PRARANCANGAN PABRIK ASAM NITRAT DARI NITROGEN, …digilib.unila.ac.id/31661/20/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · Tugas Khusus Perancangan ... Asam Nitrat merupakan salah satu produk

PRARANCANGAN PABRIK ASAM NITRAT

DARI NITROGEN, OKSIGEN, DAN AIR DENGAN

KAPASITAS PRODUKSI 55.000 TON/TAHUN

Perancangan Reaktor (R-301)

(Skripsi)

Oleh :

NUR FITRI WULANDARI

JURUSAN TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS LAMPUNG

BANDAR LAMPUNG

2018

ABSTRAK

PRARANCANGAN PABRIK ASAM NITRAT DARI NITROGEN,

OKSIGEN, DAN AIR DENGAN KAPASITAS PRODUKSI

55.000 TON/TAHUN

Tugas Khusus Perancangan Reaktor (R-301)

Oleh

NUR FITRI WULANDARI

Asam Nitrat merupakan salah satu produk industri kimia yang digunakan

sebagai bahan baku industri kimia, bahan baku peledak, nitrating agent, oxidizing

agent, pelarut, katalis dan hydrolizing agent. Asam Nitrat dapat diproduksi

melalui beberapa proses yaitu 1) Proses Oksidasi Ammonia, 2) Proses Retort, dan

3) Proses Electrical Arc. Dalam Pra-Rancangan Pabrik Asam Nitrat ini dipilih

proses Electrical Arc yang ditinjau dari segi ekonomi dan termodinamika lebih

menguntungkan dibandingkan dengan proses lainnya.

Kapasitas produksi pabrik direncanakan 55.000 ton/tahun dengan 330 hari

kerja dalam 1 tahun. Lokasi pabrik direncanakan didirikan di Kawasan Industri

Gresik, Kab. Gresik, Jawa Timur. Tenaga kerja yang dibutuhkan sebanyak 168

orang dengan bentuk badan usaha Perseroan Terbatas (PT) yang dipimpin oleh

seorang Direktur Utama yang dibantu oleh Direktur Produksi, Direktur Pemasaran

dan Keuangan, serta Direktur SDM dan Umum dengan struktur organisasi line

and staff. Penyediaan kebutuhan utilitas pabrik berupa sistem pengolahan dan

penyediaan air, cooling water, sistem penyediaan udara instrumen, dan sistem

pembangkit tenaga listrik.

Dari analisis ekonomi diperoleh:

Fixed Capital Investment (FCI) = Rp 442.854.394.558

Working Capital Investment (WCI) = Rp 78.150.775.510

Total Capital Investment (TCI) = Rp 521.005.170.068

Break Even Point (BEP) = 30,51%

Shut Down Point (SDP) = 12,25%

Pay Out Time before taxes (POT)b = 2,19 tahun

Pay Out Time after taxes (POT)a = 2,59 tahun

Return on Investment before taxes (ROI)b = 30,32%

Return on Investment after taxes (ROI)a = 24,26%

Discounted cash flow (DCF) = 24,73%

Mempertimbangkan rangkuman di atas, sudah selayaknya pendirian pabrik

Asam Nitrat ini dikaji lebih lanjut, karena merupakan pabrik yang menguntungkan

dan mempunyai prospek yang baik.

ABSTRACT

MANUFACTURING OF NITRIC ACID FROM NITROGEN, OXYGEN,

AND WATER WITH CAPACITY 55.000 TONS/YEAR

(Design of Reactor (R-301))

By

NUR FITRI WULANDARI

Nitric acid is one of the chemical industry products used as raw material

for chemical industry, explosive raw material, nitrating agent, oxidizing agent,

solvent, catalyst and hydrolizing agent. Nitric acid can be produced through

several processes: 1) Ammonia Oxidation Process, 2) Retort Process, and 3)

Electrical Arc Process. In the Pre-Design of Nitric Acid Plant is selected Electrical

Arc process in terms of economics and thermodynamics is more profitable

compared with other processes.

Plant’s production capacity is planned 55,000 tons/year with 330 working

days in a year. The location of the plant is planned to be established in Industrial

Estate Gresik, Kab. Gresik, East Java. Manpower needed as many as 168 people

with a business entity form Limited Liability Company (PT) which is headed by a

President Director who is assisted by Production Director, Marketing and Finance

Director, and Director of Human Resources and General with line and staff

organization structure. Provision of utility plant needs a treatment systems and

water supply, cooling water, instrument air supply systems, and power generation

systems.

From the economic analysis is obtained:

Fixed Capital Investment (FCI) = Rp 442.854.394.558

Working Capital Investment (WCI) = Rp 78.150.775.510

Total Capital Investment (TCI) = Rp 521.005.170.068

Break Even Point (BEP) = 30,51%

Shut Down Point (SDP) = 12,25%

Pay Out Time before taxes (POT)b = 2,19 tahun

Pay Out Time after taxes (POT)a = 2,59 tahun

Return on Investment before taxes (ROI)b = 30,32%

Return on Investment after taxes (ROI)a = 24,26%

Discounted cash flow (DCF) = 24,73%

Consider the summary above, it is proper establishment of the Nitric Acid

plant is studied further, because the plant is profitable and has good prospects.

PRARANCANGAN PABRIK ASAM NITRAT

DARI NITROGEN, OKSIGEN, DAN AIR DENGAN

KAPASITAS PRODUKSI 55.000 TON/TAHUN

Tugas Khusus Perancangan Reaktor (R-301)

Oleh

NUR FITRI WULANDARI

1215041032

(Skripsi)

Sebagai salah satu syarat untuk mencapai gelar

Sarjana Teknik

Pada

Jurusan Teknik Kimia

Fakultas Teknik Universitas Lampung

JURUSAN TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS LAMPUNG

BANDAR LAMPUNG

2018

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Palembang pada tanggal 30 Maret 1994,

sebagai putri kelima dari enam bersaudara dari pasangan

Bapak Indawan, S.Ikom dan Ibu Aan Mariana. Penulis

menyelesaikan pendidikan Sekolah Dasar Negeri 55

Palembang tahun 2006, Sekolah Menengah Pertama Negeri

50 Palembang pada tahun 2009, dan Sekolah Menengah Atas Negeri 18

Palembang pada tahun 2012.

Pada tahun 2012, penulis terdaftar sebagai mahasiswa Jurusan Teknik Kimia

Fakultas Teknik Universitas Lampung melalui Seleksi Nasional Masuk Perguruan

Tinggi Negeri Jalur Undangan (SNMPTN Undangan).

Pada tahun 2015, penulis melakukan Kerja Praktik di Departemen Operasi Pusri II

PT. Pupuk Sriwidjaja, Palembang-Sumatera Selatan. Selain itu, pada tahun 2016

penulis juga melakukan penelitian dengan judul “Uji Performansi Membran

Selulosa Asetat Termodifikasi Zeolit Alam Lampung Untuk Proses Dehidrasi

Ethanol Secara Pervaporasi”. Selama menjadi mahasiswa penulis pernah menjadi

asisten laboratorium Identifikasi dan Kuantifikasi Kimia. Penulis juga pernah

menjadi wakil ketua Himpunan Mahasiswa Teknik Kimia (HIMATEMIA)

Fakultas Teknik Universitas Lampung periode 2014-2015.

Motto

“Cukuplah Allah menjadi Penolong bagi kami dan Allah adalah sebaik-baik

Pelindung”

-QS. Ali Imran (3):173-

“Yakinlah ada sesuatu yang menantimu selepas banyak kesabaran yang kau

dijalani, hingga kau lupa betapa pedihnya rasa sakit”

-Ali bin Abi Thalib-

Persembahan

Sebuah Hasil Jerih Payahku…

Dengan segenap hati aku persembahkan tugas akhir ini kepada:

Allah SWT,

Atas rahmat-Nya semua ini aku dapatkan

Atas kekuatan dari-Nya aku dapat bertahan.

Mama dan Papa sebagai tanda baktiku, terima kasih atas segalanya,

doa, kasih sayang, pengorbanan, dan keikhlasannya.

Kakak dan adik ku atas segalanya, kasih sayang dan doa.

Dosen-dosenku sebagai tanda hormatku,

terima kasih atas ilmu yang telah diberikan.

Kepada Almamaterku tercinta,

semoga kelak berguna dikemudian hari.

Seorang motivator dan pemberi semangat saat pengerjaan skripsi ini

SANWACANA

Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT yang telah memberikan

rahmat, dan kekuatan sehingga skripsi ini dapat diselesaikan.

Skripsi dengan judul “Prarancangan Pabrik Asam Nitrat dari Nitrogen,

Oksigen, dan Air dengan Kapasitas 55.000 Ton/Tahun” adalah salah satu syarat

untuk memperoleh gelar sarjana di Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik

Universitas Lampung.

Penyusunan tugas akhir ini tidak lepas dari bantuan dan dukungan dari

beberapa pihak. Oleh karena itu penulis mengucapkan terimakasih kepada :

1. Bapak Prof. Suharno, selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas

Lampung.

2. Bapak Ir. Azhar, M.T, selaku ketua Jurusan Teknik Kimia, yang telah

memberikan banyak bantuan untuk kelancaran proses belajar di kampus.

3. Bapak Taharuddin, S.T., M.Sc., selaku dosen pembimbing I, atas semua

bimbingan, masukan, dukungan, kritik dan saran selama penyelesaian

tugas akhir.

4. Ibu Panca Nugrahini F., S.T., M.T., selaku dosen pembimbing II atas

semua bimbingan, masukan, dukungan, kritik dan saran dalam pengerjaan

tugas akhir.

xii

5. Ibu Dewi Agustina Iryani, S.T., M.T. selaku penguji seminar tugas akhir

dan juga juga sebagai pembimbing Penelitian yang telah memberikan

ilmu, motivasi, saran dan kritik kepada penulis.

6. Bapak Heri Rustamaji, S.T., M.Eng., selaku penguji seminar tugas akhir

yang telah memberikan saran dan kritik, dan selaku dosen atas semua ilmu

yang telah penulis dapatkan.

7. Bapak Edwin Azwar, S.T., PGD., MTA., PhD, selaku dosen Pembimbing

Akademik, Ibu Simparmin Br. Ginting, S.T., M.T., selaku penguji seminar

penelitian dan Bapak Muhammad Hanif, S.T., M.T., selaku pembimbing

Kerja Praktik serta seluruh dosen di Jurusan Teknik Kimia Universitas

Lampung yang telah memberikan banyak ilmunya kepada penulis.

8. Mama Aan Mariana dan Papa Indawan, S.Ikom, terimakasih untuk setiap

doa, kasih sayang, dukungan, cinta dan pengorbanan untuk penulis.

9. Kak Haris, S.E., Kak Koko, S.H., Mbak Ya, S.Sos., Ayuk Fani, S.Sos.,

dan adikku Dimas, serta oma momon, terimakasih untuk doa dan

dukungan kepada penulis.

10. Keluarga besar wak Wawa dan wak Toyib (alm), Minda dan teteh Yuli,

terimakasih untuk semua bantuan, doa dan kasih sayangnya.

11. Alfhareza Sandy, S.T., Mama Dra. Melli Deni Rohanti, dan Papa Demsi

S.E., terimakasih untuk semua doa, dukungan dan bantuan yang telah

diberikan kepada penulis.

12. Erfina Febrianti selaku partner Tugas Akhir, terimakasih untuk perjuangan

dan kerjasamanya.

xiii

13. Semua teman-teman angkatan 2012, Alip, Dita, Tari, Elliza, Senja, Amel,

Ria, Azel, Derti, Chandra, Fermay, Yolanda, Finka, Sakha, Fahmi, Bio,

Rio, Rico, Alex, Yusuf, Ival, Fakih, Tiwi, Yuli, Debby, Desfa, Verra,

Yassien, Suhendra, Devi, Sebastian, Ariyadi, Garnis, Reni, Jeni, Ulfa,

Ulfah, Lina, Siti, Elisa, Tami dan Zulfa, terimakasih untuk semua

kebersamaan, dukungan, saran dan kritik yang telah diberikan.

14. Semua pihak yang telah membantu dalam penyusunan tugas akhir ini.

Semoga kebaikan yang dilakukan dapat terbalas dan semoga skripsi ini

berguna bagi yang membutuhkan

Bandar Lampung, 04 Juni 2018

Penulis,

Nur Fitri Wulandari

DAFTAR ISI

Halaman

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

ABSTRAK ...................................................................................................... ii

ABSTRACT .................................................................................................... iii

HALAMAN PENGESAHAN ........................................................................ v

PERNYATAAN .............................................................................................. vii

RIWAYAT HIDUP ........................................................................................ viii

MOTTO DAN PERSEMBAHAN ................................................................. ix

SANWACANA ............................................................................................... xi

DAFTAR ISI .................................................................................................. xiv

DAFTAR TABEL .......................................................................................... xviii

DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... xxvi

1. PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang .................................................................................... 1

1.2. Kegunaan Produk ................................................................................ 2

1.3. Ketersediaan Bahan Baku ................................................................... 11

1.4. Analisa Pasar ....................................................................................... 11

1.5. Kapasitas Pabrik .................................................................................. 12

xv

II. DESKRIPSI PROSES

2.1. Jenis – Jenis Proses ............................................................................. 21

2.2. Pemilihan Proses ................................................................................. 33

2.3. Uraian Proses ....................................................................................... 72

2.4. Diagram Alir Proses ............................................................................ 75

III. SPESIFIKASI BAHAN BAKU

3.1. Spesifikasi Bahan Baku ..................................................................... 76

3.2. Spesifikasi Produk ............................................................................. 82

IV. NERACA MASSA DAN NERACA ENERGI

4.1. Neraca Massa .................................................................................... 85

4.2. NeracaEnergi ..................................................................................... 98

V. SPESIFIKASI ALAT

5.1. Spesifikasi Peralatan Proses .............................................................. 107

5.2. Spesifikasi Peralatan Utilitas ............................................................. 122

VI. UTILITAS DAN PENGOLAHAN LIMBAH

6.1. Unit Penyedia Air .............................................................................. 160

6.2. Unit Penyedia Steam .......................................................................... 175

6.3. Unit Pembangkit Tenaga Listrik ........................................................ 176

6.4. Unit Penyediaan Bahan Bakar ........................................................... 176

6.5. Unit Penyediaan Udara Instrument .................................................... 177

xvi

6.6. Unit Pengolahan Limbah ................................................................... 177

6.7. Laboratorium...................................................................................... 179

6.8. Instrumentasi dan Pengendalian Proses ............................................. 182

VII. TATA LETAK PABRIK

7.1. Lokasi Pabrik .................................................................................... 185

7.2. Tata Letak Pabrik ............................................................................... 190

7.3. Perkiraan Areal Lingkungan .............................................................. 193

VIII. SISTEM MANAJEMEN DAN ORGANISASI PERUSAHAAN

8.1. Project Master Schedule .................................................................... 196

8.2. Bentuk Perusahaan ............................................................................. 199

8.3. Struktur Organisasi Perusahaan ......................................................... 201

8.4. Tugas dan Wewenang ........................................................................ 206

8.5. Status Karyawan dan Sistem Penggajian ........................................... 216

8.6. Pembagian Jam Kerja Karyawan ....................................................... 217

8.7. Jumlah Tenaga Kerja ......................................................................... 220

8.8. Kesejahteraan Karyawan ................................................................... 225

8.9. Manajemen Produksi ......................................................................... 230

IX. INVESTASI DAN EVALUASI EKONOMI

9.1. Investasi ............................................................................................ 234

9.2. Evaluasi Ekonomi .............................................................................. 239

9.3. Angsuran Pinjaman ............................................................................ 241

9.4. Discounted Cash Flow ....................................................................... 241

xvii

9.5. Penentuan Tingkat Resiko Pabrik ...................................................... 243

X. SIMPULAN DAN SARAN

10.1. Simpulan ......................................................................................... 244

10.2. Saran ................................................................................................ 244

FLOWSHEET

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN A (Perhitungan Neraca Massa)

LAMPIRAN B (Perhitungan Neraca Energi)

LAMPIRAN C (Perhitungan Spesifikasi Peralatan Proses)

LAMPIRAN D (Perhitungan Utilitas)

LAMPIRAN E (Perhitungan Ekonomi)

LAMPIRAN F (Tugas Khusus Perancangan Reaktor (R-301)

DAFTAR TABEL

Tabel Halaman

Tabel 1.1. Harga Bahan Baku Asam Nitrat...................................................... 12

Tabel 1.2. Harga Produk Asam Nitrat .............................................................. 12

Tabel 1.3. Data Impor Asam Nitrat di Indonesia ............................................. 13

Tabel 1.4. Data Ekspor Asam Nitrat ................................................................ 15

Tabel 1.5. Konsumsi Asam Nitrat Pada Beberapa Industri ............................. 17

Tabel 1.6. Data Produksi Asam Nitrat di Indonesia......................................... 17

Tabel 1.7. Data Produksi Asam Nitrat di Dunia .............................................. 18

Tabel 2.1. HargaBahan Baku dan Produk Pada Proses Oksidasi Ammonia .... 34

Tabel 2.2. Total Pengeluaran Pada Proses oksidasi Ammonia ........................ 37

Tabel 2.3. Total Pemasukan Pada Proses Oksidasi Ammonia ......................... 37

Tabel 2.4. HargaBahan Baku dan Produk Pada Proses Retort ......................... 38

Tabel 2.5. Total Pengeluaran Pada Proses Retort ............................................ 40

Tabel 2.6. Total Pemasukan Pada Proses Retort .............................................. 41

Tabel 2.7. Harga Bahan Baku dan Produk Pada Proses Electrical Arc ........... 42

Tabel 2.8. Total Pengeluaran Pada Proses Electrical Arc ................................ 45

Tabel 2.9. Total Pemasukan Pada Proses Electrical Arc ................................. 45

xix

Tabel 2.10. Nilai ΔHof Komponen Reaksi 1 Pada Proses Oksidasi Ammonia

....................................................................................................... 46

Tabel 2.11. Nilai Konstanta Kapasitas Panas Komponen Reaksi 1 Pada

Proses Oksidasi Ammonia .......................................................... 47


....................................................................................................... 48

Tabel 2.13. Nilai Konstanta Kapasitas Panas Komponen Reaksi 2 Proses

Oksidasi Ammonia ..................................................................... 48


....................................................................................................... 49


Proses Oksidasi Ammonia .......................................................... 49

Tabel 2.16. Nilai ΔHof Komponen Pada Proses Retort .................................... 51

Tabel 2.17. Nilai Konstanta Kapasitas Panas Komponen Pada Proses Retort

....................................................................................................... 52

Tabel 2.18. Nilai ΔHof Komponen Reaksi 1 Pada Proses Electrical Arc ......... 53


Proses Electrical Arc ..................................................................... 54



Proses Electrical Arc .................................................................. 55



Proses Electrical Arc .................................................................. 56

xx

Tabel 2.24. Nilai ΔGof Komponen Reaksi 1 Pada Proses Oksidasi Ammonia

....................................................................................................... 59


....................................................................................................... 60


....................................................................................................... 61

Tabel 2.27. Nilai ΔGof Komponen Pada Proses Retort .................................... 64

Tabel 2.28. Nilai ΔGof Komponen Reaksi 1 Pada Proses Electrical Arc ......... 66



Tabel 2.31. Perbandingan Pemilihan Proses .................................................... 71

Tabel 4.1. Neraca Massa Compressor (CP-101) .............................................. 85

Tabel 4.2. Neraca Massa Electrostatic Precipitator (ESP-101) ...................... 86

Tabel 4.3. Neraca Massa Adsorber CO2 (AD-101).......................................... 87

Tabel 4.4. Neraca Massa Adsorber H2O (AD-102) ......................................... 88


Tabel 4.6. Neraca Massa Membrane Hollow Fiber (MM-201) ....................... 89

Tabel 4.7. Neraca Massa Mixing Point (MP-201) ........................................... 90


Tabel 4.9. Neraca Massa Reactor (R-201) ....................................................... 92

Tabel 4.10. Neraca Massa Waste Heat Boiler (WHB-201) ............................. 92

Tabel 4.11. Neraca Massa Waste Heat Boiler (WHB-202) ............................. 93

Tabel 4.12. Neraca Massa Reactor (R-202) ..................................................... 94

Tabel 4.13. Neraca Massa Reactor (R-301) ..................................................... 95

xxi

Tabel 4.14. Neraca Massa Expander Valve (EV-301) ..................................... 96

Tabel 4.15. Neraca Massa Expander Valve (EV-302) ..................................... 96

Tabel 4.16. Neraca Massa Process Pump (PP-301) ......................................... 97

Tabel 4.17. Neraca Energi Compressor (CP-101) ........................................... 98

Tabel 4.18. Neraca Energi Electrostatic Precipitator (ESP-101) .................... 99

Tabel 4.19. Neraca Energi Adsorber CO2 (AD-101) ....................................... 99

Tabel 4.20. Neraca Energi Adsorber H2O (AD-102) ....................................... 100

Tabel 4.21. Neraca Energi Compressor (CP-102) stage ke-1 .......................... 100

Tabel 4.22. Neraca Energi Compressor (CP-102) stage ke-2 .......................... 100

Tabel 4.23. Neraca Energi Membrane Hollow Fiber (MM-201)..................... 101

Tabel 4.24. Neraca Energi Mixing Point (MP-201) ......................................... 101

Tabel 4.25. Neraca Energi Compressor (CP-201) ........................................... 101

Tabel 4.26. Neraca Energi Electrical Heater (R-201) ..................................... 102

Tabel 4.27. Neraca Energi Plasma Reactor (R-201) ....................................... 102

Tabel 4.28. Neraca Energi Waste Heat Boiler (WHB-201) ............................. 103

Tabel 4.29. Neraca Energi Waste Heat Boiler (WHB-202) ............................. 103

Tabel 4.30. Neraca Energi Reactor (R-202) .................................................... 104

Tabel 4.31. Neraca Energi Reactor (R-301) .................................................... 104

Tabel 4.32. Neraca Energi Expander Valve (EV-301) ..................................... 105

Tabel 4.33. Neraca Energi Expander Valve (EV-302) ..................................... 105

Tabel 4.34. Neraca Energi Process Pump (PP-301) ........................................ 106

Tabel 5.1. Spesifikasi Compressor (CP-101) ................................................... 107

Tabel 5.2. Spesifikasi Electrostatic Precipitator (ESP-101) ........................... 108

Tabel 5.3. Spesifikasi Adsorber CO2 (AD-101) .............................................. 109

xxii

Tabel 5.4. Spesifikasi Adsorber H2O (AD-102) .............................................. 109


Tabel 5.6. Spesifikasi Membrane Hollow Fiber (MM-201) ............................ 111


Tabel 5.8. Spesifikasi Reactor (R-201) ............................................................ 112

Tabel 5.9. Spesifikasi Waste Heat Boiler (WHB-201) .................................... 115

Tabel 5.10. Spesifikasi Waste Heat Boiler (WHB-202) .................................. 115

Tabel 5.11. Spesifikasi Reactor (R-202) .......................................................... 116

Tabel 5.12. Spesifikasi Reactor (R-301) .......................................................... 117

Tabel 5.13. Spesifikasi Expander Valve (EV-301) .......................................... 119

Tabel 5.14. Spesifikasi Expander Valve (EV-302) .......................................... 120

Tabel 5.15. Spesifikasi Pompa Proses (PP-301) .............................................. 120

Tabel 5.16. Spesifikasi Tangki Asam Nitrat (ST-301) .................................... 121

Tabel 5.17. Spesifikasi Bak Sedimentasi (BS-401) ......................................... 122

Tabel 5.18. Spesifikasi Tangki Alum (ST-401) ............................................... 123

Tabel 5.19. Spesifikasi Tangki Kaporit (ST-402) ............................................ 123

Tabel 5.20. Spesifikasi Tangki NaOH (ST-403) .............................................. 124

Tabel 5.21. Spesifikasi Clarifier (CL-401) ...................................................... 125

Tabel 5.22. Spesifikasi Sand Filter (SF-401) .................................................. 126

Tabel 5.23. Spesifikasi Tangki Air Filter (ST-404) ......................................... 127

Tabel 5.24. Spesifikasi Hot Basin (HB-401) ................................................... 127

Tabel 5.25. Spesifikasi Tangki H2SO4 (ST-405) ............................................. 128

Tabel 5.26. Spesifikasi Tangki Dispersant (ST-406)....................................... 129

Tabel 5.27. Spesifikasi Tangki Inhibitor (ST-407) .......................................... 130

xxiii

Tabel 5.28. Spesifikasi Cooling Tower (CT-401) ............................................ 131

Tabel 5.29. Spesifikasi Cold Basin (CB-401) .................................................. 132

Tabel 5.30. Spesifikasi Cation Exchanger (CE-401) ....................................... 132

Tabel 5.31. Spesifikasi Anion Exchanger (AE-401) ........................................ 133

Tabel 5.32. Spesifikasi Tangki Air Proses (ST-408) ....................................... 134

Tabel 5.33. Spesifikasi Tangki Air Kondensat (ST-409) ................................. 135

Tabel 5.34. Spesifikasi Tangki Hidrazin (ST-410) .......................................... 136

Tabel 5.35. Spesifikasi Deaerator (DA-401) ................................................... 137

Tabel 5.36. Spesifikasi Pompa Utilitas (PU-401) ............................................ 138
















xxiv









Tabel 5.60. Spesifikasi Air Compressor (CP-401) .......................................... 158

Tabel 5.61. Spesifikasi Tangki Penyimpanan LNG (ST-501) ......................... 159

Tabel 6.1. Kebutuhan Air Umum ..................................................................... 161

Tabel 6.2. Kebutuhan Air untuk Pembangkit Steam ........................................ 162

Tabel 6.3. Kebutuhan Air Pendingin................................................................ 164

Tabel 6.4. Kebutuhan Air Proses ..................................................................... 167

Tabel 6.5. Kebutuhan Air Hidrant/Pemadam Kebakaran ................................ 167

Tabel 6.6. Kebutuhan Air Total ....................................................................... 168

Tabel 6.7. Tingkatan Kebutuhan Informasi dan Sistem Pengendalian ............ 183

Tabel 6.8. Pengendalian Variabel Utama Proses ............................................. 184

Tabel 7.1. Perincian Luas Area Pabrik Asam Nitrat ........................................ 193

Tabel 8.1. Project Master Schedule of Nitric Acid Plant ................................. 198

Tabel 8.2. Jadwal Kerja Regu Shift .................................................................. 219

Tabel 8.3. Jumlah Operator Berdasarkan Jenis Alat ........................................ 221

Tabel 8.4. Penggolongan Tenaga Kerja ........................................................... 222

Tabel 9.1. Fixed Capital Investement .............................................................. 235

xxv

Tabel 9.2. Manufacturing Cost ........................................................................ 237

Tabel 9.3. General Expenses ............................................................................ 238

Tabel 9.4. Hasil Uji Kelayakan Ekonomi ........................................................ 242

DAFTAR GAMBAR

Gambar Halaman

Gambar 1.1. Grafik Kebutuhan Asam Nitrat (Impor) di Indonesia .............................. 13

Gambar 1.2. Grafik Kebutuhan Asam Nitrat (Ekspor) di Indonesia.............................. 15

Gambar 2.1. Diagram Alir Proses Oksidasi Ammonia ................................................. 26

Gambar 2.2. Diagram Alir Proses Retort (Chile Saltpeter or Nitrate) .......................... 29

Gambar 2.3. Diagram Alir Proses Electrical Arc .......................................................... 33

Gambar 2.4. Diagram Alir Proses Pembuatan Asam Nitrat........................................... 75

Gambar 6.1. Diagram Cooling Water Systems .............................................................. 167

Gambar 7.1 Peta Lokasi Pabrik ...................................................................................... 185

Gambar 7.2. Peta Kabupaten Gresik .............................................................................. 186

Gambar 7.3. Tata Letak Pabrik dan Fasilitas Pendukung .............................................. 194

Gambar 7.4. Tata Letak Alat Proses .............................................................................. 195

Gambar 8.1. Struktur Organisasi Perusahaan ................................................................ 204

Gambar 9.1. Kurva Break Event Point dan Shut Down Point ....................................... 241

Gambar 9.2. Kurva Cummulative Cash Flow Metode DCF .......................................... 242

I. PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Perkembangan industri di Indonesia saat ini mengalami peningkatan di segala

bidang, terutama industri yang bersifat padat modal dan teknologi. Sehingga

Indonesia diharapkan mampu bersaing dengan negara-negara maju lainnya.

Peningkatan yang pesat baik secara kualitatif maupun kuantitatif juga terjadi

dalam industri kimia seperti kebutuhan terhadap bahan kimia. Misalnya salah

satu bahan kimia yang sangat dibutuhkan di industri kimia adalah Asam

Nitrat.

Asam Nitrat merupakan cairan yang tidak berwarna pada temperatur kamar

dan tekanan atmosferis. Asam Nitrat yang merupakan asam kuat mempunyai

rumus kimia HNO3. Asam Nitrat dapat digunakan sebagai sebagai nitrating

agent, oxidizing agent, pelarut, katalis dan hydrolizing agent.

Pada tahap perkembangannya Asam Nitrat digunakan terutama (60%) sebagai

bahan baku dalam pembuatan amonium nitrat yang selanjutnya digunakan

untuk pembuatan Kalsium Nitrat, Kalsium Ammonium Nitrat, Urea, larutan

Amonium Nitrat, dan Ammonium Sulfat Nitrat. Asam Nitrat dengan kadar

kurang lebih 60% (berat) cukup untuk memenuhi kebutuhan ini. Sektor

pertanian merupakan sektor terbesar yang mengkonsumsi Asam Nitrat dengan

kadar tersebut. Di samping itu, Asam Nitrat diperlukan pula untuk pembuatan

2

Prarancangan Pabrik Asam Nitrat dari Nitrogen, Oksigen, dan Air dengan Kapasitas Produksi 55.000 Ton/Tahun

Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Lampung

Amonium Nitrat sebagai komponen bahan peledak yaitu dengan mereaksikan

Asam Nitrat dengan Amonia.

Selanjutnya, Asam Nitrat (20%) juga digunakan untuk membuat pupuk

campuran dengan fosfat, sebagai pelarut dalam industri electroplating, dan

digunakan secara meluas sebagai reaktan yang cukup penting dalam

laboratorium kimia sebagai pembuatan Nitro Benzena, dan Dinitro Toluena.

Berdasarkan hal tersebut, dilihat dari fungsinya yang beragam, maka dapat

disimpulkan bahwa kebutuhan Asam Nitrat akan semakin meningkat dari

tahun ke tahun, sehingga pendirian pabrik Asam Nitrat merupakan alternatif

yang baik. Selain untuk memenuhi kebutuhan pasar dalam negeri, pendirian

pabrik Asam Nitrat juga diharapkan dapat mengurangi ketergantungan

terhadap impor sekaligus membuka peluang ekspor dunia yang lebih besar,

serta dapat membuka lapangan kerja baru.

1.2. Kegunaan produk

Asam Nitrat atau Nitric Aacid atau Aqua Fortis, dengan rumus kimia HNO3

adalah asam kuat yang sangat korosif. Penggunaan Asam Nitrat adalah

sebagai berikut :

1. Industri Pupuk : Penggunaan industri utama Asam Nitrat adalah untuk

produksi pupuk. Asam Nitrat dinetralisasi dengan amonia untuk

menghasilkan Amonium Nitrat. Selanjutnya, Ammonium Nitrat digunakan

sebagai bahan baku pembuatan pupuk nitrogen, karena Ammonium Nitrat

mengandung nitrogen sebanyak ± 35%. Penggabungan pupuk Ammonium

Nitrat dan Nitrogen dalam bentuk yang keduanya dapat diserap oleh

3



tanaman yaitu amonia dan ion nitrat. Pupuk yang hanya mengandung

Nitrogen Amonia sering tidak efektif, seperti kebanyakan tanaman

cenderung menyerap nitrogen dalam bentuk nitrat dan ion Amonium

harus diubah terlebih dahulu menjadi Nitrat oleh mikroba sebelum

terbentuknya Nitrogen. Perubahan ini berlangsung dengan lambat dalam

temperatur yang dingin. Aplikasi ini mengkonsumsi 74-78% dari 25 juta

ton diproduksi setiap tahunnya (1987). Produksi Amonium Nitrat

merupakan proses endotermik yang dihasilkan dari reaksi gas amonia

dengan Asam Nitrat untuk membentuk larutan Amonium Nitrat pekat.

Amonium Nitrat yang merupakan sumber nitrogen (N) untuk pupuk NPK

ketika dikombinasikan dengan fosfor (P) dan kalium (K). Hal ini dapat

diperkaya dengan sulfat untuk menghasilkan pupuk dengan rasio yang

baik antara N dan sulfur untuk tanaman. Amonium Nitrat kadang-kadang

ditingkatkan dengan kapur untuk menghasilkan Kalsium Amonium Nitrat

(CAN), yang menyediakan Kalsium dan Magnesium tambahan untuk

tanaman dan mengurangi kebutuhan kapur untuk mengimbangi

pengasaman tanah.

2. Industri Polimer Polyurethanes : Asam Nitrat digunakan secara luas dalam

industri untuk nitrat alifatik dan senyawa aromatik. dalam banyak kasus

nitrasi memerlukan penggunaan Asam Sulfat sebagai zat dehidrasi atau

katalis; besarnya nitrasi dicapai tergantung pada konsentrasi Asam Nitrat

dan Asam Sulfat yang digunakan. Dalam pabrik Dinitrotoluene dan

Nitrobenzene, Asam Nitrat digunakan sebanyak 3-4%. Dinitrotoluene

merupakan hidrogenasi untuk Toluene Diamine, yang akan digunakan

4



untuk pembuatan toluenediisocyanate (TDI) sedangkan Nitrobenzene

merupakan hidrogenasi untuk membuat anilin, yang nantinya akan

digunakan sebagai bahan baku untuk pembuatan methylene diphenyl

diisocyanate (MDI). Dimana TDI digunakan untuk membuat busa

poliurethane yang fleksibel, elastomer, dan pelapisan logam. Sedangkan

MDI digunakan untuk busa yang kaku. Kegunaan lain dari Asam Nitrat

adalah dalam produki bahan peledak, logam nitrat, Nitrosellulosa,

Nitrochlorobenzene, pengolahan logam yaitu pengawetan baja stainless

dan logam, propelan roket, dan proses bahan bakar nuklir.

3. Industri Peledak : Trinitrotoluena adalah bahan peledak. Berbagai isomer

dari Mononitrotoluena yang digunakan untuk membuat pencerah optik,

herbisida, dan insektisida. Seperti umumnya dikaitkan dengan kehadiran

ion nitronium, NO2+

yang mana konsentrasinya meningkat dengan

kekuatan asam.

HNO3 + H+

NO2+ + H2O

ArH + NO2+

ArNO2+ + H

+

Banyak produk nitrasi adalah peledak, termasuk DNT, TNT, dan

nitrogliserin. Setidaknya beberapa mononitroaromatics juga dapat

meledak di bawah kondisi tertentu. Karena pemanasan tinggi dari nitrasi,

reaksi berjalan diikuti oleh ledakan parah yang telah terjadi di industri

nitrators batch. Untuk meminimalkan potensi bahaya, komposisi asam

mula-mula dan kondisi reaksi lebih terkontrol daripada sebelumnya.

Tujuannya adalah untuk mengoperasikan sebagian besar HNO3 bereaksi

dalam reaktor, dan menghasilkan asam yang digunakan dalam campuran

5



utama dari H2SO4 dan air. Dalam beberapa proses, 99% atau lebih dari

umpan HNO3 bereaksi. Dispersi atau campuran dari asam tersebut dan

produk nitrasi relatif aman untuk ditangani.

Proses DNT telah dikembangkan oleh Meissner, Teknik Chematur, dan

Biazzi. Dalam semua proses, satu reaktor atau serangkaian reaktor

digunakan untuk produksi MNT dan satu lagi untuk produksi DNT. Dalam

setiap proses, H2SO4 dan HNO3 dengan konsentrasi tinggi digunakan

untuk mempersiapkan asam campuran untuk nitrasi MNT, untuk

menghasilkan DNTS. Setelah tahap dinitrasi kandungan utama campuran

asam ini adalah H2SO4 dan air. Campuran ini dicampur dengan HNO3

pekat, dan asam campuran yang dihasilkan digunakan untuk nitrasi toluene

untuk menghasilkan MNTs. Campuran asam yang digunakan setelah

langkah mononitration umumnya mengandung 70-72% H2SO4, 0,1-0,5%

HNO3, dan NOx: sejumlah kecil organik terlarut, termasuk MNTs dan

DNTS dan sisanya air. Proses aliran juga tersedia untuk produksi nitrat

selulosa. Selulosa C6H10O5 yang terdiri dari tiga gugus hidroksil,

semuanya dapat dinitrasi. Jumlah kelompok yang dinitrasi atau

diesterifikasi menentukan apakah produk yang digunakan sebagai plastik,

seperti pernis, atau sebagai bubuk mesiu. Kondisi operasi yang dipilih

dapat mengurangi berat molekul selulosa hanya untuk batas tertentu

selama nitrasi. Ketika Linter selulosa (atau serat) dikontakan dengan

campuran asam yang pekat, terjadi difusi asam ke dalam serat dan air

keluar dari serat. Konsentrasi NO2+ yang diharapkan bervariasi sebagai

fungsi dari waktu tinggal dan posisi radial dalam bahan berserat.

6



4. Alkohol dan gliserol yang dinitrasi dengan esterifikasi dalam campuran

Asam Nitrat pekat dan Asam Sulfat. Reaksi ini penting dalam produksi

Nitrogliserin dari Gliserol dan Nitroselulosa dari Selulosa.

ROH + HONO2 RONO2

+ + H2O

5. Industri Nilon : Asam Nitrat encer dapat digunakan untuk mengoksidasi

hidrokarbon alifatik yang kemudian dimanfaatkan sebagai prekursor nilon.

Misalnya, penggunaan yang signifikan untuk Asam Nitrat adalah oksidasi

sikloheksanol dan sikloheksanon untuk menghasilkan asam adipat.

Sikloheksanon merupakan bahan utama untuk pembuatan asam adipat

yang direaksikan dengan heksametilen diamin. Sebagian besar asam adipat

digunakan untuk produksi nilon. Asam Nitrat dari reaksi oksidasi

sikloheksanol dan siloheksanon ini digunakan 8-9%.

3C6H11OH + 3C6H10O + 14HNO3 6HOOC(CH2)4COOH +

14NO + 10H2O

6. Industri Aromatik : Asam Nitrat digunakan untuk zat penitrasi, untuk

menghasilkan C-, O-, dan N- nitrasi, O- nitrasi, yang dihasilkan dalam

ester. N- nitrasi dihasilkan dalam nitramin.

C-H + HNO3 C-NO2

+ H2O

C-OH + HNO3 C-O-NO2

+ H2O

N-H + HNO3 N-NO2

+ H2O

Dalan reaksi tersebut, kelompok nitro digantikan oleh atom hidrogen, dan

air dihasilkan sebagai produk. Kelompok nitro bisa juga digantikan oleh

atom yang lain. Dalam reaksi Victor Meyer yang menggunakan nitrit

silver, kelompok nitro digantikan oleh atom halida seperti I dan Br. Dalam

7



modifikasi metode ini, natrium nitrat dilarutkan dalam dimetil formamida

atau pelarut lainnya yang cocok digunakan sebagai pengganti nitrit silver.

Senyawa nitro juga bisa menghasilkan reaksi tambahan yaitu reaksi dari

Asam Nitrat atau dioksida nitrogen dengan senyawa unsaturated seperti

olefin dan asetilen. Mekanisme dari nitrasi bergantung pada reaktan dan

kondisi operasi.

7. Asam Nitrat diperlukan dalam reaksi nitrasi ionik: Campuran asam

mengandung Asam Nitrat dan asam kuat seperti Asam Sulfat, Asam

Peklorat, Asam Selenik, Asam Hidrofluorik, Boron Ttrifluoride, atau

pertukaran ion resin yang mengandung kelompok Asam Sulfonic, yang

bisa digunakan sebagai umpan nitrat untuk nitrasi ionik. Asam kuat ini

merupakan katalis yang dihasilkan pada pembentukan ion nitronium,

NO2+. Sebagian besar nitrasi ionik terjadi pada suhu 0-120˚C. Untuk

nitrasi yang sebagian besar aromatik, ada 2 fasa cair yaitu : organik dan

asam. Tekanan yang cukup biasanya sedikit diatas atmosfir yang

disediakan untuk menjaga fasa cair. Luas interface yang besar diantara

kedua fasa diperlukan untuk mempercepat pengiriman dari reaktan ke

interface dan dari produk ke interface. Sisi dari reaksi utama sering

mendekati interface. Untuk mempersiapkan luas interface yang besar,

pengaduk mekanik sering digunakan. Mekanisme NO2+ telah diterima

sejak tahun 1950 untuk nitrasi dari sebagian besar hidrokarbon aromatik,

gliserol, glikol, dan banyak sekali hidrokarbon lainnya yang dicampurkan

dengan asam atau menggunakan Asam Nitrat dengan konsentrasi tinggi.

8



Mekanisme yang telah didiskusikan secara rinci dan analisis. NO2+

menyerang senyawa aromatik (ArH) sebagai berikut :

ArH + NO2+

Ar H +

ArNO2 + H

+

HNO2

Untuk Alkohol, glikol, gliserol, atau Amina, reaksi yang diberikan adalah

sebagai berikut :

ROH + NO2+

``RO H +

RONO2 + H

+

NO2

RNHR’ + NO2+

RNH R’ +

RN(NO2)R’ + H+

NO2

Ketika asam sulfat berada dalam campuran asam, reaksi ionisasi terjadi.

Reaksi ionik ini berlangsung cepat, dan konsentrasi keseimbangan dari

NO2+ seperti berada dalam setiap waktu pada fasa asam. Konsentrasi NO2

+

terutama bergantung pada komposisi dari campuran asam tetapi menurun

sampai batas tertentu dengan naiknya suhu.

H2SO4 + HNO3 NO2

+ + H2SO4

- + H2O

H2SO4 + H2O HSO4- + H3O

+

2HNO3 NO2+

+ NO3- + H2O

9



HNO3 + H2O NO3+

+ H3O+

Campuran HNO3, H2SO4, dan SO3 juga menghasilkan NO2+ konsentrasi

tinggi dan toluena dapat segera dinitrasi pada -40 sampai -10˚C sebagai

hasilnya. Pada temperatur yang rendah, pembentukan meta isomer dari

mononitrotoluene (MNT) sangat berkurang. Penurunan itu sangat

diinginkan dalam produksi kedua Dinitrotoluene (DNTS) yang digunakan

untuk memproduksi produk intermediet pada produksi poliuretan dan

trinitrotoluena (TNT) yang sangat mudah meledak. m-MNT menghasilkan

produksi DNT yang tidak diinginkan dan isomer TNT.

Asam nitrit atau garam nitrat dapat digunakan untuk mengkatalisis nitrasi

yang mudah menitrasi hidrokarbon aromatik, misalnya fenol atau fenolik

eter. Telah disarankan agar ion nitrosonium (NO+) menyerang aromatik,

yang menghasilkan pembentukan awal senyawa nitrosoaromatik. Oksidasi

dari nitrosoaromatik kemudian terjadi sebagai berikut :

ArNO + HNO3 ArNO2

+ HNO2

Ion Nitrosonium diproduksi dari asam nitrit dan Asam Nitrat. Reaksi yang

terjaid adalah sebagai berikut :

HNO2 + HNO3 NO

+ + NO3

- + H2O

Beberapa peneliti, meyakini bahwa NO2+ merupakan zat penitrasi untuk

aromatik nitrat yang mudah. Banyak sekali produk yang telah terdeteksi

selama nitrasi aromatik. Dua jenis oksidasi yang melibatkan HNO3 terjadi

selama nitrasi toluene yaitu: 1. oksidasi metil dan (2) oksidasi cincin atau

dekomposisi menghasilkan gas produk samping. Dekomposisi cincin

10



terjadi terutama pada fase asam dan metode utama dari oksidasi selama

pembuatan TNTs. Namun, banyak oksidasi juga terjadi pada fase

hidrokarbon karena kelarutan HNO3 dalam nitroaromatik. Kelarutan

HNO3 secara umum meningkat sebagai jumlah DNTS dan terutama TNTs

meningkat dalam fase organik, dan juga konsentrasi HNO3 meningkat

dalam fase asam.

8. Industri Rocket Propelan : Asam Nitrat telah digunakan dalam berbagai

bentuk sebagai oksidator dalam roket berbahan bakar cair. IRFNA

(penghambat asap merah Asam Nitrat) adalah salah satu komponen bahan

bakar cair untuk rudal BOMARC.

9. Reagen Analitis : Dalam analisis unsur dengan ICP-MS, ICP-AES, GFAA,

dan Flame AA, Asam Nitrat encer (0,5-5,0%) digunakan sebagai senyawa

matriks untuk menentukan keberadaan logam dalam larutan. Hal ini juga

biasanya digunakan dalam proses pencernaan sampel keruh air, sampel

lumpur, sampel padat serta jenis lain dari sampel unik yang membutuhkan

analisis unsur via ICP-MS, ICP-OES, ICP-AES, GFAA dan nyala atom

spektroskopi serapan . Dalam elektrokimia, Asam Nitrat digunakan

sebagai agen doping kimia untuk semikonduktor organik, dan dalam

proses pemurnian untuk nanotube karbon mentah.

10. Asam Nitrat digunakan sebagai Woodworking

Dalam konsentrasi rendah (sekitar 10%), Asam Nitrat sering digunakan

untuk artifisial pinus dan maple. Warna yang dihasilkan adalah abu-abu

emas seperti lilin yang sangat tua atau minyak kayu (wood finishing).

11



11. Asam Nitrat digunakan sebagai ETSA dan pembersihan zat

Efek korosif dari Asam Nitrat dieksploitasi untuk sejumlah aplikasi

khusus, seperti pengawetan stainless steel. Campuran aquoeus tersedia

secara komersial dari 5-30% Asam Nitrat dan Asam Fosfat 15-40% yang

biasanya digunakan untuk membersihkan peralatan makanan dan susu

terutama untuk menghilangkan endapan senyawa kalsium dan magnesium

(baik disimpan dari aliran proses atau akibat dari penggunaan air keras

selama produksi dan pembersihan). Kandungan Asam Fosfat membantu

untuk passivate paduan besi terhadap korosi oleh asam encer nitrat.

12. Asam Nitrat juga digunakan di bagian metalurgi dan pengilangan karena

dapat bereaksi dengan metal. Ketika dicampurkan dengan Asam Klorida,

maka campuran ini akan membentuk aqua regia, satu dari sedikit reagen

yang dapat melarutkan emas dan platinum.

1.3. Ketersediaan Bahan Baku

Bahan baku Asam Nitrat adalah Nitrogen dan Oksigen. Bahan baku Asam

Nitrat didapat dari udara. Dengan demikian, ketersediaan bahan baku tidak

menjadi masalah karena cukup tersedia dan mudah diperoleh.

1.4. Analisa Pasar

Penilaian analisa pasar dari pabrik Asam Nitrat meliputi :

a. Harga Bahan Baku

Harga bahan baku untuk proses pembuatan Asam Nitrat terdapat pada

Tabel 1.1.

https://id.wikipedia.org/wiki/Metalurgi

https://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Pengilangan&action=edit&redlink=1

https://id.wikipedia.org/wiki/Metal

https://id.wikipedia.org/wiki/Asam_klorida

https://id.wikipedia.org/wiki/Aqua_regia

https://id.wikipedia.org/wiki/Emas

https://id.wikipedia.org/wiki/Platinum

12



Tabel 1.1. Harga Bahan Baku Asam Nitrat

Bahan Baku Harga (Rp/kg) BM (kg/kgmol)

Nitrogen 0 28,0134

Oksigen 0 31,9988

b. Harga Produk

Harga produk Asam Nitrat terdapat pada Tabel 1.2.

Tabel 1.2. Harga Produk Asam Nitrat

Bahan Baku Harga (Rp/kg) BM (kg/kgmol)

Asam Nitrat 18.851 63,013

(Sumber :www.icis.com, 2018)

1.5. Kapasitas Pabrik

Kapasitas produksi suatu pabrik ditentukan berdasarkan data impor, data

ekspor, kebutuhan konsumsi produk dalam negeri, serta data produksi yang

telah ada, sebagaimana dapat dilihat dari berbagai sumber.

1. Data Impor

Industri-industri Nilon, Bahan Peledak, Aromatik maupun Polimer

menggunakan Asam Nitrat sebagai bahan baku. Berikut ini data impor Asam

Nitrat di Indonesia pada beberapa tahun terakhir.

13



Tabel 1.3. Data Impor Asam Nitrat di Indonesia

TAHUN Jumlah (Ton/tahun)

2011 11.259,757

2012 11.187,313

2013 12.990,619

2014 12.568,111

2015 11.626,334

2016 15.657,478

(Sumber : Badan Pusat Statistik, 2016 )

Data Badan Pusat Statistik di Indonesia menunjukkan bahwa kebutuhan

Asam Nitrat di Indonesia setiap tahunnya cenderung mengalami peningkatan.

Oleh karena itu, diperlukannya industri yang memproduksi Asam Nitrat guna

memenuhi kebutuhan yang meningkat di dalam negeri sehingga dapat

menekan angka kebutuhan impor . Grafik peningkatan kebutuhan impor

Asam Nitrat dapat dilihat pada Gambar 1.1.

Gambar 1.1. Grafik Kebutuhan Asam Nitrat (Impor) di Indonesia

y = 653.8x + 10260

R² = 0.525

02000400060008000

1000012000140001600018000

0 1 2 3 4 5 6 7

Impor

Asa

m N

itra

t (T

on)

Tahun ke-

Data Impor Asam Nitrat

14



Berdasarkan data kebutuhan (impor) Asam Nitrat dan produksi Asam Nitrat

di Indonesia akan didapatkan kapasitas pabrik dengan cara persamaan garis

lurus.

Pada Gambar 1.1, sumbu x merupakan tahun ke-n

Tahun 2011 = Tahun ke-1



dan seterusnya sampai Tahun 2020 = Tahun ke-10

Berdasarkan data-data yang sudah diplotkan pada Gambar 1.1 dilakukan

pendekatan polinomial, y = ax + b

Dimana : y = kebutuhan impor Asam Nitrat (ton/tahun)

x = tahun ke (10)

Melalui perhitungan persamaan di atas diperoleh persamaan y = 653.8x +

10260, yang dapat digunakan untuk memprediksi kebutuhan Asam Nitrat di

Indonesia pada tahun 2020. Dengan persamaan garis tersebut didapatkan

prediksi jumlah kebutuhan Asam Nitrat di Indonesia sebesar 16.798

ton/tahun.

2. Data Ekspor

Berikut data ekspor Asam Nitrat di Indonesia pada beberapa tahun terakhir

dalam Tabel 1.4.

15



Tabel 1.4. Data Ekspor Asam Nitrat

TAHUN Jumlah (Ton/tahun)

2010 0

2011 0

2012 0

2013 2.25

2014 5.133

2015 0.003

2016 0.001

(Sumber : Badan Pusat Stastistik, 2016 )

Gambar 1.2. Grafik Kebutuhan Asam Nitrat (Ekspor) di Indonesia

y = 0.183x + 0.320

R² = 0.04

0

1

2

3

4

5

6

0 1 2 3 4 5 6 7 8

Eksp

or

Asa

m N

itra

t (T

on)

Tahun ke-

Data Ekspor Asam Nitrat

16



Berdasarkan data kebutuhan (ekspor) Asam Nitrat dan produksi Asam Nitrat

di Indonesia akan didapatkan kapasitas pabrik dengan cara persamaan garis

lurus.

Pada Gambar 1.2, sumbu-x merupakan tahun ke-n



dan seterusnya sampai Tahun 2020 = Tahun ke-10

Berdasarkan data-data yang sudah diplotkan pada Gambar 1.2 dilakukan

pendekatan polinomial, y = ax + b

Dimana : y = kebutuhan impor Asam Nitrat (ton/tahun)

x = tahun ke (10)

Melalui perhitungan persamaan di atas diperoleh persamaan y = 0,183x +

0.320, yang dapat digunakan untuk memprediksi ekspor Asam Nitrat di

Indonesia pada tahun 2020. Dengan persamaan garis tersebut didapatkan

prediksi ekspor Asam Nitrat di Indonesia sebesar 2 ton/tahun.

3. Data Konsumsi

Asam Nitrat dimanfaatkan untuk bahan baku pembuatan pada Industri

Peledak, Polimer, Nilon, dan Aromatik. Adapun data kandungan Asam Nitrat

dalam pabrik polimer poliurethanes sebanyak 10%, pabrik bahan peledak

Trinitrotuoluena 99%, Industri nilon 8-9%, dalam industri logam 5-30%

(Kirk Orthmer, 1978). Maka data konsumsi Asam Nitrat pada beberapa

industri terdapat pada Tabel 1.5.

17



Tabel 1.5. Konsumsi Asam Nitrat Pada Beberapa Industri (Ton/Tahun)

Tahun Industri

Peledak

Industri

Polimer

Industri

Nilon

Industri

Aromatik

2010 7.219,2152 902,4019 451,20095 451,20095

2011 4.931,4336 616,4292 308,2146 308,2146

2012 4.344,4448 543,0556 271,5278 271,5278

2013 4.157,5656 519,6957 259,84785 259,84785

2014 97,8616 12,2327 6,11635 6,11635

2015 8.400 840 420 420

2016 4.400 550 275 275

Total

33.550,5208 3.983,815 1.991,907 1.991,90755

41.518,151

Sumber: www. kemenperin.go.id /data-inquiry

4. Data Produksi

Pabrik Asam Nitrat yang sudah beroperasi di Indonesia adalah sebagai

berikut:

Tabel 1.6. Data Produksi Asam Nitrat di Indonesia

No NAMA PABRIK KAPASITAS

(TON/TAHUN)

1 PT. Multi Nitrotama Kimia Cikampek

Jawa Barat

55.000

Sumber : www.kemenperin.go.id/ data-inquiry

18



Tabel 1.7. Data Produksi Asam Nitrat di Dunia

PRODUSEN KAPASITAS (Ton)

Agrium US, Beatrice, Neb.; Kennewick, Wash.; West

Sacramento, Calif.

500.000

Air Products, Pace, Fla.; Pasadena, Tex. 310.000

Angus Chemical, Sterlington, La. 65.000

Apache Nitrogen Products, Benson, Ariz. 140.000

CF Industries, Donaldsonville, La. 680.000

Coastal Chemical, Battle Mountain, Nev.; Cheyenne,

Wyo.; St. Helens, Ore.

370.000

Coffeyville Resources, Coffeyville, Kan. 170.000

DuPont, Beaumont, Tex. Orange, Tex.; Victoria, Tex. 565.000

Dyno Nobel, Donora, Pa.; Louisiana, Mo. 385.000

El Dorado Nitrogen, Baytown, Tex.; Cherokee, Ala.; El

Dorado, Ark.

1.140.000

First Chemical, Pascagoula, Miss. 75.000

Geneva Nitrogen, Geneva, Utah 80.000

Hercules, Parlin, N.J. 80.000

J.R. Simplot, Helm, Calif.; Pocatello, Idaho 100.000

Koch Nitrogen, Beatrice, Neb.; Dodge City, Kan.; Enid,

Okla.; and Fort Dodge, Iowa.

330.000

LSB Industries, Cherokee, Ala.; Crystal City, Mo. 450.000

Lyondell Chemical, Lake Charles, La. 170.000

Mississippi Chemical, Yazoo City, Miss. 955.000

19



Lanjutan Tabel 1.7.

PRODUSEN KAPASITAS (Ton)

Mobay, Baytown, Tex.; New Martinsville, W.Va. 135.000

Nitrochem, Newell, Pa. 75.000

Orica, Joplin, Mo.; Seneca, Ill. 320.000

PCS Nitrogen Fertilizer, Augusta, Ga.; Geismar, La.;

Lima, Ohio

1.405.000

Royster-Clark, Cincinnati, Ohio; East Dubuque, Ill. 195.000

Rubicon, Geismar, La. 110.000

Solutia, Pensacola, Fla. 365.000

Terra International, Port Neal, Iowa; Verdigris, Okla.;

Woodward, Okla.

945.000

TradeMark Nitrogen, Tampa, Fla. 35.000

Vicksburg Chemical, Vicksburg, Miss. 75.000

Total 10.225.000

Sumber : www.icis.com

Berdasarkan data-data impor, ekspor, produksi, dan konsumsi, kemudian

ditentukan besarnya kapasitas produksi. Adapun persamaan kapasitas

produksi adalah sebagai berikut :

KP = DK + DI + DP – DE

Dimana :

KP = Kapasitas Produksi Pada Tahun X

DK = Data Konsumsi Pada Tahun X

20



DI = Data Impor Pada Tahun X

DP = Data Produksi Telah Ada Pada Tahun X

DE = Data Ekspor Pada Tahun X

Sehingga :

KP = DK + DI + DP – DE

KP = 41.518,151 Ton + 16.798 Ton + 55.000 Ton – 2 ton

KP = 113.314,151 Ton

Berdasarkan pertimbangan di atas dan berbagai persaingan yang akan tumbuh

pada tahun 2020 maka kapasitas pabrik Asam Nitrat ini pada tahun 2020

beroperasi 50% dari 113.309,251 Ton yaitu 56.657,0755 ≈ 55.000 Ton.

Dengan didirikannya pabrik ini, diharapkan produksi Asam Nitrat di dalam

negeri dapat lebih ditingkatkan daya gunanya.

Berdasarkan pertimbangan di atas dengan kapasitas produksi Asam Nitrat

sebesar 55.000 ton/tahun diharapkan :

Dapat memenuhi kebutuhan Asam Nitrat di Indonesia sehingga

mengurangi ketergantungan impor dari luar negeri.

Memberi kesempatan pada industri-industri yang menggunakan Asam

Nitrat untuk mengembangkan produksinya dan memperoleh Asam Nitrat

dengan mudah dan murah tanpa harus mengimpor.

Dapat merangsang berdirinya industri-industri lainnya yang menggunakan

Asam Nitrat sebagai bahan baku.

Membuka lapangan kerja kepada penduduk di sekitar wilayah Industri

yang akan didirikan.

X. SIMPULAN DAN SARAN

10.1. Simpulan

Berdasarkan hasil analisis ekonomi yang telah dilakukan terhadap

Prarancangan Pabrik Asam Nitrat kapasitas 55.000 ton/tahun dapat diambil

kesimpulan sebagai berikut:

1. Percent Return on Investment (ROI) sebelum pajak 30,22% dan sesudah

pajak sebesar 24,26%.

2. Pay Out Time (POT) sesudah pajak 2,59 tahun.

3. Break Even Point (BEP) sebesar 30,51% dengan syarat umum pabrik di

Indonesia adalah 30–60% kapasitas produksi dan Shut Down Point

(SDP) sebesar 12,25% kapasitas produksi, yaitu batasan kapasitas

produksi sehingga pabrik harus berhenti melakukan produksi karena

merugi.

4. Interest Rate of Return (IRR) sebesar 24,73%, lebih besar dari suku

bunga bank saat ini, sehingga investor akan lebih memilih untuk

menanamkan modalnya ke pabrik ini dari pada ke bank.

10.2. Saran

Berdasarkan pertimbangan hasil analisis ekonomi di atas, maka dapat

diambil kesimpulan bahwa Prarancangan Pabrik Asam Nitrat dari Nitrogen

245



dan Oksigen dengan Kapasitas Produksi 55.000 ton/tahun sebaiknya dikaji

lebih lanjut dari segi proses maupun ekonominya.

DAFTAR PUSTAKA

Badan Pusat Statistik. 2016. Statistic Indonesia. Diakses melalui www.bps.go.id.

pada 10 Desember 2016.

Banchero, Julius T., and Walter L. Badger. 1988. Introduction to Chemical

Engineering. McGraw Hill : New York.

Bank Indonesia. 2018. Nilai Kurs. Diakses melalui www.bi.go.id. pada 10 Januari

2018.

Brown, G. George. 1950. Unit Operation 6th

Edition. USA : Wiley & Sons, Inc.

Brownell, L. E. and Young, E. H. 1959. Process Equipment Design 3rd

Edition.

John Wiley & Sons, New York.

Chemical Engineering Plant Cost Index. 2017. Diakses melalui

www.chemengonline.com/pci. pada 30 Januari 2018.

Chemical Industry News. 2018. Chemical, Price Reporting. www.icis.com.

Diakses 15 Januari 2018.

http://www.bps.go.id/

http://www.bi.go.id/

http://www.chemengonline.com/pci.%20pada%2030%20Januari%202018

http://www.icis.com/

Cheremisinoff, Nicholas P., 2002. Handbook of Water and Wastewater Treatment

Technologies. Butterworth-Heinemann.

Chong, K. C., Lai, S. O., Thiam, H. S., Teoh, H. C., Heng, S. L. 2016. Recent

Progress of Oxygen/Nitrogen Separation Using Membrane Technology.

Journal of Engineering Science and Technology Vol. 11, No. 7, 1016 –

1030.

Conrads, H and M.Schmidt, 2000. Plasma Generation and Plasma Sources.UK.

Plasma Source Sci. Tech. 9, Page 441-454.

Coulson, J. M., and J. F. Richardson. 2005. Chemical Engineering 4th

edition.

Butterworth-Heinemann : Washington.

Dinas Tenaga Kerja Kabupaten Gresik. UMK Kabupaten Gresik. Diakses melalui

www.disnaker-gresik.or.id pada 17 Februari 2018.

Ernst, Frank A. 1928. Fixation of Atmospheric Nitrogen. Fixed Nitrogen Research

Laboratory, U.S. Dept, Agric; Formerly with the Nitrate Division, Army

Ordnance; American Qyanamid Company. Chapman & Hall, LTD.

London.

Fogler, H. Scott. 2006. Elements of Chemical Reaction Engineering 4th

edition.

Prentice Hall International Inc. : United States of America.

Franz, G. 2009. Low Pressure Plasmas and Microstructuring Technology.

Springer-Verlag Berlin Heidelberg.

http://www.disnaker-gresik.or.id/

Geankoplis, Christie. J. 1993. Transport Processes and unit Operation 3rd

edition.

Allyn & Bacon Inc, New Jersey.

Google Maps. Peta Lokasi Pabrik di Kabupaten Gresik Jawa Timur. 2017.

Diakses melalui www.google.co.id/maps pada April 2017.

Hauchhum, L. and Mahanta Pinakeswar. 2014. Carbon dioxide adsorption on

zeolites and activated carbon by pressure swing adsorption in a fixed bed.

International Journal Energy Environment Engineering 5, 349–356.

Henrici, Hans, Hunt, Margaret, and S.H.Bauer, 14850. Kinetics of The Nitrous

Oxide-Hydrogen Reaction. Department of Chemistry, Cornell University.

Ithaca, New York.

Himmelblau, David and James B. Riggs. 1996. Basic Principles and Calculation

in Chemical Engineering. Prentice Hall Inc, New Jersey.

Istiqomah, Muhammad Nur dan Fajar Arianto. 2017. Karakterisasi Reaktor

Plasma Lucutan Berpenghalang Dielektrik Berkonfigurasi Elektroda

Spiral-Silinder dengan Sumber Udara Bebas. Youngster Physics Journal,

Vol.6. No.3. Hal 235-241.

J.P. Freidberg, F.J. Mangiarotti, and J.Minervini. 2015. Designing a Tokamak

Fusion Reactor – How does Plasma Physics Fit In. USA. Plasma Science

and Fusion Center Massachusettss Institute Of Technology Cambridge

MA 02139.

http://www.google.co.id/maps

Kementerian Perindustrian. Data Pabrik Produksi Asam Nitrat di Indonesia. 2016.

Diakses melalui http://www.kemenperin.go.id/data-inquiry pada 14

Januari 2017.

Kementerian Perindustrian. Konsumsi Asam Nitrat Pada Beberapa Industri di

Indonesia. 2016. Diakses melalui http://www.kemenperin.go.id/data-

inquiry pada 13 Januari 2017.

Kern, Donald Q. 1965. Process Heat Transfer. Mcgraw-Hill Co.: New York.

Kirk, R.E and Othmer, D.F. 1978. “Encyclopedia of Chemical Technologi”, 4th

edition, vol. 17. John Wiley and Sons Inc. New York.

Kogelshatz, Ulrich, 2002. Dielectric-Barrier Discharges : Their History,

Discharge Physics, and Industrial Applications. Plasma Chemistry and

Plasma Processing, Vol.23, No.1.

Levenspiel, O. 1972. Chemical Reaction Engineering 2nd

edition. John Wiley and

Sons Inc, New York.

Liebermen, Michael A. 2003. A Mini Course On The Principles Of Plasma

Discharges.

Ludwig, E. Ernest. 1999. Applied Process Design for Chemical and

Petrochemical Plants 3rd

edition. Houston : Gulf Publishing Company.

Martin, Geoffrey and William Barbour. 1915. Industrial Nitrogen Compounds

and Explosives. Crosby Lockwood and Son 7 Stationers Hall Court,

Ludgate Hill, E.C. and 5 Broadway, Westminster, S.W. London.

http://www.kemenperin.go.id/data-inquiry



Maslan, Frank. 1969. Process for Thermal Fixation of Atmospheric Nitrogen. The

Space Congress Proceedings 6th

Vol. 2 - Space, Technology, and Society.

Sanders Associates, Inc.

Matches, 2016. Matches’ Process Equipment Cost Estimates. www.matche.com.

Diakses pada 10 Januari 2018.

Mc.Graw Hill Education. Price Order. www.mheducation.com. Diakses pada 11

Januari 2018.

McCabe, W. L. and Smith, J. C. 1985. Operasi Teknik Kimia. Erlangga, Jakarta.

Mizuno, A. 2000. Electrostatic Precipitation. IEEE Transactions on Dielectrics

and Electrical Insulation Vol. 7 No. 5.

Nellis, Edwin L., 1927. Manufacture of Nitric Acid. United States Patent Office

1.635.949. of Allentown, Pennsylvania, Assignor to Trojan Powder

Company, of New York, N. Y., A Corporation of New York.

Patel, Dr.N.K., 2016. Nitric Acid. Diakses melalui nptel.ac.in/courses/103106108

pada 03 Februari 2017.

Pemerintah Kabupaten Gresik. Profil Geografi Kabupaten Gresik. Diakses melalui

www.gresikkab.go.id pada 17 Januari 2018

Perry, Robert H., and Don W. Green. 2008. Perry’s Chemical Engineers’

Handbook 8th

edition. McGraw Hill : New York.

http://www.matche.com/

http://www.mheducation.com/

http://www.nptel.ac.in/courses/103106108/Lecture%2016

http://www.gresikkab.go.id/

Peters, M.S., Timmerhaus, K.D., and Ronald E. West. 1991. Plant Design an

Economic for Chemical Engineering 3rd

Edition. New York : McGraw-Hill

Book Company

Peters, Max S., Timmerhaus, K.D., and Ronald E. West. 1999. Plant Design and

Economics for Chemical Engineers 5th

edition. McGraw-Hill : New York.

Powell, S.T., 1954, “Water Conditioning for Industry”, McGraw Hill Book

Company, New York.

R.M. Lely Susita, Sudjatmoko, B.A.Tjipto Sujitno, Bambang Siswanto, Wirjoadi,

2012. Pemilihan Jenis Material Elektroda Sumber Elektron Katoda

Plasma. Yogyakarta : Prosiding Pertemuan dan Presentasi Ilmiah

Teknologi Akselerator dan Aplikasinya. Vol. 14, 166-176.

Santosa, Galih. 2013. Hydrant Water. Galihsantosa.adhiatma.blog. Diakses pada

26 September 2014.

Siebert, W. 1923. Process For Producing Nitric Acid By Means of The Electric

Arc. US Patent Office, No. 1.462.987.

Sinnott, R.K.. 2005. Chemical Engineering Design 4th

Edition Vol. 6. Oxford :

Elsevier Butterworth-Heinemann

Smith, J. M., H.C. Van Ness, and M. M. Abbott. 2001. Chemical Engineering

Thermodynamics 6th

edition. McGraw Hill : New York.

Treyball, R. E. 1983. Mass Transfer Operation 3rd

edition. McGraw-Hill Book

Company, New York.

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

Economics. John Wiley & Sons Inc, New York.

Wallas, Stanley M. 1990. Chemical Process Equipment. Butterworth-Heinemann:

Washington.

Welty, J.R.,R.E. Wilson, and C.E. Wick. 1976. Fundamentals of Momentum heat

and Mass Transfer.

Wenten, I.G., Hakim, A.N., Khoiruddin, Aryanti, P.T.P. 2014. Desain Proses

Berbasis Membran. Departemen Teknik Kimia Institut Teknologi

Bandung.

Wise, Henry and Maurice F.Frech. 2014. Kinetics of Decomposition of Nitric

Oxide at Elevated Temperatures. II. The Effect of Reaction Products and

Mechanism of Decomposition. AIP Publishing.

Yaws, C. L. 1999. Chemical Properties Handbook. Mc Graw Hill Book Co.,

NewYork

Zhukof, M.F. and I.M. Zasypkin. 2007. Thermal Plasma Torches, Design,

Characteristics, Applications. Cambridge International Science

Publishing.

Documents

PRARANCANGAN PABRIK ASAM NITRAT DARI NITROGEN, …digilib.unila.ac.id/31661/20/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · Tugas Khusus Perancangan ... Asam Nitrat merupakan salah satu produk