perancangan pabrik kimia

63
  PERENCANAAN PABRIK KIMIA Oleh: Dr. Ir. Izarul Machdar, M. Eng. Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik Universitas Syiah Kuala Juli 2014

Upload: khairi-maulida-azhari

Post on 09-Oct-2015

3.520 views

Category:

Documents


591 download

DESCRIPTION

Peranangan Pabrik Kimia

TRANSCRIPT

  • 5/19/2018 Perancangan pabrik kimia

    1/63

    PERENCANAAN PABRIK KIMIA

    Oleh:Dr. Ir. Izarul Machdar, M. Eng.

    Jurusan Teknik Kimia, Fakultas TeknikUniversitas Syiah Kuala

    Juli 2014

  • 5/19/2018 Perancangan pabrik kimia

    2/63

    DAFTAR ISI

    1. TAHAPAN DESAIN DAN SELEKSI PROSES 1

    1.1 Tahapan Perencanaan Pabrik 1

    1.2 Perbandingan Proses 1

    2. PEMILIHAN LOKASI DAN PENENTUAN KAPASITAS

    PRODUKSI PABRIK 9

    2.1 Faktor Utama Pemilihan Lokasi Pabrik 9

    2.1.1 Lokasi Pasar 9

    2.1.2 Transportasi 10

    2.1.4 Ketersediaan Air 10

    2.1.4 Kondisi Iklim 11

    2.1.5 Kondisi Lokasi 11

    2.1.6 Kondisi Kehidupan 11

    2.1.7 Pajak dan Peraturan Lokal 11

    2.1.8 Korosi 11

    2.1.9 Ekspansi Pabrik 12

    2.2 Kapasitas Pabrik 12

    2.3 Distribusi Produk 13

    3. DIAGRAM PROSES DAN TATA LETAK PABRIK 16

    3.1 Diagram Proses 16

    3.1.1 Block Flow Diagram (BFD) 16

    3.1.2 Process Flow Diagram (PFD) 17

    3.1.3 Menggambar PFD 17

    3.2. Tata Letak Peralatan 18

    3.3 Rak Pipa dan Struktur Elevasi 30

    3.4 Deskripsi Pengendalian Proses 34

    4. FLOWSHEET PROCESS CONTROL 35

    4.1 Feedback Control Loop 35

    4.2 Karakteristik Controller 35

  • 5/19/2018 Perancangan pabrik kimia

    3/63

    4.3 Flow Control 36

    4.4 Level Control 37

    4.5 Pressure Control 39

    4.6 Pengendalian HE (Tanpa Perubahan Fasa) 40

    4.7 Pengendalian HE (Terjadi Perubahan Fasa) 41

    4.8 Evaporator 43

    4.9 Kolom Distilasi 45

    4.10 Ekstraksi Cair-Cair 48

    4.11 Reaktor 49

    PANDUAN PENGGUNAAN MICROSOFT VISIO 2007 50

  • 5/19/2018 Perancangan pabrik kimia

    4/63

    [1]

    Jurusan Teknik KimiaFakultas Teknik

    Universitas Syiah Kuala(2014/2015)

    GARIS-GARIS BESAR PROGRAM PENGAJARAN (GBPP)

    JUDUL MATA KULIAH : Perencanaan Pabrik Kimia

    NOMOR KODE/SKS : JTK 704/3-0 SKS

    DESKRIPSI SINGKAT : Menjelaskan tentang tahapan-tahapan di dalam perencanaan

    suatu pabrik berbasis proses kimia. Substansi kuliah meliputi

    tahapan seleksi proses, lokasi dan kapasitas pabrik,

    perencanaan tata letak pabrik termasuk tata letak peralatan

    proses, pembuatan flowsheet proses menggunakan software,

    peletakan alat pengendali, penyampaian hasil perhitungan

    neraca massa dan energi serta spesifikasi peralatan, penyediaan

    dan flowsheet utilitas, struktur organisasi, keselamatam pabrik,

    dan studi kalayakan. Mahasiswa dibagi ke dalam beberapa

    kelompok (2 orang) untuk mempersiapkan karya tulis yang

    menjadi dasar di dalam prarencana pabrik (Tugas Akhir). Pada

    akhir semester setiap kelompok mempresentasi hasil karya tulis.

    DOSEN : Dr. Ir. Izarul Machdar, M. Eng./ Dr. Farid Mulana, ST. M Eng.

    TUJUAN INSTRUKSIONAL UMUM : Setelah mengikuti kuliah ini mahasiswa diharapkan dapat

    memiliki konsep (draft) Tugas Akhir yang menjadi dasar untuk

    menyelesaikan dokumen Prarencana Pabrik Kimia sebagai salah

    satu syarat untuk memperoleh gelar ST di Jurusan Teknik Kimia

    FT-Unsyiah.

    No.Tujuan Instruksional

    KhususPokok Bahasan Sub Pokok Bahasan

    Waktu

    (menit)

    Daftar

    Pustaka

    Setelah mengikuti

    kuliah ini mahasiswa

    dapat:

    Menjelaskan tentang:

    1 Mengetahui sistemperkuliahan dan sistem

    evaluasi serta ruang

    lingkup dan sasaran

    perkuliahan.

    Selanjutnya mahasiswa

    mampu:

    memahami tahapan

    perencanaan suatu

    pabrik berbasis proses

    kimia, melakukan

    analisis perbandingan

    proses.

    PengantarKuliah, Tahapan

    Desain danSeleksi Proses

    1.

    Sistem perkuliahan dansistem evaluasi,

    pembagian kelompok2. Ruang lingkup

    perkuliahan3. Sasaran perkuliahan

    4. Perencanaan pabrik5. Perbandingan Proses

    Tugas: Mahasiswa bebas

    memilih anggota kelompok

    yang terdiri 2 orang, dan

    menentukan judul Pra-TGA

    yang didiskusikan dengan

    Koordinator TGA dan calon

    pembimbing yang

    ditunjuk. Judul diserahkanpaling lambat pada

    pertemuan ke-3.

    3 X 50 1,2,3

  • 5/19/2018 Perancangan pabrik kimia

    5/63

    [2]

    2 Memahami kriteria yang

    digunakan di dalam

    pemilihan penempatan

    pabrik dan dasar

    perhitungan di dalam

    penetapan kapasitas

    produk suatu pabrikkimia.

    Pemilihan LokasiPabrik danPenentuanKapasitasProduksi Pabrik

    1.

    Faktor Utama

    Pemilihan Lokasi

    2. Lokasi Pasar

    3. Transportasi

    4. Ketersediaan Air

    5. Kondisi Iklim

    6.

    Kondisi Lokasi7. Kondisi Kehidupan

    masyarakat

    8.

    Pajak dan Peraturan

    Lokal

    9.

    Korosi

    10.

    Ekspansi Pabrik

    11.Kapasitas Pabrik

    12.Distribusi Produk

    3 X 50 1,2,3

    3

    Memahami komponen

    penting di dalam

    menggambar flowsheet

    process, carameletakkan alat-alat

    proses, dan mendesain

    tata letak pabrik.

    Diagram Prosesdan Tata LetakPabrik

    1.

    Diagram Proses2. Block Flow Diagram

    (BFD)3. Proces Flow Diagram

    (PFD)4. Menggambar PFD

    menggunakan software(Visio)

    5.

    Tata letak Peralatan

    6.

    Rak pipa dan strukturelevasi

    7. Deskripsi pengendalian

    proses alat utama

    Tugas: Penentuan lokasi

    pabrik dengan

    menganalisis aspek-aspek

    di atas. Lokasi pabrik jugaharus ditunjukkan melalui

    Google Earth(print out).

    Menggambarkan PFD dari

    jenis proses yang dipilih

    dengan bantuan software

    Visio. Tugas dikumpulkan

    pada minggu ke-4.

    3 X 50 1,2,3

    4 Mendesain dan

    meletakkan simbol-

    simbol alat pengendali

    di dalam flowsheet

    process danmendeskripsikan proses

    pengendaliannya.

    FlowsheetProcess Conrol

    1. Feedback Control Loop

    2. Karakteristik

    Controller

    3. Flow Control

    4.

    Level Control5. Pressure Control

    6. Pengendalian HE

    (Tanpa Perubahan

    Fasa)

    7.

    Pengendalian HE

    (Terjadi Perubahan

    Fasa)

    8. Evaporator

    9. Kolom Distilasi

    10.Ekstraksi Cair-Cair

    11.Reaktor

    Tugas: Menambahkan

    simbol-simbol alat

    3 X 50 1,2,4,5

  • 5/19/2018 Perancangan pabrik kimia

    6/63

    [3]

    pengendali di dalam PFD

    pada tugas yang diberikan

    minggu ke-3. Ambil salah

    satu alat utama, dan

    diskripsikan proses

    pengendaliannya. Tugas

    dikumpulkan pada mingguke-5.

    5 Dapat mendesain

    flowsheet unit utilitas

    pabrik yang terdiri dari

    pengolahan air,

    penyediaan air

    pendingin, dan

    pengelolaan limbah

    (cair, padat,

    kebisingan, dan

    pencemaran udara)

    PerencanaanSistem UtilitasPabrik

    1. Flowsheet tentang

    penyediaan air untuk

    pabrik

    2. Flowsheet sistem

    pendinginan air

    3. Flowsheet sistem

    penyediaan steam dan

    udara tekan

    4.

    Penyediaan bahan

    bakar

    5.

    Pengelolaan air limbahdan limbah padat

    6. Pengendalian

    kebisingan

    7. Pengendalian

    pencemaran udara

    Tugas: Menggambarkan

    PFD dari sistem utilitas

    yang digunakan untuk

    sistem penyediaan air,

    pengolahan air limbah,

    dengan software Visio.

    Tugas dikumpulkan pada

    minggu ke-7.

    3 X 50 1,2,4,5

    6 Midtest Ujian tutup buku 2 X 60

    7 Dapat menampilkan

    hasil perhitungan

    neraca massa dan

    energi di dalam

    flowsheet process dan

    simbol-simbol yang

    berkaitan dengan

    interpretasi neraca

    massa dan energi.Memahami penggunaan

    data heuristik

    perancangan alat di

    dalam desain pabrik

    dan menampilkan

    informasi spesifikasi

    peralatan yang sering

    digunakan di dalam

    industri proses.

    Neraca Massadan Energi

    Desain PeralatanProses danSpecificationSheet

    1.

    Menampilkan hasil-

    hasil perhitungan

    neraca massa dan

    energi dengan

    menggunakan simbol-

    simbol standard di

    dalam suatu flowsheet

    process.

    2.

    Menggunakan unit-unitstandard di dalam

    menampilkan hasil

    perhitungan neraca

    dan energi.

    3.

    Heuristik perancangan

    alat (unit pemisah,

    pompa, blower, unit

    perpindahan panas,

    dan lain-lain).

    4. Penyampaian informasi

    spesifikasi peralatan

    Tugas: Menampilkan

    beberapa neraca massa

    3 X 50 1,2,3,5

  • 5/19/2018 Perancangan pabrik kimia

    7/63

    [4]

    dan energi di dalam

    flowsheet proces dengan

    menggunakan simbol dan

    unit yang baku.

    Pilih 5 alat yang berbeda

    dan tampilkan informasi

    spesifikasi alat tersebut.Identifikasi heuristik apa

    yang digunakan.Tugas

    dikumpulkan pada minggu

    ke-8.

    8 Memahami dan

    menentukan struktur

    organisasi yang sesuai

    untuk pabrik kimia

    tertentu. Memahami

    komponen yang perlu

    menjadi perhatian di

    dalam keselaman pabrikterhadap insiden

    kebakaran.

    StrukturOrganisasiPerusahaan,Kesehatan danKeselamatanKerja

    1. Berbagai jenis struktur

    organisasi di

    perusahaan.

    2. Pemilihan struktur

    organisasi yang sesuai

    dengan aktifitas

    pabrik.

    3.

    Faktor-faktor yangperlu diperhatikan di

    dalam kesehatan dan

    keselamatan kerja dan

    pencegahan kebakaran

    di pabrik.

    Tugas: 1) Pilih dan

    kembangkan suatu

    struktur organisasi

    perusahaann yang sesuai

    dengan tugas yang sedang

    dikerjakan. Tuliskan job

    descriptions masing-

    masing staf. 2) Identifikasi

    potensi kebakaran dari

    beberapa alat utama.

    3 X 50 1,3,5

    9-12 PresentasiMahasiswa

    Presentasi menggunakan

    power point,menampilkan flowsheet

    process lengkap denganVisio, menjelaskan

    tentang seleksi proses,

    pemilihan lokasi,kapasitas pabrik, sistem

    pengendalian, contoh

    spesifikasi alat, danflowsheet utilitas. Waktupresentasi 15 menit untuk

    setiap kelompok.

    3 X 50

    12-16 PresentasiMahasiswa

    3 X 50

    Daftar Pustaka:

    1. Machdar (2008). Dasar-Dasar Sintesis Proses. Hadzam Raya.

    2. Machdar (2008). Diktat Perencanaan Pabrik.3. Seider dkk (2003). Product and Process Design Principles. John Wiley & Sons, Inc.4. Rosaler (2004). Standard Handbook of Plant Engineering. McGraw-Hill.

    5. Couper dkk (2005). Chemical Process Equipment. 2ndEdtion. Elsevier.6. Smith (2005). Chemical Process Design and Integration. John Wiley & Sons, Inc.

    7. AIChE (1993). Guidelines for Engineering Design for Process Safety. American Institute ofChemical Engineers.

  • 5/19/2018 Perancangan pabrik kimia

    8/63

    [5]

    8. Peters (1991). Plant Design and Economics for Chemical Engineers. McGraw-Hill.

    Penilaian:1. Kehadiran 10% (kriteria !75% kehadiran)

    2.

    Tugas Rumah 30%3.

    Tugas/Presentasi 40%4.

    Midtest 20 %

  • 5/19/2018 Perancangan pabrik kimia

    9/63

    STRUKTUR LAPORAN TGA

    Jurusan Teknik Kimia Unsyiah

    BAB I PENDAHULUAN

    1.1 Latar Belakang Pendirian Pabrik

    1.2 Sifat-sifat Bahan Baku dan Produk

    1.3 Kapasitas Produksi

    1.4 Tempat dan Lokasi Pabrik

    BAB II PEMILIHAN DAN DESKRIPSI PROSES

    2.1 Pemilihan Proses

    2.1.1 Bahan Baku

    2.1.2 Pemilihan Proses

    2.2 Deskripsi Proses

    BAB III LOKASI DAN TATA LETAK PABRIK3.1 Lokasi Pabrik

    3.2 Tata Letak Pabrik dan Peralatan

    3.5 Perkiraan Kebutuhan Areal Tanah untuk Pendirian Pabrik

    BAB IV ORGANISASI DAN MANAJEMEN PERUSAHAAN

    4.1 Bentuk Hukum Organisasi Perusahaan

    4.2 Struktur Organisasi Perusahaan

    4.3 Wewenang dan Tugas

    4.4 Pembagian Seksi-Seksi dan Tugas

    4.5 Karyawan4.6 Pengaturan Jam Kerja

    4.7 Pengelolaan Jabatan, Jumlah Karyawan, dan gaji

    BAB V NERACA MASSA DAN ENERGI

    5.1 Neraca Massa

    5.1.1 Persamaan Neraca Massa

    5.1.2 Langkah-langkah Pembuatan Neraca Massa

    5.2 Neraca Energi

    5.3 Hasil Perhitungan Neraca Massa

    5.4 Hasil Perhitungan Neraca Energi

    BAB VI SPESIFIKASI PERALATAN

    BAB VII INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA

    7.1 Instrumentasi

    7.1.1 Tujuan Sistem Pengontrolan

    7.1.2 Pengelompokan Sistem Kontol

    7.1.3 Elemen-elemen Sistem Kontrol

    7.2 Teknik Keselamatan Kerja

    7.2.1 Penanggulangan Preventif

    7.2.2 Penanggulangan Curative

    7.3 Sistem Pengendalian pada Alat Utama

  • 5/19/2018 Perancangan pabrik kimia

    10/63

    BAB VIII UTILITAS

    8.1 Unit Pengolahan Air

    8.1.1 Kebutuhan Air

    8.1.2 Pengolahan Air

    8.2 Unit Pengadaan Steam

    8.3 Unit Pengadaan Tenaga Listrik

    8.4 Unit Pengadaan Bahan Kimia

    8.5 Kebutuhan Bahan Bakar

    8.6 Unit Penyedia Udara Tekan

    8.7 Unit Pengolahan Limbah

    8.7.1 Limbah Cair

    8.7.2 Limbah Padat

    8.7.3 Limbah Gas

    8.7.4 Pengendalian kebisingan

    8.8 Laboratorium

    8.9 Spesifikasi Peralatan Utilitas

    BAB IX ANALISIS EKONOMI

    9.1 Modal yang di Investasikan (Capital Investment)

    9.2 Biaya Produksi (Production Cost)

    9.3 Analisis Keuntungan dan Kerugian

    9.3.1 Laba Kotor dan Laba Bersih

    9.3.2Internal Rate of Return (IRR)

    9.3.4Break Event Point(BEP)

    9.4 Hasil Perhitungan Analisis Ekonomi

    BAB X KESIMPULAN

    DAFTAR PUSTAKA

    LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA

    LAMPIRAN B PERHITUNGAN NERACA ENERGI

    LAMPIRAN C PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN PROSES

    LAMPIRAN D PERHITUNGAN SPESIFIKSI PERALATAN UTILITAS

    LAMPIRAN E PERHITUNGAN ANALISIS EKONOMI

  • 5/19/2018 Perancangan pabrik kimia

    11/63

    !"#"$%&$&&$ !&(#)* + ,-./ 0123415 1

    1. TAHAPAN DESAIN DAN SELEKSI PROSES

    1.1 Tahapan Perencanaan PabrikDesain pabrik adalah aktifitas rekayasa yang menuntut kreatifitas yang tinggi.

    Desain merupakan esensi dari rekayasa yang membedakannya antara engineer (sarjana

    teknik) dengan ilmuwan. Tahapan perencanaan suatu pabrik kimia diperlihatkan pada

    Gambar 1. Secara sederhana tahapan dimulai dengan adanya potensi peluang, yang

    selanjutnya oleh kelompok (tim) desain melakukan pengkajian permasalahan. Tim

    kemudian melakukan survey untuk mendapatkan data karakteristik (properties) dari bahan

    kimia atau campuran kimia yang diiginkan. Apabila suatu proses dibutuhkan untuk

    menghasilkan bahan kimia, maka kreasi proses (invensi) dilakukan. Apabila secara kasar

    kelihatan proses menguntungkan, maka desain dasar dikembangkan. Secara bersamaan

    dilakukan penilaian terhadap pengendalian (kontrol) pabrik secara keseluruhan untuk

    mengeliminasi proses yang sulit dikendalikan. Ketika proses kelihatan menjanjikan, maka

    tim melakukan detail desain, perhitungan ukuran peralatan, dan optimasi.

    1.2 Perbandingan Proses

    Di dalam mendesain proses sangat perlu diperhatikan pemilihan proses yang paling

    layak untuk menghasilkan produk yang diinginkan. Beberapa metode proses mungkin

    tersedia untuk menghasilkan produk yang sama, sehingga diperlukan pemilihan proses

    paling baik untuk kondisi yang ada. Perbandingan proses dapat dipenuhi melalui

    pengembangan desain yang telah sempurna. Walaupun demikian, pada awal seleksi proses

    beberapa proses dapat dieliminasi melalui perbandingan variabel yang penting, sehingga

    perhitungan detail desain tidak perlu dilakukan untuk setiap proses. Variabel penting yang

    dimaksud diberikan berikut ini.

    1. Faktor Teknik

    a. Kemudahan atau fleksibilitas proses

    b. Operasi yang kontinyu

    c. Kebutuhan pengendalian yang khusus

    d. Yield

  • 5/19/2018 Perancangan pabrik kimia

    12/63

    !"#"$%&$&&$ !&(#)* + ,-./ 0123415 2

    e. Kebutuhan teknologi yang canggih

    f. Kebutuhan energi

    g. Kebutuhan bahan pembantu yang khusus

    h.

    Pengembangan di masa mendatangi. Kebutuhan keselamatan

    2. Bahan Baku

    a. Ketersediaan pada saat sekarang dan masa akan datang

    b. Kebutuhan pemrosesan

    c. Kebutuhan gudang penyimpanan

    d. Permasalahan penanganan material

    4. Produk Limbah dan Produk Samping

    a) Jumlah yang dihasilkan

    b) Harga

    c) Potensi pasar dan penggunaannya

    d) Cara membuangnya

    e) Aspek lingkungan

    4.Peralatan

    a) Ketersediaan

    b) Bahan konstruksi

    c) Harga

    d) Biaya perawatan dan instalasi

    e) Kebutuhan penggantian

    f) Desain khusus

  • 5/19/2018 Perancangan pabrik kimia

    13/63

    !"#"$%&$&&$ !&(#)* + ,-./ 0123415 3

  • 5/19/2018 Perancangan pabrik kimia

    14/63

    !"#"$%&$&&$ !&(#)* + ,-./ 0123415 4

    5.Lokasi Pabrik

    a) Kebutuhan area tanah

    b) Fasilitas transportasi

    c)

    Kedekatan dengan pasar dan sumber bahan bakud) Ketersediaan layanan perbaikan dan fasilitas sumber enegi

    e) Ketersediaan buruh kerja

    f) Cuaca

    g) Peraturan dan pajak

    6.Biaya

    a) Bahan baku

    b) Energi

    c) Depresiasi

    d) Proses dan overhead (pengeluaran tambahan)

    e) Kebutuhan karyawan spesialis

    f) Perumahan

    g) Hak Paten

    h) Pengendalian pencemaran

    7.Faktor Waktu

    a) Batas waktu penyelesaian proyek

    b) Kebutuhan pengembangan proses

    c) Kebutuhan pasar

    d) Nilai tukar uang

    8.Pertimbangan Proses

    a) Ketersediaan teknologi

    b) Bahan baku

    c) Konsistensi produk dengan citra perusahaan

    d) Sasaran perusahaan secara umum

  • 5/19/2018 Perancangan pabrik kimia

    15/63

    !"#"$%&$&&$ !&(#)* + ,-./ 0123415 5

    Ketika membandingkan proses-proses yang berbeda, pertimbangan harus selalu diberikan

    terhadap kelebihan dan kekurangan apabila proses dilakukan secara kontinyu atau batch.

    Dalam kebanyakan proses, biaya dapat dikurangi apabila menggunakan proses kontinyu

    dibandingkan dengan proses batch. Tetapi hal ini juga harus dipertimbangkan apabilapabrik direncanakan dengan kapasitas kecil. Sebagai referensi pemilihan sistem kontinyu

    atau batch diperlihatkan pada Tabel 1.

    Tabel 1.1 Beberapa Faktor yang Perlu Dipertimbangkan di dalam Pemilihan

    Sistem Batch atau Kontinyu (Turton R., dkk., 2004 Direvisi)

    Faktor Kelebihan dan

    kekurangan sistem batch

    Kelebihan dan kekurangan

    sistem kontinyu

    Ukuran

    Unit proses berskala kecil

    cocok menggunakan proses

    batch.

    Sesuai untuk skala produksi yang

    besar.

    Kualitas produk

    Produk yang diinginkan

    dengan kualitas tinggi lebih

    baik dilakukan dengan

    proses batch, sehingga

    sering dipakai pada proses

    pembuatan obat-obatan dan

    makanan.

    Pemeriksaan produk dapat

    dilakukan secara periodik, tetapi

    kemungkinan menghasilkan

    produk yang berkualitas rendah

    dengan jumlah yang besar dapat

    terjadi.

    Kemudahan

    operasi

    Peralatan yang sama dapat

    digunakan untuk berbagai

    operasi. Misalnya tangki

    berpengaduk dapat

    digunakan sebagaipencampur, dan juga

    sebagai reaktor.

    Kemudahan (fleksibilitas) operasi

    dapat dibuat pada sistem kontinyu,

    tetapi membutuhkan biaya yang

    tinggi. Suatu alat yang akan

    digunakan untuk maksud lainmembutuhkan waktu berbulan-

    bulan. Sering pabrik yang kontinyu

    didesain untuk menghasilkan

    spesifikasi produk yang tetap.

    Apabila kebutuhan pasar berubah,

    maka pabrik harus dimodifikasi.

  • 5/19/2018 Perancangan pabrik kimia

    16/63

    !"#"$%&$&&$ !&(#)* + ,-./ 0123415 6

    Variasi produk

    Proses batch dapat secara

    mudah dimofikasi untuk

    menghasilkan produk yang

    berbeda menggunakanperalatan yang sama.

    Produk yang dihasilkan dari proses

    kontinyu adalah tetap. Peralatan

    didesain dan dioptimasi hanya

    untuk kondisi operasi tertentu.

    Efisiensi proses

    Operasi proses batch

    membutuhkan penjadwalan

    dan pengendalian yang

    ketat Apabila satu alat

    digunakan untuk berbagai

    tujuan, maka tidak dapat

    dioptimasikan. Kebutuhan

    energi yang dibutuhkan

    lebih besar karena tidak

    dapat diintegrasikan.

    Pemisahan dan daur ulang

    material sulit dilakukan

    pada proses batch.

    Umumnya proses lebih efisien,

    misalnya energi yang hilang dapat

    diminimalkan, peralatan bekerja

    dengan efisien tinggi. Daur ulang

    dari reaktan yang tidak terpakai

    dan energi integrasi merupakan hal

    yang mudah dilakukan.

    Perawatan dan

    pengoperasian

    Membutuhkan biaya

    operasi yang besar

    disebabkan kebutuhan

    pembersihan dan persiapan

    alat.

    Untuk proses yang sama, proses

    kontinyu membutuhkan biaya

    operator yang lebih kecil.

    Ketersediaan

    bahan baku

    Proses batchlebih baik

    digunakan untuk

    ketersediaan bahan baku

    yang terbatas, misalnya

    akibat musim.

    Pabrik yang kontinyu membu-

    tuhkan bahan baku yang besar dan

    berkelanjutan. Apabila bahan baku

    tergantung pada musim, maka

    dibutuhkan gudang atau tangki

    penyimpan yang besar.

    Kebutuhan produk

    Kebutuhan akan produk

    yang tergantung musim

    Sulit membuat produk sesuai

    dengan laju permintaan (fluktuasi).

  • 5/19/2018 Perancangan pabrik kimia

    17/63

    !"#"$%&$&&$ !&(#)* + ,-./ 0123415 7

    dapat diantisipasi

    menggunakan sistem batch.

    Laju reaksi untukmenghasilkan

    produk

    Reaksi yang terjadi lambat.

    Oleh karena itu, apabilasuatu reaksi membutuhkan

    HRT yang lama, maka

    proses batchlebih

    menguntungkan. Contohnya

    pada proses fermentasi.

    Reaksi yang berjalan lambat

    membutuhkan ukuran peralatanyang besar. Apabila dibutuhkan

    konversi yang besar, maka

    digunakan sistem aliran sumbat

    (plug flow)

    Pengotoran

    peralatan

    Apabila suatu proses

    menyebabkan peralatan

    kotor, maka sistem batch

    lebih menguntungkan,

    karena ada tahapan

    pembersihan dan penyiapan

    alat.

    Pengotoran alat merupakan

    problem serius pada proses

    kontinyu. Peralatan yang disusun

    secara paralel dapat dibuat untuk

    mengantisipasi peralatan kotor,

    tetapi membutuhkan biaya yang

    besar.

    Keselamatan

    Umumya pekerja

    menghadapi bahan yang

    berbahaya lebih besar

    dibanding pada proses

    kontinyu.

    Proses kontinyu mempunyai

    mekanisme keselamatan lebih

    baik.

    Tingkat

    pengendalian

    Lebih rendah pada batch

    proses, disebabkan suatu

    peralatan dapat dipakai

    untuk beberapa tujuan.

    Pengendalian dipakai hanya

    berkaitan dengan

    penjadwalan peralatan.

    Umumnya proses kontinyu mudah

    untuk dikendalikan.

  • 5/19/2018 Perancangan pabrik kimia

    18/63

    !"#"$%&$&&$ !&(#)* + ,-./ 0123415 8

    2. PEMILIHAN LOKASI DAN PENENTUAN KAPASITAS

    PRODUKSI PABRIK

    Apabila suatu desain proses telah diketahui, maka langkah selanjutnya adalah

    menentukan lokasi pabrik dan kapasitas produksi. Hal ini disebabkan biaya energi, bahan

    baku, jenis transportasi yang akan digunakan, serta ketersediaan pekerja tergantung dimana

    pabrik akan dibangun. Pada kasus tertentu jenis proses juga sangat tergantung pada lokasi

    pabrik. Misalnya kilang pemurnian minyak bumi, dimana jenis kilang tergantung pada

    spesifikasi bahan baku minyak bumi yang digunakan. Bahan baku minyak bumi dengan

    kadar hidrokarbon alifatik yang tinggi dan kandungan sulfur yang rendah berbeda dengan

    proses yang digunakan untuk sumber bahan baku minyak bumi dengan kadar sulfur yang

    tinggi.

    2.1 Faktor Utama Pemilihan Lokasi Pabrik

    Banyak faktor mempengaruhi dimana suatu pabrik kimia akan ditempatkan. Di

    antara faktor tersebut lokasi pasar, bahan baku, dan jenis transportasi yang akan digunakan

    merupakan faktor utama pemilihan lokasi pabrik. Pabrik yang dekat dengan bahan baku

    merupakan faktor yang paling utama untuk dipertimbangkan. Cotohnya, apabila suatu

    pabrik yang didesain untuk merecoveri brom dari air laut, maka selayaknya ditempatkan

    dekat dengan laut. Kadar brom di dalam air laut sekitar 60 sampai 70 ppm. Untuk

    menghasilkan 70 kg brom dibutuhkan 1.000.000 liter air laur. Jelas di sini lebih mahal

    untuk membawa 1.000.000 liter air laut dibandingkan dengan membawa 70 kg brom.

    Dapat diambil kesimpulan di sini bahwa apabila jumlah produk jauh lebih kecil

    dibandingkan dengan jumlah bahan baku yang digunakan, maka pemilihan lokasi pabrik

    harus dekat dengan sumber bahan baku.

    2.1.1 Lokasi Pasar

    Tidak seperti kilang minyak, pabrik yang menghasilkan bahan produk konsumen

    seperti foam (polistiren) biasanya dikonstruksi dekat dengan pasar. Di samping itu material

    tersebut sangat ringan sehingga biaya transportasi per ton-nya menjadi sangat mahal.

  • 5/19/2018 Perancangan pabrik kimia

    19/63

    !"#"$%&$&&$ !&(#)* + ,-./ 0123415 9

    Produk konsumen biasanya dikirim dengan packing, sehingga volume bahan produk yang

    dikirim menjadi lebih kecil.

    2.1.2 TransportasiPentingnya komponen transportasi di dalam menentukan lokasi pabrik secara jelas

    telah nampak pada penjelasan sebelumnya (lokasi bahan baku dan pasar). Metode

    pengiriman yang paling murah adalah melalui air, sedangkan yang paling mahal dengan

    menggunakan truk, sedangkan biaya menengah apabila menggunakan jaringan perpipaan

    dan kereta api. Biaya transportasi dapat diturunkan apabila alat transportasi yang kembali

    ke lokasi pabrik juga membawa material yang dibutuhkan oleh pabrik. Di samping ketiga

    faktor di atas, faktor lain yang perlu dipertimbangkan dalam menentukan lokasi pabrik

    adalah:

    Ketersediaan dan jumlah air

    Kondisi iklim

    Kondisi lokasi

    Kondisi kehidupan

    Pajak dan peraturan lokal

    Korosi

    Kemungkinan pengembangan pabrik

    2.1.4 Ketersediaan Air

    Air diperlukan di dalam setiap pabrik dengan jumlah yang berbeda. Air untuk

    minum biasanya dapat diperoleh dari PDAM setempat, sedangkan air proses harus

    disediakan sendiri oleh pabrik karena air yang berasal dari PDAM tidak memiliki syarat

    kualitas air proses. Air biasanya dapat diperoleh dari sumur bor, danau atau sungai.

    Pemilihan lokasi pabrik harus mempertimbangkan kesediaan air. Tidak hanya jumlah dan

    kualitas, tetapi suhu air juga perlu dipertimbangkan. Lokasi-lokasi dengan suhu tahunan

    yang tinggi berpengaruh terhadap ukuran alat perpindahan panas.

  • 5/19/2018 Perancangan pabrik kimia

    20/63

    !"#"$%&$&&$ !&(#)* + ,-./ 0123415 10

    2.1.4 Kondisi Iklim

    Penentuan lokasi pabrik untuk daerah yang memiliki empat musim berbeda dengan

    lokasi yang hanya memiliki dua musim. Desain bangunan pabrik untuk daerah yang

    memiliki kecepatan angin yang tinggi harus mempertimbangkan penyebaran polutan danpengaruh debu terhadap peralatan pabrik.

    2.1.5 Kondisi Lokasi

    Lokasi ideal untuk pabrik kimia harus bebas banjir, memiliki drainase yang baik,

    kapasitas soil-bearing yang tinggi (untuk mendukung struktur yang berat). Tanah yang

    tersedia cukup untuk digunakan apabila pabrik diekspansi.

    2.1.6 Kondisi Kehidupan

    Konsekuensi penempatan pabrik di daerah yang telah maju adalah biaya pajak, gaji

    buruh, dan tanah yang tinggi. Walaupun demikian kadang sulit untuk mendapatkan pekerja

    yang telah berpengalaman untuk dipekerjakan di daerah yang belum berkembang.

    2.1.7 Pajak dan Peraturan Lokal

    Pajak dan peraturan perizinan berbeda di setiap lokasi dan dapat berubah setiap

    saat. Pajak ada berbagai jenis, sehingga pada pengambilan keputusan penentuan lokasi

    pabrik hal ini sangat perlu untuk dipertimbangkan. Pajak dapat berupa pajak pendapatan,

    pajak penjualan, pajak properti, pajak material hasil bumi, pajak import barang, pajak

    pertambahan nilai, dan lain-lain. Selain pajak, peraturan kawasan (daerah) perlu

    dipertimbangkan. Hal ini terkait dengan izin lokasi, ketentuan batas ambang pencemaran

    (air, udara, kebisingan), dan sebagainya.

    2.1.8 Korosi

    Penempatan pabrik di suatu lokasi harus juga mempertimbangkan kondisi yang

    telah ada. Adanya pabrik lain di suatu lokasi dapat mempengaruh laju korosi pabrik yang

    baru. Masalah korosi juga penting diperhatikan apabila pabrik diletakkan di dekat pantai.

    Sebagai aturan umum, biasanya peralatan pabrik diletakkan sekurang-kurangnya 400 m

    dari bibir pantai untuk meminimalkan pengaruh korosi.

  • 5/19/2018 Perancangan pabrik kimia

    21/63

    !"#"$%&$&&$ !&(#)* + ,-./ 0123415 11

    2.1.9 Ekspansi Pabrik

    Apabila perusahaan merencanakan untuk mengekspansi operasinya di kemudian

    hari, maka harus dipertimbangkan dalam penentuan lokasi pabrik bahwa lokasi yang

    dipilih dapat mengakomodasi proses ekspansi. Dalam hal ini kebutuhan area tanah harusdipertimbangkan sejak awal untuk proses ekspansi. Apabila suatu lokasi telah ditentukan

    untuk membangun kawasan pabrik, maka umumnya harga tanah yang berdekatan dengan

    pabrik akan meningkat.

    Selain dari faktor-faktor di atas, pemilihan lokasi pabrik harus juga

    mempertimbangkan program pengelolaan pengamanan proses yang berhubungan dengan

    sumber-sumber bahan berbahaya yang akan dihasilkan oleh pabrik. Suatu lokasi dapat

    dipilih setelah mempertimbangkan pengamanan terhadap bahaya yang telah diketahui.

    Beberapa pertimbangan keamanan yang penting diberikan di bawah ini.

    1) Cukup tersedia ruangan penyangga (buffer space) antara pabrik dengan fasilitas

    publik atau komunitas.

    2) Untuk menangani bahan-bahan beracun dilakukan di dalam suatu unit subproses

    sebelum dicampur ke dalam material lain di dalam main proses.

    3) Adanya unit pendukung keadaan tanggap darurat.

    4) Cukup tersedia air untuk menanggulangi kebakaran.

    5) Suplai listrik yang stabil.

    6) Kondisi iklim yang tidak ekstrim.

    7) Tersedia jalur transportasi udara, air, dan darat.

    8) Tersedia area pembuangan limbah.

    2.2 Kapasitas Pabrik

    Kapasitas pabrik tergantung pada berapa banyak produk yang dapat dijual oleh

    perusahaan. Hal ini dapat diprediksi oleh ahli pemasaran berdasarkan survey. Survey harus

    dapat memprediksikan untuk 10-15 tahun ke depan. Faktor penentuan kapasitas harus

    mempertimbangkan antara lain pengguna akhir, rencana dari kompetitor, produk yang

    sama di pasaran, potensi pasar, dan sebagainya. Kapasitas juga tergantung pada

    permasalahan teknologi yang harus dijawab oleh seorang engineer. Keputusan terakhir

    berapa besar kapasitas pabrik yang akan dibuat ditentukan oleh dewan pengurus atau

    pemilik perusahaan.

  • 5/19/2018 Perancangan pabrik kimia

    22/63

    !"#"$%&$&&$ !&(#)* + ,-./ 0123415 12

    2.3 Distribusi Produk

    Ukuran kontainer yang akan digunakan untuk mengirim produk tergantung pada

    besarnya pesanan, fasilitas konsumen di dalam menangani bahan, dan tingkat bahaya atau

    resiko bahan tersebut. Apabila produk dapat dikirim dalam jumlah besar (bulk), makabiaya lebih murah dibandingkan dengan mengirim dalam bentuk barang paket. Walaupun

    demikian, konsumen harus menyediakan fasilitas bongkar-muat dan gudang untuk bentuk

    paket. Dengan demikian dalam menentukan besarnya kapasitas produksi pabrik tidak

    hanya tergantung dari kebutuhan dan prediksi kebutuhan pasar, juga tergantung bagaimana

    sistem transportasi, fasilitas transportasi, dan penanganan produk sebelum produk tersebut

    sampai ke konsumen. Kapasitas maksimum alat tramportasi produk melalui darat dan laut

    diperlihatkan pada Tabel 2.1 di bawah ini.

    Tabel 2.1 Sistem Alat Angkut dan Maksimum Kapasitas

    Sistem alat angkut Maksimum kapasitas

    Tangker minyak

    Kargo kapal untuk bahan kimia

    Kapal barang (laut)

    Kapal barang (sungai)

    Kereta Api Barang

    Truk

    4.000.000 bbl minyak

    290.000 bbl

    26.000 ton

    4.000 ton cairan

    1.500 ton padatan

    Hopper car, 125 ton

    Tank car, 100 ton

    150 m4padatan

    4000 liter cairan

    Studi kasus: Pabrik Polistiren menggunakan Proses Suspensi

    Ringkasan:

    Pabrik : Stiren untuk bahan baku polistiren

    Proses : Suspension Process

    Kapasitas desain : 150.000.000 lb/tahun (pengambilan kapasitas pabrik ber-

    dasarkan 5% dari produksi polistiren yang ada, dengan

  • 5/19/2018 Perancangan pabrik kimia

    23/63

    !"#"$%&$&&$ !&(#)* + ,-./ 0123415 13

    asumsi pertumbuhan kebutuhan polistiren sebesar 11,5%

    per tahun)

    Bahan baku utama : Stiren dan air

    Bahan baku pembantu : Aditif (1% dari jumlah stiren yang digunakan, dan 15%karet untuk meningkatkan kekuatan stiren)

    Penggunaan polistiren : Alat perabot, paking, alat-lat rumah tangga, kenderaan

    bermotor, mainan

    Analisis transportasi : Analisis proses transportasi dari pabrik ke konsumen

    diperoleh bahwa, umumnya menggunakan truk dan kereta

    api dengan jumlah bawaan yang kecil. Untuk mengurangi

    biaya transportasi bahan baku, lebih baik menggunakan

    kapal atau tongkang. (Harga stiren bervariasi berdasarkan

    biaya transportasi).

    Analisis Lokasi Pabrik : Dari hal ini dapat diambil kesimpulan bahwa lokasi pabrik

    dekat dengan konsumen lebih menguntungkan. Lokasi

    pabrik di California tidak menguntungkan karena sumber

    stiren tidak mencukupi dan harus didatangkan dari luar

    (Texas, Louisiana, atau Puerto Rico). Terdapat dua pilihan

    lokasi yang layak masing-masing di Martin Ferry dan

    Cincinnati, keduanya di Ohio. Lokasi pertama terdapat

    tambang batubara yang dapat digunakan sebagai sumber

    energi, sehingga Martin Ferry dipilih sebagai lokasi pabrik

    polistiren (lihat penjelasan Best Site).

    TUGAS KELOMPOK:

    1. Buat deskripsi proses dari masing-masing judul tugas perancangan yang telah diberikan.

    2. Buat analisis penempatan lokasi pabrik (analisis berdasarkan sumber bahan baku,

    transportasi, pasar dan lampiran peta lokasi dari Google Earth).

    4. Tetapkan kapasitas pabrik (lampirkan data referensi, statistik kebutuhan produk, potensi

    pasar, dan analisis berdasarkan sistem transportasi dan pengguna akhir).

  • 5/19/2018 Perancangan pabrik kimia

    24/63

    !"#"$%&$&&$ !&(#)* + ,-./ 0123415 14

    3. DIAGRAM PROSES DAN TATA LETAK PABRIK

    3.1 Diagram Proses

    3.1.1 Block Flow Diagram (BFD)

    Tahapan awal untuk memberi informasi suatu proses yang kompleks (pabrik)

    adalah dengan memberikan gambar blok (kotak persegi) atau yang disebut dengan BFD

    (Block Flow Diagram). Diagram blok ini mengandung penjelasan proses individu atau

    sekelompok operasi, bersama dengan kuantitas dan hubungannya dengan komponen lain

    dari aliran-aliran utama yang masuk atau keluar di antara blok tersebut. Contoh blok

    diagram proses diperlihatkan pada Gambar 3.1 berupa proses karbonisasi batu bara. Proses

    ini dimulai dengan umpan batu bara sebesar 100.000 lb/jam dan udara proses, yang

    melingkupi 6 unit proses utama (carbonizer, primary fractionator, recoveri sulfur, recoveri

    fenol, recoveri minyak, dan distilasi pitch), dan diindikasi oleh 10 produk yang berbeda

    (gas bakar, sulfur, fenol, cairan limbah, aromatik ringan, minyak menengah, tar acid,

    minyak berat, pitch, dan char). Uap air (steam) sebagai utilitas juga dimasukkan di dalam

    blok diagram ini.

    Gambar 3.1 Blok Flow Diagram Karbonisasi Batu Bara (unit lb/jam)

  • 5/19/2018 Perancangan pabrik kimia

    25/63

    !"#"$%&$&&$ !&(#)* + ,-./ 0123415 15

    3.1.2 Process Flow Diagram (PFD)

    Berbeda dengan blok diagram proses, pada PFD (Process Flow Diagram)

    dimasukkan neraca massa dan energi di antara peralatan utama pabrik. Pada diagram ini

    dimasukkan semua tangki termasuk reaktor, HE, pompa, dan lain-lain. Juga dilengkapidengan data numerik termasuk kuantitas aliran, komposisi, tekanan, suhu, dan lain-lain.

    Dilengkapi juga dengan instrumen-instrumen utama yang penting di dalam pengendalian

    proses untuk memahami secara lengkap dari flowsheet process yang dimaksud.

    Bentuk PFD tidak ada yang standard. Walaupun demikian contoh PFD yang

    komersial mengandung data-data berikut ini.

    1) Semua peralatan utama di dalam proses terdapat di dalam diagram yang dilengkapi

    dengan penjelasan dari peralatan dimaksud. Setiap peralatan ditandai dengan kode

    nama dan jumlahnya.

    2) Semua aliran proses diidentifikasi dengan angka yang dilengkapi dengan kondisi

    proses dan komposisi kimia setiap aliran. Data ini ditampilkan baik di dalam PFD

    atau dalam bentuk tabel ringkasan aliran.

    3) Ditampilkan semua aliran utilitas ke peralatan utama proses.

    4) Dasar-dasar control loop yang menggambarkan strategi pengendalian proses selama

    kondisi normal ditampilkan di dalam diagram.

    3.1.3 Menggambar PFD

    PFD bertujuan untuk menggambarkan dan menjelaskan proses. Agar mudah untuk

    dipahami, maka flowsheet harus dirancang dengan menggunakan simbol yang konsisten

    dan standard untuk peralatan, perpipaan, dan kondisi operasi. Walaupun sampai saat ini

    belum ada ketentuan simbol standard yang dapat digunakan, maka simbol-simbol yang

    sering dipakai dan dianggap familiar di dalam lingkup teknologi proses dapat digunakan

    sebagai referensi. Simbol-simbol peralatan merupakan proses kompromi antara skematik

    representatif dari alat, sederhana, serta mudah untuk digambar.

    Kesepakatan tentang diskripsi simbol untuk mengidentifikasi peralatan proses yang

    umum diperlihatkan pada Gambar 3.2, sedangkan pada Tabel 3.1 memperlihatkan simbol

    identitas dan deskripsi alat sering digunakan di dalam PFD. Simbol untuk menyatakan

    kondisi proses diberikan pada Tabel 3.2. Gambar 3.3 memperlihatkan contoh penggunaan

    simbol-simbol di dalam PFD.

  • 5/19/2018 Perancangan pabrik kimia

    26/63

    !"#"$%&$&&$ !&(#)* + ,-./ 0123415 16

    3.2. Tata Letak Peralatan

    Persiapan awal penyusunan tata letak peralatan didesain tanpa mempertimbangkan

    dimana lokasi pabrik akan didirikan. Sebagai awal pembuatan tata letak adalah

    berdasarkan prinsip aliran material dari flowsheet process. Tujuan penyusunan peralatanadalah untuk meminimalkan perpindahan material berdasarkan prinsip ekonomi dan

    keselamatan. Tata letak pabrik umumnya dibatasi oleh jarak minimum yang aman di antara

    peralatan pabrik. Contoh fasilitas pabrik yang harus dipisahkan satu sama lainya adalah:

    1) Unit proses

    2) Lokasi tangki-tangki

    3) Lapangan penyimpan di luar ruang

    4) Lokasi bongkar muat

    5) Peralatan perpindahan panas fluida dan unit pembakaran lainnya

    6) Flare (cerobong pembakaran)

    7) Rumah untuk sumber listrik dan boiler

    8) Ruangan instrumen dan listrik

    9) Unit utilitas (seperti gas metering station, nitrogen plant, cooling tower)

    10)Ruang kontrol

    11)Gudang

    12)Fasilitas pemadam kebakaran, seperti bangunan fire pump houses, reservoir,

    sprinkler

    13)Fasilitas pendukung lainnya, seperti area pengolahan limbah, area perawatan,

    bangunan administrasi, dan laboratorium.

    Di dalam desain tata letak pabrik perlu diperhatikan bahwa penempatan alat harus

    meminimalkan:

    1) Kecelakaan manusia dan kerusakan properti disebabkan oleh kebakaran atau

    peledakan

    2) Biaya perawatan

    3) Jumlah karyawan yang dibutuhkan untuk mengoperasikan pabrik

    4) Biaya operasi

    5) Biaya konstruksi

    6) Biaya ekspansi dan perencanaan pengembangan

  • 5/19/2018 Perancangan pabrik kimia

    27/63

    !"#"$%&$&&$ !&(#)* + ,-./ 0123415 17

    Gambar 3.2 Simbol-Simbol Alat Proses

  • 5/19/2018 Perancangan pabrik kimia

    28/63

    !"#"$%&$&&$ !&(#)* + ,-./ 0123415 18

    Gambar 3.3 Simbol-Simbol Alat Proses (lanjutan)

  • 5/19/2018 Perancangan pabrik kimia

    29/63

    !"#"$%&$&&$ !&(#)* + ,-./ 0123415 19

    Gambar 3.4 Simbol-Simbol Alat Proses (lanjutan)

  • 5/19/2018 Perancangan pabrik kimia

    30/63

    !"#"$%&$&&$ !&(#)* + ,-./ 0123415 20

    Gambar 3.5 Simbol-Simbol Alat Proses (lanjutan)

    Tabel 3.1 Konvensi Singkatan untuk Alat Proses yang Umum

    Peralatan Proses Identitas

    Compressor atau Turbin

    Heat Exchanger

    Fired Heater

    Pump

    Reactor

    Tower

    C

    E

    H

    P

    R

    T

  • 5/19/2018 Perancangan pabrik kimia

    31/63

    !"#"$%&$&&$ !&(#)* + ,-./ 0123415 21

    Storage tank

    Vessel

    XX-YZZ A/B

    XXY

    ZZ

    A/B

    TK

    V

    Identitas nama alatLokasi alat di dalam area pabrik

    Nomor alat di dalam kelompok

    Unit paralel atau cadangan

    Tabel 3.2 Konvensi Singkatan untuk Alat Proses yang Umum (lanjutan)

  • 5/19/2018 Perancangan pabrik kimia

    32/63

    !"#"$%&$&&$ !&(#)* + ,-./ 0123415 22

    Tabel 3.3 Simbol Untuk Menampilkan Kondisi Proses Pabrik

  • 5/19/2018 Perancangan pabrik kimia

    33/63

    !"#"$%&$&&$ !&(#)* + ,-./ 0123415 23

    Gambar 3.6 Contoh Process Flow Sheet (PFD) Yang Dilengkapi Dengan Berbagai

    Simbol Standard

  • 5/19/2018 Perancangan pabrik kimia

    34/63

    !"#"$%&$&&$ !&(#)* + ,-./ 0123415 24

    Gambar 3.7 Contoh Process Flow Sheet (PFS) Yang Dilengkapi Dengan Berbagai

    Simbol Standard (Lanjutan)

    Walaupun demikian semua tujuan di atas tidak mungkin dicapai sekaligus.

    Contohnya, untuk mengurangi potensi kehilangan pada saat kebakaran, maka komponen-

    komponen pabrik harus terpisah jauh, tetapi hal ini mengakibarkan biaya pemompaan yang

    lebih tinggi, dan juga kebutuhan karyawan yang lebih banyak. Oleh sebab itu di dalam

    desain tata letak harus diputuskan yang mana yang lebih penting yang dikedepankan.

    Penyusunan unit-unit di dalam tata letak peralatan dibuat di dalam block

    (kelompok) tertentu. Unit-unit untuk proses biasanya dikelompokkan umumnya

    disebabkan lebih berbahaya dari pada unit yang lain. Penyusunan unit tergantung pada

    apakah operasi dilakukan secara aliran tunggal atau multistream. Area ekspansi peralatan

    pabrik serta akses untuk instalasi adalah faktor lain yang harus dipertimbangkan. Tangki-

    tangki dan peralatan yang besar memerlukan perawatan atau pembersihan berulang,

    sehingga harus ditempatkan dekat dengan batas (boundary) pabrik agar mudah diakses

    oleh peralatan pengangkat (crane). Unit-unit pabrik seperti HE dan reaktor yang mana

    memerlukan perawatan internal harus ditempatkan sedemikian rupa sehingga mudah untuk

    dibongkar atau dilepaskan. Gambar 3.8 menunjukkan desain peletakan alat dengan

  • 5/19/2018 Perancangan pabrik kimia

    35/63

    !"#"$%&$&&$ !&(#)* + ,-./ 0123415 25

    mempertimbangkan proses perawatannya. Beberapa pertimbangan lain di dalam tata letak

    alat diberikan di bawah ini.

    1) Penempatan fired heater harus mempertimbangkan unit lain yang mengandung

    material mudah terbakar.2) Pada peralatan yang berpotensi dapat meledak seperti reaktor-reaktor kimia

    digunakan dinding penahan ledakan apabila tidak tersedia ruangan jarak yang

    cukup.

    3) Penempatan pompa-pompa dan kompressor pada lokasi tertentu apabila menangani

    bahan-bahan yang mudah terbakar. Pompa dikelompokkan di dalam suatu area

    tersendiri, tidak boleh ditempatkan di bawah tangki, HE pendingin udara, atau rak

    pipa.

    4) Tangki penyimpanan harus disusun di dalam suatu kelompok sedemikian sehingga

    penempatan tanggul pengaman dan pemadam kebakaran dapat digunakan dalam

    satu kelompok tersebut.

    5) Tangki penyimpan harus ditempatkan berlawanan dengan arah angin atau pada

    suatu area lain untuk mencegah bahan mudah terbakar mencapau titik bakarnya

    apabila terjadi kebocoran tanggi.

    6) Penempatan fired heater harus mempertimbangkan unit lain yang mengandung

    material mudah terbakar.

    7) Pada peralatan yang berpotensi dapat meledak seperti reaktor-reaktor kimia

    digunakan dinding penahan ledakan apabila tidak tersedia ruangan jarak yang

    cukup.

    8) Penempatan pompa-pompa dan kompressor pada lokasi tertentu apabila menangani

    bahan-bahan yang mudah terbakar. Pompa dikelompokkan di dalam suatu area

    tersendiri, tidak boleh ditempatkan di bawah tangki, HE pendingin udara, atau rak

    pipa.

    9) Tangki penyimpanan harus disusun di dalam suatu kelompok sedemikian sehingga

    penempatan tanggul pengaman dan pemadam kebakaran dapat digunakan dalam

    satu kelompok tersebut.

    10)Tangki penyimpan harus ditempatkan berlawanan dengan arah angin atau pada

    suatu area lain untuk mencegah bahan mudah terbakar mencapau titik bakarnya

    apabila terjadi kebocoran tanggi.

  • 5/19/2018 Perancangan pabrik kimia

    36/63

    !"#"$%&$&&$ !&(#)* + ,-./ 0123415 26

    11)Tempatkan tangki penyimpan jauh dari area unit proses untuk mencegah kebakaran

    atau peledakan apabila terjadi permasalahan di unit proses.

    12)Tangki penyimpan harus dilengkapi dengan tanggul pengaman.

    13)Jarak antar tangki harus dipertimbangkan untuk menghindari efek intensitas radiasi

    panas dari tangki yang berdekatan apabila terjadi kebakaran darai tangki yang

    berdekatan. Toleransi jaraka antar tangki dapat ditingkatkan melalui pemasangan

    isolasi atau sistem air pendingin.

    Gambar 3.8 Pengaruh Peletakan Alat Di Dalam Pabrik Terhadap Akses Perawatan,

    Instalasi, Dan Pemindahan (Turton R., Dkk., 2003 Direvisi)

    Ukuran maksimum suatu blok adalah 92 x 183 m (IRI 1991a) dengan menyediakan

    spasi antar blok untuk akses pemadam kebakaran. Setiap bagian blok harus dapat diakses

    minimum dari dua arah untuk menghindari apabila salah satu jalan masuk ditutup pada saat

    terjadi insiden. Untuk lokasi jalur pipa, rak pipa, dan hidran harus disediakan spasi yang

  • 5/19/2018 Perancangan pabrik kimia

    37/63

    !"#"$%&$&&$ !&(#)* + ,-./ 0123415 27

    cukup untuk menghidari kerusakan akibat pergerakan kenderaan, truk, atau crane. Jalan

    buntu harus dihindari di dalam pabrik. Di daerah yang kemungkinan tergenang air dibuat

    lebih tinggi. Jarak antar peralatan diberikan pada Gambar 3.9.

    Penempatan ruang kontrol harus dianalisis secara hat-hati karena ruang inimerupakan pusat urat sarah dari pabrik. Keselamatan operator dan ruang kontrol harus

    diperhatikan agar dapat menjaga insiden yang terjadi di pabrik.

    Dalam desain tata letak peralatan harus dipertimbangkan juga apakah peralatan

    ditempatkan di dalam atau di luar bangunan. Kedua metode ini memiliki kelebihan dan

    kekurangan masing-masing. Apabila alat ditempatkan di luar bangunan, maka uap atau gas

    dari sistem yang bocor dapat langsung lepas ke atmosfir, sehingga mengurangi konsentrasi

    bahan berbahaya di sekitar lokasi walaupun hal ini dapat mencemari lingkungan. Panas

    yang dihasilkan oleh alat dapat langsung dibuang ke atmosfir apabila alat ditempatkan di

    luar bangunan. Alat yang sensitif terhadap faktor kelembaban, suhu, atau iklim yang buruk

    harus ditempatkan di dalam bangunan.

    3.3 Rak Pipa dan Struktur Elevasi

    Di dalam menjaga integritas aliran proses dibutuhkan pendukung (support) yang

    cukup untuk perpipaan dan unit-unit proses. Pipe racks (rak pipa) didesain untuk

    mendukung pipa yang berat beserta isinya. Rak pipa dirancang sanggup menahan hingga

    20% lebih berat dari berat pipa beserta isinya. Besarnya rak pipa juga harus

    mempertimbangkan apabila pabrik dieskpansi dikemudian hari.

    Rak pipa tidak hanya mendukung pipa proses juga elemen pengendalian proses dan

    emergency shutdown, seperti udara instrumen, dan kabel listrik. Elemen-elemen ini

    ditempatkan di bawah susunan rak untuk menghindari kemungkinan kerusakan. Umumnya

    di pabrik peletakan rak pipa di atas jalan akses, sehingga harus diperhatikan untuk

    melindungi elemen tersebut dari kerusakan pada saat pabrik dilakukan perawatan.

    Apabila rak pipa digunakan untuk mendukung peralatan proses (biasanya

    pendingin udara dan deaerator air umpan boiler), maka komponen ini harus ditempatkan di

    atas perpipaan dan didesain agar apabila alat ini terbakar tidak merusak sistem

    instrumen/listrik yang ada pada rak tersebut.

    Tata letak peralatan umumnya ditentukan berdasarkan sekuen (urutan) proses dan

    dapat ditempatkan langsung di atas tanah atau di ketinggian tertentu (elevated structure).

  • 5/19/2018 Perancangan pabrik kimia

    38/63

    !"#"$%&$&&$ !&(#)* + ,-./ 0123415 28

    Penempatan alat harus memperhatikan kebutuhan untuk akses, perawatan proses (seperti

    fouling yang terjadi di dalam HE), pengambilan sampel, dan lain sebagainya. Drum dan

    HE umumnya dipasang di atas struktur baja atau beton tertentu.

    Secara umum peletakan peralatan pabrik dibagi dua, yaitu secara: Grade-level, horizontal, in-line arrangement; dan

    Structure-mounted vertical arrangement.

    Cara pertama, grade-level, horizontal, in-line arrangement, dimana alat disusun di

    bagian kiri-kanan dari pipe rack. Pipe rack adalah suatu lokasi peletakan semua jaringan

    perpipaan baik untuk membawa bahan baku, produk atau bahan utilitas dari dan ke unit

    proses. Peralatan disusun pada sisi-sisi pipe rack dengan maksud untuk memudahkan

    akses. Cara kedua, structure-mounted vertical arrangement, dimana alat disusun dalam

    suatu level secara vertikal. Gambar 3.10 dan Gambar 3.11 memperlihatkan contoh kedua

    metode tersebut.

  • 5/19/2018 Perancangan pabrik kimia

    39/63

    !"#"$%&$&&$ !&(#)* + ,-./ 0123415 29

    Gambar 3.9 Jarak Horizontal Antar Unit-Unit Peralatan (Dalam Unit Meter),

    0 Berarti Tidak Dibutuhkan Spasi

  • 5/19/2018 Perancangan pabrik kimia

    40/63

    !"#"$%&$&&$ !&(#)* + ,-./ 0123415 30

    Gambar 3.10 Peletakan Alat Dengan Metode Grade-Level, Horizontal, In-Line

    Arrangement

    Gambar 3.11 Peletakan Alat Dengan Metode Structure-Mounted Vertical

    Arrangement

  • 5/19/2018 Perancangan pabrik kimia

    41/63

    !"#"$%&$&&$ !&(#)* + ,-./ 0123415 31

    3.4 Deskripsi Pengendalian Proses

    Pada proses pemurnian propana dari campuran propana dengan hidrokarbon jenuh

    lainnya (n-butana, n-pentana, dan lain-lain), campuran tersebut diumpankan ke dalam

    suatu kolom distilasi pada tray 18 dari 24 tray yang ada. Aliran uap overhead dari kolomdilakukan total kondensasi dengan menggunakan water cooled heat exchanger sebelum

    diakumulasi di dalam overhead reflux drum. Likuid dari tangki akumulasi tersebut direflux

    dengan menggunakan reflux pump (yang mempunyai cadangan) dimana discharge dari

    reflux pump dibagi dua aliran. Aliran pertama dikembalikan ke kolom distilasi dan aliran

    kedua dikirim ke tangki penyimpanan produk. Bagian bawah (bottom) kolom distilasi

    digunakan untuk mengumpul cairan dari tray paling bawah. Cairan ini dipisahkan ke dalam

    dua aliran. Satu aliran sebagai produk yang dikirm ke unit proses 400 untuk diolah

    selanjutnya, sedangkan aliran kedua dikirim ke thermosyphon reboiler dimana sebagian

    uap yang terbentuk dikembalikan tepat di bawah tray paling bawah dari kolom distilasi.

    Campuran likuid-uap dikembalikan ke kolom distilasi bagian bawah.

    Sistem pengendalian untuk bagian overhead diberikan sebagai berikut. Aliran dari

    produk overhead yang menuju tangki penyimpan dikendalikan dengan signal dari indikator

    ketinggian cairan di dalam tangki reflux, dimana digunakan untuk mengendalikan posisi

    dari pneumatic control valve pada aliran pipa produk. Aliran reflux yang dikembalikan ke

    kolom distilasi juga diatur melalui pneumatic control valve yang menggunakan signal

    (listrik) dari suatu flow indicator di dalam aliran overhead product agar aliran reflux selalu

    terjaga setara dengan aliran produk. Aliran bottom product dikirim ke Unit 400 yang

    dikontrol menggunakan pneumatic valve yang menerima signal dari liquid level indicator.

    Indikator ini menerima signal dari ketinggian dari cairan yang terakumulasi di dalam

    bagian bawah kolom distilasi.

  • 5/19/2018 Perancangan pabrik kimia

    42/63

    !"#"$%&$&&$ !&(#)* + ,-./ 0123415 32

    4. FLOWSHEET PROCESS CONTROL

    Di dalam pengadaan fasilitas suatu pabrik proses kimia, sebanyak 10% dari biayainvestasi dialokasikan untuk peralatan pengendalian proses termasuk di dalamnya untuk

    biaya desain, implementasi dan commissioning. Di lapangan pabrik, pengadaan peralatan

    pengendalian termasuk sensor, transmitter, katup, variable speed drive, switch dan relay,

    dan juga udara bertekanan, kabel, kalibrasi, grounding, bus architecture, communication

    protocol, dan lain-lain. Sedangkan pada ruang kontrol (control room) perlengkapan

    termasuk panel, alarm, switch, recorder, controller, dan juga PLC (Program Logic

    Controller) serta DCS (Distributed Control System). Peralatan ini termasuk digital

    input/output hardware, software, dan lain-lain.

    4.1 Feedback Control Loop

    Feedback control loop menggunakan suatu loop yang memiliki negative feedback

    yang membawa informasi pengukuran kepada nilai yang diinginkan atau disebut juga

    dengan setpoint. Blok diagram dari feedback control loop diperlihatkan pada Gambar 4.1

    dengan komponen kuncinya adalah controller, katup, proses, dan pengukuran. Pada

    gambar tersebut ditunjukkan juga load yang akan mempengaruhi proses dan pada akhirnya

    menghasilkan gangguan pada variable kontrol. Control loop harus merespond terhadap

    perubahan load dengan memanipulasi katup yang akan mempengaruhi kontrol variabel

    agar set point terjaga. Unjuk kerja dari control loop ditentukan dari karakteristik respon

    element di dalam blok, sehingga pemilihan desain sistem pengendalian ditentukan oleh

    controller, katup, proses, dan sistem pengukuran.

    4.2 Karakteristik Controller

    Desain katup, proses, dan sistem pengukuran harus dibuat sedemikian sehingga

    dapat meminimalkan deadtime (waktu respons) di dalam loop. Controller PID paling

    banyak digunakan karena dapat melakukan respons mendekati optimal terhadap gangguan

    load. PID adalah singkatan dari model kontrol Proportional, Integral, dan Derivative.

    Model Proportional menghasilkan suatu hubungan aljabar antara input dan output. Model

  • 5/19/2018 Perancangan pabrik kimia

    43/63

    !"#"$%&$&&$ !&(#)* + ,-./ 0123415 33

    Proportional di set melalui suatu gain parameter (Kc, controller gain) yang dapat diatur

    sebagai persen perubahan output dibagi dengan persen perubahan input.

    Gambar 4.1 Blok Diagram Control Loop

    Model Integral kadang disebut dengan model reset dikarenakan secara kontinyu

    melakukan aksi sepanjang waktu hingga kesalahan antara pengukuran dan set point

    diperbaiki. Paramater untuk menspesifikasi aksi model integral adalah integral waktu,

    yang dapat digambarkan sebagai lamanya waktu untuk pengendalian unit controller untuk

    mengulangi respon proporsional mula-mula apabila kesalahan tetap terjadi.Model Derivative kadang disebut sebagai model rate disebabkan model ini

    digunakan untuk mengendalikan aksi yang proporsional dengan perubahan laju dari input.

    Parameter pengendalian penting lainnya adalah aksi kontrol, baik secara direct atau

    reverse.

    4.3 Flow Control

    Flow control adalah sistem pengendalian yang paling sering digunakan di industri

    proses kimia. Contohnya di dalam mempertahankan laju alir cairan atau gas di dalam pipa,

    maka dipasang suatu katup pada lokasi downstream untuk pengukurannya (seperti

    diperlihatkan pada Gambar 4.2A. Peletakan katup pada lokasi upstream tidak

    direkomendasikan disebabkan adanya masalah pengukuran.

  • 5/19/2018 Perancangan pabrik kimia

    44/63

    !"#"$%&$&&$ !&(#)* + ,-./ 0123415 34

    Metode lain untuk mengendalikan aliran fluida adalah dengan cara mengatur kecepatan

    dari variable-speed drive pada pompa (Gambar 2B). Cara ini dapat digunakan apakah

    untuk pompa sentrifugal atau positive displacement. Cara ini juga dapat menghemat energi

    pada kondisi laju rendah dikarenakan penggunaan energi sesuai dengan laju alirnya. Lajualir gas juga dapat diatur melalui variable-speed pada kompresor, blower, atau fan.

    Pengaturan perputaran kipas juga dapat mengendalikan laju alir gas (Gambar 4.2C). Untuk

    padatan, laju alirnya dikontrol melalui kecepatan motornya (Gambar 4.2D sampai Gambar

    4.2H).

    Gambar 4.2 Flow Control

    4.4 Level Control

    Level control dapat didesain dengan memanfaatkan gaya grafitasi, tekanan, dan

    elevasi dari aliran keluar. Sebagai contoh, penggunaan inlet dan outlet weir pada tray

    kolom distilasi yang digunakan untuk mempertahankan ketinggian cairan di antara

  • 5/19/2018 Perancangan pabrik kimia

    45/63

    !"#"$%&$&&$ !&(#)* + ,-./ 0123415 35

    downcomer and tray (Gambar 4.4A). Untuk kondisi tekanan yang sama pada peralatan di

    downcomer, ketinggian limpasan dipertahankan dengan menggunakan pipa pengeluaran

    yang ditinggikan (Gambar 4.4B). Vent line digunakan untuk mencegah siphoning. Apabila

    tekanan downstream lebih besar, maka dapat digunakan sistem barometric leg (kakibarometrik) seperti ditunjukkan pada Gambar 4.4C.

    Gambar 4.4 Inherent Level Control

    Untuk sistem yang dilengkapi pompa, ketinggian caiaran di dalam tangki dapat

    dikontrol dengan memanipulasi aliran inlet atau inletnya (Gambar 4.4). Direct control

    digunakan apabila aliran outlet yang diatur. Sedangkan reverse control dibutuhkan apabila

    aliran inlet yang akan diatur. Ketinggian cairan di tangki termasuk ke dalam proses

    integrasi, biasanay mengabaikan deadtime, sehingga direkomendasikan pengaturan

    (tunning) dengan gain yang tinggi dan waktu integrasi yang lama ketika diperlukan akurasi

    kontrol yang tinggi. Akurasi kontrol yang tinggi juga diperlukan di dalam mengendalikan

    reaktor dan HE.

  • 5/19/2018 Perancangan pabrik kimia

    46/63

    !"#"$%&$&&$ !&(#)* + ,-./ 0123415 36

    Gambar 4.4 Level Control

    4.5 Pressure Control

    Tekanan di dalam perpipaan dapat dikendalikan dengan memanipulasi aliran inlet

    atau outletnya, seperti diberikan pada Gambar 4.5A dan 4.5B. Tekanan merupakan suatu

    proses integrasi, biasanya dengan mengabaikan deadtime, sehingga direkomendasikan

    tuning dengan gain yang tinggi dan waktu integrasi yang lama. Pengatur tekanan (pressure

    regulator) berupa self-contained valve dan suatu field controller yang mempunyai gain

    yang tinggi. Pressure regulator sering digunakan di dalam aliran utilitas pabrik, seperti

    pada udara instrumen atau gas inert (suplai N2tekanan rendah, ditunjukkan pada Gambar

    4.5C). Pengendalian tekanan pada tangki dengan kondisi tekanan atmosfir dapat dicapai

    dengan menggunakan ventilasi sederhana. Walaupun demikian, udara tidak diperbolehkan

    berkontak ke dalam proses, atau bahan yang mudah menguap tidak dibolehkan keluar ke

  • 5/19/2018 Perancangan pabrik kimia

    47/63

    !"#"$%&$&&$ !&(#)* + ,-./ 0123415 37

    atmosfir. Dalam kasus ini, digunakan inert gas dengan tekanan sedikit di atas atmosfir

    sebagai selimut atau penutup bahan di dalam tangki (lihat Gambar 4.5C).

    Gambar 4.5 Pressure Control

    4.6 Pengendalian HE (Tanpa Perubahan Fasa)

    HE yang hanya berfungsi menukar panas sensible antara aliran panas dan dingin

    biasanya memiliki satu aliran proses dan satu aliran utilitas seperti minyak panas, air

    pendingin, atau udara. Laju alir aliran utilitas biasanya diatur untuk mengontrol suhu outlet

    dari aliran proses, seperti diberikan pada Gambar 4.6A. Respon temperatur akanmembentuk nonlinear yang memiliki deadtime dan multiple lag. Valve aliran utilitas dapat

    ditempatkan pada lokasi aliran inlet atau outlet (return). Walaupun demikian penempatan

    pada aliran yang lebih dingin lebih menguntungkan untuk menghindari fouling pada valve

    (kondisi pada aliran panas cepat terjadi fouling). Gambar 4.6B adalah alternatif skema

    pengendalian HE yang dilengkapi dengan aliran bypass. Sistem demikian dapat

  • 5/19/2018 Perancangan pabrik kimia

    48/63

    !"#"$%&$&&$ !&(#)* + ,-./ 0123415 38

    menghasilkan pengendalian suhu yang lebih baik, yang menghasilkan respon temperatur

    yang linear dan cepat.

    Gambar 4.6. Pengendalian Suhu Pada HE Tanpa Perubahan Fasa

    Pengendalian pada pendingin udara dan cooling tower sering menggunakan

    multiple two-speed fan untuk mengatur aliran udara agar temperatur aliran terjaga. Aliran

    udara sebanding dengan kecepatan fan, sehingga suhu dapat diatur melalui kecepatan fan

    (Gambar 4.7A dan Gambar 4.7B).

    4.7 Pengendalian HE (Terjadi Perubahan Fasa)

    Pengendalian temperatur di dalam steam heater dan refrigrant cooler diperlihatkan

    pada Gambar 4.8A dan Gambar 4.8B. Pada pengendalian steam heater dilengkapi dengan

    steam trap sebagai seal dari steam yang terkondensasi. Pada refrigrant cooler dilengkapi

  • 5/19/2018 Perancangan pabrik kimia

    49/63

    !"#"$%&$&&$ !&(#)* + ,-./ 0123415 39

    dengan level control untuk menjaga ketinggian bahan refrigrant tetap di atas tube

    exchanger.

    Pada kondenser biasanya diperlukan pengaturan panas yang diambil melalui

    penyesuaian antara uap yang dikondensasikan dengan uap yang disuplai, dengan kata laindilakukan pengendalian tekanan. Cara paling efektif di dalam pengendalian kondenser

    adalah pengaturan panas yang diambil melalui pengaturan area perpindahan panas yang

    tersedia untuk proses kondensasi. Pada Gambar 4.9A ditunjukkan pembagian area

    kondensasi di bagian bawah tube.

    Gambar 4.7 Pengendalian Suhu Pada Air-Cooled Exchanger Dan Cooling Tower

  • 5/19/2018 Perancangan pabrik kimia

    50/63

    !"#"$%&$&&$ !&(#)* + ,-./ 0123415 40

    Gambar 4.8. Pengendalian Suhu Pada Exchanger Yang MengalamiPerubahan Fasa

    4.8 Evaporator

    Gambar 4.10 menunjukkan alternatif skema dari pengendalian neraca massa pada

    vaporizer. Kedua sistem mengendalikan aliran umpan dan uap overhead diatur melalui

    pressure control.

    Sistem pada Gambar 4.11A lebih sering digunakan dimana level controller

    mengatur aliran bottom dan temperature controller mengatur aliran steam. Apabila pada

    aliran bottom mengandung fraksi umpan yang kecil, maka skema Gambar 4.11B lebih baik

    digunakan dimana level controller mengatur aliran steam dan temperature controller

    mengatur aliran bottom

  • 5/19/2018 Perancangan pabrik kimia

    51/63

    !"#"$%&$&&$ !&(#)* + ,-./ 0123415 41

    Gambar 4.9 Pengendalian Tekanan Pada Kondenser Dengan Menggunakan

    Inert Gas

  • 5/19/2018 Perancangan pabrik kimia

    52/63

    !"#"$%&$&&$ !&(#)* + ,-./ 0123415 42

    Gambar 4.10 Pengendalian Vaporizer

    Gambar 4.11 Pengendalian Evaporator

  • 5/19/2018 Perancangan pabrik kimia

    53/63

    !"#"$%&$&&$ !&(#)* + ,-./ 0123415 43

    4.9 Kolom Distilasi

    Pada kolom distilasi ada 4 alternatif sistem kontrol yang dapat digunakan, yang

    masing-masing ditunjukkan pada Gambar 4.12 sampai Gambar 4.15.

    Alternatif-1 mengatur secara langsung neraca massa melalui aliran distilat.

    Apabila aliran distilat naik, maka reflux accumulator level controller menurunkan

    aliran refluks. Skema ini direkomendasi apabila aliran distilat kecil atau reluks ratio

    besar (R/D >4).

    Alternatif-2 mengatur secara tidak langsung neraca massa melalui dua tingkat

    control loop. Apabila ratio refluk meningkat, maka reflux accumulator level

    controller menurunkan aliran distilat. Skema ini direkomendasi apabila rasio refluk

    kecil (R/D

  • 5/19/2018 Perancangan pabrik kimia

    54/63

    !"#"$%&$&&$ !&(#)* + ,-./ 0123415 44

    Gambar 4.12 Pengendalian Kolom Distilasi Skema-1

    Gambar 4.14 Pengendalian Kolom Distilasi Skema-2

  • 5/19/2018 Perancangan pabrik kimia

    55/63

    !"#"$%&$&&$ !&(#)* + ,-./ 0123415 45

    Gambar 4.14 Pengendalian Kolom Distilasi Skema-4

    Gambar 4.15 Pengendalian Kolom Distilasi Skema-4

  • 5/19/2018 Perancangan pabrik kimia

    56/63

    !"#"$%&$&&$ !&(#)* + ,-./ 0123415 46

    4.10 Ekstraksi Cair-Cair

    Pada sistim ekstraksi cair-cair, aliran solvent dijaga sebanding dengan aliran

    umpan. Apabila fasa terdispersi adalah fasa lebih berat, maka sistem seperti Gambar 16

    yang dianjurkan. Apabila sistem ekstraksi menggunakan satu atau lebih mixer atau settlermaka sistem pada Gambar 4.17yang direkomendasi.

    Gambar 4.16. Pengandalian Ekstraksi Cair-Cair

    Gambar 4.17 Pengandalian Ekstraksi Cair-Cair Yang Dilengkapi

    Dengan Mixes Atau Settler

  • 5/19/2018 Perancangan pabrik kimia

    57/63

    !"#"$%&$&&$ !&(#)* + ,-./ 0123415 47

    4.11 Reaktor

    Pengendalian reaktor umumnya untuk mempertahankan ratio stoikiometri umpan

    dan pengendalian temperatur. Pengukuran komposisi tidak tersedia untuk mengkoreksi

    aliran secara feedback. Oleh karena itu, dibutuhkan pengukuran aliran yang akurat.Jacketed vessel sering digunakan untuk menjaga temperatur reaktor (Gambar 4.18).

    Walaupun demikian sistem ini memiliki keterbatasan luas permukaan dan koefisien

    perpindahan panas. Oleh karena itu, internal koil digunakan untuk menjaga suhu reaktor.

    Cara lain untuk mengambil panas dari reaktor adalah dengan menggunakan circulation

    loop melalui HE eksternal (Gambar 4.19). Apabila reaktor kecil dan tercampur sempurna,

    maka pengaturan cascade temperature control (sebagaimana diperlihatkan pada Gambar

    19) tidak dibutuhkan. Untuk kasus ini reactor temperatur controller dapat dikoneksi

    langsung pada valve.

    Apabila temperatur reaksi sangat tinggi sehingga dapat menguapkan reaktan, maka

    diperlukan kondenser eksternal untuk mengambil pada yang terjadi (lihat Gambar 4.20).

    Untuk reaktor dengan kondisi kinetika reaksi yang cepat, maka aliran umpan harus diatur

    untuk mempertahakan suhu reaktor. Sistem pendinginan kasus ini diperlihatkan pada

    Gambar 4.21.

    Gambar 4.18 Pengendalian Reaktor Yang Dilengkapi Dengan Jacket

  • 5/19/2018 Perancangan pabrik kimia

    58/63

    !"#"$%&$&&$ !&(#)* + ,-./ 0123415 48

    Gambar 4.19 Pengendalian Reaktor Yang Dilengkapi Dengan HE Eksternal

    Gambar 4.20 Pengendalian Reaktor Yang Dilengkapi Dengan Kondenser Eksternal

  • 5/19/2018 Perancangan pabrik kimia

    59/63

    !"#"$%&$&&$ !&(#)* + ,-./ 0123415 49

    Gambar 4.21 Pengendalian Laju Umpan Pada Reaktor

  • 5/19/2018 Perancangan pabrik kimia

    60/63

    !"#"$%&$&&$ !&(#)* + ,-./ 0123415 50

    PANDUAN PENGGUNAAN MICROSOFT VISIO 2007

    (Software untuk membuat flowsheet pabrik kimia)

    Menjalankan Microsoft Visio 2007

    a. Jalankan Microsoft Visio : Start!Microsoft Office!Microsoft Office Visio

    2007

    b. Pilih Kategori Engineering!Process Flow Diagram/Piping and Instrumentation

    Diagram dan Measurement Units: Metric. Klik Create

    c. Kategori Stensil lainnya dapat ditambah dengan memilih File!shapes !pilih

    kategori stensil !pilih kategori template !klik nama stensilnya.

    Mengatur ukuran kertas gambar

    Pilih File !Page Setup!Print Setup!Setup !lakukan pengaturan sesuai dengan

    kebutuhan

  • 5/19/2018 Perancangan pabrik kimia

    61/63

    !"#"$%&$&&$ !&(#)* + ,-./ 0123415 51

    Menyimpan hasil kerja

    Pilih File !Save !Pilih lokasi penyimpanan !ketik nama file !klik save atau

    dengan kombinasi Ctrl+S.

    Pembuatan gambar

    a. Munculkan grid sebagai garis bantu pada bidang gambar dari menu View > Grid

    b. Klik dan seret simbol yang diperlukan ke bidang gambar dan letakkan pada area

    gambar yang diinginkan.

    c. Klik simbol hingga muncul segi empat berwarna hijau pada delapan sisi simbol.

    Klik tahan pada salah satu sisi sesuai dengan orientasi perubahan ukuran yang

    diinginkan. Seret menjauhi pusat gambar untuk memperbesar dan seret mendekati

    pusat gambar untuk memperkecil.

  • 5/19/2018 Perancangan pabrik kimia

    62/63

    !"#"$%&$&&$ !&(#)* + ,-./ 0123415 52

    d. Berikan nama simbol-simbol peralatan dan aliran proses dengan melakukan klik

    ganda pada simbol-simbol tersebut

    e. Penggandaan simbol yang sama dapat dilakukan dengan memilih simbol yang ingin

    digandakan dilanjutkan dengan menekan tombol Ctrl pada keyboard klik tahan

    tombol kiri mouse sambil memindahkan simbol ke area simbol hasil penggandaan

    akan diletakkan.

    f. Lakukan pengambilan dan pengaturan posisi serta ukuran semua peralatan terlebih

    dahulu sebelum pembuatan garis aliran proses.

    g. Buat aliran proses dengan menggunakan Connector Tool. Garis aliran proses dibuat

    dengan menghubungkan connection point pada satu peralatan dengan connection

    point pada peralatan lainnya.

    Menambah/menghapus Connection Point pada simbol peralatan

    a.

    Klik tanda panah ke bawah disamping Connector Tool dan pilih Conncetion pointtool

    b. Tekan Ctrl pada keyboard dan buat connection point pada tempat yang diinginkan

    pada simbol.

    c. Untuk menghapus connection point, pilih terlebih dahulu connection point yang

    ingin dihilangkan dan tekan Delete pada keyboard.

  • 5/19/2018 Perancangan pabrik kimia

    63/63

    !"#"$%&$&&$ !&(#)* + ,-./ 0123415 53

    Menambahsimbol baru

    a. Buat stensil baru dari File!Shapes!New Stencil (Metric)

    b. Klik kanan pada area kosong dan pilih New Master

    c.

    Isikan nama simbol yang diinginkand. Klik ganda pada simbol yang baru dibuat, dan lakukan proses penggambaran

    simbol.

    e. Lakukan operasi penggabungan, pemotongan, kombinasi dari menu Shape!

    Operations dan pilih operasi yang diinginkan.

    f. Lakukan penambahan/pengurangan connector point

    g. Klik icon save disisi kanan nama stensil, pilih lokasi penyimpanan stensil.

    Contoh pembuatan flowsheet pabrik dengan menggunakan software Visio dari Microsoft.