Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Isopropil Asetat dari Asam Asetat dan Propilen dengan Kapasitas 17.000 Ton/Tahun

Universitas Sumatera Utara

Universitas Sumatera Utara

KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis ucapkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas rahmat dan anugerah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Isopropil Asetat dari Asam Asetat dan Propilen dengan Kapasitas 17.000 Ton/Tahun. Tugas Akhir ini dikerjakan sebagai syarat untuk kelulusan dalam sidang sarjana.
Selama mengerjakan Tugas akhir ini penulis begitu banyak mendapatkan bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, dalam kesempatan ini perkenankanlah penulis mengucapkan terima kasih kepada: 1. Ibu Ir. Renita Manurung, MT sebagai Dosen Pembimbing I sekaligus koordinator
tugas akhir yang telah membimbing dan memberikan masukan selama menyelesaikan tugas akhir ini. 2. Bapak M. Hendra S. Ginting, ST. MT sebagai Dosen Pembimbing II yang telah memberikan arahan selama menyelesaikan tugas akhir ini. 3. Seluruh Dosen Pengajar Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara yang telah memberikan ilmu kepada penulis selama menjalani studi. 4. Para pegawai administrasi Departemen Teknik Kimia yang telah memberikan bantuan kepada penulis selama mengenyam pendidikan di Deparetemen Teknik Kimia. 5. Dan yang paling istimewa Orang tua penulis yaitu Ayahanda K. Situmorang dan Ibunda D. Br. Lumban Gaol, yang tidak pernah lupa memberikan motivasi dan semangat kepada penulis. 6. Kakak tercinta Julianita Situmorang, adek tercinta Christine Situmorang, Ester Farida Situmorang, Megawati Situmorang yang selalu mendoakan dan memberikan semangat. Beserta kekasihku Melvha “cian” yang selalu memberi motivasi dan semangat. 7. Teman-teman stambuk ’10: John, Adil, Nico, Ozi, Darwis, Harry, Gugun, Putra, Benny, Jan, Cut, Wina, Julika, Lizma dan Ella. Terima kasih buat kebersamaan dan semangatnya teman-teman.
i
Universitas Sumatera Utara

8. Seluruh Pihak yang tidak dapat disebutkan satu per satu namanya yang juga turut memberikan bantuan kepada penulis dalam menyelesaikan tugas akhir ini. Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih terdapat banyak kekurangan
dan ketidaksempurnaan. Oleh karena itu penulis sangat mengharapkan saran dan kritik yang sifatnya membangun demi kesempurnaan pada penulisan berikutnya. Semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi kita semua.
Medan, April 2014 Penulis,
Harrison Situmorang 100425006
ii
Universitas Sumatera Utara

INTISARI

Isopropil Asetat (C5H10O2) diperoleh melalui reaksi antara asam asetat

(CH3COOH) dan propilen (C3H6) dengan bantuan katalis HF dan BF3 di dalam bubble column reactor pada suhu 100 °C dan tekanan 20 Atm.

Pabrik pembuatan Isopropil Asetat ini direncanakan berproduksi dengan

kapasitas 17.000 ton/tahun dengan masa kerja 330 hari dalam satu tahun. Lokasi

pabrik direncanakan di daerah Kuala Tanjung, Kabupaten Batubara, Sumatera Utara dengan luas areal 10.580 m2. Tenaga kerja yang dibutuhkan 155 orang dengan

bentuk badan usaha Perseroan Terbatas (PT) yang dipimpin oleh seorang General

Manager dengan struktur organisasi sistem garis.

Hasil analisa ekonomi pabrik pembuatan isopropil asetat ini adalah sebagai

berikut:

 Total Modal Investasi

: Rp 417.956.081.961,-

 Biaya Produksi

: Rp 324.195.968.855,-

 Hasil Penjualan

: Rp 470.583.736.128,-

 Laba Bersih

: Rp 145.655.829.431,-

 Profit Margin

: 30,95 %

 Break Even Point

: 43,20 %

 Return on Investment

: 20,46 %

 Pay Out Time

: 4,09 tahun

 Return on Network

: 40,77 %

 Internal Rate of Return

: 33,49 

Dari hasil analisa aspek ekonomi dapat disimpulkan bahwa Pabrik Pembuatan Isopropil Asetat dari Asam Asetat dan Propilen ini layak untuk didirikan.

iii

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR ISI
Hal KATA PENGANTAR................................................................................................. i INTISARI .................................................................................................................. iii DAFTAR ISI.............................................................................................................. iv DAFTAR TABEL .................................................................................................... vii DAFTAR GAMBAR............................................................................................... xiii DAFTAR LAMPIRAN ........................................................................................... xiv BAB I PENDAHULUAN ..................................................................................I-1
1.1 Latar Belakang ...............................................................................I-1 1.2 Perumusan Masalah .......................................................................I-2 1.3 Tujuan dan Manfaat Pra Rancangan Pabrik...................................I-2 BAB II TINJAUAN PUSTAKA DAN DESKRIPSI PROSES ...................... II-1 2.1 Isopropil Asetat ............................................................................ II-1 2.2 Dasar Pemilihan Bahan Baku ...................................................... II-2 2.3 Bahan Baku Pembuatan Isopropil Asetat..................................... II-2
2.3.1 Asam Asetat ..................................................................... II-2 2.3.2 Propilena .......................................................................... II-3 2.3.3 Hidrogen Flourida ............................................................ II-3 2.3.4 Boron Triflourida ............................................................. II-4 2.3.5 Air .................................................................................... II-4 2.4 Dasar Pemilihan Proses Pembuatan Isopropil Asetat .................. II-5 2.5 Deskripsi Proses Pembuatan Isopropil Asetat ............................. II-7 BAB III NERACA MASSA............................................................................... III-1 3.1 Neraca Massa Umpan Setelah Ada Hasil Recycle ...................... III-1 3.2 Neraca Massa Pada Mixer (MX–101)......................................... III-1 3.3 Neraca Massa Pada Mixer (MX–102)......................................... III-2 3.4 Neraca Massa Pada Reaktor (R-101) .......................................... III-2 3.5 Neraca Massa Pada Accumulator (AC-101) ............................... III-2 3.6 Neraca Massa Pada Kolom Destilasi (MD-101)......................... III-3 3.7 Neraca Massa Pada Kolom Destilasi (MD-102)......................... III-3
iv
Universitas Sumatera Utara

BAB IV NERACA PANAS ...............................................................................IV-1 4.1 Neraca Panas Pada Kompresor (K-101) .....................................IV-1 4.2 Neraca Panas Pada Vaporizer (V-101) .......................................IV-1 4.3 Neraca Panas Pada Kompresor (K-102) .....................................IV-1 4.4 Neraca Panas Pada Mixer (MX-101) ..........................................IV-1 4.5 Neraca Panas Pada Mixer (MX-102) ..........................................IV-1 4.6 Neraca Panas Pada Heat Exchanger (HE-101)...........................IV-2 4.7 Neraca Panas Pada Kompresor (K-103) .....................................IV-2 4.8 Neraca Panas Pada Reaktor (R-101) ...........................................IV-2 4.9 Neraca Panas Pada Expansion Valve (EV-101) ..........................IV-2 4.10 Neraca Panas Pada Kompresor (K-104) .....................................IV-2 4.11 Neraca Panas Pada Heat Exchanger (HE-102)...........................IV-3 4.12 Neraca Panas Pada Expansion Valve (EV-101) ..........................IV-3 4.13 Neraca Panas Pada Heat Exchanger (HE-103)...........................IV-3 4.14 Neraca Panas Pada Kolom Destilasi (MD-101)..........................IV-3 4.15 Neraca Panas Pada Kolom Destilasi (MD-102)..........................IV-3 4.16 Neraca Panas Pada Cooler (E-101).............................................IV-4 4.17 Neraca Panas Pada Cooler (E-102).............................................IV-4
BAB V SPESIFIKASI PERALATAN ............................................................. V-1 5.1 Tangki Penyimpanan Asam Asetat (T-101)................................. V-1 5.2 Tangki Penyimpanan Boron Trifluorida (T-103)......................... V-2 5.3 Pompa (P-101) ............................................................................. V-2 5.4 Kompresor (K-101)...................................................................... V-3 5.5 Mixer (MX-101)........................................................................... V-4 5.6 Reaktor (R-101) ........................................................................... V-4 5.7 Expansion Valve (EV-101) .......................................................... V-5 5.8 Accumulator (AC-101) ................................................................ V-5 5.9 Menara Destilasi (MD-101) ......................................................... V-6 5.10 Kondensor (CD-101).................................................................... V-7 5.11 Reboiler (RB-101)........................................................................ V-7
BAB VI INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA ....................VI-1 6.1 Instrumentasi...............................................................................VI-1
v
Universitas Sumatera Utara

6.2 Keselamatan Kerja Pada Pabrik Isopropil asetat ........................VI-4 6.2.1 Pencegahan Terhadap Kebakaran dan Peledakan ...........VI-5 6.2.2 Peralatan Perlindungan Diri ............................................VI-6 6.2.3 Keselamatan Kerja Terhadap Listrik ..............................VI-6 6.2.4 Pencegahan Terhadap Gangguan Kesehatan ..................VI-7 6.2.5 Pencegahan Terhadap Bahaya Mekanis..........................VI-7
BAB VII UTILITAS.......................................................................................... VII-1 7.1 Kebutuhan Steam ...................................................................... VII-1 7.2 Kebutuhan Air .......................................................................... VII-2 7.2.1 Screening ...................................................................... VII-6 7.2.2 Sedimentasi................................................................... VII-6 7.2.3 Klarifikasi ..................................................................... VII-6 7.2.3 Filtrasi ........................................................................... VII-7 7.2.4 Demineralisasi .............................................................. VII-9 7.2.5 Dearator ...................................................................... VII-12 7.3 Kebutuhan Bahan Kimia ......................................................... VII-12 7.4 Kebutuhan Listrik ................................................................... VII-13 7.5 Kebutuhan Bahan Bakar ......................................................... VII-14 7.6 Unit Pengolahan Limbah ........................................................ VII-15 7.6.1 Bak Penampungan ...................................................... VII-18 7.6.2 Bak Pengendap Awal.................................................. VII-18 7.6.3 Bak Netralisasi............................................................ VII-19 7.7 Spesifikasi Peralatan Utilitas .................................................. VII-20
BAB VIII LOKASI DAN TATA LETAK PABRIK.................................... VIII-1 8.1 Lokasi Pabrik ........................................................................... VIII-1 8.2 Tata Letak Pabrik..................................................................... VIII-4
BAB IX ORGANISASI DAN MANAJEMEN PERUSAHAAN ...................IX-1 9.1 Bentuk Hukum Badan Usaha......................................................IX-1 9.2 Manajemen Perusahaan ..............................................................IX-2 9.3 Organisasi Perusahaan ................................................................IX-2 9.4 Uraian Tugas, Wewenang dan Tanggung Jawab........................IX-3 9.4.1 Rapat Umum Pemegang Saham (RUPS)........................IX-3
vi

Universitas Sumatera Utara

9.4.2 Dewan Komisaris............................................................IX-3 9.4.3 Direktur...........................................................................IX-3 9.4.4 Sekretaris ........................................................................IX-4 9.4.5 Manajer Teknik dan Produksi.........................................IX-4 9.4.6 Manajer Umum dan Keuangan .......................................IX-4 9.4.7 Manajer R & D (Research and Development)................IX-4 9.5 Sistem Kerja................................................................................IX-5 9.6 Jumlah Karyawan dan Tingkat Pendidikan ................................IX-6 9.7 Sistem Penggajian.......................................................................IX-7 9.8 Fasilitas Tenaga Kerja ................................................................IX-9 BAB X ANALISA EKONOMI ........................................................................ X-1 10.1 Modal Investasi............................................................................ X-1 10.1.1 Modal Investasi Tetap/Fixed Capital Investment .......... X-1 10.1.2 Modal Kerja/Working Capital ....................................... X-3 10.2 Biaya Produksi Total (BPT)/Total Cost (TC).............................. X-4 10.2.1 Biaya Tetap/Fixed Cost (FC)......................................... X-4 10.2.2 Biaya Variabel/Variable Coat (VC) .............................. X-4 10.3 Total Penjualan (Total Sales)....................................................... X-5 10.4 Bonus Perusahaan ........................................................................ X-5 10.5 Perkiraan Rugi/Laba Usaha ......................................................... X-5 10.6 Analisa Aspek Ekonomi .............................................................. X-5 10.6.1 Profit Margin (PM)........................................................ X-5 10.6.2 Break Event Point .......................................................... X-6 10.6.3 Return on Investment (RON) ......................................... X-6 10.6.4 Pay Out Time (POT) ...................................................... X-7 10.6.5 Return On Network (RON) ............................................ X-7 10.6.6 Internal Rate of Return (IRR)........................................ X-8 BAB XI KESIMPULAN....................................................................................XI-1 DAFTAR PUSTAKA .............................................................................................. xiv LAMPIRAN
vii
Universitas Sumatera Utara

DAFTAR TABEL

Tabel 1.1 Tabel 2.1 Tabel 2.2 Tabel 3.1 Tabel 3.2 Tabel 3.3 Tabel 3.4 Tabel 3.5 Tabel 3.6 Tabel 3.7 Tabel 4.1 Tabel 4.2 Tabel 4.3 Tabel 4.4 Tabel 4.5 Tabel 4.6 Tabel 4.7 Tabel 4.8 Tabel 4.9 Tabel 4.10 Tabel 4.11 Tabel 4.12 Tabel 4.13 Tabel 4.14 Tabel 4.15 Tabel 4.16 Tabel 4.17 Tabel 5.1 Tabel 5.2 Tabel 5.3

Hal Perkembangan Impor Isopropil Asetat di Indonesia ..........................I-2 Karakteristik Isopropil Asetat (IPAc)............................................... II-1 Keunggulan dan Kelemahan Proses ................................................. II-7 Neraca Massa Umpan Setelah Ada Hasil Recycle. ......................... III-1 Neraca Massa pada Mixer (MX–101) ............................................. III-1 Neraca Massa pada Mixer (MX–102) ............................................. III-2 Neraca Massa pada Reaktor (R-101)............................................... III-2 Neraca Massa pada Accumulator (AC-101).................................... III-2 Neraca Massa pada Kolom Destilasi (MD-101) ............................. III-3 Neraca Massa pada Kolom Destilasi (MD-102) ............................. III-3 Neraca Panas Pada Kompresor (K-101)..........................................IV-1 Neraca Panas Pada Vaporizer (V-101)............................................IV-1 Neraca Panas Pada Kompresor (K-102)..........................................IV-1 Neraca Panas Pada Mixer (MX-101)...............................................IV-1 Neraca Panas Pada Mixer (MX-102)...............................................IV-1 Neraca Panas Pada Heat Exchanger (HE-101) ...............................IV-2 Neraca Panas Pada Kompresor (K-103)..........................................IV-2 Neraca Panas Pada Reaktor (R-101) ...............................................IV-2 Neraca Panas Pada Expansion Valve (EV-101) ..............................IV-2 Neraca Panas Pada Kompresor (K-104)..........................................IV-2 Neraca Panas Pada Heat Exchanger (HE-102) ...............................IV-3 Neraca Panas Pada Expansion Valve (EV-102) ..............................IV-3 Neraca Panas Pada Heat Exchanger (HE-103) ...............................IV-3 Neraca Panas Pada Kolom Destilasi (MD-101) ..............................IV-3 Neraca Panas Pada Kolom Destilasi (MD-102) ..............................IV-3 Neraca Panas Pada Cooler (E-101) .................................................IV-4 Neraca Panas Pada Cooler (E-102) .................................................IV-4 Spesifikasi Tangki Penyimpanan Cairan.......................................... V-1 Spesifikasi Tangki Penyimpanan Gas .............................................. V-2 Spesifikasi Pompa ............................................................................ V-3

viii
Universitas Sumatera Utara

Tabel 5.4 Tabel 5.5 Tabel 5.6 Tabel 5.7 Tabel 5.8 Tabel 5.9 Tabel 6.1
Tabel 7.1 Tabel 7.2 Tabel 7.3 Tabel 7.4 Tabel 7.5 Tabel 7.6 Tabel 8.1 Tabel 9.1 Tabel 9.2 Tabel 9.3 Tabel LA.1 Tabel LA.2 Tabel LA.3 Tabel LA.4 Tabel LA.5 Tabel LB.1 Tabel LB.2 Tabel LB.3 Tabel LB.4 Tabel LB.5 Tabel LB.6 Tabel LB.7 Tabel LB.8 Tabel LB.9

Spesifikasi Kompressor .................................................................... V-3 Spesifikasi Mixer .............................................................................. V-4 Spesifikasi Reaktor........................................................................... V-4 Spesifikasi Menara Destilasi ............................................................ V-6 Spesifikasi Kondensor ...................................................................... V-7 Spesifikasi Reboiler.......................................................................... V-7 Daftar Penggunanan Instrumentasi pada Pra – Rancangan Pabrik Isopropil Asetat ...............................................................................VI-4 Kebutuhan Steam Pabrik Isopropil Asetat..................................... VII-1 Kebutuhan Air Pendingin .............................................................. VII-2 Pemakaian Air Untuk Kebutuhan.................................................. VII-4 Kualitas Air Sungai Silau .............................................................. VII-5 Perincian Kebutuhan Listrik untuk Utilitas................................... VII-8 Baku mutu limbah cair untuk industri isopropil asetat................ VII-17 Keterangan Gambar 8.2................................................................ VIII-6 Jadwal Kerja Karyawan Shift ..........................................................IX-6 Jumlah Karyawan dan Kualifikasinya.............................................IX-6 Perincian Gaji Karyawan.................................................................IX-9 Komposisi CH3COOH....................................................................LA-1 Komposisi C3H6..............................................................................LA-1 Komposisi HF.................................................................................LA-1 Komposisi BF3..............................................................................LA-29 Data Nilai Berat Molekul (kg/mol) ..............................................LA-30 Kapasitas Panas Gas Masing-masing Komponen ..........................LB-1 Konstanta Antoine Suatu Komponen pada Suhu Tertentu.............LB-2 Panas Penguapan ............................................................................LB-2 Panas Pembentukan Standar...........................................................LB-3 Neraca Panas pada Kompresor (K-101) .........................................LB-5 Neraca Panas pada Kompresor (K-102) .........................................LB-8 Neraca Panas pada Heat exchanger (HE-102) ...............................LB-9 Neraca Panas pada Mixer (MX-101).............................................LB-11 Neraca Panas pada Mixer (MX-102).............................................LB-13

ix
Universitas Sumatera Utara

Tabel LB.10 Neraca Panas pada Heat exchanger (HE-101) .............................LB-14 Tabel LB.11 Neraca Panas pada Reaktor (R-101).............................................LB-16 Tabel LB.12 Neraca Panas pada Kompresor (K-103) .......................................LB-18 Tabel LB.13 Neraca Panas pada Expansion valve (EV-101) ............................LB-20 Tabel LB.14 Neraca Panas pada Heat exchanger (HE-103) .............................LB-21 Tabel LC.1 Analog Perhitungan Tangki Penyimpanan Cairan .........................LC-3 Tabel LC.2 Analog Perhitungan Tangki Penyimpanan Gas..............................LC-5 Tabel LC.3 Analog Perhitungan Pompa............................................................LC-8 Tabel LC.4 Analog Perhitungan Kompressor .................................................LC-10 Tabel LC.5 Analog Perhitungan Mixer ...........................................................LC-14 Tabel LC.6 Analog Perhitungan Menara Destilasi..........................................LC-26 Tabel LC.7 Analog Perhitungan Kondensor ...................................................LC-33 Tabel LC.8 Analog Perhitungan Reboiler .......................................................LC-41 Tabel LD.1 Spesifikasi Pompa Utilitas..............................................................LD-5 Tabel LD.2 Spesifikasi Tangki Penampungan.................................................LD-11 Tabel LD.3 Spesifikasi Tangki Utilitas ...........................................................LD-16 Tabel LE.1 Perincian Harga Bangunan, dan Sarana Lainnya ........................... LE-1 Tabel LE.2 Harga Indeks Marshall dan Swift ................................................... LE-3 Tabel LE.3 Estimasi Harga Peralatan Proses .................................................... LE-6 Tabel LE.4 Estimasi Harga Peralatan Utilitas dan Pengolahan Limbah ........... LE-7 Tabel LE.5 Biaya Sarana Transportasi............................................................ LE-11 Tabel LE.6 Perincian Gaji Pegawai................................................................. LE-14 Tabel LE.7 Perincian Biaya Kas selama 3 bulan ............................................ LE-16 Tabel LE.8 Perincian Modal Kerja.................................................................. LE-17 Tabel LE.9 Perhitungan Biaya Depresiasi....................................................... LE-19 Tabel LE.10 Data Perhitungan BEP.................................................................. LE-26 Tabel LE.12 Data Perhitungan Internal Rate of Return (IRR).......................... LE-28
x
Universitas Sumatera Utara

DAFTAR GAMBAR
Hal Gambar 8.1 Peta Lokasi Pabrik Isopropil asetat ............................................. VIII-1 Gambar 8.2 Tata Letak Pabrik Isopropil asetat............................................... VIII-5 Gambar 9.1 Bagan Struktur Organisasi Perusahaan Pabrik Pembuatan
Isopropil asetat dari Asam Asetat dan Propilen ............................IX-3 Gambar LD.1 Sketsa Sebagian Bar Screen..........................................................LD-2 Gambar LE.1 Harga Peralatan untuk Tangki Penyimpanan (Storage)
dan Tangki Pelarutan..................................................................... LE-5 Gambar LE.2 Grafik BEP .................................................................................. LE-27
xi
Universitas Sumatera Utara

DAFTAR LAMPIRAN
Hal LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA .......................................LA-1 LAMPIRAN B PERHITUNGAN NERACA PANAS........................................LB-1 LAMPIRAN C PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN ......................LC-1 LAMPIRAN D PERHITUNGAN SPESIFIKASI ALAT UTILITAS ................LD-1 LAMPIRAN E PERHITUNGAN ASPEK EKONOMI...................................... LE-1 LAMPIRAN F PERATURAN PAJAK PENGHASILAN ................................. LF-1
xii
Universitas Sumatera Utara

BAB I PENDAHULUAN

1.1. LatarBelakang Indonesia sebagai negara berkembang banyak melakukan pembangunan di
segala bidang. Sampai saat ini pembangunan sektor industri di Indonesia mengalami peningkatan, salah satunya adalah pembangunan sub sektor industri kimia. Namun Indonesia masih banyak mengimpor bahan baku atau produk-produk suatu industri kimia dari luar negeri, salah satunya adalah isopropil asetat (Anonim, 2012). Akibat ketergantungan impor ini menyebabkan devisa negara berkurang dan terjadinya ketergantungan pada negara lain, sehingga diperlukan suatu usaha untuk menanggulangi ketergantungan terhadap impor, salah satunya adalah dengan mendirikan pabrik untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri. Dengan berdirinya pabrik, akan menghemat devisa negara dan membuka peluang berdirinya pabrik lain yang menggunakan produk pabrik tersebut. Selain itu dapat membuka kesempatan untuk membuka lapangan kerja baru sehingga mengurangi angka pengangguran dan meningkatkan pendapatan asli daerah setempat.
Isopropil asetat (IPAc) merupakan bahan yang banyak dipakai sebagai pelarut aktif beberapa resin sintetis. Pemakaian terbesar senyawa ini adalah sebagai pelarut (solvent) untuk selulosa, plastik, minyak dan lemak; dan tinta cetak (printing ink) (anonim, 2012c). Sifat fisis dan kimia yang berdekatan dengan etil asetat, juga memungkinkan isopropil asetat dipakai untuk menggantikan peranan etil asetat dalam bidang aplikasi tertentu, seperti pada industri plastik dan tinta cetak. Oleh karena itu, sejalan dengan perkembangan di bidang industri, diperkirakan kebutuhan akan bahan ini juga akan meningkat di Indonesia.
Saat ini, Indonesia masih mengimpor isopropil asetat dengan jumlah yang cukup besar untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri. Untuk mengurangi ketergantungan tersebut, perlu didirikan pabrik isopropil asetat dengan kapasitas yang memadai. Pada tabel 1.1 menunjukkan data impor isopropil asetat dari tahun 20032011.
I-1
Universitas Sumatera Utara

I-2

Tabel 1.1. Perkembangan Impor Isopropil Asetat di Indonesia

Tahun

Impor (Kg)

2003

4.722.565

2004

5.114.593

2005

4.636.805

2006

5.123.623

2009

8.586.959

2010

11.055.875

2011

10.582.165

(Sumber : Badan Pusat Statistik Nasional (BPS), 2003-2006, 2009-2011)

1.2. Perumusan Masalah Mengingat data statistik tentang kebutuhan akan isopropil asetat (IPAc) dalam
indutri sampai saat ini sangat meningkat dalam negeri dengan semakin besarnya data impor akan kebutuhan isopropil asetat di Indonesia, sehingga perlu dilakukan perkembangan untuk memproduksi isopropil asetat untuk mencukupi kebutuhan tersebut dan mengurangi angka impor indonesia akan isopropil asetat.

1.3. Tujuan dan Manfaat Pra Rancangan Pabrik Tujuan dan manfaat rancangan pabrik pembuatan isopropil asetat (IPAc)
adalah untuk mengaplikasikan ilmu teknik kimia yang meliputi neraca massa, neraca energi, operasi teknik kimia, utilitas dan ilmu tenik kimia lainnya serta untuk mengetahui aspek ekonomi dalam pembangunan pabrik sehingga dapat memberi gambaran kelayakan perancangan pabrik pembuatan isopropil asetat (IPAc). Dan juga untuk merencanakan penciptaan lapangan kerja untuk mengurangi pengangguran yang pada akhirnya akan meningkatkan kesejahteraan rakyat.

Universitas Sumatera Utara

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Isopropil Asetat

Isopropil asetat (IPAc) merupakan senyawa organik dengan rumus

molekul C5H10O2. Isopropil Asetat terbentuk secara alami dalam jus anggur, apel dan nektarin. Isopropil asetat adalah pelarut cepat menguap. Lebih dari tiga

perempat digunakan dalam tinta cetak gravure untuk film plastik seperti bungkus

roti, karena besifat cepat menguap sehingga tinta dapat cepat mengering. Tinta ini

dapat juga digunakan untuk mencetak majalah, katalog, label dan wallpaper.

Sisanya banyak digunakan sebagai pelarut dalam parfum dan industri

kosmetik. Sebagai alternatif juga dapat digunakan sebagai surfaktan untuk

menjernihkan cairan, pelapis mobil dan juga perawatan kuku.

Dalam industri kimia metode yang paling banyak digunakan untuk

memproduksi isopropil asetat adalah esterifikasi isopropanol dan asam asetat

dengan pemanasan menggunakan asam kuat. Saat ini isopropil asetat masih

diproduksi diluar negeri, berikut nama-nama perusahaan penghasil isopropil asetat

diantaranya: Sciencelab.com, Inc; The Dow Chemical Company, USA; Sucrogen

BioEthanol Pty Ltd; Johann Haltermann Ltd. Karakteristik isopropil asetat dapat

dilihat pada tabel 2.1..

Tabel 2.1. Karakteristik Isopropil Asetat (IPAc)

Berat Molekul

102.13 g/mol

Rumus Empiris

C5H10O2

Wujud

Cairan bewarna

Titik Didih @ 760mmHg

88.6°C (191.5°F)

Titik beku

-73.4°C (-100.1°F)

Flash Point – Closed Cup

4°C (40°F)

Specific Gravity @ 20/20°C 0.874

Vapor Pressure @ 20°C

47.5 mmHg

Vapor Density (air = 1)

3.5

II - 1

Universitas Sumatera Utara

II - 2

Tabel 2.1. Karakteristik Isopropil Asetat (IPAc) (Lanjutan)

Viskositas @ 20°C

0.6 mPa.s

Tegangan Permukaan @ 20°C 22.1 dynes/cm

Heat of Vaporization

7703 cal/g.mol

(Sumber : IPAc Technical Data and Safety Bulletin, 2011)

2.2. Dasar Pemilihan Bahan baku Proses pembuatan isopropil asetat dengan cara esterifikasi langsung
Propilen dengan Asam asetat dipilih dengan pertimbangan bahan baku tersebut tersedia cukup memadai di Indonesia. Dengan adanya pabrik - pabrik yang memproduksi asam asetat di Indonesia saat ini diantaranya adalah PT. Indo Acidatama Chemical Industry dengan kapasitas 36.000 ton/tahun; PT. Indo Acidatama Tbk. Sehingga diharapkan kebutuhan akan bahan baku asam asetat dapat terpenuhi. Disamping itu penggunaan proses esterifikasi langsung tersebut diharapkan dapat membuat langkah-langkah proses menjadi lebih singkat dibanding dengan cara biasa, sehingga secara ekonomis akan lebih menguntungkan.

2.3. Bahan Baku Pembuatan Isopropil Asetat

2.3.1. Asam Asetat

Asam asetat, asam etanoat atau asam cuka adalah senyawa kimia asam

organik yang dikenal sebagai pemberi rasa asam dan aroma dalam makanan.

Asam cuka memiliki rumus empiris C2H4O2. Asam asetat merupakan salah satu asam karboksilat paling sederhana, setelah asam format. Larutan asam asetat

dalam air merupakan sebuah asam lemah, artinya hanya terdisosiasi sebagian menjadi ion H+ dan CH3COO-. Sifat-sifat Umum :

Fase, 15 °C, 1 atm

: Cair

Rumus molekul Berat molekul Densitas pada 20 oC

: CH3COOH : 60 g/mol : 1,049 g/cm3

Titik didih

: 117,87 °C

Universitas Sumatera Utara

II - 3

Titik beku

:

Temperatur kritis

:

Tekanan kritis

:

Kemurnian

:

(Sumber : Kirk-Othmer, 1999)

16,635 °C 321,4 °C 57,1 atm 100 %

2.3.2. Propilena

Propilena adalah gas yang tidak bewarna, mudah terbakar, gas cair dengan

bau agak manis. Propilena memiliki suhu lebih tinggi dari keseluruhan propana

dan memiliki suhu lebih rendah dari asetilena. Propilena adalah bahan untuk

produksi polypropilene. Propilena dipolimerisasi menggunakan Ziegler-Natta

katalisis yang menghasilkan polipropilena isotaktik.

Sifat-sifat Umum :

Fase, 15 °C, 1 atm

: Gas

Rumus molekul Berat molekul Densitas pada -50 °C

: C3H6 : 42,081 g/mol : 0,612 g/cm3

Titik didih

: -48 °C

Titik beku

: -185,1 °C

Temperatur kritis

: 92 °C

Tekanan kritis

: 45,4 atm

Kemurnian

: 92 %

(Sumber : Kirk-Othmer, 1999)

2.3.3. Hidrogen Flourida Hidrogen Flourida (HF) adalah gas tidak bewarna, berasap, bertitik didih
rendah, dan dengan bau yang mengiritasi. Gas ini biasa digunakan untuk mempreparasi senyawa anorganik dan organik yang mengandung fluor. Karena permitivitasnya tinggi, senyawa ini dapat digunakan sebagai pelarut non air yang khusus. Larutan dalam air gas ini disebut asam fluorat dan disimpan dalam wadah polyetilen karena asam ini menyerang gelas.

Universitas Sumatera Utara

II - 4

Sifat-sifat Umum :

Fase, 15 °C, 1 atm

: Cair

Rumus molekul

: HF

Berat molekul Densitas pada 25 oC

: 20,006 g/mol : 0.958 g/cm3

Titik didih Titik lebur Temperatur kritis

: 19,54 °C : -83,6 oC : 188 oC

Tekanan kritis

: 63,95 atm

(Sumber : Kirk-Othmer, 1999)

2.3.4. Boron Triflourida

Boron triflourida (BF3) adalah gas tidak bewarna yang memiliki bau mengiritasi dan beracun. Boron triflourida digunakan sebagai katalis untuk reaksi

untuk reaksi jenis Friedel-Crafts. BF3 juga digunakan sebagai katalis untuk polimerisasi kationik. BF3 berada di fasa gas basa Lewis amonia, amina, eter, fosfin. Sebab sifat asam Lewisnya yang kuat.

Sifat-sifat umum :

Fase, 15 °C, 1 atm

: Gas

Rumus molekul Berat molekul Densitas

: BF3 : 67,8062 g/mol : 0,00276 g/cm3

Titik didih Titik lebur

: -99,9 °C : -128,37 oC

Temperatur kritis

: -12,25 °C

Tekanan kritis

: 49,22 atm

(Sumber : Kirk-Othmer, 1999)

2.3.5. Air Air bersifat tidak bewarna, tidak berasa dan tidak berbau pada kondisi
standar yaitu 1 atm dan 0oC. Air merupakan suatu pelarut yang penting, yang

Universitas Sumatera Utara

II - 5

memiliki kemampuan untuk melarutkan banyak zat kimia lainnya, seperti garam-

garam, gula, asam, beberapa jenis gas dan banyak macam molekul organik.

Sifat-sifat Umum :

Fase : Cair

Rumus molekul Berat molekul Densitas pada 25 oC Titik Didih Titik Beku

: H2O : 18 g/mol : 0,9979 g/cm3 : 100 oC : 0 oC

(Sumber : Kirk-Othmer, 1999)

2.4. Dasar Pemilihan Proses Pembuatan Isopropil Asetat Isopropil asetat dapat dibuat dengan metode esterifikasi. Ada dua macam
metode esterifikasi dalam pembuatan isopropil asetat yaitu: 1. Esterifikasi antara asam asetat dengan propilena. Dengan reaksi sebagai berikut : CH3COOH (aq) + C3H6 (g)  CH3COOCH(CH3)2 (aq) Reaksi ini terjadi pada kondisi temperatur 70 oC - 120 oC, tekanan 15 kg/cm2 - 50 kg/cm2 (14,5 atm - 48,4 atm) dengan range ratio molar asam asetat dengan propilena antara 1.0 – 2.0, dan menggunakan katalis BF3 dengan promotor HF. Dengan konversi reaksi anttara 7080%. Dengan hasil akhir kemurnian isopropil asetat 99.5% (Ohyama et al., 1995). Pada dasarnya katalisator yang dapat dipakai dalam reaksi ini adalah asam kuat, seperti H2SO4, BF3, HClO4, AlCl3 dan sebagainya (Groggins, 1935). Katalisator yang paling efektif dalam proses ini adalah BF3 dengan promotor HF (Bearse, 1947). Permasalahan yang timbul dari pemakaian katalisator tersebut adalah terjadinya polimerisasi propilen dan pembentukan ester dengan berat molekul lebih tinggi. Untuk mengatasi hal tersebut, Bearse merekomendasikan untuk mencampur terlebih dahulu BF3 dan HF dengan asam asetat

Universitas Sumatera Utara

II - 6
sebelum direaksikan dengan propilen, sehingga kemungkinan terjadinya polimerisasi akan dapat dihindari.
Berdasar hasil penelitian yang dilakukan oleh Bearse (1947), maka kondisi yang dianjurkan untuk reaksi esterifikasi propilen dengan asam asetat adalah suhu 100 °C, tekanan 20 atm, dengan perbandingan katalisator HF/BF3 adalah 3/1 (perbandingan mol) dan jumlah katalisator (HF + BF3) sebanyak 5% dari asam asetat dalam campuran reaksi tersebut.
Katalisator yang ada pada campuran hasil reaksi dapat dipergunakan kembali dengan memisahkannya dengan cara distilasi dan diumpankan kembali ke reaktor. Dalam kondisi operasi yang dianjurkan tersebut, jumlah propilen yang dipakai berlebihan dari kebutuhan teoritis, sehingga kelebihannya akan di-recycle. Sedangkan konsentrasi asam asetat juga harus dijaga cukup tinggi dibanding kandungan propilen dalam cairan reaksi dan kelebihan asam asetat juga di-recycle kembali (Bearse, 1947).
2. Esterifikasi antara asam asetat dengan isopropanol. Dengan reaksi sebagai berikut : CH3COOH(aq) + CH3CHOHCH3(aq)  CH3COOCH(CH3)2(aq) + H2O(l) Reaksi ini terjadi pada kondisi temperatur 80 oC - 100 oC, dengan konstanta keseimbangan reaksi 8,7 pada 90 oC, dan menggunakan katalis asam kuat. Dengan hasil akhir kemurnian isopropil asetat 98.5%. (Sumber : Auburn University, 2012)
Dari uraian kedua proses diatas maka dapat diketahui keunggulan dan kelemahan dari proses esterifikasi asam asetat dengan propilena dan proses esterifikasi asam asetat dengan isopropanol. Keunggulan dan kelemahan dari kedua proses tersebut dapat dilihat pada tabel 2.2 di bawah ini.
Universitas Sumatera Utara

II - 7

Tabel 2.2. Keunggulan dan Kelemahan antara Proses Esterifikasi Asam

Asetat dan Propilena dengan Esterifikasi Asam Asetat dan Isopropanol

Proses Esterifikasi

Keunggulan

Kelemahan

Asam asetat dengan 1. Bahan baku cukup 1. Prosesnya baru sehingga

propilena: 1. Temperatur 70 oC -
120 oC.

banyak tersedia di indonesia. 2. Langkah-langkah

belum banyak penggunaanya. 2. Reaksi heterogen.

2. Tekanan 14,5 atm -

Proses pembuatan

48,4 atm.

lebih singkat.

3. Kemurnian 99,5%. 3. Katalis BF3 dengan 4. Konversi reaksi 70- promotor HF.

80 %.

Asam asetat dengan 1. Prosesnya sudah

1. Isopropanol lebih banyak

isopropanol: 1. Temperatur 80 oC -
100 oC.

lama diketahui dan secara komersil cukup banyak

diimpor dari luar. 2. Langkah-langkah proses
lebih lama dan panjang.

2. Kemurnian 98,5%.

digunakan.

3. Katalis dengan

2. Reaksi homogen.

menggunakan asam kuat.

(Sumber : Auburn University, 2012 dan Ohyama et al., 1995)

Berdasarkan tabel 2.2 di atas maka dipilih proses esterifikasi antara asam

asetat dan propilena karena lebih unggul dan diharapkan dapat membuat langkah-

langkah proses menjadi lebih singkat dibanding dengan proses esterifikasi antara

asam asetat dan isopropanol, sehingga secara ekonomis akan lebih

menguntungkan.

2.5. Deskripsi Proses Pembuatan Isopropil Asetat Katalisator HF dan BF3 yang berasal dari tangki penyimpan (T-102) dan
(T-103) dilarutkan terlebih dahulu didalam mixer (MX-101) sebelum ke mixer (MX-102). Kemudian hasil pelarutan dari mixer (MX-101) dan bahan baku cairan asam asetat dari tangki penyimpan (T-101) dialirkan untuk dihomogenkan di dalam mixer (MX-102) yang beroperasi pada suhu 30oC dan tekanan 2 atm. Reaksi dalam mixer (MX-101) sebagai berikut :

Universitas Sumatera Utara

II - 8
HF(aq) + BF3(g)  HBF4-(aq) Produk cairan dari mixer (MX-101) kemudian dinaikkan tekanannya dengan menggunakan pompa (P-103) hingga 20 atm dan dialirkan masuk reaktor (R-101) dengan terlebih dahulu dipanaskan dengan heat exchanger (HE-101) hingga mencapai suhu 100oC. Bahan baku gas propilen dari tangki penyimpan (T-104) dikompres dengan kompresor dan kemudian dipanaskan dengan heat exchanger (HE-103) sehingga menjadi 100oC sebelum masuk ke reaktor (R-101). Reaktor (R-101), berupa reaktor gelembung yang beroperasi pada suhu 100 oC dan tekanan 20 atm. Reaktor ini dilengkapi dengan koil pendingin dengan media pendingin air untuk menyerap panas reaksi yang timbul dan menjaga suhu cairan reaksi tetap pada 100oC. Dengan reaksi sebagai berikut:
CH3COOH (aq) + C3H6 (g)  CH3COOCH(CH3)2 (aq) Gas keluar dari reaktor (R-101) dialirkan ke ke umpan bersama dengan umpan masuk propilen. Produk cairan dari reaktor (R-101) mengalir menuju accumulator (AC-101) setelah melalui ekspansion valve sehingga tekanannya menjadi 1 atm. Cairan dari accumulator (AC-101) mengalir dengan bantuan pompa (P104) menuju menara distilasi (MD-01) dengan terlebih dahulu melewati heat exchanger (HE-104) sehingga suhunya menjadi 97,58oC. Hasil atas menara destilasi (MD-101) keluar pada suhu 90,09oC dalam fase gas yang berupa campuran isopropil asetat, air. Kemudian terkondensai menjadi cairan melalui condensor. Produk cairan isopropil asetat dari menara destilasi (MD-101) dialirkan dengan menggunakan pompa (P-106) ke tangki penyimpan (T-105) pada suhu 40oC tekanan 1 atm dengan kemurnian isopropil asetat sampai 99,95 %. Hasil bawah menara distilasi (MD-101) yang keluar pada suhu 122,3oC dalam fase cair terdiri atas Air, Asam Asetat, HBF4 dalam bentuk senyawa kompleks. Campuran ini kemudian diumpankan ke menara distilasi (MD-102). Hasil atas menara distilasi (MD-102) berupa cairan pada suhu 119,52oC yang sebagian besar terdiri dari produk asam asetat dan air. Kemudian dialirkan melalui pompa (P-107) ketangki penyimpanan. Asam asetat yang dihasilkan adalah 99,35%. Hasil bawah menara distilasi (MD-102) berupa senyawa
Universitas Sumatera Utara

II - 9 kompleks HBF4 pada suhu 144,96oC. Sebagian cairan ini dialirkan kembali ke reaktor melalui mixer (MX-101) setelah didinginkan terlebih dahulu di heat exchanger (HE-105) sampai suhunya 30oC, sedangkan sebagian yang lain dialirkan tempat penampungan sementara limbah B3 (bahan berbahaya dan beracun).
Universitas Sumatera Utara

KODE T-101 T-102 T-103 T-104 T-105 T-106 K-101 K=102 K-103 K-104 V-101 MX-101 MX-102 R-101 EV-101 EV-102 AC-101 MD-101 MD-102 CD-101 CD-102 RB-101 RB-102 P-101 P-102 P-103 P-104 P-105 P-106 P-107 P-108 HE-101 HE-102 HE-103 HE-104 E-101 E-102 E-103

Keterangan Tangki Penyimpanan Asam Asetat Glasial Tangki Penyimpanan Hidrogen Fluorida Tangki Penyimpanan Boron Trifluorida Tangki Penyimpanan Propilen Tangki Penyimpanan Isopropil Asetat Tangki Penyimpanan Asam Asetat Kompresor Kompresor Kompresor Kompresor Vaporizer Mixer Mixer Reaktor Ekspansion Valve Ekspansion Valve Accumulator Menara Destilasi Menara Destilasi Kondensor Kondensor Reboiler Reboiler Pompa Pompa Pompa Pompa Pompa Pompa Pompa Pompa Heat Exchanger Heat Exchanger Heat Exchanger Heat Exchanger Cooler Cooler Cooler

Komposisi (kg/jam)
CH3COOH C3H6 HF BF3 HBF4 CH3COOCH(CH3)2 H2O Total massa Temperatur (oC) Tekanan (atm)

1 0 0
8,8065 0 0 0
3,2584 12,0649 32,8900
2

2 0 0 0
29,8418 0 0 0
29,8418 30 2

3 0 0 0 0
38,6483 0
3,2584 41,9067
30 2

4 2114,2677
0 0 0 0 0 0 2114,2677 30 1

5 2114,2677
77,2966
3,2584 2194,8227
30 5

6 0
1111,1788 0 0 0 0 0
1111,1788 100 20

7 0
1851,9647 0 0 0 0 0
1851,9647 57,430 19

8 0
1851,96 0 0 0 0 0
1851,96 59,75 20

9 0
1851,96 0 0 0 0 0
1851,96 100 20

Laju alir (kg/jam)

10 11

0 528,5669

2963,1435

0

00

00

0 77,2966

0 2696,8796

0 3,2584

2963,1435 3306,0015

100 100 20 20

12 528,5669
0 0 0 77,2966 2696,8796 3,2584 3306,0015 81,700 1

13 528,5669
0 0 0 77,2966 2696,8796 3,2584 3306,0015 94,990 1

14 0 0 0 0 0
2696,8796 2,6969
2699,5765 94,990 1

15 528,5669
0 0 0 77,2966 0 0,5615 606,425 101,980 1

16 528,567
0 0 0 0 0 0,5615 529,128 30 1

17 0 0 0 0
77,2966 0 0
77,2966 121,540
5

18 0 0 0 0
38,6483 0 0
38,6483 30 5

19 0 0 0 0
38,6483 0 0
38,6483 30 5

20 0 0 0 0 0
2696,8796 2,6969
2699,5765 35 1

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN

DIAGRAM ALIR PRA-RANCANGAN PABRIK PEMBUATAN ISOPROPIL ASETAT DARI ASAM ASETAT DAN PROPILEN KAPASITAS 17.000 TON/TAHUN

Skala : Tanpa Skala

Tanggal Tanda Tangan

Digambar

Nama : Harrison Situmorang NIM : 100425006

Diperiksa/ Disetujui

1.Nama : Ir. Renita Manurung, MT NIP : 19681214 199702 2 002
2.Nama : M. Hendra S. Ginting, ST. MT NIP : 19700919 199003 1 001

Universitas Sumatera Utara

BAB III NERACA MASSA

Kapasitas pabrik Waktu operasi Basis perhitungan Satuan operasi

: 17.000 ton/tahun : 330 hari/tahun : 1 jam operasi : kg/jam

3.1 NERACA MASSA UMPAN SETELAH ADA HASIL RECYCLE

Tabel 3.1 Neraca Massa Umpan Setelah Ada Hasil Recycle

Komponen

Inject Kg kmol

Recycle Kg kmol

Output Kg kmol

CH3COOH 2114,2677 35,2085 0,0000 0,0000 528,5669 8,8021

C3H6 1111,1788 26,4063 1851,9647 44,0106 1851,9647 44,0106

C3H8 237,0515 5,3757 237,0515 5,3757 237,0515 5,3757

HBF4

77,2966 0,8802

-

- 77,2966 0,8802

H2O

3,2584 0,1808

-

- 3,2584 0,1808

Sub Total 3543,0530 68,0511 2089,0162 49,3859 5395,0177 26,4063

Total

5395,0177 kg

112,0617 kmol 5395,0177 85,6554

3.2 NERACA MASSA PADA MIXER (MX -101)

Tabel 3.2 Neraca Massa pada Mixer (MX–101)

Input (Alur 1,2)

Komponen Kg

kmol

Output Atas (Alur 3) Kg kmol

HBF4 HF BF3 H2O
Total

8,8065 29,8418 3,2584 41,9067

0,4401 0,4401 0,1808 1,0610

38,6483 -
3,2584 41,9067

0,4401 -
0,1808 0,6209

III - 1

Universitas Sumatera Utara

III - 2

3.3 NERACA MASSA PADA MIXER (MX -102)

Tabel 3.3 Neraca Massa pada Mixer (MX–102)

Komponen Input (Alur 3,4,18) Kg kmol

CH3COOH 2114,2677 35,2085

HBF4

77,2966

0,8802

H2O Total

3,2584 2194,8227

0,1808 36,2695

Output Atas (Alur 5) Kg kmol
2114,2677 35,2085
77,2966 0,8802
3,2584 0,1808 2194,8227 36,2695

3.4 NERACA MASSA PADA REAKTOR (R -101)

Tabel 3.4 Neraca Massa pada Reaktor (R-101)

Input

Output

Komponen

Alur 10 (kg) (kmol)

Alur 11 (kg) (kmol)

CH3COOH H2O HBF4 C3H6 C3H8 C5H10O2 Sub Total

2114,2677 3,2584
77,2966 2963,1435
237,051 -
5395,0177

35,2085 0,1808 0,8802 70,4169 5,3753
112,0617

528,5669 3,2584 77,2966
2696,8796 3306,0015

8,8021 0,1808 0,8802
26,4063 36,2695

Total

5395,0177

5395,0177

Recycle (7) (kg) (kmol)
---1851,9647 44,0106 237,051 5,3753 -2089,0162 49,3859

3.5 NERACA MASSA PADA ACCUMULATOR (AC-101)

Tabel 3.5 Neraca Massa pada Accumulator (AC-101)

Komponen
CH3COOH HBF4 H2O C5H10O2
Total

Input (Alur 12) Kg kmol 528,5669 8,8021 77,2966 0,8802 3,2584 0,1808 2696,8796 26,4063 3306,0015 36,2695

Output Atas (Alur 13)

Kg kmol

528,5669

8,8021

77,2966

0,8802

3,2584

0,1808

2696,8796

26,4063

3306,0015

36,2695

Universitas Sumatera Utara

III - 3

3.6 NERACA MASSA PADA KOLOM DESTILASI (MD-101)

Tabel 3.6 Neraca Massa pada Kolom Destilasi (MD-101)

Komponen
CH3COOH HBF4 H2O C5H10O2 Sub Total
Total

Input (Alur 13) kg kmol 528,5669 8,8021 77,2966 0,8802 3,2584 0,1808 2696,8796 26,4063 3306,0015 36,2695 3306,0015 36,2695

Output Atas (Alur 14) kg kmol --2,6996 0,1497
2696,8796 26,4063 2699,5765 26,5560
3306,0015

Output Bawah (Alur 15)

kg kmol

528,5669 8,8021

77,2966 0,8802

0,5615

0,0312

--

606,4251 9,7135

36,2695

3.7 NERACA MASSA PADA KOLOM DESTILASI (MD-102) Tabel 3.7 Neraca Massa pada Kolom Destilasi (MD-102)

Komponen
CH3COOH HBF4 H2O C5H10O2 Sub Total
Total

Input (Alur 13) Kg kmol 528,5669 8,8021 77,2966 0,8802 3,2584 0,1808 2696,8796 26,4063 3306,0015 36,2695 3306,0015 36,2695

Output Atas (Alur 14) Kg kmol --2,6996 0,1497
2696,8796 26,4063 2699,5765 26,5560
3306,0015

Output Bawah (Alur 15)

Kg kmol

528,5669

8,8021

77,2966

0,8802

0,5615

0,0312

--

606,4251

9,7135

36,2695

Universitas Sumatera Utara

BAB IV NERACA PANAS

4.1 NERACA PANAS PADA KOMPRESOR (K-101)

Tabel 4.1 Neraca Panas Pada Kompresor (K-101)

Masuk ( kJ/jam)

Keluar (kJ/jam)

Qin Kompresi Jumlah

-179,3347953 Qout 425,4167195 QCW 246,0819242 Jumlah

108,9645966 137,1173277 246,0819242

4.2 NERACA PANAS PADA VAPORIZER (V-101)

Tabel B.2 Neraca Panas pada Vaporizer (V-101)

Input (kJ/jam)

Output (kJ/jam)

Qin Qsteam

-503,2085583 11589,3620487 11086,1534904

Qout Qvaporation

-187,5117035 11273,6651940 11086,1534904

4.3 NERACA PANAS PADA KOMPRESOR (K-102)

Tabel B.3 Neraca Panas pada Kompresor (K-102)

Masuk ( kJ/jam)

Keluar (kJ/jam)

Qin Kompresi Jumlah

-89,5643073 Qout 260,2426727 QCW 170,6783654 Jumlah

82,2607905 88,4175749 170,6783654

4.4 NERACA PANAS PADA MIXER (MX-101)

Tabel B.4 Neraca Panas pada Mixer (MX-101)

Masuk ( kJ/jam)

Keluar (kJ/jam)

Qin

205,23830173 Qout

360,6776074

Q reaksi 514,7476009 QCW

514,7476009

Q mixing 155,4393057

Jumlah 875,42520834 Jumlah 875,4252083

4.5 NERACA PANAS PADA MIXER (MX-102)

Tabel B.5 Neraca Panas pada Mixer (MX-102)

Masuk ( kJ/jam)

Keluar (kJ/jam)

Qin 292,4168389 Qout 292,4168389

Qmixing

0,0000000

Jumlah 292,4168389 mJuimxilnagh 292,4168389

IV - 1

Universitas Sumatera Utara

IV - 2

4.6 NERACA PANAS PADA HEAT EXCHANGER (HE-101)

Tabel B.6 Neraca Panas pada Heat exchanger (HE-101)

Masuk ( kJ/jam)

Keluar (kJ/jam)

Qin 23366,414552 Qout

364488,069429

Qsteam -341121,654877

Jumlah 23366,414552 Jumlah 23366,414552

4.7 NERACA PANAS PADA KOMPRESOR (K-103)

Tabel B.7 Neraca Panas pada Kompresor (K-103)

Masuk ( kJ/jam)

Keluar (kJ/jam)

Qin Qkompresi Jumlah

-18294,652835 Qout 151965,7061926 308554,414351 QCW 138294,0553234 290259,761516 Jumlah 290259,7615160

4.8 NERACA PANAS PADA REAKTOR (R-101)

Tabel B.8 Neraca Panas pada Reaktor (R-101)

Masuk (kJ/jam)

Keluar (kJ/jam)

Qin Jumlah

827278,474884 827278,474884

Qout QCW Qf Jumlah

700624,319249
1920927,562708 -1794273,407073
827278,474884

4.9 NERACA PANAS PADA EXPANSION VALVE (EV-101)

Tabel B.9 Neraca Panas pada Expansion valve (EV-101)

Masuk (kJ/jam)

Keluar (kJ/jam)

Qin 314546,086674 Qout

117660,317208

Qekspansi 196885,769466

Jumlah 314546,086674 Jumlah 314546,086674

4.10 NERACA PANAS PADA KOMPRESOR (K-104)

Tabel B.10 Neraca Panas pada Kompresor (K-104)

Masuk ( kJ/jam)

Keluar (kJ/jam)

Qin

96135,4976181 Qout

103296,8056832

Qkompresi -7161,3080651

Jumlah 96135,4976181 Jumlah 96135,4976181

Universitas Sumatera