PRA RANCANGAN PABRIK KIMIA.doc

PRA RANCANGAN PABRIK KIMIA

PROPYLENE OXIDE DARI

TERT BUTYL HYDROPEROXIDE DAN PROPYLENE

KAPASITAS 30.000 TON/TAHUN

Disusun Oleh :

Nama : Andreas Wiguna

No. Mhs : 98.01.3000

Jurusan : Teknik Kimia

Fakultas : Teknologi Industri

JURUSAN TEKNIK KIMIAFAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

INSTITUT SAINS & TEKNOLOGI AKPRINDYOGYAKARTA

2003

HALAMAN PENGESAHAN

Diajukan guna memenuhi kelengkapan kurikulum untuk menyelesaikan program Strata -1

pada jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknologi IndustriInstitut Sains & Teknologi AKPRIND Yogyakarta

Disusun Oleh :

Nama : Suyanti

No. Mhs : 98.01.3056

Yogyakarta, September 2003

Telah diperiksa dan disetujui oleh :

Pembimbing I Pembimbing II

Ir. I. Made Bendiyasa, Msc. Phd. Ir. Sumarni MS.

Mengetahui,

Ketua Jurusan Teknik Kimia

Ir. Moedjiana Sajidi, MT.

KATA PENGANTAR

Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Kuasa berkat rahmat kasih-Nya,

penyusun dapat menyelesaikan Tugas Akhir hingga tersusunnya laporan ini.

Disamping untuk memenuhi salah satu syarat memperoleh gelar

kesarjanaan (S-1) program studi Teknik Kimia di Institut Sains & Teknologi

AKPRIND Yogyakarta. Tugas Akhir ini dimaksudkan untuk latihan merencana

dan merancang salah satu pabrik kimia dengan menerapkan teori-teori yang

diperoleh dalam perkuliahan serta didukung dengan berbagai literatur dan

narasumber yang ada.

Dengan selesainya laporan Tugas Akhir ini penyusun menyampaikan

terima kasih sedalam-dalamnya kepada :

1. Ir. Moedjiana Sajidi, MT., selaku Ketua Jurusan Teknik Kimia

2. Ir. Made Bendiyasa, Msc. Phd., selaku Dosen Pembimbing I yang telah banyak

memberikan bimbingan dan pengarahan selama melaksanakan Tugas Akhir

3. Ir. Sumarni, Ms., selaku Dosen Pembimbing II yang telah banyak memberikan

bimbingan dan pengarahan selama melaksanakan Tugas Akhir.

4. Semua pihak yang telah memberikan bantuan baik moril maupun spirituil

Hingga akhir penyusunan laporan ini penyusun telah berusaha semaksimal

mungkin demi kesempurnaan isi laporan ini. Namun apabila masih terdapat

kekurangan, segala saran dan masukan yang bersifat membangun akan penyusun

terima dengan senang hati. Semoga laporan Tugas Akhir ini bermanfaat bagi para

pembaca.

Yogyakarta, September 2003

Penyusun

DAFTAR ISI

halamanHALAMAN JUDUL........................................................................................

HALAMAN PENGESAHAN..........................................................................

KATA PENGANTAR......................................................................................

DAFTAR ISI....................................................................................................

DAFTAR GAMBAR........................................................................................

INTISARI.........................................................................................................

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

A. Latar Belakang................................................................................

B. Pemilihan Lokasi Pabrik.................................................................

C. Tinjauan Pustaka.............................................................................

BAB II. URAIAN PROSES........................................................................

BAB III. SPESIFIKASI BAHAN.................................................................

A. Bahan Baku.....................................................................................

B. Produk Utama.................................................................................

C. Produk Tambahan...........................................................................

D. Katalisator.......................................................................................

BAB IV. SPESIFIKASI ALAT.....................................................................

BAB V. NERACA MASSA........................................................................

BAB VI. NERACA PANAS.........................................................................

BAB VII. TATA LETAK PABRIK...............................................................

A. Lokasi Dan Tata Letak Pabrik.......................................................

B. Tata Letak Alat...............................................................................

BAB VIII. UTILITAS.....................................................................................

A Pengadaan Air dan Steam ..............................................................

B. Pengadaan Energi Listrik................................................................

BAB IX. ORGANISASI PERUSAHAAN....................................................

A. Sumber Daya Manusia...................................................................

B. Sistem Jam Kerja............................................................................

C. Sistem pengajian............................................................................

D. Kesejahteraan Karyawan................................................................

BAB X. EVALUASI EKONOMI...............................................................

A. Capital Investment Cost..................................................................

B. Manufacturing Cost........................................................................

C. Keuntungan.....................................................................................

D. Analisa Kelayakan..........................................................................

BAB XI. KESIMPULAN.............................................................................

DAFTAR PUSTAKA.......................................................................................

LAMPIRAN

DAFTAR GAMBAR

halaman

Gambar 1. Grafik persentase penggunaan Propylene Oxide...........................

Gambar 2. Diagram Alir Kualitatif...................................................................

Gambar 3. Diagram Alir Kuantitatif.................................................................

Gambar 4. Tata Letak Pabrik............................................................................

Gambar 5. Tata Letak Alat Proses....................................................................

Gambar 6. Water Treatment Flow Diagram.....................................................

Gambar 7. Struktur Organisasi Perusahaan......................................................

Gambar 8. Grafik Evaluasi Ekonomi................................................................

Gambar 9. Penampang Reaktor Autoclave.......................................................

Gambar 10. Process Engineering Flow Diagram.............................................

INTI SARI

Propylene Oxide merupakan salah satu jenis senyawa karbon yang memiliki peranan penting dalam dunia industri. Sebagian besar Propylene Oxide digunakan sebagai bahan pembuatan polimer. Proses pembuatan Propylene Oxide dari Tert-Butyl Hydroperoxide dan Propylene dengan proses hydroperoxide ialah dengan cara mereaksikan Propylene dengan Tert-Butyl Hidroperoxide dalam beberapa Reaktor Autoclave yang disusun secara seri. Reaksi berlangsung pada kondisi cair dengan temperatur 85oC dan tekanan 37,4 atm. Perbandingan reaktan ialah 2 mol Propylene per mol hydroperoxide serta mengunakan katalisator Molybdenum Trioxide sebanyak 0,001 mol per mol Hydroperoxide. Total konversi reaksi yang diperoleh sebesar 98 % dengan menghasilkan Propylene Oxide sebagai produk utama dan Tert-Butyl Alcohol sebagai produk tambahan. Hasil reaksi selanjutnya dipisahkan dan dimurnikan dengan cara distilasi.

Pabrik pembuatan Propylene Oxide dengan kapasitas produksi 30.000 ton/tahun direncanakan didirikan di daerah Serang-Jawa barat dengan menempati area seluas 30.000 m2 , serta memperkerjakan 200 karyawan. Guna menunjang proses produksi dipersiapkan sarana utilitas berupa air bersih sebanyak 114,825 m3/jam, yang meliputi air untuk keperluan proses, air minum dan sanitasi, serta keperluan perumahan karyawan.

Untuk mendirikan Pabrik ini dibutuhkan modal tetap (FC) sebesar U$ 194.619.015.168,00 serta modal kerja (WC) sebesar U$ 1.299.2215.438.34 dengan laju pemgembalian modal sebesar 24,75 % pertahun serta jangka waktu pengembalian modal selama 2,87 tahun. Break even point terjadi pada kapasitas 46,08 % dan shut down point pada kapasitas 25,32 % dari kapasitas produksi maksimum serta diperoleh discounted cash flow sebesar 35,80 % pertahun.

Berdasar pertimbangan dari hasil tersebut diatas, maka Pabrik Propylene Oxide layak dipertimbangkan lebih lanjut.

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Propylene Oxide merupakan salah satu dari ribuan jenis senyawa kimia

karbon, dimana didalamnya tersusun atas ikatan rantai atom C. Propylene Oxide

dengan nama lain methyloxirane atau 1,2-epoxypropane memiliki rumus molekul

C3H6O.

Pengunaan Propylene Oxide dalam kehidupan sehari-hari cukup penting.

Dalam dunia industri sebagian besar Propylene Oxide dimanfaatkan sebagai

bahan baku pembuatan polymer, seperti misalnya Propylene Glycol dan

Polypropylene Glycol yang merupakan bahan busa yang umum digunakan pada

pembuatan tempat duduk dalam mobil, tempat tidur, pembuatan permadani, serta

dapat digunakan sebagai bahan isolator termal.

Pertumbuhan pembuatan Propylene Oxide dimulai sejak berlangsungnya

perang dunia I, dengan didirikannya pabrik pembuatan Propylene Oxide di

Jerman yang kemudian diikuti oleh Amerika pada tahun 1960, dengan

membangun pabrik serupa di Freeport, Texas dengan kapasitas 310 juta

pound/tahun. Pada tahun 1986 produksi Propylene Oxide telah meningkat hingga

mencapai 2,48 milyar pound bersamaan dengan didirikannya sejumlah pabrik

baru dengan skala produksi yang bervariasi.

Gambar 1. Grafik persentase penggunaan Propylene Oxide

Di Indonesia hingga abad ke-21 pun belum mendirikan pabrik sejenis.

Seluruh kebutuhan Propylene Oxide dalam negeri dipenuhi dengan cara

mengimport dari mancanegara, seperti Cina, Korea, dan beberapa negara di

Eropa. Menurut data dari Biro Pusat Statistik tentang kebutuhan Propylene Oxide

nasional pada tahun 2000 mencapai 33.371,405 ton dan pada akhir tahun 2001

telah meningkat hingga mencapai 34.210,42 ton.

Mengingat pertumbuhan dan peningkatan permintaan pasar terhadap

Propylene Oxide sementara di Indonesia belum terdapat pabrik yang

menghasilkan, maka wajar bila pembangunan pabrik pembuatan Propylene Oxide

di Indonesia merupakan investasi yang cukup menarik, terlebih dengan

dimasukinya era pasar bebas.

B. Pemilihan Lokasi Pabrik

Lokasi suatu pabrik dapat mempengaruhi kedudukan suatu pabrik dalam

persaingan maupun penentuan kelangsungan hidupnya. Penentuan lokasi pabrik

yang tepat dan ekonomis dipengaruhi oleh banyak faktor. Idealnya lokasi yang

dipilih harus dapat memberikan kemungkinan perluasan dan perkembangan

pabrik serta dapat memberikan keuntungan dalam jangka panjang.

Lokasi pabrik yang baik akan menentukan hal-hal sebagai berikut :

a. Mampu melayani konsumen dan pelanggan dengan memuaskan

b. Mampu mendapatkan bahan baku yang cukup dan berkesinambungan

dengan harga cukup murah

c. Mudah dalam mendapatkan tenaga kerja yang diperlukan oleh pabrik

d. Kemungkinan untuk memperluas pabrik di masa datang ditinjau dari segi

keuntungan yang dicapai maupun areal tanah untuk pabrik

Pada dasarnya ada 2 faktor utama yang dapat mempengaruhi pemilihan

lokasi suatu pabrik, yaitu :

1. Faktor Primer, meliputi :

a. Letak pabrik terhadap pasar (market oriented)

b. Letak pabrik terhadap sumber bahan baku (raw material oriented)

c. Tersedianya sarana transportasi (transprotation oriented)

d. Adanya tenaga kerja yang murah (labor oriented)

e. Tersedianya sumber air, tenaga listrik dan bahan bakar yang cukup

(power oriented)

2. Faktor sekunder, meliputi :

a. Harga tanah, gedung biasanya dikaitkan dengan rencana masa datang

b. Kemungkinan perluasan pabrik

c. Tersedianya tempat perbelanjaan untuk kepentingan pabrik

d. Keadaan masyarakat daerah (sikap, keamanan, dan adat istiadat)

e. Iklim

f. Keadaan tanah, hal ini penting untuk rencana bangunan pondasi.

Faktor-faktor harus dipertimbangkan dan diperhatikan dalam pemilihan

lokasi pabrik. Dengan memperhatikan faktor-faktor tersebut diatas maka untuk

pembangunan pabrik Propylene Oxide dari bahan baku Tert-Butyl Hydroperoxide

dan Propylene dipilih daerah Serang, Jawa Barat.

C. Tinjauan Pustaka

Pembuatan Propylene Oxide dalam industri dikenal dua macam proses,

yaitu Chlorohydrin process dan Hydroperoxide process. Kedua macam proses

tersebut mengunakan bahan baku utama Propylene.

1. Chlorohydrin

Metode ini merupakan yang pertama kali digunakan dalam industri

penghasil Propylene Oxide pertama di Jerman pada masa perang dunia I. Dalam

proses ini Propylene Oxide dibuat melalui dua tahapan proses, yaitu :

Chlorohydrination

Epoxidation

Pada tahap cholrohydrination pertama-tama Propylene direaksikan dengan

cholrine yang akan menghasilkan ion kompleks, sebagaimaan reaksi berikut :

CH3CH=CH2 + Cl2 CH3CH=CH2

Cl + Cl –

Propylene chloronium complex

Selanjutnya ion kompleks yang terbentuk direaksikan dngan air sehingga akan

menghasilkkan 2 buah senyawa isomer dan hydrogen chloride, sesuai reaksi

berikut : OH Cl

2CH3CH=CH2 + 2H2O CH3CHCH2Cl + CH3CHCH2OH + 2HCl

Cl + Cl –

Berikutnya pada tahap expodation, senyawa chlorohydrin direaksikan dengan

larutan basa, sodium hydroxide atau calcium hydroxide menurut reaksi berikut :

OH Cl

CH3CHCH2Cl +CH3CHCH2OH + 2NaOH 2CH3CH CH2 + 2H2O + 2HCl

Selanjutnya hasil reaksi dipisahkan untuk memungut Propylene Oxide sebagai

produk yang diinginkan.

2. Hydroperoxide Proces

Proses ini merupakan metode modern yang masih digunakan hingga saat

ini. Dua pabrik pertama yang menerapkan metode ini dalam produksi Propylene

Oxide ialah Halcon International dan Atlantic Richfield corporation yang terdiri di

Bayport dan Channelview, Texas.

Dalam proses ini Propylene Oxide diperoleh dengan cara mereaksikan

Propylene dengan senyawa organik hydroperoxide, dimana yang biasa digunakan

ialah Tert-Butyl Hydroperoxide atau Ethylbenzyl-hydroperoxide. Pada reaksi

antara Propylene dan tert-butyl hydroperxide akan dihasilkan Propylene Oxide

sebagai hasil utama dan Tert-Butyl Alcohol sebagai hasil samping, sesuai reaksi

berikut :

O

CH3CH=CH2 + (CH3)3COOH CH3CH-CH2 + (CH3)3COH

Sedangkan reaksi Propylene dengan Ethylbenzyl hydroperoxide akan

menghasilkan Propylene Oxide dan Ethylbenzyl alcohol sebagai hasil samping,

menurut

reaksi berikut : OOH O

CH3CH=CH2 + C6H5CHCH3 CH3CH-CH2 (CH3)3COH

Kelebihan hydroperoxide proses dibanding chlorohydrin proses ialah

mekanisme reaksi yang lebih sederhana dan total konversi yang diperoleh lebih

tinggi. Namun demikian kekurangan yang dimiliki ialah bahwa dijalankan pada

tekanan tinggi yaitu lebih dari 5 atm serta memerlukan peralatan purifiaksi yang

lebih mahal. (Kirk and Othmer, 1980). Reaksi yang terjadi dapat ditinjau dari :

1. Tinjauan Thermodinamika

Pada reaksi setimbang :

A + B C + D

C4H10O2 + C3H6 C3H6O + C4H10O

Maka konstanta kesetimbangan reaksi dapat dihitung persamaan (9-11) Smith

Van Ness hal. (391) :

Go = R T ln K atau

ln K = -

Go = selisih energi Gibbs

= ( Hfgpo - fgr

o)

= [ HfgTBAo + HfgPO

o] – [ HfgTBHo + HfgPe

o]

= (-42,46 + (-6,16)) –(-47,36 +14,99)

= -16,25 kcal/gnol = 16.250 cal/gmol

R = 1,987 cal/gmoloK

T1 = 85 oC = 358 oK

Ln K = -

Ln K =

K = 8337396511

K =

=

=

=

=

8337396511 =

Xe = 0,9999999

Karena harga K >>> maka reaksi berjalan ke arah kanan saja. Ini pembuktian

dengan waktu yang sangat panjang, Xe dapat digunakan karena Xe >> XA

2. Tinjauan Kinetika

Pada Reaktor RATB ( Reaktor Alir Tangki Berpengaduk)

Fv CAO

V

Fv CA

Rate of Input – Rate of Output = Rate of Accumulation

Fv . CAO – [Fv CA + (-rA) V] = 0

Fv . CAO – Fv CA - (-rA) V = 0

Fv . (CAO - CA) = (-rA) V

=

=

Sehingga bila di ketahui dan konversi maka (-rA) dapat dihitung :

Reaksi yang terjadi :

C4H10O2 + C3H6 C3H6O + C4H10O

A + B C + D

Koefisien persamaan reaksi kimia merupakan bilangan bulat sederhana

sehingga dikategorikan sebagai reaksi elementer, maka orde reaksi mengikuti

jumlah koefisien pada persamaan reaksi kimia maka :

(-rA) = K1 . CA . CB - K2 . CC . CD

Dari data literatur diperoleh konversi 0,98 ( = 1) maka persamaan kecepatan

diatas menunjukan bahwa K1 >>> K2 sehingga dianggap (-rA) = K1 . CA . CB

maka : =

CA = CAO (1-XA)

CB = CBO – CAO . XA

= CAO

= CAO (M –XA)

maka : =

sehingga dapat dihitung harga K1 :

K1 =

K1 =

Menentukan konsentrasi awal Tert Butyl Hydroperoxide (t-BH) = CAO

Komponen BM Kg/jam Kgmol/jam =

g/cm3

V= m /

C3H6

C3H8

C4H10O2

H2O

MoO3

42

44

90

18

144

5569,7206

27,9885

5967,5578

29,9877

9,5481

132,6124

0,6361

66,3062

1,6660

0,0663

0,612

0,582

0,867

0,98

4,692

9099,67

48,09

6882,99

30,59

2,03

Fv = 16063,37 lt/jam

Konsentrasi awal tBH (C4H10O2) = = 0,004127 Kgmol/lt

Dari literatur diperoleh :

= 2 jam

XA = 0,98

Maka dapat diperoleh K1 :

K1= =

Kaidah Teen Degree’s Rule :

Setiap kenaikan 10 oC harga K menjadi 2 x lipatnya

T1 = 358 K K1 = 582,0119 lt/kgmol j

T2 = (T+10) K K2 = 2 x K1

= 358 + 10 = 2 x 582,0119

= 368 K = 1164,0226 lt/kgmol j

Pendekatan dengan persamaan Empiris Arhenius

K = A e –E/RT

Atau ln K = ln A -

ln K = ln A -

ln K1 = ln A -

ln K2 = ln A -

ln = B

ln = B

- 0,69314718 = B (7,5904785.10-5)

B = - 9131,79822

ln K1 = ln A +

ln 582,0113 = ln A +

ln A = 31,87430612

A = 6,9636.1013

Maka diperoleh harga K = f(T)

K = 6,9636.1013 e –9131,79822/T lt/kgmoljam

BAB II

URAIAN PROSES

Proses pembuatan Propylene Oxide dari Tert-Butyl Hydroperoxide dan

Propylene dengan Proses Hydroperoxide terdiri dari 2 bagian utama, yaitu :

A. Reaksi kimia

B. Separasi dan purifikasi

Reaksi kimia dilangsungkan dalam 2 buah Reaktor Autoclave yang

disusun seri. Separasi dan Purifikasi dilakukan berdasarkan perbedaan titik didih

dan volatilitas bahan dengan mengunakan Menara Distilasi.

A. Reaksi Kimia

Proses reaksi kimia diawali dengan mengalirkan bahan baku, yaitu Tert-

Butyl Hydroperoxide dan Propylene ke dalam reaktor. Sebelum sampai di reaktor

kedua bahan baku dipanaskan dari temperatur penyimpanan hingga temperatur 85 oC. Tert Butyl Hydroperoxide disimpan pada temperatur 30 oC dan tekanan 1 atm

dan Propylene disimpan pada temperatur 30 oC dan tekanan 13 atm. Kemudian

Propylene dicampur dengan Propylene daur ulang sisa reaksi yang berasal dari

unit separasi. Sedangkan Tert Butyl Hydroperoxide dicampurkan dengan

katalisator Molybdenum Trioxide di dalam Mixer selama 1 jam. Dan selanjutnya

bahan campuran tersebut direaksikan dalam reaktor.

Reaksi kimia dalam reaktor dilangsungkan pada temperatur 85 oC dan

tekanan 37,4 atm dengan perbandingan reaktan 2 mol Propylene per mol

hydroperoxide. Katalisator yang digunakan ialah Molybdenum Trioxide dengan

konsentrasi 0,001 mol per mol hydroperoxide. Waktu tinggal dalam reaktor 2 jam

dengan total konversi 98 %. Oleh karena reaksi bersifat Endotermis, maka reaktor

dilengkapi dengan coil pemanas. Sebagai bahan pemanas digunakan steam dengan

temperatur 130 oC atau 291,6 oF dan tekanan 3 atm.

B. Separasi dan purifikasi

Setelah keluar dari reaktor selanjutnya bahan dialirkan ke unit separasi dan

purifikasi untuk memisahkan produk dari reaktan sisa reaksi. Menara Distilasi

MD-1 berfungsi untuk memisahkan fraksi ringan dan fraksi berat yang terdapat

dalam arus keluar reaktor. Fraksi ringan yang terdiri dari Propylene sisa reaksi

akan terdistribusi ke puncak Menara Distilasi dan keluar sebagai recycle dan

dialirkan kembali ke reaktor. Sementara fraksi berat yang terdiri dari Propylene

Oxide sebagai produk utama, Tert-Butyl Hydroperoxide sisa reaksi dan Tert-Butyl

Alcohol sebagai produk tambahan akan terdistribusi ke dasar Menara Distilasi dan

keluar sebagai hasil bawah.

Hasil bawah Menara Distilasi (MD-01) selanjutnya dialirkan ke Menara

Distilasi (MD-02) untuk memisahkan antara Propylene Oxide produk, dimana

Propylene Oxide yang merupakan fraksi yang lebih ringan akan terdistribusi ke

puncak Menara Distilasi dan Tert Butyl Alcohol sebagai fraksi yang lebih berat

akan terdistribusi ke bawah Menara Distilasi. Kemudian Propylene Oxide sebagai

hasil atas didinginkan dan disimpan dalam tangki produk. Disamping sebagai alat

pemisah, Menara Distilasi (MD-02) juga sekaligus merupakan alat purifikasi,

dimana Propylene Oxide produk yang keluar dari atas Menara Distilasi memiliki

kemurinan 99 %.

Sementara itu Menara Distilasi (MD-03) untuk memisahkan antara Tert-

Butyl Hydroperoxide sisa reaksi dan Tert-Butyl Alcohol sebagai produk

tambahan. Sebagai fraksi yang lebih ringan Tert-Butyl Alcohol terdistribusi ke

puncak Menara Distilasi, sementara Tert-Butyl Hydroperoxide sisa reaksi yang

keluar sebagai hasil dasar Menara Distilasi (MD-03) dialirkan ke Tangki limbah.

Hasil atas Menara Distilasi (MD-03) terdiri dari Tert-Butyl Alcohol 99 %

merupakan produk tambahan yang kemudian didinginkan dan ditampung dalam

tangki produk tambahan. Sedangkan hasil bawah mengandung Tert-Butyl

Hydroperoxide, Molybdenum Trioxide dan Air yang selanjutnya dialirkan ke

Tangki limbah.

BAB III

SPESIFIKASI BAHAN

A. Bahan baku

1. Propylene

Rumus molekul : C3H6

Berat Molekul : 42,08

Titik didih normal : -46 oC

Titik beku : -185,1 oC

Densitas cairan : 0,5193 kg.lt (pada 20 oC)

Kelarutan : larut dalam air dan alkohol

Temperatur kritis : 91,8 oC

Tekanan kritis : 45,6 atm

Panas reaksi standar : -6,9 kcal/mol

Fase : Cair

Kemurnian : 99,5 %

- Propana (C3H8) : 0,5 %

2. Tert-Butyl Hidroperoxide

Rumus molekul : C4H10O2


Titik didih normal : 107,3 oC

Titik beku : -71 oC



Temperatur kritis : 263 oC



Fase : Cair

Kemurnian : 99,5 %

- Air (H2O) : 0,5 %

B. Produk Utama : Propylene Oxide

Rumus molekul : C3H6O


Titik didih normal : 38 oC

Titik beku : -112 oC






Fase : Cair

Kemurnian : 99 %

C. Produk Tambahan : Tert-Butyl Alcohol

Rumus molekul : C4H10O


Titik didih normal : 82,3 oC

Titik beku : 25 oC




Tekanan kritis : 49 atm


Fase : Cair

Kemurnian : 99,5 %

D. Katalisator : Molydenum Trioxide

Rumus molekul : MoO3

Berat Molekul : 144

Kelarutan : 2,179 gr/100 gr air (pada 85 oC) dan alkohol

Kemurnian : 99,99 %

Fase : Padat (powder)

BAB IV

SPESIFIKASI ALAT

1. Reaktor (R-01)

Fungsi : Mereaksikan Tert-Butyl Hydroperoxide dengan Propylene

Type alat : Reaktor Autoclave

Diameter : 3,20 m

Tinggi : 4,80 m

Tebal dinding : 4 in

Diameter coil : 7,045182 ft

Jumlah coil : 10 lilitan

Tinggi coil : 1,0659 m

Bahan isolator : busa urethane

Tebal isolator : 3 in

Type head : elliptical

Pemanas : steam (130 oC, 2,68 atm)

Agitator : type impeller : Marine dengan 3-blade

: diameter impeller : 106,66 cm

: kecepatan putaran : 60 rpm

: power motor : 2 Hp

Bahan konstruksi : stainless steel type SA 333

Jumlah : 2 buah

Harga : US $ 52.331,-

2. Menara Distilasi (MD-01)

Fungsi : Memisahkan Propylene sisa reaksi ke hasil atas dan Propylene Oxide

hasil reaksi sebagai produk ke hasil bawah menara

Diameter dalam : 1,821 m

Type pelat : sieve tray

Jarak antar pelat : 0,25 m

Jumlah pelat : 59 buah

Tinggi menara : 18,51 m

Tebal dinding : 5/16 in

Type head : torispherical

Bahan konstruksi : Carbon Steel SA 178 grade C

Jumlah : 1 buah

Harga : US $ 7.281,-


Fungsi : Memisahkan Propylene Oxide hasil reaksi ke hasil atas dan Tert

Butyl Alcohol hasil sebagai produk tambahan reaksi ke hasil

bawah menara.



Jarak antar pelat : 0,25 m






Jumlah : 1 buah

Harga : US $ 7.281,-


Fungsi : Memisahkan Tert-Butyl Alcohol hasil reaksi ke hasil atas

dan tert-butyl hidroperoxide sisa reaksi ke hasil bawah

menara.



Jarak antar pelat : 0,25 in





Bahan konstruksi : Carbon Steel SA 178 grade B

Jumlah : 1 buah

Harga : US $ 7.281,-

5. Condensor (C-01)

Fungsi : Mengembunkan uap yang keluar dari puncak Menara Distilasi

(MD-1)

Type alat : Shell & Tube Condensor

Luas bidang transfer panas : 1416,09 ft2

Shell side : diameter, ID : 25 in

: Jumlah pass : 1

: Baffle spacing : 12,5 in

Tube : panjang pipa : 16 ft

: Diameter : ¾ in, 16 BWG

: jumlah pipa : 506

: susunan pipa : 1 in, Triangular pitch

: jumlah pass : 2

Bahan konstruksi : Stainless Steel

Jumlah : 1 buah

Harga : US $ 47.780,-

6. Condensor (C-02)

Fungsi : Mengembunkan uap yang keluar dari puncak Menara Distilasi

(MD-2)



Shell side : diameter, ID : 27 in

: Jumlah pass : 1



: Diameter : 1 in, 16 BWG

: jumlah pipa : 460

: susunan pipa : 3/4 in, square pitch

: jumlah pass : 2


Jumlah : 1 buah

Harga : US $ 50.056,-

7. Condensor (C-03)

Fungsi : Mengembunkan uap yang keluar dari puncak menara distilasi

(MD-3)



Shell side : diameter, ID : 21 ¼ in

: Jumlah pass : 1



: Diameter : ¾ in, 16 BWG

: jumlah pipa : 270

: susunan pipa : 1 in, square pitch

: jumlah pass : 2


Jumlah : 1 buah

Harga : US $ 40.955,-

8. Accumulator (ACC-01)

Fungsi : Menampung cairan hasil kondensasi yang keluar dari

Condensor (C-1)

Type alat : Tangki silinder Horisontal

Diameter : 0,90 m

Panjang : 1,8 m


Type Head : elliptical


Jumlah : 1 buah

Harga : US $ 4.095,-



Condensor (C-2)


Diameter : 0,90 m

Panjang : 1,80 m




Jumlah : 1 buah

Harga : US $ 5.461,-



Condensor (C-3)


Diameter : 0,99 m

Panjang : 1,97 m




Jumlah : 1 buah

Harga : US $ 6.371,-

11. Reboiler (RB-01)

Fungsi : Menguapkan kembali sejumlah cairan yang keluar dari

dasar Menara Distilasi (MD-1)

Type alat : Shell & Tube Kettle Reboiler

Luas bidang transfer panas : 1381 ft2

Shell side : diameter shell : 27 in

: Jumlah pass : 1

Tube side : panjang pipa : 16 ft

: diameter, OD : ¾ in, 16 BWG

: jumlah pipa : 432

: susunan pipa : 1 in, square pitch

: jumlah pass : 4


Jumlah : 1 buah

Harga : US $ 47.780,-






Shell side : diameter shell : 13 1/4 in

: Jumlah pass : 1



: jumlah pipa : 938

: susunan pipa : 1 in, Square pitch

: jumlah pass : 2


Jumlah : 1 buah

Harga : US $ 22.753,-






Shell side : diameter shell : 19 1/4 in

: Jumlah pass : 1


: diameter, OD : 1 in, 16 BWG

: jumlah pipa : 220

: susunan pipa : 1 in Square pitch

: jumlah pass : 2


Jumlah : 1 buah

Harga : US $ 31.854,-

14. Heat Exchanger (HE-01)

Fungsi : Memanaskan Tert-Butyl Hydroperoxide umpan segar

Type alat : Double Pipe Heat Exchanger


Panjang pipa : 16 ft

Ukuran pipa luar inner pipe : 2,38 in, schedule no. 40

Ukuran pipa luar annulus : 3,5 in, schedule no. 40

Jumlah hairpin : 1


Jumlah : 1 buah

Harga : US $ 5006,-


Fungsi : Memanaskan Propylene umpan segar dan Propylene

recycle dari hasil atas Menara Distilasi (MD-02).


Luas bidang transfer panas : 50, 00 ft2




Jumlah hairpin : 2


Jumlah : 1 buah

Harga : US $ 6.826,-


Fungsi : Mendinginkan hasil keluar dari Reaktor menuju Menara

Distilasi (MD-1).

Type alat : Shell & Tube Heat Exchanger


Shell side : diameter,ID : 13 ¼ in

: jumlah pass : 1

: baffle spacing : 6,63 in



: jumlah pipa : 90

: susunan pipa : 1 in square pitch

: jumlah pass : 2


Jumlah : 1 buah

Harga : US $ 27.303,-


Fungsi : Mendinginkan hasil bawah dari Menara Distilasi

(MD-01) menuju Menara Distilasi (MD-02)






Jumlah hairpin : 3


Jumlah : 1 buah

Harga : US $ 9.101,-


Fungsi : Mendinginkan hasil bawah Menara Distilasi menuju

Menara Distilasi (MD-03)






Jumlah hairpin : 1/2


Jumlah : 1 buah

Harga : US $ 3.185,-


Fungsi : Mendinginkan produk Propylene Oxide hasil atas Menara

Distilasi (MD-2) menuju Tangki (T-03)






Jumlah hairpin : 2


Jumlah : 1 buah

Harga : US $ 6.826,-


Fungsi : Mendinginkan produk tambahan Tert-Butyl Alcohol hasil

atas Menara Distilasi (MD-3) menuju Tangki (T-04)

Type alat : Shell & Tube Heat Exchanger


Shell side : diameter,ID : 8 in

: jumlah pass : 2

: baffle spacing : 12 in



: jumlah pipa : 32

: susunan pipa : 1 in square pitch

: jumlah pass : 2


Jumlah : 1 buah

Harga : US $ 11.376,-


Fungsi : Mendinginkan hasil bawah berupa Limbah Menara

Distilasi (MD-03) menuju Tangki (T-05).




Ukuran pipa luar inner pipe : 84 in, schedule no. 40


Jumlah hairpin : 1


Jumlah : 1 buah

Harga : US $ 3.640,-

22. Tangki (T-01)

Fungsi : Menyimpan bahan baku Tert-Butyl Hydroperoxide untuk

persediaan selama 1 bulan

Type alat : Tangki Silinder Vertical

Diameter : 19,652 m

Panjang : 9,826 m

Tebal dinding : 0,4799 in

Type clossure : Elliptical roff

Bahan konstuksi : Carbon Steel type SA 178 grade C

Jumlah : 1 buah

Harga : US $ 273.031,-

23. Tangki (T-02)

Fungsi : Menyimpan bahan baku Propylene untuk persediaan

selama 10 hari

Type alat : Tangki Silinder Horisontal

Diameter : 6,03 m

Panjang : 24,14 m


Bahan konstuksi : Carbon Steel SA 178 grade C

Jumlah : 1 buah

Harga : US $ 341.289,-

24. Tangki (T-03)

Fungsi : Menyimpan produk Propylene Oxide untuk jangka waktu

1 bulan


Diameter : 17,187 m

Panjang : 8,593 m




Jumlah : 1 buah

Harga : US $ 182.021,-

24. Tangki (T-04)

Fungsi : Menyimpan produk Tert-Butyl Alcohol untuk

persediaan selama 1 bulan


Diameter : 18,843 m

Panjang : 9,422 m




Jumlah : 1 buah

Harga : US $ 227.526,-

25. Tangki (T-05)

Fungsi : Menyimpan Limbah untuk persediaan selama 1 bulan


Diameter : 7,117 m

Panjang : 3,558 m




Jumlah : 1 buah

Harga : US $ 34.129,-

26. Pompa (P-01)

Fungsi : Mengalirkan bahan baku Tert-Butyl Hydroperoxide dari

Truck ke Tangki penyimpanan (T-01)

Type alat : Single Stage Centrifugal Pump

Kapasitas : 0,055781 m3/dt

Ukuran pipa : 8,0 in IPS no. schedule 40

Power motor : 10,215 Hp

Ukuran motor : 12,5 Hp, 1750 rpm, 3-phase, 220/240 V


Jumlah : 1 buah

Harga : US $ 2.503,-

27. Pompa (P-02)

Fungsi : Mengalirkan bahan baku Propylene dari Truck ke

Tangki penyimpanan (T-02)







Jumlah : 1 buah

Harga : US $ 2.048,-

28. Pompa (P-03)

Fungsi : Mengalirkan Tert-Butyl Hydroperoxide dari Tangki

bahan baku (T-01) menuju ke Mixer (M-01).







Jumlah : 1 buah

Harga : US $ 2.048,-

29. Pompa (P-04)

Fungsi : Mengalirkan Propylene dari Tangki bahan baku (T-02)

menuju ke Reaktor (R-01).





Ukuran motor : 10 Hp, 1500 rpm, 3-phase, 220/240 V


Jumlah : 1 buah

Harga : US $ 1.138,-

30. Pompa (P-05)

Fungsi : Mengalirkan Campuran dari Mixer (M-01) menuju ke

Reaktor (R-01).


Kapasitas : 0,00191m3/dt



Ukuran motor : 20 Hp, 1750 rpm, 3-phase, 220/240 V


Jumlah : 1 buah

Harga : US $ 1.251,-

31. Pompa (P-06)

Fungsi : Mengalirkan Propylene dari hasil atas Menara Distilasi

(MD-01) menuju ke puncak Menara sebagai Refluk.







Jumlah : 1 buah

Harga : US $ 1.365,-

32. Pompa (P-07)

Fungsi : Mengalirkan Propylene dari hasil atas Menara Distilasi

(MD-01) menuju ke Reaktor (R-01) sebagai Recycle.







Jumlah : 1 buah

Harga : US $ 910,-

33. Pompa (P-08)

Fungsi : Mengalirkan hasil bawah Menara Distilasi (MD-02)

menuju ke Menara Distilasi (MD-03) sebagai umpan.







Jumlah : 1 buah

Harga : US $ 1.024,-

34. Pompa (P-09)

Fungsi : Mengalirkan Propylene Oxide hasil atas Menara Distilasi

(MD-02) menuju ke Tangki Penyimpanan (T-03) sebagai

produk utama.




Power motor : 0,267Hp



Jumlah : 1 buah

Harga : US $ 683,-

35. Pompa (P-10)

Fungsi : Mengalirkan Tert-Butyl Alcohol hasil atas Menara

Distilasi (MD-03) menuju ke Tangki Penyimpanan

(T-04) sebagai produk tambahan.







Jumlah : 1 buah

Harga : US $ 569,-

36. Pompa (P-11)

Fungsi : Mengalirkan hasil bawah Menara Distilasi (MD-03)

menuju ke Tangki Penyimpanan (T-05) sebagai limbah.







Jumlah : 1 buah

Harga : US $ 455,-

37. Pompa (P-12)

Fungsi : Mengalirkan produk utama Propylene Oxide dari Tangki

Penyimpanan (T-03) ke truck pengangkutan.







Jumlah : 1 buah

Harga : US $ 2.048,-

38. Pompa (P-13)

Fungsi : Mengalirkan produk tambahan Tert-Butyl Hydroperoxide

dari Tangki Penyimpanan (T-04) ke truck pengangkutan.







Jumlah : 1 buah

Harga : US $ 2.958,-

39. Pompa (P-14)

Fungsi : Mengalirkan Limbah dari Tangki Penyimpanan (T-05)

ke truck pengangkutan.







Jumlah : 1 buah

Harga : US $ 569,-

BAB V

NERACA MASSA

A. Neraca massa total

Umpan, kg.jam Produk, kg/jam

Propylene :

C3H6 = 2743,3659

C3H8 = 13,7857

t-ButylHydroperoxide:

C4H10O2 = 5967,5578

H2O = 29,9877

Molybdenum Trioxide :

MoO3 = 9,5481

2757,1516

5997,5455

9,5481

Propylene Oxide :

C3H6 = 14,2028

C3H8 = 13,7857

C3H6O = 3750,00

C4H10O = 9,8902

Tert-Butyl Alcohol :

C3H6O = 18,8442

C4H10O = 4750,6488

C4H10O2 = 29,1423

Limbah :

C4H10O = 47,9864

C4H10O2 = 90,2090

H2O = 29,9877

MoO3 = 9,5481

3787,8787

4798,6353

177,7312

jumlah 8764,2452 Jumlah 8764,2452

B. Neraca massa disekitar alat

1. Neraca Massa Total disekitar Reaktor

Umpan, kg/jam Produk, kg/jam

Propylene

C3H6 = 5569,7206

C3H8 = 27,9885

t-butyl hydroperoxide :

C4H10O2 = 5967,5578

H2O = 29,9867

MoO3 = 9,5481

5597,7091

6007,0936

C3H6 = 2840,5575

C3H8 = 27,9885

C3H6O = 3768,8443

C4H10O = 4808,5254

C4H10O2 = 119,3512

H2O = 29,9877

MoO3 = 9,5481

Jumlah 11.604,8027 Jumlah 11.604,8027

2. Mixer


t-butyl hydroperoxide :

C4H10O2 = 9945,930

H2O = 50,024

Molybdenum Trioxide :

MoO3 = 15,913

C4H10O2 = 9945,930

H2O = 50,024

MoO3 = 15,913

Jumlah Jumlah

3. Reaktor (R-1)


C3H6 = 5569,7206

C3H8 = 27,9885

C4H10O2 = 5967,5578

H2O = 29,9867

MoO3 = 9,5481

5597,7091

6007,0936

C3H6 = 3161,0339

C3H8 = 27,9885

C3H6 O = 3326,2818

C4H10O = 4243,8768

C4H10O2 = 806,0862

H2O = 29,9877

MoO3 = 9,5481

Jumlah 11.604,8027 Jumlah = 11.604,8027

4. Reaktor (R-2)


C3H6 = 3161,0339

C3H8 = 27,9885

C3H6 O = 3326,2818

C4H10O = 4243,8768

C4H10O2 = 806,0862

H2O = 29,9877

MoO3 = 9,5481

C3H6 = 2840,5575

C3H8 = 27,9885

C3H6O = 3768,8443

C4H10O = 4808,5254

H2O = 119,3512

C4H10O2 = 29,9877

MoO3 = 9,5481

Jumlah = 11.604,8027 Jumlah = 11.604,8027



C3H6 = 2840,5575

C3H8 = 27,9885

C3H6O = 3768,8443

C4H10O = 4808,5254

C4H10O2 = 119,3512

H2O = 29,9877

MoO3 = 9,5481

Hasil atas :

C3H6 = 282,3547

C3H8 = 14,2028

Hasil bawah :

C3H6 = 14,2028

C3H8 = 13,7857

C3H6O = 3768,8443

C4H10O = 4808,5254

C4H10O2 = 119,3512

H2O = 29,9877

MoO3 = 9,5481

2840,5575

8764,2452

Jumlah 11.604,8027 Jumlah 11.604,8027



C3H6 = 14,2028

C3H8 = 13,7857

C3H6O = 3768,8443

C4H10O = 4808,5254

C4H10O2 = 119,3512

H2O = 29,9877

MoO3 = 9,5481

Hasil atas :

C3H6 = 14,2028

C3H8 = 13,7857

C3H6O = 3750

C4H10O = 9,8902

Hasil bawah :

C3H6O = 18,8442

C4H10O = 4798,6352

C4H10O2 = 119,9877

H2O = 29,9877

MoO3 = 9,5481

3.787,8787

4.976,3664

Jumlah 8.764,2452 Jumlah 8.764,2452



C3H6O = 18,8442

C4H10O = 4798,6352

C4H10O2 = 119,9877

H2O = 29,9877

MoO3 = 9,5481

Hasil atas :

C3H6O = 18,8442

C4H10O = 4750,6488

C4H10O2 = 29,1423

Hasil bawah :

C4H10O = 47,9864

C4H10O2 = 90,2090

H2O = 29,9877

MoO3 = 9,5481

4798,6353

177,7312

Jumlah 4.976,3664 Jumlah 4.976,3664

BAB VI

NERACA PANAS

1. Reaktor (R-1)

Komponen Panas masuk (kcal/jam) Panas keluar (kcal/jam)

C3H6

C3H8

C3H6O

C4H10O

C4H10O2

H2O

MoO3

167672,4663

651,7989

0

0

119928,0239

610,4557

75,7371

95160,6691

651,7987

16199,64505

57423,0946

91709,0315

610,4557

75,7371

Steam pemanas

Panas reaksi

Hilang kesekeliling

243.724,5156

274439,3125

0,6631

Jumlah 532662,9756 532662,9756

2. Reaktor (R-2)

Komponen Panas masuk (kcal/jam) Panas keluar (kcal/jam)

C3H6

C3H8

C3H6O

C4H10O

C4H10O2

H2O

MoO3

95160,6691

651,7987

16199,64505

57423,0946

91709,0315

610,4557

75,7371

93630,9861

651,7987

58634,4713

93643,6919

14011,42839

610,4557

75,7371

Steam pemanas

Panas reaksi

Hilang kesekeliling

243.724,5156

274439,3125

0,6631

Jumlah 532662,9756 532662,9756

Gambar 2. Diagram Alir Kualitatif

Gambar 3. Diagram Alir Kuantitatif

BAB VII

TATA LETAK PABRIK

A. Lokasi Dan Tata Letak Pabrik

Letak pabrik sangat mempengaruhi kelangsungan hidup suatu pabrik.

Dalam menentukan lokasi perlu diperhitungkan secara matang, sehingga dapat

menguntungkan perusahaan baik ditinjau dari segi teknik maupun ekonomi.

Luas tanah yang diperlukan 30.000 m2 yang mencakup tanah untuk area

proses, unit utilitas, perkantoran, serta sarana penunjang lainnya.

Direncanakan pabrik didirikan didaerah Serang-Jawa barat dengan

pertimbangan :

1. Penyediaan bahan baku

Hal ini berkaitan dengan kebutuhan bahan baku Propylene yang

direncanakan dipasok dari PT. Candra Asri Cilegon yang tidak terlampau jauh

lokasinya. Sehingga dengan demikian distribusi dan transportasi bahan dapat

menjadi lancar, mudah, dan murah.

2. Lokasi strategis

Hal ini mengingat lokasi yang dimaksud merupakan wilayah yang

dikembangkan menjadi area perindustrian sesuai rencana tata letak kota,

sehingga sesuai dengan peruntukannya serta telah terpenuhnya berbagai sarana

penunjang, seperti lalu lintas, transportasi, energi listrik, sarana air bersih, serta

saluran pembuangan limbah.

Disamping itu dengan lokasi pabrik yang berada disekitar pelabuhan akan

mempelancar dan mempercepat keperluan export-import maupun perdagangan

domestik.

3. Sumber daya manusia

Sebagian besar karyawan diambil dari daerah sekitar sehingga memberikan

kesempatan kerja serta turut memajukan pembangunan dan kesejahteraan

warga sekitar.

Gambar 4. Tata Letak Pabrik

B. Tata letak alat

Perencanaan tata letak alat proses didasarkan atas pertimbangan :

1. Pemanfaatan lahan secara efektif dan effisien

2. Letak alat diatur sehingga memberikan cukup ruang untuk keperluan

maintenance dan sarana pemadam kebakaran saat diperlukan

3. Pengaturan letak alat demi keamanan dan kelancaran proses produksi serta

keselamatan kerja.

Gambar 5. Tata Letak Alat Proses

BAB VIII

UTILITAS

Unit Utilitas merupakan unit pendukung dalam penyediaan air, uap, listrik

dan bahan bakar, dimana keberadaannya sangat penting dan berguna menunjang

berlangsungnya proses produksi, Unit utilitas ini berupa :

A. Pengadaan air dan steam

B. Pengadaan energi listrik

A. Pengadaan Air dan Steam

Pengadaan air dimaksudkan memenuhi berbagai keperluan yang meliputi :

Air pendingin

Air umpan boiler

Air minum dan sanitasi

Air untuk keperluan umum lainnya

1. Jumlah air yang diperlukan

Jumlah air yang dibutuhkan untuk masing-masing keperluan adalah sebagai

berikut :

a. Air pendingin

No. Alat Jumlah air, kg/jam

1.

2.

3.

5.

6.

7.

8.

9.

Condesor, C2

Condesor, C3

Heat exchanger, HE-3






58562,641

62136,211

20227,520

12672,550

1963,630

2409,010

8336,320

179,750

Jumlah 104.351,422

Diperkirakan air yang hilang 12,5 % sehingga make up air pendingin yang

diperlukan :

Q1 = 12,5 % x 2513,42 kg/jam = 314,18 kg/jam

b. Air umpan boiler

Jumlah air umpan boiler ditentukan jumlah steam yang diperlukan oleh

alat-alat proses, sebagai berikut :

No. Alat Jumlah, kg/jam

1.

2.

4.

5.

6.

7.

8.

Reaktor, R-1

Reaktor, R-2

Heater HE-1

Heater HE-2

Reboiler, Rb-1

Reboiler, Rb-2

Reboiler, Rb-3

118,343

118,343

193,549

269,762

1911,971

1203,195

2395,722

Jumlah 6210,886

Diperkirakan 90 % air dapat dipergunakan kembali, sehingga make up air

umpan boiler yang diperlukan :

Q2 = (100-90)% x 6210,886 kg/jam = 621,09 kg/jam

c. Air minum dan sanitasi

Jumlah air untuk keperluan sanitasi dan air minum ditentukan sebagai berikut :

Direncanakan jumlah karyawan + keluarga : 250 orang

Kebutuhan air minum yang diperlukan : 15 kg/jam air

Jumlah air yang diperlukan :

Q1 = 250 orang x 15 kg/jam air

= 3.750 kg/jam

d. Air untuk keperluan umum

Air keperluan lain-lain :

Laboratorium = 10 % x 3750 kg/jam = 375 kg/jam

Bengkel = 10 % x 3750 kg/jam = 375 kg/jam

Total kebutuhan air rumah tangga dan kantor = 4500 kg/jam

Kebutuhan air total keseluruhan :

= 104.351,42 kg/jam + 6210,886 kg/jam + 4500 kg/jam

= 114.825,63 kg/jam

2. Sistem pengolahan air

Sebagai sumber air dipilih sungai dan untuk memenuhi kreteria serta

persyaratan air industri, maka diperlukan sistem pengolahan air. Sistem

pengolahan air selengkapnya dapat dilukiskan dalam diagram proses sebagai

berikut :

Keterangan

AE : Anion Exchanger KE : Kation Exchanger B : Boiler BP : Bak Pengendapan BSP : Bak saringan pasir C : Clarifier CT : Cooling tower F : Fan FU : Filter udara PH : Pre-heater PU : Pompa V : kran

TU-1 : Tangki air indukTU-2 : Tangki air keperluan umumTU-3 : Tangki air minum & sanitasiTU-4 : Tangki air pendinginTU-5 : Tangki air pendingin bebasTU-6 : Tangki bahan bakarTU-7 : Tangki larutan tawasTU-8 : Tangki larutan Na2CO3

TU-9 : Tangki larutan kaporitTU-10 : Tangki larutan NaClTU-11 : Tangki larutan NaOHTU-12 : Tangki larutan NaHPO4

TU-13 : Tangki larutan kondensat

Gambar 6. Water Treatment Flow Diagram

B. Pengadaan Energi Listrik

Total kebutuhan energi listrik sebesar 165,92 KW yang meliputi :

Energi untuk menjalankan alat-alat proses

Energi untuk menjalankan alat-alat pada unit utilitas

Energi untuk keperluan penerangan dan perumahan karyawan

Direncanakan kebutuhan energi listrik dipenuhi oleh Perusahaan Listrik

Negara (PLN) dengan daya terpasang 1 MVA. Demi kelancaran proses

produksi dipersiapkan sebuah generator pembangkit tenaga listrik berkekuatan

750 Hp dengan bahan bakar Diesel Oil. Kebutuhan bahan bakar minyak Diesel

Oil dihitung sebagai berikut :

Dianggap listrik padam 1 kali dalam satu bulam selama 3 jam

Efisiensi motor diesel = 80 %

Efisiensi bahan bakar = 70 %

Tenaga yang harus disediakan diesel :

= 170 Hp / 0,8

= 212,5 Hp

Tenaga yang harus disediakan bahan bakar :

= (212,5 Hp/0,7) (0,7457 kwatt / Hp) x (0,9478 Btu/dt/KVA)

=214,557 Btu/dt

Spesifikasi minyak diesel oil :

Heating Value = 144.000 Btu/gallon

o API = 22 –28 o API

Densitas = 0,9 kg/lt

Viskositas = 1,2 cp

Kebutuhan minyak diesel :

=

= 0,001490 Gallon/dt

BAB IX

ORGANISASI PERUSAHAAN

A. Sumber Daya Manusia

Direncanakan perusahaan berbadan hukum Perseroan Terbatas (PT) dengan

organisasi berbentuk line and stafff. Jumlah karyawan sebanyak 177 orang yang

berasal dari berbagai jenjang pendidikan dan disiplin ilmu sesuai dengan

wewenang dan tanggung jawab yang diberikannya. Bagan strukktur organisasi

perusahaan dapat dilihat pada gambar 7.

1. Dewan Komisaris

Dewan komosaris terdiri dari para pemodal / pemegang saham.

Kedudukannya wewenang dan kebijaksanaan tertinggi dalam menentukan arah

dan rencana perusahaan.

2. Direktur Utama

Jabatan seorang direktur utama merupakan yang tertinggi dalam

perusahaan, dimana ia memegang kendali utama proses dan kehidupan dalam

lingkup perusahaan sesuai dengan limpahan wewenang yang diberikan oleh

dewan komisaris atau pemegang saham. Seluruh kebijakan dan peraturan baik

menyangkut proses produksi maupun karyawan harus sepengetahuan dan

persetujuannya.

3. Direktur

Dalam mengelola perusahaan Direktur Utama dibantu oleh 2 orang

Direktur, yaitu Direktur Produksi dan Direktur Administrasi Dan Keuangan.

Direktur Produksi berwenang dalam mengendalikan dan mengawasi jalannya

proses produksi mulai dari bahan baku hingga menjadi produk akhir. Sedangkan

Direktur Administrasi Dan Keuangan berwenang mengatur bidang adminsitrasi,

keuangan, personalia, pembelian bahan dan pemasaran produk, maupun hal-hal

lain yang berhubungan dengan ketenagakerjaan.

Tiap Direktur membawahi 3 orang. Direktur Produksi membawahi

Kepala Bagian Departemen Produksi, Engineering, Quality Control. Direktur

Administrasi Dan Keuangan membawahi Kepala Bagian Departemen Accounting

And Finance, Purchasing and Marketing, dan Departemen Umum.

4. Kepala Bagian

Tugas dan tanggung jawab Kepala Bagian ialah mengatur jalannya

proses Produksi dan Administrasi Kantor. Kepala Bagian bertanggung jawab

langsung kepada Direktur. Kepala Bagian membawahi :

A. Kepala Seksi Persiapan Produksi

B. Kepala Seksi Operasi Produksi

C. Kepala Seksi Finishing

D. Kepala Seksi Perawatan dan Pemeliharaan

E. Kepala Seksi Utilitas

F. Kepala Seksi Laboratorium

G. Kepala Seksi Pengembangan Dan Pengelolaan

H. Kepala Seksi Pembukuan

I. Kepala Seksi Penelitian

J. Kepala Seksi Penyediaan Bahan Baku

K. Kepala Seksi Penjualan

L. Kepala Seksi Distribusi

M. Kepala Seksi Administrasi Kantor

N. Kepala Seksi Personalia

O. Kepala Seksi Humas Dan Keamanan

P. Kepala Seksi Keselamatan Kerja.

5. Kepala Seksi

Tugas dan tanggung jawab Kepala Seksi ialah mengawasi secara

langsung jalannya proses produksi termasuk pekerjaan yang ditugaskan kepada

bawahannya. Kepala Seksi bertanggung jawab langsung kepada Kepala Bagian.

Kepala Seksi dibidang proses membawahi operator, sedangkan Kepala Seksi

bidang umum memimpin anggota staffnya.

Gambar 7. Struktur Organisasi Perusahaan

B. Sistem jam kerja

Sistem jam kerja dibagi dalam 2 macam, yaitu :

1. Sistem jam kerja normal, yaitu pukul 08.00-16.30 dengan pola 5 hari

kerja/minggu dan 2 hari libur pada hari sabtu dan minggu. Ini diterapkan bagi

karyawan yang secara tidak langsung berhubungan dengan jalannya proses

produksi, seperti Direktur Utama , Direktur, Kepala Bagian, Kepala Seksi,

serta para anggota staffnya.

2. Sistem jam kerja shift yaitu sistem 3 hari kerja dan 1 hari libur dengan pola

rotasi 4 shift:

Shift I : pukul 06.30-15.00

Shift II : pukul 14.30-23.00

Shift III : pukul 22.30-07.00

Dalam sistem ini terdapat 4 group atau kelompok yang masing-masing

secara bergiliran mendapatkan shift I, shift II, shift III, sedangkan 1 group di

istrirahatkan atau libur. Sistem ini diterapkan bagi karyawan yang berhubungan

langsung dengan jalannya proses produksi, seperti : operator dan bidang

keamanan. Hal ini mengingat bahwa proses produksi umumnya beroperasi 24 jam

perhari.

Berikut pengaturan jadual tugas shift :

Tanggal

group 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 dst

A

B

C

D

I

II

III

-

-

II

III

I

II

-

III

I

II

III

-

I

II

III

I

-

-

III

I

II

III

-

I

II

III

I

-

II

III

I

II

-

-

I

II

III

I

-

II

III

Keterangan : I, II, II,ialah jam kerja shift dan (-) ialah hari libur bagi karyawan

shift.

C. Sistem pengajian

Sistem penggajian karyawan didasarkan pada latar belakang pendidikan,

pengalaman kerja atau keahlian, serta jabatan yang dipegangnya. Berikut gaji

karyawan :

Jabatan Jumlah Gaji Rp./bulan

Direktur Utama

Direktur

Kepala Bagian

Kepala Seksi

Staff

Operator Lapangan

Operator Administrasi

1

2

6

16

32

80

40

10.000.000

12.000.000

21.000.000

40.000.000

48.000.000

80.000.000

28.300.000

D. Kesejahteraan karyawan

Bagi karyawan disediakan fasilitas berupa perumahan yang diberikan

kepada Direktur Utama, Direktur, Kepala Bagian, Kepala Seksi, opeartor, dan

staff. Kepada karyawan juga diberikan tunjangan kesejahteraan keluarga,

Tunjangan Hari Raya (THR), serta kesempatan rekreasi bersama setahun sekali.

Disamping itu setiap karyawan juga berhak mendapat cuti tahunan selama 12 hari

BAB X

EVALUASI EKONOMI

A. CAPITAL INVESTMENT COST

1. Fixed Capital Investment

No. Fixed Capital US $

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

Purchase & Delivery Equipment Cost

Instalation Cost

Piping Cost

Instrumentation Cost

Insulation Cost

Electrical Cost

Building Cost

Land and Yard Improvement

Utility

3.293.441

414.974

716.323

400.153

107.037

337.578

0

0

4.221.804

Phisical Pant Cost (PPC) 9.491.310

11. Engineering & Construction 1.898.262

Direct Plant Cost (DPC = PPC + EC) 11.389.572

12.

13.

Contractor’s fee

Contingency

569.479

2.847.393

Fixed Capital Investment ( FC = DPC + CF + Ct) 14.806.444

TOTAL FIXED CAPITAL INVESTMENT = Rp. 194.69.015.168,-

2. Working Capital

No. Working capital US $

1.

2.

Raw material Inventory

In Process Inventory

38.790.598.656

22.362.658.816

3.

4.

5.

Product Inventory

Extended Credit

Available Cash

44.725.317.632

64.504.541.184

44.725.317.632

Total working capital 215.108.435.968

TOTAL CAPITAL INVESTMENT = FC + WC

= Rp. 409.727.467.520,-

B. MANUFACTURING COST

1. Direct Manufacturing Cost

No. Direct Manufacturing Cost Cost, Rp.

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

Raw material (RM)

Labor (Lb)

Supervision (Sp = 10 % . Lb)

Maintenace (Mt = 2 % . FCI)

Plant Suplies (Ps = 15 % . Mt)

Royalties and Patent (R&P = 1 % . Sales)

Utilities

465.487.167.488

2.967.600.000

296.760.032

3.892.380.160

583.857.024

7.740.544.512

4.916.532.736

Total Direct Manufacturing Cost (DMC) 485.884.854.272

2. Indirect Manufacturing Cost

No. Indirect Manufacturing Cost Cost, Rp.

1.

2.

3.

4.

Payroll Overhead (15 % . Lb)

Laboratory (10 % . Lb)

Plant Overhead (10 % . Lb)

Packaging & Shiping (0,5 % . Sales)

593.520.064

593.520.064

7.740.544.512

2.967.600.128

Total Indirect Manufacturing Cost (IMC) 11.895.184.384

3. Fixed Manufacturing Cost

No. Fixed Manufacturing Cost Cost, Rp.

1. Depreciaton (10 % . FCI) 19.461.902.336

2.

3.

Property taxes ( 2 % . FCI)

Insurance ( 2 % . FCI) 9.730.951.168

9.730.951.168

Total Fixed Manufacturing Cost (FMC) 38.923.804.672

TOTAL MANUFACTURING COST :

MC = DMC + IMC + FMC

= Rp. 536.703.827.968,-

4. General Expense

No. General Expense Cost, Rp.

1.

2.

3.

4.

Administration (3 % . Manufacturing Cost)

Sales (5 % . Manufacturing Cost)

Research (2 % Sales)

Finance (10 % (FC + WC))

16.101.114.880

26.835.191.808

16.101.114.880

81.945.493.508

Total General Expense (GE) 140.982.910.976

5. Total Production Cost :

PC = MC + GE

= Rp. 677.686.738.944,-

C. KEUNTUNGAN

a. Keuntungan sebelum pajak :

Total Sales = Rp. 774.054.477.824,-

Total Biaya Produksi = Rp. 674.686.738.944,-

Keuntungan = Rp. 96.367.738.880,-

b. Keuntungan sesudah pajak :

Pajak = 50 %

Keuntungan = Rp. 48.183.869.440,-

D. ANALISA KELAYAKAN

1. Percent Return On Investment (ROI)

Percent Return On Investment merupakan persen laju pengembangan modal.

Percent Return On Investmrnt before taxes :

(% ROI)B = x 100 %

= x 100 % = 49,51 %

Percent Return On Investmrnt afte taxes :

(% ROI)A = x 100 %

= x 100 % = 24,75 %

2. Pay Out Time (POT)

Pay Out Time merupakan masa pengembalian modal yang di investasikan

berdasarkan keuntungan sebelum depresiasi.

Pay Out Time Before Taxes :

(POT) B = x 100 %

= x 100 %

= 1,68 tahun

Pay Out Time After Taxes :

(POT) B = x 100 %

= x 100 %

= 2,87 tahun

3. Break Even Point (BEP)

Break even point merupakan produksi dimana pabrik tidak mengalami

keuntungan maupun kerugian.

BEP = x 100 %

Dimana :

Fa = Annual fixed expense pada kapasitas maksimum

Ra = Annual regulated expense pada kapasitas maksimum

Sa = Annual sales value pada kapasitas maksimum

Va = Annual variabel expense pada kapasitas maksimum

Annual fixed expense pada kapasitas maksimum (Fa):

1. Depreciation (10% FCI) = Rp. 19.461.902.336

2. Property & taxes (2 % FCI) = Rp. 9.730.951.168

3. Insurance (2 % FCI) = Rp. 9.730.951.186 +

Fa = Rp. 38.923.804.672

Annual variable expense pada kapasitas maksimum :

1. Raw material = Rp. 465.487.167.488

2. Utilities = Rp. 7.740.544.512

3. Royalties (1 % Sales) = Rp. 4.916.532.736

4. Packaging & shipping (0,5 % Sales)= Rp. 7.740.544.512 +

Va = Rp. 485.884.788.736

Annual regulated expense pada kapasitas maksimum :

1. Labor = Rp. 2.967.600.128

2. Payroll Overhead (15 % labor) = Rp. 593.520.064

3. Plant Overhead (50 % labor) = Rp. 2.967.600.128

4. Supervision (10 % labor) = Rp. 296.760.032

5. Laboratory (10 % labor) = Rp. 593.520.064

6. General expense = Rp. 140.982.910.976

7. Maintenance (2 % FCI) = Rp. 3.892.380.160

8. Plant suplies ( 15 % Maintenance) = Rp. 583.857.024 +

= Rp. 152.878.153.728

BEP = x 100 %

BEP = x

100 %

= 46,08 %

4. Shut Down Point

Shut down point merupakan produksi dimana pabrik mengalami kebangkrutan

dan tidak mampu membayar biaya tetap, sehingga pabrik harus ditutup.

SDP = x 100 %

= x

100 %

= 25,32 %

5. Discounted Cash Flow of Return (DCFR)

Discounted cash folw dimaksudkan untuk menganalisa kelayakan ekonomi

dengan mempertimbangkan nilai uang yang berubah terhadap waktu serta

didasarkan atas investasi yang tidak kembali pada akhir tahun selama umur

pabrik.

Perhitungannya adalah sebagai berikut :

[ (1 + i) 9 + ( 1+ i) 8 + .…+ (1 + i) + 1 ] + = (FCI + WC) (1 + i ) 10/CF

Dimana :

n = umur pabrik, diperkirakan 10 tahun

i = Discouted Cash Flow

CF = Cash Flow

= Profit after taxes + Depreciation + Finance

= Rp. 149.591.261.184,-

WC = Working Capital

= Rp. 215.108.435.968,-

SV = Salvage Value

= Rp. 19.461.902.336,-

FC = Fixed Capital

= Rp. 31.748.126.720,-

Perhitungan dilakukan secara trial and error, yaitu dengan memasukan

suatu harga i, kedalam persamaan diatas hingga diperoleh ruas kiri sama dengan

ruas kanan. Dari hasil perhitungan diperoleh :

I Sisi Kanan Sisi Kiri

0,3500

0,3510

0,3520

0,3530

0,3540

0,3550

0,3560

0,3570

0,3580

54,8939

55,3018

55,8922

56,3070

56,7246

57,1449

57,5680

57,9940

58,4228

56,1577

56,4279

56,6996

56,9724

57,2465

57,5220

57,7988

58,0769

58,3563

Discounted Cash Flow, i = 35,80 %

Dimana nilai tersebut lebih besar dari bunga bank sehingga cukup menarik

Gambar 8. Grafik Evaluasi Ekonomi

BAB XI

KESIMPULAN

Ditinjau dari segi pertumbuhan ekonomi dimana meningkatkan sektor

industri dalam memasuki era pasar bebas dan dengan berdasarkan peningkatan

kebutuhan nasional terhadap Propylene Oxide yang keseluruhan dipenuhi dengan

cara import, maka pendirian pabrik pembuatan Propylene Oxide di Indonesia

layak dipertimbangkan.

Berdasarkan hasil analisa ekonomi dimana diperoleh :

Return On Investment ROI = 24,51 %

Pay Out Time POT = 2,87 tahun

Break Even Point BEP = 46,08 %

Shut Down Point SDP = 25,32 %

Discounted Cash Flow DCF = 35,80 %

Maka pembangunan pabrik pembuatan Propylene Oxide di Indonesia

merupakan investasi yang layak untuk dipertimbangkan lebih lanjut dan cukup

menguntungkan.

Gambar yang perlu dari file lain :

1. Diagram kualitaif dan kuantitatif

2. Gambar Tata letak alat dan pabrik

3. Gambar reaktor

4. Gambar utilitas

5. Gambar PEFD

6. Bagan organisasi

7. Grafik Evaluasi ekonomi

DAFTAR PUSTAKA

Aries, R. S. and Newton R.D., 1954, Chemical Engineering Cost Estimation, Mc

Graw Hill

Austin G.T., 1984, Sheve’s Chemical Process Industries, 5 ed, 19-44, Mc Graw

Hill Book, Inc

Brown G.G., 1958, Unit Operation, 3, 299, John Wiley & Sons, Inc. , New York

Coulson J.M. dan Richardson J. F., Chemical Engineering Handbook, II, 153-165,

Gulf Publishing Co., Texas

Holman J.P.,1986, Heat Transfer, ed.6, Mc Grwa Hill Book Company, Japan

Kern, P.Q., 1984, Process Heat Transfer

Kirk, R.E. and Othmer, D.F., 1980, Encyclopedia of Chemical Technology,

kol.XIX, 146-169.

Ludwid, E.E. 1964, Applied Process Design for Chemical and Petrochemical

Plants, vol II, hal 107-135, Gulf PublishingCo., Texas

Oetoyo, S., 1084, Aneka Industri Kimia, 24-31, Akademi Teknologi Industri

“AKPRIND” Yogyakarta

Perry, R.H. and Don Green, 1984, Perry’s Chemical Engineering Handbook, ed.6,

Mc Graw-Hill Book Company, Singapore.

Peters, M.S. and Timmershaus K.D., 1987, Plant Design and Economic’s for

Cheical Engineerings, 3, 205-285, Mc. Grwa Hill Book Company,

Singapore.

Rase, H.F., 1977, Chemical Reaktor Design for Process Plants, I, 331-336, John

Wiley & Sons, Inc. New York.

Reid, R.C., Praunitz, J.M., and Poling, B.E., 1988, The properties of Gases and

Liquids, 4, 656-690, Mc Graw-Hillbook Co., Singapore.

Reigel, E.R., 1949, Industrial Chemistry, ed. 5, 251-267, Reinhold Publishing

Corp., New York.

Salvato, J.A., 1972, Enviromental Engineering and Sanitation, ed. 2, 103-202

John Wiley & Sons Inc.New York.

Ulrich G.D., 1984, A Guide to Chemical Engineering Process Design &

Economic, John Wiley & Sons, Inc.,New York.

Van Winkle, M., 1967, Distilation, 307-311, Mc Graw-Hill Book Co., New York.

Potongan evaluasi :

Perhitungan Evaluasi Ekonomi Perancangan Pabrik Kimia Propylene

Oxide Dan Tert butyl Hydroperoxide, meliputi penentuan harga alat, biaya

operasi, dan analisa kelayakan. Harga alat pabrik dapat ditentukan berdasarkan

harga pada tahun yang lalu dikalikan dengan rasio index harga. Perkiraan harga

alat ditentukan dengan persamaan Aries & Newton berikut :

Nx =Ny

Dimana : Nx = harga alat pada tahun x

Ny = harga alat pada tahun y

Cepx = cost index pada tahun x

Cepy = cost index pada tahun y

Untuk kapasitas tertentu, harga alat ditentukan dengan persamaan six tenths faktor

berikut :

Ex =Ey

Dimana : Ex = harga alat pada tahun A

Ey = harga alat pada tahun B

Cepx = cost index pada tahun A

Cepy = cost index pada tahun B

1. Harga alat diambil dari :

a. CE index 1954 = 86,5 (aries & Newton)

b. CE index 2000 = 358,2 (http : www.Che.com)

c. CE index 2001 = 391,2 (http : www.Che.com)

d. CE index 2002 = 391,8 (http : www.Che.com)

2. Dalam perhitungan ditetapkan kurs mata uang 2003: Rp. 8300/US $

3. Upah Buruh :

a. Buruh asing = $ 10 / man hour

b. Buruh lokal = Rp. 3500 / man hour

c. Perbandingan man hour asing = 2 man hour lokal

Harga Alat-alat proses :

No. Nama Alat Jumlah Harga satuan ($) Harga ($)

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

10.

11.

12.

Accumulator (ACC-01)



Condensor (CD-01)

Condensor (CD-02)

Condensor (CD-03)

Cooler (HE-03)

Cooler (HE-04)

Cooler (HE-05)

Cooler (HE-06)

Cooler (HE-07)

Cooler (HE-08)

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

4.095

5.461

6.371

47.780

50.056

40.955

27.303

9.101

3.185

6.826

11.376

3.640

4.095

5.461

6.371

47.780

50.056

40.955

27.303

9.101

3.185

6.826

11.376

3.640

http://www.Che.com/

http://www.Che.com/

http://www.Che.com/

13.

14.

15.

16.

17.

18.

19

20

21.

22.

23.

24.

25.

26.

27.

28.

29.

30.

31.

32.

33.

34.

35.

36.

37.

38.

39.

40.

41.

42.

43.

Heater (HE-01)

Heater (HE-02)

Hopper (HP-01)

M. Distilasi (MD-01)



Mixer (M-01)

Pompa (P-01)

Pompa (P-02)

Pompa (P-03)

Pompa (P-04)

Pompa (P-05)

Pompa (P-06)

Pompa (P-07)

Pompa (P-08)

Pompa (P-09)

Pompa (P-10)

Pompa (P-11)

Pompa (P-12)

Pompa (P-13)

Pompa (P-14)

Reaktor (R-01)

Reaktor (R-02)

Reboiler (RB-01)

Reboiler (RB-02)

Reboiler (RB-03)

Tangki (T-01)

Tangki (T-02)

Tangki (T-03)

Tangki (T-04)

Tangki (T-05)

1

1

1

1

1

1

1

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

1

1

1

1

1

2

2

2

2

1

5.006

6.826

6.826

7.281

7.281

7.281

50.056

2.503

2.048

2.048

1.138

1.251

1.365

910

1.024

683

569

455

2.048

2.958

569

52.331

52.331

47.780

22.753

31.854

273.031

341.289

182.021

227.526

34.129

5.006

6.826

6.826

7.281

7.281

7.281

50.056

5.006

4.095

4.095

2.275

2.503

2.730

1.820

2.048

1.365

1.138

910

4.095

5.916

1.138

52.331

52.331

47.780

22.753

31.854

546.063

591.568

364.042

455.052

34.129

44. Unit Refrigerator (RF-01) 1 10.011 10.011

2.624.742

Documents

PRA RANCANGAN PABRIK KIMIA.doc