PRARANCANGAN PABRIK AMONIUM SULFAT DARI …eprints.ums.ac.id/16676/1/HALAMAN_DEPAN.pdf · Prarancangan Pabrik Amonium Sulfat dari Amoniak dan Asam Sulfat dengan Proses Netralisasi

LAPORAN TUGAS PRARANCANGAN PABRIK

PRARANCANGAN PABRIKAMONIUM SULFAT DARI AMONIAK DAN ASAM

SULFAT DENGAN PROSES NETRALISASIKAPASITAS 25.000 TON PER TAHUN

Oleh :

Duhita Chandra Wulan A.

D 500 030 007

Dosen Pembimbing :Ir. H. Haryanto, M.S.

Eni Budiyati, S.T.

JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

SURAKARTA2007

i

ii

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTAFAKULTAS TEKNIK

JURUSAN TEKNIK KIMIA

NAMA : Duhita Chandra Wulan A.

NIM : D 500 030 007

JUDUL TPP : Prarancangan Pabrik Amonium Sulfat dari

Amoniak dan Asam Sulfat dengan Proses

Netralisasi Kapasitas 25.000 Ton Per Tahun

DOSEN PEMBIMBING : 1. Ir. H. Haryanto, M.S.

2. Eni Budiyati, S.T.

Surakarta, November 2007

Menyetujui,

Pembimbing I

Ir. H. Haryanto, M.S.NIP. 131.902.382

Pembimbing II

Eni Budiyati, S.T.NIK.100.991

Mengetahui,

An. Dekan

Wakil Dekan I

Ir. Subroto, M.T.NIK. 577

Ketua Jurusan

Ir. H. Haryanto, M.S.NIP. 131.902.382

iii

INTISARI

Indonesia adalah negara agraris yang sebagian besar penduduknya bermatapencaharian sebagai petani. Ammonium Sulfate adalah salah satu faktor pentingdalam kemajuan pertanian di Indonesia. Pabrik Ammonium Sulfate ini didirikanuntuk memenuhi kebutuhan dalam negeri dan tidak menutup kemungkinan untukdiekspor. Pabrik Ammonium Sulfate dengan bahan baku Amoniak dan Asam sulfatkapasitas 25.000 ton per tahun direncanakan beroperasi selama 330 hari per tahun.Proses pembuatan Ammonium Sulfate dilakukan dalam reaktor gelembung. Padareaktor ini reaksi berlangsung pada fase gas-cair, irreversible, eksotermis, nonadiabatic, isothermal pada suhu 100C dan tekanan 1 atm. Pabrik inidigolongkan pabrik beresiko rendah karena kondisi operasi pada tekananatmosferis.

Kebutuhan Amoniak untuk pabrik ini sebanyak 832,3558 kg/jam dankebutuhan Asam sulfat sebanyak 2.389,5839 kg/jam. Produk berupa AmmoniumSulfate sebanyak 3.156,5657 kg/jam, dan air sebanyak 57,4767 kg/jam. Utilitaspendukung proses meliputi penyediaan air sebesar 36.000 kg/jam yang diperolehdari air sungai, penyediaan saturated steam sebesar 1.857,0455 kg/jam,penyediaan pendingin reaktor sebesar 147.402,6716 kg/jam, kebutuhan udaratekan sebesar 500 kg/jam, kebutuhan listrik diperoleh dari PLN dan satu buahgenerator set sebesar 340 kW sebagai cadangan, bahan bakar sebanyak2,4311 m3/jam. Pabrik ini didirikan di kawasan industri Cikampek, Jawa Timurdengan luas tanah 10.000 m2 dan jumlah karyawan 129 orang.

Pabrik Ammonium Sulfate ini menggunakan modal tetap sebesarRp 104.170.936.825,07 serta modal kerja sebesar Rp 72.040.342.802,73. Darianalisis ekonomi terhadap pabrik ini dengan asumsi 1 US $ sama denganRp 10.000,00 menunjukkan keuntungan sebelum pajak Rp 33.215.406.427,12 pertahun setelah dipotong pajak 30 % keuntungan mencapai Rp 23.25.784.498,98 pertahun. Percent Return On Investment (ROI) sebelum pajak 31,89 % dan setelahpajak 22,32 %. Pay Out Time (POT) sebelum pajak selama 2,39 tahun dan setelahpajak 3,09 tahun. Break Even Point (BEP) sebesar 49,72 %, dan Shut Down Point(SDP) sebesar 29,95 %. Discounted Cash Flow (DCF) terhitung sebesar 31,15 %.Dari data analisis kelayakan di atas disimpulkan, bahwa pabrik inimenguntungkan dan layak untuk didirikan.

iv

MOTTO

“Sesungguhnya sembahyangku, ibadahku, hidupku, dan matiku hanyalah untukALLAH, Tuhan Semesta Alam”

(Q.S. Al-An’am (6) :162)

“ALLAH tidak membebani seseorang melainkan sesuai dengankesanggupannya”

(Q.S. Al Baqoroh : 286)

”Sesungguhnya sesudah kesulitan itu ada kemudahan, maka apabila kamu telahselesai (dari suatu urusan) kerjakanlah dengan sungguh-sungguh (urusan) yang

lain”(Q.S. Alam Nasroh : 6-7)

Hidup adalah kegelapan kecuali jika ada dorongan,Semua dorongan adalah buta kecuali jika ada pengetahuan,Semua pengetahuan adalah sia-sia kecuali jika ada kerja,Semua pekerjaan adalah hampa kecuali jika ada kecintaan

Dan apabila bekerja dengan cintaKausatukan dirimu dengan dirimu orang lain dan Tuhan

(Kahlil Gibran)

Ketika kau bangun di pagi hari bertekadlah membagi kebahagiaan dengansesama makhluk(Sydney Smith)

Keberhasilan adalah hasil dari sebuah perjuangan, pengorbanan, ikhtiar, kerjakeras yang disertai dengan doa, bukan........sesuatu yang didapat secara

kebetulan belaka.(Upik)

v

PERSEMBAHAN

Sebuah karya kecilku ini kupersembahkan, untuk:

Allah SWT yang banyak mencurahkan mahabbah dalam hidupku.Akhirnya aku mengerti bahwa cintamu terlalu indah.

Bapakku di Surga dan mamahku yang tercinta yang selalumemberikan kasih sayang, doa, motivasi dan nasihat. InsyaAllah

aku akan berusaha menjadi yang engkau harapkan.Ibuk dan bapakku yang tulus memberikan kasih sayang, cinta dn

nasehatKakakku dan adekku yang selalu memberikan kasih sayang dan

dorongandisaat kumerasa jatuh......

Partner TA.ku terima kasih atas segala usaha, kesabaran, dan kerjakerasnya.....kita memang harus selalu yakin dengan kemampuan

kita sendiri.....Seseorang yang selalu disampingku, yang telah sabar menemaniku

dan mau menerima aku apa adanyaTeman-teman teknik kimia ’03 yang tidak dapat kusebutkan satu

persatu terima kasih...atas semuanyaTeman-temanku di kos ”Nawiyuma” terima kasih atas canda tawa

dan bantuan kalian....

Prarancangan Pabrik Amonium Sulfat dari Amoniak dan Asam Sulfat dengan ProsesNetralisasi Kapasitas 25.000 ton/tahun

Kata Pengantar

Duhita Chandra Wulan A. D 500 030 007 vi

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Allah SWT, Rabb Pencipta alam semesta, yang atasrahmat dan karunia-Nya, sehingga penyusun dapat menyelesaikan tugas akhirprarancangan pabrik kimia ini.

Tugas Prarancangan Pabrik Kimia merupakan tugas akhir yang harusdiselesaikan oleh setiap mahasiswa Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik,Universitas Muhammadiyah Surakarta sebagai prasyarat untuk menyelesaikanjenjang studi sarjana. Dengan tugas ini diharapkan kemampuan penalaran danpenerapan teori-teori yang telah diperoleh selama kuliah dapat berkembang dandapat dipahami dengan baik.

Judul Tugas Akhir ini adalah Prarancangan Pabrik Amonium Sulfat

dari Amoniak dan Asam Sulfat denngan Proses Netralisasi Kapasitas25.000 Ton Per Tahun. Adanya prarancangan pabrik ini diharapkan dapatmemperkaya alternatif industri masa depan bagi Indonesia.

Penyusun mohon maaf atas segala kekurangan dalam penyusunan tugasakhir ini, dan terimakasih untuk bantuan semua pihak yang secara langsungataupun tidak langsung, telah terlibat dalam penyelesaian tugas ini.

1. Bapak Ir. H. Haryanto, AR, M.S., selaku Ketua Jurusan Teknik KimiaUMS dan Dosen Pembimbing I

2. Ibu Eni Budiyati, S.T., Selaku Dosen Pembimbing II3. Bapak dan Ibu Dosen Teknik Kimia UMS atas segala bimbingan dan

arahannya.4. Kedua Orang Tua, dan adikku yang dengan kasih sayang, pengorbanan

dan keikhlasannya selalu mengulurkan tangan dan siap menjadipenuntun langkah.

5. Teman-teman angkatan 2003 Teknik Kimia UMS.Penyusun menyadari bahwa penyusunan Laporan Tugas Akhir ini masih

jauh dari kesempurnaan. Kritik dan saran yang membangun selalu dinantikanpenyusun demi kesempurnaan karya kecil ini.Wassalamu’alaikum wr.wb

Surakarta, November 2007

Penyusun


Daftar Isi

Duhita Chandra Wulan A. D 500 030 007 vii

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL................................................................................................ i

HALAMAN PENGESAHAN................................................................................. ii

INTISARI............................................................................................................... iii

MOTTO ................................................................................................................. iv

PERSEMBAHAN ................................................................................................... v

KATA PENGANTAR ........................................................................................... vi

DAFTAR ISI ......................................................................................................... vii

DAFTAR TABEL................................................................................................... x

DAFTAR GAMBAR ............................................................................................ xii

DAFTAR LAMBANG ........................................................................................xiii

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

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

1.2. Kapasitas Pabrik................................................................................ 2

1.2.1.Prediksi Kebutuhan Ammonium Sulfate di Indonesia .............. 2

1.2.2.Ketersediaan bahan baku .......................................................... 4

1.3. Lokasi Pabrik .................................................................................... 4

1.3.1.Faktor Primer............................................................................ 4

1.3.2.Faktor Sekunder ....................................................................... 6

1.4.Tinjauan Pustaka................................................................................ 6

1.4.1.Macam-macam proses .............................................................. 6

1.4.2.Kegunaan Produk ................................................................... 10

1.4.3.Sifat Fisis dan Kimia Produk dan Bahan Baku ..................... 10

1.4.4.Tinjauan proses Secara Umum............................................... 12

BAB II DISKRIPSI PROSES ............................................................................... 14

2.1.Spesifikasi Bahan Baku dan Produk ................................................ 14

2.1.1.Spesifikasi Bahan Baku .......................................................... 14

2.1.2.Sifat dan Spesifikasi Produk Utama....................................... 15

2.2.Konsep Proses.................................................................................. 15

2.2.1.Dasar reaksi ............................................................................ 15


Daftar Isi

Duhita Chandra Wulan A. D 500 030 007 viii

2.2.2.Mekanisme Reaksi ................................................................. 15

2.2.3.Tinjauan Termodinamika ....................................................... 16

2.2.4.Tinjauan Kinetika Reaksi ....................................................... 18

2.3. Diagram alir proses ......................................................................... 19

2.3.1.Langkah Proses ...................................................................... 20

2.4.Neraca Massa dan Neraca Panas...................................................... 26

2.4.1.Neraca Massa ......................................................................... 26

2.4.2.Neraca panas .......................................................................... 29

2.5.Tata Letak Pabrik dan Peralatan Proses ........................................... 32

2.5.1.Lokasi Pabrik.......................................................................... 32

2.5.2.Layout Pabrik ......................................................................... 33

2.5.3.Layout Peralatan ..................................................................... 37

BAB III SPESIFIKASI ALAT PROSES .............................................................. 39

BAB IV UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM .................. 53

4.1.Unit Pendukung Proses (Utilitas)..................................................... 53

4.1.1.Unit Penyediaan Air ............................................................... 53

4.1.2.Unit Penyediaan Steam .......................................................... 62

4.1.3.Unit Penyediaan Listrik .......................................................... 64

4.1.4.Unit Penyediaan Bahan Bakar................................................ 65

4.1.5.Unit Penyediaan Udara tekan ................................................. 66

4.1.6.Unit Pengelolaan Limbah....................................................... 66

4.2.Unit Laboratorium ........................................................................... 68

4.2.1.Program Kerja Laboratorium ................................................. 68

BAB V MANAJEMEN PERUSAHAAN........................................................... 73

5.1.Bentuk Perusahaan........................................................................... 73

5.2.Struktur Organisasi. ......................................................................... 74

5.2.1.Direktur Utama ....................................................................... 75

5.2.2.Direktur .................................................................................. 75

5.2.3.Sekretaris ................................................................................ 75

5.2.4.Kepala Bagian ........................................................................ 76

5.2.5.Kepala Seksi dan Karyawan ................................................... 77


Daftar Isi

Duhita Chandra Wulan A. D 500 030 007 ix

5.3.Sistem Kepegawaian........................................................................ 81

5.4.Pembagian Jam Kerja Karyawan ..................................................... 81

5.5.Perincian jumlah Karyawan............................................................. 83

5.5.1.Sistem Gaji Pegawai............................................................... 83

5.6.Kesejahteraan Sosial Karyawan....................................................... 83

5.7.Manajemen Produksi ....................................................................... 84

5.7.1.Perencanaan Produksi ............................................................ 84

5.7.2.Pengendalian Produksi ........................................................... 84

BAB VI EVALUASI EKONOMI ....................................................................... 86

BAB VII KESIMPULAN ................................................................................... 100

DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................... 101

LAMPIRAN


Daftar Tabel

Duhita Chandra Wulan A. D 500 030 007 x

DAFTAR TABEL

Tabel 1. Perkembangan Impor Ammonium Sulfate di Indonesia 1999-2000.......... 3

Tabel 2. Hubungan antara Waktu Tinggal dengan Konversi ................................ 18

Tabel 3. Arus Neraca Massa ................................................................................. 26

Tabel 4. Neraca Massa Vaporizer ......................................................................... 27

Tabel 5. Neraca Massa Separator .......................................................................... 27

Tabel 6. Neraca Massa Reaktor Saturator ............................................................. 27

Tabel 7. Neraca Massa Centrifuge ........................................................................ 27

Tabel 8. Neraca Massa Mixer ............................................................................... 28

Tabel 9. Neraca Massa Rotary Dryer .................................................................... 28

Tabel 10. Neraca Massa Total............................................................................... 28

Tabel 11. Neraca Panas Vaporizer ........................................................................ 29

Tabel 12. Neraca Panas Separator........................................................................ 29

Tabel 13. Neraca Panas Reaktor Saturator............................................................ 30

Tabel 14. Neraca Panas Centrifuge ....................................................................... 30

Tabel 15. Neraca Panas Rotary Dryer.................................................................. 30

Tabel 16. Neraca Panas Mixer .............................................................................. 31

Tabel 17. Neraca Panas HE-01 ............................................................................. 31



Tabel 20. Neraca Panas Expander......................................................................... 32

Tabel 21. Luas Bangunan Pabrik .......................................................................... 35

Tabel 22. Kebutuhan Air untuk Pendingin ........................................................... 54

Tabel 23. Kebutuhan Air Sanitasi ......................................................................... 57

Tabel 24. Kebutuhan Steam .................................................................................. 58

Tabel 25. Total Kebutuhan Air. ............................................................................ 59

Tabel 26. Kualitatif Pengelolaan limbah............................................................... 67

Tabel 27. Jadwal Hari dan Jam Kerja Karyawan Shift.......................................... 82

Tabel 28. Perincian Jumlah Karyawan.................................................................. 83


Daftar Tabel

Duhita Chandra Wulan A. D 500 030 007 xi

Tabel 29. Data Cost Index Chemical Plant ........................................................... 87

Tabel 30. Fixed Capital Investment ...................................................................... 91

Tabel 31. Working Capital .................................................................................... 92

Tabel 32. Manufacturing Cost .............................................................................. 92

Tabel 33. General Expenses .................................................................................. 93

Tabel 34. Fixed Cost ............................................................................................. 95

Tabel 35. Variable Cost ........................................................................................ 95

Tabel 36. Regulated Cost ...................................................................................... 96


Daftar Gambar

Duhita Chandra Wulan A. D 500 030 007 xii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1. Grafik Hubungan Tahun dengan Kebutuhan Ammonium Sulfate ......3

Gambar 2. Grafik Hubungan antara Waktu Tinggal dengan ln (1 – X) .............19

Gambar 3. Diagram Alir Proses .........................................................................19

Gambar 4. Diagram Alir Proses Kualitatif.........................................................24

Gambar 5. Diagram Alir Proses Kuantitatif .......................................................25

Gambar 6. Diagram Alir Massa .........................................................................26

Gambar 7. Diagram Alir Panas ..........................................................................29

Gambar 8. Tata Letak Pabrik .............................................................................36

Gambar 9. Tata Peralatan Proses .......................................................................38

Gambar 10. Unit Pengolahan Air Sungai Kualitatif ..........................................71

Gambar 11. Unit Pengolahan Air Sungai Kuantitatif ........................................72

Gambar 12. Struktur Organisasi .........................................................................85

Gambar 13. Hubungan Tahun dengan Cost index .............................................88

Gambar 14. Grafik Analisis Ekonomi................................................................98

Gambar 15. Grafik Posisi Kas Tahunan .............................................................99


Daftar Gambar

Duhita Chandra Wulan A. D 500 030 007 xiii

Daftar Lambang

∆ = Delta rpm = Rotasi per menit

μ = Viskositas L = Liter

= Rapat massa A = Faktor tumbukan

Π = phi = 3,14 NHV = Normal Heating Value

= Lamda Rd = Tahanan panas total

= Teta Cp = Kapasitas panas

Sg = spesific grafity T = Suhu

∆Hf o= Panas Pembentukan t = Waktu tinggal

∆Gf o= Energi Gibs η = Efisiensi

R = Tetapan gas umum

K = Konstanta kesetimbangan

E = Energi aktivasi

BM = Berat MolekuloC = Derajat Celcius

K = Derajat KelvinoF = Derajat Fahrenhet

atm = Atmosfer

ID = Diameter dalam

OD = Diameter luar

L = Panjang

m = Meter

in = Inchi

hp = Horse Power

Q = Panas

KW = Kilo watt

Kg = Kilo gram

k = Konstanta kecepatan reaksi

Uc = Koefisien transfer panas overal bersih

Ud = Koefisien transfer panas overal kotor

lambang

Documents

PRARANCANGAN PABRIK AMONIUM SULFAT DARI …eprints.ums.ac.id/16676/1/HALAMAN_DEPAN.pdf · Prarancangan Pabrik Amonium Sulfat dari Amoniak dan Asam Sulfat dengan Proses Netralisasi