37 30087,51

H2O 13,58 253,09 266,67

Total 9049,73 21304,46 30354,18

30354,18 30354,18


commit to user



b. Neraca massa di Tee-02




C2H4 - 41676,74 41676,74

CH3COOH 30087,51 2957,82 33045,34

O2 - 2240,44 2240,44

VAM - 28,43 28,43

H2O 266,67 922,97 1189,63

CO2 - 36810,24 36810,24

Total 30354,18 84636,64 114990,82

114990,82 114990,82

c. Neraca massa di Tee-03



Arus 7 Arus 5 Arus 6 Arus 8

C2H4 41676,74 - 4630,75 46307,49

CH3COOH 33045,34 - - 33045,23

O2 2240,44 4100,96 - 6341,40

VAM 28,43 - - 28,43

H2O 1189,63 - - 1189,63

CO2 36810,24 - - 36810,24

Total 114990,82 4100,96 4630,75 123722,53

123722,53 123722,53


commit to user



d. Neraca massa di reaktor (R-01)

Tabel 2.6 Neraca Massa di Reaktor


Arus 8 Arus 9

C2H4 46307,49 41676,74

CH3COOH 33045,23 24222,23

O2 6341,40 2245,91

VAM 28,43 12677,57

H2O 1189,632 4490,86

CO2 36810,24 38409,21

Total 123722,53 123722,53

e. Neraca massa di Separator (FG-01)

Tabel 2.7 Neraca Massa di Separator



C2H4 41676,74 - 41676,74

CH3COOH 24222,23 21264,41 2957,82

O2 2245,91 - 2245,91

VAM 12677,57 8616,72 4060,85

H2O 4490,86 3567,90 922,97

CO2 38409,21 - 38409,21

Total 123722,53 33449,02 90273,50

123722,53 123722,53


commit to user



f. Neraca massa di Absorber 1 (T-101)

Tabel 2.8 Neraca Massa di Absorber 1


Arus 11 Arus 16 Arus 12 Arus 14

C2H4 41676,74 - - 41676,74

CH3COOH 2957,82 6392,55 6392,55 2957,82

O2 2245,91 - - 2245,91

VAM 4060,85 - 4032,43 28,43

H2O 922,97 76,857 76,86 922,97

CO2 38409,21 - - 38409,21

Total 90273,50 6469,41 10501,83 86241,08

96742,91 96742,91

g. Neraca massa di Absorber 2 (T-102)

Tabel 2.9 Neraca Massa Absorber-02


Arus 14 Arus 20 Arus 21 Arus 19 Arus 22

C2H4 41676,74 - - - 41676,74

CH3COOH 2957,82 - - - 2957,82

O2 2245,91 - - 5,47 2240,44

VAM 28,43 - - - 28,43

H2O 922,97 11383,85 218,79 11602,63 922,97

CO2 38409,21 15,99 - 1614,96 36810,24

MEA - 4972,56 - 4972,56 -

Total 86241,08 16372,39 218,79 18195,62 84636,64

102832,26 102832,26


commit to user



h. Neraca massa di Regenerator MEA (T-202)

Tabel 2.10 Neraca Massa di Regenerator MEA



O2 5,47 - 5,47

H2O 11602,63 11383,85 218,79

CO2 1614,96 15,99 1598,97

MEA 4972,56 4972,56 -

Total 18195,62 16372,39 1823,23

18195,62 18195,62

i. Neraca massa di Menara Distilasi(T-201)

Tabel 2.11 Neraca Massa di Menara Destilasi



CH3COOH 27656,96 27443,91 213,04

VAM 12649,14 - 12649,14

H2O 3644,75 329,95 3314,81

Total 43950,85 27773,86 16176,99

43950,85 43950,85

j. Neraca massa di Dekanter(FL-01)

Tabel 2.12 Neraca Massa di dekanter



CH3COOH 213,04 - 213,04

VAM 12649,14 12613,64 35,51

H2O 3314,81 12,62 3302,18


commit to user



Total 16176,99 12626,26 3550,73

16176,99 16176,99

k. Neraca massa overall

Tabel 2.13 Neraca Massa Total

komponen INPUT ( kg/jam ) OUTPUT ( kg/jam )

Arus 4 Arus 1 Arus 5 Arus 21 Arus 23 Arus 24 Arus 25

C2H4 4630,75 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

CH3COOH 0,00 9036,15 0,00 0,00 0,00 0,00 213,04

O2 0,00 0,00 4100,96 0,00 5,47 0,00 0,00

VAM 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 12613,64 35,51

H2O 0,00 13,57 0,00 218,79 218,79 12,63 3302,18

CO2 0,00 0,00 0,00 0,00 1598,97 0,00 0,00

TOTAL 4630,75 9049,72 4100,96 218,79 1615,12 12626,26 3550,73

18000,22 18000,22

2.4.2. Neraca Panas

Basis perhitungan : 1 jam operasi

Satuan : kJ/jam

a. Neraca Panas di reaktor (R-01)

Tabel 2.14 Neraca panas Reaktor

Komponen Qinput ( kJ/jam ) Qoutput ( kJ/jam )

Q umpan 20.332.062,04 -

Q produk - 22.670.537,81

Q pengendali - 47.391.876,28

Q reaksi 49.730.352,06 -

TOTAL 70.062.414,10 70.062.414,10


commit to user



b. Neraca Panas di separator (FG-01)

Tabel 2.15 Neraca Panas separator

Komponen Q input ( kJ/jam ) Q output ( kJ/jam )

Q umpan 20.280.175,13 -

Q produk atas - 12.114.427,41

Q produk bawah - 8.165.747,72

TOTAL 20.280.175,13 20.280.175,13

c. Neraca Panas di absorber 1(T-101)

Tabel 2.16 Neraca Panas di Absorber 1


Q umpan gas 6.752.505,81 -

Q umpancair 500.209,18 -

Q Pelarutan 78,70 -

Q produk gas - 6.053.360,76

Q produk cair - 852.914,93

Q laten terserap - 346.517,99

TOTAL 7.252.793,69 7.252.793,69

d. Neraca Panas di absorber 2(T-102)

Tabel 2.17 Neraca Panas di Absorber 2


Q umpan gas 6.053.360,76 -

Q umpancair 3.557.556,37

Q produk gas - 5.974.533,19

Q produk cair - 3.636.383,94

TOTAL 9.610.917,13 9.610.917,13


commit to user



e. Neraca Panas di menara distilasi(T-201)

Tabel 2.18 Neraca Panas Menara Distilasi

Komponen Q input ( kJ/jam ) Q output ( kJ/jam)

Q umpan 9.018.662,65 -

Q condensor - 140.303.746,59

Q reboiler 141.007.965,60 -

Qdistilat - 2.822.236,19

Qbottom - 6.900.645,47

TOTAL 150.026.628,25 150.026.628,25

f. Neraca Panas di regenerator MEA (T-202)

Tabel 2.19 Neraca Panas Regenerator


Q umpan 6.594.786,23 -

Q condensor - 1.061.268,53

Q reboiler 1.036.315,82 -

Qdistilat - 81.707,84

Qbottom - 6.488.125,67

TOTAL 7.631.102,05 7.631.102,05

g. Neraca Panas di dekanter(FL-01)

Tabel 2.20 Neraca Panas Dekanter


Q umpan 561741,62 -

Q fase berat - 215199,61

Q fase ringan - 346542,01

TOTAL 561741,62 561741,62


commit to user



h. Neraca Panas di vaporizer(VP-01)

Tabel 2.21 Neraca Panas Vaporizer


Q umpan 5429721,97 -

Q pemanas 25787651,31 -

Q uap keluar - 6816733,65

Q cair keluar - 3209353,95

Q penguapan - 21191285,68

TOTAL 31217373,28 31217373,28

2.5. Lay Out Pabrik dan Peralatan Proses

2.5.1. Lay Out Pabrik

Lay out pabrik merupakan suatu pengaturan atau penyusunan

peralatan proses dan fasilitas pabrik lainnya, sedemikian rupa sehingga

pabrik dapat berfungsi dengan efektif, efisien, dan aman. Tata letak pabrik

yang baik bertujuan agar :

o Mempermudah arus masuk dan keluar area pabrik.

o Proses pengolahan bahan baku menjadi produk lebih efisien.

o Mempermudah penanggulangan bahaya yang mungkin terjadi seperti

kebakaran, ledakan dll.

o Mencegah terjadinya polusi.

o Memudahkan pemasangan, pemeliharaan, dan perbaikan.

o Menekan biaya produksi serendah mungkin dengan hasil yang

maksimum.


commit to user



Untuk mencapai hasil yang optimal, maka hal –hal yang perlu

dipertimbangkan dalam menentukan tata letak pabrik adalah :

o Pabrik Vinyl Acetate Monomer ini merupakan pabrik baru sehingga

dalam tata letak pabrik tidak dibatasi oleh bangunan yang ada.

o Kemungkinan perluasan pabrik sebagai pengembangan pabrik di

masa mendatang.

o Faktor keamanan, terutama bahaya kebakaran sangat penting maka

dalam merencanakan lay out selalu diusahakan untuk memisahkan

sumber api dan panas dari sumber bahan baku yang mudah meledak.

Unit – unit yang ada dikelompokkan agar memudahkan

pengalokasian bahaya kebakaran yang mungkin terjadi.

o Sistem konstruksi yang direncanakan adalah out door untuk

menekan biaya bangunan gedung, sedangkan jalannya proses dalam

pabrik tidak dipengaruhi oleh perubahan musim.

o Fasilitas untuk karyawan seperti masjid, kantin, parkir, dan

sebagainya diletakkan strategis sehingga tidak mengganggu jalannya

proses.

o Lahan terbatas sehingga diperlukan efisiensi dalam pemakaian

pengaturan ruangan/lahan.

Secara garis besar lay out dibagi menjadi beberapa bagian utama,

yaitu (Vilbrandt, 1959) :

1. Daerah administrasi/perkantoran, laboratorium dan ruang kontrol

Merupakan pusat kegiatan administrasi pabrik yang mengatur kelancaran

operasi. Laboratorium dan ruang kontrol sebagai pusat pengendalian


commit to user



proses, kualitas dan kuantitas bahan yang akan diproses serta produk yang

dijual.

2. Daerah proses

Merupakan daerah dimana alat proses diletakkan dan proses berlangsung.

3. Daerah penyimpanan bahan baku dan produk

Merupakan daerah untuk tempat bahan baku dan produk.

4. Daerah gudang, bengkel dan garasi

Merupakan daerah yang digunakan untuk menampung bahan-bahan yang

diperlukan oleh pabrik dan untuk keperluan perawatan peralatan proses.

5. Daerah utilitas

Merupakan daerah dimana kegiatan penyediaan bahan pendukung proses

berlangsung dipusatkan.


commit to user



Gambar 2-4 Lay out pabrik vinil asetat monomer

2.5.2. Layout Peralatan Proses

Lay out peralatan proses adalah tempat dimana alat-alat yang

digunakan dalam proses produksi. Tata letak peralatan proses pada

prarancangan pabrik ini dapat dilihat pada Gambar 2.4. Beberapa hal yang

harus diperhatikan dalam menentukan lay out peralatan proses pada pabrik

Vinyl Acetate Monomer, antara lain (Vilbrandt, 1959) :


commit to user



1. Aliran udara

Aliran udara di dalam dan di sekitar peralatan proses perlu

diperhatikan kelancarannya. Hal ini bertujuan untuk menghindari terjadinya

stagnasi udara pada suatu tempat sehingga mengakibatkan akumulasi bahan

kimia yang dapat mengancam keselamatan pekerja.

2. Cahaya

Penerangan sebuah pabrik harus memadai dan pada tempat-tempat

prose yang berbahaya atau beresiko tinggi perlu adanya penerangan

tambahan.

3. Lalu lintas manusia

Dalam perancangan lay out peralatan perlu diperhatikan agar pekerja

dapat mencapai seluruh alat proses dengan cepat dan mudah. Hal ini

bertujuan apabila terjadi gangguan pada alat proses dapat segera diperbaiki.

Keamanan pekerja selama menjalankan tugasnya juga diprioritaskan.

4. Pertimbangan ekonomi

Dalam menempatkan alat-alat proses diusahakan dapat menekan biaya

operasi dan menjamin kelancaran dan keamanan produksi pabrik.

5. Jarak antar alat proses

Untuk alat proses yang mempunyai suhu dan tekanan operasi tinggi

sebaiknya dipisahkan dengan alat proses lainnya, sehingga apabila terjadi

ledakan atau kebakaran pada alat tersebut maka kerusakan dapat

diminimalkan.


commit to user



Gambar 2.5 Layout peralatan proses


commit to user


Bab III Spesifikasi Peralatan Proses

BAB III

SPESIFIKASI PERALATAN PROSES

3.1. Reaktor

Tabel 3.1 Spesifikasi Reaktor

Kode R-01

Fungsi Mereaksikan Etilen, asam asetat dan

oksigen, menghasilkan produk utama Vinyl

acetate serta karbondioksida dan air sebagai

produk samping.

Tipe Fixed Bed Multitube

Jumlah 1 buah

Kondisi operasi

- Tekanan

- Suhu umpan

- Suhu produk

- Pengendali panas (air)

10 atm

150 oC

162 oC

T = 142,5 oC

P = 387,69 kPa

m = 22146,4 kg/jam

Spesifikasi tube

- Jumlah

- Panjang

- IDT

- ODT

- Susunan

- Jumlah pass

- Material

1476

4,76 m

1,33 in

1,5 in

Triangular dengan pitch 1 7/8 in

1

Cast steel

Spesifikasi shell

- IDs

- Tebal

2,058 m

0,75 in

48


commit to user



- Baffle space

- Jumlah pass

- Material

0,515 m

1

Stainless Steel SA 167 grade 3

Bentuk head Torisperical dished head

Tebal head 1,25 in

Tinggi head 0,4006 m

Tinggi total reaktor 5,5612 m

Waktu tinggal 1,73 detik

Pipa reaktan

IPS

OD

ID

SN

( masuk dan keluar sama )

26 in

26 in

25,25 in

20

Pipa air

(sebagai pengendali panas)

Masuk

IPS = 2,5 in

OD = 2,88 in

ID = 2,323 in

SN = 80

Keluar

IPS = 22 in

OD = 22 in

ID = 21,25 in

SN = 20

3.2. Separator

Tabel 3.2 Spesifikasi Separator

Kode FG-01 FG-01

Fungsi Memisahkan fase uap dan

cair dari condenser parsial

Memisahkan fase uap dan

cair dari vaporizer

Tipe Vertical drum Vertical drum

Jumlah 1 buah 1 buah

Material Carbon Steel SA 285 grade

C

Carbon Steel SA 285

grade C

Kondisi operasi

- Tekanan

8,56 atm

8,09 atm


commit to user



- Suhu 127 oC 201 oC

Dimensi shell/kolom

- Diameter

- Tinggi

- Tebal

1,85 m

6,46 m

0,625 in

1,07 m

4,51 m

0,5 in

Dimensi head

- Tipe

- Tinggi

- Tebal

Torisperical dished head

0,3953 m

0,875 in


0,24 m

0,875 in

Tinggi total drum 7,2537 m 5,00 m

3.3. Absorber

Tabel 3.3 Spesifikasi Absorber

Kode T-101 T-102

Fungsi

Menyerap vinil asetat

dengan solvent asam asetat

Menyerap gas CO2

dengan larutan MEA

30%

Tipe Packed tower Packed tower

Material Carbon Steel SA 285

grade C

Carbon Steel SA 285

grade C


Kondisi operasi

- Tekanan

- Suhu

Non-isothermal

8,56 atm

Gas masuk : 84 oC

Cairan masuk : 60 oC

Gas keluar : 80,07 oC

Cairan keluar : 64,10 oC

Isothermal

8,09 atm

80,07 oC

Kolom/shell

- Diameter

- Tinggi

1,85 m

16,31 m

1,86 m

9,663 m


commit to user



- Tebal shell

Head

- Tipe

- Tebal atas

- Tebal bawah

- Tinggi atas

- Tinggi bawah

Packing

- Tipe

- Material

Tinggi total

0,625 in

Torisprerical dished

1,25 in

1,25 in

15,93 in

15,93 in

Raschig ring 2 in

Ceramic

17,11 m

0,75 in

Torisprerical dished

1,00 in

1,00 in

15,72 in

15,72 in

Raschig ring 2 in

Ceramic

10,463 m

3.4. Menara Distilasi

Tabel 3.4 Spesifikasi Menara Distilasi

Kode T-201 T-202

Fungsi Memurnikan vinil asetat Meregenerasi larutan

MEA

Tipe Plate to plate sieve tray

dengan condensor total

dan reboiler parsial

Plate to plate sieve tray

dengan condensor

parsial dan reboiler

parsial


Kondisi operasi

- Umpan

- Atas

- Bawah

P = 1,48 atm

T = 113,5 oC

P = 1,2 atm

T = 98,4 oC

P = 1,59 atm

T = 133 oC

P = 1,2 atm

T = 124,17 oC

P = 1,17 atm

T = 69,52 oC

P = 1,35 atm

T = 126,13 oC

Dimensi shell


commit to user



- Diameter atas

- Diameter bawah

- Tebal

- Tinggi

Seksi atas

Seksi bawah

2,87 m

2,89 m

0,375 in

23,565 m

9,78 m

10,74 m

0,55 m

0,55 m

0,25 in

11,61 m

2,52 m

9,10 m

Dimensi head

- tipe

- Tebal

- Tinggi atas

- Tinggi bawah

Torispherical dished

0,375 in

0,57 m

0,57 m

Torispherical dished

0,3125 in

0,194 m

0,198 m


grade C

Carbon Steel SA 283

grade C

Spesifikasi plate

- Tipe

- Tebal plate

- Diameter hole

- Plate spacing

- Jumlah total plate

- Plate umpan masuk

Sieve tray

5 mm

7 mm

0,5 m

32 ( tanpa reboiler )

22 ( dari bawah )

Sieve tray

5 mm

5 mm

0,5 m

20 ( tanpa reboiler )

17 ( dari bawah )

Tinggi menara 26,613 m 12 m

Isolasi

- Bahan

- Tebal

Asbestos

0,163 m

Asbestos

0,036 m

3.5. Decanter

Tabel 3.5 Spesifikasi Decanter

Kode FL-01

Fungsi Memurnikan vinil asetat

Tipe Horizontal drum


commit to user



Jumlah 1 buah

Material Carbon Steel SA 283 grade C

Kondisi operasi

- Tekanan

- Suhu

- Fase ringan

- Fase berat

1 atm

40 oC

Vinil asetat

Air dan asam asetat

Dimensi shell/kolom

- Diameter

- Panjang

- Tebal

- Tinggi fase berat

- Tinggi fase ringan

1,80 m

5,40 m

0,25 in

0,44 m

0,96 m

Dimensi head

- Tipe

- panjang

- Tebal


0,36 m

0,25 in

Panjang total drum 6,13 m

3.6. Vaporizer

Tabel 3.6 Spesifikasi Vaporizer

Kode VP-01

Fungsi Mengubah fase asam asetat menjadi

gas

Tipe shell and tube

Jumlah 1 buah

Kondisi operasi

- Hot Fluid

- Cold fluid

210 – 160 oC

126,90 – 201,68 oC

Spesifikasi tube Hot Fluid


commit to user



- Kapasitas

- Fluida

- Panjang

- Jumlah

- OD

- BWG

- Pitch

- passes

- Pressure drop

11836,60 kg/jam

Superheated steam

20 ft

1330

0,75 in

16

15/16 in

2

0,0001 psi

Spesifikasi shell

- Kapasitas

- Fluida

- IDs

- Baffle space

- passes

- Pressure drop

Cold Fluid

37942,73 kg/jam

Asam asetat

39 in

10,63 in

1

0,07 psi

Dirt factor 0,0011 hr.ft2.oF / Btu

Luas transfer panas 5201,90 ft2

3.7 Tangki Penyimpan

Tabel 3.7 Spesifikasi Tangki penyimpan

Kode T - 01 T - 02

Fungsi Menyimpan oksigen

selama 2 jam

Menyimpan etilen

selama 2 jam

Tipe Horizontal drum dengan

Elliptical dished Head

Horizontal drum dengan

Elliptical dished Head


grade C

Carbon Steel SA 283

grade C



commit to user



Kondisi simpan Gas Gas

Kapasitas 350,77 m3 354,46 m3

Kondisi operasi

- Tekanan

- Suhu

10 atm

32 oC

10 atm

32 oC

Dimensi

- Diameter

- Panjang total

- Tebal silinder

- Tebal head

4,132 m

26,56 m

1,125 in

1,25 in

4,146 m

26,66 m

1,125 in

1,25 in

Kode T-03 T-04

Fungsi Menyimpan asam asetat

selama 30 hari

Menyimpan VAM selama

30 hari

Tipe Silinder vertikal dengan flat

bottom dan conical roof

Silinder vertikal dengan flat

bottom dan conical roof

Material Plate Steel SA 240 grade C Plate Steel SA 240 grade C


Kondisi operasi

- Tekanan

- Suhu

1 atm

32 oC

1 atm

40 oC

Kapasitas 3.923,799 m3 6.485,08 m3

Dimensi

- Diameter

- Tinggi total

- Tebal silinder

Course 1

Course 2

Course 3

Course 4

21,34 m

10,97 m

1,063 in

1,00 in

0,875 in

0,875 in

27,43 m

10,97 m

1,250 in

1,250 in

1,063 in

1,063 in


commit to user



Course 5

Course 6

- Tebal head

- Tinggi head

- Tinggi total

0,750 in

0,750 in

0,375 in

2,373 m

13,346 m

0,875 in

0,750 in

0,375 in

3,381 m

14,354 m

3.8 Accumulator

Tabel 3.8 Spesifikasi akumulator

Kode D - 01 D - 02

Fungsi Menampung destilat

menara distilasi ( T-201)

Menampung kondensat

dari E-203

Tipe Horizontal drum dengan

Torisperical dished

Head

Vertical drum dengan

Torisperical dished

Head


grade C

Carbon Steel SA 283

grade C


Waktu tinggal 5 menit 5 menit

Kapasitas 6,61 m3 0,509 m3

Kondisi operasi

- Tekanan

- Suhu

1,2 atm

99,9 oC

1,17 atm

70 oC

Dimensi

- Diameter

- Panjang total

- Tebal silinder

- Tebal head

1,39 m

4,4 m

0,1875 in

0,25 in

0,528 m

2,32 m

3/16 in

3/16 in


commit to user



3.9 Condensor

Tabel 3.9 Spesifikasi kondensor

Kode E - 201

Fungsi Mengembunkan sebagian condensable

gas umpan separator

Tipe Shell and tube Horizontal partial

condensor

Jumlah 1 buah

Panjang kondensor 12 ft

Beban panas 16998057,75 kJ/jam

Kondisi operasi

- Hot Fluid

- Cold fluid

150,4 - 127 oC

35 - 50 oC

Spesifikasi tube

- Kapasitas

- Fluida

- susunan

- ODT

- IDT

- Jumlah tube

- Tube pass

- Material

- Pressure drop

Cold Fluid

271103,94 kg/jam

Air

Triangular pitch

0,75 in

0,584 in

420

2

Cast Steel

0,96 psi

Spesifikasi shell

- Kapasitas

- Fluida

- IDs

- Passes

- Material

- Pressure drop

Hot Fluid

123722,53 kg/jam

Keluaran reaktor

19 23,25 in

1

Carbon Steel SA 283 grade C

1,36 psi



commit to user




Kode E – 202

Fungsi Mengembunkan hasil atas menara

distilasi (T-201)

Tipe Shell and tube Horizontal condensor

Jumlah 2 buah



Kondisi operasi

- Hot Fluid

- Cold fluid

103,72 - 98,41 oC

35 - 50 oC

Spesifikasi tube

- Kapasitas

- Fluida

- Susunan

- IDT

- ODT

- Jumlah tube

- Tube pass

- Material

- Pressure drop

Cold Fluid

559896,3 kg/jam

Air

Triangular pitch

0,62 in

0,75 in

692

2

Cast Steel

1,44 psi

Spesifikasi shell

- Kapasitas

- Fluida

- IDs

- Passes

- Material

- Pressure drop

Hot Fluid

27991,06 kg/jam

Hasil atas menara distilasi (T-201)

19 29 in

1


3,66 . 10-5 psi




commit to user



Kode E - 203

Fungsi Mengembunkan hasil atas menara

distilasi (T-202)

Tipe Shell and tube Horizontal condensor

Jumlah 1 buah



Kondisi operasi

- Hot Fluid

- Cold fluid

69,52 oC

35 - 50 oC

Spesifikasi tube

- Kapasitas

- Fluida

- Susunan

- IDT

- ODT

- Jumlah tube

- Tube pass

- Material

- Pressure drop

Cold Fluid

20967,48 kg/jam

Air

Triangular pitch

0,62 in

0,75 in

114

2

Cast Steel

0,43 psi

Spesifikasi shell

- Kapasitas

- Fluida

- IDs

- Passes

- Material

- Pressure drop

Hot Fluid

1823,23 kg/jam

Hasil atas menara distilasi (T-201)

19 13,25 in

1


3,12. 10-5 psi




commit to user



3.10 Reboiler

Tabel 3.10 Spesifikasi reboiler

Kode E-301

Fungsi Menguapkan sebagian hasil bawah

menara destilasi(T-201)

Tipe Kettle Reboiler

Jumlah 2 buah

Panjang HE 12 ft


Kondisi operasi

- Hot Fluid

- Cold fluid

210 – 160 oC

130,39 – 133,01 oC

Spesifikasi tube

- Kapasitas

- Fluida

- Susunan

- IDT

- ODT

- Jumlah tube

- Tube pass

- Material

- Pressure drop

Hot fluid

11517,31 kg/jam

Superheated steam

Triangular pitch

0,62 in

0,75 in

822

2

Cast Steel

0,01 psi

Spesifikasi shell

- Kapasitas

- Fluida

- IDs

- Passes

- Material

Cold fluid

56221,37 kg/jam

hasil bawah menara destilasi(T-201)

19 31 in

1


UD 138 Btu/ft2.oF .hr




commit to user



Kode E-302

Fungsi Menguapkan sebagian hasil bawah

Regenerator (T-202)

Tipe Kettle Reboiler

Jumlah 1 buah

Panjang HE 12 ft


Kondisi operasi

- Hot Fluid

- Cold fluid

142,5 oC

125,36 – 126,13oC

Spesifikasi tube

- Kapasitas

- Fluida

- Susunan

- ODT

- IDT

- Jumlah tube

- Tube pass

- Material

- Pressure drop

Hot fluid

485,48 kg/jam

Saturated steam

Triangular pitch

0,75 in

0,62 in

98

2

Cast Steel

0,0001 psi

Spesifikasi shell

- Kapasitas

- Fluida

- IDs

- Passes

- Material

Cold fluid

16372,39 kg/jam

hasil bawah menara destilasi(T-201)

19 12 in

1






commit to user



3.11 Heat Exchanger

Tabel 3.11 Spesifikasi heat exchanger

Kode E-101

Fungsi Memanaskan umpan fresh etilen

Tipe Double Pipe

Jumlah 1 buah

Beban Panas 443616,18 kJ/jam

Ukuran HE 2 ½ x 2 in

Kondisi operasi

- Hot Fluid

- Cold fluid

142,5 oC

25-54,8 oC

Spesifikasi Annulus

- Kapasitas

- Fluida

- Pressure drop

- Material

Hot Fluid

207,647 kg/jam

Saturated steam

3,8.10-8 psi


Spesifikasi inner pipe

- Kapasitas

- Fluida

- Pressure drop

- Material

cold Fluid

9261,49 kg/jam

Etilen

0,212 psi

Cast Steel




Kode E-102 E-103

Fungsi Memanaskan output

kompresor (JC-01)

Mendinginkan umpan

gas absorber 1(T-101)

Tipe Shell and tube Shell and tube



commit to user



Panjang HE 12 ft 12 ft

Beban panas 15538272,83 kJ/jam 5362471,30 kJ/jam

Kondisi operasi

- Hot Fluid

- Cold fluid

210 - 160 oC

122,58 - 150 oC

127 - 84 oC

35 - 50 oC

Spesifikasi tube

- Kapasitas

- Fluida

- Susunan

- OD

- ID

- Jumlah tube

- Tube pass

- Material

- Pressure drop

Hot Fluid

1243,99 kg/jam

Superheated steam

Triangular pitch

0,75 in

0,62 in

160

2

Cast Steel

2,2.10-6 psi

Cold Fluid

85526,66 kg/jam

Air

Triangular pitch

0,75 in

0,62 in

224

2

Cast Steel

1,2 psi

Spesifikasi shell

- Kapasitas

- Fluida

- IDs

- Passes

- Material

- Pressure drop

Cold Fluid

123722,53 kg/jam

Keluaran kompresor

15,25 in

1

Carbon Steel SA 283

grade C

0,14 psi

Cold Fluid

90273,505 kg/jam

Umpan gas T-101

17,25 in

1

Carbon Steel SA 283

grade C

1,18 psi

Dirt factor 0,004 hr.ft2.oF / Btu 0,0043 hr.ft2.oF / Btu

UD 140 Btu/ft2.oF .hr 90 Btu/ft2.oF .hr

Luas transfer panas 374,28 ft2 526,0029 ft2

Kode E-104 E-105

Fungsi Mendinginkan umpan

cair absorber 1(T-101)

Memanaskan umpan

regenerator(T-202)



commit to user






Kondisi operasi

- Hot Fluid

- Cold fluid

130,4 – 60 oC

35 - 50 oC

142,5 oC

80 - 124 oC

Spesifikasi tube

- Kapasitas

- Fluida

- Susunan

- OD

- ID

- Jumlah tube

- Tube pass

- Material

- Pressure drop

cold Fluid

16998,56 kg/jam

Air

Triangular pitch

0,75 in

0,62 in

114

2

Cast Steel

0,173 psi

Hot Fluid

2182,61 kg/jam

Saturated steam

Triangular pitch

0,75 in

0,62 in

160

2

Cast Steel

0,002 psi

Spesifikasi shell

- Kapasitas

- Fluida

- IDs

- Passes

- Material

- Pressure drop

Hot Fluid

6469,404 kg/jam

Umpan cair T-101

19 13,25 in

1

Carbon Steel SA 283

grade C

6,6.10-5 psi

Cold Fluid

18195 kg/jam

Umpan T-202

19 15,25 in

1

Carbon Steel SA 283

grade C

0,004 psi


UD 56 Btu/ft2.oF.hr 115 Btu/ft2.oF.hr


Kode E-106 E-107

Fungsi Mendinginkan umpan

decanter(FL-01)

Mendinginkan umpan

cair absorber2 (T-102)


commit to user







Kondisi operasi

- Hot Fluid

- Cold fluid

100 – 40 oC

35 - 50 oC

126 – 80 oC

35 - 50 oC

Spesifikasi tube

- Kapasitas

- Fluida

- Susunan

- OD

- ID

- Jumlah tube

- Tube pass

- Material

- Pressure drop

cold Fluid

37787,12 kg/jam

Air

Triangular pitch

0,75 in

0,62 in

420

2

Cast Steel

0,089 psi

cold Fluid

47542,25 kg/jam

Air

Triangular pitch

0,75 in

0,62 in

114

2

Cast Steel

1,8606 psi

Spesifikasi shell

- Kapasitas

- Fluida

- IDs

- Passes

- Material

- Pressure drop

Hot Fluid

16176,99 kg/jam

Umpan decanter

19 19,25 in

1

Carbon Steel SA 283

grade C

0,0268 psi

Hot Fluid

16372,39 kg/jam

Umpan cair T-102

19 13,25 in

1

Carbon Steel SA 283

grade C

0,0068 psi


UD 79 Btu/ft2.oF.hr 98 Btu/ft2.oF.hr



commit to user



3.12 Pompa

Tabel 3.12 Spesifikasi pompa

Kode J – 01 J - 02 J - 03

Fungsi Mengalirkan fresh

CH3COOH dari

TT-01 ke VP-01

Mengalirkan dan

menaikan tekanan

hasil bawah

T-201 ke VP-01

Mengalirkan

umpan ke T-201

Tipe Single stage

centrifugal

Single stage

centrifugal

Single stage

centrifugal

Material Commercial steel Commercial steel Commercial

steel

Kapasitas 46,16 gpm 158,69 gpm 257,19 gpm

Jumlah 2 2 2

Tenaga pompa 6,06 HP 10,1 HP 4 HP

Tenaga motor 7,25 HP 11,5 HP 5 HP

Head pompa 240,31 ft 244,9 ft 48,453 ft

Kecepatan putar 3500 rpm 3500 rpm 3500 rpm

NPSH required 3,65 ft 6,97 ft 11,48 ft

NPSH available 41,51 ft 19,99 ft 70,48 ft

Pipa

- IPS

- OD

- ID

- SN

2,5 in

2,875 in

2,469 in

40 ST

4 in

4,5 in

4,17 in

40 ST

5 in

5,568 in

5,047 in

40 ST

Kode J – 04 J - 05 J - 06

Fungsi Mengalirkan dan

menaikan tekanan

umpan cair T-101

Mengalirkan

umpan cair ke

T-102

Mengalirkan

refluk ke T-201


commit to user



Tipe Single stage

centrifugal

Single stage

centrifugal

Single stage

centrifugal


steel


Jumlah 2 2 2

Tenaga pompa 1 HP 7,1 HP 6 HP

Tenaga motor 1,5 HP 8,25 HP 7 HP





Pipa

- IPS

- OD

- ID

- SN

3 in

3,5 in

3,068 in

10 ST 40 s

3 in

3,5 in

3,068 in

40 ST

5 in

5,568 in

5,047 in

40 ST

Kode J – 07 J - 08 J - 09

Fungsi Mengalirkan output

D-01 ke FL-01

Mengalirkan VAM

dari FL-01 ke

tangki TT-04

Mengalirkan

refluk ke T-201

Tipe Single stage

centrifugal

Single stage

centrifugal

Single stage

centrifugal


steel


Jumlah 2 2 2

Tenaga pompa 0,47 HP 1,1 HP 0,15 HP

Tenaga motor 1 HP 1,5 HP 0,25 HP



commit to user






Pipa

- IPS

- OD

- ID

- SN

3 in

3,5 in

3,068 in

10 ST 40 s

3 in

3,5 in

3,25 in

40 ST

2 in

2,375 in

2,067 in

40 ST

Kode J-10 J - 11

Fungsi Mengalirkan refluk

ke VP-01

Mengalirkan VAM

dari FL-01 ke

tangki TT-04

Tipe Single stage

centrifugal

Single stage

centrifugal

Material Commercial steel Commercial steel

Kapasitas 38,65 gpm 2 gpm

Jumlah 2 2

Tenaga pompa 0,15 HP 0,25 HP

Tenaga motor 1 HP 0,25 HP

Head pompa 10,37 ft 29 ft

Kecepatan putar 3500 rpm 3500 rpm

NPSH required 3,25 ft 0,42 ft

NPSH available 299 ft 3,38 ft

Pipa

- IPS

- OD

- ID

- SN

0,25 in

0,405 in

0,269 in

40 ST

0,25 in

0,405 in

0,269 in

40 ST


commit to user



3.13 Kompresor

Tabel 3.13 Spesifikasi Kompresor

Kode JC-01

Fungsi Menaikan tekanan umpan reaktor

Tipe Centrifugal single stage

Jumlah 1 buah

Material Low Alloy SA - 353

Kondisi operasi

- Tekanan masuk

- Suhu masuk

- Tekanan keluar

- suhu keluar

8,09 atm

112,15 oC

10 atm

129,26 oC

Kerja 106,72 kJ/kmol

Power 121,26 hp


commit to user


Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium

BAB IV

UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM

4.1 Unit Pendukung Proses

Unit pendukung proses atau sering disebut unit utilitas merupakan bagian

yang penting untuk menunjang berlangsungnya proses dalam suatu pabrik. Unit

pendukung proses meliputi : unit pengadaan air, unit pengadaan steam, unit

pengadaan udara tekan, unit pengadaan listrik, unit pengadaan bahan bakar.

Unit pendukung proses yang terdapat dalam pabrik Vinyl Acetate Monomer

adalah:

1. Unit pengadaan air

Unit ini bertugas menyediakan dan mengolah air untuk memenuhi

kebutuhan air sebagai berikut :

a. Air pendingin

b. Air umpan boiler

c. Air konsumsi umum dan sanitasi

2. Unit pengadaan steam

Unit ini bertugas untuk menyediakan kebutuhan steam sebagai media

pemanas di vaporizer, heater dan reboiler.

3. Unit pengadaan udara tekan

Unit ini bertugas untuk menyediakan udara tekan untuk kebutuhan

instrumentasi pneumatic, untuk penyediaan udara tekan di bengkel dan

untuk kebutuhan umum yang lain.

70


commit to user



4. Unit pengadaan listrik

Unit ini bertugas menyediakan listrik sebagai tenaga penggerak untuk

peralatan proses, keperluan pengolahan air, peralatan-peralatan elektronik

atau listrik AC, maupun untuk penerangan. Lisrik di-supply dari PT

Krakatau Daya Listrik(PT KDL) dan dari generator sebagai cadangan bila

listrik dari PT KDL mengalami gangguan.

5. Unit pengadaan bahan bakar

Unit ini bertugas menyediakan bahan bakar untuk kebutuhan boiler dan

generator.

4.1.1. Unit Pengadaan Air

Air pendingin, air umpan boiler, air konsumsi umum dan sanitasi yang

digunakan adalah air dari Sungai Brantas yang tidak jauh dari lokasi pabrik.

4.1.1.1 Air Pendingin

Air pendingin yang digunakan adalah air waduk yang diperoleh dari waduk

krenceng yang lokasinya tidak jauh dari lokasi pabrik. Alasan digunakannya air

waduk sebagai media pendingin adalah karena faktor-faktor sebagai berikut :

a. Air waduk dapat diperoleh dalam jumlah yang besar dengan biaya murah.

b. Mudah dalam pengaturan dan pengolahannya.

Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam pengolahan air waduk sebagai

pendingin adalah partikel-partikel besar/makroba dan partikel-partikel

kecil/mikroba waduk yang dapat menyebabkan fouling pada alat-alat proses.


commit to user



Adapun persyaratan air yang akan digunakan sebagai pendingin adalah :

• Kekeruhan maksimal 3 ppm

• Bukan air sadah

• Bebas bakteri

• Bebas mineral

4.1.1.2 Air Umpan Boiler

Sumber air untuk keperluan ini adalah air waduk. Beberapa hal yang perlu

diperhatikan dalam penanganan air umpan boiler adalah:

a. Kandungan yang dapat menyebabkan korosi

Korosi yang terjadi di dalam boiler disebabkan karena air mengandung

larutan - larutan asam dan gas - gas yang terlarut.

b. Kandungan yang dapat menyebabkan kerak (scale forming)

Pembentukan kerak disebabkan karena adanya kesadahan dan suhu

tinggi, yang biasanya berupa garam - garam karbonat dan silikat.

c. Kandungan yang dapat menyebabkan pembusaan (foaming)

Air yang diambil dari proses pemanasan bisa menyebabkan foaming

pada boiler dan alat penukar panas karena adanya zat - zat organik,

anorganik, dan zat - zat yang tidak larut dalam jumlah besar. Efek

pembusaan terjadi pada alkalinitas tinggi.

Tahapan pengolahan air agar dapat digunakan sebagai air umpan boiler

meliputi:


commit to user



1. Kation Exchanger

Kation exchanger berfungsi untuk mengikat ion-ion positif yang terlarut

dalam air lunak. Alat ini berupa silinder tegak yang berisi tumpukan butir-

butir resin penukar ion. Resin yang digunakan adalah jenis C-300 dengan

notasi RH2.

Adapun reaksi yang terjadi dalam kation exchanger adalah:

2NaCl + RH2 --------> RNa2 + 2 HCl

CaCO3 + RH2 --------> RCa + H2CO3

BaCl2 + RH2 --------> RBa + 2 HCl

Apabila resin sudah jenuh maka pencucian dilakukan dengan menggunakan

larutan H2SO4 2%. Reaksi yang terjadi pada waktu regenerasi adalah:

RNa2 + H2SO4 --------> RH2 + Na2SO4

RCa + H2SO4 --------> RH2 + CaSO4

RBa + H2SO4 --------> RH2 + BaSO4

2. Anion Exchanger

Alat ini hampir sama dengan kation exchanger namun memiliki fungsi yang

berbeda yaitu mengikat ion-ion negatif yang ada dalam air lunak. Dan resin

yang digunakan adalah jenis C - 500P dengan notasi R(OH)2. Reaksi yang

terjadi di dalam anion exchanger adalah:

R(OH)2 + 2 HCl --------> RCl2 + 2 H2O

R(OH)2 + H2SO4 --------> RSO4 + 2 H2O

R(OH)2 + H2CO3 --------> RCO3 + 2 H2O


commit to user



Pencucian resin yang sudah jenuh digunakan larutan NaOH 4%. Reaksi yang

terjadi saat regenerasi adalah:

RCl2 + 2 NaOH --------> R(OH)2 + 2 NaCl

RSO4 + 2 NaOH --------> R(OH)2 + 2 Na2SO4

RCO3 + 2 NaOH --------> R(OH)2 + 2 Na2CO3

3. Deaerasi

Merupakan proses penghilangan gas-gas terlarut, terutama oksigen dan

karbon dioksida dengan cara pemanasan menggunakan steam. Oksigen

terlarut dapat merusak baja.Gas–gas ini kemudian dibuang ke atmosfer.

4. Tangki Umpan Boiler

Unit ini berfungsi menampung air umpan boiler dengan waktu tinggal 24

jam. Ke dalam tangki ini ditambahkan bahan-bahan yang dapat mencegah

korosi dan kerak, antara lain:

a. Hidrazin (N2H4)

Zat ini berfungsi untuk menghilangkan sisa-sisa gas terlarut terutama gas

oksigen sehingga dapat mencegah korosi pada boiler. Adapun reaksi

yang terjadi adalah:

N2H4(aq) + O2(g) N2(g) + 2 H2O (l)

b. NaH2PO4

Zat ini berfungsi untuk mencegah timbulnya kerak. Reaksi yang terjadi

adalah:


commit to user



2 NaH2PO4 + 4 NaOH + 3 CaCO3 Ca3(PO4)2 + 3 Na2CO3 + 4 H2O

(Powell,1954)

4.1.1.3 Air konsumsi umum dan sanitasi

Sumber air untuk keperluan konsumsi dan sanitasi juga berasal dari air

waduk. Air ini digunakan untuk memenuhi kebutuhan air minum, laboratorium,

kantor, perumahan, dan pertamanan. Air konsumsi dan sanitasi harus memenuhi

beberapa syarat, yang meliputi syarat fisik, syarat kimia, dan syarat bakteriologis.

Syarat fisik :

a. Suhu di bawah suhu udara luar

b. Warna jernih

c. Tidak mempunyai rasa dan tidak berbau

Syarat kimia :

a. Tidak mengandung zat organik

b. Tidak beracun

Syarat bakteriologis :

Tidak mengandung bakteri – bakteri, terutama bakteri yang pathogen.

4.1.1.4 Pengolahan Air

Air yang digunakan adalah air waduk krenceng yang tidak jauh dari lokasi

pabrik. Untuk menghindari fouling yang terjadi pada alat-alat penukar panas maka

perlu diadakan pengolahan air waduk. Pengolahan dilakukan secara fisis dan

kimia. Pengolahan tersebut antara lain meliputi screening, pengendapan,


commit to user



penggumpalan, klorinasi, demineralisasi, dan deaerasi. Diagram alir dari

pengolahan air waduk dapat dilihat pada gambar 4.1

Gambar 4.1 Diagram Alir Pengolahan Air waduk

Keterangan :

AE : Anion Exchanger BU : Bak Utilitas

CL : Clarifier KE : Kation Exchanger

PU : Pompa Utilitas TU : Tangki Utilitas

FLO : Tangki Flokulator


commit to user



Air waduk dialirkan ke kolam penampungan dengan menggunakan pompa.

Sebelum masuk pompa, air dilewatkan pada traveling screen untuk menyaring

partikel dengan ukuran besar. Pencucian dilakukan secara kontinyu. Setelah

dipompa kemudian dialirkan ke strainer yang mempunyai saringan stainless steel

0,4 mm dan mengalami pencucian balik secara periodik. Air kemudian dialirkan

ke flokulator. Di dalam flokulator ditambahkan larutan tawas 5%, larutan kapur

5%. Dari flokulator air sungai kemudian dialirkan ke dalam clarifier untuk

mengendapkan gumpalan partikel-partikel halus. Endapan kemudian dikeluarkan

sebagai blowdown, melalui bagian bawah clarifier. Air kemudian dialirkan ke

saringan pasir untuk menghilangkan partikel-partikel yang masih lolos di clarifier.

Air waduk yang sudah bersih kemudian dialirkan ke bak penampung air bersih.

Dari bak penampung air bersih sebagian dipompa ke kation exchanger yang

berfungsi untuk menukar ion-ion positif/kation (Ca2+, Mg 2+, K+, Fe2+, Al3+)

yang ada di air umpan. Alat ini sering disebut softener yang mengandung resin

jenis hydrogen-zeolite dimana kation-kation dalam umpan akan ditukar dengan

ion H+ yang ada pada resin. Akibat tertukarnya ion H+ dari kation-kation yang

ada dalam air umpan, maka air keluaran kation exchanger mempunyai pH rendah

(3,7) dan Free Acid Material (FMA) yaitu CaCO3 sekitar 12 ppm. FMA

merupakan salah satu parameter untuk mengukur tingkat kejenuhan resin. Pada

operasi normal FMA stabil sekitar 12 ppm, apabila FMA turun berarti resin telah

jenuh sehingga perlu diregenerasi dengan H2SO4 dengan konsentrasi 4%.

Air keluaran kation exchanger kemudian diumpankan ke anion exchanger.

Anion exchanger berfungsi sebagai alat penukar anion-anion (HCO3-, SO4

2-, Cl-,

NO3+, dan CO3-) yang terdapat di dalam air umpan. Di dalam anion exchanger


commit to user



mengandung resin jenis Weakly Basic Anion Exchanger (WBAE) dimana anion-

anion dalam air umpan ditukar dengan ion OH- dari asam-asam yang terkandung

di dalam umpan exchanger menjadi bebas dan berkaitan dengan OH- yang lepas

dari resin yang mengakibatkan terjadinya netralisasi sehingga pH air keluar anion

exchanger kembali normal dan ada penambahan konsentrasi OH- sehingga pH

akan cenderung basa. Batasan yang diijinkan pH (8,8-9,1), kandungan Na+ = 0,08-

2,5 ppm. Kandungan silika pada air keluaran anion exchanger merupakan titik

tolak bahwa resin telah jenuh (12 ppm). Resin digenerasi menggunakan larutan

NaOH 4%. Air keluaran cation dan anion exchanger ditampung dalam tangki air

demineralisasi sebagai penyimpan sementara sebelum dipakai sebagai air

pendingin dan sebelum diproses lebih lanjut di unit deaerator

Air yang sudah diolah di unit demineralisasi masih mengandung sedikit gas-

gas terlarut terutama O2. Gas tersebut dihilangkan dari unit deaerator karena

menyebabkan korosi. Pada deaerator kadarnya diturunkan sampai kurang dari 5

ppm. Proses pengurangan gas-gas dalam unit deaerator dilakukan secara mekanis

dan kimiawi. Proses mekanis dilakukan dengan cara mengontakkan air umpan

boiler dengan uap tekanan rendah, mengakibatkan sebagian besar gas terlarut

dalam air umpan terlepas dan dikeluarkan ke atmosfer. Selanjutnya dilakukan

proses kimiawi dengan penambahan bahan kimia hidrazin (N2H4).


commit to user



4.1.1.5 Kebutuhan Air

a. Kebutuhan Air Pendingin

Kebutuhan air pendingin dapat dilihat pada tabel 4.1.

Tabel 4.1 Kebutuhan air pendingin

No. Alat Kebutuhan ( kg/jam )

1 Condensor E-201 375021,11

2 Condensor E-202 1119792,54

3 Condensor E-202 20967,48

4 Cooler E-103 85526,66

5 Cooler E-104 17658,35

6 Cooler E-106 47542,25

7 Cooler E-107 36053,84

kebutuhan make up air pendingin = 48920,4 kg/jam

b. Kebutuhan Steam

Kebutuhan steam dapat dilihat pada tabel 4.2.

Tabel 4.2 Kebutuhan Air untuk Steam

No. Alat Kebutuhan ( kg/jam )

1. Heater E-101 207,01

2. Heater E-102 1243,99

3. Heater E-105 2182,61

4. Reboiler E-301 23034,62

5 Reboiler E-302 485,48

6 Vaporizer 11841,12

Jumlah make up air yang digunakan adalah sebesar 7798,96 kg/jam


commit to user



c. Kebutuhan Air Konsumsi Umum dan Sanitasi

Kebutuhan air konsumsi umum dan sanitasi dapat dilihat pada tabel 4.3.

Tabel 4.3 Kebutuhan air konsumsi umum dan sanitasi

No Nama Unit Kebutuhan ( L/hari)

1. Perkantoran 12.000

2. Laboratorium 1.600

3. Kantin 6.000

4. Hidran/Taman 9.000

5. Poliklinik 2.000

Jumlah air 30600

Kebutuhan air konsumsi umum dan sanitasi = 30600 kg/hari

= 1275 kg/jam

Jadi, total kebutuhan air waduk adalah 69593,24 kg/jam

4.1.2 Unit Pengadaan Steam

Steam yang diproduksi pada pabrik Vinyl Acetate Monomer ini digunakan

sebagai media pemanas heater, vaporizer dan reboiler. Untuk memenuhi

kebutuhan steam digunakan 1 buah boiler. Steam yang dihasilkan dari boiler ini

mempunyai suhu 210 oC dan tekanan 6,10 atm.

Jumlah steam yang dibutuhkan sebesar 36119,72 kg/jam. Untuk menjaga

kemungkinan kebocoran steam pada saat distribusi maka, jumlah steam

dilebihkan sebanyak 10%. Jadi jumlah steam yang dibutuhkan adalah 39731,69

kg/jam.


commit to user



Perancangan boiler :

Dirancang untuk memenuhi kebutuhan steam

Steam yang dihasilkan : T = 410 °F

P= 89,67 psia

Untuk tekanan < 200 psia, digunakan boiler jenis fire tube boiler.

Spesifikasi boiler yang dibutuhkan :

Kode : B-01

Fungsi : Memenuhi kebutuhan steam

Jenis : Fire tube boiler

Jumlah : 1 buah

Heating surface : 29634,36 ft2

Rate of steam : 39731,69 kg/jam

Tekanan steam: 89,67 psia (6,10 atm)

Suhu steam : 410 oF (210 oC)

Efisiensi : 80 %

Bahan bakar : Batubara

Heating value : 6322 kkal/k (berau coal)

Kebutuhan bahan bakar : 5152,13 kg/jam

4.1.3 Unit Pengadaan Udara Tekan

Kebutuhan udara tekan untuk prarancangan pabrik Vinyl Acetate Monomer

ini diperkirakan sebesar 100 m3/jam, tekanan 100 psi dan suhu 35oC. Alat untuk


commit to user



menyediakan udara tekan berupa kompresor yang dilengkapi dengan dryer yang

berisi silica gel untuk menyerap kandungan air sampai maksimal 84 ppm.

Spesifikasi kompresor yang dibutuhkan :

Kode : KU-01

Fungsi : Memenuhi kebutuhan udara tekan

Jenis : Single Stage Reciprocating Compressor

Jumlah : 1 buah

Kapasitas : 100 m3/jam

Tekanan suction : 14,7 psi (1 atm)

Tekanan discharge : 100 psi (6,8 atm)

Suhu udara : 35 oC

Efisiensi : 80 %

Daya kompresor : 11 HP

4.1.4 Unit Pengadaan Listrik

Kebutuhan tenaga listrik di pabrik Vinyl Acetate Monomer ini dipenuhi oleh

PT Krakatau Daya Listrik(PT.KDL) dan generator pabrik. Hal ini bertujuan agar

pasokan tenaga listrik dapat berlangsung kontinyu meskipun ada gangguan

pasokan dari PT KDL. Generator yang digunakan adalah generator arus bolak-

balik dengan pertimbangan :

a. Tenaga listrik yang dihasilkan cukup besar

b. Tegangan dapat dinaikkan atau diturunkan sesuai kebutuhan

Kebutuhan listrik di pabrik ini antara lain terdiri dari :


commit to user



1. Listrik untuk keperluan proses dan utilitas

2. Listrik untuk penerangan

3. Listrik untuk AC

4. Listrik untuk laboratorium dan instrumentasi

5. Listrik untuk alat-alat elektronik

Besarnya kebutuhan listrik masing – masing keperluan di atas dapat

diperkirakan sebagai berikut :

a. Listrik untuk keperluan proses dan utilitas

Kebutuhan listrik untuk keperluan proses dan keperluan pengolahan air

dapat dilihat pada tabel berikut

Tabel 4.4 Kebutuhan listrik untuk keperluan proses dan utilitas

Nama Alat Jumlah HP Total HP

J-01 1 7,25 7,25

J-02 1 11,5 11,5

J-03 1 5 5

J-04 1 5 5

J-05 1 8,25 8,25

J-06 1 7 7

J-07 1 1 1

J-08 1 1,5 1,5

J-09 1 0,25 0,25

J-10 1 1 1


commit to user



JC-01 1 121,25 121,25

PWT-01 1 1,5 1,5

PWT-02 1 4 4

PWT-03 1 0,05 0,05

PWT-04 1 0,05 0,05

PWT-05 1 2,5 2,5

PWT-06 1 0,5 0,5

PWT-07 1 0,3 0,3

PWT-08 1 3 3

PWT-09 1 1 1

PWT-10 1 0,5 0,5

PU-01 1 10 10

FL 1 30 30

FN 5 28,36 141,79

KU-01 1 11 11

Jumlah 374,2

Jadi jumlah listrik yang dikonsumsi untuk keperluan proses dan utilitas

sebesar 374,2 HP. Diperkirakan kebutuhan listrik untuk alat yang tidak

terdiskripsikan sebesar ± 20 % dari total kebutuhan. Maka total kebutuhan listrik

adalah 449,04 HP atau sebesar 669,7 kW.

b. Listrik untuk penerangan

Untuk menentukan besarnya tenaga listrik digunakan persamaan:

L = a.F/U.D


commit to user



dengan :

L : Lumen per outlet

a : Luas area, ft2

F : foot candle yang diperlukan (tabel 13 Perry 6th ed)

U : Koefisien utilitas (tabel 16 Perry 6th ed)

D : Efisiensi lampu (tabel 16 Perry 6th ed)

Tabel 4.5 Jumlah Lumen berdasarkan luas bangunan

Bangunan Luas, m2 Luas, ft2 F U D F/U.D

Pos keamanan 50 538,18 20 0,42 0,75 63,49

Parkir 1.000 10.763,65 10 0,49 0,75 27,21

Musholla 300 3.229,09 20 0,55 0,75 48,48

Kantin 300 3.229,09 20 0,51 0,75 52,29

Kantor 3.000 32.290,95 35 0,6 0,75 77,78

Poliklinik 400 4.305,46 20 0,56 0,75 47,62

Ruang kontrol 400 4.305,46 40 0,56 0,75 95,24

Laboratorium 400 4.305,46 40 0,56 0,75 95,24

Proses 15.000 161454,73 30 0,59 0,75 67,80

Utilitas 4.000 43054,59 10 0,59 0,75 22,60

Ruang generator 400 4305,46 10 0,51 0,75 26,14

Bengkel 1000 10763,65 40 0,51 0,75 104,58

Garasi 600 6458,19 10 0,51 0,75 26,14

Gudang 400 4.305,46 10 0,51 0,75 26,14

Pemadam 250 2.690,91 20 0,51 0,75 52,29

Tangki bahan baku 7.500 91491,01 10 0,51 0,75 26,14

Tangki produk 5.000 53818,24 10 0,51 0,75 26,14

Jalan dan taman 5.000 43054,59 5 0,55 0,75 12,12


commit to user



Area perluasan 15.000 161454,73 5 0,57 0,75 11,70

Jumlah 60.000 645818,9

Jumlah lumen :

• untuk penerangan dalam ruangan = 21.285.965,83 lumen

• untuk penerangan bagian luar ruangan = 2.540.701,75 lumen

Untuk semua area dalam bangunan direncanakan menggunakan lampu

fluorescent 40 Watt dimana satu buah lampu instant starting daylight 40 W

mempunyai 1.920 lumen (Tabel 18 Perry 6th ed.).

Jadi jumlah lampu dalam ruangan = 21.285.965,83 / 1.920

= 11086 buah

Untuk penerangan bagian luar ruangan digunakan lampu mercury 100 Watt,

dimana lumen output tiap lampu adalah 3.000 lumen (Perry 6th ed.).

Jadi jumlah lampu luar ruangan = 2.540.701,75 / 3.000

= 847 buah

Total daya penerangan = ( 40 W x 11086 + 100 W x 847 )

= 528.147,68 W

= 528,15 kW

c. Listrik untuk AC

Diperkirakan menggunakan tenaga listrik sebesar 20.000 Watt atau 20 kW


commit to user



d. Listrik untuk laboratorium dan instrumentasi

Diperkirakan menggunakan tenaga listrik sebesar 10.000 Watt atau 10 kW.

Tabel 4.6 Total kebutuhan listrik pabrik

No. Kebutuhan Listrik Tenaga listrik, kW

1. Listrik untuk keperluan proses dan utilitas 669,7

2. Listrik untuk keperluan penerangan 528,15

3. Listrik untuk AC 20

4. Listrik untuk laboratorium dan instrumentasi 10

TOTAL 1227,84

Generator yang digunakan sebagai cadangan sumber listrik mempunyai

efisiensi 80%, sehingga generator yang disiapkan harus mempunyai output

sebesar 1534,8 kW.

Dipilih menggunakan generator dengan daya 1550 kW, sehingga masih

tersedia cadangan daya sebesar 15,2 kW.

Spesifikasi generator yang diperlukan :

Jenis : AC generator

Jumlah : 1 buah

Kapasitas / Tegangan : 1550 kW ; 220/360 Volt

Efisiensi : 80 %

Bahan bakar : IDO


commit to user



4.1.5 Unit Pengadaan Bahan Bakar

Unit pengadaan bahan bakar mempunyai tugas untuk memenuhi kebutuhan

bahan bakar boiler dan generator. Jenis bahan bakar yang digunakan adalah

batubara untuk boiler dan IDO (Industrial Diesel Oil) untuk generator. IDO

diperoleh dari Pertamina dan distributornya. Pemilihan IDO sebagai bahan bakar

didasarkan pada alasan :

1. Mudah didapat

2. Lebih ekonomis

3. Mudah dalam penyimpanan

Bahan bakar batubara yang digunakan mempunyai spesifikasi sebagai berikut :

Heating Value : 11371,89 Btu/lb

Efisiensi bahan bakar : 80%

Bahan bakar solar yang digunakan mempunyai spesifikasi sebagai berikut :

Specific gravity : 0,8124

Heating Value : 16.779 Btu/lb

Efisiensi bahan bakar : 80%

Densitas : 50,5664 lb/ft3

a. Kebutuhan bahan bakar untuk boiler

Kebutuhan bahan bakar = 5152,13 kg/jam batubara

b. Kebutuhan bahan bakar untuk generator

Kapasitas generator = 1550 kW

= 5.288.834,84 Btu/jam

Kebutuhan bahan bakar = 220,64 L/jam


commit to user



4.2 Laboratorium

Laboratorium memiliki peranan sangat besar di dalam suatu pabrik untuk

memperoleh data – data yang diperlukan. Data – data tersebut digunakan untuk

evaluasi unit-unit yang ada, menentukan tingkat efisiensi, dan untuk pengendalian

mutu.

Pengendalian mutu atau pengawasan mutu di dalam suatu pabrik pada

hakekatnya dilakukan dengan tujuan mengendalikan mutu produk yang dihasilkan

agar sesuai dengan standar yang ditentukan. Pengendalian mutu dilakukan mulai

bahan baku, saat proses berlangsung, dan juga pada hasil atau produk.

Pengendalian rutin dilakukan untuk menjaga agar kualitas dari bahan baku

dan produk yang dihasilkan sesuai dengan spesifikasi yang diinginkan. Dengan

pemeriksaan secara rutin juga dapat diketahui apakah proses berjalan normal atau

menyimpang. Jika diketahui analisa produk tidak sesuai dengan yang diharapkan

maka dengan mudah dapat diketahui atau diatasi.

Laboratorium berada di bawah bidang teknik dan perekayasaan yang

mempunyai tugas pokok antara lain :

a. Sebagai pengontrol kualitas bahan baku dan pengontrol kualitas produk

b. Sebagai pengontrol terhadap proses produksi

c. Sebagai pengontrol terhadap mutu air pendingin, air umpan boiler, dan

lain-lain yang berkaitan langsung dengan proses produksi

Laboratorium melaksanakan kerja 24 jam sehari dalam kelompok kerja shift

dan non-shift.


commit to user



1. Kelompok shift

Kelompok ini melaksanakan tugas pemantauan dan analisa – analisa rutin

terhadap proses produksi. Dalam melaksanakan tugasnya, kelompok ini

menggunakan sistem bergilir, yaitu sistem kerja shift selama 24 jam dengan

dibagi menjadi 3 shift. Masing – masing shift bekerja selama 8 jam.

2. Kelompok non-shift

Kelompok ini mempunyai tugas melakukan analisa khusus yaitu analisa yang

sifatnya tidak rutin dan menyediakan reagen kimia yang diperlukan di

laboratorium. Dalam rangka membantu kelancaran pekerjaan kelompok shift,

kelompok ini melaksanakan tugasnya di laboratorium utama dengan tugas

antara lain :

a. Menyediakan reagent kimia untuk analisa laboratorium

b. Melakukan analisa bahan pembuangan penyebab polusi

c. Melakukan penelitian atau percobaan untuk membantu kelancaran

produksi

Dalam menjalankan tugasnya, bagian laboratorium dibagi menjadi :

1. Laboratorium fisik

2. Laboratorium analitik

3. Laboratorium penelitian dan pengembangan

4.2.1 Laboratorium Fisik

Bagian ini bertugas mengadakan pemeriksaan atau pengamatan terhadap

sifat – sifat bahan baku dan produk. Pengamatan yang dilakukan meliputi specific

gravity, viskositas, dan kandungan air.


commit to user



4.2.2 Laboratorium Analitik

Bagian ini mengadakan pemeriksaan terhadap bahan baku dan produk

mengenai sifat – sifat kimianya.

Analisa yang dilakukan, yaitu :

• Analisa komposisi bahan baku

• Analisa komposisi produk utama

• Analisa komposisi produk samping

4.2.3 Laboratorium Penelitian dan Pengembangan

Bagian ini bertujuan untuk mengadakan penelitian, misalnya :

• diversifikasi produk

• perlindungan terhadap lingkungan

Disamping mengadakan penelitian rutin, laboratorium ini juga

mengadakan penelitian yang sifatnya non rutin, misalnya penelitian terhadap

produk di unit tertentu yang tidak biasanya dilakukan penelitian guna

mendapatkan alternatif lain terhadap penggunaan bahan baku.

Alat analisa penting yang digunakan antara lain :

1. Hidrometer, untuk mengukur specific gravity.

2. Viscometer, untuk mengukur viskositas cairan.

3. X-Ray Defragtometer (XRD), alat yang diguanakan untuk analisa

kuantitatif untuk material padat.

4. Gas Liquid Chromathogarphy, alat yang digunakan untuk analisa

konsentrasi material cair.


commit to user



5. Water content tester, untuk menganalisa kadar air.

4.2.4 Analisa Air

Air yang dianalisis antara lain:

1. Air baku

2. Air pendingin

3. Air demineralisasi

4. Air umpan boiler

5. Air limbah

Parameter yang diuji antara lain warna, pH, kandungan Klorin, tingkat

kekeruhan, total kesadahan, jumlah padatan, total alkalinitas, sulfat, silika, dan

konduktivitas air.

Alat-alat yang digunakan dalam laboratorium analisa air ini antara lain:

1. pH meter, digunakan untuk mengetahui tingkat keasaman/kebasaan air.

2. Spektrofotometer, digunakan untuk mengetahui konsentrasi suatu senyawa

terlarut dalam air.

3. Spectroscopy, digunakan untuk mengetahui kadar silika, sulfat, hidrazin,

turbiditas, kadar fosfat, dan kadar sulfat.

4. Peralatan titrasi, untuk mengetahui jumlah kandungan klorida, kesadahan

dan alkalinitas.

5. Conductivity meter, untuk mengetahui konduktivitas suatu zat yang

terlarut dalam air.


commit to user



Air umpan boiler yang dihasilkan unit demineralisasi juga diuji oleh

laboratorium ini. Parameter yang diuji antara lain pH, konduktivitas dan

kandungan silikat (SiO2), kandungan Mg2+, Ca2+.

4.3 Unit Pengolahan Limbah

Limbah yang dihasilkan dari pabrik Vinyl Acetate Monomer dapat

diklasifikasi :

1. Pengolahan bahan buangan cair

Pengolahan limbah ini didasarkan pada jenis buangannya :

a. Pengolahan air buangan sanitasi

Air buangan sanitasi yang berasal dari seluruh toilet di kawasan pabrik

dikumpulkan dan diolah dalam unit stabilisasi. Campuran yang berupa

padatan dan cairan terlebih dahulu dipecah bahan-bahan organiknya

dengan menggunakan lumpur aktif dan sistem aerasi yang terdiri dari bak

bersistem overflow dan desinfektan klorin ditambahkan untuk membunuh

mikroorganisme yang menimbulkan penyakit. Air yang telah diolah dan

memenuhi syarat pembuangan dialirkan ke kolam penampungan.

b. Pengolahan air buangan proses

Air yang berasal dari proses yaitu campuran dari air, VAM dan asam

asetat. Kadar maksimum VAM yang boleh dibuang di lingkungan adalah 1

kg/ton atau 0,001% berat VAM dalam air.

c. Pengolahan limbah minyak dari pompa

Limbah cair yang mengandung minyak-minyak berasal dari buangan

pelumas pada pompa, dan alat-alat lainnya. Pemisahan dilakukan

berdasarkan perbedaan berat jenisnya. Minyak dialirkan ke tungku


commit to user



pembakaran, sedangkan air di bagian bawah dialirkan ke penampungan

akhir, kemudian di buang.

2. Pengolahan bahan buangan padatan

Limbah padat yang dihasilkan berasal dari limbah domestic dan kebutuhan

pendukung proses. Limbah domestik berupa sampah – sampah dari keperluan

sehari – hari seperti kertas dan plastik, sampah tersebut ditampung di dalam bak

penampungan dan selanjutnya dikirim ke Tempat Pembuangan Akhir (TPA).

Limbah yang berasal dari IPAL dan kebutuhan pendukung proses diurug didalam

tanah yang dindingnya dilapisi dengan clay (tanah liat) agar bila limbah yang

dipendam termasuk berbahaya tidak menyebar ke lingkungan sekitarnya.

3. Pengolahan limbah gas

Limbah gas yang berasal dari alat – alat produksi berupa CO2 dan O2

dibuang ke udara melalui stack yang mempunyai tinggi minimal 1 kali tinggi

bangunan,


commit to user


Bab V Manajemen Perusahaan

BAB V

MANAJEMEN PERUSAHAAN

5.1 Bentuk Perusahaan

Bentuk perusahaan yang direncanakan pada pra-rancangan pabrik Vinyl

Acetate Monomer ini adalah Perseroan Terbatas (PT). PT merupakan bentuk

perusahaan yang mendapatkan modalnya dari penjualan saham, tiap sekutu turut

mengambil bagian sebanyak satu saham atau lebih. Saham adalah surat berharga

yang dikeluarkan dari perusahaan atau PT tersebut dan orang yang memiliki

saham berarti telah menyetorkan modal ke perusahaan, yang berarti pula ikut

memiliki perusahaan. Dalam PT, pemegang saham hanya bertanggung jawab

menyetor penuh jumlah yang disebutkan dalam tiap saham.

Pabrik yang akan didirikan, direncanakan mempunyai :

Bentuk : Perseroan Terbatas (PT)

Lapangan Usaha : Industri Vinyl Acetate Monomer

Lokasi Perusahaan : KIEC, Cilegon, Banten

Alasan dipilihnya bentuk perusahaan ini didasarkan atas beberapa faktor

yaitu :

1. Mudah mendapatkan modal dengan cara menjual saham di pasar

modal atau perjanjian tertutup dan meminta pinjaman dari pihak

yang berkepentingan seperti badan usaha atau perseorangan.

95


commit to user



2. Tanggung jawab pemegang saham bersifat terbatas, artinya

kelancaran produksi hanya akan ditangani oleh direksi beserta

karyawan sehingga gangguan dari luar dapat dibatasi.

3. Kelangsungan hidup perusahaan lebih terjamin karena tidak

terpengaruh dengan berhentinya pemegang saham, direksi berserta

stafnya, dan karyawan perusahaan.

4. Mudah mendapat kredit bank dengan jaminan perusahaan.

5. Pemilik dan pengurus perusahaan terpisah satu sama lain, pemilik

perusahaan adalah para pemegang saham dan pengurus perusahaan

adalah direksi beserta stafnya yang diawasi oleh dewan komisaris.

6. Efisiensi dari manajemen, para pemegang saham dapat memilih orang

yang ahli sebagai dewan komisaris dan direktur utama yang cukup

cakap dan berpengalaman.

7. Lapangan usaha lebih luas, suatu PT dapat menarik modal yang

sangat besar dari masyarakat, sehingga dengan modal ini PT dapat

memperluas usahanya.

8. Merupakan bidang usaha yang memiliki kekayaan tersendiri yang

terpisah dari kekayaan pribadi

9. Mudah bergerak di pasar modal

(Widjaja, 2003)


commit to user



5.2 Struktur Organisasi

Struktur organisasi merupakan salah satu faktor penting yang

dapatmenunjang kelangsungan dan kemajuan perusahaan, karena

berhubungandengan komunikasi yang terjadi dalam perusahaan demi

tercapainyakerjasama yang baik antar karyawan. Struktur organisasi terdiri dari 3

macam yaitu :

1. Line System

Sistem ini digunakan pada perusahaan kecil dimana pemilik

perusahaan sebagai pemegang komando tertinggi dan memberi

perintah secara langsung kepada bawahannya.

2. Line and Staff System

Sistem ini digunakan pada sebagian besar perusahaan.Garis

wewenang lebih sederhana, praktis dan tegas. Seorang karyawan

hanya akan bertanggung jawab pada seorang atasan saja.

3. Functional System

Sistem ini menempatkan setiap karyawan pada bidangnya masing –

masing sesuai keahlian. Wewenang karyawan terbatas pada bidang

keahliannya. Biasanya struktur ini digunakan pada perusahaan

besar dan kompleks.

Untuk mendapatkan sistem organisasi yang baik maka perlu

diperhatikan azas-azas, antara lain: pendelegasianwewenang, perumusan

tujuan perusahaan dengan jelas, pembagian tugas kerja yang jelas, kesatuan


commit to user



perintah dan tanggung jawab, sistem kontrol atas kerja yang telah

dilaksanakan, dan organisasi perusahaan yang fleksibel. (Widjaja, 2003)

Dengan berpedoman terhadap azas-azas tersebut, maka dipilih

organisasi kerja berdasarkan sistem line and staff. Pada sistem ini, garis

wewenang lebih sederhana, praktis dan tegas. Untuk kelancaran produksi,

perlu dibentuk staf ahli yang terdiri dari orang-orang yang ahli di bidangnya.

Bantuan pikiran dan nasehat akan diberikan oleh staf ahli kepada tingkat

pengawas demi tercapainya tujuan perusahaan.

Menurut Djoko (2003), ada 2 kelompok orang yang berpengaruh

dalam menjalankan organisasi kerja berdasarkan sistem garis dan staff ini,

yaitu:

1. Sebagai garis atau lini, yaitu orang-orang yang melaksanakan tugas

pokok organisasi untuk mencapai tujuan.

2. Sebagai staff, yaitu orang-orang yang melakukan tugas sesuai

dengan keahliannya, dalam hal ini berfungsi untuk memberi saran

kepada unit operasional.

Struktur organisasi pabrik Sabun disajikan pada Gambar 5.1 berikut:


commit to user



Gambar 5.1 Struktur Organisasi Pabrik Vinyl Acetate Monomer


commit to user



5.3 Tugas dan Wewenang

5.3.1 Pemegang Saham

Pemegang saham adalah beberapa orang yang mengumpulkan modal untuk

kepentingan pendirian dan berjalannya operasi perusahaan tersebut. Kekuasaan

tertinggi pada perusahaan yang mempunyai bentuk PT (Perseroan Terbatas)

adalah Rapat Umum Pemegang Saham (RUPS).

Pada RUPS tersebut, para pemegang saham berwenang:

1. Mengangkat dan memberhentikan Dewan Komisaris

2. Mengangkat dan memberhentikan Direktur

3. Mengesahkan hasil-hasil usaha serta neraca perhitungan untung rugi tahunan

dari perusahaan.

(Widjaja, 2003)

5.3.2 Dewan Komisaris

Dewan komisaris merupakan pelaksana tugas sehari-hari dari pemilik saham

sehingga dewan komisaris akan bertanggung jawab kepada pemilik saham.

Tugas-tugas Dewan Komisaris meliputi :

1. Menilai dan menyetujui rencana direksi tentang kebijakan umum, target

perusahaan, alokasi sumber - sumber dana dan pengarahan pemasaran

2. Mengawasi tugas - tugas direksi

3. Membantu direksi dalam tugas - tugas penting

(Widjaja, 2003)


commit to user



5.3.3 Dewan Direksi

Direksi Utama merupakan pimpinan tertinggi dalam perusahaan dan

bertanggung jawab sepenuhnya terhadap maju mundurnya perusahaan. Direktur

utama bertanggung jawab kepada dewan komisaris atas segala tindakan dan

kebijakan yang telah diambil sebagai pimpinan perusahaan. Direktur utama

membawahi direktur produksi dan direktur keuangan-umum.

Tugas direktur umum antara lain :

1. Melaksanakan kebijakan perusahaan dan mempertanggung jawabkan

pekerjaannya secara berkala atau pada masa akhir pekerjaannya pada

pemegang saham.

2. Menjaga kestabilan organisasi perusahaan dan membuat kelangsungan

hubungan yang baik antara pemilik saham, pimpinan, karyawan, dan

konsumen.

3. Mengangkat dan memberhentikan kepala bagian dengan persetujuan rapat

pemegang saham.

4. Mengkoordinir kerja sama antara bagian produksi (direktur produksi) dan

bagian keuangan dan umum (direktur keuangan dan umum).

Tugas dari direktur komersil antara lain:

1. Bertanggung jawab kepada direktur utama dalam bidang keuangan perusahaan

dan pemasaran produk.

2. Mengkoordinir, mengatur, dan mengawasi pelaksanaan pekerjaan kepala-

kepala bagian yang menjadi bawahannya.


commit to user



Tugas direktur teknik dan produksi antara lain:

1. Bertanggung jawab kepada direktur utama dalam bidang teknik dan

kelangsungan proses produksi.

2. Mengkoordinir, mengatur, serta mengawasi pelaksanaan pekerjaan kepala-


Tugas direktur SDM dan umum antara lain:

1. Bertanggung jawab kepada direktur utama dalam bidang personalia, relasi

perusahaan, dan pelayanan umum.

2. Mengkoordinir, mengatur, serta mengawasi pelaksanaan pekerjaan kepala-


(Djoko, 2003)

5.3.4 Staf Ahli

Staf ahli terdiri dari tenaga - tenaga ahli yang bertugas membantu direktur

dalam menjalankan tugasnya, baik yang berhubungan dengan teknik maupun

administrasi. Staf ahli bertanggung jawab kepada direktur utama sesuai dengan

bidang keahlian masing - masing.

Tugas dan wewenang staf ahli meliputi :

1. Mengadakan evaluasi bidang teknik dan ekonomi perusahaan.

2. Memberi masukan - masukan dalam perencanaan dan pengembangan

perusahaan.

3. Memberi saran - saran dalam bidang hukum.


commit to user



5.3.5 Penelitian dan Pengembangan (Litbang)

Litbang terdiri dari tenaga-tenaga ahli sebagai pembantu direksi dan

bertanggung jawab kepada direksi dalam hal pengembangan dan rekayasa produk.

Tugas dan wewenangnya meliputi :

1. Memperbaiki mutu produksi

2. Memperbaiki dan melakukan inovasi terhadap proses produksi

3. Meningkatkan efisiensi perusahaan di berbagai bidang

5.3.6 Kepala Bagian

Secara umum tugas kepala bagian adalah mengkoordinir, mengatur, dan

mengawasi pelaksanaan pekerjaan dalam lingkungan bagiannya sesuai dengan

garis wewenang yang diberikan oleh pimpinan perusahaan. Kepala bagian dapat

juga bertindak sebagai staf direktur. Kepala bagian bertanggung jawab kepada

direktur utama. (Zamani, 1998)

Kepala bagian terdiri dari:

1. Kepala Bagian Keuangan

Kepala bagian keuangan bertanggung jawab kepada direktur komersil dalam

bidang keuangan perusahaan,Kabag Keuangan membawahi dua Kepala Seksi

(Kasi), yaitu Kepala Seksi Akuntansi dan Kepala Seksi Administrasi.

Tugas Kasi Akuntansi adalah:

a. Mencatat utang piutang perusahaan.

b. Mengatur administrasi kantor dan pembukuan.

c. Mengaudit masalah perpajakan.


commit to user



Tugas Kasi administrasi antara lain:

a. Menghitung penggunaan uang perusahaan, mengamankan uang, dan

membuat ramalan tentang keuangan masa depan.

b. Mengadakan perhitungan tentang gaji dan insentif karyawan.

2. Kepala Bagian Pemasaran

Kepala bagian pemasaranbertanggung jawab kepada direktur komersil dalam

bidang pemasaran produk dan pembelian alat dan bahan yang diperlukan

untuk proses produksi,Kabag Pemasaran membawahi dua Kepala Seksi

(Kasi), yaitu Kepala Seksi Penjualan dan Kepala Seksi Pembelian.

Tugas Kasi penjualan, antara lain:

a. Merencanakan strategi penjualan hasil produksi.

b. Mengatur distribusi hasil produksi.

Tugas Kasi Pembelian, antara lain:

a. Melaksanakan pembelian barang dan peralatan yang dibutuhkan

perusahaan dalam kaitannya dengan proses produksi.

b. Mengetahui pasar dan mutu bahan baku serta mengatur keluar masuknya

bahan dan alat dari gudang.

3. Kepala Bagian Produksi

Bertanggung jawab kepada direktur produksi dalam bidang mutu dan

kelancaran produksi serta mengkoordinir kepala-kepala seksi yang menjadi

bawahannya.Kepala bagian produksi membawahi Kepala Seksi Proses, Kepala

SeksiPengendalian, dan Kepala SeksiLaboratorium.


commit to user



Tugas KasiProses adalah mengawasi jalannya proses produksi dan

bertanggung jawab terhadap kelancaran proses.

Tugas Kasi Pengendalian adalah mengendalikan laju produksi pabrik sesuai

dengan kebutuhan pasardan bertanggungjawab terhadap kuantitas hasil

produksi, serta jumlah pemakaian bahan baku dan bahan penunjang lainnya.

Tugas seksi laboratorium, antara lain:

a. Mengawasi dan menganalisa mutu bahan baku dan bahan pembantu.

b. Mengawasi dan menganalisa mutu produksi.

c. Mengawasi hal-hal yang berhubungan dengan buangan pabrik.

d. Membuat laporan berkala kepada Kepala Bagian Produksi.

4. Kepala Bagian Teknik

Bertanggung jawab kepada direktur produksi dalam bidang peralatan dan

utilitas. Kabag Teknik membawahi Kepala Seksi Pemeliharaan, Kepala Seksi

Utilitas, dan Kepala Seksi K3 & Lingkungan.

Tugas KasiPemeliharaan, antara lain:

a. Melaksanakan pemeliharaan fasilitas gedung dan peralatan pabrik.

b. Memperbaiki kerusakan peralatan pabrik.

Tugas Kasi Utilitas, antara lain melaksanakan dan mengatur sarana utilitas

untuk memenuhi kebutuhan proses, air, steam, udara tekan dan tenaga listrik.

Tugas KasiK3 & Lingkungan antara lain:

a. Mengatur, menyediakan, dan mengawasi hal-hal yang berhubungan

dengan keselamatan kerja.

b. Melindungi pabrik dari resiko kecelakaan kerja.


commit to user



5. Kepala Bagian Sumber Daya Manusia

Bertanggung jawab kepada direktur SDM & Umum dalam bidang personalia

dan pendidikan.Kabag SDM membawahi Kepala Seksi personalia dan

KepalaSeksi Pendidikan & Pelatihan.

Tugas Kasi Personalia antara lain:

a. Menciptakan suasana kerja yang baik antara pekerja, pekerjaan, dan

lingkungannya supaya tidak terjadi pemborosan waktu dan biaya.

b. Mengusahakan disiplin kerja yang tinggi dalam menciptakan kondisi kerja

yang tenang dan dinamis.

c. Melaksanakan hal-hal yang berhubungan dengan kesejahteraan karyawan.

Tugas Kasi Pendidikan & Pelatihan adalah mendidik dan melatih karyawan

baru (on the job training) ataupun mahasiswa kerja praktek tentang

perusahaan.

6. Kepala Bagian Umum

Bertanggung jawab kepada direktur SDM & umum dalam bidang hubungan

masyarakat, dan pelayanan umum.KabagUmum membawahi Kepala Seksi

Humas dan Kepala Seksi Pelayanan Umum.

Kasi Humas bertugas mengatur hubungan antara perusahaan dengan

masyarakat di luar lingkungan perusahaan, serta menjalin relasi atau kerja

sama dengan instansi lain.

Kasi Pelayanan Umum dan keamanan bertugas menjaga keamanan dan

kebersihan pabrik, serta memberikan pelayanan umum kepada pegawai.

.


commit to user



5.4 Pembagian Jam Kerja Karyawan

Pabrik ini direncakan beroperasi 330 hari dalam satu tahun dan proses

produksi berlangsung 24 jam per hari. Sisa hari yang bukan hari libur digunakan

untuk perawatan, perbaikan, dan shutdown. Sedangkan pembagian jam kerja

karyawan digolongkan dalam dua golongan yaitu karyawan shift dan non shift

5.4.1 Karyawan non shift

Karyawan non shift adalah karyawan yang tidak menangani proses produksi

secara langsung. Yang termasuk karyawan harian adalah direktur, staf ahli, kepala

bagian, kepala seksi serta karyawan yang berada di kantor.

Karyawan harian dalam satu minggu akan bekerja selama 5 hari dengan

pembagian kerja sebagai berikut :

Jam kerja :

Hari Senin – Kamis : Jam 08.00 – 17.00

Hari Jum’at : Jam 08.00 – 17.30

Jam Istirahat :

Hari Senin – Kamis : Jam 12.00 – 13.00

Hari Jum’at : Jam 11.30 – 13.00

5.4.2 Karyawan Shift / Ploog

Karyawan shift adalah karyawan yang secara langsung menangani proses

produksi atau mengatur bagian - bagian tertentu dari pabrik yang mempunyai

hubungan dengan masalah keamanan dan kelancaran produksi. Yang termasuk

karyawan shift ini adalah operator produksi, sebagian dari bagian teknik, bagian

gedung dan bagian - bagian yang harus selalu siaga untuk menjaga keselamatan

serta keamanan pabrik.


commit to user



Para karyawan shift akan bekerja secara bergantian selama 24 jam sebagai

berikut :

Shift Pagi ( Day shift ) : Jam 07.00 – 15.00

Shift Sore ( Swing shift ) : Jam 15.00 – 23.00

Shift Malam ( Night shift ) : Jam 23.00 – 07.00

Untuk karyawan shift ini dibagi menjadi 4 regu (A / B / C / D) dimana tiga

regu bekerja dan satu regu istirahat serta dikenakan secara bergantian. Untuk hari

libur atau hari besar yang ditetapkan pemerintah, regu yang bertugas tetap harus

masuk.

Tabel 5.1 Jadwal Pembagian Kelompok Shift

Shift Senin Selasa Rabu Kamis Jumat Sabtu Minggu

Pagi D D A A B B C

Siang C C D D A A B

Malam B B C C D D A

Libur A A B B C C D


Pagi C C D D A A B

Siang B B C C D D A

Malam A A B B C C D

Libur D D A A B B C


commit to user




Pagi B B C C D D A

Siang A A B B C C D

Malam D D A A B B C

Libur C C D D A A B


Pagi A A B B C C D

Siang D D A A B B C

Malam C C D D A A B

Libur B B C C D D A

Jadwal untuk tanggal selanjutnya berulang ke susunan awal.

Kelancaran produksi dari suatu pabrik sangat dipengaruhi oleh faktor

kedisiplinan para karyawannya dan akan secara langsung mempengaruhi

kelangsungan dan kemajuan perusahaan. Untuk itu kepada seluruh karyawan

perusahaan dikenakan absensi. Disamping itu masalah absensi digunakan oleh

pimpinan perusahaan sebagai salah satu dasar dalam mengembangkan karier para

karyawan di dalam perusahaan.(Djoko, 2003)


commit to user



5.5 Status Karyawan dan Sistem Upah

Pada pabrik ini sistem upah karyawan berbeda - beda tergantung pada status,

kedudukan, tanggung jawab, dan keahlian. Menurut status karyawan dapat dibagi

menjadi tiga golongan sebagai berikut :

1. Karyawan Tetap

Yaitu karyawan yang diangkat dan diberhentikan dengan surat keputusan

(SK) direksi dan mendapat gaji bulanan sesuai dengan kedudukan,

keahlian, dan masa kerjanya.

2. Karyawan Harian

Yaitu karyawan yang diangkat dan diberhentikan direksi tanpa SK

direksi dan mendapat upah harian yang dibayar tiap akhir pekan.

3. Karyawan Borongan

Yaitu karyawan yang digunakan oleh pabrik bila diperlukan

saja.Karyawan ini menerima upah borongan untuk suatu pekerjaan.

5.6 Penggolongan Jabatan, Jumlah Karyawan, dan Gaji

Jumlah karyawan harus ditentukan secara tepat sehingga semua pekerjaan

yang ada dapat diselesaikan dengan baik dan efisien.

Tabel 5.2 Jumlah Karyawan menurut Jabatannya

No Jabatan Jumlah Pendidikan

1 Direktur Utama 1 Magister Ekonomi/ Teknik

2 Direktur Komersil 1 Magister Ekonomi/ Akuntansi

3 Direktur Produksi 1 Magister Teknik Kimia

4 Direktur SDM dan Umum 1 Magister komonikasi/ Psikologi

5 Staff Ahli 2 Sarjana Teknik / Ekonomi


commit to user



6 Litbang 3 Sarjana Teknik / MIPA

7 Sekretaris 8 Sarjana/Akademi Sekretaris

8 Kepala Bagian Keuangan 1 Sarjana Ekonomi/Akuntansi

9 Kepala Bagian Pemasaran 1 Sarjana Ekonomi / Teknik

10 Kepala Bagian Teknik 1 Sarjana Teknik Kimia/Mesin

11 Kepala Bagian Produksi 1 Sarjana Teknik Kimia

12 Kepala Bagian SDM 1 Sarjana Komunikasi/ Psikologi

13 Kepala Bagian Umum 1 Sarjana Komunikasi / Hukum

14 Kepala Seksi Proses 1 Sarjana Teknik Kimia

15 Kepala Seksi Pengendalian 1 Sarjana Teknik

16 Kepala Seksi Laboratorium 1 Sarjana Teknik / MIPA

17 Kepala Seksi K3 & lingkungan 1 Sarjana Teknik Kimia / Lingkungan

18 Kepala Seksi Pemeliharaan 1 Sarjana Teknik Mesin

19 Kepala Seksi Utilitas 1 Sarjana Teknik Kimia / Mesin

20 Kepala Seksi Administrasi 1 Sarjana Ekonomi

21 Kepala Seksi Akuntansi 1 Sarjana Akuntansi

22 Kepala Seksi Pembelian 1 Sarjana Ekonomi

23 Kepala Seksi Penjualan 1 Sarjana Ekonomi

24 Kepala Seksi Personalia 1 Sarjana Komunikasi / Psikologi

25 Kepala Seksi Diklat 1 Sarjana Teknik

26 Kepala Seksi Humas 1 Sarjana Komunikasi

27 Kepala Seksi Umum &

Keamanan 1 Sarjana

28 Karyawan Proses 24 Sarjana /Ahli Madya

29 Karyawan Pengendalian 12 Sarjana /Ahli Madya

30 Karyawan Laboratorium 8 Sarjana /Ahli Madya

31 Karyawan Utilitas 30 Sarjana /Ahli Madya

32 Karyawan Pemeliharaan 12 Sarjana /Ahli Madya

33 Karyawan K3& Lingkungan 8 Sarjana /Ahli Madya

34 Karyawan Penjualan 4 Sarjana /Ahli Madya


commit to user



35 Karyawan Administrasi 5 Sarjana /Ahli Madya

36 Karyawan Personalia 5 Sarjana /Ahli Madya

37 Karyawan Humas 5 Sarjana /Ahli Madya

38 Karyawan Pembelian 4 Sarjana /Ahli Madya

39 Karyawan Akuntansi 5 Sarjana /Ahli Madya

40 Karyawan Diklat 5 Sarjana /Ahli Madya

41 Karyawan Keamanan 18 SMA/SMK/Sederajat

41 Dokter 1

40 Perawat 3 Akademi Keperawatan

41 Sopir 6 SMA/SMK/Sederajat

42 Pesuruh 6 SMA/SMK/Sederajat

T O T A L 200

Tabel 5.3 Perincian Golongan dan Gaji Karyawan

Gol. Jabatan Gaji/Bulan Kualifikasi minimal

I Direktur Utama 50.000.000 S2 Pengalaman 10 tahun

II Direktur 30.000.000 S2 Pengalaman 10 tahun

III Staff Ahli 20.000.000 S1 pengalaman 4 tahun

IV Litbang 15.000.000 S1 pengalaman

V Kepala Bagian 12.000.000 S1 pengalaman 5 tahun

VI Kepala Seksi 9.000.000 S1 pengalaman 4 tahun

VII Karyawan K3 &L,

proses, pengendalian,

laboratorium, utilitas

dan pemeliharaan

4.000.000 S1/D3

VIII Karyawan pembelian,

penjualan,

administrasi, humas,

3.500.000 S1/ D3


commit to user



akuntansi, diklat,

personalia dan

sekretaris

VIII Karyawan keamanan 2.500.000 SMA/ SMK/ Sederajat

X Karyawan Lain- lain 1.500.000 –

6.000.000

S1/D3/D1/SMA/SMK

5.7 Kesejahteraan Sosial Karyawan

Kesejahteraan yang diberikan oleh perusahaan pada karyawan antara lain:

1. Tunjangan

Tunjangan berupa gaji pokok yang diberikan berdasarkan golongan

karyawan yang bersangkutan

Tunjangan jabatan yang diberikan berdasarkan jabatan yang dipegang

karyawan

Tunjangan lembur yang diberikan kepada karyawan yang bekerja diluar

jam kerja berdasarkan jumlah jam kerja

2. Cuti

Cuti tahunan diberikan kepada setiap karyawan selama 12 hari kerja dalam 1

tahun. Cuti sakit diberikan pada karyawan yang menderita sakit berdasarkan

keterangan Dokter.

3. Pakaian Kerja

Pakaian kerja diberikan pada setiap karyawan sejumlah 3 pasang untuk setiap

tahunnya


commit to user



4. Pengobatan

Biaya pengobatan bagi karyawan yang menderita sakit yang diakibatkan oleh

kerja ditanggung oleh perusahaan sesuai dengan undang-undang yang berlaku

Biaya pengobatan bagi karyawan yang menderita sakit tidak disebabkan oleh

kecelakaan kerja diatur berdasarkan kebijaksanaan perusahaan

5. Asuransi Tenaga Kerja

Asuransi tenaga kerja diberikan oleh perusahaan bila jumlah karyawan lebih

dari 10 orang atau dengan gaji karyawan lebih besar dari Rp. 1.000.000,00

per bulan.

5.8 Manajemen Perusahaan

Manajemen produksi merupakan salah satu bagian dari manajemen

perusahaan yang fungsi utamanya adalah menyelenggarakan semua kegiatan

untuk memproses bahan baku menjadi produk dengan mengatur penggunaan

faktor - faktor produksi sedemikian rupa sehingga proses produksi berjalan

sesuai dengan yang direncanakan.

Manajemen produksi meliputi manajemen perancangan dan

pengendalian produksi. Tujuan perencanaan dan pengendalian produksi

mengusahakan perolehan kualitas produk sesuai target dalam jangka waktu

tertentu. Dengan meningkatnya kegiatan produksi maka selayaknya diikuti

dengan kegiatan perencanaan dan pengendalian agar penyimpangan

produksi dapat dihindari.

Perencanaan sangat erat kaitannya dengan pengendalian dimana

perencanaan merupakan tolak ukur bagi kegiatan operasional sehingga


commit to user



penyimpangan yang terjadi dapat diketahui dan selanjutnya dikembalikan

pada arah yang sesuai.

5.8.1.Perencanaan Produksi

Dalam menyusun rencana produksi secara garis besar ada direktur

keuangan dan umum. Hal yang perlu dipertimbangkan yaitu faktor internal

dan faktor eksternal. Faktor internal adalah kemampuan pabrik sedangkan

faktor eksternal adalah faktor yang menyangkut kemampuan pasar terhadap

jumlah produk yang dihasilkan.

Dipengaruhi oleh keandalan dan kemampuan mesin yaitu jam kerja efektif

dan beban yang diterima.

1. Kemampuan Pasar

Dapat dibagi menjadi 2 kemungkinan, yaitu :

Kemampuan pasar lebih besar dibandingkan kemampuan pabrik,

maka rencana produksi disusun secara maksimal.

Kemampuan pasar lebih kecil dari kemampuan pabrik.

Ada tiga alternatif yang dapat diambil :

Rencana prduksi sesuai kemampuan pasar atau produksi diturunkan

sesuai dengan kemampuan pasar, dengan mempertimbangkan untung

dan rugi.

Rencana produksi tetap dengan mempertimbangkan bahwa kelebihan

produksi disimpan dan dipasarkan tahun berikutnya.

Mencari daerah pemasaran baru.


commit to user



2. Kemampuan Pabrik

Pada umumnya kemampuan pabrik ditentukan oleh beberapa faktor,

antara lain

Bahan Baku

Dengan pemakaian yang memenuhi kualitas dan kuantitas, maka

akan mencapai jumlah produk yang diinginkan.

Tenaga kerja

Kurang terampilnya tenaga kerja akan menimbulkan kerugian,

sehingga diperlukan pelatihan agar kemampuan kerja

keterampilannya meningkat dan sesuai dengan yang diinginkan.

Peralatan (Mesin)

Ada dua hal yang mempengaruhi kehandalan dan kemampuan

mesin, yaitu jam kerja mesin efektif dan kemampuan mesin. Jam

kerja mesin efektif adalah kemampuan suatu alat untuk beroperasi

pada kapasitas yang diinginkan pada periode tertentu. Kemampuan

mesin adalah kemampuan mesin dalam memproduksi.

5.8.2.Pengendalian Produksi

Setelah perencanaan produksi disusun dan proses produksi dijalankan,

perlu adanya pengawasan dan pengendalian produksi agar proses berjalan

baik. Kegiatan proses produksi diharapkan menghasilkan produk dengan

mutu sesuai dengan standard dan jumlah produk sesuai dengan rencana

dalam jangka waktu sesuai jadwal.


commit to user



a. Pengendalian Kualitas

Penyimpangan kualitas terjadi karena mutu bahan baku tidak baik,

kerusakan alat, dan penyimpangan operasi. Hal - hal tersebut dapat

diketahui dari monitor atau hasil analisis laboratorium.

b. Pengendalian Kuantitas

Penyimpangan kuantitas terjadi karena kesalahan operator, kerusakan

mesin, keterlambatan bahan baku serta perbaikan alat yang terlalu lama.

Penyimpangan perlu diketahui penyebabnya, baru dilakukan evaluasi.

Kemudian dari evaluasi tersebut diambil tindakan seperlunya dan

diadakan perencanaan kembali dengan keadaan yang ada.

c. Pengendalian Waktu

Untuk mencapai kuantitas tertentu perlu adanya waktu tertentu pula.

d. Pengendalian Bahan Proses

Bila ingin dicapai kapasitas produksi yang diinginkan maka bahan

proses harus mencukupi sehingga diperlukan pengendalian bahan

proses agar tidak terjadi kekurangan.


commit to user


Bab VI Analisa Ekonomi

BAB VI

ANALISA EKONOMI

Pada perancangan pabrik sodium bicarbonat ini dilakukan evaluasi atau

penilaian investasi dengan maksud untuk mengetahui apakah pabrik yang

dirancang menguntungkan atau tidak. Komponen terpenting dari perancangan ini

adalah estimasi harga alat - alat, karena harga ini dipakai sebagai dasar untuk

estimasi analisa ekonomi. Analisa ekonomi dipakai untuk mendapatkan

perkiraan/estimasi tentang kelayakan investasi modal dalam suatu kegiatan

produksi suatu pabrik dengan meninjau kebutuhan modal investasi,besarnya laba

yang diperoleh,lamanya modal investasi dapat dikembalikan, dan terjadinya titik

impas. Selain itu analisa ekonomi dimaksudkan untuk mengetahui apakah pabrik

yang dirancang dapat menguntungkan atau tidak jika didirikan.

6.1. Penaksiran Harga Peralatan

Harga peralatan proses tiap alat tergantung pada kondisi ekonomi

yang sedang terjadi. Untuk mengetahui harga peralatan yang pasti setiap

tahun sangat sulit sehingga diperlukan suatu metoda atau cara untuk

memperkirakan harga suatu alat dari data peralatan serupa tahun-tahun

sebelumnya. Penentuan harga peralatan dilakukan dengan menggunakan

data indeks harga.

118


commit to user



y = 3,6077x - 6823,2

355

360

365

370

375

380

385

390

395

400

405

1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003

tahun

inde

ks

Tabel 6.1. Data Cost Index Chemical Plant

(Peters & Timmerhaus, 2003)

Gambar 6,1 Chemical Engineering Cost Index

Dengan asumsi kenaikan indeks linear, maka dapat diturunkan persamaan

least square sehingga didapatkan persamaan berikut:

Y = 3,6077 X - 6823,1744

Tahun 2014 adalah tahun ke 24, sehingga indeks tahun 2014 adalah

446,34. Harga alat dan yang lainnya diperkirakan pada tahun evaluasi

No Tahun Chemical Eng. Plant Cost Index1 1993 359,2 2 1994 368,1 3 1995 381,1 4 1996 381,7 5 1997 386,5 6 1998 389,5 7 1999 390,6 8 2000 394,1 9 2001 394,3

10 2002 390,4


commit to user



Ey Ny =

Ex Nx

(2014) dan dilihat dari grafik pada referensi. Untuk mengestimasi harga

alat tersebut pada masa sekarang digunakan persamaan (Peters &

Timmerhaus, 2003) :

Ex = Harga pembelian pada tahun referensi

Ey = Harga pembelian pada tahun 2014

Nx = Indeks harga pada tahun referensi

Ny = Indeks harga pada tahun 2014

(Peters & Timmerhaus, 2003)

6.2. Dasar Perhitungan

1. Kapasitas produksi : 100.000 ton/tahun

2. Satu tahun operasi : 330 hari

3. Pabrik didirikan : 2014

4. Harga bahan baku tahun 2010

a. Ethylene : US $ 0.90 / kg

b. Asam Asetat : US $ 0.36 / kg

c. Oksigen : US $ 0.24 / kg

5. Harga produk

Vinyl Acetate Monomer : US $ 1.30 / kg

(www.icis.com)


commit to user



6.3. Penentuan Total Capital Investment (TCI)

Asumsi dan ketentuan yang digunakan dalam analisa ekonomi :

1. Pembangunan fisik pabrik akan dilaksanakan pada tahun 2014 dan

pabrik dapat beroperasi secara komersial pada awal tahun 2015.

2. Proses yang dijalankan adalah proses kontinyu.

3. Kapasitas produksi adalah 100.000 ton/tahun.

4. Jumlah hari kerja adalah 330 hari per tahun.

5. Shut down pabrik dilaksanakan selama 35 hari dalam satu tahun untuk

perbaikan alat-alat pabrik.

6. Modal kerja yang diperhitungkan selama 1 bulan.

7. Umur alat-alat pabrik diperkirakan 10 tahun (kecuali alat-alat tertentu

(umur pompa dan tangki adalah 5 tahun).

8. Nilai rongsokan (Salvage Value) adalah nol.

9. Situasi pasar, biaya dan lain-lain diperkirakan stabil selama pabrik

beroperasi.

10. Upah buruh asing U$ 8,5 per man hour.

11. Upah buruh local Rp.10.000,00 per man hour.

12. Satu man hour asing = 1,8 man hour Indonesia.

13. Semua produk Vinyl Acetate Monomer habis terjual.

14. Nilai Kurs (Indonesian Rupiah Exchange Rates (31 Desember 2010)

1 $ = Rp. 9.100,-


commit to user



Diambil 1$ = Rp.10.000,-

15. Harga tanah 1.000.000/m 2

16. Evaluasi analisa kelayakan pendirian pabrik menggunakan kriteria :

1. Bunga pinjaman = 14,47% , pada 18 April 2011

2. Bunga deposit = 6,75 % , pada 9 Juni 2011

( www.bi.go.id )

6.4. Hasil Perhitungan

6.4.1. Fixed Capital Invesment (FCI)

Tabel 6,2 Fixed Capital Invesment

No Type of Capital Rp

1 Purchase equipment cost (EC) 35.195.719.835,80

2 Instalasi 4.768.994.250,64

3 Pemipaan 6.056.286.729,12

4 Instrumentasi 6.389.603.531,59

5 Isolasi 1.016.748.866,93

6 Listrik 2.770.272.275,12

7 Bangunan 5.010.066.880,54

8 tanah dan perbaikan 62.505.033.440,27

9 Utilitas 10.391.102.470,09

PPC 134.103.828.280,11

10 Engineering and construction 20.115.574.242,02

DPC 154.219.402.522,13

11 Contractor's Fee 6.168.776.100,89

12 Contingency 15.421.940.252,21

Fixed Capital Investment (FCI) 309.913.947.155,34


commit to user



6.4.2. Working Capital Investment (WCI)

Tabel 6.3 Working Capital Investment

No Type of Capital Rp

1 Persediaan bahan baku 25.902.541.694,67

2 Bahan baku dalam proses 1.807.831.358,41

3 Penyimpanan produksi 3.615.662.716,81

4 Biaya sebelum terjual 112.895.903.758,50

5 Persediaan uang 3.615.662.716,81

Working Capital (WC) 147.837.602.245,20

6.4.3. Total Capital Investment (TCI)

TCI = FCI + WCI ……………….……………………………(6-7)

= Rp. 309.913.947.155,34 + Rp. 147.837.602.245,20

= Rp. 457.751.549.400,54

6.4.4. Manufacturing Cost (MC)

Tabel 6.4 Manufacturing Cost

No Type of Manufacturing Cost Rp

1 Bahan baku 732.271.257.323,99

2 Gaji karyawan 4.176.000.000,00

3 Supervisi 2.376.000.000,00

4 Perawatan 18.594.836.829,32

5 Plant supplier 2.789.225.524,40

6 Royalties and patent 13.547.508.451,02

7 Utilitas 5.108.001.783,19

Direct Manufacturing Cost 778.862.829.911,91

8 Payroll & overhead 626.400.000,00

9 Laboratorium 417.600.000,00

10 Plant overhead 2.088.000.000,00


commit to user



11 Package & transport 135.475.084.510,20

Indirect Manufacturing Cost 138.607.084.510,20

12 Depreciation 30.991.394.715,53

13 Pajak pendapatan 6.198.278.943,11

14 Asuransi 6.198.278.943,11

Fixed Manufacturing Cost 43.387.952.601,75

Total Manufacturing Cost 960.857.867.023,86

6.4.5. General Expense (GE)

Tabel 6.5 General Expense

No Type of General Expenses Rp

1 Administrasi 5.870.000.000,00

2 Penjualan 162.570.101.412,24

3 Financial 20.438.633.868,04

4 Penelitian 54.190.033.804,08

Total General Expenses 243.068.769.084,36

6.4.6. Analisa Kelayakan

Total cost= manufacturing cost + general expenses ........ (6-8)

= Rp. 960.857.867.023,86 + Rp. 243.068.769.084,36

= Rp. 1.203.926.636.108,21

Keuntungan

Harga jual = Rp. 1.354.750.845.101,96

Total cost = Rp. 1.203.926.636.108,21

Keuntungan sebelum pajak = Rp. 150.824.208.993,75

Pajak 25 % dari keuntungan = Rp. 37.706.052.248,44

(Dirjen Pajak, 2011)


commit to user



Keuntungan sesudah pajak = Rp. 113.118.156.745,31

A. Percent Return On Investment (% ROI)

Yaitu kecepatan tahunan dimana keuntungan –keuntungan akan

mengembalikan investasi (modal). Dalam bentuk dasar ROI dapat

didefinisikan sebagai rasio (perbandingan) yang dinyatakan dalam

prosentase dari keuntungan ta hunan dengan investasi modal.

F

a brb

IrP

P

F

a ara

IrP

P

Prb = % ROI sebelum pajak

Pra = % ROI setelah pajak

Pb = Keuntungan sebelum pajak

Pa = Keuntungan setelah pajak

ra = Annual production rate

IF = Fixed Capital Investment

Untuk industri dengan resiko tinggi. ROI sebelum pajak = 44 %

( Aries & Newton. 1955)

ROI sebelum pajak = 150.824.208.993,75

309.913.947.155,34

= 48,67 %

ROI setelah pajak = 113.118.156.745,31

309.913.947.155,34

= 36,50 %


commit to user



B. Pay Out Time (POT)

Yaitu jumlah tahun yang diperlukan untuk mengembalikan Fixed Capital

Investment berdasarkan profit yang diperoleh.

F

F

ID

Pb ra 0,1 I

Untuk industri kimia dengan resiko rendah max accetable POT = 5 tahun.


POT sebelum pajak = 309.913.947.155,34

150.824.208.993,75 + 30.991.394.715,53

= 20 bulan

POT setelah pajak = 309.913.947.155,34

113.118.156.745,31 + 30.991.394.715,53

= 26 bulan

C. Break Even Point (BEP)

Yaitu titik impas. besarnya kapasitas produksi dapat menutupi biaya

keseluruhan. dimana pabrik tidak mendapatkan keuntungan namun tidak

menderita kerugian.

BEP aaa

a

R 0,7VS R 0,3 Fa

ra = Annual Production Rate

Fa = Annual fixed expense at max production

Ra = Annual regulated expense at max production

Sa = Annual sales value at max production


commit to user



Va = Annual variable expense at max production


1. Fixed Cost (Fa)

No Fixed Cost (Fa) Rp

1 Depresiasi 30.991.394.715,53

2 Pajak 6.198.278.943,11

3 Asuransi 6.198.278.943,11

Total 43.553.990.971,10

2. Variable Cost (Va)

No Variable cost (Va) Rp

1 Bahan baku 732.271.257.323,99

2 Royalties and patents 13.547.508.451,02

3 Utilitas 5.108.001.783,19

4 Packaging and transport 135.475.084.510,20

Total 886.401.852.068,39

3. Regulated Cost (Ra)

No Regulated Cost (Ra) Rp

1 Labor 4.176.000.000,00

2 Supervisi 2.376.000.000,00

2 Maintenance 18.594.836.829,32

3 Plant supplies 2.789.225.524,40

4 Laboratory 417.600.000,00

5 Payroll Overhead 626.400.000,00

6 Plant overhead 2.088.000.000,00

7 General expenses 243.068.769.084,36

Total 274.136.831.438,08


commit to user



4. Penjualan (Sa)

Total penjualan produk selama 1 tahun

Sa = Rp. 1.354.750.845.101,96

BEP aaa

a

R 0,7VS R 0,3 Fa


= 45,44 %

D. Shutdown Point (SDP)

Yaitu suatu titik dimana pabrik mengalami kerugian sebesar Fixed cost

yang menyebabkan pabrik harus tutup.

SDP aaa

a

R 0,7VS R 0,3


= 29,75 %

E. Discounted Cash Flow (DCF)

Discounted Cash Flow adalah interest rate yang diperoleh ketika seluruh

modal yang ada digunakan semuanya untuk proses produksi. DCF dari

suatu pabrik dinilai menguntungkan jika melebihi satu setengah kali bunga

pinjaman bank. DCF(i) dapat dihitung dengan metode Present Value

Analysis.

Present Value Analysis :

(0,7*274.136.831.438,08)

0,3*274.136.831.438,08 1.354.750.845.101,96–886.401.852.068,39 -

SDP =

(0,7*274.136.831.438,08)43.387.952.601,75+(0,3*274.136.831.438,08)

1.354.750.845.101,96–886.401.852.068,39 -BEP =


commit to user



(FC+WC) = ni)(1

SVni)(1

WCni)(1

C.....

3i)(1

C2i)(1

Ci1

C

Future Value Analysis :

(FCI + WC) (1 + i)n = Wc + Sv + C {(1+i)n-1 + (1+i)n-2 + …+ (1+i) + 1}

dengan trial solution diperoleh nilai i (%).

(Peters & Timmerhause. 2003)

Future Value Analysis :

Persamaan :

(FCI + WC) (1 + i)n = Wc + Sv + C {(1+i)n-1 + (1+i)n-2 + …+ (1+i) + 1}

dengan :

FCI = Fixed capital

= Rp. 309.913.947.155,34

C = Annual cost

= Profit after tax + depreciation + finance

= Rp. 164.548.185.328,89

SV = Salvage value

= Rp. 0.-

WC = Working capital

= Rp. 147.837.602.245,20

Diperkirakan umur pabrik (n) = 10 tahun

Diperoleh nilai i = 0,3402

= 34,02 %


commit to user



F. INVESTASI

Modal ( Manufacturing Cost dan General Expense )yang dibutuhkan

untuk menghasilkan 1 kg produk Vinyl Acetate Monomer ( VAM ) adalah :

= $ .ૢ.,/

12626,26 kg/jam ×1 tahun330 hari ×

1 hari24 jam

= $ 1,204 / kg VAM

G. ENERGI YANG DIBUTUHKAN

Energi yang dibutuhkan untuk menghasilkan 1 kg produk Vinyl Acetate

Monomer ( VAM ) adalah :

Energi yang dibutuhkan = 1550 kW

= 1550 kWh x 3.600.000 J/kWh

= 5.580.000.000 J/jam

1 J = 0,24 kalori

Energi yang dibutuhkan ( kalori ) = 5.580.000.000 J/jam x 0,24 kalori/J

= 1.339.200.000 kalori/jam

Jadi, banyaknya energy yang dibutuhkan tiap kg produk adalah

= 1.339.200.000 kalori/jam

12626,26 kg/jam

= 106.064,66 kalori/kg VAM

= 106,06 kkal/kg VAM


commit to user



Sa

Grafik hasil analisa ekonomi dapat digambarkan sebagai berikut :

Keterangan gambar :

Fa : Fixed Cost

Ra : Regulated Cost

Sa : Sales

Va : Variable Cost

Gambar 6.2 Grafik Analisa Kelayakan

Va

Ra

BEP

SDP0,3 Ra

0

200

400

600

800

1,000

1,200

1,400

1,600

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Har

ga (M

ilyar

, Rp)

Kapasitas Produksi (%)

Fa


commit to user



6.5 Kesimpulan

Pabrik vinyl acetate monomer ( VAM ) ini merupakan industri dengan

resiko yang tinggi. Dari analisa ekonomi yang dilakukan diperoleh hasil sebagai

berikut :

Tabel 6.6 Analisis Kelayakan

No. Keterangan Perhitungan Batasan

1. Percent Return On Investment (%ROI)

ROI sebelum pajak

ROI setelah pajak

48,67 %

36,50 %

min 44 % (resiko tinggi)

2. Pay Out Time (POT)

POT sebelum pajak

POT setelah pajak

20 bulan

26 bulan

maks. 2 tahun (resiko tinggi)

3. Break Even Point (BEP) 45,44 % 40 – 60 %

4. Shut Down Point (SDP) 29,75 %

5.Discounted Cash Flow (DCF) 34,02 % Diatas bunga pinjaman bank

di Indonesia ( 14,47 % )

Dai hasil analisa yang dilakukan diatas dapat dihitung bahwa Pabrik vinyl

acetate monomer (VAM) dengan kapasitas 100.000 ton/tahun layak untuk

didirikan.


commit to user

DAFTAR PUSTAKA

Adrian Nur, Danarto., Bregas, Paryanto, 2005, Buku Pemrograman Komputer,

Jurusan Teknik Kimia Universitas Sebelas Maret, Surakarta.

Alie, C., 2004, CO2 Capture with MEA : Integrating the Absorption Process and

Steam Cycle of an Existing Coal-Fired Power Plant, Ontario, Canada.

Aries, R.S and Newton, R.D., 1955, Chemical Engineering Cost Estimation,

McGraw-Hill Book Company, New York

Branan, C., 2002, Rules of Thumb for Chemical Engineers, Gulf Publication, New

York, USA.

Brown, G.G., 1950, Unit Operation, John Wiley & Sons, New York

Brownell, L.E and Young, E.H., 1979, Process Equipment Design, 3rd ed., John

Wiley & Sons, New York

Contreras, J.P., Naranjo, J.C., Ramirez, S., and Martinez, M., Vinyl acetate from

ethylene, acetic acid, and oxygen Industrial Plant Simulation, Los Andes

University, Bogota.

Coulson, J.M and Richardson, J.F., 1989, Chemical Engineering, vol. 6,

Pergamon Press, Inc., New York

Dimian, A.C., and Bildea, C.S., 2008, Chemical Process Design : A Computer

Aided Case Studies, Wiley VCH Verlag GmbH, Weinheim

Djoko, P., 2003, Komunikasi Bisnis, edisi 2, Erlangga, Jakarta

Geankoplis, C.J., 1983, Transport Processes and Unit Operations, 2nd ed., Allyn

and Bacon Inc., Boston


commit to user

Han, Y.F., Wang, J.H., Kumar, D., and Goodman, D.W., 2005, A kinetic study of

vinyl acetate synthesis over Pd-based catalyst : kinetics of vinyl acetate

synthesis over Pd-Au/SiO2 and Pd/SiO2 catalysts, Journal of Catalyst,

Texas

Holman, J.P., 1981, Heat Transfer, 5th ed., McGraw-Hill Book Company, New

York

Kern, D.Q., 1983, Process Heat Transfer, McGraw-Hill Book Company, New

York

Kirk, and Othmer, 1992, Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology,

Vol 24, 4th edition, A Wiley Interscience Publisher Inc., New York

Levenspiel, 1999, Chemical Reaction Engineering, John Wiley and Sons, New

York.

Ludwig, G.E., 1997, Applied Design for Chemical and Petrochemical Plants,

vol. 2, 3rd ed., Gulf Publishing Co., Houston

Luyben and Tyreus, 1997, An Industrial Design/ Control Study for Vinyl Acetate

Monomer Process, Du Pont Research Center, Denver.

Nakamura, S., Yasui, T., 1970, The mechanism of the Palladium-catalyzed

synthesis of vinyl acetate from ethylene in a heterogeneous gas reaction,

Journal of Catalysts, Texas

Olsen, D.G., 2001, A Study in Plant Wide Control of A Vinyl Acetate Monomer

Process Design, University of Calgary, Alberta.

Perry, R.H., and Green, D., 1999, Perry’s Chemical Engineers Handbook, 4th

edition, McGraw Hill, New York


commit to user

Peter, M.S. and Timmerhaus, K.D., 2003, Plant Design and Economic for

Chemical Engineers, 5th ed., McGraw-Hill Book Company, New York

Rase, H.F., 2000, Handbook of Commercial Catalyst : Heterogeneous Catalysts,

John Wiley and Sons, New York

Roscher, G., 2002, Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry, Wiley-VCH,

Weinheim, Germany

Smith, J.M., Van Ness, H.C., and Abott, M., 1993, Introduction to Chemical

Engineering Thermodynamics, 6th edition, McGraw Hill, New York

Smith, R., 2005, Chemical Process Design and Integration, John Wiley and Sons,

New York, USA.

Treybal, R.E., 1984, Mass Transfer Operation, 3rd ed., McGraw-Hill Book

Company, Tokyo

Ulrich, G.D., 1987, A Guide to Chemical Engineering Process Design and

Economics, John Wiley & Sons Inc., New York

Vilbrandt , F.C and Dryden,C.E., 1959, Chemical Engineering Plant Design, 4th

ed., McGraw Hill Kogakusha Company Limited, Tokyo

Walas, S.M., 1990, Chemical Process Equipment : Design and Selection,

Butterworth Publishers, Stoneham, MA, USA

Wankat, P.C., 1988, Equilibrium Staged Separations, Prentice Hall, New York.

Widjaja, G., 2003, Tanggung Jawab Direksi atau Kepailitan Perseroan, Raja

Grafindo Persada, Jakarta

Yaws, C.L., 1999, Chemical Properties Handbook, McGraw Hill, New York


commit to user

LAMPIRAN

A-1

DATA-DATA SIFAT FISIS

Data-data untuk menghitung sifat-sifat fisis bahan baku maupun produk diperoleh

dari beberapa sumber.

1. Critical properties

Komponen BM

( kg/kmol )

Tc

(K)

Pc

(bar) Ω

Ethylene 28,05 282,36 50,32 0,0850

Asam Asetat 60,05 592,71 57,86 0,4620

Oksigen 32,01 154,58 50,43 0,0220

Vinyl Acetate Monomer 86,09 524,00 42,50 0,3380

Air 18,015 647,13 220,55 0,3450

Karbondioksida 44,025 304,19 73,82 0,2280

Monoethanolamine 61,00 638 68,7 0,797

2. Konduktivitas gas

k = A + BT + CT2

T dalam Kelvin ( K )

k dalam W/m.K

Nilai konstanta masing-masing komponen

Komponen A B C

Ethylene -1,23E-03 3,62E-05 1,25E-07

Asam Asetat 2,34E-03 -6,60E-06 1,16E-09

Oksigen 1,21E-03 8,62E-05 -1,33E-08

Vinyl Acetate Monomer -8,46E-03 5,87E-05 1,77E-08

Air 5,30E-04 4,71E-05 4,96E-08

Karbondioksida -1,18E-02 1,02E-04 -2,22E-08

Monoethanolamine 8,78E-03 -2,95E-05 8,61E-08


commit to user

LAMPIRAN

A-2

3. Viskositas cairan

log µ = A + B/T + C.T + D.T2

dengan : µ = viskositas cairan, cp

T = suhu, K

A,B,C,D = konstanta

Komponen A B C D

Ethylene -4,5611 3,08E+02 1,80E-02 -3,82E-05

Asam Asetat -3,8937 7,85E+02 6,67E-03 -7,56E-06

Oksigen -5,0957 1,80E+02 3,98E-02 -1,47E-04

Vinyl Acetate

Monomer -9,0671 1,19E+03 2,27E-02 -2,32E-05

Air -10,2158 1,79E+02 1,78E-02 -1,26E-05

Karbondioksida -17,9151 1,46E+02 7,31E-02 -1,12E-04

Monoethanolamine -13,182 2,86E+03 2,08E-02 -1,42E-05

4. Viskositas gas

µ = A + B.T + C.T2

dengan : µg = viskositas gas, mp

T = suhu, K

A,B,C,D = konstanta

Komponen A B C

Ethylene -3,985 3,87E-01 -1,12E-04

Asam Asetat -28,66 2,35E-01 2,21E-04

Oksigen 44,224 5,62E-01 -1,13E-04

Vinyl Acetate Monomer -7,462 3,05E-01 -5,75E-05

Air -36,826 4,29E-01 -1,62E-05

Karbondioksida 11,336 4,99E-01 -1,09E-04

Monoethanolamine -12,592 2,90E-01 -3,95E-05


commit to user

LAMPIRAN

A-3

5. Kapasitas panas Cairan

Cp = A + BT + CT2 + DT3

Dengan Cp = kapasitas panas cairan , J/mol.K

T = suhu, Kelvin

A,B,C,D = konstanta

Komponen A B C D

Ethylene 25,597 5,71E-01 -3,36E-03 8,41E-06

Asam Asetat -18,944 1,10E+02 -2,89E-03 2,93E-07

Oksigen 46,432 3,95E-01 -7,05E-03 3,99E-06

Vinyl Acetate

Monomer 63,91 7,07E-01 -2,28E-03 3,18E-06

Air 92,053 -3,99E-02 -2,11E-04 5,35E-06

Karbondioksida -3981,02 5,25E+01 -2,27E-01 3,29E-06

Monoethanolamine 23,111 1,23E+00 -3,12E-03 3,07E-06

6. Kapasitas panas Gas

Cp = A + BT + CT2 + DT3+ET4

Dengan Cp = kapasitas panas cairan , J/mol.K

T = suhu, Kelvin

A,B,C,D,E = konstanta

Komponen A B C D E

Ethylene 32,083 -1,48E-02 2,48E-04 -2,38E-07 6,83E-11

Asam Asetat 34,85 3,76E-02 2,83E-04 -3,08E-07 9,27E-11

Oksigen 29,526 -8,90E-03 3,81E-05 -3,26E-08 8,86E-12

Vinyl Acetate

Monomer 27,664 2,34E-01 6,21E-05 -1,70E-07 5,79E-11

Air 33,933 -8,42E-03 2,99E-05 -1,78E-08 3,69E-12

Karbondioksida 27,437 4,23E-02 -1,96E-05 3,40E-09 -2,99E-13

Monoethanolamine -0,555 3,70E-01 -3,20E-04 1,58E-07 -3,23E-11


commit to user

LAMPIRAN

A-4

7. Entalpi Penguapan

Hvap = A(1-(T/Tc))n (Hvap =KJ/mol.K dan T = K)

Komponen A Tc n

Ethylene 19,986 282,36 0,431

Asam Asetat 11,575 592,71 -0,65

Oksigen 8,04 154,58 0,201

Vinyl Acetate Monomer 45,805 524 0,353

Air 52,053 647,13 0,321

Karbondioksida 18,26 304,19 0,24

Monoethanolamine 74,042 638 0,304

8. Tekanan uap murni

log Po = A + B/T + C log T + DT + ET2

dengan Po = tekanan uap murni, mmHg

T = suhu operasi, Kelvin

A,B,C,D = konstanta

Komponen A B C D E

Ethylene 18,7964 -1,00E+03 -4,58E+00 9,97E-11 6,79E-06

Asam Asetat 28,3756 -2,97E+03 -7,03E+00 -1,51E-09 2,18E-06

Oksigen 20,6695 -5,27E+02 -6,71E+00 1,29E-02 -9,88E-13

Vinyl Acetate

Monomer 12,722 -2,18E+03 -9,15E-01 -4,57E-03 2,97E-06

Air 29,8605 -3,15E+03 -7,30E+00 2,42E-09 1,81E-06

Karbondioksida 35,0187 -1,51E+03 -1,13E+01 9,34E-03 7,76E-10

Monoethanolamine 72,913 -5,86E+03 -2,19E+01 -7,15E-10 5,98E-06


commit to user

LAMPIRAN

B-1

LAMPIRAN B

NERACA MASSA

Satuan : kg/jam

Basis : 1 jam operasi

1. Kapasitas Produksi

Kapasitas produksi = 100.000 ton/tahun

Jumlah hari kerja dalam satu tahun = 330 hari

Jumlah jam kerja dalam satu hari = 24 jam

Maka produksi dalam satu jam = jam

harixhari

thxtonkgx

thton

243301000100000

= 12.626,26 kg/jam

2. Spesifikasi Produk

Spesifikasi produk 99,9% = 0,999 x 12.626,26 kg/jam

= 12.613,64 kg/jam

= 146,52 kmol/jam


commit to user

LAMPIRAN

B-2

3. Basis Perhitungan

Basis perhitungan : Ethylene masuk reaktor = AA = 20.000 kg/jam.

4. Notasi

Etilen (C2H4) = 1

Asam asetat (CH3COOH) = 2

Oksigen (O2) = 3

Vinil asetat monomer (VAM) = 4

Air (H2O) = 5

Karbondioksida (CO2) = 6

Monoethanolamine (MEA) = 7

5. Dasar Perhitungan

a. Komposisi umpan :

Arus A : C2H4 = 100 % berat (xA1 = 1)

Arus B: CH3COOH = 99,85 % berat (xB2 = 0,9985)

H2O = 0,15 % berat (xB3 = 0,0015)

Arus C : O2 = 100% berat (xC3 = 1 )

b. x merupakan fraksi berat.

c. Reaksi yang terjadi :

C2H4 + CH3COOH + ½ O2 → C2H3OOCCH3 + H2O

C2H4 + 3 O2 → 2 CO2 + 2 H2O

Rasio mol C2H4/CH3COOH masuk reaktor 3/1. (Dimian, 2008)

Komposisi reaktan masuk reaktor :

- C2H4 : 50 % mol = 37,43 % berat

- CH3COOH : 16,67% mol = 26,71 % berat

- O2 : 6 % mol = 5,13 % berat

- VAM : 0,01 %mol = 0,02 % berat

- H2O : 2 % mol = 0,96 % berat

- CO2 : 25,32 % mol = 29,75 % berat


commit to user

LAMPIRAN

B-3

d. Spesifikasi produk

Kemurnian produk VAM minimal 99,9% berat dan H2O 0,1 % wt.

e. Asumsi

Arus W mempunyai komposisi : 87,7% CO2, 0,3% O2, dan 12% H2O.

Arus Y mempunyai komposisi : 93% H2O, 6% CH3COOH, dan 1% VAM.

Rasio mol C2H4/CH3COOH masuk reaktor = 3/1 (mol) = 1/1,4 (berat), jadi

CH3COOH yang masuk ke dalam reaktor = 14.272,13 kg/jam.

C2H4 + CH3COOH + ½ O2 → C2H3OOCCH3 + H2O ……..(I)

C2H4 + 3 O2 → 2 CO2 + 2 H2O …………………..(II)

Diketahui konversi VAM terhadap etilen = 10%, dengan 89% etilen bereaksi di

reaksi I dan selebihnya bereaksi di reaksi II (Dimian, 2008).

Reaksi berdasarkan basis perhitungan di atas disajikan di bawah ini.

# Etilen yang digunakan untuk bereaksi

Reaksi I = 0,89*0,1*20000/28,05 = 63,46 kmol/jam = 1780 kg/jam

Reaksi II = 0,11*0,1*20000/28,05 = 7,84 kmol/jam = 220 kg/jam +

2000 kg/jam

# Asam asetat yang digunakan untuk reaksi

= mol C2H4 di reaksi I

= 63,46 kmol/jam = 3810,66 kg/jam

# Oksigen teoritis = ( 0,5*mol C2H4 di reaksi I ) + ( 3*mol C2H4 di reaksi II )

= ( 0,5 * 63,46 ) + ( 3 * 7,84 ) = 31,73 + 23,53

= 55,26 kmol/jam = 1768,82 kg/jam

# H2O yang terbentuk dari reaksi

= ( mol C2H4 di reaksi I ) + ( 2*mol C2H4 di reaksi II )

= ( 63,46 ) + ( 2 * 7,84 )

= 79,14 kmol/jam = 1425,79 kg/jam

# CO2 yang terbentuk dari reaksi

= ( 2 * mol C2H4 di reaksi II )

= ( 2 * 7,84 )

= 15,69 kmol/jam = 690,59 kg/jam


commit to user

LAMPIRAN

B-4

6. Neraca Massa Overall (loop 1)

Neraca massa total disekitar loop 1

A+B +C+D = W+X+Y .................................... (1)

Neraca massa komponen C2H4 disekitar loop 1

In = out + reaction

A = reaction = 2000 kg/jam .................................... (2)

Neraca massa komponen CH3COOH disekitar loop 1

In = out + reaction

xB2*B = xY2*Y + reaction

0,9985*B = 0.06*Y + 3810,65 .................................... (3)

Neraca massa komponen O2 disekitar loop 1

In = out + reaction

C = reaction + 0,003*W

C = 1768,82 + 0,003*W .................................... (4)

Neraca massa komponen VAM disekitar loop 1

In + regenerasi = out

0 + 5463,11 = 0,999*X + 0,01*Y .................................... (5)

Neraca massa komponen H2O disekitar loop 1


0,0015*B + 1425,79 = 0,001*X + 0,93*Y .................................. (6)

Neraca massa komponen CO2 disekitar loop 1


0 + 690,59 = 0,877*W .................................... (7)

Dari persamaan (7) didapatkan,

W = 787,44 kg/jam

Dengan mensubstitusikan W = 787,44 kg/jam ke persamaan (4) didapatkan,

C = 1768,82 + 0,003*787,44

= 1771,19 kg/jam

Dengan memanipulasi persamaan (5) menjadi

Y = 546310,9 – 99,9*X .................................... (8)

Mensubstitusikan persamaan (8) ke persamaan (6) didapatkan,


commit to user

LAMPIRAN

B-5

0,0015*B + 1425,79 = 0,001*X + 508069,1 – 92,907*X

0,0015*B = 506643,3 – 92,906*X .................................... (9)

Mensubstitusikan persamaan (8) ke persamaan (3) didapatkan,

0,9985*B = 32778,65 – 5,994*X + 3810,66

0,9985*B = 36589,31 – 5,994*X .................................... (10)

Mengeliminasi B pada persamaan (9) dan (10)

0,001498*B = 505883,36 - 92,76*X

0,001498*B = 54,88 - 0,008*X -

92,757*X = 505828,48

X = 5453,23 kg/jam

Memasukkan nilai X ke persamaan (8) dan (9),

Y = 546310,9 – 99,9*5453,23

= 546310,9 – 544777,3

= 1533,54 kg/jam

0,0015*B = 506643,3 – 92,906*5453,23

B = 3908,53 kg/jam

D = 0,12*787,44

= 94,49 kg/jam

Cek di persamaan (1)

A+B +C+D = W+X+Y

2000 + 3908,53 + 1771,19 + 94,49 = 787,44 + 5453,23 + 1533,54

7774,21 = 7774,21 Balance

7. Neraca Massa di sekitar Reaktor (loop 2)

Berdasarkan Tabel 10.3 Dimian (2008), umpan reaktor diset sebagai berikut.


commit to user

LAMPIRAN

B-6

Komponen % mol

C2H4 50,00

CH3COOH 16,67

O2 6,00

VAM 0,01

H2O 2,00

CO2 25,32

Dari basis perhitungan etilen masuk reaktor = 20000 kg/jam = 713,01 kmol/jam,

maka :

Komponen % mol input Masuk

(kmol/jam) (kg/jam)

C2H4 50,00 713,01 20000,00

CH3COOH 16,67 16,67/50*713,01 = 237,67 14272,13

O2 6,00 6/50*713,01 = 85,56 2738,82

VAM 0,01 0,01/50*713,01 = 0,14 12,28

H2O 2,00 2/50*713,01 = 28,52 513,80

CO2 25,32 25,32/50*713,01 = 361,12 15898,18

Komponen Reaksi Keluar reaktor

(kg/jam) (kg/jam)

C2H4 2000,00 18000,00

CH3COOH 3810,66 10461,47

O2 1768,82 970,00

VAM 5463,11 5475,39

H2O 1425,79 1939,58

CO2 690,59 16588,77


commit to user

LAMPIRAN

B-7

8. Neraca Massa di Separator (loop 3)

Arus-arus yang keluar dari separator berada dalam keadaan setimbang.

Komposisi arus-arus yang keluar dari separator dapat dihitung dengan flash

calculation.

Separator bertujuan untuk memisahkan gas (etilen, oksigen dan karbondioksida)

untuk direcycle. Dalam perhitungan separator ini, terdapat non-condensable gas

(etilen, oksigen, karbondioksida) dan condensable gas (asam asetat, VAM, air).

Semua non-condensable gas diharapkan naik ke atas. Karena hasil atas separator

berkesetimbangan dengan hasil bawah, dilakukan trial and error untuk

menentukan banyaknya asam asetat, VAM dan air yang terikut hasil atas

separator.

Perhitungan flash calculation

Neraca massa total

H = I + J

Neraca massa komponen

H.zi = I.yi + J.xi

Keseimbangan komponen i

Ki = f(T,P)


commit to user

LAMPIRAN

B-8

Hasil manipulasi neraca massa dan keseimbangan :

Algoritma perhitungan

E, zi, T, G/E

Tebak P

Ki = f(T,P) Not Ok

Ok Input separator :

HCG = 345,48 kmol/jam

CH3COOH = 10461,47 kg/jam = 174,21 kmol/jam = 0,5043 (fraksi mol)

VAM = 5475,39 kg/jam = 63,60 kmol/jam = 0,1841 (fraksi mol)

H2O = 1939,58 kg/jam = 107,66 kmol/jam = 0,3116 (fraksi mol)

17876,44 kg/jam 345,48 kmol/jam 1

Diambil : T = 127 oC = 400 K

P = 8,56 atm

Pi = 2,121 atm

Trial : V/FCG = 0,1846

FV

1)(ki1

ki.Ziyi;

FV

1)(ki1

Zixi

0

FV

1)(ki1

ki)Zi(1c

1i

0

FV

1)(ki1

ki)Zi(1c

1i


commit to user

LAMPIRAN

B-9

Komponen zi Pi Ki = Pi/P xi yi

CH3COOH 0,5043 1,3034 0,61452 0,54289 0,3336 0,20927

VAM 0,1841 4,4160 2,08206 0,15345 0,3195 -0,16604

H2O 0,3116 2,4240 1,14286 0,30363 0,3470 -0,04338

1 0,99997 1,0001 -0,00014

Output separator :

VCG = 63,77 kmol/jam

CH3COOH = 0,3336 (fraksi mol)= 21.2734 kmol/jam = 1277.47 kg/jam

VAM = 0,3195 (fraksi mol)= 20.3724 kmol/jam = 1753.86 kg/jam

H2O = 0,3470 (fraksi mol)= 22.1274 kmol/jam = 974.16 kg/jam

LCG = 281,71 kmol/jam

CH3COOH = 0,54289 (fraksi mol)= 152,9393 kmol/jam = 9184,00 kg/jam

VAM = 0,15345 (fraksi mol)= 43,2283 kmol/jam = 3721,52 kg/jam

H2O = 0,30363 (fraksi mol)= 85,5375 kmol/jam = 1540,96 kg/jam

Jadi, hasil atas separator = GNC + VCG =

C2H4 = 641,71 kmol/jam = 18000,00 kg/jam

CH3COOH = 21,27 kmol/jam = 1277,47 kg/jam

O2 = 30,30 kmol/jam = 970,00 kg/jam

VAM = 20,37 kmol/jam = 1753,86 kg/jam

H2O = 22,13 kmol/jam = 398,62 kg/jam

CO2 = 376,80 kmol/jam = 16588,77 kg/jam

Hasil bawah separator = LCG =

CH3COOH = 152,94 kmol/jam = 9184,00 kg/jam

VAM = 43,23 kmol/jam = 3721,52 kg/jam

H2O = 85,54 kmol/jam = 1540,96 kg/jam

0

FV

1)(ki1

ki)Zi(1c

1i


commit to user

LAMPIRAN

B-10

9. Neraca Massa Absorber T-101 (loop 4)


I + L = K + M

38988,72 + L = K + M .................................... (11)

Neraca massa C2H4 disekitar loop 4

I.xI1 + L.xL1 = K.xK1 + M.xM1

18000 + L.xL1 = K.xK1 + M.xM1 .................................... (12)

Neraca massa CH3COOH disekitar loop 4


1277,47 + L.xL2 = K.xK2 + M.xM2 .................................... (13)

Neraca massa O2 disekitar loop 4


970,00 + L.xL3 = K.xK3 + M.xM3 .................................... (14)

Neraca massa VAM disekitar loop 4


1753,86 + L.xL4 = K.xK4 + M.xM4 .................................... (15)

Neraca massa H2O disekitar loop 4


398,62 + L.xL5 = K.xK5 + M.xM5 .................................... (16)

Neraca massa CO2 disekitar loop 4


16588,77 + L.xL6 = K.xK6 + M.xM6 .................................... (17)

VAM di arus masuk T-101 = 1753,86 kg/jam

Gas masuk bebas solute = 37234,86 kg/jam

Direncanakan 99,3 % VAM di gas masuk terserap, sehingga,

VAM di arus gas keluar = 12,28 kg/jam


commit to user

LAMPIRAN

B-11

VAM di arus cairan keluar = 1741,59 kg/jam

Yin = 0,04710 Xin = 0

Yout = 0,00033 Xout = 0,630801

G*Yin + L*Xin = G*Yout + L*Xout

L*xL2 = 2760,91 kg/jam

L*xL5 = 33,19 kg/jam ; sehingga,

L = 2794,11 kg/jam

Maka, arus K

K.xK1 = I.xI1 = 18000,00 kg/jam

K.xK2 = I.xI2 = 1277,47 kg/jam

K.xK3 = I.xI3 = 970,00 kg/jam

K.xK4 = 12,28 kg/jam

K.xK5 = I.xI5 = 398,62 kg/jam

K.xK6 = I.xI6 = 16588,77 kg/jam

Arus M

M.xM2 = 2760,91 kg/jam

M.xM4 = 1741,59 kg/jam

M.xM5 = 33,19 kg/jam

10. Neraca Massa Loop 5


D + K = P + W .................................... (18)

Neraca massa C2H4 disekitar loop 5

K.xK1 = P.xP1

P.xP1 = 18000,00 kg/jam .................................... (19)


P.xP2 = K.xK2

P.xP2 = 1277,47 kg/jam .................................... (20)


K.xK3 = P.xP3 + W.xW3

970,00 = P.xP3 + 2,36


commit to user

LAMPIRAN

B-12

P.xP3 = 967,64 kg/jam .................................... (21)


P.xP4 = K.xK4

P.xP4 = 12,28 kg/jam .................................... (22)


D + K.xK5 = P.xP5 + W.xW5 ; air arus D = air arus W,

P.xP5 = K.xK5 = 398,62 kg/jam .................................... (23)


K.xK6 = P.xP6 + W.xW6

16588,77 = P.xP6 + 690,59

P.xP6 = 15898,18 .................................... (24)

11. Neraca Massa Absorber T-102 (loop 6)


D + K + Q = P + R

94,49 + 37247,14 + Q = 36554,19 + R

R = Q + 787,44 .................................... (25)


K.xK3 = P.xP3 + R.xR3

970,00 = 967,64 + R.xR3

R.xR3 = 2,36 kg/jam .................................... (26)


D + K.xK5 + Q.xQ5 = P.xP5 + R.xR5

94,49 + 398,62 + Q.xQ5 = 398,62 + R.xR5

94,49 + Q.xQ5 = R.xR5 .................................... (27)


commit to user

LAMPIRAN

B-13


K.xK6 + Q.xQ6 = P.xP6 + R.xR6

16588,77 + 6,91 = 15898,18 + R.xR6

R.xR6 = 697,49 kg/jam .................................... (28)

Neraca massa MEA disekitar loop 6

Q.xQ7 = R.xR7 .................................... (29)

Kelarutan CO2 dalam 1 mol MEA = 0,45 mol CO2 (CO2 Removal, 1997)

Maka, MEA yang dibutuhkan = 1/0,45*15,84 = 35,21 kmol/jam = 2147,63 kg/j.

Digunakan larutan MEA 30%, sehingga banyaknya air :

R.xR5 = 0,7/0,3*2147,63 = 5011,13 kg/jam.

Dengan demikian, persamaan (29) menjadi

Q.xQ7 = R.xR7 = 2147,63 kg/jam

Memasukkan R.xR5 ke persamaan (27) didapatkan,

94,49 + Q.xQ5 = 5011,13

Q.xQ5 = 4916,63 kg/jam

Sehingga, arus Q :

H2O = 4916,63 kg/jam = 272,92 kmol/jam

CO2 = 6,91 kg/jam = 0,16 kmol/jam

MEA = 2147,63 kg/jam = 35,21 kmol/jam

Arus R

O2 = 2,36 kg/jam = 0,07 kmol/jam

H2O = 5011,13 kg/jam = 278,16 kmol/jam

CO2 = 697,49 kg/jam = 15,84 kmol/jam

MEA = 2147,63 kg/jam = 35,21 kmol/jam


commit to user

LAMPIRAN

B-14

12. Neraca Massa di sekitar Regenerator MEA (loop 7)


R = Q + W ................................... (30)


R.xR3 = Q.xQ3 + W.xW3 ................................... (31)


R.xR5 = Q.xQ5 + W.xW5 ................................... (32)


R.xR6 = Q.xQ6 + W.xW6 .................................... (33)

Komponen R Q W

kmol/j kg/j kmol/j kg/j kmol/j kg/j

O2 0.07 2.36 0.07 2.36

H2O 278.16 5011.13 272,92 4916,63 0.27 94,49

CO2 15.84 697.49 0.16 6.91 15.69 690.59

MEA 35.21 2147.63 35.21 2147.63

7858.61 7071,16 787,44

7858.61 7858.61

13. Neraca Massa di Mixing Point sebelum T-201 (loop 8)


J + M = N .................................... (34)

Untuk semua arus J dan M sudah terhitung di perhitungan sebelumnya jadi

tinggal menghitung arus N.


commit to user

LAMPIRAN

B-15

komponen J M N

kmol/j kg/j kmol/j kg/j kmol/j kg/j

CH3COOH 152.94 9184.00 45.98 2760.91 198.92 11944.92

VAM 43.23 3721.52 20.23 1741.59 63.46 5463.11

H2O 85.54 1540.96 1.84 33.19 87.38 1574.15

14446.48 4535.69 18982.18

Total 18982.18 18982.18

14. Neraca Massa di sekitar Loop 9


N = V + X + Y

18982,18 = V + 5453,23 + 1533,54

V = 11995,41 kg/jam


N.xN2 = V.xV2 + Y.xY2

11944,92 = V.xV2 + 92,01

V.xV2 = 11852,90 kg/jam


N.xN4 = X.xX4 + Y.xY4

5463,11 = 5447,77 + 15,34

5463,11 = 5463,11 Balance


N.xN5 = V.xV5 + X.xX5 + Y.xY5

1574,15 = V.xV5 + 5,45 + 1426,20

V.xV5 = 142,50 kg/jam


commit to user

LAMPIRAN

B-16

RESUME

Arus A Arus B Arus C Arus D

2000,00 kg/jam 3908,53 kg/jam 1771,19 kg/jam 94,49 kg/jam

xA1 = 1,00 xB2 = 0,9985 xC3 = 1,00 xD5 = 1,00

xB5 = 0,0015

Arus E Arus F Arus G Arus H


xE1 = 0,5187 xG1 = 0,3743 xH1 = 0,3369

xE2 = 0,0331 xF2 = 0,8286 xG2 = 0,2671 xH2 = 0,1958

xE3 = 0,0251 xG3 = 0,0513 xH3 = 0,0182

xE4 = 0,0003 xF4 = 0,1514 xG4 = 0,0002 xH4 = 0,1025

xE5 = 0,0103 xF5 = 0,01 xG5 = 0,0096 xH5 = 0,0363

xE6 = 0,4124 xG6 = 0,2975 xH6 = 0,3104

Arus I Arus J Arus K Arus L


xI1 = 0,4617 xK1 = 0,4833

xI2 = 0,0328 xJ2 = 0,63573 xK2 = 0,0343 xL2 = 0,9881

xI3 = 0,0249 xK3 = 0,0260

xI4 = 0,0450 xJ4 = 0,25761 xK4 = 0,0003

xI5 = 0,0102 xJ5 = 0,10667 xK5 = 0,0107 xL5 = 0,0119

xI6 = 0,4255 xK6 = 0,4454


commit to user

LAMPIRAN

B-17

Arus M Arus N Arus O Arus P


xP1 = 0,4924

xM2 = 0,6087 xN2 = 0,6293 xO2 = 0,0132 xP2 = 0,0349

xP3 = 0,0265

xM4 = 0,3839 xN4 = 0,2878 xO4 = 0,7819 xP4 = 0,0003

xM5 = 0,0074 xN5 = 0,0829 xO5 = 0,2049 xP5 = 0,0109

xP6 = 0,4349

Arus Q Arus R Arus U Arus V


xU2 = 0,9881 xV2 = 0,9881

xR3 = 0,0003

xQ5 = 0,699 xR5 = 0,6377 xU5 = 0,0119 xV5 = 0,0119

xQ6 = 0,001 xR6 = 0,0887

xQ7 = 0,300 xR7 = 0,2733

Arus W Arus X Arus Y

18982,18 kg/jam 5453,23 kg/jam 1533,54 kg/jam

xY2 = 0,06

xW3 = 0,003

xX4 = 0,999 xY4 = 0,01

xW5 = 0,12 xX5 = 0,001 xY5 = 0,93

xW6 = 0,877


commit to user

LAMPIRAN

B-18

Produk VAM keluar adalah arus X, yaitu sebesar 5453,23 kg/jam

Diinginkan produk VAM yang keluar adalah = 100000 ton/tahun

= 12626,26 kg/jam

Faktor koreksi 3153,223,545326,12626

Jadi :

A = 4630.75 kg/jam

B = 9049.72 kg/jam

C = 4100.33 kg/jam

D = 11.31 kg/jam

E = 89268.01 kg/jam

F = 25404.79 kg/jam

G = 123722.53 kg/jam

H = 123722.53 kg/jam

I = 90273.50 kg/jam

J = 33449.02 kg/jam

K = 86241.08 kg/jam

L = 6469.40 kg/jam

M = 10501.83 kg/jam

N = 43950.85 kg/jam

O = 16176.99 kg/jam

P = 84637.26 kg/jam

Q = 16579.87 kg/jam

R = 18195.00 kg/jam

U = 21304.46 kg/jam

V = 27773.86 kg/jam

W = 1615.12 kg/jam

X = 12626.26 kg/jam

Y = 3550.73 kg/jam


commit to user

LAMPIRAN

C-1

LAMPIRAN C

NERACA PANAS

Dalam penyusunan neraca panas prarancangan pabrik vinyl acetate aonomer

dari ethylene, acetic acid dengan oxygen kapasaitas 100.000 ton/tahun ini, ada

beberapa hal yang menjadi dasar perhitungan, yaitu :

1. Basis perhitungan adalah 1 jam operasi.

2. Satuan massa yang digunakan adalah kmol.

3. Suhu referensi adalah 298 K.

4. Satuan kapasitas panas yang digunakan adalah kJ/kmol dan satuan perubahan

entalpi adalah kJ.

1. NERACA PANAS DI TEE-02

Input

Arus 3 (Output VP-01)

T in = 201,68 oC = 473,68 K

Komponen kmol ∫ Cp dT Q

CH3COOH 501,04 13426,46 6727206,29

H2O 14,80 6048,14 89527,36

Total 515,84 6816733,65

Q 3 = 6816733,65 kJ

Arus 22 (Hasil atas T-201)

T in = 80 oC = 353 K


C2H4 1485,80 2538,38 3771530,28

CH3COOH 49,26 3719,46 183205,72

O2 69,99 1632,42 114256,53

VAM 0,33 5787,49 1910,90

H2O 51,23 1861,00 95345,17

CO2 836,12 2162,71 1808284,59


commit to user

LAMPIRAN

C-2

Total 2492,73 5974533,19

Q 22 = 5974533,19 kJ

Total panas masuk Tee-02 = 12791266,84 kJ

Output

Arus 7

T out = 112,34 oC = 385,34 K


C2H4 1485,80 4141,85 6153962,08

CH3COOH 550,30 6093,65 3353315,93

O2 69,99 2599,06 181913,50

VAM 0,33 9496,19 3135,43

H2O 66,04 2960,58 195503,68

CO2 836,12 3472,51 2903436,22

Total 3008,58 12791266,84

Q 7 = 12791266,84 kJ

Total panas keluar Tee-01 = 12791266,84 kJ

2. NERACA PANAS DI KOMPRESOR

Input

Arus 7 (Umpan dari Tee-02)

T in = 112,34 oC = 385,34 K


C2H4 1485,80 4141,85 6153962,08

CH3COOH 550,30 6093,65 3353315,93

O2 69,99 2599,06 181913,50

VAM 0,33 9496,19 3135,43

H2O 66,04 2960,58 195503,68

CO2 836,12 3472,51 2903436,22

Total 3008,58 12791266,84


commit to user

LAMPIRAN

C-3

Q 7 = 12791266,84 kJ

Output

Arus 7

T out = 129,46 oC = 402,46 K


C2H4 1485,80 5028,46 7471301,53

CH3COOH 550,30 7412,03 4078818,17

O2 69,99 3115,10 218031,87

VAM 0,33 11556,30 3815,64

H2O 66,04 3546,93 234224,07

CO2 836,12 4179,54 3494605,69

Total 3008,58 15500796,97

Q 7 = 15500796,97 kJ

Total panas keluar kompresor = 15500796,97 kJ

3. NERACA PANAS DI TEE-03

Input

Arus 7 (Output kompresor)

T in = 129,46 oC = 402,46 K


C2H4 1485,80 5028,46 7471301,53

CH3COOH 550,30 7412,03 4078818,17

O2 69,99 3115,10 218031,87

VAM 0,33 11556,30 3815,64

H2O 66,04 3546,93 234224,07

CO2 836,12 4179,54 3494605,69

Total 3008,58 15500796,97

Q 7 = 15500796,97 kJ

Arus 5 (Umpan dari TT-03)

T in = 32 oC = 305 K


commit to user

LAMPIRAN

C-4


O2 128,12 206,38 26440,95

Total 85,83 26440,95

Q 5 = 26440,95 kJ

Arus 6 (Umpan dari TT-02)

T in = 32 oC = 305 K


C2H4 165,09 309,28 51058,31

Total 2672,54 51058,31

Q 6 = 51058,31 kJ

Total panas masuk Tee-03 = 15546939,83 kJ

Output

Arus 8

T out = 122,76 oC = 395,76 K


C2H4 1650,89 4678,58 7723832,41

CH3COOH 550,30 6891,36 3792296,28

O2 198,11 2912,93 577071,74

VAM 0,33 10742,74 3547,02

H2O 66,04 3317,27 219057,94

CO2 836,12 3901,93 3262490,85

Total 3301,78 15578296,24

Q 8 = 15578296,24 kJ

Total panas keluar Tee-03 = 15578296,24 kJ

4. NERACA PANAS DI REAKTOR

Input

Arus 8 (Output E-102)


commit to user

LAMPIRAN

C-5

T in = 150 oC = 423 K


C2H4 1650,89 6126,10 10113524,45

CH3COOH 550,30 9048,39 4979304,21

O2 198,11 3737,56 740436,73

VAM 0,33 14112,16 4659,53

H2O 66,04 4253,69 280895,42

CO2 836,12 5039,03 4213241,70

Total 3301,78 20332062,04

Q 8 = 20332062,04 kJ

Panas Reaksi

Reaksi 1 : C2H4 + CH3COOH + 1/2O3 → VAM +H2O

ΔHR1 298 = ΔHf VAM 298 + ΔHf H2O 298 - ΔHf C2H4 298 - ΔHf Ac.OH 298

= -315,7 + (-241,8) - 52,3 - (-434,84)

= -174,96 kJ/mol

= -174960 J/mol

ΔHR1 = -174960 J/mol ∙

146,9

3 kmol

= -25706750,8 kJ

Reaksi 2 : C2H4+ 3 O3 → 2 CO2 + 2 H2O

ΔHR2 298 = 2.ΔHf CO2 298 + 2. ΔHf H2O 298 - ΔHf C2H4 298

= 2(-393,5) + 2(-241,8) - 52,3

= -1322,9 kJ/mol

= -1322900 J/mol

ΔHR2 = -1322900 J/mol ∙ 18,16 kmol

= -24023601,3 kJ

Panas reaksi total, ΔHR = ΔHR1 + ΔHR2

= -25706750,8 + (-24023601,3)

= -49730352,1 kJ


commit to user

LAMPIRAN

C-6

Total panas masuk reaktor = 20332062,04 + 49730352,1

= 70062414,10 kJ/jam

Output

Arus 9

T out = 162 oC = 435 K


C2H4 1485,80 6768,51 10057326,90

CH3COOH 403,37 10008,52 4037114,04

O2 70,16 4094,31 287268,75

VAM 147,26 15610,74 2298829,75

H2O 249,28 4658,53 1161298,73

CO2 872,44 5534,70 4828699,64

Total 3228,32 22670537,81

Q 9 = 22670537,81 kJ

Panas yang diserap pengendali panas = total panas masuk – Q 9

= 70062414,10- 22670537,81

= 47391876,28 kJ

5. NERACA PANAS DI SEPARATOR

Input

Arus 9 (Output reaktor keluar E-201)

T in = 127 oC = 400 K

Umpan separator sudah dalam keadaan 2 fase.

Entalpi fase cair :


C2H4 0,00 0,00 0,00

CH3COOH 354,11 13900,25 4922242,75

O2 0,00 0,00 0,00

VAM 100,09 17180,43 1719583,33

H2O 198,05 7694,58 1523921,64


commit to user

LAMPIRAN

C-7

CO2 0,00 0,00 0,00

Total 652,25 8165747,72

Entalpi fase cair = 8165747,72 kJ

Entalpi fase uap :


C2H4 1485,80 4899,54 7279739,53

CH3COOH 49,26 7220,11 355633,54

O2 70,16 3040,82 213352,57

VAM 47,17 11256,43 530963,79

H2O 51,23 3462,56 177397,92

CO2 872,44 4077,46 3557340,06

Total 2576,06 12114427,41

Entalpi fase uap = 12114427,41 kJ

Q 9 = Entalpi fase cair + Entalpi fase uap

= 8165747,72 + 12114427,41

= 20280175,13 kJ

Total panas masuk separator = 20280175,13 kJ

Output

Arus 11

T 0ut = 127 oC = 400 K


C2H4 1485,80 4899,54 7279739,53

CH3COOH 49,26 7220,11 355633,54

O2 70,16 3040,82 213352,57

VAM 47,17 11256,43 530963,79

H2O 51,23 3462,56 177397,92

CO2 872,44 4077,46 3557340,06

Total 2576,06 12114427,41


commit to user

LAMPIRAN

C-8

Q 11 = 12114427,41 kJ

Arus 10

T out = 127 oC = 400 K


C2H4 0,00 0,00 0,00

CH3COOH 354,11 13900,25 4922242,75

O2 0,00 0,00 0,00

VAM 100,09 17180,43 1719583,33

H2O 198,05 7694,58 1523921,64

CO2 0,00 0,00 0,00

Total 652,25 8165747,72

Q 10 = 8165747,72 kJ

Total panas keluar separator = 20280175,13 kJ

6. NERACA PANAS DI MENARA DISTILASI

Panas yang dibawa umpan (hF) (Arus 13)

T umpan = 113,46 oC = 386,46 K


CH3COOH 460,57 11960,31 5508503,89

VAM 146,93 14716,09 2162224,77

H2O 202,32 6662,46 1347933,99

Total 809,81 9018662,65

Panas yang dibawa umpan = 9018662,65 kJ

Panas yang dibawa hasil atas (hD) (Arus 18)

T atas = 98,41 oC = 371,41 K


CH3COOH 3,55 9840,48 34911,79

VAM 146,93 12054,46 1771153,16


commit to user

LAMPIRAN

C-9

H2O 184,00 5522,60 1016171,24

Total 334,48 2822236,19

Panas yang dibawa hasil atas = 2822236,19 kJ

Panas yang dibawa hasil bawah (hB) (Arus 15)

T bawah = 133,01 oC = 406,01 K


CH3COOH 457,02 14772,46 6751275,82

VAM 0,00 0,00 0,00

H2O 18,32 8155,50 149369,65

Total 475,33 6900645,47

Panas yang dibawa hasil bawah = 6900645,47 kJ

Panas refluks (h0)

T atas = 98,41 oC = 371,41 K

Panas refluks = 6944399,15 kJ

Panas vapor (H1)

T atas = 98,41 oC = 371,41 K

Komponen kmol ∫ Cp dT λ Q

CH3COOH 12,28 9840,48 21959,59 390423,06

VAM 508,52 12054,46 29633,20 21196665,52

H2O 636,83 5522,60 39583,14 28721489,99

Total 1157,63 50308578,57

Panas vapor = 50308578,57 kJ


CH3COOH 8,73 9840,48 85904,00

VAM 361,59 12054,46 4358102,46

H2O 452,83 5522,60 2500392,69

Total 823,15 6944399,15


commit to user

LAMPIRAN

C-10

Menghitung beban kondensor (QC)

QC = V1 . H1 – (L0 . h0 + D . hD)

= 140303746,59 kJ

Menghitung beban reboiler (QR)

F . hF – QC + QR = D . hD + B . hB

QR = D . hD + B . hB - F . hF + QC

= 141007965,60 kJ

7. NERACA PANAS DI ABSORBER 1 (T-101)

Input

Panas yang dibawa umpan gas (GF) (Arus 11)

T in = 84 oC = 357 K


C2H4 1485,80 2711,74 4029115,85

CH3COOH 49,26 3975,41 195812,75

O2 70,16 1739,15 122023,95

VAM 47,17 6187,06 291842,70

H2O 51,23 1982,50 101569,53

CO2 872,44 2306,34 2012141,04

Total 2576,06 6752505,81

Q 11 = 6752505,81 kJ

Panas yang dibawa umpan cair (CF) (Arus 16)

T in = 60 oC = 333 K


CH3COOH 106,45 4593,27 488970,87

H2O 4,27 2634,24 11238,31

Total 110,72 500209,18

Q 16 = 500209,18 kJ

Panas pelarutan VAM dalam CH3COOH

Qlarut = 6,3 cal/mol = 1,5 J/mol


commit to user

LAMPIRAN

C-11

VAM terserap di T-101 = 52,46 kmol/jam

Q larut = 1,5 * 52,46 = 78,70 kJ/jam

Q in = Q11 + Q16 + Qlarut

= 6752505,81 + 500209,18 + 78,70

= 7252793,69 kJ

Total panas masuk Absorber 1 = 7252793,69 kJ

Output

Panas produk gas (Gp) (Arus 14)

T out = 80 oC = 353 K


C2H4 1485,80 2538,38 3771530,28

CH3COOH 49,26 3719,46 183205,72

O2 70,16 1632,42 114535,47

VAM 0,33 5787,49 1910,90

H2O 51,23 1861,00 95345,17

CO2 872,44 2162,71 1886833,21

Total 2529,23 6053360,76

Q 14 = 6053360,76 kJ

Panas produk cair (Cp) (Arus 12)

T out = 64,1 oC = 337,1 K


CH3COOH 106,45 5142,85 547475,80

VAM 46,84 6452,99 292887,82

H2O 4,27 2942,00 12551,31

Total 157,56 852914,93

Q 12 = 852914,93 kJ

Panas pelarutan laten VAM terserap

Qserap= 6,605 kJ/mol

VAM terserap di T-101 = 52,46 kmol/jam

Q serap = 6605 * 52,46 = 346517,99 kJ/jam


commit to user

LAMPIRAN

C-12

Q out = Q14 + Q12 + Qserap

= 6053360,76 + 852914,93 + 346517,99

= 7252793,69 kJ

Total panas keluar Absorber 1 = 7252793,69 kJ

8. NERACA PANAS DI ABSORBER 2 (T-102)

Input

Panas yang dibawa umpan gas (GF) (Arus 14)

T in = 80 oC = 353 K


C2H4 1485,80 2538,38 3771530,28

CH3COOH 49,26 3719,46 183205,72

O2 70,16 1632,42 114535,47

VAM 0,33 5787,49 1910,90

H2O 51,23 1861,00 95345,17

CO2 872,44 2162,71 1886833,21

Total 2529,23 6053360,76

Q 14 = 6053360,76 kJ

Panas yang dibawa umpan cair (CF) (Arus 20+21)

T in = 80 oC = 353 K


MEA 81,52 10907,92 889184,54

CO2 0,36 2162,71 785,49

H2O 644,05 4141,87 2667586,35

Total 725,93 3557556,37

Q = 3557556,37 kJ

Q in = Q14 + Q2021

= 6053360,76 + 3557556,37

= 9610917,13 kJ

Total panas masuk Absorber 2 = 9610917,13 kJ


commit to user

LAMPIRAN

C-13

Output

Panas produk gas (Gp) (Arus 22)

T out = 80 oC = 353 K


C2H4 1485,80 2538,38 3771530,28

CH3COOH 49,26 3719,46 183205,72

O2 69,99 1632,42 114256,53

VAM 0,33 5787,49 1910,90

H2O 51,23 1861,00 95345,17

CO2 836,12 2162,71 1808284,59

Total 2492,73 5974533,19

Q 22 = 5974533,19 kJ

Panas produk cair (Cp) (Arus 19)

T out = 80 oC = 353 K


MEA 81,52 10907,92 889184,54

H2O 644,05 4141,87 2667586,35

CO2 36,68 2162,71 79334,11

O2 0,17 1632,42 278,94

Total 762,43 3636383,94

Q 19 = 3636383,94 kJ

Q out = Q22 + Q19

= 5974533,19 + 3636383,94

= 9610917,13 kJ

Total panas keluar Absorber 2 = 9610917,13 kJ

9. NERACA PANAS DI REGENERATOR

Panas yang dibawa umpan (hF) (Arus 19)

T umpan = 124 oC = 397 K


commit to user

LAMPIRAN

C-14


MEA 81,52 20026,40 1632498,88

H2O 644,05 7478,42 4816507,47

CO2 36,68 3960,30 145247,86

O2 0,17 2955,48 505,02

Total 762,04 6594786,23

Panas yang dibawa umpan = 6594786,23 kJ

Panas yang dibawa hasil atas (hD) (Arus 23)

T atas = 70 oC = 343 K


O2 0,17 1317,90 225,20

CO2 36,32 1740,96 63230,82

H2O 12,14 1502,86 18251,83

MEA 0,00 4005,71 0,00

Total 48,64 81707,84

Panas yang dibawa hasil atas = 81707,84 kJ

Panas yang dibawa hasil bawah (hB) (Arus 20)

T bawah = 126 oC = 399 K


O2 0,00 3014,67 0,00

CO2 0,36 4041,54 1467,87

H2O 631,91 7628,32 4820407,50

MEA 81,52 20440,44 1666250,30

Total 713,79 6488125,67

Panas yang dibawa hasil bawah = 6488125,67 kJ

Panas refluks (h0)

T atas = 98,41 oC = 371,41 K


commit to user

LAMPIRAN

C-15


O2 0,28 1313,71 370,08

CO2 59,88 1741,10 104252,43

H2O 20,02 3348,78 67049,68

MEA 0,00 8776,54 0,00

Total 80,18 171672,19

Panas refluks = 171672,19 kJ

Panas vapor (H1)

T atas = 98,41 oC = 371,41 K

Komponen kmol λ Q

H2O 32,17 40870 1314648,57

Total 1157,63 1314648,57

Panas vapor = 1314648,57 kJ

Menghitung beban kondensor (QC)

QC = V1 . H1 – (L0 . h0 + D . hD)

= 1061268,53 kJ

Menghitung beban reboiler (QR)

F . hF – QC + QR = D . hD + B . hB

QR = D . hD + B . hB - F . hF + QC

= 1036315,82 kJ

10. NERACA PANAS DI HE pemanas etilen(E-101)

Panas masuk (Arus 4)

T in = 27 oC = 300 K


C2H4 330,18 87,98 29048,80

Total 330,18 29048,80

Panas masuk = 29048,80 kJ


commit to user

LAMPIRAN

C-16

Pemanas

Fluida : saturated steam

Q pemanas : 414451,18 kJ

Total panas masuk E-101 = Pemanas + Panas masuk

= 414451,18 + 29048,80

= 443499,97 kJ

Panas keluar

T out = 54,8 oC = 327,8 K


C2H4 330,18 1343,21 443499,97

Total 330,18 443499,97

Panas keluar = 443499,97 kJ

11. NERACA PANAS DI E-102


T in = 122,76 oC = 395,76 K


C2H4 1650,89 4678,58 7723832,41

CH3COOH 550,30 6891,36 3792296,28

O2 198,11 2912,93 577071,74

VAM 0,33 10742,74 3547,02

H2O 66,04 3317,27 219057,94

CO2 836,12 3901,93 3262490,85

Total 3301,78 15578296,24


Pemanas

Fluida : Superheated steam




commit to user

LAMPIRAN

C-17

= 4753765,80 + 15578296,24

= 20332062,04 kJ

Panas keluar

T out = 150 oC = 423 K


C2H4 1650,89 6126,10 10113524,45

CH3COOH 550,30 9048,39 4979304,21

O2 198,11 3737,56 740436,73

VAM 0,33 14112,16 4659,53

H2O 66,04 4253,69 280895,42

CO2 836,12 5039,03 4213241,70

Total 3301,78 20332062,04


12. NERACA PANAS DI CONDENSOR E-201


T in = 150,4 oC = 423,4 K


C2H4 1485,80 6148,13 9134904,46

CH3COOH 403,37 11553,29 4660223,41

O2 70,16 4012,04 281496,28

VAM 147,26 15527,14 2286518,08

H2O 249,28 4410,89 1099567,23

CO2 872,44 5024,00 4383140,64

Total 3228,32 21845850,10

Q 9 = 21845850,10 kJ

Beban panas kondensor = 23513603,11 kJ

Total panas masuk E-201 = Q9 + Qcond

= 21845850,10 + 23513603,11

= 45359453,22 kJ


commit to user

LAMPIRAN

C-18

Panas keluar

cair

T out = 127 oC = 400 K


C2H4 0,00 0,00 0,00

CH3COOH 354,11 13900,25 4922242,75

O2 0,00 0,00 0,00

VAM 100,09 17180,43 1719583,33

H2O 198,05 7694,58 1523921,64

CO2 0,00 0,00 0,00

Total 652,25 8165747,72

Q 9cair = 8165747,72 kJ

Gas

T out = 127 oC = 400 K


C2H4 1485,80 4899,54 7279739,53

CH3COOH 49,26 7220,11 355633,54

O2 70,16 3040,82 213352,57

VAM 47,17 11256,43 530963,79

H2O 51,23 3462,56 177397,92

CO2 872,44 4077,46 3557340,06

Total 2576,06 12114427,41

Q 9gas = 12114427,41 kJ

Pendingin

Fluida : Air pendingin

Q pendingin : 23513603,11 kJ

Total panas keluar CD-01 = Pendingin + Panas keluar

= 23513603,11 + 21845850,10

= 45359453,22 kJ


commit to user

LAMPIRAN

C-19

13. NERACA PANAS DI COOLER E-103


T in = 127 oC = 378,1 K


C2H4 1485,80 4899,54 7279739,53

CH3COOH 49,26 7220,11 355633,54

O2 70,16 3040,82 213352,57

VAM 47,17 11256,43 530963,79

H2O 51,23 3462,56 177397,92

CO2 872,44 4077,46 3557340,06

Total 2576,06 12114427,41


Panas keluar umpan gas T-101 (Arus 12)

T out = 84 oC = 357 K


C2H4 1485,80 2711,74 4029115,85

CH3COOH 49,26 3975,41 195812,75

O2 70,16 1739,15 122023,95

VAM 47,17 6187,06 291842,70

H2O 51,23 1982,50 101569,53

CO2 872,44 2306,34 2012141,04

Total 2576,06 6752505,81


Pendingin

Fluida : Air dingin


Total panas keluar E-103 = Pendingin + Panas keluar

= 5362471,30 + 6752505,81

= 12114427,41 kJ


commit to user

LAMPIRAN

C-20



T in = 133 oC = 406 K


CH3COOH 106,45 14766,46 1572583,67

H2O 4,27 8155,50 34793,42

Total 110,72 1607377,09

Q 16in = 1607377,09 kJ

Total panas masuk E-104 = 1607377,09 kJ

Panas keluar umpan cair (Arus 16)

T out = 60 oC = 333 K


CH3COOH 106,45 4593,27 488970,87

H2O 4,27 2634,24 11238,31

Total 110,72 500209,18

Q 16out = 500209,18 kJ

Pendingin

Fluida : Air dingin


Total panas keluar E-104 = Pendingin + Panas keluar

= 1107167,91 + 500209,18

= 1607377,09 kJ

15. NERACA PANAS DI HEATER E-105


T in = 80 oC = 353 K


MEA 81,52 10907,92 889184,54

H2O 644,05 4141,87 2667586,35


commit to user

LAMPIRAN

C-21

CO2 36,68 2162,71 79334,11

O2 0,17 1632,42 278,94

Total 762,43 3636383,94

Q 19in = 3636383,94 kJ

Pemanas

Fluida : Saturated steam 142,5 oC



= 2958402,29 + 3636383,94

= 6594786,23 kJ

Panas keluar

T out = 124 oC = 397 K


MEA 81,52 20026,40 1632498,88

H2O 644,05 7478,42 4816507,47

CO2 36,68 3960,30 145247,86

O2 0,17 2955,48 505,02

Total 762,04 6594786,23

Q 19out = 6594786,23 kJ



T in = 98,4 oC = 371,4 K


CH3COOH 3,55 9840,48 34911,79

VAM 146,93 12054,46 1771153,16

H2O 184,00 5522,60 1016171,24

Total 334,48 2822236,19



commit to user

LAMPIRAN

C-22

Panas keluar

T out = 40 oC = 313 K


CH3COOH 3,55 1946,49 6905,69

VAM 146,93 2359,79 346722,57

H2O 184,00 1131,04 208113,36

Total 334,48 561741,62


Pendingin

Fluida : Air dingin


Total panas keluar HE-05 = Pendingin + Panas keluar

= 2260494,57 + 561741,62

= 2822236,19 kJ



T in = 126 oC = 399 K


O2 0,00 3014,67 0,00

CO2 0,36 4041,54 1467,87

H2O 631,91 7628,32 4820407,50

MEA 81,52 20440,44 1666250,30

Total 713,79 6488125,67


Panas keluar

T out = 80 oC = 353 K


O2 0,00 3014,67 0,00


commit to user

LAMPIRAN

C-23

CO2 0,36 2192,71 785,49

H2O 631,91 4141,87 2617284,49

MEA 81,52 10907,92 889184,54

Total 713,79 3507254,51


Pendingin

Fluida : Air dingin


Total panas keluar HE-05 = Pendingin + Panas keluar

= 2980871,16 + 3507254,51

= 6488125,67 kJ


commit to user

LAMPIRAN

D-1

LAMPIRAN D

PERANCANGAN REAKTOR

Gambar 1. Reaktor tampak depan


commit to user

LAMPIRAN

D-2

Gambar 2. Reaktor tampak atas

Fungsi : Tempat berlangsungnya reaksi antara etilen, asam asetat

dan oksigen menjadi vinil asetat monomer dengan

menggunakan katalis Pd.

Tipe : Fixed bed multitube.

Fase : Gas

Kondisi Operasi :

- Non Adiabatik Non Isotermal

- P masuk reaktor = 10 atm

- T masuk reaktor = 150oC

- Katalis = Pd

- Spesifikasi katalis Pd

Bentuk : padat, spherical

Umur katalis : 1-5 tahun

Diameter katalis : 5 mm


commit to user

LAMPIRAN

D-3

Densitas katalis : 1000 kg/m3

Porositas, : 0,4 m3/m3

Susunan katalis terdiri : 0,15-1,5 % berat Pd

0,2-1,5 % berat Au

4-10 % berat KOAc

Silica sebagai penyangga

(Dimian, 2008)

A. Menentukan Jenis Reaktor

Dipilih reaktor jenis fixed bed multitube dengan pertimbangan sebagai berikut:

1. Reaksi yang berlangsung adalah fase gas dengan katalis padat.

2. Menggunakan katalis yang relatif berumur panjang yaitu 1-5 tahun.

3. Reaksi eksotermis sehingga perlu luas perpindahan panas yang besar agar

kontak dengan pendingin bisa optimal.

4. Ukuran katalis Pd (5 mm) sesuai untuk reaktor fixed bed yang mempunyai

rentang ukuran katalis 2-5 mm (Walas,2005).

B. Menentukan Media Pendingin

Pendingin yang digunakan adalah boiled feedwater yang telah diolah dari

bahan air waduk yang tidak jauh dari lokasi pabrik.

Boiled feedwater dipilih dengan alasan :

1. Memanfaatkan panas yang dihasilkan dari reaksi untuk menghasilkan

steam.

2. Mudah dalam pengaturan dan aman.


commit to user

LAMPIRAN

D-4

C. Menyusun Neraca Massa dan Neraca Panas pada Elemen Volume

C.1. Neraca Massa di sekitar Reaktor (R-01)

Data umpan reaktor

Suhu umpan masuk ( Tin ) = 150 oC = 423.15 K

Tekanan = 10 atm

Fase umpan = gas

Laju alir umpan

C2H4 = 46307,49 kg/jam = 1650,89 kmol/jam

HAc = 33045,34 kg/jam = 550,30 kmol/jam

O2 = 6341,40 kg/jam = 198,11 kmol/jam

VAM = 28,45 kg/jam = 0,33 kmol/jam

H2O = 1189,63 kg/jam = 66,04 kmol/jam

CO2 = 36810,24 kg/jam = 836,12 kmol/jam

Total = 123722,53 kg/jam 3301,78 kmol/jam

Data operasional

Diameter luar tube (ODt) = 1,5 in = 3,81 cm

Diameter dalam tube (IDt) = 1,33 in = 3,38 cm

Flow area per tube ( a't ) = 1,4 in2 = 9,03 cm2

Suhu referensi ( Tref ) = 25 oC = 298 K

Jumlah tube ( Nt ) = 1476

Jumlah tube pass ( Ntb ) = 1

Jumlah shell pass ( Nsh ) = 1

Pitch ( PT ) = 1,875 in = 47,625 cm

Diameter shell ( IDs ) = 80,968 in = 2,056 m

Baffle spacing ( B ) = 22,11 in = 0,5615 m


commit to user

LAMPIRAN

D-5

Data pendingin

Suhu pendingin masuk (Tp) = 140 oC = 413,15 K

Tekanan = 3,5665 atm

Kondisi masuk = saturated liquid

Suhu pendingin keluar = 142,02oC = 417,17 K

Kondisi keluar = saturated vapor

Laju alir pendingin ( Wp ) = 27.548,41 kg/jam

Data produk keluar reaktor

Suhu keluar ( Tout ) = 161,97 oC = 435,12 K

Tekanan = 9,9932 atm

Laju alir produk

C2H2 = 41676,74 kg/jam = 1485,80 kmol/jam

HAc = 24222,23 kg/jam = 403,37 kmol/jam

O2 = 2245,91 kg/jam = 70,16 kmol/jam

VAM = 12677,57 kg/jam = 147,26 kmol/jam

H2O = 4490,86 kg/jam = 249,28 kmol/jam

CO2 = 38409,21 kg/jam = 872,44 kmol/jam

Total = 123722,53 kg/jam 3228,32 kmol/jam

C.2. Menyusun Persamaan Reaksi

Reaksi utama adalah reaksi oksidasi antara etilen dan asam asetat yang

menghasilkan vinyl asetat dan air, dengan persamaan reksi sebagai berikut:

C2H4 + CH3CO2H + ½ O2 C2H3OOCH=CH2 + H2O ...(1)

Terjadi reaksi samping antara etilen dan oksigen menghasilkan karbon

dioksida dan air dengan reaksi:

C2H4 + 3O2 2CO2 + 2H2O ...(2)


commit to user

LAMPIRAN

D-6

A + B + ½ C D + E

A + 3C 2F + 2E

Keterangan : A = etilen

B = asam asetat

C = oksigen

D = vinyl asetat

E = air

F = karbondioksida

Reaksi tersebut berjalan dengan mekanisme sebagai berikut.

2CH3COOH + ½ O2 + Pd ↔ Pd-(CH3COOH)2 + H2O …..(3)

Pd-(CH3COOH)2 + CH3COO-↔ Pd-(OCOCH3)3- …..(4)

Pd-(OCOCH3)3-+C2H4 ↔ C2H3OOCH=CH2+ CH3COOH +CH3COO- + Pd

…..(5) (Dimian,2008)

Reaksi samping :

CH3COOH + Pd Pd-OCOCH3- + H+ …..(6)

Pd-OCOCH3- + 3O2 + C2H4 ↔ 2Pd-CO2 ed + CH3COO- + 2H2O

…..(7)

2Pd-CO2 ed↔ 2Pd + 2CO2 …..(8)

Persamaan kecepatan reaksi yang digunakan :

푟 = 푘 .푃 , .푃 ,

푟 = 푘 .푃 , .푃 ,


commit to user

LAMPIRAN

D-7

dimana :

rVA, rCO2 = Laju reaksi, mol/(litercat.s)

k1, k2 = Konstanta kecepatan reaksi

PA, PC = Tekanan parsial A, C, kPa

dengan :

푙푛푘 = −4,6356−1804,1857

푇

푙푛푘 = −7.5752 −2525.8599

푇

dimana :

k1, k2 = Konstanta kecepatan reaksi, mol/(litercat.s)

T = Temperatur, K

∆HR = ∆Hproduk - ∆Hreaktan

= -337,48 kJ/mol

∆Go(298 K) = ∆Go


= -228,6 – 228,7 – (68,12 – 376,69)

= -148,73 kJ/mol

ln K = 100,28


commit to user

LAMPIRAN

D-8

C.3. Menyusun Model Matematis

C.2.1. Neraca massa pada elemen volume

Elemen volume : /4.(IDT)2.∆Z

Ditinjau dalam 1 buah tube, neraca massa dalam elemen volume pada kondisi

steady state untuk reaksi pada tube setelah bereaksi sepanjang z satuan panjang

dengan konversi x, persamaan neraca massa reaktan dijabarkan sebagai berikut:

Rate of input – Rate of output – Rate of reaction = Rate of accumulation

0/16....41

.( 2 dpZIDTrFF AtotalZZAZA

Kedua ruas dibagi dengan ∆Z, sehingga :

dpIDTrZ

FFAtotal

ZAZZA /.1.6...41

. 2

dpIDTrZ

FFAtotal

ZAZZA /1.6...41

.0lim

2

dpIDTrdz

dFAtotal

A /1.6...41

. 2

Untuk sejumlah Nt tube, persamaan diatas menjadi

dpNtIDTrdz

dFAtotal

A /.1.6...41

. 2


commit to user

LAMPIRAN

D-9

)1(..........

.4/.1.6...

/.1.6...41

.

.

.

1

2

2

NtF

dpIDTrdzdx

dpNtIDTrdzdxF

dzdxF

dzdF

dxFdF

Fdx

dFxFdenganF

Ao

Atotal

AtotalAo

AoA

AoA

AoA

AoAo

dengan:

rAtotal = kecepatan reaksi totalC2H4 terhadap CH3COOCHCH2, yaitu rA1 + rA2,

kmol/jam.kgkat

x = konversi C2H4 menjadi CH3COOCHCH2

= porositas tumpukan katalis, m3/m3

ρB = densitas bulk katalis, kg/ m3

IDT = diameter dalam tube, m

Nt = jumlah tube

Z = tebal tumpukan katalis, m

C.2.2. Neraca Panas pada elemen volume

Reaktor jenis fixed bed multitube mirip dengan alat penukar panas (heat

exchanger), dimana gas reaktan mengalir di dalam tube-tube yang berisi

tumpukan katalisator dan pendingin mengalir di bagian shell.


commit to user

LAMPIRAN

D-10

Assumsi : steady state

R input – R output + R heat of reaction = Racc

퐻 − {(퐻 ) + 푈 .휋. 퐼퐷푇.Δ푧(푇 − 푇 )} + 퐹 .Δ푥. (−퐻 ) = 0

Kedua ruas dibagi ΔZ diperoleh :

TcTIDTUZxHF

ZHiHi

DRAoZZZ

.....

Diambil limit ΔZ mendekati nol dan dx/dz dijabarkan, sehingga :

Σ푑퐻푖푑푧

= (−푟 ). 훥퐻 + Δ퐶 푑푇 + (−푟 ). 훥퐻 + Δ퐶 푑푇

− 푈 .휋. 퐼퐷푇.Δ푧(푇 − 푇 )

Σ퐹푖퐶푝푖푑푇푑푧

= (−푟 ). 훥퐻 + Δ퐶 푑푇 + (−푟 ). 훥퐻 + Δ퐶 푑푇

− 푈 .휋. 퐼퐷푇.Δ푧(푇 − 푇 )

푑푇푑푧 =

(−푟 ). 훥퐻 + ∫ Δ퐶 푑푇 + (−푟 ). 훥퐻 + ∫ Δ퐶 푑푇 − 푈 .휋. 퐼퐷푇.Δ푧(푇 − 푇 )Σ퐹푖퐶푝푖


commit to user

LAMPIRAN

D-11

Untuk semua tube :

푑푇푑푧 =

(−푟 ). 훥퐻 + ∫ Δ퐶 푑푇 + (−푟 ). 훥퐻 + ∫ Δ퐶 푑푇 − 푈 .휋. 퐼퐷푇.Δ푧(푇 − 푇 )Σ퐹푖퐶푝푖 .푁푡

Dengan :

∆Hproduk = T

Tref

dTCpini ..

∆HReaktan =

Tref

T

dTCpini ..

Keterangan :

Fi = laju alir umpan masuk reaktor, kmol/jam

Cpi = kapasitas panas komponen, kJ/kmol. K

(∆HR) = panas reaksi, kJ/kmol

UD = koefisien perpindahan panas overall kotor, kJ/jam.m2.K

IDT = diameter dalam tube, m

Tc = suhu pendingin, K

C.2.3. Neraca Panas pendingin pada elemen volume

Pendingin mengalir di dalam shell, alirannya berlawanan arah (countercurrent)

dengan aliran zat pereaksi yang mengalir lewat tube-tube.

Assumsi : Steady state

Rinput – Rout put = Racc

0).()..(.... ZZDZ HcmNTTcTODTZUHcm


commit to user

LAMPIRAN

D-12

m

NTTcTODTUZ

HcHc DZZZ )..(.

mNtTcTODTU

ZHcHc DZZZ )..(.

lim

Cpcm

NtTcTODTUdz

dTcm

NtTcTODTUdz

dTcCpc

D

D

.....

....

Keterangan :

m = kecepatan alir pendingin, kg/jam

Cpc = kapasitas panas pendingin, kJ/kg.K

T = temperatur reaksi, K

Tc = temperature pendingin, K

C.4. Perhitungan Ud dan Uc

Karena digunakan fixed bed multitube reactor maka perhitungan

perpindahan panas didekati dengan shell and tube heat exchanger.

Nilai Ud dicari dengan cara berikut :

Sisi tube

Luas penampang total ( pers 7.48, kern)

at = Nt . a't

144 . n

Flow rate

Gt = Wt

at


commit to user

LAMPIRAN

D-13

Koefisien transfer panas pada lapisan film di dalam tube

hi = 0,03 ﴾ IDt . Gt ﴿ 0,8 ﴾

cpt .µt ﴿ 0,333 ﴾

kt ﴿ µt kt IDt

(pers 6.2, kern)

Koefisien film dalam tube yang disetarakan dengan luar tube

hio = hi IDt

ODt

(pers 6.5, kern)

dimana :

a't = Luas area per tube, in2

n = Jumlah pass

Wt = Laju alir reaktan, lb/hr

IDt = Diameter dalam tube, ft

µt = Viskositas fluida dalam tube, lb/(ft.hr)

cpt = Kapasitas panas fluida dalam tube, Btu/(lb.oF)

kt = Konduktivitas panas fluida dalam tube, Btu/(hr.ft2(oF/ft))

Sisi shell

Clearence

C' = PT - ODt

Luas penampang aliran dalam shell (pers 7.1, kern)

as = IDs .C' . B

144 . PT

Flow rate per luas area (pers 7.2, kern)

Gs = Ws

as


commit to user

LAMPIRAN

D-14

Diameter ekuivalen

ODtODtP

de T

14,35,0

)4/14,3186,05,0(4 22

De = de

12

Koefisien transfer panas pada lapisan film di luar tube

ho diperoleh dari Fig.15.11 Kern hlm.474 untuk panas laten.

Untuk dapat menggunakan Fig.15.11 tersebut, sebelumnya

dihitung terlebih dahulu :

tw = tc + hio . ho

( Tc – tc ) Pers. 5.31 ( hio + ho )

Δtw = tw - tc

Dari Δtw ini kemudian diplotkan ke Fig.15.11 Kern, didapatkan

ho.

Koefisien transfer panas bersih ( Btu/(hr.ft2.oF) )

Uc = hio . ho

( hio + ho )

Koefisien transfer panas kotor ( Btu/(hr.ft2.oF) )

Ud

=

Uc

( 1 + Rd . Uc )

dimana :

PT = Jarak antar pusat tube( pitch ), in

IDs = Diameter dalam shell, in

B = Jarak antar baffle, in


commit to user

LAMPIRAN

D-15

75.1

/)1(1501

3

2

DpxGxxx

DG

dLdP

75.1

/

)1(150)1(3

2

DpGxxx

DG

dZdP

LPL

PO

dLDpxG

xxxDGdP

03

2

75.1/

)1(150)1(

LDpxG

xxxDGPP OL

75.1

/)1(150)1(

)(3

2

75.1/

)1(150)1(

)( 3

2

DpxG

xxLDxx

GPP LO

Wp = Laju alir pendingin, lb/hr

µs = Viskositas fluida dalam shell, lb/(hr.ft)

cps = Kapasitas panas fluida dalam shell, Btu/(lb.oF)

ks = Konduktivitas panas fluida dalam shell,

Btu/(hr.ft2.(oF/ft))

Rd = Dirt factor, hr.ft2.oF/Btu

Dari tabel 12 Kern diperoleh nilai Rd untuk treated boiled feedwater

adalah 0,001 hr.ft2.oF/Btu. Dalam perancangan digunakan Rd = 0,0011

hr.ft2.oF/Btu.

D. Menghitung Pressure Drop

Menggunakan persamaan Ergun :

Jadi persamaan differensial pressure drop :


commit to user

LAMPIRAN

D-16

Keterangan :

Po = tekanan gas pada saat masuk rektor, atm

PL = tekanan gas setelah keluar reaktor, atm

D = diameter tube, m

L = panjang tube, m

= porositas katalis, m3/m3

G = kecepatan massa gas, kg/jam

ρ = densitas gas, kg/m3

µ = viskositas gas, kg/m.jam

Dp = diameter katalis, m

E. Menentukan Jenis, Ukuran dan Susunan Tube

Ukuran tube ditentukan dengan cara memilih pada table 10, Apendix D.Q

Kern halaman 843 dengan spesifikasi sebagai berikut :

Diameter dalam tube(IDT) : 1,33 in = 0,0338 m

Diameter luar tube (ODT) : 1,5 in = 0,0381 m

BWG : 14

Flow area (a’t) : 1,4 in2

Panjang tube diperoleh dari program, panjang tube ditentukan pada saat

tercapai konversi reaksi yang sesuai yaitu 0,10 terhadap etilen.

Direncanakan tube disusun dengan pola triangular pitch, dengan alasan :

1. Turbulensi yang terjadi pada susunan segitiga sama sisi lebih besar

dibandingkan dengan susunan bujur sangkar, karena fluida yang mengalir


commit to user

LAMPIRAN

D-17

di antara pipa yang letaknya berdekatan akan langsung menumbuk pipa

yang terletak pada deretan berikutnya.

2. Koefisien perpindahan panas konveksi (h) pada susunan segitiga 25%

lebih tinggi dibandingkan dengan fluida yang mengalir dalam shell pada

susunan segi empat. (Agra, S.W.,Perpindahan Panas, p 7-73)

Luas ∆ ABC = ½.AB.CT

= ½.AB.PT sin 60

= ½.PT.PT sin 60

Luas daerah ∆ ABC tidak diarsir = ½ x luas penampang tube

= ½ x (¼.π.ODT2)

= ½ x (¼. 3,14. 0,03812)

= 0,0005698m2

Clearance (C’) = Pitch – ODT

Pitch =1 7/8 in (Tabel 9, Apendix Kern)

= 0,047625 m

C’ = 0,047625 - 0,0381

= 0,009525m

Luas ∆ ABC = ½ x 0,047625 x 0,047625 x sin 60

= 0,0009821m2

CPT

A B

C

T


commit to user

LAMPIRAN

D-18

y = 0.2472x2 - 1.8876x + 6.5125

R2 = 0.9997

0

50

100

150

200

250

300

350

0 20 40 60ID s

Nt

Luas daerah ∆ ABC yang diarsir = luas ∆ ABC - luas daerah ∆ ABC tidak

diarsir = 0,0009821- 0,0005698 = 0,000412377 m2

F. Menentukan Diameter Shell dan Jumlah Tube

Dari tabel 9, A pendix Kern untuk :

ODT = 1,5 inc = 0,0381 m

Pitch = 1,875 in = 0,047625 m

Gambar 1. Grafik hubungan antara diameter

shell dengan jumlah tube.

ID s Nt

12 18

13,25 27

15,25 36

17,25 48

19,25 61

21,25 76

23,25 95

25 115

27 136

29 160

31 184

33 215

35 246

37 275

39 307


commit to user

LAMPIRAN

D-19

Konfigurasi fixed bed multitube dengan waterboliling cooling (diambil dari

Ullman’s)


commit to user

LAMPIRAN

D-20

% PROGRAM REAKTOR FIXED BED MULTITUBE % PP. VINYL ASETAT DARI ETILEN, ASAM ASETAT DAN OKSIGEN FASE GAS % KAPASITAS 100.000 TON/TAHUN % Bismillahirrahmanirrahhim clear all clc global FAo FBo FCo FDo FEo FFo Xo To TPo Po IDS IDT IDTin ODT ODTin IDTft IDS IDSin Nt Ntb WT Pt PTin C B WP Nsh RD CPP KP VP Tr RG RGa Dp Rhob eps DHR1 DHR2 Ret FA FD FE FF RHO UC UD HI HIO QR HO UD_hit Tc_ tc_ HO_tebak % A = Etilen % B = As.asetat % C = O2 % D = VAM % E = H2O % F = CO2 % REAKSI % Rx.1 : C2H4 + CH3COOH + 0.5 O2 -----> VAM + H2O % Rx.2 : C2H4 + 3 O2 -----> 2 CO2 + 2 H2O % DATA UMPAN REAKTOR Xo = 0; % konversi mula-mula (basis etilen) To = 423; % suhu mula-mula (K) TPo= 413; % suhu pendingin (K) Poo = 10; % Tekanan (Atm) Po = Poo*1013.25; % tekanan yang dipake(kPa) FAo = 1650.89; % Laju umpan kmol/jam FBo = 550.30; % kmol/jam FCo = 198.11; % kmol/jam FDo = 0.33; % kmol/jam FEo = 66.04; % kmol/jam FFo = 836.12; % kmol/jam WT = 123722.53; % laju umpan reaktan (kg/jam) % DATA TUBE DAN SHELL Tr = 298; Rhob = 1000; eps = 0.4; Dp = 0.005; RG = 8.314; RGa = 0.08206; IDTin = 1.33; % diameter dalam tube (inc) IDTft = IDTin/12; % diameter dalam tube (ft) IDT = IDTin*0.0254; % diameter dalam tube (m) ODTin = 1.5; % diameter luar tube (inc) ODTft = ODTin/12; % diameter luar tube (ft) ODT = ODTin*0.0254; % diameter luar tube (m) IDSin = 81.026; % diameter reaktor (in) IDSft = IDSin/12; % diameter reaktor (ft) IDS = IDSin*0.0254; % diameter reaktor (m) Nt = 1476; % jumlah tube Ntb = 1; % jumlah tube pass


commit to user

LAMPIRAN

D-21

Nsh = 1; % jumlah shell pass PTin = 1.875; % pitch (in) Pt = PTin*0.0254; % pitch (m) C = Pt-ODT ; % clearance (in) B = 0.25*IDS ; % bafle spacing (in) phi = 3.14; DHR1 = -174960; % panas standar reaksi 1 DHR2 = -1322900; % panas standar reaksi 2 % DATA PENDINGIN WP = 22197.71; % laju umpan pendingin (kg/jam) RD = 0.0011; % dirt factor (jam m2 K/kJ); Tabel 12 Kern CPP = 35.6421; % kapasitas panas pendingin (kj/kg K) VP = 1.7324; % viskositas pendingin (kg/m jam) KP = 0.102; % konduktivitas pendingin (Kj/m jam K) Tc_ = 316.4; % oF tc_ = 284; % oF % MENYUSUN PD Zo = (0:0.01:5)'; Yo = [Xo To TPo Po]; [Z Y] = ode45('coba2',Zo,Yo); X = Y(:,1); T = Y(:,2); TP = Y(:,3); Pi = Y(:,4); P = Pi./1013.25; X1 = 0.89*X; % konversi etilen pada reaksi 1 X2 = 0.11*X; % konversi etilen pada reaksi 2 FA = FAo*(1-X); FB = FBo-(FAo*X1); FC = FCo-((0.5*FAo*X1)+(3*FAo*X2)); FD = FDo+(FAo*0.89*X); FE = FEo+(FAo*(X1+(2*X2))); FF = FFo+(2*FAo*X2); disp('Hasil Perhitungan Bed ') disp('------------------------------------------------------------------') disp(' Tinggi Konversi Temperature Tpendingin Pressure ') disp(' (m) (K) (K) (atm) ') disp('=================================================================') for i = 1:477 fprintf('%8.2f %10.4f %13.2f %15.2f %15.4f\n',[Z(i) X(i) T(i) TP(i) P(i)]) end disp('-------------------------------------------------------by O.2-----') figure(1) plot(Y(:,1),Z)


commit to user

LAMPIRAN

D-22

title('Distribusi Konversi') xlabel('konversi') ylabel('panjang (m)') set(gca,'XTick',0.01:0.01:0.11); set(gca,'YTick',0.5:0.5:5); grid on; figure(2) plot(Z,Y(:,2)) title('Distribusi Suhu Reaktor') xlabel('panjang (m)') ylabel('suhu (K)') grid on; figure(3) plot(Z,Y(:,3)) title('Distribusi Suhu Pendingin') xlabel('panjang (m)') ylabel('suhu (K)') grid on; figure(4) plot(Z,FA,'m') hold on plot(Z,FB,'g') hold on plot (Z,FC,'k') hold on plot(Z,FD,'r') hold on plot(Z,FF, 'c') hold on plot(Z,FE,'b') hold off legend('Etilen','Asam Asetat','Oksigen', 'Vinyl asetat','CO2','H2O') title('Komposisi') xlabel('panjang (m)') ylabel('mol') grid on; h = Z(477); % MENGHITUNG WAKTU TINGGAL RHOa = P(477)*34.8225/(RGa*T(477)); t = Z(477)*pi*(IDT^2)*Nt*3600*RHOa/(4*WT); W = pi/4*IDT^2*(1-eps)*Nt*Rhob*Z(477); Vbed_all = W/(Rhob*(1-eps)); Vbed_pertube = Vbed_all/Nt; % MENGHITUNG DIMENSI REAKTOR Baffle_sp = 0.25*IDS; Deq = 4*(0.5*Pt*0.86*Pt-((0.5*phi*ODT^2)/4))/(0.5*phi*ODT); Drattube = (IDT+ODT)/2;


commit to user

LAMPIRAN

D-23

f_aman = 0.2; Pdesign = Poo*14.7*(1+f_aman); %psia f_stress = 14450; %psia E_joint = 0.8; C_korosi = 0.125; %inch ri_s = IDSin/2; %inch tebal_sin = ((Pdesign*ri_s)/(f_stress*E_joint-0.6*Pdesign))+C_korosi; %inch tebal_s = tebal_sin*0.0254; %meter ODSin = IDSin + 2*tebal_s; %inch ODS = ODSin*0.0254; %meter ro_s = ODS / 2; %meter %Head and bottom reaktor %Bentuk torisperical %Dari Tabel 5.7 Brownell ODS_des = 90; %inch t_sh = 0.875; %inch icr = 5.5; r_c = 84; %inch W_h = 0.25*(3+(r_c/icr)^0.5); %inch; Pers. 7.76 Brownell t_hin = (Pdesign*r_c*W_h/(2*f_stress*E_joint-0.2*Pdesign))+C_korosi; %tebal head; inch t_h = t_hin*0.0254; %meter a_ = IDSin / 2; AB_ = a_ - icr; BC_ = r_c - icr; AC_ = (BC_^2 -AB_^2)^0.5; sf_ = 2; %inch b_ = r_c - AC_; h_hin = t_h + b_ + sf_; %inch h_h = h_hin*0.0254; %tinggi head; meter h_reaktor = h + 2*h_h; %tinggi meter vol_h = 0.000049*IDS^3; %m3 vol_s = 0.25*phi*IDS^2*Z(477); %m3 vol_reaktor = vol_s + 2*vol_h; %m3 % Cek hasil disp('===========================================================') disp(' RESUME') disp('===========================================================') disp(['Panjang tube (h) = ', num2str(h) ' m']) disp(['Jumlah tube = ', num2str(Nt) ]) disp(['Diameter shell = ', num2str(IDS) ' m']) disp(['Suhu gas masuk reaktor (To) = ' num2str(To) ' K']) Tout = Y(477,2); disp(['Suhu gas keluar reaktor (Tout) = ', num2str(Tout) ' K']) disp (['Suhu pendingin masuk (TPo) = ', num2str(TPo) ' K']) Tpout = Y(477,3); disp(['Suhu pendingin keluar (TPout) = ', num2str(Tpout) ' K']) pressuredrop = Poo-P(477); disp(['Pressure drop = ', num2str(pressuredrop) ' atm']) disp(['Waktu tinggal = ', num2str(t) ' detik'])


commit to user

LAMPIRAN

D-24

disp(['Massa katalis = ', num2str(W) ' kg']) disp(['Volume bed katalis keseluruhan = ', num2str(Vbed_all) ' m3']) disp(['Volume bed katalis per tube = ', num2str(Vbed_pertube) ' m3']) disp(['hi = ', num2str(HI) ' Btu/hr.ft2.oF']) disp(['ho = ', num2str(HO) ' Btu/hr.ft2.oF']) disp(['Uc = ', num2str(UC) ' Btu/hr.ft2.oF']) disp(['Ud = ', num2str(UD_hit) ' Btu/hr.ft2.oF']) disp('===========================================================') disp(' KOMPOSISI ') disp('===========================================================') disp('Masuk') disp(['Etilen (FAo) = ' num2str(FAo) ' kmol/jam']) disp(['As. asetat (FBo) = ' num2str(FBo) ' kmol/jam']) disp(['Oksigen (FCo) = ' num2str(FCo) ' kmol/jam']) disp(['Vinyl asetat (FDo) = ' num2str(FDo) ' kmol/jam']) disp(['Air (FEo) = ' num2str(FEo) ' kmol/jam']) disp(['Karbondioksida (FFo) = ' num2str(FFo) ' kmol/jam']) disp('Keluar') disp(['Etilen (FA) = ' num2str(FA(477)) ' kmol/jam']) disp(['As. asetat (FB) = ' num2str(FB(477)) ' kmol/jam']) disp(['Oksigen (FC) = ' num2str(FC(477)) ' kmol/jam']) disp(['Vinyl asetat (FD) = ' num2str(FD(477)) ' kmol/jam']) disp(['Air (FE) = ' num2str(FE(477)) ' kmol/jam']) disp(['Karbondioksida (FF) = ' num2str(FF(477)) ' kmol/jam']) disp('===========================================================') disp([' DIMENSI REAKTOR']) disp('===========================================================') disp(['Baffle space = ', num2str(Baffle_sp) ' m']) disp(['Diameter ekivalen tube = ', num2str(Deq) ' m']) disp(['Diameter rerata tube = ', num2str(Drattube) ' m']) disp(['Tebal shell = ', num2str(tebal_s) ' m = ' num2str(tebal_sin) ' in (disesuaikan dg dia.pipa standar)']) disp(['Tebal head = ', num2str(t_h) ' m = ' num2str(t_hin) ' in (disesuaikan dg dia.pipa standar)']) disp(['Tinggi head = ', num2str(h_h) ' m ']) disp(['Tinggi reaktor = ', num2str(h_reaktor) ' m ']) disp(['Volume reaktor = ', num2str(vol_reaktor) ' m3 ']) disp('===========================================================')

function h_o = ho_trial(HO) global HIO Tc_ tc_


commit to user

LAMPIRAN

D-25

tw_ = tc_ + (HIO/(HIO+HO))*(Tc_ - tc_); dtw = tw_ - tc_; h_o = HO - (1.8546*dtw^2 + 12.152*dtw - 81.875); %Dari Fig.15.11 Kern p.

% PROGRAM MATLAB function dYdZ=coba1(Z,Y) global FAo FBo FCo FDo FEo FFo To TPo IDSin IDT IDTft ODT ODTin IDS Nt Ntb WT Pt PTin C B WP Nsh RD CPP KP VP Tr RG RGa DHR Dp RHO Rhob eps DHR1 DHR2 Ret FA FD FE FF RHO UC UD HI HIO QR HO UD_hit Tc_ tc_ HO_tebak % Keterangan Y % Y(1) = X % Y(2) = T % Y(3) = TP % Y(4) = P % A = Etilen % B = As.asetat % C = O2 % D = VAM % E = H2O % F = CO2 % REAKSI % Rx.1 : C2H4 + CH3COOH + 0.5 O2 -----> VAM + H2O % Rx.2 : C2H4 + 3 O2 -----> 2 CO2 + 2 H2O % NERACA MOL X1 = 0.89*(Y(1)); % konversi etilen pada reaksi 1 X2 = 0.11*(Y(1)); % konversi etilen pada reaksi 2 FA = FAo*(1-Y(1)); FB = FBo-(FAo*X1); FC = FCo-((0.5*FAo*X1)+(3*FAo*X2)); FD = FDo+(FAo*0.89*(Y(1))); FE = FEo+(FAo*(X1+(2*X2))); FF = FFo+(2*FAo*X2); FT = FA+FB+FC+FD+FE+FF; % FRAKSI MOL KOMPONEN ymolA = FA/FT; ymolB = FB/FT; ymolC = FC/FT; ymolD = FD/FT; ymolE = FE/FT; ymolF = FF/FT; % MASSA KOMPONEN (kg/jam) massaA = FA*28.05; massaB = FB*60.05; massaC = FC*32.01; massaD = FD*86.09; massaE = FE*18.015; massaF = FF*44.025;


commit to user

LAMPIRAN

D-26

sigmamassa = massaA+massaB+massaC+massaD+massaE+massaF; % berat total (kg/jam) % FRAKSI MASSA KOMPONEN ymassaA = massaA/sigmamassa; ymassaB = massaB/sigmamassa; ymassaC = massaC/sigmamassa; ymassaD = massaD/sigmamassa; ymassaE = massaE/sigmamassa; ymassaF = massaF/sigmamassa; BMRATA = ymolA*28.05+ymolB*60.05+ymolC*32.01+ymolD*86.09+ymolE*18.015+ymolF*44.025; % berat molekul rata-rata (kg/kmol) % DATA Cp (kJ/kmol.K) CPA = [32.083 -1.4831e-2 2.4774e-4 -2.3766e-7 6.8274e-11]; CPB = [34.85 3.7626e-2 2.8311e-4 -3.0767e-7 9.2646e-11]; CPC = [29.526 -8.8999e-3 3.8083e-5 -3.2629e-8 8.8607e-12]; CPD = [27.664 2.3366e-1 6.2106e-5 -1.6972e-7 5.7917e-11]; CPE = [33.933 -8.4186e-3 2.9906e-5 -1.7825e-8 3.6934e-12]; CPF = [27.437 4.2315e-2 -1.9555e-5 3.9968e-9 -2.9872e-13]; CPTotal = [CPA; CPB; CPC; CPD; CPE; CPF]; fraksimol = [ymolA; ymolB; ymolC; ymolD; ymolE; ymolF]; % MENGHITUNG Cp KOMPONEN Tantoine = [1 Y(2) Y(2)^2 Y(2)^3 Y(2)^4]'; CPi = CPTotal*Tantoine; Cprat = CPi'*fraksimol; Tling = [1 303 303^2 303^3 303^4]'; Cpling = CPTotal*Tling; Cprat1 = Cpling'*fraksimol; % MENGHITUNG INTEGRAL KAPASITAS PANAS PADA UMPAN MASUK CPT0 = [CPA; CPB; CPC; CPD; CPE; CPF]; INT0 = [To-Tr 1/2*(To^2-Tr^2) 1/3*(To^3-Tr^3) 1/4*(To^4-Tr^4) 1/5*(To^5-Tr^5)]'; ICPT0 = CPT0*INT0; % MENGHITUNG INTEGRAL KAPASITAS PANAS INTz = [Y(2)-Tr 1/2*(Y(2)^2-Tr^2) 1/3*(Y(2)^3-Tr^3) 1/4*(Y(2)^4-Tr^4) 1/5*(Y(2)^5-Tr^5)]'; ICPTz = CPTotal*INTz; % MENGHITUNG DELTA Cp DELTA(1) = CPD(1)+CPE(1)+CPF(1)-CPA(1)-CPB(1)-CPC(1); DELTA(2) = CPD(2)+CPE(2)+CPF(2)-CPA(2)-CPB(2)-CPC(2); DELTA(3) = CPD(3)+CPE(3)+CPF(3)-CPA(3)-CPB(3)-CPC(3); DELTA(4) = CPD(4)+CPE(4)+CPF(4)-CPA(4)-CPB(4)-CPC(4); DELTA(5) = CPD(5)+CPE(5)+CPF(5)-CPA(5)-CPB(5)-CPC(5); DELTACPi = [DELTA(1) DELTA(2) DELTA(3) DELTA(4) DELTA(5)]; DELTACPz = DELTACPi*INTz; % PANAS Qin = FAo*ICPT0(1)+FBo*ICPT0(2)+FCo*ICPT0; Qout = FA*ICPTz(1)+FB*ICPTz(2)+FC*ICPTz(3)+FD*ICPTz(4)+FE*ICPTz(5)+FF*ICPTz(6);


commit to user

LAMPIRAN

D-27

DHR = DHR1 + DHR2; QR = FAo*(DHR+DELTACPz); Qtube = Qout+QR-Qin; QP = WP*CPP*(Y(3)-TPo); FCp = FA*CPi(1)+FB*CPi(2)+FC*CPi(3)+FD*CPi(4)+FE*CPi(5)+FF*CPi(6); % VISKOSITAS dalam Micropoise ---> konversi ke kg/m/j dikalikan 10^-7*3600 VA = [-.985 3.8726e-1 -1.1227e-4]; VB = [-28.660 2.351e-1 2.2087e-4]; VC = [44.224 5.62e-1 -1.13e-4]; VD = [-7.426 3.0466e-1 -5.7544e-5]; VE = [-36.826 4.29e-1 -1.62e-5]; VF = [11.336 4.9918e-1 -1.0876e-4]; Vi = [VA; VB; VC; VD; VE; VF]; Tvis = [1 Y(2) Y(2)^2]'; VAi = Vi*Tvis*3600e-7; VIS = (ymassaA/VAi(1))+(ymassaB/VAi(2))+(ymassaC/VAi(3))+(ymassaD/VAi(4))+(ymassaE/VAi(5))+(ymassaF/VAi(6)); Vrat = 1/VIS; % KONDUKTIVITAS PANAS (W/m.K) KAI = [-0.00123 3.6219E-5 1.2459E-7]; KBI = [0.00234 -6.5956E-6 1.1569E-7]; KCI = [0.00121 8.6157E-5 1.7678E-8]; KDI = [-0.00846 5.8704E-5 1.7678E-8]; KEI = [0.00053 4.7093E-5 4.9551E-8]; KFI = [-0.01183 1.0174E-4 -2.2247E-8]; KT = [KAI; KBI; KCI; KDI; KEI; KFI]; Tkond = [1 Y(2) Y(2)^2]'; Ki = KT*Tkond*3.6; Krat = (ymassaA*Ki(1))+(ymassaB*Ki(2))+(ymassaC*Ki(3))+(ymassaD*Ki(4))+(ymassaE*Ki(5))+(ymassaF*Ki(6)); %MENGHITUNG KOEFISIEN PANAS OVERALL (UD) At = (pi*(IDT^2)*Nt)/(4*Ntb); %ft2 Ash = (IDS*C*B)/(Pt*Nsh); %ft2 Gs = WP/Ash; % lb/hr Gt = WT/At; % lb/hr Des = ((4*0.5*Pt*0.86*Pt)-(4*0.5*pi*(ODT^2)/4))/(0.5*pi*ODT); %in Res = Des*Gs/VP; Ret = IDT*Gt/Vrat'; Krat_ = Krat; %Btu/hr.ft.F Vrat_ = Vrat; %lb/ft.hr Cprat_ = Cprat/BMRATA; %Btu/lb.F HI = 0.027*(IDT*Gt/Vrat_)^0.8*(Cprat_*Vrat_/Krat_)^(1/3)*(Krat_/IDT); % Btu/hr.ft2.oF; Pers 6.2 Kern p.103 HIO = HI*(IDT/ODT); HO_tebak = 100; HO = fzero('ho_trial', HO_tebak); % Btu/hr.ft2.F; dari Fig.15.11 Kern p.474 UC = (HIO*HO)/(HIO+HO); % Btu/hr.ft2.F UD_hit = UC/(1+(RD*UC)); % Btu/hr.ft2.F


commit to user

LAMPIRAN

D-28

UD = UD_hit*1.055; % kJ/m2.hr.K % KECEPATAN REAKSI K1 = (9.7e-3*3.6*exp(-1804.1857/(Y(2)))); %kmol/kgcat.jam K2 = (5.13e-4*3.6*exp(-2525.8559/(Y(2)))); %kmol/kgcat.jam PA = ymolA*Y(4); PC = ymolC*Y(4); RHO = (Y(4)*BMRATA)/(RG*Y(2)); R1 = K1*(PA.^0.36)*(PC.^0.2); R2 = K2*(PA.^-0.29)*(PC.^0.85); Rtotal = R1 + R2; ALT = ((pi/4)*IDT^2*6*(1-eps))*Nt; B1 = UD*pi*IDT*(Y(3)-Y(2)); B2 = UD*pi*ODT*(Y(2)-Y(3)); % PERSAMAAN DIFERENSIAL dYdZ(1) = ALT*Rtotal/(FAo*Dp); dYdZ(2) = (((-(DHR1+DELTACPz)*R1)+(-(DHR2+DELTACPz)*R2))-(B1*Nt))/FCp; dYdZ(3) = (B2*Nt)/(WP*CPP); dYdZ(4) = -((150*(1-eps)*(Vrat)/Dp/Gt)+1.75)+(Gt^2*(1-eps)/RHO*IDT*eps^3)/3600^2/1.01325e4; dYdZ = dYdZ';

Hasil Perhitungan Bed ------------------------------------------------------------------ Tinggi Konversi Temperature Tpendingin Pressure (m) (K) (K) (atm) ================================================================= 0.00 0.0000 423.00 413.00 10.0000 0.01 0.0002 423.02 413.00 10.0000 0.02 0.0004 423.04 413.01 10.0000 0.03 0.0007 423.05 413.01 9.9999 0.04 0.0009 423.07 413.02 9.9999 0.05 0.0011 423.09 413.02 9.9999 0.06 0.0013 423.11 413.03 9.9999 0.07 0.0015 423.13 413.03 9.9999 0.08 0.0018 423.14 413.04 9.9999 0.09 0.0020 423.16 413.04 9.9998 0.10 0.0022 423.18 413.04 9.9998 0.11 0.0024 423.20 413.05 9.9998 0.12 0.0026 423.22 413.05 9.9998 0.13 0.0029 423.24 413.06 9.9998 0.14 0.0031 423.25 413.06 9.9998 0.15 0.0033 423.27 413.07 9.9997 0.16 0.0035 423.29 413.07 9.9997 0.17 0.0037 423.31 413.08 9.9997 0.18 0.0040 423.33 413.08 9.9997 0.19 0.0042 423.35 413.09 9.9997 0.20 0.0044 423.36 413.09 9.9997 0.21 0.0046 423.38 413.10 9.9996 0.22 0.0048 423.40 413.10 9.9996


commit to user

LAMPIRAN

D-29

0.23 0.0051 423.42 413.10 9.9996 0.24 0.0053 423.44 413.11 9.9996 0.25 0.0055 423.46 413.11 9.9996 0.26 0.0057 423.47 413.12 9.9995 0.27 0.0059 423.49 413.12 9.9995 0.28 0.0062 423.51 413.13 9.9995 0.29 0.0064 423.53 413.13 9.9995 0.30 0.0066 423.55 413.14 9.9995 0.31 0.0068 423.57 413.14 9.9995 0.32 0.0070 423.59 413.15 9.9994 0.33 0.0073 423.61 413.15 9.9994 0.34 0.0075 423.62 413.16 9.9994 0.35 0.0077 423.64 413.16 9.9994 0.36 0.0079 423.66 413.16 9.9994 0.37 0.0081 423.68 413.17 9.9994 0.38 0.0084 423.70 413.17 9.9993 0.39 0.0086 423.72 413.18 9.9993 0.40 0.0088 423.74 413.18 9.9993 0.41 0.0090 423.76 413.19 9.9993 0.42 0.0092 423.77 413.19 9.9993 0.43 0.0094 423.79 413.20 9.9993 0.44 0.0097 423.81 413.20 9.9992 0.45 0.0099 423.83 413.21 9.9992 0.46 0.0101 423.85 413.21 9.9992 0.47 0.0103 423.87 413.22 9.9992 0.48 0.0105 423.89 413.22 9.9992 0.49 0.0108 423.91 413.23 9.9991 0.50 0.0110 423.93 413.23 9.9991 0.51 0.0112 423.95 413.24 9.9991 0.52 0.0114 423.97 413.24 9.9991 0.53 0.0116 423.98 413.25 9.9991 0.54 0.0119 424.00 413.25 9.9991 0.55 0.0121 424.02 413.25 9.9990 0.56 0.0123 424.04 413.26 9.9990 0.57 0.0125 424.06 413.26 9.9990 0.58 0.0127 424.08 413.27 9.9990 0.59 0.0129 424.10 413.27 9.9990 0.60 0.0132 424.12 413.28 9.9990 0.61 0.0134 424.14 413.28 9.9989 0.62 0.0136 424.16 413.29 9.9989 0.63 0.0138 424.18 413.29 9.9989 0.64 0.0140 424.20 413.30 9.9989 0.65 0.0143 424.22 413.30 9.9989 0.66 0.0145 424.24 413.31 9.9989 0.67 0.0147 424.26 413.31 9.9988 0.68 0.0149 424.28 413.32 9.9988 0.69 0.0151 424.30 413.32 9.9988 0.70 0.0153 424.31 413.33 9.9988 0.71 0.0156 424.33 413.33 9.9988 0.72 0.0158 424.35 413.34 9.9987 0.73 0.0160 424.37 413.34 9.9987 0.74 0.0162 424.39 413.35 9.9987 0.75 0.0164 424.41 413.35 9.9987 0.76 0.0167 424.43 413.36 9.9987 0.77 0.0169 424.45 413.36 9.9987 0.78 0.0171 424.47 413.37 9.9986 0.79 0.0173 424.49 413.37 9.9986 0.80 0.0175 424.51 413.38 9.9986


commit to user

LAMPIRAN

D-30

0.81 0.0177 424.53 413.38 9.9986 0.82 0.0180 424.55 413.39 9.9986 0.83 0.0182 424.57 413.39 9.9986 0.84 0.0184 424.59 413.40 9.9985 0.85 0.0186 424.61 413.40 9.9985 0.86 0.0188 424.63 413.41 9.9985 0.87 0.0190 424.65 413.41 9.9985 0.88 0.0193 424.67 413.42 9.9985 0.89 0.0195 424.69 413.42 9.9985 0.90 0.0197 424.71 413.43 9.9984 0.91 0.0199 424.73 413.43 9.9984 0.92 0.0201 424.75 413.44 9.9984 0.93 0.0204 424.77 413.44 9.9984 0.94 0.0206 424.79 413.45 9.9984 0.95 0.0208 424.81 413.45 9.9983 0.96 0.0210 424.83 413.46 9.9983 0.97 0.0212 424.85 413.46 9.9983 0.98 0.0214 424.87 413.47 9.9983 0.99 0.0217 424.89 413.47 9.9983 1.00 0.0219 424.92 413.48 9.9983 1.01 0.0221 424.94 413.48 9.9982 1.02 0.0223 424.96 413.49 9.9982 1.03 0.0225 424.98 413.49 9.9982 1.04 0.0227 425.00 413.50 9.9982 1.05 0.0230 425.02 413.50 9.9982 1.06 0.0232 425.04 413.51 9.9982 1.07 0.0234 425.06 413.51 9.9981 1.08 0.0236 425.08 413.52 9.9981 1.09 0.0238 425.10 413.52 9.9981 1.10 0.0240 425.12 413.53 9.9981 1.11 0.0243 425.14 413.53 9.9981 1.12 0.0245 425.16 413.54 9.9981 1.13 0.0247 425.18 413.54 9.9980 1.14 0.0249 425.20 413.55 9.9980 1.15 0.0251 425.22 413.55 9.9980 1.16 0.0253 425.24 413.56 9.9980 1.17 0.0255 425.27 413.57 9.9980 1.18 0.0258 425.29 413.57 9.9980 1.19 0.0260 425.31 413.58 9.9979 1.20 0.0262 425.33 413.58 9.9979 1.21 0.0264 425.35 413.59 9.9979 1.22 0.0266 425.37 413.59 9.9979 1.23 0.0268 425.39 413.60 9.9979 1.24 0.0271 425.41 413.60 9.9978 1.25 0.0273 425.43 413.61 9.9978 1.26 0.0275 425.45 413.61 9.9978 1.27 0.0277 425.48 413.62 9.9978 1.28 0.0279 425.50 413.62 9.9978 1.29 0.0281 425.52 413.63 9.9978 1.30 0.0284 425.54 413.63 9.9977 1.31 0.0286 425.56 413.64 9.9977 1.32 0.0288 425.58 413.64 9.9977 1.33 0.0290 425.60 413.65 9.9977 1.34 0.0292 425.62 413.66 9.9977 1.35 0.0294 425.65 413.66 9.9977 1.36 0.0296 425.67 413.67 9.9976 1.37 0.0299 425.69 413.67 9.9976 1.38 0.0301 425.71 413.68 9.9976


commit to user

LAMPIRAN

D-31

1.39 0.0303 425.73 413.68 9.9976 1.40 0.0305 425.75 413.69 9.9976 1.41 0.0307 425.77 413.69 9.9976 1.42 0.0309 425.79 413.70 9.9975 1.43 0.0312 425.82 413.70 9.9975 1.44 0.0314 425.84 413.71 9.9975 1.45 0.0316 425.86 413.71 9.9975 1.46 0.0318 425.88 413.72 9.9975 1.47 0.0320 425.90 413.73 9.9974 1.48 0.0322 425.92 413.73 9.9974 1.49 0.0324 425.95 413.74 9.9974 1.50 0.0327 425.97 413.74 9.9974 1.51 0.0329 425.99 413.75 9.9974 1.52 0.0331 426.01 413.75 9.9974 1.53 0.0333 426.03 413.76 9.9973 1.54 0.0335 426.06 413.76 9.9973 1.55 0.0337 426.08 413.77 9.9973 1.56 0.0339 426.10 413.77 9.9973 1.57 0.0342 426.12 413.78 9.9973 1.58 0.0344 426.14 413.79 9.9973 1.59 0.0346 426.16 413.79 9.9972 1.60 0.0348 426.19 413.80 9.9972 1.61 0.0350 426.21 413.80 9.9972 1.62 0.0352 426.23 413.81 9.9972 1.63 0.0355 426.25 413.81 9.9972 1.64 0.0357 426.27 413.82 9.9972 1.65 0.0359 426.30 413.82 9.9971 1.66 0.0361 426.32 413.83 9.9971 1.67 0.0363 426.34 413.84 9.9971 1.68 0.0365 426.36 413.84 9.9971 1.69 0.0367 426.39 413.85 9.9971 1.70 0.0369 426.41 413.85 9.9970 1.71 0.0372 426.43 413.86 9.9970 1.72 0.0374 426.45 413.86 9.9970 1.73 0.0376 426.47 413.87 9.9970 1.74 0.0378 426.50 413.87 9.9970 1.75 0.0380 426.52 413.88 9.9970 1.76 0.0382 426.54 413.89 9.9969 1.77 0.0384 426.56 413.89 9.9969 1.78 0.0387 426.59 413.90 9.9969 1.79 0.0389 426.61 413.90 9.9969 1.80 0.0391 426.63 413.91 9.9969 1.81 0.0393 426.65 413.91 9.9969 1.82 0.0395 426.68 413.92 9.9968 1.83 0.0397 426.70 413.93 9.9968 1.84 0.0399 426.72 413.93 9.9968 1.85 0.0402 426.75 413.94 9.9968 1.86 0.0404 426.77 413.94 9.9968 1.87 0.0406 426.79 413.95 9.9968 1.88 0.0408 426.81 413.95 9.9967 1.89 0.0410 426.84 413.96 9.9967 1.90 0.0412 426.86 413.97 9.9967 1.91 0.0414 426.88 413.97 9.9967 1.92 0.0416 426.91 413.98 9.9967 1.93 0.0419 426.93 413.98 9.9966 1.94 0.0421 426.95 413.99 9.9966 1.95 0.0423 426.97 413.99 9.9966 1.96 0.0425 427.00 414.00 9.9966


commit to user

LAMPIRAN

D-32

1.97 0.0427 427.02 414.01 9.9966 1.98 0.0429 427.04 414.01 9.9966 1.99 0.0431 427.07 414.02 9.9965 2.00 0.0434 427.09 414.02 9.9965 2.01 0.0436 427.11 414.03 9.9965 2.02 0.0438 427.14 414.04 9.9965 2.03 0.0440 427.16 414.04 9.9965 2.04 0.0442 427.18 414.05 9.9965 2.05 0.0444 427.21 414.05 9.9964 2.06 0.0446 427.23 414.06 9.9964 2.07 0.0448 427.25 414.06 9.9964 2.08 0.0451 427.28 414.07 9.9964 2.09 0.0453 427.30 414.08 9.9964 2.10 0.0455 427.32 414.08 9.9964 2.11 0.0457 427.35 414.09 9.9963 2.12 0.0459 427.37 414.09 9.9963 2.13 0.0461 427.39 414.10 9.9963 2.14 0.0463 427.42 414.11 9.9963 2.15 0.0465 427.44 414.11 9.9963 2.16 0.0467 427.46 414.12 9.9962 2.17 0.0470 427.49 414.12 9.9962 2.18 0.0472 427.51 414.13 9.9962 2.19 0.0474 427.53 414.14 9.9962 2.20 0.0476 427.56 414.14 9.9962 2.21 0.0478 427.58 414.15 9.9962 2.22 0.0480 427.61 414.15 9.9961 2.23 0.0482 427.63 414.16 9.9961 2.24 0.0484 427.65 414.17 9.9961 2.25 0.0487 427.68 414.17 9.9961 2.26 0.0489 427.70 414.18 9.9961 2.27 0.0491 427.72 414.18 9.9961 2.28 0.0493 427.75 414.19 9.9960 2.29 0.0495 427.77 414.20 9.9960 2.30 0.0497 427.80 414.20 9.9960 2.31 0.0499 427.82 414.21 9.9960 2.32 0.0501 427.84 414.21 9.9960 2.33 0.0503 427.87 414.22 9.9960 2.34 0.0506 427.89 414.23 9.9959 2.35 0.0508 427.92 414.23 9.9959 2.36 0.0510 427.94 414.24 9.9959 2.37 0.0512 427.97 414.24 9.9959 2.38 0.0514 427.99 414.25 9.9959 2.39 0.0516 428.01 414.26 9.9958 2.40 0.0518 428.04 414.26 9.9958 2.41 0.0520 428.06 414.27 9.9958 2.42 0.0522 428.09 414.28 9.9958 2.43 0.0525 428.11 414.28 9.9958 2.44 0.0527 428.14 414.29 9.9958 2.45 0.0529 428.16 414.29 9.9957 2.46 0.0531 428.19 414.30 9.9957 2.47 0.0533 428.21 414.31 9.9957 2.48 0.0535 428.23 414.31 9.9957 2.49 0.0537 428.26 414.32 9.9957 2.50 0.0539 428.28 414.33 9.9957 2.51 0.0541 428.31 414.33 9.9956 2.52 0.0543 428.33 414.34 9.9956 2.53 0.0546 428.36 414.34 9.9956 2.54 0.0548 428.38 414.35 9.9956


commit to user

LAMPIRAN

D-33

2.55 0.0550 428.41 414.36 9.9956 2.56 0.0552 428.43 414.36 9.9956 2.57 0.0554 428.46 414.37 9.9955 2.58 0.0556 428.48 414.38 9.9955 2.59 0.0558 428.51 414.38 9.9955 2.60 0.0560 428.53 414.39 9.9955 2.61 0.0562 428.56 414.39 9.9955 2.62 0.0564 428.58 414.40 9.9954 2.63 0.0567 428.61 414.41 9.9954 2.64 0.0569 428.63 414.41 9.9954 2.65 0.0571 428.66 414.42 9.9954 2.66 0.0573 428.68 414.43 9.9954 2.67 0.0575 428.71 414.43 9.9954 2.68 0.0577 428.73 414.44 9.9953 2.69 0.0579 428.76 414.45 9.9953 2.70 0.0581 428.78 414.45 9.9953 2.71 0.0583 428.81 414.46 9.9953 2.72 0.0585 428.83 414.46 9.9953 2.73 0.0588 428.86 414.47 9.9953 2.74 0.0590 428.88 414.48 9.9952 2.75 0.0592 428.91 414.48 9.9952 2.76 0.0594 428.93 414.49 9.9952 2.77 0.0596 428.96 414.50 9.9952 2.78 0.0598 428.99 414.50 9.9952 2.79 0.0600 429.01 414.51 9.9952 2.80 0.0602 429.04 414.52 9.9951 2.81 0.0604 429.06 414.52 9.9951 2.82 0.0606 429.09 414.53 9.9951 2.83 0.0608 429.11 414.54 9.9951 2.84 0.0611 429.14 414.54 9.9951 2.85 0.0613 429.16 414.55 9.9950 2.86 0.0615 429.19 414.56 9.9950 2.87 0.0617 429.22 414.56 9.9950 2.88 0.0619 429.24 414.57 9.9950 2.89 0.0621 429.27 414.57 9.9950 2.90 0.0623 429.29 414.58 9.9950 2.91 0.0625 429.32 414.59 9.9949 2.92 0.0627 429.35 414.59 9.9949 2.93 0.0629 429.37 414.60 9.9949 2.94 0.0631 429.40 414.61 9.9949 2.95 0.0633 429.42 414.61 9.9949 2.96 0.0636 429.45 414.62 9.9949 2.97 0.0638 429.48 414.63 9.9948 2.98 0.0640 429.50 414.63 9.9948 2.99 0.0642 429.53 414.64 9.9948 3.00 0.0644 429.55 414.65 9.9948 3.01 0.0646 429.58 414.65 9.9948 3.02 0.0648 429.61 414.66 9.9948 3.03 0.0650 429.63 414.67 9.9947 3.04 0.0652 429.66 414.67 9.9947 3.05 0.0654 429.69 414.68 9.9947 3.06 0.0656 429.71 414.69 9.9947 3.07 0.0658 429.74 414.69 9.9947 3.08 0.0660 429.77 414.70 9.9946 3.09 0.0663 429.79 414.71 9.9946 3.10 0.0665 429.82 414.71 9.9946 3.11 0.0667 429.85 414.72 9.9946 3.12 0.0669 429.87 414.73 9.9946


commit to user

LAMPIRAN

D-34

3.13 0.0671 429.90 414.74 9.9946 3.14 0.0673 429.93 414.74 9.9945 3.15 0.0675 429.95 414.75 9.9945 3.16 0.0677 429.98 414.76 9.9945 3.17 0.0679 430.01 414.76 9.9945 3.18 0.0681 430.03 414.77 9.9945 3.19 0.0683 430.06 414.78 9.9945 3.20 0.0685 430.09 414.78 9.9944 3.21 0.0687 430.11 414.79 9.9944 3.22 0.0689 430.14 414.80 9.9944 3.23 0.0692 430.17 414.80 9.9944 3.24 0.0694 430.19 414.81 9.9944 3.25 0.0696 430.22 414.82 9.9944 3.26 0.0698 430.25 414.82 9.9943 3.27 0.0700 430.28 414.83 9.9943 3.28 0.0702 430.30 414.84 9.9943 3.29 0.0704 430.33 414.84 9.9943 3.30 0.0706 430.36 414.85 9.9943 3.31 0.0708 430.38 414.86 9.9942 3.32 0.0710 430.41 414.87 9.9942 3.33 0.0712 430.44 414.87 9.9942 3.34 0.0714 430.47 414.88 9.9942 3.35 0.0716 430.49 414.89 9.9942 3.36 0.0718 430.52 414.89 9.9942 3.37 0.0720 430.55 414.90 9.9941 3.38 0.0722 430.58 414.91 9.9941 3.39 0.0724 430.60 414.91 9.9941 3.40 0.0727 430.63 414.92 9.9941 3.41 0.0729 430.66 414.93 9.9941 3.42 0.0731 430.69 414.94 9.9941 3.43 0.0733 430.71 414.94 9.9940 3.44 0.0735 430.74 414.95 9.9940 3.45 0.0737 430.77 414.96 9.9940 3.46 0.0739 430.80 414.96 9.9940 3.47 0.0741 430.82 414.97 9.9940 3.48 0.0743 430.85 414.98 9.9940 3.49 0.0745 430.88 414.99 9.9939 3.50 0.0747 430.91 414.99 9.9939 3.51 0.0749 430.94 415.00 9.9939 3.52 0.0751 430.96 415.01 9.9939 3.53 0.0753 430.99 415.01 9.9939 3.54 0.0755 431.02 415.02 9.9939 3.55 0.0757 431.05 415.03 9.9938 3.56 0.0759 431.08 415.04 9.9938 3.57 0.0761 431.10 415.04 9.9938 3.58 0.0763 431.13 415.05 9.9938 3.59 0.0765 431.16 415.06 9.9938 3.60 0.0768 431.19 415.06 9.9937 3.61 0.0770 431.22 415.07 9.9937 3.62 0.0772 431.25 415.08 9.9937 3.63 0.0774 431.27 415.09 9.9937 3.64 0.0776 431.30 415.09 9.9937 3.65 0.0778 431.33 415.10 9.9937 3.66 0.0780 431.36 415.11 9.9936 3.67 0.0782 431.39 415.11 9.9936 3.68 0.0784 431.42 415.12 9.9936 3.69 0.0786 431.44 415.13 9.9936 3.70 0.0788 431.47 415.14 9.9936


commit to user

LAMPIRAN

D-35

3.71 0.0790 431.50 415.14 9.9936 3.72 0.0792 431.53 415.15 9.9935 3.73 0.0794 431.56 415.16 9.9935 3.74 0.0796 431.59 415.17 9.9935 3.75 0.0798 431.62 415.17 9.9935 3.76 0.0800 431.65 415.18 9.9935 3.77 0.0802 431.67 415.19 9.9935 3.78 0.0804 431.70 415.20 9.9934 3.79 0.0806 431.73 415.20 9.9934 3.80 0.0808 431.76 415.21 9.9934 3.81 0.0810 431.79 415.22 9.9934 3.82 0.0812 431.82 415.22 9.9934 3.83 0.0814 431.85 415.23 9.9933 3.84 0.0816 431.88 415.24 9.9933 3.85 0.0818 431.91 415.25 9.9933 3.86 0.0820 431.94 415.25 9.9933 3.87 0.0822 431.97 415.26 9.9933 3.88 0.0824 431.99 415.27 9.9933 3.89 0.0827 432.02 415.28 9.9932 3.90 0.0829 432.05 415.28 9.9932 3.91 0.0831 432.08 415.29 9.9932 3.92 0.0833 432.11 415.30 9.9932 3.93 0.0835 432.14 415.31 9.9932 3.94 0.0837 432.17 415.31 9.9932 3.95 0.0839 432.20 415.32 9.9931 3.96 0.0841 432.23 415.33 9.9931 3.97 0.0843 432.26 415.34 9.9931 3.98 0.0845 432.29 415.35 9.9931 3.99 0.0847 432.32 415.35 9.9931 4.00 0.0849 432.35 415.36 9.9931 4.01 0.0851 432.38 415.37 9.9930 4.02 0.0853 432.41 415.38 9.9930 4.03 0.0855 432.44 415.38 9.9930 4.04 0.0857 432.47 415.39 9.9930 4.05 0.0859 432.50 415.40 9.9930 4.06 0.0861 432.53 415.41 9.9929 4.07 0.0863 432.56 415.41 9.9929 4.08 0.0865 432.59 415.42 9.9929 4.09 0.0867 432.62 415.43 9.9929 4.10 0.0869 432.65 415.44 9.9929 4.11 0.0871 432.68 415.44 9.9929 4.12 0.0873 432.71 415.45 9.9928 4.13 0.0875 432.74 415.46 9.9928 4.14 0.0877 432.77 415.47 9.9928 4.15 0.0879 432.80 415.48 9.9928 4.16 0.0881 432.83 415.48 9.9928 4.17 0.0883 432.86 415.49 9.9928 4.18 0.0885 432.89 415.50 9.9927 4.19 0.0887 432.92 415.51 9.9927 4.20 0.0889 432.95 415.51 9.9927 4.21 0.0891 432.98 415.52 9.9927 4.22 0.0893 433.01 415.53 9.9927 4.23 0.0895 433.04 415.54 9.9927 4.24 0.0897 433.07 415.55 9.9926 4.25 0.0899 433.10 415.55 9.9926 4.26 0.0901 433.13 415.56 9.9926 4.27 0.0903 433.16 415.57 9.9926 4.28 0.0905 433.19 415.58 9.9926


commit to user

LAMPIRAN

D-36

4.29 0.0907 433.23 415.59 9.9925 4.30 0.0909 433.26 415.59 9.9925 4.31 0.0911 433.29 415.60 9.9925 4.32 0.0913 433.32 415.61 9.9925 4.33 0.0915 433.35 415.62 9.9925 4.34 0.0917 433.38 415.62 9.9925 4.35 0.0919 433.41 415.63 9.9924 4.36 0.0921 433.44 415.64 9.9924 4.37 0.0923 433.47 415.65 9.9924 4.38 0.0925 433.50 415.66 9.9924 4.39 0.0927 433.54 415.66 9.9924 4.40 0.0929 433.57 415.67 9.9924 4.41 0.0931 433.60 415.68 9.9923 4.42 0.0933 433.63 415.69 9.9923 4.43 0.0935 433.66 415.70 9.9923 4.44 0.0937 433.69 415.70 9.9923 4.45 0.0939 433.72 415.71 9.9923 4.46 0.0941 433.75 415.72 9.9923 4.47 0.0943 433.79 415.73 9.9922 4.48 0.0945 433.82 415.74 9.9922 4.49 0.0947 433.85 415.75 9.9922 4.50 0.0949 433.88 415.75 9.9922 4.51 0.0951 433.91 415.76 9.9922 4.52 0.0953 433.94 415.77 9.9921 4.53 0.0955 433.98 415.78 9.9921 4.54 0.0957 434.01 415.79 9.9921 4.55 0.0959 434.04 415.79 9.9921 4.56 0.0961 434.07 415.80 9.9921 4.57 0.0962 434.10 415.81 9.9921 4.58 0.0964 434.13 415.82 9.9920 4.59 0.0966 434.17 415.83 9.9920 4.60 0.0968 434.20 415.84 9.9920 4.61 0.0970 434.23 415.84 9.9920 4.62 0.0972 434.26 415.85 9.9920 4.63 0.0974 434.29 415.86 9.9920 4.64 0.0976 434.33 415.87 9.9919 4.65 0.0978 434.36 415.88 9.9919 4.66 0.0980 434.39 415.88 9.9919 4.67 0.0982 434.42 415.89 9.9919 4.68 0.0984 434.46 415.90 9.9919 4.69 0.0986 434.49 415.91 9.9919 4.70 0.0988 434.52 415.92 9.9918 4.71 0.0990 434.55 415.93 9.9918 4.72 0.0992 434.59 415.93 9.9918 4.73 0.0994 434.62 415.94 9.9918 4.74 0.0996 434.65 415.95 9.9918 4.75 0.0998 434.68 415.96 9.9917 4.76 0.1000 434.72 415.97 9.9917 -------------------------------------------------------by O.2----- =========================================================== RESUME =========================================================== Panjang tube (h) = 4.76 m Jumlah tube = 1476 Diameter shell = 2.0581 m Suhu gas masuk reaktor (To) = 423 K Suhu gas keluar reaktor (Tout) = 434.7156 K Suhu pendingin masuk (TPo) = 413 K


commit to user

LAMPIRAN

D-37

Suhu pendingin keluar (TPout) = 415.9681 K Pressure drop = 0.0082693 atm Waktu tinggal = 1.7872 detik Massa katalis = 3778.3759 kg Volume bed katalis keseluruhan = 6.2973 m3 Volume bed katalis per tube = 0.0042665 m3 hi = 506.4823 Btu/hr.ft2.oF ho = 519.352 Btu/hr.ft2.oF Uc = 240.8335 Btu/hr.ft2.oF Ud = 190.3947 Btu/hr.ft2.oF =========================================================== KOMPOSISI =========================================================== Masuk Etilen (FAo) = 1650.89 kmol/jam As. asetat (FBo) = 550.3 kmol/jam Oksigen (FCo) = 198.11 kmol/jam Vinyl asetat (FDo) = 0.33 kmol/jam Air (FEo) = 66.04 kmol/jam Karbondioksida (FFo) = 836.12 kmol/jam Keluar Etilen (FA) = 1485.8297 kmol/jam As. asetat (FB) = 403.3963 kmol/jam Oksigen (FC) = 70.1883 kmol/jam Vinyl asetat (FD) = 147.2337 kmol/jam Air (FE) = 249.2569 kmol/jam Karbondioksida (FF) = 872.4333 kmol/jam =========================================================== DIMENSI REAKTOR =========================================================== Baffle space = 0.51452 m Diameter ekivalen tube = 0.027119 m Diameter rerata tube = 0.035941 m Tebal shell = 0.019023 m = 0.74892 in (disesuaikan dg dia.pipa standar) Tebal head = 0.031332 m = 1.2335 in (disesuaikan dg dia.pipa standar) Tinggi head = 0.40061 m Tinggi reaktor = 5.5612 m Volume reaktor = 15.8276 m3 =========================================================== >>

Documents

digilib.uns.ac.id... · perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id KATA PENGANTAR judul “ commit to user Puji Syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa, karena berkat dan kasih-Nya