LAPORAN

TUGAS PRARANCANGAN PABRIK

PRARANCANGAN PABRIK ASAM ADIPAT DARI SIKLOHEKSANON DAN ASAM NITRAT

KAPASITAS 75.000 TON/TAHUN

HALAMAN JUDUL

Disusun sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh

Gelar Kesarjanaan Strata 1 Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta

Oleh : SaskiaNoviandini

D 500 100 065

Dosen Pembimbing : 1. Ir. Herry Purnama, M.T., Ph.D.

2 . Kun Harismah, Ph.D.

JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

SURAKARTA 2016

ii

iii

iv

v

vi

INTISARI

Asam adipat berbentuk kristal berwarna putih yang tidak berbau dengan

sedikit asam, kristal asam adipat dalam bentuk monoclinit, bentuk jarum dan

mempunyai indeks refraksi 5461 A. Asam adipat pertama kali dibuat tahun 1902

dari tetramethilene bromide, yaitu suatu unsur pokok yang terdapat pada gula bit.

Setelah tahun 1937 asam adipat diproduksi secara komersial oleh perusahaan Du

Point, yang memperkenalkan sebagai bahan baku pembuatan nylon 66.

Proses pembuatan asam adipat dilakukan dalam reaktor alir tangki

berpengaduk (RATB). Pada reaktor ini reaksi berlangsung pada fase cair-cair,

searah, mengeluarkan panas, suhu tetap pada suhu 70oC dan pada tekanan 3,5 atm.

Kebutuhan sikloheksanon sebesar 10.364,58 kg per jam dan asam nitrat sebesar

7.291,66 kg per jam. Produk berupa asam adipat sebesar 10.416,67 kg per jam.

Utilitas pendukung proses meliputi uap jenuh sebesar 736,83 kg per jam yang

dihasilkan dari proses pemanasan air di boiler dengan bahan bakar solar sebesar

2,236 liter per jam, kebutuhan listrik diperoleh dari PLN dan generator set sebesar

350kW.

Pabrik asam adipat memerlukan modal tetap sebesar Rp 682.960.950.738

dan modal kerja sebesar Rp 69.274.736.026. Dari analisis ekonomi terhadap

pabrik ini menunjukkan keuntungan sebelum pajak sebesar Rp 309.514.065.328

per tahun setelah dipotong pajak 30% keuntungan mencapai Rp 216.659.845.729

per tahun. Percent return on investment (ROI) sebelum pajak 45,3% dan setelah

pajak 31,7%. Pay out time (POT) sebelum pajak selama 1,81 tahun dan setelah

pajak 2,4 tahun. Break even point (BEP) sebesar 41,48% dan shut down point

(SDP) sebesar 22,11%. Discounted cash flow (DCF) terhitung sebesar 32,00%.

Dari data analisis kelayakan diatas disimpulkan, bahwa pabrik ini menguntungkan

dan layak untuk didirikan.

Kata kunci: Asa m adipat, sikloheksanon, asam nitrat

vii

ABSTRACT

Adipic acid shaped crystal with white color that odorless and a little bit

acid. The adipic acid crystal shaped monoclinit, looks like needles and has 5461 A

refraction index. Adipic acid discovered at 1902 from tetramethilene bromide, a

principal element that consist at sugar beet. After 1937 adipic acid got the

commercial production by Du Point company, whom introduced the adipic acid as

the raw material of nylon 66.

The process of adipic acid making can be operate in the mixed flow

reactor tank. In this reactor, the reaction take place in liquid phase, in the same

direction, release heat, temperature stays at 70 degrees celcius and the pressure 3,5

atm. The need of sikloheksanon for 10,364.58 kg/hour and nitric acid for

7,291.66 kg/hour. The need of adipic acid approximately for 10,416.67 kg/hour.

Process support utilities such as saturated steam are 736.83 kg/hour that produce

by steaming water process on boiler with 2,236 liter/hour solar fuel, the need of

electricity by PLN and generator set amount of 350 KW.

Adipic acid factory needs fixed capital amount of Rp 682,960,950,738 and

working capital amount of Rp 69,274,736,026. The result of economic analysis

showed that this factory has profit before tax amount of Rp 309,514,065,328/year

after 30% tax reach Rp 216,659,845,279/year. Percent return of investment (ROI)

before tax is 45,3% and after tax is 31,7%. Pay Out Time (POT) before tax is 1,81

year and after tax is 2,4 year. Break Even Point (BEP) is 41,48% and shut down

point (SDP) is 22,11%. Discounted Cash Flow (DCF) calculated about 32%.

From the appropriateness analysis above, we can conclude that this factory is

profitable and appropriate to build.

Keywords : Adipic Acid, sikloheksanon, nitric acid

viii

KATA PENGANTAR

Assalamu’alaikum wa rahmatullahi wa barakatuh

Puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat, berkah,

dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini, dengan

judul Prarancangan Pabrik Asam Adipat dari Sikloheksanon dan Asam

Nitrat Kapasitas 75.000 Ton/Tahun. Tugas akhir ini disusun guna memenuhi

persyaratan memperoleh gelar sarjana di Program Teknik Kimia Fakultas Teknik

Universitas Muhammadiyah Surakarta

Dalam penyusunan tugas akhir ini tentunya tidak lepas dari bantuan dan

dukungan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, pada kesempatan ini penulis

menyampaikan penghargaan dan terima kasih yang tak terhingga kepada:

1. Orang tua tercinta Bapak Rohadiyanto dan Ibu Heny Widiastuti, terima kasih

atas doa dan motivasi serta dukungan yang tiada henti sehingga penulis dapat

menyelesaikan tugas akhir ini,

2. Bapak Ir. Herry Purnama, M.T.,Ph.D. Selaku Pembimbing I yang telah

memberikan bimbingan, pengarahan, dan masukan selama penyusunan tugas

akhir ini hingga selesai,

3. Ibu Kun Harismah, Ph.D. Selaku Pembimbing II yang telah berkenan

meluangkan waktu untuk memberikan bimbingan dan pengarahan dan

masukan dalam menyelesaikan tugas akhir ini hingga selesai,

4. Bapak/Ibu dosen Program Studi Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas

Muhammadiyah Surakarta, yang telah memberikan pembelajaran mulai dari

semester awal hingga akhir,

5. Dean Putro Dewanto dan Aditya Tri Raharjo, terima kasih untuk doa dan

dukunganya ,

6. Sahabatku Nanda Trisnian dan Mas Ponco Adhi, terima kasih untuk doa dan

dukungannya,

ix

7. Teman-teman seperjuangan angkatan 2010 Teknik Kimia Fakultas Teknik

Universitas Muhammadiyah Surakarta, terima kasih atas bantuan, dukungan

dan motivasinya selama penyusunan tugas akhir ini, sukses selalu untuk kalian

semua,

8. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu-persatu, yang telah

banyak membantu penulis sehingga dapat menyelesaikan tugas akhir ini.

Harapan penulis semoga tugas akhir ini dapat memberikan manfaat bagi

para pembacanya. Penulis menyadari bahwa penulisantugas akhir ini masih jauh

dari kata sempurna. Oleh karena itu, segala kritik dan saran yang membangun

akan sangat membantu demi kesempurnaan tugas akhir ini. Akhir kata penulis

mengucapkan banyak terima kasih.

Wassalamu’alaikum wa rahmatullahi wa barakatuh

Surakarta, 25 April 2016

Penulis

x

DAFTAR ISI

Halaman

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

HALAMAN PERSETUJUAN ........................................................................ ii

HALAMAN PENGESAHAN ......................................................................... iii

SURAT PERNYATAAN ................................................................................ v

INTISARI ........................................................................................................ vi

KATA PENGANTAR ..................................................................................... viii

DAFTAR ISI ................................................................................................... x

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

DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... xvi

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

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

1.2 Kapasitas Produksi ........................................................... 2

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

1.4 Tinjauan Pustaka .............................................................. 5

1.4.1 Sifat-sifat Fisis dan Kimia Bahan Baku dan Produk 5

1.4.2 Kegunaan Produk ................................................. 8

1.4.3 Proses Produksi Asam Adipat .............................. 8

1.4.4 D iskripsi Proses secara Umum ............................ 10

BAB II DISKRIPSI PROSES .................................................................... 11

2.1 Spesifikasi Bahan Baku dan Produk ................................. 11

2.1.1 Spesifikasi bahan baku sikloheksanon dan asam nitrat

........................................................................................... 11

2.1.2 Spesifikasi Bahan Pembantu ................................ 11

2.1.3 Spesifikasi Produk Asam Adipat ......................... 11

2.2 Konsep Proses .................................................................. 12

2.2.1 Dasar Reaksi ....................................................... 12

2.2.2 Tinjauan Kinetika ................................................ 12

xi

2.2.3 Tinjauan Termodinamik ....................................... 13

2.3 Lengkap Proses ................................................................. 14

2.3.1 Tahap Penyiapan Bahan Baku ............................. 14

2.3.2 Tahap Reaksi (Pembentuka Asam Adipat) ......... 14

2.3.3 Tahap Pemisahan dan Pemurnian Hasil ............... 15

2.4 Diagram Alir Neraca Massa dan Neraca Panas ............... 16

2.4.1 Diagram alir ........................................................ 16

2.4.2 Neraca Massa ....................................................... 17

2.4.3 Neraca Panas ....................................................... 21

2.5 Tata Letak Pabrik dan Peralatan ........................................ 23

2.5.1 Tata Letak Pabrik .................................................. 23

2.5.2 Tata Letak Peralatan ............................................. 24

BAB III SPESIFIKASI ALAT PROSES ...................................................... 29

3.1 Tangki ............................................................................... 29

3.2 Silo .................................................................................... 30

3.3 Mixer ................................................................................. 30

3.4 Reaktor (R-01) .................................................................. 31

3.5 Crystalizer (CR-01) ........................................................... 31

3.6 Centrifuge (CF-01) ............................................................ 32

3.7 Rotaey Dryer (RD-01) ....................................................... 32

3.8 Silo Produk ....................................................................... 33

3.9 Heater (HE-01).................................................................. 33

3.10 `Heater (HE-02) ................................................................ 34

23.11 Heater (HE-03).................................................................. 34

3.12 Condensor (Cd-01) ........................................................... 35

3.13 Blower (BL) ....................................................................... 36

3.14 Srew Conveyer (SC-01 ...................................................... 36

3.15 Bucket Elevator (BE-01) ................................................... 36

3.16 Belt Conveyer (BC-01) ...................................................... 37

3.17 Ecpander Valve (EV) ....................................................... 37

3.18 Evapototor ........................................................................ 37

xii

3.19 Pompa ............................................................................... 38

3.19.1 Pompa (P-01) ........................................................ 38

3.19.2 Pompa (P-02) ........................................................ 39

3.19.3 Pompa (P-03) ......................................................... 39

3.19.4 Pompa (P-04) ......................................................... 39

3.19.5 Pompa (P-05) ......................................................... 40

3.19.6 Pompa (P-06) ......................................................... 40

3.19.7 Pompa (P-07) ......................................................... 41

3.19.8 Pompa (P-08) ......................................................... 41

BAB IV UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM ....... 43

4.1 Unit Pendukung Proses (Utilitas) ..................................... 43

4.1.1 Unit Penyefiaan Air dan Pengelolaan air (Water Supply

Selection) ............................................................... 44

4.1.2 Unit Penyediaan Steam ......................................... 52

4.1.3 Unit Pen yediaan Listrik ....................................... 52

4.1.4 Unit Penyediaan Udara Tekan .............................. 55

4.1.5 Unit Pengelolaan Limbah ..................................... 56

4.2 Laboratorium .................................................................... 56

4.2.1 Tugas Labioratorium ............................................ 56

4.2.2 Program Kerja Laboratorium ................................ 57

4.2.3 Peralatan Laboratorium ........................................ 57

BABA V MANAGEMEN PERUSAHAAN ................................................ 68

5.1 Bentuk Perusahaan ........................................................... 68

5.2 Struktur Organisasi ............................................................ 69

5.2.1 Pemegang Saham .................................................. 71

5.2.2 Dewan Komisaris .................................................. 71

5.2.3 Direktur ................................................................. 71

5.2.4 Kepala Bidang ...................................................... 72

5.2.5 Staf Ahli ................................................................ 72

5.2.6 Penelitian dan Pengembangan .............................. 72

5.2.7 Kepala Seksi ......................................................... 73

xiii

5.3 Sistem Kepegawaian dan Sistem Gaji ............................... 75

5.4 Pembagian Jam Kerja K aryawan ...................................... 75

5.4.1 Karyawan Non Sift ................................................ 76

5.5 Penggolongan Jabatan, Jumlah Karyawan dan Gaji ......... 77

5.6 Kesejahteraan Karyawan .................................................. 78

5.6.1 Tunjangan ............................................................. 79

5.6.2 Cuti ....................................................................... 79

5.6.3 Pakaian Kerja ........................................................ 79

5.6.5 Asuransi Tenaga Kerja (ASTEK) ......................... 79

5.7 Kesehatan dan Keselamatan Kerja ................................... 79

5.8 Managemen Produksi ....................................................... 80

5.8.1 Perencanaan Produksi ........................................... 81

5.8.2 Pengendalian Produksi .......................................... 82

BAB VI ANALISA EKONOMI ................................................................ 91

6.1 Perhitunangan analisa meliputi ......................................... 91

6.2 Perhitungan Biaya ............................................................ 95

6.2.1 Capital Invesment ................................................. 95

6.2.2 Manufacturing Cost ................................................. 95

6.3 Analisis Kelayanan ........................................................... 95

6.4 Analisisa Ekonomi ............................................................ 99

6.4.1 Return On Investmen (ROI) .................................. 99

6.4.2 Pay Out Time (POT) .............................................. 100

6.4.3 Break Even Point (BRP) ....................................... 100

6.4.4 Shut Down Flow (DCF) ......................................... 102

KESIMPULAN ................................................................................................... 104

DAFTAR PUSTAKA

xiv

DAFTAR TABEL

Tabel 1.1 Data kebutuhan asam adipat ...................................................... 2

Tabel 1.2 Data kapasitas pabrik asam adipat di luar negri ......................... 3

Tabel 2.1 Komponen yang ada di tiap alus ................................................ 17

Tabel 2.2 Neraca massa reaktor ................................................................. 17

Tabel 2.3 Neraca massa pada mixer ........................................................... 18

Tabel 2.4 Neraca massa pada evaporator ................................................... 18

Tabel 2.5 Neraca massa pada crystalizer .................................................... 19

Tabel 2.6 Neraca massa pada centrifuge .................................................... 19

Tabel 2.7 Neraca massa pada rotary sriyer ................................................ 19

Tabel 2.8 Neraca massa total ..................................................................... 20

Tabel 2.9 Neraca Panas disekitar reaktor ................................................... 21

Tabel 2.10 Neraca Panas disekitar evaporator ............................................. 21

Tabel 2.11 Neraca Panas disekitar mixer ..................................................... 21

Tabel 2.12 Neraca Panas disekitar crystalizer .............................................. 22

Tabel 2.13 Neraca Panas disekitar centrifuge .............................................. 22

Tabel 2.14 Neraca Panas disekitar rotary dryer ........................................... 22

Tabel 215 Neraca Panas disekitarHE-01 ..................................................... 23

Tabel 2.16 Neraca Panas disekitarHE-02...................................................... 23

Tabel 2.17 Neraca Panas disekitar HE-03..................................................... 23

Tabel 2.18 Neraca Panas disekitar condencer .............................................. 23

Tabel 4.1 Kualitas Sungai Cinadau, Bantem ............................................. 44

Tabel 4. 2 Dartar Kebutuhan A ir Pendingin ............................................... 50

Tabel 4. 3 Daftar Kebutuhan Steam ............................................................ 50

Tabel 4. 4 Daftar Air Perkantoran dan Pabrik ............................................. 50

Tabel 4. 5 Kebutuhan listrik untuik keperluan proses dan pabrik .............. 53

Tabel 5.1 Sestem pembagian Kerja ............................................................ 77

Tabel 5.2 Penggolongan Jabatan, Jumlah Karyawan, dan Gaji ................. 77

Tabel 6.1 Tabel Harga Indeks CEP (Chemical Engineerin g Plant) ......... 93

Tabel 6.2 Fixed Capitaal Invesment .......................................................... 97

xv

Tabel 6.3 Work Capital .............................................................................. 97

Tabel 6.4 Manufacturing CostI .................................................................. 98

Tabel 6. 5 General Espenses Analisa Ekonomi .......................................... 98

Tabel 6.7 Variabel Cost ............................................................................... 100

Tabel 6.8 Regulates Cost.............................................................................. 101

xvi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1 Grafik prediksi kebutuhan asam adipat di Indonesia .............. 3

Gambar 2.1 Diagram Proses Prarancangan pabrik asam adipat dari

sikloheksanon dan asam nitrat ................................................. 16

Gambar 2.2 fiagram alir kualikatif prarancangan pabrik asdam adipat dari

sikloheksanon dan asam nitrat ................................................. 26

Gambar 2.3 Tata Letak prarancangan pabrik asam adipat dari

sikliheksanon dan asam nitrat tampak atas .............................. 28

Gambar 4.1 Unit Penyediaan Air (Pengelolaan air sungai) ......................... 67

Gambar 5.1 Struktur Organisasi Perusahaan Perancangan Pabrik Asam

Adipat dar i Sikloheksanon dan Asam Nitrat ........................... 90

Gambar 6.1 Hubungan Tahun vs Cost Index .............................................. 94

Gambar 6.2 Gradik analisa kelayakan pabrik asam adipat dari

sikloheksanon san asam nitrat ................................................. 103