LAPORAN TUGAS AKHIR

PRARANCANGAN PABRIK DIOKTIL FTALAT DARI FTALIK

ANHIDRAT DAN 2-ETIL HEKSANOL

KAPASITAS 30.000 TON/TAHUN

Disusun sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh

Gelar Kesarjanaan Strata 1 Fakutas Teknik

Universitas Muhammadiyah Surakarta

Oleh :

ARISKA PRIHANTORO

D500110033

Dosen Pembimbing :

1. Ir. Nur Hidayati, M.T, Ph.D.

2. Dr. Ir. Ahmad M Fuadi, M.T

PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

SURAKARTA

2016

ii

ii

HALAMAN PENGESAHAN

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

FAKULTAS TEKNIK

PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA

Nama : Ariska Prihantoro

NIM : D 500 110 033

Judul : Prarancangan Pabrik Dioktil Ftalat dari Ftalik

Anhidrat dan 2-Etil Heksanol dengan Kapasitas

30.000 Ton/Tahun.

Dosen Pembimbing : 1. Ir. Nur Hidayati, MT, Ph.D

2. Dr. Ahmad M. Fuadi, M.T

Surakarta, Juli 2016

Menyetujui,

Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II

Ir. Nur Hidayati, M.T., Ph.D.. Dr. Ahmad M.Fuadi,M.T

NIK. 975 NIK. 618

Mengetahui,

Dekan Fakultas Teknik Ketua Program Studi Teknik Kimia

Ir. Sri Sunarjono, M.T., Ph.D. Rois Fatoni, S.T., M.Sc., Ph.D.

NIK. 682 NIK. 892

iii

iii

PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI

UNIVERSITAS MUHAMMDIYAH SURAKARTA

FAKULTAS TEKNIK

PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA

Saya yang bertanda tangan di bawah ini:

Nama : Ariska Prihantoro

NIM : D 500 110 033

Program Studi : S1 Teknik Kimia

Judul Skripsi : Prarancangan Pabrik Dioktil Ftalat dari Ftalik Anhidrat

Dan 2-Etil Heksanol dengan Kapasitas 30.000 Ton per Tahun

Menyatakan dengan sebenarnya bahwa skripsi yang saya buat ini, adalah

hasil karya saya sendiri, kecuali kutipan-kutipan dan ringkasan-ringkasan yang

dirujuk dari sumbernya.

Surakarta, Juli 2016

Yang menyatakan,

Ariska Prihantoro

iv

INTISARI

Teknologi merupakan salah satu petunjuk bagi suatu bangsa bisa dikatakan maju,

berkembang atau bahkan miskin. Salah satu kemajuan teknologi terdapat pada bidang

pembangunan, yang setiap negara bersaing untuk mendapatkan sarana dan prasarana guna

masuk pasar bebas. Salah satu prospek pembangunan masa depan yaitu membangun pabrik

yang mempunyai daya saing dengan produk-produk luar negeri. Salah satunya yaitu dengan

membangun pabrik Dioktil Ftalat.

Dioktil Ftalat merupakan salah satu jenis plastisizer yang paling banyak digunakan

di Indonesia sebagai bahan penunjang bagi industri plastik. Perancangan pabrik asam dioktil

ftalat dengan luas area sebesar 9260 m2 direncanakan akan dibangun pada tahun 2020 dan

berlokasi di Gresik, Jawa Timur. Pabrik ini beroperasi dengan kapasitas 30.000 ton/tahun,

dengan pertimbangan dapat memenuhi kebutuhan dalam negeri dan mengurangi

ketergantungan import. Bahan baku yang digunakan dalam perancangan ini adalah ftalik

anhidrat sebanyak 1724,464 kg/jam dan 2-etil heksanol sebanyak 8942,102 kg/jam dengan

bantuan katalis asam sulfat sebanyak 9,706 kg/jam. Reaksi ini berlangsung pada fase cair-

cair, reversible, eksotermal, dan bersifat isotermal dalam reaktor CSTR dengan kondisi

operasi suhu 150oC dan tekanan 1 atm. Untuk menunjang proses produksi, maka perlu

didirikan unit pendukung proses atau utilitas yang meliputi unit penyediaan air sebesar

181.353,18 kg/jam, listrik yang diperlukan sebesar 813,872 kW, udara tekan sebesar 150

m3/jam, dan kebutuhan bahan bakar sebesar 798,66 liter/jam serta laboratorium.

Pabrik dioktil ftalat ini berbentuk perseroan terbatas (PT) dengan sistem organisasi

line dan staff. Dengan jumlah karyawan 162 orang dimana sistem kerja yang terdiri dari

karyawan shift dan non-shift. Dari analisa ekonomi yang dilakukan terhadap pabrik ini

dengan modal tetap Rp 88,024.356.792 dan modal kerja sebesar Rp 152.158.129.394

diperoleh Return of Investment (ROI) sebelum pajak yaitu 23,3% dan setelah pajak adalah

17,50%. Sedangkan Pay Out Time (POT) setelah dan sesudah pajak yaitu 3,93 tahun dan 4,64

tahun. Break Event Point dan Shut Down Point sebesar 54,43% dan 22,02%. Untuk Discount

Cash Flow (DCF) terhitung sebesar 18,30%. Berdasarkan perhitungan analisa ekonomi maka

dapat disimpulakan bahwa pabrik ini layak didirikan.

v

MOTTO

“Jadikanlah sabar dan sholat sebagai penolongmu. Dan sesungguhnya yang

demikian itu sungguh berat kecuali bagi orang-orang yang khusyu.”

(Q.S Al Baqarah: 45)

“Sesungguhnya bersama kesulitan dan kemudahan. Maka apabila engkau telah

selesai (dari suatu urusan), teteplah bekerja kerja keras (untuk urusan yang lain).

Dan hanya kepada Tuhanmulah engkau berharap ”

(Q.S Al-Insyirah: 6-8)

“Allah akan meninggikian orang-orang beriman diantaramu dan orang-orang yang

diberi ilmu pengetahuan beberapa derajat”

(Q.S Al-Mujadalah: 11)

“Pendidikan merupakan perlengkapan paling baik untuk hari tua”

(Aristoteles)

“Jika engkau tidak bisa menahan lelahnya belajar, maka engkau harus

menanggung perihnya kebodohan”

(Imam Syafi’i)

“Tidaklah engkau tahu, singa ditakuti karena dia pendiam. Sedangkan anjing

dijadikan mainan karena dia menggonggong”

(Imam Syafi’i)

vi

PERSEMBAHAN

Segala puji syukur selalu tercurah kepada-Mu Yaa Allah atas segala nikmat dan

karunia-Mu penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini.

Tugas akhir ini saya persembahkan untuk :

Kedua orang tuaku tercinta yang telah memberikan dukungan dan semangat

sehingga aku bisa menyelesaikan tugas akhir ini.

kakaku yang kusayangi, terima kasih atas doa dan dukungan darimu yang

memberiku samangat kepadaku untuk mengerjakan tugas akhir.

Para dosen pembimbing yang selalu meluangkan waktu untuk memberikan

bimbingan dan masukan-masukan padaku.

Teman terbaikku Fani, Anas, Danang, Hamdan, Sahab dan Yogi yang telah

menghiburku dikala penat dalam mengerjakan tugas akhir.

Partnerku Hamdan Wijaya, terima kasih telah menjadi partner TPP ku.

Semua teman-teman teknik kimia angkatan 2011 Universitas

Muhammadiyah Surakarta yang selalu mendukung dan memberikan

motivasi.

vii

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Allah SWT berkat limpahan rahmat dan hidayah-

Nya penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini yang berjudul “Prarancangan

Pabrik Dioktil Ftalat dari Ftalik Anhidrat dan 2-Etil Heksanol dengan

Kapasitas 30.000 Ton per Tahun”. Tidak lupa sholawat serta salam senantiasa

tercurahkan kepada nabi besar Muhammad SAW, keluarga, sahabat, dan para

pengikut – pengikutnya.

Tugas Prarancangan Pabrik ini merupakan salah satu syarat yang wajib

ditempuh untuk menyelesaikan proram statra-1 jurusan Teknik Kimia, Fakultas

Teknik, Universitas Muhammadiyah Surakarta.

Pada kesempatan ini, penulis mengucapkan terima kasih kepada pihak –

pihak yang telah memberikan dukungan, bimbingan, dan bantuan hingga

terselesaikannya laporan tugas akhir ini. Adapun pihak – pihak trsebut antara lain:

1. Bapak dan ibu tercinta, yang telah memberikan doa, kasih sayang,

perhatian, dan pengorbanan.

2. Ir Nur Hidayati, MT, Ph.D selaku dossen pembimbing 1

3. DR.Ahmad M. Fuadi, MT selaku dosen pembimbing 2

4. Seluruh dosen dan staf karyawan Teknik Kimia Universitas

Muhammadiyah Surakarta

5. Segenap civitas akademika dan teman-teman mahasiwa Teknik Kimia FT

Universitas Muhammadiyah Surakarta khususnya angkatan 2011.

Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan Laporan Tugas Akhir ini

masih jauh dari sempurna. Untuk itu penulis mengharapkan saran dan kritik yang

membangun untuk kesempurnaan laporan ini

Surakarta, Juli 2016

Penulis

viii

DAFTAR ISI

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

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

PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI .......................................................... iii

INTISARI .......................................................................................................... iv

MOTTO ............................................................................................................. v

PERSEMBAHAN .............................................................................................. vi

KATA PENGANTAR ....................................................................................... vii

DAFTAR ISI ...................................................................................................... viii

DAFTAR GAMBAR ......................................................................................... xiii

DAFTAR TABEL ............................................................................................. xiv

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

PENDAHULUAN .............................................................................................. 1

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

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

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

1.4 Tinjauan Pustaka .................................................................................... 7

1.4.1 Macam-macam proses ................................................................. 7

1.4.2 Kegunaan produk ......................................................................... 7

1.4.3 Sifat fisis dan kimia bahan baku dan produk ............................... 7

1.5 Tinjauan Proses ...................................................................................... 10

BAB II ................................................................................................................ 11

DESKRIPSI PROSES ....................................................................................... 11

2.1 Spesifikasi Bahan Baku Dan Produk ..................................................... 11

2.1.1 Spesifikasi bahan baku ................................................................. 11

2.1.2 Spesifikasi katalis......................................................................... 11

2.1.3 Spesifikasi produk ........................................................................ 12

2.2 Konsep Dasar ......................................................................................... 13

2.2.1 Dasar reaksi .................................................................................. 13

2.2.2 Fase reaksi .................................................................................... 13

2.2.3 Kondisi operasi ............................................................................ 13

2.2.4 Tinjauan kinetika ......................................................................... 14

ix

2.2.5 Tinjauan termodinamika .............................................................. 15

2.3 Diagram Alir Proses ............................................................................... 18

2.3.1 Langkah proses ............................................................................ 18

2.3.1.1 Tahap persiapan bahan baku ........................................... 19

2.3.1.2 Tahap reaksi pembentukan dioktil ftalat ......................... 19

2.3.1.3 Tabap netralisasi .............................................................. 20

2.3.1.4 Tabap pemurnian ............................................................. 21

2.3.2 Diagram alir proses ...................................................................... 22

2.4 Neraca Massa Dan Neraca Panas ........................................................... 24

2.4.1 Neraca massa ............................................................................... 24

2.4.2 Neraca panas ................................................................................ 27

2.5 Tata Letak Alat ...................................................................................... 29

2.5.1 Tata letak pabrik .......................................................................... 29

2.5.2 Tata letak peralatan proses ........................................................... 34

BAB III ............................................................................................................... 38

SPESIFIKASI ALAT ........................................................................................ 38

3.1 Akumulator ............................................................................................ 38

3.2 Bucket Elevator ...................................................................................... 38

3.2.1 Bucket elevator 1 ......................................................................... 38

3.2.2 Bucket elevator 2 ......................................................................... 39

3.3 Cooler ..................................................................................................... 39

3.3.1 Cooler 1 ........................................................................................ 39

3.3.2 Cooler 2 ....................................................................................... 40

3.3.3 Cooler 3 ........................................................................................ 41

3.3.4 Cooler 4 ........................................................................................ 42

3.4 Dekanter ................................................................................................. 43

3.5 Heater ..................................................................................................... 44

3.5.1 Heater 1 ........................................................................................ 44

3.5.2 Heater 2 ........................................................................................ 45

3.6 Hopper .................................................................................................... 46

3.6.1 Hopper 1....................................................................................... 46

3.6.2 Hopper 2....................................................................................... 46

x

3.7 Kondensor .............................................................................................. 47

3.8 Menara Destilasi .................................................................................... 48

3.9 Melter ..................................................................................................... 48

3.10 Mixer .................................................................................................... 49

3.11 Netralizer .............................................................................................. 50

3.12 Pompa .................................................................................................. 50

3.12.1 Pompa 1 ..................................................................................... 50

3.12.2 Pompa 2 ..................................................................................... 51

3.12.3 Pompa 3 ..................................................................................... 51

3.12.4 Pompa 4 ..................................................................................... 52

3.12.5 Pompa 5 ..................................................................................... 53

3.12.6 Pompa 6 ..................................................................................... 53

3.12.7 Pompa 7 ..................................................................................... 54

3.12.8 Pompa 8 ..................................................................................... 55

3.12.9 Pompa 9 ..................................................................................... 55

3.12.10 Pompa 10 ................................................................................. 56

3.12.11 Pompa 11 ................................................................................. 57

3.12.12 Pompa 12 ................................................................................. 57

3.12 Reaktor ................................................................................................. 58

3.16 Reboiler ................................................................................................ 59

3.17 Tangki Penyimpanan ........................................................................... 59

3.17.1 Tangki penyimpanan 2-etil heksanol ......................................... 59

3.17.2 Tangki penyimpanan asam sulfat............................................... 60

3.17.3 Tangki penyimpanan dioktil ftalat ............................................. 61

3.17.4 Tangki penyimpanan Na2SO4 .................................................... 62

BAB IV ............................................................................................................... 63

UNIT PENDUKUNG PROSES ....................................................................... 63

4.1 Unit Pendukung Proses .......................................................................... 63

4.1.1 Unit pengadaan air ....................................................................... 64

4,1,2 Unit pengadaan steam .................................................................. 73

4.1.3 Unit pengadaan listrik .................................................................. 75

4.1.4 Unit pengadaan bahan bakar ........................................................ 79

xi

4.2 Laboratorium .......................................................................................... 80

4.2.1 Laboratorium fisik ....................................................................... 81

4.2.2 Laboratorium analitik................................................................... 81

4.2.3 Laboratorium penelitian dan pengembangan ............................... 81

4.2.4 Analisa air .................................................................................... 81

4.2.5 Analisa sampel ............................................................................. 82

4.3 Unit Pengolahan Limbah ....................................................................... 82

4.4 Keselamatan kerja dan kesehatan .......................................................... 83

4.5 Spesifikasi alat unit pengolahan air ....................................................... 84

BAB V ................................................................................................................. 87

MANAJEMEN PERUSAHAAN ..................................................................... 87

5.1 Bentuk Perusahaan ................................................................................. 87

5.2 Sruktur Organisasi ................................................................................. 88

5.3 Sistem Kepegawaian dan Sistem Gaji ................................................... 93

5.4 Pembagian Jam Kerja Karyawan ........................................................... 94

5.4.1 Karyawan non shift ...................................................................... 94

5.4.2 karyawan shift .............................................................................. 95

5.5 Penggolongan Jabatan, Jumlah Karyawan, dam Gaji ............................ 97

5.5.1 Penggolongan jabatan .................................................................. 97

5.5.2 Jumlah karyawan dan gaji ............................................................ 98

5.6 Kesejahteraan Sosial Karyawan ............................................................. 100

5.7 Manajemen Produksi ............................................................................. 101

BAB VI .............................................................................................................. 105

ANALISA EKONOMI ..................................................................................... 105

6.1 Dasar Perhitungan .................................................................................. 105

6.2 Perhitungan Biaya .................................................................................. 107

6.2.1 Investasi modal (Capital Investment) .......................................... 107

6.2.2 Biaya produksi (Manufacturing Cost) ......................................... 108

6.2.3 Pengeluaran umum (General Expenses) ...................................... 108

6.3 Analisis Kelayakan ................................................................................ 108

6.3.1 percent return on investment (ROI) ............................................. 108

6.3.2 pay out time (POT) ...................................................................... 109

xii

6.3.3 break even point (BEP) ................................................................ 109

6.3.4 shut down point (SDP) ................................................................. 109

6.3.5 discounted cash flow .................................................................... 110

6.4 Hasil Perhitungan ................................................................................... 110

6.4.1 Total fixed capital invesment ....................................................... 110

6.4.2 Working capital ............................................................................ 110

6.4.3 Total capital invesment(TCI) ....................................................... 111

6.4.4 Direct manufacturing cost ............................................................ 111

6.4.5 Indirect manufacturing cost ......................................................... 111

6.4.6 Fixed manufacturing cost ............................................................. 111

6.4.7 Total manufacturing cost(TMC) .................................................. 112

6.4.8 General expenses ......................................................................... 112

6.4.9 Total production cost(TCP) ......................................................... 112

6.4.10 Analisa kelayakan ...................................................................... 113

BAB VII. KESIMPULAN ................................................................................ 116

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................ 117

LAMPIRAN ....................................................................................................... 119

xiii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1 Konsumsi Dioktil Ftalat .................................................................. 3

Gambar 2.1 Diagram Alir Kualitatif ................................................................... 22

Gambar 2.2 Diagram Alir Kuantitatif ................................................................. 23

Gambar 2.3 Tata Letak Pabrik ............................................................................ 34

Gambar 3.4 Layout Peralatan Proses .................................................................. 37

Gambar 4.1 Diagram Alir Pengolahan Air Sungai ............................................. 71

Gambar 6.1 Grafik Hubungan Tahun dengan Cost Index ................................... 107

Gambar 6.2 Grafik Analisis Kelayakan .............................................................. 115

xiv

DAFTAR TABEL

Tabel 1.1 Data Impor Dioktil Ftalat ............................................................ 2

Tabel 1.2 Pabrik Pengambilan Bahan Baku ................................................ 6

Tabel 1.3 Sifat FIsik dan Kimia Ftalik Anhidrat ........................................ 7

Tabel 1.3 Sifat FIsik dan Kimia 2-Etil Heksanol ........................................ 8

Tabel 1.3 Sifat FIsik dan Kimia Asam Sulfat ............................................. 8

Tabel 1.3 Sifat FIsik dan Kimia NaOH ....................................................... 9

Tabel 1.3 Sifat FIsik dan Kimia Dioktil Ftalat ............................................ 9

Tabel 2.1 Data ∆G dan ∆H Komponen ....................................................... 16

Tabel 2.2 Neraca Massa Masuk Total ......................................................... 24

Tabel 2.3 Neraca Massa Keluar Total ......................................................... 24

Tabel 2.4 Neraca Massa Melter .................................................................. 25

Tabel 2.5 Neraca Massa Reaktor ................................................................ 25

Tabel 2.6 Neraca Massa Mixer.................................................................... 25

Tabel 2.7 Neraca Massa Netralizer ............................................................. 26

Tabel 2.8 Naraca Massa Dekanter .............................................................. 26

Tabel 2.9 Neraca Massa Menara Destilasi .................................................. 27

Tabel 2.10 Naraca Panas Melter ................................................................. 27

Tabel 2.11 Naraca Panas Reaktor ............................................................... 27

Tabel 2.12 Naraca Panas Mixer .................................................................. 28

Tabel 2.13 Naraca Panas Netralizer ............................................................ 28

Tabel 2.14 Naraca Panas Dekanter ............................................................. 29

Tabel 2.15 Naraca Panas Menara Destilasi ................................................. 29

Tabel 2.16 Luas Bangunan Pabrik .............................................................. 33

Tabel 4.1 Kebutuhan Air Pendingin ........................................................... 72

Tabel 4.2 Kebutuhan Air Steam .................................................................. 72

Tabel 4.3 Kebutuhan Air Sanitasi ............................................................... 72

Tabel 4.4 Kebutuhan Air Proses ................................................................. 73

Tabel 4.5 Kebutuhan Listrik Proses ............................................................ 76

Tabel 4.6 Kebutuhan Listrik Utilitas ........................................................... 77

xv

Tabel 4.5 Kebutuhan Listrik Penerangan .................................................... 78

Tabel 4.5 Kebutuhan Listrik Total .............................................................. 79

Tabel 5.1 Sistem Pembagian Kelompok Shift ............................................. 96

Tabel 5.2 Penggolongan Jabatan Perusahaan.............................................. 97

Tabel 5.3 Jumlah Karyawan, Gaji dan Jabatan ........................................... 98

Tabel 5.4 Pembagian Karyawan Proses Tiap Shift ..................................... 100

Tabel 6.1 Cost Index Chemical Plant ......................................................... 106

Tabel 6.2 Total Fixed Capital Investment ................................................... 110

Tabel 6.3 Working Capital .......................................................................... 110

Tabel 6.4 Direct Manufacturing Cost ......................................................... 111

Tabel 6.5 Indirect Manufacturing Cost ....................................................... 111

Tabel 6.6 Fixed Manufacturing Cost .......................................................... 111

Tabe 6.7 Total Manufacturing Cost ............................................................ 112

Table 6.8 General Expenses ........................................................................ 112

Tabel 6.9 Analisa Kelayakan ...................................................................... 114