Ketua Jurusan Tim Penguji Tangki Penyimpanan Phosphorus Oxychloride ST-101 Tangki Penyimpanan Cresol ST-102 Pompa PP-101 Pompa -102 PP-102

Judul Skripsi : PRARANCANGAN TRICRESYL PHOSPHATE DARI CRESOL C 7 H 8 O DAN PHOSPHORUS OXYCHLORIDE POCl 3 KAPASITA 25.000 TONTAHUN Perancangan Reaktor RE - 301 Nama Mahasiswa : Agnesia Afrida Pasaribu No.Pokok Mahasiswa : 0715041017 Jurusan : Teknik Kimia Fakultas : Teknik MENYETUJUI 1. Komisi Pembimbing Taharuddin, S.T., M.Sc. Dr. Elida Purba, S.T., M. Sc. NIP. 197001261995121001 NIP. 196103121981022001

2. Ketua Jurusan

Panca Nugrahini F, S.T., M.T. NIP. 197302032000032001 MENGESAHKAN

1. Tim Penguji

Ketua : Taharuddin, S.T., M.Sc. .................... Sekretaris : Dr. Elida Purba, S.T., M. Sc. .................... Penguji Bukan Pembimbing : Sri Ismiyati D., S.T., M. Eng. .................... Darmansyah, S. T., M. T. .....................

2. Dekan Fakultas Teknik Universitas Lampung

Dr. Ir. Lusmeilia Afriani, D.E.A NIP. 196505101993032008 Tanggal Lulus Ujian Skripsi : 8 Januari 2013 RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Bandar Lampung, pada tanggal 25 April 1989, sebagai putri ketiga dari lima bersaudara, dari pasangan Bapak Piter Pasaribu dan Ibu Dewi Sitorus. Penulis menyelesaikan pendidikan Sekolah Dasar Sejahtera IV tahun 2001, Sekolah Lanjutan Tingkat Pertama Fransiskus, Tanjung Karang Bandar Lampung pada tahun 2004, dan Sekolah Menengah Atas Immanuel, Teluk Betung Bandar Lampung pada tahun 2007. Pada tahun 2007, penulis terdaftar sebagai Mahasiswa Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Lampung melalui Seleksi Penerimaan Mahasiswa Baru SPMB 2007. Pada tahun 2011, penulis melakukan Kerja Praktek di P.T. Pupuk Sriwidjaja, Dinas Operasi PUSRI IV, Sumatera Selatan dengan Tugas Khusus “Evaluasi Kinerja Reaktor Ammonia Converter 105-D”. Selain itu, penulis melakukan penelitian dengan judul “Kinetika Reaksi Esterifikasi dari Palm Fatty Acid Destillate PFAD menjadi Metil Ester”. Penulis juga pernah menjadi anggota Departemen Hubungan Luar 2008, dan anggota Departemen Kaderisasi 2009. Sebuah Karya kecilku.... Dengan segenap hati kupersembahkan tugas akhir ini kepada: Tuhan Yesus Kristus, Atas kehendak-Nya semua ini ada Atas rahmat-Nya semua ini aku dapatkan Atas kekuatan dari-Nya aku bisa bertahan. Orang tuaku sebagai tanda baktiku, terima kasih atas segalanya, doa, kasih sayang, pengorbanan, dan keikhlasannya. Ini hanyalah setitik balasan yang tidak bisa dibandingkan dengan berjuta-juta pengorbanan dan kasih sayang yang tidak pernah berakhir. Kakak- kakak, Adik-adik ku dan keluarga besarku atas segalanya, kasih sayang dan doa. Guru-guruku sebagai tanda hormatku, terima kasih atas ilmu yang telah diberikan. Kepada Almamaterku tercinta, semoga kelak berguna dikemudian hari . Seorang motivator dan pemberi semangat saat pengerjaan skripsi ini MOTTO Even in the dark ness there is always a hope of light. Do your best and God will do the rest Don t predict the future but create the future Sebab Aku ini mengetahui rancangan- rancangan apa yang ada pada-Ku mengenai kamu, demikianlah firman Tuhan, yaitu rancangan damai sejahtera bukan rancangan kecelakaan, untuk memberikan kepadamu hari depan yang penuh harapan Yeremia 29 :11 SANWACANA Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah yang Mahakuasa dan Maha Penyayang, atas segala rahmat-Nya, sehingga tugas akhir ini dengan judul “Prarancangan Pabrik Tricresyl Phosphate dari Cresol Dan Phosphorus Oxychloride Kapasitas Dua Puluh Lima Ribu Ton Per Tahun” dapat diselesaikan dengan baik. Tugas akhir ini disusun dalam rangka memenuhi salah satu syarat guna memperoleh derajat kesarjanaan S-1 di Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Lampung. Penyusunan tugas akhir ini tidak lepas dari bantuan dan dukungan dari beberapa pihak. Oleh karena itu penulis mengucapkan terima kasih kepada: 1. Panca Nugrahini F., S.T., M.T., selaku Ketua Jurusan Teknik Kimia Universitas Lampung. 2. Taharudin, S.T., M.Sc., selaku dosen pembimbing I, yang telah memberikan pengarahan, masukan, bimbingan, kritik dan saran selama penyelesaian tugas akhir. Semoga ilmu bermanfaat yang diberikan dapat berguna dikemudian hari. 3. Dr. Elida Purba, S.T., M.Sc. selaku Dosen Pembimbing II, atas semua ilmu, saran, masukan dan pengertiannya dalam penyelesaian tugas akhir. 4. Sri Ismiyati D., S.T., M. Eng. dan Darmansyah, S. T., M. T. selaku Dosen Penguji yang telah memberikan saran dan kritik, juga selaku dosen atas semua ilmu yang telah penulis dapatkan. 5. Seluruh Dosen Teknik Kimia Universitas Lampung, atas semua ilmu dan bekal masa depan yang akan selalu bermanfaat. 6. Keluargaku tercinta, Papa dan Mama, atas pengorbanan, doa, cinta dan kasih sayang yang selalu mengiringi disetiap langkahku. Kakak- kakak, Adik-adik ku,dan Yulius Simanjuntak atas kasih sayang, doa, dukungan, kepercayaan, ketulusan, bantuan dan semangat. Semoga Allah yang Mahakuasa dan Maha Penyayang memberikan perlindungan dan Karunia-Nya. 7. Grafellia Sudarman, selaku partner pengerjaan Tugas Akhir. Terima kasih atas perjuangannya sampai akhirnya kita lulus 8. Teman-teman seperjuangan 2007 Dinda,Kenjiro, Hari, Tika, Rangga, Suhesti, Reza, April, Oza, Tya, dan semua teman – teman 2007 lainnya. Kakak-kakak angkatan 2005, 2006. Terimakasih atas bantuannya selama penulis menyelesaikan tugas akhir ini. 9. Semua pihak yang telah membantu dalam penyusunan tugas akhir ini. Semoga Allah membalas semua kebaikan mereka terhadap penulis dan semoga skripsi ini berguna. Bandar Lampung, Januari 2013 Penulis, Agnesia Afrida Pasaribu v DAFTAR TABEL Tabel Halaman 1.1 Kapasitas Pabrik yang Sudah Berdiri 4 1.2 Import Ferrosulfat Heptahydrat di Indonesia 4 1.3 Konsumen Ferrosulfat Heptahydrat di Indonesia 7 2.1 Kriteria Penilaian Pemilihan Proses 13 4.1 Neraca Massa Mixing Tank MT-101 22 4.2 Neraca Massa Evaporator EV-101 22 4.3 Neraca Massa Mix Point MP-201 22 4.4 Neraca Massa Reactor RE-201 23 4.5 Neraca Massa Centrifuge SE-201 23 4.6 Neraca Massa Evaporator EV-301 23 4.7 Neraca Massa Mix Point MP-301 24 4.8 Neraca Massa Cooler CO-301 24 4.9 Neraca Massa Crystallizer CR-301 24 4.10 Neraca Massa Centrifuge SE-301 25 4.11 Neraca Massa Rotary Dryer RD-301 25 4.12 Neraca Panas Mixing Tank MT-101 26 4.13 Neraca Panas Evaporator EV-101 27 4.14 Neraca Panas Mix Point MP-201 27 4.15 Neraca Panas Reactor RE-201 27 4.16 Neraca Panas Centrifuge SE-201 28 4.17 Neraca Panas Evaporator EV-301 28 4.18 Neraca Panas Mix Point MP-301 28 4.19 Neraca Panas Cooler CO-301 28 4.20 Neraca Panas Crystallizer CR-301 29 4.21 Neraca Panas Centrifuge SE-301 29 4.22 Neraca Panas Rotary Dryer RD-301 29 4.23 Neraca Panas Air Hearter AH-301 29 vi 4.24 Neraca Panas Intercooler 30 5.1 Spesifikasi Tangki Penyimpana Picling Liquor ST-101 31 5.2 Spesifikasi Pompa Proses PO-103 32 5.3 Spesifikasi Tangki Penyimpana Asam Sulfat ST-102 32 5.4 Spesifikasi Pompa Proses PO-101 33 5.5 Spesifikasi Mixing Tank MT-101 33 5.6 Spesifikasi Pompa Proses PO-102 34 5.7 Spesifikasi Evaporator EV-101 34 5.8 Spesifikasi Pompa Proses PO-104 35 5.9 Spesifikasi Reactor RE-201 35 5.10 Spesifikasi Pompa Proses PO-201 36 5.11 Spesifikasi Centrifuge SE-201 36 5.12 Spesifikasi Pompa Proses PO-202 37 5.13 Spesifikasi Pompa Proses PO-203 37 5.14 Spesifikasi Evaporator EV-301 38 5.15 Spesifikasi Pompa Proses PO-301 38 5.16 Spesifikasi Cooler CO-301 39 5.17 Spesifikasi Crystallizer CR-301 39 5.18 Spesifikasi Pompa Proses PO-302 40 5.19 Spesifikasi Centrifuge SE-301 41 5.20 Spesifikasi Pompa Proses PO-303 41 5.21 Spesifikasi Screw Conveyor SC-301 42 5.22 Spesifikasi Rotary Dryer RD-301 42 5.23 Spesifikasi Air Hearter AH-301 43 5.24 Spesifikasi Fan F-301 43 5.25 Spesifikasi Fan F-302 44 5.26 Spesifikasi Fan F-303 44 5.27 Spesifikasi Screw Conveyor SC-302 44 5.28 Spesifikasi Bucket Elevator BE-401 45 5.29 Spesifikasi Solid Storage SS-401 45 5.30 Spesifikasi Belt Conveyor BC-401 45 vii 5.31 Spesifikasi Gudang Produk W-401 46 5.32 Spesifikasi Compresor CP-301 46 5.36 Spesifikasi Condensor CD-301 47 5.37 Spesifikasi Tangki Penyimpanan HCl ST-401 48 5.38 Spesifikasi pompa utilitas PU – 01 49 5.39 Spesifikasi Bak Sedimentasi BS- 101 49 5.40 Spesifikasi pompa utilitas PU – 02 50 5.41 Spesifikasi Tangki Penyimpanan Alum TP-101 50 5.42 Spesifikasi Tangki Penyimpanan Klorin TP – 102 51 5.43 Spesifikasi Tangki Penyimpanan Soda Kaustik TP – 103 51 5.44 Spesifikasi Bak Penggumpal BP-101 52 5.45 Spesifikasi pompa utilitas PU – 03 52 5.46 Spesifikasi Clarifier CL– 101 53 5.47 Spesifikasi pompa utilitas PU – 04 53 5.48 Spesifikasi Sand Filter SF – 101 54 5.49 Spesifikasi pompa utilitas PU – 05 55 5.50 Spesifikasi Filter Water Tank TP-04 55 5.51 Spesifikasi pompa utilitas PU – 06 56 5.52 Spesifikasi pompa utilitas PU – 07 57 5.53 Spesifikasi Hot Basin HB –101 57 5.54 Spesifikasi pompa utilitas PU – 08 58 5.55 Spesifikasi Tangki Inhibitor TP –201 58 5.56 Spesifikasi Tangki Dispersant TP-202 59 5.57 Spesifikasi Cooling Tower CT –101 59 5.58 Spesifikasi pompa utilitas PU – 09 60 5.59 Spesifikasi Cold Basin CB-101 60 5.60 Spesifikasi pompa utilitas PU – 10 61 5.61 Spesifikasi Tangki Air Kondensat TP-301 61 5.62 Spesifikasi pompa utilitas PU – 11 62 5.63 Spesifikasi Tangki Asam Sulfat TP-302 63 5.64 Spesifikasi Cation Exchanger CE-101 63 viii 5.65 Spesifikasi pompa utilitas PU – 12 64 5.66 Spesifikasi Anion Exchanger AE-101 65 5.67 Spesifikasi pompa utilitas PU – 13 65 5.68 Spesifikasi Tangki Air Proses TP-303 66 5.69 Spesifikasi pompa utilitas PU – 14 66 5.70 Spesifikasi Tangki Hidrazin TP-401 67 5.71 Spesifikasi Deaerator DA-401 68 5.72 Spesifikasi pompa utilitas PU – 15 68 5.73 Spesifikasi Tangki Air Demin TP- 402 69 5.74 Spesifikasi pompa utilitas PU – 16 70 5.75 Spesifikasi Boiler 70 6.1 Peralatan yang Membutuhkan Air Pendingin 74 6.2 Peralatan yang Membutuhkan Steam 78 6.3 Peralatan yang Menggunakan Air Proses 80 6.4 Kebutuhan Air Pabrik 80 6.5 Tingkatan Kebutuhan Informasi dan Sistem Pengendalian 97 6.6 Penyediaan Variabel Utama Proses 97 8.1 Siklus Pergantian Shift dalam Satu Bulan 117 8.2 Jumlah Operator Proses Berdasarkan Jenis Alat 120 8.3 Jumlah Operator Utilitas Berdasarkan Jenis Alat 120 8.4 Jumlah Karyawan 121 9.1 Fixed Capital Investment 126 9.2 Manufacturing Cost 127 9.3 General Expenses 128 9.4 Biaya Administratif 128 9.5 Minimum Acceptable Presense Return on Investment 129 9.6 Acceptable Pay out Time untuk Tingkat Resiko Pabrik 130 9.7 Hasil Uji Kelayakan Ekonomi 132 ix DAFTAR GAMBAR Gambar Halaman 1.1 Grafik Prediksi Kenaikan Linier Jumlah Impor Ferrosulfat Heptahydrat di Indonesia 5 6.1 Cooling Tower 76 6.2 Diagram Cooling Water System 77 6.3 Daerator 79 6.4 Diagram Alir Pengolahan Air 81 6.5 Diagram Ammonia Refrigerant Sistem 90 7.1 Peta Kabupaten Gersik 102 7.2 Tata Letak Pabrik 103 7.3 Tata Letak Alat Proses 104 8.1 Struktur Organisasi Perusahaan 124 9.1 Grafik Analisis Ekonomi 131 9.2 Kurva Cumulative Cash Flow Metode DCF 132 PRA-RANCANGAN PABRIK TRICRESYL PHOSPHATE DARI CRESOL C 7 H 8 O DAN PHOSPHORUS OXYCHLORIDE POCl 3 KAPASITAS 25.000 TONTAHUN Oleh AGNESIA AFRIDA PASARIBU 0715041017 Skripsi Sebagai Salah Satu Syarat untuk Mencapai Gelar SARJANA TEKNIK Pada Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Lampung FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS LAMPUNG BANDAR LAMPUNG 2013 ABSTRAK PRARANCANGAN PABRIK PABRIK TRICRESYL PHOSPHATE DARI CRESOL DAN PHOSPHORUS OXYCHLORIDE KAPASITAS 25.000 TONTAHUN Oleh AGNESIA AFRIDA PASARIBU Pabrik Tricresyl Phosphate berbahan baku cresol dan phosphorus oxychloride , akan didirikan di Gresik, Jawa Timur. Pabrik ini berdiri dengan mempertimbangkan ketersediaan bahan baku, sarana transportasi yang memadai, tenaga kerja yang mudah didapatkan dan kondisi lingkungan. Pabrik direncanakan memproduksi tricresyl phosphate sebanyak 25.000 tontahun, dengan waktu operasi 24 jamhari, 330 haritahun. Bahan baku yang digunakan adalah cresol sebanyak 2.829,4289 kgjam dan phosphorus oxychloride sebanyak 1.323,9667 kgjam. Penyediaan kebutuhan utilitas pabrik tricresyl phosphate berupa: pengadaan air, pengadaan listrik, kebutuhan bahan bakar, dan pengadaan udara kering. Bentuk perusahaan adalah Perseroan Terbatas PT menggunakan struktur organisasi line dan staff dengan jumlah karyawan sebanyak 129 orang. Dari analisis ekonomi diperoleh: Fixed Capital Investment FCI = Rp 266.168.873.334 Working Capital Investment WCI = Rp 46.970.977.647 Total Capital Investment TCI = Rp 307.816.473.515 Break Even Point BEP = 37,6987 Shut Down Point SDP = 29,5843 Pay Out Time before taxes POT b = 1,00 years Pay Out Time after taxes POT a = 1,22 years Return on Investment before taxes ROI b = 75,90 Return on Investment after taxes ROI a = 60,72 Discounted cash flow DCF = 50,50 Mempertimbangkan paparan di atas, sudah selayaknya pendirian pabrik tricresyl phosphate ini dikaji lebih lanjut, karena merupakan pabrik yang menguntungkan dan mempunyai masa depan yang baik. ABSTRACT MANUFACTURE OF TRICRESYL PHOSPHATE FROM CRESOL AND PHOSPHORUS OXYCHLORIDE CAPACITY 25.000 TONSYEAR Design Reactor -301 RE-301 By AGNESIA AFRIDA PASARIBU Tricresyl Phosphate plant produced by reacting cresol dan phosphorus oxychloride was plan to be in industrial plant in the region of Gresik, in East Java Province. Plant was established by considering the availability of raw materials, transportation facilities, readily available labor and environmental conditions. Plants production capacity is planned 25,000 tons year, with operating time of 24 hours day and 330 working days in a year. The raw materials used are much cresol 2.829,4289 kg hr and phosphorus oxychloride as 1.323,9667 kg hr. Provision of utility plant needs a treatment system and water supply, steam supply systems, instrument air supply systems, and power generation systems. Labor needed as many as 129 people with a business entity form Limited Liability Company PT which is headed by a Director who is assisted by the Director of Production and Director of Finance with line and staff organizational structure. From the economic analysis is obtained: Fixed Capital Investment FCI = Rp 266.168.873.334 Working Capital Investment WCI = Rp 46.970.977.647 Total Capital Investment TCI = Rp 307.816.473.515 Break Even Point BEP = 37,6987 Shut Down Point SDP = 29,5843 Pay Out Time before taxes POT b = 1,00 years Pay Out Time after taxes POT a = 1,22 years Return on Investment before taxes ROI b = 75,90 Return on Investment after taxes ROI a = 60,72 Discounted cash flow DCF = 50,50 Consider the summary above, it is proper establishment of tricresyl phosphate plant to studied further, because the plant is profitable and has good prospects.

BAB I. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Sebagai negara berkembang, Indonesia berusaha semaksimal mungkin untuk mengurangi ketergantungan dari negara lain. Untuk itu dilakukanlah pembangunan di segala sektor, terutama pembangunan di bidang industri. Industri kimia merupakan salah satu industri yang diharapkan dapat memajukan pembangunan di Indonesia. Karena keadaan yang demikian ini, industri kimia mengalami peningkatan secara kualitas maupun kuantitas baik industri yang mengolah bahan baku maupun bahan penunjang untuk menjadi bahan setengah jadi ataupun bahan jadi. Salah satu bahan kimia yang kebutuhannya belum terpenuhi dari dalam negeri adalah tricresyl phosphate yang merupakan senyawa organik ester dengan rumus molekul C 21 H 21 PO 4 . Sebutan lain untuk tricresyl phosphate TCP adalah tritolyl phosphate, tritolyl ester, phosphoric acid tris methyl phenyl ester dan tris tolyloxy phosphine oxide. Gambar 1.1 Tricresyl Phosphate TCP Bentuk dan wujud TCP berupa cairan kental, tidak berwarna, tidak berbau, tidak mudah terbakar, tidak larut dalam air, larut dalam cairan organik, tidak menyerap air dan sedikit sekali menguap non volatil. TCP merupakan bahan kimia yang digunakan sebagai bahan plasticizer bahan pelunak. Menurut Waldo L. Semon 1926, PVC menjadi sangat elastis jika dipanaskan dalam cairan TCP. Semakin banyak TCP yang digunakan, PVC akan semakin elastis dan sebaliknya PVC akan menjadi keras bila TCP yang digunakan semakin sedikit. Contoh aplikasi seperti kulit imitasi, plastik untuk alas meja dan sebaginya. TCP juga digunakan sebagai lubricants bahan pelumas, cable coating pelapis kabel dan bahan penyusun cat kuku Kirk and Othmer, 1978. CH 3 CH 3 CH 3 P O O O O Melihat dari manfaat yang dapat diperoleh cukup besar, maka diperkirakan kebutuhan akan TCP pada tahun-tahun mendatang akan semakin meningkat. Pabrik TCP ini belum ada di Indonesia dan selama ini kebutuhan akan TCP masih impor dari Cina, Amerika, India dan Jepang. Dalam perancangan ini digunakan cresol C 7 H 8 O dan phosphorus oxychloride POCl 3 sebagai bahan baku untuk TCP. Berdasarkan pertimbangan-pertimbangan tersebut diatas maka pabrik ini layak didirikan di Indonesia. Kehadiran pabrik TCP di Indonesia akan mendatangkan beberapa keuntungan, antara lain : 1. Produk TCP segera mungkin dapat memenuhi kebutuhan dalam negeri sehingga mengurangi ketergantungan impor. 2. Membuka peluang bagi didirikannya industri lain yang menggunakan TCP sebagai bahan baku. 3. Membuka lapangan kerja baru dalam rangka mengurangi jumlah atau tingkat pengangguran serta menambah tingkat perekonomian masyarakat Indonesia. 4. Selain itu pendirian pabrik ini bertujuan untuk diversifikasi produk menjadi bahan yang mempunyai nilai ekonomi yang tinggi sehingga akan menunjang pendapatan negara.

1.2 Kapasitas Perancangan

Kebutuhan TCP di Indonesia diperkirakan akan terus meningkat dalam beberapa tahun mendatang, hal ini dikarenakan semakin berkembangnya industri plasticizer . Pabrik TCP yang telah berdiri di luar negeri adalah di Negara China, kapasitas produksi mencapai 800 – 1.000 tontahun, Negara Jepang 33.000 tontahun, dan USA mencapai 54.000 tontahun RIVM report, 2005. Berikut adalah data import TCP ke Indonesia menurut Badan Pusat Statistik dari tahun 2006 – 2010. Tabel 1.1 Data impor TCP Indonesia 2006 – 2010 Tahun Tahun ke Jumlah Impor ton 2006 1 17.338 2007 2 18.371 2008 3 20.516 2009 4 16.572 2010 5 19.143 Sumber: Data Badan Pusat Statistik Tahun 2011 Berdasarkan data pada Tabel 1.1, produksi TCP pada tahun 2009 mengalami penurunan yang drastis, hal ini dikarenakan adanya krisis global sehingga berdampak pada produksi bahan kimia termasuk TCP. Data Tabel 1.1 kemudian dibuat regresi linier yang menyatakan hubungan antara tahun dengan jumlah impor TCP. Gambar 1.2 Grafik Impor TCP Indonesia 2006 – 2010 Persamaan garis hasil regresi linier yang diperoleh adalah sebagai berikut : y = 181,1x + 17.845 Pada tahun 2016 saat pembuatan pabrik TCP, diperkirakan impor sebanyak tontahun = 181,1x + 17.845 = 181,1 11 + 17.845 = 19.837,1 tontahun Berdasarkan perhitungan tersebut diasumsikan bahwa TCP yang diimpor ke Indonesia sepenuhnya digunakan untuk kebutuhan dalam negeri. Hal ini dikarenakan tidak adanya data ekspor untuk TCP BPS, 2010. Untuk meningkatkan devisa negara, maka kapasitas rancangan pabrik TCP yang akan didirikan pada tahun 2016 sebesar 25.000 tontahun. Dengan kapasitas produksi tersebut diharapkan dapat mencukupi kebutuhan dalam negeri dan kemungkinan sisanya dapat diekspor ke negara di Benua Asia. Berikut ini adalah tabel data impor TCP Benua Asia bagian tenggara : Tabel 1.2 Data impor TCP Asia Tenggara 2010 Negara Jumlah Impor tonper kapita Thailand 6.050 Singapura 4.250 Filipina 2.300 Malaysia 1.000 Brunei 700 Myanmar 500 Laos 250 Sumber: Data Encarta Encyclopedia Tahun 2011 seperti Thailand. Dasar pertimbangan ekspor ke Thailand karena Thailand masih memerlukan PVC dalam jumlah yang cukup besar sebagai plasticizer. Produksi PVC di Negara Thailand sebesar 119.000 tontahun, sedangkan Indonesia sebesar 605.000 tontahun. Berdasarkan banyaknya produksi PVC di Indonesia ini, Thailand berencana ingin membeli 10 PVC di Indonesia. Oleh karena itu dapat diambil kesimpulan bahwa kebutuhan PVC di Thailand ini belum terpenuhi dan akan berusaha untuk memenuhi kebutuhan tersebut sehingga produk TCP diperlukan di Negara Thailand.

1.3 Lokasi Pabrik

Pemilihan lokasi pabrik merupakan hal yang sangat penting sehingga dilakukan perhitungan yang baik, secara ekonomi maupun teknis, tanpa melupakan keadaan sosial dan kemungkinan pengembangan dimasa mendatang. Pabrik TCP akan didirikan di daerah Gresik, Jawa Timur. Dasar pertimbangan utama yang diambil dalam pemilihan lokasi pabrik adalah : 1. Kemudahan mendapatkan bahan baku Beroperasinya suatu pabrik sangat tergantung pada ketersediaan bahan baku. Oleh karena itu, bahan baku sangat penting dalam pengoperasian pabrik. Pabrik TCP menggunakan bahan baku cresol yang diperoleh dari PT. Diamond Trading Internasional, Indonesia yang telah berdiri sejak tahun 2002 dengan memiliki kualitas yang sama dengan impor. Bahan baku phosphorus oxychloride diperoleh dari Great Lake Chemical, Nitro, USA. Pengiriman phosphorus oxychloride diterima melalui pelabuhan Tanjung Perak, Surabaya. 2. Pemasaran Produk Faktor yang perlu diperhatikan adalah letak wilayah pabrik yang membutuhkan TCP dan jumlah kebutuhannya. Di Jawa timur khususnya Gresik merupakan kabupaten yang dianggap maju karena terdapat berbagai macam pabrik. Pabrik yang menggunakan bahan baku TCP adalah Pabrik Maspion Perusahaan Siam Maspion dengan kapasitas produksi sebesar 70.000 tontahun dengan penggunaan TCP sebesar 20 dari kapasitas produksi. Selain PT. Maspion, Pertamina juga menggunakan bahan baku TCP sebagai lubricants minyak pelumas sebesar 5. Penggunaan TCP sebagai bahan zat pembantu untuk produk intermediate banyak juga ditemukan di industri kometik cat kuku sebesar 7 yang juga banyak berlokasi di daerah Pulau Jawa. 3. Transportasi Transportasi sangat dibutuhkan sebagai penunjang utama untuk penyediaan bahan baku dan pemasaran produk. Pemilihan lokasi pabrik di Gresik, Jawa Timur karena dekat dengan Pelabuhan Tanjung Perak, sehingga arus dari bahan baku import lebih mudah dan lancar serta transportasi darat yang memiliki infrastruktur yang cukup baik. Keadaan tersebut dapat mempermudah pemasaran produk. 4. Tenaga Kerja Tenaga kerja merupakan hal yang cukup penting untuk menunjang kelancaran proses produksi. Tenaga kerja yang dibutuhkan adalah tenaga kerja yang berpendidikan menengah atau kejuruan. Penyediaan tenaga kerja diperoleh dari daerah Gresik, Jawa Timur dan sekitarnya. Sehingga dalam perekrutan tenaga kerja tidak mengalami kendala. 5. Utilitas Utilitas merupakan salah satu faktor yang sangat penting dalam pengoperasian suatu pabrik. Utilitas utama meliputi penyediaan air, bahan bakar dan listrik yang mengharuskan lokasi pabrik dekat dengan sumber tersebut. Pabrik TCP memerlukan air yang cukup banyak untuk kebutuhan utilitas, rumah tangga, pencuci peralatan, media pendingin dan sebagainya. Untuk memenuhi kebutuhan ini pengadaan air diambil langsung dari saluran induk Sungai Bengawan Solo yang dekat dengan daerah Gresik. Bahan bakar digunakan untuk generator listrik adalah solar, yang diperoleh dari distributor PT. Pertamina. Kebutuhan listrik disuplai oleh PT. PLN Perusahaan Listrik Negara dan generator cadangan hanya dipergunakan jika terjadi pemadaman listrik oleh PLN. 6. Lahan Faktor ini berkaitan dengan rencana pengembangan pabrik lebih lanjut. Gresik merupakan daerah kawasan industri yang sedang berkembang yang ditandai dengan berdirinya beberapa pabrik-pabrik di kawasan tersebut sehingga lahan di daerah tersebut sudah disiapkan untuk pendirian atau pengembangan suatu pabrik. Semakin meningkatnya pemintaan produk akan menuntut adanya perluasan pabrik. 7. Karakteristik lokasi Karakteristik lokasi menyangkut iklim didaerah tersebut, yang tidak rawan terjadinya banjir, serta kondisi sosial masyarakatnya. Dalam hal ini daerah Gresik, Jawa Timur bisa digunakan sebagai lokasi pendirian Pabrik TCP. 8. Kebijakan Pemerintah Pendirian suatu pabrik perlu mempertimbangkan faktor kebijakan pemerintah yang terkait didalamnya, kebijaksanaan pengembangan industri, hubungannya dengan pemerataan kesempatan kerja dan kesejahteraan masyarakat. Di samping itu, pabrik yang didirikan juga harus berwawasan lingkungan, artinya keberadaan pabrik tersebut tidak mengganggu atau merusak lingkungan sekitarnya. Letak pabrik ini di daerah yang memang telah disediakan oleh pemerintah daerah Jawa Timur khusus untuk kawasan industri terpadu jauh dari kepadatan penduduk dan tersedianya cadangan air yang cukup banyak. Oleh karena itu pembangunan dan pengembangan di daerah tersebut tidak bertentangan dengan kebijakan pemerintah.

BAB II. DISKRIPSI PROSES

2.1 Jenis Proses Berdasarkan Bahan Baku

Tricresyl phosphate TCP dapat dibuat melalui beberapa proses berdasarkan bahan baku yang bervariasi. Berdasarkan bahan baku ada 2 proses komersial yang di pakai untuk memproduksi TCP yaitu : 1. Proses dengan bahan baku cresol dan phosphorus pentachloride 2. Proses dengan bahan baku cresol dan phosphorus oxychloride Uraian kedua proses diatas adalah sebagai berikut : 1. Proses dengan bahan baku cresol dan phosphorus pentachloride. Salah satu proses dalam pembuatan TCP adalah dengan mereaksikan senyawa cresol dengan phosphorus pentachloride. Reaksinya adalah sebagai berikut : 3 C 7 H 8 O + PCl 5 → C 21 H 21 O 3 PCl 2 + 3 HCl C 21 H 21 O 3 PCl 2 + H 2 O → C 21 H 21 PO 4 + 2 HCl 3 C 7 H 8 O + PCl 5 + H 2 O → C 21 H 21 PO 4 + 5 HCl Prinsip dalam pembuatan TCP dengan bahan baku cresol dan phosphorus pentachloride adalah sebagai berikut : Cresol dimasukkan ke dalam reaktor kemudian ditambahkan PCl 5 secara perlahan. Penambahan secara kontinyu dengan laju alir 5 lb per menit untuk 900 lb cresol. Reaksi berlangsung secara eksothermis dan temperatur dipelihara pada suhu 80 o C dengan cara mengatur laju alir penambahan PCl 5 . Setelah semua PCl 5 dimasukkan laju udara dari uap air dilanjutkan sampai reaksi hidrolisis sempurna. HCl yang diperoleh diambil dan dipindahkan ke sistem recovery. TCP mentah kemudian dipindahkan dari reaktor dan dimurnikan, Kelemahan dari proses ini adalah kebutuhan air untuk reaksi lebih banyak sehingga kurang efisien. 2. Proses dengan bahan baku cresol dan phosphorus oxychloride Proses inilah yang sejauh ini diketahui sebagai proses yang dilakukan untuk pabrikasi. Reaksinya adalah sebagai berikut : 3 C 7 H 8 O + POCl 3 → C 21 H 21 PO 4 + 3 HCl Proses pembuatan TCP dengan bahan baku cresol dan phosphorus oxychloride adalah sebagai berikut : Cresol dan phosphorus oxychloride dimasukkan kedalam reaktor secara kontinyu. Reaksi berlangsung secara eksotermis dan temperatur dipelihara pada suhu 150 o C dengan tekanan 10 atm. Produk utama yang dihasilkan berupa TCP dimurnikan di Menara Distilasi untuk mendapatkan produk dengan kemurnian yang tinggi. Uap HCl yang dihasilkan dikondensasi dan disimpan sebagai produk samping. Konversi yang dihasilkan sebesar 77 dengan reaktan berlebih 10 phosphorus oxychloride US. Patent 2.960.524

2.2 Tinjauan Ekonomi Masing-Masing Proses Pembentukan TCP

2.2.1 Proses menggunakan cresol C 7 H 8 O dan phosphorus pentachloride PCl 5 Tabel 2.1 Harga bahan baku dan produk TCP dari cresol dan phosphorus pentachloride Bahan Baku dan Produk BM kgmol Harga US kg C 7 H 8 O 108,14 1,63 PCl 5 208,22 1,98 C 21 H 21 PO 4 368,35 5,76 Sumber : www.merck-chemicals.co.id , 2012. www.icis.com , 2012. Dengan reaksi : 3 C 7 H 8 O + PCl 5 → C 21 H 21 O 3 PCl 2 + 3 HCl C 21 H 21 O 3 PCl 2 + H 2 O → C 21 H 21 PO 4 + 2 HCl 3 C 7 H 8 O + PCl 5 + H 2 O → C 21 H 21 PO 4 + 5 HCl • C 7 H 8 O = US x 108,14 x 3 mol = US 528,8046 • PCl 5 = US x 208,22 x 1 mol = US 412,2756 • C 21 H 21 PO 4 = US x 368,35 x 1 mol = US 2.121,696 Keuntungan = [harga produk - harga bahan baku] x Kapasitas = [US 2.121,696 – US 528,8046 + US 412,2756] x 25.000 = US 29.515.395 asumsi US1 = Rp 9.320 = Rp 275.083.481.000 2.2.2 Proses menggunakan cresol C 7 H 8 O dan phosphorus oxychloride POCl 3 Tabel 2.2 Harga bahan baku dan produk TCP dari cresol dan phosphorus oxychloride Bahan Baku dan Produk BM kgmol Harga US kg C 7 H 8 O 108,14 1,63 POCl 3 153,35 1,47 C 21 H 21 PO 4 368,35 5,76 Sumber : www.merck-chemicals.co.id , 2012. www.icis.com , 2012. Dengan reaksi : 3 C 7 H 8 O + POCl 3 → C 21 H 21 PO 4 + 3 HCl • C 7 H 8 O = US x 108,14 x 3 mol = US 528,8046 • POCl 3 = US x 153,35 x 1 mol = US 225,4245 • C 21 H 21 PO 4 = US x 368,35 x 1 mol = US 2.121,696 Keuntungan = [harga produk - harga bahan baku] x Kapasitas = [US 2.121,696 – US 528,8046 + US 225,4245] x 25.000 = US 34.186.672,50 asumsi US1 = Rp 9.320 = Rp 318.619.788.000

2.3 Tinjauan Termodinamika

Tinjauan secara termodinamika ditujukan untuk mengetahui sifat reaksi endotermiseksotermis. Penentuan panas reaksi yang berjalan secara eksotermis atau endotermis dapat dihitung dengan perhitungan panas pembentukan standar Δ H°f pada P = 1 atm dan T = 298 K. 2.3.1 Proses dengan bahan baku cresol dan phosphorus pentachloride Dengan reaksi : 3 C 7 H 8 O + PCl 5 → C 21 H 21 O 3 PCl 2 + 3 HCl C 21 H 21 O 3 PCl 2 + H 2 O → C 21 H 21 PO 4 + 2 HCl 3 C 7 H 8 O + PCl 5 + H 2 O → C 21 H 21 PO 4 + 5 HCl Tabel 2.3 Nilai Δ H°f Komponen Untuk Pembuatan TCP dari Cresol dan Phosphorus Pentachloride Δ H°r 298 K = Δ H°f produk - Δ H°f reaktan = [Δ H° f C 21 H 21 PO 4 +5 x Δ H° f HCl]–[3 x Δ H° f C 7 H 8 O+Δ H° f PCl 5 +Δ H° f H 2 O] = [3.385,7621 + 5 x -18.102,6900] – [3 x 29.789,7790 + 73.426,6900 + 37.811,0350] = - 106.508 kjmol Karena nilai Δ H°r 298 K negatif, maka reaksi bersifat eksothermis. 2.3.2 Proses TCP dengan bahan baku cresol dan phosphorus oxychloride Dengan reaksi : 3 C 7 H 8 O + POCl 3 C 21 H 21 PO 4 + 3 HCl Tabel 2.4 Nilai Δ H°f Komponen Untuk Pembuatan TCP dari Cresol dan Phosphorus Oxychloride Komponen Δ H°f, kJmol C 7 H 8 O 29.789,7790 PCl 5 H 2 O 73.426,6900 37.811,0350 C 21 H 21 PO 4 HCl 3.385,7621 18.102,6900 Komponen Δ H°f, kJmol C 7 H 8 O 29.789,77 POCl 3 62.842,86 C 21 H 21 PO 4 HCl 3.585,76 18.102,69 Δ H°r 298 K = Δ H°f produk - Δ H°f reaktan = [Δ H° f C 21 H 21 PO 4 +3 x Δ H° f HCl] – [3 x Δ H° f C 7 H 8 O+Δ H° f POCl 3 ] = [3.585,7621 + 3 x 18.102,6900] – [3 x 29.789,7790 + 62.842,8659] = -94.318,3708 kjmol Karena nilai Δ H°r 298 K positif, maka reaksi bersifat eksothermis Berdasarkan perhitungan nilai ekonomi dan tinjauan termodinamika, maka dibuat tabel perbandingan untuk proses pembuatan TCP sebagai berikut : Tabel 2.5 Karakteristik Proses Pembuatan TCP No. Karakteristik 1 2 1 Bahan Baku Cresol, phosphorus pentachloride dan air Cresol dan phosphorus oxychloride 2 Fase bahan baku Cair-cair Cair-cair 4 Δ H°f kjkmol -106.507,8495 eksothermis -94,318,3708 eksothermis 5 Keuntungan Rp 275.083.481.000 304.000.000.000 6 Limbah HCl per mol produk 5 3 Berdasarkan pada tabel 2.5 proses pembuatan TCP menggunakan bahan baku cresol dan phosphorus oxychloride memiliki keuntungan yang paling besar dibandingkan menggunakan bahan baku cresol dan phosphorus pentachloride dan air. Selain itu proses nomor 2 melepas panas lebih sedikit dibandingkan proses nomor 1 sehingga kebutuhan air pendingin lebih sedikit.

BAB III. SPESIFIKASI BAHAN BAKU DAN PRODUK

3.1 Spesifikasi Bahan Baku

3.1.1 Cresol Sifat fisis : Rumus molekul : C 7 H 8 O Berat molekul : 108,14 kgkmol Fase : Cair Kemurnian : 98 cresol, 2 phenol Densitas : 0,3726 kglt 25 o C Titik lebur : 12 o C Titik didih : 202,2 o C Viskositas : 1,2217 cp Temperatur kritis : 430 o C Tekanan kritis : 49,40 atm Cp, j mol K : –166.220 + 2.994,3T + -7,6203T 2 + 0,0069T 3 Kelarutan : 2,5 g 100g dalam air 40 o C Kanampakan : cairan agak kekuningan Sifat kimia : 1. Hidrogenasi CH 3 C 6 H 4 OH + 3H 2 → CH 3 C 6 H 10 OH 2. Oksidasi CH 3 C 6 H 4 OH + O 2 → CH 3 C 6 H 3 O 2 + H 2 O 3. Subtitusi cresol dengan halogen CH 3 C 6 H 4 OH + Br 2 → CH 3 C 6 H 4 OBr 4. Nitrasi CH 3 C 6 H 4 OH + HNO 3 → CH 3 C 6 H 4 ONO 2 +H 2 O Kirk and Othmer,1994 3.1.2 Phosphorus Oxychloride Sifat fisis : Rumus molekul : POCl 3 Berat molekul : 153,3322 kgkmol Fase : Cair Kemurnian : 99,98 POCl 3 0,02 PCl 3 Densitas : 0,3341 kglt 25 o C Titik beku : 44,20 C Titik didih : 105,80 C Viskositas : 1,0433 cp Temperatur kritis : 329,15 C Tekanan kritis : 76 atm Cp, j mol K : 367.040 + -1.604,1T + 2,7478T 2 + 0,00021T 3 Kelarutan : larut dalam benzen dan carbon disulfida Kenampakan : cairan putih Sifat kimia 1. POCl 3 bereaksi dengan cresol membentuk tricresyl phosphate dan HCl 3CH 3 C 6 H 4 OH + POCl 3 → CH 3 C 6 H 4 O 3 PO + 3HCl 2. POCl 3 dalam air akan terurai atau terhidrolisis POCl 3 + 3H 2 O → H 3 PO 4 + 3HCl Kirk and Othmer,1994 3.2 Spesifikasi Produk 3.2.1 Tricresyl Phosphate Rumus molekul : C 21 H 21 PO 4 Berat molekul : 368,3729 kgkmol Fase : Cair Kemurnian : 99,9974 TCP 0,026 cresol Densitas : 0,3826 kglt 25 o C Titik Didih : 410 o C Titik beku : -33 o C Viskositas : 38,8 cp Temperatur kritis : 526,85 o C Tekanan kritis : 12 atm Cp, j mol K : 607,875 - 0,60106 T – 0,3884T 2 Kelarutan : larut dalam alkohol eter Kenampakan : cairan bening agak kekuningan

3.3 Spesifikasi Produk Samping

3.3.1 Hydrochloride Acid Sifat fisis : Rumus Molekul : HCl Berat molekul : 36,4610 kgkmol Fase : Cair Kemurnian : 32 Titik lebur : -141,18 o C Titik didih : -85,05 o C Densitas : 1,6362 kglt 25 o C Viskositas : 1,60 cp Temperatur kritis : 51,65 o C Tekanan kritis : 82 atm Cp, j mol K : 47.300 + 90T Kelarutan : 72 g 100ml air Kenampakan : Bening, tidak berwarna Sifat kimia : 1. HCl bereaksi dengan methanol pada suhu 340–350 o C membentuk methyl klorida CH 3 OH + HCl → CH 3 Cl + H 2 O 2. The Deacon Process Oksidasi fase uap dengan udaraoksigen dengan katalis mangan pada suhu optimum 430 – 475 o C 4HCl + O 2 → 2Cl 2 + 2H 2 O 1. Reaksi dengan zat pengoksidasi HCl dan O 2 bereaksi dalam keadaan gas menghasilkan klorin HCl + O 2 → 2Cl 2 + H 2 O

3.4 Spesifikasi Impurities

3.4.1 Phenol Rumus molekul : C 6 H 6 O Berat molekul : 94,11 kgmol Fase : cair Kemurnian : 98 phenol, 2 air Titik beku : 41 C Titik didih : 182 C Densitas : 0,5432 kglt 25 o C Viskositas : 3,437 cp Temperatur kritis : 421,1 C Cp, jmol K : 101.720 + 317,61T Kelarutan : larut dalam air, benzene, sangat larut dalam alkohol, khlor, alkali Kenampakan : tidak berwarna 3.4.2 Phosphorus Trichloride Rumus molekul : PCl 3 Berat molekul : 137,33 kgkmol Fase : Cair Kemurnian : 99,95 PCl 3 0,05 POCl 3 Densitas : 0,4223 kglt 25 o C Titik beku : -93,60 C Titik didih : 76,10 C Viskositas : 0,438 cp Temperatur kritis : 285,5 C Tekanan kritis : 55,96 atm Cp, j mol K : 124.680 + -81,075T + 0,1721T 2

V. SPESIFIKASI PERALATAN

A. Peralatan Proses

Peralatan proses Pabrik Tricresyl Phosphate dengan kapasitas 25.000 tontahun terdiri dari :

1. Tangki Penyimpanan Phosphorus Oxychloride ST-101

Tabel. 5.1 Spesifikasi Tangki Phosphorus Oxychloride ST-101 Alat Tangki Penyimpanan Phosphorus Oxychloride Kode ST-101 Fungsi Menyimpan phosphorus oxychloride dengan kapasitas 953.256 kg Bentuk Silinder tegak vertikal dengan dasar datar flat bottom dan atap head berbentuk conical roof. Kapasitas 1.156,7155 m 3 Dimensi Diameter shell D = 40 ft Tinggi shell Hs = 28 ft Tebal shell t s = 1,62 in Tinggi atap = 0,80 ft Tinggi total = 28,80 ft Tekanan Desain 53,5393 psi Bahan Carbon Steel SA-283 Grade C

2. Tangki Penyimpanan Cresol ST-102

Tabel. 5.2. Spesifikasi Tangki Cresol ST-102 Alat Tangki Penyimpanan Cresol Kode ST-102 Fungsi Menyimpan cresol dengan kapasitas 203.719kg Bentuk Silinder tegak vertikal dengan dasar datar flat bottom dan atap head berbentuk conical roof Kapasitas 271.6457 m 3 Dimensi Diameter shell D = 25 ft Tinggi shell Hs = 18 ft Tebal shell t s = 0,5 in Tinggi atap = 1,46 ft Tinggi total = 19,46 ft Tekanan Desain 23,5306 psi Bahan Carbon Steel SA-283 Grade C

3. Pompa PP-101

Tabel 5.3 Spesifikasi Pompa PP – 101 Alat Pompa Fungsi Mengalirkan phosohorus oxychloride dari Storage Tank ST-101 menuju ke heater HE-101 Jenis Centrifugal pump , single suction, single stage Bahan Konstruksi Stainless Steel austenitic AISI tipe 316 Kapasitas 6,89 gpm Efisiensi Pompa 44 Dimensi NPS = 0,75 in Sch = 40 in Beda ketinggian = 8 m Power motor 0,5 hp NPSHA 10,5079 m

4. Pompa -102 PP-102

Tabel 5.4 Spesifikasi Pompa PP – 102 Alat Pompa Fungsi Mengalirkan cresol dari Storage Tank ST-102 menuju ke Menara Distilasi MD-201 Jenis Centrifugal pump , single suction, single stage Bahan Konstruksi Stainless Steel austenitic AISI tipe 316 Kapasitas 61,89 gpm Efisiensi Pompa 62 Dimensi NPS = 1,5 in Sch = 40 in Beda ketinggian = 8 m Power motor 1,5 hp NPSHA 44,94 m

5. Heater 101 HE-101