tugas akhir - eprints.uns.ac.ideprints.uns.ac.id/16863/1/cover+pengesahan_hans.pdf ·...

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

TUGAS AKHIR

PRARANCANGAN PABRIK LINEAR ALKYL BENZENE

DARI BENZENE DAN OLEFIN DENGAN PROSES DETAL

KAPASITAS 180.000 TON/TAHUN

Oleh:

Hans Agusta Pranoto I 1507005

JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2015


commit to user

ii

LEMBAR PENGESAHAN

TUGAS AKHIR

PRARANCANGAN PABRIK LINEAR ALKYL BENZENE

DARI BENZENE DAN OLEFIN DENGAN PROSES DETAL

KAPASITAS 180.000 TON/TAHUN

Oleh :

Hans Agusta Pranoto I 1507005

Pembimbing II Pembimbing I

Ir. Paryanto, M.S.

NIP 19580425 198601 1 001

Inayati, S.T., M.T., Ph.D.

NIP 19710829 199903 2 001

Dipertahankan di depan tim penguji :

1. Dr. Sperisa Distantina, S.T., M.T. 1. ..........................................

NIP 19740509 200003 2 002

2. Mujtahid Kaavessina, S.T., M.T., Ph.D. 2. ..........................................

NIP 19790924 200312 1 002

Disahkan

Ketua jurusan teknik kimia

Dr. Sunu Herwi Pranolo, S.T., M.Sc

NIP. 19690316 199802 1 001


commit to user

iii

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur kami panjatkan kepada Allah SWT, karena limpahan

rahmat dan hidayah-Nya, penulis akhirnya dapat menyelesaikan penyusunan

Laporan Tugas Akhir dengan judul “Prarancangan Pabrik Linear Alkyl Benzene

dari Benzene dan Olefin dengan Proses Detal kapasitas 180.000 ton/tahun”.

Dalam penyusunan tugas akhir ini penulis memperoleh banyak bantuan

dari berbagai pihak. Oleh karena itu, penulis mengucapkan terima kasih kepada :

1. Dr. Sunu Herwi Pranolo, S.T., M.Sc selaku Ketua Jurusan Reguler Teknik

Kimia.

2. Inayati, S.T, M.T, Ph.D dan Ir. Paryanto, M.S selaku dosen pembimbing atas

bimbingan dan arahannya dalam penyelesaian tugas akhir ini.

3. Seluruh dosen Jurusan Teknik Kimia atas ilmu, arahan, dan bantuannya selama

ini.

4. Kedua orang tua dan keluarga atas dukungan doa dan semangat yang

senantiasa diberikan.

5. Teman – teman Teknik Kimia UNS dan seluruh pihak yang telah membantu.

Penulis menyadari bahwa laporan tugas akhir ini masih jauh dari

sempurna. Oleh karena itu, penulis membuka diri terhadap segala saran dan kritik

yang membangun. Semoga laporan tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi penulis

dan pembaca sekalian.

Surakarta, April 2015

Penulis


commit to user

iv

DAFTAR ISI

Halaman Judul ..................................................................................................... i

Lembar Pengesahan ............................................................................................ ii

Kata Pengantar .................................................................................................... iii

Daftar Isi.............................................................................................................. iv

Daftar Tabel ........................................................................................................ vii

Daftar Gambar ..................................................................................................... ix

Intisari ................................................................................................................. x

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

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

1.2. Kapasitas Perancangan ............................................................. 2

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

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

1.4.1 Macam-Macam Proses ................................................ 6

1.4.2 Kegunan Produk ........................................................... 8

1.4.3 Sifat – sifat Fisis dan Kimia ......................................... 9

1.4.4 Tinjauaan Proses Secara Umum................................... 12

BAB II DESKRIPSI PROSES ................................................................13

2.1. Spesifikasi Bahan Baku dan Produk ........................................ 13

2.1.1 Spesifikasi Bahan Baku................................................ 13

2.1.2 Spesifikasi Produk ........................................................ 14

2.2. Konsep Proses .......................................................................... 14

2.2.1 Tinjauan Termodinamika ............................................. 14


commit to user

v

2.2.2 Tinjauan Kinetika ......................................................... 15

2.2.3 Kondisi Operasi ........................................................... 17

2.3. Deskripsi Proses ....................................................................... 22

2.3.1 Langkah Proses ............................................................ 22

2.3.2 Lay Out Pabrik ............................................................ 23

2.3.2.1 Tata letak pabrik ............................................... 23

2.3.2.2 Lay Out Peralatan ............................................ 23

BAB III SPESIFIKASI PERALATAN PROSES .......................................26

BAB IV UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM..............47

4.1. Unit Pendukung Proses ............................................................ 48

4.1.1 Unit Pengadaan dan Pengolahan Air............................ 50

4.1.2 Unit Pengadaan Steam.................................................. 52

4.1.3 Unit Pengadaan Udara Tekan....................................... 54

4.1.4 Unit Pengadaan Listrik ................................................. 56

4.1.5 Unit Pengadaan Bahan Bakar....................................... 59

4.1.6 Unit Pengolahan Limbah.............................................. 60

4.2. Laboratorium ............................................................................ 61

4.2.1 Laboratorium Fisik ...................................................... 63

4.2.2 Laboratorium Analitik .................................................. 63

4.2.3 Laboratorium Penelitian dan Pengembangan............... 64

BAB V MANAJEMEN PERUSAHAAN..................................................65

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

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

5.3 Tugas dan Wewenang .............................................................. 69


commit to user

vi

5.3.1 Pemegang Saham ......................................................... 69

5.3.2 Dewan Komisaris ......................................................... 69

5.3.3 Dewan Direksi .............................................................. 70

5.3.4 Kepala Bagian .............................................................. 71

5.3.5 Kepala Seksi ................................................................. 75

5.4 Pembagian Jam Kerja Karyawan ............................................. 75

5.5 Status Karyawan dan Sistem Upah .......................................... 78

5.4.1 Karyawan tetap ............................................................ 78

5.4.2 Karyawan harian .......................................................... 78

5.4.2 Karyawan borongan ..................................................... 79

5.6 Penggolongan Jabatan, Jumlah Karyawan, dan Gaji ............... 79

5.7 Kesejahteraan Sosial Karyawan ............................................... 83

5.8 Manajemen Perusahaan ............................................................ 84

BAB VI ANALISA EKONOMI.............................................................. 88

6.1 Dasar Perhitungan .................................................................... 89

6.2 Penafsiran Harga Peralatan ...................................................... 89

6.3 Penentuan (Total Capital Investment) ...................................... 91

6.4 Hasil Perhitungan ..................................................................... 92

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

Daftar Pustaka ..................................................................................................... x

Lampiran


commit to user

vii

DAFTAR TABEL

Tabel 1.1. Perkembangan Impor LAB di Indonesia .................................... 2

Tabel 1.2. Kapasitas Pabrik n-LAB yang Sudah Berdiri................................ 3

Tabel 1.3. Karakterisik Proses Pembuatan LAB dari Beberapa Katalis ..... 8

Tabel 2.1. Harga ∆Hºf 298 dan ∆Gºf 298 Masing–Masing Komponen pada

Keadaan Standar ......................................................................... 15

Tabel 2.2. Tetapan Persamaan Panas Jenis .................................................. 15

Tabel 2.3. Perhitungan Persamaan Panas Jenis ............................................ 16

Tabel 2.4. Perhitungan Fraksi Mol ............................................................... 17

Tabel 2.5. Data Konstanta Perhitungan Densitas ......................................... 18

Tabel 2.6. Perhitungan Densitas pada Suhu 353 K ...................................... 18

Tabel 2.7. Perhitungan Densitas pada suhu 373 K....................................... 19

Tabel 2.8. Perhitungan Densitas pada suhu 393K........................................ 19

Tabel 2.9. Perhitungan Konstanta Kecepatan Reaksi pada Suhu 353 K ...... 20



Tabel 2.12. Data kinetic ................................................................................. 21

Tabel 4.1. Kebutuhan Air Pendingin ............................................................ 49

Tabel 4.3. Kebutuhan Air Konsumsi Umum dan Sanitasi ........................... 49

Tabel 4.4. Kebutuhan Air ............................................................................. 50

Tabel 4.5. Kebutuhan Listrik untuk Keperluan Proses ............................... 54

Tabel 4.6. Kebutuhan Listrik untuk Keperluan Utilitas .............................. 54


commit to user

viii

Tabel 4.7. Jumlah Lumen Berdasarkan Luas Bangunan Bagian Dalam

Ruangan ....................................................................................... 56

Tabel 4.2. Jumlah Lumen Berdasarkan Luas Bangunan Bagian Luar

Ruangan ....................................................................................... 57

Tabel 4.8. Total Kebutuhan Listrik Pabrik .................................................. 58

Tabel 4.9. Total Kebutuhan Bahan Bakar ................................................... 60

Tabel 5.1. Jadwal Pembagian Kelompok Shift ............................................. 77

Tabel 5.2. Jumlah Karyawan Menurut Jabatan ............................................ 80

Tabel 5.3. Perincian Golongan dan Gaji Karyawan ..................................... 82

Tabel 6.1. Indeks Harga Alat........................................................................ 89

Tabel 6.2. Fixed Capital Investment ............................................................ 92

Tabel 6.3. Working Capital Investment ........................................................ 93

Tabel 6.4. Gaji Pegawai ............................................................................... 93

Tabel 6.5. Direct Manufacturing Cost ......................................................... 94

Tabel 6.6. Indirect Manufacturing Cost ....................................................... 95

Tabel 6.7. Fixed Manufacturing Cost ......................................................... 95

Tabel 6.8. Administrasi ................................................................................ 96

Tabel 6.9. General Expense ......................................................................... 98

Tabel 6.10. Analisa Kelayakan....................................................................... 102


commit to user

ix

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1. Regresi Linier Hubungan Antara Tahun Dengan Impor LAB .... 3

Gambar 1.2. Peta Daerah Cikande Serang Banten ........................................... 4

Gambar 1.3. Linier Alkyl Benzene.................................................................... 5

Gambar 2.1. Grafik ln(K) Versus (1/T ) .......................................................... 22

Gambar 2.2. Denah Tata Letak Pabrik ............................................................. 25

Gambar 2.3. Layout Pabrik Linier Alkyl Benzene ............................................ 26

Gambar 5.1. Struktur Organisasi Pabrik Linear Alkyl Benzene ....................... 68

Gambar 6.1. Grafik Chemical Engineering Cost Index ................................... 90

Gambar 6.2. Grafik Analisa Kelayakan ........................................................... 103


commit to user

DAFTAR ISI LAMPIRAN

LAMPIRAN A SIFAT FISIS BAHAN……………………………………………….

1. Critical Properties......................................................................................................

2. Kapasitas Panas Cairan............................................................................................

3. Kapasitas Panas Gas.................................................................................................

4. Entalpi Penguapan....................................................................................................

5. Tekanan Uap Murni.................................................................................................

6. Densitas Cairan.........................................................................................................

7. Viskositas Cairan......................................................................................................

8. Viskositas Gas...........................................................................................................

9. Surface Tension.........................................................................................................

10. Konduktivitas Panas Gas...........................................................................................

11. Konduktivitas Panas Cairan....................................................................................

12. Dowtherma.................................................................................................................

LAMPIRAN B NERACA MASSA...............................................................................

A. Perhitungan Neraca Massa...................................................................................

B. Kapasitas Produksi...............................................................................................

C. Spesifikasi Bahan Baku dan Produk...................................................................

E. Perhitungan Neraca Massa...................................................................................

1. Neraca Massa Overall..............................................................................................

2. Neraca Massa Tee....................................................................................................

3. Neraca Massa Reaktor.............................................................................................

4. Neraca Massa Distilasi-01 (MD-01) .......................................................................

5. Neraca Massa Distilasi-02 (MD-02) .......................................................................

6. Neraca Massa Condensor-01...................................................................................

7. Neraca Massa Condensor-02...................................................................................

8. Neraca Massa Reboiler-01.......................................................................................

9. Neraca Massa Reboiler-02.......................................................................................

LAMPIRAN C NERACA PANAS................................................................................

1. Reaktor.......................................................................................................................

2. Menara Distilasi – 01................................................................................................

3. Menara Distilasi - 02.................................................................................................

Neraca Panas Total Overall............................................................................................

A-1

A-1

A-2

A-2

A-3

A-3

A-4

A-4

A-5

A-5

A-6

A-6

A-6

B-1

B-1

B-1

B-1

B-1

B-1

B-2

B-3

B-3

B-4

B-5

B-6

B-7

B-7

C-1

C-1

C-3

C-7

C-11


commit to user

LAMPIRAN D PERANCANGAN REAKTOR...........................................................

A. Menentukan Jenis Reaktor........................................................................................

B. Menentukan Kondisi Umpan.....................................................................................

C. Menyusun Persamaan Reaksi....................................................................................

C.1. Data penysunan Persamaan Reaksi..................................................................

C.2. Menghitung Persamaan Kecepatan Reaksi......................................................

D. Menghitung Neraca Massa Komponen pada Reaktor.........................................

E. Menghitung Neraca Panas Komponen pada Reaktor.........................................

F. Pressure Drop pada Elemen Volume Setebal Z.................................................

G. Menentukan Spesifikasi dan Massa Katalis..........................................................

H. Menghitung Waktu Tinggal Katalis di Bed...........................................................

I. Menghitung Dimensi dan Volume Reaktor...........................................................

a. Menghitung Tebal Dinding Reaktor.................................................................

b. Menghitung Tebal Head.....................................................................................

c. Menghitung Tinggi Head....................................................................................

d. Menghitung Volume Reaktor............................................................................

J. Menentukan Diameter Pipa Pemasukan dan Pengeluaran pada Reaktor…….

K. Diameter Manhole....................................................................................................

L. Menentukan Tebal Isolasi Reaktor........................................................................

RESUME REAKTOR....................................................................................................

D-1

D-2

D-3

D-5

D-5

D-7

D-9

D-10

D-11

D-12

D-13

D-13

D-13

D-14

D-15

D-16

D-16

D-17

D-17

D-19


commit to user

xii

INTISARI

Hans Agusta Pranoto, 2015, Prarancangan Pabrik Linear alkyl benzene dari benzene dan olefin dengan Proses Detal 180.000 ton/tahun, Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret, Surakarta.

Prarancangan pabrik Linear alkyl benzene ini dimaksudkan untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri karena di indonesia ada pabrik unggul yang belum memenui kebutuhan dalam negeri. Linear alkyl benzene digunakan sebagai bahan baku pada industri deterjen. Pabrik ini dirancang dengan kapasitas kapasitas 180.000 ton/tahun dengan bahan baku benzene dan olefin Pabrik direncanakan berdiri di kawasan Ciikande, Serang, Banten pada tahun 2018. Bahan Baku benzene diimpor dari FOB Korea sedangkan kebutuhan olefin didatangkan dari Amerika.

Tahapan proses di pabrik Linear Alkyl Benzene ini meliputi penyimpanan bahan baku, persiapan bahan baku, reaksi pembentukan produk dan pemurnian produk. Tahap penyimpanan bahan baku benzene dan olefin disimpan pada fase cair. Tahap persiapan bahan baku berupa pencampuran bahan baku dan hasil recycle. Tahap reaksi pembentukan Linear Alkyl Benzene merupakan reaksi alkilasi benzene dilangsungkan di dalam reaktor fixedbed singletube. Reaksi berlangsung pada suhu 127,71

oC dan tekanan 14,8038 atm dengan perbandingan

reatan 1:25 pada fase cair dengan katalis FePCILs. Di dalam reaktor terjadi reaksi benzene dan olefin menjadi Linear Alkyl

Benzene. Konversi olefin sebesar 90% untuk reaksi alkilasi benzene. Tahapan pemurnian produk meliputi pemisahaan impuritas Linear Alkyl Benzene dilakukan dalam menara distilasi-01 lalu keluar melalui reboiler-01 dan pemurnian dalam menara distilasi-02 hingga didapat produk Linear Alkyl Benzene 99,6% berat.

Unit pendukung proses pabrik meliputi unit pengadaan air, steam, udara tekan, tenaga listrik, bahan bakar, unit refigerasi dan unit pengolahan limbah. Kebutuhan air sebesar 70525,7758 kg/jam disuplai dari perusahaan air Krakatau Tirta Industri Cilegon (KTI). Jumlah steam yang digunakan sebesar 335584,270 kg/jam dengan jenis steam yang mempunyai suhu 315,56

oC dengan tekanan

10,340136 atm dan saturated steam yang mempunyai suhu 398,89oC dengan

tekanan 10.34014 atm. Udara tekan yang dibutuhkan sebesar 55,05 m3/jam pada

tekanan 4 atm, dan suhu 35oC. Listrik disuplai dari PLN dan sebuah generator

sebagai cadangan yang disiapkan harus mempunyai output sebesar 9026.207 kW, oleh karena itu, dipilih generator dengan daya 10000 kW sehingga masih tersedia cadangan daya sebesar 973,793 kW. Bahan bakar yang digunakan adalah Industrial Diesel Oil (IDO) disuplai dari Pertamina. Pabrik juga didukung laboratorium yang mengontrol mutu bahan baku dan produk serta bahan buangan pabrik berupa padat,cairan dan gas.

Bentuk perusahaan yang dipilih adalah Perseroan Terbatas (PT), dengan struktur organisasi line and staff. Sistem kerja karyawan berdasarkan pembagian jam kerja yang terdiri dari karyawan shift dan non-shift. Jumlah karyawan keseluruhan adalah 200 orang. Karyawan shift berjumlah 171 orang sedangkan karyawan non-shift berjumlah 29 orang. Sedangkan menurut statusnya karyawan dapat dibagi menjadi karyawan tetap, karyawan harian, dan karyawan borongan.

Hasil analisis ekonomi didapatkan Rate of Return (ROI) sebesar 53,21% sebelum pajak dan 37,25% sesudah pajak. Pay Out Time (POT) didapatkan sebesar 1,58 tahun sebelum pajak dan 2,12 tahun sesudah pajak. Break Even Point (BEP) sebesar 44,57% Shut Down Point (SDP) sebesar 29,99% dan Discounted Cash Flow (DCF) sebesar 17,67%. Dari hasil analisa ekonomi dapat disimpulkan pabrik Linear alkyl benzene layak didirikan.

tugas akhir - eprints.uns.ac.ideprints.uns.ac.id/16863/1/cover+pengesahan_hans.pdf ·...

Documents