perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
i
TUGAS AKHIR
PRARANCANGAN PABRIK METIL AKRILAT DARI METANOL DAN
ASAM AKRILAT DENGAN PROSES ESTERIFIKASI
KAPASITAS 55.000 TON/TAHUN
Disusun Oleh :
1. Luthfiana Nurul H. ( I 0508051 )
2. Maharini Retnomartani ( I 0508054 )
JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2012
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
iii
KATA PENGANTAR
Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa, karena limpahan rahmat dan
hidayah-Nya, penulis akhirnya dapat menyelesaikan penyusunan Laporan Tugas
Akhir dengan judul “Prarancangan Pabrik Metil Akrilat dari Metanol dan Asam
Akrilat dengan Proses Esterifikasi Kapasitas 55.000 Ton/Tahun”.
Dalam penyusunan tugas akhir ini penulis memperoleh banyak bantuan
dari berbagai pihak. Oleh karena itu, penulis ingin mengucapkan terima kasih
kepada :
1. Dr. Sunu H. Pranolo selaku Ketua Jurusan Teknik Kimia atas bimbingannya.
2. Ir. Paryanto, M.S. dan YC. Danarto, S.T., M.T. selaku dosen pembimbing atas
bimbingan dan arahannya dalam penyelesaian tugas akhir ini.
3. Seluruh dosen, laboran, dan administrasi Jurusan Teknik Kimia atas ilmu,
arahan, dan bantuannya selama ini.
4. Seluruh teman – teman Tekkim’08 UNS untuk semangatnya.
5. Seluruh pihak yang telah membantu, yang tidak dapat disebutkan satu per satu.
Penulis menyadari bahwa laporan tugas akhir ini masih jauh dari
sempurna. Oleh karena itu, penulis membuka diri terhadap segala saran dan kritik
yang membangun. Semoga laporan tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi penulis
dan pembaca sekalian.
Surakarta, Agustus 2012
Penulis
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
iv
DAFTAR ISI
Halaman Judul ..................................................................................................... i
Lembar Pengesahan ............................................................................................ ii
Kata Pengantar .................................................................................................... iii
Daftar Isi.............................................................................................................. iv
Daftar Tabel ........................................................................................................ ix
Daftar Gambar ..................................................................................................... xi
Intisari ................................................................................................................. xii
BAB I PENDAHULUAN ............................................................................ 1
1.1. Latar Belakang Pendirian Pabrik ............................................. 1
1.2. Penentuan Kapasitas Pabrik ..................................................... 2
1.3. Penentuan Lokasi Pabrik .......................................................... 5
1.4. Tinjauan Pustaka ...................................................................... 6
1.4.1 Macam-Macam Proses ................................................. 6
1.4.2 Alasan Pemilihan Proses .............................................. 7
1.4.3 Kegunaan Produk ......................................................... 9
1.4.4 Sifat Fisis dan Kimia .................................................... 9
1.4.5 Tinjauan Proses Secara Umum .................................... 13
BAB II DESKRIPSI PROSES ....................................................................... 15
2.1. Spesifikasi Bahan Baku dan Produk ........................................ 15
2.1.1 Spesifikasi Bahan Baku................................................ 15
2.1.2 Spesifikasi Bahan Pembantu ........................................ 15
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
v
2.1.3 Spesifikasi Produk ........................................................ 16
2.2. Konsep Proses .......................................................................... 16
2.2.1 Dasar Reaksi................................................................. 16
2.2.2 Mekanisme Reaksi ....................................................... 16
2.2.3 Sifat Reaksi .................................................................. 17
2.3. Diagram Alir Proses dan Tahapan Proses ................................ 20
2.3.1 Diagram Alir Proses ..................................................... 20
2.3.2 Tahapan Proses............................................................. 24
2.4. Neraca Massa dan Neraca Panas .............................................. 25
2.4.1 Neraca Massa ............................................................... 25
2.4.2 Neraca Panas ................................................................ 29
2.5. Lay Out Pabrik dan Peralatan ................................................... 32
2.5.1 Lay Out Pabrik ............................................................. 32
2.5.2 Lay Out Peralatan ......................................................... 35
BAB III SPESIFIKASI ALAT ........................................................................ 38
3.1 Reaktor ..................................................................................... 38
3.2 Decanter ................................................................................... 39
3.3 Menara Distilasi ....................................................................... 41
3.4 Condenser ................................................................................ 46
3.5. Reboiler .................................................................................... 44
3.6. Accumulator ............................................................................. 46
3.7. Tangki Penyimpanan ................................................................ 48
3.8. Heat Exchanger ........................................................................ 50
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
vi
3.9 Pompa ...................................................................................... 52
BAB IV UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM ............. 54
4.1. Unit Pendukung Proses ............................................................ 54
4.1.1 Unit Pengadaan Air ...................................................... 55
4.1.1.1 Air Pendingin dan Air Pemadam Kebakaran ... 55
4.1.1.2 Air Konsumsi Umum dan Sanitasi ................... 56
4.1.1.3 Air Umpan Boiler ............................................. 58
4.1.1.4 Pengolahan Air ................................................. 58
4.1.2 Unit Pengadaan Steam.................................................. 64
4.1.3 Unit Pengadaan Udara Tekan....................................... 66
4.1.4 Unit Pengadaan Listrik ................................................. 66
4.1.4.1 Listrik untuk Keperluan Proses dan Utilitas .... 67
4.1.4.2 Listrik untuk Penerangan ................................. 68
4.1.4.3 Listrik untuk AC .............................................. 71
4.1.4.4 Listrik untuk Laboratorium dan Instrumentasi 71
4.1.5 Unit Pengadaan Bahan Bakar....................................... 72
4.2. Laboratorium ............................................................................ 73
4.2.1 Laboratorium Fisik ....................................................... 74
4.2.2 Laboratorium Analitik .................................................. 75
4.2.3 Laboratorium Penelitian dan Pengembangan............... 75
4.2.4 Prosedur Analisa Bahan Baku ...................................... 76
4.2.4.1 Infra Red Spectrofotometer (IRS) .................... 76
4.2.4.2 Gas Chromathography (GC) ........................... 76
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
vii
4.2.4.3 Densitas ............................................................ 76
4.2.4.4 Viskositas ......................................................... 77
4.2.5 Prosedur Analisa Produk .............................................. 77
4.2.5.1 Infra Red Spectrofotometer (IRS) .................... 77
4.2.5.2 Gas Chromathography (GC) ........................... 77
4.2.6 Analisa Air ................................................................... 77
4.3 Unit Pengolahan Limbah.......................................................... 78
BAB V MANAJEMEN PERUSAHAAN ...................................................... 80
5.1 Bentuk Perusahaan ................................................................... 80
5.2 Struktur Organisasi .................................................................. 81
5.3 Tugas dan Wewenang .............................................................. 86
5.3.1 Pemegang Saham ......................................................... 86
5.3.2 Dewan Komisaris ......................................................... 86
5.3.3 Dewan Direksi .............................................................. 87
5.3.4 Staf Ahli ....................................................................... 88
5.3.5 Penelitian dan Pengembangan (Litbang) ..................... 88
5.3.6 Kepala Bagian .............................................................. 89
5.3.7 Kepala Seksi ................................................................. 92
5.4 Pembagian Jam Kerja Karyawan ............................................. 93
5.4.1 Karyawan non shift ..................................................... 93
5.4.2 Karyawan Shift ............................................................ 93
5.5 Status Karyawan dan Sistem Upah .......................................... 95
5.6 Penggolongan Jabatan, Jumlah Karyawan, dan Gaji ............... 96
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
viii
5.6.1 Penggolongan Jabatan .................................................... 96
5.6.2 Jumlah Karyawan dan Gaji ............................................ 97
5.7 Kesejahteraan Sosial Karyawan ............................................... 99
BAB VI ANALISIS EKONOMI ..................................................................... 101
6.1 Penaksiran Harga Peralatan...................................................... 102
6.2 Penentuan Total Capital Investment (TCI) .............................. 105
6.2.1 Modal Tetap (Fixed Capital Investment) ........................ 106
6.2.2 Modal Kerja (Working Capital Investment) .................... 107
6.3 Biaya Produksi Total (Total Production Cost) ........................ 107
6.3.1 Manufacturing Cost ....................................................... 107
6.3.1.1 Direct Manufacturing Cost (DMC) .................. 107
6.3.1.2 Indirect Manufacturing Cost (IMC) .................. 108
6.3.1.3 Fixed Manufacturing Cost (FMC) .................... 108
6.3.2 General Expense (GE) ................................................... 109
6.4 Keuntungan Produksi ............................................................... 109
6.5 Analisa Kelayakan ................................................................... 110
Daftar Pustaka ..................................................................................................... xiii
Lampiran
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
ix
DAFTAR TABEL
Tabel 1.1. Data Impor Metil Akrilat Indonesia ............................................ 2
Tabel 1.2. Kapasitas Produksi Berbagai Pabrik di Dunia ............................ 4
Tabel 1.3. Perbandingan Proses Pembuatan Metil Akrilat .......................... 8
Tabel 2.1. Harga ΔGof Masing-masing Komponen ..................................... 18
Tabel 2.2. Harga ΔHof Masing-masing Komponen ..................................... 19
Tabel 2.3. Neraca Massa Tee ....................................................................... 26
Tabel 2.4. Neraca Massa Reaktor I .............................................................. 26
Tabel 2.5. Neraca Massa Reaktor II ............................................................. 27
Tabel 2.6. Neraca Massa Dekanter .............................................................. 27
Tabel 2.7. Neraca Massa Menara Distilasi I ................................................ 28
Tabel 2.8. Neraca Massa Menara Distilasi II ............................................... 28
Tabel 2.9. Neraca Massa Overall ................................................................. 29
Tabel 2.10. Neraca Panas Tee ........................................................................ 29
Tabel 2.11. Neraca Panas Reaktor I ............................................................... 30
Tabel 2.12. Neraca Panas Reaktor II .............................................................. 30
Tabel 2.13. Neraca Panas Dekanter ............................................................... 30
Tabel 2.14. Neraca Panas Menara Distilasi I ................................................. 31
Tabel 2.15. Neraca Panas Menara Distilasi II ................................................ 31
Tabel 3.1. Spesifikasi Menara Distilasi ........................................................ 41
Tabel 3.2. Spesifikasi Condenser ................................................................. 42
Tabel 3.3. Spesifikasi Reboiler..................................................................... 44
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
x
Tabel 3.4. Spesifikasi Accumulator .............................................................. 46
Tabel 3.5. Spesifikasi Tangki ....................................................................... 48
Tabel 3.6. Spesifikasi Heat Exchanger ........................................................ 50
Tabel 3.7. Spesifikasi Pompa ....................................................................... 52
Tabel 4.1. Kebutuhan Air Pendingin ............................................................ 56
Tabel 4.2. Kebutuhan Air Konsumsi Umum dan Sanitasi ........................... 57
Tabel 4.3. Kebutuhan Listrik untuk Keperluan Proses dan Utilitas ............. 67
Tabel 4.4. Jumlah Lumen Berdasarkan Luas Bangunan .............................. 69
Tabel 4.5. Total Kebutuhan Listrik Pabrik ................................................... 71
Tabel 4.6. Total Kebutuhan Bahan Bakar Pabrik ......................................... 72
Tabel 5.1. Jadwal Pembagian Kelompok Shift ............................................. 94
Tabel 5.2. Jumlah Karyawan Menurut Jabatan ............................................ 97
Tabel 5.3. Perincian Golongan dan Gaji Karyawan ..................................... 98
Tabel 6.1. Indeks Harga Alat........................................................................ 103
Tabel 6.2. Modal Tetap ................................................................................ 106
Tabel 6.3. Modal Kerja................................................................................. 107
Tabel 6.4. Direct Manufacturing Cost ......................................................... 107
Tabel 6.5. Indirect Manufacturing Cost ....................................................... 108
Tabel 6.6. Fixed Manufacturing Cost ......................................................... 108
Tabel 6.7. General Expense ......................................................................... 109
Tabel 6.8. Analisis Kelayakan ...................................................................... 111
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
xi
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1. Grafik Data Impor Metil Akrilat di Indonesia ............................ 3
Gambar 2.1. Mekanisme Reaksi Proses Esterifikasi ........................................ 17
Gambar 2.2. Diagram Alir Proses .................................................................... 21
Gambar 2.3. Diagram Alir Kualitatif ............................................................... 22
Gambar 2.4. Diagram Alir Kuantitatif ............................................................. 23
Gambar 2.5. Lay Out Pabrik ............................................................................ 34
Gambar 2.6. Lay Out Peralatan Proses............................................................. 37
Gambar 4.1. Skema Pengolahan Air Laut ...................................................... 60
Gambar 4.2. Skema Pengolahan Air KTI ...................................................... 63
Gambar 5.1. Struktur Organisasi Pabrik Metil Akrilat .................................... 85
Gambar 6.1. Chemical Engineering Cost Index............................................... 104
Gambar 6.2. Grafik Analisis Kelayakan .......................................................... 112
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Prarancangan Pabrik Metil Akrilat Dari Metanol dan Asam Akrilat dengan Proses Esterifikasi Kapasitas 55.000 Ton/ Tahun
Bab I Pendahuluan 1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Pendirian Pabrik
Di negara yang sedang berkembang seperti Indonesia, berbagai kebutuhan
produk-produk kimia belum seluruhnya dapat dihasilkan sendiri. Sebagian atau
seluruhnya masih diimpor dari berbagai negara, terutama bahan-bahan yang
merupakan produk antara untuk dijadikan berbagai produk lain yang lebih
bermanfaat dan luas penggunaannya.
Produk antara yang banyak dibutuhkan tersebut antara lain produk-produk
akrilat, salah satunya adalah metil akrilat. Metil akrilat adalah senyawa kimia
yang mempunyai ikatan rangkap yang biasa digunakan sebagai bahan baku untuk
produksi polimer (poliakrilat). Polimer ini digunakan sebagai cat (coating), bahan
perekat, dan binder untuk industri kulit, kertas dan tekstil serta untuk komponen
kopolimer dari acrylic fiber.
Hasil polimerisasi dari metil akrilat ini bisa memiliki sifat fisis yang
bervariasi dengan mengontrol rasio monomer yang digunakan. Sifat dari hasil
polimerisasi pada umumnya mempunyai daya tahan tinggi terhadap bahan-bahan
kimia dan juga terhadap lingkungan, sangat jernih dan kuat. Begitu banyak
manfaat dari metil akrilat sehingga pendirian pabrik metil akrilat di Indonesia
tentu berdampak bagus bagi industri-industri yang menggunakannya dalam
proses-proses kimia karena akan semakin mudah untuk mendapatkannya di dalam
negeri, mengingat bahwa industri metil akrilat masih jarang terdapat di Indonesia.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Prarancangan Pabrik Metil Akrilat Dari Metanol dan Asam Akrilat dengan Proses Esterifikasi Kapasitas 55.000 Ton/ Tahun 2
Bab I Pendahuluan
1.2 Penentuan Kapasitas Pabrik
Kapasitas produksi dari pabrik akan mempengaruhi perhitungan teknis
maupun ekonomis dalam perancangan pabrik. Semakin besar kapasitas
produksinya maka kemungkinan keuntungannya juga semakin besar. Namun ada
faktor-faktor lain yang harus dipertimbangkan dalam penentuan kapasitas
produksi, seperti kebutuhan pasar dan ketersediaan bahan baku.
a. Kebutuhan metil akrilat di Indonesia
Impor metil akrilat di dalam negeri tahun 2004 - 2010 dapat dilihat pada tabel
1.1.
Tabel 1.1 Data Impor Metil Akrilat Indonesia
Tahun Impor (ton)
2004 13289
2005 12955
2006 16725
2007 23682
2008 34228
2009 29387
2010 26807
(Undata, 2011)
Dari tabel 1.1 dibuat grafik linier untuk memperkirakan impor metil akrilat
pada tahun 2017.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Prarancangan Pabrik Metil Akrilat Dari Metanol dan Asam Akrilat dengan Proses Esterifikasi Kapasitas 55.000 Ton/ Tahun 3
Bab I Pendahuluan
Gambar 1.1 Grafik Data Impor Metil Akrilat di Indonesia
Dari Gambar 1.1 diperoleh suatu persamaan regresi linier untuk mengetahui
kebutuhan metil akrilat pada tahun 2017 :
y = (3247,16 X) - 6494603
y = (3247,16 x 2017 ) – 6494603
y = 54.999 ton
b. Kapasitas produksi pabrik metil akrilat yang sudah berdiri
Untuk memproduksi metil akrilat harus diperhitungkan juga kapasitas
produksi yang menguntungkan. Sebagai perbandingan kapasitas produksi dari
berbagai pabrik yang telah ada sebagaimana terlihat pada tabel 1.2.
y = 3.247,16x - 6.494.603
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
35000
40000
2003 2005 2007 2009 2011
Ka
pa
sita
s
(to
n/t
ah
un
)
Tahun
Grafik Data Impor Metil Akrilat Indonesia
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Prarancangan Pabrik Metil Akrilat Dari Metanol dan Asam Akrilat dengan Proses Esterifikasi Kapasitas 55.000 Ton/ Tahun 4
Bab I Pendahuluan
Tabel 1.2 Kapasitas Produksi Berbagai Pabrik di Dunia
Pabrik Kapasitas
Toa Gosei Co., Ltd. 22.000 ton/tahun
Arkema Inc. 45.000 ton/tahun
Singapore Acrylic Ester Pte., Ltd. 82.000 ton/tahun
( www.sumitomo-chem.co.jp )
Dari Tabel 1.2 dapat diketahui kapasitas produksi minimal di dunia sebesar
22.000 ton/tahun. Sedangkan kebutuhan metil akrilat di dalam negeri adalah
sebesar 54.999 ton/tahun. Maka dapat disimpulkan bahwa kapasitas pabrik
metil akrilat sebesar 55.000 ton/tahun, sehingga diharapkan:
1. Dapat memenuhi kebutuhan metil akrilat dalam negeri.
2. Dapat memberikan keuntungan karena kapasitas rancangan berada diatas
kapasitas terkecil pabrik yang ada di dunia.
3. Dapat merangsang berdirinya industri-industri lainnya yang
menggunakan bahan baku metil akrilat.
c. Ketersediaan bahan baku
Bahan baku Metanol yang digunakan dalam pembuatan metil akrilat
diperoleh dari PT. Kaltim Methanol Industri, Kalimantan Timur, yang
mempunyai kapasitas produksi 660.000 ton/tahun. Sedangkan asam akrilat
diperoleh dari PT. Nippon Shokubai Indonesia (NSI), Cilegon, yang
mempunyai kapasitas produksi 80.000 ton/tahun sehingga ketersediaan bahan
baku tidak menjadi masalah karena cukup tersedia.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Prarancangan Pabrik Metil Akrilat Dari Metanol dan Asam Akrilat dengan Proses Esterifikasi Kapasitas 55.000 Ton/ Tahun 5
Bab I Pendahuluan
1.3 Penentuan Lokasi Pabrik
Letak geografis suatu pabrik mempunyai pengaruh yang sangat besar
terhadap keberhasilan perusahaan. Beberapa faktor dapat menjadi acuan dalam
menentukan lokasi pabrik antara lain, penyediaan bahan baku, pemasaran
produk, transportasi dan tenaga kerja. Berdasarkan tinjauan tersebut maka lokasi
pabrik metil akrilat ini dipilih di Cilegon, Banten dengan pertimbangan sebagai
berikut :
a. Dekat dengan pabrik salah satu bahan baku yaitu PT. Nippon Shokubai
Indonesia (NSI) penghasil asam akrilat, sedangkan metanol dari P.T. Kaltim
Methanol Industri, Kalimantan Timur.
b. Wilayah Cilegon termasuk salah satu kawasan industri yang ditetapkan oleh
pemerintah, sehingga permasalahan perijinan pendirian pabrik tidak menjadi
masalah.
c. Pemasaran produk metil akrilat yang akan didirikan ditujukan untuk
memenuhi kebutuhan dalam negeri, diantaranya akan dijual ke berbagai
pabrik yang menggunakan metil akrilat sebagai bahan baku produksi polimer
diantaranya PT. Shin-Etsu Polymer Indonesia, Karawang dan PT. WMK
(Polymer&Plastic Chemicals) Indonesia, Bandung.
d. Tersedianya sarana transportasi yang memudahkan lalu lintas kegiatan
produksi dan kemudahan distribusi dan juga dekat dengan laut sehingga
transportasi lebih mudah.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Prarancangan Pabrik Metil Akrilat Dari Metanol dan Asam Akrilat dengan Proses Esterifikasi Kapasitas 55.000 Ton/ Tahun 6
Bab I Pendahuluan
Gambar 1.2 Gambar Pemilihan Lokasi Pabrik
1.4. Tinjauan Pustaka
1.4.1. Macam-Macam Proses
Ada beberapa cara pembuatan metil akrilat, antara lain :
a. Proses Asetilen
Pada proses ini metil akrilat dibuat dengan mereaksikan asetilen
dengan alkohol dalam suasana asam dengan katalis nikel karbonil
pada tekanan atmosferis pada suhu 40 0C. Kerugian proses ini adalah
kesulitan dalam penanganan nikel karbonil yang beracun dan korosif.
Reaksi :
4C2H2 + 4CH3OH + 2HCl + Ni(CO)4 → 4CH2=CHCOOCH3 + NiCl2 + H2
(Ullman, 1985)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Prarancangan Pabrik Metil Akrilat Dari Metanol dan Asam Akrilat dengan Proses Esterifikasi Kapasitas 55.000 Ton/ Tahun 7
Bab I Pendahuluan
b. Proses Ketene
Pada proses ini bahan baku yang digunakan adalah asam asetat. Bahan
ini dipirolisa menjadi ketene. Lalu ketene direaksikan dengan
monomer formaldehid membentuk β-propiolactone. Senyawa ini
selanjutnya dikonversi menjadi akrilat. Metode ini tidak dipakai karena
banyaknya tahapan yang harus dilewati dan juga sifat racun dari β-
propiolactone.
Reaksi :
CH3COOH → CH2=C=O → CH2-C=O → H2=CHCOOCH3 + H2O
(Ullman, 1985)
c. Proses Esterifikasi Asam Akrilat.
Pada proses ini, asam akrilat direaksikan dengan metanol dengan
katalis asam sulfat membentuk metil akrilat. Reaksi esterifikasi ini
berlangsung pada suhu 50-100oC dan tekanan atmosferis.
Perbandingan mol asam akrilat dan metanol yang digunakan adalah
1:1. Reaksi tersebut berlangsung pada reaktor alir tangki berpengaduk.
Reaksi :
CH2CHCOOH + CH3OH → CH2CHCOOCH3 + H2O
(Ullman, 1985)
1.4.2 Alasan Pemilihan Proses
Perbandingan antara proses pembuatan metil akrilat dapat dilihat pada
Tabel 1.3
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Prarancangan Pabrik Metil Akrilat Dari Metanol dan Asam Akrilat dengan Proses Esterifikasi Kapasitas 55.000 Ton/ Tahun 8
Bab I Pendahuluan
Tabel 1.3 Perbandingan Proses Pembuatan Metil Akrilat
Proses Kondisi Operasi Kelebihan Kekurangan
Proses
Asetilen
P= 1atm
T= 40 oC
- Produk
samping bukan
merupakan zat
beracun.
- Bahan baku gas
alam terbatas.
- Menggunakan
katalis nikel
karbonil yang
beracun dan
korosif
Proses
Ketene
P= 1 atm
T= 150oC
- Bahan baku
mudah
didapatkan
- Menghasilkan β-
propiolactone
yang bersifat racun
- Prosesnya melalui
banyak tahapan
Proses
Esterifikasi
P=1 atm
T=60-100oC
- Bahan baku
relatif mudah
didapat.
- Produk
samping bukan
merupakan zat
beracun.
- Membutuhkan
katalis asam yang
bersifat korosif.
- Waktu reaksi
relatif lama
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Prarancangan Pabrik Metil Akrilat Dari Metanol dan Asam Akrilat dengan Proses Esterifikasi Kapasitas 55.000 Ton/ Tahun 9
Bab I Pendahuluan
Dari Tabel 1.3 proses pembuatan metil akrilat yang dipilih adalah proses
esterifikasi, dengan pertimbangan:
a. Bahan baku yang relatif mudah didapatkan.
b. Kondisi operasi yang relatif lebih aman.
c. Proses relatif lebih sederhana.
d. Produk samping yang dihasilkan tidak beracun.
1.4.3. Kegunaan Produk
Metil akrilat merupakan bahan baku untuk produksi polimer (poliakrilat).
Polimer ini digunakan sebagai bahan perekat, binder untuk industri kulit,
kertas, dan untuk komponen kopolimer dari acrylic fiber. Selain itu,
polimer ini juga digunakan oleh berbagai pabrik cat (coating) yaitu PT. ICI
Indonesia, Jakarta dan berbagai industri tekstil seperti PT. Acryl Textile
Mills, Jakarta.
1.4.4. Sifat Fisis dan Kimia
1. Bahan baku
a. Asam akrilat ( CH2CHCOOH )
Sifat fisis :
- Berat molekul : 72 kg/kgmol
- Titik didih : 141 oC
- Titik lebur : 13,5 oC
- Tekanan kritis : 56,6 bar
- Suhu kritis : 380 oC
- Densitas (30oC) : 1,040 g/mL
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Prarancangan Pabrik Metil Akrilat Dari Metanol dan Asam Akrilat dengan Proses Esterifikasi Kapasitas 55.000 Ton/ Tahun 10
Bab I Pendahuluan
- Viskositas (25oC) : 1,149 mPa.s
- Panas penguapan (1 atm) : 45,6 kJ/mol
- Panas pembakaran : 1.376 kJ/mol
(Perry, 1997)
Sifat kimia :
- Reaksi esterifikasi
Reaksi esterifikasi terjadi jika asam akrilat direaksikan dengan
suatu alkohol membentuk ester dari asam akrilat dan air.
Reaksi :
CH2CHCOOH + ROH CH2 CHCOOR + H2O
- Reaksi addisi
Asam akrilat dapat diadisi dengan halogen, hidrogen, dan
hidrogen sianida.
Reaksi :
CH2CHCOOH + HX H2CX-CH2COOR
(Kirk Othmer, 1998)
b. Metanol ( CH3OH )
Sifat Fisis :
- Berat molekul : 32 kg/kgmol
- Titik didih : 64 oC
- Titik lebur : -97,68 oC
- Tekanan kritis : 79,9112 atm
- Suhu kritis : 234,49 oC
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Prarancangan Pabrik Metil Akrilat Dari Metanol dan Asam Akrilat dengan Proses Esterifikasi Kapasitas 55.000 Ton/ Tahun 11
Bab I Pendahuluan
- Volume kritis : 0,118 m3/kmol
- Rapat massa (30 oC) : 0,7957 g/cm
3
- Viskositas (25 oC) : 0,5344 mPa.s
- Panas pembentukan : -1.498,81 kcal/kg
(Perry, 1997)
Sifat kimia :
Metanol adalah alkohol yang mempunyai ikatan karbon paling
pendek. Metanol murni sangat penting dalam sintesa kimia.
Metanol juga sangat beracun. Ada beberapa reaksi penting yang
melibatkan Metanol, antara lain :
- Reaksi oksidasi
Reaksi oksidasi Metanol dengan bantuan katalis K2Cr2O7,
KmnO4, Na2Cr2O7 menghasilkan formaldehid.
Reaksi : CH3OH +
O2 HCHO + H2O
- Reaksi Esterifikasi
Reaksi Esterifikasi antara Metanol dengan Asam format akan
menghasilkan metil format.
Reaksi : CH3OH + HCOOH HCOOCH3 + H2O
- Reaksi Substitusi
Reaksi ini antara Metanol dan HCl dengan bantuan katalis
ZnCl2 menghasilkan Metil klorida.
Reaksi : CH3OH + HCl CH3Cl + H2O
(Kirk Othmer, 1998)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Prarancangan Pabrik Metil Akrilat Dari Metanol dan Asam Akrilat dengan Proses Esterifikasi Kapasitas 55.000 Ton/ Tahun 12
Bab I Pendahuluan
2. Bahan pembantu
Asam sulfat ( H2SO4 ), sebagai katalis
Sifat fisis :
- Bentuk : Cairan tidak berwarna
- Berat molekul : 98,08 kg/kgmol
- Spesific gravity : 1,834
- Titik didih : 336,85 oC
- Titik leleh : 10,49 oC
- Densitas pada suhu 25 oC : 1,833 g/mL
(Perry, 1997)
Sifat Kimia :
- Dengan basa membentuk garam dan air
H2SO4 + 2 NaOH Na2SO4 + 2 H2O
- Dengan garam membentuk garam dan asam lain
H2SO4 + 2 NaCl Na2SO4 + 2HCl
(Kirk Othmer, 1998)
3. Produk
Metil akrilat ( CH2CHCOOCH3 )
Sifat Fisis :
- Berat molekul : 86 kg/kmol
- Titik didih : 80 oC
- Titik lebur : -76 oC
- Tekanan kritis : 41,9442 atm
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Prarancangan Pabrik Metil Akrilat Dari Metanol dan Asam Akrilat dengan Proses Esterifikasi Kapasitas 55.000 Ton/ Tahun 13
Bab I Pendahuluan
- Suhu kritis : 262,85 oC
- Volume kritis : 270 liter/kmol
- Densitas (30 oC) : 0,9565 g/cm
3
- Viskositas (25 oC) : 0,49 mPa.s
- Panas Pembentukan : -92,465
- Kapasitas panas cairan : 275500 -1147T + 2,568T2 J/KmolC
(Perry, 1997)
Sifat kimia :
- Bereaksi secara tak terkendali dengan oksidan kuat yang akan
menyebabkan ledakan dan kebakaran.
- Mudah terpolimerisasi pada suhu yang tinggi.
(Ullman, 1985)
1.4.5. Tinjauan Proses Secara Umum
Proses pembuatan metil akrilat dijalankan pada fasa cair dengan
mereaksikan metanol dan asam akrilat dengan katalis asam sulfat pada temperatur
60-100˚C dan tekanan atmosferis. Reaksi yang terjadi tergolong reaksi
esterifikasi.
Esterifikasi didefinisikan sebagai suatu proses yang menghasilkan
senyawa ester. Proses esterifikasi yang paling umum digunakan adalah esterifikasi
antara asam karboksilat dengan alkohol yang menghasilkan ester dan air.
Reaksi : RCOOH + R’OH RCOOR’ + H2O
Reaksi esterifikasi dapat dipercepat dengan katalis asam kuat, seperti asam
sulfat. Katalis hanya menaikkan kecepatan esterifikasi tetapi tidak merubah
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Prarancangan Pabrik Metil Akrilat Dari Metanol dan Asam Akrilat dengan Proses Esterifikasi Kapasitas 55.000 Ton/ Tahun 14
Bab I Pendahuluan
kesetimbangan reaksi. Dengan adanya katalis berupa asam kuat, dapat menambah
muatan positif, sehingga asam akan mengesterifikasi lebih cepat. Asam sulfat
dipilih sebagai katalisator karena efisien, harganya murah, efek korosif terhadap
logam lebih rendah dari pada asam lain. Tetapi bila suhu terlalu tinggi dan
digunakan terlalu banyak, asam sulfat dapat mendehidrasi alkohol yang
digunakan. Untuk mengatasi efek korosi dari asam organik dan asam sulfat pada
suhu yang relatif tinggi, peralatan yang digunakan berupa bahan yang tahan
korosif. (Kirk Othmer, 1998)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Prarancangan Pabrik Metil Akrilat Dari Metanol dan Asam Akrilat dengan Proses Esterifikasi Kapasitas 55.000 Ton/ Tahun 15
Bab II Deskripsi Proses 15
BAB II
DESKRIPSI PROSES
2.1. Spesifikasi Bahan Baku dan Produk
2.1.1. Spesifikasi Bahan Baku
a. Asam akrilat (CH2CHCOOH)
- Bentuk : cair
- Kemurnian, % berat : min 99 %
- Impuritas, % berat : air, maksimal 1 %
(www.shokubai.co.jp)
b. Metanol (CH3OH)
- Bentuk : cair
- Kemurnian, % berat : min 99,85 %
- Impuritas, % berat : air, maksimal 0,15%
(www.kaltimmethanol.com)
2.1.2. Spesifikasi Bahan Pembantu
Asam sulfat (H2SO4)
- Bentuk : cair
- Kemurnian, % berat : 98 %
- Impuritas, % berat : air, 2 %
(www.indoacid.com)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Prarancangan Pabrik Metil Akrilat Dari Metanol dan Asam Akrilat dengan Proses Esterifikasi Kapasitas 55.000 Ton/ Tahun 16
Bab II Deskripsi Proses
2.1.3. Spesifikasi Produk
Metil akrilat (CH2CHCOOCH3)
- Bentuk : cair
- Kemurnian, % berat : min 99,5 %
- Impuritas, % berat : air, maksimal 0,5 %
(www.basf.com)
2.2. Konsep Proses
2.2.1. Dasar Reaksi
Proses pembuatan metil akrilat ( CH2CHCOOCH3 ) ini berlangsung di
dalam Reaktor Alir Tangki Berpengaduk (RATB) pada suhu 80 oC dan tekanan 1
atmosfir dengan bantuan katalis asam sulfat ( H2SO4 ).
Reaksi antara asam akrilat ( CH2CHCOOH ) dengan metanol ( CH3OH )
adalah suatu reaksi substitusi gugus radikal organik dengan ion hidrogen yang
berasal dari asam. Dengan putusnya ikatan karbonil-oksigen atau ikatan alkil
oksigen, maka terbentuklah air.
Reaksi :
CH2CHCOOH + CH3OH CH2CHCOOCH3 + H2O …….. (II-1)
2.2.2. Mekanisme Reaksi
Proses pembuatan metil akrilat dengan proses esterifikasi dilakukan dalam
reaktor alir tangki berpengaduk. Di dalam reaktor terjadi reaksi sebagai berikut,
esterifikasi suatu asam karboksilat berlangsung melalui serangkaian tahap
protonasi dan deprotonasi. Oksigen karbonil diprotonasi, alkohol nukleofilik
H2SO4
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Prarancangan Pabrik Metil Akrilat Dari Metanol dan Asam Akrilat dengan Proses Esterifikasi Kapasitas 55.000 Ton/ Tahun 17
Bab II Deskripsi Proses
menyerang karbon positif, dan eliminasi air akan menghasilkan ester yang
dimaksud.
RC-OH RC-OH RC-OH RC-OH
RC-OR׳ CR
Mekanisme tersebut dapat diringkas sebagai berikut:
RC-OH + R’OH R-COH RCOR’ + H2O
Gambar 2.1 Mekanisme Reaksi Proses Esterifikasi
(Fessenden & Fessenden, 1986)
2.2.3. Sifat Reaksi
a. Tinjauan Kinetika
Reaksi antara asam akrilat dengan metanol termasuk reaksi orde dua.
Reaksi : Asam akrilat + Metanol Metil akrilat + Air
Persamaan kecepatan reaksi :
-rA = k.CA.CB (II-2)
-rA = k[CAo(1-xA)].[CBo-CAoxA] (II-3)
jika :
-H+ H+
OH
| OH |
+OH ||
O ||
R
׳O
+- H R
׳O
| |
H+
-H+ -H2O H+ OH
|
+OH ||
O
||
OH |
R׳O
| R
׳O
| | R
׳O
RC-+OH2 RC
+
O OH O ||
H+ ||
|
OR׳
| Ester Asam karboksilat
ROH
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Prarancangan Pabrik Metil Akrilat Dari Metanol dan Asam Akrilat dengan Proses Esterifikasi Kapasitas 55.000 Ton/ Tahun 18
Bab II Deskripsi Proses
CBo/CAo = R
-rA = k.CAo2.[1-xA][R-xA] (II-4)
Dengan :
CAo = Konsentrasi asam akrilat mula-mula, kmol/L
CBo = Konsentrasi metanol mula-mula, kmol/L
xA = Konversi dari asam akrilat
(US Patent 3.875.212)
b. Tinjauan Termodinamika
Reaksi : CH2CHCOOH + CH3OH CH2CHCOOCH3 + H2O
Jika ditinjau dari segi termodinamika, harga ΔGof masing-masing
komponen pada suhu 298 K dapat dilihat pada tabel 2.1. sebagai
berikut :
Tabel 2.1 Harga ΔGof Masing-masing Komponen
Komponen Harga ΔGof (kJ/mol)
Asam akrilat (AA) -286,06
Metanol (M) -162,51
Metil akrilat (MA) -257,32
Air -228,6
(Yaws, 1999)
Total ΔGor 298K = ΔG
of produk – ΔG
of reaktan (II-5)
= (ΔGof MA + ΔG
of air )– (ΔG
of AA + ΔG
of M)
= (-257,32 + (-228,6)) - (-286,06+(-162,51))
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Prarancangan Pabrik Metil Akrilat Dari Metanol dan Asam Akrilat dengan Proses Esterifikasi Kapasitas 55.000 Ton/ Tahun 19
Bab II Deskripsi Proses
= -37,35 kJ/mol
= -37.350 kJ/kmol
15,0752988,314
37.350
RT
fΔGlnKo
o
Ko = 3,524x106
298 1 1ln
K Hx
Ko R T To
……………………………...……(II-6)
(Smith VanNess, 1987)
dengan : Ko = konstanta kesetimbangan pada suhu 298 K
K = konstanta kesetimbangan pada suhu tertentu
T = temperatur tertentu
ΔH298 = panas reaksi standar pada 298 K
Sedangkan harga ΔHof masing-masing komponen pada suhu 298 K
dapat dilihat pada Tabel 2.2.
Tabel 2.2 Harga ΔHof Masing-masing Komponen
Komponen Harga ΔHof (kJ/mol)
Asam akrilat (AA) -355,91
Metanol (M) -200,94
Metil Akrilat (MA) -333
Air -241,814
( Yaws, 1999 )
ΔHor298K = ΔH
of produk – ΔH
of reaktan ………………………(II-7)
= (ΔHof MA + ΔH
of air) – (ΔH
of AA + ΔH
of M)
= (-333 + (-241,814))-(-355,91 + (-200,94))
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Prarancangan Pabrik Metil Akrilat Dari Metanol dan Asam Akrilat dengan Proses Esterifikasi Kapasitas 55.000 Ton/ Tahun 20
Bab II Deskripsi Proses
= -17,964 kJ/mol
= -17.964 kJ/kmol
Pada suhu 80 oC (353 K) besarnya konstanta kesetimbangan dapat
dihitung sebagai berikut :
ln
298
1
353
1
314,8
964.17
10524,3 6x
x
K
K = 1,139 x 106
Karena harga K= k1/k2 besar, berarti harga k2 jauh lebih kecil bila
dibandingkan dengan harga k1 sehingga k2 diabaikan terhadap k1 dan
reaksi dianggap berjalan satu arah (irreversible).
2.3. Diagram Alir Proses dan Tahapan Proses
2.3.1. Diagram Alir Proses
Diagram alir prarancangan pabrik metil akrilat dari metanol dan asam
akrilat dapat ditunjukkan dalam tiga macam, yaitu :
a. Diagram alir proses (Gambar 2.2)
b. Diagram alir kualitatif (Gambar 2.3 )
c. Diagram alir kuantitatif ( Gambar 2.4 )
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Prarancangan Pabrik Metil Akrilat Dari Metanol dan Asam Akrilat dengan Proses Esterifikasi Kapasitas 55.000 Ton/ Tahun 21
Bab II Deskripsi Proses
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Prarancangan Pabrik Metil Akrilat Dari Metanol dan Asam Akrilat dengan Proses Esterifikasi Kapasitas 55.000 Ton/ Tahun 22
Bab II Deskripsi Proses 22
DIAGRAM ALIR KUALITATIF PABRIK METIL AKRILAT
R-01
Metil Akrilat
Air
Metanol
Asam Akrilat
Asam Sulfat
P= 1 atm
T= 80 oC
Metil Akrilat
Air
P= 1 atm
T= 80 oC
R-02MD-
02
Metil Akrilat
Air
P= 1 atm
T= 81,72 oC
Metil Akrilat
Air
P= 1 atm
T= 95,005 oC
Decanter
Metil Akrilat
Air
Metanol
Asam Akrilat
Asam Sulfat
P= 1 atm
T= 80 oC
Asam Akrilat
Asam Sulfat
Air
P= 1 atm
T= 176,53 oC
Metil Akrilat
Air
Metanol
Asam Akrilat
P= 1 atm
T= 99,95 oC
MD-
01
Metanol
Air
P= 1 atm
T= 30 oC
Asam akrilat
Air
P= 1 atm
T= 30 oC
Asam Sulfat
Air
P= 1 atm
T= 30 oC
Metil Akrilat
Air
Metanol
Asam Akrilat
Asam Sulfat
P= 1 atm
T= 80 oC
Produk
Metil akrilat
Air
Asam Akrilat
Asam Sulfat
P= 1 atm
T= 37,97 oC
Gambar 2.3 Diagram Alir Kualitatif
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Prarancangan Pabrik Metil Akrilat Dari Metanol dan Asam Akrilat dengan Proses Esterifikasi Kapasitas 55.000 Ton/ Tahun 23
Bab II Deskripsi Proses 23
DIAGRAM ALIR KUANTITATIF PABRIK METIL AKRILAT
R-01 R-02MD-
02
Decanter
Asam Akrilat = 13,286 kg/jam
Asam Sulfat = 439,634 kg/jam
Air = 9,106 kg/jam
Jumlah = 462,028 kg/jam
MD-
01
Produk
Metil akrilatMetanol = 2685,441 kg/jam
Air = 4,034 kg/jam
Jumlah =2689,475 kg/jam
Asam Akrilat = 6028,958 kg/jam
Air = 60,899 kg/jam
Jumlah = 6089,857 kg/jam
Metil Akrilat = 6415,723 kg/jam
Air = 1416,865 kg/jam
Metanol = 298,196 kg/jam
Asam Akrilat = 670,939 kg/jam
Asam Sulfat = 439,638 kg/jam
Jumlah = 9241,361 kg/jam
Asam Sulfat = 0,000 kg/jam
Air = 0,000 kg/jam
Jumlah = 0,000 kg/jam
Metil Akrilat = 7201,095 kg/jam
Air = 1581,245 kg/jam
Metanol = 5,964 kg/jam
Asam Akrilat = 13,419 kg/jam
Asam Sulfat = 439,638 kg/jam
Jumlah = 9241,361 kg/jam
Metil Akrilat = 7106,221 kg/jam
Air = 163,465 kg/jam
Jumlah = 7269,685 kg/jam
Metil Akrilat = 94,875 kg/jam
Air = 1417,780 kg/jam
Metanol = 5,964 kg/jam
Asam Akrilat = 13,419 kg/jam
Asam Sulfat = 439,638 kg/jam
Jumlah = 1971,675 kg/jam
Metil Akrilat = 94,875 kg/jam
Air = 1408,679 kg/jam
Metanol = 5,964 kg/jam
Asam Akrilat = 0,134 kg/jam
Jumlah = 1509,645 kg/jamMetil Akrilat = 6909,722 kg/jam
Air = 34,722 kg/jam
Jumlah = 6944,444 kg/jam
Metil Akrilat = 196,498 kg/jam
Air = 128,743 kg/jam
Jumlah = 325,241 kg/jam
Gambar 2.4 Diagram Alir Kuantitatif
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Prarancangan Pabrik Metil Akrilat Dari Metanol dan Asam Akrilat dengan Proses Esterifikasi Kapasitas 55.000 Ton/ Tahun 24
Bab II Deskripsi Proses
2.3.2 Tahapan Proses
Secara umum proses pembuatan metil akrilat dari asam akrilat dan
metanol dapat dibagi menjadi tiga tahap, yaitu :
1. Unit Penyiapan Bahan
Bahan baku berupa asam akrilat (CH2CHCOOH) dari tangki penyimpanan
asam akrilat, metanol (CH3OH) dari tangki penyimpanan metanol pada kondisi
suhu 30 oC dan 1 atm, serta asam sulfat (H2SO4) sebagai katalisator dari tangki
penyimpanan asam sulfat pada suhu 30 oC dan tekanan 1 atm dipompa menuju
reaktor pertama (R-01) yang dipasang seri dengan reaktor kedua (R-02) yang
beroperasi pada 80 oC dan 1 atm.
2. Unit Reaksi
Reaksi pembentukan metil akrilat (CH2CHCOOCH3) dilakukan didalam
Reaktor Alir Tangki Berpengaduk (RATB) yang disusun seri yang beroperasi
secara isotermal pada 80 oC dan 1 atm. Perbandingan mol bahan baku asam akrilat
(CH2CHCOOH) dan metanol (CH3OH) adalah 1:1. Sebagai katalisator digunakan
asam sulfat (H2SO4) 98%. Reaksi yang terjadi bersifat eksotermis, sehingga untuk
menjaga kondisi isotermal perlu dilakukan pengambilan panas. Panas diambil dari
dalam reaktor melalui jaket pendingin.
3. Unit Pemurnian Produk
Tahap ini bertujuan untuk memperoleh produk metil akrilat
(CH2CHCOOCH3) hingga mencapai kemurnian 99,5 %. Hasil reaksi dari reaktor
kedua dialirkan menuju decanter yang beroperasi pada suhu 80 oC dan tekanan 1
atm untuk memisahkan fase atas (ringan) dan fase bawah (berat). Fraksi bawah
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Prarancangan Pabrik Metil Akrilat Dari Metanol dan Asam Akrilat dengan Proses Esterifikasi Kapasitas 55.000 Ton/ Tahun 25
Bab II Deskripsi Proses
decanter yang berupa air, asam sulfat, asam akrilat, metanol, dan metil akrilat
diumpankan ke menara distilasi pertama untuk merecycle asam sulfat.
Metil akrilat dan air yang berasal dari fraksi atas decanter, dialirkan ke
menara distilasi kedua untuk mendapatkan metil akrilat dengan kemurnian 99,5%.
Hasil atas menara distilasi kedua berupa produk metil akrilat 99,5% yang
selanjutnya didinginkan menggunakan HE-02 sampai suhu 40 oC kemudian
disimpan pada tangki penyimpanan pada suhu 30 oC. Sedangkan hasil bawahnya,
didinginkan menggunakan HE-03 sampai suhu 40 oC yang selanjutnya dibuang ke
Unit Pengolahan Limbah.
2.4 Neraca Massa dan Neraca Panas
Produk : Metil akrilat 99,5 %
Kapasitas perancangan : 55.000 ton/tahun
Waktu operasi selama 1 tahun : 330 hari
Waktu operasi selama 1 hari : 24 jam
2.4.1. Neraca Massa
Diagram alir neraca massa sistem tabel
Basis perhitungan : 1 jam operasi
Satuan : kg
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Prarancangan Pabrik Metil Akrilat Dari Metanol dan Asam Akrilat dengan Proses Esterifikasi Kapasitas 55.000 Ton/ Tahun 26
Bab II Deskripsi Proses
Tabel 2.3 Neraca Massa Tee
Komponen
Input Output
Arus 2 Arus 9 Arus 4
CH2CHCOOH 6.028,9581 13,2846 6.042,2427
CH3OH 0,0000 0,0000 0,0000
CH2CHCOOCH3 0,0000 0,0000 0,0000
H2O 60,8986 9,1064 70,0049
H2SO4 0,0000 439,6375 439,6375
Total 6.551,8851 6.551,8851
Tabel 2.4 Neraca Massa Reaktor I
Komponen
Input Output
Arus 1 Arus 2 Arus 3 Arus 9 Arus 5
CH2CHCOOH 0,0000 6.028,9581 0,0000 13,2846 670,9398
CH3OH 2.685,4412 0,0000 0,0000 0,0000 298,1955
CH2CHCOOCH3 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 6.415,7229
H2O 4,0342 60,8986 0,0000 9,1064 1.416,8649
H2SO4 0,0000 0,0000 0,0000 439,6375 439,6375
Total 9.241,3605 9.241,3605
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Prarancangan Pabrik Metil Akrilat Dari Metanol dan Asam Akrilat dengan Proses Esterifikasi Kapasitas 55.000 Ton/ Tahun 27
Bab II Deskripsi Proses
Tabel 2.5 Neraca Massa Reaktor II
Komponen
Input Output
Arus 5 Arus 6
CH2CHCOOH 670,9398 13,4188
CH3OH 298,1955 5,9639
CH2CHCOOCH3 6.415,7229 7.201,0952
H2O 1.416,8649 1.581,2451
H2SO4 439,6375 439,6375
Total 9.241,3605 9.241,3605
Tabel 2.6 Neraca Massa Dekanter
Komponen
Input Output
Arus 6 Arus 7 Arus 8
CH2CHCOOH 13,4188 13,4188 0,0000
CH3OH 5,9639 5,9639 0,0000
CH2CHCOOCH3 7.201,0952 94,8747 7.106,2205
H2O 1.581,2451 1.417,7803 163,4649
H2SO4 439,6375 439,6375 0,0000
Total 9.241,3605 9.241,3605
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Prarancangan Pabrik Metil Akrilat Dari Metanol dan Asam Akrilat dengan Proses Esterifikasi Kapasitas 55.000 Ton/ Tahun 28
Bab II Deskripsi Proses
Tabel 2.7 Neraca Massa Menara Distilasi I
Komponen
Input Output
Arus 7 Arus 9 Arus 10
CH2CHCOOH 13,4188 13,2846 0,1342
CH3OH 5,9639 0,0000 5,9639
CH2CHCOOCH3 94,8747 0,0000 94,8747
H2O 1.417,7803 9,1064 1.408,6739
H2SO4 439,6375 439,6375 0,0000
Total 1.971,6752 1.971,6752
Tabel 2.8 Neraca Massa Menara Distilasi II
Komponen
Input Output
Arus 8 Arus 11 Arus 12
CH2CHCOOH 0,0000 0,0000 0,0000
CH3OH 0,0000 0,0000 0,0000
CH2CHCOOCH3 7.106,2205 196,4982 6.909,7222
H2O 163,4649 128,7426 34,7222
H2SO4 0,0000 0,0000 0,0000
Total 7.269,6853 7.269,6853
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Prarancangan Pabrik Metil Akrilat Dari Metanol dan Asam Akrilat dengan Proses Esterifikasi Kapasitas 55.000 Ton/ Tahun 29
Bab II Deskripsi Proses
Tabel 2.9 Neraca Massa Overall
Komponen
Input Output
Arus 1 Arus 2 Arus 3 Arus 10 Arus 11 Arus 12
CH2CHCOOH 0,0000 6.028,9581 0,0000 0,1342 0,0000 0,0000
CH3OH 2.685,4412 0,0000 0,0000 5,9639 0,0000 0,0000
CH2CHCOOCH3 0,0000 0,0000 0,0000 94,8747 196,4982 6.909,7222
H2O 4,0342 60,8986 0,0000 1.408,6739 128,7426 34,7222
H2SO4 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000
Total 8.779,3320 8.779,3320
2.4.2. Neraca Panas
Tabel 2.10 Neraca Panas Tee
Panas masuk (kJ/jam) Panas keluar (kJ/jam)
Panas umpan masuk 1 63.826,019 Panas keluar campuran 175.473,77
Panas umpan masuk 2 111.647,7556
Total 175.473,77 Total 175.473,77
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Prarancangan Pabrik Metil Akrilat Dari Metanol dan Asam Akrilat dengan Proses Esterifikasi Kapasitas 55.000 Ton/ Tahun 30
Bab II Deskripsi Proses
Tabel 2.11 Neraca Panas Reaktor I
Panas masuk (kJ/jam) Panas keluar (kJ/jam)
Panas umpan masuk 209.180,8770 Panas produk keluar 1.154.715,595
Panas reaksi 1.340.140,073 Pendingin yang dibutuhkan 394.605,3543
Total 1.549.320,95 Total 1.549.320,95
Tabel 2.12 Neraca Panas Reaktor II
Panas masuk (kJ/jam) Panas keluar (kJ/jam)
Panas umpan masuk 1.154.715,595 Panas produk keluar 1.155.967,632
Panas reaksi 164.051,4815 Pendingin yang dibutuhkan 162.799,4452
Total 1.318.767,077 Total 1.318.767,077
Tabel 2.13 Neraca Panas Dekanter
Panas masuk (kJ/jam) Panas keluar (kJ/jam)
Panas umpan masuk 1.155.967,6317 Panas produk keluar atas 782.330,7178
Panas produk keluar bawah 373.636,9139
Total 1.155.967,6317 Total 1.155.967,6317
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Prarancangan Pabrik Metil Akrilat Dari Metanol dan Asam Akrilat dengan Proses Esterifikasi Kapasitas 55.000 Ton/ Tahun 31
Bab II Deskripsi Proses
Tabel 2.14 Neraca Panas Menara Distilasi I
Panas masuk (kJ/jam) Panas keluar (kJ/jam)
Panas dalam umpan 519.197,0781 Beban panas kondensor 4.840.233,24
Beban panas reboiler 4.887.420,4493 Panas dalam distilat 454.728,7875
Panas dalam bottom 111.655,5001
Total 5.406.617,527 Total 5.406.617,527
Tabel 2.15 Neraca Panas Menara Distilasi II
Panas masuk (kJ/jam) Panas keluar (kJ/jam)
Panas dalam umpan 782.330,72 Beban panas kondensor 5.252.408,79
Beban panas reboiler 5.285.266,71 Panas dalam distilat 751.015,56
Panas dalam bottom 64.173,07
Total 6.067.597,42 Total 6.067.597,42
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Prarancangan Pabrik Metil Akrilat Dari Metanol dan Asam Akrilat dengan Proses Esterifikasi Kapasitas 55.000 Ton/ Tahun 32
Bab II Deskripsi Proses
2.5 Lay Out Pabrik dan Peralatan
2.5.1 Lay Out Pabrik
Tata letak pabrik merupakan suatu pengaturan yang optimal dari
seperangkat fasilitas-fasilitas dalam pabrik. Tata letak yang tepat sangat penting
untuk mendapatkan efisiensi, keselamatan, dan kelancaran kerja para pekerja serta
keselamatan proses.
Untuk mencapai kondisi yang optimal, maka hal-hal yang harus
diperhatikan dalam menentukan tata letak pabrik adalah :
1. Pabrik Metil Akrilat ini merupakan perancangan awal, sehingga penentuan
lay out dibatasi oleh bangunan yang ada.
2. Kemungkinan perluasan pabrik sebagai pengembangan pabrik di masa
depan.
3. Faktor keamanan sangat diperlukan untuk bahaya kebakaran dan ledakan,
maka perencanaan lay out selalu diusahakan jauh dari sumber api, bahan
panas, dan dari bahan yang mudah meledak, juga jauh dari asap atau gas
beracun.
4. Sistem kontruksi yang direncanakan adalah outdoor untuk menekan biaya
bangunan dan gedung, dan juga karena iklim Indonesia memungkinkan
konstruksi secara outdoor.
5. Lahan terbatas sehingga diperlukan efisiensi dalam pemakaian dan
pengaturan ruangan / lahan.
(Vilbrant, 1959)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Prarancangan Pabrik Metil Akrilat Dari Metanol dan Asam Akrilat dengan Proses Esterifikasi Kapasitas 55.000 Ton/ Tahun 33
Bab II Deskripsi Proses
Secara garis besar lay out dibagi menjadi beberapa bagian utama, yaitu :
a. Daerah administrasi/perkantoran, laboratorium dan ruang kontrol
merupakan pusat kegiatan administrasi pabrik yang mengatur
kelancaran operasi. Laboratorium dan ruang kontrol sebagai pusat
pengendalian proses, kualitas, dan kuantitas bahan yang akan diproses
serta produk yang dijual
b. Daerah proses
Merupakan daerah dimana alat proses diletakkan dan proses
berlangsung.
c. Daerah penyimpanan bahan baku dan produk.
Merupakan daerah untuk tangki bahan baku dan produk.
d. Daerah gudang, bengkel dan garasi.
Merupakan daerah untuk menampung bahan-bahan yang diperlukan
oleh pabrik dan untuk keperluan perawatan peralatan proses.
e. Daerah utilitas
Merupakan daerah dimana kegiatan penyediaan bahan pendukung
proses berlangsung dipusatkan.
f. Daerah pengembangan
Merupakan area kosong yang disediakan apabila pabrik akan
melakukan perluasan daerah proses.
(Vilbrant, 1959)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Prarancangan Pabrik Metil Akrilat Dari Metanol dan Asam Akrilat dengan Proses Esterifikasi Kapasitas 55.000 Ton/ Tahun 34
Bab II Deskripsi Proses
Skala = 1 : 1000Keterangan
: Taman
: Arah jalan
PROSES
Area
Perluasan
Utilitas UP
LC
on
tro
l
Ro
om
La
bo
rato
riu
m
Ruang
Generator
Gu
da
ng
Sa
fety
Pemadam
Kebakaran
Be
ng
ke
lP
olik
linik
KANTOR
Parkir
Parkir
kantin
mushola
Pintu
Darurat
Ga
rasi
Po
s
ke
am
an
an
Gambar 2.5 Lay Out Pabrik
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Prarancangan Pabrik Metil Akrilat Dari Metanol dan Asam Akrilat dengan Proses Esterifikasi Kapasitas 55.000 Ton/ Tahun 35
Bab II Deskripsi Proses
2.5.2. Lay Out Peralatan
Beberapa hal yang harus diperhatikan dalam menentukan lay out peralatan
proses pada pabrik Metil Akrilat, antara lain :
1. Aliran bahan baku dan produk
Pengaliran bahan baku dan produk yang tepat akan memberikan
keuntungan ekonomi yang besar serta menunjang kelancaran dan
keamanan produksi.
2. Aliran udara
Aliran udara di dalam dan di sekitar area proses perlu diperhatikan
kelancarannya. Hal ini bertujuan untuk menghindari terjadinya stagnasi
udara pada suatu tempat sehingga mengakibatkan akumulasi bahan kimia
yang dapat mengancam keselamatan pekerja.
3. Cahaya
Penerangan seluruh pabrik harus memadai dan pada tempat-tempat proses
yang berbahaya atau beresiko tinggi perlu adanya penerangan tambahan.
4. Lalu lintas manusia
Dalam perancangan lay out pabrik perlu diperhatikan agar pekerja dapat
mencapai seluruh alat proses dangan cepat dan mudah. Hal ini bertujuan
apabila terjadi gangguan pada alat proses dapat segera diperbaiki.
Keamanan pekerja selama menjalani tugasnya juga diprioritaskan.
5. Pertimbangan ekonomi
Dalam menempatkan alat-alat proses diusahakan dapat menekan biaya
operasi dan menjamin kelancaran dan keamanan produksi pabrik.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Prarancangan Pabrik Metil Akrilat Dari Metanol dan Asam Akrilat dengan Proses Esterifikasi Kapasitas 55.000 Ton/ Tahun 36
Bab II Deskripsi Proses
6. Jarak antar alat proses
Untuk alat proses yang mempunyai suhu dan tekanan operasi tinggi
sebaiknya dipisahkan dengan alat proses lainnya, sehingga apabila terjadi
ledakan atau kebakaran pada alat tersebut maka kerusakan dapat
diminimalkan.
(Vilbrant, 1959)
Tata letak alat-alat proses harus dirancang sedemikian rupa sehingga :
- Kelancaran proses produksi dapat terjamin.
- Dapat mengefektifkan luas lahan yang tersedia.
- Karyawan mendapat kepuasan kerja agar dapat meningkatkan
produktifitas kerja disamping keamanan yang kerja.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Prarancangan Pabrik Metil Akrilat Dari Metanol dan Asam Akrilat dengan Proses Esterifikasi Kapasitas 55.000 Ton/ Tahun 37
Bab II Deskripsi Proses
T-01
T-02
T-04/A T-04/B
R-02
DC
MD-01
HE-01RB-01
CD-01
MD-02
HE-02
RB-02
CD-02
HE-03
ACC-01 ACC-02
7 m
4 m
26,29 m
15 m R-01
21
m
16 m
10 m
5 m 5 m
7 m
SKALA 1:300
10
0 m
80 m
2 m
2 m
KETERANGAN:
T-01 : TANGKI METANOL
T-02 : TANGKI ASAM AKRILAT
T-04 : TANGKI METIL AKRILAT
R-01 : REAKTOR I
R-02 : REAKTOR II
DC : DECANTER
MD-01 : MENARA DISTILASI I
MD-02 : MENARA DISTILASI II
CD-01 : CONDENSER MD-01
RB-01 : REBOILER MD-01
ACC-01 : ACCUMULATOR MD-01
CD-02 : CONDENSER MD-02
RB-02 : REBOILER MD-02
ACC-02 : ACCUMULATOR MD-02
HE-01 : HEAT EXCHANGER I
HE-02 : HEAT EXCHANGER II
HE-03 : HEAT EXCHANGER III
Gambar 2.6 Lay Out Peralatan Proses
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
5 Prarancangan Pabrik Metil Akrilat Dari Metanol dan Asam Akrilat dengan Proses Esterifikasi Kapasitas 55.000 Ton/ Tahun 55
Bab III Spesifikasi Alat 38
BAB III
SPESIFIKASI ALAT
3.1 Reaktor
Kode : R-01, R-02
Tugas : Mereaksikan metanol dan asam akrilat menggunakan
katalis asam sulfat
Tipe : Reaktor Alir Tangki Berpengaduk
Jumlah : 2 buah
Volume : 319,55 ft3 = 9,05 m
3
Bahan : Low Alloy Steel SA 204 grade C
Kondisi :
P = 1 atm
T = 80 0C
t = 44,62 menit
Dimensi shell :
Diameter tangki : 6,9624 ft (2,1220 m)
Tinggi tangki : 6,9624 ft (2,1220 m)
Tebal shell : 0,1875 in
Dimensi head :
Bentuk : Torispherical dished head
Tebal head : 0,25 in
Tinggi total : 9,6085 ft (2,9287 m)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Prarancangan Pabrik Metil Akrilat Dari Metanol dan Asam Akrilat dengan Proses Esterifikasi Kapasitas 55.000 Ton/ Tahun 39
Bab III Spesifikasi Alat
Pengaduk :
Tipe : 6 blade plate turbine impeller with 4 baffle
Jumlah : 1 buah
Diameter : 2,3208 ft (0,7074 m)
Jarak impeller dengan bottom : 2,3788 ft (0,2751 m)
Kecepatan : 91,9256 rpm
Power : 6 HP
Tegangan : 220/380 volt
Frekuensi : 50 Hz
Jaket pendingin :
Tinggi jaket : 6,9624 ft (2,1222 m)
Lebar jaket untuk R-01 : 0,1384 ft (0,0422 m)
untuk R-02 : 0,0807 ft (0,0246 m)
Tinggi cairan : 6,2746 ft (1,9125 m)
Suhu masuk : 30 0C
Suhu keluar : 40 0C
3.2 Decanter
Kode : DC
Fungsi : Memisahkan campuran berdasarkan kelarutan
Jenis : Continuous gravity decanter
Bentuk : Silinder horizontal
Jumlah : 1 buah
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Prarancangan Pabrik Metil Akrilat Dari Metanol dan Asam Akrilat dengan Proses Esterifikasi Kapasitas 55.000 Ton/ Tahun 40
Bab III Spesifikasi Alat
Bahan : Low Alloy Steel SA 204 grade C
Kondisi Operasi :
Tekanan : 1 atm
Suhu : 80 0C
Waktu tempuh : 457,99 detik (7,6332 menit)
Waktu settling : 33,39 detik (0,5565 menit)
Dimensi shell :
Diameter : 0,7642 m
Panjang : 2,2926 m
Tebal : 0,1875 in
Dimensi head :
Jenis : Torispherical dished head
Tebal : 0,1875 in
Panjang : 0,1741 m
Panjang total : 2,6408 m
Tinggi keluaran fase atas : 0,5403 m
Tinggi keluaran fase bawah : 0,4542 m
Tinggi permukaan interface : 0,1695 m
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Prarancangan Pabrik Metil Akrilat Dari Metanol dan Asam Akrilat dengan Proses Esterifikasi Kapasitas 55.000 Ton/ Tahun 41
Bab III Spesifikasi Alat
3.3 Menara Distilasi
Tabel 3.1 Spesifikasi Menara Distilasi
Spesifikasi Menara Distilasi I Menara Distilasi II
Kode MD-01 MD-02
Fungsi
Merecycle asam sulfat
yang akan dikembalikan
ke reaktor pertama
(R-01)
Memisahkan produk metil
akrilat dan air dengan top
product larutan metil akrilat
99,5% wt
Jenis Tray column Tray column
Jumlah 1 buah 1 buah
Material
Low Alloy Steel SA 204
grade C
Stainless steel SA 167
grade 3 type 304
Tekanan
operasi
1 atm 1 atm
Suhu top 99,95o C 81,72
o C
Suhu bottom 176,53o C 95,005
o C
Diameter 0,9366 m 1,2547 m
Tebal shell
atas
0,0064 m (0,25 in) 0,0048 m (0,1875 in)
Tebal shell
bawah
0,0159 m (0,625 in) 0,0079 m (0,3125 in)
Jenis head
Torispherical head Torispherical head
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Prarancangan Pabrik Metil Akrilat Dari Metanol dan Asam Akrilat dengan Proses Esterifikasi Kapasitas 55.000 Ton/ Tahun 42
Bab III Spesifikasi Alat
Spesifikasi Menara Distilasi I Menara Distilasi II
Tinggi head
atas
0,2069 m 0,2462 m
Tinggi head
bawah
0,2085 m 0,2462 m
Tebal head
atas
0,00476 m (0,1875 in) 0,00476 m (0,1875 in)
Tebal head
bawah
0,0635 m (0,25 in) 0,00476 m (0,1875 in)
Jenis plate Sieve tray Sieve tray
Jumlah plate 33 22
Plate
spacing
0,5 m 0,5 m
Feed plate Plate ke-6 dari atas Plate ke-11 dari atas
Tinggi total 22,5332 m 18,4319 m
3.4 Condenser
Tabel 3.2 Spesifikasi Condenser
Spesifikasi Condenser 1 Condenser 2
Kode alat CD-01 CD-02
Fungsi Mengkondensasikan uap
hasil atas MD-01
Mengkondensasikan uap
hasil atas MD-02
Tipe Shell and Tube Shell and tube
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Prarancangan Pabrik Metil Akrilat Dari Metanol dan Asam Akrilat dengan Proses Esterifikasi Kapasitas 55.000 Ton/ Tahun 43
Bab III Spesifikasi Alat
Spesifikasi Condenser 1 Condenser 2
Jumlah 1 buah 1 buah
Beban panas 4.840.233,24 kJ/jam 5.252.408,79 kJ/jam
Luas transfer
panas
291,7789 ft2 623,2589 ft
2
Panjang pipa 1,8288 m 1,8288 m
Shell side
Fluida Vapor top product MD-01 Vapor top product MD-02
Laju alir 2.332 kg/jam 13.707,85 kg/jam
Material Stainless steel SA 167
grade 3 type 304
Stainless steel SA 167
grade 3 type 304
Suhu masuk 99,95 oC 81,721
oC
Suhu keluar 99,70 oC 81,362
oC
ID shell 39 in 39 in
Baffle 29,25 in 29,25 in
Pass 1 1
Presssure
drop
0,3212 psi 1,7358 psi
Tube side
Fluida Air pendingin Air pendingin
Laju alir 94.448,0833 kg/jam 102.490,9170 kg/jam
Material Titanium
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Prarancangan Pabrik Metil Akrilat Dari Metanol dan Asam Akrilat dengan Proses Esterifikasi Kapasitas 55.000 Ton/ Tahun 44
Bab III Spesifikasi Alat
Spesifikasi Condenser 1 Condenser 2
Suhu masuk 30o C 30
o C
Suhu keluar 40o C 40
o C
OD tube 0,75 in 0,75 in
ID tube 0,652 in 0,652 in
BWG 18 18
Jumlah tube 248 530
Susunan Triangular Triangular
Pitch 1 in 1 in
Pass 2 2
Presssure
drop
4,6316 psi 1,4019 psi
Rd required 0,0015 hr.ft2F/BTU 0,0015 hr.ft
2F/BTU
Rd calculated 0,0017 hr.ft2F/BTU 0,0024 hr.ft
2F/BTU
3.5 Reboiler
Tabel 3.3 Spesifikasi Reboiler
Spesifikasi Reboiler 1 Reboiler 2
Kode alat RB-01 RB-02
Fungsi Menguapkan sebagian Menguapkan sebagian
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Prarancangan Pabrik Metil Akrilat Dari Metanol dan Asam Akrilat dengan Proses Esterifikasi Kapasitas 55.000 Ton/ Tahun 45
Bab III Spesifikasi Alat
Spesifikasi Reboiler 1 Reboiler 2
liquid hasil bawah MD-01 liquid hasil bawah MD-02
Tipe Kettle Kettle
Jumlah 1 buah 1 buah
Beban panas 4.887.420,4493 kJ/jam 5.285.266,7055 kJ/jam
Panjang pipa 1,8288 m 1,8288 m
Shell side
Fluida Hasil bawah MD-01 Hasil bawah MD-02
Laju alir 11.430,10 kg/jam 5.922,28 kg/jam
Material Low Alloy Steel SA 204
grade C
Stainless steel SA 167
grade 3 type 304
Suhu masuk 176,5296 oC 95,005
oC
Suhu keluar 176,5440 oC 95,007
oC
ID shell 29 in 19,25 in
Baffle 21,75 in 14,437 in
Pass 1 1
Presssure
drop
Diabaikan Diabaikan
Tube side
Fluida Steam Steam
Laju alir 2.490,6433 kg/jam 2.438,5659 kg/jam
Material Cast steel Cast steel
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Prarancangan Pabrik Metil Akrilat Dari Metanol dan Asam Akrilat dengan Proses Esterifikasi Kapasitas 55.000 Ton/ Tahun 46
Bab III Spesifikasi Alat
Spesifikasi Reboiler 1 Reboiler 2
Suhu masuk 193,89 oC 132,222
oC
Suhu keluar 193,89 oC 132,222
oC
OD tube 0,75 in 0,75 in
ID tube 0,652 in 0,652 in
BWG 18 18
Jumlah tube 630 333
Susunan Triangular Triangular
Pitch 1 in 1 in
Pass 2 2
Presssure
drop
0,0080 psi 0,0081 psi
Rd required 0,0010 hr.ft2F/BTU 0,0010 hr.ft
2F/BTU
Rd calculated 0,0012 hr.ft2F/BTU 0,0013 hr.ft
2F/BTU
3.6 Accumulator
Tabel 3.4 Spesifikasi Accumulator
Spesifikasi Accumulator 1 Accumulator 2
Kode alat ACC-01 ACC-02
Fungsi Menyimpan kondensat
dari CD-01
Menyimpan kondensat
dari CD-02
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Prarancangan Pabrik Metil Akrilat Dari Metanol dan Asam Akrilat dengan Proses Esterifikasi Kapasitas 55.000 Ton/ Tahun 47
Bab III Spesifikasi Alat
Spesifikasi Accumulator 1 Accumulator 2
Tipe Tangki horizontal Tangki horizontal
Jumlah 1 buah 1 buah
Suhu operasi 99,70 oC 81,212
oC
Tekanan operasi 1 atm 1 atm
Material Stainless steel SA 167
grade 3 type 304
Stainless steel SA 167
grade 3 type 304
Volume 0,4889 m3 3,1220 m
3
Shell
Diameter 0,5786 m 1,0734 m
Panjang shell 1,7375 m 3,2202 m
Tebal shell 0,004763 m (0,1875 in) 0,004763 m (0,1875 in)
Head
Tebal head 0,004763 m (0,1875 in) 0,00635 m (0,25 in)
Panjang head 0,1391 m 0,2175 m
Panjang total 2,0139 m 3,6552 m
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Prarancangan Pabrik Metil Akrilat Dari Metanol dan Asam Akrilat dengan Proses Esterifikasi Kapasitas 55.000 Ton/ Tahun 48
Bab III Spesifikasi Alat
3.7 Tangki Penyimpanan
Tabel 3.5 Spesifikasi Tangki
Spesifikasi Tangki
Bahan Baku
Tangki
Bahan Baku
Tangki Produk
Kode alat T-01 T-02 T-04
Fungsi Menyimpan
metanol selama
30 hari
Menyimpan asam
akrilat selama
15 hari
Menyimpan metil
akrilat selama
30 hari
Tipe Tangki silinder
tegak dasar rata
dan atap conical
Tangki silinder
tegak dasar rata
dan atap conical
Tangki silinder
tegak dasar rata
dan atap conical
Jumlah 1 buah 1 buah 2 buah
Volume 18.664 bbl
(783.916,7179
gallon)
15.912,8232 bbl
(668.338,576
gallon)
40.004,36 bbl
(1.680.183,104
gallon)
Suhu operasi 30 oC 30 ºC 30 ºC
Tekanan
operasi
1 atm 1 atm 1 atm
Material
Carbon steel
SA 283 C
Stainless steel SA
167 grade 3 type
304
Stainless steel SA
167 grade 3 type
304
Dimensi tangki
Diameter 18,2880 m 18,288 m 21,3360 m
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Prarancangan Pabrik Metil Akrilat Dari Metanol dan Asam Akrilat dengan Proses Esterifikasi Kapasitas 55.000 Ton/ Tahun 49
Bab III Spesifikasi Alat
Spesifikasi Tangki
Bahan Baku
Tangki
Bahan Baku
Tangki Produk
Tinggi 12,8016 m 10,973 m 9,1440 m
Tebal shell
Course 1 1,25 in
(0,0317 m)
1,125 in
(0,0286 m)
1,375 in
(0,0349 m)
Course 2 1,1875 in
(0,0302 m)
1 in
(0,0254 m)
1,25 in
(0,0317m)
Course 3 1,125 in
(0,0286 m)
1 in
(0,0254 m)
1,25 in
(0,0317 m)
Course 4 1 in
(0,0254 m)
0,875 in
(0,0222 m)
1,125 in
(0,0286 m)
Course 5 1 in
(0,0254 m)
0,875 in
(0,0222 m)
1 in
(0,0254 m)
Course 6 0,9375 in
(0,0238 m)
0,875 in
(0,0222 m)
Course 7 0,875 in
(0,0222 m)
Tebal head
0,25 in
(0,0063 m)
0,4375 in
(0,0111 m)
0,25 in
(0,0063 m)
Tinggi head 1,2212 m 1,3457 m 1,7592 m
Sudut θ 7,611o 8,372
o 9,369
o
Tinggi total 14,0228 m 12,3185 m 10,9032 m
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Prarancangan Pabrik Metil Akrilat Dari Metanol dan Asam Akrilat dengan Proses Esterifikasi Kapasitas 55.000 Ton/ Tahun 50
Bab III Spesifikasi Alat
3.8 Heat Exchanger
Tabel 3.6 Spesifikasi Heat Exchanger
Spesifikasi Heat Exchanger 1 Heat Exchanger 2 Heat Exchanger 3
Kode alat HE-01 HE-02 HE-03
Fungsi Menurunkan suhu
campuran keluaran
ACC-01 yang
akan dibuang ke
UPL
Menurunkan suhu
campuran keluaran
ACC-02 yang akan
disimpan ke tangki
penyimpanan metil
akrilat 99,5 %wt
Menurunkan suhu
campuran keluaran
RB-02 yang akan
dibuang ke UPL
Tipe Double pipe Double pipe Double pipe
Jumlah 1 buah 1 buah 1 buah
Beban panas 363.344,5358
kJ/jam
556.544,9279
kJ/jam
50.615,3142
kJ/jam
Annulus
Fluida Campuran
keluaran ACC-01
Larutan metil akrilat
99,5 %wt
Campuran keluaran
RB-02
Laju alir 1509,65 kg/jam 6.944,44 kg/jam 325,24 kg/jam
Material Stainless steel SA 167 grade 3 type 304
Suhu masuk 99,6976 oC 81,3624
oC 95,007
oC
Suhu keluar 40 oC 40
oC 40
oC
OD 4,5 in 3,5 in 3,5 in
ID 4,026 in 3,068 in 3,068 in
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Prarancangan Pabrik Metil Akrilat Dari Metanol dan Asam Akrilat dengan Proses Esterifikasi Kapasitas 55.000 Ton/ Tahun 51
Bab III Spesifikasi Alat
Spesifikasi Heat Exchanger 1 Heat Exchanger 2 Heat Exchanger 3
Pressure
drop
0,3954 psi 2,1627 psi 0,0561 psi
Inner pipe
Fluida Air Pendingin Air Pendingin Air Pendingin
Laju alir 8.679,3812 kg/jam 13.294,4496 kg/jam 1.209,0717 kg/jam
Material Titanium
Suhu masuk 30 oC 30
oC 30
oC
Suhu keluar 40 oC 40
oC 40
oC
OD 3,5 in 2,38 in 2,38 in
ID 3,068 in 2,067 in 2,067 in
Pressure
drop
0,0007 psi 0,0207 psi 0,0007 psi
Rd
required
0,0015
hr.ft2F/BTU
0,0015
hr.ft2F/BTU
0,0015
hr.ft2F/BTU
Rd
calculated
0,0020
hr.ft2F/BTU
0,0024
hr.ft2F/BTU
0,0018
hr.ft2F/BTU
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Prarancangan Pabrik Metil Akrilat Dari Metanol dan Asam Akrilat dengan Proses Esterifikasi Kapasitas 55.000 Ton/ Tahun 52
Bab III Spesifikasi Alat 52
3.9 Pompa
Tabel 3.7 Spesifikasi Pompa
Spesifikasi Pompa 1 Pompa 2 Pompa 3 Pompa 4 Pompa 5 Pompa 6 Pompa 7
Kode alat P-01 P-02 P-03 P-04 P-05 P-06 P-07
Fungsi Mengalirkan
metanol dari
T-01 ke R-01
Mengalirkan
metanol dari
T-02 ke R-01
Mengalirkan
hasil bawah
R-01 ke R-02
Mengalirkan
hasil bawah
decanter ke
feed plate
MD-01
Mengalirkan
hasil atas
decanter ke
feed plate
MD-02
Mengalirkan
hasil atas MD-
01 sebagai
reflux dan
menuju UPL
Mengalirkan
hasil atas MD-
02 sebagai
reflux dan
menuju T-04
Jenis Centrifugal Centrifugal Centrifugal Centrifugal Centrifugal Centrifugal Centrifugal
Kapasitas 18,1465 gpm 31,1278 gpm 53,3674 gpm 9,6806 gpm 43,6716 gpm 13,0061 gpm 123,501 gpm
Power
pompa
0,25 HP 0,5 HP 0,5 HP 0,3333 HP 1,5 HP 1 HP 3 HP
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Prarancangan Pabrik Metil Akrilat Dari Metanol dan Asam Akrilat dengan Proses Esterifikasi Kapasitas 55.000 Ton/ Tahun 53
Bab III Spesifikasi Alat
Spesifikasi Pompa 1 Pompa 2 Pompa 3 Pompa 4 Pompa 5 Pompa 6 Pompa 7
Power
motor
0,5 HP 0,75 HP 0,75 HP 0,5 HP 2 HP 1,5 HP 5 HP
NPSH
required
14,9096 ft 19,5273 ft 25,5685 ft 10,8897 ft 23,1296 ft 1,3641 ft 6,1169 ft
NPSH
available
20,6384 ft 38,5524 ft 25,7449 ft 35,1959 ft 23,2427 ft 50,9757 ft 37,0709 ft
Pipa
Nominal 1,5 in 2 in 3 in 1,25 in 2,5 in 1,25 in 4 in
SN 40 40 40 40 40 40 40
ID 1,61 in 2,067 in 3,068 in 1,38 in 2,469 in 1,38 in 4,026 in
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Prarancangan Pabrik Metil Akrilat Dari Metanol dan Asam Akrilat dengan Proses Esterifikasi Kapasitas 55.000 Ton / Tahun 54
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
54
BAB IV
UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM
4.1 Unit Pendukung Proses
Utilitas merupakan unit penunjang proses produksi untuk menjamin
kelangsungan proses dalam suatu pabrik.
Unit pendukung proses yang terdapat dalam pabrik metil akrilat adalah :
1. Unit pengadaan air
Unit ini bertugas menyediakan dan mengolah air untuk memenuhi kebutuhan
air sebagai berikut :
a. Air pendingin
b. Air konsumsi umum dan sanitasi
d. Air umpan boiler
2. Unit pengadaan steam
Unit ini bertugas untuk menyediakan kebutuhan steam sebagai media
pemanas untuk reboiler
3. Unit pengadaan udara tekan
Unit ini bertugas untuk menyediakan udara tekan untuk kebutuhan
instrumentasi pneumatic, untuk penyediaan udara tekan di bengkel dan untuk
kebutuhan umum yang lain.
4. Unit pengadaan listrik
Unit ini bertugas menyediakan listrik sebagai tenaga penggerak untuk
peralatan proses, peralatan utilitas, peralatan elektronik atau alat-alat listrik,
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Prarancangan Pabrik Metil Akrilat Dari Metanol dan Asam Akrilat dengan Proses Esterifikasi Kapasitas 55.000 Ton / Tahun 55
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
AC, maupun penerangan. Listrik disuplai dari PLN dan disediakan generator
sebagai cadangan apabila listrik dari PLN mengalami gangguan.
5. Unit pengadaan bahan bakar
Unit ini bertugas menyediakan bahan bakar untuk kebutuhan generator dan
boiler.
4.1.1 Unit Pengadaan Air
Air konsumsi umum dan sanitasi serta air umpan boiler yang digunakan
adalah air yang diperoleh dari PT. Krakatau Tirta Industri (PT. KTI). Sedangkan
untuk air pendingin dan air pemadam kebakaran menggunakan air dari laut yang
tidak jauh dari lokasi pabrik.
4.1.1.1 Air Pendingin dan Air Pemadam Kebakaran
Air pendingin dan air pemadam kebakaran yang digunakan adalah air laut
yang diperoleh dari laut yang tidak jauh dari lokasi pabrik. Alasan digunakannya
air laut sebagai media pendingin adalah karena faktor-faktor sebagai berikut :
a. Air laut dapat diperoleh dalam jumlah yang besar dengan biaya murah.
b. Mudah dalam pengaturan dan pengolahannya.
c. Dapat menyerap sejumlah panas per satuan volume yang tinggi.
d. Tidak terdekomposisi.
e. Tidak dibutuhkan cooling tower, karena air laut langsung dibuang lagi ke
laut.
Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam pengolahan air laut sebagai
pendingin adalah :
a. Partikel-partikel besar/mikroba (makhluk hidup laut dan konstituen lain)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Prarancangan Pabrik Metil Akrilat Dari Metanol dan Asam Akrilat dengan Proses Esterifikasi Kapasitas 55.000 Ton / Tahun 56
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
b. Partikel-partikel kecil/mikroba laut (ganggang dan mikroorganisme laut)
yang dapat menyebabkan fouling pada alat-alat proses.
Tabel 4.1 Kebutuhan Air Pendingin
No Kode Alat Alat
Kebutuhan
( kg/jam )
1. R-01 Reaktor-01 9.426,4181
2. R-02 Reaktor-02 3.888,9884
3. CD-01 Condenser Menara Distilasi I 94.448,0833
4. CD-02 Condenser Menara Distilasi II 102.490,9170
5. HE-01
Cooler hasil atas Menara
Distilasi I
8.679,3812
6. HE-02 Cooler produk metil akrilat 13.294,4495
7. HE-03
Cooler hasil bawah Menara
Distilasi II
1.209,0717
Selain digunakan untuk pendingin pada penukar panas, air laut juga digunakan
untuk keperluan pemadam kebakaran. Sehingga, total kebutuhan air pendingin
256.781,04 kg/jam.
4.1.1.2 Air Konsumsi Umum dan Sanitasi
Sumber air untuk keperluan konsumsi dan sanitasi berasal dari PT. KTI.
Air ini digunakan untuk memenuhi kebutuhan air minum, laboratorium, kantor,
perumahan, dan pertamanan. Air konsumsi dan sanitasi harus memenuhi beberapa
syarat, yang meliputi syarat fisik, syarat kimia, dan syarat bakteriologis.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Prarancangan Pabrik Metil Akrilat Dari Metanol dan Asam Akrilat dengan Proses Esterifikasi Kapasitas 55.000 Ton / Tahun 57
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
Syarat fisik :
Suhu di bawah suhu udara luar
Warna jernih
Tidak mempunyai rasa dan tidak berbau
Syarat kimia :
Tidak mengandung zat organik
Tidak beracun
Syarat bakteriologis :
Tidak mengandung bakteri–bakteri, terutama bakteri yang pathogen.
Kebutuhan air konsumsi umum dan sanitasi dapat dilihat pada Tabel 4.2
Tabel 4.2 Kebutuhan Air Konsumsi Umum dan Sanitasi
No Nama Unit Kebutuhan ( kg/hari)
1. Perkantoran 5.000
2. Laboratorium 3.200
3. Kantin 1.000
4. Hydrant /Taman 920
5. Poliklinik 90
Jumlah air 18.420
Kebutuhan air konsumsi umum dan sanitasi = 10.210 kg/hari
= 425,417 kg/jam
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Prarancangan Pabrik Metil Akrilat Dari Metanol dan Asam Akrilat dengan Proses Esterifikasi Kapasitas 55.000 Ton / Tahun 58
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
4.1.1.3 Air Umpan Boiler
Untuk kebutuhan umpan boiler, sumber air yang digunakan sama
dengan air konsumsi umum dan sanitasi. Beberapa hal yang perlu diperhatikan
dalam penanganan air umpan boiler antara lain:
a. Kandungan yang dapat menyebabkan korosi.
Korosi yang terjadi di dalam boiler disebabkan karena air mengandung
larutan - larutan asam dan gas - gas yang terlarut.
b. Kandungan yang dapat menyebabkan kerak (scale forming).
Pembentukan kerak disebabkan karena adanya kesadahan dan suhu tinggi,
yang biasanya berupa garam - garam karbonat dan silikat.
c. Kandungan yang dapat menyebabkan pembusaan (foaming)
Air dari proses pemanasan dapat menyebabkan pembusaan karena adanya
zat-zat organik, anorganik, dan zat-zat tidak larut dalam jumlah besar.
Jumlah air yang dibutuhkan untuk umpan boiler sebesar 5.422,1301 kg/jam.
Jumlah air ini hanya pada awal start up pabrik, untuk kebutuhan selanjutnya
hanya diperlukan air make up saja. Jumlah air untuk keperluan make up sebesar
1.084,4260 kg/jam.
4.1.1.4 Pengolahan Air
Pengolahan air untuk kebutuhan pabrik meliputi pengolahan secara fisik
dan kimia, maupun penambahan desinfektan.
Pengolahan air laut
Untuk menghindari fouling yang terjadi pada alat-alat penukar panas
maka perlu diadakan pengolahan air laut. Pengolahan dilakukan secara fisis
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Prarancangan Pabrik Metil Akrilat Dari Metanol dan Asam Akrilat dengan Proses Esterifikasi Kapasitas 55.000 Ton / Tahun 59
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
dan kimia. Pengolahan secara fisis adalah dengan screening dan secara kimia
adalah dengan penambahan chlorine. Tahapannya adalah sebagai berikut :
Air laut dihisap dari kolam yang langsung berada di pinggir laut dengan
menggunakan pompa, dalam pengoperasian digunakan dua buah pompa, satu
service dan satunya standby. Sebelum masuk pompa, air dilewatkan pada
traveling screen untuk menyaring partikel dengan ukuran besar. Pencucian
dilakukan secara kontinyu. Setelah dipompa kemudian dialirkan ke strainer
yang mempunyai saringan stainless steel 0,4 mm dan mengalami pencucian
balik secara periodik. Air laut kemudian dialirkan ke pabrik. Di dalam kolam
diinjeksikan Sodium hipoklorit untuk menjaga kandungan klorin minimum 1
ppm. Dalam perancangan ini diinjeksikan klorin sebanyak 1 ppm. Sodium
hipoklorit dibuat di dalam Chloropac dengan bahan baku air laut dengan cara
elektrolisa. Klorin diinjeksikan secara kontinyu dalam kolam dan secara
intermittent di pipa pengaliran.
Skema pengolahan air laut pabrik metil akrilat disajikan pada Gambar
4.1
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Prarancangan Pabrik Metil Akrilat Dari Metanol dan Asam Akrilat dengan Proses Esterifikasi Kapasitas 55.000 Ton / Tahun 60
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
PWT - 01
Chlorine
Air laut
Pendingin HE
TU
-
01
Saringan
awal
Pemadam
Kebakaran
PWT- 02
Traveling
screen
Strainer,
untuk d>0.4
mmcontinue
intermittent
BU- 01
Keterangan gambar :
PWT : Pompa Water Treatment
BU : Bak Utilitas
TU : Tangki Utilitas
Gambar 4.1 Skema Pengolahan Air Laut
Pengolahan air KTI
Air baku (treated water) yang diambil dari PT. KTI dialirkan ke
clarifier untuk mengurangi materi yang mengendap. Air yang mengalir
berlebihan (over flow) dari clarifier dialirkan secara gravitasi ke filter yang
berjenis gravity sand filter dengan menggunakan pasir kasar dan halus, untuk
menghilangkan sisa-sisa materi yang terendap dalam jumlah kecil. Air yang
telah disaring selanjutnya ditampung ke bak penampung air untuk kemudian
dipompakan ke tangki air konsumsi dan sanitasi umum.
Pengolahan air umpan boiler
Tahapan pengolahan air agar dapat digunakan sebagai air umpan boiler
meliputi :
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Prarancangan Pabrik Metil Akrilat Dari Metanol dan Asam Akrilat dengan Proses Esterifikasi Kapasitas 55.000 Ton / Tahun 61
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
a. Kation Exchanger
Kation exchanger berfungsi untuk mengikat ion-ion positif yang
terlarut dalam air lunak. Alat ini berupa silinder tegak yang berisi
tumpukan butir-butir resin penukar ion. Resin yang digunakan adalah
Aldex C-800H dengan notasi RH2. Adapun reaksi yang terjadi dalam
kation exchanger adalah:
2NaCl + RH2 → RNa2 + 2 HCl (IV-1)
CaCO3 + RH2 → RCa + H2CO3 (IV-2)
BaCl2 + RH2 → RBa + 2 HCl (IV-3)
Apabila resin sudah jenuh maka pencucian dilakukan dengan
menggunakan larutan H2SO4 2%. Reaksi yang terjadi pada waktu
regenerasi adalah:
RNa2 + H2SO4 → RH2 + Na2SO4 (IV-4)
RCa + H2SO4 → RH2 + CaSO4 (IV-5)
RBa + H2SO4 → RH2 + BaSO4 (IV-6)
b. Anion Exchanger
Alat ini berfungsi untuk mengikat ion-ion negatif yang ada dalam
air lunak. Dan resin yang digunakan adalah jenis Amberlite IRN78
dengan notasi R(OH)2. Reaksi yang terjadi di dalam anion exchanger
adalah:
R(OH)2 + 2 HCl → RCl2 + 2 H2O (IV-7)
R(OH)2 + H2SO4 → RSO4 + 2 H2O (IV-8)
R(OH)2 + H2CO3 → RCO3 + 2 H2O (IV-9)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Prarancangan Pabrik Metil Akrilat Dari Metanol dan Asam Akrilat dengan Proses Esterifikasi Kapasitas 55.000 Ton / Tahun 62
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
Pencucian resin yang sudah jenuh digunakan larutan NaOH 4%.
Reaksi yang terjadi saat regenerasi adalah:
RCl2 + 2 NaOH → R(OH)2 + 2 NaCl (IV-10)
RSO4 + 2 NaOH → R(OH)2 + 2 Na2SO4 (IV-11)
RCO3 + 2 NaOH → R(OH)2 + 2 Na2CO3 (IV-12)
c. Deaerasi
Air yang sudah diolah di unit demineralisasi masih mengandung
gas – gas terlarut, terutama oksigen dan karbon dioksida. Gas tersebut
dihilangkan karena dapat menyebabkan korosi.
Proses pengurangan gas-gas dalam unit deaerasi dilakukan secara
mekanis dan kimiawi. Proses mekanis dilakukan dengan cara
mengontakkan air umpan boiler dengan uap tekanan rendah, yang
mengakibatkan sebagian besar gas terlarut dalam air umpan terlepas
dan dikeluarkan ke atmosfer. Selanjutnya dilakukan proses kimiawi
dengan penambahan bahan kimia hidrazin untuk menghilangkan sisa-
sisa gas terlarut terutama gas oksigen sehingga dapat mencegah korosi
pada boiler. Adapun reaksi yang terjadi adalah:
N2H4 (aq) + O2 (g) → N2 (g) + 2 H2O (l) (IV-13)
Skema pengolahan air dari PT.Krakatau Tirta Industri di pabrik metil
akrilat disajikan pada Gambar 4.2
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Prarancangan Pabrik Metil Akrilat Dari Metanol dan Asam Akrilat dengan Proses Esterifikasi Kapasitas 55.000 Ton / Tahun 63
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
63
Kantor
CLSP
Blow
Down
Dari KTI
Blow
Down
PWT-04
AE KE
PWT-05
Deaerator
PWT-06
TU-04
PWT-03
TU-03
BU-02
Keterangan gambar :
CL : Clarifier TU : Tangki Utilitas KE : Kation Exchanger
SP : Saringan Pasir PWT : Pompa Water Treatment AE : Anion Exchanger
BU : Bak Utilitas
Gambar 4.2 Skema Pengolahan Air KTI
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Prarancangan Pabrik Metil Akrilat Dari Metanol dan Asam Akrilat dengan Proses Esterifikasi Kapasitas 55.000 Ton / Tahun 64
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
4.1.2 Unit Pengadaan Steam
Steam yang diproduksi pada prarancangan pabrik metil akrilat ini
digunakan sebagai media pemanas pada Reboiler-01 dan Reboiler-02. Untuk
memenuhi kebutuhan steam digunakan 1 buah boiler. Steam yang dihasilkan dari
boiler ini adalah saturated steam yang mempunyai suhu 194,44oC dan tekanan
13,702 atm. Jumlah steam yang dibutuhkan sebesar 4.929,2092 kg/jam. Untuk
menjaga kemungkinan kebocoran steam pada saat distribusi dan make up
blowdown pada boiler maka, jumlah steam dilebihkan sebanyak 10%. Jadi jumlah
steam yang dibutuhkan adalah 5.422,1301 kg/jam.
Perancangan boiler :
Dirancang untuk memenuhi kebutuhan steam
Steam yang dihasilkan : T = 382 °F
P = 201,423 psia
Untuk tekanan > 200 psia, digunakan boiler jenis water tube boiler.
Menentukan luas penampang perpindahan panas
Daya yang diperlukan boiler untuk menghasilkan steam dihitung dengan
persamaan :
(IV-13)
Dengan :
ms = massa steam yang dihasilkan (lb/jam)
h = entalpi steam pada P dan T tertentu (BTU/lbm)
hf = entalpi umpan (BTU/lbm)
ms = 11.953,6281 lb/jam
5343970 ,,
hf)ms.(hDaya
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Prarancangan Pabrik Metil Akrilat Dari Metanol dan Asam Akrilat dengan Proses Esterifikasi Kapasitas 55.000 Ton / Tahun 65
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
h = 857,300 BTU/lbm
Umpan air terdiri dari 20% make up water dan 80% kondensat. Make up water
adalah air pada suhu 35 °C dan kondensat pada suhu 185,35 °C.
hf = 283,1207 BTU/lbm `
Jadi daya yang dibutuhkan adalah sebesar = 20,5032 HP
ditentukan luas bidang pemanasan = 12 ft2/HP
Total heating surface = 246,0386 ft2
Perhitungan kapasitas boiler
Q = ms (h – hf) (IV-14)
= 11.953,6281 lb/jam x (857,300 – 283,1207)
= 6.863.523,8710 BTU/jam
Kebutuhan bahan bakar
Bahan bakar yang digunakan adalah Industrial Diesel Oil (IDO)
Heating value (HV) = 16.779,0906 BTU/lb
Jumlah bahan bakar yang diperlukan sebanyak 289,9138 kg/jam
Spesifikasi boiler yang dibutuhkan :
Kode : B-01
Fungsi : Memenuhi kebutuhan steam
Jenis : Water tube boiler
Jumlah : 1 buah
Tekanan steam : 201,423 psia (13,702 atm)
Suhu steam : 382oF (194,44
oC)
Efisiensi : 80 %
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Prarancangan Pabrik Metil Akrilat Dari Metanol dan Asam Akrilat dengan Proses Esterifikasi Kapasitas 55.000 Ton / Tahun 66
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
Bahan bakar : IDO
Kebutuhan bahan bakar : 289,9138 kg/jam
4.1.3 Unit Pengadaan Udara Tekan
Kebutuhan udara tekan untuk prarancangan pabrik metil akrilat ini
diperkirakan sebesar 54 m3/jam (1 valve membutuhkan 1 cfm udara tekan),
tekanan 58,8 psi dan suhu 35oC. Alat untuk menyediakan udara tekan berupa
kompresor yang dilengkapi dengan dryer yang berisi silica gel untuk menyerap
kandungan air sampai maksimal 84 ppm.
Spesifikasi kompresor yang dibutuhkan :
Kode : KU-01
Fungsi : Memenuhi kebutuhan udara tekan
Jenis : Single Stage Reciprocating Compressor
Jumlah : 1 buah
Kapasitas : 54 m3/jam
Tekanan suction : 14,7 psi (1 atm)
Tekanan discharge : 58,8 psi (4 atm)
Suhu udara : 35 oC
Efisiensi : 80 %
Daya kompresor : 7,5 HP
Tegangan : 220/380 volt
4.1.4 Unit Pengadaan Listrik
Kebutuhan tenaga listrik di pabrik metil akrilat ini dipenuhi oleh PLN dan
generator pabrik. Hal ini bertujuan agar pasokan tenaga listrik dapat berlangsung
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Prarancangan Pabrik Metil Akrilat Dari Metanol dan Asam Akrilat dengan Proses Esterifikasi Kapasitas 55.000 Ton / Tahun 67
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
kontinyu meskipun ada gangguan pasokan dari PLN. Generator yang digunakan
adalah generator arus bolak-balik dengan pertimbangan :
a. Tenaga listrik yang dihasilkan cukup besar
b. Tegangan dapat dinaikkan atau diturunkan sesuai kebutuhan
Kebutuhan listrik di pabrik ini antara lain terdiri dari :
1. Listrik untuk keperluan proses dan utilitas
2. Listrik untuk penerangan
3. Listrik untuk AC
4. Listrik untuk laboratorium dan instrumentasi
5. Listrik untuk alat-alat elektronik
Besarnya kebutuhan listrik masing–masing keperluan di atas dapat
diperkirakan sebagai berikut :
4.1.4.1 Listrik untuk Keperluan Proses dan Utilitas
Kebutuhan listrik untuk keperluan proses dan keperluan pengolahan air
dapat dilihat pada Tabel 4.3
Tabel 4.3 Kebutuhan Listrik untuk Keperluan Proses dan Utilitas
No Nama Alat ∑ HP kW Total HP Total kW
1 Reaktor-01 (R-01) 1 6,0 4,4742 6,0 4,4742
2 Reaktor-02 (R-02) 1 6,0 4,4742 6,0 4,4742
3 P-01 1 0,5 0,3729 0,5 0,3729
4 P-02 1 0,8 0,5593 0,8 0,5593
5 P-03 1 0,8 0,5593 0,8 0,5593
6 P-04 1 0,5 0,3729 0,5 0,3729
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Prarancangan Pabrik Metil Akrilat Dari Metanol dan Asam Akrilat dengan Proses Esterifikasi Kapasitas 55.000 Ton / Tahun 68
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
No Nama Alat ∑ HP kW Total HP Total kW
7 P-05 1 2,0 1,4914 2,0 1,4914
8 P-06 1 0,8 0,5966 0,8 0,5966
9 P-07 1 0,1 0,0932 0,1 0,0932
10 P-08 1 5,0 3,7285 5,0 3,7285
11 PWT-01 1 30,0 22,3710 30,0 22,3710
12 PWT-02 1 25,0 18,6425 25,0 18,6425
13 PWT-03 1 10,0 7,4570 10,0 7,4570
14 PWT-04 1 0,1 0,0932 0,1 0,0932
15 PWT-05 1 0,3 0,1864 0,3 0,1864
16 PWT-06 1 0,1 0,0932 0,1 0,0932
17 KU-01 1 7,5 5,5928 7,5 5,5928
18 Boiler 1 21 15,6597 21 15,6597
Total 18 116,4 86,8181 116,4 86,8181
Jadi jumlah listrik yang dikonsumsi untuk keperluan proses dan utilitas
sebesar 116,4 HP. Diperkirakan kebutuhan listrik untuk alat yang tidak
terdiskripsikan sebesar ± 10 % dari total kebutuhan. Maka total kebutuhan listrik
adalah 128,0675 HP atau sebesar 95,4999 kW.
4.1.4.2 Listrik Untuk penerangan
Untuk menentukan besarnya tenaga listrik digunakan persamaan :
DU
FaL
.
. (IV-15)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Prarancangan Pabrik Metil Akrilat Dari Metanol dan Asam Akrilat dengan Proses Esterifikasi Kapasitas 55.000 Ton / Tahun 69
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
Dengan :
L : Lumen per outlet
a : Luas area, ft2
F : foot candle yang diperlukan (Tabel 13 Perry 6th
ed)
U : Koefisien utilitas (Tabel 16 Perry 6th
ed untuk White Bowl Lamp)
D : Efisiensi lampu (Tabel 16 Perry 6th
ed)
Tabel 4.4 Jumlah Lumen Berdasarkan Luas Bangunan
No Bangunan Luas, m2 Luas (a), ft
2 F U D Lumen
1 Pos keamanan 100 1076,36 20,00 0,42 0,75 68340,63
2 Parkir 400 4305,46 10,00 0,49 0,75 117155,36
3 Kantin 50 538,18 20,00 0,51 0,75 28140,26
4 Kantor 800 8610,92 35,00 0,60 0,75 669738,14
5 Klinik 500 5381,82 20,00 0,51 0,75 281402,58
6 Ruang kontrol 300 3229,09 40,00 0,56 0,75 307532,82
7 Laboratorium 200 2152,73 40,00 0,56 0,75 205021,88
8 Safety 200 2152,73 40,00 0,56 0,75 205021,8789
9 Proses 8000 86109,19 30,00 0,59 0,75 5837911,13
10 Mushola 100 1076,36 20,00 0,55 0,75 52187,39
11 Utilitas 1500 16145,47 10,00 0,59 0,75 364869,45
12 Garasi 400 4305,46 10,00 0,59 0,75 97298,52
13
Ruang
generator
200 2152,73 10,00 0,51 0,75 56280,52
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Prarancangan Pabrik Metil Akrilat Dari Metanol dan Asam Akrilat dengan Proses Esterifikasi Kapasitas 55.000 Ton / Tahun 70
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
No Bangunan Luas, m2 Luas (a), ft
2 F U D Lumen
14 Gudang 400 4305,46 5,00 0,51 0,75 56280,52
15 Bengkel 300 3229,09 40,00 0,51 0,75 337683,09
16 Pemadam 100 1076,36 20,00 0,51 0,75 56280,52
17 Jalan dan taman 2000 21527,30 5,00 0,55 0,75 260936,94
18 Area perluasan 8000 86109,19 5,00 0,57 0,75 1007125,02
Jumlah 23550 253483,93 10009.206,61
Jumlah lumen :
untuk penerangan dalam ruangan = 8.623.989,30 lumen
untuk penerangan bagian luar ruangan = 1.385.217,32 lumen
Untuk semua area dalam bangunan direncanakan menggunakan lampu fluorescent
40 Watt dimana satu buah lampu mempunyai 1.920 lumen (Tabel 18 Perry 6th
ed.).
Jadi jumlah lampu dalam ruangan = 8.623.989,30 / 1.920
= 4.492 buah
Untuk penerangan bagian luar ruangan digunakan lampu mercury 100 Watt,
dimana lumen output tiap lampu adalah 3.000 lumen (Perry 6th
ed., 1994).
Jadi jumlah lampu luar ruangan = 1.385.217,32 / 3.000
= 462 buah
Total daya penerangan = ( 40 W x 4.492 + 100 W x 462 )
= 225.880 W
= 225,88 kW
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Prarancangan Pabrik Metil Akrilat Dari Metanol dan Asam Akrilat dengan Proses Esterifikasi Kapasitas 55.000 Ton / Tahun 71
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
4.1.4.3 Listrik untuk AC
Diperkirakan menggunakan tenaga listrik sebesar 15.000 Watt atau 15 kW
4.1.4.4 Listrik untuk Laboratorium dan Instrumentasi
Diperkirakan menggunakan tenaga listrik sebesar 10.000 Watt atau 15 kW.
Tabel 4.5 Total Kebutuhan Listrik Pabrik
No. Kebutuhan Listrik Tenaga listrik, kW
1.
2.
3.
4.
Listrik untuk keperluan proses dan utilitas
Listrik untuk keperluan penerangan
Listrik untuk AC
Listrik untuk laboratorium dan instrumentasi
95,50
225,88
15
10
Total 346,38
Generator yang digunakan sebagai cadangan sumber listrik mempunyai efisiensi
80%, sehingga generator yang disiapkan harus mempunyai output sebesar
433,9749 kW.
Dipilih menggunakan generator dengan daya 450 kW, sehingga masih
tersedia cadangan daya sebesar 17,0251 kW.
Spesifikasi generator yang diperlukan :
Jenis : AC generator
Jumlah : 1 buah
Kapasitas / Tegangan : 450 kW ; 220/460 Volt
Efisiensi : 80 %
Bahan bakar : IDO
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Prarancangan Pabrik Metil Akrilat Dari Metanol dan Asam Akrilat dengan Proses Esterifikasi Kapasitas 55.000 Ton / Tahun 72
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
4.1.5 Unit Pengadaan Bahan Bakar
Unit pengadaan bahan bakar mempunyai tugas untuk memenuhi
kebutuhan bahan bakar boiler dan generator. Bahan bakar generator dan
boiler adalah IDO (Industrial Diesel Oil). IDO diperoleh dari Pertamina
dan distributornya. Pemilihan IDO sebagai bahan bakar didasarkan pada
alasan:
1. Mudah didapat
2. Lebih ekonomis
3. Mudah dalam penyimpanan
Bahan bakar IDO yang digunakan mempunyai spesifikasi sebagai berikut:
Specific gravity : 0,87
Heating Value : 16.779,0906 BTU/lb
Efisiensi bahan bakar : 80%
Densitas : 54,3750 lb/ft3
Kebutuhan bahan bakar untuk tiap alat dihitung dengan persamaan berikut:
Bahan bakar= h . . eff
alat Kapasitas
(IV-15)
Tabel 4.6 Total Kebutuhan Bahan Bakar Pabrik
Keterangan Boiler Generator
Efisiensi bahan bakar 80% 80%
Kapasitas (BTU/jam) 6.833.715,2292 1.535.469,34
Kebutuhan IDO (L/jam) 332,8486 59,5704
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Prarancangan Pabrik Metil Akrilat Dari Metanol dan Asam Akrilat dengan Proses Esterifikasi Kapasitas 55.000 Ton / Tahun 73
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
4.2 Laboratorium
Laboratorium memiliki peranan sangat besar di dalam suatu pabrik untuk
memperoleh data–data yang diperlukan. Data–data tersebut digunakan untuk
evaluasi unit-unit yang ada, menentukan tingkat efisiensi, dan untuk pengendalian
mutu.
Pengendalian mutu atau pengawasan mutu di dalam suatu pabrik dilakukan
dengan tujuan mengendalikan mutu produk yang dihasilkan agar sesuai dengan
standar yang ditentukan. Pengendalian mutu dilakukan mulai bahan baku, saat
proses berlangsung, dan juga pada hasil atau produk.
Pengendalian rutin dilakukan untuk menjaga agar kualitas dari bahan baku
dan produk yang dihasilkan sesuai dengan spesifikasi yang diinginkan. Dengan
pemeriksaan secara rutin juga dapat diketahui apakah proses berjalan normal atau
menyimpang. Jika diketahui analisa produk tidak sesuai dengan yang diharapkan
maka dengan mudah dapat diketahui atau diatasi.
Laboratorium berada di bawah bidang teknik dan perekayasaan yang
mempunyai tugas pokok antara lain :
a. Sebagai pengontrol kualitas bahan baku dan pengontrol kualitas produk
b. Sebagai pengontrol terhadap proses produksi
c. Sebagai pengontrol terhadap mutu air pendingin, air umpan boiler, dan lain-
lain yang berkaitan langsung dengan proses produksi
Laboratorium melaksanakan kerja 24 jam sehari dalam kelompok kerja shift
dan non-shift.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Prarancangan Pabrik Metil Akrilat Dari Metanol dan Asam Akrilat dengan Proses Esterifikasi Kapasitas 55.000 Ton / Tahun 74
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
1. Kelompok shift
Kelompok ini melaksanakan tugas pemantauan dan analisa–analisa rutin
terhadap proses produksi. Dalam melaksanakan tugasnya, kelompok ini
menggunakan sistem bergilir, yaitu sistem kerja shift selama 24 jam dengan
dibagi menjadi 3 shift. Masing–masing shift bekerja selama 8 jam.
2. Kelompok non-shift
Kelompok ini mempunyai tugas melakukan analisa khusus yaitu analisa
yang sifatnya tidak rutin dan menyediakan reagen kimia yang diperlukan di
laboratorium. Dalam rangka membantu kelancaran pekerjaan kelompok
shift, kelompok ini melaksanakan tugasnya di laboratorium utama dengan
tugas antara lain :
a. Menyediakan reagent kimia untuk analisa laboratorium
b. Melakukan analisa bahan pembuangan penyebab polusi
c. Melakukan penelitian atau percobaan untuk membantu kelancaran
produksi
Dalam menjalankan tugasnya, bagian laboratorium dibagi menjadi :
1. Laboratorium fisik
2. Laboratorium analitik
3. Laboratorium penelitian dan pengembangan
4.2.1 Laboratorium Fisik
Bagian ini bertugas mengadakan pemeriksaan atau pengamatan terhadap
sifat–sifat bahan baku, produk, dan air yang meliputi air baku, air pendingin, dan
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Prarancangan Pabrik Metil Akrilat Dari Metanol dan Asam Akrilat dengan Proses Esterifikasi Kapasitas 55.000 Ton / Tahun 75
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
air limbah. Pengamatan yang dilakukan meliputi specific gravity, viskositas, dan
kandungan air.
4.2.2 Laboratorium Analitik
Bagian ini mengadakan pemeriksaan terhadap bahan baku dan produk
mengenai sifat–sifat kimianya.
Analisa yang dilakukan, yaitu :
Analisa komposisi bahan baku.
Analisa komposisi produk.
Analisa air :
- Air baku.
- Air pendingin.
- Air konsumsi umum dan sanitasi.
- Air umpan boiler.
- Air limbah.
4.2.3 Laboratorium Penelitian dan Pengembangan
Bagian ini bertujuan untuk mengadakan penelitian, misalnya :
Diversifikasi produk.
Perlindungan terhadap lingkungan.
Disamping mengadakan penelitian rutin, laboratorium ini juga
mengadakan penelitian yang sifatnya non rutin, misalnya penelitian terhadap
produk di unit tertentu yang tidak biasanya dilakukan penelitian guna
mendapatkan alternatif lain terhadap penggunaan bahan baku.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Prarancangan Pabrik Metil Akrilat Dari Metanol dan Asam Akrilat dengan Proses Esterifikasi Kapasitas 55.000 Ton / Tahun 76
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
4.2.4 Prosedur Analisa Bahan Baku
4.2.4.1 Infra red Spectrofotometer (IRS)
Pengujian dilakukan dengan mengambil sampel asam akrilat dan metanol
secukupnya kemudian dianalisa langsung menggunakan Infra Red
Spectrofotometer (IRS). Dengan alat ini dapat ditentukan kandungan gugus
organik yang tersusun, apakah sudah memenuhi kriteria sebagai bahan baku atau
belum.
4.2.4.2 Gas Chromathography (GC)
Pengujian dilakukan dengan mengambil sampel asam akrilat dan metanol
sebanyak 1 mikroliter diinjeksikan ke injection port yang terletak di bagian atas
GC. Jika lampu kuning menyala maka hasil akan keluar pada kertas recorder.
Lama analisis sekitar 20 menit.
4.2.4.3 Densitas
Alat : Hidrometer
Cara pengujian :
Menuang sampel ke dalam gelas ukur 1 liter (usahakan tidak terbentuk
gelembung).
Memasukkan termometer ke dalam gelas ukur.
Memasukkan hidrometer yang telah dipilih sesuai dengan sampel.
Memasukkan hidrometer terapung pada sampel sampai konstan lalu membaca
skala pada hidrometer tersebut.
Mengkonversi menggunakan tabel yang tersedia.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Prarancangan Pabrik Metil Akrilat Dari Metanol dan Asam Akrilat dengan Proses Esterifikasi Kapasitas 55.000 Ton / Tahun 77
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
4.2.4.4 Viskositas
Alat : Viscometer tube, bath, stopwatch, termometer.
Cara pengujian :
Mengisikan sampel dengan volume tertentu (sesuai dengan kapasitas kapiler)
ke dalam viscometer tube yang telah dipilih.
Memasukkan sampel ke dalam bath, diamkan selama 15 menit agar
temperatur sampel sesuai dengan temperatur bath/temperatur pengetesan.
Pengetesan dilakukan dengan mengalirkan sampel melalui kapiler sambil
menghitung alirnya.
4.2.5 Prosedur Analisa Produk
4.2.5.1 Infra red Spectrofotometer (IRS)
Pengujian dilakukan dengan mengambil sampel metil akrilat secukupnya
kemudian dianalisa langsung menggunakan Infra Red Spectrofotometer (IRS).
Dengan alat ini dapat ditentukan kandungan gugus organik yang tersusun, apakah
sudah memenuhi kriteria sebagai produk atau belum.
4.2.5.2 Gas Chromathography (GC)
Pengujian dilakukan dengan mengambil sampel metil akrilat sebanyak 1
mikroliter diinjeksikan ke injection port yang terletak di bagian atas GC. Jika
lampu kuning menyala maka hasil akan keluar pada kertas recorder. Lama
analisis sekitar 20 menit.
4.2.6 Analisa Air
Air yang dianalisis antara lain:
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Prarancangan Pabrik Metil Akrilat Dari Metanol dan Asam Akrilat dengan Proses Esterifikasi Kapasitas 55.000 Ton / Tahun 78
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
1. Air umpan boiler
2. Air konsumsi umum dan sanitasi
Parameter yang diuji antara lain warna, pH, kandungan klorin, tingkat
kekeruhan, total kesadahan, jumlah padatan, total alkalinitas, sulfat, silika, dan
konduktivitas air.
Alat-alat yang digunakan dalam laboratorium analisa air ini antara lain:
1. Spectrofotometer, digunakan untuk mengetahui konsentrasi suatu senyawa
terlarut dalam air.
2. Spectroscopy, digunakan untuk mengetahui kadar silika, sulfat, hidrazin,
turbiditas, kadar fosfat, dan kadar sulfat.
Air umpan boiler yang dihasilkan unit demineralisasi juga diuji oleh laboratorium
ini. Parameter yang diuji antara lain pH, konduktivitas dan kandungan silikat
(SiO2), kandungan Mg2+
, Ca2+
.
4.3 Unit Pengolahan Limbah
Limbah yang dihasilkan dari pabrik metil akrilat berupa limbah cair.
Limbah cair ini berasal dari :
a. Air buangan sanitasi
Air buangan sanitasi yang berasal dari seluruh toilet di kawasan pabrik
dikumpulkan dan diolah dengan aerasi dan desinfektan Calcium
Hypoclorite.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Prarancangan Pabrik Metil Akrilat Dari Metanol dan Asam Akrilat dengan Proses Esterifikasi Kapasitas 55.000 Ton / Tahun 79
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
b. Air Sisa Proses
Limbah air dari hasil atas Menara Distilasi I dan hasil bawah Menara
Distilasi II berupa 84% Air, 16% Metil Akrilat, 0,33% Metanol, dan
0,01% Asam Akrilat dinetralkan dalam kolam penetralan. Penetralan
dilakukan dengan menggunakan larutan H2SO4 jika pH buangannya
lebih dari 7,0 dan dengan menggunakan larutan NaOH jika pH
buangannya kurang dari 7,0. Air yang netral dialirkan ke kolam
penampungan akhir bersama-sama dengan aliran air dari pengolahan
yang lain dan blow down dari clarifier.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Prarancangan Pabrik Metil Akrilat Dari Metanol dan Asam Akrilat dengan Proses Esterifikasi Kapasitas 55.000 Ton / Tahun 80
Bab V Manajemen Perusahaan 80
BAB V
MANAJEMEN PERUSAHAAN
5.1. Bentuk Perusahaan
Pabrik metil akrilat yang akan didirikan direncanakan mempunyai :
Bentuk : Perseroan Terbatas
Lapangan Usaha : Industri Metil Akrilat
Lokasi Perusahaan : Cilegon, Jawa Barat
Alasan dipilihnya bentuk perusahaan ini didasarkan oleh beberapa
faktor, yaitu :
1. Mudah untuk mendapatkan modal, yaitu dengan menjual saham
perusahaan.
2. Tanggung jawab pemegang saham terbatas sehingga kelancaran
produksi hanya dipegang pimpinan perusahaan.
3. Pemilik dan pengurus perusahaan terpisah satu sama lain. Pemilik
adalah para pemegang saham sedangkan pengurus perusahaan adalah
direksi beserta stafnya yang diawasi oleh Dewan Komisaris.
4. Kelangsungan perusahaan lebih terjamin, karena tidak terpengaruh
dengan berhentinya pemegang saham, direksi beserta stafnya, karyawan
perusahaan.
5. Efisiensi dari manajemen
Para pemegang saham dapat memilih orang yang ahli sebagai Dewan
Komisaris dan Direktur Utama yang cukup cakap dan berpengalaman.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Prarancangan Pabrik Metil Akrilat Dari Metanol dan Asam Akrilat dengan Proses Esterifikasi Kapasitas 55.000 Ton / Tahun 81
Bab V Manajemen Perusahaan
6. Lapangan usaha lebih luas
Suatu perseroan terbatas dapat menarik modal yang sangat besar dari
masyarakat, sehingga perseroan terbatas dapat memperluas usahanya.
(Widjaja, 2003)
Ciri-ciri Perseroan Terbatas :
1. Perseroan Terbatas didirikan dengan akta dari notaris dengan
berdasarkan Kitab Undang -Undang Hukum Dagang.
2. Besarnya modal ditentukan dalam akta pendirian dan terdiri dari saham-
sahamnya.
3. Pemiliknya adalah para pemegang saham.
4. Perseroan Terbatas dipimpin oleh suatu Direksi yang terdiri dari para
pemegang saham.
Pembinaan personalia sepenuhnya diserahkan kepada Direksi dengan
memperhatikan hukum-hukum perburuhan.
5.2. Struktur Organisasi
Struktur organisasi merupakan salah satu faktor penting yang dapat
menunjang kelangsungan dan kemajuan perusahaan, karena berhubungan dengan
komunikasi yang terjadi dalam perusahaan demi tercapainya kerjasama yang baik
antar karyawan. Untuk mendapatkan sistem organisasi yang baik maka perlu
diperhatikan beberapa azas yang dapat dijadikan pedoman, antara lain:
a) Perumusan tujuan perusahaan dengan jelas.
b) Tujuan organisasi harus dipahami oleh setiap orang dalam organisasi.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Prarancangan Pabrik Metil Akrilat Dari Metanol dan Asam Akrilat dengan Proses Esterifikasi Kapasitas 55.000 Ton / Tahun 82
Bab V Manajemen Perusahaan
c) Tujuan organisasi harus diterima oleh setiap orang dalam organisasi.
d) Adanya kesatuan arah (unity of direction).
e) Adanya kesatuan perintah ( unity of command ).
f) Adanya keseimbangan antara wewenang dan tanggung jawab.
g) Adanya pembagian tugas (distribution of work).
h) Adanya koordinasi.
i) Struktur organisasi disusun sederhana.
j) Pola dasar organisasi harus relatif permanen.
k) Adanya jaminan jabatan (unity of tenure).
l) Balas jasa yang diberikan kepada setiap orang harus setimpal dengan
jasanya.
m) Penempatan orang harus sesuai keahliannya.
(Zamani, 1998)
Dengan berpedoman pada azas tersebut maka diperoleh struktur
organisasi yang baik yaitu System Line and Staff. Pada sistem ini garis kekuasaan
lebih sederhana dan praktis. Demikian pula dalam pembagian tugas kerja seperti
yang terdapat dalam sistem organisasi fungsional, sehingga seorang karyawan
hanya akan bertanggung jawab pada seorang atasan saja. Untuk kelancaran
produksi, perlu dibentuk staf ahli yang terdiri dari orang-orang yang ahli di
bidangnya. Bantuan pikiran dan nasehat akan diberikan oleh staf ahli kepada
tingkat pengawas demi tercapainya tujuan perusahaan.
Ada 2 kelompok orang yang berpengaruh dalam menjalankan
organisasi garis dan staf ini, yaitu:
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Prarancangan Pabrik Metil Akrilat Dari Metanol dan Asam Akrilat dengan Proses Esterifikasi Kapasitas 55.000 Ton / Tahun 83
Bab V Manajemen Perusahaan
1. Sebagai garis atau lini yaitu orang-orang yang melaksanakan tugas pokok
organisasi dalam rangka mencapai tujuan.
2. Sebagai staf yaitu orang-orang yang melakukan tugas sesuai dengan
keahliannya dalam hal ini berfungsi untuk memberi saran-saran kepada unit
operasional.
(Zamani, 1998)
Dewan Komisaris mewakili para pemegang saham (pemilik
perusahaan) dalam pelaksanaan tugas sehari-harinya. Tugas untuk menjalankan
perusahaan dilaksanakan oleh seorang Direktur Utama yang dibantu oleh Direktur
Produksi dan Direktur Keuangan-Umum. Direktur Produksi membawahi bidang
produksi dan teknik, sedangkan direktur keuangan dan umum membawahi bidang
pemasaran, keuangan, dan bagian umum. Kedua direktur ini membawahi
beberapa kepala bagian yang akan bertanggung jawab atas bagian dalam
perusahaan, sebagai bagian dari pendelegasian wewenang dan tanggung jawab.
Masing-masing kepala bagian akan membawahi beberapa seksi dan masing-
masing seksi akan membawahi dan mengawasi para karyawan perusahaan pada
masing-masing bidangnya. Karyawan perusahaan akan dibagi dalam beberapa
kelompok regu yang dipimpin oleh seorang kepala regu dimana setiap kepala regu
akan bertanggung jawab kepada pengawas masing - masing seksi. (Widjaja, 2003)
Manfaat adanya struktur organisasi adalah sebagai berikut :
a. Menjelaskan, membagi, dan membatasi pelaksanaan tugas dan tanggung
jawab setiap orang yang terlibat di dalamnya
b. Penempatan tenaga kerja yang tepat
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Prarancangan Pabrik Metil Akrilat Dari Metanol dan Asam Akrilat dengan Proses Esterifikasi Kapasitas 55.000 Ton / Tahun 84
Bab V Manajemen Perusahaan
c. Pengawasan, evaluasi dan pengembangan perusahaan serta manajemen
perusahaan yang lebih efisien.
d. Penyusunan program pengembangan manajemen
e. Menentukan pelatihan yang diperlukan untuk pejabat yang sudah ada
f. Mengatur kembali langkah kerja dan prosedur kerja yang berlaku bila
terbukti kurang lancar.
Struktur organisasi pabrik metil akrilat disajikan pada Gambar 5.1
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Prarancangan Pabrik Metil Akrilat Dari Metanol dan Asam Akrilat dengan Proses Esterifikasi Kapasitas 55.000 Ton / Tahun 85
Bab V Manajemen Perusahaan 85
RUPS
DEWAN KOMISARIS
DIREKTUR UTAMA
Staff Ahli
DIREKTUR
PRODUKSI
Kabag
Produksi
Kabag
Teknik
Kabag
Keuangan
Kabag
Umum
Kabag
LITBANG
Ka
si
pe
ng
en
da
lian
Ka
si
La
bo
rato
rium
Ka
si U
tilitas
Ka
si
Pe
me
liha
raa
n
Ka
si K
eu
an
ga
n
Ka
si
Ad
min
istra
si
Ke
ua
ng
an
Ka
si H
um
as
Ka
si
Pe
rso
na
lia
Ka
si S
afe
ty &
Lin
gku
ng
an
Sta
ff LIT
BA
NG
KARYAWAN
DIREKTUR
KEUANGAN DAN UMUM
Ka
si
Ke
am
an
an
Ka
si
Pro
se
s
Ka
si P
em
be
lian
Kabag
Pemasaran
Ka
si
Pe
ma
sa
ran
Ka
si
Pe
nju
ala
n
Gambar 5.1 Struktur Organisasi Pabrik Metil Akrilat
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Prarancangan Pabrik Metil Akrilat Dari Metanol dan Asam Akrilat dengan Proses Esterifikasi Kapasitas 55.000 Ton / Tahun 86
Bab V Manajemen Perusahaan
5.3 Tugas dan Wewenang
5.3.1 Pemegang Saham
Pemegang saham adalah beberapa orang yang mengumpulkan modal
untuk kepentingan pendirian dan berjalannya operasi perusahaan tersebut.
Kekuasaan tertinggi pada perusahaan yang mempunyai bentuk PT. (Perseroan
Terbatas) adalah Rapat Umum Pemegang Saham (RUPS).
Pada RUPS tersebut, para pemegang saham berwenang :
1. Mengangkat dan memberhentikan Dewan Komisaris
2. Mengangkat dan memberhentikan Direktur
3. Mengesahkan hasil-hasil usaha serta neraca perhitungan untung rugi tahunan
dari perusahaan.
(Widjaja, 2003)
5.3.2 Dewan Komisaris
Dewan komisaris merupakan pelaksana tugas sehari-hari dari pemilik
saham sehingga dewan komisaris akan bertanggung jawab kepada pemilik saham.
Tugas-tugas Dewan Komisaris meliputi :
1. Menilai dan menyetujui rencana direksi tentang kebijakan umum, target
perusahaan, alokasi sumber - sumber dana dan pengarahan pemasaran
2. Mengawasi tugas - tugas direksi
3. Membantu direksi dalam tugas - tugas penting
(Widjaja, 2003)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Prarancangan Pabrik Metil Akrilat Dari Metanol dan Asam Akrilat dengan Proses Esterifikasi Kapasitas 55.000 Ton / Tahun 87
Bab V Manajemen Perusahaan
5.3.3 Dewan Direksi
Direksi Utama merupakan pimpinan tertinggi dalam perusahaan dan
bertanggung jawab sepenuhnya terhadap maju mundurnya perusahaan. Direktur
utama bertanggung jawab kepada dewan komisaris atas segala tindakan dan
kebijakan yang telah diambil sebagai pimpinan perusahaan. Direktur utama
membawahi direktur produksi dan direktur keuangan-umum.
Tugas direktur umum antara lain :
1. Melaksanakan kebijakan perusahaan dan mempertanggung jawabkan
pekerjaannya secara berkala atau pada masa akhir pekerjaannya pada
pemegang saham.
2. Menjaga kestabilan organisasi perusahaan dan membuat kelangsungan
hubungan yang baik antara pemilik saham, pimpinan, karyawan, dan
konsumen.
3. Mengangkat dan memberhentikan kepala bagian dengan persetujuan rapat
pemegang saham.
4. Mengkoordinir kerja sama antara bagian produksi (direktur produksi) dan
bagian keuangan dan umum (direktur keuangan dan umum).
Tugas dari direktur produksi antara lain :
1. Bertanggung jawab kepada direktur utama dalam bidang produksi, teknik, dan
rekayasa produksi.
2. Mengkoordinir, mengatur, serta mengawasi pelaksanaan pekerjaan kepala-
kepala bagian yang menjadi bawahannya.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Prarancangan Pabrik Metil Akrilat Dari Metanol dan Asam Akrilat dengan Proses Esterifikasi Kapasitas 55.000 Ton / Tahun 88
Bab V Manajemen Perusahaan
Tugas dari direktur keuangan antara lain:
1. Bertanggung jawab kepada direktur utama dalam bidang pemasaran,
keuangan, dan pelayanan umum.
2. Mengkoordinir, mengatur, dan mengawasi pelaksanaan pekerjaan kepala-
kepala bagian yang menjadi bawahannya.
5.3.4 Staf Ahli
Staf ahli terdiri dari tenaga - tenaga ahli yang bertugas membantu direktur
dalam menjalankan tugasnya, baik yang berhubungan dengan teknik maupun
administrasi. Staf ahli bertanggung jawab kepada direktur utama sesuai dengan
bidang keahlian masing - masing.
Tugas dan wewenang staf ahli meliputi :
1. Mengadakan evaluasi bidang teknik dan ekonomi perusahaan.
2. Memberi masukan - masukan dalam perencanaan dan pengembangan
perusahaan.
3. Memberi saran - saran dalam bidang hukum.
5.3.5 Penelitian dan Pengembangan (Litbang)
Litbang terdiri dari tenaga - tenaga ahli sebagai pembantu direksi dan
bertanggung jawab kepada direksi. Litbang membawahi 2 departemen, yaitu
Departemen Penelitian dan Departemen Pengembangan
Tugas dan wewenangnya meliputi :
a. Memperbaiki mutu produksi
b. Memperbaiki dan melakukan inovasi terhadap proses produksi
c. Meningkatkan efisiensi perusahaan di berbagai bidang
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Prarancangan Pabrik Metil Akrilat Dari Metanol dan Asam Akrilat dengan Proses Esterifikasi Kapasitas 55.000 Ton / Tahun 89
Bab V Manajemen Perusahaan
5.3.6 Kepala Bagian
Secara umum tugas kepala bagian adalah mengkoordinir, mengatur, dan
mengawasi pelaksanaan pekerjaan dalam lingkungan bagiannya sesuai dengan
garis wewenang yang diberikan oleh pimpinan perusahaan. Kepala bagian dapat
juga bertindak sebagai staf direktur. Kepala bagian bertanggung jawab kepada
direktur Utama (Zamani, 1998).
Kepala bagian terdiri dari:
1. Kepala Bagian Produksi
Bertanggung jawab kepada direktur produksi dalam bidang mutu dan
kelancaran produksi serta mengkoordinir kepala-kepala seksi yang menjadi
bawahannya. Kepala bagian produksi membawahi seksi proses, seksi
pengendalian, dan seksi laboratorium.
Tugas seksi proses antara lain :
a. Mengawasi jalannya proses produksi
b. Menjalankan tindakan seperlunya terhadap kejadian-kejadian yang tidak
diharapkan sebelum diambil oleh seksi yang berwenang.
Tugas seksi pengendalian adalah menangani hal - hal yang dapat mengancam
keselamatan pekerja dan mengurangi potensi bahaya yang ada.
Tugas seksi laboratorium, antara lain:
a. Mengawasi dan menganalisa mutu bahan baku dan bahan pembantu
b. Mengawasi dan menganalisa mutu produksi
c. Mengawasi hal - hal yang berhubungan dengan buangan pabrik
d. Membuat laporan berkala kepada Kepala Bagian Produksi.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Prarancangan Pabrik Metil Akrilat Dari Metanol dan Asam Akrilat dengan Proses Esterifikasi Kapasitas 55.000 Ton / Tahun 90
Bab V Manajemen Perusahaan
2. Kepala Bagian Teknik
Tugas kepala bagian teknik, antara lain:
a. Bertanggung jawab kepada direktur produksi dalam bidang peralatan dan
utilitas
b. Mengkoordinir kepala - kepala seksi yang menjadi bawahannya
Kepala Bagian teknik membawahi seksi pemeliharaan, seksi utilitas, dan
seksi keselamatan kerja-penanggulangan kebakaran.
Tugas seksi pemeliharaan, antara lain :
a. Melaksanakan pemeliharaan fasilitas gedung dan peralatan pabrik
b. Memperbaiki kerusakan peralatan pabrik
Tugas seksi utilitas, antara lain melaksanakan dan mengatur sarana utilitas
untuk memenuhi kebutuhan proses, air, dan tenaga listrik.
Tugas seksi keselamatan kerja antara lain :
a. Mengatur, menyediakan, dan mengawasi hal - hal yang berhubungan
dengan keselamatan kerja
b. Melindungi pabrik dari bahaya kebakaran
3. Kepala Bagian Keuangan
Kepala bagian keuangan ini bertanggung jawab kepada direktur keuangan dan
umum dalam bidang administrasi dan keuangan dan membawahi 2 seksi, yaitu
seksi administrasi dan seksi keuangan.
Tugas seksi administrasi adalah menyelenggarakan pencatatan utang piutang,
administrasi persediaan kantor dan pembukuan, serta masalah perpajakan.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Prarancangan Pabrik Metil Akrilat Dari Metanol dan Asam Akrilat dengan Proses Esterifikasi Kapasitas 55.000 Ton / Tahun 91
Bab V Manajemen Perusahaan
Tugas seksi keuangan antara lain :
a. Menghitung penggunaan uang perusahaan, mengamankan uang, dan
membuat ramalan tentang keuangan masa depan
b. Mengadakan perhitungan tentang gaji dan insentif karyawan
4. Kepala Bagian Pemasaran
Bertanggung jawab kepada direktur keuangan dan umum dalam bidang bahan
baku dan pemasaran hasil produksi, serta membawahi 2 seksi yaitu seksi
pembelian dan seksi pemasaran.
Tugas seksi pembelian, antara lain :
a. Melaksanakan pembelian barang dan peralatan yang dibutuhkan
perusahaan dalam kaitannya dengan proses produksi
b. Mengetahui harga pasar dan mutu bahan baku serta mengatur keluar
masuknya bahan dan alat dari gudang.
Tugas seksi pemasaran, antara lain :
a. Merencanakan strategi penjualan hasil produksi
b. Mengatur distribusi hasil produksi
5. Kepala Bagian Umum
Bertanggung jawab kepada direktur keuangan dan umum dalam bidang
personalia, hubungan masyarakat, dan keamanan serta mengkoordinir kepala-
kepala seksi yang menjadi bawahannya. Kepala bagian umum membawahi
seksi personalia, seksi humas, dan seksi keamanan.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Prarancangan Pabrik Metil Akrilat Dari Metanol dan Asam Akrilat dengan Proses Esterifikasi Kapasitas 55.000 Ton / Tahun 92
Bab V Manajemen Perusahaan
Seksi personalia bertugas :
a. Membina tenaga kerja dan menciptakan suasana kerja yang sebaik
mungkin antara pekerja, pekerjaan, dan lingkungannya supaya tidak terjadi
pemborosan waktu dan biaya.
b. Mengusahakan disiplin kerja yang tinggi dalam menciptakan kondisi kerja
yang tenang dan dinamis.
c. Melaksanakan hal - hal yang berhubungan dengan kesejahteraan karyawan.
Seksi humas bertugas mengatur hubungan antara perusahaan dengan
masyarakat di luar lingkungan perusahaan.
Seksi Keamanan bertugas :
a. Mengawasi keluar masuknya orang - orang baik karyawan maupun bukan
karyawan di lingkungan pabrik.
b. Menjaga semua bangunan pabrik dan fasilitas perusahaan
c. Menjaga dan memelihara kerahasiaan yang berhubungan dengan intern
perusahaan.
5.3.7 Kepala Seksi
Kepala seksi adalah pelaksana pekerjaan dalam lingkungan bagiannya
sesuai dengan rencana yang telah diatur oleh kepala bagian masing-masing agar
diperoleh hasil yang maksimum dan efektif selama berlangsungnya proses
produksi. Setiap kepala seksi bertanggung jawab kepada kepala bagian masing -
masing sesuai dengan seksinya.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Prarancangan Pabrik Metil Akrilat Dari Metanol dan Asam Akrilat dengan Proses Esterifikasi Kapasitas 55.000 Ton / Tahun 93
Bab V Manajemen Perusahaan
5.4 Pembagian Jam Kerja Karyawan
Pabrik Metil Akrilat ini direncakan beroperasi 330 hari dalam satu tahun
dan proses produksi berlangsung 24 jam per hari. Sisa hari yang bukan hari libur
digunakan untuk perawatan, perbaikan, dan shut down. Sedangkan pembagian jam
kerja karyawan digolongkan dalam dua golongan yaitu karyawan shift dan non
shift
5.4.1. Karyawan non shift
Karyawan non shift adalah karyawan yang tidak menangani proses
produksi secara langsung. Yang termasuk karyawan harian adalah direktur, staf
ahli, kepala bagian, kepala seksi serta karyawan yang berada di kantor.
Karyawan harian dalam satu minggu akan bekerja selama 5 hari dengan
pembagian kerja sebagai berikut :
Jam kerja :
- Hari Senin – Kamis : Jam 07.00 – 16.00
- Hari Jum’at : Jam 07.00 – 17.00
Jam Istirahat :
- Hari Senin – Kamis : Jam 12.00 – 13.00
- Hari Jum’at : Jam 11.00 – 13.00
5.4.2. Karyawan Shift
Karyawan shift adalah karyawan yang secara langsung menangani proses
produksi atau mengatur bagian - bagian tertentu dari pabrik yang mempunyai
hubungan dengan masalah keamanan dan kelancaran produksi. Yang termasuk
karyawan shift ini adalah operator produksi, sebagian dari bagian teknik, bagian
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Prarancangan Pabrik Metil Akrilat Dari Metanol dan Asam Akrilat dengan Proses Esterifikasi Kapasitas 55.000 Ton / Tahun 94
Bab V Manajemen Perusahaan
gedung dan bagian - bagian yang harus selalu siaga untuk menjaga keselamatan
serta keamanan pabrik.
Para karyawan shift akan bekerja secara bergantian selama 24 jam sebagai
berikut :
Shift Pagi : Jam 07.00 – 15.00
Shift Sore : Jam 15.00 – 23.00
Shift Malam : Jam 23.00 – 07.00
Untuk karyawan shift ini dibagi menjadi 4 regu (A / B / C / D) dimana tiga
regu bekerja dan satu regu istirahat serta dikenakan secara bergantian. Untuk hari
libur atau hari besar yang ditetapkan pemerintah, regu yang bertugas tetap harus
masuk.
Tabel 5.1 Jadwal Pembagian Kelompok Shift
Hari 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Pagi D D A A B B C C C D
Sore C C D D A A B B B C
Malam B B C C D D A A A B
Off A A B B C C D D D A
Hari 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Pagi D A A B B B C C D D
Sore C D D A A A B B C C
Malam B C C D D D A A B B
Off A B B C C C D D A A
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Prarancangan Pabrik Metil Akrilat Dari Metanol dan Asam Akrilat dengan Proses Esterifikasi Kapasitas 55.000 Ton / Tahun 95
Bab V Manajemen Perusahaan
Hari 21 22 23 24 25 26 27 28
Pagi A A A B B C C D
Sore D D D A A B B C
Malam C C C D D A A B
Off B B B C C D D A
Jadwal untuk hari selanjutnya mengikuti urutan yang sudah ada. Setelah
masuk shift malam, diberikan istirahat untuk penyesuaian sebelum masuk shift
pagi.
Kelancaran produksi dari suatu pabrik sangat dipengaruhi oleh faktor
kedisiplinan para karyawannya dan akan secara langsung mempengaruhi
kelangsungan dan kemajuan perusahaan. Untuk itu kepada seluruh karyawan
perusahaan dikenakan absensi. Disamping itu masalah absensi digunakan oleh
pimpinan perusahaan sebagai salah satu dasar dalam mengembangkan karier para
karyawan di dalam perusahaan.
5.5. Status Karyawan dan Sistem Upah
Pada pabrik metil akrilat ini sistem upah karyawan berbeda - beda
tergantung pada status karyawan, kedudukan, tanggung jawab, dan keahlian.
Menurut status karyawan dapat dibagi menjadi tiga golongan sebagai berikut:
1. Karyawan Tetap
Karyawan tetap yaitu karyawan yang diangkat dan diberhentikan dengan
surat keputusan (SK) direksi dan mendapat gaji bulanan sesuai dengan
kedudukan, keahlian, dan masa kerjanya.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Prarancangan Pabrik Metil Akrilat Dari Metanol dan Asam Akrilat dengan Proses Esterifikasi Kapasitas 55.000 Ton / Tahun 96
Bab V Manajemen Perusahaan
2. Karyawan Harian
Karyawan harian yaitu karyawan yang diangkat dan diberhentikan direksi
tanpa SK direksi dan mendapat upah harian yang dibayar tiap akhir pekan.
3. Karyawan Borongan
Karyawan borongan yaitu karyawan yang digunakan oleh pabrik bila
diperlukan saja. Karyawan ini menerima upah borongan untuk suatu
pekerjaan.
5.6 Penggolongan Jabatan, Jumlah Karyawan, dan Gaji
5.6.1 Penggolongan Jabatan
1. Direktur Utama : Sarjana Ekonomi/Teknik/Hukum
2. Direktur Produksi : Sarjana Teknik Kimia
3. Direktur Keuangan dan Umum : Sarjana Ekonomi/Akuntansi
4. Kepala Bagian Produksi : Sarjana Teknik Kimia
5. Kepala Bagian Teknik :SarjanaTeknik Kimia/Mesin/Elektro
6. Kepala Bagian Pemasaran :SarjanaTeknik Kimia/Mesin/Elektro
7. Kepala Bagian Keuangan : Sarjana Ekonomi/Akuntansi
8. Kepala Bagian Umum : Sarjana Ekonomi/Hukum
9. Kepala Seksi : Sarjana
10. Operator : Sarjana atau D3
11. Sekretaris : Sarjana atau Akademi sekretaris
12. Dokter : Sarjana Kedokteran
13. Perawat : Akademi Perawat
14. Lain-lain : SLTA / Sederajat
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Prarancangan Pabrik Metil Akrilat Dari Metanol dan Asam Akrilat dengan Proses Esterifikasi Kapasitas 55.000 Ton / Tahun 97
Bab V Manajemen Perusahaan
5.6.2 Jumlah Karyawan dan Gaji
Jumlah Karyawan harus ditentukan dengan tepat, sehingga semua
pekerjaan dapat diselenggarakan dengan baik dan efisien.
Tabel 5.2. Jumlah Karyawan Menurut Jabatan
NO. JABATAN JUMLAH
1 Direktur Utama 1
2 Direktur Produksi 1
3 Direktur keuangan dan Umum 1
4 Staff Ahli 2
5 Sekretaris 3
6 Kepala Bagian Produksi 1
7 Kepala Bagian LITBANG 1
8 Kepala Bagian Teknik 1
9 Kepala Bagian Umum 1
10 Kepala Bagian Keuangan 1
11 Kepala Bagian Pemasaran 1
12 Kepala Seksi Proses 1
13 Kepala Seksi Pengendalian 1
14 Kepala Seksi Laboratorium 1
15 Staf Litbang 2
16 Kepala Seksi Safety & Lingkungan 1
17 Kepala Seksi Pemeliharaan 1
18 Kepala Seksi Utilitas 1
19 Kepala Seksi Administrasi Keuangan 1
20 Kepala Seksi Keuangan 1
21 Kepala Seksi Pembelian 1
22 Kepala Seksi Personalia 1
23 Kepala Seksi Humas 1
24 Kepala Seksi Keamanan 1
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Prarancangan Pabrik Metil Akrilat Dari Metanol dan Asam Akrilat dengan Proses Esterifikasi Kapasitas 55.000 Ton / Tahun 98
Bab V Manajemen Perusahaan
NO. JABATAN JUMLAH
25 Kepala Seksi Penjualan 1
26 Kepala Seksi Pemasaran 1
27 Karyawan Proses 32
28 Karyawan Pengendalian 8
29 Karyawan Laboratorium 8
30 Karyawan Penjualan 4
31 Karyawan Pembelian 4
32 Karyawan Pemeliharaan 8
33 Karyawan Utilitas 8
34 Karyawan Administrasi 4
35 Karyawan Kas 4
36 Karyawan Personalia 4
37 Karyawan Humas 4
38 Karyawan Keamanan 12
39 Karyawan Pemasaran 4
40 Karyawan Safety & Lingkungan 8
41 Dokter 2
42 Perawat 3
43 Sopir 6
44 Pesuruh 6
TOTAL 160
Tabel 5.3. Perincian Golongan dan Gaji Karyawan
Gol. Jabatan Gaji/bulan (Rp) Kualifikasi
I. Direktur Utama 60.000.000 S1 Pengalaman 10 Tahun
II. Direktur 30.000.000 S1 Pengalaman 10 Tahun
III. Staff Ahli 20.000.000 S1 Pengalaman 5 Tahun
IV. Litbang 15.000.000 S1 pengalaman
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Prarancangan Pabrik Metil Akrilat Dari Metanol dan Asam Akrilat dengan Proses Esterifikasi Kapasitas 55.000 Ton / Tahun 99
Bab V Manajemen Perusahaan
Gol. Jabatan Gaji/bulan (Rp) Kualifikasi
V. Kepala Bagian 10.000.000 S1 pengalaman
VI. Kepala Seksi 8.000.000 S1/D3 pengalaman
VII. Sekretaris 3.000.000 S1/D3 pengalaman
VIII. Karyawan Biasa 1.000.000 – 6.000.000 SLTA/D1/D3
5.7 Kesejahteraan Sosial Karyawan
Kesejahteraan yang diberikan oleh perusahaan pada karyawan antara lain:
1. Tunjangan
- Tunjangan berupa gaji pokok yang diberikan berdasarkan golongan
karyawan yang bersangkutan
- Tunjangan jabatan yang diberikan berdasarkan jabatan yang dipegang
karyawan
- Tunjangan lembur yang diberikan kepada karyawan yang bekerja diluar
jam kerja berdasarkan jumlah jam kerja
2. Cuti
Cuti tahunan diberikan kepada setiap karyawan selama 35 hari kerja dalam
1 tahun. Cuti sakit diberikan pada karyawan yang menderita sakit
berdasarkan keterangan dokter.
3. Pakaian Kerja
Pakaian kerja diberikan pada setiap karyawan sejumlah 3 pasang untuk
setiap tahunnya.
4. Pengobatan
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Prarancangan Pabrik Metil Akrilat Dari Metanol dan Asam Akrilat dengan Proses Esterifikasi Kapasitas 55.000 Ton / Tahun 100
Bab V Manajemen Perusahaan
Biaya pengobatan bagi karyawan yang menderita sakit yang diakibatkan
oleh kerja ditanggung oleh perusahaan sesuai dengan undang-undang yang
berlaku. Biaya pengobatan bagi karyawan yang menderita sakit tidak
disebabkan oleh kecelakaan kerja diatur berdasarkan kebijaksanaan
perusahaan.
5. Asuransi Tenaga Kerja
Asuransi tenaga kerja diberikan oleh perusahaan bila jumlah karyawan
lebih dari 10 orang atau dengan gaji karyawan lebih besar dari Rp.
1.500.000,00 per bulan.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Prarancangan Pabrik Metil Akrilat Dari Metanol dan Asam Akrilat dengan Proses Esterifikasi Kapasitas 55.000 Ton / Tahun
Bab VI Analisis Ekonomi 101
BAB VI
ANALISIS EKONOMI
Pada prarancangan pabrik metil akrilat ini dilakukan evaluasi atau
penilaian investasi dengan maksud untuk mengetahui apakah pabrik yang
dirancang ini menguntungkan dari segi ekonomi atau tidak. Bagian terpenting dari
prarancangan ini adalah estimasi harga dari alat-alat, karena harga digunakan
sebagai dasar untuk estimasi analisis ekonomi, di mana analisis ekonomi dipakai
untuk mendapatkan perkiraan atau estimasi tentang kelayakan investasi modal
dalam kegiatan produksi suatu pabrik dengan meninjau kebutuhan modal
investasi, besarnya laba yang akan diperoleh, lamanya modal investasi dapat
dikembalikan dalam titik impas. Selain itu, analisis ekonomi juga dimaksudkan
untuk mengetahui apakah pabrik yang akan didirikan dapat menguntungkan atau
tidak jika didirikan.
Untuk itu pada prarancangan pabrik metil akrilat ini, kelayakan investasi
modal pada sebuah pabrik akan dianalisis meliputi :
a. Profitability
b. % Profit on Sales (POS)
c. % Return on Investment (ROI)
d. Pay Out Time (POT)
e. Break Event Point (BEP)
f. Shut Down Point (SDP)
g. Discounted Cash Flow (DCF)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Prarancangan Pabrik Metil Akrilat Dari Metanol dan Asam Akrilat dengan Proses Esterifikasi Kapasitas 55.000 Ton / Tahun 102
Bab VI Analisis Ekonomi
Untuk meninjau faktor-faktor tersebut perlu diadakan penaksiran terhadap
beberapa faktor, yaitu:
1. Penaksiran modal industri ( Total Capital Investment )
Capital Investment adalah banyaknya pengeluaran – pengeluaran yang
diperlukan untuk fasilitas – fasilitas produktif dan untuk menjalankannya.
Capital Investment meliputi :
- Modal Tetap (Fixed Capital Investment)
- Modal Kerja (Working Capital)
2. Penentuan biaya produksi total (Total Production Costs), terdiri dari :
a. Biaya pengeluaran (Manufacturing Costs)
b. Biaya pengeluaran umum (General Expense)
3. Total pendapatan penjualan produk metil akrilat
6.1 Penaksiran Harga Peralatan
Harga peralatan pabrik dapat diperkirakan dengan metode yang
dikonversikan dengan keadaan yang ada sekarang ini. Penentuan harga peralatan
dilakukan dengan menggunakan data indeks harga.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Prarancangan Pabrik Metil Akrilat Dari Metanol dan Asam Akrilat dengan Proses Esterifikasi Kapasitas 55.000 Ton / Tahun 103
Bab VI Analisis Ekonomi
Tabel 6.1 Indeks Harga Alat
Cost Index, Tahun Chemical Engineering Plant Index
1991 361,3
1992 358,2
1993 359,2
1994 368,1
1995 381,1
1996 381,7
1997 386,5
1998 389,5
1999 390,6
2000 394,1
2001 394,3
2002 390,4
(Peters & Timmerhaus, 2003)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Prarancangan Pabrik Metil Akrilat Dari Metanol dan Asam Akrilat dengan Proses Esterifikasi Kapasitas 55.000 Ton / Tahun 104
Bab VI Analisis Ekonomi
Gambar 6.1 Chemical Engineering Cost Index
Dengan asumsi kenaikan indeks linear, maka dapat diturunkan persamaan least
square sehingga didapatkan persamaan berikut:
Y = 3,6077 X - 6823,2
Dengan : Y = Indeks harga
X = Tahun pembelian
Dari persamaan tersebut diperoleh harga indeks di tahun 2012 adalah 435,52.
Harga alat dan lainnya diperkirakan pada tahun evaluasi (2012) dan dilihat
dari grafik pada referensi. Untuk mengestimasi harga alat tersebut pada masa
sekarang digunakan persamaan :
Ex = Ey.
(Aries & Newton, 1955)
y = 3,6077x - 6.823,1744R² = 0,8627
355
360
365
370
375
380
385
390
395
400
405
1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004
Ind
eks
Tahun
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Prarancangan Pabrik Metil Akrilat Dari Metanol dan Asam Akrilat dengan Proses Esterifikasi Kapasitas 55.000 Ton / Tahun 105
Bab VI Analisis Ekonomi
Dengan :
Ex : Harga pembelian pada tahun x
Ey : Harga pembelian pada tahun y
Nx : Indeks harga pada tahun x
Ny : Indeks harga tahun y
6.2 Penentuan Total Capital Investment (TCI)
Asumsi-asumsi dan ketentuan yang digunakan dalam perhitungan analisis
ekonomi :
1. Pengoperasian pabrik dimulai tahun 2017.
2. Proses yang dijalankan adalah proses kontinyu.
3. Kapasitas produksi adalah 55.000 ton/tahun.
4. Jumlah hari kerja adalah 330 hari/tahun
5. Shut down pabrik dilaksanakan selama 35 hari dalam satu tahun untuk
perbaikan alat-alat pabrik.
6. Umur alat - alat pabrik diperkirakan 10 tahun.
7. Nilai rongsokan (Salvage Value) adalah nol
8. Situasi pasar, biaya dan lain - lain diperkirakan stabil selama pabrik
beroperasi
9. Harga bahan baku asam akrilat US$ 0,18 / kg
10. Harga bahan baku metanol US$ 0,24 / kg
11. Harga katalis asam sulfat US$ 0,06 / kg
12. Harga produk metil akrilat US$ 0,66 / kg
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Prarancangan Pabrik Metil Akrilat Dari Metanol dan Asam Akrilat dengan Proses Esterifikasi Kapasitas 55.000 Ton / Tahun 106
Bab VI Analisis Ekonomi
13. Kurs rupiah yang dipakai Rp. 9.286,00 (Kurs pada 01/06/2012,
www.bi.co.id)
6.2.1 Modal Tetap (Fixed Capital Investment)
Tabel 6.2 Modal Tetap
No Keterangan Total (US $) Total (Rp)
1 Harga pembelian peralatan 1.386.212 12.872.360.490
2 Instalasi alat - alat 596.071 5.535.115.010
3 Pemipaan 1.192.142 11.070.230.021
4 Instrumentasi 415.863 3.861.708.147
5 Isolasi 110.897 1.029.788.839
6 Listrik 207.932 1.930.854.073
7 Bangunan 415.863 3.861.708.147
8 Tanah dan perbaikan lahan 2.849.326 26.458.841.404
9 Utilitas 1.897.013,12 17.615.663.812
Physical Plant Cost 9.071.319,18 84.236.269.944
10. Engineering & Construction 1.814.263,84 16.847.253.989
Direct Plant Cost 10.885.583,02 101.083.523.932
11. Contractor’s fee 1.088.558,30 10.108.352.393
12. Contingency 2.721.395,76 25.270.880.983
Fixed Capital Invesment (FCI) 14.695.537,08 136.462.757.308
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Prarancangan Pabrik Metil Akrilat Dari Metanol dan Asam Akrilat dengan Proses Esterifikasi Kapasitas 55.000 Ton / Tahun 107
Bab VI Analisis Ekonomi
6.2.2 Modal Kerja (Working Capital Investment)
Tabel 6.3 Modal Kerja
No. Jenis Total (US $) Total (Rp)
1. Persediaan bahan baku 1.298.637,32 12.059.146.141
2. Persediaan bahan dalam proses 19.238,09 178.644
3. Persediaan Produk 3.043.763,56 28.264.388.415
4. Extended Credit 1.862.247,01 17.292.825.780
5. Available Cash 3.043.763,56 28.264.388.415
Working Capital Investment (WCI) 9.267.649,54 86.059.393.646
Total Capital Investment (TCI)
= FCI + WCI
= Rp 222.522.150.954
6.3 Biaya Produksi Total (Total Production Cost)
6.3.1 Manufacturing Cost
6.3.1.1 Direct Manufacturing Cost (DMC)
Tabel 6.4 Direct Manufacturing Cost
No. Jenis Total (US $) Total (Rp)
1. Harga Bahan Baku 14.418.099 133.886.463.775
2. Gaji Pegawai 465.216,45 4.320.000.000
3. Supervisi 188.671,12 1.752.000.000
4. Maintenance 881.732,22 8.187.765.439
5. Plant Supplies 132.259,83 1.228.164.816
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Prarancangan Pabrik Metil Akrilat Dari Metanol dan Asam Akrilat dengan Proses Esterifikasi Kapasitas 55.000 Ton / Tahun 108
Bab VI Analisis Ekonomi
No. Jenis Total (US $) Total (Rp)
6. Royalty & Patent 730.503 6.783.453.220
7. Utilitas 2.903.217,33 26.959.276.086
Direct Manufacturing Cost (DMC) 19.719.698,83 183.117.123.335
6.3.1.2 Indirect Manufacturing Cost (IMC)
Tabel 6.5 Indirect Manufacturing Cost
No. Jenis Total (US $) Total (Rp)
1. Payroll Overhead 81.413 756.000.000
2. Laboratory 69.782 648.000.000
3. Plant Overhead 348.912 3.240.000.000
4. Packaging 69.782 648.000.000
Indirect Manufacturing Cost (IMC) 569.890 5.292.000.000
6.3.1.3 Fixed Manufacturing Cost (FMC)
Tabel 6.6 Fixed Manufacturing Cost
No. Jenis Total (US $) Total (Rp)
1. Depresiasi 1.469.554 13.646.275.731
2. Property Tax 293.911 2.729.255.146
3. Asuransi 293.911 2.729.255.146
Fixed Manufacturing Cost (FMC) 2.057.375 19.104.786.023
Total Manufacturing Cost (TMC)
= DMC + IMC + FMC
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Prarancangan Pabrik Metil Akrilat Dari Metanol dan Asam Akrilat dengan Proses Esterifikasi Kapasitas 55.000 Ton / Tahun 109
Bab VI Analisis Ekonomi
= Rp (183.117.123.335+5.292.000.000+19.104.786.023)
= Rp 207.513.909.358
6.3.2 General Expense (GE)
Tabel 6.7 General Expense
No. Jenis Total (US $) Total (Rp)
1. Administrasi 502.907,60 4.670.000.000
2. Sales 4.748,27 44.092.445.928
3. Research 1.022.705 9.496.834.508
4. Finance 1.062.462,14 9.886.032.456
General Expense (GE) 7.336.345,14 68.125.303.892
Biaya Produksi Total (TPC) = TMC + GE
= Rp 207.513.909.358+ Rp 68.125.303.892
= Rp 275.639.213.250
6.4 Keuntungan Produksi
- Penjualan selama 1 tahun :
Total penjualan = US$ 36.525.163
= Rp. 339.172.660.983
- Biaya produksi total = Rp. 275.639.213.250
- Keuntungan sebelum pajak = Rp 63.533.447.734
- Pajak = 25 % dari keuntungan = Rp 15.883.361.933 (www.pajak.go.id
2010)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Prarancangan Pabrik Metil Akrilat Dari Metanol dan Asam Akrilat dengan Proses Esterifikasi Kapasitas 55.000 Ton / Tahun 110
Bab VI Analisis Ekonomi
- Keuntungan setelah pajak = Rp 47.650.085.800
6.5 Analisa Kelayakan
1. % Profit on Sales (POS)
POS adalah persen keuntungan penjualan produk terhadap harga jual produk
itu sendiri. Besarnya POS pabrik metil akrilat ini adalah :
POS sebelum pajak = 18,73 %
POS setelah pajak = 14,05 %
2. % Return on Investment (ROI)
ROI adalah tingkat pengembalian modal dari pabrik ini, dimana untuk
pabrik yang tergolong low risk, mempunyai batasan ROI minimum sebelum pajak
sebesar 11 %
ROI sebelum pajak = 46,56 %
ROI setelah pajak = 34,92 %
3. Pay Out Time POT
POT adalah jumlah tahun yang diperlukan untuk mengembalikan Fixed
Capital Investment berdasarkan profit yang diperoleh. Besarnya POT untuk pabrik
yang beresiko rendah sebelum pajak adalah maksimal 5 tahun.
POT sebelum pajak = 1,77 tahun
POT setelah pajak = 2,23 tahun
4. Break Event Point (BEP)
BEP adalah titik impas, suatu keadaan dimana besarnya kapasitas produksi
dapat menutupi biaya keseluruhan.
Besarnya BEP untuk pabrik metil akrilat ini adalah 41,77 %
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Prarancangan Pabrik Metil Akrilat Dari Metanol dan Asam Akrilat dengan Proses Esterifikasi Kapasitas 55.000 Ton / Tahun 111
Bab VI Analisis Ekonomi
5. Shut Down Point (SDP)
SDP adalah suatu titik dimana pabrik mengalami kerugian sebesar Fixed
Cost yang menyebabkan pabrik harus ditutup.
Besarnya SDP untuk pabrik metil akrilat ini adalah 24,27%
6. Discounted Cash Flow (DCF)
DCF adalah perbandingan besarnya persentase keuntungan yang diperoleh
terhadap capital investment dibandingkan dengan tingkat bunga yang berlaku di
bank. Tingkat bunga kredit korporasi di Bank Mandiri adalah 10%
(www.bankmandiri.co.id, 2012), dari perhitungan nilai DCF yang diperoleh
adalah 30,58 %.
Tabel 6.8 Analisis kelayakan
No. Keterangan Perhitungan Batasan
1.
2.
3.
4.
5.
Return On Investment (% ROI)
ROI sebelum pajak
ROI setelah pajak
Pay Out Time (POT)
POT sebelum pajak
POT setelah pajak
Break Even Point (BEP)
Shut Down Point (SDP)
Discounted Cash Flow (DCF)
46,56 %
34,92 %
1,77 tahun
2,23 tahun
41,77 %
24,27%
30,58%
min 11 %
(resiko rendah)
maks. 5 tahun
(resiko rendah)
40 – 60 %
Min. 10 % (Bunga kredit
korporasi di Bank Mandiri)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Prarancangan Pabrik Metil Akrilat Dari Metanol dan Asam Akrilat dengan Proses Esterifikasi Kapasitas 55.000 Ton / Tahun 112
Bab VI Analisis Ekonomi
Dari analisis ekonomi yang telah dilakukan, dapat diambil kesimpulan bahwa
pendirian pabrik metil akrilat dengan kapasitas 55.000 ton/tahun layak
dipertimbangkan untuk direalisasikan pembangunannya.
Keterangan gambar :
Fa : Fixed manufacturing cost
Va : Variable cost
Ra : Regulated cost
Sa : Sales
SDP : Shut down point
BEP : Break even point
Gambar 6.2 Grafik Analisis Kelayakan